KR100517269B1

KR100517269B1 - 벨트식 무단 변속기의 제어 장치

Info

Publication number: KR100517269B1
Application number: KR10-2003-0061624A
Authority: KR
Inventors: 사와다마꼬또; 야마모또마사히로; 야마구찌미도리
Original assignee: 쟈트코 가부시키가이샤
Priority date: 2002-09-30
Filing date: 2003-09-04
Publication date: 2005-09-28
Also published as: EP1403562A2; US7140991B2; KR20040028505A; US20040127330A1; JP2004124965A

Abstract

선택 스위치에 의한 변속시, 변속에 필요한 유압을 충분히 확보하여 벨트의 미끄러짐을 방지한다.

스위치 변속이라 판단되었을 때, 엔진 회전수와 유온을 기초로 하여 유압의 상승을 확보할 수 있는 지연 시간(dT)을 설정하고, 설정된 지연 시간(dT)만큼 레인지 신호가 변화하기 직전에 제1 목표 변속비 설정부에 의해 설정된 목표 변속비를 유지한다.

Description

벨트식 무단 변속기의 제어 장치{Control Device For Belt-Type Continuously Variable Transmission}

본 발명은, 벨트식 무단 변속기의 제어 장치에 관한 것이다.

종래, 선택되어 있는 경우에 상기 차속 및 드로틀 개방도를 기초로 하여, 예를 들어 도8에 도시한 바와 같은 통상 주행에 적합한 통상 주행 변속비 제어 영역(즉 D 레인지 변속비 영역임) 내의 변속 패턴을 참조하여 목표 변속비를 설정하여 변속비를 제어하는 통상 주행 레인지(일반적으로 말하는 D 레인지이며, 이하 간단히 D 레인지라 약칭함)와, 선택되어 있는 경우에는 상기 차속 및 드로틀 개방도를 기초로 하여, 예를 들어 도9에 도시한 바와 같은 상기 통상 주행 변속비 제어 영역보다도 최소 변속비가 큰 엔진 브레이크 변속비 제어 영역(즉 2 또는 L 레인지 변속비 영역임) 내의 변속 패턴을 참조하여 목표 변속비를 설정하여 변속비를 제어하는 엔진 브레이크 레인지(일반적으로 말하는 2 레인지 또는 Ds 레인지 및 L 레인지 또는 1 레인지이며, 이하 간단히 L 레인지라 약칭함)를 조작 장치에 구비한 무단 변속기가 알려져 있다.(예를 들어, 특허 문헌 1)

[특허 문헌 1]

일본 특허 공개 평7-217712호 공보

여기서, 선택 레버를 D 레인지로부터 L 레인지로 스위칭하는 스위치 변속을 행하였을 때, 변속 패턴이 스위칭되어 변속비가 큰 쪽으로의 변속(다운 시프트)이 발생하므로, 원압인 라인압을 단번에 높일 필요가 있다. 여기서, 스위치 변속이라 함은, 선택되어 있는 경우에 차속 및 드로틀 개방도를 기초로 하여, 예를 들어 도8에 도시한 바와 같은 통상 주행에 적합한 통상 주행 변속비 제어 영역(즉 D 레인지 변속비 영역임) 내의 변속 패턴을 참조하여 목표 변속비를 설정하여 변속비를 제어하는 통상 주행 레인지(일반적으로 말하는 D 레인지)로부터, 선택되어 있는 경우에는 상기 차속 및 드로틀 개방도를 기초로 하여, 예를 들어 도9에 도시한 바와 같은 상기 통상 주행 변속비 제어 영역보다도 최소 변속비가 큰 엔진 브레이크 변속비 제어 영역(즉 2 또는 L 레인지 변속비 영역임) 내의 변속 패턴을 참조하여 목표 변속비를 설정하고 변속비를 제어하는 엔진 브레이크 레인지로의 변속을 말하고, 예를 들어 D 레인지 → 2 레인지, D 레인지 → L 레인지, D 레인지 → 매뉴얼 레인지 등을 들 수 있다.

