KR101939526B1 - 변속기의 제어 장치 및 변속기의 제어 방법 - Google Patents

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Abstract

변속기의 제어 장치에 있어서, 컨트롤러는, 회전 센서의 페일을 판정한다. 유압 제어 회로 및 컨트롤러는, 배리에이터의 변속비를 가변으로 제어하는 한편, 페일이 판정된 경우에는, 배리에이터의 변속 범위를 제한하는 제1 제어를 실행한다. 또한, 유압 제어 회로 및 컨트롤러는, 부변속 기구의 변속단을 가변으로 제어하는 한편, 페일이 판정된 경우에는, 부변속 기구의 변속단을 1속에 고정하는 제2 제어를 실행한다. 또한, 유압 제어 회로 및 컨트롤러는, 페일이 판정되었을 때의 부변속 기구의 변속단이 2속인 경우, 제2 제어를 제1 제어와 상이한 타이밍에 실행한다.

Description

변속기의 제어 장치 및 변속기의 제어 방법
본 발명은, 변속기의 제어 장치 및 변속기의 제어 방법에 관한 것이다.
무단 변속기의 세컨더리 풀리의 회전 속도 센서 고장 시의 페일 세이프를 행하는 기술이, JP5-46465B에서 개시되어 있다. 이 기술에서는, 세컨더리 풀리의 회전 속도 센서 고장 시에, 변속비를 최대 변속비, 즉 최Low 변속비에 고정한다.
JP5-46465B의 기술에서는, 프라이머리 풀리, 세컨더리 풀리 및 벨트를 갖고 구성되는 배리에이터의 변속비가, 예를 들어, 페일 직전에 최소 변속비, 즉 최High 변속비인 경우에도, 페일 직후에 최Low 변속비에 고정된다. 그 결과, 의도치 않은 감속에 의하여 차량의 운전자에게 위화감을 주게 된다.
이와 같이, 페일 세이프는 적잖이 운전자에게 위화감을 주는 경우가 있다. 이 때문에, 배리에이터의 출력측에 부변속 기구가 더 배치되어 있는 경우에는, 페일 후에 배리에이터와 부변속 기구에 대하여 제어가 행해지는 결과, 위화감이 증대될 우려가 있다.
본 발명은, 이러한 기술적 과제를 감안하여 이루어진 것이며, 배리에이터 출력측 회전 센서의 페일 후의 제어에 기인하는 위화감을 저감시키는 것이 가능한 변속기의 제어 장치 및 변속기의 제어 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 어느 형태의 변속기의 제어 장치는, 배리에이터와, 상기 배리에이터의 출력측에 배치되고, 제1 변속단과 상기 제1 변속단보다도 변속비가 작은 제2 변속단을 갖는 부변속 기구와, 상기 배리에이터의 출력측 및 상기 부변속 기구의 입력측의 회전 속도를 검출하기 위한 배리에이터 출력측 회전 센서를 갖고 차량에 탑재되는 변속기에 있어서 제어를 행한다. 당해 변속기의 제어 장치는, 상기 배리에이터 출력측 회전 센서의 페일을 판정하는 페일 판정부와, 상기 배리에이터의 변속비를 가변으로 제어하는 한편, 상기 페일이 판정된 경우에는, 상기 배리에이터의 변속 범위를 제한하는 제1 제어를 실행하는 변속비 제어부와, 상기 부변속 기구의 변속단을 가변으로 제어하는 한편, 상기 페일이 판정된 경우에는, 상기 부변속 기구의 변속단을 상기 제1 변속단에 고정하는 제2 제어를 실행하는 변속단 제어부를 갖는다. 상기 변속단 제어부는, 상기 페일이 판정되었을 때의 상기 부변속 기구의 변속단이 상기 제2 변속단인 경우, 상기 제2 제어를 상기 제1 제어와 상이한 타이밍에 실행한다.
본 발명의 다른 형태에 의하면, 배리에이터와, 상기 배리에이터의 출력측에 배치되고 제1 변속단과 상기 제1 변속단보다도 변속비가 작은 제2 변속단을 갖는 부변속 기구와, 상기 배리에이터의 출력측 및 상기 부변속 기구의 입력측 회전 속도를 검출하기 위한 배리에이터 출력측 회전 센서를 갖고 차량에 탑재되는 변속기에 있어서 제어를 행하기 위한 변속기의 제어 방법이며, 상기 배리에이터 출력측 회전 센서의 페일을 판정하는 것과, 상기 배리에이터의 변속비를 가변으로 제어하는 한편, 상기 페일이 판정된 경우에는, 상기 배리에이터의 변속 범위를 제한하는 제1 제어를 실행하는 것과, 상기 부변속 기구의 변속단을 가변으로 제어하는 한편, 상기 페일이 판정된 경우에는, 상기 부변속 기구의 변속단을 상기 제1 변속단에 고정하는 제2 제어를 실행하는 것과, 상기 페일이 판정되었을 때의 상기 부변속 기구의 변속단이 상기 제2 변속단인 경우, 상기 제2 제어를 상기 제1 제어와 상이한 타이밍에 실행하는 것을 포함하는 변속기의 제어 방법이 제공된다.
이들 형태에 의하면, 제2 제어에 따라 부변속 기구가 변속되는 경우에, 제2 제어를 제1 제어와 상이한 타이밍에 실행하므로, 페일 후의 제어에 의하여 한 번에 주는 위화감을 저감시킬 수 있다. 따라서, 페일 후의 제어에 기인하는 위화감을 저감시킬 수 있다.
도 1은, 변속기를 포함하는 차량의 요부를 도시하는 도면이다.
도 2는, 컨트롤러가 행하는 제어의 일례를 흐름도로 도시하는 도면이다.
도 3a는, 압력 조절 방식의 비교예의 설명도의 제1 도이다.
도 3b는, 압력 조절 방식의 비교예의 설명도의 제2 도이다.
