KR101342185B1

KR101342185B1 - 벨트식 무단 변속기의 제어 장치와 제어 방법

Info

Publication number: KR101342185B1
Application number: KR1020117026037A
Authority: KR
Inventors: 가쯔미 도이하라; 요시히사 고다마; 야스아끼 요시까와; 마사히로 니시; 게이스께 고야마; 겐따 나까무라; 기요따까 사와노; 히데마사 가와구찌
Original assignee: 쟈트코 가부시키가이샤; 닛산 지도우샤 가부시키가이샤
Priority date: 2009-04-30
Filing date: 2009-04-30
Publication date: 2013-12-16
Also published as: JP4527805B1; WO2010125668A1; US8843287B2; JPWO2010125668A1; MX2011011417A; EP2426379A4; KR20120022858A; EP2426379A1; RU2483235C1; EP2426379B1; CN102414485B; CN102414485A; US20120108374A1

Abstract

본 발명의 과제는 벨트 슬립 제어 중, 벨트 슬립 상태의 추정 정밀도를 확보하면서, 세컨더리 유압의 제어 안정성의 향상을 도모할 수 있는 벨트식 무단 변속기의 제어 장치와 제어 방법을 제공하는 것이다. 프라이머리 풀리(42)와, 세컨더리 풀리(43)와, 벨트(44)를 갖고, 목표 세컨더리 유압과 실제 세컨더리 유압의 편차 θ에 기초하는 피드백 제어에 의해 지령 세컨더리 유압을 정하고, 세컨더리 풀리(43)에의 세컨더리 유압을 제어하는 세컨더리 유압 제어부(92)를 구비하고 있다. 이 벨트식 무단 변속 기구(4)에 있어서, 실제 세컨더리 유압에 포함되는 진동 성분과 실제 변속비에 포함되는 진동 성분의 위상차 θ를 감시함으로써 벨트 슬립 상태를 추정하고, 이 추정에 기초하여 소정의 벨트 슬립 상태를 유지하도록 실제 세컨더리 유압을 저감시키는 제어를 행하는 벨트 슬립 제어 수단(도 8)을 설치하고, 세컨더리 유압 제어부(92)는, 벨트 슬립 제어 중, 세컨더리 유압의 피드백 제어를 중지하고, 오픈 제어에 의해 세컨더리 유압을 제어한다.

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 장치로서는, 실제 세컨더리 유압을 통상 제어시보다도 저하시켜, 풀리에 걸쳐진 벨트를 소정의 슬립율로 슬립시키는 벨트 슬립 제어를 행할 때에, 실제 세컨더리 유압에 포함되는 진동 성분과, 실제 변속비에 포함되는 진동 성분의 승수에 기초하고, 실제 세컨더리 유압을 제어한다. 이에 의해, 벨트의 슬립율을 직접 검출할 필요가 없어지기 때문에, 벨트 슬립 제어를 용이하게 행할 수 있도록 한 것이 알려져 있다. 또한, 지령 세컨더리 유압에 소정의 정현파를 중첩하고, 즉, 지령 세컨더리 유압을 가진하여, 실제 세컨더리 유압과 실제 변속비를 의도적으로 진동시킴으로써, 벨트 슬립 상태의 추정 정밀도가 향상되는 것도 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 제어 중의 세컨더리 유압 제어 방법에 대해서는 언급하고 있지 않으므로, 이하와 같은 문제가 발생할 우려가 있다.

벨트식 무단 변속기의 세컨더리 풀리에의 세컨더리 유압은, 통상 제어시에서는, 필요한 벨트 클램프력을 얻는 목표 세컨더리 유압과 센서 신호에 의한 실제 세컨더리 유압의 편차에 기초하는 피드백 제어에 의해 지령 세컨더리 유압을 정해서 제어하고 있다. 한편, 벨트 슬립 제어시에서는, 실제 세컨더리 유압에 포함되는 진동 성분을 사용하여 벨트 슬립 상태를 추정하고, 그 정보를 기초로 제어하고 있다. 벨트 슬립 제어 중에 세컨더리 유압의 피드백 제어를 유지하면, 지령 세컨더리 유압에 대하여 실제 세컨더리 유압이 응답하지 않았던 경우, 피드백 제어량을 구하는 편차의 증가, 또한, 지령 세컨더리 유압에 대한 실제 세컨더리 유압의 위상차의 증대를 초래하기 때문에, 세컨더리 유압의 제어 안정성이 손상되어, 경우에 따라서는 세컨더리 유압 제어가 발산하게 될 우려가 있다.

본 발명은, 상기 문제에 착안하여 이루어진 것으로, 벨트 슬립 제어 중, 벨트 슬립 상태의 추정 정밀도를 확보하면서, 세컨더리 유압의 제어 안정성의 향상을 도모할 수 있는 벨트식 무단 변속기의 제어 장치와 제어 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해, 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 세컨더리 풀리에의 지령 세컨더리 유압에 기초하여 벨트 클램프력을 제어한다. 이 벨트식 무단 변속기의 제어 장치에 있어서, 통상 제어와 벨트 슬립 제어를 전환하는 수단과, 세컨더리 유압을 제어하는 수단을 구비하였다.

상기 통상 제어와 벨트 슬립 제어를 전환하는 수단은, 벨트 슬립 제어 허가 조건에 기초하여, 통상 제어시보다도 세컨더리 유압을 저감시키는 벨트 슬립 제어를 허가할지를 판단하고, 상기 통상 제어와 상기 벨트 슬립 제어를 전환한다. 상기 통상 제어시는, 목표 세컨더리 유압과 실제 세컨더리 유압의 편차에 기초하는 피드백 제어에 의해 지령 세컨더리 유압을 정하고, 상기 세컨더리 풀리에의 세컨더리 유압을 제어한다. 상기 벨트 슬립 제어시는, 상기 편차에 기초하는 피드백 제어를 금지하고, 금지한 피드백 제어 대신에, 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 지령 세컨더리 유압을 정하고, 상기 세컨더리 풀리에의 세컨더리 유압을 제어한다.

따라서, 본 발명의 벨트식 무단 변속기의 제어 장치에 있어서는, 벨트 슬립 제어 허가 조건에 기초하여, 통상 제어시보다도 세컨더리 유압을 저감시키는 벨트 슬립 제어를 허가할지의 여부가 판단되고, 통상 제어와 벨트 슬립 제어가 전환된다. 통상 제어시는, 목표 유압과 실제 유압의 편차에 기초하는 피드백 제어에 의해 지령 유압을 정한다. 벨트 슬립 제어시는, 편차에 기초하는 피드백 제어를 금지하고, 금지한 피드백 제어 대신에, 유압을 가진하여, 실제 유압에 포함되는 진동 성분과 실제 변속비에 포함되는 진동 성분의 승산값(위상차)에 기초하여, 피드백 제어에 의한 지령 유압보다도 낮은 값의 지령 유압을 정한다. 이와 같이 벨트 슬립 제어시는, 유압 편차에 기초하는 피드백 제어를 금지함으로써, 실제 세컨더리 유압을 의도적으로 가진해도 세컨더리 유압 제어가 안정되므로, 실제 세컨더리압을 가진하는 것이 가능해지고, 실제 세컨더리 유압에 포함되는 진동 성분과 실제 변속비에 포함되는 진동 성분의 위상차를 감시함으로써 추정하는 벨트 슬립 상태의 추정 정밀도가 향상된다. 또한, 벨트 슬립 제어 중, 실제 세컨더리 유압 정보를 사용한 피드백 제어를 유지하는 경우와 같이, 제어가 불안정해지는 일은 없다.

