KR20040019973A - 벨트식 무단 변속기 - Google Patents

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KR20040019973A
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Abstract

본 발명의 과제는 변속 지연을 일으키지 않고, 원활한 발진을 행할 수 있는 벨트식 무단 변속기를 제공하는 데 있다.
유압에 따라서 홈 폭이 변화하는 입력측의 프라이머리 풀리(11)와, 유압에 따라서 홈 폭이 변화하는 출력측의 세컨더리 풀리(12)와, 프라이머리 풀리(11)와 세컨더리 풀리(12)에 권취되어 홈 폭에 따라서 풀리 접촉 반경이 변화하는 벨트(13)를 구비한 벨트식 무단 변속기이며, 발진시에는 프라이머리 풀리(11)에 벨트의 토크 용량과 현재의 변속비를 달성 가능한 정상 유압을, 액셀 페달 스트로크량을 기초로 하여 설정된 발진시 목표 변속 속도로부터 산출되는 보정 유압으로 증압 보정한 유압을 공급하도록 하였다.

Description

벨트식 무단 변속기{Belt-Type Continuously Variable Transmission}
본 발명은, 자동차 등의 발동기의 회전을 구동륜에 전달하는 동력 전달 시스템에 적절하게 사용되는 벨트식 무단 변속기에 관한 것이다.
자동차 등에 탑재되는 변속기로서는, 종래부터, 예를 들어 벨트식 무단 변속기라 불리우는 것이 알려져 있다. 이 벨트식 무단 변속기는 엔진의 회전을 입력하는 프라이머리 풀리와, 구동륜으로 회전을 출력하는 세컨더리 풀리와, 프라이머리 풀리의 회전을 세컨더리 풀리에 전달하기 위해 V 벨트를 구비하고 있고, V 벨트의 프라이머리 풀리 및 세컨더리 풀리에 대한 접촉 반경(유효 반경)의 비율을 조정함으로써 입력과 출력의 회전수의 비율(변속비)을 조정한다.
이와 같은 벨트식 무단 변속기로서는, 예를 들어 일본 특허 공개 평9-329229호 공보에 기재된 것이 있다. 이 공보에서는 발진 직후에 목표 변속비를 가장 낮은 층으로부터 점점 높은 측으로 보정하여 스텝핑 모터를 미리 업 시프트측으로 조작하여 프라이머리 풀리에 유압을 도입함으로써, 원활한 발진을 목표로 한 무단 변속기의 변속 제어 장치가 개시되어 있다.
그러나, 프라이머리 풀리와 세컨더리 풀리의 수압 면적이 거의 같은 정도의 시스템의 경우에는, 전술한 제어를 행해도 업 시프트에 필요한 추력차가 발생하지 않기 때문에, 발진시에 변속 지연이 생기게 되는 문제가 있었다.
또한, 예를 들어 변속 스케줄과 드로틀 개방도로부터 시시각각의 목표 변속 속도를 산출하여 이 목표 변속 속도에 따라서 프라이머리압을 설정하는 제어를 행하였다고 해도 상기 목표 변속 속도의 산출에는 필터 처리 등의 평활화 처리에 의한 지연이 있고, 변속 개시 직후에는 프라이머리압의 설정이 맞지 않기 때문에, 이에 의해서도 발진시의 변속 지연이 생겨 버리는 문제가 있었다.
본 발명은 이와 같은 종래의 문제점에 착안하여 이루어진 것으로, 변속 지연이 생기는 일 없이, 원활한 발진을 행할 수 있는 벨트식 무단 변속기를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.
도1은 본 발명에 의한 벨트식 무단 변속기의 실시 형태를 도시하는 개략 구성도.
도2는 본 발명에 의한 벨트식 무단 변속기의 유압 제어 유닛 및 CVT 제어 유닛의 개념도.
도3은 본 발명에 의한 벨트식 무단 변속기의 제1 실시 형태를 설명하는 흐름도.
도4는 프라이머리압 목표치 및 세컨더리압 목표치 풀리를 계산하는 서브 루틴의 흐름도.
도5는 변속비와 풀리의 추력과의 관계를 나타내는 추력맵.
도6은 목표 변속 속도로부터 프라이머리압 목표치 보정량을 계산하는 서브 루틴의 흐름도.
도7은 실변속비에 대한 풀리 스트로크 속도 배율맵.
도8은 풀리 스트로크 속도에 대한 프라이머리의 보정량을 도시하는 맵.
도9는 변속 스케줄.
도10은 액셀 페달 스트로크량에 대한 발진시 목표 변속 속도의 맵.
도11은 액셀 페달이 답입되어 차량이 발진할 때의 타임 차트.
도12는 본 발명에 의한 벨트식 무단 변속기의 제2 실시 형태를 설명하는 흐름도.
＜도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10 : 벨트식 무단 변속기
11 : 프라이머리 풀리
12 : 세컨더리 풀리
13 : V 벨트
20 : CVT 제어 유닛
30 : 유압 제어 유닛
본 발명은, 이하와 같은 해결 수단에 의해 상기 과제를 해결한다.
제1 발명은, 유압에 따라서 홈 폭이 변화하는 입력측의 프라이머리 풀리와,유압에 따라서 홈 폭이 변화하는 출력측의 세컨더리 풀리와, 상기 프라이머리 풀리와 상기 세컨더리 풀리에 권취되어 상기 홈 폭에 따라서 풀리 접촉 반경이 변화하는 벨트를 구비한 벨트식 무단 변속기이며, 벨트의 토크 용량과 현재의 변속비를 달성 가능한 정상 유압을 산출하는 정상 유압 산출 수단과, 목표 변속 속도를 결정하는 목표 변속 속도 결정 수단과, 목표 변속 속도를 달성 가능한 보정 유압을 산출하는 보정 유압 산출 수단과, 발진시에는 상기 프라이머리 풀리에 상기 정상 유압을 상기 보정 유압으로 증압 보정한 유압을 공급하는 유압 제어 수단을 구비하고, 상기 목표 변속 속도 결정 수단은, 발진시에는 액셀 페달 스트로크량을 기초로 하여 미리 설정된 발진시 목표 변속 속도를 목표 변속 속도로서 결정하는 것을 특징으로 한다.
