KR100512223B1

KR100512223B1 - 벨트식 무단 변속기

Info

Publication number: KR100512223B1
Application number: KR10-2003-0058960A
Authority: KR
Inventors: 야마모또마사히로; 야마구찌미도리
Original assignee: 쟈트코 가부시키가이샤
Priority date: 2002-08-29
Filing date: 2003-08-26
Publication date: 2005-09-05
Also published as: US7118501B2; KR20040019924A; EP1394444A3; JP2004092669A; DE60333246D1; JP4034148B2; EP1394444A2; EP1394444B1; US20050192131A1

Abstract

본 발명의 과제는 벨트를 미끄러지게 하는 일이 없는 벨트식 무단 변속기를 제공하는 데 있다.

유압에 따라서 홈 폭이 변화하는 입력측 프라이머리 풀리(11)와, 유압에 따라서 홈 폭이 변화하는 출력측 세컨더리 풀리(12)와, 프라이머리 풀리(11)와 세컨더리 풀리(12)에 권취되어 홈 폭에 따라서 풀리 접촉 반경이 변화하는 벨트(13)를 구비한 벨트식 무단 변속기이며, 변속비를 작게 할 때(스텝 S3)에는 프라이머리 풀리의 유압을 벨트의 토크 용량과 현재의 풀리비를 달성 가능한 정상 유압분에 목표 변속 속도를 달성 가능한 과도 유압분을 증압한 유압으로 하고(스텝 S4), 세컨더리 풀리의 유압을 정상 유압으로 하고(스텝 S5), 변속비를 크게 할 때(스텝 S3)에는 세컨더리 풀리의 유압을 정상 유압분에 과도 유압분을 증압한 유압으로 하여(스텝 S6) 프라이머리 풀리의 유압을 정상 유압이(스텝 S7) 되도록 하였다.

Description

벨트식 무단 변속기{Belt-Type Continuously Variable transmission}

본 발명은, 자동차 등의 발동기의 회전을 구동륜에 전달하는 동력 전달 시스템에 적절하게 사용되는 벨트식 무단 변속기에 관한 것이다.

자동차 등에 탑재되는 변속기로서는, 종래부터, 예를 들어 벨트식 무단 변속기라 불리우는 것이 알려져 있다. 이 벨트식 무단 변속기는 엔진의 회전을 입력하는 프라이머리 풀리와, 구동륜에 회전을 출력하는 세컨더리 풀리와, 프라이머리 풀리의 회전을 세컨더리 풀리에 전달하기 위해 V 벨트를 구비하고 있고, V 벨트의 프라이머리 풀리 및 세컨더리 풀리에 대한 접촉 반경(유효 반경)의 비율(풀리비)을 조정함으로써, 입력과 출력의 회전수의 비율(변속비)을 조정한다.

이와 같은 벨트식 무단 변속기로서는, 예를 들어 일본 특허 공개 평3-181659호 공보에 기재된 것이 있다. 이 공보에서는, 특히 변속 제어성을 용이하게 향상시켜 이상시에도 용이하게 대처 가능한 무단 변속기의 제어 장치가 개시되어 있다. 즉, 정상시(일정한 풀리비를 유지할 때)의 입력 토크 및 풀리비에 의거하여 필요 프라이머리압을 산출하고, 이에 따른 목표 프라이머리압의 전기 신호를 프라이머리 제어 밸브에 입력하여 프라이머리압을 제어하고, 정상시에는 유압으로 각 풀리비를 유지한다. 또한, 과도시(풀리비를 변경할 때)에는 유량 제어계에서 변속 속도를 달성하는 데 필요한 압력을 산출하고, 이를 유압에 가감산하여 목표 프라이머리압을 증감함으로써, 프라이머리 제어 밸브에 의해 프라이머리압을 증가시켜 업 시프트하고, 감소시켜 다운 시프트하도록 변속 제어한다.

그러나, 전술한 공보의 제어에서는 다운 시프트시에 프라이머리압을 저하시키므로, 프라이머리 풀리의 토크 용량이 지나치게 저하되어 벨트가 미끄러질 가능성이 있어 벨트의 내구성을 악화시킬 우려가 있었다.