그런데, 실유압의 수직 상승에 필요로 하는 시간은 변속을 제어하는 변속 액튜에이터의 작동 시간보다도 길기 때문에, 스위치 변속 판단 후, 즉시 변속 지령을 출력한 경우, 변속에 대해 라인압의 상승이 지연되는 경향이 생긴다. 그 결과, 변속시에 필요한 유압이 부족하고, 벨트의 전달 가능 토크 용량이 부족하여 벨트의 미끄러짐이 발생하므로, 벨트의 내구성이 저하된다는 문제가 있었다. 또, 입력 토크에 대해서도 라인압에 충분한 여유 값을 부여해 두는 것도 생각할 수 있지만, 항상 라인압을 높게 설정해야만 해, 연비의 악화는 피할 수 없다.

본 발명은, 상기 문제에 착안하여 이루어진 것으로, 그 목적으로 하는 바는 통상 주행 레인지로부터 엔진 브레이크 레인지로의 스위칭시, 연비를 악화시키는 일 없이, 변속에 필요한 유압을 충분히 확보할 수 있어, 벨트의 미끄러짐을 방지할 수 있는 벨트식 무단 변속기의 제어 장치를 제공하는 데 있다.

상술한 목적을 달성하기 위해 청구항 1에 기재된 벨트식 무단 변속기의 제어 장치에서는 벨트를 협지하는 프라이머리 풀리 및 세컨더리 풀리와, 상기 프라이머리 풀리 또는 세컨더리 풀리의 유압을 제어하여 변속비를 변화시키는 변속 액튜에이터와, 통상 변속비 제어 영역 내의 변속 패턴을 참조하여 목표 변속비를 설정하는 제1 목표 변속비 설정부와, 상기 통상 주행 변속비 제어 영역보다도 최소 변속비가 큰 엔진 브레이크 변속비 제어 영역 내의 변속 패턴을 참조하여 목표 변속비를 설정하고 변속비를 제어하는 제2 목표 변속비 설정부를 갖고, 통상 주행 레인지에서는 실변속비가 상기 제1 목표 변속비 설정부에 의해 설정된 목표 변속비가 되도록 변속 제어 액튜에이터를 제어하고, 엔진 브레이크 레인지에서는 실변속비가 상기 제2 목표 변속비 설정부에 의해 설정된 목표 변속비가 되도록 변속 제어 액튜에이터를 제어하는 변속비 제어 수단을 구비한 벨트식 무단 변속기의 제어 장치에 있어서, 상기 변속비 제어 수단은 상기 통상 주행 레인지로부터 상기 엔진 브레이크 레인지로의 레인지 스위칭이 행해졌을 때, 제2 목표 변속비 설정부에 의한 목표 변속비의 설정을 늦추는 지연 시간을 설정하는 지연 시간 설정부와, 설정된 지연 시간 동안, 레인지 스위칭 직전에 제1 목표 변속비 설정부에 의해 설정된 목표 변속비를 유지하는 목표 변속비 유지부를 구비하는 것을 특징으로 한다.

청구항 2에 기재된 발명에서는, 청구항 1에 기재된 벨트식 무단 변속기의 제어 장치에 있어서, 유온을 검출하는 유온 검출 수단을 마련하고, 상기 지연 시간 설정부는 고유온, 또는 극저유온일수록 지연 시간을 길게 설정하는 것을 특징으로 한다.

청구항 3에 기재된 발명에서는, 청구항 1에 기재된 벨트식 무단 변속기의 제어 장치에 있어서, 엔진 회전수를 검출하는 엔진 회전수 검출 수단을 마련하고, 상기 지연 시간 설정부는 엔진 회전수가 낮을수록 지연 시간을 길게 설정하는 것을 특징으로 한다.

청구항 4에 기재된 발명에서는, 청구항 1에 기재된 벨트식 무단 변속기의 제어 장치에 있어서, 상기 지연 시간 설정부는 고유온, 또는 극저유온일수록, 또한 엔진 회전수가 낮을수록 지연 시간을 길게 설정하는 것을 특징으로 한다.

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

도1에 있어서, 무단 변속기(5)는 로크 업 클러치를 구비한 토크 변환기(2), 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 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 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.

