KR100642176B1

KR100642176B1 - 자동 변속기의 제어 장치

Info

Publication number: KR100642176B1
Application number: KR1020030062916A
Authority: KR
Inventors: 조자끼다떼끼; 이시이시게루; 오찌아이다쯔오
Original assignee: 쟈트코 가부시키가이샤
Priority date: 2002-09-30
Filing date: 2003-09-09
Publication date: 2006-11-03
Also published as: US20040063523A1; JP2004124959A; US7104907B2; KR20040028510A; EP1403561A2

Abstract

본 발명의 과제는 극저온 시동시에 라인압 지시압을 저압으로부터 통상으로 복귀시켰을 때, 라인압의 오버슈트가 작게 억제되어, 내구성 향상을 도모할 수 있는 자동 변속기의 제어 장치를 제공하는 것이다.

유온 -20 ℃ 이하의 극저온 시동시에 있어서, 실제 라인압(P_L)이 라인압 극저압 설정압(P₁) 이상인 시간이 라인압 저압 제어 지령 설정 시간(T_a) 동안 계속되었을 때, 라인압(P_L)이 압력 조절 상태라고 판단하여 라인압(P_L)의 지시압을 최대로 한다.

엔진, 토크 변환기, 무단 변속기, 가동 원추판, 고정 원추판, 출력축

Description

자동 변속기의 제어 장치{Control Device For Automatic Transmission}

도1은 V 벨트식 무단 변속기의 개략 구성도.

도2는 유압 제어 유닛 및 CVT 제어 유닛의 개념도.

도3은 전진 클러치와 후퇴 브레이크를 체결압의 온/오프에 의해 체결 및 해방 제어하는 유압 회로를 라인압의 제어 회로와 동시에 도시한 도면.

도4는 솔레노이드 구동 듀티와 라인압 및 클러치 원압과의 관계를 나타내는 선도.

도5는 CVT 제어 유닛의 풀리압 제어부에서 행해지는 유압 제어의 흐름을 도시하는 흐름도.

도6은 변속비와 입력 토크에 따른 필요 세컨더리압의 맵.

도7은 변속비와 입력 토크에 따른 필요 프라이머리압의 맵.

도8은 극저온 시동시의 라인압 제어 처리의 흐름을 도시하는 흐름도.

도9는 극저온 시동시의 라인압 제어 처리 작용을 도시하는 타임 차트.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 엔진

2 : 토크 변환기

4 : 전후진 스위칭 기구

5 : 무단 변속기

6 : 차동 장치 기어

8 : 전진 클러치

9 : 후퇴 브레이크

10 : 프라이머리 풀리

10a, 11a : 가동 원추판

10b, 11b : 고정 원추판

10c : 프라이머리 풀리 실린더실

11 : 세컨더리 풀리

11c : 세컨더리 풀리 실린더실

12 : V 벨트

13 : 출력축

14 : 아이들러 기어

20 : CVT 제어 유닛(CVTCU)

21 : 엔진 제어 유닛(ECU)

22 : 오일 펌프

23 : 인히비터 스위치

24 : 조작량 센서

25 : 유온 센서

26 : 프라이머리 풀리 속도 센서

27 : 세컨더리 풀리 속도 센서

28 : 유압 센서

29 : 엔진 회전수 센서

30 : 변속 제어 밸브

31 : 스풀

32 : 드로틀 개방도 센서

40 : 스텝핑 모터

50 : 서보 링크

60 : 압력 조절기 밸브

61 : 감압 밸브

70 : 클러치 조절기 밸브

71 : 회로

80 : 2웨이 선형 솔레노이드

90 : 선택 스위칭 밸브

100 : 유압 제어 유닛(유압 CU)

201 : 변속 제어부

202 : 풀리압 제어부

본 발명은, 특히 벨트식 무단 변속기의 극저온시에 있어서의 시동 제어에 적합한 자동 변속기의 제어 장치의 기술 분야에 속한다.

종래, 자동 변속기를 구비한 차량에 있어서, 엔진 시동시에는 자동 변속기의 유압계가 스타터 모터에 있어서 구동 부담이 되며, 특히 극저온시(-20 ℃ 내지 -40 ℃)에는 오일의 점성이 높아 유압계 전체의 저항이 커져 크랭킹 회전수를 저하시키고, 엔진의 시동성을 악화시킨다.

이 대책으로서, 종래의 자동 변속기의 제어 장치에서는 엔진 시동시에 검출 유온이 낮은 경우에는 라인압의 지시압을 일시적으로 최소로 하고, 오일 펌프의 구동 부담을 경감시킴으로써, 엔진의 시동성 향상을 도모하고 있다. 그리고, 이 라인압 최소 제어시에 주행 레인지가 선택된 경우에는, 엔진 회전수가 소정 회전수에 도달하였을 때, 라인압의 지시압을 최대로 하여 라인압을 단번에 높이고, 각 체결 요소에 유압을 공급하는 구성으로 되어 있다.

여기서, 라인압의 최대치는 오일 펌프로부터의 원압을 압력 조절 밸브에 의해「설계 최대치」까지 드레인(감압)하여 만들어지는 것이지만, 종래의 자동 변속기의 제어 장치에 있어서는, 극저온 시동시의 엔진 시동성 향상만을 목적으로 하여, 엔진 회전수가 소정 회전수에 도달한 시점에서 라인압의 지시압을 최대로 하기 때문에 압력 조절 전에 라인압의 지시압이 최대가 되는 경우가 있다.

이 경우, 압력 조절 전은 압력 조절 밸브의 드레인구가 폐쇄된 상태이며, 원압을「설계 최대치」까지 감압시키는 만큼 유압이 압력 조절 밸브에 공급되지 않으 므로, 자동 변속기의 체결 요소에는「설계 최대치」보다도 큰 압력이 가해진다. 즉,「설계 최대치」에 대한 오버슈트가 커진다.

