KR20020034845A - 차량용 무단변속기의 라인압 제어장치 - Google Patents

Abstract

주행조건의 변화에 대해 무단변속기의 벨트슬립을 회피하고, 벨트의 수명을 연장할 수 있는 차량용 무단변속기의 유압제어장치를 얻는다.

내연기관(1)에 구동되는 유압펌프(2)의 출력유압을 제어해서 유압라인의 라인유압을 생성하는 압력제어수단(11)과, 라인유압에 조작되고, 내연기관의 회전속도를 변속하는 무단변속기(5)와 내연기관(1)의 스로틀개도와 무단변속기(5)의 입력축 회전속도와 출력축 회전속도를 입력해서 무단변속기(5)의 입력토크를 전달하는데 필요한 필요라인유압을 연산하고, 유압펌프(2)의 회전속도에 대한 출력유압특성을 기억하는 동시에 이 출력 유압특성과 입력축 회전속도로부터 유압펌프(2)의 출력가능라인유압을 연산해서 양자를 비교해, 필요라인유압이 출력가능라인유압에 대해 동등이하가 되도록 내연기관(1)의 회전속도와 출력토크를 제어하는 제어수단 (15)을 구비한 것이다.

Description

차량용 무단변속기의 라인압 제어장치{Line Pressure Control Device for Continuous Transmission in Vehicle}

본 발명은 내연기관에 의해 구동되는 유압펌프의 출력유압에 의해 라인유압을 얻어, 이 출력유압을 제어해서 라인유압을 전달토크에 따른 압력으로 제어하는 차량용 무단변속기의 유압제어장치에 관한 것이다.

차량용의 무단변속기로는 예를 들면 일본국 특개평 4-272569호 공보에 구성이 개시되어 있는 바와 같이, 한쌍의 풀리간에 벨트를 걸고, 이 벨트가 걸린 한쌍의 풀리의 홈폭을 서로 변화시킴으로써, 구동측과 종동측의 회전비를 변경하는 구성의 것이 많이 사용되고 있다. 또, 이 풀리의 홈폭을 변환시키는 기구로는, 차량에 탑재된 내연기관에 의해 구동되는 유압펌프로부터의 유압을 라인유압으로서 얻고, 이 유압펌프의 출력유압을 제어함으로써 라인유압을 변화시켜 이 라인유압의 변화에 따라 풀리를 구성하는 가동원추판을 고정원추판에 대해 축방향으로 변위시키도록 구성되어 있다.

이 종류의 차량용 무단변속기의 라인유압제어에서는, 내연기관과 차량사이의 구동력을 효율좋게 확실하게 전달하는 것이 필요하고, 벨트와 구동 및 종동의 풀리와의 사이의 슬립을 극력 저감시켜서 벨트의 내구성을 손상하지 않는 유압을 얻는 것이 필요한 동시에, 라인유압을 필요이상으로 높임으로 인한 유압펌프의 동력손실을 억제하는 것이 필요하다. 이 때문에, 주행상태에 따른 목표라인유압을 설정하고, 내연기관에 의해 구동되는 유압펌프의 출력유압을 제어해서 실제의 라인유압을목표라인유압과 일치시키도록 하는 것이 일반적인 제어법이고, 이 종래의 라인유압제어법을 표시한 것이 도 6의 플로차트이다.

도 6에서 우선 스텝(601)에서는 제어용의 컨트롤러에 내연기관의 토크정보와, 무단변속기의 변속비정보가 입력되고 목표라인유압의 베이스치가 연산된다. 계속해 스텝(602)에서 차량의 주행상태를 검출하는 각종의 센서류에서의 정보에 의해 목표라인유압의 베이스치에 대한 보정치가 연산되고, 또 스텝(603)에서 목표라인유압의 베이스치에 보정치가 가산되고, 최종적인 목표라인유압이 연산되고, 설정된다. 그리고, 스텝(604)에서 리턴해서 소정시간마다에 이 연산이 반복된다.