이하, 도면 등을 참조하여 본 발명의 실시 형태에 대해 더욱 상세하게 설명한다.
도1은 본 발명에 의한 벨트식 무단 변속기의 일실시 형태를 도시하는 개략 구성도이다.
벨트식 무단 변속기(10)는 프라이머리 풀리(11)와, 세컨더리 풀리(12)와, V 벨트(13)와, CVT 제어 유닛(20)과, 유압 제어 유닛(30)을 구비한다.
프라이머리 풀리(11)는 이 벨트식 무단 변속기(10)에 엔진(1)의 회전을 입력하는 입력축측의 풀리이다. 프라이머리 풀리(11)는 입력축(11d)과 일체가 되어 회전하는 고정 원추판(11b)과, 이 고정 원추판(11b)에 대향 배치되어 V자형의 풀리 홈을 형성하는 동시에, 프라이머리 풀리 실린더실(11c)에 작용하는 유압(이하「프라이머리압」이라 함)에 의해 축방향으로 변위 가능한 가동 원추판(11a)을 구비한다. 프라이머리 풀리(11)는 전후진 스위칭 기구(3), 로크업 클러치를 구비한 토크 변환기(2)를 거쳐서 엔진(1)에 연결되어 그 엔진(1)의 회전을 입력한다. 프라이머리 풀리(11)의 회전 속도는 프라이머리 풀리 회전 속도 센서(26)에 의해 검출된다.
V 벨트(13)는 프라이머리 풀리(11) 및 세컨더리 풀리(12)에 권취되어 프라이머리 풀리(11)의 회전을 세컨더리 풀리(12)에 전달한다.
세컨더리 풀리(12)는 V 벨트(13)에 의해 전달된 회전을 차동 장치(4)에 출력한다. 세컨더리 풀리(12)는 출력축(12d)과 일체가 되어 회전하는 고정 원추판(12b)과, 이 고정 원추판(12b)에 대향 배치되어 V자형의 풀리 홈을 형성하는 동시에, 세컨더리 풀리 실린더실(12c)에 작용하는 유압(이하「세컨더리압」이라 함)에 따라서 축방향으로 변위 가능한 가동 원추판(12a)을 구비한다. 또, 세컨더리 풀리 실린더실(12c)의 수압 면적은 프라이머리 풀리 실린더실(11c)의 수압 면적과 대략 동등하게 설정되어 있다.
세컨더리 풀리(12)는 아이들러 기어(14) 및 아이들러 샤프트를 거쳐서 차동 장치(4)를 연결하고 있고, 이 차동 장치(4)에 회전을 출력한다. 세컨더리 풀리(12)의 회전 속도는 세컨더리 풀리 회전 속도 센서(27)에 의해 검출된다. 또, 이 세컨더리 풀리(12)의 회전 속도로부터 차속을 산출할 수 있다.
CVT 제어 유닛(20)은 인히비터 스위치(23), 액셀 페달 스트로크량 센서(24), 유온 센서(25), 프라이머리 풀리 회전 속도 센서(26), 세컨더리 풀리 회전 속도 센서(27) 등으로부터의 신호나, 엔진 제어 유닛(21)으로부터의 입력 토크 정보를 기초로 하여 변속비나 접촉 마찰력을 결정하고, 또한 프라이머리압의 목표치(프라이머리압 목표치) 및 세컨더리압의 목표치(세컨더리압 목표치)를 계산하여 유압 제어 유닛(30)에 지령을 송신하여 벨트식 무단 변속기(10)를 제어한다.
유압 제어 유닛(30)은 CVT 제어 유닛(20)으로부터의 지령을 기초로 하여 응동한다. 유압 제어 유닛(30)은 프라이머리압 및 세컨더리압이 목표압대로 되도록 프라이머리 풀리(11) 및 세컨더리 풀리(12)에 대해 유압을 공급하여 가동 원추판(11a) 및 가동 원추판(12a)을 회전축 방향으로 왕복 이동시킨다.
가동 원추판(11a) 및 가동 원추판(12a)이 이동하면 풀리 홈 폭이 변화된다. 그러면, V 벨트(13)가 프라이머리 풀리(11) 및 세컨더리 풀리(12) 위에서 이동한다. 이에 의해, V 벨트(13)의 프라이머리 풀리(11) 및 세컨더리 풀리(12)에 대한 접촉 반경이 바뀌어 풀리비 및 V 벨트(13)의 접촉 마찰력이 제어된다.
엔진(1)의 회전이 토크 변환기(2), 전후진 스위칭 기구(3)를 거쳐서 벨트식 무단 변속기(10)에 입력되고, 프라이머리 풀리(11)로부터 V 벨트(13), 세컨더리 풀리(12)를 거쳐서 차동 장치(4)로 전달된다.
액셀 페달을 답입하거나, 메뉴얼 모드에서 시프트 체인지되면, 프라이머리 풀리(11)의 가동 원추판(11a) 및 세컨더리 풀리(12)의 가동 원추판(12a)을 축방향으로 변위시켜 V 벨트(13)와의 접촉 반경을 변경함으로써 풀리비를 연속적으로 변화시킨다.
도2는 본 발명에 의한 벨트식 무단 변속기의 유압 제어 유닛 및 CVT 제어 유닛의 개념도이다.