통상, 자동 변속기의 체결 요소, 특히 벨트식 무단 변속기의 풀리의 내력은「설계 최대치」를 상한으로 하여 설계되어 있기 때문에「설계 최대치」보다도 큰 압력이 풀리에 가해지면, 내구성이 저하된다는 문제가 있었다.

본 발명은, 상기 문제에 착안하여 이루어진 것으로, 그 목적으로 하는 바는 극저온 시동시에 라인압 지시압을 저압으로부터 통상으로 복귀시켰을 때, 라인압의 오버슈트가 작게 억제되고, 내구성 향상을 도모할 수 있는 자동 변속기의 제어 장치를 제공하는 데 있다.

상술한 목적을 달성하기 위해, 청구항 1에 기재된 자동 변속기의 제어 장치에서는 자동 변속기의 유온을 검출하는 엔진 유온 검출 수단과, 엔진 시동시의 유온이 극저온 시 소정 온도 이하로 검출되었을 때, 엔진 크랭킹 개시로부터 엔진 크랭킹 종료까지는 라인압 지시압을 통상보다도 낮게 지령하는 라인압 저압 제어 지령을 출력하고, 크랭킹 종료 후에는 통상 라인압 지시압을 지령하는 라인압 통상 제어 지령을 출력하는 극저온 시동시 라인압 제어 수단을 포함하고, 라인압 저압 제어 지령 시간은, 엔진 크랭킹 개시로부터 엔진 크랭킹에 의한 엔진 회전수 증가에 의해 라인압 오버슈트 종료까지 필요로 하는 시간 이상이 되도록 설정된 것을 특징으로 한다. 또,「라인압 극저압 설정압」은 라인압 지시압을 극저압으로 하였을 때에 예상되는 실제 라인압에, 유압의 변동과 유압 검출 수단의 검출 오차를 고려하여 설정한 값이며, 지시압보다도 낮은 값이 된다.

청구항 2에 기재된 발명에서는, 청구항 1에 기재된 자동 변속기의 제어 장치에 있어서, 상기 자동 변속기를, V 벨트를 협지하는 프라이머리 풀리 및 세컨더리 풀리를 구비한 벨트식 무단 변속기로 하고, 운전 상태를 기초로 하는 목표 변속비가 되도록 유량 제어 밸브를 거쳐서 상기 프라이머리 풀리의 프라이머리압을 제어하는 변속비 제어 수단과, 상기 세컨더리 풀리의 세컨더리압을 제어하는 세컨더리압 제어 밸브와, 상기 유량 제어 밸브 및 세컨더리압 제어 밸브에 공급하는 라인압을 제어하는 라인압 제어 밸브와, 실제 세컨더리압을 검출하는 유압 센서를 마련하여, 상기 라인압 검출 수단을 유압 센서로 한 것을 특징으로 한다.

청구항 3에 기재된 발명에서는, 청구항 1 또는 청구항 2에 기재된 자동 변속기의 제어 장치에 있어서, 상기 라인압 검출 수단이 고장났는지 여부를 판단하는 고장 판단 수단을 마련하고, 상기 극저온 시동시 라인압 제어 수단은 라인압 검출 수단이 고장났다고 판단된 경우, 제1 설정 시간이 경과하였을 때, 라인압 제어 시스템에 대해 라인압 통상압 제어 지령을 출력하고, 라인압 지시압을 통상으로 하는 것을 특징으로 한다. 또,「제1 설정 시간」은 극저온 엔진 시동시에 엔진 회전수가 소정 회전수를 초과한 후, 실제 라인압이 라인압 극저압 설정압 이상, 또한 그 상태가 라인압 저압 제어 지령 설정 시간보다도 길게 계속된다고 예상되는 시간이며, 실험 데이터 등으로부터 추정할 수 있다. 또한, 유압 센서 정상시에 엔진 회전수가 소정 회전수에 도달한 후 실제 라인압이 라인압 극저압 설정압 이상, 또한 그 상태가 라인압 저압 제어 지령 설정 시간보다도 길게 계속되기까지의 시간을 계측 및 기록해 두고, 그 값을 이용하는 구성으로 해도 좋다.

청구항 4에 기재된 발명에서는, 청구항 2 또는 청구항 3에 기재된 자동 변속기의 제어 장치에 있어서, 라인압 제어 시스템에 라인압 통상압 제어 지령이 출력된 후 실제 라인압이 미리 설정된 설정압에 도달하였을 때, 전진 클러치 또는 후퇴 브레이크에 공급하는 클러치압의 지시압을 최대로 하는 극저온 시동시 클러치압 제어 수단을 마련한 것을 특징으로 한다. 또,「미리 설정된 설정압」은 충분한 풀리 클램프압이 얻어지는 값이며, 전진 클러치 또는 후퇴 브레이크에 공급되는 클러치압의 지시압 최대치보다도 큰 값으로 해도 좋다.

청구항 5에 기재된 발명에서는, 청구항 4에 기재된 자동 변속기의 제어 장치에 있어서, 상기 극저온 시동시 클러치압 제어 수단은 라인압 제어 시스템에 라인 압 통상압 제어 지령이 출력되고 나서 제2 설정 시간이 경과하였을 때, 클러치압의 지시압을 최대로 하는 것을 특징으로 한다. 또,「제2 설정 시간」은 라인압 제어 시스템에 라인압 통상압 제어 지령이 출력된 후, 라인압이 충분히 상승하고 있다고 예상되는 시간이며, 실험 데이터 등으로부터 추정할 수 있다.

