KR101330865B1 - 벨트식 무단 변속기의 제어 장치와 제어 방법 - Google Patents

Abstract

벨트 슬립 제어가 행해지는 변속비에 대응하는 가진 진폭의 설정에 의해, 에너지 절약 효과의 향상과, 벨트 슬립 제어에 의한 차량 진동 발생의 억제와, 벨트 슬립 상태 검지성의 확보를 모두 달성할 수 있는 벨트식 무단 변속기의 제어 장치와 제어 방법을 제공한다. 프라이머리 풀리(42)와, 세컨더리 풀리(43)와, 벨트(44)를 갖고, 프라이머리 유압과 세컨더리 유압을 제어함으로써, 벨트(44)의 풀리 권취 직경의 비에 의한 변속비를 제어한다. 상기 벨트식 무단 변속 기구(4)에 있어서, 세컨더리 유압을 가진하여, 실제 세컨더리 유압에 포함되는 진동 성분과 실제 변속비에 포함되는 진동 성분의 위상차(θ)를 감시함으로써 벨트 슬립 상태를 추정하고, 그 추정에 기초하여 소정의 벨트 슬립 상태를 유지하도록 실제 세컨더리 유압을 저감시키는 제어를 행하는 벨트 슬립 제어 수단(도 8)과, 벨트 슬립 제어에서 세컨더리 유압을 가진함에 있어서, 세컨더리 유압의 가진 진폭을, 고 변속비일 때는 저 변속비일 때에 비해 작게 설정하는 가진 진폭 설정 수단[정현파 가진기(93a)]을 구비했다.

Description

벨트식 무단 변속기의 제어 장치와 제어 방법{BELT-BASED CONTINUOUSLY VARIABLE TRANSMISSION CONTROL DEVICE AND CONTROL METHOD}

본 발명은, 풀리에 걸쳐진 벨트를 소정의 슬립율로 슬립시키는 벨트 슬립 제어를 행하는 벨트식 무단 변속기의 제어 장치와 제어 방법에 관한 것이다.

종래, 벨트식 무단 변속기의 제어 장치로는, 실제 세컨더리 유압을 통상 제어시보다 저하시켜, 풀리에 걸쳐진 벨트를 소정의 슬립율로 슬립시키는 벨트 슬립 제어를 행함에 있어서, 실제 세컨더리 유압에 포함되는 진동 성분과 실제 변속비에 포함되는 진동 성분의 승수에 기초하여 실제 세컨더리 유압을 제어한다. 이로 인해, 벨트의 슬립율을 직접 검출할 필요가 없어지기 때문에, 벨트 슬립 제어를 용이하게 행할 수 있도록 한 것이 알려져 있다(예를 들어, 특허 문헌 1 참조).

특허 문헌 1 : WO 2009/007450 A2(PCT/EP2008/059092)

그러나, 종래의 벨트식 무단 변속기의 제어 장치에 있어서는, 벨트 슬립 제어중의 세컨더리 유압에 대한 가진 진폭의 설정 방법에 대해서는 언급하지 않고 있기 때문에, 이하와 같은 문제가 발생한다.

세컨더리 유압을 가진하여, 실제 세컨더리 유압과 실제 변속비에 포함되는 진동 성분에 기초하여 벨트 슬립 제어를 행하는 경우, 실제 변속비로부터 진동 성분을 추출 가능한 만큼의 세컨더리 유압의 가진 진폭으로 설정할 필요가 있다. 한편, 벨트 슬립 제어로 연비 향상 등의 에너지 절약 효과를 얻는 경우, 실제 세컨더리 유압의 저감대가 효과대가 되기 때문에, 실제 세컨더리 유압을 한계(슬립율이나 최저압이나 최저 전달 토크 용량 등으로 결정되는)까지 저감시킬 수 있는 작은 값에 의한 가진 진폭으로 설정할 필요가 있다. 또한, 세컨더리 유압의 가진 진폭을 크게 하면 차량 진동이 발생하여, 차량의 운전성을 악화시키기 때문에, 벨트 슬립 제어에 의한 차량 진동이 발생하지 않는 가진 진폭으로 설정할 필요가 있다.

따라서, 벨트 슬립 제어중, 세컨더리 유압에 가진 진폭을 일정값에 의해 부여함에 있어서, 큰 값에 의한 가진 진폭으로 설정하면, 실제 변속비로부터의 진동 성분 추출에 의한 벨트 슬립 상태 검지성을 확보할 수는 있지만, 에너지 절약 효과의 충분한 향상을 기대할 수 없는 동시에, 벨트 슬립 제어에 의한 차량 진동이 발생하여 운전성을 악화시킨다. 또한, 작은 값에 의한 가진 진폭으로 설정하면, 에너지 절약 효과의 향상을 달성할 수는 있고, 벨트 슬립 제어에 의한 차량 진동이 발생하지 않지만, 실제 변속비로부터의 진동 성분 추출에 의한 벨트 슬립 상태 검지성을 확보할 수 없다. 즉, 에너지 절약 효과의 향상과, 벨트 슬립 제어에 의한 차량 진동의 발생과, 벨트 슬립 상태 검지성의 확보는, 트레이드 오프의 관계에 있다.

본 발명은, 상기 문제에 착안하여 이루어진 것으로, 벨트 슬립 제어가 행해지는 변속비에 대응하는 가진 진폭의 설정에 의해, 에너지 절약 효과의 향상과, 벨트 슬립 제어에 의한 차량 진동 발생의 억제와, 벨트 슬립 상태 검지성의 확보를 모두 달성할 수 있는 벨트식 무단 변속기의 제어 장치와 제어 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 벨트식 무단 변속기의 제어 장치에서는, 구동원으로부터 입력하는 프라이머리 풀리와, 구동륜에 출력하는 세컨더리 풀리와, 상기 프라이머리 풀리와 상기 세컨더리 풀리에 걸친 벨트를 갖고, 상기 프라이머리 풀리에 대한 프라이머리 유압과 상기 세컨더리 풀리에 대한 세컨더리 유압을 제어함으로써, 상기 벨트의 풀리 권취 직경의 비에 의한 변속비를 제어한다.

상기 벨트식 무단 변속기의 제어 장치에 있어서, 상기 세컨더리 유압을 가진하여, 실제 세컨더리 유압에 포함되는 진동 성분과 실제 변속비에 포함되는 진동 성분의 위상차를 감시함으로써 벨트 슬립 상태를 추정하고, 이 추정에 기초하여 소정의 벨트 슬립 상태를 유지하도록 상기 실제 세컨더리 유압을 저감시키는 제어를 행하는 벨트 슬립 제어 수단과, 상기 벨트 슬립 제어에서 세컨더리 유압을 가진함에 있어서, 상기 세컨더리 유압의 가진 진폭을, 고 변속비일 때는 저 변속비일 때에 비해 작게 설정하는 가진 진폭 설정 수단을 구비했다.

따라서, 본 발명의 벨트식 무단 변속기의 제어 장치에 있어서는, 벨트 슬립 제어에서 세컨더리 유압을 가진함에 있어서, 가진 진폭 설정 수단에 있어서, 세컨더리 유압의 가진 진폭이 고 변속비일 때는 저 변속비일 때에 비해 작게 설정된다.

즉, 변속비의 고저 변화에 주목했을 경우, 동일한 세컨더리 유압에 대한 가진 진폭에 대하여, 변속비가 고 변속비 측일수록 프라이머리 추력의 감도가 높은, 바꾸어 말하면, 변속비 변동의 감도가 높아서 변속비 진동이 발생해 쉬운 것을 알았다. 이것은, 변속비가 고 변속비측인 경우, 세컨더리 유압의 가진 진폭을 작은 값으로 설정했다고 해도, 실제 변속비로부터의 진동 성분 추출에 의한 벨트 슬립 상태 검지성을 확보할 수 있음을 의미한다. 그리고, 변속비가 고 변속비일 때, 세컨더리 유압의 가진 진폭을 작은 값으로 설정함으로써, 벨트 슬립 제어에 의한 차량 진동의 발생을 방지하면서 에너지 절약 효과의 향상을 달성할 수 있다. 그리고, 변속비가 저 변속비일 때에는, 고 변속비일 때에 비해 세컨더리 유압의 가진 진폭이 큰 값으로 설정되게 되는데, 벨트 슬립 제어시의 변속비에 대하여 벨트 슬립 상태 검지성의 한계 영역에 도전함으로써, 최대 영역의 에너지 절약 효과를 달성할 수 있다.

그 결과, 벨트 슬립 제어가 행해지는 변속비에 대응하는 가진 진폭의 설정에 의해, 에너지 절약 효과의 향상과, 벨트 슬립 제어에 의한 차량 진동 발생의 억제와, 벨트 슬립 상태 검지성의 확보를 모두 달성할 수 있다.

도 1은 제1 실시예의 제어 장치와 제어 방법이 적용된 벨트식 무단 변속기 탑재 차량의 구동계와 제어계를 도시하는 전체 시스템도다.
도 2는 제1 실시예의 제어 장치와 제어 방법이 적용된 벨트식 무단 변속 기구를 도시하는 사시도다.
도 3은 제1 실시예의 제어 장치와 제어 방법이 적용된 벨트식 무단 변속 기구의 벨트의 일부를 도시하는 사시도다.
도 4는 제1 실시예의 CVT 컨트롤 유닛(8)에서 실행되는 라인압 제어, 세컨더리 유압 제어(통상 제어/벨트 슬립 제어)를 도시하는 제어 블록도다.
도 5는 제1 실시예의 CVT 컨트롤 유닛(8)에서 실행되는 세컨더리 유압의 통상 제어와 벨트 슬립 제어(="BSC")의 사이에서의 전환 처리를 도시하는 기본 흐름도다.
도 6은 제1 실시예의 CVT 컨트롤 유닛(8)에서 실행되는 벨트 슬립 제어 처리를 도시하는 전체 흐름도다.
도 7은 제1 실시예의 CVT 컨트롤 유닛(8)에서 실행되는 벨트 슬립 제어 처리 중 토크 리미트 처리를 도시하는 흐름도다.
도 8은 제1 실시예의 CVT 컨트롤 유닛(8)에서 실행되는 벨트 슬립 제어 처리 중 세컨더리 유압의 가진·보정 처리를 도시하는 흐름도다.
도 9는 제1 실시예의 CVT 컨트롤 유닛(8)에서 실행되는 벨트 슬립 제어로부터 통상 제어로의 복귀 처리를 도시하는 전체 흐름도다.
도 10은 제1 실시예의 CVT 컨트롤 유닛(8)에서 실행되는 통상 제어로의 복귀 처리 중 토크 리미트 처리를 도시하는 흐름도다.
도 11은 제1 실시예의 CVT 컨트롤 유닛(8)에서 실행되는 통상 제어로의 복귀 처리 중 목표 프라이머리 회전수에 제한을 두는 변속비의 변속 속도 제한 처리를 도시하는 흐름도다.
도 12는 통상 제어로부터 벨트 슬립 제어·복귀 제어를 경과하여 통상 제어로 복귀되는 주행 씬(scene)에 있어서의 BSC 작동 플래그·SEC압 F/B 금지 플래그·액셀러레이터 개방도·차속·엔진 토크·Ratio·SEC 유압·SEC_SOL 전류 보정량·SEC압 진동과 Ratio 진동과의 위상차의 각 특성을 도시하는 타임차트다.
도 13은 제1 실시예의 벨트 슬립 제어로부터 통상 제어로의 복귀 제어에서 채용한 토크 지연에 의한 토크 리미트 동작을 설명하는 드라이버 요구 토크·토크 제한량·토크 용량·실제 토크의 각 특성을 도시하는 타임차트다.
도 14는 제1 실시예의 복귀 제어에서 채용한 토크 지연 및 프라이머리 회전 상승률 리미터에 의한 엔진 토크·목표 프라이머리 회전수·이너셔 토크·드라이브 샤프트 토크의 각 특성을 도시하는 타임차트다.
도 15는 제1 실시예의 벨트 슬립 제어에서 가진 진폭을 크게 했을 때와 가진 진폭을 작게 했을 때의 세컨더리 유압의 대비 특성을 도시하는 타임차트다.
도 16은 제1 실시예의 벨트식 무단 변속기에 있어서 변속을 담당하는 프라이머리 풀리의 변속비에 대한 프라이머리 추력의 변화와 토크 용량을 담당하는 세컨더리 풀리의 변속비에 대한 세컨더리 추력의 변화를 도시하는 특성도다.
도 17은 제1 실시예의 벨트식 무단 변속기에 있어서 변속비에 대한 밸런스 추력비(=프라이머리 추력/세컨더리 추력)의 변화를 도시하는 특성도다.
도 18은 제1 실시예의 벨트식 무단 변속기에 있어서 가진 진폭의 크기에 대하여 변속비가 다를 때의 전후 G의 변화를 도시하는 특성도다.
도 19는 제1 실시예의 벨트 슬립 제어에서 변속비와 저감 가능 최저압과 차량 진동에 의해 가진 진폭이 정하는 사고 방식을 도시하는 가진 진폭 특성도다.
도 20은 제2 실시예의 CVT 컨트롤 유닛(8)에서 실행되는 벨트 슬립 제어 처리중 세컨더리 유압의 가진·보정 처리를 도시하는 흐름도다.
도 21은 제2 실시예에서의 세컨더리 유압의 가진 처리에서 가진 진폭을 설정할 때에 참조되는 가진 진폭 맵의 일례를 도시하는 도다.

이하, 본 발명의 벨트식 무단 변속기의 제어 장치와 제어 방법을 실현하는 최선의 형태를, 도면에 도시하는 제1 실시예 및 제2 실시예에 기초하여 설명한다.

<제1 실시예>

우선, 구성을 설명한다.

도 1은, 제1 실시예의 제어 장치와 제어 방법이 적용된 벨트식 무단 변속기 탑재 차량의 구동계와 제어계를 도시하는 전체 시스템도다. 도 2는, 제1 실시예의 제어 장치와 제어 방법이 적용된 벨트식 무단 변속 기구를 도시하는 사시도다. 도 3은, 제1 실시예의 제어 장치와 제어 방법이 적용된 벨트식 무단 변속 기구의 벨트의 일부를 도시하는 사시도다. 이하, 도 1 내지 도 3에 기초하여 시스템 구성을 설명한다.

벨트식 무단 변속기 탑재 차량의 구동계는, 도 1에 도시한 바와 같이, 엔진(1)와, 토크 컨버터(2)와, 전후진 전환 기구(3)와, 벨트식 무단 변속 기구(4)와, 종 감속 기구(5)와, 구동륜(6, 6)을 구비하고 있다.

