KR20070028241A - 차량용 벨트식 무단 변속기의 유압 제어 장치 - Google Patents

차량용 벨트식 무단 변속기의 유압 제어 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명의 과제는 변속비를 최대 또는 최소로 할 때의 유압의 오버슈트, 언더슈트를 방지할 수 있는 차량용 무단 변속기의 유압 제어 장치를 제공하는 것이다.
구동측 풀리 및 종동측 풀리 중 한쪽 풀리의 실제 변위량을 취득하는 실제 변위량 취득 수단(204)을 포함하는 차량 정보 검출 수단과, 변속 한계로의 변속시에 차량 정보를 기초로 하여 한쪽 풀리의 목표 변위량을 설정하는 목표 변위량 설정 수단(203)과, 한쪽 풀리의 실제 변위량으로부터 얻게 되는 오일실로의 작동유의 입출량과, 작동유의 체적 탄성률로부터 변속 종료 부근에서 발생하는 유압의 급변량을 추정하는 유압 급변량 추정 수단(208)과, 실제 변위량이 목표 변위량에 대해 미리 설정된 소정 비율(α0)까지 도달한 시점에서 유압 지령치에 대해 추정된 유압 급변량분을 보정하는 보정 수단(210)을 구비하여 구성한다.
토크 컨버터, 오일 펌프, 압력 조정 밸브, CVT 제어 유닛, 차속 센서, 유온 센서

Description

차량용 벨트식 무단 변속기의 유압 제어 장치{OIL PRESSURE CONTROL APPARATUS OF BELT-TYPE CONTINUOUSLY VARIABLE TRANSMISSION FOR VEHICLE}
도1은 본 발명의 일 실시 형태에 관한 차량용 벨트식 무단 변속기의 유압 제어 장치를 탑재한 차량(자동차)의 시스템 구성도.
도2는 본 발명의 일 실시 형태에 관한 제어 유닛(CVT 제어 유닛)에 있어서의 제어 시스템의 구성도.
도3은 본 발명의 일 실시 형태에 관한 제어 유닛에 있어서의 제어를 나타내는 흐름도.
도4는 본 발명의 일 실시 형태에 관한 1차 풀리(구동측 풀리)의 오일실의 구성을 간략적으로 나타내는 도면.
도5은 종래의 벨트식 무단 변속기에 있어서, 변속시에 변속비를 최소(최고단)로 할 때의 구동측 풀리 및 종동측 풀리의 유압 및 실제 변속비의 시간의 흐름에 따른 변화의 일예를 나타내는 그래프.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10 : 엔진
20 :토크 컨버터　
30 : 전후진 클러치
40 : 오일 펌프
51 : 제1 압력 조정 밸브
52 : 제2 압력 조정 밸브
71 : 1차 압력 조정 밸브
72 : 2차 압력 조정 밸브
100 : CVT 제어 유닛(제어 유닛)
108 : 1차 솔레노이드
109 : 2차 솔레노이드
151 : 엔진 회전수 센서(차량 정보 검출 수단)
152 : 스로틀 개방도 센서(차량 정보 검출 수단)
153 : 차속 센서(차량 정보 검출 수단)
154 : 1차 회전수 센서(차량 정보 검출 수단)
155 : 2차 회전수 센서(차량 정보 검출 수단)
156 : 유온 센서(차량 정보 검출 수단)
201 : 목표 변속비 연산부
202 : 실제 변속비 연산부
203 : 목표 스트로크 변위 연산부(목표 변위량 설정 수단)
204 : 실제 스트로크 변위 변환부(실제 변위량 취득 수단)
205 : 스트로크 비율 연산부
206 : 스트로크 변동량 연산부
207 : 풀리 유압실 이동 유량 연산부
208 : 추정 서지압 연산부(유압 급변량 추정 수단)
209 : 스트로크 비율 비교부
210 : 서지압 보정 연산부(보정 수단)
212 : 타이머
213 : 입력 토크 연산부
214 : 유압 지령치 연산부
300 : CVT(벨트식 무단 변속기)
310 : 1차 풀리(구동측 풀리)
311 : 1차 슬라이드 풀리
312 : 실린더부
313 : 유압 회로부
320 : 2차 풀리(종동측 풀리)
321 : 2차 슬라이드 풀리
[문헌 1] 일본 특허 공개 평5-131295호 공보
본 발명은 작동유의 유압을 이용하여 양 풀리의 변위 방향 위치를 조정함으 로써 변속비를 조정하는 차량용 벨트식 무단 변속기의 유압 제어 장치에 관한 것이다.
벨트식 무단 변속기는 1차 풀리(구동측 풀리)와 2차 풀리(종동측 풀리)와 양 풀리에 권취 장착된 벨트(V 벨트)를 구비하여 구성되고, 각 풀리는 회전축이 되는 샤프트(1차 샤프트 또는 2차 샤프트)에 일체로 형성된 고정 활차(풀리)와 샤프트의 축 방향으로 이동 가능하게 구비되어 있는 가동 활차( 슬라이드 풀리)가 대향 배치된 구조로 되어 있어, 고정 활차와 가동 활차에 의해 형성되는 V자 형상의 홈에 벨트가 압접하여 동력 전달을 행하도록 되어 있다.
각 풀리의 가동 활차는 배면(후면)에 형성된 유압실 내의 유압을 조정함으로써, 고정 활차에 대해 접촉 분리하도록 축 방향으로 이동하도록 되어 있다. 그리고, 이 가동 활차의 이동(스트로크 변위)에 의해 V자 형상 홈의 홈 폭이 증감하여, 풀리가 유효한 회전 반경이 조정되어 구동측 풀리로부터 종동측 풀리로의 동력 전달비가 무단계로 변화하도록 되어 있다.