청구항 6에 기재된 발명에서는, 청구항 4 또는 청구항 5에 기재된 자동 변속기의 제어 장치에 있어서, 상기 극저온 시동시 클러치압 제어 수단은 실제 라인압이 미리 설정된 설정압에 도달하거나 또는 라인압 제어 시스템에 라인압 통상 제어 지령이 출력되고 나서 제2 설정 시간이 경과하였을 때, 클러치압의 지시압을 최대로 하는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 실시 형태를 도면을 기초로 하여 설명한다. 우선, 구성을 설명한다. 도1은 V 벨트식 무단 변속기의 개략 구성도, 도2는 유압 제어 유닛 및 CVT 제어 유닛의 개념도이다.

도1에 있어서, 무단 변속기(5)는 로크업 클러치를 구비한 토크 변환기(2) 및 전후진 스위칭 기구(4)를 거쳐서 엔진(1)에 연결되고, 한 쌍의 가변 풀리로서 입력축측의 프라이머리 풀리(10), 출력축(13)에 연결된 세컨더리 풀리(11)를 구비하고 있다. 이들 한 쌍의 가변 풀리(10, 11)는 V 벨트(12)에 의해 연결되어 있다. 또, 출력축(13)은 아이들러 기어(14) 및 아이들러 샤프트를 거쳐서 차동 장치(6)에 연결되어 있다.

무단 변속기(5)의 변속비나 V 벨트의 접촉 마찰력은, CVT 제어 유닛(CVTCU)(20)으로부터의 지령에 응동하는 유압 제어 유닛(유압 CU)(100)에 의해 제어되어 있다. CVTCU(20)은 엔진(1)을 제어하는 엔진 제어 유닛(ECU)(21)으로부터 입력 토크 정보나 후술하는 센서 등으로부터의 출력을 기초로 하여 변속비나 접촉 마찰력을 결정하고 제어한다.

무단 변속기(5)의 프라이머리 풀리(10)는 입력축과 일체가 되어 회전하는 고정 원추판(10b)과, 이 고정 원추판(10b)에 대향 배치되어 V자형의 풀리 홈을 형성하는 동시에, 프라이머리 풀리 실린더실(10c)로 작용하는 유압(프라이머리압)에 의해 축 방향으로 변위 가능한 가동 원추판(10a)으로 구성되어 있다.

한편, 세컨더리 풀리(11)는 출력축(13)과 일체가 되어 회전하는 고정 원추판(11b)과, 이 고정 원추판(11b)에 대향 배치되어 V자형의 풀리 홈을 형성하는 동시에, 세컨더리 풀리 실린더실(11c)로 작용하는 유압(세컨더리압)에 따라서 축 방향으로 변위 가능한 가동 원추판(11a)으로 구성되어 있다.

여기서, 프라이머리 풀리 실린더실(10c)과 세컨더리 풀리 실린더실(11c)은 같은 수압 면적으로 설정되어 있다.

엔진(1)으로부터 입력된 구동 토크는 토크 변환기(2)와, 전후진 스위칭 기구(4)를 거쳐서 무단 변속기(5)에 입력되고, 프라이머리 풀리(10)로부터 V 벨트(12)를 거쳐서 세컨더리 풀리(11)로 전달된다. 이 때, 프라이머리 풀리(10)의 가동 원추판(10a) 및 세컨더리 풀리(11)의 가동 원추판(11a)을 축 방향 변위시키고, V 벨트(12)와의 접촉 반경을 변경함으로써, 프라이머리 풀리(10)와 세컨더리 풀리(11)와의 변속비를 연속적으로 변경할 수 있다.

무단 변속기(5)의 변속비 및 V 벨트(12)의 접촉 마찰력은, 유압 CU(100)에 의해 제어된다.

도2에 도시한 바와 같이, 유압 CU(100)은 오일 펌프(22)로부터 토출된 라인압(P_L)을 제어하는 압력 조절기 밸브(60)와, 프라이머리 풀리 실린더실(10c)의 유압(이하, 프라이머리압)을 제어하는 변속 제어 밸브(30)와, 세컨더리 풀리 실린더실(11c)에의 공급압(이하, 세컨더리압)을 제어하는 감압 밸브(61)를 주요한 구성으로 하고 있다.

변속 제어 밸브(30)는 기계적 피드백 기구를 구성하는 서보 링크(50)에 연결되고, 서보 링크(50)의 일단부에 연결된 스텝핑 모터(40)에 의해 구동되는 동시에, 서보 링크(50)의 타단부에 연결한 프라이머리 풀리(10)의 가동 원추판(10a)으로부터 홈 폭, 즉 실변속비의 피드백을 받는다.

라인압 제어는 오일 펌프(22)로부터의 유압을 압력 조절하는 솔레노이드를 구비한 압력 조절기 밸브(60)로 구성되고, CVTCU(20)으로부터의 지령(예를 들어, 듀티 신호 등)을 기초로 하여 운전 상태에 따른 소정의 라인압(P_L)에 압력 조절한다.

라인압(P_L)은 프라이머리압을 제어하는 변속 제어 밸브(30)와, 세컨더리압을 제어하는 솔레노이드를 구비한 감압 밸브(61)에 각각 공급된다.

프라이머리 풀리(10)와 세컨더리 풀리(11)의 변속비는, CVTCU(20)으로부터의 변속 지령 신호에 따라서 구동되는 스텝핑 모터(40)에 의해 제어되고, 스텝핑 모터(40)에 응동하는 서보 링크(50)의 변위에 따라서 변속 제어 밸브(30)의 스풀(31)이 구동되고, 변속 제어 밸브(30)에 공급된 라인압(P_L)이 압력 조절되어 프라이머리압을 프라이머리 풀리(10)에 공급하고, 홈 폭이 가변 제어되어 소정의 변속비로 설정된다.