본 발명은, 이와 같은 종래의 문제점에 착안하여 이루어진 것으로, 다운 시프트시에 벨트를 미끄러지게 하는 일이 없는 벨트식 무단 변속기를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

본 발명은, 이하와 같은 해결 수단에 의해 상기 과제를 해결한다. 제1 발명은, 유압에 따라서 홈 폭이 변화하는 입력측 프라이머리 풀리와, 유압에 따라서 홈 폭이 변화하는 출력측 세컨더리 풀리와, 상기 프라이머리 풀리와 상기 세컨더리 풀리에 권취되어 상기 홈 폭에 따라서 풀리 접촉 반경이 변화하는 벨트를 구비한 벨트식 무단 변속기이며, 벨트의 토크 용량과 현재의 풀리비를 달성 가능한 정상 유압을 풀리마다 산출하는 정상 유압 산출 수단과, 목표 변속 속도를 결정하는 목표 변속 속도 결정 수단과, 목표 변속 속도를 달성 가능한 과도 유압을 산출하는 과도 유압 산출 수단과, 변속비를 크게 할 때에는 상기 프라이머리 풀리에 상기 정상압을 공급하고, 상기 세컨더리 풀리에 상기 정상 유압에 상기 과도 유압을 증압하여 공급하는 유압 제어 수단을 구비한 것을 특징으로 한다.

이하, 도면 등을 참조하여 본 발명의 실시 형태에 대해 더욱 상세하게 설명한다.

도1은 본 발명에 의한 벨트식 무단 변속기의 일실시 형태를 도시하는 개략 구성도이다.

벨트식 무단 변속기(10)는 프라이머리 풀리(11)와, 세컨더리 풀리(12)와, V 벨트(13)와, CVT 제어 유닛(20)과, 유압 제어 유닛(30)을 구비한다.

프라이머리 풀리(11)는 이 벨트식 무단 변속기(10)에 엔진(1)의 회전을 입력하는 입력축측의 풀리이다. 프라이머리 풀리(11)는 입력축(11d)과 일체가 되어 회전하는 고정 원추판(11b)과, 이 고정 원추판(11b)에 대향 배치되어 V자형의 풀리 홈을 형성하는 동시에, 프라이머리 풀리 실린더실(11c)에 작용하는 유압(프라이머리압)에 의해 축방향으로 변위 가능한 가동 원추판(11a)을 구비한다. 프라이머리 풀리(11)는 전후진 절환 기구(3), 로크업 클러치를 구비한 토크 변환기(2)를 거쳐서 엔진(1)에 연결되어 그 엔진(1)의 회전을 입력한다. 프라이머리 풀리(11)의 회전 속도는 프라이머리 풀리 회전 속도 센서(26)에 의해 검출된다.

V 벨트(13)는 프라이머리 풀리(11) 및 세컨더리 풀리(12)에 권취되어 프라이머리 풀리(11)의 회전을 세컨더리 풀리(12)에 전달한다.

세컨더리 풀리(12)는 V 벨트(13)에 의해 전달된 회전을 디퍼렌셜(4)에 출력한다. 세컨더리 풀리(12)는 출력축(12d)과 일체가 되어 회전하는 고정 원추판(12b)과, 이 고정 원추판(12b)에 대향 배치되어 V자형의 풀리 홈을 형성하는 동시에, 세컨더리 풀리 실린더실(12c)에 작용하는 유압(세컨더리압)에 따라서 축방향으로 변위 가능한 가동 원추판(12a)을 구비한다. 또, 세컨더리 풀리 실린더실(12c)의 수압 면적은 프라이머리 풀리 실린더실(11c)의 수압 면적과 대략 동등하게 설정되어 있다.

세컨더리 풀리(12)는 아이들러 기어(14) 및 아이들러 샤프트를 거쳐서 디퍼렌셜(4)을 연결하고 있고, 이 디퍼렌셜(4)에 회전을 출력한다. 세컨더리 풀리(12)의 회전 속도는 세컨더리 풀리 회전 속도 센서(27)에 의해 검출된다. 또, 이 세컨더리 풀리(12)의 회전 속도로부터 차속을 산출할 수 있다.

CVT 제어 유닛(20)은 인히비터 스위치(23), 액셀 페달 스트로크량 센서(24), 유온 센서(25), 프라이머리 풀리 회전 속도 센서(26), 세컨더리 풀리 회전 속도 센서(27) 등으로부터의 신호나, 엔진 제어 유닛(21)으로부터의 입력 토크 정보에 의거하여, 풀리비[세컨더리 풀리(12)의 유효 반경을 프라이머리 풀리(11)의 유효 반경으로 나눈 값으로, 변속비와 같은 뜻임]나 접촉 마찰력을 결정하고, 유압 제어 유닛(30)에 지령을 송신하여 벨트식 무단 변속기(10)를 제어한다.

유압 제어 유닛(30)은 CVT 제어 유닛(20)으로부터의 지령에 의거하여 응동한다. 유압 제어 유닛(30)은 프라이머리 풀리(11) 및 세컨더리 풀리(12)에 대해 유압을 공급하여 가동 원추판(11a) 및 가동 원추판(12a)을 회전축 방향으로 왕복 이동시킨다.