유압 제어 유닛(30)은 조절기 밸브(31)와, 변속 제어 밸브(32)와, 감압 밸브(33)를 구비하고, 유압 펌프(34)로부터 공급되는 유압을 제어하여 프라이머리 풀리(11) 및 세컨더리 풀리(12)에 공급한다.
조절기 밸브(31)는 솔레노이드를 갖고, 유압 펌프(34)로부터 압송된 오일의 압력을 CVT 제어 유닛(20)으로부터의 지령(예를 들어, 듀티 신호 등)에 따라서, 운전 상태에 따라서 소정의 라인압(PL)으로 압력 조절하는 압력 조절 밸브이다.
변속 제어 밸브(32)는 프라이머리 풀리 실린더실(11c)의 유압(이하「프라이머리압」이라 함)을 후술하는 프라이머리 풀리 목표압이 되도록 제어하는 제어 밸브이다. 변속 제어 밸브(32)는 기계적 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(11)의 가동 원추판(11a)으로부터 홈 폭, 즉 실풀리비의 피드백을 받는다. 변속 제어 밸브(32)는 스풀(32a)의 변위에 의해 프라이머리 풀리 실린더실(11c)에의 유압의 흡기를 행하여 스텝 모터(40)의 구동 위치에서 지령된 목표 풀리비가 되도록 프라이머리압을 조정하고, 실제로 변속이 종료되면 서보 링크(50)로부터의 변위를 받아 스풀(32a)을 폐쇄 밸브 위치에 보유 지지한다.
감압 밸브(33)는 솔레노이드를 구비하고, 세컨더리 풀리 실린더실(12c)에의 공급압(이하「세컨더리압」이라 함)을 후술하는 세컨더리압 목표치로 제어하는 제어 밸브이다.
유압 펌프(34)로부터 공급되어 조절기 밸브(31)에 의해 압력 조절된라인압(PL)은 변속 제어 밸브(32)와, 감압 밸브(33)에 각각 공급된다.
프라이머리 풀리(11) 및 세컨더리 풀리(12)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(32)의 스풀(32a)이 구동되고, 변속 제어 밸브(32)에 공급된 라인압(PL)이 조정되어 프라이머리압을 프라이머리 풀리(11)에 공급하고, 홈 폭이 가변 제어되어 소정의 변속비로 설정된다.
CVT 제어 유닛(20)은 인히비터 스위치(23)로부터의 셀렉트 위치, 액셀 페달 스트로크량 센서(24)로부터의 액셀 페달 스트로크량, 유온 센서(25)로부터 벨트식 무단 변속기(10)의 유온이나, 프라이머리 풀리 속도 센서(26), 세컨더리 풀리 속도 센서(27), 유압 센서(28)로부터의 신호 등을 판독하여 변속비나 V 벨트(13)의 접촉 마찰력을 가변 제어한다. 또, 유압 센서(28)는 세컨더리 풀리의 실린더실(12c)에 가하는 세컨더리압을 검출하는 센서이다.
CVT 제어 유닛(20)은 차속이나 드로틀 개방도나 액셀 페달의 스트로크량 등의 운전 상태를 기초로 하여 목표의 변속비를 결정하고, 현재의 변속비(실변속비)가 그 목표의 변속비가 되도록 스텝 모터(40)를 구동하는 변속비 제어부(201)와, 입력 토크 정보나 변속비, 유온, 변속 속도 등의 운전 상태를 기초로 하여 프라이머리 풀리(11), 세컨더리 풀리(12)에 작용하는 유압을 결정하고, 필요에 따라서 그 유압을 보정하여 제어하는 풀리압 제어부(202)로 구성된다.
풀리압 제어부(202)는 입력 토크 정보, 프라이머리 풀리와 세컨더리 풀리의변속비, 유온으로부터 라인압의 목표치(라인압 목표치)를 결정하고, 조절기 밸브(31)의 솔레노이드를 구동함으로써 라인압의 제어를 행하고, 또한 플라이머리압 목표치, 세컨더리압 목표치를 설정하고, 필요에 따라서 목표치의 보정을 행하여 유압 센서(28)의 검출치와 목표치에 따라서 감압 밸브(33)의 솔레노이드를 구동하여 피드백 제어함으로써 프라이머리압 및 세컨더리압을 제어한다.
도3은 본 발명에 의한 벨트식 무단 변속기의 제어의 제1 실시 형태를 설명하는 프로차트이다.
또, 본 실시 형태에서는 변속비가 큰 측으로부터 작은 측(업 시프트)에의 변속 속도를 음의 값, 작은 측으로부터 큰 측(다운 시프트)에의 변속 속도를 양의 값으로 표현하고 있다.
스텝 S1에서는 프라이머리압 목표치 및 세컨더리압 목표치를 계산한다. 여기서는, 프라이머리 풀리가 필요로 하는 정상용 유압[현재의 변속비를 달성하는 동시에, 벨트의 토크 용량을 달성하는(미끄러지지 않고 현재의 토크를 전달 가능) 데 필요한 유압]과, 세컨더리 풀리가 필요로 하는 정상용 유압을 구한다. 구체적인 내용은 후술한다.
스텝 S2에서는 정차 모드인지 여부를 판단한다. 본 실시 형태에서는, 정차 모드인지 여부는 차속(VS＜ 3 ㎞/h) 또한 프라이머리 풀리의 회전수(NPRI＜ 200 rpm)를 만족하는지 여부로 판단하고 있다. 그리고, 정차 모드이면 스텝 S3에서 프라이머리압 목표치 보정량 ＝ 0[Pa]으로 하고, 정차 모드가 아니면 스텝 S5로 진행한다.