예를 들어, 변속비를 작게 하는(즉, 고단측으로 하는) 경우에는 구동측 풀리의 유압실의 유압을 상승시켜 가동 활차를 압입하고, V자 형상 홈의 홈 폭을 감소시킴으로써 구동측 풀리의 유효 회전 반경을 크게 한다. 이 때, 당연히 벨트의 길이는 변하지 않으므로, 구동측 풀리의 회전 반경이 커지면 그에 수반하여 종동측 풀리의 회전 반경은 작아진다. 이에 의해 변속비를 작게 할 수 있다.
종래, 이와 같은 차량용 무단 변속기에 있어서, 변속비를 최대(최저단) 혹은 최소(최고단)로 변속하고자 하는 경우에는 후술하는 바와 같은 과제가 있다.
도5는 변속비를 최소로 할 때의 구동측 풀리 및 종동측 풀리의 유압의 시간의 흐름에 따른 변화 및 변속비의 시간의 흐름에 따른 변화의 일예를 나타내는 그래프이다.
도5에 도시한 바와 같이 변속비를 최소(최고단)로 하고자 하는 경우에 있어서, 우선 변속 동작이 개시되면 구동측 풀리의 유압실에 작동 유압이 공급되어 구동측 풀리의 유압이 급상승한다(T1 시점). 그리고, 유압실의 유압이 소정압까지 높아지면 작동 유압에 의해 구동측 풀리의 가동 활차가 압입되어, 구동측 풀리의 스트로크 변위를 개시한다(T2 시점). 그리고 가동 활차의 변위에 수반하여 구동측 풀리의 홈 폭이 감소하여 구동측 풀리의 유효 회전 반경이 커지고, 변속비가 서서히 고단측으로 무단계로 변화된다.
이 때, 구동측 풀리의 유압실에는 가동 활차가 변동한 만큼만 작동유가 공급되지만, 동시에 유압실의 용적이 가동 활차가 변위한 만큼만 증가하게 되므로, 구동측 풀리의 유압 상승은 T2 시점 이후에는 완만해진다.
그리고, 변속비가 감소하여 최고단에 도달하면, 구동측 풀리의 가동 활차는 기계적인 이동의 한계에 의해 급격히 정지된다. 이 때, 가동 활차의 변위는 급격히 멈추지만, 작동유의 유압실로의 유입은 관성력에 의해 갑자기 멈출 수 없으므로 가동 활차의 급정지에 추종할 수 없고, 가동 활차가 정지하여 유압실의 용적의 증가가 없어져도 잠깐 동안 작동유가 유압실로 유입하게 되어 구동측 풀리에 있어서 유압의 급증이 발생하여 압력의 오버슈트(overshoot)가 발생하게 된다.
반대로, 종동측 풀리에서는 가동 활차는 기계적인 이동의 한계로부터 급정지 하지만, 작동유의 유압실로부터의 유출은 관성력에 의해 갑자기 멈추지 않고, 이 결과, 종동측 풀리에 있어서 일시적으로 급격한 압력 저하가 발생하여 압력의 언더슈트(undershoot)가 발생하게 된다.
이와 같이 유압이 일시적으로 급변하는 현상[서지압(surge pressure)이라 함]은 변속비를 최저단으로 변화시키는 경우에도 마찬가지로 발생한다. 변속비를 최저단으로 하는 경우에는 종동측 풀리의 유압실에 고유압이 공급되어 종동측 풀리의 가동 활차를 압입함으로써 변속비를 변화시키지만, 변속비가 최저단에 도달하면, 종동측 풀리의 가동 활차가 급격히 정지하지만, 작동유의 종동측 풀리의 유압실로의 유입은 이에 추종할 수 없어, 종동측 풀리에 지나친 서지압에 의한 오버슈트가 발생하고, 구동측 풀리에서는 가동 활차의 급정지에 작동유의 유출을 추종할 수 없어 구동측 풀리에서는 서지압에 의한 언더슈트가 발생하게 된다.
이와 같이 구동측 풀리 또는 종동측 풀리에 있어서, 지나친 서지압이 발생하면, 이 서지압에 의한 충격 및 부하는 각 풀리에 압접하는 벨트에 가해져 벨트의 수명의 저하나, 벨트의 손상 등의 원인이 될 가능성이 있었다. 또한, 구동측 풀리 또는 종동측 풀리에 있어서 유압의 언더슈트가 발생기면, 유압에 의한 벨트의 파지력이 저하되어 풀리가 공회전하는 벨트 슬립 등이 발생할 가능성이 있다.
종래, 유압을 이용하는 장치에 있어서, 이와 같은 서지압을 억제하는 방법으로서는, 특허문헌 1에 유압을 조절하는 서보 밸브의 개방도를 피드백 제어(PID 제어)하는 기술에 있어서, 제어 게인을 보정함으로써 서지압을 억제하는 기술이 개시되어 있다.
[특허문헌 1] 일본 특허 공개 평5-131295호 공보
그러나, 상술한 특허문헌 1의 방법에서는 서보 밸브의 개방도를 PID 제어하므로, 유압의 상승이 요구된 후, 실제로 유압이 상승하기까지의 응답성 지연이 커진다.
이로 인해, 벨트식 무단 변속기의 구동측 풀리 및 종동측 풀리의 유압실에 특허문헌 1의 기술을 적용한 경우에는, 상술한 서지압에 의한 오버슈트 및 언더슈트는 억제할 수 있지만, 변속비를 변경하는 요구가 나온 후, 실제로 변속비가 변경되기까지의 응답 지연이 크고, 변속 피드백 제어와의 간섭도 있어, 적절한 변속 제어를 행할 수 없게 되는 새로운 과제가 발생하게 된다.