가동 원추판(11a) 및 가동 원추판(12a)이 이동하면 풀리 홈 폭이 변화된다. 그러면, V 벨트(13)가 프라이머리 풀리(11) 및 세컨더리 풀리(12) 위에서 이동한다. 이에 의해, V 벨트(13)의 프라이머리 풀리(11) 및 세컨더리 풀리(12)에 대한 접촉 반경이 바뀌어 풀리비 및 V 벨트(13)의 접촉 마찰력이 제어된다.

엔진(1)의 회전이 토크 변환기(2), 전후진 절환 기구(3)를 거쳐서 벨트식 무단 변속기(10)에 입력되고, 프라이머리 풀리(11)로부터 V 벨트(13), 세컨더리 풀리(12)를 거쳐서 디퍼렌셜(4)로 전달된다.

액셀 페달을 답입하거나, 메뉴얼 모드에서 시프트 체인지되면, 프라이머리 풀리(11)의 가동 원추판(11a) 및 세컨더리 풀리(12)의 가동 원추판(12a)을 축방향으로 변위시켜 V 벨트(13)와의 접촉 반경을 변경함으로써 풀리비를 연속적으로 변화시킨다.

도2는 본 발명에 의한 벨트식 무단 변속기의 유압 제어 유닛 및 CVT 제어 유닛의 개념도이다.

유압 제어 유닛(30)은 레귤레이터 밸브(31)와, 변속 제어 밸브(32)와, 감압 밸브(33)를 구비하고, 유압 펌프(34)로부터 공급되는 유압을 제어하여 프라이머리 풀리(11) 및 세컨더리 풀리(12)에 공급한다.

레귤레이터 밸브(31)는 솔레노이드를 갖고, 유압 펌프(34)로부터 압송된 오일의 압력을 CVT 제어 유닛(20)으로부터의 지령(예를 들어, 듀티 신호 등)에 따라서, 운전 상태에 따라서 소정의 라인압(PL)으로 압력 조절하는 압력 조절 밸브이다.

변속 제어 밸브(32)는 프라이머리 풀리 실린더실(11c)의 유압(이하「프라이머리압」이라 함)을 후술하는 프라이머리 풀리 목표압이 되도록 제어하는 제어 밸브이다. 변속 제어 밸브(32)는 메커니컬 피드백 기구를 구성하는 서보 링크(50)에 연결되어 서보 링크(50)의 일단부에 연결된 스텝 모터(40)에 의해 구동되는 동시에, 서보 링크(50)의 타단부에 연결한 프라이머리 풀리(11)의 가동 원추판(11a)으로부터 홈 폭, 즉 실풀리비의 피드백을 받는다. 변속 제어 밸브(32)는 스풀(32a)의 변위에 의해 프라이머리 풀리 실린더실(11c)에의 유압의 흡기를 행하여 스텝 모터(40)의 구동 위치에서 지령된 목표 풀리비가 되도록 프라이머리압을 조정하고, 실제로 변속이 종료되면 서보 링크(50)로부터의 변위를 받아 스풀(32a)을 폐쇄 밸브 위치에 보유 지지한다.

감압 밸브(33)는 솔레노이드를 구비하고, 세컨더리 풀리 실린더실(12c)에의 공급압(이하「세컨더리압」이라 함)을 후술하는 세컨더리 풀리 목표압으로 제어하는 제어 밸브이다.

유압 펌프(34)로부터 공급되어 레귤레이터 밸브(31)에 의해 압력 조절된 라인압(PL)은 변속 제어 밸브(32)와, 감압 밸브(33)에 각각 공급된다.

프라이머리 풀리(11) 및 세컨더리 풀리(12)의 풀리비는 CVT 제어 유닛(20)으로부터의 변속 지령 신호에 따라서 구동되는 스텝 모터(40)에 의해 제어되고, 스텝 모터(40)에 응동하는 서보 링크(50)의 변위에 따라서 변속 제어 밸브(32)의 스풀(32a)이 구동되고, 변속 제어 밸브(32)에 공급된 라인압(PL)이 조정되어 프라이머리압을 프라이머리 풀리(11)에 공급하고, 홈 폭이 가변 제어되어 소정의 풀리비로 설정된다.

