KR20040018967A - 무단 변속기에 있어서의 라인압 제어 장치 - Google Patents

무단 변속기에 있어서의 라인압 제어 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명의 과제는 엔진 고회전시에 유압 펌프에 발생하고 있던 캐비테이션 노이즈를 방지하는 데 있다.
라인압의 제어를 행하는 라인압 제어부(203)에 있어서, 입력된 입력 토크 정보나 목표 변속비 등으로부터 라인압의 목표치를 산출한다. 또한 라인압 설정부(105)가, 엔진 회전수가 소정 회전수 이상을 때에 입력된 레인지 신호에 따라서 라인압의 상한치를 설정한다. 라인압 제어부(203)는 라인압 상한치가 설정되어 있는 경우, 설정된 라인압 상한치를 초과하지 않도록 라인압의 제어를 행하여 라인압의 상승을 제어한다. 이에 의해, 라인압의 베이스압을 생성하고 있는 유압 펌프(80)에 있어서, 엔진 고회전시에 발생하고 있던 캐비테이션 노이즈를 방지할 수 있다.

Description

무단 변속기에 있어서의 라인압 제어 장치 {LINE PRESSURE CONTROLLING DEVICE IN CONTINOUSLY VARIABLE TRANSMISSION}
본 발명은, 엔진 고회전시에 라인압의 상한치의 규제를 행하는 V 벨트식 무단 변속기에 있어서의 라인압 제어 장치에 관한 것이다.
종래, 차량에 탑재되는 V 벨트식 무단 변속기(이하, 벨트 CVT)에서는 홈 폭을 유압을 기초로 하여 가변 제어되는 프라이머리 풀리와 세컨더리 풀리로 V 벨트를 협지하여 그 접촉 마찰력에 의해 동력의 전달을 행하고 있다. 이와 같은 V 벨트식 무단 변속기로서 일본 특허 공개 평11-37237호 공보에 개시된 바와 같은 것이 있다. 이는 입력 토크와 변속비에 따라서 풀리의 추력을 구하고, 이 추력을 세컨더리 풀리 및 프라이머리 풀리의 수압 면적 등의 소정치를 기초로 하여 유압으로 환산하고, 이 유압을 목표 라인압으로서 변속 기구에 공급한다.
변속 기구로서는 스텝 모터를 이용하여 변속 제어 밸브를 목표 변속비에 따라서 개구시키고, 프라이머리 풀리의 홈 폭이 목표 변속비가 되면 프라이머리 풀리를 연결한 서보 링크에 의해 변속 제어 밸브를 프라이머리 풀리의 홈 폭에 따라서 밸브 폐쇄시켜 변속이 종료되는 메커니컬 피드백 기구 및 변속비 제어 기구가 개시되어 있다. 또한, 이 무단 변속기에서는 유압 펌프로부터의 유압을 압력 조절하여 라인압을 생성하고, 세컨더리 풀리에는 라인압을 공급하고, 프라이머리 풀리에는 변속 제어 밸브를 거쳐서 라인압을 압력 조절한 프라이머리압을 공급하고 있다.
이와 같은 종래의 벨트식 CVT에 있어서는, 엔진 고회전시에 있어서 무단 변속기 내에서 이용하는 라인압을 생성하는 오일 펌프에 캐비테이션 노이즈가 발생하는 등의 문제가 있었다.
그래서 본 발명은 이와 같은 종래의 문제점에 비추어 엔진 고회전시에 있어서, 오일 펌프의 캐비테이션 노이즈의 발생을 방지한 V 벨트식 무단 변속기에 있어서의 라인압 제어 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
도1은 본 발명에 있어서의 실시예를 나타낸 도면.
도2는 유압 제어 유닛과 CVT 제어 유닛의 개략 구성도.
도3은 라인압 설정부에 있어서의 라인압 상한치 설정의 일예를 나타낸 도면.