본 발명은 이와 같은 과제에 비추어 창안된 것으로, 변속 요구에 대해 응답성 좋게 변속 동작을 실시할 수 있도록 하면서, 변속비를 최대 또는 최소로 할 때에 발생하는 유압의 오버슈트 및 언더슈트를 방지할 수 있도록 한 차량용 무단 변속기의 유압 제어 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위해, 청구항 1에 관한 본 발명의 차량용 벨트식 무단 변속기의 유압 제어 장치는, 구동측 풀리와 종동측 풀리를 벨트로 연결하여, 작동유의 유압을 이용하여 상기 양 풀리의 변위 방향 위치(스트로크 위치)를 조정함으로써 상기 벨트의 회전 반경을 변화시켜 변속비를 조정하는 차량용 벨트식 무단 변속기의 유압 제어 장치이며, 상기 유압에 따라서 상기 구동측 풀리 및 상기 종동 측 풀리의 상기 회전 반경을 변화시키는 유압식 액튜에이터와, 차량 정보를 검출하는 차량 정보 검출 수단과, 상기 차량 정보 검출 수단에 의해 검출된 차량 정보를 기초로 하여 상기 구동측 풀리 및 상기 종동측 풀리에 대한 유압 지령치를 연산하고, 이 연산치를 기초로 한 제어 지령치에 의해 상기 유압식 액튜에이터를 제어하는 제어 유닛을 구비하고, 상기 차량 정보 검출 수단에는 상기한 구동측 풀리 및 종동측 풀리 중 한쪽 풀리의 실제 변위량(스트로크 변화량)을 취득하는 실제 변위량 취득 수단이 포함되고, 상기 제어 유닛은 변속 한계(최저단 또는 최고단)로의 변속시(변속비의 변경시)에 상기 차량 정보 검출 수단에 의해 검출된 차량 정보를 기초로 하여 상기한 구동측 풀리 및 종동측 풀리의 한쪽 풀리의 목표 변위량(목표 스트로크)을 설정하는 목표 변위량 설정 수단과, 상기 변속시에 상기 실제 변위량 취득 수단에서 취득된 상기 한쪽 풀리의 실제 변위량으로부터 얻게 되는 상기 한쪽 풀리의 오일실로의 작동유의 입출량과, 상기 작동유의 체적 탄성률로부터, 변속 종료 부근에서 발생하는 유압의 급변량(서지압)을 추정하는 유압 급변량 추정 수단(서지압 추정 수단)과, 상기 변속시에 상기 목표 변위량 설정 수단에 의해 설정된 목표 변위량과, 상기 실제 변위량 취득 수단에 의해 취득된 실제 변위량으로부터, 상기 실제 변위량이 상기 목표 변위량에 대해 미리 설정된 소정 비율(α0)까지 도달한 시점에서 상기 유압 지령치에 대해 상기 유압 급변량 추정 수단에 의해 추정된 유압 급변량분(서지압분)을 보정하는 보정 수단을 구비하고 있는 것을 특징으로 하고 있다.
또한, 청구항 2에 관한 본 발명의 차량용 벨트식 무단 변속기의 유압 제어 장치는, 청구항 1의 것에 있어서, 상기 작동유의 온도를 검출하는 유온 센서를 구비하고, 상기 유압 급변량 추정 수단에서는 미리 설정된 상기 작동유의 온도와 상기 작동유의 상기 체적 탄성률과의 대응 관계를 기초로 하여 상기 유온 센서에서 검출된 상기 작동유의 온도에 대응한 상기 작동유의 상기 체적 탄성률을 구하여, 상기 체적 탄성률을 기초로 상기 유압 급변량을 추정하는 것을 특징으로 하고 있다.
또한, 청구항 3에 관한 본 발명의 차량용 벨트식 무단 변속기의 유압 제어 장치는, 청구항 1 또는 청구항 2의 것에 있어서, 상기 소정 비율(α0)은 80 ％ 내지 90 ％의 범위로 설정되는 것을 특징으로 하고 있다.
또한, 청구항 4에 관한 본 발명의 차량용 벨트식 무단 변속기의 유압 제어 장치는, 청구항 3의 것에 있어서, 상기 실제 변위량 취득 수단은 상기 구동측 풀리의 회전수를 검출하는 제1 회전수 검출 수단과, 상기 종동측 풀리의 회전수를 검출하는 제2 회전수 검출 수단과, 상기 제1 및 제2 회전수 검출 수단에 의해 검출된 양 회전수로부터 실제 변속비를 연산하는 실제 변속비 연산 수단과, 상기 변속비 연산 수단에 의해 연산된 실제 변속비로부터 상기 실제 변위량을 연산하는 실제 변위량 연산 수단으로 구성되고, 상기 소정 비율(α0)은 80 ％ 내지 85 ％의 범위로 설정되는 것을 특징으로 하고 있다.
또한, 청구항 5에 관한 본 발명의 차량용 벨트식 무단 변속기의 유압 제어 장치는, 청구항 3의 것에 있어서, 상기 실제 변위량 취득 수단은 상기 실제 변위량을 직접 검출하는 실제 변위량 검출 수단이며, 상기 소정 비율(α0)은 85 ％ 내지 90 ％의 범위로 설정되는 것을 특징으로 하고 있다.
또한, 청구항 6에 관한 본 발명의 차량용 벨트식 무단 변속기의 유압 제어 장치는, 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항의 것에 있어서, 상기 구동측 풀리에 공급하는 유압을 제어하는 구동측 솔레노이드와, 상기 종동측 풀리에 공급하는 유압을 제어하는 종동측 솔레노이드를 구비하고, 상기 제어 유닛은 상기 보정 수단에 의해 보정된 유압 지령치를 전류로 변환하여 상기 구동측 솔레노이드 및 상기 종동측 솔레노이드에 유압 지령치 지시 전류를 보내어 상기 구동측 솔레노이드 및 상기 종동측 솔레노이드를 제어하는 것을 특징으로 하고 있다.