이 결과, 벨트 슬립 제어 중, 벨트 슬립 상태의 추정 정밀도를 확보하면서, 세컨더리 유압의 제어 안정성의 향상을 도모할 수 있다.

도 1은 제1 실시예의 제어 장치와 제어 방법이 적용된 벨트식 무단 변속기 탑재 차량의 구동계와 제어계를 도시하는 전체 시스템도이다.
도 2는 제1 실시예의 제어 장치와 제어 방법이 적용된 벨트식 무단 변속 기구를 도시하는 사시도이다.
도 3은 제1 실시예의 제어 장치와 제어 방법이 적용된 벨트식 무단 변속 기구의 벨트의 일부를 도시하는 사시도이다.
도 4는 제1 실시예의 CVT 컨트롤 유닛(8)에서 실행되는 라인압 제어, 세컨더리 유압 제어(통상 제어/벨트 슬립 제어)를 도시하는 제어 블록도이다.
도 5는 제1 실시예의 CVT 컨트롤 유닛(8)에서 실행되는 세컨더리 유압의 통상 제어와 벨트 슬립 제어(=「BSC」)의 사이에서의 전환 처리를 도시하는 기본 흐름도이다.
도 6은 제1 실시예의 CVT 컨트롤 유닛(8)에서 실행되는 벨트 슬립 제어 처리를 나타내는 전체 흐름도이다.
도 7은 제1 실시예의 CVT 컨트롤 유닛(8)에서 실행되는 벨트 슬립 제어 처리 중 토크 리미트 처리를 나타내는 흐름도이다.
도 8은 제1 실시예의 CVT 컨트롤 유닛(8)에서 실행되는 벨트 슬립 제어 처리 중 세컨더리 유압의 가진ㆍ보정 처리를 나타내는 흐름도이다.
도 9는 제1 실시예의 CVT 컨트롤 유닛(8)에서 실행되는 벨트 슬립 제어로부터 통상 제어로의 복귀 처리를 나타내는 전체 흐름도이다.
도 10은 제1 실시예의 CVT 컨트롤 유닛(8)에서 실행되는 통상 제어로의 복귀 처리 중 토크 리미트 처리를 나타내는 흐름도이다.
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 나타내는 흐름도이다.
도 12는 통상 제어로부터 벨트 슬립 제어ㆍ복귀 제어를 경과하여 통상 제어로 복귀되는 주행 상황에 있어서의 BSC 작동 플래그ㆍSEC압 F/B 금지 플래그ㆍ액셀러레이터 개방도ㆍ차속ㆍ엔진 토크ㆍRatioㆍSEC 유압ㆍSEC_SOL 전류 보정량ㆍSEC압 진동과 Ratio 진동의 위상차의 각 특성을 나타내는 타임차트이다.
도 13은 제1 실시예의 벨트 슬립 제어로부터 통상 제어로의 복귀 제어에서 채용한 토크 지연에 의한 토크 리미트 동작을 설명하는 드라이버 요구 토크ㆍ토크 제한량ㆍ토크 용량ㆍ실제 토크의 각 특성을 나타내는 타임차트이다.
도 14는 제1 실시예의 복귀 제어에서 채용한 토크 지연 및 프라이머리 회전 상승률 리미터에 의한 엔진 토크ㆍ목표 프라이머리 회전수ㆍ이너셔(inertia) 토크ㆍ드라이브 샤프트 토크의 각 특성을 나타내는 타임차트이다.

이하, 본 발명의 벨트식 무단 변속기의 제어 장치와 제어 방법을 실현하는 최선의 형태를, 도면에 도시하는 제1 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 시스템도이다. 도 2는, 제1 실시예의 제어 장치와 제어 방법이 적용된 벨트식 무단 변속 기구를 도시하는 사시도이다. 도 3은, 제1 실시예의 제어 장치와 제어 방법이 적용된 벨트식 무단 변속 기구의 벨트의 일부를 도시하는 사시도이다. 이하, 도 1 내지 도 3에 기초하여 시스템 구성을 설명한다.

벨트식 무단 변속기 탑재 차량의 구동계는, 도 1에 도시하는 바와 같이, 엔진(1)과, 토크 컨버터(2)와, 전후진 전환 기구(3)와, 벨트식 무단 변속 기구(4)와, 종감속 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.

이 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)과 토크 컨버터 출력축(21)을 직결 가능한 로크 업 클러치(20)를 갖는다. 이 토크 컨버터(2)는, 엔진 출력축(11)에 컨버터 하우징(22)을 통하여 연결된 터빈 러너(23)와, 토크 컨버터 출력축(21)에 연결된 펌프 임펠러(24)와, 원웨이 클러치(25)를 통하여 설치된 스테이터(26)를 구성 요소로 한다.

상기 전후진 전환 기구(3)는, 벨트식 무단 변속 기구(4)에의 입력 회전 방향을 전진 주행시의 정회전 방향과 후퇴 주행시의 역회전 방향으로 전환하는 기구이다. 이 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 체결하고, 더블 피니언식 유성 기어(30)의 선 기어와 캐리어를 직결한다. 상기 후퇴 브레이크(32)는, 후퇴 주행시에 체결하고, 더블 피니언식 유성 기어(30)의 링 기어를 케이스에 고정한다.

상기 벨트식 무단 변속 기구(4)는, 벨트 접촉 직경의 변화에 의해 변속기 입력축(40)의 입력 회전수와 변속기 출력축(41)의 출력 회전수의 비인 변속비를 무단계로 변화시키는 무단 변속 기능을 갖는다. 이 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 도시하는 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. 이 벨트(44)는, 도 3에 도시하는 바와 같이, 고리 형상 링을 내부로부터 외부로 다수 겹친 2 세트의 적층 링(44a, 44a)과, 펀칭 판재에 의해 형성되고, 2 세트의 적층 링(44a, 44a)에 대한 끼워 넣기에 의해 서로 연접하여 고리 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 종감속 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 기구이다. 이 종감속 기구(5)는, 변속기 출력축(41)과 아이들러축(50)과 좌우의 드라이브축(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 탑재차의 제어계는, 도 1에 도시하는 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. 이 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 하고, 라인압(PL)을 압력 조절하는 밸브이다. 이 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 하고, 프라이머리 유압실(45)에 유도되는 프라이머리 유압을 압력 조절하는 밸브이다. 이 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 의해 프라이머리 유압실(45)에의 라인압(PL)의 공급/배출을 행하고, 스텝 모터(78)의 구동 위치에서 지령된 목표 변속비로 되도록 프라이머리 유압을 조정한다. 그리고, 변속이 종료되면 서보 링크(76)로부터의 변위를 받아서 스풀(73a)을 밸브 폐쇄 위치로 유지한다.

상기 감압 밸브(74)는, 레귤레이터 밸브(71)에 의해 만들어 내진 라인압(PL)을 원압으로서 세컨더리 유압실(46)에 유도되는 세컨더리 유압을 감압 제어에 의해 압력 조절하는 밸브이다. 이 감압 밸브(74)는, 세컨더리 유압 솔레노이드(75)를 구비하고, CVT 컨트롤 유닛(8)으로부터의 지령에 따라서 라인압(PL)을 감압하여 지령 세컨더리 유압에 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. 이 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), 다른 센서ㆍ스위치류(87) 등으로부터의 센서 정보나 스위치 정보가 입력된다. 또한, 엔진 컨트롤 유닛(88)으로부터는 토크 정보를 입력하고, 엔진 컨트롤 유닛(88)에는 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 블록도이다.

