KR950002369B1 - 변속기용 타행(楕行)-동기(同期)-타행식 제어방법 - Google Patents

변속기용 타행(楕行)-동기(同期)-타행식 제어방법 Download PDF

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Abstract

내용 없음.

Description

변속기용 타행(惰行)-동기(同期)-타행식 제어방법.
제1a-1b도는 본 발명에 따라서 제어되는 컴퓨터 처리용 전자식 변속 제어장치를 도시한 개략구성도.
제 2 도-제 3 도는 본 발명에 따라서 타행(惰行)-동기-타행(惰行)(Coast-sync-coast)식 감속변속작동 도중에 발생하는 다양한 변속 및 제어매개 변수들을 도시한 그래프도.
제4,5,6,7,8a,8b 및 9도는 본 발명의 제어방법을 실행함에 있어서, 제1a도의 (컴퓨터 처리용)제어부에 의해 실행되는 플로우 다이어그램.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
12 : 엔진 14 : 변속기
16 : 트로틀 24 : 토오크변환기
40 : 출력부재 68 : 압력조절밸브(PRV)
108 : 도그클러치(dog clutch) 160 : 서어브밸브(servo valve)
190 : 유체조절밸브 222-232 : 솔레노이드(solenoid)
270 : 제어부 288 : 속도변환기
298 : 온도검출기 Ne : 엔진속도
Nt : 터빈속도 Nt(3) : 동기속도
Nt(3), Nt(4) : 동기속도
본 발명은 다단 변속비를 갖춘 클러치 대 클러치(cluth-to-cluth)의 자동변속기의 감속제어에 관한 것으로, 보다 상세히는, 타행(惰行)-동기-타행(惰行)(Coast-sync-coast)의 감속변속작동을 제공하는 제어방법에 관한 것이다.
본 발명이 관련되는 방식의 자동차용 변속기는 다수개의 유압 작동식 토오크 전달장치, 이하에는 클러치로 표기함을 갖추고, 사전에 설정된 작동패턴(pattern)에 따라서 자동으로 결합되거나 분리되어 변속기의 입력축과 출력축 사이에서 여러개의 속도비를 설정하고 있다. 상기 입력축은 토오크 변환기와 같은 유체 연결장치를 통해 내연기관인 엔진(engine)과 연결되고, 출력축은 기계적으로 하나 또는 그 이상의 자동차 구동바퀴를 작동시키도록 연결된다.
상기 변속기의 다양한 속도비(speed ratio)는 일반적으로 Ni/No의 비율로서 설정되고, 여기서 Ni는 상기 입력축 속도이고, No는 출력축 속도이다. 상대적으로 높은 수치(value)를 갖는 속도비는 상대적으로 낮은 출력속도를 발생시키고, 일반적으로 저(lower) 속도비라고 불리우며 ; 상대적으로 낮은 수치를 갖는 속도비는 상대적으로 높은 출력속도를 발생시키고, 일반적으로 고(upper)속도비라고 불리운다.
상기 다양한 속도비 사이의 변속작동은 현재 또는, 실제 속도비(Ract)를 출력시키는 클러치의 해제작동과, 원하는 속도비(Rdes)를 출력시키는 클러치의 결합작동을 포함한다. 상기 해제되는 클러치는 분리예정(off-going) 클러치라고 불리우고, 결합되는 클러치는 결합예정(on-coming) 클러치라고 불리운다. 상기 방식의 변속작동은 속도응답(speed responsive) 또는 자유회전 기구(freewheeling element)가 사용되지 않는 클러치-대-클러치(clutch-to-clutch)방식으로 불리운다.
변속작동은 하나 또는 그 이상의 부하 상태 매개변수(load condition parameter)의 측정값과 사전에 설정된 값(Value)과의 비교결과에 따라서 개시된다. 상기 매개변수들은 일반적으로 차량속도를 포함하고, 변속기는 상기 차량속도가 증가되는 경우에 고속도비로 연속적으로 감속변속작동되며, 상기 차량속도가 감소되는 경우에 저속도비로 연속적으로 감속변속작동된다.
본 발명은 타행(惰行) 상태(coast condition), 즉, 차량속도가 브레이크(brake)의 작동이나 또는 작동하지 않은 상태로 폐쇄된 또는 약간 열린 엔진트로틀의 위치에서 감속되는 상태, 도중에 클러치-대-클러치식 감속변속작동을 제어하는 방법에 집중된다. 타행 감속변속작동(coast downshift)을 수행하는 경우, 하나의 목적은 변속작동의 시기를 적절히 맞추어 동력전달계통의 파괴(disruption)를 최소화시키는 것이다. 상기 목적은 결합예정 클러치를 지나가는 속도의 편차가 클러치 결합순간에 일치하거나 0에 근접해야 한다는 점을 의미한다. 다른 목적은, 운전자가 엔진트로틀(engine throttle)의 위치를 변화(증가)시켜 상기 타행상태를 종료시키는 경우에 적절한 출력 성능(performance)을 제공하는 속도비의 설정을 유지하여야 한다는 점이다. 또한 상기 목적은 자동차가 정지하기 위해 서행하는 경우 연속적인 변속작동이 발생되어야만 하고, 분리예정 클러치의 해제작동과 결합예정 클러치의 결합작동사이의 중립구간(neutral interval)이 최소화되어야만 한다는 점을 의미한다.
상기 언급된 목적들은 미국특허 제4, 671, 139호에 개시된 클러치-대-클러치식 변속제어 방법에 의해 달성된다. 상기 제어방법에 따르면, 타행감속변속작동은 상기 변속기의 압력속도가 엔진의 중립 공전속도(neutral idle speed)이하로 저하된 후에 개시된다. 또한, 분리예정 클러치는 해제되어 상기 입력속도가 상기 엔진의 중립공정속도로 회복되는 중립구간을 개시시킨다. 이 순간(point)에 결합예정 클러치가 결합되어 상기 변속 작동을 종래한다. 자동차에 사용되는 용어(term)로는, 상기 변속작동이 구동-동기-구동(drive-sync-drive)식 변속작동으로 불리워지고, 이러한 이유는, (1) 상기 변속작동이 입력속도가 엔진속도보다 낮은 구동상태(drive condition)에서 개시되고, (2) 상기 변속작동이 결합예정 클러치를 지나치는 속도편차가 서로 일치하거나 0에 근접하는 동기상태(synchronous condition)에서 종료되며, (3) 구동상태가 상기 변속작동후에 즉시 회복된다는 점이다. 따라서, 상기 제어방식에서는 티향감속 변속 작동이 상대적으로 낮은 차량속도에서 발생한다는 특성을 갖고 있다. 본 토오크 발명에 따른 제어방법은, 청구범위 제 1 항의 특징부에 기재된 바와 같다.
본 발명은 상기 입력속도가 엔진속도를 초과하는 순간에서 엔진제어를 실시하여 상기 엔진속도를 변속기의 입력속도와 동기(synchronize)시키는, 클러치-대-클러치 변속작동에 사용되는 타행-동기-타행식 제어방법에 집중된다. 상기 변속작동이 타행-동기-타행식 변속작동(coast-sync-coast shift)으로 불리우는 이유는, (1) 상기 변속작동이 입력속도가 엔진속도보다 높은 타행 상태(coast condition)에서 개시되고, (2) 상기 변속작동이 결합예정 클러치를 지나치는 속도편차가 서로 일치하거나 또는 0에 근접하는 동기 상태에서 종료되며, (3) 타행상태가 상기 변속작동후에 즉시 회복된다는 점이다.