도 3c는, 압력 조절 방식의 비교예의 설명도의 제3 도이다.
도 4a는, 양쪽 압력 조절 방식의 설명도의 제1 도이다.
도 4b는, 양쪽 압력 조절 방식의 설명도의 제2 도이다.
도 5a는, 양쪽 압력 조절 방식용 배리에이터에 있어서의 편 압력 조절 방식의 설명도의 제1 도이다.
도 5b는, 양쪽 압력 조절 방식용 배리에이터에 있어서의 편 압력 조절 방식의 설명도의 제2 도이다.
이하, 첨부 도면을 참조하면서 본 발명의 실시 형태에 대하여 설명한다.
도 1은, 변속기(100)를 포함하는 차량의 요부를 도시하는 도면이다. 차량은, 엔진(1)과, 토크 컨버터(2)와, 배리에이터(20)와, 부변속 기구(30)와, 차축(4)과, 구동륜(5)을 구비한다.
엔진(1)은, 차량의 동력원을 구성한다. 토크 컨버터(2)는, 유체를 통하여 동력을 전달한다. 토크 컨버터(2)에서는, 로크업 클러치(2a)를 체결함으로써, 동력 전달 효율을 높일 수 있다. 배리에이터(20)와 부변속 기구(30)는, 입력된 회전 속도를 변속비에 따른 회전 속도로 출력한다. 변속비는, 입력 회전 속도를 출력 회전 속도로 나누어 얻어지는 값이다. 차축(4)은, 감속 기어나 차동 장치로 구성되는 구동 차축이다. 엔진(1)의 동력은, 토크 컨버터(2), 배리에이터(20), 부변속 기구(30) 및 차축(4)을 통하여 구동륜(5)에 전달된다.
배리에이터(20)는 무단 변속 기구이며, 프라이머리 풀리(21)와, 세컨더리 풀리(22)와, 벨트(23)를 구비한다. 이하에서는, 프라이머리 풀리(21)를 간단히 풀리(21)라고도 칭하고, 세컨더리 풀리(22)를 간단히 풀리(22)라고도 칭한다.
프라이머리 풀리(21)는, 고정 원추판과, 가동 원추판과, 유압 실린더(21a)를 구비한다. 세컨더리 풀리(22)는, 고정 원추판과, 가동 원추판과, 유압 실린더(22a)를 구비한다. 풀리(21, 22) 각각에 있어서, 고정 원추판과 가동 원추판은, 시브면을 서로 대향시킨 상태로 배치되어, V 홈을 형성한다. 풀리(21)에서는 유압 실린더(21a)가, 풀리(22)에서는 유압 실린더(22a)가, 가동 원추판의 배면에 설치되어, 가동 원추판을 축 방향으로 변위시킨다. 벨트(23)는, 풀리(21)와 풀리(22)에 감아 걸쳐진다. 벨트(23)로는 V 벨트를 사용할 수 있다.
유압 실린더(21a)에는 제1 유압이 작용한다. 풀리(21)는, 제1 유압에 의하여 V 홈의 폭이 제어된다. 유압 실린더(22a)에는 제2 유압이 작용한다. 풀리(22)는, 제2 유압에 의하여 V 홈의 폭이 제어된다.
제1 유압을 조정하여, 풀리(21)의 V 홈의 폭을 변화시킴으로써, 풀리(21)와 벨트(23)의 접촉 반경이 변화된다. 제2 유압을 조정하여, 풀리(22)의 V 홈의 폭을 변화시킴으로써, 풀리(22)와 벨트(23)의 접촉 반경이 변화된다. 이 때문에, 풀리(21)나 풀리(22)의 V 홈의 폭을 제어함으로써, 배리에이터(20)의 변속비를 무단계로 제어할 수 있다.
부변속 기구(30)는 유단 변속 기구이며, 전진 2단, 후진 1단의 변속단을 갖는다. 부변속 기구(30)는, 전진용 변속단으로서, 1속과, 1속보다도 변속비가 작은 2속을 갖는다. 부변속 기구(30)는, 엔진(1)으로부터 구동륜(5)에 이르기까지의 동력 전달 경로에 있어서, 배리에이터(20)의 출력측에 직렬로 설치된다. 부변속 기구(30)는, 배리에이터(20)에 직접 접속되어도 되고, 기어 열 등 다른 구성을 개재하여 배리에이터(20)에 간접적으로 접속되어도 된다.
차량에서는, 배리에이터(20) 및 부변속 기구(30) 각각에 있어서, 변속비가 변경된다. 이 때문에, 차량에서는 배리에이터(20)의 변속비에 부변속 기구(30)의 변속비를 곱하여 얻어지는 배리에이터(20) 및 부변속 기구(30) 전체의 변속비인 스루 변속비에 따른 변속이 행해진다.
배리에이터(20)는 부변속 기구(30)와 함께, 자동 변속 기구(3)를 구성한다. 배리에이터(20)와 부변속 기구(30)는 구조상, 개별적인 변속 기구로서 구성되어도 된다.
차량은, 오일 펌프(10)와, 유압 제어 회로(11)와, 컨트롤러(12)를 더 구비한다.
오일 펌프(10)는, 유압을 발생시킨다. 오일 펌프(10)로는, 엔진(1)의 동력으로 구동하는 기계식 오일 펌프를 사용할 수 있다.
유압 제어 회로(11)는, 오일 펌프(10)가 오일 공급에 의하여 발생시키는 유압을 조정하여 배리에이터(20)나 부변속 기구(30)의 각 부위에 전달한다. 유압 제어 회로(11)는, 라인압 조정부(11s), 제1 유압 조정부(11a) 및 제2 유압 조정부(11b)를 포함한다.