엔진(1)으로부터 입력된 구동 토크는 토크 변환기(2)와, 전후진 스위칭 기구(4)를 거쳐서 무단 변속기(5)에로 입력되고, 프라이머리 풀리(10)로부터 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 방향으로 변위시켜 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 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)로의 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 연결되어, 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)으로 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)로의 유압의 흡입 배출을 행하여, 스텝핑 모터(40)의 구동 위치에 지령된 목표 변속비가 되도록 프라이머리압을 압력 조절하고, 실제로 변속이 종료되면 서보 링크(50)로부터의 변위를 받아 스풀(31)을 밸브 폐쇄한다.

인히비터 스위치(23)는 운전자가 조작하는 조작 장치(23a)의 레버 위치를 검출하고 있다. 레버 위치로서는, 예를 들어 도8에 도시한 통상 주행에 적합한 통상 주행 변속비 제어 영역(즉 D 레인지 변속비 영역임) 내의 변속 패턴을 참조하여 목표 변속비를 설정하여 변속비를 제어하는 통상 주행 레인지(일반적으로 말하는 D 레인지이며, 이하 간단히 D 레인지라 약칭함)나, 상기 차속 및 드로틀 개방도를 기초로 하여, 도9에 도시하는 상기 통상 주행 변속비 제어 영역보다도 최소 변속비가 큰 엔진 브레이크 변속비 제어 영역(즉 2 또는 L 레인지 변속비 영역임) 내의 변속 패턴을 참조하여 목표 변속비를 설정하고 변속비를 제어하는 엔진 브레이크 레인지(일반적으로 말하는 2 레인지 또는 Ds 레인지 및 L 레인지 또는 1 레인지이며, 이하 간단히 L 레인지라 약칭함)를 구비하고 있다.

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 벨트(12)의 접촉 마찰력을 가변 제어한다. 또한, CVTCU(20)에는 엔진 회전수를 검출하는 엔진 회전수 센서(29)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 속도에 의거하는 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, 작용을 설명한다.

[라인압 제어 처리]

CVTCU(20)에 의한 통상의 라인압 제어에 대해, 도3의 흐름도를 참조하면서 설명한다.

우선, 스텝 S1에서는 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)로의 입력 토크를 연산한다. 이 입력 토크 정보는, 예를 들어 엔진(1)의 연료 분사량(분사 펄스 폭)과 엔진 회전수 등으로 구성된다.

다음에, 스텝 S3에서는 상기 실변속비와 입력 토크를 기초로 하여, 도4의 맵을 참조하여 필요로 하는 세컨더리압(필요 세컨더리압)을 연산한다. 또, 이 맵은 변속비가 작을수록(Od측) 유압을 낮게, 변속비가 클수록(Lo측) 유압을 높게 설정하고, 또한 입력 토크가 크면 유압을 높게, 입력 토크가 작으면 유압을 낮게 설정하는 것으로, 이미 설정한 것이다.

스텝 S4에서는, 상기 실변속비와 입력 토크를 기초로 하여, 도5의 맵을 참조하여 필요로 하는 프라이머리압(필요 프라이머리압)을 연산한다. 또, 이 맵은 변속비가 작을수록 유압을 낮게, 클수록 유압을 높게 설정하고, 또한 입력 토크가 크면 유압을 높게, 작으면 유압을 낮게 설정하는 것으로, 상기 필요 세컨더리압에 대해 변속비의 소측에서는 상대적으로 높게, 변속비의 대측에서는 상대적으로 낮아지도록 설정된 것이다. 단, 입력 토크에 따라서는 필요 프라이머리압과 필요 세컨더리압의 대소 관계가 반대가 되는 경우도 있다.

스텝 41에서는 다운 시프트를 수반하는 스위치 변속의 검출로부터 소정 시간이 경과하였는지 여부를 판단한다. 이 경과 시간은, 예를 들어 후술하는 S11, S12에서 산출된 지연 시간(dT)보다도 긴 시간으로 설정되어 있고, 이 소정 시간이 경과하였는지 여부로 판단한다. 그리고, 상기 경과 시간이 경과하지 않았으면 스텝 S5로 진행하고, 경과하였으면 스텝 S42로 진행한다.