상기 엔진(1)은, 드라이버에 의한 액셀러레이터 조작에 의한 출력 토크의 제어 이외에, 외부로부터의 엔진 제어 신호에 의해 출력 토크가 제어 가능하다. 상기 엔진(1)에는, 스로틀 밸브 개폐 동작이나 연료 컷트 동작 등에 의해 출력 토크 제어를 행하는 출력 토크 제어 액추에이터(10)를 갖는다.

상기 토크 컨버터(2)는, 토크 증대 기능을 갖는 발진 요소이며, 토크 증대 기능을 필요로 하지 않을 때에는, 엔진 출력축(11)(=토크 컨버터 입력축)와 토크 컨버터 출력축(21)을 직결 가능한 로크 업 클러치(20)를 갖는다. 상기 토크 컨버터(2)는, 엔진 출력축(11)에 컨버터 하우징(22)을 통해 연결된 터빈 러너(23)와, 토크 컨버터 출력축(21)에 연결된 펌프 임펠러(24)와, 원웨이 클러치(25)를 사이에 두고 설치된 스테이터(26)를 구성 요소로 한다.

상기 전후진 전환 기구(3)는, 벨트식 무단 변속 기구(4)에 대한 입력 회전 방향을 전진 주행시의 정회전 방향과 후퇴 주행시의 역회전 방향으로 전환하는 기구다. 상기 전후진 전환 기구(3)는, 더블 피니언식 유성 기어(30)와, 전진 클러치(31)와, 후퇴 브레이크(32)를 갖는다. 상기 더블 피니언식 유성 기어(30)는, 선 기어가 토크 컨버터 출력축(21)에 연결되고, 캐리어가 변속기 입력축(40)에 연결된다. 전진 클러치(31)는, 전진 주행시에 체결되어, 더블 피니언식 유성 기어(30)의 선 기어와 캐리어를 직결한다. 상기 후퇴 브레이크(32)는, 후퇴 주행시에 체결되어, 더블 피니언식 유성 기어(30)의 링 기어를 케이스에 고정한다.

상기 벨트식 무단 변속 기구(4)는, 벨트 접촉 직경의 변화에 따라 변속기 입력축(40)의 입력 회전수와 변속기 출력축(41)의 출력 회전수의 비인 변속비를 무단계로 변화시키는 무단 변속 기능을 갖는다. 상기 벨트식 무단 변속 기구(4)는, 프라이머리 풀리(42)와, 세컨더리 풀리(43)와, 벨트(44)를 갖는다. 상기 프라이머리 풀리(42)는, 고정 풀리(42a)와 슬라이드 풀리(42b)에 의해 구성되고, 슬라이드 풀리(42b)는, 프라이머리 유압실(45)에 유도되는 프라이머리 유압에 의해 슬라이드 동작한다. 상기 세컨더리 풀리(43)는, 고정 풀리(43a)와 슬라이드 풀리(43b)에 의해 구성되고, 슬라이드 풀리(43b)는, 세컨더리 유압실(46)에 유도되는 프라이머리 유압에 의해 슬라이드 동작한다. 상기 벨트(44)는, 도 2에 도시한 바와 같이, 프라이머리 풀리(42)의 V자 형상을 이루는 시브면(42c, 42d)과, 세컨더리 풀리(43)의 V자 형상을 이루는 시브면(43c, 43d)에 걸쳐져 있다. 상기 벨트(44)는, 도 3에 도시한 바와 같이, 환 형상 링을 내측에서 외측으로 다수 포갠 2조의 적층 링(44a, 44a)과 펀칭 판재에 의해 형성되어, 2조의 적층 링(44a, 44a)에 대한 끼워 넣기에 의해 서로 연접해서 환 형상으로 설치된 다수의 엘리먼트(44b)에 의해 구성된다. 그리고, 엘리먼트(44b)에는, 양측 위치에 프라이머리 풀리(42)의 시브면(42c, 42d)과, 세컨더리 풀리(43)의 시브면(43c, 43d)과 접촉하는 프랭크면(44c, 44c)을 갖는다.

상기 종 감속 기구(5)는, 벨트식 무단 변속 기구(4)의 변속기 출력축(41)으로부터의 변속기 출력 회전을 감속하는 동시에 차동 기능을 부여하여 좌우의 구동륜(6, 6)에 전달하는 기구다. 상기 종 감속 기구(5)는, 변속기 출력축(41)과 아이들러 축(50)과 좌우의 드라이브 축(51, 51)에 개재 장착되고, 감속 기능을 갖는 제1 기어(52)와, 제2 기어(53)와, 제3 기어(54)와, 제4 기어(55)와, 차동 기능을 갖는 기어 디퍼런셜 기어(56)를 갖는다.

벨트식 무단 변속기 탑재 차량의 제어계는, 도 1에 도시한 바와 같이, 변속 유압 컨트롤 유닛(7)과, CVT 컨트롤 유닛(8)을 구비하고 있다.

상기 변속 유압 컨트롤 유닛(7)은, 프라이머리 유압실(45)에 유도되는 프라이머리 유압과, 세컨더리 유압실(46)에 유도되는 세컨더리 유압을 만들어 내는 유압 제어 유닛이다. 상기 변속 유압 컨트롤 유닛(7)은, 오일 펌프(70)와, 레귤레이터 밸브(71)와, 라인압 솔레노이드(72)와, 변속 제어 밸브(73)와, 감압 밸브(74), 세컨더리 유압 솔레노이드(75)와, 서보 링크(76)와, 변속 지령 밸브(77)와, 스텝 모터(78)를 구비하고 있다.

상기 레귤레이터 밸브(71)는, 오일 펌프(70)로부터 토출압을 원압으로 하여 라인압(PL)을 압력 조절하는 밸브다. 상기 레귤레이터 밸브(71)는, 라인압 솔레노이드(72)를 갖고, 오일 펌프(70)로부터 압송된 오일의 압력을, CVT 컨트롤 유닛(8)으로부터의 지령에 따라서 소정의 라인압(PL)으로 압력 조절한다.

상기 변속 제어 밸브(73)는, 레귤레이터 밸브(71)에 의해 만들어 내진 라인압(PL)을 원압으로 해서 프라이머리 유압실(45)에 유도되는 프라이머리 유압을 압력 조절하는 밸브다. 상기 변속 제어 밸브(73)는, 메커니컬 피드백 기구를 구성하는 서보 링크(76)에 스풀(73a)이 연결되고, 서보 링크(76)의 일단부에 연결된 변속 지령 밸브(77)가 스텝 모터(78)에 의해 구동되는 동시에, 서보 링크(76)의 타단부에 연결된 프라이머리 풀리(42)의 슬라이드 풀리(42b)로부터 슬라이드 위치(실제 풀리비)의 피드백을 받는다. 즉, 변속시, CVT 컨트롤 유닛(8)으로부터의 지령에 의해 스텝 모터(78)를 구동하면, 변속 제어 밸브(73)의 스풀(73a)의 변위에 따라 프라이머리 유압실(45)에 대한 라인압(PL)의 공급/배출을 행하여, 스텝 모터(78)의 구동 위치에서 지령된 목표 변속비가 되도록 프라이머리 유압을 조정한다. 그리고, 변속이 종료하면 서보 링크(76)로부터의 변위를 받아 스풀(73a)을 밸브 폐쇄 위치로 유지한다.

상기 감압 밸브(74)는, 레귤레이터 밸브(71)에 의해 만들어 내진 라인압(PL)을 원압으로 해서 세컨더리 유압실(46)에 유도되는 세컨더리 유압을 감압 제어에 의해 압력 조절하는 밸브다. 상기 감압 밸브(74)는, 세컨더리 유압 솔레노이드(75)를 구비하고, CVT 컨트롤 유닛(8)으로부터의 지령에 따라서 라인압(PL)을 감압하여 지령 세컨더리 유압으로 제어한다.

상기 CVT 컨트롤 유닛(8)은, 차속이나 스로틀 개방도 등에 따른 목표 변속비를 얻는 제어 지령을 스텝 모터(78)에 출력하는 변속비 제어, 스로틀 개방도 등에 따른 목표 라인압을 얻는 제어 지령을 라인압 솔레노이드(72)에 출력하는 라인압 제어, 변속기 입력 토크 등에 따른 목표 세컨더리 풀리 추력을 얻는 제어 지령을 세컨더리 유압 솔레노이드(75)에 출력하는 세컨더리 유압 제어, 전진 클러치(31)와 후퇴 브레이크(32)의 체결/해방을 제어하는 전후진 전환 제어, 로크 업 클러치(20)의 체결/해방을 제어하는 로크 업 제어 등을 행한다. 상기 CVT 컨트롤 유닛(8)에는, 프라이머리 회전 센서(80), 세컨더리 회전 센서(81), 세컨더리 유압 센서(82), 유온 센서(83), 인히비터 스위치(84), 브레이크 스위치(85), 액셀러레이터 개방도 센서(86), 기타 센서·스위치류(87) 등으로부터의 센서 정보나 스위치 정보가 입력된다. 또한, 엔진 컨트롤 유닛(88)으로부터는 토크 정보를 입력하고, 엔진 컨트롤 유닛(88)으로는 토크 리퀘스트를 출력한다.

도 4는, 제1 실시예의 CVT 컨트롤 유닛(8)에서 실행되는 라인압 제어, 세컨더리 유압 제어(통상 제어/벨트 슬립 제어)를 도시하는 제어 블록도다.

제1 실시예의 CVT 컨트롤 유닛(8)의 유압 제어계는, 도 4에 도시한 바와 같이, 기초 유압 계산부(90)와, 라인압 제어부(91)와, 세컨더리 유압 제어부(92)와, 정현파 가진 제어부(93)(가진 진폭 설정 수단)와, 세컨더리 유압 보정부(94)를 구비하고 있다.

상기 기초 유압 계산부(90)는, 엔진 컨트롤 유닛(88)(도 1 참조)으로부터의 토크 정보(엔진 회전수, 연료 분사 시간 등)에 기초하여 변속기 입력 토크를 계산하는 입력 토크 계산부(90a)와, 입력 토크 계산부(90a)에서 구한 변속기 입력 토크로부터 기초 세컨더리 추력[세컨더리 풀리(43)에 필요한 벨트 클램프력]을 계산하는 기초 세컨더리 추력 계산부(90b)와, 변속시에 필요한 차 추력[프라이머리 풀리(42)와 세컨더리 풀리(43)의 벨트 클램프력의 차]을 계산하는 변속시 필요 차 추력 계산부(90c)와, 계산한 기초 세컨더리 추력을 변속시 필요 차 추력에 기초하여 보정하는 보정부(90d)와, 보정한 세컨더리 추력을 목표 세컨더리 유압으로 변환하는 세컨더리 유압 변환부(90e)를 갖는다. 또한, 입력 토크 계산부(90a)에서 구한 변속기 입력 토크로부터 기초 프라이머리 추력[프라이머리 풀리(42)에 필요한 벨트 클램프력]을 계산하는 기초 프라이머리 추력 계산부(90f)와, 계산한 기초 프라이머리 추력을, 변속시 필요차 추력 계산부(90c)에서 계산한 변속시 필요 차 추력에 기초하여 보정하는 보정부(90g)와, 보정한 프라이머리 추력을 목표 프라이머리 유압으로 변환하는 프라이머리 유압 변환부(90h)를 갖는다.

상기 라인압 제어부(91)는, 프라이머리 유압 변환부(90h)로부터 출력된 목표 프라이머리 유압을, 세컨더리 유압 제어부(92)로부터 얻어지는 지시 세컨더리 유압과 비교하여, 목표 프라이머리 유압≥지시 세컨더리 유압일 때, 목표 라인압을 목표 프라이머리 유압과 동일한 값으로 설정하고, 목표 프라이머리 유압<지시 세컨더리 유압일 때, 목표 라인압을 지시 세컨더리 유압과 동일한 값으로 설정하는 목표 라인압 결정부(91a)와, 목표 라인압 결정부(91a)에서 결정된 목표 라인압을, 솔레노이드에 인가하는 전류값으로 변환하고, 레귤레이터 밸브(71)의 라인압 솔레노이드(72)에 변환 후의 지시 전류값을 출력하는 유압-전류 변환부(91b)를 갖는다.

상기 세컨더리 유압 제어부(92)는, 통상 제어시, 세컨더리 유압 센서(82)에서 검출한 실제 세컨더리 유압을 사용한 피드백 제어(PI 제어)에 의해 지시 세컨더리 유압을 구하고, 벨트 슬립 제어시, 실제 세컨더리 유압을 사용하지 않는 오픈 제어에 의해 지시 세컨더리 유압을 구한다. 세컨더리 유압 변환부(90e)로부터의 목표 세컨더리 유압을 필터 처리하는 로우 패스 필터(92a)와, 실제 세컨더리 유압과 목표 세컨더리 유압의 편차를 산출하는 편차 산출부(92b)와, 편차=0을 설정한 제로 편차 설정부(92c)와, 산출 편차와 제로 편차 중 어느 하나를 선택해서 전환하는 편차 전환부(92d)와, 유온에 의해 적분 게인을 결정하는 적분 게인 결정부(92e)를 갖는다. 그리고, 적분 게인 결정부(92e)로부터의 적분 게인과 편차 전환부(92d)로부터의 편차를 승산하는 승산기(92f)와, 승산기(92f)로부터의 FB 적분 제어량을 적산하는 적분기(92g)와, 세컨더리 유압 변환부(90e)로부터의 목표 세컨더리 유압에 적산한 FB 적분 제어량을 가산하는 가산기(92h)와, 가산한 값에 상하한 리미터를 실시해서 지시 세컨더리 유압(참고로, 벨트 슬립 제어시는, "기본 세컨더리 유압"이라고도 함)을 구하는 제한기(92i)를 갖는다. 그리고, 벨트 슬립 제어시, 기본 세컨더리 유압에 정현파 가진 지령을 가하는 진동 가산기(92j)와, 가진한 기본 세컨더리 유압을 세컨더리 유압 보정량에 의해 보정해서 지시 세컨더리 유압으로 하는 유압 보정기(92k)와, 지시 세컨더리 유압을 솔레노이드에 인가하는 전류값으로 변환하고, 감압 밸브(74)의 세컨더리 유압 솔레노이드(75)에 변환 후의 지시 전류값을 출력하는 유압-전류 변환부(92m)를 갖는다. 또한, 상기 편차 전환부(92d)에서는, BSC 작동 플래그=0(통상 제어중)일 때 산출 편차가 선택되고, BSC 작동 플래그=1(벨트 슬립 제어중)일 때 제로 편차가 선택된다.