또한, 청구항 7에 관한 본 발명의 차량용 벨트식 무단 변속기의 유압 제어 장치는, 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항의 것에 있어서, 상기 유압 급변량 추정 수단은, 변속비를 최대 변속비로 하는 변속시에는 상기 변위량 검출 수단에서 검출된 상기 한쪽 풀리의 변위량으로부터 얻게 되는 상기 종동측 풀리의 오일실로의 작동유의 입출량과, 상기 작동유의 체적 탄성률로부터 변속 종료 부근에서 종동측 풀리에 있어서 발생하는 유압 급증량(서지압)을 추정하고, 변속비를 최소 변속비로 하는 변속시의 경우에는, 상기 변위량 검출 수단에서 검출된 상기 한쪽 풀리의 변위량으로부터 얻게 되는 상기 구동측 풀리의 오일실로의 작동유의 입출량과, 상기 작동유의 체적 탄성률로부터 변속 종료 부근에서 구동측 풀리에 있어서 발생 하는 유압 급증량(서지압)을 추정하는 동시에, 상기 보정 수단은 상기 유압 지령치에 대해 상기 유압 급변량 추정 수단에 의해 추정된 유압 급증량분을 감산 보정하도록 구성된 것을 특징으로 하고 있다.
또한, 청구항 8에 관한 본 발명의 차량용 벨트식 무단 변속기의 유압 제어 장치는, 청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 항의 것에 있어서, 상기 압력 급변량 추정 수단은 변속비를 최대 변속비로 하는 변속시에는 상기 변위량 검출 수단에서 검출된 상기 한쪽 풀리의 변위량으로부터 얻게 되는 상기 구동측 풀리의 오일실로의 작동유의 입출량과, 상기 작동유의 체적 탄성률로부터 변속 종료 부근에서 구동측 풀리에 있어서 발생하는 압력 급감량을 추정하고, 변속비를 최소 변속비로 하는 변속시에는 상기 변위량 검출 수단에서 검출된 상기 한쪽 풀리의 변위량으로부터 얻게 되는 상기 종동측 풀리의 오일실로의 작동유의 입출량과, 상기 작동유의 체적 탄성률로부터 변속 종료 부근에서 종동측 풀리에 있어서 발생하는 압력 급감량을 추정하는 동시에, 상기 보정 수단은 상기 유압 지령치에 대해 상기 유압 급변량 추정 수단에 의해 추정된 유압 급감량분을 가산 보정하도록 구성된 것을 특징으로 하고 있다.
또한, 청구항 9에 관한 본 발명의 차량용 벨트식 무단 변속기의 유압 제어 장치는, 청구항 1 내지 청구항 8 중 어느 한 항의 것에 있어서, 상기 서지압 추정 수단에 의한 상기 서지압의 추정 및 상기 보정 수단에 의한 상기 감산 보정 및 가산 보정은 상기 실제 변위량이 상기 목표 변위량에 대해 미리 설정된 소정 비율(α 0)까지 도달한 시점으로부터 상기 실제 변위량이 상기 목표 변위량에 도달한 시점까지의 동안만이지만, 소정의 주기로 행해지는 것을 특징으로 하고 있다.
[제1 실시 형태]
이하, 도1 내지 도3을 참조하면서 본 발명의 제1 실시 형태에 대해 설명한다.
도1 내지 도3은 본 발명의 일 실시 형태에 관한 차량용 벨트식 무단 변속기의 유압 제어 장치를 설명하기 위한 것이며, 도1은 벨트식 무단 변속기의 유압 제어 장치를 탑재한 차량(자동차)의 시스템 구성도, 도2는 제어 유닛(CVT 제어 유닛)에 있어서의 제어 시스템의 구성도, 도3은 제어 유닛에 있어서의 제어를 나타내는 흐름도이다.
(변속기의 시스템 구성)
도1에 도시한 바와 같이, 엔진(10)의 동력은 토크 컨버터(20) 및 전후진 클러치(30)를 거쳐서 CVT(벨트식 무단 변속기)(300)에 전달된다. CVT(300)는 구동측의 1차 풀리(310) 및 종동측의 2차 풀리(320)로 이루어지고, 양자 사이에 개재된 벨트에 의해 동력 전달을 행한다.
CVT(300)는 구동측 및 종동측 양방의 풀리에 걸리는 유압을 독립적으로 제어함으로써 변속을 행하는 CVT이고, 1차 풀리(구동측 풀리)(310) 및 2차 풀리(종동측 풀리)(320)는 각각 1차 슬라이드 풀리(가동 활차)(311) 및 2차 슬라이드 풀리(321)를 구비하고 있다. 이 1차 슬라이드 풀리(311) 및 2차 슬라이드 풀리(321)를 유압 에 의해 슬라이드시킴으로써, 1차 및 2차 풀리에 있어서의 벨트 회전 반경을 독립적으로 변화시켜 변속비의 변경을 행한다.
이 변속 동작을 위해 CVT(300)에는 오일 펌프(40), 1차 압력 조정 밸브(71), 2차 압력 조정 밸브(72), 1차 솔레노이드(108), 2차 솔레노이드(109), CVT 제어 유닛(100)이 구비되어 있다.