실제작동에 있어서, 본 발명에 따른 타행-동기-타행식 감속 변속작동은 초기(preamble), 중간(Neutral), 충진(Fill) 및 종료(completion)단계(phase)를 포함한다. 상기 초기단계에서는, 토오크 변환기가 해제되고(체결된 경우), 엔진제어가 수정되어 점진적으로 엔진속도를 증가시킨다. 바람직한 실시예에서, 상기 엔진제어는 공전속도조절(idle speed regulation)을 위해 엔진트로틀의 공기 하향흐름(air down stream)량을 제어하는 공회전용 공기 제어부(IAC)를 수정함으로서 달성된다. 상기 수정작동에서, 상기 공회전용 공기제어부는 공지된 흐름상태를 표시하는 한개치(limit value)까지 수정되고, 상기 한계치는 대기랍의 측정치와 관련되어 예정됨으로서 상기 공지된 흐름상태가 고도(altitude)와는 무관하게 발생하도록 된다. 토오크 변환기를 지나치는 속도편차가, 상기 엔진토오크가 변속기의 입력축을 가속시키기에 충분하다고 표시할때에는, 상기 제어작동이 중간단계로 진행된다.
상기 중간 단계에서는, 분리예정 클러치가 분리해제되어 변속기의 입력속도를 저속도비의 동기속도(synchronous speed)로 상승시키도록 된다. 입력속도가 상기 동기 속도에 근접하면, 엔진제어가 해제되어 과도한 제어량(overshooting)을 방지하고, 상기 제어작동은 충진단계로 진행된다.
상기 충진단계에 있어서는, 결합예정 클러치의 결합작동에 필요한 작동유체가 충진되고, 엔진제어가 필요한 경우 변조(modulated)되어, 실제적으로 입력속도를 상기 동기속도와 동일하게 유지한다. 결합예정 클러치가 결합작동을 위해 준비되면, 제어작동이 종료단계로 진행되어 엔진제어가 정상수준으로 복귀되고, 상기 결합예정 클러치로 공급된 압력은 점진적으로 증가되어 클러치를 결합시키고, 변속작동을 종료한다.
상기 설명된 제어작동으로서, 타행감속 변속작동이 상대적으로 높은 차량속도에서 개시가능하고, 동기적(synchronous)으로 변속작동이 종료됨에 따라서 동력전달계통의 파괴를 최소로 유지할 수 있게 된다. 본 발명을 사용하는 클러치-대-클러치식 변속제어에서는, 상기 제어방법이 운전자의 사전 출력/절약 모드(preference performance/Economy mode) 선택을 포함한다. 상기 출력모드(performance)가 선택되는 경우 타행-동기 타행식 제어방법이 주로 사용되고, 절약모드가 선택되는 경우, 상기 언급된 구동-동기-구동식 제어방법이 주로 사용된다.
이하, 본 발명을 도면에 따라 보다 상세히 설명한다.
제1a 및 제1b도에서는, 참조부호 10으로 표기된 자동차의 구동열(drive train)이 엔진(12)과 하나의 후진속도비(a reverse speed ratio) 및 4단의 전진속도비(four forward speed ratio)를 갖춘(평행축식)변속기(14)를 갖추고 있다. 엔진(12)은 가속페달(미도시)과 같은 운전자 조작장치에 기계적으로 연결된 트로틀장치(16)(throttle mechanism)을 갖추어 엔진의 흡기량(air intake)을 조절한다. 공회전용 공기제어부(IAC)(17)(이하, 공기제어부라 함)는, 제너럴 모터스사(General Motors Corporation)에 의해 제작되어 판매된 여러가지 자동차에서 공전속도조절을 위해 일반적으로 사용된 바와같이, 보조공기(Auxiliary air)의 제한된 량(量)이 트로틀 장치(16)의 하류에서 허용되는 우회통로(by-pass path)를 형성한다. 상기 공기제어부(17)는 선(269)을 통해 전기적으로 제어되어 우회공기량을 조절함으로서 엔진토오크 제어를 실현한다. 엔진(12)은 상기 혼합된 흡기와 관련되어 종래방식에 따라서 연료가 분사되어 출력토오크를 생성시킨다. 상기 토오크는 (엔진)출력축(18)을 통해 변속기(14)로 전달된다.
다음, 상기 변속기(14)는 엔진의 출력토오크를 토오크 변환기(24)와, 하나 또는 그 이상의(유압식) 클러치장치(26 내지 34)를 통하여 한쌍의 구동축(20)(22)으로 연결하고, 상기 클러치장치는 사전에 예전된 계획에 따라서 결합되거나 해제되어 원하는 변속속도비를 얻게된다.
상기 변속기(14)에 대하여 보다 상세히 설명하면, 토오크 변환기(24)의 임펠러(impeller) 또는 입력부재(36)가 입력용기(input shell)(38)를 통하여 엔진(12)의 출력축(18)과 회전가능토록 연결된다. 그리고, 토오크 변환기(24)의 터빈(turbine) 또는 출력부재(40)는 임펠러(36)와 유압연결수단으로 결합되고, 축(42)를 회전가능토록 구동시키기 위해 연결된다. 고정자 부재(stator member)(44)는 유체를 재유도하여 임펠러(36)과 터빈(40)을 연결하고, 일방향 장치(one-way device)(46)을 통해 변속기(14)의 하우징(housing)에 연결된다. 상기 토오크 변환기(24)는 클러치장치(26)를 갖추어 축(42)에 연결된 클러치 플레이트(50)를 갖추고 있다. 상기 클러치 플레이트(50)는 입력용기(38)의 내측면과 결합작동가능한 마찰표면(52)을 갖추어 상기 출력축(18)과 축(42) 사이에서 기계적인 직결구조(direct drive)를 형성한다.
또한, 상기 클러치 플레이트(50)는 입력용기(38)와 터빈(40) 사이에 형성된 공간을 작동실(54)과 해제실(56)로 구분한다. 작동실(54)내의 유압이 해제실(56)의 압력을 초과하는 경우, 클러치 플레이트(50)의 마찰표면(52)은 이동되어 제 1 도에 도시된 바와같이 입력용기(38)와 결합되고, 따라서, 상기 클러치장치(26)가 결합되어 토오크 변환기(24)와 평행으로 구동연결된다. 이와같은 경우에는, 임펠러(36)와 터빈(40)에 미끄러짐 현상(slippage)이 발생하지 않게 된다. 그러나, 작동실(54)내의 유압이 해제실(56)의 압력보다 낮게되는 경우에는, 클러치 플레이트(50)의 마찰표면(52)이 입력용기(38)로부터 분리되어, 상기 기계적인 결합작동을 해제시키고, 상기 임펠러(36)과 터빈(40) 사이에서는 미끄러짐 현상이 발생하게 된다. 부호 ⑤는 작동실(54)로 연결되는 유체통로를 나타내고 ⑥은 해제실(56)로 연결되는 유체통로를 나타낸다. 양변위 유압식(positive displacement hydraulic) 펌프(60)는 점선(62)으로 도시된 바와같이 입력용기(38)와 임펠러(36)를 통하여 출력축(18)과 기계적으로 연결된다. 펌프(60)는 유체저장조(64)로부터 저압의 작동유체를 받고, 배출 배관(66)을 통해 변속기의 제어부재(control elements)에 가압(加壓)된 유체를 공급한다. 압력조절 밸브(PRV)(68)는 상기 배출배관(66)에 연결되어 작동유체의 제어된 일부분을 배관(70)을 통하여 유체 저장조(64)로 복귀시킴으로서 배출배관(66)내의 작동유체압력(이하, 관압력이라 함)을 제어한다. 또한, 압력조절밸브(68)는 배관(74)을 통해 토오크 변환기(24)로 유압을 제공한다. 상기 펌프(60)와 압력조절밸브(68)의 설계(designs)가 본 발명의 주된 요점은 아니지만, 이러한 펌프는 미국특허 제4, 342, 545호에 개시되어 있고, 상기 압력조절밸브의 대표적인 예도 미국특허 제4, 283, 970호에 개시되어 있다.
축(42)과 변속기축(90)은 각각 회전가능토록 지지되는 다수개의 기어부재들을 갖추고 있다. 기어부재(80 내지 88)는 축(42)에 지지되고, 기어부재(92 내지 102)는 변환기축(90)에 지지되어 있다. 기어부재(88)는 축(42)에 견고히 연결되고, 기어부재(98)(102)는 변속기축(90)에 견고히 연결된다. 또한, 기어부재(92)는 프리휠장치(freewheeler) 또는 일방향장치(93)를 통하여 변속기축(90)과 연결된다. 기어부재(80)(84)(86) 및 (88)는 기어부재(92)(96)(98) 및 (100)와 각각 맞물리도록 유지되고, 기어부재(82)는 역전 공진기어(reverse idler gear)(103)를 통하여 기어부재(94)에 연결된다. 상기 변속기축(90)은 차례로 기어부재(102)(104)와 종래의 차동기어 세트(differential gear set)(DG)(106)를 통하여 구동축(20)(22)와 연결된다.