상기 정현파 가진 제어부(93)는, 벨트 슬립 제어에 적합한 가진 주파수와 가진 진폭을 결정하고, 결정한 주파수와 진폭에 의한 정현파 유압 진동을 가하는 정현파 가진기(93a)와, 정현파 유압 진동을 전혀 가하지 않는 제로 가진 설정기(93b)와, 정현파 유압 진동과 제로 가진 중 어느 하나를 선택해서 전환하는 가진 전환부(93c)를 갖는다. 또한, 상기 가진 전환부(93c)에서는, BSC 작동 플래그=0(통상 제어중)일 때 제로 가진이 선택되고, BSC 작동 플래그=1(벨트 슬립 제어중)일 때 정현파 유압 진동이 선택된다. 여기서 가진 진폭은, 후술하는 사고 방식에 기초하여, 벨트 슬립 제어가 행해지는 변속비 영역에서, 연비 성능의 향상과 벨트 슬립율 검지성의 확보의 양립을 도모할 수 있는 최적값으로 설정된다.

상기 세컨더리 유압 보정부(94)는, 프라이머리 회전 센서(80)로부터의 프라이머리 회전수(Npri)와 세컨더리 회전 센서(81)로부터의 세컨더리 회전수(Nsec)의 비에 의해 실제 변속비(Ratio)를 산출하는 실제 변속비 산출부(94a)와, 세컨더리 유압 센서(82)에 의해 취득된 실제 세컨더리 유압(Psec)을 나타내는 신호로부터 진동 성분을 추출하는 제1 밴드패스 필터(94b)와, 실제 변속비 산출부(94a)에 의해 취득된 산출 데이터로부터 진동 성분을 추출하는 제2 밴드패스 필터(94c)를 갖는다. 그리고, 양쪽 밴드패스 필터(94b, 94c)에서 추출된 진동 성분을 곱하는 승산기(94d)와, 승산한 결과로부터 위상차 정보를 추출하는 로우 패스 필터(94e)와, 로우 패스 필터(94e)로부터의 위상차 정보에 기초하여 세컨더리 유압 보정량을 결정하는 세컨더리 유압 보정량 결정부(94f)와, 세컨더리 유압의 제로 보정량을 설정하는 제로 보정량 설정기(94g)와, 세컨더리 유압 보정량과 제로 보정량 중 어느 하나를 선택해서 전환하는 보정량 전환부(94h)를 갖는다. 또한, 상기 보정량 전환부(94h)에서는, BSC 작동 플래그=0(통상 제어중)일 때 제로 보정량이 선택되고, BSC 작동 플래그=1(벨트 슬립 제어중)일 때 결정한 세컨더리 유압 보정량이 선택된다.

도 5는, 제1 실시예의 CVT 컨트롤 유닛(8)에서 실행되는 세컨더리 유압의 통상 제어와 벨트 슬립 제어(="BSC")의 사이에서의 전환 처리를 도시하는 기본 흐름도다. 이하, 도 5의 각 스텝에 대해서 설명한다.

스텝 S1에서는, 키 온에 의한 스타트, 혹은, 스텝 S2에서의 BSC 불허가 판정, 혹은, 스텝 S5에서의 통상 제어 복귀 처리에 이어 벨트식 무단 변속 기구(4)의 통상 제어를 행하고, 스텝 S2로 진행한다. 또한, 통상 제어중은, BSC 작동 플래그=0으로 세팅하는 동시에, 세컨더리 압 F/B 금지 플래그를 제로로 세팅한다.

스텝 S2에서는, 스텝 S1에서의 통상 제어에 이어, 하기의 BSC 허가 조건을 모두 만족하는지의 여부를 판정하고, "예"(모든 BSC 허가 조건을 만족함)인 경우, 스텝 S3으로 진행하여 벨트 슬립 제어(BSC)를 행한다. "아니오"(BSC 허가 조건 중 1개라도 만족하지 않는 조건이 있는)인 경우, 스텝 S1로 돌아가서 통상 제어를 계속한다.

여기서, BSC 허가 조건의 일례를 하기에 나타낸다.

(1) 벨트식 무단 변속 기구(4)의 전달 토크 용량이 안정되어 있을 것(전달 토크 용량의 변화율이 작을 것).

상기 조건 (1)은, 예를 들어

a. |지령 토크 변화율|<소정값

b. |지령 변속비 변화율|<소정값

이라는 2개의 조건 성립에 기초하여 판단한다.

(2) 프라이머리 풀리(42)에 대한 입력 토크의 추정 정밀도가 신뢰할 수 있는 범위에 들어 있을 것.

상기 조건 (2)는, 예를 들어 엔진 컨트롤 유닛(88)으로부터의 토크 정보(추정 엔진 토크), 토크 컨버터(2)의 로크 업 상태, 브레이크 페달의 조작 상태, 레인지 위치 등에 기초하여 판단한다.

(3) 소정 시간, 상기 (1), (2)의 허가 상태를 계속할 것.

스텝 S2에서는, 이상의 조건 (1), (2), (3)의 모든 조건을 만족하는지의 여부를 판단한다.

스텝 S3에서는, 스텝 S2에서의 BSC 허가 판정, 혹은, 스텝 S4에서의 BSC 계속 판정에 이어, 벨트식 무단 변속 기구(4)의 벨트(44)에 대한 입력을 저감하여, 벨트(44)를 미끄러지게 하지 않고 적정한 슬립 상태를 유지하는 벨트 슬립 제어(도 6 내지 도 8)를 행하고, 스텝 S4로 진행한다. 또한, 벨트 슬립 제어중은, BSC 작동 플래그=1로 세팅하는 동시에, 세컨더리 압 F/B 금지 플래그를 "1"로 세팅한다.

스텝 S4에서는, 스텝 S3에서의 벨트 슬립 제어에 이어, 하기의 BSC 계속 조건을 모두 만족하는지의 여부를 판정하고, "예"(모든 BSC 계속 조건을 만족함)인 경우, 스텝 S3으로 돌아가서 벨트 슬립 제어(BSC)를 그대로 계속한다. "아니오"(BSC 계속 조건 중 1개라도 만족하지 않는 조건이 있는)인 경우, 스텝 S5로 진행하여 통상 제어 복귀 처리를 행한다.

여기서, BSC 계속 조건의 일례를 하기에 나타낸다.

(1) 벨트식 무단 변속 기구(4)의 전달 토크 용량이 안정되어 있을 것(전달 토크 용량의 변화율이 작을 것).

상기 조건 (1)은, 예를 들어

a. |지령 토크 변화율|<소정값

b. |지령 변속비 변화율|<소정값

이라는 2개의 조건 성립에 기초하여 판단한다.

(2) 프라이머리 풀리(42)에 대한 입력 토크의 추정 정밀도가 신뢰할 수 있는 범위에 들어 있을 것.

상기 조건 (2)는, 예를 들어 엔진 컨트롤 유닛(88)으로부터의 토크 정보(추정 엔진 토크), 토크 컨버터(2)의 로크 업 상태, 브레이크 페달의 조작 상태, 레인지 위치 등에 기초하여 판단한다.

이상의 조건 (1), (2)를 모두 만족하는지의 여부를 판단한다.

즉, BSC 허가 조건과 BSC 계속 조건의 차이는, BSC 계속 조건에는 BSC 허가 조건 중 (3)의 계속 조건이 없는 것이다.

스텝 S5에서는, 스텝 S4에서의 BSC 계속 조건 중 1개라도 만족하지 않는 조건이 있다는 판단에 이어, 벨트 슬립 제어로부터 통상 제어로 복귀할 때의 벨트(44)의 미끄럼을 방지하는 통상 제어 복귀 처리(도 9 내지 도 11)를 행하고, 처리 종료 후, 스텝 S1로 돌아가서 통상 제어로 이행한다.

도 6은, 제1 실시예의 CVT 컨트롤 유닛(8)에서 실행되는 벨트 슬립 제어 처리를 도시하는 전체 흐름도다. 도 7은, 제1 실시예의 CVT 컨트롤 유닛(8)에서 실행되는 벨트 슬립 제어 처리 중 토크 리미트 처리를 도시하는 흐름도다. 도 8은, 제1 실시예의 CVT 컨트롤 유닛(8)에서 실행되는 벨트 슬립 제어 처리 중 세컨더리 유압의 가진·보정 처리를 도시하는 흐름도다.

우선, 도 6에서 명백한 바와 같이, BSC 허가 판정으로부터 BSC 계속 판정이 유지되어 있는 벨트 슬립 제어중, 실제 세컨더리 유압을 사용해서 지시 세컨더리 유압을 구하는 피드백 제어의 금지 처리(스텝 S31)와, 통상 제어로의 복귀에 대비한 토크 리미트 처리(스텝 S32)와, 벨트 슬립 제어를 위한 세컨더리 유압의 가진·보정 처리(스텝 S33)가 동시 진행으로 행해진다.

스텝 S31에서는, BSC 허가 판정으로부터 BSC 계속 판정이 유지되어 있는 벨트 슬립 제어중, 세컨더리 유압 센서(82)에서 검출한 실제 세컨더리 유압을 사용해서 지시 세컨더리 유압을 구하는 피드백 제어를 금지한다.

즉, 지령 세컨더리 유압을 구함에 있어서, 통상 제어시의 피드백 제어를 금지하고, 벨트 슬립 제어중의 제로 편차를 사용한 오픈 제어로 전환한다. 그리고, 벨트 슬립 제어로부터 통상 제어로 이행하면, 다시 피드백 제어로 복귀한다.

스텝 S32에서는, BSC 허가 판정으로부터 BSC 계속 판정이 유지되어 있는 벨트 슬립 제어중, 도 7의 토크 리미트 처리를 행한다.

즉, 도 7의 흐름도에서, 스텝 S321에서는, "벨트 슬립 제어로부터의 토크 리미트 요구"를 드라이버 요구 토크라고 한다.

스텝 S33에서는, BSC 허가 판정으로부터 BSC 계속 판정이 유지되어 있는 벨트 슬립 제어중, 도 8의 세컨더리 유압의 가진·보정을 행한다. 이하, 도 8의 흐름도의 각 스텝에 대해서 설명한다.

스텝 S331에서는, 지령 세컨더리 유압을 가진한다. 즉, 지령 세컨더리 유압에 소정 진폭이면서 소정 주파수의 정현파 유압을 중첩하고, 스텝 S332로 진행한다.

스텝 S332에서는, 스텝 S331에서의 지령 세컨더리 유압의 가진에 이어, 세컨더리 유압 센서(82)로부터 실제 세컨더리 유압을 검출하고, 프라이머리 회전 센서(80)와 세컨더리 회전 센서(81)로부터의 회전수 정보에 기초하여 실제 변속비를 계산에 의해 검출하고, 스텝 S333으로 진행한다.

스텝 S333에서는, 스텝 S332에서의 실제 세컨더리 유압과 실제 변속비의 검출에 이어, 실제 세컨더리 유압과 실제 변속비의 각각에 밴드패스 필터 처리를 행하여, 실제 세컨더리 유압과 실제 변속비 각각의 진동 성분(정현파)을 추출하고, 그것들을 곱하여 승산하고, 승산값에 로우 패스 필터 처리를 행하여, 진폭과 실제 세컨더리 유압 진동으로부터 실제 변속비 진동까지의 위상차(θ)(여현파)로 나타내지는 값으로 변환하고, 스텝 S334로 진행한다.

여기서, 실제 세컨더리 유압 진폭을 A, 실제 변속비 진폭을 B라고 하면,

실제 세컨더리 유압 진동: Asinωt　… (1)

실제 변속비 진동: Bsin(ωt+θ) …(2)

로 나타내어진다.

(1)과 (2)를 곱하여, 곱의 합의 공식인

sinαsinβ=-1/2{cos(α+β)-cos(α-β)} …(3)

을 이용하면,

Asinωt×Bsin(ωt+θ)=(1/2)ABcosθ-(1/2)ABcos(2ωt+θ) …(4)

가 된다.

상기 (4)식에서, 로우 패스 필터를 통과시키면, 가진 주파수의 2배 성분인 (1/2)ABcos(2ωt+θ)가 저감되고, 상기 (4)식은,

Asinωt×Bsin(ωt+θ)≒(1/2)ABcosθ …(5)

와 같이, 진폭A, B와 실제 세컨더리 유압 진동으로부터 실제 변속비 진동까지의 위상차(θ)의 식으로 나타낼 수 있다.

스텝 S334에서는, 스텝 S333에서의 실제 세컨더리 유압 진동으로부터 실제 변속비 진동까지의 위상차(θ)의 산출에 이어, 실제 세컨더리 유압 진동으로부터 실제 변속비 진동까지의 위상차(θ)가, 0≤위상차(θ)<소정값 1(마이크로 슬립 영역)인지의 여부를 판단하고, "예"[0≤위상차(θ)<소정값 1]인 경우에는 스텝 S335로 진행하고, "아니오"[소정값 1≤위상차(θ)]인 경우에는 스텝 S336으로 진행한다.

스텝 S335에서는, 스텝 S334에서의 0≤위상차(θ)<소정값 1(마이크로 슬립 영역)이라는 판단에 이어, 세컨더리 유압 보정량을 "-ΔPsec"로 하고 스텝 S339로 진행한다.

스텝 S336에서는, 스텝 S334에서의 소정값 1≤위상차(θ)이라는 판단에 이어, 실제 세컨더리 유압 진동으로부터 실제 변속비 진동까지의 위상차(θ)가, 소정값 1≤위상차(θ)<소정값 2(목표 슬립 영역)인지의 여부를 판단하고, "예"[소정값 1≤위상차(θ)<소정값 2]인 경우에는 스텝 S337로 진행하고, "아니오"[소정값 2≤위상차(θ)]인 경우에는 스텝 S338로 진행한다.

스텝 S337에서는, 스텝 S336에서의 소정값 1≤위상차(θ)<소정값 2(목표 슬립 영역)이라는 판단에 이어, 세컨더리 유압 보정량을 "0"으로 하고 스텝 S339로 진행한다.

스텝 S338에서는, 스텝 S336에서의 소정값 2≤위상차(θ)(마이크로/마크로 슬립 천이 영역)이라는 판단에 이어, 세컨더리 유압 보정량을 "+ΔPsec"라고 하고 스텝 S339로 진행한다.

스텝 S339에서는, 스텝 S335, 스텝 S337, 스텝 S338에서의 세컨더리 유압 보정량의 설정에 이어, 기본 세컨더리 유압+세컨더리 유압 보정량을, 지령 세컨더리 유압으로 하고 종료로 나아간다.