스텝 S5에서는 변속 피드백 가능한 상태인지 여부를 판단한다. 본 실시 형태에서는, 변속 피드백 가능한 상태인지 여부는 차속이 소정의 저차속(예를 들어 3 ㎞/h) 또한 프라이머리 풀리의 회전 속도가 소정 회전수 이상(예를 들어 200 rpm) 또한 유온 센서 및 엔진 회전수 센서가 정상이면 변속 피드백 가능한 상태라 판단하고, 그 이외일 때에는 변속 피드백 불가능한 상태라 판단하고 있다.
변속 피드백 가능한 상태이면, 스텝 S6으로 진행하여 발진 모드인지 여부를 판단한다. 본 실시 형태에서는 비정차 상태가 된 후 프라이머리 풀리 회전 속도 센서(26)와 세컨더리 풀리 회전 속도 센서(27)로부터 산출되는 현재의 변속비(실변속비)가 최대 변속비로부터 소정 변속비 작아질 때까지의 동안을 발진 모드라 판단하고 있다. 발진 모드이면, 스텝 S7로 진행한다.
그리고, 스텝 S7에서는 발진시 목표 사용 판정 플랙을 셋트하고, 스텝 S8에서는, 예를 들어 도10의 맵을 참조하여 액셀 페달 스트로크량마다 설정된 발진시 목표 변속 속도를 계산한다. 이 발진시 목표 변속 속도는 0부터 0에 가까운 저개방도 영역의 제1 액셀 페달 스트로크량(APO1)을 피크로 감소(절대치에서는 증가)시키고, 이 제1 액셀 페달 스트로크량 이상의 대개방도 영역에서는 개방도가 커짐에 따라서 큰 값(절대치에서는 작은 값)으로 설정되어 있다. 기본적으로는, 이 발진시 목표 변속 속도는 액셀 페달 스트로크량이 대개방도가 됨에 따라서 큰 값(절대치에서는 작은 값)으로 설정하여 프라이머리압 목표치 보정량을 작게 하는 것이 바람직하다. 이는 액셀 페달 스트로크량이 대개방도가 될수록 엔진으로부터의 토크가 커져 차량의 가속도는 크지만, 변속비가 작은 측에의 변속 개시가 필요해지는 차속도 높아지기 때문에 변속비가 큰 측에 머무는 기간이 길어 유압의 스탠바이 지연에 의한 변속 지연이 발생하기 어려워지기 때문이다. 그 결과, 불필요하게 유압을 높일 필요가 없어지기 때문에, 대개방도 영역에 있어서의 연비가 향상된다.
또한, 제1 액셀 페달 스트로크량(APO1)보다도 저개방도 영역에서는 개방도가 작아짐에 따라서 큰 값(절대치에서는 작은 값)으로 설정하여 프라이머리압 목표 보정량을 작게 하는 것이 바람직하다. 이는 변속비가 작은 측에의 변속 개시가 필요해지는 차속은 낮지만, 액셀 페달 스트로크량이 소개방도가 될수록 엔진으로부터의 토크가 작고 차량의 가속도도 작기 때문에, 변속비가 큰 측에 머무는 기간이 길어 유압의 스탠바이 지연에 의한 변속 지연이 발생하기 어려워지기 때문이다. 그 결과, 불필요하게 유압을 높일 필요가 없기 때문에, 소개방도 영역에 있어서의 연비가 향상된다.
또한, 제1 액셀 페달 스트로크량(APO1)은 변속비가 큰 측에 머무는 기간이 짧고, 또한 변속비가 작은 측에 큰 변속이 필요해지는 액셀 페달 스트로크량으로 설정하는 것이 바람직하다. 또, 예를 들어 액셀 페달 스트로크량이 개방도 0(0은 제외함)으로부터 제1 액셀 페달 스트로크량(APO1)까지를 일정치의 최소치(절대치에서는 최대치)로 하고, 이보다 큰 대개방도 영역에서는 커짐에 따라서 커지도록(절대치에서는 작아짐) 설정해도 좋다.
다음에, 스텝 S9에서는 통상 주행시의 변속 제어에서 사용되는 시시각각의 통상시 목표 변속 속도를 계산한다. 예를 들어, 차속과 드로틀 개방도를 기초로하여 도9의 변속 스케줄을 참조하여 최종적인 목표 변속비인 도달 변속비를 산출한다. 또한, 업 시프트, 다운 시프트, 답입 다운 시프트 등의 변속 종류마다 설정된 목표시 정수를 참조하여 도달 변속비를 1차 지연에서 목표시 정수만큼 지연시켜 목표 변속비를 산출한다. 그리고, 도달 변속비로부터 목표 변속비를 감산하여 목표시 정수로 나눈 것을 통상시 목표 변속 속도로서 결정한다.
스텝 S10에서는 발진시 목표 사용 판정 플랙이 셋트되어 있는지 여부를 판단하여 셋트되어 있다면 스텝 S11로 진행하여 발진시 목표 변속 속도를 목표 변속 속도로 하고, 발진시 목표 사용 판정 플랙이 셋트되어 있지 않다고 판단하면 스텝 S12로 진행하여 통상시 목표 변속 속도를 목표 변속 속도로 한다.
스텝 S13에서는 산출된 목표 변속 속도로부터 프라이머리압 목표치 보정량을 계산한다. 또, 이 서브 루틴의 상세에 대해서는 후술한다. 그리고, 스텝 S4에 있어서, 그 프라이머리압 목표치 보정량을 기초로 하여 스텝 S1에서 산출된 프라이머리압 목표치를 증압 보정하여 프라이머리압을 보정 후의 프라이머리압 목표치가 되도록 제어한다. 그리고, 스텝 S20에 있어서, 보정 후의 프라이머리압 목표치 및 세컨더리압 목표치 중 큰 쪽을 라인압 목표치로서 설정하여 라인압이 이 라인압 목표치를 만족하도록 조절기 밸브(31)의 솔레노이드를 제어한다.