도그클러치(dog clutch)(108)는 변속기축(90)에 스플라인(spline)으로 결합되어 축방향으로 활주가능토록 구성되고, 변속기축(90)을 기어부재(96) 또는 기어부재(94)에 각각 견고히 결합시킨다. 기어부재(84)와 변속기축(90) 사이에서 형성되는 전진속도관계는 상기 도그클러치(108)가 변속기축(90)을 기어부재(96)에 연결시킬때에 설정되고, 기어부재(82)와 변속기축(90) 사이에서 형성되는 후진속도 관계는 도그클러치(108)가 변속기축(90)을 기어부재(94)에 연결시킬때에 설정된다.
클러치장치(28 내지 34)는 각각 축(42) 또는 변속기축(90)중의 어느 하나와 견고히 연결되는 입력부재(Input member)와, 하나 또는 그 이상의 기어부재와 견고히 연결되는 출력부재(Output member)를 갖추어 하나의 클러치장치의 결합작동이 각각의 기어부재와 축을 연결시켜 상기 축(42)와 변속기축(90) 사이에서 구동연결작동을 이루게된다. 클러치장치(28)는 축(42)을 기어부재(80)에 연결시키고 ; 클러치장치(30)는 축(42)을 기어부재(82)(84)에 연결시키며 ; 클러치장치(32)는 변속기축(90)을 기어부재(100)에 연결하고 ; 클러치장치(34)는 축(42)을 기어부재(86)에 연결한다. 상기 클러치장치(28 내지 34)의 각각은 복귀스프링(미도시)에 의해 해제된 상태로 편향 지지되어 있다.
클러치장치(28 내지 34)의 결합작동은 각각의 작동실에 유압을 공급하므로서 달성된다. 결과적으로 발생하는 클러치장치(28 내지 34)의 토오크 용량은 가해지는 유압에서 상기 복귀스프링의 압력을 감(減)한 압력, 이하, 작동압력(working pressure)이라 함, 의 함수(function)이다. 부호 ①는 가압된 유체를 클러치장치(28)의 작동실로 공급하는 유체통로를 나타내고 ; 부호 ②와 R는 클러치장치(30)의 작동실로 가입된 유체를 공급하는 유체통로를 나타내며 ; 부호 ③은 클러치장치(32)의 작동실로 가압된 유체를 공급하는 유체통로를 나타내고 ; 부호 ④는 클러치장치(34)의 작동실로 가압된 유체를 공급하는 유체통로를 나타낸다. 상기 여러가지 기어부재(80 내지 88)와 (92 내지 100)는 서로 다른 크기를 갖추어 상기 클러치장치(28)(30)(32) 및 (34)를 결합시키는 경우 1단, 2단, 3단 및 4단의 전진 속도비가 형성되도록 맞물리게 되고, 이때, 전진속도비를 얻기 위해서는 상기 도그클러치(108)가 제 1 도에 도시된 바와같은 위치에 반드시 있어야 함은 물론이다. 중립속도비(neutral speed ratio) 또는 구동축(20)(22)과 엔진의 출력축(18) 사이의 분리작동은 모든 클러치장치(28 내지 34)를 해제 상태로 유지함으로써 달성된다.
상기 다양한 기어의 결합에 의해 얻어지는 상기 속도비는 터빈속도(turbine speed)(Nt)에 대한 출력속도(output speed)(No)의 비율(ratio)로서 일반적으로 결정된다.
변속기(14)에 대한 대표적인 Nt/No 비율은 다음과 같다.
제 1 단-2.368 제 2 단-1.273
제 3 단-0.808 제 4 단-0.585
후진-1,880
현재의 속도비로부터 원하는 속도비의 클러치-대-클러치 변속작동은 현재의 속도비와 결합된 분리예정 클러치의 해제작동과, 원하는 속도비와 결합될 결합 예정클러치의 결합작동을 포함한다. 예를들면, 제 4 단의 속도비로부터 제 3 단의 속도비로의 감속변속작동은 클러치(34)의 해제작동과 클러치(32)의 결합작동을 포함한다. 이하에서 설명되는 바와 같이, 본 발명은 타행상태하에서 클러치-대-클러치식 감속변속작동을 수행하도록된 제어방법에 관련되어 상기 변속작동이 타행상태에서 개시되고, 동기 상태(synchronous condition)에서 종료되며, 다시 타행상태가 수반되도록 실행된다. 이러한 작동방식을 여기에서는 타행-동기-타행(coast-sync-coast)식 감속변속작동이라 한다.
상기 클러치(26 내지 34)의 결합작동과 해제작동을 발생시키는 작동유체의 제어부재는 수동밸브(manual valve)(140), 방향전환 서어브밸브(160) 및 다수개의(전기식) 유체조절밸브(180 내지 190)을 포함하고 있다. 상기 수동밸브(140)는 운전자의 요구에 따라 작동되고, 상기 서어브밸브(160)와 연결되어 제어된 관압력(line pressure)을 상기 적합한 유체조절밸브(182 내지 188)에 유도시키도록 작용한다. 상기 유체조절밸브(182 내지 188)는 차례로, 각각 제어되어 유압을 클러치장치(28 내지 34)에 공급하도록 된다. 상기 유체조절밸브(180)는 출력배관(66)으로부터 압력조절밸브(68)로 유압을 전달하도록 제어되고, 유체조절밸브(190)는 배관(74)으로부터 토오크변환기(24)의 클러치장치(26)로 유압을 전달하도록 제어된다. 상기 서어브밸브(160)는 수동밸브(140)의 상태에 따라 작동되어 도그클러치(108)를 적절히 위치시키도록 작용한다.
수동밸브(140)는 운전자가 원하는 속도범위(speed range)에 따라서 자동차의 운전자로부터 축방향의 기계적입력(input)을 받는 축(142)을 갖추고 있다. 상기 축(142)은, 또한, 점선(146)으로 도시된 바와 같이 적절한 기계적인 연결장치(linkage)를 통해 지시장치(indicator mechanism)(144)와 연결된다. 출력배관(66)으로부터 전달된 유압은 배관(148)을 통해 수동밸브(140)에 입력(input)으로서 가해지고, 상기 수동밸브(140)의 출력(output)은 유압을 공급하여 전진속도비를 맞물리도록 하는 전진(F) 출력배관(150)과, 유압을 공급하여 후진속도비를 맞물리도록 하는 후진(R) 출력배관(152)을 갖추고 있다. 따라서, 수동밸브(140)의 축(142)이 지시장치(144)에 도시된 D4D3및 D2의 위치로 이동되면, 배관(148)으로부터 전달되는 유압은 상기 전진(F) 출력배관(150)으로 유도된다.
상기 축(142)이 지시장치(144)에 도시된 R위치에 있는 경우, 배관(148)으로부터 전달되는 유압은 후진(R) 출력배관(152)으로 유도된다. 상기 수동밸브(140)의 축(142)의 N(중립) 또는 P(주차) 위치에 있는 경우, 배관(148)은 차단되고, 전진 및 후진출력배관(150)(152)은 배출배관(154)에 연결되어 내부의 유체를 상기 유체저장조(64)로 복귀시킨다. 상기 서어브밸브(160)은 유압작동식이고, 시프트포크(shift fork)(164)와 연결된 출력축(162)을 갖추어 도그클러치(108)를 변속기축(90)상에서 축방향으로 이동시킴으로서 선택적으로 전진 또는 후진 속도비를 연결하도록 작동된다. 출력축(162)은 서어브 하우징(servo housing)(168)내에서 축방향으로 이동가능한 피스톤(166)에 연결된다. 서어브하우징(168)내에서 상기 피스톤(166)의 축방향위치는 공간(chamber)(170)(172)에 공급되는 유압에 따라서 결정된다.