도 9는, 제1 실시예의 CVT 컨트롤 유닛(8)에서 실행되는 벨트 슬립 제어로부터 통상 제어로의 복귀 처리를 도시하는 전체 흐름도다. 도 10은, 제1 실시예의 CVT 컨트롤 유닛(8)에서 실행되는 통상 제어로의 복귀 처리 중 토크 리미트 처리를 도시하는 흐름도다. 도 11은, 제1 실시예의 CVT 컨트롤 유닛(8)에서 실행되는 통상 제어에의 복귀 처리 중 목표 프라이머리 회전수에 제한을 두는 변속비의 변속 속도 제한 처리를 도시하는 흐름도다.

우선, 도 9에서 명백한 바와 같이, BSC 계속 중지로부터 통상 제어가 개시될 때까지의 벨트 슬립 제어로부터 통상 제어로의 복귀중, 실제 세컨더리 유압을 사용해서 지시 세컨더리 유압을 구하는 피드백 제어의 복귀 처리(스텝 S51)와, 통상 제어로의 복귀를 향한 토크 리미트 처리(스텝 S52)와, 벨트 슬립 제어를 위한 세컨더리 유압의 가진·보정의 리셋 처리(스텝 S53)와, 변속 속도를 규제하는 변속 규제 처리(스텝 S54)가 동시 진행으로 행해진다.

스텝 S51에서는, BSC 계속 중지로부터 통상 제어가 개시될 때까지의 벨트 슬립 제어로부터 통상 제어로의 복귀중, 세컨더리 유압 센서(82)에서 검출한 실제 세컨더리 유압을 사용해서 지시 세컨더리 유압을 구하는 피드백 제어로 복귀한다.

스텝 S52에서는, BSC 계속 중지로부터 통상 제어가 개시될 때까지의 벨트 슬립 제어로부터 통상 제어로의 복귀중, 도 10의 통상 제어로의 복귀를 향한 토크 리미트 처리를 행한다.

스텝 S53에서는, BSC 계속 중지로부터 통상 제어가 개시될 때까지의 벨트 슬립 제어로부터 통상 제어로의 복귀중, 도 8의 세컨더리 유압의 가진·보정을 리셋하여 통상 제어에 대비한다.

스텝 S54에서는, BSC 계속 중지로부터 통상 제어가 개시될 때까지의 벨트 슬립 제어로부터 통상 제어로의 복귀중, 도 11의 변속 속도를 규제하는 변속 규제 처리를 행한다.

이하, 도 10의 토크 리미트 처리를 도시하는 흐름도의 각 스텝에 대해 설명한다. 상기 토크 리미트 처리는, "드라이버 요구 토크"와 "BSC로부터의 토크 리미트 요구"와 "토크 용량(산출 토크 용량)"의 3개의 값의 대소 관계에 기초하여 제어를 전환하는 것이 포인트다.

여기서, "드라이버 요구 토크"란, 운전자가 요구하는 엔진 토크다. "BSC로부터의 토크 리미트 요구"란, 도 13의 페이즈 (2), (3)에서의 토크 제한량이다. "토크 용량"이란, 통상[도 13의 페이즈(1)]은, 설계상의 허용 토크 용량이며, 벨트 미끄럼이 발생하지 않도록, 벨트식 무단 변속 기구(4)의 메커니컬적 편차를 고려한 안전 마진 분만큼 드라이버 요구 토크보다 높게 설정되는 값이다. 여기서, 실제 토크 용량의 제어는, 세컨더리 유압 제어로 행한다.

또한, "산출 토크 용량"이란, BSC 중[도 13의 페이즈 (2)]과 복귀 처리시[도 13의 페이즈(3)]의 토크 용량이다. 상기 산출 토크 용량은, 실제 세컨더리 유압과 실제 변속비에 기초하는 값이며, 구체적으로는 실제 세컨더리 유압과 실제 변속비에 의해 산출되는 값이다[2개의 풀리(42, 43) 중, 엔진 토크가 들어오는 측의 풀리, 즉, 프라이머리 풀리(42)에서의 토크 용량].

스텝 S521에서는, "드라이버 요구 토크"가 "BSC로부터의 토크 리미트 요구"보다 큰지의 여부를 판단하고, "예"인 경우에는 스텝 S522로 진행하고, "아니오"인 경우에는 스텝 S525로 진행한다.

스텝 S522에서는, 스텝 S521에서의 "드라이버 요구 토크">"BSC로부터의 토크 리미트 요구"라는 판단에 이어, "산출 토크 용량"이 "BSC로부터의 토크 리미트 요구"보다 큰지의 여부를 판단하고, "예"인 경우에는 스텝 S523으로 진행하고, "아니오"인 경우에는 스텝 S524로 진행한다.

스텝 S523에서는, 스텝 S522에서의 "산출 토크 용량">"BSC로부터의 토크 리미트 요구"라는 판단에 이어, "BSC로부터의 토크 리미트 요구"를, "BSC로부터의 토크 리미트 요구(전회 값)+ΔT"와 "산출 허용 토크 용량" 중 작은 쪽의 값으로 설정하고, 복귀로 진행한다.

스텝 S524에서는, 스텝 S522에서의 "산출 토크 용량"≤"BSC로부터의 토크 리미트 요구"라는 판단에 이어, "BSC로부터의 토크 리미트 요구"를, "BSC로부터의 토크 리미트 요구(전회 값)"와 "드라이버 요구 토크" 중 작은 쪽의 값으로 설정하고, 복귀로 진행한다.

스텝 S525에서는, 스텝 S521에서의 "드라이버 요구 토크"≤"BSC로부터의 토크 리미트 요구"라는 판단에 이어, "산출 토크 용량"이 "BSC로부터의 토크 리미트 요구"보다 큰지의 여부를 판단하고, "예"인 경우에는 스텝 S527로 진행하고, "아니오"인 경우에는 스텝 S526으로 진행한다.

스텝 S526에서는, 스텝 S525에서의 "산출 토크 용량"≤"BSC로부터의 토크 리미트 요구"라는 판단에 이어, "BSC로부터의 토크 리미트 요구"를, "BSC로부터의 토크 리미트 요구(전회 값)"와 "드라이버 요구 토크" 중 작은 쪽의 값으로 설정하고, 복귀로 진행한다.

스텝 S527에서는, 스텝 S525에서의 "산출 토크 용량">"BSC로부터의 토크 리미트 요구"라는 판단에 이어, "BSC로부터의 토크 리미트"를 해제하고, 종료로 진행한다.

이하, 도 11의 목표 프라이머리 회전수에 제한을 두는 변속비의 변속 속도 제한 처리를 도시하는 흐름도의 각 스텝에 대해서 설명한다.

스텝 S541에서는, 엔진 토크에 의해 목표 이너셔 토크를 산출하고, 스텝 S542로 진행한다.

스텝 S542에서는, 스텝 S541에서의 목표 이너셔 토크의 산출에 이어, 목표 이너셔 토크에 의해 목표 프라이머리 회전 변화율을 산출하고, 스텝 S543으로 진행한다.

스텝 S543에서는, 스텝 S542에서의 목표 프라이머리 회전 변화율의 산출에 이어, 목표 프라이머리 회전 변화율을 초과하지 않는 제한 목표 프라이머리 회전수를 산출하고, 스텝 S544로 진행한다.

스텝 S544에서는, 스텝 S543에서의 제한 목표 프라이머리 회전수의 산출에 이어, 제한 목표 프라이머리 회전수에 기초하여 변속 제어를 행하고, 스텝 S545로 진행한다.

스텝 S545에서는, 스텝 S544에서의 변속 제어에 이어, 제한 목표 프라이머리 회전수에 기초하는 변속 제어가 종료하였는지의 여부, 즉, 실제 프라이머리 회전수가 제한 목표 프라이머리 회전수에 도달했는지의 여부를 판단한다. "예"(변속 제어 종료)인 경우에는 종료로 진행하고, "아니오"(변속 제어 도중)인 경우에는 스텝 S541로 돌아간다.

다음으로, 작용을 설명한다.

제1 실시예의 벨트식 무단 변속 기구(4)의 제어 장치와 제어 방법에 있어서의 작용을, "BSC 허가 판정 작용과 BSC 계속 판정 작용", "벨트 슬립 제어 작용(BSC 작용)", "BSC로부터 통상 제어로의 복귀 제어에서의 토크 리미트 작용", "BSC로부터 통상 제어로의 복귀 제어에서의 프라이머리 회전 상승률 리미트 작용", "BSC 중의 세컨더리 유압의 가진 진폭 설정 작용"응로 나누어서 설명한다.

[BSC 허가 판정 작용과 BSC 계속 판정 작용]

차량 주행을 개시하면, 도 5의 흐름도에서, 스텝 S1→스텝 S2로 진행하고, 스텝 S2에서의 BSC 허가 판정 조건 모두를 만족하지 않는 한, 스텝 S1→스텝 S2로 진행하는 흐름이 반복되어, 통상 제어가 유지된다. 즉, 스텝 S2에서의 BSC 허가 판정 조건 모두를 만족하는 것이, BSC 제어의 개시 조건으로 된다.

여기서, 제1 실시예에서의 BSC 허가 조건에 대해서 하기에 서술한다.

(1) 벨트식 무단 변속 기구(4)의 전달 토크 용량이 안정되어 있을 것(전달 토크 용량의 변화율이 작을 것).

상기 조건 (1)은, 예를 들어,

a. |지령 토크 변화율|<소정값

b. |지령 변속비 변화율|<소정값

이라는 2개의 조건 성립에 기초하여 판단한다.

(2) 프라이머리 풀리(42)에 대한 입력 토크의 추정 정밀도가 신뢰할 수 있는 범위에 들어 있을 것.

사기 조건 (2)는, 예를 들어 엔진 컨트롤 유닛(88)으로부터의 토크 정보(추정 엔진 토크), 토크 컨버터(2)의 로크 업 상태, 브레이크 페달의 조작 상태, 레인지 위치 등에 기초하여 판단한다.

(3) 소정 시간, 상기 (1), (2)의 허가 상태를 계속할 것.

스텝 S2에서는, 이상의 조건 (1), (2), (3)의 모든 조건을 만족하는지의 여부를 판단한다.

따라서, 통상 제어중, 벨트식 무단 변속 기구(4)의 전달 토크 용량이 안정되어 있으면서 또한 프라이머리 풀리(42)에 대한 입력 토크의 추정 정밀도가 신뢰할 수 있는 범위에 들어 있는 상태가 소정 시간 계속되면, 벨트 슬립 제어의 개시가 허가된다.

이와 같이, BSC 허가 조건의 모두를 만족함으로써, 벨트 슬립 제어의 개시가 허가되기 때문에, 높은 제어 정밀도가 보증되는 바람직한 적응 영역에서 벨트 슬립 제어를 개시할 수 있다.

그리고, 스텝 S2에서 BSC 허가 판정이 이루어지면, 스텝 S3으로 진행하고, 벨트식 무단 변속 기구(4)의 벨트(44)에 대한 입력을 저감하여, 벨트(44)를 미끌어지지 않게 하여 적정한 슬립 상태를 유지하는 벨트 슬립 제어가 행해진다. 그리고, 스텝 S3에서의 벨트 슬립 제어에 이어, 다음 스텝 S4에서는, BSC 계속 조건을 모두 만족하느지의 여부가 판정되고, 모든 BSC 계속 조건을 만족하는 한, 스텝 S3→스텝 S4으로 진행하는 흐름이 반복되어 벨트 슬립 제어(BSC)가 계속된다.

여기서, 제1 실시예에서의 BSC 계속 조건으로는, BSC 허가 조건 중 (1), (2) 조건을 사용하고 있다. 즉, BSC 허가 조건 중 (3)의 소정 시간 계속 조건이 BSC 계속 조건에는 없다.

이 때문에, 벨트 슬립 제어중에 있어서, (1), (2)의 조건 중 1개의 조건이라도 만족하지 않는 상태가 되면 즉시 벨트 슬립 제어를 멈추어서 통상 제어로 복귀시키기 때문에, 제어 정밀도가 보증되지 않는 상태에서의 벨트 슬립 제어의 계속을 방지할 수 있다.

[벨트 슬립 제어 작용(BSC 작용)]

벨트 슬립 제어의 개시시는, 안전율을 어림잡아 벨트 미끄럼이 없는 클램프력을 얻는 세컨더리 유압으로 되어 있기 때문에, 위상차(θ)가 소정값 1 미만이라는 조건이 성립하여, 도 8의 흐름도에서, 스텝 S331→스텝 S332→스텝 S333→스텝 S334→스텝 S335→스텝 S339로 진행하는 흐름이 반복되고, 이 흐름을 반복할 때마다 지령 세컨더리 유압이 -ΔPsec의 보정을 받아 저하한다. 그리고, 위상차(θ)가 소정값 1 이상이 되면 위상차(θ)가 소정값 2로 될 때까지는, 도 8의 흐름도에서 스텝 S331→스텝 S332→스텝 S333→스텝 S334→스텝 S336→스텝 S337→스텝 S339로 진행하는 흐름이 되어, 지령 세컨더리 유압이 유지된다. 그리고, 위상차(θ)가 소정값 2 이상이 되면, 도 8의 흐름도에서 스텝 S331→스텝 S332→스텝 S333→스텝 S334→스텝 S336→스텝 S338→스텝 S339로 진행하는 흐름이 되어, 지령 세컨더리 유압이 +ΔPsec의 보정을 받아 상승한다.

즉, 벨트 슬립 제어에서는, 위상차(θ)가 소정값 1 이상이고 소정값 2 미만이라는 범위 내가 되는 슬립율을 유지하는 제어가 행해지게 된다.

도 12에 도시하는 타임차트에 의해 벨트 슬립 제어를 설명한다. 우선, 시각 t1에서 상기 (1), (2)의 BSC 허가 조건이 성립하고, (1), (2)의 BSC 허가 조건 성립이 계속되어[(3)의 BSC 허가 조건], 시각 t2에 도달하면, 상기 (1), (2)의 BSC 계속 조건 중, 적어도 하나의 조건이 성립되지 않는 시각 t2 내지 시각 t3까지의 동안에, BSC 작동 플래그와 SEC압 F/B 금지 플래그(세컨더리 압 피드백 금지 플래그)가 세워져, 벨트 슬립 제어가 행해진다. 또한, 시각 t3의 조금 앞에서부터의 액셀러레이터 스텝핑 조작에 의해 BSC 계속 조건 중, 적어도 하나의 조건이 성립되지 않으면, 시각 t3부터 시각 t4까지는 통상 제어로의 복귀 제어가 행해지고, 시각 t4 이후에는 통상 제어가 행해지게 된다.