오일 펌프(40)는 제1 압력 조정 밸브(51)를 거쳐서 1차 압력 조정 밸브(71) 및 2차 압력 조정 밸브(72)에 오일을 공급하고, 제2 압력 조정 밸브(52)를 거쳐서 1차 솔레노이드(108) 및 2차 솔레노이드(109)에 오일을 공급하는 유압원이다. 또한, 1차 솔레노이드(108) 및 2차 솔레노이드(109)는 CVT 제어 유닛(100)에 의해 제어되는 솔레노이드 밸브이며, 각각 1차 압력 조정 밸브(71) 및 2차 압력 조정 밸브(72)와 접속하여 신호압을 보냄으로써 제어를 행한다.
오일 펌프(40)에 의해 발생한 유압은 제1 압력 조정 밸브(51)에 의해 라인압으로 조정되어, 1차 압력 조정 밸브(71) 및 2차 압력 조정 밸브(72)에 공급된다. 또한, 제2 압력 조정 밸브(52)에 의해 파일럿압이 되어 1차 솔레노이드(108) 및 2차 솔레노이드(109)에 공급된다. CVT 제어 유닛(100)은 1차 솔레노이드(61) 및 2차 솔레노이드(62)를 제어하고, 공급된 파일럿압을 원하는 신호압으로 조정하여 1차 압력 조정 밸브(71) 및 2차 압력 조정 밸브(72)에 공급한다.
1차 압력 조정 밸브(71) 및 2차 압력 조정 밸브(72)는 공급된 신호압을 기초로 하여 라인압을 압력 조정하고, 각각 1차 슬라이드 풀리(311) 및 2차 슬라이드 풀리(321)에 유압을 공급하여 슬라이드시킨다. 이상 도시된 바와 같이, CVT 제어 유닛(100)에 의해 1차 솔레노이드(108) 및 2차 솔레노이드(109)를 제어함으로써 CVT(300)의 변속을 달성한다.
(변속 제어계의 기능 구성)
다음에, 도2를 참조하여 CVT 제어 유닛(100)의 기능 구성에 대해 설명한다.
도2에 도시한 바와 같이 CVT 제어 유닛(100)에는 엔진 회전수 센서(151), 스로틀 개방도 센서(152), 차속 센서(153), 1차 회전 센서(154), 2차 회전 센서(155) 및 유온 센서(156)로부터 각각 차량 정보가 입력되도록 되어 있고, 엔진 회전수 센서(151) 및 스로틀 개방도 센서(152)로부터는 각각 엔진 회전수(Ne), 스로틀 개방도(θ)가 입력되고, 차속 센서(153), 1차 회전 센서(154) 및 2차 회전 센서(155)로부터는 각각 차량의 주행 속도(V), 1차 풀리(310)의 회전수(Npri) 및 2차 풀리(320)의 회전수(Nsec)가 입력된다. 그리고, 유온 센서(156)로부터는 1차 풀리(310) 및 2차 풀리(320)에 공급되는 작동유의 온도(T)가 입력되도록 되어 있다.
CVT 제어 유닛(100) 내의 유압 제어 회로는 목표 변속비 연산부(201), 실제 변속비 연산부(202), 목표 스트로크 변위 연산부(203), 실제 스트로크 변위 변환부(204), 목표 스트로크 비율 연산부(205), 스트로크량 변동 연산부(206), 풀리 유압실 이동 유량 연산부(207), 추정 서지압 연산부(208), 스트로크 비율 비교부(209), 서지압 보정 연산부(210), 유압ㆍ전류 변환부(211), 타이머(212), 입력 토크 연산부(213) 및 유압 지령치 연산부(214)에 의해 구성되어 있다.
입력 토크 연산부(213)에서는 엔진 회전수(Ne), 스로틀 개방도(θ) 및 1차 풀리(310)의 회전수(Npri)를 기초로 하여 CVT(300)에 입력되는 입력 토크(Tin)를 산출하도록 되어 있다.
목표 변속비 연산부(201)는 엔진 부하로서의 스로틀 개방도, 차량의 주행 속도(차속) 및 1차 풀리의 회전수(Npri)를 기초로 하여 차량의 주행에 최적의 목표 변속비(ipt)를 설정하도록 되어 있다.
실제 변속비 연산부(202)는 1차 풀리의 회전수(Npri)와 2차 풀리의 회전수(Nsec)로부터 그 시점에 있어서의 실제의 변속비(ip)를 산출한다. 실제 변속비(ip)는, ip ＝ Npri/Nsec로부터 구할 수 있다.
그리고, 유압 지령치 연산부(214)는 목표 변속비(ipt), 실제 변속비(ip) 및 입력 토크(Tin)로부터 1차 풀리(310) 및 2차 풀리(320)에 공급하는 유압 지령치(Ppri, Psec)를 산출하도록 되어 있다. 그리고, 여기서 산출된 유압 지령치(Ppri, Psec)는 유압ㆍ전류 변환부(211)에서 전류치로 변환되어, 각각 1차 솔레노이드(108) 및 2차 솔레노이드(109)에 공급되도록 되어 있다.
목표 스트로크 변위 연산부(목표 변위량 설정 수단)(203)는 목표 변속비 연산부에 있어서 산출된 목표 변속비(ipt)에 대응하는 1차 풀리(310) 또는 2차 풀리(320)의 스트로크 위치(목표 스트로크 변위)(Xtpri, Xtsec)를 산출하도록 되어 있다.
실제 스트로크 변위 변환부(실제 변위량 취득 수단)(204)은 변속 개시 시점에 있어서의 스트로크 위치로부터 현시점에 있어서의 위치까지의 스트로크의 변위(실제 스트로크 변위)(Xpri, Xsec)를 실제 변속비(ip)로부터 산출하도록 되어 있다.
