KR100517270B1

KR100517270B1 - 벨트식 무단 변속기의 제어 장치

Info

Publication number: KR100517270B1
Application number: KR10-2003-0061625A
Authority: KR
Inventors: 사와다마꼬또; 와끼히로노부
Original assignee: 쟈트코 가부시키가이샤
Priority date: 2002-09-30
Filing date: 2003-09-04
Publication date: 2005-09-28
Also published as: US7140990B2; US20040127331A1; EP1403563B1; JP2004124966A; DE60333527D1; JP4072200B2; EP1403563A2; KR20040028506A; EP1403563A3

Abstract

본 발명의 과제는 벨트 강도 내구성의 향상을 도모하면서 과잉 라인압의 발생을 방지하여 연비 향상을 달성하는 것이다.

속도비(e)로부터 토크비(τ)를 설정하여 설정한 토크비(τ)를 기초로 하여 입력 토크(Tat)를 추정하고, 추정한 입력 토크(Tat)와 목표 변속비를 기초로 하여 프라이머리 풀리의 유압과 세컨더리 풀리에 공급하는 라인압을 제어하는 벨트식 무단 변속기에 있어서, 속도비(e)가 증가하고 있을 때에는 A의 맵을 이용하여 토크비(τ)를 설정하고, 속도비(e)가 감소하고 있을 때에는 A의 맵을 속도비 정방향으로 e₁만큼 오프셋시킨 B의 맵을 이용하여 토크비(τ)를 설정한다.

Description

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

본 발명은, 토크 변환기를 구비한 벨트식 무단 변속기의 제어 장치에 관한 것이다.

차량용 무단 변속기로서 엔진으로부터의 출력을 토크 변환기를 거쳐서 입력하여 프라이머리 풀리, 세컨더리 풀리와 V 벨트를 이용하여 연속적으로 변속비를 변화시키는 것이 알려져 있다. 이와 같은 무단 변속기에서는 운전자가 조작한 액셀 페달의 답입을 기초로 하는 드로틀 개방도와 차속에 따라서 목표 변속비를 연산하여 실제 변속비가 목표 변속비가 되도록 프라이머리 풀리에의 유압을 제어함으로써, 프라이머리 풀리, 세컨더리 풀리의 V 벨트와의 접촉 폭이 변화하고, 이에 의해 변속이 행해진다.

V 벨트와 풀리 사이의 접촉 마찰력은 라인압에 따라서 제어되어 있고, 이 라인압은 무단 변속기에의 입력 토크에 대응하여 설정된다. 이 입력 토크에 대해 라인압이 지나치게 작으면 V 벨트와 풀리 사이에 미끄러짐이 발생한다. 반대로, 라인압이 지나치게 크면 라인압을 발생시키는 오일 펌프 등의 구동 손실이 증대된다.

여기서, 상기한 입력 토크는 무단 변속기와 엔진 사이에 토크 변환기를 설치하고 있으므로, 직접 검출하는 것은 불가능하다. 따라서, 우선, 토크 변환기의 입력 회전수[＝ 엔진 회전수(Ne)]와 출력 회전수[프라이머리 풀리 회전수(Np)]를 계측하여 이들로부터 그 속도비(출력 회전수/입력 회전수)(e)를 구하고, 속도비 - 토크비맵에 도시한 바와 같은 속도비(e)와 토크 변환기의 토크비(τ)와의 관계로부터 무단 변속비에의 입력 토크(Tat)를 추정한다. 이 추정한 입력 토크(Tat)를 기초로 하여 목표 라인압을 설정하여 라인압을 제어하고 있다(예를 들어 특허문헌 1 참조).

[특허문헌 1]

일본 특허 공개 평01-206155호 공보

그러나, 상기 종래 기술에 있어서는 속도비의 변화 방향에 상관없이 토크비가 설정되어 있으므로, 속도비(e)가 증가하여 필요 라인압이 감소하는 운전 상태에 있어서 항상 과잉의 라인압이 공급되어 연비의 악화를 초래하게 되는 문제가 있었다. 즉, 도9에 도시한 바와 같이 액셀 페달을 답입하였을 때의 엔진 회전수 센서 검출 주기당 엔진 회전수 증가량(ΔNe2)은 액셀 페달을 답입하기 전의 엔진 회전수 증가량(ΔNe1)에 비해 매우 큰 것으로 되어 있다. 따라서, 엔진 회전수 센서 검출 주기당의 입력 토크(Tat)도 급격히 증대되므로, 실제 토크 변환기의 특성으로부터 얻을 수 있는 속도비와 토크비의 관계로부터 속도비 - 토크비맵을 설정하여 라인압을 산출하는 경우, 상기 속도비 산출의 지연에 의해 필요 라인압에 대해 산출되는 라인압은 지나치게 작게 설정되어 버려 풀리의 벨트 클램프압 부족에 의해 V 벨트와 풀리 사이에 미끄러짐이 발생할 우려가 있다.