또, 변속 제어 밸브(30)는 스풀(31)의 변위에 의해 프라이머리 풀리 실린더실(10c)에의 유압의 흡입 배출을 행하여, 스텝핑 모터(40)의 구동 위치에서 지령된 목표 변속비가 되도록 프라이머리압을 압력 조절하고, 실제로 변속이 종료되면 서보 링크(50)로부터의 변위를 받아 스풀(31)을 밸브 폐쇄한다.

여기서, 도1에 있어서 CVTCU(20)은 무단 변속기(5)의 프라이머리 풀리(10)의 회전 속도를 검출하는 프라이머리 풀리 속도 센서(26) 및 세컨더리 풀리(11)의 회전 속도를 검출하는 세컨더리 풀리 속도 센서(27) 및 세컨더리 풀리(11)의 실린더실(11c)에 가해지는 세컨더리압을 검출하는 유압 센서(28)로부터의 신호와, 인히비터 스위치(23)로부터의 선택 위치와, 운전자가 조작하는 액셀 페달의 조작량에 따른 조작량 센서(24)로부터의 스트로크(또는 액셀 페달의 개방도), 유온 센서(25)로부터 무단 변속기(5)의 유온을 판독하여 변속비나 V 벨트(12)의 접촉 마찰력을 가변 제어하다. 또한, CVTCU(20)에는 엔진 회전수를 검출하는 엔진 회전수 센서(29)와, 드로틀 개방도 센서(32)로부터의 신호가 ECU(21)을 거쳐서 입력된다.

CVTCU(20)에서는 차속이나 액셀 페달의 스트로크에 따라서 목표 변속비를 결정하고, 스텝핑 모터(40)를 구동하여 실변속비를 목표 변속비를 향해 제어하는 변속 제어부(201)와, 입력 토크나 변속비, 유온, 변속 속도 등에 따라서, 프라이머리 풀리(10)와 세컨더리 풀리(11)의 추력(접촉 마찰력)을 제어하는 풀리압(유압) 제어부(202)로 구성된다.

풀리압 제어부(202)는 입력 토크 정보, 프라이머리 풀리 회전 속도와 세컨더리 풀리 회전 속도를 기초로 하는 변속비, 유온으로부터 라인압(P_L)의 목표치를 결정하고, 압력 조절기 밸브(60)의 솔레노이드를 구동함으로써 라인압(P_L)을 제어한다. 또한, 세컨더리압의 목표치를 결정하여 유압 센서(28)의 검출치와 목표치에 따라서 감압 밸브(61)의 솔레노이드를 구동하고, 피드백 제어(폐쇄 루프 제어)에 의해 세컨더리압을 제어한다.

다음에, 전후진 스위칭 기구(4)의 구조에 대해 설명한다. 전후진 스위칭 기구(4)의 전진 클러치(8)와 후퇴 브레이크(9)를 체결압의 온(ON)/오프(OFF)에 의해 체결 및 해방 제어하는 유압 회로를 라인압(P_L)의 제어 회로와 함께 도3에 도시한다.

압력 조절기 밸브(60)에 의한 라인압(P_L) 제어 중에 남은 잉여유는, 압력 조절기 밸브(60)로부터 회로(71)로 송출되고, 클러치 조절기 밸브(70)는 이 잉여유를 매체로 하여 회로(71) 내의 잉여유를 소정의 클러치 원압(P_co)으로 압력 조절한다.

압력 조절기 밸브(60) 및 클러치 조절기 밸브(70)는, 도시하지 않은 파일럿 밸브로부터의 일정한 파일럿압을 바탕으로 2웨이 선형 솔레노이드(80)가 듀티(D)에 따라서 만들어 낸 제어압(Ps), 즉 2웨이 선형 솔레노이드 구동 듀티(D)에 응동하 고, 라인압(P_L) 및 클러치 원압(P_co)을 제어압(P_s), 즉 2웨이 선형 솔레노이드(80) 구동 듀티(D)에 따라, 예를 들어 도4에 도시한 맵을 기초로 하여 제어한다.

덧붙여서 말하면, 라인압(P_L)은 2웨이 선형 솔레노이드 구동 듀티(D)에 따라 최저치(P_LMIN) 및 최고치(P_LMAX) 사이에서 도시한 바와 같이 변화하고, 클러치 원압(P_∞)은 2웨이 선형 솔레노이드 구동 듀티(D)에 따라 최저치(P_CMIN) 및 최고치(P_CMAX) 사이에서 도시한 바와 같이 변화한다.

클러치 원압(P_co)은 선택 스위칭 밸브(90)에 공급된다. 이 선택 스위칭 밸브(90)는 전진 레인지에서 클러치 원압(P_co)을 전진 클러치(8)에 공급하여 그 체결압(P_c)을 발생시키는 동시에, 후퇴 브레이크(9)의 체결압(P_b)을 드레인한다. 또한, 후진 레인지에서는 클러치 원압(P_co)을 후퇴 브레이크(9)에 공급하여 그 체결압(P_b)을 발생시키는 동시에, 전진 클러치(8)의 체결압(P_c)을 드레인한다. 또한, 주정차 레인지에서는 클러치 원압(P_co)을 차단한 상태에서, 전진 클러치(8)의 체결압(P_c) 및 후퇴 브레이크(9)의 체결압(P_b)을 모두 드레인한다.

다음에, 작용을 설명한다.

[라인압 제어 처리]

CVTCU(20)에 의한 라인압 제어 처리에 대해, 도5의 흐름도를 참조하면서 설명한다.

우선, 스텝 S1에서는 변속비 연산과 입력 토크 연산 프라이머리 풀리 속도 센서(26)가 검출된 프라이머리 풀리 회전 속도와, 세컨더리 풀리 속도 센서(27)가 검출된 세컨더리 풀리 회전 속도의 비로부터, 실변속비를 산출한다.

스텝 S2에서는 ECU(21)으로부터의 입력 토크 정보로부터, 무단 변속기(5)에의 입력 토크를 산출한다.