제1 실시예의 CVT 컨트롤 유닛(8)의 유압 제어계는, 도 4에 도시하는 바와 같이, 기초 유압 계산부(90)와, 라인압 제어부(91)와, 세컨더리 유압 제어부(92)와, 정현파 가진 제어부(93)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 필요차 추력 계산부(90c)와, 계산한 기초 세컨더리 추력을 변속시 필요차 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 필요차 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)로 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 선택하여 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 실시하여 지시 세컨더리 유압(또한, 벨트 슬립 제어시는, 「기본 세컨더리 유압」이라고 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 보정하여 지시 세컨더리 유압이라고 하는 유압 보정기(92k)와, 지시 세컨더리 유압을 솔레노이드에 인가하는 전류값으로 변환하고, 감압 밸브(74)의 세컨더리 유압 솔레노이드(75)로 변환 후의 지시 전류값을 출력하는 유압-전류 변환부(92m)를 갖는다. 또한, 상기 편차 전환부(92d)에서는, BSC 작동 플래그=0(통상 제어 중)일 때 산출 편차가 선택되고, BSC 작동 플래그=1(벨트 슬립 제어 중)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 선택하여 전환하는 가진 전환부(93c)를 갖는다. 또한, 상기 가진 전환부(93c)에서는, BSC 작동 플래그=0(통상 제어 중)일 때 제로 가진이 선택되고, BSC 작동 플래그=1(벨트 슬립 제어 중)일 때 정현파 유압 진동이 선택된다.

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 실변속비(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 밴드 패스 필터(94b)와, 실제 변속비 산출부(94a)에 의해 취득된 산출 데이터로부터 진동 성분을 추출하는 제2 밴드 패스 필터(94c)를 갖는다. 그리고, 양쪽 밴드 패스 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 선택하여 전환하는 보정량 전환부(94h)를 갖는다. 또한, 상기 보정량 전환부(94h)에서는, BSC 작동 플래그=0(통상 제어 중)일 때 제로 보정량이 선택되고, BSC 작동 플래그=1(벨트 슬립 제어 중)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 흐름도이다. 이하, 도 5의 각 스텝에 대해서 설명한다.

스텝 S1에서는, 키 온에 의한 스타트, 혹은, 스텝 S2에서의 BSC 불허가의 판정, 혹은, 스텝 S5에서의 통상 제어 복귀 처리에 이어서, 벨트식 무단 변속 기구(4)의 통상 제어를 행하고, 스텝 S2로 진행한다. 또한, 통상 제어 중에는, BSC 작동 플래그=0으로 세트하는 동시에, 세컨더리압 F/B 금지 플래그를 제로로 세트한다.

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

여기서, BSC 허가 조건의 일례를 하기에 나타낸다.

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

이 조건 (1)은, 예를 들어,

a.|지령 토크 변화율| < 소정값

b.|지령 변속비 변화율| < 소정값

이라고 하는 2개의 조건 성립에 기초하여 판단한다.

(2) 프라이머리 풀리(42)에의 입력 토크의 추정 정밀도를 신뢰할 수 있는 범위에 들어 있는 것.

이 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 계속하는 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 이어서, 벨트식 무단 변속 기구(4)의 벨트(44)에의 입력을 저감하여, 벨트(44)를 슬립하게 하는 일 없이, 적정한 슬립 상태를 유지하는 벨트 슬립 제어(도 6 내지 도 8)를 행하고, 스텝 S4로 진행한다. 또한, 벨트 슬립 제어 중에는, BSC 작동 플래그=1로 세트하는 동시에, 세컨더리압 F/B 금지 플래그를 "1"로 세트한다.

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

여기서, BSC 계속 조건의 일례를 하기에 나타낸다.

이 조건 (1)은, 예를 들어,

a.|지령 토크 변화율| < 소정값

b.|지령 변속비 변화율| < 소정값

이라고 하는 2개의 조건 성립에 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 이어서, 벨트 슬립 제어로부터 통상 제어로 복귀할 때의 벨트(44)의 슬립을 방지하는 통상 제어 복귀 처리(도 9 내지 도 11)를 행하고, 처리 종료 후, 스텝 S1로 복귀하여, 통상 제어로 이행한다.

도 6은, 제1 실시예의 CVT 컨트롤 유닛(8)에서 실행되는 벨트 슬립 제어 처리를 나타내는 전체 흐름도이다. 도 7은, 제1 실시예의 CVT 컨트롤 유닛(8)에서 실행되는 벨트 슬립 제어 처리 중 토크 리미트 처리를 나타내는 흐름도이다. 도 8은, 제1 실시예의 CVT 컨트롤 유닛(8)에서 실행되는 벨트 슬립 제어 처리 중 세컨더리 유압의 가진ㆍ보정 처리를 나타내는 흐름도이다.

우선, 도 6으로부터 명백해진 바와 같이, BSC 허가 판정으로부터 BSC 계속 판정이 유지되어 있는 벨트 슬립 제어 중, 실제 세컨더리 유압을 사용하여 지시 세컨더리 유압을 구하는 피드백 제어의 금지 처리(스텝 S31)와, 통상 제어로의 복귀에 구비한 토크 리미트 처리(스텝 S32)와, 벨트 슬립 제어를 위한 세컨더리 유압의 가진ㆍ보정 처리(스텝 S33)가 동시 진행으로 행해진다.

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

즉, 지령 세컨더리 유압을 구할 때에, 통상 제어시의 피드백 제어를 금지하여, 벨트 슬립 제어 중의 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 제어 중, 도 7의 토크 리미트 처리를 행한다.

즉, 도 7의 흐름도에 있어서, 스텝 S321에서는, "벨트 슬립 제어로부터의 토크 리미트 요구"를 드라이버 요구 토크로 한다.

스텝 S33에서는, BSC 허가 판정으로부터 BSC 계속 판정이 유지되어 있는 벨트 슬립 제어 중, 도 8의 세컨더리 유압의 가진ㆍ보정을 행한다. 이하, 도 8의 흐름도의 각 스텝에 대해서 설명한다.

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

스텝 S332에서는, 스텝 S331에서의 지령 세컨더리 유압의 가진에 이어서, 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 이어서, 실제 세컨더리 유압과 실제 변속비의 각각에 밴드 패스 필터 처리를 행하고, 실제 세컨더리 유압과 실제 변속비 각각의 진동 성분(정현파)을 추출하고, 그들을 곱하여 승산하고, 승산값으로 로우 패스 필터 처리를 행하고, 진폭과 실제 세컨더리 유압 진동으로부터 실제 변속비 진동까지의 위상차 θ(여현파)로 나타내어지는 값으로 변환하고, 스텝 S334로 진행한다.

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

실제 세컨더리 유압 진동:Asinωt …(1)

실제 변속비 진동:Bsin(ωt+θ)…(2)

로 나타내어진다.

(1)과 (2)를 곱하고, 곱의 합의 공식인

sinαsinβ=-1/2{cos(α+β)-cos(α-β)} …(3)

을 사용하면,

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

로 된다.

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

Asinωt×Bsin(ωt+θ)≒(1/2)ABcosθ …(5)

와 같이, 진폭 A, B와 실제 세컨더리 유압 진동으로부터 실제 변속비 진동까지의 위상차 θ의 식으로 나타낼 수 있다.