이와 같이 벨트 슬립 제어는, 액셀러레이터 개방도 특성·차속 특성·엔진 토크 특성으로부터 명백한 바와 같이, 도 12의 화살표 C로 나타내는 정상 주행 판정중에 있어서, 세컨더리 유압 솔레노이드(75)에 대한 솔레노이드 전류 보정량 특성에 나타낸 바와 같이, 세컨더리 유압을 가진한 결과 나타나는 세컨더리 유압의 진동 성분과 변속비의 진동 성분의 위상차(θ)를 감시하여, 전류값을 증감시킴으로써 행해진다. 또한, 세컨더리 유압 솔레노이드(75)는, 노멀 오픈(상시 개방)이며, 전류값을 상승시키면 세컨더리 유압은 반대로 저하한다.

상기 벨트 슬립 제어에 의해, 실제 변속비는, 도 12의 실제 변속비 특성(Ratio)에 나타낸 바와 같이, 작은 진폭으로 진동하고 있지만 거의 일정하게 유지된다. 그리고, 위상차(θ)는, 도 12의 SEC압 진동과 Ratio 진동의 위상차 특성에 나타낸 바와 같이, 슬립율이 제로에 가까운 시각 t2에서부터의 시간 경과에 따라서, 슬립율이 서서히 높아져 목표값(목표 슬립율)에 수렴하는 특성을 나타낸다. 그리고, 세컨더리 유압은, 도 12의 SEC 유압 특성에 나타낸 바와 같이, 안전율을 가진 시각 t2에서부터의 시간 경과에 따라서 화살표 G로 나타내는 바와 같이 저하되고, 최종적으로 설계상의 최저압에 유압 진폭을 가한 것이 되어, 실제 최저압에 대해서는 여유가 있는 유압 레벨에 수렴하는 특성을 나타낸다. 또한, 벨트 슬립 제어가 길게 계속되는 경우에는, 위상차(θ)의 목표값(슬립율의 목표값)을 유지하도록, 설계상의 최저압+유압 진폭 영역에서의 실제 세컨더리 유압을 유지하게 된다.

이와 같이, 벨트 슬립 제어에 의해 세컨더리 유압을 저감함으로써, 벨트(44)에 작용하는 벨트 마찰이 저하하고, 이 벨트 마찰의 저하분만큼 벨트식 무단 변속 기구(4)를 구동하는 구동 부하가 낮게 억제된다. 그 결과, BSC 허가 판정에 의한 벨트 슬립 제어중, 주행 성능에 영향을 주지 않고 엔진(1)의 실용 연비의 향상을 도모할 수 있다.

[BSC로부터 통상 제어로의 복귀 제어에서의 토크 리미트 작용]

도 6의 스텝 S32에서는, BSC 허가 판정으로부터 BSC 계속 판정이 유지되어 있는 벨트 슬립 제어중, 도 7의 스텝 S321에서, "벨트 슬립 제어로부터의 토크 리미트 요구"를 드라이버 요구 토크로 함으로써, 토크 리미트 처리를 행하도록 하고 있다. 이하, 도 10 및 도 13에 기초하여 통상 제어 복귀시의 토크 리미트 작용을 설명한다.

우선, 엔진 컨트롤 유닛(88)은, 제어상의 엔진 토크 상한으로서 토크 제한량을 갖고 있다. 이에 의해, 엔진(1)의 실제 토크가 상기 토크 제한량을 상회하지 않도록 제한된다.

상기 토크 제한량은 다양한 요구로부터 결정된다. 예를 들어, 벨트식 무단 변속 기구(4)로부터의 요구로서, 통상 제어중[도 13의 페이즈 (1)]의 벨트식 무단 변속 기구(4)의 입력 토크 상한을 "통상 제어중의 토크 리미트 요구"로 하여, CVT 컨트롤 유닛(8)이 엔진 컨트롤 유닛(88)에 대하여 이 "통상 제어중의 토크 리미트 요구"를 송신한다. 엔진 컨트롤 유닛(88)은, 이와 같이 하여 다양한 컨트롤러로부터 요구되는 복수의 "토크 리미트 요구" 중 최소인 것을 토크 제한량으로서 선택하게 된다.

즉, 통상 제어의 페이즈 (1)로부터 시각 t5에서 벨트 슬립 제어에 들어가면, 도 13의 토크 제한량 특성에 나타낸 바와 같이, 페이즈 (2)에서는, "BSC로부터의 토크 리미트 요구"가 엔진 컨트롤 유닛(88)에 송신된다.

단, BSC 중[도 13의 페이즈 (2)]의 "BSC로부터의 토크 리미트 요구"는, 도 10의 토크 리미트를 위한 사전 준비이며, BSC 중[도 13의 페이즈 (2)]에서는, 사실상 토크 제한으로서는 기능하지 않는다.

그리고, 시각 t6에서 BSC 계속 중지가 되어, 통상 제어에 대한 복귀 제어에 들어가면, 시각 t6에서는, 드라이버 요구 토크>BSC로부터의 토크 리미트 요구이며, 또한, 산출 토크 용량≤BSC로부터의 토크 리미트 요구이기 때문에, 도 10의 흐름도에서, 스텝 S521→스텝 S522→스텝 S524→복귀로 진행하는 흐름이 반복되고, 스텝 S524에서는, BSC로부터의 토크 리미트 요구(전회 값)가 유지된다.

그 후, 드라이버 요구 토크>BSC로부터의 토크 리미트 요구인데, 산출 토크 용량>BSC로부터의 토크 리미트 요구로 되는 시각 t7부터는, 도 10의 흐름도에서, 스텝 S521→스텝 S522→스텝 S523→복귀로 진행하는 흐름이 반복되고, 스텝 S523에서는, BSC로부터의 토크 리미트 요구가 (전회 값+ΔT)가 되어, 서서히 BSC로부터의 토크 리미트 요구가 상승하는 특성이 되고, 실제 토크도 이 상승 구배에 따라 서서히 상승한다.

그 후, 시각 t7에서부터 "BSC로부터의 토크 리미트 요구"가 상승함으로써, 드라이버 요구 토크≤BSC로부터의 토크 리미트 요구로 되는 시각 t8에서는, 산출 토크 용량>BSC로부터의 토크 리미트 요구이기 때문에, 도 10의 흐름도에서, 스텝 S521→스텝 S525→스텝 S527→종료로 진행하고, 스텝 S527에서는, BSC로부터의 토크 리미트가 해제된다.

또한 본 예에서는, 스텝 S526은 통과하지 않지만, 스텝 S526을 통과하는 것은, 액셀러레이터 스텝핑이나 액셀러레이터 복귀(발 떼기)의 액셀러레이터 조작이 단시간에 실시되는 경우다. 즉, 액셀러레이터 스텝핑에 의해 벨트 슬립 제어가 해제되고, 복귀 제어에 들어가는 순간 액셀러레이터 발 떼기 조작이 행해질 때, 스텝 S526을 통과하게 된다.

즉, 벨트 슬립 제어에서는, 허용 미끄럼 범위 내에서 적극적으로 벨트를 미끄러지게 하는 제어가 행해지기 때문에, 벨트 클램프력이 통상 제어시에 비해 저하되어 있는 상태다. 상기 벨트 슬립 제어로부터 통상 제어로 복귀할 때, 벨트식 무단 변속 기구(4)에 대한 입력 토크가 증가 방향으로 변화하면, 입력 토크가 벨트 클램프력을 상회하여, 과대한 벨트 미끄럼이 발생할 우려가 있다.

이에 대해, 벨트 슬립 제어로부터 통상 제어로 복귀하는 과도기에, 도 13의 시각 t6에서부터 시각 t7까지의 동안에, 벨트 슬립 제어 종료시의 실제 토크를 유지하도록, 증가 방향으로 변화하는 입력 토크 변화 속도를 제한하여 입력 토크의 상승을 억제함으로써, 벨트 슬립 제어의 종료 시점의 벨트 클램프력이 통상 제어시의 레벨까지 회복되는 동안에, 벨트식 무단 변속 기구(4)에 대한 입력 토크가 벨트 클램프력에 대해 과대해지는 것이 억제된다.

따라서, 벨트 슬립 제어로부터 통상 제어로의 복귀시, 벨트식 무단 변속 기구(4)에 대한 입력 토크의 변화 속도를 제한하는 토크 리미트 제어를 행하기 때문에, 벨트식 무단 변속 기구(4)에 대한 입력 토크가 벨트 클램프력에 대해 과대해지는 것이 억제되어, 벨트(44)의 미끄럼 발생을 방지할 수 있다.

특히, 제1 실시예에서는, 벨트 슬립 제어 종료 시점의 벨트식 무단 변속 기구(4)에 대한 입력 토크를 유지하는 토크 리미트 제어를 행하기 때문에, 간단한 토크 리미트 제어로 하면서, 벨트식 무단 변속 기구(4)에 대한 입력 토크가 벨트 클램프력에 대해 과대해지는 것을 확실하게 억제할 수 있다.

[BSC로부터 통상 제어로의 복귀 제어에서의 프라이머리 회전 상승률 리미트 작용]

벨트 슬립 제어로부터 통상 제어로의 복귀 제어시에, 상기와 같이 토크 리미트 제어를 행하여, 벨트식 무단 변속 기구(4)에 대한 입력 토크의 변화 속도를 억제한 상태에서 변속비를 통상의 변속 속도로 변화시키면, 회전 이너셔 변화에 기초하는 입력 토크의 저하가 현저하게 나타나기 때문에, 드라이버에게 불필요한 감속감(감속 충격)을 주게 된다. 이 때문에, 벨트식 무단 변속 기구(4)에 대한 입력 토크의 변화 속도 제한에 수반하여 변속비의 변화 속도를 제한하도록 하고 있다.

즉, BSC 계속 중지가 되어 통상 제어로의 복귀 제어에 들어가면, 도 11에 도시하는 흐름도에서, 스텝 S541→스텝 S542→스텝 S543→스텝 S544→스텝 S545로 진행하는 흐름이 변속 종료까지 반복된다. 즉, 스텝 S541에서는, 엔진 토크에 의해 목표 이너셔 토크가 산출된다. 다음 스텝 S542에서는, 목표 이너셔 토크에 의해 목표 프라이머리 회전 변화율이 산출된다. 그리고, 경감해야 할 이너셔 토크를 설정하고, 이 제한이 있는 목표 이너셔 토크에 기초하여, 스텝 S543에서는, 제한이 없는 목표 프라이머리 회전수의 변화율(구배)을 초과하지 않는 제한 목표 프라이머리 회전수가 산출된다. 그리고, 스텝 S544에서는, 제한 목표 프라이머리 회전수에 기초하여 변속 제어가 행해진다. 이와 같이, 제한 목표 프라이머리 회전수에 기초하는 변속 제어가 행해짐으로써, 최종적으로 생성되는 목표 변속비를 비교하면, 제한이 없는 목표 변속비 특성에 비해, 제어가 있는 목표 변속비 특성은 목표 변속비의 변화 구배가 완만하게 되어 있다.

제1 실시예에서 채용한 토크 지연 및 프라이머리 회전 상승률 리미터에 의한 복귀 제어 작용을, 도 14에 도시하는 타임차트에 기초하여 설명한다.

우선, 엔진 토크 특성에 대해서 설명한다. BSC 종료에서부터 통상 복귀까지의 영역에서의 엔진 토크 특성은, 드라이버 요구 토크가 단계적인 상승 특성을 나타내며, 토크 리미트 제어를 행하지 않는 통상시의 실제 토크 응답에 의한 엔진 토크 특성은, BSC 종료 직후부터 토크가 상승하는 특성을 나타낸다. 이에 대해, 제1 실시예에서의 엔진 토크 특성은, BSC에 의한 토크 다운 후의 실제 토크 응답에 나타낸 바와 같이, BSC 종료 시점에서부터 잠시 동안은 토크를 유지하고, 그 후 토크가 지연되어 상승하는 특성을 나타낸다.

다음으로, 목표 변속비 특성과 이너셔 토크 특성에 대해서 설명한다. BSC 종료에서부터 통상 복귀까지의 영역에서의 목표 프라이머리 회전수 특성은, 도달 목표 특성이 BSC 종료 시점에서 스텝 특성에 의해 주어지고, 프라이머리 회전 상승률의 리미트 제어를 행하지 않는 통상시의 목표 프라이머리 회전수 특성은, BSC 종료 직후부터 큰 구배로 목표 프라이머리 회전수가 상승하는 특성을 나타낸다. 이에 대해, 제1 실시예에 의한 목표 프라이머리 회전수 특성은, 통상시보다 완만한 구배로 목표 프라이머리 회전수가 서서히 상승하는 특성을 나타낸다. 그리고, 통상시의 이너셔 토크 특성은, BSC 종료 시점에서부터 급격하게 저하하는 데 반해, 제1 실시예의 이너셔 토크 특성은, BSC 종료 시점에서부터 통상 복귀 시점까지의 동안에 완만하게 저하한다.

마지막으로, 드라이브 샤프트 토크 특성과 이너셔 토크 특성에 대해서 설명한다. 토크 지연과 프라이머리 회전수 상승률 리미트 제어를 함께 행하지 않을 때(통상시)의 드라이브 샤프트 토크 특성은, 도 14의 E 특성에 나타낸 바와 같이, 이너셔 토크의 피크는 크지만 엔진 토크의 응답도 빠르기 때문에, 변속 개시 후, 변속 개시 전보다 다소 토크는 감소하고, 그 후 토크가 증대한다는 특성이 된다. 이러한 드라이브 샤프트 토크 특성으로 되면, 변속에 의한 충격은 발생하지 않는다.

토크 지연은 행하지만 프라이머리 회전 상승률 리미트 제어를 행하지 않을 때의 드라이브 샤프트 토크 특성은, 도 14의 D 특성에 나타낸 바와 같이, 통상시와 다르지 않은 이너셔 토크 특성인 상태에서, 토크 지연에 의한 엔진 토크 입력 지연이 발생함으로써, 변속 개시 후, 변속 개시 전보다 현저하게 토크가 감소하고, 그 후 토크가 증대한다는 낙차(d)를 갖는 특성이 된다. 이러한 드라이브 샤프트 토크 변화가 발생하면, 드라이버는 충격을 느켜 운전성·쾌적성의 악화로 이어진다.

이에 대해, 토크 지연과 프라이머리 회전 상승률 리미트 제어를 함께 행하는 제1 실시예의 드라이브 샤프트 토크 특성은, 도 14의 F 특성에 나타낸 바와 같이, 토크 지연에 의해 엔진 토크 입력이 지연되어도, 프라이머리 회전 상승률 리미트 제어에 의해 이너셔 토크의 피크를 저감할 수 있기 때문에, 변속 개시 후, 변속 개시 전보다 다소 토크가 감소하고, 그 후 토크가 증대한다는 특성이 된다. 즉, 토크 지연과 프라이머리 회전 상승률 리미트 제어를 동시에 행하면, 충격을 억제할 수 있음을 알 수 있다.