다음에, 스텝 S3에서는 상기 실변속비와 입력 토크를 기초로 하여, 도6의 맵을 참조하여 필요로 하는 세컨더리압(필요 세컨더리압)을 연산한다. 또, 이 맵은 변속비가 작을(Od측)수록 유압이 낮게, 변속비가 클(Lo측)수록 유압이 높게 설정되고, 또한 입력 토크가 크면 유압을 높게, 입력 토크가 작으면 유압을 낮게 설정하는 것으로 미리 설정한 것이다.

스텝 S4에서는, 상기 실변속비와 입력 토크를 기초로 하여, 도7의 맵을 참조하여 필요로 하는 프라이머리압(필요 프라이머리압)을 연산한다. 또, 이 맵은 변속비가 작을수록 유압이 낮게, 클수록 유압이 높게 설정되고, 또한 입력 토크가 크면 유압을 높게, 작으면 유압을 낮게 설정하는 것으로, 상기 필요 세컨더리압에 대해 변속비의 소측에서는 상대적으로 높고, 변속비의 대측에서는 상대적으로 낮아지도록 설정된 것이다. 단, 입력 토크에 따라서는 필요 프라이머리압과 필요 세컨더리압의 대소 관계가 반대가 되는 경우도 있다.

다음에, 스텝 S5에서는 프라이머리압의 목표치인 프라이머리압 조작량을 하기의 식에 의해 연산한다.

프라이머리압 조작량 = 필요 프라이머리압 + 오프셋량

여기서, 오프셋량은 변속 제어 밸브(30)의 특성에 따라서 설정되는 값(유압의 가산치)이며, 압력 손실의 특성은 완전히 유압에 비례하는 것은 아니므로, 이를 보상하는 값이다.

스텝 S6에서는 프라이머리압 조작량과 상기 스텝 S3에서 구한 필요 세컨더리압과의 대소 관계를 비교 판정한다. 프라이머리압 조작량 쪽이 큰 경우에는 스텝 S7로 진행하고, 필요 세컨더리압이 프라이머리압 조작량 이상인 경우에는 스텝 S8로 진행한다.

스텝 S7에서는 라인압(P_L)의 목표치인 라인압 조작량을 프라이머리압 조작량으로서 본 제어를 종료한다.

스텝 S8에서는 라인압 조작량을 필요 세컨더리압으로서 본 제어를 종료한다.

이와 같이, 프라이머리압 조작량과 필요 세컨더리압 중 큰 쪽을 라인압 조작량(목표 유압)으로서 구한 후, 압력 조절기 밸브(60)의 솔레노이드를 구동하기 위한 제어량(듀티 신호 등)으로 변환하여 압력 조절기 밸브(60)를 구동한다.

[극저온 시동시의 라인압 제어 처리]

다음에, CVTCU(20)에 의한 극저온 시동시의 라인압 제어 처리에 대해, 도8의 흐름도를 이용하여 설명한다.

스텝 S101에서는 유온 센서(25)의 검출치로부터, 유온이 -20 ℃ 이하인지 여부를 판단하여, 유온이 -20 ℃ 이하인 경우에는 스텝 S102로 진행하고, 유온이 -20 ℃보다도 큰 경우에는 본 제어를 종료한다.

스텝 S102에서는 라인압(P_L)의 지시압을 최소로 하는 지령을 압력 조절기 밸브(60)로 출력한다. 또한, 세컨더리압의 지시압을 최대로 하는 지령을 감압 밸브(61)에 출력한다.

스텝 S103에서는 엔진 회전수 센서(29)의 출력 신호로부터 엔진 회전수(Ne)가 소정 회전수(N₁)보다도 큰지 여부를 판단하여, Ne가 N₁보다도 큰 경우에는 스텝 S104로 진행하고, Ne가 N₁이하인 경우에는 본 제어를 종료한다.

스텝 S104에서는 유압 센서(28)가 고장났는지 여부를 판단한다.

유압 센서(28)가 고장났다고 판단된 경우에는 스텝 S111로 진행하고, 고장나지 않았다고 판단된 경우에는 스텝 S105로 진행한다.

스텝 S105에서는 유압 센서(28)의 검출치로부터 라인압(P_L)이 라인압 극저압 설정압(P₁) 이상인지 여부를 판단한다. 여기서, 유압 센서(28)는 세컨더리압을 검출하고 있지만, 스텝 S102에 의해 감압 밸브(61)는 세컨더리압을 최대로 하는 방향으로 구동하고 있기 때문에 실세컨더리압과 실제 라인압(P_L)은 동일하게 되어 있다.

실세컨더리압이 라인압 극저압 설정압(P₁) 이상인 경우에는 스텝 S106으로 진행하고, 실세컨더리압이 라인압 극저압 설정압(P₁)보다도 작은 경우에는 본 제어를 종료한다.

스텝 S106에서는 타이머(t_a)가 라인압 저압 제어 지령 설정 시간(T_a)보다도 큰지 여부를 판단하여, 타이머(t_a)가 라인압 저압 제어 지령 설정 시간(T_a)보다도 큰 경우에는 스텝 S108로 진행하고, 타이머(t_a)가 라인압 저압 제어 지령 설정 시간(T_a) 이하인 경우에는 스텝 S107로 진행한다.

스텝 S107에서는 타이머(t_a)를 카운트 업한다.

스텝 S108에서는 인히비터 스위치(23)의 레인지 신호로부터, 주행 레인지가 선택되어 있는지 여부를 판단하여, 주행 레인지가 선택되어 있는 경우에는 스텝 S109로 진행하고, 주행 레인지가 선택되어 있지 않은 경우에는 본 제어를 종료한다.

스텝 S109에서는 라인압(P_L)의 지시압을 최대로 하는 지령을 압력 조절기 밸브(60)로 출력한다.