스텝 S334에서는, 스텝 S333에서의 실제 세컨더리 유압 진동으로부터 실제 변속비 진동까지의 위상차 θ의 산출에 이어서, 실제 세컨더리 유압 진동으로부터 실제 변속비 진동까지의 위상차 θ가, 0 ≤ 위상차 θ < 소정값 1(마이크로 슬립 영역)인지의 여부를 판단하고, "예"(0 ≤ 위상차 θ < 소정값 1)인 경우는 스텝 S335로 진행하고, "아니오"(소정값 1 ≤ 위상차 θ)인 경우는 스텝 S336으로 진행한다.

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

스텝 S336에서는, 스텝 S334에서의 소정값 1 ≤ 위상차 θ라는 판단에 이어서, 실제 세컨더리 유압 진동으로부터 실제 변속비 진동까지의 위상차 θ가, 소정값 1 ≤ 위상차 θ < 소정값 2(목표 슬립 영역)인지의 여부를 판단하고, "예"(소정값 1 ≤ 위상차 θ < 소정값 2)인 경우는 스텝 S337로 진행하고, "아니오"(소정값 2 ≤ 위상차 θ)인 경우는 스텝 S338로 진행한다.

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

스텝 S338에서는, 스텝 S336에서의 소정값 2 ≤ 위상차 θ(마이크로/매크로 슬립 천이 영역)라는 판단에 이어서, 세컨더리 유압 보정량을 「+ΔPsec」로 하고, 스텝 S339로 진행한다.

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

도 9는, 제1 실시예의 CVT 컨트롤 유닛(8)에서 실행되는 벨트 슬립 제어로부터 통상 제어로의 복귀 처리를 나타내는 전체 흐름도이다. 도 10은, 제1 실시예의 CVT 컨트롤 유닛(8)에서 실행되는 통상 제어로의 복귀 처리 중 토크 리미트 처리를 나타내는 흐름도이다. 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 나타내는 흐름도이다.

우선, 도 9로부터 명백해진 바와 같이, BSC 계속 중지로부터 통상 제어가 개시될 때까지의 벨트 슬립 제어로부터 통상 제어로의 복귀 중, 실제 세컨더리 유압을 사용하여 지시 세컨더리 유압을 구하는 피드백 제어의 복귀 처리(스텝 S51)와, 통상 제어로의 복귀를 향하는 토크 리미트 처리(스텝 S52)와, 벨트 슬립 제어를 위한 세컨더리 유압의 가진ㆍ보정의 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 복귀 중, 세컨더리 유압 센서(82)에서 검출한 실제 세컨더리 유압을 사용하여 지시 세컨더리 유압을 구하는 피드백 제어로 복귀한다.

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

스텝 S53에서는, BSC 계속 중지로부터 통상 제어가 개시될 때까지의 벨트 슬립 제어로부터 통상 제어로의 복귀 중, 도 8의 세컨더리 유압의 가진ㆍ보정을 리셋하고, 통상 제어에 구비한다.

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

이하, 도 10의 토크 리미트 처리를 나타내는 흐름도의 각 스텝에 대해서 설명한다. 이 토크 리미트 처리에서는, 「드라이버 요구 토크」와 「BSC로부터의 토크 리미트 요구」와 「토크 용량(산출 토크 용량)」이라는 3개의 값의 대소 관계에 기초하여 제어를 전환하는 것이 포인트이다. 「드라이버 요구 토크」란, 운전자가 요구하는 엔진 토크이다. 「BSC로부터의 토크 리미트 요구」란, 도 13의 페이즈 (2), (3)에 있어서의 토크 제한량이다. 「토크 용량」이란, 통상[도 13의 페이즈 (1)]은, 설계상의 허용 토크 용량이며, 벨트 슬립이 발생하지 않도록, 벨트식 무단 변속 기구(4)의 메커니컬적 편차를 고려한 안전 마진 분만큼 드라이버 요구 토크보다 약간 높게 설정되는 값이다. 여기서, 실제의 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. 이 산출 토크 용량은, 실제 세컨더리 유압과 실제 변속비에 기초하는 값이며, 구체적으로는, 실제 세컨더리 유압과 실제 변속비에 의해 산출되는 값이다[2개의 풀리(42, 43)의 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 판단하여, "예"인 경우는 스텝 S522로 진행하고, "아니오"인 경우는 스텝 S525로 진행한다.

스텝 S522에서는, 스텝 S521에서의 「드라이버 요구 토크」 > 「BSC로부터의 토크 리미트 요구」라는 판단에 이어서, 「산출 토크 용량」이 「BSC로부터의 토크 리미트 요구」보다 큰지의 여부를 판단하여, "예"인 경우는 스텝 S523으로 진행하고, "아니오"인 경우는 스텝 S524로 진행한다.

스텝 S523에서는, 스텝 S522에서의 「산출 토크 용량」 > 「BSC로부터의 토크 리미트 요구」라는 판단에 이어서, 「BSC로부터의 토크 리미트 요구」를, 「BSC로부터의 토크 리미트 요구(전회값)+ΔT」와 「산출 허용 토크 용량」 중 작은 쪽의 값으로 설정하고, 리턴으로 진행한다.

스텝 S524에서는, 스텝 S522에서의 「산출 토크 용량」 ≤ 「BSC로부터의 토크 리미트 요구」라는 판단에 이어서, 「BSC로부터의 토크 리미트 요구」를, 「BSC로부터의 토크 리미트 요구(전회값)」과 「드라이버 요구 토크」 중 작은 쪽의 값으로 설정하고, 리턴으로 진행한다.

스텝 S525에서는, 스텝 S521에서의 「드라이버 요구 토크」 ≤ 「BSC로부터의 토크 리미트 요구」라는 판단에 이어서, 「산출 토크 용량」이 「BSC로부터의 토크 리미트 요구」보다 큰지의 여부를 판단하여, "예"인 경우는 스텝 S527로 진행하고, "아니오"인 경우는 스텝 S526으로 진행한다.

스텝 S526에서는, 스텝 S525에서의 「산출 토크 용량」 ≤ 「BSC로부터의 토크 리미트 요구」라는 판단에 이어서, 「BSC로부터의 토크 리미트 요구」를, 「BSC로부터의 토크 리미트 요구(전회값)」과 「드라이버 요구 토크」 중 작은 쪽의 값으로 설정하고, 리턴으로 진행한다.

스텝 S527에서는, 스텝 S525에서의 「산출 토크 용량」 > 「BSC로부터의 토크 리미트 요구」라는 판단에 이어서, 「BSC로부터의 토크 리미트」를 해제하고, 종료로 진행한다.

이하, 도 11의 목표 프라이머리 회전수에 제한을 두는 변속비의 변속 속도 제한 처리를 나타내는 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 이어서, 목표 이너셔 토크에 의해 목표 프라이머리 회전 변화율을 산출하고, 스텝 S543으로 진행한다.

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

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

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

다음에, 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)」, 「BSC 중의 세컨더리 유압의 피드백 제어 금지 작용」, 「BSC로부터 통상 제어로의 복귀 제어에 있어서의 토크 리미트 작용」, 「BSC로부터 통상 제어로의 복귀 제어에 있어서의 프라이머리 회전 상승률 리미트 작용」으로 나누어 설명한다.

[BSC 허가 판정 작용과 BSC 계속 판정 작용]

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

여기서, 제1 실시예에서의 BSC 허가 조건에 대해서 하기에 서술한다.

이 조건 (1)은, 예를 들어,

a.|지령 토크 변화율| < 소정값

b.|지령 변속비 변화율| < 소정값

이라고 하는 2개의 조건 성립에 기초하여 판단한다.