수동밸브(140)의 전진출력배관(150)은 배관(174)을 통해 공간(170)으로 연결되고, 수동밸브(140)의 후진출력배관(152)은 배관(176)을 통해 공간(172)으로 연결된다. 수동밸브(140)의 축(142)이 전진범위 위치에 있는 경우, 공간(170)내의 유압은 피스톤(166)을 제 1 도에 도시된 바와 같이 우측으로 밀어주어 도그클러치(108)을 기어부재(96)와 결합시키고, 따라서 전진속도비의 결합작동을 가능하게한다. 수동밸브(140)의 축(142)이 R의 위치로 이동되면, 공간(172)내의 유압이 피스톤(166)을 좌측으로 밀어주어 도그클러치(108)를 기어부재(94)와 결합시킴에 따라서 후진속도비의 결합작동을 가능하게 한다.
각각의 경우에 있어서, 제 2 단 또는 후진속도비의 실제적인 결합작동은 클러치장치(30)의 결합작동전에는 발생되지 않는다는점을 쉽게 알 수 있다. 그리고, 서어브밸브(160)는 후진속도비를 작동시키는 유체조절밸브로서도 작동한다. 이러한 목적을 달성하기 위해서는, 상기 서어브밸브(160)가 상기(전자식) 유체조절밸브(186)와 연결된 출력배관(178)을 갖는다. 운전자가 전진속도비를 선택하는 경우, 서어브밸브(160)의 피스톤(166)은 제 1 도에 도시된 위치로 이동되어 배관(176)과 배관(178)사이에 형성된 통로는 차단되고 ; 운전자가 후진속도비를 선택하는 경우, 배관(176)과 배관(178)사이의 통로는 연결된다.
상기(전기식) 유체조절밸브(180 내지 190)는 각각 유입통로(input passage)에서 펌프(60)로부터 공급되는 유압을 받고, 상기 유압을 압력조절밸브(68) 또는 각각의 클러치장치(26 내지 34)로 유도하도록 제어된다. 유체조절밸브(180)는 출력배관(66)으로부터 관압력을 직접받고, 변화가능한 상기 압력을 부호 V로 표시된 압력조절밸브(68)로 유도시키도록 제어된다. 유체조절밸브(182)(184) 및 (188)는 수동밸브(140)의 전진출력배관(150)으로부터 유압을 받고, 변화가능한 상기 유압을 부호 ④,③ 및 ①로 각각 표시된 클러치장치(34),(32) 및 (28)에 전달하도록 제어된다.
유체조절밸브(186)는 전진출력배관(150)과, 서어브밸브의 출력배관(178)으로부터 유압을 받고, 변화가능한 상기 압력을 부호 ②와 R로 표시된 클러치장치(30)로 전달하도록 제어된다. 유체조절밸브(190)는 압력조절밸브(68)의 배관(74)으로부터 유압을 받아, 변화가능한 상기 압력의 일부분을, 부호 ⑥로 표시된 클러치장치(26)의 해제실(56)로 전달하도록 제어된다. 클러치장치(26)의 작동실(54)에는 부호 ⑤로 표시된 오리피스(orifice)(192)를 통해 출력배관(74)으로부터 유압이 공급된다.
각각의 유체조절밸브(180 내지 190)는 각각의 밸브몸체내에서 축방향으로 이동가능한 스풀부재(spool element)(210 내지 220)를 갖추어 입력통로와 출력통로 사이에서 유체의 흐름을 제어한다. 각각의 스풀부재(210 내지 220)가 제 1 도에 도시된 바와 같이 최우측(rightmost)에 위치되는 경우, 입력통로와 출력통로는 서로 연결된다.
유체조절밸브(180 내지 190) 각각은 부호로 표시된 배출통로를 갖추어, 상기 스풀부재가 최좌측(leftmost)에 위치되도록 이동하는 경우, 작동유체가 각각의 클러치장치로부터 배출되도록 구성된다.
제 1 도에는, 유체조절밸브(180)(182)의 스풀부재(210)(212)가 최우측에 위치되어 각각의 입력통로와 출력통로를 연결시키고, 유체조절밸브(184)(186)(188) 및 (190)의 스풀부재(214) (216) (218) (220)가 도시된 바와 같이 최좌측에 위치되어 각각의 출력통로와 배출통로를 연결하고 있다. 각각의 유체조절밸브(180 내지 190)는 슬레노이드(solenoid)(222 내지 232)를 갖추어 스풀부재(210 내지 220)의 위치를 제어하도록 한다.
상기 각각의 솔레노이드(222 내지 232)는 각각의 스풀부재(210 내지 220)와 연결된 플런저(plunger)(234 내지 244)와, 상기 각각의 플런저를 둘러싸고 있는 솔레노이드 코일(246 내지 256)을 갖추고 있다.
상기 각각의 솔레노이드 코일(246 내지 256)의 일측단자부는 도시된 바와 같이 접지(ground potential)되어 있고, 타측단자부는 제어유니트(control unit)(270)의 출력선(output line)(258 내지 268)에 연결되어 상기 솔레노이드 코일의 구동을 제어하고 있다. 이하에서 설명되는 바와 같이, 제어부(270)는 사전에 계획된 제어연산처리(control algorithm)에 따라서, 상기 솔레노이드 코일(246 내지 256)을 펄스-폭-변조(pulse-width-modulate)시킴으로서 압력조절밸브(68)와 클러치장치(26 내지 34)에 가해지는 유압을 조절하고, 상기 변조작동의 듀티사이클(duty cycle)은 공급되는 압력의 요구되는 크기(magnitude)에 따라서 결정된다.
제어부(270)에 대한 입력신호들은 입력선(input line)(272 내지 285)을 통해 제공된다. 위치검출기(S)(286)는 수동밸브의 축(142) 이동에 따라서 제어유니트(270)에 입력선(272)을 통해 입력신호를 제공한다. 속도변환기(288)(290) 및 (292)는 변속기14)내의 여러가지 회전부재의 회전속도를 검지하여 속도신호를 제어부(270)에 입력선(274)(276) 및 (278)을 통해 각각 제공한다. 속도변환기(288)는 축(42)의 속도, 즉, 터빈 또는 변속기 입력속도(Nt)를 검지하고 ; 속도변환기(290)는 구동축(22), 즉, 변속기 출력속도(No)를 검지하며 ; 속도변환기(292)는 출력축(18)의 속도, 즉, 엔진속도(Ne)를 검출한다.
위치변환기(T)(294)는 트로틀장치(16)의 위치에 따라서 전기적신호를 제어유니트(270)에 입력선(280)을 통해 제공한다. 압력변환기(296)는 엔진(12)의 매니폴드 절대압력(manifold absolute pressure)(MAP)을 검지하여, 이에 상응하는 전기적신호를 제어유니트(270)에 입력선(282)을 통하여 제공한다. 온도검출기(298)는 유체저장조(64)내의 유체온도를 검지하여 이에 상응하는 전기적 신호를 제어유니트(270)에 입력선(284)을 통해 제공한다. 자동차의 계기판(instrument panel)(미도시)에 장착된 변속모드 선택스위치(299)는 운전자의 정상(Normal) 또는 출력(performance) 변속모드 선택을 나타내는 입력신호를 입력선(285)에 제공한다.
제어부(270)는 입력선(272 내지 285)의 신호에 대응하여 이하에서 설명될 사전에 결정된 제어 연산처리에 따라서 출력선(258 내지 268)을 통해 상기 솔레노이드 코일(246 내지 256)의 구동을 제어한다. 상기 제어부(270)는 입력신호를 받고, 여러가지 펄스-폭-변조신호를 출력하는 입/출력(I/O)장치(300)와, 분류-및-제어부스(address-and-control bus)(304), 그리고 양방향성 데이터부스(bi-directional data bus)(306)를 통해 상기 입/출력장치(300)와 연결된 소형컴퓨터(302)를 갖추고 있다.
