KR920005483B1

KR920005483B1 - 엔진 토오크 검출방법 및 이 검출방법을 이용한 자동 변속 장치의 유압 제어 방법

Info

Publication number: KR920005483B1
Application number: KR1019880004446A
Authority: KR
Inventors: 다께오 히라마쯔
Original assignee: 미쯔비시 지도샤 고교 가부시끼가이샤; 나까무라 겐조
Priority date: 1987-04-20
Filing date: 1988-04-20
Publication date: 1992-07-06
Also published as: DE3812673A1; KR880012392A; US4922424A; DE3812673C2

Abstract

내용 없음.

Description

엔진 토오크 검출방법 및 이 검출방법을 이용한 자동 변속 장치의 유압 제어 방법

제1도는 본 발명이 적용되는 토오크 변환기를 구비한 자동 변속 장치의 개략 구성을 도시하는 블록도.

제2도는 제1도에 도시하는 기어 변속 장치의 내부 구성의 일부를 도시하는 기어열도.

제3도는 제1도에 도시하는 유압 회로의 내부 구성의 일부를 도시하는 유압 회로도.

제4도는 제1도에 도시하는 전달 제어 유니트(TCU)에 의해 실행되는 변속시의 유압 제어 수순을 도시하는 메인 루틴의 플로우챠트.

제5도는 엔진 회전 속도(Ne)의 연산에 이용되는 엔진 회전 속도(Ne) 센서로부터의 펄스 신호의 발생 상황을 도시하는 타이밍챠트.

제6도는 드로틀 밸브 개방도와 트랜스퍼 드라이브 기어 회전 속도에 의해 구획되는 변속단 영역을 도시하는 시프트 도표.

제7도는 전달 제어 유니트(TCU)에 의해 실행되는 동력 온오프 판정 루틴의 플로우챠트.

제8도 내지 제12도는 전달 제어 유니트(TCU)에 의해 동력 온 업 시프트시에 실행되는 유압 제어 수순을 도시하는 플로우챠트.

제13a도 내지 제13c도는 동력 온 업 시프트시에 있어서의 회전 속도(Nt) 및 트랜스퍼 드라이브 기어 회전 속도(No)의 시간 변화 및, 해방측 및 결합측 솔레노이드 밸브의 듀티율 변화를 도시하는 타이밍챠트.

제14도 내지 제16도는 전달 제어 유니트(TCU)에 의해 동력 온 다운 시프트시에 실행되는 유압 제어 수순을 도시하는 플로우챠트.

제17a도 내지 제17c도는 동력 온 다운 시프트시에 있어서의 터빈 회전속도(N_t) 및 트랜스퍼 드라이브 기어 회전 속도(No)의 시간변화 및, 해방측 및 결합측 솔레노이드 밸브의 듀티율 변화를 도시하는 타이밍챠트.

제18도 내지 제20도는 전달 제어 유니트(TCU)에 의해 동력 오프 업 시프트시에 실행되는 유압 제어 수순을 도시하는 플로우챠트.

제21a도 내지 제21c도는 동력 오프 업 시프트시에 터빈 회전속도(N_t) 및 트랜스퍼 드라이브 기어 회전 속도(No)의 시간변화 및, 해방측 및 결합측 솔레노이드 밸브의 듀티율 변화를 도시하는 타이밍챠트.

제22도 내지 제24도는 전달 제어 유니트(TCU)에 의해 동력 오프 다운 시프트시에 실행되는 유압 제어 수순을 도시하는 플로우챠트.

제25a내지 제25c는 동력 오프 다운 시프트시에 있어서의 터빈 회전속도(N_t) 및 트랜스퍼 드라이브 기어 회전속도(No)의 시간변화 및, 해방측 및 결합측 솔레노이드 밸브의 듀티율 변화를 도시하는 타이밍챠트.

제26a 도 내지 제26c도는 리프트 푸트업 시프트시에 있어서의 드로틀 밸브의 밸브 개방도, 터빈축 토오크 및 출력축 토오크의 시간 변화를 설명하기 위한 타이밍챠트.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 내연기관 또는 엔진 10a : 크랭크축

11 : 플라이 휘일 11a : 링기어

12 : 시동기 12a : 피니언

14 : 전자픽업(Ne 센서) 15 : 터빈 회전속도 센서(N_t센서)

16 : 전달 제어 유니트(TCU)

17 : 트랜스퍼 드라이브 기어 회전속도 센서(No 센서)

18 : 드로틀 개방도 센서(θt 센서) 20 : 토오크 변환기

20a : 케이싱 21 : 구동축

23 : 펌프 24 : 고정자

25 : 터빈 28 : 댐퍼 클러치

30 : 기어 변속 장치 30a : 입력축

31, 32 : 제1 및 제2구동기어 33, 34 : 유압 클러치

35 : 중간 전동축 40 : 유압회로

44, 46 : 제1 및 제2유압 제어 밸브 47, 78 : 솔레노이드 밸브

45, 49 : 스풀 50 : 댐퍼 클러치 유압 제어 회로

52 : 댐퍼 클러치 제어 밸브 54 : 솔레노이드 밸브

본 발명은 차량용 내연기관의 토오크 검출방법 및 이 토오크 검출 방법이 양호하게 적용되는 차량용 자동 변속 장치의 유압 제어 방법에 관한 것이다.

전자 제어 자동 변속 장치의 변속중에 있어서의 변속 클러치(마찰계합 요소)에 공급되는 작동 유압, 드로틀 밸브의 밸브 개방도나 차속을 검출하고, 이들로부터 미리 결정된 전기량을 작동 유압 제어용 솔레노이드 밸브에 부가하여 조정하는 것이 예를들어 미국특허 제3,754,482호에 의해 알려져 있다. 이러한 종래의 자동 변속 장치에 있어서, 드로틀 밸브의 밸브 개방도나 차속의 검출치는 변속 장치에 입력되는 전달 토오크를 반드시 정확하게 나타내는 매개변수가 아니므로, 변속 쇼크없이 원활 신속한 변속을 확실하게 행할 수 없다.

또, 변속시에 있어서 변속 장치의 입력축 회전 속도의 변화율을 검출하고, 이것을 목표 변화율에 합치시키도록 결합측 클러치 또는 해방측 클러치로의 공급압을 피이드백 제어하는 기술도 상기 미국특허 제3,754,482호에 의해 알려져 있다. 그러나, 이 종류의 피이드백 제어는 변속중에 드로틀 밸브의 밸브 개방도가 급변하는 경우에 있어서 추종성이 나쁘면, 입력축의 회전 변화율을 헌팅(hunting)시키고, 이에 따라 출력 토오크도 헌팅시켜 버려, 원활한 변속을 할 수 없다. 또한, 변속 개시시의 클러치로의 공급압(초기차)이 적정하지 않으면, 이 경우에도 헌팅이 생기기 쉽다.

상술한 불합리를 해소하기 위해서는 변속 장치의 입력축 토오크의 순간치를 검출하고, 이것을 변속용 클러치의 유압 제어에 이용하는 것이 요청된다.

종래, 동력 전달축의 축 토오크를 검출하는 방법으로서, 비틀림 게이지나 비틀림 자석을 이용하여 이것을 검출하는 방법이 알려져 있지만, 이들의 센서는 대형이며, 검출치에의 열적 영향이 크고, 회전체인 축 토오크를 검출하기 위해서는 슬립 링이 필요하게 되며, 슬립 링의 신뢰성 및 비용에 문제가 있었다.

드로틀 밸브의 밸브 개방도와 엔진 회전속도에 따라 엔진의 발생 토오크를 도표화해두고, 이들의 검출치에 따라서 토오크치를 연산하는 방법이 고려되지만, 엔진 성능의 악화에 대응하는 것이 어렵고, 엔진 온도(엔진 수온)의 변화에 대해서도 대응할 수 없다고 하는 문제가 있다. 또한, 터어보 충전기등의 과급기를 구비한 엔진에 있어서는 급가속시의 시간 지연에 의해 발생 토오크를 상기 드로틀 밸브의 밸브 개방도 및 엔진 회전속도만으로서는 정확하게 검출할 수 없다고 하는 문제가 있다.

또한 연료 분사량과 흡기량에 따라 발생 토오크를 도표화해두고, 이들의 검출치에 대응하여 토오크치를 연산하는 방법도 고려되지만, 크랭크축 등의 마찰 손실이 변화하면 연산 토오크치에 오차가 생겨 버린다. 또한, 엔진 온도에 의해서도 오차가 크다고 하는 문제가 있다.

본 발명의 주된 목적은 동력 전달계의 전달 토오크를 비틀림 게이지, 슬립링등의 대규모의 장치를 특별히 설치할 필요가 없고, 따라서 간단한 구성이면서도 염가로 엔진 토오크의 순간치를 정확하게 그리고 확실히 검출할 수 있는 엔진 토오크 검출 방법을 제공하는 스텝 것이다.

본 발명의 다른 목적은 동력 전달계의 전달 토오크를 대규모적인 검출 장치를 이용하지 않고 정확하게 그리고 확실히 검출하고, 추종성이 좋게 안정된 자동 변속 장치의 유압 제어 방법을 제공하는 것이다.

본 발명에 따르면, 내연기관과 차륜 사이에 장착되고 엔진측에 접속되는 입력축과, 차륜측에 접속되는 갖춘 구동력 전달 장치를 구비하는 차량 구동계의 엔진 토오크 검출 방법이 제공된다.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 내연기관과 차륜 사이에 장착되고 엔진측에 접속되는 입력측과 차륜측에 접속되는 출력축을 갖춘 구동력 전달 장치와, 이 구동력 전달 장치와 차륜 사이에 장착되는, 복수의 변속용 마찰 계합 수단을 가지며, 이 마찰 계합 수단은 이들에 공급되는 작동 유압에 따라 계합 및 계합 해제하여 소망의 변속단을 달성시키는 변속 장치를 구비한 차량 구동계의 변속 장치의 유압 제어 방법이 제공된다.

본 발명의 엔진 토오크 검출 방법 및 이 토오크 검출 방법을 이용한 변속 장치의 유압 제어 방법에 있어서는, 엔진의 회전속도의 변화율 및 구동력 전달 장치의 전달 토오크가 각각 검출되고, 검출된 전달 토오크에 검출된 엔진 회전속도 변화율에 소정치를 승산한 누적값을 가산하여, 이 가산치가 엔진 토오크로서 검출된다. 즉, 전달 토오크를 C Ne²및 Tc, 엔진 회전속도 변화율을 We, 내연기관의 관성 모멘트를 표시하는 소정차를 I_E, 엔진 토오크를 Te로 표시하면, 엔진 토오크 Te는,

Te = CㆍNe²+ I_EWe + Tc

로 표시된다. 그리고, 이 가산치에 따라 상기 각 마찰 계합 수단의 토오크 용량이 제어된다.

양호하게는, 구동력 전달 장치의 입력축 및 출력축의 회전속도를 각각 검출하고, 검출한 회전속도를 매개변수로 하여 구동력 전달 장치의 전달 토오크가 검출된다. 이 종류의 구동력 전달 장치로서는 입력축에 접속된 펌프 수단과, 출력축에 접속되며 작동 유체를 거쳐 펌프 수단과의 토오크 전달을 행하는 터빈 수단을 구비한 유체 이음부재가 양호하게 사용된다.

또 바람직하게는, 구동력 전달 장치의 전달 토오크는 외부로부터 제어 가능하며, 전달 토오크에 대응하는 제어 매개변수치를 검출하여 이 전달 토오크가 검출된다. 이 종류의 구동력 전달 장치로서는 입력축과 출력축 사이에 배치되며, 작동유의 공급에 의해 공급된 작동 유압의 크기에 따른 토오크 전달을 행하는 클러치 수단이 양호하게 사용되고, 클러치 수단에 공급되는 작동유압을 검출하여 클러치 수단의 전달 토오크가 검출된다.

본 발명은 내연기관의 폭발에 의한 평균 토오크로부터 이 엔진의 마찰 손실을 뺀 정미 엔진 토오크가 토오크 변환기등의 구동력 전달 장치의 전달 토오크와 엔진 회전속도 변화율에 크랭크축 회전 관성등의 소정치를 승산한 누적값의 가산치로서 연산할 수 있다는 사실에 의거하는 것으로, 토오크 변환기 등의 유체 이음부재, 슬립 제어식 전자 분말 클러치, 점성 클러치등의 구동력 전달 장치의 전달 토오크는 입력축 및 출력축의 회전 속도로부터 전달 토오크가 대략 일률적으로 검출가능하며, 슬립식 직결 클러치등의 구동력 전달 장치에서는 예를들어 공급압을 조정하는 전자 밸브의 전기량(제어 매개 변수치)을 제어하므로서 외부로부터 전달 토오크를 제어 가능하고, 이 전기량을 검출하므로서 전달 토오크가 대략 일률적으로 검출가능하다. 따라서, 구동력 전달 장치의 검출된 전달 토오크와 검출된 엔진 회전속도 변화율로부터 변속 장치의 입력축 토오크의 순간치가 정확하게 연산될 수가 있고, 이 연산된 입력축 토오크의 순간치를 이용하여 변속용 마찰계합 요소에 공급되는 작동 유압을 조정하면, 추종성이 좋고 안정적으로 변속용 마찰 계합 요소의 토오크 용량을 제어할 수 있다.

본 발명의 상술 및 기타목적, 특징 및 잇점을 첨부도면에 의거한 하기의 상세한 설명으로부터 한층 더 명백해질 것이다.

제1도는 본 발명에 관한 차량용 토오크 변환기를 구비한 전자 제어 자동 변속 장치의 개략적인 구성을 도시하며, 내연기관(10)은 예를들어 6기통 엔진이고, 이 크랭크축(10a)에는 플라이 휘일(11)이 부착되며, 이 플라이 휘일(11)을 거쳐 구동력 전달 장치로서의 토오크 변환기(20)의 구동축(21)의 일단이 크랭크축(10a)에 직결되어 있다. 토오크 변환기(20)는 케이싱(20a), 펌프(23), 고정자(24), 및 터빈(25)으로 이루어지며, 펌프(23)는 토오크 변환기(20)의 입력용 케이싱(22)을 거쳐 상기 구동축(21)의 타단에 연결되고, 고정자(24)는 일방 클러치(24a)를 거쳐 케이싱(20a)에 연결되어 있다. 또, 터빈(25)은 기어 변속 장치(30)의 입력축(30a)에 접속되어 있다.

본 실시예의 토오크 변환기(20)는 슬립식의 직결 클러치, 예를들어 댐퍼 클러치(28)를 구비하고 있으며, 이 댐퍼 클러치(28)는 입력용 케이싱(22)과 터빈(25)사이에 장착되고, 계합시(직결시)에 있어서도 적절한 슬립을 허용하여 토오크 변환기(20)의 펌프(23)와 터빈(25)을 기계적으로 직결시키는 것으로, 댐퍼 클러치(28)의 슬립량, 즉 댐퍼 클러치(28)를 거쳐 전달되는 토오크는 댐퍼 클러치 유압 제어 회로(50)에 의해 외부로부터 제어된다.