(3) 소정 시간, 상기 (1), (2)의 허가 상태를 계속하는 것.

따라서, 통상 제어 중, 벨트식 무단 변속 기구(4)의 전달 토크 용량이 안정되어 있고, 또한, 프라이머리 풀리(42)에의 입력 토크의 추정 정밀도를 신뢰할 수 있는 범위에 들어 있는 상태가, 소정 시간 계속하면, 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)에의 입력을 저감하여, 벨트(44)를 슬립하게 하는 일 없이, 적정한 슬립 상태를 유지하는 벨트 슬립 제어가 행해진다. 그리고, 스텝 S3에서의 벨트 슬립 제어에 이어서, 다음의 스텝 S4에서는, BSC 계속 조건을 모두 만족하는지의 여부가 판정되고, 모든 BSC 계속 조건을 만족하는 한, 스텝 S3→스텝 S4로 진행하는 흐름이 반복되어, 벨트 슬립 제어(BSC)가 계속된다.

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

이로 인해, 벨트 슬립 제어 중에 있어서, (1), (2)의 조건 중 1개의 조건에도 만족하지 않는 상태로 되면 즉시 벨트 슬립 제어를 멈추어 통상 제어에 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 슬립이 없는 클램프력을 얻는 세컨더리 유압으로 되어 있기 때문에, 위상차 θ가 소정값 1 미만이라는 조건이 성립하여, 도 8의 흐름도에 있어서, 스텝 S331→스텝 S332→스텝 S333→스텝 S334→스텝 S335→스텝 S339로 진행하는 흐름이 반복되고, 이 흐름을 반복할 때마다 지령 세컨더리 유압이, -ΔPsec의 보정을 받아서 저하한다. 그리고, 위상차 θ가 소정값 1 이상으로 되면 위상차 θ가 소정값 2로 될 때까지는, 도 8의 흐름도에 있어서, 스텝 S331→스텝 S332→스텝 S333→스텝 S334→스텝 S336→스텝 S337→스텝 S339로 진행하는 흐름이 되어, 지령 세컨더리 유압이 유지된다. 그리고, 위상차 θ가 소정값 2 이상이 되면 도 8의 흐름도에 있어서, 스텝 S331→스텝 S332→스텝 S333→스텝 S334→스텝 S336→스텝 S338→스텝 S339로 진행하는 흐름이 되어, 지령 세컨더리 유압이, +ΔPsec의 보정을 받아서 상승한다.

즉, 벨트 슬립 제어에서는, 위상차 θ가 소정값 1 이상으로 소정값 2 미만이라는 범위 내로 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 불성립으로 되는 시각 t2로부터 시각 t3까지의 동안, BSC 작동 플래그와 SEC압 F/B 금지 플래그(세컨더리압 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 불성립으로 이루어지면, 시각 t3으로부터 시각 t4까지는, 통상 제어로의 복귀 제어가 행해지고, 시각 t4 이후에는, 통상 제어가 행해지게 된다.

이와 같이, 벨트 슬립 제어는, 액셀러레이터 개방도 특성ㆍ차속 특성ㆍ엔진 토크 특성으로부터 명백해진 바와 같이, 도 12의 화살표 C로 나타내는 정상 주행 판정 중에 있어서, 세컨더리 유압 솔레노이드(75)에의 솔레노이드 전류 보정량 특성에 나타내는 바와 같이, 세컨더리 유압을 가진한 결과를 나타나는 세컨더리 유압의 진동 성분과 변속비의 진동 성분의 위상차 θ를 감시하고, 전류값을 증감시킴으로써 행해진다. 또한, 세컨더리 유압 솔레노이드(75)는, 노멀 오픈(상시 개방)이며, 전류값을 상승시키면 세컨더리 유압은 반대로 저하한다.

이 벨트 슬립 제어에 의해, 실제 변속비는, 도 12의 실제 변속비 특성(Ratio)에 나타내는 바와 같이, 작은 진폭으로 진동하고 있지만 거의 일정하게 유지된다. 그리고, 위상차 θ는, 도 12의 SEC압 진동과 Ratio 진동의 위상차 특성에 나타내는 바와 같이, 슬립율이 제로로 가까운 시각 t2로부터의 시간 경과에 따라서, 슬립율이 서서히 향상되어 목표값(목표 슬립율)으로 수렴하는 특성을 나타낸다. 그리고, 세컨더리 유압은, 도 12의 SEC 유압 특성에 나타내는 바와 같이, 안전율을 갖은 시각 t2로부터의 시간 경과에 따라서 화살표 G로 나타내도록 저하되어 가고, 최종적으로 설계상의 최저압으로 유압 진폭을 가한 것이 되고, 실제 최저압에 대해서는 여유가 있는 유압 레벨에 수렴하는 특성을 나타낸다. 또한, 벨트 슬립 제어가 길게 계속되는 경우는, 위상차 θ의 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 저하되어, 이 벨트 마찰의 저하 분만큼, 벨트식 무단 변속 기구(4)를 구동하는 구동 부하가 낮게 억제된다. 이 결과, BSC 허가 판정에 의한 벨트 슬립 제어 중, 주행 성능에 영향을 주는 일 없이, 엔진(1)의 실용 연비의 향상을 도모할 수 있다.

[BSC 중의 세컨더리 유압의 피드백 제어 금지 작용]

벨트 슬립 제어의 개시로부터 종료까지의 벨트 슬립 제어 중에 있어서는, 지령 세컨더리 유압을, 실제 세컨더리 유압을 사용한 경우가 없는 오픈 제어에 의해 요구, 지령 세컨더리 유압의 피드백 제어를 금지하는 피드백 제어 금지 작용을 설명한다.

우선, 통상 제어시인지 벨트 슬립 제어시에 관계없이, 세컨더리 유압 제어부(92)의 편차 산출부(92b)에 있어서, 세컨더리 유압 센서(82)로부터의 압력 신호에 의한 실제 세컨더리 유압과, 로우 패스 필터(92a)를 통한 목표 세컨더리 유압의 편차가 산출된다.

그리고, 통상 제어시는, 도 4에 도시하는 바와 같이, BSC 작동 플래그=0이므로, 세컨더리 유압 제어부(92)의 편차 전환부(92d)에 있어서, 산출 편차측이 선택된다. 따라서, 적분 게인 결정부(92e)로부터의 적분 게인과 편차 산출부(92b)로부터의 편차가, 승산기(92f)에 의해 승산되어 FB 적분 제어량이 산출되고, 다음의 적분기(92g)에 있어서, FB 적분 제어량이 적산된다. 그리고, 가산기(92h)에 있어서, 세컨더리 유압 변환부(90e)로부터의 목표 세컨더리 유압에 적산한 FB 적분 제어량과 FB 비례 제어량(생략)이 가산되고, 제한기(92i)에 있어서, 가산한 값에 상하한 리미터를 실시하여 지시 세컨더리 유압이 구해진다. 즉, 지시 세컨더리 유압은, 세컨더리 유압 센서(82)에서 검출한 실제 세컨더리 유압을 사용한 피드백 제어(PI 제어)에 의해 구해진다.