또한, 1차 풀리(310) 및 2차 풀리(320)의 스트로크 위치는 실제 변속비(ip), 각 풀리의 최대 유효 회전 반경 및 V자 홈의 연직에 대한 각도로부터 연산하여 구할 수 있고, 여기서는 이와 같이 하여 스트로크 위치를 산출하고 있지만, 스트로크 센서를 이용하여 실제로 풀리 스트로크를 측정하도록 해도 좋다.
또한, 1차 풀리(310)의 스트로크와 2차 풀리(320)의 스트로크는 항상 대응하므로, 스트로크 변위의 검출은 1차 풀리(310) 혹은 2차 풀리(320)의 양방에 대해 검출할 필요는 없고, 어느 한쪽만 스트로크 변위를 검출하도록 하면 된다.
스트로크 비율 연산부(205)는 실제 스트로크 변위(Xpri, Xsec)의 목표 스트로크 변위(Xtpri, Xtsec)에 대한 비율을 연산한다. 타이머(212)는 변속 개시시부터의 시간(t)을 계측하도록 되어 있다.
그리고, 스트로크 변동량 연산부(206)는 타이머(212)로부터의 계측 시간(t)과 실제 스트로크 변위(X)로부터 스트로크의 시간 변화량(스트로크 변동량)(ΔXpri, ΔXsec)을 산출한다(ΔX ＝ X/t).
풀리 유압실 이동 유량 연산부(207)는 스트로크 변동량(ΔXpri, ΔXsec)과 1차 풀리(310) 또는 2차 풀리(320)의 유압실 내에 있어서의 슬라이드 풀리(311, 321)의 면적(A)으로부터 실제의 각 풀리에 유입 또는 유출하는 작동유의 양(이동 유량)(Qpri, Qsec)을 산출한다(Q ＝ ΔX × A).
추정 서지압 연산부(유압 급변량 추정 수단)(208)는 1차 풀리(310) 또는 2차 풀리(320)에 공급하는 작동유의 유온(T)과 실제 스트로크 변위(X)와 이동 유량(Qpri, Qsec)으로부터 변속이 완료되었을 때에 발생하는 서지압(유압 급변량)(Δ Ppri, ΔPsec)을 추정 연산한다. 이 연산의 상세에 대해서는 후술한다.
스트로크 비율 비교부(209)에는 미리 스트로크 비율(α)에 대한 소정치(α0)가 설정되어 있고, 스트로크 비율 연산부(205)에서 산출된 스트로크 비율(α)과 소정치(α0)의 대소 관계가 비교되어, α ≥ α0 일 때에는 추정 서지압 연산부(208)로부터 입력된 서지압 추정치(ΔPpri, ΔPsec)를 서지압 보정 연산부(210)에 입력하고, α ＜ α0 일 때에는 서지압 추정치(ΔPpri, ΔPsec)의 입력은 행하지 않는다.
또한, 미리 설정되는 소정치(α0)의 값이 너무 높으면, 솔레노이드 및 압력 조정 밸브 등의 기계적인 응답 지연으로부터 실제로 각 풀리에 걸리는 유압이 보정된 유압 지령치에 도달하기 전에 슬라이드 풀리가 급정지해 버려 충분한 서지압 억제 효과를 얻을 수 없다. 또한, 소정치(α0)의 값이 지나치게 낮으면, 슬라이드 풀리가 급정지하기 전에 각 풀리의 유압 지령치가 보정된 유압 지령치가 되어 버려 변속 동작에 지연이 발생하거나, 목표 변속비에 도달할 수 없게 될 가능성이 있다. 이로 인해, 소정치(α0)는 그것들을 고려하여 80 내지 85 ％의 범위로 설정하는 것이 바람직하다.
서지압 보정 연산부(210)에서는 유압 지령치 연산부(214)로부터 입력된 유압 지령치(Ppri, Psec)로부터 서지압 추정치(ΔPpri, ΔPsec)를 감산하도록 되어 있고, 여기서 원래의 유압 지령치(Ppri, Psec)로부터 추정된 서지압분을 보정하여 1 차 솔레노이드(108) 및 2차 솔레노이드(109)에 보정된 유압 지령치를 송출하도록 되어 있다.
이 보정은 목표 변속비(ipt)가 최고단인 경우에는 1차 풀리(310)의 서지압 추정치(ΔPpri)를 1차 유압 지령치(Ppri)로부터 감산하고, 반대로 목표 변속비가 최저단인 경우에는 2차 풀리(320)의 서지압 추정치(ΔPse)를 2차 유압 지령치(Psec)로부터 감산하도록 되어 있다.
이와 같이 함으로써, 변속 종료시에 각 슬라이드 풀리(311, 321)가 변속 종료시에 기계적으로 정지되어도, 작동유가 공급(유입)되는 측의 풀리에서는 유압 지령치로부터 서지압의 추정치분이 감산 보정되어 있으므로, 과대한 서지압에 의한 유압의 오버슈트의 발생을 억제할 수 있다.
(서지압 추정)
다음에, 변속비를 최고단으로 변속하는 경우를 예로, 추정 서지압 연산부(208)에 있어서의 서지압의 추정 연산에 대해 설명한다.
추정 서지압 연산부(208)에서는 목표 변속비(ipt)가 최고단인 경우에는, 변속 종료 부근에서 1차 풀리(310)에 있어서 발생하는 서지압의 추정치를 연산한다. 그리고 목표 변속비(ipt)가 최저단인 경우에는 변속 종료 부근에서 2차 풀리(320)에 있어서 발생하는 서지압의 추정치를 연산한다.
여기서는 목표 변속비(ipt)는 최고단이므로 추정 서지압 연산부(208)는 실제 스트로크 변위 변환부(204), 유온 센서(156), 풀리 유압실 이동 유량 연산부(207)로부터 각각 입력된 1차 풀리(310)의 실제 스트로크 변위(Xpri), 오일의 온도(T), 1차 풀리(310)에 있어서의 작동유의 이동 유량(Qpri)을 기초로 하여 1차 풀리(310)에 있어서 발생하는 서지압의 추정치(ΔPpri)를 산출한다.