댐퍼 클러치 유압 제어 회로(50)는 댐퍼 클러치 제어 밸브(52) 및 댐퍼 클러치 제어 솔레노이드 밸브(54)로 이루어지며, 솔레노이드 밸브(54)는 통상 폐쇄형의 온 오프 밸브이고, 이 솔레노이드(54a)는 전달 제어 유니트(이하, 이것을 TCU라 칭함(16)에 전기적으로 접속되어 있다. 댐퍼 클러치 제어 밸브(52)는 댐퍼 클러치(28)에 공급되는 작동유의 유로를 절환함과 동시에, 댐퍼 클러치(28)에 작용하는 유압을 제어한다. 즉, 댐퍼 클러치 제어 밸브(52)는 스풀(52a)과, 이 스풀(52a)의 도시한 좌단면이 면하는 좌단실(52b)에 수용되고 스풀(52a)을 도시한 우측 방향으로 압압하는 스프링(52c)으로 구성되고, 좌단실(52b)에는 도시하지 않은 빠이로트 유압원에 연통하는 빠이로트 유로(55)가 접속되어 있다. 빠이로트 유로(55)에는 드레인측으로 통과하는 분기로(55a)가 접속되고, 이 분기로(55a) 도중에 상기 솔레노이드 밸브(54)가 배치되어, 솔레노이드 밸브(54)의 개폐에 의해 좌단실(52b)에 공급되는 빠이로트 유압의 크기가 제어된다. 스풀(52a)의 우단면이 면하는 우단실(52d)에도 상기 빠이로트 유압원으로부터의 빠이로트 유압이 공급되어 있다.

좌달실(52b)에 빠이로트 유압이 작용하여 댐퍼 클러치 제어 밸브(52)의 스풀(52a)이 도시한 우측 극한 위치로 이동하면, 토오크 변환기(20)에 공급된 토오크 변환기(T/C) 윤활유압이 유로(56), 제어 밸브(52), 유로(57)를 거쳐 입력용 케이싱(22)과 댐퍼 클러치(28)사이에 형성되는 유압실로 공급되며, 댐퍼 클러치(28)의 계합이 해제된다. 한편, 좌단실(52b)에 빠이로트 유압이 공급되지 않고, 스풀(52a)이 도시한 우측 극한 위치로 이동하면, 도시하지 않은 유압 펌프로부터의 라인압이 유로(58), 제어 밸브(52), 유로(59)를 거쳐 댐퍼 클러치(28)와 터빈(25)사이에 형성된 유압실로 공급되고, 댐퍼 클러치(28)를 입력용 케이싱(22)에 마찰 계합시킨다.

TCU(16)에 의해 덤퍼 클러치 솔레노이드 밸브(54)의 듀티율(D_c)을 제어하면, 스풀(52a)은 좌달실(52b)에 작용하는 빠이로트 유압과 스프링(52c)의 스프링력의 합력이 우단실(52d)에 작용하는 빠이로트 유압과 평형하는 위치로 이동하고, 이 이동 위치에 대응하는 유압이 댐퍼 클러치(28)에 공급되어, 댐퍼 클러치(28)에 있어서의 전달 토오크(Tc)가 소요치로 제어된다.

상기 기어 변속 장치(30)는 예를들어 전진 4단 후진 1단의 기어열을 갖는다. 제2도는 기어 변속 장치(30)의 부분 구성도이며, 입력축(30a)에는 제1구동 기어(31) 및 제2구동 기어(32)가 회전가능하게 헐겁게 끼워져 있고, 제1구동기어(31) 및 제2구동 기어(32)사이의 입력축(30a)에는 변속용 마찰계합 요소로서의 유압 클러치(33, 34)가 고정설치되며, 각 구동기어(31, 32)는 각각 클러치(33, 34)에 계합함로서 입력축(30a)과 일체로 회전한다. 입력축(30a)과 평행하게 중간 전동축(35)이 배치되고, 이 중간 전동축(35)은 도시하지 않은 최종 감속기어 장치를 거쳐 구동차축에 접속되어 있다. 중간 전동축(35)에는 제1구동기어(31)와 맞물리는 제1피구동기어(36) 및 제2구동기어(32)와 맞물리는 제2피구동기어(37)가 고정 설치되어 있으며, 클러치(33)와 제1구동 기어(31)가 계합하면 입력축(30a)의 회전은 클러치(33), 제1구동 기어(31), 제1피구동기어(36), 중간 전동축(35)에 전달되고, 제1변속단(예를들면, 제1속)이 달성된다. 클러치(33)의 계합이 해제되고, 클러치(34)와 제2구동기어(32)가 계합하면 입력축(30a)의 회전은 클러치(34), 제2구동기어(32), 제2피구동기어(37), 중간 전동축(35)에 전달되어, 제2변속단(예를들면, 제2속)이 달성된다.

제3도는 제2도에 도시하는 유압 클러치(33, 34)에 유압을 공급하는 유압회로(40)를 도시하며, 제1유압 제어 밸브(44), 제2유압 제어 밸브(46), 솔레노이드 밸브(47, 48)로 구성된다. 제1 및 제2유압 제어 밸브(44, 46)에는 그 각 보어(44a, 46a)에 스풀(45, 49)이 각각 미끄럼 이동 가능하게 끼워 삽입되고, 스풀(45, 49)의 각 우단면이 면하는 우단실(44g, 46g)이 각각 형성되어 있다. 각 우단실(44g, 46g)에는 스프링(44b, 46b)이 수용되고, 스프링(44b, 46b)은 스풀(45, 49)을 도면의 우측으로 압압하고 있다. 그리고, 제1 및 제2유압 제어 밸브(44, 46)에는 스풀(45, 49)의 각 좌단면이 면하는 좌단실(44h, 46h)이 각각 형성되어 있다. 이들 좌단실(44h, 46h)은 오리피스(44i, 46i)를 거쳐서 드레인 측으로 연통하고 있다.

솔레노이드 밸브(47)는 통상 개방형의 삼방 절환 밸브이며, 3개의 포트(47c, 47d, 47e)를 갖는다. 그리고, 솔레노이드 밸브(47)는 밸브체(47a)와, 이 밸브체(47a)를 포트(47e)측으로 압압하여 포트(47e)를 폐쇄하는 스프링(47b)과, 부세시에 스프링(47b)의 스프링력에 저항하여 밸브체(47a)를 포트(47c)측으로 이동시켜 이 포트(47c)를 폐쇄시키는 솔레노이드(47f)로 구성된다. 한편, 솔레노이드 밸브(48)는 통상 폐쇄형의 삼방 절환 밸브이며, 3개의 포트(48c, 48d, 48e)를 갖는다. 그리고, 솔레노이드(48)는 밸브체(48a)와, 이 밸브체(48a)를 포트(48c)측으로 압압하여 포트(48c)를 폐쇄하는 스프링(48b)과, 부세시에 스프링(48b)의 스프링력에 저항하여 밸브체(48a)를 포트(48e)측으로 이동시켜 이 포트(48e)를 폐쇄시키는 솔레노이드(48f)로 구성된다. 각 솔레노이드 밸브(47, 48)의 각 솔레노이드(47f, 48f)는 TCU(16)의 출력측에 각각 접속되어 있다.

도시하지 않은 상기 유압 펌프로부터 연장하는 유로(41)는 제1유압 제어 밸브(44) 및 제2유압 제어 밸브(46)의 각 포트(44c, 46c)에 접속되어 있으며, 제1유압 제어 밸브(44)의 포트(44d)에는 유로(41a)의 일단이 접속되고, 유로(41a)의 타단에는 유압 클러치(33)가 접속되어 있다. 제2유압 제어 밸브(46)의 포트(46d)에는 유로(41b)의 일단이 접속되며, 유러(41b)의 타단에는 유압 클러치(34)가 접속되어 있다. 도시하지 않은 상기 빠이로트 유압원으로부터 연장하는 빠이로트 유로(42)는 제1 및 제2유압 제어 밸브(44, 46)의 각 좌단실(44h, 46h)에 연통하는 포트(44e, 46e)에 접속됨과 동시에, 솔레노이드 밸브(47, 48)의 각 포트(47c, 48c)에 접속되어 있다. 솔레노이드 밸브(47, 48)의 각 포트(47d, 48d)는 빠이로트 유로(42a, 42b)를 거쳐 제1 및 제2유압 제어 밸브(44, 46)의 각 좌단실(44g, 46g)에 연통하는 포트(44f, 46f)에 각각 접속되어 있다. 솔레노이드 밸브(47, 48)의 각 포트(47e, 48e)는 드레인측에 연통하고 있다.

유로(41)는 도시하지 않은 조압 밸브등에 의해 소정압으로 조압된 작동유압(라인압)을 제1 및 제2유압 제어 밸브(44, 46)에 공급하고, 빠이로트 유로(42)는 도시하지 않은 조압 밸브등에 의해 소정압으로 조압된 빠이로트 유압을 제1 및 제2유압 제어 밸브(44, 46) 및 솔레노이드 밸브(47, 48)에 공급한다.

제1유압 제어 밸브(44)의 스풀(45)이 좌측으로 이동하면, 포트(44c)를 폐쇄하고 있던 스풀(45)의 랜드(45a)가 포트(44c)를 개방하고, 작동 유압이 유로(41), 포트(44c), 포트(44d), 유로(41a)를 거쳐 클러치(33)에 공급되며, 스풀(45)이 우측으로 이동하면, 랜드(45a)에 의해 포트(44c)가 폐쇄되는 한편, 포트(44d)가 드레인 포트(44j)와 연통하여 클러치(33)의 유압이 그레인측으로 배제된다. 제2유압 제어 밸브(46)의 스풀(49)이 좌측으로 이동하면, 포트(46c)를 폐쇄하고 있던 스풀(49)의 랜드(49a)가 포트(46c)를 개방하고, 작동 유압이 유로(41), 포트(46c), 포트(46d), 유로(41b)를 거쳐서 클러치(34)에 공급되며, 스풀(49)이 우측으로 이동하면, 랜드(49a)에 의해 포트(46c)가 폐쇄되는 한편, 포트(46d)가 드레인 포트(46j)와 연통하여 클러치(34)의 유압이 드레인측으로 배제된다.

제1도로 돌아가서, 상기 플라이 휘일(11)의 외주에는 시동기(12)의 피니언(12a)과 맞물리는 링 기어(11a)가 외측으로 끼워져있으며, 이 링기어(11a)는 소정의 이빨수(예를들면, 110개)를 갖고, 링기어(11a)에 대항하여 전자픽업(14)이 부설되어 있다. 전자픽업(이하, 이것을 Ne 센서라 칭함(14)은 하기에 상세히 기술하는 바와같이 엔진(10)의 엔진 회전 속도(Ne)를 검출하는 것으로서, TCU(16)의 입력측에 전기적으로 접속되어 있다.

TCU(16)의 입력측에는 토오크 변환기(20)의 터빈(25)의 회전속도(N_t)를 검출하는 터빈 회전속도 센서(N_t센서, 15) 도시하지 않은 트랜스퍼 드라이브 기어의 회전속도(No)를 검출하는 트랜스퍼 드라이브 기어 회전 속도 센서(No 센서, 17)엔진(10)의 도시하지 않은 흡기통로 도중에 배치된 드로틀 밸브의 밸브 개방도(θt)를 검출하는 드로틀 개방도 센서(θt 센서, 18), 도시하지 않은 유압 펌프로부터 토출되는 작동유의 유오(Toil)을 검출하는 유온 센서(19)등이 접속되고, 각 센서로부터의 검출 신호가 TCU(16)에 공급된다.

이하, 상술한 바와같이 구성되는 기어 변속 장치의 작용을 설명한다.

TCU(16)는 도시하지 않은 RCM, RAM등의 기억 장치, 중앙 연산 장치, I/O 인터페이스, 카운터 등을 내장하고 있으며, TCU(16)는 기억 장치에 기억된 프로그램에 따라 이하와 같이 변속유압 제어를 행한다.

TCU(16)는 제4도에 도시하는 메인 프로그램 루틴을 소정주기, 예를들어 35Hz의 주기로 반복 실행한다. 이 메인 프로그램 루틴에서는 먼저 스텝 S10에서 후술하는 각종 초기치의 독입 설정이 실행된다. 이어서, TCU(16)는 각종 센서, 즉 Ne 센서(14), N_t센서(15), No 센서(17), θt 센서(18), 유온 센서(19)등으로부터의 검출 신호를 독입하여 기억한다(스텝 S11). 그리고, TCU(16)는 이들 검출 신호로부터 변속 제어에 필요한 매개변수치를 이하와 같이 연산 기억한다.

먼저, TCU(16)는 Ne 센서(14)의 검출 신호로부터 엔진 회전속도(Ne) 및 엔진 회전속도(Ne)의 변화율(We)을 연산한다(스텝 S12). Ne 센서(14)는 링기어(11a)가 일회전하는 동안에 링기어(11a)의 4개의 이빨수를 검출할 때마다 1개의 펄스 신호를 발생하여 이것을 TCU(16)에 공급하고 있다. TCU(16)는 제5도에 도시하는 바와같이 1실행 사이클, 즉 28.6sec(35Hz) 동안에 공급되는 Ne 센서(14)로부터의 펄스 신호중, 최후의 9개 펄스를 검출하는데 요한 시간 tp(sec)를 계시하여 다음식(1)로부터 엔진 회전속도 Ne(rpm)을 연산하고, 이번의 실행 사이클의 엔진 회전속도(Ne)n로서 이것을 상기 기억 장치에 기억한다.

Ne = (9×4)÷110÷tp×60

= 216÷(11×tp)………………………………………… (1)

그리고, 전회의 실행 사이클에 있어서 기억한 엔진 회전속도(Ne)_n-1과, 이번의 실행 사이클에 있어서 기억한 엔진 회전속도(Ne)_n로부터 엔진 회전속도 변화율 We(rad/sec²)을 다음식(2)에 의해 연산 기억한다.

We = Ne×2π÷60÷T

= (π/30T)×Ne……………………………………………(2)

여기서, Ne = (Ne)_n-(Ne)_n-1, T = (T₁+T₂)/2이며, T₁,T₂는 각각 제5도에 도시한 바와같이 전회 및 이번회의 실행 사이클의 tp 시간의 카운트 종료시점 사이의 시간 및 카운트 개시 시점 사이의 시간(sec)이다.

터빈축 토오크 T_t의 연산

이어서, TCU(16)는 스텝 S13으로 진행하고, 엔진의 정미 토오크(Te)및 토오크 변환기 출력축 토오크(이하, 이것을 터빈축 토오크라 칭함(Tt(kg.m))를 연산한다.

여기서, 변속중의 해방측 또는 결합측의 클러치의 마찰 토오크(Tb)와 터빈축 토오크(Tt) 및 변속중의 터빈 회전 변화율(W_t)과의 관계는 다음식(A1)으로 표시된다.

Tb = aㆍTt+bㆍW_t……………………………………………(A1)

여기서, a, b는 1속에서 2속으로의 시프트 업, 4속으로부터 3속으로의 시프트 다운등의 시프트 패턴(변속의 종류), 각 회전부의 관성 모멘트등에 의해 결정되는 정수이다. 상기 식(A1)으로부터 알 수 있는 바와같이 클러치의 마찰 토오크(Tb), 즉 클러치(33, 34)의 작동 유압을 터빈축 토오크(Tt) 및 변속중의 터빈 회전 변화율(W_t)로 결정하면 엔진 성능의 약화, 엔진 수온등의 영향을 받지 않고 설정할 수가 있으며, 이러한 개념에 의거하여 얻은 실험식이나 데이타는 다른 종류의 엔진에도 용이하게 적용가능하게 된다.

또, 터빈축 토오크(Tt)의 변화에 불구하고, 터빈 회전 변화율(W_t)을 목표치대로 피이드백 제어하고 싶은 경우에, 터빈 회전 변화율(W_t)의 목표치로부터의 어긋남을 뒤쫓아 수정하는 것이 아니고, 터빈축 토오크(Tt)의 변화량분만큼 마찰 토오크(Tb), 즉 클러치(33, 34)의 작동 유압을 증감시켜 두면, 피이드백 제어의 수정 이득을 크게 설정하지 않고도 추종성이 좋은 그리고 안정한 변속 제어가 가능하게 된다.