라인압 조정부(11s)는, 오일 펌프(10)가 오일 공급에 의하여 발생시키는 유압을 조정하여 라인압을 생성한다. 라인압은, 제1 유압 및 제2 유압의 원압으로 되는 유압이며, 벨트(23)의 미끄럼이 발생하지 않도록 설정된다. 제1 유압 조정부(11a)는, 라인압으로부터 제1 유압을 생성한다. 제2 유압 조정부(11b)는, 라인압으로부터 제2 유압을 생성한다. 라인압 조정부(11s)나, 제1 유압 조정부(11a)나, 제2 유압 조정부(11b)에는, 유압 레귤레이터를 사용할 수 있다. 유압 제어 회로(11)는, 부변속 기구(30)의 변속단을 제어하기 위한 유압 회로부(11c)를 더 갖고 구성되어 있다.
컨트롤러(12)는, 유압 제어 회로(11)를 제어한다. 컨트롤러(12)에는, 회전 센서(41)나, 회전 센서(42)나, 회전 센서(43)의 출력 신호가 입력된다. 회전 센서(41)는, 배리에이터(20)의 입력측의 회전 속도를 검출하기 위한 배리에이터 입력측 회전 센서에 상당하는 센서이다. 회전 센서(42)는, 배리에이터(20)의 출력측의 회전 속도를 검출하기 위한 배리에이터 출력측 회전 센서에 상당하는 센서이다. 회전 센서(42)는 구체적으로는, 배리에이터(20)의 출력측 및 부변속 기구(30)의 입력측의 회전 속도를 검출한다. 회전 센서(43)는, 부변속 기구(30)의 출력측의 회전 속도를 검출하기 위한 부변속 기구 출력측 회전 센서에 상당하는 센서이다.
배리에이터(20)의 입력측의 회전 속도는 구체적으로는, 배리에이터(20)의 입력축 회전 속도이다. 배리에이터(20)의 입력측의 회전 속도는, 상술한 동력 전달 경로에 있어서, 예를 들어 기어 열을 배리에이터(20)와의 사이에 끼운 위치의 회전 속도여도 된다. 배리에이터(20)의 출력측의 회전 속도나, 부변속 기구(30)의 출력측의 회전 속도에 대해서도 마찬가지이다.
컨트롤러(12)에는, 이 외에 액셀러레이터 개방도 센서(44)나, 인히비터 스위치(45)나, 엔진 회전 센서(46) 등의 출력 신호가 입력된다. 액셀러레이터 개방도 센서(44)는, 액셀러레이터 페달의 조작량을 나타내는 액셀러레이터 개방도 APO를 검출한다. 인히비터 스위치(45)는, 셀렉트 레버의 위치를 검출한다. 엔진 회전 센서(46)는, 엔진(1)의 회전 속도 Ne를 검출한다. 컨트롤러(12)는, 회전 센서(43)의 출력 신호에 기초하여 차속 VSP를 검출할 수 있다.
컨트롤러(12)는, 이들 신호에 기초하여 변속 제어 신호를 생성하고, 생성한 변속 제어 신호를 유압 제어 회로(11)에 출력한다. 유압 제어 회로(11)는, 컨트롤러(12)로부터의 변속 제어 신호에 기초하여, 라인압이나 제1 유압이나 제2 유압을 제어하는 것 외에, 유압 경로의 전환 등을 행한다.
이것에 의하여, 유압 제어 회로(11)로부터 배리에이터(20)나 부변속 기구(30)의 각 부위에 변속 제어 신호에 따른 유압의 전달이 행해진다. 그 결과, 배리에이터(20)나 부변속 기구(30)의 변속비가, 변속 제어 신호에 따른 변속비, 즉 목표 변속비로 변경된다.
변속기(100)는 자동 변속기이며, 이와 같이 하여 변속비를 제어하는 유압 제어 회로(11) 및 컨트롤러(12) 외에, 배리에이터(20), 부변속 기구(30), 회전 센서(41), 회전 센서(42) 및 회전 센서(43)를 갖고 구성되어 있다. 유압 제어 회로(11) 및 컨트롤러(12)는, 차량에 탑재되는 변속기(100)에 있어서 제어를 행하는 변속기의 제어 장치(50)를 구성한다. 이하에서는, 변속기의 제어 장치(50)를 간단히 제어 장치(50)라 칭한다.
도 2는, 컨트롤러(12)가 행하는 제어의 일례를 흐름도로 도시하는 도면이다. 컨트롤러(12)는, 본 흐름도에 도시하는 처리를 미소 시간마다 반복하여 실행할 수 있다. 컨트롤러(12)는, 스텝 S1에서 회전 센서(42)가 이상인지 여부를 판정한다.
스텝 S1에서, 컨트롤러(12)는, 예를 들어, 회전 센서(42)가 단선되어 있는지 여부를 판정하거나, 회전 센서(42)의 출력 신호가 정상 범위를 벗어나 있는지 여부를 판정하거나 할 수 있다. 회전 센서(42)가 이상인지 여부의 판정에는, 공지 기술 외에 적당한 기술이 적용되어도 된다.
스텝 S1에서 부정 판정이면, 회전 센서(42)가 정상이라고 판정된다. 이 경우, 컨트롤러(12)는, 라인압 조정부(11s)에 의하여 스텝 S2에 나타낸 바와 같이, 라인압을 가변으로 제어한다. 또한, 스텝 S3에 나타낸 바와 같이 양쪽 압력 조절 방식에 의하여 배리에이터(20)의 변속비를 가변으로 제어한다.
양쪽 압력 조절 방식은, 제1 유압과 제2 유압의 대소 관계가 뒤바뀌는 압력 조절 방식이다. 따라서, 양쪽 압력 조절 방식에서는, 제1 유압과 제2 유압의 대소 관계가, 제1 유압>제2 유압으로 되는 경우와, 제1 유압=제2 유압으로 되는 경우와, 제1 유압<제2 유압으로 되는 경우가 있다. 양쪽 압력 조절 방식에 대하여, 상세히는 후술한다.