이 목표라인유압의 설정에서는, 연비를 향상시키기 위해서는 내연기관의 회전속도를 가능한 한 낮게 설정할 필요가 있고, 유압펌프의 출력유압의 부족에서 발생하는 벨트슬립을 회피하기 위해서는 전달토크에 맞는 라인유압이 얻어지도록 내연기관의 회전속도를 높일 필요가 있다. 이 서로 모순되는 양 조건을 만족시키기 위해, 내연기관은 벨트슬립이 발생하지 않는 범위에서 최소의 목표라인유압이 얻어지는 회전속도로 설정되고, 상기한 플로차트로 설명한 바와 같이, 여러가지로 변화하는 차량의 주행상태에서도 벨트슬립이 발생하지 않도록 설정될 필요가 있다.

그러나 유압펌프는 내연기관에 의해 구동되는 것이므로, 내연기관의 저회전영역에서는 유압펌프의 출력가능한 최대라인유압이 낮아지고 목표라인유압에 대한 여력이 저하해 있으므로, 종래의 라인유압제어장치를 탑재한 차량에서는 내연기관의 저회전영역에서 주행조건 등이 변화했을 때, 도 7에 표시한 바와 같이 목표라인유압의 변화에 대해 내연기관의 회전속도를 상승시켜서 유압펌프의 출력유압을 상승시키려해도 충분한 추종이 안되고 벨트슬립이 발생하는 영역이 생겨 벨트가 슬립해서 마모하거나, 슬립에 의한 주행상태의 변화 등이 피할 수가 없었다.

본 발명은, 이같은 과제를 해결하기 위해 된 것으로, 주행조건의 변화 등에 대해 무단변속기의 벨트슬립을 회피하고 벨트의 수명을 연장하는 것이 가능한 차량용 무단변속기의 유압제어장치를 얻는 것을 목적으로 하는 것이다.

본 발명에 관한 차량용 무단변속기의 라인압 제어장치는 내연기관에 구동되는 유압펌프와, 유압펌프의 출력유압을 제어해서 유압라인의 라인유압을 생성하는 압력제어수단과 유압라인의 라인유압에 조작되고, 내연기관의 회전속도를 변속해서 출력하는 무단변속기구와, 내연기관의 스로틀개도와 무단변속기구의 입력축 회전속도와, 출력축 회전속도를 입력해서 무단연속기구의 입력토크와, 이 입력토크를 전달하는데 필요한 필요라인유압을 연산하고, 유압펌프의 회전속도에 대한 출력유압특성을 기억하는 동시에, 이 출력유압특성과 내연기관의 회전속도로부터 유압펌프의 출력가능라인유압을 연산하고, 필요라인유압과 출력가능라인유압과의 양 연산결과를 비교해서 필요라인유압이 출력가능라인유압에 대해 동등이하가 되도록 내연기관의 회전속도와 출력토크를 제어하는 제어수단을 구비하도록 한 것이다.

도 1은 본 발명의 실시의 형태 1에 의한 차량용 무단변속기의 라인압 제어장치의 시스템의 구성도.

도 2는 본 발명의 실시의 형태 1에 의한 차량용 무단변속기의 라인압 제어장치의 기능블록도.

도 3은 본 발명의 실시의 형태 1에 의한 차량용 무단변속기의 라인압 제어장치의 동작을 설명하는 플로차트.

도 4는 본 발명의 실시의 형태 1에 의한 차량용 무단변속기의 라인압 제어장치의 동작설명도.

도 5는 본 발명의 실시의 형태 1에 의한 차량용 무단변속기의 라인압 제어장치의 유압펌프의 출력유압의 특성예.

도 6은 종래의 차량용 무단변속기의 라인압 제어장치의 동작설명용 플로차트.

도 7은 종래의 차량용 무단변속기의 라인압 제어장치의 과제점의 설명도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 내연기관,2 : 유압펌프,5 : 무단변속기,

5a : 프라이머리 풀리,5b : 세컨더리 풀리,6 : 벨트,

11 : 압력제어밸브,12,14 : 유압실,13 : 유량제어밸브,

15 : 제어수단,16 : 라인압 듀티 슬레노이드,

17 : 변속 듀티 솔레노이드,20,21,22 : 회전속도센서,

23 : 프라이머리압 센서,24 : 라인압 센서,

25 : 내연기관 토크 연산수단,26 : 1차측 회전속도검출수단,

27 : 2차측 회전속도검출수단,28 : 스로틀개도센서,

29 : 운전상태검출수단,30 : CVT입력 토크 연산수단

31 : 변속비 연산수단,32 : 목표라인압 보정량 연산수단,

33 : 출력가능라인압 연산수단,34 : 목표라인압 베이스치 연산수단,

36 : 가산기.