게다가, 변속 개시시에 있어서, 결합측 클러치의 마찰 토오크의 발생 개시 시점에 있어서의 터빈축 토오크(Tt)의 변화를 예측하여 이것을 적정치에 설정하고, 상술한 식(A1)으로부터 목표로 하는 터빈 회전 변화율(W_t)이 얻어진 마찰 토오크(Tb)가 되도록 클러치로의 공급 유압을 설정하면, 결합측 클러치의 마찰 토오크는 발생개시 시점으로부터 목표치에 가까운 터빈 회전 변화율(W_t)이 얻어지게 되며, 변속 감각의 향상이 꾀해진다.

그래서, 터빈축 토오크(Tt)는 다음식(3)에서 연산되는 엔진 정미 토오크(Te)를 이용하여 다음식(4)에 의해 연산하고, 이들의 연산치를 상기 기억 장치에 기억한다.

Te = CㆍNe²+I_EㆍWe+Tc………………………………………(3)

Tt = t(Te-Tc)+Tc

= t(CㆍNe²+I_EㆍWe)+Ic……………………………………(4)

여기서, Te는 엔진(10)의 폭발에 의한 평균 토오크로부터 마찰 손실이나 오일 펌프 구동 토오크등을 뺀 정미 토오크이며, C는 토오크 용량 계수이고, 기억 장치에 미리 기억되어 있는 토오크 변환기 특성 테이블로부터 터빈 회전속도(N_t)와, 엔진 회전속도(Ne)의 속도비 e(=N_t/Ne)에 따라 독출된다. 따라서, N_t센서(15)에 의해 검출되는 터빈 회전속도(N_t)와, Ne 센서(14)에 의해 상술한 바와같이 하여 검출되는 엔진 회전속도(Ne)로부터 속도비(e)를 먼저 연산한 후, 연산된 속도비(e)에 따라 토오크 용량 계수(c)가 기억장치로부터 독출된다. I_E는 엔진(10)의 관성 모멘트이며, 엔진의 기종마다 설정되는 일정치, t는 토오크 비이고, 이것도 기억 장치에 미리 기억되어 있는 토오크 변환기 특성 테이블로부터 터빈 회전속도(N_t)와 엔진 회전속도(Ne)의 속도비 e(N_t/Ne)에 따라 독출된다.

Tc는 댐퍼 클러치(28)의 전달 토오크이며, 이 종류의 슬립식 직렬 클러치에서 토오크(Tc)는 다음식(5)에 의해 주어진다.

Tc = PcㆍAㆍrㆍμ

a1 ㆍD_c-b1………………………………………………………(5)

여기서, PC는 댐퍼 클러치(28)의 공급 유압이며 A는 댐퍼 클러치(28)의 피스톤 수압면적, r은 댐퍼 클러치(28)의 마찰변경, μ는 댐퍼 클러치의 마찰계수이다. 그리고, 댐퍼 클러치(28)의 공급유압(Pc)은 댐퍼 클러치 솔레노이드 밸브(54)의 듀티율(D_c)에 비례하므로 상기 식(5)가 얻어진다. 또한, a1 및 b1은 시프트 모드에 따라 설정되는 정수이며, 또 상기 식(5)에 의해 연산되는 Tc 값이 정인 경우에만 유효하고, 부의 경우에는 Tc = 0으로 설정된다.

이렇게 해서 연산 기억된 엔진의 정미 토오크(Te) 및 터빈축 토오크(Tt)는 Ne 센서(14)가 검출하는 엔진 회전속도 Ne, N_t센서(15)가 검출하는 터빈 회전속도 N_t, 및 댐퍼 클러치 솔레노이드 밸브(54)의 듀티율 D_c에 의해 대략 일률적으로 그들의 각 순간치가 연산 결정될 수 있다. 게다가, 상술한 연산식(3) 및 (4)로부터 명맥한 바와같이, 엔진 출력 토오크(Te)는 I_EㆍWe 항을 포함하여 연산되므로서 터빈 회전 변화율(W_t)이나 마찰 토오크(Tb)의 영향을 거의 받지 않는다. 이 때문에, 터빈 회전 변화율(W_t)을 목표치로 설정하기 위해 마찰 토오크(Tb)를 조정한 경우, 즉 클러치의 공급압을 조정한 경우, 터빈축 토오크(T_t)가 변화해 버린다고 하는, 서로 마주 간섭하여 제어불능의 사태가 발생하는 일은 없다. 특히, 변속도중에 있어서 가속 작업등에 의한 외란에 의해 터빈축 토오크가 증감하고, 이것을 보정하도록 마찰 토오크(Tb)를 조정한 경우에, 상술한 바와같은 간섭이 생기지 않으므로, 응답성이 좋은 변속 제어를 얻는데 유리하다.

다음에, TCU(16)는 스텝 S14에 있어서 드로틀 밸브의 밸브 개방도(θt)와 트랜스퍼 드라이브 기어 회전속도(No)로부터 기어 변속장치(30)에서 확립해야할 변속단을 판정한다. 제6도는 제1변속단(이하, 이것을 「제1속」으로서 설명함)과, 이보다 하나 고단속인 제2변속단(이하, 이를 「제2속」으로 설명함)의 변속 영역을 나타내며, 도면중 실선은 제1속에서 제2속으로 시프트업하는 경우의 제1속 영역과 제2속 영역을 구분하는 경계선이고, 도면중 파선은 제2속에서 제1속으로 시프트 다운하는 경우의 제1속영역과 제2속영역을 구분하는 경계선이다. TCU(16)는 제6도로부터 확립해야할 변속단을 결정하고, 이것을 기억 장치에 기억해둔다.

동력 온 오프 판별

이어서, TCU(16)는 스텝 S15로 진행하고, 동력 온 오프 판별 루틴을 실행한다. 제7도는 동력 온 오프 판별 루틴의 플루아챠트를 도시하면, 먼저 15에 있어서 판별치(T_to)를 설정한다. 이 판별치(T_to)는 다음식(6)에 의해 연산된다.

T_to= a2ㆍW_to= 2πㆍa2ㆍ Ni………………………………(6)

여기에, a2 및 Ni는 시프트 패턴에 따라 미리 설정되어 있는 소정치이며, 업 시프트의 경우에는 부의 값으로, 다운 스프트의 경우에는 정의 값으로 각각 설정되어 있다. 다음에, TCU(16)는 상기 스텝 S13에서 연산한 터빈축 토오크(T_t)가 판별치(T_to)보다 큰가 어떤가를 판별한다(스텝 S152). 그리고, 판별 결과가 긍정(예)의 경우에는 동력 온 시프트로 판정하고(스텝 S153), 부정(아니오)의 경우에는 동력 오프 시프트로 판정한다(스텝 S154). TCU(16)는 동력 온 오프 판별 결과를 기억 장치에 기억하여 제4도에 도시하는 메인 루틴으로 되돌려준다.

상술한 동력 온 오프 판별 방법은 이하의 개념에 의거한 것이다. 즉, 일반적으로 클러치의 마찰 토오크(Tb)와 터빈축 토오크(Tt) 및 변속중의 터빈 회전 변화율(W_t)의 관계를 보여주는 상기식(A1)에 있어서, 터빈축 토오크(T_t)를 0으로, 터빈 회전 변화율(W_t)을 목표치(W_to)로, 마찰 토오크 Tb를 T_to로 치환하면 상기식(6)이 얻어지며, 클러치 이외의 요소가 작동하고 있지 않은 상태에서는 상기 목표치(W_to)를 얻는 것만의 터빈축 토오크(T_t)가 발생하고 있는가 어떤가로 동력 온 오프 판별을 행하는 것이다. 이것에 의해, 종래 동력 온 오프 판별을 단지 엔진 출력의 정ㆍ부에 의해 판별하고 있던 것과 비교하여, 종래 방법의 결점인 다음의 불합리가 해소된다.

즉, 동력 온 상태와 동력 오프 상태로 다른 논리에서 변속 제어를 행하는 것에서는, (1) 업 시프트의 경우, 엔진 출력이 약간 부의 값을 취하면 동력 오프 상태로 판정되어버려, 결합측 마찰 요소(클러치)가 해방된 채로 되어 변속이 완료되지 않는다.

(2) 역으로, 다운 시프트의 경우, 엔진 출력이 약간 정의 값을 취하면 동력 온 상태로 판정되어 버려, 전달 입력축의 회전이 자동 상승하는 것을 기다리게 되며, 결합측 마찰요소(클러치)가 결합되지 않고 변속이 완료되지 않는다고 하는 불합리가 해소된다.

또한, 리프트 푸트업 시프트(lift-foot up-shift)나 액셀 페달을 밟으면서 행하는 다운 시프트시에는 극히 빠르게 동력 온 오프 판정을 행할 필요가 있지만, 상술한 동력 온 오프 판별에 있어서, 터빈축 토오크(T_t)로서 상기식(4)에서 구해지는 엔진 정미 토오크에 토오크비(t)를 승산하여 구해지는, 말하자면 가상 터빈축 토오크를 이용하고 있으므로, 상기식(4)로부터 I_EㆍW_e의 항을 생략하고 구해지는 실제 터빈축 토오크(T_t')(=t CNe²+Tc)를 이용하여 동력 온 오프 판별을 행하는 경우보다 신속하게 판별을 행할 수 있다. 즉, 예를들어 리프트 푸트업 시프트시에는 엔진 출력의 저하를 극히 조기에 감지하여 해방측 요소(클러치)를 재빨리 해방하면, 저속단에서의 감속 쇼크가 회피될 수 있다. 이것을 제26a, 26b, 26c를 참조하여 설명하면, 액셀 페달이 해방되어 업 시프트로 이행하면(제26a도), 실제 터빈축 토오크(T_t')는 제26b도에 도시하는 파선을 따라 변화하는 한편, 가상 터빈축 토오크(T_t)는 제26b도에 도시하는 실선을 따라 변화한다. 따라서, 가상 터빈축 토오크(T_t)를 이용한 경우에는 제26b도에 도시하는 t₁시점에 있어서, 실제 터빈축 토오크(T_t')를 이용한 경우에는 제26b도에 도시하는 t₂시점에 있어서 각각 동력 오프 상태의 검출이 가능하게 된다. 이 결과, 가상 터빈축 토오크(T_t)를 이용한 경우에는 실제 터빈축 토오크(T_t')를 이용한 경우에 비해 ㅿt (=t₂-t₁)만큼 빨리 동력 오프 판별을 행할 수 있고, 그만큼 빠르게 해방측 요소를 해방시킬 수 있으며, 출력축 토오크의 급락(제26c도의 사선부 참조)이 없이 감속 쇼크를 회피할 수가 있다.

제4도로 돌아가서, 다음에 TCU(16)는 상기 스텝 S14에서 판별하여 확립해야 할 변속 영역이 전회 실행 사이클에 있어서 판별한 결과와 차이가 있는가 어떤가를 판별한다. 차이가 있지 않으면 상기 스텝 S11로 되돌아가고, 재차 스텝 S11 이하가 반복 실행된다. 한편, 차이가 있는 경우에는 스텝 S14 및 S15에서 판별한 시프트 패턴에 따른 시프트 신호를 출력하여(스텝 S17), 상기 스텝 S11로 되돌아간다.

동력 온 업 시프트시 유압 제어

제8도 내지 제12도는 동력 온 업 시프트 경우의 변속 유압 제어 수순을 도시하는 플로우챠트이며, 제1속에서 제2속으로 시프트 업되는 경우의 변속 유압 제어 수순을 제13a, 13b, 13c도를 참조하면서 설명한다.

TCU(16)는 제1속에서 제2속으로의 동력 온 업 시트의 시프트 신호에 의해, 먼저 솔레노이드 밸브(47, 48)의 초기 듀티율(D_U1, D_U2)을 다음식(8) 및 (9)에 의해 연산한다(스텝 S20).

D_U1= a4ㆍ│T_t│+c4………………………………………(8)

D_U2= a5ㆍ│T_t│+c5……………………………………(9)

여기서, T_t는 실행 사이클마다 상기 제4도의 스텝 S13에서 연산 기억되는 터빈축 클러치치, a4, c4 및 a5, c5는 제1속에서 제2속으로 시프트업하는 경우에 적용되는 정수이다.

다음에, TCU(16)는 통상 개방형 솔레노이드 밸브(47)의 듀티율(D_LR)을 스텝 S20에서 설정한 초기 듀티율(D_U1)로 설정하고, 이 듀티율(D_LR)로 솔레노이드 밸브(47)를 개폐 구동하는 신호를 출력하며, 해방측 마찰계합 요소인 제1속 클러치(33)에 초기 듀티율(D_U1)에 대응하는 초기 유압의 공급을 개시하고, 제1속 클러치(33)의 도시하지 않은 피스톤을 클러치의 미끄러짐이 발생하는 직전 위치로 향해 후퇴시킨다(스텝 S21, 제13b도의 t₁시점). 한편, 통상 폐쇄형 솔레노이드 밸브(48)의 듀티율(D₂₄)을 100%로 설정하고, 이 듀티율(D₂₄)로 솔레노이드 밸브(48)를 개폐구동하는 신호를 출력하여 결합측 마찰 계합 요소인 제2속 클러치(34)의 피스톤을 클러치의 계합이 개시되는 직전 위치(피스톤 거터 막힘위치)까지 진행함(제13c도의 t₁시점)과 동시에, 타이머에 초기압 공급 시간(T_S1)을 셋트한다(스텝 S22). 이 타이머는 TCU(16)에 내장되는 하드 타이머라도 좋고, 프로그램의 실행에 의해 상기 초기압 공급 시간(T_S1)을 계시하는 소위 소프트 타이머라도 좋다. 초기압 공급 시간(T_S1)은 이 초기압 공급 시간(T_S1)에 걸쳐 듀티율 100%로 결합측 클러치(34)에 작동 유압을 공급하면, 클러치(34)의 피스톤을 계합 개시 직전의 소정 위치까지 진행할 수 있는 소정치이다.

TCU(16)는 소정시간(t_o)의 경과, 즉 1실행 사이클(이 실시예에서는 28.6msec)의 경과를 기다리면(스텝 S23), 소정시간(t_D)이 경과하면, 전회의 실행 사이클에서 설정한 듀티율(D_LR)에 소정의 듀티율(ㅿD₁)을 가산하여 새로운 듀티율(D_LR)로 하고, 이 듀티율(D_LR)로 솔레노이드 밸브(47)를 개폐 구동하는 신호를 출력한다(스텝 S24). 가산하는 소정 듀티율(ㅿD₁)은 솔레노이드 밸브(47)의 듀티율(D_LR)이 소정의 속도로 증가하는 값(예를들면, 매초 4%의 비율로 증가하는 값)으로 설정되어 있다(제13b도의 t₁시점에서 t₂시점까지의 듀티율(D_LR)의 변화참조). 그리고 TCU(16)는 상기 스텝 S22에서 셋트한 초기압 공급 시간(T_S1)이 경과했는가 어떤가를 판별하고(스텝 S25), 아직 경과하고 있지 않으면 스텝 S23으로 되돌아가, 스텝 S23 내지 스텝 S25를 반복 실행한다.