스텝 S3에서, 컨트롤러(12)는, 부변속 기구(30)의 변속단도 가변으로 제어한다. 즉, 스텝 S3에서는, 부변속 기구(30)도 변속 제어 신호에 따라 적절히 변속된다. 부변속 기구(30)가 변속되는 경우, 컨트롤러(12)는 협조 변속 제어를 행한다. 협조 변속 제어는, 부변속 기구(30)의 변속 시에 있어서, 배리에이터(20)의 변속비를 부변속 기구(30)의 변속비 변화와 반대 방향으로 변화시키는 제어이다. 협조 변속 제어에서는 구체적으로는, 스루 변속비가 일정해지도록 배리에이터(20)의 변속비를 제어한다. 협조 변속 제어를 행함으로써, 부변속 기구(30) 변속 시의 변속 쇼크가 억제된다.
협조 변속 제어에는, 적어도 회전 센서(42)의 출력이 이용된다. 이 때문에, 회전 센서(42)의 페일 시에는 협조 변속 제어를 행할 수 없게 된다. 그 결과, 부변속 기구(30) 변속 시에 변속 쇼크가 발생할 수 있다.
협조 변속 제어에는, 회전 센서(41)의 출력 및 회전 센서(43)의 출력도 이용된다. 회전 센서(41)의 출력, 회전 센서(42)의 출력 및 회전 센서(43)의 출력은, 배리에이터(20)의 실변속비 및 부변속 기구(30)의 실변속비를 검출하기 위하여 이용할 수 있다. 스텝 S3 후에는, 본 흐름도를 일단 종료한다.
스텝 S1에서 긍정 판정이면, 회전 센서(42)의 페일이 판정된다. 이 경우, 컨트롤러(12)는, 라인압 조정부(11s)에 의하여 스텝 S4에 나타낸 바와 같이, 라인압을 소정 이상의 값 α에 고정한다. 라인압을 소정 이상의 값 α에 고정한다는 것은, 수리 등에 의하여 페일이 해제되기까지의 동안, 라인압을 소정 이상의 값 α로 유지하는 것을 의미한다. 소정 이상의 값 α에는, 예를 들어 라인압의 최대 설정압이 적용된다. 소정 이상의 값 α는, 배리에이터(20)로의 입력 토크가 최대로 되었을 때 벨트(23)에 미끄럼이 발생하지 않는 값이면 된다.
또한 컨트롤러(12)는, 스텝 S5에서 제2 유압을 라인압에 고정함으로써, 배리에이터(20)의 변속 범위를 제한하는 제1 제어를 실행한다. 또한, 컨트롤러(12)는, 스텝 S6에서 차속 VSP에 따라 제1 유압을 제어한다. 이것에 의하여, 제2 유압을 라인압에 고정하는 편 압력 조절 방식에 의하여 배리에이터(20)의 변속비가 가변으로 제어된다.
편 압력 조절 방식은, 제1 유압과 제2 유압의 대소 관계가 뒤바뀌지 않는 압력 조절 방식이다. 따라서, 편 압력 조절 방식에서는, 제1 유압과 제2 유압의 대소 관계는, 제1 유압≥제2 유압 그대로, 또는 제1 유압≤제2 유압 그대로가 된다.
제1 제어는, 배리에이터(20)의 변속비의 변경, 구체적으로는 양쪽 압력 조절 방식에서 편 압력 조절 방식으로의 전환에 따라 스텝 S6에서 행해지는 배리에이터(20)의 변속비의 변경을 더 포함하는 제어로서 파악되어도 된다. 편 압력 조절 방식 및 제1 제어에 대하여, 상세히는 후술한다.
스텝 S6에서, 컨트롤러(12)는, 적어도 회전 센서(43)의 출력을 이용하여 제1 유압을 제어함으로써, 차속 VSP에 따라 제1 유압을 제어할 수 있다. 이 경우, 컨트롤러(12)는, 회전 센서(41)의 출력이나 회전 센서(42)의 출력을 이용하지 않고, 제1 유압을 제어해도 된다.
이것에 의하여, 페일의 영향을 회피하면서 차속 VSP에 따라 배리에이터(20)의 변속비를 제어할 수 있다. 회전 센서(43)의 출력은, 페일 시의 배리에이터(20)의 변속비 제어 명령을 포함하는 변속 제어 신호를 생성하는 데 이용할 수 있다.
스텝 S6에서, 컨트롤러(12)는, 회전 센서(41), 회전 센서(42) 및 회전 센서(43)의 출력 이외의 다른 파라미터를 더 이용하여 제1 유압을 제어해도 된다. 즉, 페일 시의 변속 제어 신호는, 당해 다른 파라미터를 더 이용하여 생성되어도 된다.
컨트롤러(12)는, 스텝 S5에서 제1 유압을 라인압에 고정하고, 스텝 S6에서 차속 VSP에 따라 제2 유압을 제어해도 된다. 이 경우, 컨트롤러(12)는, 제1 유압을 라인압에 고정하는 편 압력 조절 방식에 의하여 배리에이터(20)의 변속비를 가변으로 제어할 수 있다.
스텝 S7에서, 컨트롤러(12)는, 부변속 기구(30)의 변속단이 2속인지 여부를 판정한다. 부변속 기구(30)의 변속단이 2속인지 여부는, 예를 들어, 부변속 기구(30)의 변속단을 검출 가능한 센서의 출력에 기초하여 판정할 수 있다.
스텝 S7에서 긍정 판정이면, 컨트롤러(12)는, 스텝 S8에서 부변속 기구(30)의 변속단을 2속에서 1속으로 변경한다. 또한, 컨트롤러(12)는, 스텝 S9에서 부변속 기구(30)의 변속단을 1속에 고정하는 제2 제어를 실행한다. 부변속 기구(30)의 변속단을 1속에 고정한다는 것은, 수리 등에 의하여 페일이 해제되기까지의 동안, 부변속 기구(30)의 변속단을 1속에 유지하는 것을 의미한다.