CVT 제어 유닛(20)은 인히비터 스위치(23)로부터의 셀렉트 위치, 액셀 페달 스트로크량 센서(24)로부터의 액셀 페달 스트로크량, 유온 센서(25)로부터 벨트식 무단 변속기(10)의 유온이나, 프라이머리 풀리 속도 센서(26), 세컨더리 풀리 속도 센서(27), 유압 센서(28)로부터의 신호 등을 판독하여 풀리비나 V 벨트(13)의 접촉 마찰력을 가변 제어한다. 또, 유압 센서(28)는 세컨더리 풀리의 실린더실(12c)에 가하는 세컨더리압을 검출하는 센서이다.

CVT 제어 유닛(20)은 차속이나 드로틀 개방도 등에 따라서 목표의 풀리비를 결정하고, 스텝 모터(40)를 구동하여 현재의 풀리비를 목표의 풀리비를 향해 제어하는 변속 제어부(201)와, 입력 토크나 풀리비, 유온, 목표 변속 속도 등에 따라서 프라이머리 풀리(11)와 세컨더리 풀리(12)의 추력을 제어하는 풀리압(유압) 제어부(202)로 구성된다.

풀리압 제어부(202)는 입력 토크 정보, 프라이머리 풀리와 세컨더리 풀리간의 풀리비, 유온으로부터 라인압의 목표치를 결정하여 레귤레이터 밸브(31)의 솔레노이드를 구동함으로써 라인압의 제어를 행하고, 또한 세컨더리압의 목표치를 결정하여 유압 센서(28)의 검출치와 목표치에 따라서 감압 밸브(33)의 솔레노이드를 구동하여 피드백 제어(폐쇄 루프 제어)에 의해 세컨더리압을 제어한다.

도3은 본 발명에 의한 벨트식 무단 변속기의 제어를 설명하는 흐름도이다.

우선, 스텝 S1에서는 프라이머리 풀리가 필요로 하는 정상용 추력[PRI 정상 추력 : 현재의 풀리비를 달성하는 동시에, 벨트의 토크 용량을 달성하는(미끄러지지 않고 현재의 토크를 전달 가능) 데 필요한 추력] 및 세컨더리 풀리가 필요로 하는 정상용 추력(SECD 정상 추력)을 구한다. 구체적인 내용은 후술한다.

스텝 S2에서는 과도용(풀리비를 변경할 때), 즉 변속에 필요한 추력차인 프라이머리 풀리의 추력 보정량(PRI 과도 추력 보정량) 및 세컨더리 풀리의 추력 보정량(SEC 과도 추력 보정량)을 계산한다. 구체적인 계산 방법에 대해서는 후술한다.

다음에, 스텝 S3에 있어서 업 시프트인지 다운 시프트인지를 판단한다. 또, 이 판단은 스텝 S2(보다 구체적으로는 후술하는 스텝 S21)에서 구한 목표 변속 속도에 의해 판단한다.

여기서, 업 시프트라면 스텝 S4로 진행하여 PRI 정상 추력에 PRI 과도 추력 보정량을 더한 값을 프라이머리 풀리 목표 추력(PRI 목표 추력)으로 한다. 또한, 스텝 S5에 있어서, SECD 정상 추력을 세컨더리 풀리 목표 추력(SECD 목표 추력)으로 한다.

한편, 다운 시프트일 때는 스텝 S6으로 진행하여 SECD 정상 추력에 SECD 과도 추력 보정량을 더한 값을 세컨더리 풀리 목표 추력(SECD 목표 추력)으로 한다. 또한, 스텝 S7에 있어서, PRI 정상 추력을 프라이머리 풀리 목표 추력(PRI 목표 추력)으로 한다.

그리고, 스텝 S8에 있어서, PRI 목표 추력을 프라이머리 풀리의 수압 면적(PRI 면적)으로 나눈 값을 프라이머리 풀리 목표압(PRI 목표압)으로 하고, 스텝 S9에 있어서, SECD 목표 추력을 세컨더리 풀리의 수압 면적(SECD 면적)으로 나눈 값을 세컨더리 풀리 목표압(SECD 목표압)으로 한다.

그리고, 스텝 S10에 있어서, PRI 목표압 및 SECD 목표압 중 큰 쪽을 라인 목표압(PL 목표압)으로 하고, 라인압이 이 PL 목표압을 만족하도록 레귤레이터 밸브(31)의 솔레노이드를 제어한다.

도4는 프라이머리 풀리 및 세컨더리 풀리의 정상용(일정 풀리비 유지시)의 추력을 계산하는 서브 루틴의 흐름도이다. 또한, 도5는 풀리비와 풀리의 추력과의 관계를 나타낸 추력 맵으로, 도5의 (a)는 프라이머리 풀리용 추력 맵, 도5의 (b)는 세컨더리 풀리용 추력 맵이다.