스텝 S25의 판별 결과가 긍정의 경우, 즉 초기압 공급 시간(T_S1)이 경과하여 제2속 클러치(34)가 계합직전의 소정 위치까지 전진하였을 때, TCU(16)는 제9도의 스텝 S27로 진행하고, 솔레노이드 밸브(48)의 듀티율(D₂₄)을 일단 소정치(D₂₄, min)로 설정하며, 이 듀티율(D₂₄)로 솔레노이드 밸브(48)를 개폐시키는 구동 신호를 출력한다(제13c도의 t₂시점). 소정치(D₂₄, min)는 제2유압 제어 밸브(46)를 거쳐 제2속 클러치(34)에 공급되는 작동 유압이 증가도 감소도 하지 않는 유지압을 부여하는 듀티율이다. 그리고, 소정 시간(t_D)의 경과, 즉 1실행 사이클의 경과를 기다리고(스텝 S28), 소정시간(t_D)이 경과하면 전회의 실행 사이클에서 설정한 솔레노이드 밸브(47)의 듀티율(D_LR)에 소정의 듀티율(ㅿD₁)을 가산하여 새로운 듀티율(D_LR)로 함과 동시에, 솔레노이드 밸브(48)의 튜티율(D₂₄)에 소정의 듀티율(ㅿD₂)을 가산하여 새로운 듀티율(D₂₄)로 하고, 이들의 듀티율(D_LR, D₂₄)로 각 솔레노이드 밸브(47, 48)를 개폐 구동하는 신호를 출력한다(스텝 S30). 가산하는 소정 듀티율(ㅿD₂)은 솔레노이드 밸브(48)의 듀티율(D₂₄)이 소정의 속도로 증가한 값(예를들어, 매초 15%의 비율로 증가하는 값)으로 설정되어 있다)제13c도의 t₂시점에서 t₃시점까지의 듀티율(D₂₄)의 변화 참조).

다음에, 스텝 S32로 진행하고, TCU(16)는 실제 슬립 회전속도(N_SR)를 다음식(10)에 의해 연산하여 이것을 소정 판별치 ㅿN_SR1(예를들면, 10rpm)과 비교한다.

N_SR= N_t-N_tc1…………………………………………………(10)

여기서, Nct1은 1속시 연산 터빈 회전속도이며, No 센서(17)에 의해 검출되는 트랜스퍼 드라이브 기어 회전속도(No)에 소정속도를 승산한 적치로서 구해진다.

실제 슬립 회전속도(N_SR)를 소정 판별치(ㅿN_SR1)와 비교하여 실제 슬립 회전속도(N_SR)가 소정 판별치(ㅿN_SR1)보다 작을 때(N_SR＜ㅿN_SR1), TCU(16)는 스텝 S28로 되돌아 가고, 스텝 S28 내지 스텝 S32를 반복 실행한다. 이에 따라, 해방측의 제1속 클러치(33)는 서서히 계합을 풀고 해방되는 한편, 결합측의 제2속 클러치(34)는 계합이 개시되기 직전의 소정 위치로부터 서서히 계합측으로 이동되지만 아직 계합이 개시되지 않는다. 이러한 상태에서는 터빈 회전속도(N_t)는 해방측의 제1속 클러치(33)가 해방됨에 따라 서서히 회전속도를 상승시킨다(제13a도의 제어구간 A의 후반부분). 즉, 제어구간 A(시프트 신호 출력 시점 t₁에서 실제 슬립 회전속도(N_SR)가 소정 판별치(ㅿN_SR1) 이상으로된 것이 검출되는 시점 t₃까지의 제어구간)에서는 제2속 클러치(34)의 마찰 토오크가 발생하기 전에 제1속 클러치(33)의 계합을 서서히 해방시키므로서, 실제 슬립 회전속도(N_SR)을 후술하는 소정 목표 슬립 회전속도(N_SD)로 향해 일단 상승시킨다. 그리고, 실제 슬립 회전속도(N_SR)가 소정 판별치(ㅿN_SR1) 이상으로 된것이 검출되면(N_SR

N_SR1), 제10도에 도시하는 스텝 S34로 진행한다.

스텝 S34에서는 계합측 솔레노이드 밸브(48)의 듀티율(D₂₄)을 상기 스텝 S20에서 연산한 초기 듀티율(D_U2)로 설정하고, 이 듀티율(D₂₄)로 솔레노이드 밸브(48)를 개폐 구동하는 신호를 출력합과 동시에, 전회 실행 사이클에서 설정한 해방측 솔레노이드 밸브(47)의 듀티율(D_LR)로부터 소정의 듀티율(ㅿD₄)(예를들면, 2 내지 6%)을 감산하여 새로운 듀티율(D_LR)로 하고, 이 듀티율(D_LR)을 초기값으로 하여, 실제 슬립 회전 속도(N_SR)를 상기 소정 목표 슬립 회전속도(N_SD)로 피이드백 제어하는 유압제어를 개시한다(스텝 S35). 즉, TCU(16)는 이어지는 스텝 S36에서 1실행 사이클의 경과를 기다린 후, 1실행 사이클마다 해방측 솔레노이드 밸브(47)의 듀티율(D_LR)을 이하와 같이 설정하고, 설정된 듀티율(D_LR)로 해방측 솔레노이드 밸브(47)를 개폐하는 구동 신호를 출력한다(스텝 S38).

(D_LR)n = (Di)n + Kp₁ㆍe_n+ K_D1(e_n-E_n-1)……………………(11)

여기서, e_n은 이번의 실행 사이클의 목표 슬립 회전속도(N_SD)와 실제 슬립 회전속도(N_SR)의 편차(e_n=N_SD-N_SR), e_n-1은 전회 실행 사이클의 목표 슬립 회전소도(N_SD)와 실제 슬립 회전속도(N_SR)의 편차이다. K_P1, K_D1은 비례이득, 미분이득이며, 각각 소정의 값으로 설정되어 있다. (Di)n은 적분항이며, 다음식(11a)으로 연산된다.

(D_i)_n= (Di)_n-1+K_I1ㆍe_n+ D_H1………………………………………(11a)

(D_i)_n-1은 전회 실행 사이클에 있어서 설정된 적분항이며, K_I1은 적분 이득이고, 소정의 값으로 설정되어 있다.

D_H1은 변속중의 가속일등에 의해 엔진 토오크(Te)가 변화한 경우의 터빈축 토오크의 변화량(ㅿT_t)에 따라 설정되는 터빈축 토오크의 보정값이며, 먼저 터빈축 토오크의 변화량(ㅿT_t)을 연산하고, 이 변화량(ㅿT_t)에 따른 듀티율 보정량(D_H1)을 다음식(12)에 의해 연산한다.

D_H1= a6ㆍㅿT_t………………………………………………………(12)

여기서, ㅿTt는 당해 동력 온 영역에서는

ㅿT_t= (T_t)_n-(T_t)_n-1………………………………………………(13)

으로 연산되지만, 후술하는 동력 오프 영역에서는

ㅿT_t= -(T_t)_n+ (T_t)_n-1……………………………………………(14)

으로 연산되며, (T_t)_n및 (T_t)_n-1은 각 상기 제4도의 스텝 S13에서 설정되는 이번 및 전회의 실행 사이클에 있어서의 터빈축 토오크이다. 또, a6은 시프트 패턴에 따라 미리 설정되어 있는 정수이다. 이와같이, 적분항(D_i)_n에서 식(11a) 및 (12)로부터 알 수 있듯이 터빈축 토오크의 변화량(ㅿT_t)에서 구해지는 듀티율 보정량(D_H1)이 포함되므로, 듀티율(D_LR)을 터빈축 토오크의 변화에 대해 늦지 않게 보정할 수 있고, 피이드백 제어시의 상술한 적분이득, 비례이득, 및 미분이득을 큰 값으로 설정할 필요가 없게 되며, 추종성이 좋고 게다가 안정된 제어가 가능하게 된다.

이어서, TCU(16)는 실제 슬립 회전속도(N_SR)가 부의 소정 슬립 회전속도ㅿN_S1(예를들어, -3 내지 -7rpm) 이하인가 어떤가를 판별한다(스텝 S40). 이 판별 결과가 부이면, TCU(16)는 상기 스텝 S36으로 되돌아가고, 실제 슬립 회전속도(N_SR)가 부의 소정 슬립 회전속도(ㅿN_S1) 이하로 될때까지 스텝 S36 내지 스텝 S40을 반복 실행한다. 이에 따라, 해방측의 솔레노이드 밸브(47)의 듀티율(D_LR)은 상술한 바와 같이 실제 슬립 회전속도(N_SR)와 목표 슬립 회전속도(N_SD)와 차가 작아지도록, 즉 실제 슬립 회전속도(N_SD)가 목표 슬립 회전속도(N_SD)로 되도록 피이드백 제어되는데 대하여, 결합측의 솔레노이드 밸브(48)의 듀티율(D₂₄)은 초기 듀티율(D_U2)에 일정하게 유지된다. 이결과, 솔레노이드 밸브(48)의 초기 듀티율(D_U2)에 대응하는 작동 유압이 제2유압 제어 밸배(46)를 거쳐 제2속 클러치(34)에 공급되고, 클러치(34)에 도시하지 않은 피스톤은 서서히 계합측으로 이동하여 클러치(34)는 계합을 개시한다. 클러치(34)의 계합 개시에 의해 터빈 회전속도(N_t)는 하강하려고 하지만, 엔진(10)이 동력 온 상태에 있으므로, 해방측의 솔레노이드 밸브(47)의 듀티율(D_LR)을 보다 큰 값으로 설정하는 것에 의해 터빈 회전속도(N_t)의 하강이 방지된다.

그러나, 계합측 클러치(34)의 계합이 진행하고, 해방측의 솔레노이드 밸브(47)의 듀티율(D_LR)을 보다 큰 값으로 설정함에도 불구하고, 계합측 클러치(34)의 계합력이 이를 상회하면 터빈 회전속도(N_t)는 하강하기 시작하며, 제13a도에 도시하는 t₄시점에 이르러 실제 슬립 회전속도(N_SR)가 부의 소정 슬립 회전속도(ㅿN_S1)이하로 된다. 실제 슬립 회전속도(N_SR)가 부의 소정 슬립 회전속도(ㅿN_S1) 이하로 된것을 검출하면 (스텝 S40의 판별 결과가 긍정), 제11도에 도시하는 스텝 S42로 진행한다. 이렇게 해서, 제13a도에 도시하는 제어 구간 B(t₃시점에서 t₄시점간의 제어 구간)에 있어서의 유압 제어가 종료한다.

또한, 제어 구간 B에 있어서, 실제 슬립 회전속도(N_SR)가 부의 소정 슬립 회전속도(ㅿN_S1)이하로 된것이 검출되면 제11도의 스텝 S42가 실행되지만, 제어 구간 A에 있어서, 얼마간의 외란에 의해 실제 슬립 회전 속도(N_SR)가 부의 소정 슬립 회전속도(ㅿN_S1)이하로 된것이 예를들어 연속하는 실행 사이클에 있어서 2회 검출된 경우, 제어구간 B의 유압 제어를 생략하고 바로 제11도의 스텝 S42로 진행하여, 제어구간 C의 유압 제어를 개시하도록 해도 좋다.

제어구간 C 및 이것에 이어지는 제어 구간 D, E에서 유압 제어는 결합측의 솔레노이드 밸브(48)의 듀티율(D₂₄)을 터빈 회전 변화율(W_t)과 소정의 목표 터빈 회전 변화율(W_to)과의 차가 최소로 되는 값으로 피이드백 제어하고, 터빈 회전속도(N_t)를 제2속시 연산 터빈 회전속도(N_tc2)로 향해 점점 감소시키는 것이다. TCU(16)는 먼저 해방측 솔레노이드 밸브(47)의 듀티율(D_LR)을 소정 듀티율(D_LRmax)로 설정하고, 설정된 듀티율(D_LR)로 솔레노이드 밸브(47)를 개폐하는 구동신호를 출력한다.(스텝 S42). 이 소정 듀티율(D_LRmax)은 제1유압 제어 밸브(44)를 거쳐 제1속 클러치(33)에 공급되는 작동 유압을 일정압(유지압)으로 유지하고, 제1속 클러치(33)의 피스톤 위치를 제13b도에 도시하는 t₄시점에서의 위치에 유지할 수 있는 값으로 설정하고 있다. 또한, 해방측의 솔레노이드 밸브(47)의 듀티율(D_LR)은 이후 변속이 설질적으로 완료할 때까지(제13b도에 도시하는 t₄시점에서 t₈시점까지) 제1속 클러치(33)에 상기 유지압을 부여하는 소정 듀티율(D_LRmax)에 유지된다.

다음에, TCU(16)는 소정시간(t_D)의 경과를 기다리고(스텝 S43), 스텝 S44로 진행한다. 스텝 S44에서는 상기 목표 터빈 회전 변화율(W_to)을 다음식(15)에 의해 설정한다.

W_to= a7ㆍNo +b7……………………………………………………(15)

여기서, a7, b7은 제어구간 C 내지 E에 따라 소정치(부의 값)로 설정되고, a7, b7 값은 식(15)에 의해 설정되는 목표 터빈 회전 변화율(W_to)을 피이드백 제어가 개시되어 틈도 없는 제어 구간 C에서는 터빈 회전 속도(N_t)가 점차 감소하는 값으로, 제어 구간 C에 이어지는 제어 구간 D에서는 제어 구간 C의 변화율의 절대치보다 큰 값으로 설정하여 터빈 회전속도(N_t)의 하강속도를 빠르게 하고, 제2속 클러치(34)의 계합이 완료하는 제어 구간 E에서는 재차 변화율의 절대치를 작은 값으로 설정하여 변속 쇼크의 방지를 도모하고 있다(제13a도의 터빈 회전속도(N_t)의 시간 변화 참조).

이어서, TCU(16) 결합측 솔레노이드 밸브(48)의 듀티율(D₂₄)을 실제 슬립 회전속도(N_SR)가 부의 소정 슬립 회전속도(ㅿN_S1) 이하로 된것이 검출된 시점(t₄)에 있어서의 듀티율을 초기값으로 하여 다음식(16)에 의해 연산 설정하고, 설정된 듀티율(D₂₄)로 솔레노이드 밸브(48)을 개폐하는 구동 신호를 출력한다(스텝 S46).

(D₂₄)_n= (D_i)_n+ K_P2ㆍE_n+K_D2(E_n-E_n-1)…………………………(16)

여기서, E_n은 스텝 S44에서 설정된 금번 실행 사이클의 목표 터빈 회전 변화율(W_to)과 실제 터빈 회전 변화율(W_t)과의 편차(E_n=W_to-W_t)이며, 실제 터빈 회전 변화율(W_t)은 이번회 및 전회의 실행 사이클에 있어서의 실제 터빈 회전속도(N_t)_n과 (N_t)_n-1로부터 다음식(17)에 의해 구해진다.

(W_t)_n= (N_t)_n- (N_t)_n-1………………………………………………(17)

또, E_n-1은 전회의 실행 사이클의 목표 터빈 회전 변화율(W_to)과 실제 터빈 회전 변화율(W_t)과의 편차이다. K_P2, K_D2는 비례이득, 및 미분 이득이며, 각각 소정치로 설정되어 있다. (D_i)_n을 적분항이며, 다음식(18)으로 연산된다.

(D_i)_n=(D_i)_n-1+ K₁₂E_n+D_H1+D_H2……………………………………(18)

(Di)_n-1은 전회 실행 사이클에서 설정된 적분항이며, K₁₂는 적분 이득이고, 소정치로 설정되어 있다.