도4는 엔진 회전수에 대한 라인압 상한치를 나타낸 도면.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1 : 엔진
5 : 무단 변속기
10 : 프라이머리 풀리
11 : 세컨더리 풀리
20 : CVT 제어 유닛
21 : ECU
23 : 인히비터 스위치
25 : 온도 센서
100 : 유압 제어 유닛
203 : 라인압 제어부
205 : 라인압 설정부
본 발명은 엔진 회전수를 검출하는 엔진 회전수 검출 수단과, 라인압의 상한치를 설정하는 라인압 상한치 설정 수단과, 운전 상태에 따라서 라인압의 제어를 행하는 라인압 제어 수단을 구비하고, 라인압 상한치 설정 수단은 엔진 회전수 검출 수단에 의해 검출된 엔진 회전수가 소정 회전수 이상일 때에 라인압의 상한치를 설정하고, 라인압 제어 수단은 설정된 라인압의 상한치를 초과하지 않도록 라인압의 제어를 행하는 것으로 하였다.
다음에 본 발명의 실시 형태를 실시예에 의해 설명한다.
도1은 본 발명을 벨트 CVT에 적용한 개략 구성을 도시하고, 도2는 유압 제어 유닛 및 CVT 제어 유닛의 개략 구성을 도시한다. 도1에 있어서, 무단 변속기(5)가 로크 업 클러치를 구비한 토크 컨버터(2), 전후진 스위칭 기구(4)를 거쳐서 엔진(1)에 연결된다. 또한 무단 변속기(5)는 한 쌍의 가변 풀리로서 입력축측의 프라이머리 풀리(10), 출력축(13)에 연결된 세컨더리 풀리(11)를 구비하고, 이들한 쌍의 가변 풀리(10, 11)는 V 벨트(12)에 의해 연결되어 있다. 또한, 출력축(13)은 아이들러 기어(14) 및 구동축을 거쳐서 차동 장치(6)에 연결된다.
무단 변속기(5)의 변속비나 V 벨트(12)의 접촉 마찰력은 CVT 제어 유닛(20)으로부터의 지령에 따라서 작동하는 유압 제어 유닛(100)에 의해 제어된다. 또한 CVT 제어 유닛(20)은 엔진(1)을 제어하는 엔진 제어 유닛(이하, ECU)(21)으로부터 입력 토크 정보나 엔진 회전수 센서(15)로부터의 엔진 회전수, 또한 후술하는 센서 등으로부터의 출력이 입력되어 변속비나 접촉 마찰력을 결정한다.
무단 변속기(5)의 프라이머리 풀리(10)는 입력축과 일체가 되어 회전하는 고정 원뿔판(10b)과, 고정 원뿔판(10b)과의 대향 위치에 배치되어 V자형의 풀리 홈을 형성하는 동시에, 프라이머리 풀리 실린더실(10c)로 작용하는 유압(이하, 프라이머리압)에 따라서 축방향으로 변위 가능한 가동 원뿔판(10a)으로 구성되어 있다. 세컨더리 풀리(11)는 출력축(13)과 일체가 되어 회전하는 고정 원뿔판(11b)과, 고정 원뿔판(11b)과의 대향 위치에 배치되어 V자형의 풀리 홈을 형성하는 동시에, 세컨더리 풀리 실린더실(11c)로 작용하는 유압(이하, 세컨더리압)에 따라서 축방향으로 변위 가능한 가동 원뿔판(11a)으로 구성된다.
프라이머리 풀리 실린더실(10c)의 수압 면적은 세컨더리 풀리 실린더실(11c)의 수압 면적보다도 크게 설정되어 있다. 엔진(1)으로부터 입력된 입력 토크는 토크 컨버터(2), 전후진 스위칭 기구(4)를 거쳐서 무단 변속기(5)에 입력되고, 프라이머리 풀리(10)로부터 V 벨트(12)를 거쳐서 세컨더리 풀리(11)로 전달된다. 프라이머리 풀리(10)의 가동 원뿔판(10a) 및 세컨더리 풀리(11)의 가동 원뿔판(11a)을축방향으로 변위시켜 V 벨트(12)와 각 풀리(10, 11)와의 접촉 반경을 변화시킴으로써, 프라이머리 풀리(10)와 세컨더리 풀리(11)와의 변속비를 연속적으로 변화시킬 수 있다.