또한, 스텝 S6에 있어서 발진 모드가 종료되었다고 판단하면 스텝 S14로 진행한다. 그리고, 스텝 S14에서는 스텝 S8과 마찬가지로, 도10의 맵을 참조하여 액셀 페달 스트로크량마다 설정된 발진시 목표 변속 속도를 계산하고, 스텝 S15에서는 통상 주행시의 변속 제어에서 사용되는 시시각각의 통상시 목표 변속 속도를 스텝 S9와 마찬가지로 계산한다.
그리고, 스텝 S16에서 발진시 목표 변속 속도가 통상시 목표 변속 속도 이상인지 여부를 판단한다. 그리고, 발진시 목표 변속 속도가 통상시 목표 변속 속도 미만인 경우(절대치는 발진시 목표 변속 속도 쪽이 큼)에는 발진시 목표 사용 판정 플랙을 계속 유지한 상태에서 스텝 S10으로 진행하고, 발진시 목표 변속 속도가 통상시 목표 변속 속도 이상인 경우(절대치는 통상시 목표 변속 속도 쪽이 큼)에는 스텝 S17에서 발진시 목표 사용 판정 플랙을 클리어하여 스텝 S10으로 진행한다.
한편, 스텝 S5에 있어서 변속 피드백 제어 가능한 상태가 아니라고 판단하였을 때는 이상 상태이기 때문에, 스텝 S18로 진행하여 프라이머리압 목표치 보정량을 일정치(본 실시 형태에서는 5000 N/프라이머리 풀리의 수압 면적)로 하여 스텝 4에서 프라이머리압 목표치를 보정한다.
이상을 제어 종료까지 반복한다.
도4는 프라이머리압 목표치 및 세컨더리압 목표치를 계산하는 서브 루틴의 흐름도이고, 구체적으로는 프라이머리 풀리 및 세컨더리 풀리의 정상용(일정 변속비 유지 시간)의 유압을 계산하는 서브 루틴의 흐름도이다. 또한, 도5는 변속비와 풀리의 추력과의 관계를 나타낸 추력맵으로, 도5의 (a)는 프라이머리 풀리용 추력맵, 도5의 (b)는 세컨더리 풀리용 추력맵이다.
스텝 S101에 있어서, 프라이머리 풀리(11)에의 입력 토크를 계산한다. 예를 들어, 엔진 제어 유닛(21)으로부터의 입력 토크 정보인 엔진의 실토크에 토크 변환기(2)의 토크비를 곱한 것을 프라이머리 풀리(101)에의 입력 토크로서 산출한다.
스텝 S102에 있어서, 프라이머리 풀리 속도 센서(26)와 세컨더리 풀리 속도 센서(27)에서 검출된 값으로부터 현재의 변속비(실변속비)를 계산한다.
스텝 S103에 있어서, 프라이머리 풀리용 추력맵[도5의 (a)]으로부터 프라이머리 풀리의 정상용 추력을 구하고, 세컨더리 풀리용 추력맵[도5의 (b)]으로부터 세컨더리 풀리의 정상용 추력을 구한다.
또, 도5의 (a), 도5의 (b)의 추력맵은 횡축이 변속비, 종축이 추력을 나타낸다. 변속비는 도면 중 우측일수록 크고 로우측이다. 이 변속비와 추력의 관계는 입력 토크마다 설정되어 있고, 변속비가 동일해도 입력 토크가 클수록 큰 추력으로 설정되어 있다.
또한, 프라이머리 풀리의 정상용 추력과 세컨더리 풀리의 정상용 추력을 비교하면, 도5의 (a), 도5의 (b)로부터 알 수 있는 바와 같이, 변속비가 작을 때에는 프라이머리 풀리의 추력 쪽이 크고, 변속비가 클 때에는 세컨더리 풀리의 추력 쪽이 큰 값으로 설정되어 있다. 따라서, 도5의 (a)의 프라이머리 풀리의 선도 쪽이 도5의 (b)의 세컨더리 풀리의 선도보다도 경사가 완만하다.
스텝 104에서 프라이머리 풀리 및 세컨더리 풀리의 정상용 추력을 각각의 수압 면적으로 나눈 각 풀리의 정상용 유압을 일단 프라이머리압 목표치 및 세컨더리압 목표치로 설정한다.
도6은 산출된 목표 변속 속도로부터 프라이머리압 목표치 보정량을 계산하는 서브 루틴의 흐름도, 도7은 현재의 변속비에 대한 풀리 스트로크 속도 배율맵, 도8은 풀리 스트로크 속도에 대한 프라이머리 풀리의 보정량을 나타낸 맵이고, 이 맵은 풀리 스트로크 속도의 음의 값 영역에 있어서 풀리 스트로크 속도가 작아짐(절대치는 커짐)에 따라서, 프라이머리압 목표치 보정량은 큰 값, 구체적으로는 보다 증압 보정되는 설정으로 되어 있다.
스텝 S131에 있어서, 현재의 변속비(실변속비)에 대한 풀리 스트로크 속도 배율맵(도7)으로부터 현재의 변속비에 대한 풀리의 스트로크 속도의 배율을 구하고, 스텝 S132에 있어서 그 배율에 목표 변속 속도를 곱하여 풀리의 스트로크 속도를 산출한다. 그리고, 스텝 S133에 있어서 프라이머리압 보정량맵(도8)으로부터 풀리의 스트로크 속도에 따른 프라이머리압 목표치 보정량을 구한다.
도11은 액셀 페달이 답입되어 차량이 발진할 때의 타임 차트이다.