그래서, V 벨트의 미끄러짐을 방지하기 위해, 미리 상기 속도비 산출의 지연을 고려하여 미리 토크비를 속도비의 정방향으로 소정 오프셋량을 설정하는 것이 고려되지만, 이 경우에는, 속도비가 증가하고 있는 상태에서는 항상 과잉의 라인압이 공급되어 연비 악화를 초래한다.

본 발명은 상기 문제에 착안하여 이루어진 것으로, 그 목적으로 하는 바는 벨트 강도 내구성 향상을 도모하면서, 과잉의 라인압 발생을 방지하여 연비 향상을 달성할 수 있는 벨트식 무단 변속기의 제어 장치를 제공하는 데 있다.

상술한 목적을 달성하기 위해, 청구항 1에 기재된 벨트식 무단 변속기의 제어 장치에서는 토크 변환기를 거쳐서 엔진에 접속되어 V 벨트를 협지하는 프라이머리 풀리 및 세컨더리 풀리와, 상기 프라이머리 풀리의 유압을 제어하여 변속비를 변화시키는 변속 제어 밸브와, 소정의 변수를 기초로 하여 설정된 목표 변속비가 되도록 변속 제어 밸브를 제어하는 변속비 제어 수단과, 상기 토크 변환기의 속도비와 토크비를 기초로 하여 프라이머리 풀리에 입력되는 입력 토크를 추정하는 입력 토크 추정 수단과, 추정된 입력 토크와 목표 변속비를 기초로 하여 변속 제어 밸브 및 세컨더리 풀리에 공급하는 라인압을 제어하는 라인압 제어 수단을 구비한 벨트식 무단 변속기의 제어 장치에 있어서, 상기 입력 토크 추정 수단은 속도비의 증감을 검출하는 속도비 증감 검출부와, 속도비가 증가하고 있을 때의 토크비를 속도비가 감소하고 있을 때의 토크비보다도 작은 값으로 설정하는 토크비 설정부를 구비하는 것을 특징으로 한다.

청구항 2에 기재된 발명에서는, 청구항 1에 기재된 벨트식 무단 변속기의 제어 장치에 있어서 상기 입력 토크 추정 수단은 설정된 토크비의 변화율을 검출하는 토크비 변화율 검출부와, 검출된 토크비의 변화율이 미리 설정된 소정치보다도 큰지 여부를 판단하는 토크비 변화율 판단부와, 토크비 증가 방향의 변화에는 설정되는 토크비에 대해 규제는 행하지 않고, 토크비의 감소 방향의 변화에는 설정되는 토크비에 대해 상기 제한치 이상의 변화를 규제하는 토크비 변화 규제부를 구비하는 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), 전후진 스위칭 기구(4)를 거쳐서 엔진(1)에 연결되어 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. 또한, 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 결정하여 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 축방향으로 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 축방향으로 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)로 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 축방향 변위시켜 V 벨트(12)와의 접촉 반경을 변경함으로써, 프라이머리 풀리(10)와 세컨더리 풀리(11)의 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 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.

또한, 변속 제어 밸브(30)는 스풀(31)의 변위에 의해 프라이머리 풀리 실린더실(10c)에의 유압의 흡입과 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), 세컨더리 풀리(11)의 회전 속도를 검출하는 세컨더리 풀리 속도 센서(27), 세컨더리 풀리(11)의 실린더실(11c)에 가하는 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 제어한다. 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 결정하여 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 결정하여 압력 조절기 밸브(60)의 솔레노이드를 구동함으로써 라인압(P_L)을 제어한다. 또한, 세컨더리압의 목표치를 결정하여 유압 센서(28)의 검출치와 목표치에 따라서 갑압 밸브(61)의 솔레노이드를 구동하여 피드백 제어(폐쇄 루프 제어)에 의해 세컨더리압을 제어한다.

다음에, 작용을 설명한다.

[라인압 제어 처리]

CVTCU(20)에 의한 라인압 제어 처리에 대해 도3의 흐름도를 참조하면서 설명한다.

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

스텝 S2에서는 ECU(21)으로부터의 입력 토크 정보로부터 무단 변속기(5)에의 입력 토크를 추정한다. 이 입력 토크 추정 제어의 상세에 대해서는 후술한다.