공기 제어부(17)의 경우에 있어서, 제어작동은 도시된 제어부(270)에 의해서, 또는 선(269)을 통하여 전달되는 상기 제어부(270)에 의해 생성된 제어신호에 따라서 작동하는 엔진제어부(미도시)에 의해서 직접 실현가능하다. 제 2 도는 본 발명에 따라서, 제1a도 내지 제1b도의 클러치-대-클러치식 자동변속기에 대한 제 4 단-제 3 단의 타행-동기-타행식 감속변속작동을 그래프로 도시하고 있다.
그래프 A도는 상기 제 3 단 및 제 4 단 속도비에 대하여, 각각 엔진속도(Ne), 동기속도(synchronous speed)(Nt(3)), (Nt(4))를 도시하고 있다. 그래프 B도는 공기 제어부(17)에 대한 지시(command)를 나타내고 ; 그래프 C도는 토오크변환기(24)를 가로지르는 속도편차(DELTATC)를 나타내는 한편 ; 그래프 D도는 결합예정과 분리예정클러치의 압력지시를 나타낸다.
본 발명에 따른 타행-동기-타행식 감속변속작동은 초기, 중간, 충진 및 종료단계를 포함한다. 상기 초기단계는 특정한 차량속도와 엔진트로틀 상태의 충족에 따라서 시간(to)에서 개시된다. 상기 순간에서, 토오크변환기(24)의 클러치(26)는 분리해제되고(체결된 경우), 공기 제어부(17)의 설정치는 한계설정치(S)를 향하여 점진적으로 증가되어, 시간(t1)에서 상기 한계설정치에 도달하게 된다. 상기 한계설정치(S)는 임해고도(Sea level)에서의 공지된 공기흐름상태를 나타내고, 대기압에 따라서 계획되어 상기 공지된 공기흐름 상태가 고도(altitude)와는 무관하게 발생할수 있도록 된다. 비록 상기 터빈속도(Nt)가 제 4 단 속도비의 동기속도(Nt(4))에서 유지되고 있지만, 클러치(26)의 해제작동은 엔진속도(Ne)를, 그래프 A도의 Ne선에 도시된 바와 같이, 또한 그래프 C도의 DELTATC선으로 반영된 바와 같이, 공전설정치(idle setting)로 향하여 저하시킨다. 그러나 바로 후(後)에 공기 제어부(17)에 의해 공급된 증가된 흡기량은 엔진을 회전시키고, 가속시켜 상기 엔진속도(Ne)와 터빈속도(Nt)사이의 차(GAP)를 감소시킨다. 시간(t2)에서, 속도편차(DELTATC)는, 엔진토오크가 축(42)을 제 3 단 속도비의 동기속도(Nt(3))로 가속시키기에 충분하다는 것을 나타내는 적은 양(positive)의 임계치(T)에 도달한다. 상기 지점에서, 제어작동은 분리예정클러치(34)를 해제시킴으로서 중간단계로 진행한다.
이러한 작동은 상기 엔진속도(Ne)와 터빈속도(Nt)를 상기 동기속도(Nt(3))를 향해 실제로 상승시킨다.
보완수단(back-up-measure)으로서, 기본조건(DELTATC〉T)이 아직 충족되지 않는 경우에는 상기 제어작동이 상기 변속작동 개시후에 일정시간 동안 분리예정클러치(34)를 독립적으로 해제시킨다.
시간(t3)에서, 터빈속도(Nt)는 동기속도(Nt(3))의 사전에 결정된 속도(N4) 범위내에 유지되고, 상기 제어작동은 충진단계로 진행한다. 상기 충진단계에서는, 엔진의 공회전 공기제어지시가 0으로 상승되어 상기 동기속도(Nt(3))의 과소한 제어작동을 피하게 되고, 결합예정클러치(32)의 작동공간에는 결합작동에 필요한 작동유체가 충진된다. 보완수단으로서, 상기 제어작동은, 만일, 기본조건(Nt(3)-Nt〈Nk)이 아직 충족되지 않은 경우, 상기 분리예정클러치의 해제작동후에 일정 시간동안 독립적으로 상기 결합예정클러치의 충진기간을 개시시킬 것이다. 이러한 경우, 상기 사전에 결정된 일정시간은 터빈속도의 요구되는 변화량의 함수로서 결정되는 상기 터빈속도(Nt)가 상기 동기속도(Nt(3))에 실제로 도달하도록 한다.
터빈속도가 결합예정클러치(32)의 충진기간동안에 동기속도(Nt(3)) 이하로 저하되는 경우, 상기 공전 공기제어지시(idle air control command)가 구간(t4-t5)에 도시된 바와 같이 폐쇄루프(closed-loop)방식으로 변조되어 터빈속도(Nt)를 Nt(3)-Nk로 유지시킨다. 상기 결합예정클러치의 충진기간이 시간(t5)에서 종료되는 경우, 상기 제어작동은 종료단계로 진행한다. 상기 종료단계에서는, 상기 공전공기 제어지시가 0로 상승되고, 작동예정클러치(32)에 공급되는 압력이 점진적으로 증가되어 클러치(32)를 결합시킨다. 이때, 타행상태(coast condition)는 상기 터빈속도(Nt)가 동기속도(Nt(3))와 일치하게 됨에 따라서 회복된다. 시간(t6)에서, 클러치(32)는 완전히 결합되고, 변속작동을 종료시킨다.
선택수단으로서, 상기 클러치(26)는 시간(t7)에서 점진적으로 재결합 작동을 개시한다.
제 3 도는 본 발명에 따른 연속적인 제 4 단-제 3 단, 제 3 단-제 2 단 및 제 1 단의 타행-동기-타행식 감속변속작동을 도시하고 있다. 제 2 도와, 동일하게, 제 1 단, 제 2 단, 제 3 단 및 제 4 단의 속도비에 대한 동기속도(synchronous speed)는 Nt(1), Nt(2), Nt(3) 및 Nt(4)로 각각 표시되어 있다. Ni는 중립 또는 무부하(unloaded) 상태의 엔진공전속도를 나타내고, Nd는 구동 또는 부하(loaded) 상태의 엔진공전속도를 나타낸다.
실선으로 도시된 실제 엔진속도(Ne)는 최초에 클러치(26)와 클러치(34)의 결합작동에 따라서 동기속도(Nt(4))와 일치하고 있다. 구간(t0-t7)에서는, 제 4 단-제 3 단의 타행-동기-타행식 감속변속작동은 제 2 도를 참조하여 상기에서 설명한 바와 같이 동일하게 발생한다. 따라서, 엔진속도(Ne)는 클러치(26)와 분리예정클러치(34)의 해제작동에 따라서 동기속도(Nt(4)) 이하로 저하되고, 공기 제어부(17)의 제어작동에 따라서 동기속도(Nt(3))에 도달하여 유지되며, 상기 결합예정클러치(32)의 결합작동후에 타행상태로 재진행된 다음, 클러치(26)의 재결합 작동과 함께 동기속도(Nt(3))로 복귀된다. 상기와 유사한 작동이 제 3 단-제 2 단의 타행-동기-타행식 감속변속작동의 과정에 대해서도 구간(t8-t9)에서 발생하고, 제 2 단-제 1 단의 감속변속작동은 상기 언급된 미국특허 제4, 671, 139호에 기재된 바와 같이 실행된다. 상기 제어를 구현함에 있어서, 출력모드의 제 4 단-제 3 단 및 제 3 단-제 2 단의 제어작동은 절약모드의 제 4 단-제 3 단 제어작동과 마찬가지로 본 발명에 따라서 실행되고, 나머지 타행 감속변속작동은 미국특허 제4, 671, 139호에 설명된 바와 같이 실행된다.
제4, 5, 6, 7, 8a, 8b 및 9도에 도시된 플로우 다이어그램은 본 발명에 따라서 타행-동기-타행식 감속변속작동을 구현함에 있어서 제어부(270)의 소형컴퓨터(302)에 의해 실행되는 프로그램 지시사항을 나타낸다. 제 4 도의 플로우 다이어그램은 필요한 경우에 특별한 제어기능을 수행하는 다양한 서브루틴(subroutine)을 호출하는 주(main) 또는 실행프로그램이다. 제 5 도 내지 제 9 도의 플로우다이어그램은 본 발명에 따라서 상기 서브루틴에 의해 실행되는 작동을 나타낸다.