스텝 S11에 있어서, 프라이머리 풀리(11)에의 입력 토크를 계산한다. 예를 들어, 엔진 제어 유닛(21)으로부터의 입력 토크 정보인 엔진의 실제 토크에, 토크 변환기(2)의 토크비를 곱한 것을 프라이머리 풀리(11)에의 입력 토크로서 산출한다.

스텝 S12에 있어서, 프라이머리 풀리 속도 센서(26)와 세컨더리 풀리 속도 센서(27)에서 검출된 값으로부터 현재의 풀리비(실풀리비)를 계산한다.

스텝 S13에 있어서, 프라이머리 풀리용 추력 맵[도5의 (a)]으로부터 프라이머리 풀리의 정상용 추력(PRI 정상 추력)을 구하고, 세컨더리 풀리용 추력 맵[도5의 (b)]으로부터 세컨더리 풀리의 정상용 추력(SECD 정상 추력)을 구한다.

또, 도5의 (a), 도5의 (b)의 추력 맵은 횡축이 풀리비, 종축이 추력을 나타낸다. 풀리비는 도면 중 우측일수록 크고 로우측이다. 이 풀리비와 추력과의 관계는 입력 토크마다 설정되어 있고, 풀리비가 동일해도 입력 토크가 클수록 큰 추력으로 설정되어 있다.

또한, 프라이머리 풀리의 정상용 추력과 세컨더리 풀리의 정상용 추력을 비교하면, 도5의 (a), 도5의 (b)로부터 알 수 있는 바와 같이, 풀리비가 작을 때에는 프라이머리 풀리의 추력 쪽이 크고, 풀리비가 클 때에는 세컨더리 풀리의 추력 쪽이 큰 값으로 설정되어 있다. 따라서, 도5의 (a)의 프라이머리 풀리의 선도 쪽이 도5의 (b)의 세컨더리 풀리의 선도보다도 경사가 완만하다.

도6은 과도용(풀리비 변경시)의 프라이머리 풀리 및 세컨더리 풀리의 추력 보정량을 산출하는 서브 루틴의 흐름도이다. 도7은 변속선도, 도8은 풀리비에 대한 풀리 스트로크 속도 배율 맵, 도9는 풀리의 스트로크 속도에 대한 풀리의 추력 보정량을 나타낸 맵으로, 도9의 (a)는 프라이머리 풀리용 맵, 도9의 (b)는 세컨더리 풀리용 맵이다.

스텝 S21에 있어서, 시시각각의 목표 변속 속도를 산출하여 결정한다. 예를 들어, 차속과 드로틀 개방도에 의거하여 도7의 변속선도를 참조하여 최종적인 목표 풀리비인 도달 풀리비를 산출한다. 또한, 업 시프트, 다운 시프트, 답입 다운 시프트 등의 변속 종류마다 설정된 목표 시정수를 참조하여 도달 풀리비를 일차 지연에서 목표 시정수만큼 지연시켜 목표 풀리비를 산출한다. 그리고, 도달 풀리비로부터 목표 풀리비를 빼고 목표 시정수로 나눈 것을 목표 변속 속도로서 결정한다.

스텝 S22에 있어서, 실풀리비에 대한 풀리 스트로크 속도 배율 맵(도8)으로부터 실풀리비에 대한 풀리의 스트로크 속도의 배율을 구하고, 스텝 S23에 있어서, 그 배율로 스텝 S21에서 산출한 목표 변속 속도를 곱하여 풀리의 스트로크 속도를 산출한다.

그리고, 스텝 S24에 있어서, 프라이머리 풀리용 맵[도9의 (a)] 및 세컨더리 풀리용 맵[도9의 (b)]으로부터 풀리 스트로크 속도에 따른 풀리의 추력 보정량을 구한다.

도10은 답입 다운 시프트 및 발을 떼고 업 시프트를 행할 때의 타임차트이다.

액셀 페달이 시각(t1)에서 갑자기 답입되고, 시각(t3)에서 갑자기 발을 떼(복귀됨)는 경우를 상정하여 설명한다.