스텝 S42에서는 변속에 필요한 유압인 변속용 유압을 산출한다. 이 유압은, 예를 들어 차속과 드로틀 개방도를 기초로 도8의 변속선도를 참조하여 최종적인 목표 변속비인 도달 변속비를 산출한다. 또한, 업 시프트, 다운 시프트, 흡입 다운 시프트 등의 변속 종류마다 설정된 목표 시정수를 참조하여, 도달 변속비를 일차 지연으로 목표 시정수만큼 늦춰 목표 변속비를 산출하고, 이 목표 변속비를 달성하는 데 필요한 변속용 유압을 도시하지 않은 맵 등을 참조하여 산출한다.

스텝 S43에서는 업 시프트인지 여부를 판단하여, 업 시프트일 때는 S44로 진행하고, 다운 시프트시일 때는 S45로 진행한다.

스텝 S44에서는 업 시프트라고 판단하여, 프라이머리압 조작량 = 필요 프라이머리압 + 오프셋량 + 변속용 유압 세컨더리압 조작량 = 필요 세컨더리압으로서 설정한다.

스텝 S45에서는 다운 시프트라고 판단하여, 프라이머리압 조작량 = 필요 프라이머리압 + 오프셋량 세컨더리압 조작량 = 필요 세컨더리압 + 변속용 유압으로서 설정한다.

스텝 S46에서는 프라이머리압 조작량과 세컨더리압 조작량의 대소를 비교하여, 프라이머리압 조작량이 세컨더리압 조작량보다 클 때는 스텝 S47로 진행하고, 그 이외는 스텝 S48로 진행한다.

스텝 S47에서는 프라이머리압 조작량이 세컨더리압 조작량보다 크기 때문에, 라인압 조작량을 프라이머리압 조작량으로서 설정한다.

스텝 S48에서는 세컨더리압 조작량이 프라이머리압 조작량보다 크기 때문에, 라인압 조작량을 세컨더리압 조작량으로서 설정한다.

다음에, 스텝 S5에서는 프라이머리압의 목표치인 프라이머리압 조작량을 하기 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, 이것을 보상하는 값이다.

스텝 S51에서는 세컨더리압 조작량 = 필요 세컨더리압으로서 설정한다.

스텝 S6에서는 프라이머리압 조작량과 상기 스텝 S43 또는 S44에서 구한 세컨더리압 조작량과의 대소 관계를 비교 판정한다. 프라이머리압 조작량 쪽이 큰 경우에는 스텝 S61로 진행하고, 필요 세컨더리압이 프라이머리압 조작량 이상인 경우에는 스텝 S62로 진행한다.

스텝 S61에서는 프라이머리압 조작량 쪽이 크기 때문에, 라인압 조작량을 프라이머리압 조작량 + 소정압으로서, 스위치 변속이 선택되었을 때에는 비교적 큰 소정치를 스텝적으로 부여하여 라인압의 상승을 촉구한다. 또, 이 소정압은 스위치 변속에 의한 다운 시프트가 행해져도 벨트가 미끄러지지 않는 유압이며, 예를 들어 3 ㎫로 하고 있다.

스텝 S62에서는 세컨더리압 조작량 쪽이 크기 때문에, 라인압 조작량을 세컨더리압 조작량 + 소정압으로 한다.

이와 같이, 다운 시프트를 수반하는 스위치 변속이 검출되고 나서 소정 시간이 경과할 때까지는, 프라이머리압 조작량과 세컨더리압 조작량 중 큰 쪽에 소정 유압, 예를 들어 3 ㎫를 가산한 유압을 라인압 조작량(목표 유압)으로서 구하고, 그 이외의 변속시에는 프라이머리압 조작량과 세컨더리압 조작량 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.

[스위치 변속시의 목표 변속비 유지 제어 처리]

다음에, CVTCU(20)에 의한 D 레인지로부터 L 레인지로의 스위칭시의 목표 변속비 유지 제어 처리에 대해, 도6의 흐름도를 이용하여 설명한다.

스텝 S10에서는 인히비터 스위치(23)로부터의 신호를 기초로 하여, 변속이 행해지는지 여부를 판단한다. 스위치 변속이 행해졌다고 판단된 경우에는 스텝 S11로 진행하고, 스위치 변속이 행해지지 않았다고 판단된 경우에는 스텝 S21로 진행한다.