시각(t1)까지는 차량이 정지하고 있고, 시각(t1)에서 액셀 페달이 제1 액셀 페달 스트로크량(APO1)까지 답입되어 차속이 상승하고, 시각(t2)에 있어서 현재의 변속비(실변속비)가 최대 변속비로부터 소정 변속비 작아져 발진모드가 해제되고, 시각(t3)에서 발진시 목표 변속 속도보다도 통상시 목표 변속 속도의 쪽이 작아지는(절대치에서는 커짐) 경우를 상정하여 설명한다.
시각(t1)으로부터 시각(t3)까지는, 목표 변속 속도는 액셀 페달 스트로크량으로부터 산출된 발진시 목표 변속 속도가 설정된다. 또한, 프라이머리압 목표치는 현재의 변속비를 달성하는 동시에 벨트의 토크 용량도 달성하는 정상용 유압에 대해 목표 변속 속도(발진시 목표 변속 속도)로 변속하기 위해 필요한 차추력(변속 필요 차추력)으로부터 산출된 프라이머리압 목표치 보정량을 보정하여 증압한 유압이 설정된다. 세컨더리압은 현재의 변속비를 달성하는 동시에 벨트의 토크 용량도달성하는 정상용 유압이 설정된다. 그리고, 프라이머리압 목표치 및 세컨더리압 목표치 중, 정상용 유압에 대해서는 실변속비가 업 시프트를 개시하면 정상용 추력이 감소하기 때문에, 정상용 유압도 변속의 개시 시각으로부터 감소한다. 한편, 프라이머리압 목표치 보정량은 발진시 목표 변속 속도가 일정하기 때문에, 목표 변속 속도가 스위칭하는 시각(t3)까지 일정치가 산출되어 설정된다. 또한, 라인압 목표치는 프라이머리압 목표치와 세컨더리압 목표치 중 높은 유압이 목표치로 설정되게 되지만, 프라이머리압 목표치가 프라이머리압 목표치 보정량에서 증압 방향으로 보정되기 때문에, 본 제어를 행하지 않는 경우(라인압 목표치도 발진시로부터 통상시 목표 변속 속도로 프라이머리압 목표치를 산출하는 경우)에 비해 라인압도 보다 증압 보정되게 된다. 그 결과, 유압의 스탠바이 지연에 의한 변속 지연을 확실하게 방지할 수 있다.
그리고, 시각(t3)에 있어서, 통상시 목표 변속 속도가 발진시 목표 변속 속도보다도 작아지기 때문에(절대치는 커짐), 시각(t3) 이후는 목표 변속 속도가 통상시 목표 변속 속도로 스위칭된다. 즉, 통상시의 변속 제어로 스위칭하게 된다. 또한, 프라이머리압 목표치는 정상용 유압에 대해 목표 변속 속도(통상시 목표 변속 속도)로 변속하기 위해 필요한 차추력(변속 필요 차추력)으로부터 산출된 프라이머리압 목표치 보정량을 보정하여 증압한 유압이 설정된다. 세컨더리압은 정상용 유압이 설정된다. 그리고, 프라이머리압 목표치 및 세컨더리압 목표치 중, 정상용 유압에 대해서는 실변속비가 계속해서 업 시프트하기 때문에 정상용 유압도 계속해서 감소한다. 한편, 프라이머리압 목표치 보정량은 시시각각 산출되는 통상시 변속 속도를 기초로 하여 산출되기 때문에, 실변속비가 도달 변속비에 근접함에 따라서 작아진다. 또한, 라인압 목표치는 통상시의 변속 제어 중과 마찬가지로, 프라이머리압 목표치와 세컨더리압 목표치 중 높은 유압이 목표치로서 설정되게 된다.
그리고, 본 실시 형태에서는 이하에 열거하는 효과를 얻을 수 있다.
발진시에는 프라이머리압 목표치로서 벨트의 토크 용량과 현재의 변속비를 달성 가능한 정상 유압을 액셀 페달 스트로크량을 기초로 하여 설정된 발진시 목표 변속 속도로부터 산출되는 프라이머리압 목표치 보정량으로 증압 보정한 유압을 공급하도록 하였기 때문에, 프라이머리 풀리와 세컨더리 풀리의 수압 면적이 거의 같은 정도의 시스템이라도 업 시프트에 필요한 추력차를 확실하게 발생시킬 수 있어 발진시의 변속 지연을 방지할 수 있다.
또한, 예를 들어 변속 스케줄과 드로틀 개방도로부터 시시각각의 통상시 목표 변속 속도를 산출하고, 이 통상시 목표 변속 속도에 따라서 프라이머리압을 설정하는 제어를 행한 경우에는, 상기 통상시 목표 변속 속도의 산출에는 필터 처리 등의 평활화 처리에 의한 지연이 있고, 변속 개시 직후에는 프라이머리압의 설정이 맞지 않아 발진시의 변속 지연이 생겨 버리게 되는 문제가 있었지만, 본 실시 형태에 따르면, 액셀 페달이 답입되어 움직이기 시작하였다고 판단될 때에는 발진시보다 액셀 페달 스트로크량을 기초로 하여 미리 설정되어 있는 발진시 목표 변속 속도로부터 프라이머리압 목표치의 보정량을 산출하여 프라이머리압과 라인압을 증압 보정하기 때문에, 발진 후 조기에 큰 변속 속도가 필요해지는 운전 상태가 되어도프라이머리압 및 라인압이 미리 상승되어 있기 때문에, 평활화 처리 등에 의한 발진시의 변속 지연도 방지할 수 있다.
또한, 발진시 목표 변속 속도는 액셀 페달 스트로크량마다 설정되어 있기 때문에, 프라이머리압의 보정량인 프라이머리압 목표치 보정량을 운전 상황에 따라서 적절한 값으로 설정할 수 있게 되어 유압을 항상 상승시키는 일이 없어진다. 그 결과, 본 실시 형태에 따르면 연비의 악화를 방지할 수 있다.