다음에, 스텝 S3에서는 상기 실변속비와 입력 토크를 기초로 하여 도4의 맵을 참조하여 필요로 하는 세컨더리압(필요 세컨더리압)을 연산한다. 또한, 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. 또한, 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 변속비가 작은 측에서는 상대적으로 높고, 변속비가 큰 측에서는 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 하기 식에 의해 연산한다.

프라이머리압 조작량 ＝ 필요 프라이머리압 ＋ 오프셋량

여기서, 오프셋량은 변속 제어 밸브(30)의 특성에 따라서 설정되는 값(유압의 가산치)이고, 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 조작량으로 하여 본 제어를 종료한다.

스텝 S8에서는 라인압 조작량을 필요 세컨더리압으로 하여 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.

[입력 토크 추정 제어 처리]

다음에, 입력 토크 추정 제어 처리에 대해 도6의 흐름도를 이용하여 설명한다.

스텝 S201에서는 드로틀 개방도 센서(32), 프라이머리 풀리 속도 센서(26), 세컨더리 풀리 속도 센서(27) 및 엔진 회전수 센서(29)로부터의 신호에 의해 드로틀 개방도(TVO), 프라이머리 풀리 회전수(Np), 세컨더리 풀리 회전수(Ns), 엔진 회전수(Ne)를 판독한다.

스텝 S202에서는 드로틀 개방도(TVO)와 엔진 회전수(Ne)를 기초로 하여 미리 설정된 맵으로부터 엔진 토크(Te)를 구한다.

스텝 S203에서는 프라이머리 풀리 회전수(Np)와 엔진 회전수(Ne)를 기초로 하여 토크 변환기(2)의 입출력 사이의 속도비(e)를 연산한다.

스텝 S204에서는 속도비(e)의 증감에 대해 스텝 S203에서 구한 속도비(e)가 전회의 속도비(e')보다도 큰지 여부에 의해 판단한다. 속도비가 증가하고 있는 상태, 즉 e ＞ e'인 경우에는 스텝 S205로 진행하고, 속도비가 감소하고 있는 상태, 즉 e □ e'인 경우에는 스텝 S206으로 진행한다.

스텝 S205에서는 도7의 (a)와 같이 설정된 속도비 - 토크비맵을 기초로 하여 토크비(τ)를 구한다. 이 속도비 - 토크비맵은 실제 토크 변환기의 특성으로부터 얻을 수 있는 속도비와 토크비의 관계를 기초로 하여 설정되어 있고, 속도비 0으로부터 속도비 e2까지 토크비가 감소하도록 설정되어 있다.

스텝 S206에서는 도7의 (b)와 같이 설정된 속도비 - 토크비맵을 기초로 하여 토크비(τ)를 구한다. 이 속도비 - 토크비맵은 속도비 산출 지연을 고려하여 미리 토크비가 상기 A의 맵에 대해 속도비의 정방향으로 e₁만큼 오프셋하여 설정되어 있고, 속도비(O 내지 e1)에서 토크비가 최대가 되도록 설정되어 있다.

스텝 S207에서는 스텝 S205 또는 스텝 S206에 의해 구한 토크비(τ)가 전회의 토크비(τ')보다도 큰지 여부를 판단한다. τ ＞ τ'인 경우에는 스텝 S210으로 진행하고, τ ≤ τ'인 경우에는 스텝 S208로 진행한다.

스텝 S208에서는 토크비(T)의 감소율이 소정의 제한치, 예를 들어 1.0/초보다도 큰지 여부를 판단한다. 감소율이 제한치보다도 큰 경우에는 스텝 S209로 진행하고, 제한치 이하인 경우에는 스텝 S210으로 진행한다.

스텝 S209에서는 토크비의 감소 방향의 변화에 규제를 부여한다. 즉, 제한치를 토크비(τ)의 감소율로 하여 토크비(τ)를 보정한다.

스텝 S210에서는 토크비(τ)와 엔진 토크(Te)를 기초로 하여 입력 토크(Tat)를 추정하여 본 제어를 종료한다.

[입력 토크 추정 제어 작용]

도8은 언로크업 코스트 영역으로부터 액셀 페달을 답입하였을 때의 입력 토크 추정 제어 작용을 도시하는 흐름도이다.

tO 내지 t1의 구간에서는, 드로틀 개방도(TVO)는 O에서 일정하므로, 속도비(e)는 소정치 이상에서 일정하고, 토크비(τ)도 1이며 일정하다. 이 때, 도6의 흐름도에서는 드로틀 개방도(TVO)가 일정하였을 때와 마찬가지로 스텝 S201 → 스텝 S202 → 스텝 S203 → 스텝 S204 → 스텝 S205 → 스텝 S207 → 스텝 S208 → 스텝 S210으로 진행하는 흐름이 된다.