제 4 도에 대하여 보다 상세히 설명하면, 참조부호(470)는 본 발명의 제어작동을 수행함에 있어서 사용되는 다양한 도표(table), 타이머(timer)등을 초기화하기 위하여 자동차의 작동구간의 시작점에서, 각각 실행되는 일련의 프로그램 지시시항을 나타낸다. 상기 초기화 작동후에는, 지시블럭(472 내지 480)이 상기 지시블럭과 복귀선(482)을 연결하는 플로우다이어그램선으로 도시된 바와같이 반복적으로, 그리고 연속적으로 실행된다.
지시블럭(472)는 입력선(272 내지 285)을 통해 입/출력 장치(I/O device)(300)으로 전달되는 다양한 입력신호를 판독하고, 조절하여 상기 다양한 제어부의 타이머를 갱신(증분)한다.
지시블럭(474)은 상기 제어처리회로에서 사용된, 입력 토오크(input torque)(Ti), 토오크 변수(Tv) 및, 속도비(No/Ni)을 포함하는 다양한 함수를 계산한다. 지시블럭(476)은 원하는 속도비(Rdes)를, 트로틀위치, 차량속도, 및 수동밸브 위치등을 포함하는 다수의 입력신호에 따라서 결정한다. 변속제어에 있어서, 이러한 작동은 일반적으로 변속패턴생성(shift pattern generation)으로 불리워진다. 지시블럭(478)은 필요한 경우에 속도비의 변속작동을 실행시키는 클러치 압력 지시값을 결정한다. 상기 압력 조절 밸브(PRV)와 비변속작동 클러치들에 대한 공기 제어부의 지시와 압력 지시등이 또한 결정된다. 지시블럭(478)에 대한 보다 상세한 설명은, 특히 타행감속변속작동과 관련하여, 제 5 도 내지 제 9 도의 플로우다이어그램에서 보다 상세히 설명될 것이다. 지시블럭(480)은 다양한 솔레노이드(solenoids)의 구동특성에 따라 상기 클러치와 압력조절밸브의 압력지시값을 펄스폭 변조(PWM) 듀티 사이클(duty cycle)로 변환시키고, 따라서 상기 솔레노이드 코일(246 내지 256)을 구동한다.
제 5 도 내지 제 9 도에 도시된 압력지시 루틴(pressure command routine)에 대하여 설명하면, 특히, 제 5 도에서, 블럭(488)은 변속작동이 "변속진행중"이란 표시문자로 나타나는 바와같이, 진행중인지의 여부를 결정하는 결정블럭(496) ; 실제 속도비(Ract)가 제 4 도의 지시블럭(476)에서 결정된 원하는 속도비(Rdes)와 일치하는 가를 결정하는 결정블럭(498) ; 및, 임의의 변속작동에 대하여 초기 조건들을 설정하는 지시블럭(500) ; 등을 포함한다.
상기 지시블럭(500)는 상기 결정블럭(496)과 (498)이 모두 부정(negative)으로 응답되는 경우에 한하여 실행된다. 상기 경우에서, 지시블럭(500)은 과거의 속도비(Rold)를 실제 속도비(hact)와 동일하도록 설정하여 "변속진행중"의 표시문자를 설정하고, 변속타이머를 소거(clear)하여 결합예정 클러치에 대한 충전시간(t fill)을 계산한다. 상기 충전시간(t fill)에 대한 적절한 계산이 미국특허 제4,653,350호에 기재되어 있다.
만일, 변속작동이 진행중이면 블럭(498)과 (500)의 실행이 생략된다. (플로우 다이어그램(502)참조). 만일, 변속작동이 진행중이지 않으면, 실제 속도비는 원하는 속도비와 동일하고, 지시블럭(500)과 블럭(490)의 실행은 생략된다.(플로우다이어그램선(504)참조).
블럭(490)은 상기 변속작동이 타행-동기-타행식 감속변속작동(CSC DS)인지를 결정하는 결정 블럭(506)과, 상기 변속작동이 가속변속작동 또는 정상패턴의 감속변속작동인지를 결정하는 결정블럭(508)을 포함한다.
만일, 상기 변속작동이 타행-동기-타행식 감속변속작동의 경우, 지시블럭(510-512)은 실행되어 타행-동기-타행식 감속변속작동(CSC DC)의 표시문자를 설정하고, 정상 감속변속 논리회로 및 제어루틴(Normal Downshift Logic ＆ Control routine)을 호출하기 전에 토오크 변환기의 클러치(26)를 해제한다. 상기 정상감속 변속논리회로 및 제어루우틴은 제 6 도 내지 제 9 도의 플로우 다이어그램에 보다 상세히 도시되어 있고, 일반적으로 결합 예정클러치와 분리예정 클러치에 대하여 압력지시를 생성한다. 이와유사하게, 가속변속논리회로 및 제어루틴은 블럭(516)에 의해 실행되어, 상기 변속작동이 가속변속작동인 경우, 결합 예정 클러치와 분리예정 클러치에 대한 압력 지시를 발생시킨다.
상기 결합예정 클러치와 분리예정 클러치에 대한 어떠한 압력지시가 결정되는 경우에도, 지시블럭(518 내지 520)이 실행되어 비변속작동의 클러치에 대한 압력지시를 결정하고, 상기 압력조절밸브(68)에 대한 압력지시를 상기 클러치의 압력지시값중 가장 높은 수치로 설정한다.
감속 변속 논리회로 및 제어루우틴(제 6 도 내지 제 9 도)에 대하여 설명하면, 결정블럭(530)이 최초로 실행되어 상기 타행-동기-타행식 감속변속작동(CSC DS)의 표시문자가 설정되었는지를 결정한다. 만일, 설정되지 않은 경우, 지시블럭(532)이 실행되어 동력작동식(power-on) 감속 변속작동에 대한 클러치 압력지시를 미국특허 제4, 653, 351호에 개시된 바와같이 발생시킨다.
만일, 타행-동기-타행식 감속변속작동(CSC DS)의 표시문자가 설정된 경우, 지시블럭(534)와 (536)이 실행되어 IAC 및 OFG 루틴을 호출한다.
상기 IAC 루틴은 제 7 도에 상세히 기재되어 있고, 공기 제어부(17)에 대한 위치지시(position command)를 발생시킨다.
상기 OFG 루틴은 제8a도 내지 제8b도에 기재되어 있고, 상기 변속작동에 관련된 분리예정 클러치에 대한 압력지시를 발생시킨다.
만일, 충진단계가 결정블럭(538)에서 결정된 바와같이 이미 시작된 경우, 플로우다이어그램(540)의 실행은 생략되고, 블럭(542)에 의해 상기 ONC 루틴이 호출된다. 상기 ONC 루틴은 제 9 도에 상세히 기재되어 있고, 변속작동과 관련된 결합예정 클어치에 대한 압력지시를 발생시킨다.
만일, 충진기간이 아직 개시되지 않은 경우, 플로우 다이어그램(540)은 실행되어 상기 충진단계가 실행되어야 만하는지를 결정한다. 만일, 터빈속도(Nt)가 원하는 속도비의 동기속도(Nt(Rdes))의 사전에 결정된 수치(Nt)내에 있는 경우(결정블럭(544)에서 결정), 지시블럭(546)이 실행되어 제 9 도의 ONC 루틴을 호출하기 전에 "충진시작" 표시문자를 설정한다. 그러나, 상기 결정블럭(544)의 충진 전(前)에, 블럭(548)과 (550)이 실행되어, 상기 중간단계의 구간(interval)이 시간종료 수치를 초과하는 경우에는 독립적으로 "충진시작"의 표시문자를 설정하게 된다. 상기 시간종료 수치(NI max)는 블럭(548)에서 상기 변속작동에 대한 터빈속도(dNt)에서의 요구되는 변화량의 함수로서 결정되고, 블럭(550)은 중간구간의 타이머(NITIMER)내의 수치가 상기 시간종료수치(NI max)를 초과하였는지를 결정한다.