상기와 같이, 벨트 슬립 제어로부터 통상 제어로의 복귀 제어시, 토크 리미트 제어를 행함에 따라 프라이머리 회전의 변화율에 제한을 두는 제어를 행하도록 함으로써, 변속 개시시의 회전 이너셔 변화를 저감하여, 변속 개시 전보다 드라이브 샤프트 토크가 저하하는 것을 억제할 수 있고, 그 결과, 드라이버에게 주어지는 불필요한 충격(감속감)을 방지할 수 있다.

[BSC 중의 세컨더리 유압의 가진 진폭 설정 작용]

제1 실시예에서의 벨트 슬립 제어중에 있어서의 세컨더리 유압의 가진 진폭은, 벨트 슬립 제어가 허가되는 변속비 영역이 한정된 좁은 영역이기 때문에, 제어 허가 변속비 영역에서 연비 성능의 향상과, 벨트 슬립 제어에 의한 차량 진동 발생의 억제와, 벨트 슬립율 검지성의 확보를 모두 달성할 수 있는 최적의 값을 미리 설정하여, 시스템에 대해 고정 값으로 부여하고 있다. 이하, 세컨더리 유압의 가진 진폭의 값을, 어떤 사고 방식에 기초하여 설정했는지에 대해 설명한다.

우선, 통상 제어시에 세컨더리 유압을 제어함에 있어서, 안전율(K)과 저감 가능 최저압을 고려해서 유압 제어가 행해진다. 안전율(K)은, 벨트(44)에 가해지는 벨트 클램프력의 벨트 미끄럼(=벨트 슬립)에 대한 지표로서 사용되고 있고, 예를 들어,

K={(Pout+β·V²)Sout+W}/{Tcosα/(D·μ)} …(1)

여기서,

Pout: 세컨더리 유압

β: 세컨더리 유압실(46)의 원심 유압 계수

V: 차속

Sout: 세컨더리 유압실(46)의 수압 면적

W: 세컨더리 유압실(46)의 스프링 하중

T: 전달 토크

α: 프라이머리 풀리(42)와 세컨더리 풀리(43)의 시브 각

D: 벨트(44)의 프라이머리 풀리(42)측의 권취 직경

μ: 세컨더리 풀리(43)와 벨트(44)의 사이의 마찰 계수

라는 공지의 식에 의해 산출된다.

상기 안전율(K)가 K=1.0을 하회하면, 세컨더리 풀리(43)와 벨트(44)의 사이에 미끄럼이 발생해버린다. 한편, 안전율(K)이 K=1.0보다 커질수록 벨트(44)에 작용하는 클램프력이 과대해져, 벨트(44)의 내구성이 저하하여 벨트 마찰이 증대한다. 따라서, 일반적으로는 벨트(44)가 갖는 공차에 의해 그 마찰 계수(μ)에 편차는 있지만, 안전율(K)로는, 예를 들어 K=1.2 내지 1.5의 범위에 수습되도록 설정되게 된다. 또한, 저감 가능 최저압은, 각 차량이 구비하는 유압 제어계의 제원에 기초해서 설정된다.

통상 제어시의 지시 세컨더리 유압은, 도 15에 도시한 바와 같이, 저감 가능 최저압을 상회하는 것이 조건으로, 일반적으로 안전율(K)을 1.3이라고 가정해서 산출된 것이며, 안전율(K)을 1.3으로 하기 위해 필요한 유압이다.

벨트 슬립 제어는, 상기와 같이 안전율(K)을 어림잡아서 벨트 미끄럼이 없는 클램프력을 얻는 유압으로 되어 있는 세컨더리 유압을 저감하고, 세컨더리 유압 저감분에 상당하는 벨트 마찰을 저하하며, 그 결과 연비의 향상을 도모하고 있다. 따라서, 도 15에 도시한 바와 같이, 세컨더리 유압에 중첩하는 가진 진폭을 크게 하면, 풀리 유압의 평균값이 높아져 충분히 유압을 내릴 수 없어 연비 효과대가 감소한다. 또한, 벨트 슬립 제어에 의한 차량 진동이 발생할 가능성이 있다. 그러나, 세컨더리 유압에 중첩하는 가진 진폭을 작게 하면, 풀리 유압의 평균값이 낮아져 충분히 유압을 내릴 수 있어 연비 효과대가 증대한다. 즉, 도 15에 도시하는 특성은, 세컨더리 유압에 중첩하는 가진 진폭은, 가능한 한 작은 값으로 설정하는 것이 벨트 슬립 제어에 의한 연비 효과대가 큰 것을 나타내고 있다.

다음으로, 가진 진폭을, 변속비를 고려하지 않고 일정값에 의해 부여하는 경우를 생각한다.

제1 실시예과 같이, 세컨더리 유압을 가진하고, 실제 세컨더리 유압과 실제 변속비에 포함되는 진동 성분의 위상차를 감시함으로써 추정되는 벨트 슬립 상태에 기초하여 벨트 슬립 제어를 행하는 것으로 한다. 이 경우, 가진 진폭이 작은 값이면, 실제 세컨더리 유압에는 진동 성분이 포함되지만, 벨트의 풀리 접촉 직경을 변화시키는 데에까지 이르지 않을 경우, 회전수비의 계산에 의해 구해지는 실제 변속비로부터 진동 성분을 추출할 수 없는 상태가 된다. 그리고, 벨트 슬립 상태 검지성을 확보할 수 없으면, 벨트 슬립 제어 자체가 성립하지 않기 때문에, 실제 변속비로부터 진동 성분을 추출 가능할 정도의 큰 값에 의한 가진 진폭으로 설정할 필요가 있다. 따라서, 전체 변속비 영역에서 실제 변속비로부터 진동 성분을 추출할 수 있을 정도의 큰 값으로 가진 진폭을 설정하면, 세컨더리 유압의 저감대가 제약을 받게 되어(도 15 참조), 벨트 슬립 제어가 지향하는 충분한 연비 향상을 달성할 수 없다.

이에 대해, 제1 실시예에서는, 벨트 슬립 제어에서 세컨더리 유압을 가진함에 있어서, 세컨더리 유압의 가진 진폭을, 변속비가 고 변속비측일수록 작은 값으로 설정하도록 했다. 따라서, 벨트 슬립 제어가 행해지는 변속비에 대응하는 가진 진폭의 가변 설정에 의해, 연비 효과의 향상과, 벨트 슬립 제어에 의한 차량 진동 발생의 억제와, 벨트 슬립율 검지성의 확보를 모두 달성할 수 있다. 이하, 그 이유를 설명한다.

우선, 본 발명자들은 변속비의 고저 변화에 주목했다. 이 경우, 동일한 세컨더리 유압에 대한 가진 진폭에 대하여, 변속비가 고 변속비측일수록 프라이머리 추력의 감도가 높은, 바꾸어 말하면, 변속비 변동의 감도가 높아서 변속비 진동이 발생하기 쉬운 것을 알았다.

즉, 도 16은, 변속비에 대한 프라이머리 추력의 변화와 변속비에 대한 세컨더리 추력의 변화를 도시하는 특성도이며, 변속비에 대한 프라이머리 추력 특성에 대해서는, 프라이머리 풀리(42)가 변속을 담당하기 때문에, 벨트 접촉 직경이 작은 로우 변속비측에서 프라이머리 추력이 작고, 벨트 접촉 직경이 큰 하이 변속비측에서 프라이머리 추력이 커진다. 이에 대해, 한편, 변속비에 대한 세컨더리 추력 특성에 대해서는, 세컨더리 풀리(43)가 토크 용량을 담당하기 때문에, 벨트 접촉 직경이 큰 로우 변속비측에서 세컨더리 추력이 크고, 벨트 접촉 직경이 작은 하이 변속비측에서 프라이머리 추력이 작아진다.

그래서, 세컨더리 추력에 대한 프라이머리 추력의 비인 밸런스 추력비(=프라이머리 추력/세컨더리 추력)에 의해 도 16의 특성을 나타내면, 도 17에 도시한 바와 같이, 변속비가 가장 하이일 때에 밸런스 추력비가 가장 높아지고, 변속비가 로우측으로 변속함에 따라서 밸런스 추력비가 저하하여, 변속비가 가장 로우일 때에 밸런스 추력비가 가장 낮아지는 특성을 나타낸다. 이와 같이, 변속비가 가장 하이일 때에 밸런스 추력비가 가장 높아진다는 것은, 동일한 세컨더리 유압에 대한 가진 진폭에 대하여, 변속비가 고 변속비측일수록 프라이머리 추력의 변화가 크고 변속비 변동의 감도가 높은, 즉, 변속비 진동이 발생하기 쉬운 것을 의미한다.

이것은, 변속비가 고 변속비측인 경우, 세컨더리 유압의 가진 진폭을 작은 값으로 설정했다고 해도, 실제 변속비로부터의 진동 성분 추출에 의한 벨트 슬립 상태 검지성을 확보할 수 있음을 의미한다. 그리고, 변속비가 고 변속비측인 경우, 세컨더리 유압의 가진 진폭을 작은 값으로 설정함으로써, 제1 실시예과 같이 엔진 차량에 적용한 경우에는 실용 연비의 향상을 도모할 수 있다. 그리고, 변속비 대응에 의한 가진 진폭의 가변 설정에 따르면, 도 19의 하한 진폭값 특성(L)에 나타낸 바와 같이, 변속비가 저 변속비측으로 될수록 세컨더리 유압의 가진 진폭이 큰 값으로 설정되게 되는데, 벨트 슬립 제어시의 변속비에 대하여 벨트 슬립 상태 검지성의 한계 영역에 도전함으로써 최대 영역의 에너지 절약 효과를 달성할 수 있다.

다음으로, 도 19에 기초하여 벨트 슬립 제어에서의 가진 진폭의 결정 방법을 설명한다.

제1 실시예에서는, 변속비와 저감 가능 최저압과 차량 진동에 기초하여 벨트 슬립 제어에서의 가진 진폭을 결정하고 있다.

우선, 최 로우부터 최 하이까지의 전체 변속비 영역에서 실제 변속비로부터 진동 성분을 추출할 수 있을 정도의 큰 값으로 가진 진폭을 설정하면, 변속비의 진동이 되어 나타난다. 이 변속비의 진동에 대하여 변속기 입력 회전이 변화되어, 전후 가속도(=전후 G)에 의해 차량의 진동으로 작용하여 탑승원의 쾌적성을 악화시킨다. 이로 인해, 도 18에 도시한 바와 같이, 세컨더리 유압의 가진에 기초하는 변속비 진동에 의해 발생하는 차량 진동의 영향이 탑승원에게 미치지 않는 가진 진폭의 한계치를 전후 G의 NG 임계값으로 할 필요가 있다. 동시에, 가진 진폭을 설정함에 있어서는, 저감 가능 최저압을 상회하는 것이 조건으로 되기 때문에, 도 19의 좌측 단부에 도시한 바와 같이, 저감 가능 최저압보다 저압 영역이 되는 영역에 들어가는 큰 가진 진폭의 값으로는 설정할 수 없다. 따라서, 차량 진동에 의해 정해지는 가진 진폭의 값과 저감 가능 최저압으로부터 결정되는 가진 진폭의 값 중 작은 쪽의 값을, 도 19에 도시한 바와 같이 상한 진폭값(MAX)으로 하여, 세컨더리 유압의 가진 진폭을 상한 진폭값(MAX) 이하의 값으로 제한한다. 또한, 제1 실시예에서는, 도 19에 도시한 바와 같이 저감 가능 최저압으로부터 결정되는 가진 진폭의 값이 작기 때문에, 상한 진폭값(MAX)에 의해 벨트 슬립 제어를 적용하는 변속비에, 최 로우 영역이 포함되지 않고 한계 변속비를 갖게 된다. 따라서, 가진 진폭의 최대값인 상한 진폭값(MAX)은, 저감 가능 최저압의 조건을 만족하면서 탑승원의 쾌적성을 유지할 수 있는 값으로 설정된다. 또한, 가진 진폭의 최소값인 하한 진폭값(MIN)은, 도 19에 도시한 바와 같이, 변속비가 최 하이일 때에 실제 변속비로부터 진동 성분을 추출할 수 있을 정도의 작은 값으로 설정된다.

그리고, 상한 진폭값(MAX)과 한계 변속비의 교점(PMAX)과 하한 진폭값(MIN)과 최 하이 변속비의 교점(PMIN)을 연결하는 선이며, 세컨더리 유압의 가진에 기초하는 진동 성분이 실제 변속비에 포함되는 가진 진폭의 한계치인 동시에, 변속비가 고 변속비측일수록 작아지는 가진 진폭 한계치의 집합이, 도 19의 점 모양 영역에 나타낸 바와 같이, 하한 진폭값 특성(L)이 된다. 따라서, 하한 진폭값 특성(L)과, 상한 진폭값(MAX)에 의한 선과, 최 하이 변속비에 의한 선에 둘러싸이는 영역이, 세컨더리 유압의 가진 진폭 OK 영역이 된다.

그러나, 상기 가진 진폭 OK 영역에는, 특히 고 변속비측에 있어서, 가진 진폭이 필요 이상으로 큰 값이 되는 부분이 포함되게 된다. 따라서, 하한 진폭값 특성(L)에 진폭 여유분을 덧붙인 특성을 상한 진폭값 특성(H)으로 하고, 세컨더리 유압의 가진 진폭의 허용 영역을, 도 19의 점 모양+해칭 영역에 나타낸 바와 같이, 하한 진폭값 특성(L)과 상한 진폭값 특성(H)과 최 하이 변속비에 의한 선과 상한 진폭값(MAX)에 의한 선에 둘러싸이는 영역으로 설정했다.

따라서, 벨트 슬립 제어에서의 가진 진폭을 설정함에 있어서, 도 19에 도시하는 세컨더리 유압의 가진 진폭 허용 영역의 범위 내의 값 중, 벨트 슬립 제어가 적용되는 변속비 영역에 따른 값으로 설정되게 된다. 이로 인해, 한계 변속비로부터 최 하이 변속비의 사이의 변속 영역에 있어서, 연비 효과와, 벨트 슬립 제어에 의한 차량 진동 발생의 억제와, 벨트 슬립 상태 검지성의 확보를 모두 달성하는 적절한 가진 진폭의 값으로 설정할 수 있다.

다음으로, 효과를 설명한다.

제1 실시예의 벨트식 무단 변속 기구(4)의 제어 장치와 제어 방법에 있어서는, 하기에 열거하는 효과를 얻을 수 있다.