이에 대해, 벨트 슬립 제어시는, BSC 작동 플래그=1이므로, 세컨더리 유압 제어부(92)의 편차 전환부(92d)에 있어서, 제로 편차측이 선택된다. 따라서, 적분 게인 결정부(92e)로부터의 적분 게인과 제로 편차가, 승산기(92f)에 의해 승산되지만, FB 적분 제어량은 제로의 값으로서 산출되고, 다음의 적분기(92g)에 있어서, FB 적분 제어량이 적산되어도, 제로값을 적산하는 것만으로 벨트 슬립 제어에 속하기 직전의 FB 적분 제어량이 유지되게 된다. 그리고, 가산기(92h)에 있어서, 세컨더리 유압 변환부(90e)로부터의 목표 세컨더리 유압으로, 전회까지 적산되어 있는 피드백 제어량(=FB 적분 제어량)이 가산되고, 제한기(92i)에 있어서, 가산한 값에 상하한 리미터를 실시하여 지시 세컨더리 유압이 구해진다. 즉, 지시 세컨더리 유압은, 제로 편차로 함으로써, 실제 세컨더리 유압을 사용한 경우가 없는 오픈 제어에 의해 구해진다.

예를 들어, 벨트 슬립 제어 중에 지시 세컨더리 유압을, 실제 세컨더리 유압 정보를 사용한 피드백 제어에 의해 구하면, 실제 세컨더리 유압이 포함하는 진동 성분에 의해 편차가 변동되어, 이 편차에 따른 피드백 제어량을 계속해서 가산하기 위해, 세컨더리 유압 제어가 불안정하게 된다. 특히, 벨트 슬립 제어에 있어서, 단일 주파수에서 실제 세컨더리 유압을 가진한 경우, 피드백 제어에 의한 세컨더리 유압이 발산할 가능성이 있다.

일반적으로, 실제 세컨더리 유압이 발산하는지의 여부는, 유압 피드백 제어, 변속 제어의 주파수 응답성, 하드 응답성에 의해 결정된다. 그로 인해, 단일 주파수에서 세컨더리 유압을 가진하는 경우, 유압 피드백 제어, 변속 제어의 주파수 응답을 고려하고, 가진 주파수를 설정하거나, 혹은, 가진 주파수에 맞춰서 유압 피드백 제어, 변속 제어의 주파수 응답을 결정할 필요가 있다. 그러나, 어떠한 방법을 채용해도, 제어 그 자체가 복잡하게 된다.

이에 대해, 제1 실시예에서는, 벨트 슬립 제어 중, 실제 세컨더리 유압 정보를 사용하지 않기 때문에, 실제 세컨더리 유압에 진동 성분이 존재하는 것이나 의도적으로 진동 성분을 포함시키는 것이 허용된다. 바꿔 말하면, 실제 세컨더리 유압에 포함되는 진동 성분과 실제 변속비에 포함되는 진동 성분의 위상차 θ를 감시함으로써 추정하는 벨트 슬립 상태의 추정 정밀도가 확보된다. 특히, 실제 세컨더리 유압을 가진해도, 세컨더리 유압 제어에 영향을 미치지 않으므로, 실제 세컨더리 유압에 포함되는 진동 성분과 실제 변속비에 포함되는 진동 성분의 위상차 θ를 명확하게 취득할 수 있고, 이 위상차 θ를 감시함으로써, 벨트 슬립 직전의 영역을 확실하게 판정할 수 있다.

덧붙여, 제1 실시예에서는, 벨트 슬립 제어 중, 세컨더리 유압 제어가 피드백 정보(실제 세컨더리 유압 정보)를 사용하지 않는 오픈 제어로 되므로, 피드백 제어에 의한 세컨더리 유압 제어를 벨트 슬립 제어 중에 유지하는 경우와 같이, 제어가 불안정해지거나, 제어가 발산되거나 하는 것이 방지된다.

또한, 제1 실시예의 세컨더리 유압 제어에서는, 벨트 슬립 제어 중, 편차만을 제로로 하고, 벨트 슬립 제어로 이행하기 직전까지의 피드백 제어량을 유지하고, 보유 지지한 일정한 피드백 제어량을 사용하여 세컨더리 유압의 오픈 제어를 행하도록 하고 있다.

예를 들어, 벨트 슬립 제어 중, 피드백 제어량을 제로로 하는 오픈 제어를 행하면, 벨트 슬립 제어로부터 통상 제어로 이행하는 시점에서, 정상 편차를 포함한 큰 값에 의한 피드백 제어량이 목표 세컨더리 유압에 가산되는 것으로 되고, 피드백 제어량의 유무에 의해 세컨더리 유압에 불연속인 낙차를 발생하고, 유압 낙차가 크면, 탑승원에 위화감을 줄 쇼크가 이루어질 가능성이 있다.

이에 대해, 벨트 슬립 제어 중, 편차만을 제로로 하고, 일정한 피드백 제어량을 사용하여 세컨더리 유압의 오픈 제어를 행하기 위해, 도 12의 H 영역에 나타내는 바와 같이, 벨트 슬립 제어로부터 통상 제어로 이행하는 시각 t3의 영역에서, 세컨더리 유압이 연속성을 갖고 원활하게 상승한다고 하는 바와 같이, 오픈 제어로부터 피드백 제어로의 복귀시, 세컨더리 유압에 낙차가 발생함으로써 탑승원에 위화감을 주는 것을 방지할 수 있다.

[BSC로부터 통상 제어로의 복귀 제어에 있어서의 토크 리미트 작용]

도 6의 스텝 S32에서는, BSC 허가 판정으로부터 BSC 계속 판정이 유지되어 있는 벨트 슬립 제어 중, 도 7의 스텝 S321에 있어서, "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 상한으로 하여, 토크 제한량을 갖고 있다. 이에 의해, 엔진(1)의 실제 토크가 상기 토크 제한량을 상회하지 않도록 제한된다.

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

즉 , 통상 제어의 페이즈 (1)로부터 시각 t5에서 벨트 슬립 제어에 속하면, 도 13의 토크 제한량 특성에 나타내는 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)]에 있어서는, 사실상, 토크 제한으로서는 기능하지 않는다.

그리고, 시각 t6에서 BSC 계속 중지로 되고, 통상 제어로의 복귀 제어에 들어가면, 시각 t6에서는, 드라이버 요구 토크 > BSC로부터의 토크 리미트 요구이며, 또한, 산출 토크 용량≤BSC로부터의 토크 리미트 요구이기 때문에, 도 10의 흐름도에 있어서, 스텝 S521→스텝 S522→스텝 S524→리턴으로 진행하는 흐름이 반복되어, 스텝 S524에서는, BSC로부터의 토크 리미트 요구(전회값)가 유지된다.

그 후, 드라이버 요구 토크 > BSC로부터의 토크 리미트 요구이지만, 산출 토크 용량 > BSC로부터의 토크 리미트 요구로 되는 시각 t7로부터는, 도 10의 흐름도에 있어서, 스텝 S521→스텝 S522→스텝 S523→리턴으로 진행하는 흐름이 반복되고, 스텝 S523에서는, BSC로부터의 토크 리미트 요구가, (전회값+ΔT)로 하고, 서서히 BSC로부터의 토크 리미트 요구가 상승하는 특성으로 되고, 실제 토크도 이 상승 구배를 따라서 서서히 상승한다.

그 후, 시각 t7로부터 「BSC로부터의 토크 리미트 요구」가 상승됨으로써, 드라이버 요구 토크 ≤ BSC로부터의 토크 리미트 요구로 되는 시각 t8에서는, 산출 토크 용량 > BSC로부터의 토크 리미트 요구이므로, 도 10의 흐름도에 있어서, 스텝 S521→스텝 S525→스텝 S527→종료로 진행하고, 스텝 S527에서는, BSC로부터의 토크 리미트가 해제된다.