순간(t1)에서는 액셀 페달이 답입되어 드로틀 개방도(TVO)가 급격히 커지고, 속도비(e)가 감소하기 시작하여 토크비(τ)가 증대한다. 이 경우, 도8의 흐름도에 있어서, 스텝 S201 → 스텝 S202 → 스텝 S203 → 스텝 S204 → 스텝 S206 → 스텝 S207 → 스텝 S210으로 향하는 흐름이 된다.

즉, 스텝 S204에 의해 속도비(e)는 전회의 속도비(e') 이하라 판단되어 스텝 S205에 의해 도9의 맵(B)으로부터 토크비(τ)가 연산된다. 계속해서, 스텝 S207에 의해 토크비(τ)가 전회의 토크비(τ') 이상이라 판단되고, 스텝 S210에 의해 입력 토크(Tat)가 추정된다. 그 후, 속도비 e가 e1에 도달한 순간(t2)에 토크비는 최대가 되고, 속도비(e)가 감소하기 시작하는 순간(t3)까지 최대의 토크비를 기초로 하여 입력 토크(Tat)가 추정된다.

순간(t3)에서는 속도비가 감소하기 시작하고, 토크비가 감소한다. 이 경우, 도6의 흐름도에 있어서 스텝 S201 → 스텝 S202 → 스텝 S203 → 스텝 S204 → 스텝 S205 → 스텝 S206 → 스텝 S207 → 스텝 S208 → 스텝 S210으로 진행하는 흐름이 된다.

즉, 스텝 S204에 의해 속도비(e)는 전회의 속도비(e')보다도 크다고 판단되고, 스텝 S205에 의해 도7의 맵(A)으로부터 토크비(τ)가 연산된다. 계속해서, 스텝 S207에 의해 토크비(τ)가 전회의 토크비(τ') 이하라 판단되고, 스텝 S208에 의해 토크비(T)의 감소율이 제한치 이하라 판단되고, 스텝 S210에 의해 입력 토크(Tat)가 추정된다.

다음에, 효과를 설명한다. 본 실시 형태의 V 벨트식 무단 변속기에 있어서는 속도비(e)가 증가하는 주행 상태일 때에는 과잉의 라인압(P_L)의 발생을 억제하여 연비 향상을 달성할 수 있다. 한편, 속도비(e)가 감소하는 언로크업 코스트 영역으로부터의 액셀 페달 답입시 등에는 충분한 라인압(P_L)을 확보할 수 있으므로, 속도비(e)의 검출 지연에 기인하여 라인압(P_L)이 지나치게 작아지는 것을 방지할 수 있어 벨트 강도 내구성의 향상을 도모할 수 있다.

또한, 설정한 토크비(T)의 감소율이 소정의 제한치보다 큰 경우에는 제한치를 토크비(τ)의 감소율로 하여 토크비(τ)를 보정하는 것으로 하였으므로, 운전자가 액셀 페달의 답입과 비답입을 연속하여 행하였을 때 헌팅의 발생을 억제할 수 있다. 그 결과, 라인압(P_L)의 변동 폭을 억제할 수 있어 유압 제어 장치에 악영향이 미치거나 벨트 미끄러짐이 발생하는 것을 억제할 수 있다.

또한, 토크비(τ)가 증가하는 방향의 변화에는 규제를 행하지 않도록 하였으므로, 입력 토크(Tat)가 증가하는 경우에는 실토크에 따른 토크비(τ)가 설정되므로, 이에 의해서도 벨트의 미끄러짐에 의한 내구성 저하를 방지할 수 있다.

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

청구항 1에 기재된 발명에서는, 속도비 증감 검출부에 의해 속도비의 증감이 검출되고, 검출된 속도비가 증가하고 있을 때의 토크비를 속도비가 감소하고 있을 때의 토크비보다도 작은 값으로 설정하므로, 속도비가 증가하는 운전 상태일 때의 입력 토크 추정치는 속도비가 감소하는 운전 상태일 때의 입력 토크의 추정치보다도 낮게 설정된다. 즉, 속도비가 증가하는 운전 상태일 때에 설정되는 라인압은 속도비가 감소하는 운전 상태일 때에 설정되는 라인압보다도 낮은 값이 된다.