스텝 S11에서는 엔진 회전수 센서(29)로부터의 신호를 기초로 하여, 엔진 회전수를 기초로 하는 지연 시간(dTNe)을 엔진 회전수 - 지연 시간 설정 맵으로부터 판독한다. 이 지연 시간(dTNe)은 스위치 변속을 검출하고 나서 현재의 라인압으로부터 스텝 S61 또는 S62의 소정압만큼 증가하는 데 걸리는 시간이며, 엔진 회전수가 낮을수록 길게, 엔진 회전수가 높아짐에 따라서 짧아지도록 설정되어 있다.

스텝 S12에서는 유온 센서(28)에 의해 검출된 유온을 기초로 하는 지연 시간(dTtmp)을 유온 - 지연 시간 설정 맵으로부터 판독한다. 이 지연 시간(dTtmp)은 고유온(80 ℃ 이상)이 됨에 따라 길게, 또한 극저유온(0 ℃ 이하)이 됨에 따라서 길어지도록 설정되어 있다.

스텝 S13에서는 엔진 회전수를 기초로 하는 지연 시간(dTNe)과, 유온을 기초로 하는 지연 시간(dTtmp)을 비교한다. dTNe > dTtmp인 경우에는 스텝 S14로 진행하고, dTNe < dTtmp인 경우에는 스텝 S15로 진행한다.

스텝 S14에서는 엔진 회전수를 기초로 하는 지연 시간(dTNe)을 지연 시간(dT)으로 설정한다.

스텝 S15에서는 유온을 기초로 하는 지연 시간(dTtmp)을 지연 시간(dT)으로 설정한다.

스텝 S16에서는 스위치 변속이 행해지기 직전의 목표 풀리비를 유지하도록 스텝핑 모터(40)에 변속 제어 지령을 출력한다.

스텝 S17에서는 타이머(t)를 카운트 업한다.

스텝 S18에서는 타이머(t)가 지연 시간(dT)보다도 큰지 여부를 판단하고, 타이머(t)가 지연 시간(dT)보다도 크다고 판단된 경우에는 스텝 S19로 진행하고, 타이머(t)가 지연 시간(dT) 이하라고 판단된 경우에는 스텝 S17로 복귀한다.

스텝 S19에서는 타이머(t)를 초기화한다.

스텝 S20에서는 시시 각각의 목표 변속비를 산출하고 결정한다. 예를 들어, 차속과 드로틀 개방도를 기초로, 선택한 레인지에 대응하는 도8이나 도9의 변속선도를 참조하여 최종적인 목표 변속비인 도달 변속비를 산출한다. 또한, 업 시프트, 다운 시프트, 답입 다운 시프트 등의 변속 종류마다 설정된 목표 시정수를 참조하여, 도달 변속비를 일차 지연으로 목표 시정수만큼 늦춰 시시 각각의 목표 변속비를 산출한다.

[스위치 변속시의 목표 변속비 유지 제어]

도7은, 스위치 변속시의 목표 변속비 유지 제어를 도시하는 타임 차트이다.

순간 t0에서는 운전자가 선택 레버를 조작하지 않으므로, 인히비터 스위치(23)로부터 CVTCU(20)으로 출력되는 레인지 신호는 D 레인지 상태로 변하지 않는다. 따라서, 도6의 흐름도에 있어서, 스텝 S10 → 스텝 S20으로 진행하는 흐름이 된다. 즉, 스텝 S10에 의해 스위치 변속이 행해지지 않는다고 판단되어, 스텝 S21에 의해 차속과 드로틀 개방도를 기초로, 선택한 레인지의 대응하는 도8의 변속선도로부터 목표 변속비를 산출하고, 실변속비가 이 목표 변속비를 추종하도록 스텝 모터(40)가 구동된다. 또한, 라인압은 도3의 흐름도에 의해, 스텝 S1 → S2 → S3 → S4 → S41 → S42 → S44 또는 S45 → S46 → S47 또는 S48로서 산출되고, 이것이 반복된다.