실시의 형태 1.

도 1내지 도 5는 본 발명의 실시의 형태 1에 의한 차량용 무단변속기의 라인압 제어장치를 설명하기 위한 것으로, 도 1은 무단변속기 제어시스템의 구성도, 도 2는 제어수단의 기능을 설명하는 기능블록도, 도 3은 제어수단의 동작을 설명하는 플로차트, 도 4는 동작설명용의 타임차트, 도 5는 유압펌프의 출력유압의 특성도의 한 예이다.

도 1에서, 1은 차량에 탑재된 내연기관, 2는 내연기관(1)에 의해 구동되고 후술하는 무단변속기용의 유압을 생성하는 유압펌프, 3은 내연기관(1)의 출력을 전후진전환클러치(4)를 통해서 무단변속기(5)에 전달하는 토크컨버터로, 무단변속기 (5)는 구동용의 프라이머리풀리(5a)와 종동용 세컨더리풀리(5b)로 되고, 프라이머리 (5a)와 세컨더리풀리(5b)사이에는 금속벨트(6)가 걸려있다. 7은 토크컨버터(3)의 미끄럼을 보상해서 내연기관(1)과 전후진전환클러치(4)를 직결하는 뎀퍼클러치, 8은 추진축(9)을 통해서 무단변속기(5)의 세컨더리풀리(5b)와 결합된 차동위치, 10은 차동장치(8)에서 구동되는 차량의 구동륜이다.

11은 유압펌프(2)의 출력유압을 제어해서, 라인유압 PL을 생성하는 압력제어밸브이고, 압력제어밸브(11)에서 제어된 라인유압 PL은 세컨더리풀리(5b)의 유압실 (12)에 공급되고 세컨더리풀리(5b)에 소정의 압력을 가한다. 13은 유량제어밸브이고, 라인유압 PL을 받아서 유량제어하고, 소정의 유량으로 제어된 유압 PP가 프라이머리풀리(5a)의 유압실(14)에 공급되어 프라이머리풀리(5a)에 압력을 가해, 홈폭을 제어한다. 15는 제어컨트롤러(이하, 제어수단이라 함)이고, 후술하는 각 센서류의 신호입력을 받아서 라인압 듀티 솔레노이드(16)와, 변속 듀티 솔레노이드(17)와, 직결 듀티 솔레노이드(18)와 클러치 듀티 솔레노이드(19) 및 내연기관(1)의 제어를 한다.

라인압 듀티 솔레노이드(16)는 제어수단(15)의 신호에 의해 압력제어밸브 (11)를 듀티제어해서 라인유압 PL을 생성하고, 고속 듀티 솔레노이드(17)는 제어수단(15)의 신호에 의해 유량제어밸브(13)를 듀티제어해서 유압실(14)에 공급하는 유압 PP를 제어한다. 제어수단(15)에 신호를 입력하는 센서류는, 토크컨버터(3)의 출력축 회전을 검출하는 회전속도센서 A20와, 무단변속기(5)의 입력축 회전을 검출하는 회전속도센서 B21과, 무단변속기(5)의 출력축 회전을 검출하는 회전속도센서 C22와, 유압실(14)에 공급되는 유압을 계측하는 프라이머리압 센서(23)와, 라인유압을 계측하는 라인압 센서(24)와, 기타 도시하지 않은 스로틀개도센서나 유온센서 등 운전정보나 주행정보 등을 검출하는 센서류이다.

도 2는 제어수단(15)의 기능블록도이고, 도면에서 25는 내연기관(1)의 토크를 연산하는 내연기관 토크 연산수단, 26은 회전속도센서 B21에 의해 프라이머리풀리(5a)의 회전속도를 검출하는 1차측 회전속도검출수단, 27은 회전속도센서 C22에 의해 세컨더리풀리(5b)의 회전속도를 검출하는 2차측 회전속도검출수단, 28은 도시하지 않은 스로틀밸브의 개도를 검출하는 스로틀개도센서, 29는 차량의 운전상태나 주행상태를 검출하는 운전상태검출수단이다.