또한, 프라이머리압 및 세컨더리압은 정상용 유압이 항상 공급되고 있기 때문에, 발진시의 벨트 미끄러짐이 확실하게 방지된다.
또한, 제1 액셀 페달 스트로크량(APO1)보다도 대개방도 영역에서는 개방도가 작아짐에 따라서 큰 값(절대치에서는 작은 값)으로 설정하고 있기 때문에 보정량을 보다 적절하게 설정할 수 있게 되고, 불필요하게 유압을 높일 필요가 없어져 대개방도 영역에 있어서의 연비가 더욱 향상된다.
또한, 제1 액셀 페달 스트로크량 APO1보다도 저개방도 영역에서는 개방도가 작아짐에 따라서 큰 값(절대치에서는 작은 값)으로 설정되어 있기 때문에 보정량을 보다 적절하게 설정할 수 있게 되고, 불필요하게 유압을 높일 필요가 없어져 대개방도 영역에 있어서의 연비가 더욱 향상된다.
또한, 미리 설정된 변속 스케줄로부터 시시각각의 통상시의 변속 제어에서 사용하는 통상시 목표 변속 속도를 산출하여 변속비가 큰 측으로부터 작은 측에의 변속 속도를 음의 값, 작은 측으로부터 큰 측에의 변속 속도를 양의 값으로 한 경우, 통상시 목표 변속 속도가 발진시 변속 속도보다도 작아졌을 때(절대치로는 커졌을 때)에 발진시 목표 변속 속도로부터 통상시 변속 속도로 변경하도록 하였기 때문에, 제어의 스위칭에 수반하여 프라이머리압이나 세컨더리압이 불연속이 되는 일이 없고, 그 결과, 변속비의 변화를 원활하게 할 수 있어 보다 원활한 발진을 실현할 수 있다.
또한, 원압인 라인압 목표치를 프라이머리압 목표치와 세컨더리압 목표치 중 높은 쪽의 유압을 기초로 하여 설정하기 때문에, 프라이머리압 및 세컨더리압이 확실하게 보증된다.
(제2 실시 형태)
도8은 본 발명에 의한 벨트식 무단 변속기의 제2 실시 형태를 설명한 흐름도이고, 제1 실시 형태의 도3의 흐름도에 대응한다. 또, 동일한 구성에 대해서는 제1 실시 형태와 동일한 번호를 부여하고 있다.
제1 실시 형태에서는 가상 목표 사용 판정 플래그를 클리어, 즉 발진시 목표 변속 속도로부터 통상시 목표 변속 속도의 스위칭에 대해 발진시 목표 변속 속도가 통상시 변속 속도보다도 커진(절대치는 작아진) 때에 행하였지만(스텝 S16), 본 제2 실시 형태에서는 비정차 상태가 된 후 소정 시간의 경과에 따라서 판단하고 있는 점(스텝 S160)만 상이하고, 그 밖의 구성은 동일하다. 즉, 본 실시 형태에서는 스텝 S160에 있어서, 비정차 상태가 된 후 소정 시간 경과하지 않았으면 발진시 목표 사용 판정 플래그를 계속해서 유지한 상태로 스텝 S10으로 진행하고, 소정 시간을 경과하면 발진시 목표 사용 판정 플래그를 클리어하여 스텝 S10으로 진행한다.
본 실시 형태에 따르면, 제1 실시 형태의 효과 이외에 하기의 효과를 얻을수 있다.
미리 설정된 변속 스케줄로부터 시시각각의 통상시의 변속 제어에서 사용하는 통상시 목표 변속 속도를 산출하고, 변속비가 큰 측으로부터 작은 측에의 변속 속도를 음의 값, 작은 측으로부터 큰 측에의 변속 속도를 양의 값으로 한 경우, 비정차 상태가 된 후 소정 시간 경과 후에 발진시 목표 변속 속도로부터 통상시 변속 속도로 변경하도록 하였기 때문에 등판시 등에서 차량이 가속하기 어렵고, 동일한 액셀 페달 스트로크량이라도 통상시 목표 변속 속도가 발진시 목표 변속 속도보다도 작아지지 않은 상황에서도 언제까지나 발진시 목표 변속 속도를 기초로 하는 보정량을 프라이머리압에 계속해서 부여하는 일이 없어지고, 특수한 케이스의 변속을 고려하지 않고 설정할 수 있기 때문에 발진시 목표 변속 속도의 설정을 단순화할 수 있다.
이상 설명한 실시 형태에 한정되는 일 없이, 그 기술적 사상의 범위 내에 있어서 다양한 변형이나 변경이 가능하고, 그들도 본 발명과 균등한 것은 명백하다.
예를 들어, 상기 실시 형태에서는 편의상, 변속비가 큰 측으로부터 작은 측(업 시프트)에의 변속 속도를 음의 값, 작은 측으로부터 큰 측(다운 시프트)에의 변속 속도를 양의 값으로 표현하였지만, 예를 들어 변속비가 큰 측으로부터 작은 측(업 시프트)에의 변속 속도를 양의 값, 작은 측으로부터 큰 측(다운 시프트)에의 변속 속도를 음의 값으로 설정해도 좋고, 그 경우, 본 실시 형태에서 설명한 목표 변속 속도의 대소 관계의 설명은 반대가 된다,
또한, 예를 들어 상기 실시 형태에서는 정차 모드, 발진 모드는 차속 3 ㎞/h및 프라이머리 풀리 회전수 200 rpm을 기준으로 하여 판단하고 있지만, 이는 일예에 지나지 않고, 다른 조건에 의해 정차 모드, 발진 모드를 결정해도 좋다.