이것에 의하여, 차량 발진성을 확보함과 함께, 그 후의 변속 쇼크의 발생을 방지할 수 있다. 컨트롤러(12)는, 스텝 S7에서 부정 판정이었을 경우에도, 스텝 S9에서 제2 제어를 실행한다.
회전 센서(42)의 페일이 판정되었을 때의 부변속 기구(30)의 변속단이 2속인 경우, 제2 제어는 스텝 S8에 나타내는 처리, 즉 부변속 기구(30)의 변속단을 2속에서 1속으로 변경하는 것을 더 포함하는 제어로서 파악되어도 된다.
이 경우, 컨트롤러(12)는, 스텝 S5에서 제1 제어를 실행한 후, 스텝 S8 및 스텝 S9에서 제2 제어를 실행함으로써, 제2 제어를 제1 제어와 상이한 타이밍에 실행한다. 스텝 S9 후에는, 본 흐름도의 처리를 일단 종료한다.
스텝 S8에서, 컨트롤러(12)는, 정차 중에 부변속 기구(30)의 변속단을 2속에서 1속으로 변경하는 것이 바람직하다. 이것에 의하여, 부변속 기구(30)의 변속을 운전자가 감지하기 어렵게 할 수 있다. 스텝 S8의 제어는, 예를 들어, 제1 제어 실행 후, 소정 시간이 경과한 경우에 실행되어도 된다. 소정 시간에는 미리 설정한 값을 이용할 수 있다.
본 실시 형태에 있어서, 페일 판정부는 컨트롤러(12), 구체적으로는 스텝 S1의 판정을 행하는 부분으로서 기능적으로 파악되는 컨트롤러(12)의 일부에 의하여 실현되고 있다. 또한, 변속비 제어부는, 컨트롤러(12) 및 유압 제어 회로(11), 구체적으로는 스텝 S3, S5 및 S6의 처리를 행하는 부분으로서 기능적으로 파악되는 컨트롤러(12)의 일부, 및 유압 제어 회로(11)의 일부인 제1 유압 조정부(11a)와 제2 유압 조정부(11b)에 의하여 실현되고 있다. 또한, 변속단 제어부는, 컨트롤러(12) 및 유압 제어 회로(11), 구체적으로는 스텝 S8 및 스텝 S9의 처리를 행하는 부분으로서 기능적으로 파악되는 컨트롤러(12)의 일부, 및 유압 제어 회로(11)의 일부인 유압 회로부(11c)에 의하여 실현되고 있다. 또한, 라인압 제어부는, 컨트롤러(12) 및 유압 제어 회로(11), 구체적으로는 스텝 S2 및 스텝 S4의 처리를 행하는 부분으로서 기능적으로 파악되는 컨트롤러의 일부, 및 유압 제어 회로(11)의 일부인 라인압 조정부(11s)에 의하여 실현되고 있다.
다음으로, 압력 조절 방식에 대하여 설명한다.
도 3a, 도 3b 및 도 3c는, 압력 조절 방식의 비교예의 설명도이며, 구체적으로는 편 압력 조절 방식용 배리에이터에 있어서의 편 압력 조절 방식의 설명도이다. 도 3a는, 당해 배리에이터로의 입력 토크가 T1인 경우의 Pri압 및 Sec압을 당해 배리에이터의 변속비에 따라 나타낸다. 도 3b는, 당해 배리에이터로의 입력 토크가 T2인 경우의 Pri압 및 Sec압을 당해 배리에이터의 변속비에 따라 나타낸다. 도 3c는, 라인압을 최대 설정압에 고정한 경우의 Pri압 및 Sec압을 당해 배리에이터의 변속비에 따라 나타낸다.
Pri압은 제1 유압에 상당하는 유압이며, 편 압력 조절 방식용 배리에이터에 있어서의 프라이머리 풀리의 제어 유압을 나타낸다. Sec압은 제2 유압에 상당하는 유압이며, 편 압력 조절 방식용 배리에이터에 있어서의 세컨더리 풀리의 제어 유압을 나타낸다. 도 3a 내지 도 3c에 나타내는 변속비와 Pri압 및 Sec압의 관계는, 달리 말하면 목표 변속비와 이에 따른 Pri압 및 Sec압의 관계라 할 수 있다. T1 및 T2는, T1<T2의 대소 관계를 충족시키는 입력 토크를 나타낸다. 도 3a 내지 도 3c에서는, Sec압을 라인압에 고정하는 경우를 나타낸다.
도 3a, 도 3b에 나타낸 바와 같이, 편 압력 조절 방식용 배리에이터에서 변속을 행하는 경우, 전체 변속비 영역에 있어서 Sec압을 라인압으로 하고, 입력 토크에 따라 라인압을 변경함으로써, 벨트 미끄럼을 방지한다. 또한, Pri압과 Sec압이 동등해진 경우에, 변속비가 High로 되도록 프라이머리 풀리 및 세컨더리 풀리의 수압 면적이 설정된다.
이 경우, 프라이머리 풀리의 수압 면적은 세컨더리 풀리의 수압 면적보다도 크게 설정된다. 예를 들어, 프라이머리 풀리의 수압 면적은 세컨더리 풀리의 수압 면적의 약 2배이다. 프라이머리 풀리의 수압 면적은, 프라이머리 풀리를 더블 피스톤 구조로 함으로써, 실효적으로 증가시킬 수 있다.
이러한 편 압력 조절 방식용 배리에이터에 대하여, 라인압을 최대 설정압에 고정하면, Pri압과 Sec압은, 입력 토크에 관계없이, 도 3c에 나타낸 바와 같이 설정된다. 이때, Pri압 및 Sec압은, 전체 변속비 영역에 걸친 범위에서 설정된다.