순간 t1에서는 운전자가 선택 레버를 조작하고, D 레인지로부터 L 레인지로의 스위치 변속에 의한 다운 시프트가 행해진다. 이 때, 인히비터 스위치(23)로부터 CVTCU(20)으로 출력되는 레인지 신호가 변화하기 때문에, 도6의 흐름도에 있어서 스텝 S10 → 스텝 S11 → 스텝 S12 → 스텝 S13 → 스텝 S14(또는 스텝 S15)로 진행하고, 스텝 S16 → 스텝 S18 → 스텝 S17로 진행하는 흐름이 반복된다.

즉, 스텝 S10에 의해 스위치 변속이 행해졌다고 판단되어, 스텝 S11 및 S12에 의해 dTNe, dTtmp가 산출되고, 스텝 S14(또는 스텝 S15)에 의해 지연 시간(dT)이 설정된다. 다음에, 스텝 S16에 의해 현재의 목표 변속비를 유지하는 제어가 행해져, 스텝 S18에 의해 타이머(t)가 지연 시간(dT)보다도 작다고 판단되고, 스텝 S17에 의해 타이머(t)가 카운트 업된다.

한편 라인압은, 도3의 흐름도에 의해 스텝 S1 → S2 → S3 → S4 → S41 → S5 → S6 → S61 또는 S62로서 산출되고, 이것이 반복된다. 즉, 스위치 변속이 순간 t1에서 검출되었을 때에는, 목표 변속비가 변화하지 않으므로 그 직전의 라인압에 대해 이미 설정된 소정압(3 ㎫)이 증압되어, 스텝적으로 출력되게 된다. 이 소정압의 증압은 타이머의 지연 시간(Td)보다도 긴 시간으로서 설정된 소정 시간 동안 계속되게 된다.

순간 t2에서는 타이머(t)가 지연 시간(dT)보다도 커졌기 때문에, 도6의 흐름도에 있어서, 스텝 S18 → 스텝 S19 → 스텝 S20으로 진행하고, 다시 스텝 S10 → 스텝 S20을 반복한다. 즉, 스텝 S19에 의해 타이머(t)가 리셋되어, 스텝 S21에서 L 레인지에 대응하는 도9의 변속선도를 참조하여 최종적인 목표 변속비인 도달 변속비를 산출하고, 업 시프트, 다운 시프트, 답입 다운 시프트 등의 변속 종류마다 설정된 목표 시정수를 참조하여, 도달 변속비를 일차 지연으로 목표 시정수만큼 늦춰 시시 각각의 목표 변속비를 산출하고, 목표 변속비가 커져 도달 변속비에 서서히 근접한다. 이 때 라인압은, 도3의 흐름도에 의해 지연 시간(Td)보다 긴 시간으로서 설정된 소정 시간이 경과하지 않고, 스텝 S1 → S2 → S3 → S4 → S41 → S5 → S6 → S61 또는 S62로서 산출되어, 이것을 반복하고 있으나, 순간 t2에 있어서 라인압 조작량에 대해 라인압 실유압이 대략 일치한다.

여기서, 본 발명의 비교예로서 D 레인지로부터 L 레인지로의 스위치 변속이 행해진 순간 t1로부터, L 레인지에 대응하는 도9의 변속선도를 참조하여 시시 각각의 목표 변속비를 산출하는 예를, 도7의 일점 쇄선으로 나타냈지만, 라인압(P_L)의 수직 상승 지연에 의해 유압 부족이 발생하고, 벨트(12)의 미끄러짐이 발생하고 있었다.

이에 대해, 본 실시 형태에서는 t1에서 스위치 변속을 인식한 후, 변속 개시를 순간 t2까지 기다려, 라인압(P_L)이 완전히 수직 상승하고 나서 변속을 개시하고 있으므로, D 레인지로부터 L 레인지로의 스위치 변속에 의한 다운 시프트가 행해져도 확실하게 유압이 상승되므로, 벨트(12)의 미끄러짐을 방지할 수 있다.