스텝 S110에서는 유압 센서(28)의 검출치로부터 실제 라인압(P_L)이 설정압(P₂)보다도 큰지 여부를 판단하여, 실제 라인압(P_L)이 설정압(P₂) 이상인 경우에는 스텝 S117로 진행하고, 실제 라인압(P_L)이 설정압(P₂)보다도 작은 경우에는 본 제어를 종료한다.

스텝 S111에서는 타이머(t_b)가 제1 설정 시간(T_b) 이상인지 여부를 판단하여, 타이머(t_b)가 제1 설정 시간(T_b) 이상인 경우에는 스텝 S113으로 진행하고, 타이머(t_b)가 제1 설정 시간(T_b)보다도 작은 경우에는 스텝 S112로 진행한다.

스텝 S112에서는 타이머(t_b)를 카운트 업한다.

스텝 S113에서는 인히비터 스위치(23)의 레인지 신호로부터, 주행 레인지가 선택되어 있는지 여부를 판단하여, 주행 레인지가 선택되어 있는 경우에는 스텝 S114로 진행하고, 주행 레인지가 선택되어 있지 않은 경우에는 본 제어를 종료한다.

스텝 S114에서는 라인압(P_L)의 지시압을 최대로 하는 지령을 압력 조절기 밸브(60)로 출력한다.

스텝 S115에서는 타이머(t_c)가 제2 설정 시간(T_c) 이상인지 여부를 판단하여, 타이머(t_c)가 제2 설정 시간(T_c) 이상인 경우에는 스텝 S117로 진행하고, 타이머(t_c)가 제2 설정 시간(T_c)보다도 작은 경우에는 스텝 S116으로 진행한다.

스텝 S116에서는 타이머(t_c)를 카운트 업한다.

스텝 S117에서는 전진 클러치 체결압(P_c)의 지시압을 최대로 하는 지령을 클러치 조절기 밸브(70)에 출력한다.

스텝 S118에서는 타이머(t_a, t_b, t_c)를 초기화하여 본 제어를 종료한다.

[극저온 시동시의 라인압 제어 처리 작용]

도9는, 극저온 시동시의 라인압 제어 처리 작용을 나타내는 타임 차트이다.

t1에서는 크랭킹에 의해 엔진 회전수(Ne)가 소정 회전수(N₁)를 초과한다. 이 때, 도8의 흐름도에 있어서 스텝 S101 → 스텝 S102 → 스텝 S103 → 스텝 S104로 진행하는 흐름이 된다. 즉, 스텝 S101에 의해 유온이 -20 ℃ 이하라고 판단되고, 스텝 S102에 의해 라인압(P_L)의 지시압이 최소가 된다. 계속해서, 스텝 S103에 의해 엔진 회전수(Ne)가 소정 회전수(N₁)보다도 크다고 판단된다.

다음에, 스텝 S104에서는 유압 센서(28)의 고장 유무에 의해, 처리가 2 방향으로 분기한다. 유압 센서(28)가 고장났다고 판단된 경우는, 스텝 S104 → 스텝 S111 → 스텝 S112로 진행한다. 즉, 스텝 S111에 의해 타이머(t_b)가 제1 설정 시간(T_b)에 도달하지 않는다고 판단되고, 스텝 S112에 의해 타이머(t_b)가 카운트 업된다.

유압 센서(28)가 고장나지 않았다고 판단된 경우는, 스텝 S104 → 스텝 S105로 진행하여, 스텝 S105에 의해 실제 라인압(P_L)이 라인압 극저압 설정압(P₁)보다도 작다고 판단된다.

t2에서는 실제 라인압(P_L)이 라인압 극저압 설정압(P₁)에 도달한다. 이 때, 도8의 흐름도에 있어서 스텝 S105 → 스텝 S106 → 스텝 S107로 진행하는 흐름이 된다. 즉, 스텝 S105에 의해 실제 라인압(P_L)이 라인압 극저압 설정압(P₁) 이상이라고 판단되어, 스텝 S106에 의해 타이머(t_a)가 라인압 저압 제어 지령 설정 시간(T_a) 이하라고 판단되고, 스텝 S107에 의해 타이머(t_a)가 카운트 업된다.

t3에서는 P 레인지로부터 D 레인지로 선택된다.

t4에서는 유압 센서(28)가 고장나지 않은 경우, 실제 라인압(P_L)이 라인압 극저압 설정압(P₁)에 도달하고 나서 라인압 저압 제어 지령 설정 시간(T_a)보다도 긴 시간이 경과하였으므로, 도8의 흐름도에 있어서 스텝 S106 내지 스텝 S108 → 스텝 S109 → 스텝 110으로 진행하는 흐름이 된다. 즉, 스텝 S108에 의해 주행 레인지가 선택되어 있다고 판단되어, 스텝 S109에 의해 라인압(P_L)의 지시압이 최대가 되고, 스텝 S110에 의해 실제 라인압(P_L)이 설정압(P₂)보다도 작다고 판단된다.

한편, 유압 센서(28)가 고장난 경우라도, 타이머(t_b)가 제1 설정 시간(T_b)에 도달하기 위해 도8의 흐름도에 있어서, 스텝 S111 내지 스텝 S113 → 스텝 S114 → 스텝 S115 → 스텝 S116으로 진행하는 흐름이 된다. 즉, 스텝 S113에 의해 주행 레인지가 선택되어 있다고 판단되어, 스텝 S114에 의해 라인압(P_L)의 지시압이 최대가 되고, 스텝 S115에 의해 타이머(t_c)가 제2 설정 시간(T_c)에 도달하지 않았다고 판단되어, 스텝 S116에 의해 타이머(t_c)가 카운트 업된다.

t5에서는 유압 센서(28)가 고장나지 않은 경우, 실제 라인압(P_L)이 설정압(P₂)에 도달하기 위해 도8의 흐름도에 있어서, 스텝 S110 → 스텝 S117 → 스텝 S118로 진행하는 흐름이 된다. 즉, 스텝 S117에 의해 전진 클러치 체결압(P_c)의 지시압이 최대가 되어, 스텝 S118에 의해 타이머(t_a, t_b, t_c)가 초기화된다.