또한, 이 예에서는, 스텝 S526은 통과하지 않지만, 스텝 S526을 통과하는 것은, 액셀러레이터 스텝핑이나 액셀러레이터 복귀(발 이격)의 액셀러레이터 조작이 단시간에 실시되는 경우이다. 즉, 액셀러레이터 스텝핑에 의해 벨트 슬립 제어가 해제되고, 복귀 제어에 들어가자마자, 액셀러레이터 발 이격 조작이 행해질 때, 스텝 S526을 통과하게 된다.

즉, 벨트 슬립 제어에서는, 허용 슬립 범위 내에서 적극적으로 벨트를 슬립하게 하는 제어가 행해지기 때문에, 벨트 클램프력이 통상 제어시에 비해 저하되어 있는 상태이다. 이 벨트 슬립 제어로부터 보통 제어로 복귀할 때, 벨트식 무단 변속 기구(4)에의 입력 토크가 증가 방향으로 변화하면, 입력 토크가 벨트 클램프력을 상회하고, 과대한 벨트 슬립이 발생할 우려가 있다.

이에 대해, 벨트 슬립 제어로부터 보통 제어로 복귀하는 과도기에, 도 13의 시각 t6으로부터 시각 t7까지의 동안, 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)에의 입력 토크가 벨트 클램프력에 대해 과대해지는 것이 억제된다.

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

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

[BSC로부터 통상 제어로의 복귀 제어에 있어서의 프라이머리 회전 상승률 리미트 작용]

벨트 슬립 제어로부터 통상 제어로의 복귀 제어시에, 상기와 같이, 토크 리미트 제어를 행하고, 벨트식 무단 변속 기구(4)에의 입력 토크의 변화 속도를 억제한 상태에서 변속비를 통상의 변속 속도에서 변화시키면, 회전 이너셔 변화에 기초하는 입력 토크의 저하가 현저하게 나타나기 때문에, 드라이버에 불필요한 감속감(감속 쇼크)을 부여하게 된다. 이로 인해, 벨트식 무단 변속 기구(4)에의 입력 토크의 변화 속도 제한에 수반하여, 변속비의 변화 속도를 제한하도록 하고 있다.

즉, BSC 계속 중지로 되고, 통상 제어로의 복귀 제어에 들어가면, 도 11에 나타내는 흐름도에 있어서, 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. 다음의 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 나타내는 타임차트에 기초하여 설명한다.

우선, 엔진 토크 특성에 대해서 설명한다. BSC 종료로부터 보통 복귀까지의 영역에 있어서의 엔진 토크 특성은, 드라이버 요구 토크가 스텝적인 상승 특성을 나타내고, 토크 리미트 제어를 행하지 않는 통상시의 실제 토크 응답에 의한 엔진 토크 특성은, BSC 종료 직후로부터 토크가 상승되는 특성을 나타낸다. 이에 대해, 제1 실시예에서의 엔진 토크 특성은, BSC에 의한 토크 다운 후의 실제 토크 응답에 나타내는 바와 같이, BSC 종료 시점으로부터 잠시 동안은 토크를 유지하고, 그 후, 토크가 지연되어 상승되는 특성을 나타낸다.

다음에, 목표 변속비 특성과 이너셔 토크 특성에 대해서 설명한다. BSC 종료로부터 보통 복귀까지의 영역에 있어서의 목표 프라이머리 회전수 특성은, 도달 목표 특성이 BSC 종료 시점에서 스텝 특성에 의해 부여되고, 프라이머리 회전 상승률의 리미트 제어를 행하지 않는 통상시의 목표 프라이머리 회전수 특성은, BSC 종료 직후로부터 큰 구배로 목표 프라이머리 회전수가 상승되는 특성을 나타낸다. 이에 대해, 제1 실시예에 의한 목표 프라이머리 회전수 특성은, 통상시보다도 완만한 구배로 목표 프라이머리 회전수가 서서히 상승되는 특성을 나타낸다. 그리고, 통상시의 이너셔 토크 특성은, BSC 종료 시점으로부터 급격하게 저하하는 것에 반해, 제1 실시예의 이너셔 토크 특성은, BSC 종료 시점으로부터 보통 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 나타내는 바와 같이, 이너셔 토크의 피크는 크지만, 엔진 토크의 응답도 빠르기 때문에, 변속 개시 후, 변속 개시 전보다 다소 토크는 감소하고, 그 후 토크가 증대한다는 특성으로 된다. 이러한 드라이브 샤프트 토크 특성으로 되면, 변속에 의한 쇼크는 발생하지 않는다.

토크 지연은 행하지만 프라이머리 회전 상승률 리미트 제어를 행하지 않을 때의 드라이브 샤프트 토크 특성은, 도 14의 D 특성에 나타내는 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 특성으로 된다. 이러한 드라이브 샤프트 토크 변화가 발생하면, 드라이버는 쇼크를 느껴, 운전성·쾌적성에 악화에 이어진다.

이에 대해, 토크 지연과 프라이머리 회전 상승률 리미트 제어를 함께 행하는 제1 실시예의 드라이브 샤프트 토크 특성은, 도 14의 F 특성에 나타내는 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 특성으로 된다. 즉, 토크 지연과 프라이머리 회전 상승률 리미트 제어를 동시에 행하면, 쇼크를 억제할 수 있는 것을 알 수 있다.

상기와 같이, 벨트 슬립 제어로부터 통상 제어로의 복귀 제어시, 토크 리미트 제어를 행하는 데 수반하여, 프라이머리 회전의 변화율에 제한을 두는 제어를 행하도록 함으로써, 변속 개시시의 회전 이너셔 변화를 저감하여, 변속 개시 전보다도 드라이브 샤프트 토크가 저하하는 것을 억제할 수 있고, 이 결과, 드라이버에 부여하는 불필요한 쇼크(감속감)를 방지할 수 있다.

다음에, 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, 목표 세컨더리 유압과 실제 세컨더리 유압의 편차 θ에 기초하는 피드백 제어에 의해 지령 세컨더리 유압을 정하고, 상기 세컨더리 풀리(43)에의 세컨더리 유압을 제어하는 세컨더리 유압 제어 수단[세컨더리 유압 제어부(92)]를 구비한 벨트식 무단 변속 기구(4)의 제어 장치에 있어서, 상기 실제 세컨더리 유압에 포함되는 진동 성분과 실제 변속비에 포함되는 진동 성분의 위상차 θ를 감시함으로써 벨트 슬립 상태를 추정하고, 이 추정에 기초하여 소정의 벨트 슬립 상태를 유지하도록 상기 실제 세컨더리 유압을 저감시키는 제어를 행하는 벨트 슬립 제어 수단(도 8)을 설치하고, 상기 세컨더리 유압 제어 수단은, 벨트 슬립 제어 중, 세컨더리 유압의 피드백 제어를 중지하고, 오픈 제어에 의해 세컨더리 유압을 제어한다.

이로 인해, 벨트 슬립 제어 중, 벨트 슬립 상태의 추정 정밀도를 확보하면서, 세컨더리 유압의 제어 안정성의 향상을 도모하는 벨트식 무단 변속 기구(4)의 제어 장치를 제공할 수 있다.

(2) 상기 벨트 슬립 제어 수단(도 8)은, 벨트 슬립 제어 중, 세컨더리 유압에 적절한 주파수와 진폭을 갖는 진동을 가하고, 실제 세컨더리 유압에 포함되는 진동 성분과 실제 변속비에 포함되는 진동 성분의 위상차를 감시함으로써 벨트 슬립 상태를 추정한다.