도2에 도시한 바와 같이, 유압 제어 유닛(100)은 라인압을 제어하는 압력 조절 밸브(60)와 프라이머리 풀리 실린더실(10c)에의 프라이머리(Pri)압을 제어하는 변속 제어 밸브(30)와, 세컨더리 풀리 실린더실(11c)에의 세컨더리(Sec)압을 제어하는 감압 밸브(61)를 주체로 구성된다. 변속 제어 밸브(30)는 메커니컬 피드백 기구를 구성하는 서보 링크(50)에 연결되어 서보 링크(50)의 일단부에 연결된 스텝 모터(40)에 의해 구동되는 동시에, 서보 링크(50)의 타단부에 연결한 프라이머리 풀리(10)의 가동 원뿔판(10a)으로부터 홈 폭, 즉 실변속비의 피드백을 받는다.
라인압 제어계는 유압 펌프(80)로부터의 압력유를 압력 조절하는 솔레노이드(59)를 구비한 압력 조절 밸브(60)로 구성되고, CVT 제어 유닛(20)으로부터의 지령(예를 들어, 듀티 신호 등)에 의해 운전 상태에 따라서 소정의 라인압으로 압력 조절한다. 라인압은 프라이머리압을 제어하는 변속 제어 밸브(30)와, 세컨더리압을 제어하는 솔레노이드(62)를 구비한 감압 밸브(61)에 각각 공급된다.
프라이머리 풀리(10)와 세컨더리 풀리(11)의 변속비는 CVT 제어 유닛(20)으로부터의 변속 지령 신호에 따라서 구동되는 스텝 모터(40)에 의해 제어되고, 스텝 모터(40)에 응동하는 서보 링크(50)의 변위에 따라서 변속 제어 밸브(30)의 스풀(31)이 구동되고, 변속 제어 밸브(30)에 공급된 라인압을 압력 조절한 프라이머리압을 프라이머리 풀리(10)로 공급하여 홈 폭이 가변 제어되어 소정의 변속비로설정된다. 또한, 변속 제어 밸브(30)는 스풀(31)의 변위에 의해 프라이머리 풀리 실린더실(10c)에의 유압의 급배를 행하여 스텝 모터(40)의 구동 위치에서 지령된 목표 변속비가 되도록 프라이머리압을 조정하고, 실제로 변속이 종료되면 서보 링크(50)로부터의 변위를 받아 스풀(31)을 밸브 폐쇄한다.
여기서, CVT 제어 유닛(20)은, 도1에 있어서 무단 변속기(5)의 프라이머리 풀리(10)의 회전수를 검출하는 프라이머리 풀리 속도 센서(26), 세컨더리 풀리(11)의 회전 속도(또는 차속)를 검출하는 세컨더리 풀리 속도 센서(27), 세컨더리 풀리의 세컨더리 풀리 실린더실(11c)에 작용하는 세컨더리압을 검출하는 유압 센서(28)로부터의 신호와, 인히비터 스위치(23)로부터의 레인지 신호와, 운전자가 조작하는 액셀 페달의 조작량을 검출하는 조작량 센서(24)로부터의 액셀 페달 조작량과, 온도 센서(25)에 의해 검출되는 무단 변속기(5)의 유온을 판독하여 변속비나 V 벨트(12)의 접촉 마찰력을 가변 제어한다.
CVT 제어 유닛(20)은 차속이나 액셀 페달의 조작량에 따라서 목표 변속비를 결정하고, 스텝 모터(40)를 구동하여 실변속비를 목표 변속비를 향해 제어하는 변속 제어부(201)와, 입력 토크나 변속비, 유온 등에 따라서 프라이머리 풀리(10)와 세컨더리 풀리(11)의 추력(접촉 마찰력)을 산출하고, 산출된 추력을 유압으로 환산하는 풀리압 제어부(202)로 구성된다. 또한 풀리압 제어부(202)는 라인압의 제어를 행하는 라인압 제어부(203), 라인압의 상한치를 설정하는 라인압 설정부(205) 및 세컨더리압의 제어를 행하는 세컨더리압 제어부(204)로 구성된다.