또, 30은 내연기관 토크 연산수단(25)의 출력과 운전상태검출수단(29)의 검출치를 입력하여 무단변속기(5)의 입력토크를 연산하는 수단, 31은 1차측 회전속도검출수단(26)과 2차측 회전속도검출수단(27)과의 신호로부터 무단변속기(5)의 변속비를 연산하는 변속비 연산수단, 32는 스로틀개도센서(28)와 운전상태검출수단(29)의 검출치로부터 목표라인압의 보정차를 연산하는 목표라인압 보정량 연산수단이다.

또, 33은 1차측 회전속도검출수단(26)의 출력 또는 회전속도센서 A20의 출력의 어느 것인가 즉, 내연기관(1)의 회전속도와 운전상태검출수단(29)에 의한 차량의 운전상태의 검출치로부터 유압펌프(2)의 출력가능한 유압을 연산하는 출력가능라인압 연산수단, 34는 CVT입력 토크 연산수단(30)의 토크치와 변속비 연산수단 (31)의 변속비로부터 목표라인유압의 베이스치를 연산하는 목표라인압 베이스치 연산수단이고, 이 목표라인유압의 베이스치와 목표라인압 보정량 연산수단 (32)에 의한 보정치가 가산기(36)에 의해 가산되어서 목표라인유압이 결정된다. 또, 제어수단(15)에는 기억장치가 내장되고, 예를 들면 도 5에 표시하는 바와 같은 유압펌프 (2)의 회전속도에 대한 출력가능한 라인유압의 특성이 맵으로 기억되어 있다.

이와 같이 구성된 본 발명의 실시의 형태 1에 의한 차량용 무단변속기의 라인압 제어장치에서, 제어수단(15)의 동작을 도 3의 플로차트로 설명하면 다음과 같다. 우선, 스텝(301)에서 내연기관 토크 연산수단(25)이 연산한 토크치와, 1차측 회전속도검출수단(26)이 검출한 입력측의 회전속도와, 2차측 회전속도검출수단(27)이 검출한 출력측의 회전속도로부터 CVT입력 토크 연산수단(30)에 의한 무단변속기 (5)의 입력토크와, 변속비 연산수단(31)에 의한 변속비가 연산되고, 이 양 결과로부터 목표라인압 베이스치 연산수단(34)에 의한 목표라인유압의 베이스치가 연산된다. 다음에, 스텝(302)에서 스로틀개도센서(28)와 도시하지 않은 유온센서 등의입력에서 주행상태에 따른 보정치가 목표라인압 보정량 연산수단(32)에 의해 연산된다.

계속해서, 스텝(303)에서 목표라인유압의 베이스치와 보정치가 가산기(36)에 의해 가산되고 목표라인유압이 결정된다. 스텝(304)에서는 1차측 회전속도검출수단(26)의 출력, 즉, 내연기관(1)의 회전속도와, 미리 제어수단(15)에 기억된 예를 들면, 도 5에 표시하는 바와 같은 유압펌프(2)의 특성데이터에 의한 맵 및 운전상태검출수단(29)에 의한 검출결과로부터 유압펌프(2)의 출력가능라인유압이 연산되고, 스텝(305)에서 스텝(303)에서의 목표라인유압과 스텝(304)에서의 출력가능라인유압이 비교된다.

스텝(305)에서의 비교결과, 목표라인유압이 출력가능한 라인유압보다 낮은 경우에는 스텝(307)으로 진행해서 이 루틴을 반복하는 동시에, 제어수단(15)은 라인압 듀티 솔레노이드(16)와 변속 듀티 솔레노이드(17)를 제어해서 통상의 변속동작을 한다. 스텝(305)에서의 결과에서, 목표라인유압이 출력가능한 라인유압보다 높은 경우에는 라인유압이 부족하다고 판단해서, 스텝(306)으로 진행하고, 제어수단(15)이 내연기관(1)과 무단변속기(5)를 제어해서 내연기관(1)의 회전속도의 상승과 출력토크의 저감책을 강구한다. 이 내연기관(1)의 출력토크의 저감책은 예를 들면, 내연기관(1)의 조작에 의한 점화시기의 지연책 등이고, 내연기관(1)의 회전속도상승분, 무단변속기(5)의 변속비는 조작된다.