다음에, 효과를 설명한다. 본 실시 형태의 벨트식 무단 변속기에 있어서는, D 레인지로부터 L 레인지로의 스위칭이 행해졌을 때에는, 목표 변속비의 설정을 늦추는 지연 시간(dT)이 설정되고, 직전의 목표 변속비가 그대로 지연 시간만큼 유지되므로, 변속을 행하기 전에 필요한 유압의 상승 시간을 확보할 수 있다. 그 결과, 변속 패턴이 스위칭됨으로써 발생하는 편차가 큰 다운 시프트가 생겨도 벨트의 전달 용량을 확보할 수 있어 벨트의 미끄러짐을 확실하게 방지할 수 있다.

또한, 본 실시 형태에서는 D 레인지로부터 L 레인지로의 스위칭에 구비하고, 라인압을 항상 높여 갈 필요가 없으므로 연비의 악화가 방지된다.

또한, 지연 시간(dT)을 고유온, 또는 극저유온일수록 길게, 또한 엔진 회전수가 낮을수록 길게 설정하는 것으로 하였으므로, 주행 조건을 기초로 하여 보다 정확한 지연 시간(dT)을 설정할 수 있다.

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

예를 들어, 본 실시 형태에서는 D 레인지로부터 L 레인지로의 스위치 변속에 대해 설명해 왔지만, 이에 한정되는 것은 아니며, D 레인지로부터 스위칭된 레인지의 변속 패턴이 D 레인지보다도 최소 변속비가 큰 변속비 제어 영역 내의 변속 패턴을 기초로 하여 변속 제어하는 레인지이면 어떠한 레인지라도 본 발명의 적용이 가능하고, L 레인지 외에, 2 레인지, M 레인지, 스포츠 레인지라도 좋다.

본 실시 형태에서는, 엔진 회전수와 유온으로부터 지연 시간(dTNe, dTtmp)을 각각 산출하고, 이들을 비교하여 큰 쪽을 지연 시간(dT)으로 설정하는 구성을 나타냈지만, 지연 시간(dT)의 설정 방법은, 예를 들어 하기 식,

dT = KNe × dTNe + Ktmp × dTtmp(KNe, Ktmp는 게인)와 같이, 이미 설정된 일차식을 이용하여 구해도 좋다.

청구항 1에 기재된 발명에서는, 통상 주행 레인지로부터 엔진 브레이크 레인지로의 스위칭이 행해졌을 때에는, 지연 시간 설정부에 의해 제2 목표 변속비 설정부에 의한 목표 변속비의 설정을 늦추는 지연 시간이 설정되고, 목표 변속비 유지부에 의해 직전의 목표 변속비가 그대로 지연 시간만큼 유지되므로, 변속을 행하기 전에 필요한 유압의 상승 시간을 확보할 수 있다. 그 결과, 변속 패턴이 스위칭됨으로써 발생하는 편차가 큰 다운 시프트가 생겨도 벨트의 전달 용량을 확보할 수 있어 벨트의 미끄러짐을 확실하게 방지할 수 있다.

또한, 본 발명에서는 통상 주행 레인지로부터의 엔진 브레이크 레인지로의 스위칭에 구비하고, 라인압을 항상 높여 갈 필요가 없으므로, 연비의 악화가 방지된다.

청구항 2에 기재된 발명에서는, 고유온일수록 또한 극저유온일수록 지연 시간을 길게 설정하는 것으로 하였다. 일반적으로, 고유온시에는 유압의 점성이 지나치게 저하되고, 누설량의 증대에 기인하여 변속에 필요한 유압이 얻어지기까지 시간을 요한다. 또한, 극저유온시에도 유압의 점성이 지나치게 높아지므로, 원하는 유압이 얻어지기까지 시간을 요한다. 따라서, 고유온 또는 극저유온일 때에는 지연 시간을 길게 설정하고, 유압의 상승을 기다려 변속을 행함으로써, 변속에 필요한 유압을 충분히 확보할 수 있다.

청구항 3에 기재된 발명에서는, 엔진 회전수가 낮을수록 지연 시간을 길게 설정하도록 하였다. 통상, 엔진 회전수가 낮을 때에는 유압을 발생시키는 오일 펌프의 토출 가능 용량이 작기 때문에, 실유압이 상승할 때까지 시간을 요한다. 따라서, 엔진 회전수가 낮을 때에는 지연 시간을 길게 설정하고, 유압의 상승을 기다려 변속을 행함으로써, 변속에 필요한 유압을 충분히 확보할 수 있다.