라인압 제어부(203)는 프라이머리 풀리(10)의 추력을 유압으로 환산하여 프라이머리압을 산출하고, 프라이머리압에 따른 라인압의 목표치를 결정하여 압력 조절 밸브(60)의 솔레노이드(59)를 구동시킴으로써 라인압의 제어를 행한다. 또한 세컨더리압 제어부(204)는 세컨더리 풀리(11)의 추력을 유압으로 환산하여 세컨더리압의 목표치를 결정하고, 이 목표치와 유압 센서(28)의 세컨더리압 검출치에 따라서 감압 밸브(61)의 솔레노이드(62)를 구동하여 피드백 제어(폐쇄 루프 제어)에 의해 세컨더리압을 제어한다.
다음에, 라인압 설정부(205)에 있어서의 라인압 상한치 설정의 일예에 대해 도3의 흐름도를 참조하면서 설명한다. 라인압 제어부(203) 및 세컨더리압 제어부(204)에서는 항상 라인압 및 세컨더리압의 산출을 행하고 있는 것으로 한다. 스텝 S1에 있어서, 엔진 회전수 센서(15)로부터 입력된 엔진 회전수가 4500 rpm 이상인지의 여부를 판단하여 4500 rpm 이상일 때에는 스텝 S2로 진행한다. 이 엔진 회전수는 유압 펌프(80)에 캐비테이션 노이즈가 발생하기 시작하기 직전의 회전수를 설정한다. 스텝 S2에서는 인히비터 스위치(23)로부터의 레인지 신호가 D 레인지인지, NㆍP 레인지인지, 또는 그 밖의 레인지인지의 판단을 행한다. D 레인지인 경우는 스텝 S3으로 진행하고, NㆍP 레인지의 경우는 스텝 S4로 진행한다. 그 밖의 레인지의 경우는 스텝 S1로 복귀한다.
스텝 S3에서는 라인압의 상한치를 설정한다. 이 라인압의 상한치는 도4에 도시한 바와 같이 엔진 회전수가 4500 rpm 이상인 영역에 있어서 설정되고, 엔진 회전수의 상승과 함께 라인압 상한치가 작아지도록 설정된다. D 레인지시에 있어서의 라인압 상한치의 제한은 소정의 변속비를 유지하기 위해 필요한 프라이머리압및 세컨더리압의 목표치를 하회하지 않는 범위에서 행해진다.
한편, 인히비터 스위치(23)로부터의 레인지 신호가 NㆍP 레인지일 때에는 무단 변속기(5)의 프라이머리 풀리(10)에의 토크 입력이 없으므로 V 벨트(12)가 미끄러지는 일이 없다. 따라서 세컨더리압에 고유압이 불필요해져 라인압의 유압을 충분히 낮출 수 있다. 이에 의해 스텝 S4에서 행하는 NㆍP 레인지시의 라인압 상한치의 설정은 스텝 S3에서의 라인압 상한치보다도 낮은 라인압 상한치를 설정할 수 있다. 모든 처리가 종료되면 스텝 S1로 복귀하여 상술한 라인압 상한치의 설정 처리를 반복한다.
라인압 설정부(205)에 있어서 라인압 상한치가 설정되면, 라인압 제어부(203)에서는 설정된 라인압 상한치를 초과하지 않도록 라인압의 제어를 행하여 라인압의 상승에 규제를 가한다. 본 실시예에 있어서, 엔진 회전수 센서(15)가 본 발명에 있어서의 엔진 회전수 검출 수단을 구성한다. 또한 스텝 S2가 본 발명에 있어서의 레인지 신호 검출 수단을 구성하고, 스텝 S1, S3, S4가 본 발명에 있어서의 라인압 상한치 설정 수단을 구성한다. 또한 라인압 제어부(203)가 본 발명에 있어서의 라인압 제어 수단을 구성한다.