도 4a 및 도 4b는, 양쪽 압력 조절 방식의 설명도이다. 도 4a에서는, 배리에이터(20)로의 입력 토크가 T1인 경우의 제1 유압 및 제2 유압을 배리에이터(20)의 변속비에 따라 나타낸다. 도 4b에서는, 배리에이터(20)로의 입력 토크가 T2인 경우의 제1 유압 및 제2 유압을 배리에이터(20)의 변속비에 따라 나타낸다.
최Low 변속비는 최대 변속비이고, 최High 변속비는 최소 변속비이다. Mid 변속비는 중간 변속비이며, 제1 유압과 제2 유압이 동등해지는 변속비이다. 도 4a 및 도 4b에 나타내는 변속비와 제1 유압 및 제2 유압의 관계는, 달리 말하면 목표 변속비와 이에 따른 제1 유압 및 제2 유압의 관계라 할 수 있다. 후술하는 도 5a 및 도 5b에 대해서도 마찬가지이다.
도 4a 및 도 4b 각각에 나타낸 바와 같이, 양쪽 압력 조절 방식에서는, 배리에이터(20)의 변속비에 따라, 제1 유압과 제2 유압의 대소 관계가 뒤바뀌도록 제1 유압 및 제2 유압이 설정된다. 또한, 배리에이터(20)의 변속비가 최Low 변속비부터 최High 변속비까지의 범위에서 가변으로 제어된다.
구체적으로는, 최Low 변속비 이상 및 Mid 변속비 미만의 변속비 영역에서는, 제2 유압이 제1 유압보다도 커지도록 제1 유압 및 제2 유압이 설정된다. 또한, Mid 변속비에서는, 제1 유압과 제2 유압이 동등해지도록 제1 유압 및 제2 유압이 설정된다. 또한, Mid 변속비보다도 높고 또한 최High 변속비 이하의 변속비 영역에서는, 제1 유압이 제2 유압보다도 커지도록 제1 유압 및 제2 유압이 설정된다.
양쪽 압력 조절 방식에서는, 또한 상술한 바와 같이 설정한 제1 유압 및 제2 유압 중 큰 쪽의 유압에 라인압을 이용한다.
이 때문에, 최Low 변속비 이상 및 Mid 변속비 미만의 변속비 영역에서는, 제2 유압이 라인압으로 된다. 또한, Mid 변속비보다도 크고 또한 최High 변속비 이하의 변속비 영역에서는, 제1 유압이 라인압으로 된다. Mid 변속비에서는, 제1 유압 및 제2 유압이 라인압으로 된다.
양쪽 압력 조절 방식에서는, 상술한 바와 같이 제1 유압 및 제2 유압을 설정함으로써, 변속비가 Mid 변속비 부근인 경우에, 라인압을 낮출 수 있다. 따라서, 변속비가 Mid 변속비 부근인 경우에, 오일 펌프(10)의 부하 경감에 의한 연비 향상을 도모할 수 있다.
도 4a 및 도 4b 각각에 나타낸 바와 같이, 양쪽 압력 조절 방식에서는, 변속을 행하는 경우에 제1 유압 및 제2 유압의 양쪽을 가변으로 한다. 양쪽 압력 조절 방식에서는, 적어도 배리에이터(20)로의 입력 토크가 일정하다는 조건 하에서, 제1 유압 및 제2 유압의 양쪽을 가변으로 할 수 있다. 달리 말하면, 목표 변속비에 따라 제1 유압 및 제2 유압의 양쪽을 가변으로 할 수 있다.
배리에이터(20)로의 입력 토크에 대하여 풀리압이 불충분하면, 벨트(23)의 미끄럼이 발생하는 경우가 있다. 풀리압을 라인압보다 크게 할 수는 없으므로, 벨트(23)의 미끄럼이 발생하지 않는 풀리압으로 하기 위해서는, 입력 토크에 따라 라인압을 변경할 필요가 있다. 이 때문에, 도 4a 및 도 4b에 나타낸 바와 같이, 양쪽 압력 조절 방식에서는, 또한 라인압 조정부(11s)에 의하여 입력 토크에 따라 라인압을 변경한다. 구체적으로는, 입력 토크가 큰 경우일수록 라인압을 크게 한다. 이것에 의하여, 벨트(23)의 미끄럼 발생을 억제할 수 있다.
양쪽 압력 조절 방식으로 변속을 행하는 배리에이터(20)에서는, 프라이머리 풀리(21)의 수압 면적과 세컨더리 풀리(22)의 수압 면적이 동등해지도록 설정된다. 이 때문에, 배리에이터(20)에서는, Mid 변속비에서 변속비를 「1」로 할 수 있다. Mid 변속비는, 예를 들어 세컨더리 풀리(22)의 가동 원추판을 압박하는 리턴 스프링의 추력만큼 「1」에서 어긋난 값으로 되는 등, 「1」로 되지 않아도 된다.
도 5a 및 도 5b는, 양쪽 압력 조절 방식용 배리에이터(20)에 있어서의 편 압력 조절 방식의 설명도이다. 도 5a에서는, 제1 유압을 라인압에 고정하는 경우의 제1 유압 및 제2 유압을 배리에이터(20)의 변속비에 따라 나타낸다. 도 5b에서는, 제2 유압을 라인압에 고정하는 경우의 제1 유압 및 제2 유압을 배리에이터(20)의 변속비에 따라 나타낸다.
도 5a에 나타낸 바와 같이, 제1 유압을 라인압에 고정하는 경우, 변속비 영역은 Mid 변속비 이상 및 최High 변속비 이하의 범위로 제한된다. 따라서, Mid 변속비 이상 및 최High 변속비 이하의 변속비 영역에서만 변속이 가능해진다.
도 5b에 나타낸 바와 같이, 제2 유압을 라인압에 고정하는 경우, 변속비 영역은 최Low 변속비 이상 및 Mid 변속비 이하의 범위로 제한된다. 최Low 변속비 이상 및 Mid 변속비 이하의 변속비 영역에서만 변속이 가능해진다.