청구항 4에 기재된 발명에서는, 유온과 엔진 회전수를 기초로 하여 지연 시간을 설정하므로, 지연 시간의 설정을 보다 정확히 행할 수 있다.

도1은 벨트식 무단 변속기의 개략 구성도.

도2는 유압 제어 유닛 및 CVT 제어 유닛의 개념도.

도3은 CVT 제어 유닛의 풀리압 제어부에서 행해지는 유압 제어의 흐름을 도시하는 흐름도.

도4는 변속비와 입력 토크에 따른 필요 세컨더리압의 맵.

도5는 변속비와 입력 토크에 따른 필요 프라이머리압의 맵.

도6은 스위치 변속시의 목표 변속비 유지 제어 처리의 흐름을 도시하는 흐름도.

도7은 스위치 변속시의 목표 변속비 유지 제어를 도시하는 타임 차트.

도8은 D 레인지에서의 변속선도를 나타내는 도면.

도9는 L 레인지에서의 변속선도를 나타내는 도면.

<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 : 벨트

13 : 출력축

14 : 아이들러 기어

20 : CVT 제어 유닛(CVTCU)

21 : 엔진 제어 유닛(ECU)

22 : 오일 펌프

23 : 인히비터 스위치

23a : 조작 장치

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

40 : 스텝핑 모터

50 : 서보 링크

60 : 압력 조절기 밸브

61 : 감압 밸브

100 : 유압 제어 유닛(유압 CU)

201 : 변속 제어부

202 : 풀리압 제어부

Claims

벨트를 협지하는 프라이머리 풀리 및 세컨더리 풀리와,

상기 프라이머리 풀리 또는 세컨더리 풀리의 유압을 제어하여 변속비를 변화시키는 변속 액튜에이터와,

통상 변속비 제어 영역 내의 변속 패턴을 참조하여 목표 변속비를 설정하는 제1 목표 변속비 설정부와, 상기 통상 주행 변속비 제어 영역보다도 최소 변속비가 큰 엔진 브레이크 변속비 제어 영역 내의 변속 패턴을 참조하여 목표 변속비를 설정하고 변속비를 제어하는 제2 목표 변속비 설정부를 갖고, 통상 주행 레인지에서는 실변속비가 상기 제1 목표 변속비 설정부에 의해 설정된 목표 변속비가 되도록 변속 제어 액튜에이터를 제어하고, 엔진 브레이크 레인지에서는 실변속비가 상기 제2 목표 변속비 설정부에 의해 설정된 목표 변속비가 되도록 변속 제어 액튜에이터를 제어하는 변속비 제어 수단을 구비한 벨트식 무단 변속기의 제어 장치에 있어서,

상기 변속비 제어 수단은 상기 통상 주행 레인지로부터 상기 엔진 브레이크 레인지로의 레인지 스위칭이 행해졌을 때, 제2 목표 변속비 설정부에 의한 목표 변속비의 설정을 늦추는 지연 시간을 설정하는 지연 시간 설정부와,

설정된 지연 시간 동안, 레인지 스위칭의 직전에 제1 목표 변속비 설정부에 의해 설정된 목표 변속비를 유지하는 목표 변속비 유지부를 구비하는 것을 특징으로 하는 벨트식 무단 변속기의 제어 장치.
제1항에 있어서, 유온을 검출하는 유온 검출 수단을 마련하고,

상기 지연 시간 설정부는 고유온, 또는 극저유온일수록 지연 시간을 길게 설정하는 것을 특징으로 하는 벨트식 무단 변속기의 제어 장치.
제1항에 있어서, 엔진 회전수를 검출하는 엔진 회전수 검출 수단을 마련하고,

상기 지연 시간 설정부는 엔진 회전수가 낮을수록 지연 시간을 길게 설정하는 것을 특징으로 하는 벨트식 무단 변속기의 제어 장치.
제1항에 있어서, 상기 지연 시간 설정부는 고유온, 또는 극저유온일수록, 또한 엔진 회전수가 낮을수록 지연 시간을 길게 설정하는 것을 특징으로 하는 벨트식 무단 변속기의 제어 장치.