D_H1은 변속중의 가속일 등에 의해 엔진 토오크(Te)가 변화한 경우의 터빈축 토오크의 변화량(ㅿT1)에 따라 설정되는 터빈축 토오크의 보정값이며, 상기 식(12) 내지 (14)가 동일 연산식으로부터 구해진다.

D_H2는 제어 구간이 C에서 D로, D에서 E로 변화한 시점에서만 적용되는 목표 터빈 회전 변화율 변경시의 보정듀티율이며, 다음식(19) 및 (20)으로 구해진.

D_H2=αㆍㅿW_to………………………………………………………(19)

W_to= (W_to)_n-(W_to)_n-1………………………………………………(20)

여기서, (W_to)_n은 금번 실행 사이클 이후에 적용해야 할 목표 터빈 회전 변화율이며, (W_to)_n-1은 전회까지 적용하고 있던 목표 터빈 회전 변화율이다. α시프트 패턴에 따라 설정되는 정수이다.

이와 같이, 실행 사이클 마다 연산되는 듀티율(D₂₄)의 적분양(D_i)_n도, 전술한 제어구간 B에 있어서 연산된 해방측 솔레노이드 밸브(47)의 듀티율(D_LR)과 마찬가지로, 듀티율 보정량(D_N1)에 의한 보정, 즉 터빈축 토오크의 변화량(ㅿT1)으로 보정되며, 게다가 제어구간 변경시에는 목표 터빈 회전 변화율의 변화량(ㅿW_to)에 따라 보정되므로, 듀티율(D₂₄)을 터빈축 토오크의 변화에 대해, 또 목표 터빈 회전 변화율의 변화에 대해 늦지 않게 보정할 수 있고, 피이드 백 제어시의 상술한 적분이득, 비례이득, 및 미분이득도 큰 값으로 설정할 필요가 없게 되며, 추종성이 좋고 게다가 헌팅이 없는 안정된 제어가 가능하게 된다.

TCU(16)는 스텝 S46에서의 듀티율(D₂₄)의 연산 및 구동 신호의 출력 후, 스텝 S48로 진행하고, 터빈 회전속도(N_t)가 2속시 연산 터빈 회전 속도(N_tc2)의 소정 직상 회전속도[2속시 연산 터빈 회전 속도 N_tc2보다 N_tc2(예를들어, 80 내지 120rpm)만큼 높은 회전속도](N_tc20)에 도달했나 어떤가를 판별한다. 그리고, 이 판별 효과가 부의 경우에는 상기 스텝 S43로 되돌아 가고, 스텝 S43 내지 스텝 S48을 반복 실행한다.

제어구간 C에 막 돌입한 시점에서는, 결합축 클러치(34)는 계합을 막 개시한 것뿐이며, 상술한 목표 터빈 회전 변화율(W_to)에서 터빈 회전속도(N_t)를 감소시키므로서, 계합 개시시의 변속 쇼크가 회피된다. 그리고, TCU(16)는 터빈 회전속도(N_t)가 감속하여 트랜스퍼 드라이브 기어 회전속도(No)에 소정계수를 승산한 회전속도(예를들어, 2.8xNo)에 이르렀을 때, 제어구간 C를 이탈하여 제어구간 D에 돌입한 것으로 판단하고, 상기 스텝 S44에서의 목표 터빈 회전 변화율(W_to)의 절대치를 보다 큰 값으로 변경한다(제13a도의 t₅시점).

목표 터빈 회전 변화율(W_to)의 절대치를 보다 높은 값으로 변경하면, 결합측 솔레노이드 밸브(48)의 듀티율(D₂₄)은 제어구간 C에 있어서 설정되는 값보다 큰 값으로 설정되고(제13c도의 t₅시점에서 t₆시점 사이), 터빈 회전속도(N_t)는 대략 목표 터빈 회전 변화율(W_to)에서 급격히 감소하게 된다. 목표 터빈 회전 변화율(W_to)의 절대치를 보다 큰 값으로 설정하면 할수록, 변속 응답성이 개선되게 된다.

다음에, 터빈 회전속도(N_t)가 더욱 감속하여 트랜스퍼 드라이브 기어 회전속도(No)에 소정계수를 승산한 회전 속도(예를들어, 2.2xNo)에 도달했을 때, 즉 제2속 클러치(34)의 피스톤이 서서히 계압 완료 위치 근방에 이동할 때 제어구간 D를 이탈하여 제어구간 E에 돌입했다고 판단하고, 상기 스텝 S44에서 설정되는 목표 터빈 회전 변화율(W_to)의 절대치를 제어구간 D에 있어서 설정되는 값보다 작은 값으로 변형한다(제13a도의 t₆시점). 목표 터빈 회전 변화율(W_to)의 절대치를 보다 작은 값으로 변경하면, 계합측 솔레노이드 밸브(48)의 듀티율(D₂₄)은 제어구간 D에 있어서 설정되는 값보다 작은 값으로 설정되며(제13c도의 t₆시점에서 t₇시점 사이). 터빈 회전속도(N_t)는 대략 목표 터빈 회전 변화율(W_to)에서 완만하게 감소되게 되며, 해방측의 클러치(33)의 계합이 완전히 해제되고, 이에 따라 결합측의 클러치(34)의 계합이 완료하는 시점 근방에서의 변속 쇼크가 회피되게 된다.

상기 스텝 S48의 판별 결과가 긍정의 경우, 즉 터빈 회전속도(N_t)가 2속시 연산 터빈 회전속도(N_tc2)의 소정 직상 회전속도(N_tc20)에 이르면(제13c도의 t₇시점), TCU(16)는 상기 타이머에 소정 시간 T_SF(예를들어, 0.5sec)를 셋트하고(스텝 S50), 소정 시간(T_SF)의 경과를 기다린다(스텝 S51). 소정시간(T_SF)의 경과를 기다리므로서 확실하게 결합축 클러치(34)의 계합을 완료시킬 수가 있다.

상기 소정 시간(T_SF)이 경과하여 스텝 S51의 판별 효과가 긍정으로 되면, TCU(16)는 해방측 솔레노이드 밸브(47) 및 결합측 솔레노이드 밸브(48)의 듀티율(D_LR, D₂₄)을 모두 100%로 설정하고, 이 듀티율(D_LR, D₂₄)로 솔레노이드 밸브(47, 48)를 개폐하는 구동 신호를 출력한다(제13b도 및 제13c도의 t₈시점). 이렇게 해서, 제1속단에서 제2속단으로의 동력 온 업 시프트의 변속 유압 제어가 완료한다.

동력 온 다운 시프트시 유압 제어

제14도 내지 제16도의 동력 온 다운 시프트 경우의 변속 유압 제어 수순을 도시하는 플로우챠트이며, 제2속에서 제1속으로 시프트 다운되는 경우의 변속 유압 제어 수순을 제17a, 17b, 17c도를 참조하면서 설명한다.

TCU(16)는 제2속에서 제1속으로의 동력 온 다운 시프트의 시프트 신호에 의해, 먼저 솔레노이드 밸브(47, 48)의 초기 듀티율(D_d1, D_d2)을 상기 식(8) 및 (9)와 동일한 다음식(21) 및 (22)에 의해 연산한다(스텝 S60).

D_d1= a8ㆍT_t+c8……………………………………………………(21)

D_d2= a9ㆍT_l+c9……………………………………………………(22)

여기서, a8, c8 및 a9, c9는 제2속에서 제1속으로 시프트 다운하는 경우에 적용되는 정수이다.

다음에, TCU(16)는 해방측 솔레노이드 밸브(48)의 듀티율(D₂₄을 스텝 S60에서 설정한 초기 듀티율(D_d1)로 설정하고, 이 듀티율(D₂₄)로 솔레노이드 밸브(48)를 개폐 구동하는 신호를 출력하며, 해방측 마찰 계합요소인 제2측 클러치(34)에 초기 듀티율(D_d1)에 대응하는 초기 유압의 공급을 개시하고, 제2속 클러치(34)의 도시하지 않은 피스톤을 클러치의 미끄러짐이 발생하기 직전 위치로 향해 후퇴시킨다(스텝 S62, 제17b도의 t₁₀시점). 한편, 결합측 솔레노이드 밸브(47)의 듀티율(D_LR)을 0%로 설정하고, 이 듀티율(D_LR)로 솔레노이드 밸브(47)를 개폐 구동하는 신호를 출력하여, 즉 통상 개방형 솔레노이드 밸브(47)를 전체 개방하게 하여 결합측 마찰 계합 요소인 제1속 클러치(33)의 피스톤을 클러치의 계합이 개시되기 직전 위치(피스톤 거터 막힘 위치)로 향해 이동시킴(제17c도의 t₁₀시점)과 동시에, 타이머에 초기압 공급 시간(T_S2)을 셋트한다(스텝 S64). 이 초기압 공급 시간(T_S2)에 걸쳐 듀티율 0%에서 통상 개방형 솔레노이드 밸브(47)를 구동하여 결합측 클러치(33)에 작동 유압을 공급하면, 클러치(33)의 피스톤을 계합 개시 직전의 소정 위치까지 진행할 수가 있다.

TCU(16)는 스텝 S64에서 셋트한 초기압 공급 시간(T_S2)이 경과했나 어떤가를 판별하고(스텝 S66), 아직 경과하고 있지 않으면 이 초기압 공급 시간(T_S2)이 경과할 때까지 반복하여 스텝 S66을 실행하여 대기한다.

스텝 S66의 판별 결과가 긍정의 경우, 즉 초기압 공급 시간(T_S2)이 경과하여 제1속 클러치(33)가 계합 직전의 소정 위치까지 전진할 때, TCU(16)는 제15도의 스텝 S68로 진행하고, 결합측 솔레노이드 밸브(47)의 듀티율(D_LR)을 상기 유지압을 부여하는 소정치(D_LRmax)로 설정하며, 이 듀티율(D_LR)에서 솔레노이드 밸브(47)를 개폐시키는 구동 신호를 출력한다(제17c도의 t₁₁시점). 또한 결합측 솔레노이드 밸브(47)의 듀티율(D_LR)은 이후 터빈 회전속도(W_t)가 1속시 연산 터빈 회전 속도(N_tc1)에 도달할 때까지(제17a도에 도시하는 t₁₁시점에서 t₁₅시점까지), 제1속 클러치(33)에 상기 유지압을 부여하는 소정 듀티율(D_LRmax)에 유지된다.

한편, 해방측 클러치(34)의 피스톤이 계합을 서서히 해방하는 측으로 이동하고, 클러치(34)의 마찰 토오크가 경감되기 때문에, 터빈 회전 속도(N_t)는 서서히 상승을 개시한다. 그리고, TCU(16)는 터빈 회전 속도(N_t)가 제1소정 판별치(예를들어, 1.5xNo)를 넘어 상승했나 어떤가를 판별하고(스텝 S70), 회전 속도 1.5xNo를 넘고 있지 않으면 넘을 때까지 스텝 S70의 판별을 반복하여 대기한다.

터빈 회전 속도(N_t)가 회전 속도 1.5xNo를 초과하면(제17a도의 t₁₂시점), 제17a도에 도시하는 제어구간 A의 변속 유압 제어가 종료하여 제어구간 B에 돌입한 것으로 되며, TCU(16)는 이어지는 스텝 S71에서 1 실행 사이클의 경과를 기다린 후, 피이드백 제어에 의해 터빈 회전 변화율(W_t)을 조정하면서 터빈 회전 속도(Nt)를 1속시 연산 터빈 회전 속도(N_tc1)로 향해 상승시키는 유압 제어를 개시한다. 즉, 제어구간 B 및 이것에 이어지는 제어구간 C, D에서의 유압 제어는 해방측 솔레노이드 밸브(48)의 듀티율(D₂₄)을 터빈 회전 변화율(W_t)과 소정의 목표 터빈 회전 변화율(W_to)과의 차가 최소로 되는 값으로 피이드백 제어하고, 터어빈 회전 속도(N_t)를 제1속시 연산 터빈 회전 속도(N_tc1)로 향해 점차 증가시키는 것이다.

TCU(16)는 먼저 S72에 있어서, 상기 목표 터빈 회전 변화율(W_to)을 다음식(23)에 의해 설정한다.

W_to= a10 No+b10………………………………………………(23)

여기서, a10, b10은 제어구간 B 내지 D에 따라 소정치(정의 값)로 설정되는 정수이며, 그들값은 식(23)에 의해 설정되는 목표 터빈 회전 변화율(W_to)을 피이드백 제어가 개시되어 틈도 없는 제어구간 B에서는 터빈 회전 속도(Nt)가 점증하는 값으로 ,제어구간 B에 이어지는 제어구간 C에서는 제어구간 B의 변화율보다 큰 값으로 설정하여 터빈 회전 속도(N_t)의 상승 속도를 빠르게 하고, 터빈 회전 속도(N_t)가 1속시 연산 터빈 회전 속도(N_tc1)에 접근하는 제어구간 D에서는 재차 작은 변화율로 설정하여 터빈 회전 속도(N_t)의 끌어올림을 방지하도록 된 값으로 설정되어 있다[제17a도의 터빈 회전 속도(N_t)의 시간 변화 참조].

이어서, TCU(16)는 해방측 솔레노이드 밸브(48)의 듀티율(D₂₄)을 터빈 회전 속도(N_t)가 회전 속도 1.5xNo를 넘은 t₁₂시점에 있어서의 듀티율을 초기 값으로 하여 상기 식(16) 및 (18)과 동일한 연산식에 의해 연산 설정하고, 설정된 듀티율(D₂₄)로 솔레노이드 밸브(48)를 개폐하는 구동 신호를 출력한다(스텝 S74). 또한 상기 식(16) 및 (18)에 있어서의 적분 이득(K₁₂), 비례이득(K_P2), 및 미분 이득(K_D2)은 각각 동력 온 다운 시프트에 있어서 시프트 패턴에 최적인 소정의 값으로 설정되어 있다.

TCU(16)는 스텝 S74에 있어서의 듀티율(D₂₄)의 연산 및 구동 신호의 출력 후, 스텝 S76으로 진행하고, 터빈 회전 속도(Nt)가 1속시 연산 터빈 회전 속도(N_tc1)에 이르렀나 어떤가를 판별한다. 그리고, 이 판별 결과가 부의 경우에는 상기 스텝 S71로 되돌아가, 스텝 S71 내지 스텝 S76을 반복 실행한다.

제어구간 B에 막 돌입한 시점에서, 해방측 클러치(34)는 계합 해제를 막 개시한 것 뿐이며, 상술한 목표 터빈 변화율(W_to)에서 터빈 회전 속도(N_t)를 상승시키므로서, 터빈 회전 속도(N_t)의 상승이 회피된다. 그리고, TCU(16)는 터빈 회전 속도(N_t)가 상승하여 트랜스터 드라이브 기어 회전 속도(No)에 소정 계수를 승산한 회전 속도(예를들어, 1.7xNo)에 도달한 때, 제어구간 B를 이탈하여 제어구간 C에 돌입했다고 판단하고, 상기 스텝 S72에 있어서 목표 터빈 회전 변화율(W_to)을 보다 큰 값으로 변경한다(제17a도의 t₁₃시점).

목표 터빈 회전 변화율(W_to)을 보다 큰 값으로 변경하면, 해방측 솔레노이드 밸브(48)의 듀티율(D₂₄)은 제어 구간 B에 있어서 설정되는 값보다 작은 값으로 설정되고(제17b도의 t₁₃시점에서 t₁₄시점사이), 터빈 회전 속도(N_t)는 대략 목표 터빈 회전 변화율(W_to)에서 급격히 상승하게 된다. 목표 터빈 회전 변화율(W_to)을 보다 큰 값으로 설정되면 될수록, 변속 응답성은 개선되게 된다.