이유는 다음과 같다. 즉, 양쪽 압력 조절 방식용 배리에이터(20)에서는, 상술한 바와 같이, 프라이머리 풀리(21)의 수압 면적과 세컨더리 풀리(22)의 수압 면적이 동등해지도록 설정되어 있어, Mid 변속비에서 제1 유압과 제2 유압이 동등해지기 때문이다.
따라서, 컨트롤러(12)는, 제1 유압을 라인압에 고정함으로써, 배리에이터(20)의 변속 범위를 도 5a에 나타낸 바와 같이 제한하는 제1 제어를 실행할 수 있다. 또한, 제2 유압을 라인압에 고정함으로써, 배리에이터(20)의 변속 범위를 도 5b에 나타낸 바와 같이 제한하는 제1 제어를 실행할 수 있다.
도 5a 및 도 5b의 경우 모두, 라인압을 최대 설정압에 고정함으로써, 벨트(23)의 미끄럼 발생은 최대한 억제된다.
다음으로, 제어 장치(50)의 주된 작용 효과에 대하여 설명한다.
여기서, 제1 제어에서는 배리에이터(20)의 변속 범위가 제한되므로, 페일 직전의 배리에이터(20)의 변속비가 제1 제어 실행 후의 변속비 영역 밖에 있는 경우에는, 배리에이터(20)의 변속비는 페일 후에 당해 변속비 영역 내로 제어되게 된다. 그 결과, 의도치 않은 감속 또는 증속에 의하여 위화감을 주는 경우가 있다.
또한, 제2 제어에서는 부변속 기구(30)의 변속단을 1속에 고정하므로, 페일 직전의 변속단이 2속이었을 경우에는, 부변속 기구(30)의 변속단은 페일 후에 2속에서 1속으로 변경되게 된다. 그 결과, 주로 차량 주행 중에 의도치 않은 변속에 기인하는 변속 쇼크에 의하여 위화감을 주는 경우가 있다.
이 때문에, 제1 제어와 제2 제어를 동시에 실행하고자 하면, 두 위화감이 중첩되어 발생하는 경우가 있다. 그 결과, 위화감이 증대되는 경우가 있다.
이러한 사정을 감안하여, 제어 장치(50)는, 배리에이터(20)와, 부변속 기구(30)와, 회전 센서(42)를 갖고 차량에 탑재되는 변속기(100)에 있어서 제어를 행한다. 제어 장치(50)는, 유압 제어 회로(11)와, 컨트롤러(12)를 갖는다. 컨트롤러(12)는, 회전 센서(42)의 페일을 판정한다. 유압 제어 회로(11) 및 컨트롤러(12)는, 배리에이터(20)의 변속비를 가변으로 제어하는 한편, 페일이 판정된 경우에는, 제1 제어를 실행한다. 또한, 유압 제어 회로(11) 및 컨트롤러(12)는, 부변속 기구(30)의 변속단을 가변으로 제어하는 한편, 페일이 판정된 경우에는, 제2 제어를 실행한다. 유압 제어 회로(11) 및 컨트롤러(12)는, 페일이 판정되었을 때의 부변속 기구(30)의 변속단이 2속인 경우, 제2 제어를 제1 제어와 상이한 타이밍에 실행한다.
이와 같은 구성의 제어 장치(50)에 의하면, 제2 제어에 따라 부변속 기구(30)가 변속되는 경우에, 제2 제어를 제1 제어와 상이한 타이밍에 실행하므로, 페일 후의 제어에 의하여 한 번에 주는 위화감을 저감시킬 수 있다. 따라서, 페일 후의 제어에 기인하는 위화감을 저감시킬 수 있다.
이와 같은 구성에 있어서, 배리에이터(20)는 토로이달형 무단 변속 기구여도 된다. 이 경우에도, 제어 장치(50)는 마찬가지의 작용 효과를 발휘할 수 있다.
제어 장치(50)에서는, 유압 제어 회로(11) 및 컨트롤러(12)는 또한, 라인압을 가변 제어하는 한편, 페일이 판정된 경우에는, 라인압을 소정 이상의 값 α에 고정한다. 배리에이터(20)는, 프라이머리 풀리(21)와, 세컨더리 풀리(22)와, 벨트(23)를 갖는다. 유압 제어 회로(11) 및 컨트롤러(12)는, 양쪽 압력 조절 방식에 의하여 배리에이터(20)의 변속비를 가변으로 제어하는 한편, 페일이 판정된 경우에는, 제1 유압 및 제2 유압 중 한쪽을 라인압에 고정하는 편 압력 조절 방식에 의하여 배리에이터(20)의 변속비를 가변으로 제어한다.
이와 같은 구성의 제어 장치(50)에 의하면, 페일이 판정된 경우에, 제1 유압 및 제2 유압 중 한쪽 유압이 소정 이상의 값 α의 라인압에 고정되므로, 당해 한쪽 유압을 높일 수 있다. 또한, 당해 한쪽 유압을 높임으로써, 다른 쪽 유압도 끌어올려지므로, 제1 유압 및 제2 유압을 높일 수 있다. 그 결과, 회전 센서(42)의 페일 시에, 벨트 미끄럼을 방지하는 페일 세이프를 행할 수 있다.
또한, 이와 같은 구성의 제어 장치(50)에 의하면, 페일이 판정된 경우에, 상기 한쪽 유압을 라인압에 고정하는 편 압력 조절 방식에 의하여 배리에이터(20)의 변속비를 가변으로 제어하므로, 차량의 운전 상태 등에 따라 변속비를 가능한 범위 내에서 변경할 수 있다. 이로 인하여, 페일 시에 배리에이터(20)의 변속비를 최대 변속비, 즉 최Low 변속비 등에 고정으로 하는 경우와 비교하여, 연비의 악화를 억제할 수도 있다.