도4는 1차 풀리(310)의 유압실의 구조를 간략화하여 도시하는 도면이다.
도4에 도시한 바와 같이 1차 풀리(310)의 유압실은 1차 슬라이드 풀리(311), 실린더부(312) 및 유압 회로부(313)로 구성된다.
여기서, 변속 동작시에 있어서 유압 회로부(313)로부터 실린더부(312)로 유입하는 작동 유량을 Qin이라 하고, 실린더부(312)에 있어서 1차 슬라이드 풀리(311)를 압입함으로써 용적이 넓어진 부분에 유출하는 작동 유량을 Qout이라 한다.
여기서 실린더부의 용적을 V, 유압을 P라 하고, 작동유의 체적 탄성률을 K라 한다. 체적 탄성률(K)은, K ＝ －Vㆍdp/dv로 정의되고, 작동유의 온도에 따라서 dv의 값이 다른 정수이다.
실린더부(312)에 있어서의 유압의 상승률(미소 시간에 있어서의 유압의 증가량)(dp)은 실린더부(312)에 있어서의 작동유의 변화량에 체적 탄성률을 고려하면
dp ＝ (K/V)ㆍ(Qin － Qout) …(A)
로 나타낼 수 있다.
상기 식(A)의 양변을 적분하면 변속시에 있어서 실린더부(312)로 작동유가 유입함으로써 발생하는 압력(ΔPpri)은
ΔPpri ＝ (K/V)ㆍ∫(Qin － Qout)dt …(B)
로 나타난다.
여기서, 변속 종료 부근이 되어 1차 슬라이드 풀리(311)가 급격히 정지하면, 1차 슬라이드 풀리(311)가 변위하지 않으므로, 실린더부(312)로부터 유출하는 작동 유량(Qout)은 0이 되고, 1차 슬라이드 풀리(311)가 정지한 후 실린더부(312)에 작동유가 유입하는 시간(즉 서지압이 발생하는 시간)을 t0이라 하면, 1차 슬라이드 풀리(311) 정지 후에 유입하는 작동유에 의해 발생하는 실린더부(312)의 압력(즉 서지압)은,
ΔPpri ＝ (K/V)ㆍQpriㆍt0 …(C)
로 나타낼 수 있고, 추정 서지압 연산부(208)에서는 상기 식 (C)를 연산함으로써 서지압의 추정치를 산출하도록 되어 있다.
작동유의 체적 탄성률(K)은 미리 유온(T)에 따른 체적 탄성률의 실험치가 맵핑(mapping)되어 있다. 또한, t0은 실험에 의해 구해진 값으로 미리 설정된다.
(변속시의 제어 플로우)
다음에, 도3을 참조하여 본 실시 형태에 있어서의 CVT 제어 유닛에 있어서의 제어 플로우에 대해 설명한다.
CVT 제어 유닛(100)에서는 이하의 스텝에 있어서의 제어가 소정 주기마다 반복하여 행해진다. 우선, 스텝 S10에서는, 엔진 회전수 센서(151), 스로틀 개방도 센서(152), 차속 센서(153), 1차 회전 센서(154), 2차 회전 센서(155) 및 유온 센서(156)의 각 센서로부터 입력되는 검출치를 판독한다.
그리고, 스텝 S20에서는, 목표 변속비 연산부(201)에 있어서 차속 센서(153) 로부터 입력된 차속과, 1차 풀리 회전 센서(154)로부터 입력된 1차 풀리의 회전수(Npri)를 기초로 하여 목표 변속비(ipt)를 산출한다.
또한, 목표 변속비(ipt)가 산출되면, 목표 스트로크 변위 연산부(203)에 있어서 목표 변속비를 달성하기 위해 필요한 1차 풀리(310)의 목표 스트로크 변위(Xtpri)를 산출한다.
스텝 S30에서는, 산출된 목표 변속비(ipt)가 최고단(최소)인지 최저단(최대)인지 판단된다. 목표 변속비(ipt)가 최고단 혹은 최저단이 아닌 경우에는, 1차 슬라이드 풀리(311) 혹은 2차 슬라이드 풀리(321)가 변속 종료시에 기계적으로 정지되는 일이 없기 때문에 과대한 서지압은 발생하지 않으므로, 이하의 스텝에 있어서의 유압 지령치의 보정량의 산출은 행하지 않고 플로우를 빠져나온다. 목표 변속비(ipt)가 최고단 혹은 최저단일 때에는 과대한 서지압의 발생이 예상되므로, 스텝 S40으로 진행한다.
스텝 S40에서는 목표 변속비(ipt)가 최저단인지 여부가 판단된다. 이하의 스텝에 있어서, 목표 변속비(ipt)가 최저단일 때에는 2차 풀리(320)에 대한 유압 지령치(Psec)의 보정을 행하고, 목표 변속비(ipt)가 최고단일 때에는 1차 풀리(310)에 대한 유압 지령치(Ppri)의 보정을 행한다.
이것은, 목표 변속비(ipt)가 최저단인 경우에는 유압의 공급에 의해 2차 풀리(320)의 스트로크를 변위시켜 변속 동작이 행해지므로 서지압에 의한 유압의 오버슈트는 2차 풀리(320)에서 발생하고, 목표 변속비가 최고단인 경우에는 반대로 1차 풀리(310)에 작동유를 공급하여 스트로크 변위시켜 변속 동작이 행해지므로 서 지압에 의한 유압의 오버슈트는 1차 풀리(310)에 있어서 발생하기 때문이다.