(1) 구동원[엔진(1)]으로부터 입력하는 프라이머리 풀리(42)와, 구동륜(6, 6)에 출력하는 세컨더리 풀리(43)와, 상기 프라이머리 풀리(42)와 상기 세컨더리 풀리(43)에 걸친 벨트(44)를 갖고, 상기 프라이머리 풀리(42)에 대한 프라이머리 유압과 상기 세컨더리 풀리(43)에 대한 세컨더리 유압을 제어함으로써, 상기 벨트(44)의 풀리 권취 직경의 비에 의한 변속비를 제어하는 벨트식 무단 변속 기구(4)의 제어 장치에 있어서, 상기 세컨더리 유압을 가진하여, 실제 세컨더리 유압에 포함되는 진동 성분과 실제 변속비에 포함되는 진동 성분의 위상차(θ)를 감시 함으로써 벨트 슬립 상태를 추정하고, 이 추정에 기초해서 소정의 벨트 슬립 상태를 유지하도록 상기 실제 세컨더리 유압을 저감시키는 제어를 행하는 벨트 슬립 제어 수단(도 8)과, 상기 벨트 슬립 제어에서 세컨더리 유압을 가진함에 있어서, 상기 세컨더리 유압의 가진 진폭을, 고 변속비일 때는 저 변속비일 때에 비해 작게 설정하는 가진 진폭 설정 수단[정현파 가진기(93a)]을 구비했다.

이로 인해, 벨트 슬립 제어가 행해지는 변속비에 대응하는 가진 진폭의 설정에 의해, 에너지 절약 효과(실용 연비 효과)의 향상과, 벨트 슬립 제어에 의한 차량 진동 발생의 억제와, 벨트 슬립 상태 검지성의 확보를 모두 달성하는 벨트식 무단 변속 기구(4)의 제어 장치를 제공할 수 있다.

(2) 상기 가진 진폭 설정 수단[정현파 가진기(93a)]은, 벨트 슬립 제어에서 세컨더리 유압을 가진함에 있어서, 상기 세컨더리 유압의 가진 진폭을, 변속비가 저 변속비로부터 고 변속비를 향할수록 작은 값으로 설정한다.

이로 인해, 벨트 슬립 제어가 행해지는 변속비의 변화에 섬세하게 대응하여 적절한 가진 진폭으로 설정할 수 있다.

(3) 상기 가진 진폭 설정 수단[정현파 가진기(93a)]은, 세컨더리 유압의 가진에 기초하는 진동 성분이 실제 변속비에 포함되는 가진 진폭의 한계치인 동시에, 상기 변속비가 고 변속비측일수록 작아지는 가진 진폭 한계치의 집합을 하한 진폭값 특성(L)으로 했을 때, 상기 세컨더리 유압의 가진 진폭을 상기 하한 진폭값 특성(L) 이상의 값으로 설정한다.

이로 인해, 벨트 슬립 제어중, 벨트 슬립 상태 검지성을 확실하게 보증하면서 에너지 절약 효과(실용 연비 효과)의 향상을 달성할 수 있다.

(4) 상기 가진 진폭 설정 수단[정현파 가진기(93a)]은, 세컨더리 유압의 가진에 기초하는 변속비 진동에 의해 발생하는 차량 진동의 영향이 탑승원에게 미치지 않는 가진 진폭의 한계치를 상한 진폭값(MAX)으로 했을 때, 상기 세컨더리 유압의 가진 진폭을 상기 상한 진폭값(MAX) 이하의 값으로 설정했다.

이로 인해, 벨트 슬립 제어중, 위화감을 부여하는 차량 진동을 방지하여 탑승원의 쾌적성을 확보할 수 있다.

(5) 상기 가진 진폭 설정 수단[정현파 가진기(93a)]은, 상기 하한 진폭값 특성(L)에 진폭 여유분을 덧붙인 특성을 상한 진폭값 특성(H)으로 하고, 상기 세컨더리 유압의 가진 진폭을, 상기 하한 진폭값 특성(L)과 상기 상한 진폭값 특성(H)과 최고 변속비(최 하이 변속비)에 의한 선과 상기 상한 진폭값(MAX)에 의한 선에 둘러싸이는 영역의 범위 내의 값 중, 변속비에 따른 값으로 설정했다.

이로 인해, 벨트 슬립 제어가 행해지는 변속비에 대응하는 가진 진폭의 설정에 의해, 에너지 절약 효과(실용 연비 효과)의 향상과, 벨트 슬립 상태 검지성의 확보와, 탑승원의 쾌적성을 유지하는 차량 진동 방지를 모두 달성할 수 있다.

(6) 프라이머리 풀리(42) 및 세컨더리 풀리(43)와 벨트(44)의 사이의 벨트 슬립 상태를 유압으로 제어하는 벨트 슬립 제어를 행하는 벨트식 무단 변속 기구(4)의 제어 방법에 있어서, 상기 벨트 슬립 제어는, 상기 유압을 가진하여, 실제 유압에 포함되는 진동 성분과 실제 변속비에 포함되는 진동 성분의 승산값에 기초해서 상기 유압을 제어하고, 상기 벨트 슬립 제어는, 상기 유압을 가진함에 있어서, 상기 유압의 가진 진폭을 고 변속비일 때는 저 변속비일 때에 비해 작게 설정한다.

이로 인해, 벨트 슬립 제어가 행해지는 변속비에 대응하는 가진 진폭의 설정에 의해, 에너지 절약 효과(실용 연비 효과)의 향상과, 벨트 슬립 제어에 의한 차량 진동 발생의 억제와, 벨트 슬립 상태 검지성의 확보를 모두 달성하는 벨트식 무단 변속 기구(4)의 제어 방법을 제공할 수 있다.

(7) 상기 벨트 슬립 제어는, 상기 승산값에 기초해서 산출되는 위상차를 감시함으로써 벨트 슬립 상태를 추정하고, 그 추정에 기초하여 소정의 벨트 슬립 상태를 유지하도록 상기 유압을 제어한다.

이로 인해, 벨트 슬립 상태와 상관 관계에 있는 위상차의 감시에 의해 벨트 슬립 상태의 변화를 적확하게 파악할 수 있는 것으로, 벨트 슬립 제어중, 소정의 벨트 슬립 상태를 안정적으로 유지할 수 있다. 그 결과, 벨트 마찰의 저하 상태가 안정적으로 유지되는 벨트 슬립 제어에 의해, 목적으로 하는 에너지 절약 효과(실용 연비 효과)를 실현할 수 있다.

<제2 실시예>

제2 실시예는, 변속비에 따른 가진 진폭 맵을 작성하여, 벨트 슬립 제어중, 변속비의 변화에 추종해서 가진 진폭을 설정하는 예다.

우선, 구성을 설명한다.

도 20은, 제2 실시예의 CVT 컨트롤 유닛(8)에서 실행되는 벨트 슬립 제어 처리 중 세컨더리 유압의 가진·보정 처리를 도시하는 흐름도다. 도 21은, 제2 실시예에서의 세컨더리 유압의 가진 처리에서 가진 진폭을 설정할 때에 참조되는 가진 진폭 맵의 일례를 나타내는 도다. 이하, 도 20의 각 스텝에 대해서 설명한다. 또한, 스텝 S431 내지 스텝 S439의 각 스텝은, 도 8의 스텝 S331 내지 스텝 S339의 각 스텝에 대응하므로, 설명을 생략한다.

스텝 S440에서는, 변속 제어부에서 연산되어, 변속 제어에 사용되는 지령 변속비를 판독하고, 스텝 S441로 진행한다.

스텝 S441에서는, 스텝 S440에서의 지령 변속비의 판독에 이어, 변속비 정보와 가진 진폭 맵(도 21 참조)에 기초하여, 변속비의 변화에 추종해서 가진 진폭을 설정하고, 스텝 S431로 진행한다.

여기서 가진 진폭 맵은, 도 21에 도시한 바와 같이, 변속비가 고 변속비측일수록 작은 가진 진폭이라는 관계를 갖는 실선 특성[도 19에 도시하는 상한 진폭값 특성(H)에 상당]과, 변속비가 고 변속비측일수록 작은 가진 진폭이라는 관계를 갖는 1점 쇄선 특성[도 19에 도시하는 하한 진폭값 특성(L)에 상당]이라는 2개의 특성을 설정하고 있다. 그리고, 벨트 슬립 제어의 개시시에는 실선 특성을 선택하고 있다.

스텝 S442에서는, 스텝 S439에서의 지령 세컨더리 유압의 산출에 이어, 벨트 슬립 제어에 의한 세컨더리 유압의 저감 보정에 의해, 가진된 실제 세컨더리 유압의 최저압이 저감 가능 최저압 미만으로 되었는지의 여부를 판단하여, "예"(실제 세컨더리 유압<저감 가능 최저압)인 경우에는 스텝 S443으로 진행하고, "아니오"(실제 세컨더리 유압≥저감 가능 최저압)인 경우에는 종료에 진행한다.

스텝 S443에서는, 스텝 S442에서의 실제 세컨더리 유압<저감 가능 최저압이라는 판단에 이어, 가진 진폭 맵에서 현재 선택되어 있는 특성이 실선 특성인지의 여부를 판단하고, "예"(실선 특성 선택)인 경우에는 스텝 S444로 진행하고, "아니오"(1점 쇄선 특성 선택)인 경우에는 종료로 진행한다.

스텝 S444에서는, 스텝 S443에서의 실선 특성 선택이라는 판단에 이어, 가진 진폭 맵에서의 선택 특성을 실선 특성에서 1점 쇄선 특성으로 변경하고, 종료로 진행한다.

또한, 도 1 내지 도 11 중, 도 8을 제외한 다른 구성은 제1 실시예와 마찬가지이므로, 도시 및 설명을 생략한다.

다음으로, 작용을 설명한다.

제2 실시예에서는, 변속비에 따른 가진 진폭 맵(도 21)을 작성하여, 벨트 슬립 제어중에 있어서 가진 진폭 맵을 참조하면서 가진 진폭을 설정하도록 하고 있다. 이하, 도 20 및 도 21에 기초하여, 벨트 슬립 제어중의 가진 진폭 설정 작용을 설명한다.

[벨트 슬립 제어중의 가진 진폭 설정 작용]

벨트 슬립 제어의 개시시이며, 위상차(θ)가 소정값 1 미만이라는 조건이 성립하고 있을 때는, 도 20의 흐름도에서 스텝 S440→스텝 S441→스텝 S431→스텝 S432→스텝 S433→스텝 S434→스텝 S435→스텝 S439→스텝 S442→종료로 진행하는 흐름이 반복된다. 즉, 벨트 슬립 제어가 개시시의 지령 변속비, 혹은 개시 후에 변화되는 지령 변속비와 도 21의 가진 진폭 맵의 실선 특성에 의해 가진 진폭이 설정되고, 이 흐름을 반복할 때마다 지령 세컨더리 유압이 -ΔPsec의 보정을 받아 저하한다.

그리고, 지령 세컨더리 유압의 감소 보정을 반복함으로써, 실제 세컨더리 유압이 저감 가능 최저압 미만이 되면, 도 20의 스텝 S439로부터, 스텝 S442→스텝 S443→스텝 S444→종료로 진행하여, 가진 진폭을 설정하는 특성이, 그때까지의 실선 특성에서 1점 쇄선 특성으로 변경되고, 다음 제어 기동시부터 벨트 슬립 제어가 종료할 때까지는, 그때의 지령 변속비와 도 21의 가진 진폭 맵의 1점 쇄선 특성에 의해 가진 진폭이 설정되게 된다.

그리고, 위상차(θ)가 소정값 1 이상이 되면, 위상차(θ)가 소정값 2로 될 때까지는, 도20의 흐름도에서 스텝 S440→스텝 S441→스텝 S431→스텝 S432→스텝 S433→스텝 S434→스텝 S436→스텝 S437→스텝 S439→스텝 S442→종료로 진행하는 흐름이 되어, 지령 세컨더리 유압이 유지된다. 그리고, 위상차(θ)가 소정값 2 이상이 되면, 도 20의 흐름도에서 스텝 S440→스텝 S441→스텝 S431→스텝 S432→스텝 S433→스텝 S434→스텝 S436→스텝 S438→스텝 S439→스텝 S442→종료로 진행하는 흐름이 되어, 지령 세컨더리 유압이 +ΔPsec의 보정을 받아 상승한다. 즉, 벨트 슬립 제어에서는, 위상차(θ)가 소정값 1 이상부터 소정값 2 미만이라는 범위 내가 되는 슬립율을 유지하는 제어가 행해지게 된다.

또한, 벨트 슬립 제어에서의 가진 진폭은, 가진 진폭 맵의 2개의 특성 중, 어느 특성이 선택되어 있더라도, 지령 변속비의 변화에 추종해서 가진 진폭이 설정된다.

따라서, 벨트 슬립 제어를 허가하는 변속비 영역이 넓을 때, 허가 영역 내에서의 지령 변속비의 변화에 추종해서 가진 진폭이 설정됨으로써, 가진 진폭의 값이 지령 변속비에 대응하는 적절한 값으로 되어, 가진 진폭을 미리 정한 일정값에 의해 부여하는 제1 실시예에 비해 연비 효과의 향상을 더욱 기대할 수 있다.

또한, 벨트 슬립 제어에서의 가진 진폭의 설정은, 제어 개시부터 실제 세컨더리 유압이 저감 가능 최저압을 하회할 때까지는, 가진 진폭 맵의 실선 특성[도 19에 도시하는 상한 진폭값 특성(H)에 상당]이 선택된다. 그리고, 실제 세컨더리 유압이 저감 가능 최저압을 하회하면, 가진 진폭 맵의 1점 쇄선 특성[도 19에 도시하는 하한 진폭값 특성(L)에 상당]이 선택된다. 즉, 동일한 변속비(i)일 때, 도 21에 도시한 바와 같이 상한 진폭값 특성(H)의 선택시에는 가진 진폭이 Wh가 되지만, 하한 진폭값 특성(L)의 선택시에는 가진 진폭이 Wl이 되어, 진폭차(ΔW)만큼 작은 값이 된다.

따라서, 제어 개시부터 실제 세컨더리 유압이 저감 가능 최저압을 하회할 때까지는, 실제 변속비로부터 진동 성분을 추출하는 최소한의 가진 진폭에 대하여 약간 큰 값에 의한 가진 진폭의 설정으로 되어, 제어 개시 영역에서 확실한 벨트 슬립 상태 검지성 요구에 부응할 수 있다. 그리고, 실제 세컨더리 유압이 저감 가능 최저압을 하회하면, 실제 변속비로부터 진동 성분을 추출하는 최소한 레벨에 의한 가진 진폭의 설정으로 되어, 특히 벨트 슬립 제어가 장시간 계속되는 경우에 연비 향상 요구에 부응할 수 있다.