이어서, 터빈 회전 속도(N_t)가 더욱 상승하여 트랜스퍼 드라이브 기어 회전 속도(No)에 소정 계수를 승산한 회전 속도(예를들어, 2.4xNo)에 도달한 때, 즉 제2속 클러치의 계합이 서서히 해제되고, 터빈 회전 속도(N_t)가 1속시 연산 터빈 회전 속도(N_tc1)에 접근한 때, 제어구간 C를 이탈하여 제어구간 D로 돌입했다고 판단하고, 상기 스텝 S72에 있어서 설정되는 목표 터빈 회전 변화율(W_to)을 제어구간 C에 있어서 설정되는 값보다 작은 값으로 변경한다(제17a도의 t₁₄시점). 목표 터빈 회전 변화율(W_to)을 보다 작은 값으로 변경하면, 해방측 솔레노이드 밸브(48)의 듀티율(D₂₄)은 제어구간 C에 있어서 설정되는 값보다 큰 값으로 설정되고(제17b도의 t₁₄시점에서 t₁₅시점 사이), 터빈 회전 속도(N_t)는 대략 목표 터빈 회전 변화율(W_to)로 완만하게 상승하게 되며, 터빈 회전 속도(N_t)가 1속시 연산 터빈 회전 속도(N_tc1)를 넘어 크게 오버슈트(overshoot)하는 것이 방지된다.

스텝 S76의 판별 결과가 긍정으로 되고, 터빈 회전 속도(N_t)가 1속시 연산 터빈 회전 속도(N_tc1)에 이른 것이 검출되면(제17a도의 t₁₅시점), 제어구간 D의 유압 제어를 끝내고 제어구간 E의 유압 제어를 개시한다. 이 제어구간 E에서의 유압 제어는 실제 슬립 회전 속도(N_SR)와 목표 슬립 회전 속도(N_SO)(예를들어, 20rpm)의 편차를 최소로 하도록 해방측 솔레노이드 밸브(48)의 듀티율(D₂₄)을 피이드백 제어하고, 이 사이에 결합측의 제1측 클러치(33)의 계합을 서서히 강하게 하도록 제어하는 것이다. 즉, TCU(16)는 스텝 S78에 있어서, 결합측 솔레노이드 밸브(47)의 듀티율(D_LR)을 상기 스텝 S60에서 설정한 상기 듀티율(D_LRmax)보다 작은 초기 듀티율(D_d2)에 설정하고, 이 듀티율(D_LR)로 솔레노이드 밸브(47)를 개폐하는 구동 신호를 출력한다(제17c도의 t₁₅시점). 이에 따라, 결합측의 제1속 클러치(33)의 피스톤을 서서히 계합측으로 이동하기 시작한다.

이어서, TCU(16)는 스텝 S79에 있어서 소정 시간(t_D)의 경과를 기다린 후, 1실행 사이클마다 해방측 솔레노이드 밸브(48)의 듀티율(D₂₄)을 상기 식(11) 및 (11a)에 유사한 다음식(24) 및 (24a)에 의해 연산하고, 이 듀티율(D₂₄)에 의해 연산하고, 이 듀티율(D₂₄)로 솔레노이드 밸브(48)를 개폐하는 구동 신호를 출력한다(스텝 S80).

(D₂₄)n = (D₁) + K_P1ㆍe_n+ K_D1(e_n-E_n-1)…………………………(24)

(D_i)_n= (D_i)_n-1+K_I1ㆍe_n+ D_H1………………………………………(24a)

여기서, (D_i)_n-1은 전회 실행 사이클에서 설정한 적분항이며, 초기 값으로서 터빈 회전 속도(N_t)가 1속시 연산 터빈 회전 속도(N_tc1)를 넘은 것을 검출한 t₁₅시점 직전에 설정된 듀티율이 이용된다. K_I1, K_P1, K_D1은 적분 이득, 비례 이득, 및 미분 이득이며, 각각 당해 동력 온 다운 시프트에 최적인 소정치에 설정되어 있다. n은 이번 실행 사이클의 목표 슬립 회전 속도(N_SO)와 실제 슬립 회전 속도(N_SR)의 편차(e_n= N_SO-N_SR)이고, e_n-1은 전회 실행 사이클의 목표 슬립 회전 속도(N_SO)와 실제 슬립 회전 속도(N_SR)의 편차이다.

D_H1은 변속중의 가속일 등에 의해 엔진 토오크(Te)가 변화한 경우의 터빈축 토오크의 변화량(ㅿT_t)에 따라 설정되는 터빈축 토오크의 보정값이며, 이 값은 전술한 연산식(12) 내지 (14)에 의해 연산한다.

이어서, TCU(16)는 스텝 S82 내지 S85에 있어서 실제 슬립 회전 속도(N_SR)의 절대치가 소정 슬립 회전 속도(예를들어, 5rpm)보다 작은 상태가 연속하여 2실행 사이클에 걸쳐서 검출되었나 어떤가를 판별한다. 즉, 스텝 S82에서는 실제 슬립 회전 속도(N_SR)의 절대치가 소정 슬립 회전 속도(5rpm)보다 작은가 어떤가를 판별하고 이 판별 결과가 부인 경우에 TCU(16)는 플라그 FLG 값을 0으로 재차 셋트하여(스텝 S83), 상기 스텝 S79로 되돌아가고, 스텝 S79 내지 스텝 S82를 반복 실행한다. 결합측 클러치(33)의 마찰 토오크가 작고, 이 마찰 토오크의 증가량에 대해, 피이드백 제어에 의해 클러치(34) 마찰 토오크의 감소량(개방량)을 크게 하여 동력 온 상태에 있는 엔진(10)에 의해 터빈 회전 속도(N_t)를 상승시키려 하는 토오크가 더 나은 상태에 있는 동안은 터빈 회전 속도(N_t)를 1속시 연산 터빈 회전 속도(N_tc1) 보다 목표 슬립 회전 속도(N_SO)만큼 높은 회전 속도로 유지할 수가 있지만, 클러치(33)의 마찰 토오크가 커지면 터빈 회전 속도(N_t)는 서서히 하강하고 스텝 S82의 판별 결과가 긍정으로 되며, 스텝 S84가 실행된다.

스텝 S84에서는 플라그 FLG 값이 1인가 아닌가를 판별한다. 터빈 회전 속도(N_t)가 하강하여 스텝 S82에 있어서 비로소 긍정이라고 판별된 경우에는 스텝 S84에서의 판별 결과는 부정으로 되며, 이러한 경우에는 스텝 S85에 있어서 플라그 FLG 값에 값 1을 셋트하여 상기 스텝 S79로 되돌아가고, 스텝 S79 및 스텝 S80을 실행한다. 그리고, 스텝 S82에 있어서 재차 실제 슬립 회전 속도(N_SR)의 절대치가 소정 슬립 회전 속도(5rpm)보다 작은 것을 판별하면, 즉 연속하여 2회 실제 슬립 회전 속도(N_SR)의 절대치가 소정 슬립 회전 속도보다 작은 것을 검출하면(제17a도의 t₁₆시점), 스텝 S84의 판별 결과를 긍정으로 되며, 제어구간 E에서의 유압 제어가 끝나고 스텝 S87이 실행되게 된다.

TCU(16)의 스텝 S87에 있어서 결합측 및 해방측의 솔레노이드 밸브(47, 48)의 듀티율(D_LR, D₂₄)을 모두 0%로 설정하여, TCU(16)는 솔레노이드 밸브(47, 48)에는 모두 구동 신호를 출력하지 않는다. 이렇게 해서, 제2속 클러치(34)의 해방 및 제1속 클러치(33)의 결합을 끝내고, 제2속단으로부터 제1속단으로의 동력 온 다운 시프트의 변속 유압 제어가 완료된다.

동력 오프 업 시프트시 유압 제어

제18도 내지 제20도는 동력 오프 업 시프트 경우의 변속 유압 제어 수순을 도시하는 플로우챠트이며, 제1속에서 제2속으로 시프트업되는 경우의 변속 유압 제어 수순을 제21a, 21b, 21c를 참조하면서 설명한다.

TCU(16)는 제1속에서 제2속으로의 동력 오프 업 시프트의 시프트 신호에 의해, 먼저 결합측의 솔레노이드 밸브(48)의 초기 듀티율(DU2)을 상기 식(9)와 동일 연산식에 의해 연산한다(스텝 S90).

다음에, TCU(16)는 해방측 솔레노이드 밸브(47)의 듀티율(D_LR)을 상기 유지압을 부여하는 소정 듀티율(D_LRmax)에 설정하고, 이 듀티율(D_LR)로 솔레노이드 밸브(47)를 개폐 구동하는 신호를 출력하여 해방측 마찰 계합 요소인 제1속 클러치(33)의 도시하지 않은 피스톤을 클러치가 완전히 미끄러지고, 게다가 계합을 바로 재개시킬 수 있는 대기 위치로 향해 후퇴시킨다(스텝 S92, 제21b도의 t₂₁시점). 즉, 엔진(10)이 동력 오프 운전 상태에 있는 경우에는 해방측의 클러치(33)를 시프트 신호의 출력 후 바로 계합 해제해도 터빈 회전 속도(N_t)가 상승될 염려가 없고, 오히려 재빨리 클러치(33)를 해방하지 않으면 변속 쇼크가 발생할 염려가 있다. 한편, 결합측의 솔레노이드 밸브(48)의 듀티율(D₂₄)을 100%로 설정하고, 이 듀티율(D₂₄)로 솔레노이드 밸브(48)를 개폐 구동하는 신호를, 즉 솔레노이드 밸브(48)를 전체 개방으로 하는 구동 신호를 출력하여 결합측 마찰 계합 요소인 제2속 클러치(34)의 피스톤을 클러치의 계합이 개시되기 직전위치(피스톤 거터 막힘 위치)로 향해 진행함(제21c도의 t₁₂시점)과 동시에, 타이머에 상기 초기압 공급 시간(T_S1)을 셋트한다(스텝 S93).

그리고, TCU(16)는 스텝 S93에서 셋트한 초기압 공급 시간(T_S1)이 경과했나 어떤가를 판별하고(스텝 S95), 아직 경과하고 있지 않으면 이 초기압 공급 시간(T_S1)이 경과할 때까지 스텝 S95를 반복 실행한다.

스텝 S95의 판별 효과가 긍정인 경우, 즉 초기압 공급 시간(T_S1)이 경과하여 제2속 클러치(34)가 계합 직전의 소정 위치까지 전진한 때, TCU(16)는 스텝 S96으로 진행하고, 결합측 솔레노이드 밸브(48)의 듀티율(D₂₄)을 상기 스텝 S90에서 연산한 초기 듀티율(DU2)로 설정하며, 이 듀티율(D₂₄)에서 솔레노이드 밸브(48)를 개폐하는 개폐 구동 신호를 출력한다(제21c도의 t₂₂시점). 그리고, 소정 시간(t_D)의 경과, 즉 1실행 사이클의 경과를 기다리고(스텝 S98), 소정 시간(T_D)이 경과하면, 전회의 실행 사이클에서 설정한 솔레노이드 밸브(48)의 듀티율(D₂₄)에 소정이 듀티율(ㅿD₅)을 가산하여 새로운 듀티율(D₂₄)로 하고, 이 새로운 듀티율(D₂₄)로 솔레노이드 밸브(48)를 개폐 구동하는 신호를 출력한다(스텝 S99). 가산하는 소정 듀티율(ㅿD₅)은 솔레노이드 밸브(48)의 듀티율(D₂₄)이 소정의 속도[예를들어, 듀티율(D₂₄)이 매초 14 내지 17%의 비율로 증가하는 속도]로 증가하도록 설정되어 있다[제21c도의 t₂₂시점에서 t₂₃시점까지의 듀티율(D₂₄)의 변화 참조].

다음에, 스텝 S100으로 진행하며, TCU(16)는 실제 슬립 회전 속도(N_SR)를 상기 식(10)에 의해 연산하여 이것을 부의 소정 판별값 ㅿN_SR2(예를들면, -8 내지 -12rpm)과 비교한다.

실제 슬립 회전 속도(N_SR)를 소정 판별값(N_SR2)과 비교하여 실제 슬립 회전 속도(N_SR)가 소정 판별값(N_SR2)보다 클때(N_SR＞N_SR2), TCU(16)는 스텝 S98로 되돌아가고, 스텝 S98 내지 스텝 S100을 반복 실행하여 솔레노이드 밸브(48)의 듀티율(D₂₄)을 서서히 증가시킨다. 이에 따라, 결합측 클러치(34)는 결합을 개시하고, 클러치(34)의 마찰 토오크가 서서히 증가한다. 그러면, 터빈 회전 속도(N_t)는 서서히 저하하며, 상기 스텝 S100의 판별 효과가 긍정으로 되고, TCU(16)는 제19도에 도시하는 스텝 S102로 진행하며, 제어구간 A의 유압 제어를 끝내고 제어구간 B의 유압 제어를 개시한다.

제어구간 B 및 이것에 이어지는 제어구간 C,D에서의 유압 제어는 결합측의 솔레노이드 밸브(48)의 듀티율(D₂₄)을 터빈 회전 변화율(W_t)과 소정의 목표 터빈 회전 변화율(W_to)과의 차가 최소로 되는 값으로 피이드백 제어하고, 터빈 회전 속도(N_t)를 2속시 연산 터빈 회전 속도(N_tc2)로 향해 점차 감소시키는 것이다.

먼저, TCU(16)는 스텝 S102에 있어서 1실행 사이클의 경과[소정 시간(t_P)의 경과]를 기다린 후, 상기 목표 터빈 회전 변화율(W_to)을 제어구간 B 내지 D에 따라 미리 기억되어 있는 소정치에 설정한다. 각 제어구간 B 내지 D에 설정되는 목표 터빈 회전 변화율(W_to)은 피이드백 제어가 개시되어 틈도 없는 제어구간 B에서는 터빈 회전 속도(N_t)가 점차 감소하는 값으로, 제어구간 B에 이어지는 제어구간 C에서는 제어구간 B의 변화율의 절대치보다 큰 값으로 설정하여 터빈 회전 속도(N_t)의 하강 속도를 빠르게 하고, 제2속 클러치(34)의 계합이 대략 완료하고, 터빈 회전 속도(N_t)가 2속시 연산 터빈 회전 속도(N_tc2)에 가까운 제어구간 D에서는 재차 변화율의 절대치를 작은 값으로 설정하여 변속 쇼크의 방지를 도모하도록 하고 있다[제21a도의 터빈 회전 속도(N_t)의 시간 변화 참조].

이어서, TCU(16)는 결합측 솔레노이드 밸브(48)의 듀티율(D₂₄)을 실제 슬립 회전 속도(M_SR)가 부의 소정 슬립 회전 속도(예를들어, -8 내지 -2rpm) 이하로 된 것이 검출된 시점(t₂₃)에 있어서의 듀티율을 초기값으로 하여 상기 연산식(16) 및 (18)에 의해 연산 설정하고, 설정된 듀티율(D₂₄)로 솔레노이드 밸브(48)를 개폐하는 구동 신호를 출력한다(스텝 S106). 또한, 상기 연산식(16) 및 (18)에 적용되는 적분 이득(K_I2), 비례이득(K_P2), 및 미분이득(K_D2)은 각각 동력 오프 업 시프트의 시프트 패턴에 최적인 소정의 값으로 설정되어 있다.