도 4는 이 상태를 표시한 것으로, 제어수단(15)은 소정시간마다에 판정타이밍펄스를 생성하고 이 펄스마다에 도 3의 루틴을 반복한다. 주행조건 등의 변화에의해 도 3의 스텝(305)에서 라인유압이 부족하다고 판단되면, 도 4의 라인압 이상검출신호가 생성되고, 이 신호를 받아서 내연기관(1)의 출력토크를 저감하기 위한 토크저감실시신호가 출력된다. 이 토크저감실시신호에 의해 엔진출력토크선도에 표시하는 바와 같이 내연기관(1)의 토크가 예를 들어 상승중이라도 토크저감신호의 계속기간중은 토크를 저하시켜, 벨트슬립을 회피하도록 제어된다.

상기한 종래예에서 설명한 도 7과 대비하면, 도 4의 라인압 비교선도와 같이, 목표라인유압의 변화에 대해 내연기관에 회전속도를 상승시켜서 유압펌프의 출력유압을 상승시키려고하나 이것이 충분히 추종되지 않을 때, 목표라인유압은 내연기관(1)의 토크저하에 맞는 목표라인유압으로 저하하므로, 벨트슬립을 방지하면서 내연기관(1)의 회전속도를 상승시켜 유압펌프(2)의 출력유압이 상승해서, 본래의 목표라인유압을 상회하게 되면, 도 3의 스텝(305)에서 이를 검지하고 내연기관(1)의 토크저감을 중지시킨다. 즉, 토크저감은 도 3의 루틴이 스텝(307)에서 리턴되어 소정시간마다 반복되는 결과, 도 2에 표시하는 출력가능라인압 연산수단(33)이 연산하는 출력가능라인유압이 내연기관(1)의 회전속도, 즉 1차 회전속도검출수단 (26)의 출력이 상승해서 본체의 목표라인유압을 상회하는 값이 될 때까지 계속되고, 벨트슬립을 방지하게 된다.

본 발명에 관한 차량용 무단변속기의 라인압 제어장치의 청구항 1의 발명에 의하면, 내연기관에 구동되는 유압펌프의 출력유압을 제어해서 유압라인의 라인유압을 생성하고, 이 라인유압에 의해 무단변속기구를 조작하도록 구성된 것에서, 제어수단이 유압펌프의 회전속도에 대한 출력유압특성을 기억하는 동시에, 스로틀개도와 무단변속기구의 입력축 회전속도와 출력축 회전속도를 입력해서 무단변속기구의 입력토크와 이 입력토크를 전달하는데 필요한 필요라인유압을 연산하고, 또 유압펌프의 출력유압특성과 내연기관의 회전속도로부터 유압펌프의 출력가능라인유압을 연산해서 양자를 비교하고, 필요라인유압이 출력가능라인유압에 대해 동등이하가 되도록 내연기관의 회전속도와 출력토크를 제어하도록 하였으므로, 내연기관의 회전속도를 가능한 한 낮게 설정하면서 필요시에는 회전속도와 출력토크를 제어해서 벨트슬립을 방지하고, 벨트의 마모를 방지해서 수명를 연장하는 것이 가능해지고, 이때문에 주행상태가 변화해서 위화감을 주지 않는 차량용 무단변속기의 라인압 제어장치를 얻을 수가 있는 것이다.

Claims (1)

1. 내연기관에 의해 구동되는 유압펌프, 이 유압펌프의 출력유압을 제어해서 유압라인의 라인유압을 생성하는 압력제어수단, 상기 유압라인의 라인유압에 조작되고, 상기 내연기관의 회전속도를 변속해서 출력하는 무단변속기구, 상기 내연기관의 스로틀개도와 상기 무단변속기구의 입력축 회전속도와 출력축 회전속도를 입력해서 상기 무단변속기구의 입력토크와 이 입력토크를 전달하는데 필요한 라인유압를 연산하고, 상기 유압펌프의 회전속도에 대한 출력유압특성을 기억하는 동시에, 이 출력유압특성과, 상기 내연기관의 회전속도로부터 상기 유압펌프의 출력가능라인유압을 연산하고, 상기 필요라인유압과 상기 출력가능라인유압의 양 연산결과를 비교해서 상기 필요라인유압이 상기 출력가능라인유압에 대해 동등이하가 되도록 상기 내연기관의 회전속도와 출력토크를 제어하는 제어수단을 구비한 것을 특징으로 하는 차량용 무단변속기의 라인압 제어장치.