이로 인해, 실제 세컨더리 유압을 가진해도, 세컨더리 유압 제어에 영향을 미치지 않는 것으로, 진동 성분의 위상차 θ가 명확하게 취득할 수 있고, 이 위상차 θ를 감시함으로써, 벨트 슬립 직전의 영역을 확실하게 판정할 수 있다.

(3) 상기 세컨더리 유압 제어 수단[세컨더리 유압 제어부(92)]은, 벨트 슬립 제어 중, 편차만을 제로로 하고, 벨트 슬립 제어로 이행하기 직전까지의 피드백 제어량을 유지하고, 유지한 일정한 피드백 제어량을 사용하여 세컨더리 유압의 오픈 제어를 행한다.

이로 인해, 오픈 제어로부터 피드백 제어로의 복귀시, 세컨더리 유압에 낙차가 발생함으로써 탑승원에 위화감을 부여하는 것을 방지할 수 있다.

(4) 프라이머리 풀리(42) 및 세컨더리 풀리(43)와 벨트(44) 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 가진하고, 실제 유압에 포함되는 진동 성분과 실제 변속비에 포함되는 진동 성분의 적산값에 기초하여 상기 유압을 제어하고, 상기 벨트 슬립 제어 중, 상기 유압의 피드백 제어를 중지하고, 오픈 제어에 의해 상기 유압을 제어한다.

이로 인해, 벨트 슬립 제어 중, 벨트 슬립 상태의 추정 정밀도를 확보하면서, 세컨더리 유압의 제어 안정성의 향상을 도모하는 벨트식 무단 변속 기구(4)의 제어 방법을 제공할 수 있다.

(5) 상기 벨트 슬립 제어는, 상기 적산값에 기초하여 산출되는 위상차를 감시함으로써 벨트 슬립 상태를 추정하고, 이 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 있음으로써, 벨트 슬립 제어 중, 소정의 벨트 슬립 상태를 안정적으로 유지할 수 있다. 이 결과, 벨트 마찰의 저하 상태가 안정적으로 유지되는 벨트 슬립 제어에 의해, 겨냥하고 있는 에너지 절약 효과(실용 연비 효과)를 실현할 수 있다.

이상, 본 발명의 벨트식 무단 변속기의 제어 장치와 제어 방법을 제1 실시예에 기초하여 설명해 왔지만, 구체적인 구성에 대해서는, 이 제1 실시예에 한정되는 것이 아니라, 청구 범위의 각 청구항에 관한 발명의 요지를 일탈하지 않는 한, 설계의 변경이나 추가 등은 허용된다.

제1 실시예에서는, 변속 유압 컨트롤 유닛(7)으로서, 한쪽 압력 조절 방식으로 스텝 모터 제어에 의한 유압 회로를 갖는 예를 나타냈다. 그러나, 다른 한쪽 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 동위상에서 동시에 가진하는 예로 해도 된다. 또한, 라인압을 가진함으로써, 세컨더리 유압과 함께 프라이머리 유압을 동위상에서 가진하는 예로 해도 된다.

제1 실시예에서는, 가진하는 수단으로서, 지시 세컨더리 유압에 적절한 진동 성분을 부여하는 예를 나타냈지만, 솔레노이드 전류값에 적절한 진동 성분을 부여하는 예로 해도 된다.

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, 토크 상승을 약간 허용하는 예로 해도 된다.

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

제1 실시예에서는, 벨트식 무단 변속기를 탑재한 엔진 차량에의 적용예를 나타냈지만, 벨트식 무단 변속기를 탑재한 하이브리드 차량이나 벨트식 무단 변속기를 탑재한 전기 자동차 등에 대해서도 적용할 수 있다. 결국, 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 : 종감속 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 : 다른 센서ㆍ스위치류
88 : 엔진 컨트롤 유닛
90 : 기초 유압 계산부
91 : 라인압 제어부
92 : 세컨더리 유압 제어부(세컨더리 유압 제어 수단)
93 : 정현파 가진 제어부
94 : 세컨더리 유압 보정부

Claims

구동원으로부터 입력하는 프라이머리 풀리와, 구동륜에 출력하는 세컨더리 풀리와, 상기 프라이머리 풀리와 상기 세컨더리 풀리에 걸친 벨트를 갖고, 상기 세컨더리 풀리에의 지령 세컨더리 유압에 기초하여 벨트 클램프력을 제어하는 벨트식 무단 변속기의 제어 장치에 있어서,
벨트 슬립 제어 허가 조건에 기초하여, 통상 제어시보다도 세컨더리 유압을 저감시키는 벨트 슬립 제어를 허가할지를 판단하고, 상기 통상 제어와 상기 벨트 슬립 제어를 전환하는 수단과,
상기 통상 제어시는, 목표 세컨더리 유압과 실제 세컨더리 유압의 편차에 기초하는 피드백 제어에 의해 지령 세컨더리 유압을 정하고, 상기 세컨더리 풀리에의 세컨더리 유압을 제어하고, 상기 벨트 슬립 제어시는, 상기 편차에 기초하는 피드백 제어를 금지하고, 금지한 피드백 제어 대신에, 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 지령 세컨더리 유압을 정하고, 상기 세컨더리 풀리에의 세컨더리 유압을 제어하는 수단을 구비한 것을 특징으로 하는, 벨트식 무단 변속기의 제어 장치.
프라이머리 풀리 및 세컨더리 풀리와 벨트 사이의 벨트 클램프력을 유압으로 제어하는 벨트식 무단 변속기의 제어 방법에 있어서,
벨트 슬립 제어 허가 조건에 기초하여, 통상 제어시보다도 유압을 저감시키는 벨트 슬립 제어를 허가할지를 판단하고, 상기 통상 제어와 상기 벨트 슬립 제어를 전환하고,
상기 통상 제어시는, 목표 유압과 실제 유압의 편차에 기초하는 피드백 제어에 의해 지령 유압을 정해서 벨트 클램프력을 제어하고,
상기 벨트 슬립 제어시는, 상기 편차에 기초하는 피드백 제어를 금지하고, 금지한 피드백 제어 대신에, 상기 유압을 가진하여, 실제 유압에 포함되는 진동 성분과 실제 변속비에 포함되는 진동 성분의 승산값에 기초하여 지령 유압을 정해서 벨트 클램프력을 제어하는 것을 특징으로 하는, 벨트식 무단 변속기의 제어 방법.
프라이머리 풀리 및 세컨더리 풀리와 벨트 사이의 벨트 클램프력을 유압으로 제어하는 벨트식 무단 변속기의 제어 방법에 있어서,
벨트 슬립 제어 허가 조건에 기초하여, 통상 제어시보다도 유압을 저감시키는 벨트 슬립 제어를 허가할지를 판단하고, 상기 통상 제어와 상기 벨트 슬립 제어를 전환하고,
상기 통상 제어시는, 목표 유압과 실제 유압의 편차에 기초하는 피드백 제어에 의해 지령 유압을 정해서 벨트 클램프력을 제어하고,
상기 벨트 슬립 제어시는, 상기 편차에 기초하는 피드백 제어를 금지하고, 금지한 피드백 제어 대신에, 상기 유압을 가진하여, 실제 유압에 포함되는 진동 성분과 실제 변속비에 포함되는 진동 성분의 위상차에 기초하여 지령 유압을 정해서 벨트 클램프력을 제어하는 것을 특징으로 하는, 벨트식 무단 변속기의 제어 방법.
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