TCU(16)는 스텝 S106에 있어서의 듀티율(D₂₄)의 연산 및 구동 신호를 출력 후, 스텝 S107로 진행하고, 터빈 회전 속도(N_t)가 하강하여 2속시 연산 터빈 회전 속도(N_tc2)의 소정직상 회전 속도 N_tc20[2속시 연산 터빈 회전 속도 N_tc2보다 ㅿN_tc2(예를들어, 80 내지 120rpm)만큼 높은 회전 속도]에 도달했나 어떤가를 판별한다. 그리고, 이 판별 결과가 부의 경우에는 상기 스텝 S102가 되돌아 가고, 스텝 S102 내지 스텝 S107을 반복 실행한다.

제어구간 B에 막 돌입한 시점에서는 결합측 클러치(34)는 계합을 막 개시한 것 뿐이며, 상술한 목표 터빈 회전 변화율(W_to)로 터빈 회전 속도(N_t)를 감소시키므로서, 계합 개시시의 변속 쇼크가 회피된다. 그리고, TCU(16)는 터빈 회전속도(N_t)가 감속하여 트랜스퍼 드라이브 기어 회전속도(No)에 소정 계수를 승산한 회전 속도(예를들면, 2.8xNo)에 이르렀을 때, 제어구간 B를 이탈하여 제어구간 C로 돌입했다고 판단하고, 상기 스텝 S104에 있어서 목표 터빈 회전 변화율(W_to)의 절대치를 제어구간 C에 적용되는 값보다 큰 값으로 변경한다(제21a도의 t₂₄시점).

목표 터빈 회전 변화율(W_to)의 절대치를 보다 큰 값으로 변경하면, 결합측 솔레노이드 밸브(48)의 듀티율(D₂₄)은 제어구간 B에 있어서 설정되는 값 보다 큰 값으로 설정되고(제21c도의 t₂₄시점에서 t₂₅시점 사이), 터빈 회전 속도(N_t)는 대략 이 큰 값으로 설정된 목표 터빈 회전 변화율(W_to)로 급격히 감소하게 된다. 또한, 목표 터빈 회전 변화율(W_to)의 절대치를 보다 큰 값으로 설정하면 할수록, 변속 응답성이 개선되게 된다.

이어서, 터빈 회전 속도(N_t)가 더욱 감속하여 트랜스퍼 드라이브 기어 회전 속도(No)에 소정 계수를 승산한 적치(예를들어, 2.2xNo)에 계합이 서서히 완료 위치 근방으로이동한 때, 제어구간 C를 이탈하여 제어구간 D로 돌입했다고 판단하여 상기 스텝 S104로 설정되는 목표 터빈 회전 변화율(W_to)의 절대치를 제어구간 C에서 설정되는 값보다 작은 값으로 변경한다(제21a도의 t₂₅시점). 목표 터빈 회전 변화율(W_to)의 절대치를 보다 작은 값으로 변경하면, 결합측 솔레노이드 밸브(48)의 듀티율(D₂₄)은 제어구간 C에서 설정되는 값보다 작은 값으로 설정되고(제21c도의 t₂₅시점에서 t₂₆시점 사이), 터빈 회전 속도(N_t)는 대략 목표 터빈 회전 변화율(W_to)로 완만하게 감소하게 되며, 결합측 클러치(34)의 계합이 완료점 근방에 있어서의 터빈 회전 속도(N_t)가 2속시 연산 터빈 회전 속도(N_to2)로 원활하게 이행하여, 변속 쇼크가 회피되게 된다.

상기 스텝 S107의 판별 결과가 긍정인 경우, 즉 터빈 회전 속도(N_t)가 2속시 연산 터빈 회전 속도(N_tc2)의 소정직상 회전 속도(N_to20)에 이르면(제21c도의 t₂₆시점), TCU(16)는 상기 타이머에 소정 시간(t_SF,예를들어 0.5sec)을 셋트하고(스텝 S109), 이 소정 시간(T_SF)의 경과를 기다린다(스텝 S110). 이 소정 시간(T_SF)의 경과를 기다리므로서 확실히 결합측 클러치(34)의 계합을 완료시킬 수가 있다.

상기 소정 시간(T_SF)이 경과하여 스텝 S110의 판별 결과가 긍정으로 되면, 스텝 S112로 진행하고, TCU(16)는 해방측 솔레노이드 밸브(47) 및 결합측 솔레노이드 밸브(48)의 듀티율(D_LR, D₂₄)을 모두 100%로 설정하며, 이 듀티율(D_LR, D₂₄)로 솔레노이드 밸브(47, 48)를 개폐하는 구동 신호를 출력한다(제21b도 및 제21c도의 t₂₇시점). 이렇게 해서, 제1속단에서 제2속단으로의 동력 오프 업 시프트의 변속 유압 제어가 완료한다.

동력 오프 다운 시프트시 유압 제어

제22도 내지 제24도는 동력 오프 다운 시프트 경우의 변속 유압 제어 수순을 도시하는 플로우챠트이며, 제2속에서 제1속으로 시프트 다운되는 경우의 변속 유압 제어 수순을 제25a, 25b, 25c도를 참조하면서 설명한다.

TCU(16)는 제2속에서 제1속으로의 동력 오프 다운 시프트의 시프트 신호에 의해 먼저 솔레노이드 밸브(47, 48)의 초기 듀티율(D_d1, D_d2)을 상기 연산식(21) 및 (22)에 의해 연산한다(스텝 S114). 또한 연산식(21) 및 (22)에 있어서 적용되는 a8, c8 및 a9, c9는 제1속으로 동력 오프 다운 시프트하는 경우에 최적인 소정치로 설정되어 있다.

다음에, TCU(16)는 해방측 솔레노이드 밸브(48)의 듀티율(D₂₄)은 스텝 S114로 설정한 초기 듀티율(D_d1)에 설정하고, 이 듀티율(D₂₄)로 솔레노이드 밸브(48)를 개폐 구동하는 신호를 출력하고, 해방측 마찰계합요소인 제2속 클러치(34)의 도시하지 않은 피스톤을 클러치의 미끄러짐이 발생하기 직전 위치로 향해 후퇴시킨다(스텝 S115, 제25b도의 t₃₁시점). 한편, 결합측의 솔레노이드 밸브(47)의 듀티율(D_LR)을 0%에 설정하고, 이 듀티율(D_LR)로 솔레노이드 밸브(47)를 개폐 구동하는 신호를 출력하여 결합측 마찰 계합 요소인 제1속 클러치(33)의 피스톤을 클러치의 계합이 개시되기 직전 위치(피스톤 거터 막힘 위치)로 향해 이동시킴(제25c도의 t₃₁시점)과 동시에, 타이머에 상기 초기압 공급시간(T_S2)을 셋트한다(스텝 S116).

TCU(16)는 소정시간(TD)의 경과, 즉 1실행 사이클(28.3msec)의 경과를 기다리고(스텝 S118), 소정 시간(tD)이 경과하면, 전회의 실행 사이클에서 설정한 듀티율(D₂₄)에 소정의 듀티율(ㅿD₆)을 감산하여 새로운 듀티율(D₂₄)로 하고, 이 듀티율(D₂₄)로 솔레노이드 밸브(48)를 개폐 구동하는 신호를 출력한다(스텝 S120). 감산하는 소정 듀티율(ㅿD₆)은 솔레노이드 밸브(48)의 듀티율(D₂₄)이 소정의 속도로 감소하는 값(예를 들어, 매초 8 내지 12%의 비율로 감소하는 값)으로 설정되어 있다[제25b도의 t₃₁시점에서 t₃₃시점까지의 듀티율(D₂₄)의 변화참조]. 그리고, TCU(16)는 상기 스텝 S116에 있어서 셋트된 초기압 공급 시간(T_S2)이 경과했나 어떤가를 판별하고(스텝 S122), 아직 경과하지 않고 있으며, 스텝 S118로 되돌아가, 스텝 S118 내지 스텝 S122를 반복 실행한다. 이에 따라 솔레노이드 밸브(48)의 듀티율(D₂₄)은 서서히 감소하여 해방측 클러치(34)는 계합 해제 개시 위치로 향해 서서히 이동한다.

스텝 S122의 판별 결과가 긍정인 경우, 즉 초기압 공급시간(T_S2)이 경과하여 제1속 클러치(33)가 계합 개시 직전의 소정 위치까지 전진한 때, TCU(16)는 제23도의 스텝 S124를 진행하고, 솔레노이드 밸브(47)의 듀티율(D_LR)을 스텝 S114에서 연산한 초기 듀티율(D_d2)에 설정하며, 이 듀티율(D_LR)로 솔레노이드 밸브(47)를 개폐시키는 구동 신호를 출력한다(제25c도의 t₃₂시점). 이에따라, 결합측 클러치(33)의 피스톤은 서서히 계합 개시 위치로 향해 계속 이동한다. 또한, 솔레노이드 밸브(47)의 듀티율(D_LR)은 후술하는 제어구간 C로 돌입할 때까지(제25c도의 t₃₄시점), 상기 초기 듀티율(D_d2)에 유지된다.

이어서, TCU(16)는 소정시간(tD)의 경과, 즉 1실행 사이클의 경과를 기다리고(스텝 S125), 소정시간(tD)이 경과하면 상기 스텝 S120과 같도록 하여 새로운 듀티율(D₂₄)의 연산 및 밸브 개방 구동 신호의 출력을 계속시킨다(스텝 S126). 그리고, 스텝 S128로 진행하고, TCU(16)는 실제 슬립 회전속도(M_SR)를 다음식(25)에 의해 연산하여 이를 부의 소정 판별값 ㅿN_SR2(예를들어, -8 내지 -12rpm)와 비교한다.

N_SR= Nt-N_tc2…………………………………………………………(25)

여기서 N_tc2는 2속시 연산 터빈 회전속도이며, 트랜스퍼 드라이브 기어 회전속도(No)에 소정수를 승상한 적치로서 구해진다.

실제 슬립회전 속도(N_SR)가 부의 소정 판별값(ㅿN_SR2)보다 클때(N_SR＞ㅿN_SR2), TCU(16)는 스텝 S125로 되돌아가고, 스텝 S125 내지 스텝 S128을 반복 실행한다. 이에 따라, 해방측의 제2속 클러치(34)는 서서히 계합을 풀고 해방된다. 이때, 결합측의 제1속 클러치(33)의 계합이 아직 개시되어 있지 않으면, 터빈 회전속도(Nt)는 서서히 회전 속도를 하강시킨다[제25a도의 제어구간 A(시프트 신호 출력 시점 t₃₁로부터 실제 슬립 회전속도(N_SR)가 소정 판별값(ㅿN_SR2) 이하로 된 것이 검출되는 시점 t₃₃까지의 제어구간)의 후반부분]. 그리고, 실제 슬립 회전속도(ㅿN_SR)가 소정 판별값(ㅿN_SR2)이하로 된 것이 검출되면(N_SR

ㅿN_SR2), 스텝 S130으로 진행한다.

스텝 S130에서는 TCU(16)는 전회 실행 사이클에서 설정한 해방측 솔레노이드 밸브(48)의 듀티율(D₂₄)에 소정의 듀티율 ㅿD₇(예를들어, 2 내지 6%)을 가산하여 일단 듀티율ㅿD₇만큼 큰 듀티율(D₂₄)을 설정하고, 이 듀티율(D₂₄)을 초기값으로 하여 실제 슬립 회전 속도(N_SR)와 소정 목표 슬립 회전속도 N_S1(예를들어, -20rpm)의 편차 e_n(=N_S1-N_SR)을 최소로 하는 피이드백 제어를 개시한다. 즉, 결합측 클러치(33)의 계합이 아직 개시되어 있지 않은 경우에는, 해방측 클러치(34)의 듀티율(D₂₄)을 보다 작은 값으로 설정하면 마찰 토오크의 감소에 의해 터빈 회전속도(Nt)는 하강하려고 하는데 대해, 듀티율(D₂₄)을 보다 큰 값으로 설정하면 마찰 토오크의 증가에 의해 터빈 회전속도(Nt)는 상승하려고 하기 때문에, 듀티율(D₂₄)의 피이드백 제어에 의해 터빈 회전 속도(Nt)를 소정 회전속도에 유지하는 것이 가능하다.

그래서, TCU(16)는 스텝 S132에서 1실행 사이클의 경과를 기다린후, 1 실행 사이클마다 해방측 솔레노이드 밸브(48)의 듀티율(D₂₄)을 상기 연산식(24)을 이용하여 설정한다(스텝 S134). 또한, 연산식에 적용되는 적분이득(K_I1), 비례이득(K_P1), 및 미분이득(K_D1)은 각각 동력 오프 다운 시프트에 최적인 소정의 값으로 설정되어 있다.

이어서, TCU(16)는 실제 슬립 회전속도(N_SR)가 소정 슬립 회전속도 ㅿN_S2(예를들어, 3 내지 8rpm) 이상인가 어떤가를 판별한다(스텝 S135). 이 판별 결과가 부정이면 TCU(16)는 상기 스텝 S132로 되돌아가고, 실제 슬립 회전 속도(N_SR)가 소정 슬립 회전속도(ㅿN_S2) 이상으로 될때까지 스텝 S132 내지 스텝 S135를 반복 실행한다. 이에 따라, 해방측 솔레노이드 밸브(48)의 듀티율(D₂₄)은 상술과 같이 실제 슬립 회전속도(N_SR)와 목표 슬립 회전속도(N_S1)와의 차가 작아지도록, 즉 실제 슬립 회전속도(N_SR)가 목표 슬립 회전 속도(N_S1)로 되도록 피이드백 제어되는데 대해, 결합측의 솔레노이드 밸브(47)의 듀티율(D_LR)은 초기 듀티율(D_d2)에 일정하게 유지된다. 이 결과, 솔레노이드 밸브(47)의 초기 듀티율(D_d2)에 대응하는 작동 유압이 제1유압 제어 밸브(44)를 거쳐 제1속 클러치(33)에 공급되고, 클러치(33)의 계합이 개시되며, 도시하지 않은 피스톤은 서서히 계합 완료 위치측으로 이동한다. 클러치(33)의 피스톤의 이동에 의해 터빈 회전 속도(Nt)는 상승하기 시작한다. 이 터빈 회전속도(Nt)의 상승을 해소하도록 솔레노이드 밸브(48)의 듀티율(D₂₄)이 보다 작은 값으로 설정되어 듀티율(D₂₄)의 값은 서서히 감소한다.

해방측의 솔레노이드 밸브(48)의 듀티율(D₂₄)을 보다 작은 값으로 설정함에도 불구하고, 계합측 클러치(33)의 계합력의 증가에 의해 터빈 회전속도(Nt)가 상승하고, 제25a도에 도시하는 t₃₄시점에 도달하여 실제 슬립 회전속도(N_SR)가 소정 슬립 회전속도(ㅿN_S2) 이상으로 된다. TCU(16)는 실제 슬립 회전속도(N_SR)가 소정 슬립 회전속도(ㅿN_S2)이상으로 된 것이 검출되면(스텝 S135)의 판별 결과가 긍정), 제24도에 도시하는 스텝 S136으로 진행한다. 이렇게 해서, 제25a도에 도시하는 제어구간 B(t₃₃시점에서 t₃₄시점사이의 제어구간)에 있어서의 유압 제어가 종료한다.

또한, 제어구간 B에 있어서, 실제 슬립 회전속도(N_SR)가 소정 슬립 회전속도(ㅿN_S2) 이상으로 된 것이 검출되면, 제24도의 스텝 S136이 실행되지만, 제어구간 A에 있어서 얼마간의 외란에 의해 실제 슬립 회전속도(N_SR)가 소정 슬립 회전속도(ㅿN_S2) 이상으로 된 것이 예를들어 연속하는 실행 사이클에서 2회 검출된 경우, 제어구간 B의 유압 제어를 생략하고 바로 제24도의 스텝 S136으로 진행하여, 제어구간 C의 유압제어를 개시하게 해도 좋다.