또한, 예를 들어 증압 프라이머리압 목표치 보정량을 유온 등에 따라서 변경하도록 해도 좋다. 예를 들어, 유온이 소정치 이하가 되는 저온시나, 유온이 소정치 이상인 고온시에는 증압 프라이머리압 목표치 보정량이 커지도록 변경해도 좋다.
또한, 본 실시 형태에서는 프라이머리압 목표치 및 프라이머리압 목표치 보정량을 산출하는 데 있어서, 각각 유압으로 환산한 후 가산하고 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고, 정상용 추력과 보정용 추력으로서 가산한 후 유압으로 환산한 프라이머리압 목표치를 산출해도 같은 효과를 얻을 수 있다.
또한, 통상시 목표 변속 속도의 결정 처리에 대해 일예를 도6의 흐름도로 도시하였지만, 이에 한정되는 것은 아니고, 다른 적절한 처리에 의해 산출할 수 있는 것은 물론이다.
제1 발명에 따르면, 발진시에는 프라이머리 풀리에 벨트의 토크 용량과 현재의 변속비를 달성 가능한 정상 유압을 액셀 페달 스트로크량을 기초로 하여 설정된 발진시 목표 변속 속도로부터 산출되는 보정 유압으로 증압 보정한 유압을 공급하도록 하였기 때문에, 프라이머리 풀리와 세컨더리 풀리의 수압 면적이 거의 같은 정도의 시스템이라도 업 시프트에 필요한 추력차를 확실하게 발생시킬 수 있어 발진시의 변속 지연을 방지할 수 있다.
또한, 발진시로부터 액셀 페달 스트로크량을 기초로 하여 미리 설정되어 있는 발진시 목표 변속 속도로부터 보정 유압을 산출하기 때문에 평활화 처리가 불필요해져 발진 후 조기에 큰 변속 속도가 필요해지는 운전 상태가 되어도 평활화 처리에 의한 발진시의 변속 지연도 방지할 수 있다.
또한, 발진시 목표 변속 속도는 액셀 페달 스트로크량을 기초로 하여 설정되어 있기 때문에, 프라이머리 풀리의 보정 유압을 운전 상황에 따른 적절한 값으로 설정하는 것이 가능해져 유압을 항시 상승시키는 일이 없어진다. 그 결과, 연비의 악화를 방지할 수 있다.

Claims (6)

  1. 유압에 따라서 홈 폭이 변화하는 입력측의 프라이머리 풀리와,
    유압에 따라서 홈 폭이 변화하는 출력측의 세컨더리 풀리와,
    상기 프라이머리 풀리와 상기 세컨더리 풀리에 권취되어 상기 홈 폭에 따라서 풀리 접촉 반경이 변화하는 벨트를 구비한 벨트식 무단 변속기이며,
    벨트의 토크 용량과 현재의 변속비를 달성 가능한 정상 유압을 산출하는 정상 유압 산출 수단과,
    목표 변속 속도를 결정하는 목표 변속 속도 결정 수단과,
    목표 변속 속도를 달성 가능한 보정 유압을 산출하는 보정 유압 산출 수단과,
    발진시에는 상기 프라이머리 풀리에 상기 정상 유압을 상기 보정 유압으로 증압 보정한 유압을 공급하는 유압 제어 수단을 구비하고,
    상기 목표 변속 속도 결정 수단은, 발진시에는 액셀 페달 스트로크량을 기초로 하여 미리 설정된 발진시 목표 변속 속도를 목표 변속 속도로서 결정하는 것을 특징으로 하는 벨트식 무단 변속기.
  2. 제1항에 있어서, 미리 설정된 변속 스케줄을 기초로 하여 통상시의 변속 제어에서 사용하는 통상시 목표 변속 속도를 산출하는 통상시 목표 변속 속도 산출 수단과,
    상기 목표 변속 속도 결정 수단은 변속비가 큰 측으로부터 작은 측에의 변속 속도를 음의 값, 작은 측으로부터 큰 측에의 변속 속도를 양의 값이라 정의하면, 통상시 목표 변속 속도가 발진시 변속 속도보다도 작아졌을 때에 상기 발진시 목표 변속 속도로부터 상기 통상시 변속 속도로 변경하는 것을 특징으로 하는 벨트식 무단 변속기.
  3. 제1항에 있어서, 미리 설정된 변속 스케줄을 기초로 하여 통상시의 변속 제어에서 사용하는 통상시 목표 변속 속도를 산출하는 통상시 목표 변속 속도 산출 수단과,
    상기 목표 변속 속도 결정 수단은 발진으로부터 소정 시간 경과 후, 상기 발진시 목표 변속 속도로부터 상기 통상시 변속 속도로 변경하는 것을 특징으로 하는 벨트식 무단 변속기.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 발진시 목표 변속 속도는 변속비가 큰 측으로부터 작은 측에의 변속 속도를 음의 값, 작은 측으로부터 큰 측에의 변속 속도를 양의 값이라 정의하면, 제1 액셀 페달 스트로크량보다도 큰 개방도 영역에 있어서, 개방도가 커질수록 큰 값으로 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 벨트식 무단 변속기.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 발진시 목표 변속 속도는변속비가 큰 측으로부터 작은 측에의 변속 속도를 음의 값, 작은 측으로부터 큰 측에의 변속 속도를 양의 값이라 정의하면, 제1 액셀 페달 스트로크량보다도 작은 개방도 영역에 있어서 개방도가 작아질수록 큰 값으로 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 벨트식 무단 변속기.
  6. 제4항에 있어서, 상기 발진시 목표 변속 속도는 변속비가 큰 측으로부터 작은 측에의 변속 속도를 음의 값, 작은 측으로부터 큰 측에의 변속 속도를 양의 값이라 정의하면, 제1 액셀 페달 스트로크량보다도 작은 개방도 영역에 있어서 개방도가 작아질수록 큰 값으로 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 벨트식 무단 변속기.
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