한편, 유압 센서(28)가 고장난 경우에도, 타이머(t_c)가 제2 설정 시간(T_c)에 도달하기 위해 도8의 흐름도에 있어서, 스텝 S115 내지 스텝 S117 → 스텝 S118로 진행하는 흐름이 된다.

t6에서는 전진 클러치(8)가 체결된다. 이 때, 라인압(P_L)은 이미 최대가 되어 있으므로, 유압의 응답 지연에 의해 전진 클러치(8)의 체결압이 풀리 클램프압보다도 커지는 일은 없다.

다음에, 효과를 설명한다. 본 실시 형태의 V 벨트식 무단 변속기에서는 유온 -20 ℃ 이하의 극저온 시동시에 있어서, 실제 라인압(P_L)이 라인압 극저압 설정압(P₁) 이상인 상태가 라인압 저압 제어 지령 설정 시간(T_a)보다도 장시간 계속되었을 때, 라인압(P_L)이 압력 조절 상태라고 판단하여 라인압(P_L)의 지시압을 최대로 한다. 즉, 오일 펌프(22)로부터의 원압을 라인압(P_L)의「설계 최대치」까지 감압 가능한 유압이 압력 조절기 밸브(60)에 공급된 상태에서 라인압(P_L)을 최대로 하기 위해 라인압(P_L)의「설계 최대치」에 대한 오버슈트가 작게 억제되고, 과대한 풀리 클램프압의 발생을 방지하여 풀리의 내구성 향상을 도모할 수 있다.

또한, 유압 센서(28)가 고장난 경우에는, 엔진 회전수(Ne)가 소정 회전수(N₁)를 초과하고 나서 제1 설정 시간(T_b)이 경과되었을 때, 라인압(P_L)이 압력 조절 상태라고 판단하여 라인압(P_L)의 지시압을 최대로 하는 것으로 하였으므로, 실제 라인압(P_L)을 검출할 수 없는 경우라도, 라인압(P_L)의 오버슈트를 억제할 수 있다.

실제 라인압(P_L)이 설정압(P₂)에 도달할 때까지 전진 클러치 체결압(P_c)을 체결하지 않는 것으로 하였으므로, 유압의 응답 지연에 기인하여 실제 라인압(P_L)이 상승하기 전에 전진 클러치(8)가 체결되어, 벨트 미끄러짐이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

또한, 라인압(P_L)이 압력 조절 상태라고 판단되고 나서 제2 설정 시간(T_c)이 경과하였을 때 전진 클러치 체결압(P_c)의 지시압을 최대로 하는 것으로 하였으므로, 유압 센서(28)의 고장에 의해 실제 라인압(P_L)을 검출할 수 없는 경우라도, 벨트 미끄러짐을 방지할 수 있다.

이상, 본 발명의 실시 형태를 설명해 왔지만, 본 발명의 구체적인 구성은 본 실시 형태에 한정되는 것은 아니며, 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위의 설계 변경 등이 있어도 본 발명에 포함된다.

예를 들어, 본 실시 형태에서는 유압 센서(28)가 고장나지 않은 경우는 실제 라인압(P_L)이 설정압(P₂)을 초과하였을 때 전진 클러치 체결압(P_c)을 최대로 하고, 유압 센서(28)가 고장난 경우에는 라인압(P_L)이 압력 조절 상태라고 판단되고 나서 제2 설정 시간(T_c)이 경과하였을 때 전진 클러치 체결압(P_c)을 최대로 하는 예를 나타내었지만, 유압 센서(28)가 고장나지 않은 경우에 실제 라인압(P_L)이 설정압(P₂)에 도달하거나, 또는 라인압(P_L)이 압력 조절 상태라고 판단되고 나서 제2 설정 시간(T₃)이 경과하였을 때 전진 클러치 체결압(P_c)을 최대로 하는 구성으로 해도 좋다.

청구항 1에 기재된 발명에서는, 극저온 시동시 라인압 제어 수단은 실제 라인압이 라인압 극저압 설정압 이상이 된 상태가 라인압 저압 제어 지령 설정 시간보다도 길게 계속될 때, 라인압 제어 시스템에 대해 라인압 통상압 제어 지령을 출력한다.

엔진 시동시의 라인압은, 도9에 도시한 바와 같이 크랭킹 개시로부터 엔진 회전수 증가에 의해 크게 오버슈트하고 나서 작게 언더슈트한 후, 라인압 극저압 설정압 이상, 또한 라인압 지시압보다도 낮은 값으로 압력 조절 상태가 된다(안정됨). 즉, 본 발명에서는 크랭킹 개시로부터 크랭킹 후의 라인압 오버슈트 종료까지 필요로 하는 시간을 라인압 저압 제어 지령 설정 시간으로 하고, 라인압이 라인압 극저압 설정압 이상이 된 상태가 상기 설정 시간보다도 길게 계속될 때, 라인압이 압력 조절 상태라고 판단하고 있으므로, 크랭킹에 의한 오버슈트를 라인압 압력 조절이라 오판단하여 버리는 것을 방지할 수 있다.

그리고, 라인압이 압력 조절된 후에 라인압 지시압을 통상으로 함으로써, 라 인압 제어 시스템에 대한 라인압 지시압을 라인압 저압 제어 지령으로부터 라인압 통상 제어 지령으로 스위칭하였을 때, 라인압의 설계 최대치를 초과하는 오버슈트를 작게 할 수 있고, 자동 변속기에 부여하는 급격한 부하 변동을 저감하여 내구성 향상을 도모할 수 있다.