본 실시예는 이상과 같이 구성되어 엔진 회전수가 소정 회전수 이상일 때에 라인압 설정부(205)에 의해 라인압의 상한을 설정하고, 라인압 제어부(203)가 설정된 라인압 상한치를 초과하지 않도록 라인압의 제어를 행한다. 이와 같이 라인압 상한치를 설정하여 라인압의 상승을 억제함으로써, 라인압의 베이스압을 생성하고 있는 오일 펌프(80)의 회전의 상승을 억제할 수 있다. 이에 의해 엔진 고회전시에유압 펌프(80)에 발생하고 있던 캐비테이션 노이즈를 방지할 수 있다.
또한 엔진 회전수에 따라서 라인압의 상한치를 설정하는 것으로 하였으므로, 엔진 회전수가 보다 고회전일 때에는 라인압의 상한치를 보다 낮게 설정하여 효과적으로 유압 펌프(80)로부터의 캐비테이션 노이즈의 발생을 방지할 수 있다. 또한 레인지 신호에 따라서 라인압의 상한치를 설정하는 것으로 하였으므로, 각 레인지에 따른 적절한 라인압의 상한치를 설정할 수 있고, 각 레인지 상태에 따라서 한층 효과적인 유압 펌프(80)의 캐비테이션 노이즈의 발생을 방지할 수 있다.
또한 본 실시예에 있어서, 인히비터 스위치(23)로부터의 신호가 D 레인지, NㆍP 레인지일 때에 라인압의 제어를 행하는 것으로 하였지만, 이에 한정되지 않고 적절하게 다른 레인지에 있어서도 라인압의 제한을 행하도록 해도 좋다. 또한 엔진 회전수를 엔진 회전수 센서(15)를 이용하여 검출하는 것으로 하였지만, 이에 한정되지 않고, 예를 들어 ECU(21)가 송출하는 엔진 제어 신호로부터 회전수의 검출을 행하도록 해도 좋다.
본 발명에 따르면, 엔진이 소정 회전수 이상의 시간, 즉 회전수가 고회전일 때에 라인압의 상한치를 설정하여 라인압 제어 수단에 의해 라인압의 상승을 규제함으로써, 라인압의 베이스압을 생성하는 오일 펌프의 캐비테이션 노이즈의 발생을 방지할 수 있다.

Claims (3)

  1. V 벨트를 협지하는 프라이머리 풀리 및 세컨더리 풀리를 구비하고, 운전 상태에 따른 라인압을 생성하여 상기 라인압으로부터 상기 프라이머리 풀리 및 세컨더리 풀리에 작용시키는 유압을 생성하는 V 벨트식 무단 변속기에 있어서, 엔진 회전수를 검출하는 엔진 회전수 검출 수단과, 상기 라인압의 상한치를 설정하는 라인압 상한치 설정 수단과, 운전 상태에 따라서 상기 라인압의 제어를 행하는 라인압 제어 수단을 구비하고,
    상기 라인압 상한치 설정 수단은 상기 엔진 회전수 산출 수단에 의해 검출된 엔진 회전수가 소정 회전수 이상일 때에 라인압의 상한치를 설정하고, 상기 라인압 제어 수단은 상기 라인압 상한치 설정 수단에 의해 설정된 라인압의 상한치를 초과하지 않도록 라인압의 제어를 행하는 것을 특징으로 하는 V 벨트식 무단 변속기에 있어서의 라인압 제어 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 라인압 상한치 설정 수단은 상기 엔진 회전수 검출 수단에 의해 검출된 엔진 회전수에 따라서 설정하는 라인압의 상한치를 가변으로 한 것을 특징으로 하는 V 벨트식 무단 변속기에 있어서의 라인압 제어 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 인히비터 스위치로부터의 레인지 신호를 검출하는 레인지 신호 검출 수단을 구비하고, 상기 라인압 상한치 설정 수단은 상기 레인지 신호 검출 수단에 의해 검출된 레인지 신호에 따라서 설정하는 라인압의 상한치를 가변으로 한 것을 특징으로 하는 V 벨트식 무단 변속기에 있어서의 라인압 제어 장치.
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