따라서, 속도비가 증가하는 주행 상태일 때에는 과잉 라인압의 발생을 억제하여 연비 향상을 달성할 수 있다. 한편, 속도비가 감소하는 언로크업 코스트 영역으로부터의 페달 답입시 등에는 충분한 라인압을 확보할 수 있으므로, 속도비의 검출 지연에 기인하여 라인압이 지나치게 작아지는 것을 방지하여 벨트 강도 내구성의 향상을 도모할 수 있다.

청구항 2에 기재된 발명에서는, 토크비 변화 규제부에 의해 토크비의 증가 방향의 변화에는 설정되는 토크비에 대해 규제는 행하지 않고, 토크비의 감소 방향의 변화에는 설정되는 토크비에 대해 미리 설정된 제한치 이상의 변화를 규제하도록 하였으므로, 이하에 열거하는 효과를 얻을 수 있다.

설정되는 토크비에 규제를 마련하지 않은 경우에는 운전자가 액셀 페달의 답입과 비답입을 연속하여 행하였을 때, 속도비가 증가 방향과 감소 방향을 이동함으로써 토크비의 설정치, 즉 제어 변수가 변동하는 현상, 소위 헌팅이 발생되어 버린다.

그 결과, 추정되는 입력 토크가 변동하는 데 수반하여 라인압도 변동하게 되므로 오일 진동이 발생하여 유압 제어 장치에 악영향을 미치게 하거나, 오일 진동에 의해 유압이 낮은 측으로 흔들려 벨트 미끄러짐이 발생할 우려가 있었다.

그러나, 토크비의 감소 방향의 변화에는 설정되는 토크비에 대해 규제를 행하기 때문에, 라인압의 변동 폭을 억제할 수 있어 유압 제어 장치에 악영향을 미치거나 벨트 미끄러짐이 발생하는 것을 억제할 수 있다.

또한, 토크비가 증가하는 방향의 변화에는 규제를 행하지 않도록 하였으므로, 입력 토크가 증가하는 경우에는 실토크에 따른 토크비가 설정되므로, 이에 의해서도 벨트의 미끄러짐에 의한 내구성 저하를 방지할 수 있다.

도1은 V 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 입력 토크 추정 제어 처리의 흐름을 도시하는 흐름도.

도7은 속도비 - 토크비맵.

도8은 언로크업 코스트 영역으로부터 액셀 페달을 답입하였을 때의 입력 토크 추정 제어 작용을 도시하는 타임차트.

도9는 액셀 페달 답입시에 있어서의 엔진 회전수 센서 검출 주기당 엔진 회전수 증가량(ΔNe)의 검출 지연을 도시하는 설명도.

<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

100 : 유압 제어 유닛(유압 CU)

201 : 변속 제어부

202 : 풀리압 제어부

Claims

토크 변환기를 거쳐서 엔진에 접속되어 V 벨트를 협지하는 프라이머리 풀리 및 세컨더리 풀리와,

상기 프라이머리 풀리의 유압을 제어하여 변속비를 변화시키는 변속 제어 밸브와,

소정의 변수를 기초로 하여 설정된 목표 변속비가 되도록 변속 제어 밸브를 제어하는 변속비 제어 수단과,

상기 토크 변환기의 속도비와 토크비를 기초로 하여 프라이머리 풀리에 입력되는 입력 토크를 추정하는 입력 토크 추정 수단과,

추정된 입력 토크와 목표 변속비를 기초로 하여 변속 제어 밸브 및 세컨더리 풀리에 공급하는 라인압을 제어하는 라인압 제어 수단을 구비한 벨트식 무단 변속기의 제어 장치에 있어서,

상기 입력 토크 추정 수단은 속도비의 증감을 검출하는 속도비 증감 검출부와,

속도비가 증가하고 있을 때의 토크비를 속도비가 감소하고 있을 때의 토크비보다도 작은 값으로 설정하는 토크비 설정부를 구비하는 것을 특징으로 하는 벨트식 무단 변속기의 제어 장치.
제1항에 있어서, 상기 입력 토크 추정 수단은 설정된 토크비의 변화율을 검출하는 토크비 변화율 검출부와,

검출된 토크비의 변화율이 미리 설정된 소정치보다도 큰지 여부를 판단하는 토크비 변화율 판단부와,

토크비의 증가 방향의 변화에는 설정되는 토크비에 대해 규제는 행하지 않고, 토크비의 감소 방향의 변화에는 설정되는 토크비에 대해 상기 제한치 이상의 변화를 규제하는 토크비 변화 규제부를 구비하는 것을 특징으로 하는 벨트식 무단 변속기의 제어 장치.