액셀 페달이 시각(t1)에서 갑자기 답입된 경우에는, 풀리비를 OD측으로부터 LO측으로 다운 시프트시키게 된다. 그 때, 산출된 목표 변속 속도에 의거하여 변속에 필요한 추력차만큼을 과도 추력 보정량으로 하여 세컨더리 풀리측의 SEC 정상 추력에 더하고, 이를 세컨더리 풀리의 목표 추력으로 함으로써 변속에 필요한 유압만큼을 세컨더리 풀리측으로 증압하고 있다(도10의 해칭 부분). 그 동안, 프라이머리 풀리압은 정상용 추력으로부터 산출되는 유압(정상용 압력) 그대로이다. 또한, 이 시각(t1 내지 t2) 동안은 액셀 페달의 답입에 수반하여 입력 토크가 증가되는 동시에 실풀리비가 계속해서 다운 시프트하므로, PRI 정상 추력, SEC 정상 추력에 대응하는 프라이머리압 및 세컨더리압은 계속 증가한다. 즉, 이 시각(t1 내지 t2)에서는, 스텝 S1에 있어서 프라이머리 풀리(11)에의 입력 토크, 현재의 풀리비(실풀리비)로부터 프라이머리 풀리의 정상용 추력(PRI 정상 추력)과, 세컨더리 풀리의 정상용 추력(SECD 정상 추력)을 산출한다. 스텝 S2에서 시시각각 목표 변속 속도를 산출하여 실풀리비에 대한 풀리 스트로크 속도 배율 맵(도8)으로부터 실풀리비에 대한 풀리의 스트로크 속도의 배율을 구하고, 그 배율에 목표 변속 속도를 곱하여 풀리의 스트로크 속도를 산출하고, 풀리 스트로크 속도에 따른 풀리 과도 추력 보정량을 구한다. 스텝 S3에서, 목표 변속 속도로부터 다운 시프트 판정을 행하여 스텝 S6으로 진행하고, SECD 정상 추력에 SECD 과도 추력 보정량을 더한 값을 세컨더리 풀리 목표 추력(SECD 목표 추력)으로 설정하는 동시에, 스텝 S7에 있어서 PRI 정상 추력을 프라이머리 풀리 목표 추력(PRI 목표 추력)으로 설정하고, 스텝 S8, 스텝 S9에서 PRI 목표 추력, SEC 목표 추력을 각각의 풀리의 수압 면적으로 나누고, 프라이머리 풀리 목표압(PRI 목표압)과 세컨더리 풀리 목표압(SECD 목표압)을 산출한다. 스텝 S10으로 진행하여 PRI 목표압 및 SECD 목표압 중 큰 쪽을 라인 목표압(PL 목표압)으로 하고, 라인압이 이 PL 목표압을 만족하도록 레귤레이터 밸브(31)의 솔레노이드를 제어한다. 그리고, 실풀리비가 도달 풀리비가 되는 시각(t2)까지 이 스텝이 반복된다.

그리고, 시각(t2)에 있어서, 실풀리비가 도달 풀리비에 일치하면, 목표 변속 속도로부터 산출되는 풀리의 과도 추력 보정량이 0이 되므로, 프라이머리 풀리의 목표 추력인 PRI 목표 추력 및 세컨더리 풀리의 목표 추력인 SECD 추력은 모두 정상용 추력만의 값이 되어(PRI 정상 추력, SECD 정상 추력), 그 결과 액셀 페달 스트로크가 변하지 않아 입력 토크의 변화도 없으므로, 프라이머리압, 세컨더리압은 일정치 그대로가 된다. 그 후, 액셀 페달이 시각(t3)에서 갑자기 복귀되면, 시각(t3 내지 t4)에서 풀리비를 LO측으로부터 OD측으로 업 시프트시키게 된다. 그 때, 산출된 목표 변속 속도에 의거하여 변속에 필요한 추력차만큼을 추력 보정량으로 하여 프라이머리 풀리측의 PRI 정상 추력에 더하고, 이를 프라이머리 풀리의 목표 추력으로 함으로써 변속에 필요한 유압만큼을 프라이머리 풀리측으로 증압하고 있다(도10의 해칭 부분). 그 동안, 세컨더리 풀리압은 정상용 추력으로부터 산출되는 유압(정상용 압력)의 상태이다. 또한, 이 시각(t3 내지 t4) 동안은 액셀 페달의 복귀(발을 뗌)에 수반하여 입력 토크가 감소하는 동시에 실풀리비가 계속해서 업 시프트되므로, 산출되는 PRI 정상 추력, SEC 정상 추력도 계속 감소한다. 즉, 이 시각(t3 내지 t4)에서는, 스텝 S1에 있어서 프라이머리 풀리(11)에의 입력 토크, 현재의 풀리비(실풀리비)로부터 프라이머리 풀리의 정상용 추력(PRI 정상 추력)과, 세컨더리 풀리의 정상용 추력(SECD 정상 추력)을 산출한다. 스텝 S2에서 시시각각 목표 변속 속도를 산출하여 실풀리비에 대한 풀리 스트로크 속도 배율 맵(도8)으로부터 실풀리비에 대한 풀리의 스트로크 속도의 배율을 구하고, 그 배율에 목표 변속 속도를 곱하여 풀리의 스트로크 속도를 산출하고, 풀리 스트로크 속도에 따른 풀리의 추력 보정량을 구한다. 스텝 S3에서, 목표 변속 속도로부터 업 시프트 판정을 행하여 스텝 S4로 진행하고, PRI 정상 추력에 PRI 과도 추력 보정량을 더한 값을 프라이머리 풀리 목표 추력(PRI 목표 추력)으로 설정하는 동시에, 스텝 S5에 있어서 SEC 정상 추력을 세컨더리 풀리 목표 추력(SEC 목표 추력)으로 설정하고, 스텝 S8, 스텝 S9에서 PRI 목표 추력, SEC 목표 추력을 각각의 풀리의 수압 면적으로 나누어 프라이머리 목표압(PRI 목표압)과 세컨더리 풀리 목표압(SECD 목표압)을 산출한다. 스텝 S10으로 진행하여, PRI 목표압 및 SECD 목표압 중 큰 쪽을 라인 목표압(PL 목표압)으로 하고, 라인압이 이 PL 목표압을 만족하도록 레귤레이터 밸브(31)의 솔레노이드를 제어한다. 그리고, 실풀리비가 도달 풀리비가 되는 시각(t4)까지 이 스텝이 반복된다.