제어구간 C 및 이것에 이어지는 제어구간 D, E의 유압 제어는 결합측 솔레노이드 밸브(47)의 듀티율(D_LR)을 터빈 회전 변화율(W_t)과 소정의 목표 터빈 회전 변화율(W_to)과의 차가 최소로 되는 값으로 피이드백 제어하고, 터빈 회전속도(Nt)를 1속시 연산 터빈 회전속도(N_tc1)로 향해 점차 증가시키는 것이다.

TCU(16)는 먼저 스텝 S136에서 해방측 솔레노이드 밸브(48)의 듀티율(D₂₄)을 상기 유지압을 부여하는 소정 듀티율(D₂₄min)에 설정하여 제2속 클러치(34)에 유지압을 공급하게 하고, 이어서 소정시간(tP)의 경과를 기다린 후(스텝 S138) 기억장치에 미리 기억되어 있는 소정치를 제어구간 C 내지 E에 따라 독출하고, 이것을 목표 터빈 회전 변화율(W_to)로 하여 설정한다(스텝 S139). 독출되는 목표 터빈 회전 변화율(W_to)을 피이드백 제어가 개시되어 틈도없는 제어구간 C에서는 터빈 회전속도(Nt)가 점차 감소하는 작은 값으로 설정하고, 제어구간 C에 이어지는 제어구간 D에서는 제어구간 C의 변화율보다 큰 값으로 설정하여 터빈 회전 속도(Nt)의 하강속도를 빠르게 하고 제1속 클러치(33)의 계합이 완료하는 제어구간 E에서는 재차 작은 변화율로 설정하여 변속 쇼크의 방지가 도모된다[제25a도의 터빈 회전속도(Nt)의 시간변화 참조].

이어서, TCU(16)는 결합측 솔레노이드 밸브(47)의 듀티율(D_LR)을 실제 슬립 회전속도(N_SR)가 소정 슬립 회전속도(ㅿN_S2) 이상으로 된 것이 검출되는 시점 t₃₄에 있어서의 듀티율, 즉 초기 듀티율(D_d2)을 초기값으로 하여 상기 연산식(16) 및 (18)과 유사한 다음식(26) 및 (26a)에 의해 연산 설정하고, 설정된 듀티율(D_LR)로 솔레노이드 밸브(47)를 개폐하는 구동신호를 출력한다(스텝 S140).

(D_LR)_n= (Di)_n+ K_p1ㆍE_n+ K_D1(E_n-E_n-1)…………………………(26)

(Di)_n= (Di)_n-1+K_I1ㆍE_n+ D_H1+D_H2………………………………(26a)

여기서, (Di)_n-1은 전회 실행 사이클에서 설정한 적분항이며, K_I1, K_P1, K_D1은 적분이득, 비례이득, 및 미분이득이고, 각각 당해 동력 오프 다운 시프트에 최적인 소정의 값으로 설정되어 있다. E_n은 스텝 S139에서 설정된 금번 실행 사이클의 목표 터빈 회전 변화율(W_to)과 실제 터빈 회전 변화율(W_t)과의 편차(E_n=W_to-W_t)이고, E_n-1은 전회 실행 사이클의 목표 터빈 회전 변화율(W_to)과 실제 터빈 회전 변화율(W_t)과의 편차이다.

D_H1은 변속중의 가속일 등에 의해 엔진 토오크(Te)가 변화된 경우의 터빈축 토오크의 변화량(ㅿTt)에 따라 설정되는 터빈축 토오크의 보정값이며, 이 값은 전술한 연산식(12) 내지 (14)에 의해 연산된다.

D_H2는 제어구간이 C에서 D로, D에서 E로 변화한 시점에서만 적용되는 목표 터빈 회전 변화율 변경시의 보정 듀티율이며, 전술한 연산식(19) 및 (20)으로부터 구해진다. 또한, 연산식(19)에 있어서의 계수 α는 동력 오프 다운 시프트의 변속 패턴에 최적인 값으로 설정되어 있다.

TCU(16)는 스텝 S140에 있어서의 듀티율(D_LR)의 연산 및 구동신호가 출력후, 스텝 S142로 진행하고, 터빈 회전속도(Nt)가 1속시 연산 터빈 회전속도(N_tc1)보다 소정 회전속도(예를들어, 80 내지 120rpm)만큼 낮은 회전속도(N_tc10)에 도달했나 어떤가를 판별한다. 그리고, 이 판별 결과가 부인 경우에는 상기 스텝 S138로 되돌아가서, 스텝 S138 내지 스텝 S142를 반복 실행한다.

제어구간 C에 막 돌입한 시점에서는 결합측 클러치(33)는 계합만을 개시한 것 뿐이며, 상술한 목표 터빈 회전 변화율(W_to)로 터빈 회전속도(Nt)를 상승시키므로서, 계합 개시시의 변속 쇼크가 회피된다. 그리고, TCU(16)는 터빈 회전속도(Nt)가 상승하여 트랜스퍼 드라이브 기어 회전속도(No)에 소정 계수를 승산한 회전속도(예를들어, 1.7xNo)에 도달한 때, 제어구간 C를 이탈하여 제어구간 D에 돌입했다고 판단하고, 상기 스텝 S139에 있어서 목표 터빈 회전 변화율(W_to)을 보다 큰 값으로 변경한다(제25a도의 t₃₅시점).

목표 터빈 회전 변화율(W_to)을 보다 큰 값으로 변경하면, 결합측 솔레노이드 밸브(47)의 듀티율(D_LR)은 제어구간 C에서 설정되는 값보다 작은값으로 설정되고(제25c도의 t₃₅시점에서 t₃₆시점사이), 터빈 회전속도(Nt)는 대략 목표 터빈 회전 변화율(W_to)로 급격히 상승하게 된다. 목표 터빈 회전 변화율(W_to)을 보다 큰 값으로 설정하면 할수록, 변속 응답성이 개선되게 된다.

이어서, 터빈 회전속도(Nt)가 더욱 상승하여 트랜스퍼 드라이브 기어 회전속도(No)에 소정 계수를 승산한 회전속도(예를들어, 2.4xNo)에 이른때, 즉 제1속 클러치(33)의 피스톤이 이번에 계합완료 위치 근방으로 이동하고, 터빈 회전속도(Nt)가 1속시 연산 터빈 회전속도(N_tc1)에 접근한때, 제어구간 D를 이탈하여 제어구간 E에 돌입하였다고 판단하고, 상기 스텝 S139에서 설정되는 목표 터빈 회전 변화율(W_to)을 제어구간 D에 있어서 설정되는 값보다 작은 값으로 변경한다(제25a도의 t₃₆시점). 목표 터빈 회전 변화율(W_to)을 보다 작은 값으로 변경하면, 결합측 솔레노이드 밸브(47)의 듀티율(D_LR)은 제어구간 D에 있어서 설정되는 값보다 큰 값으로 설정되고(제25c도의 t₃₆시점부터 t₃₇시점사이), 터빈 회전속도(Nt)는 목표 터빈 회전 변화율(W_to)에서 완만하게 상승하게 되며, 결합측 클러치(33)의 계합이 완료되는 시점 근방에서 발생하는 변속 쇼크가 회피되게 된다.

상기 스텝 S142의 판별 결과가 긍정인 경우, 즉 터빈 회전속도(Nt)가 1속시 연산 터빈 회전속도(N_tc1)보다 소정 회전속도(80 내지 120rpm)만큼 낮은 회전속도(N_tc10)에 이르면(제25c도의 t₃₇시점), TCU(16)는 곧바로 해방측 솔레노이드 밸브(48) 및 결합측 솔레노이드 밸브(47)의 듀티율(D₂₄, D_LR)을 모두 0%로 설정하고, 상기 듀티율(D₂₄, D_LR)에서 솔레노이드 밸브(48, 37)를 개폐하는 구동신호를 출력한다(제25b도 및 제25c도의 t₃₇시점). 이리하여 제2속단부터 제1 수단에의 동력 오프 다운 시프트의 변속 유압 제어가 완료된다.

또, 상술한 실시예에서는 설명의 간략화를 위해 제1속단과 제2속단 사이의 변속시의 유압 제어 순서에 대해서만 설명하였으나, 제2속단과 제3속단 사이의 변속등, 다른 변속단 사이의 변속시의 유압 제어 순서에 대해서도 마찬가지로 설명할 수 있음은 물론이다.

또, 자동 변속 장치의 변속용 마찰 계합 요소로서 유압 클러치를 예로 설명하였으나, 변속용 마찰 계합요소로서는 이에 한정되지 않고 변속용 브레이크라도 좋다.

또, 상술한 실시예에서는 본 발명의 엔진 토오크 검출방법 및 그 검출 방법을 이용한 자동 변속 장치의 유압 제어 방법을 토오크 변환기를 구비한 자동 변속 장치에 적용한 것을 예로 설명하였으나, 구동력 전달 장치로서는 토오크 변환기 등의 유체 이음부재나 댐퍼 클러치(28)와 같은 슬립식 직결 클러치에 한정되지 않고, 슬립 제어식 전자분말 클러치, 점성 클러치 등의 입출력축의 회전속도로부터 전달 토오크가 거의 일률적으로 결정할 수 있는 것, 혹은 전달 토오크가 외부로부터 제어되고 전달 토오크에 대응하는 제어 변수값이 검출가능한 것이며 여러가지 구동력 전달 장치를 적용할 수 있다.

또, 본 발명에 관한 엔진 토오크 검출 방법은 상술한 실시예에 한정되지 않고, 댐퍼 클러치(28)와 같은 슬립식 직결 클러치의 유압제어, 전자분말 클러치의 전류제어, 엔진 토오크를 차속과 가속페달 개도로부터 설정되는 목표 토오크치와의 편차가 최소로 되도록 연료 공급량을 조정하는 엔진 토오크 제어, 타이어의 공전 가속도가 클때 검출한 엔젠 토오크에 따르고 엔진 토오크가 소정치보다 클때 엔진 토오크 감소율을 크게 설정하고 소정치보다 작을때 작게 설정하여 헌팅의 방지를 도모하는 트랙션 제어등에 적용 가능하다.

Claims

내연기관(10)과 차륜 사이에 개재되고 내연기관(10)측에 접속되는 입력축(21)과, 상기 차륜측에 접속되는 출력축(30a)을 갖춘 구동력 전달 장치로써의 토오크 변환기(20)를 구비하는 차량 구동계의 엔진 토오크 검출방법에 있어서, 상기 내연기관(10)의 회전속도 변화율(We)을 검출하는 단계와, 상기 토오크 변환기(20)의 입력축(21)측으로부터 출력축(30a)측에 전달되는 전달 토오크(C Ne²및 Tc)를 검출하는 단계와, 검출한 엔진 회전 속도 변화율(We)에 내연기관(10)의 관성 모멘트를 표시하는 소정치(I_E)를 승산한 누적값을 상기 검출한 전달 토오크(CㆍNe²및 Tc)에 가산하는 단계와, 상기 가산치를 엔진 토오크(Te)로서 검출하는 단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 차량 구동계의 엔진 토오크 검출방법.
제1항에 있어서, 상기 토오크 변환기(20)의 입력축(21) 및 출력축(30a)의 회전속도(Ne, Nt)를 각각 검출하고, 검출한 회전속도(Ne, Nt)를 매개변수로서 토오크 변환기의 전달 토오크(CㆍNe²)를 검출하는 것을 특징으로 하는 엔진 토오크 검출방법.
제2항에 있어서, 상기 토오크 변환기(20)는 입력축(21)에 접속된 펌프(23) 수단과, 출력축(30a)에 접속되고 작동 유체를 거쳐 펌프(23) 수단과의 토오크 전달을 행하는 터빈(25) 수단을 구비한 유체 이음부재로 이루어지는 것을 특징으로 하는 엔진 토오크 검출방법.
제1항에 있어서, 상기 토오크 변환기(20)의 전달 토오크(Tc)는 외부로부터 제어 가능하며, 전달 토오크(Tc)에 대응하는 제어 변수값(Pc)을 검출하고, 이 검출값에 의해 전달 토오크(Tc)를 검출하는 것을 특징으로 하는 엔진 토오크 검출방법.
제4항에 있어서, 상기 토오크 변환기(20)는 입력축(21)과 출력축(30a) 사이에 배치되고, 작동유의 공급에 의해 공급된 작동 유압(Pc)의 크기에 따른 토오크 전달을 행하는 클러치(28) 수단으로 이루어지며, 상기 제어 매개변수는 클러치(28) 수단에 공급되는 작동 유압(Pc)인 것을 특징으로 하는 엔진 토오크 검출방법.
내연기관(10)과 차륜 사이에 개재되고 내연기관(10)측에 접속되는 입력축(21)과, 차륜측에 접속되는 출력축(30a)을 구비한 토오크 변환기(20)와, 상기 토오크 변환기(20)와 차륜사이에 개재되고 복수의 변속용 마찰계합 수단으로써의 유압 클러치(33, 34)를 갖춘 기어 변속장치(30)를 구비하고, 상기 유압 클러치(33, 34)에 작동 유압을 공급시키므로써 유압 클러치(33, 34)를 계합 및 계합 해제하여 소요 변속단을 달성시키는 기어 변속 장치의 유압 제어 방법에 있어서, 상기 내연기관(10) 회전속도의 변화율을 검출하는 단계와, 상기 토오크 변환기(20)의 입력축(21)으로부터 출력축(30a)에 전달되는 단계와, 검출한 엔진 회전속도 변화율(We)에 내연기관(10)의 관성 모멘트를 표시하는 소정치(I_E)를 승산한 누적값을 상기 검출한 전달 토오크(CㆍNe²및 Tc) 에 가산하는 단계와, 상기 가산치에 따라 유압 클러치의 토오크 용량(D_LR, D₂₄)을 제어하는 단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 변속장치의 유압 제어방법.
제6항에 있어서, 상기 토오크 변환기(20)의 입력축(21) 및 출력축(30a)의 회전속도(Ne, Nt)를 각각 검출하고, 검출한 회전속도(Ne, Nt)를 매개변수로서 토오크 변환기(20)의 전달 토오크(CㆍNe²)를 검출하는 것을 특징으로 하는 유압 제어방법.
제7항에 있어서, 상기 토오크 변환기(20)는 입력축(21)에 접속된 펌프(23) 수단과, 상기 출력축(30a)에 접속되고 작동 유체를 거쳐 펌프(23) 수단과의 토오크 전달을 행하는 터빈(25) 수단을 구비한 유체 이음부재로 이루어지는 것을 특징으로 하는 유압 제어방법.
제6항에 있어서, 상기 토오크 변환기(20)의 전달 토오크(Tc)는 외부로부터 제어 가능하며, 전달 토오크(Tc)를 제어하는 매개 변수값(Pc)을 검출하고, 이 검출값에 의해 전달 토오크를 검출하는 것을 특징으로 하는 유압 제어방법.
제9항에 있어서, 상기 토오크 변환기(20)는 입력축(21)과 출력축(30a) 사이에 배치되고, 작동유의 공급에 의해 공급된 작동 유압(Pc)의 크기에 따른 토오크 전달을 행하는 클러치(28) 수단으로 이루어지며, 상기 제어 매개변수는 상기 클러치(28) 수단에 공급되는 작동 유압(Pc)인 것을 특징으로 하는 유압 제어방법.