또한, 다른 작용은 제1 실시예와 마찬가지이므로, 설명을 생략한다.

다음으로, 효과를 설명한다.

제2 실시예의 벨트식 무단 변속 기구(4)의 제어 장치에 있어서는, 제1 실시예의 (1) 내지 (7)의 효과 외에도 하기의 효과를 얻을 수 있다.

(8) 상기 가진 진폭 설정 수단(도 20)은, 변속비가 고 변속비측일수록 작은 가진 진폭이라는 관계를 갖는 가진 진폭 맵(도 21)을 설정하고, 상기 벨트 슬립 제어 수단(도 20)은, 벨트 슬립 제어중, 변속비 정보와 상기 가진 진폭 맵에 기초하여 변속비의 변화에 추종해서 가진 진폭을 설정한다.

이로 인해, 가진 진폭의 값이 지령 변속비에 대응하는 적절한 값으로 되어, 에너지 절약 효과(연비 효과)를 제1 실시예보다 향상시킬 수 있다.

(9) 상기 가진 진폭 설정 수단(도 20)은, 상기 가진 진폭 맵(도 21)을, 상기 하한 진폭값 특성(L)에 진폭 여유분을 덧붙인 상한 진폭값 특성(H)으로 설정하고, 상기 벨트 슬립 제어 수단(도 20)은, 벨트 슬립 제어중, 실제 세컨더리 유압을 저감시키는 제어를 행함으로써, 설정된 가진 진폭에 의해 진동하는 실제 세컨더리 유압이 유압 제어계에서의 저감 가능 최저압을 하회할 때, 설정되어 있는 가진 진폭을 그때의 변속비에서의 하한 진폭값을 한계로 하여 작은 값으로 변경한다.

이로 인해, 벨트 슬립 제어중, 제어 개시 영역에서 확실한 벨트 슬립 상태 검지성 요구에 부응할 수 있는 동시에, 제어 계속 영역에서 에너지 절약 효과 향상 요구(연비 향상 요구)에 부응할 수 있다.

이상, 본 발명의 벨트식 무단 변속기의 제어 장치와 제어 방법을 제1 실시예 및 제2 실시예에 기초해서 설명했지만, 구체적인 구성에 대해서는, 이들 실시예에 한정되는 것이 아니며, 청구의 범위의 각 청구항에 관한 발명의 요지를 일탈하지 않는 한, 설계의 변경이나 추가 등은 허용된다.

제1, 2 실시예에서는, 변속비가 고 변속비를 향할수록 서서히 가진 진폭을 작게 설정하는 예를 나타냈지만, 벨트 슬립 제어를 적용하는 저 변속비에서부터 고 변속비까지의 동안에, 단계적으로 가진 진폭을 작게 설정하는 예로 해도 좋다.

제1 실시예에서는, 변속 유압 컨트롤 유닛(7)으로서, 한쪽 압력 조절 방식으로 스텝 모터 제어에 의한 유압 회로를 갖는 예를 나타냈다. 그러나, 다른 쪽 압력 조절 방식이나 양쪽 압력 조절 방식의 변속 유압 컨트롤 유닛에 대해서도 적용할 수 있다.

제1 실시예에서는, 세컨더리 유압만을 가진하는 예를 나타냈다. 그러나, 예를 들어 직동 제어 방식이면, 세컨더리 유압과 함께 프라이머리 유압을 동 위상에서 동시에 가진하는 예로 해도 좋다. 또한, 라인압을 가진함으로써, 세컨더리 유압과 함께 프라이머리 유압을 동 위상으로 가진하는 예로 해도 좋다.

제1 실시예에서는, 가진하는 수단으로서, 지시 세컨더리 유압에 적절한 진동 성분을 부여하는 예를 나타냈지만, 솔레노이드 전류값에 적절한 진동 성분을 부여하는 예라도 좋다.

제1 실시예에서는, 복귀 제어에서의 토크 리미트 제어로서, 벨트 슬립 제어의 종료 시점에 있어서의 입력 토크를 소정 시간만큼 유지하는 예를 나타냈다. 그러나, 예를 들어 토크 리미트 제어로서, 약간의 토크 상승을 허용하는 예로 해도 좋다.

제1 실시예에서는, 복귀 제어에서의 변속비의 변화 속도의 제한 제어로서, 목표 프라이머리 회전수의 변화율에 제한을 두는 예를 나타냈다. 그러나, 변속비의 변화 속도의 제한 제어로는, 변속시 시정수에 제한을 두는 예, 벨트 슬립 제어의 종료 시점의 변속비를 소정 시간만큼 유지하는 예, 이것들의 방법을 조합하는 예로 해도 좋다.

제2 실시예에서는, 벨트 슬립 제어 수단으로서, 벨트 슬립 제어중, 실제 세컨더리 유압을 저감시키는 제어를 행함으로써, 설정된 가진 진폭에 의해 진동하는 실제 세컨더리 유압이, 유압 제어계에서의 저감 가능 최저압을 하회할 때, 설정되어 있는 가진 진폭을 그때의 변속비에서의 하한 진폭값을 한계로 하여 작은 값으로 변경하는 예를 나타냈다. 그러나, 유압 제어계에서의 저감 가능 최저압 대신에, 벨트에 의한 전달 토크 용량을 사용하여, 전달 토크 용량이 저감 가능 전달 토크 용량을 하회할 때, 설정되어 있는 가진 진폭을 그때의 변속비에서의 하한 진폭값을 한계로 하여 작은 값으로 변경하는 예로 해도 좋다. 또한, 제2 실시예에서는, 작은 값으로 변경할 때, 2단계로 변경하는 예를 나타냈지만, 3단계 이상의 다단계로 변경하거나 무단계로 변경하는 예로 해도 좋다.

제1 실시예에서는, 벨트식 무단 변속기를 탑재한 엔진 차량에 대한 적용 예를 나타냈지만, 벨트식 무단 변속기를 탑재한 하이브리드 차량이나 벨트식 무단 변속기를 탑재한 전기 자동차 등에 대해서도 적용할 수 있다. 즉, 유압 변속 제어를 행하는 벨트식 무단 변속기를 탑재한 차량이면 적용할 수 있다.

1 : 엔진 2 : 토크 컨버터
3 : 전후진 전환 기구 4 : 벨트식 무단 변속 기구
40 : 변속기 입력축 41 : 변속기 출력축
42 : 프라이머리 풀리 43 : 세컨더리 풀리
44 : 벨트 45 : 프라이머리 유압실
46 : 세컨더리 유압실 5 : 종 감속 기구
6, 6 : 구동륜 7 : 변속 유압 컨트롤 유닛
70 : 오일 펌프 71 : 레귤레이터 밸브
72 : 라인압 솔레노이드 73 : 변속 제어 밸브
74 : 감압 밸브 75 : 세컨더리 유압 솔레노이드
76 : 서보 링크 77 : 변속 지령 밸브
78 : 스텝 모터 8 : CVT 컨트롤 유닛
80 : 프라이머리 회전 센서 81 : 세컨더리 회전 센서
82 : 세컨더리 유압 센서 83 : 유온 센서
84 : 인히비터 스위치 85 : 브레이크 스위치
86 : 액셀러레이터 개방도 센서 87 : 기타 센서·스위치류
88 : 엔진 컨트롤 유닛 90 : 기초 유압 계산부
91 : 라인압 제어부 92 : 세컨더리 유압 제어부
93 : 정현파 가진 제어부(가진 진폭 설정 수단)
94 : 세컨더리 유압 보정부

Claims (10)

1. 구동원으로부터 입력하는 프라이머리 풀리와, 구동륜에 출력하는 세컨더리 풀리와, 상기 프라이머리 풀리와 상기 세컨더리 풀리에 걸친 벨트를 갖고,
   상기 프라이머리 풀리에 대한 프라이머리 유압과 상기 세컨더리 풀리에 대한 세컨더리 유압을 제어함으로써, 상기 벨트의 풀리 권취 직경의 비에 의한 변속비를 제어하는 벨트식 무단 변속기의 제어 장치에 있어서,
   상기 세컨더리 유압을 가진하여, 실제 세컨더리 유압에 포함되는 진동 성분과 실제 변속비에 포함되는 진동 성분의 위상차를 감시함으로써 벨트 슬립 상태를 추정하고, 이 추정에 기초하여 소정의 벨트 슬립 상태를 유지하도록 상기 실제 세컨더리 유압을 저감시키는 제어를 행하는 벨트 슬립 제어 수단과,
   상기 벨트 슬립 제어에서 세컨더리 유압을 가진함에 있어서, 상기 세컨더리 유압의 가진 진폭을, 고 변속비일 때는 저 변속비일 때에 비해 작게 설정하는 가진 진폭 설정 수단
   을 구비한 것을 특징으로 하는, 벨트식 무단 변속기의 제어 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 가진 진폭 설정 수단은, 벨트 슬립 제어에서 세컨더리 유압을 가진함에 있어서, 상기 세컨더리 유압의 가진 진폭을, 변속비가 저 변속비로부터 고 변속비를 향할수록 작은 값으로 설정하는 것을 특징으로 하는, 벨트식 무단 변속기의 제어 장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 가진 진폭 설정 수단은, 세컨더리 유압의 가진에 기초하는 진동 성분이 실제 변속비에 포함되는 가진 진폭의 한계치인 동시에, 상기 변속비가 고 변속비측일수록 작아지는 가진 진폭 한계치의 집합을 하한 진폭값 특성으로 했을 때, 상기 세컨더리 유압의 가진 진폭을, 상기 하한 진폭값 특성 이상의 값으로 설정하는 것을 특징으로 하는, 벨트식 무단 변속기의 제어 장치.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 가진 진폭 설정 수단은, 세컨더리 유압의 가진에 기초하는 변속비 진동에 의해 발생하는 차량 진동의 영향이 탑승원에게 미치지 않는 가진 진폭의 한계치를 상한 진폭값이라고 했을 때, 상기 세컨더리 유압의 가진 진폭을, 상기 상한 진폭값 이하의 값으로 설정하는 것을 특징으로 하는 벨트식 무단 변속기의 제어 장치.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 가진 진폭 설정 수단은, 세컨더리 유압의 가진에 기초하는 진동 성분이 실제 변속비에 포함되는 가진 진폭의 한계치 인 동시에, 상기 변속비가 고 변속비측일수록 작아지는 가진 진폭 한계치의 집합을 하한 진폭값 특성으로 하고, 상기 하한 진폭값 특성에 진폭 여유값을 덧붙인 특성을 상한 진폭값 특성으로 하고, 세컨더리 유압의 가진에 기초하는 변속비 진동에 의해 발생하는 차량 진동의 영향이 탑승원에 미치지 않는 가진 진폭의 한계치를 상한 진폭값이라고 했을 때, 상기 세컨더리 유압의 가진 진폭을, 상기 하한 진폭값 특성과 상기 상한 진폭값 특성과 최고 변속비에 의한 선과 상기 상한 진폭값에 의한 선에 둘러싸이는 영역의 범위 내의 값 중, 변속비에 따른 값으로 설정한 것을 특징으로 하는, 벨트식 무단 변속기의 제어 장치.
6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 가진 진폭 설정 수단은, 변속비가 고 변속비측일수록 작은 가진 진폭이라는 관계를 갖는 가진 진폭 맵을 설정하고, 상기 벨트 슬립 제어 수단은, 벨트 슬립 제어중, 변속비 정보와 상기 가진 진폭 맵에 기초하여, 변속비의 변화에 추종해서 가진 진폭을 설정하는 것을 특징으로 하는, 벨트식 무단 변속기의 제어 장치.
7. 제3항에 있어서, 상기 가진 진폭 설정 수단은, 변속비가 고 변속비측 일수록 작은 가진 진폭이라고 하는 관계를 갖는 가진 진폭 맵을 설정하고, 상기 가진 진폭 맵을, 상기 하한 진폭값 특성에 진폭 여유분을 덧붙인 상한 진폭값 특성에 설정하고,
   상기 벨트 슬립 제어 수단은, 벨트 슬립 제어중, 변속비 정보와 상기 가진 진폭 맵에 기초하고, 변속비의 변화에 추종해서 가진 진폭을 설정하고, 실제 세컨더리 유압을 저감시키는 제어를 행함으로써, 설정된 가진 진폭에 의해 진동하는 실제 세컨더리 유압이, 유압 제어계에서의 저감 가능 최저압을 하회할 때, 설정되어 있는 가진 진폭을, 그때의 변속비에 있어서의 하한 진폭값을 한계로 해서 작은 값으로 변경하는 것을 특징으로 하는 벨트식 무단 변속기의 제어 장치.
8. 프라이머리 풀리 및 세컨더리 풀리와 벨트의 사이의 벨트 슬립 상태를 유압으로 제어하는 벨트 슬립 제어를 행하는 벨트식 무단 변속기의 제어 방법에 있어서,
   상기 벨트 슬립 제어는, 상기 유압을 가진하여, 실제 유압에 포함되는 진동 성분과 실제 변속비에 포함되는 진동 성분의 승산값에 기초해서 상기 유압을 제어하고,
   상기 벨트 슬립 제어는, 상기 유압을 가진함에 있어서, 상기 유압의 가진 진폭을, 고 변속비일 때는 저 변속비일 때에 비해 작게 설정하는 것을 특징으로 하는, 벨트식 무단 변속기의 제어 방법.
9. 제8항에 있어서, 상기 벨트 슬립 제어는, 상기 승산값에 기초해서 산출되는 위상차를 감시함으로써 벨트 슬립 상태를 추정하고, 그 추정에 기초하여 소정의 벨트 슬립 상태를 유지하도록 상기 유압을 제어하는 것을 특징으로 하는, 벨트식 무단 변속기의 제어 방법.
10. 프라이머리 풀리 및 세컨더리 풀리와 벨트와의 사이의 벨트 슬립 상태를 유압으로 제어하는 벨트 슬립 제어를 행하는 벨트식 무단 변속기의 제어 방법에 있어서,
    상기 벨트 슬립 제어는, 상기 유압을 가진하고, 실제 유압에 포함되는 진동 성분과 실제 변속비에 포함되는 진동 성분과의 위상차에 기초해 상기 유압을 제어하고,
    상기 벨트 슬립 제어는, 상기 유압을 가진함에 있어서, 상기 유압의 가진 진폭을, 고 변속비일 때는 저 변속비일 때에 비해서 작게 설정하는 것을 특징으로 하는 벨트식 무단 변속기의 제어 방법.

Images