본 실시 형태에 따르면, 현재의 풀리비와 벨트의 토크 용량을 달성하는 데 필요한 추력으로부터 산출되는 정상용 유압과, 변속에 필요한 추력차로부터 산출되는 과도용 유압을 산출하고, 이 과도용 유압분을 업 시프트이면 프라이머리압의 정상용 유압에 보정량으로 하여 증압하고, 다운 시프트이면 세컨더리압의 정상용 유압에 보정량으로 하여 증압하도록 구성함으로써, 정상용 유압에 과도용 유압을 증압하여 풀리비를 변화시키므로, 풀리의 토크 용량은 항상 확보한 상태에서 변속이 행해지게 되고, 예를 들어 다운 시프트일 때에 프라이머리 풀리의 유압을 지나치게 저하시켜 벨트가 미끄러지는 등의 것을 방지할 수 있어, 벨트의 내구성 악화를 방지할 수 있다.

또한, 종래는 목표 풀리비 및 실풀리비를 각각 풀리 스트로크 위치로 일단 변환하고, 그 편차에 따라서 변속 유량(＝ 풀리 스트로크 속도)을 구함으로써 변속 유량을 구하고 있지만, 풀리의 스트로크량 및 풀리비는 선형으로 변화하는 관계가 아닌 양자의 관계는 비선형이므로, 필요한 변속 속도로 변속을 제어하는 것이 곤란하였다. 그러나, 본 실시 형태에서는 시시각각의 목표 변속 속도를 산출하고, 또한 목표 변속 속도와 풀리의 스트로크 속도와의 게인을 실풀리비의 함수로서 미리 설정해 두고, 목표 변속 속도에 상기 게인을 곱하여 풀리 스트로크 속도에 따른 과도 추력 보정량을 증압하도록 하였으므로, 변속 제어에서 사용되는 목표 변속 속도의 정보를 유압 제어에도 사용이 가능해져 필요한 변속 속도로 변속을 제어하는 것이 용이해진다.

또한, PRI 목표압 및 SECD 목표압 중 큰 쪽을 라인 목표압(PL 목표압)으로 하고, 라인압이 이 PL 목표압을 만족하도록 레귤레이터 밸브(31)의 솔레노이드를 제어하도록 하였으므로, 프라이머리압 및 세컨더리압이 확실하게 보증되는 동시에, 라인압을 필요 이상으로 상승시키는 일이 없으므로 연비의 악화도 방지할 수 있다.

이상 설명한 실시 형태에 한정되는 일 없이, 그 기술적 사상의 범위 내에 있어서 다양한 변형이나 변경이 가능하고, 그들도 본 발명과 균등한 것은 명백하다.

예를 들어, 본 실시 형태에서는 프라이머리압 및 세컨더리압을 산출하는 데 있어서 정상용 추력과 과도용 추력 보정량을 산출하여 더한 후에 유압으로 환산하도록 되어 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고, 정상용 추력과 과도용 추력을 각각 유압으로 환산한 후에 업 시프트나 다운 시프트의 변속 종류에 따라서 더하여 프라이머리압 및 세컨더리압을 산출해도 동일한 효과를 얻을 수 있다. 또한, 증압 보정량을 유온 등에 따라서 변경하도록 해도 좋다. 예를 들어, 유온이 소정치 이하가 되는 저온시나, 유온이 소정치 이상의 고온시에는 증압 보정량이 커지도록 변경해도 좋다.