청구항 2에 기재된 발명에서는, 벨트식 무단 변속기에 있어서, 라인압의 오버슈트에 의해 과대한 풀리 클램프압이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 종래 장치에서는, 세컨더리압의 오버슈트가 크기 때문에, 세컨더리 풀리의 풀리 클램프압이 과대해져, 풀리나 벨트에 손상을 부여할 우려가 있었다. 그에 비해 본 발명에서는 풀리나 벨트에 부여하는 손상을 저감할 수 있어 내구성 향상을 도모할 수 있다.

또, 유압 센서에 의해 세컨더리압을 검출하고, 이 검출치와 목표치에 따라서 감압 밸브에 의해 라인압을 감압하여 세컨더리 풀리의 세컨더리압을 피드백 제어하는 구성의 벨트식 무단 변속기에 있어서는, 감압 밸브의 지시압을 라인압 지시압보다도 크게 함으로써,「실제 세컨더리압」=「실제 라인압」이 되어 실제 라인압을 직접 검출할 수 있기 때문에, 새롭게 라인압을 검출하는 유압 센서를 설치할 필요는 없다.

청구항 3에 기재된 발명에서는, 유압 검출 수단의 고장에 의해 실제 라인압이 검출 불가능해진 경우라도, 엔진 회전수와 제1 설정 시간으로부터 라인압의 압력 조절 상태를 판단함으로써, 라인압의 오버슈트를 억제할 수 있다.

청구항 4에 기재된 발명에서는, 실제 라인압이 미리 설정된 설정압에 도달할 때까지 전진 클러치 또는 후퇴 브레이크가 체결되지 않으므로, 유압의 응답 지연에 기인하여 라인압이 상승하기 전에 전진 클러치 또는 후퇴 브레이크가 체결되어, 벨트 미끄러짐이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

청구항 5에 기재된 발명에서는, 라인압이 압력 조절 상태가 되고 나서 제2 설정 시간이 경과하였을 때, 클러치압의 지시압을 최대로 하는 것으로 하였으므로, 유압 검출 수단의 고장에 의해 실제 라인압을 검출할 수 없는 경우라도, 라인압이 상승하기 전에 전진 클러치 또는 후퇴 브레이크가 체결되어 벨트 미끄러짐이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

또한, 청구항 6에 기재된 발명과 같이, 실제 라인압이 미리 설정된 설정압에 도달하거나, 또는 라인압이 압력 조절 상태가 되고 나서 제2 설정 시간이 경과하였을 때에 클러치압의 지시압을 최대로 하는 구성으로 해도 좋다.

Claims

자동 변속기의 유온을 검출하는 엔진 유온 검출 수단과,

엔진 시동시의 유온이 극저온시 소정 온도 이하로 검출되었을 때, 엔진 크랭킹 개시로부터 엔진 크랭킹 종료까지는 라인압 지시압을 통상보다도 낮게 지령하는 라인압 저압 제어 지령을 출력하고, 크랭킹 종료 후에는 통상 라인압 지시압을 지령하는 라인압 통상 제어 지령을 출력하는 극저온 시동시 라인압 제어 수단을 포함하고,

라인압 저압 제어 지령 시간은, 엔진 크랭킹 개시로부터 엔진 크랭킹에 의한 엔진 회전수 증가에 의한 라인압 오버슈트 종료까지 요구되는 시간 이상이 되도록 설정된 것을 특징으로 하는 자동 변속기의 제어 장치.
제1항에 있어서, 상기 자동 변속기를, V 벨트를 협지하는 프라이머리 풀리 및 세컨더리 풀리를 구비한 벨트식 무단 변속기로 하고,

운전 상태를 기초로 하는 목표 변속비가 되도록 유량 제어 밸브를 거쳐서 상기 프라이머리 풀리의 프라이머리압을 제어하는 변속비 제어 수단과,

상기 세컨더리 풀리의 세컨더리압을 제어하는 세컨더리압 제어 밸브와,

상기 유량 제어 밸브 및 세컨더리압 제어 밸브에 공급하는 라인압을 제어하는 라인압 제어 밸브와,

실제 세컨더리압을 검출하는 유압 센서를 마련하고,

상기 유압 센서가 라인압을 검출하는 것을 특징으로 하는 자동 변속기의 제어 장치.
제2항에 있어서, 상기 유압 센서가 고장났는지 여부를 판단하는 고장 판단 수단을 마련하고,

상기 극저온 시동시 라인압 제어 수단은, 유압 센서가 고장났다고 판단된 경우, 제1 설정 시간이 경과하였을 때 라인압 통상압 제어 지령을 출력하고, 라인압 지시압을 통상으로 하는 것을 특징으로 하는 자동 변속기의 제어 장치.
제3항에 있어서, 라인압 통상압 제어 지령이 출력되고 나서 실제 라인압이 미리 설정된 설정압에 도달하였을 때, 전진 클러치 또는 후퇴 브레이크에 공급하는 클러치압의 지시압을 최대로 하는 극저온 시동시 클러치압 제어 수단을 마련한 것을 특징으로 하는 자동 변속기의 제어 장치.
제4항에 있어서, 상기 극저온 시동시 클러치압 제어 수단은 라인압 통상압 제어 지령이 출력된 후 제2 설정 시간이 경과하였을 때, 클러치압의 지시압을 최대로 하는 것을 특징으로 하는 자동 변속기의 제어 장치.
제4항 또는 제5항에 있어서, 상기 극저온 시동시 클러치압 제어 수단은 실제 라인압이 미리 설정된 설정압에 도달하거나 또는 라인압 통상 제어 지령이 출력되고 나서 제2 설정 시간이 경과하였을 때, 클러치압의 지시압을 최대로 하는 것을 특징으로 하는 자동 변속기의 제어 장치.