제 7 도의 IAC 루틴에 대하여 설명하면, 결정블럭(560)이 최초로 실행되어 "충진종료"의 표시문자가 설정되었는지를 결정한다. 물론, 초기에는 상기 "충진종료"표시문자가 설정되지 않으며, 상기 블럭(562 내지 566)이 실행되어 폐쇄루프(closed-loop)방식으로 상기 IAC 지시를 설정하고, 상기 엔진속도(Ne)를, 상기 동기속도(Nt(Rdes))보다 낮은 수치(Nk)로 제어한다. 따라서, 만일, 편차(Nt(Rdes)-Ne)가 기준치(Nk)보다 큰 경우에는, 블럭(564)이 실행되어 IAC 위치지시를 증가시키고, 그 지시값을 한계설정치(S)와 관련된 대기압으로 제한한다. 만일, 편차(Nt(Rdes)-Ne)가 기준치(Nk)보다 적은 경우, 블럭(566)은 실행되어 IAC 위치지시를 감소시키고, 그 지시값을 0로 제한한다. 만일, 충진종료의 표시문자가 설정되면, 블럭(566)이 실행되어 점진적으로 증가된 공전용 공기(idle air)제거하고 변속작동의 종료를 예고한다.
제8a도 내지 제8b도의 OFG 루틴에 대하여 설명하면, 결정블럭(570)이 최초로 실행되어 상기 "분리예정클러치의 해제"(OFG REL)의 표시문자가 설정되었는지를 결정한다. 만일, 설정된 경우에는, 상기 루틴의 실행이 플로우 다이어그램선(572)에 도시된 바와같이 생략된다. 만일, 설정되지 않는 경우에는, 블럭(576 내지 586)을 포함하는 플로우 다이어그램(574)이 실행되어 타행-동기-타행식 감속변속작동도중에 트로틀위치에서의 갑작스런 증가의 경우, 동력 작동식(power-on) 감속변속작동으로 변천된다. 만일, 토오크 변수(Tv)가 블럭(576)에서 결정되는 바와같이, 기준 토오크(KTORQ)보다 작은 경우, 블럭(587 내지 586)의 실행은 플로우 다이어그램선(588)에 의해 도시된 바와같이 생략된다. 다르게는, 블럭(578 내지 584)이 실행되어 트로틀 위치값(%T)이 기준값(%T thr)을 초과하는지를 결정한다. 블럭(580)과 블럭(582)은 출력모드에 대한 운전자의 모드선택(KPERF)과 정상모드에 대한 모드선택(NORM)에 특정된 기준치를 선택한다. 만일 트로틀의 위치값이 기준값(%T thr)을 초과하는 경우, 블럭(586)은 실행도어 타행-동기-타행식 감속변속작동(CSC DS)의 표시문자를 재설정하고, 변속작동은 제 6 도의 블럭(532)에 의하여 동력작동식(power-on)감속변속작동으로 종료된다.
플로우 다이어그램(574)의 실행뒤에는, 블럭(590)이 실행되어 상기 변속작동을 종료시키는데 필요한 터빈속도의 변화량을 나타내는 항(Term) DELTATS을 갱신한다. 블럭(574)에서 결정된 바와같이 상기 변속작동의 최초 루프에서는, 블럭(594)과 블럭(596)이 실행되어 상기 DELTATS 초기치의 함수로서 분리예정 시간 종료치(off-going time-out value)(TIMEOUT)를 결정하고, 타이머(OFG TIMER)의 계수값을 재설정한다.
상기 OPG TIMER의 계수값이 시작종료치(TIMEOUT)보다 적은 경우(블럭(598)참조), 블럭(600)이 실행되어 상기 OFG TIMER를 증가시키도록 실행되고, 블럭(602 내지 606)이 실행되어 상기 분리예정클러치가 분리해제되어야만 하는지를 결정한다. 상기 블럭(602)은 항(dNt)의 변화율에 따라서, 기준 토오크 변환기 지연값(reference torque converter slip value)(DELTATC)을 찾는다.
만일, 상기 엔진 속도(Ne)가 터빈속도(Nt)보다 적은 경우, (블럭(604)참조), 블럭(608)이 실행되어 상기 분리예정 클러치의 결합작동을 유지하는 압력 지시값(P ofg)을 결정한다. 그러나, 한번 상기 엔진속도(Ne)가 적어도 상기 터빈속도(Ne)만큼 크게되면, 블럭(606)이 실행되어 상기 토오크 변환기 속도편차(Ne-Nt)가 상기 기준치(DELTATC)를 초과하는지를 결정한다. 만일 초과하지 않는 경우, 상기 분리예정클러치의 결합작동은 종전과 동일하게 유지된다. 그러나, 초기하는 경우는, 블럭(610 내지 612)이 실행되어 상기 OFG RELEASE 표시문자를 재설정하고, 압력지시값(P ofg)을 0로 설정함에 의해서 분리예정클러치를 해제시킨다. 상기 설명된 바와같이, 블럭(610 내지 612)은 상기 OFG TIMER의 계수값이 기준시간 종료치(TIMEOUT)를 초과하는 경우에는, 보완수단으로서 개별적으로 실행될 수 있다. 그러나, 정상 작동하에서, 블럭(606)의 지연상태(slip condition)는 분리예정클러치의 해제작동을 유발한다.
마지막으로 제 9 도의 결합예정(ONC) 루틴에 대하여 설명하면, 블럭(620)이 최초로 실행되어 상기 변속작동의 충진단계가 종료되었는지를 결정한다.
만일, "충진시작"의 표시문자가 설정되면, (블럭(622)참조), 그러나 상기 충진단계가 완전히 종료되지 않은 경우, 플로우 다이어그램(624)이 실행되어 결합예정 클러치의 충진작업을 종료한다. 상기 충진 기간의 최초 실행단계에서는(블럭(626)에 의해 검지됨), 블럭(628)이 실행되어 결합예정 듀티사이클(on-coming duty cycle)(ONC DC)을 100%로 설정하고, 충진 타이머(FILL TIMER)를 재설정한다.
상기 충진 타이머가 시간에 설정된 충진시간(t fill)을 블럭(630)에서 결정되는 바와같이 초과하면, 블럭(632)이 실행되어 "충진종료"의 표시문자를 설정한다. 그후, 상기 플로우 다이어그램(634)이 실행되어 상기 결합예정 클러치의 결합작동을 종료시킨다. 상기 플로우 다이어그램(634)의 최초실행 단계에서는, (블럭(636)에서 결정), 블럭(638)과 블럭(640)이 실행되어 결합예정클러치의 결합작동에 대한 초기 압력(Pi)를 결정하고, 관성단계 타이머(IP TIMER)를 작동시킨다. 상기 관성 단계 타이머의 계수값이 한계치(MAX)에 도달할때까지, 또는 속도비의 완성비율(0% RC)이 100%에 도달할때까지(블럭(642)과 블럭(644)에서 각각 결정됨), 블럭(646)이 실행되어 관성 단계 타이머(IP TIMER), 초기 압력(Pi) 및 토오크변수(Tv)의 함수로서 결합예정 클러치의 압력 지시(P(ONC))를 결정한다. 일단, 블럭(642 내지 644) 각각이 긍정으로 응답하면, 블럭(648)이 실행되어 상기 결합예정 듀티사이클(ONC DC)를 100%로 설정하고, "변속진행중"의 표시문자와 "타행-동기-타행식 감속변속작동"(CSC DS)의 표시 문자를 재설정함에 의해서 상기 변속작동을 종료한다.