또한, 목표 변속 속도의 결정 처리에 대해 일예를 도6의 흐름도로 나타내었지만, 이에 한정되는 것은 아니고, 다른 적절한 처리에 의해 산출할 수 있는 것은 물론이다.

제1 발명에 따르면, 프라이머리 풀리 및 세컨더리 풀리의 양쪽에 현재의 풀리비와 벨트의 토크 용량을 달성하는 정상 유압을 공급하면서, 다운 시프트시에 세컨더리 풀리로 목표 변속 속도를 달성 가능한 과도 유압을 증압하여 풀리비를 변화시키므로, 풀리의 토크 용량은 항상 확보된 상태에서 변속이 행해지게 되고, 다운 시프트일 때에 프라이머리 풀리의 유압을 지나치게 저하시켜 벨트가 미끄러지는 등의 경우를 방지할 수 있어 벨트의 내구성 악화를 방지할 수 있다.

도1은 본 발명에 의한 벨트식 무단 변속기의 일실시 형태를 도시하는 개략 구성도.

도2는 발명에 의한 벨트식 무단 변속기의 유압 제어 유닛 및 CVT 제어 유닛의 개념도.

도3은 본 발명에 의한 벨트식 무단 변속기의 제어를 설명하는 흐름도.

도4는 프라이머리 풀리 및 세컨더리 풀리의 정상용(일정 풀리비 유지시) 추력을 계산하는 서브 루틴의 흐름도.

도5는 풀리비와 풀리의 추력과의 관계를 나타내는 추력맵.

도6은 과도용(풀리비 변경시) 프라이머리 풀리 및 세컨더리 풀리의 추력 보정량을 산출하는 서브 루틴의 흐름도.

도7은 변속선도.

도8은 풀리비에 대한 풀리 스트로크 속도 배율 맵.

도9는 풀리 스트로크 속도에 대한 풀리 추력 보정량을 나타내는 맵.

도10은 답입 업 시프트 및 발을 떼어 다운 시프트를 행하였을 때의 타임차트.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 벨트식 무단 변속기

11 : 프라이머리 풀리

12 : 세컨더리 풀리

13 : V 벨트

20 : CVT 제어 유닛

30 : 유압 제어 유닛

31 : 레귤레이터 밸브

32 : 변속 제어 밸브

32a : 스풀

33 : 감압 밸브

34 : 유압 펌프

40 : 스텝 모터

50 : 서보 링크

Claims

유압에 따라서 홈 폭이 변화하는 입력측 프라이머리 풀리와,

유압에 따라서 홈 폭이 변화하는 출력측 세컨더리 풀리와,

상기 프라이머리 풀리와 상기 세컨더리 풀리에 권취되어 상기 홈 폭에 따라서 풀리 접촉 반경이 변화하는 벨트를 구비한 벨트식 무단 변속기이며, 벨트의 토크 용량과 현재의 풀리비를 달성 가능한 정상 유압을 풀리마다 산출하는 정상 유압 산출 수단과, 목표 변속 속도를 결정하는 목표 변속 속도 결정 수단과,

목표 변속 속도를 달성 가능한 과도 유압을 산출하는 과도 유압 산출 수단과,

변속비를 크게 할 때에는 상기 프라이머리 풀리에 상기 정상압을 공급하고, 상기 세컨더리 풀리에 상기 정상 유압으로 상기 과도 유압을 증압하여 공급하는 유압 제어 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 벨트식 무단 변속기.
제1항에 있어서, 상기 과도 유압 산출 수단은 상기 목표 변속 속도를 상기 풀리의 스트로크 속도로 변환하여 상기 풀리의 스트로크 속도와 현재의 풀리비로부터 상기 과도 유압을 산출하는 것을 특징으로 하는 벨트식 무단 변속기.
제1항 또는 제2항에 있어서, 유압 펌프로부터의 유압을 라인압으로 하여 압력 조절하는 압력 조절 밸브와,

상기 라인압에 의거하여 상기 프라이머리 풀리 및 상기 세컨더리 풀리에 공급하는 유압을 각각 압력 조절하는 제어 밸브를 구비하고,

상기 압력 조절 밸브는 상기 라인압을 상기 프라이머리 풀리와 상기 세컨더리 풀리로 공급하는 압력 중, 큰 쪽의 압력과 동등해지도록 압력 조절하는 것을 특징으로 하는 벨트식 무단 변속기.