제어 장치(50)에서는, 유압 제어 회로(11) 및 컨트롤러(12)는, 양쪽 압력 조절 방식에 의하여 배리에이터(20)의 변속비를 최Low 변속비부터 최High 변속비까지의 범위에서 가변으로 제어하는 한편, 페일이 판정된 경우에, 제2 유압을 라인압에 고정하는 편 압력 조절 방식에 의하여 배리에이터(20)의 변속비를 최Low 변속비부터 중간 변속비까지의 범위에서 가변으로 제어한다.
상기 구성의 제어 장치(50)에 의하면, 페일이 판정된 경우에는, 배리에이터(20)의 변속비를 최Low 변속비부터 Mid 변속비까지의 범위에서 가변으로 제어하므로, 차량 발진 시의 구동력을 확보할 수 있다.
제어 장치(50)에 있어서, 소정 이상의 값 α는 라인압의 최대 설정압이다. 이 경우, 벨트(23)의 미끄럼 발생을 최대한 억제할 수 있다.
이상, 본 발명의 실시 형태에 대하여 설명했지만, 상기 실시 형태는 본 발명의 적용예의 일부를 나타낸 데 불과하며, 본 발명의 기술적 범위를 상기 실시 형태의 구체적 구성에 한정한다는 취지는 아니다.
본원은 2015년 3월 20일에 일본 특허청에 출원된 일본 특허 출원 제2015-57905호에 기초한 우선권을 주장하며, 이 출원의 모든 내용은 참조에 의하여 본 명세서에 포함된다.

Claims (5)

  1. 배리에이터와,
    상기 배리에이터의 출력측에 배치되고, 제1 변속단과 상기 제1 변속단보다도 변속비가 작은 제2 변속단을 갖는 부변속 기구와,
    상기 배리에이터의 출력측 및 상기 부변속 기구의 입력측의 회전 속도를 검출하기 위한 배리에이터 출력측 회전 센서
    를 갖고 차량에 탑재되는 변속기에 있어서 제어를 행하는 변속기의 제어 장치이며,
    상기 배리에이터 출력측 회전 센서의 페일을 판정하는 페일 판정부와,
    상기 배리에이터의 변속비를 가변으로 제어하는 한편, 상기 페일이 판정된 경우에는, 상기 배리에이터의 변속 범위를 제한하는 제1 제어를 실행하는 변속비 제어부와,
    상기 부변속 기구의 변속단을 가변으로 제어하는 한편, 상기 페일이 판정된 경우에는, 상기 부변속 기구의 변속단을 상기 제1 변속단에 고정하는 제2 제어를 실행하는 변속단 제어부를 갖고,
    상기 변속단 제어부는, 상기 페일이 판정되었을 때의 상기 부변속 기구의 변속단이 상기 제2 변속단인 경우, 상기 제2 제어를 상기 제1 제어와 상이한 타이밍에 실행하는, 변속기의 제어 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    제1 유압 및 제2 유압의 원압으로 되는 라인압을 가변 제어하는 한편, 상기 페일이 판정된 경우에는, 상기 라인압을 소정 이상의 값에 고정하는 라인압 제어부를 더 갖고,
    상기 배리에이터는, 상기 제1 유압에 의하여 홈 폭이 제어되는 프라이머리 풀리와, 상기 제2 유압에 의하여 홈 폭이 제어되는 세컨더리 풀리와, 상기 프라이머리 풀리와 상기 세컨더리 풀리에 감아 걸쳐진 벨트를 갖고,
    상기 변속비 제어부는, 상기 제1 유압 및 상기 제2 유압의 양쪽을 가변으로 하는 양쪽 압력 조절 방식에 의하여 상기 배리에이터의 변속비를 가변으로 제어하는 한편, 상기 페일이 판정된 경우에는, 상기 제1 유압 및 상기 제2 유압 중 한쪽을 상기 라인압에 고정하는 편 압력 조절 방식에 의하여 상기 배리에이터의 변속비를 가변으로 제어하는, 변속기의 제어 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 변속비 제어부는, 상기 제1 유압 및 상기 제2 유압의 양쪽을 가변으로 하는 상기 양쪽 압력 조절 방식에 의하여 상기 배리에이터의 변속비를 최Low 변속비부터 최High 변속비까지의 범위에서 가변으로 제어하는 한편, 상기 페일이 판정된 경우에는, 상기 제2 유압을 상기 라인압에 고정하는 상기 편 압력 조절 방식에 의하여 상기 배리에이터의 변속비를 최Low 변속비부터 중간 변속비까지의 범위에서 가변으로 제어하는, 변속기의 제어 장치.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 소정 이상의 값은, 상기 라인압의 최대 설정압인, 변속기의 제어 장치.
  5. 배리에이터와, 상기 배리에이터의 출력측에 배치되고 제1 변속단과 상기 제1 변속단보다도 변속비가 작은 제2 변속단을 갖는 부변속 기구와, 상기 배리에이터의 출력측 및 상기 부변속 기구의 입력측의 회전 속도를 검출하기 위한 배리에이터 출력측 회전 센서를 갖고 차량에 탑재되는 변속기에 있어서 제어를 행하기 위한 변속기의 제어 방법이며,
    상기 배리에이터 출력측 회전 센서의 페일을 판정하는 것과,
    상기 배리에이터의 변속비를 가변으로 제어하는 한편, 상기 페일이 판정된 경우에는, 상기 배리에이터의 변속 범위를 제한하는 제1 제어를 실행하는 것과,
    상기 부변속 기구의 변속단을 가변으로 제어하는 한편, 상기 페일이 판정된 경우에는, 상기 부변속 기구의 변속단을 상기 제1 변속단에 고정하는 제2 제어를 실행하는 것과,
    상기 페일이 판정되었을 때의 상기 부변속 기구의 변속단이 상기 제2 변속단인 경우, 상기 제2 제어를 상기 제1 제어와 상이한 타이밍에 실행하는 것을 포함하는, 변속기의 제어 방법.
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