Claims (11)

  1. 유체 연결장치(24)와 변속기를 통해 구동바퀴와 작동 가능토록 연결된 엔진(12)을 갖추고, 상기 유체 연결장치가 엔진에 연결된 입력부재(36)와, 상기 변속기에 연결된 출력부재(40)를 갖추며, 상기 변속기는 고속도비를 발생시키는 분리예정 마찰장치를 해제시키면서 저속도비를 발생시키는 결합예정 마찰장치를 결합작동시킴에 의해 고속도비로 부터 저속도비로 감속변속되는 차량에 사용되고, 상기 차량은 상기 차량의 바퀴와 변속기가 상기 출력부재를 구동하는 속도가 상기 엔진이 입력부재를 구동하는 속도보다 빠른 타행모드에서 작동가능하며, 상기 차량속도가 타행모드의 작동도중에 점진적으로 감소하는 경우, 다단속도비 방식의 변속기(14)를 고속도비로부터 저속도비로 감속 변속작동시키기 위해 분리예정 및 결합예정 마찰장치(28 내지 34)의 해제작동과 결합작동을 제어하는 방법에 있어서, 예비 변속 작동(Preshift) 설정치로부터 엔진 토오크 제어부(17)의 설정치를 점진적으로 증가시킴에 의해 엔진속도를 점진적으로 증가시키도록 감속변속작동을 개시하는 단계 ; 상기 유체 연결장치를 가로지르는 속도편차를 검지하고, 상기 속도편차가, 상기 엔진이 출력부재를 가속시킬 것이라는 것을 나타낼 때, 상기 분리예정 마찰장치를 해제하는 단계 ; 및, 상기 출력부재가 상기 결합예정 마찰장치를 가로지르는 속도편차가 실제로 0인 목표속도에 도달하는 경우, 결합 예정 마찰장치를 결합작동시키고, 상기 엔진토오크 제어를 상기 예비변속작동 설정치로 복귀시킴으로서 감속 변속작동을 종료시키는 단계 ; 를 포함함을 특징으로 하는 변속기용 타행-동기-타행식 제어방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 변속작동을 실행하는 데에 요구되는 출력부재(40)의 속도변화에 따른 시간 구간(time interval)을 결정하는 단계 ; 및, 변속작동의 시간 표시값이 사전에 결정된 시간 구간을 초과하는 경우, 상기 유체 연결장치를 가로지르는 속도편차가 상기 엔진(12)이 출력부재를 가소시킬 것이라는 표시를 나타내는 지점(Point)전에 독립적으로 분리예정 마찰장치의 해제작동을 개시시키는 단계 ; 를 포함함을 특징으로 하는 변속기용 타행-동기-타행식 제어방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 변속작동을 실행하는데에 요구되는 출력부재(40)의 속도변화에 따른 시간구간(time interval)을 결정하는 단계 ; 및, 변속작동의 시간표시값없이 사전에 결정된 시간구간을 초과하는 경우, 출력부재가 상기 목표속도에 도달하기 전에 결합예정 마찰장치의 결합작동을 독립적으로 개시시키는 단계 ; 를 포함함을 특징으로 하는 변속기용 타행-동기-타행식 제어방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 결합예정 마찰장치의 결합작동은 상기 결합예정 마찰장치가 토오크 전달을 위해 충진되는 충진단계와, 상기 결합 마찰장치의 마찰부재의 토오크의 전달을 위해 서로 결합되는 종료단계를 포함하고, 상기 출력부재(40)가 상기 결합예정 마찰장치를 가로지르는 속도편차가 실제로 0로 되는 목표속도에 도달하는 때에 상기 충진단계를 개시시키며, 상기 충진단계 도중에, 상기 엔진토오크 제어부의 설정치를 변조시켜 상기 출력부재를 실질적으로 상기 목표속도로 유지시키는 단계 ; 및, 상기 결합예정 마찰장치가 토오크 전달을 위해 준비되면, 종료단계를 개시하고, 상기 엔진 토오크 제어를 예비 변속작동 설정치로 복귀시켜 감속변속 작동을 종료시키는 단계 ; 를 포함함을 특징으로 하는 변속기용 타행-동기-타행식 제어방법.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 변속작동을 실행하는데에 요구되는 출력부재(40)의 속도변화에 따른 시간구간(time interval)을 결정하는 단계 ; 및, 변속작동의 시간표시값이 사전에 결정된 시간구간을 초과하는 경우, 상기 출력부재가 목표속도에 도달하기 전에 독립적으로 상기 충진단계를 개시시키는 단계 ; 를 포함함을 특징으로 하는 변속기용 타행-동기-타행식 제어방법.
  6. 제 1 항에 있어서, 엔진(12)은 흡입공기를 허용하는 트로틀(16)과, 상기 트로틀의 하류측에서 부가적인 흡입공기를 허용하는 보조 공기제어부(17)를 포함하고, 상기 엔진토오크 제어부의 설정치를 점진적으로 증가시키는 단계는 상기 보조 공기제어부의 설정치를 점진적으로 증가시켜 부가적으로 흡입공기의 점진적인 증가를 허용하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 변속기용 타행-동기-타행식 제어방법.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 보조 공기 제어부(17)의 설정치는 대기압과 관련되어 결정된 수치로 제한되어 상기 부가적인 흡입공기가 대기압의 변화와는 전혀 무관하게 실제로 일정하게 유지되는 흐름(flow)으로 제한됨을 특징으로 하는 변속기용 타행-동기-타행식 제어방법.
  8. 제 1 항에 있어서, 다른 마찰클러치(26)는 정상적으로 결합작동되어 유체 연결장치(24)의 입,출력부재(36, 40)를 연결하고, 상기 개시단계는 상기 유체연결장치의 마찰장치를 해제시킴으로서 차량의 바퀴와 변속기(14)가 출력부재를, 상기 엔진(12)이 입력부재를 구동하는 속도보다 빠르게 구동하는 감속변속작동을 개시시킴을 특징으로 하는 변속기용 타행-동기-타행식 제어방법.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 결합예정 마찰장치의 결합작동뒤에 유체 연결장치(24)의 마찰장치(24)를 재결합시키는 단계를 포함함을 특징으로 하는 변속기용 타행-동기-타행식 제어방법.
  10. 유체연결장치(24)와 변속기를 통해 구동바퀴와 작동가능토록 연결된 엔진(12)을 갖추고, 상기 유체연결장치가 엔진에 연결된 입력부재(36)와, 상기 변속기에 연결된 출력부재(40)를 갖추며, 상기 변속기는 고속도비를 발생시키는 분리예정 마찰장치(28 내지 34)를 해제시키면서 저속도비를 발생시키는 결합예정 마찰장치(28 내지 34)를 결합작동시킴에 의해 상기 고속도비로 부터 저속도비로 감속되는 차량에 사용되고, 상기 차량에 상기 차량의 바퀴와 변속기가 상기 출력부재를 구동하는 속도가 상기 엔진이 입력부재를 구동하는 속도보다 빠른 타행모드에서 작동가능하며, 상기 차량속도가 타행모드의 작동도중에 점진적으로 감소하는 경우, 상기 고속도비로부터 저속도비로 다단 속도비 방식의 변속기(14)를 감속변속작동시키는 제어방법에 있어서, 예비 변속작동 설정치로부터 엔진코오크 제어부(17)를 점진적으로 증가시켜 엔진속도에서 점진적인 증가를 발생시키는 감속 변속작동의 초기 단계를 개시하는 단계 ; 상기 유체연결장치를 가로지르는 속도편타가 상기 엔진이 출력부재를 가속시킬 것이라는 표시를 나타낼때, 상기 분리예정 마찰장치를 해제시켜 감속변속작동의 중간 단계를 개시하는 단계 ; 상기 결합예정 마찰장치를 결합시키도록 준비하고, 상기 출력부재가 결합예정 마찰장치를 가로지르는 속도편차가 실제로 0로 되는 목표속도에 도달하는 경우, 엔진 토오크 제어부를 상기 예비 변속작동 설정치로 복귀시킴에 의해서 감속변속작동의 충진단계를 개시하는 단계 ; 및, 상기 충진단계의 종료에 따라서 결합예정 마찰장치를 작동시킴에 의해서 감속변속작동을 종료시키는 감속변속작동의 종료단계를 개시하는 단계 ; 를 포함함을 특징으로 하는 변속기용 감속변속작동의 제어방법.
  11. 제10항에 있어서, 상기 충진단계 도중에 엔진 토오크 설정치(17)의 설정치를 변조시켜 출력부재를 실질적으로 목표속도로 유지하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 변속기용 감속변속작동의 제어방법.
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