스텝 S40에 있어서, 목표 변속비(ipt)가 최저단인 경우에는 스텝 S50으로 진행하고, 스텝 S50에서는, 실제 스트로크 변위 변환부(204)에 있어서 2차 풀리(320)의 스트로크 위치(실제 스트로크 변위)(Xsee)가 산출된다.
스텝 S60에서는, 스텝 S50에서 산출한 실제 스트로크 변위(Xsec)의 스텝 S20에서 산출한 목표 스트로크 변위(Xtsec)에 대한 비율(α)(α ＝ Xsec/Xtsec)을 산출한다.
스텝 S70에서는, 스트로크 변동량 연산부(206)에 있어서, 2차 풀리(320)의 시간당 스트로크 변화량(ΔXsec)이 산출된다.
스텝 S80에서는, 스텝 S60에 있어서 산출한 실제 스트로크 변위의 목표 스트로크 변위에 대한 비율(α)과 미리 설정된 소정치(α0)가 비교되어, α0 ＞ α이면, 아직 변속 종료까지 시간이 있어, 유압 지령치(Psec)를 감산 보정하면 변속 동작에 지연이 발생해 버리므로 일단 플로우를 빠져나와 다시 각 센서의 검출치를 판독한다.
또한, α0 ≤ α이면, 2차 풀리의 유압 지령치(Psec)로부터 이하의 스텝에서 산출하는 서지압 추정치(ΔPsec)를 감산 보정해도 변속 동작이 지연되는 일 없이 완료할 수 있다고 판단하여 스텝 S90으로 진행하고, 스텝 S90에서는, 풀리 유압실 이동 유량 연산부(207)에 있어서 2차 풀리(320)로 유입하는 이동 유량(Qsec)이 연산된다.
스텝 S100에서는, 스텝 S90에서 연산한 이동 유량(Qsec)과 유온(T)에 따라서 정해지는 작동유의 체적 탄성률(K)을 기초로 하여 변속 종료 부근에서 발생하는 서지압의 추정치(ΔPsec)의 연산이 행해진다.
그리고, 스텝 S110에 있어서는, 목표 변속비(ipt), 실제 변속비(ip) 및 CVT(300)로의 입력 토크(Tin)를 기초로 하여 설정된 유압 지령치(Psec)로부터 스텝 S100에서 산출한 서지압 추정치(유압 보정치)(ΔPsec)를 감산 보정하고, 보정된 유압 지령치를 2차 솔레노이드(109)로 송출하여 2차 풀리에 공급하는 유압을 제어한다.
스텝 S120에 있어서는, 변속 동작이 종료되었는지 여부가 판단된다. 즉, 실제 변속비가 목표 변속비에 도달하였는지 여부가 판단되고, 실제 변속비(ip)가 목표 변속비(ipt)에 도달하여 변속 동작이 종료되었다고 판단되면, 스텝 S110에 있어서의 서지압 추정치(ΔPsec)의 감산 보정은 중지된다(스텝 S130). 또한, 스텝 S120에 있어서, 변속 동작이 아직 종료되어 있지 않다고 판단되면, 일단 플로우를 빠져나와 변속 동작이 종료될 때까지 서지압 추정치의 산출 및 유압 지령치로부터의 감산 보정이 행해진다.
스텝 S40에 있어서, 목표 변속비(ipt)가 최저단으로의 변속이 아니라고(즉 최고단으로의 변속임) 판단된 경우에는, 1차 풀리(310)에 있어서 변속 종료 부근에서 과대한 서지압에 의한 유압의 오버슈트가 발생하기 때문에 스텝 S140으로 진행한다.
스텝 S140에서는, 실제 스트로크 변위 변환부(204)에 있어서, 1차 풀리(310) 의 스트로크 위치(실제 스트로크 변위)(Xpri)가 산출된다.
스텝 S150에서는, 스텝 S40에서 산출한 실제 스트로크 변위(Xpri)의 스텝 S20에서 산출한 목표 스트로크 변위(Xtpri)에 대한 비율(α)(α ＝ Xpri/Xtpri)을 산출한다.
스텝 S160에서는, 스트로크 변동량 연산부(206)에 있어서 1차 풀리(310)의 시간당 스트로크 변화량(ΔXpri)이 산출된다.
스텝 S170에서는, 스텝 S150에 있어서 산출한 실제 스트로크 변위의 목표 스트로크 변위에 대한 비율(α)과 미리 설정된 소정치(α0)가 비교되어, α0 ＞ α이면, 아직 변속 종료까지 시간이 있어, 유압 지령치(Psec)를 감산 보정하면 변속 동작에 지연이 발생해 버리므로 일단 플로우를 빠져나와 다시 각 센서의 검출치를 판독한다.
또한, α0 ≤ α이면, 1차 풀리의 유압 지령치(Ppri)로부터 이하의 스텝에서 산출하는 서지압 추정치(ΔPpri)를 감산 보정해도 변속 동작이 지연되는 일 없이 완료할 수 있다고 판단하여 스텝 S180으로 진행하고, 스텝 S180에서는, 풀리 유압실 이동 유량 연산부(20)에 있어서 1차 풀리(310)로 유입하는 이동 유량(Qpri)이 연산된다.
스텝 S190에서는, 스텝 S180에서 연산한 이동 유량(Qpri)과 유온(T)에 따라서 정해지는 작동유의 체적 탄성률(K)을 기초로 하여 변속 종료 부근에서 발생하는 서지압의 추정치(ΔPpri)의 연산을 행할 수 있다.
그리고, 스텝 S200에 있어서는, 목표 변속비(ipt), 실제 변속비(ip) 및 CVT(300)로의 입력 토크(Tin)를 기초로 하여 설정된 유압 지령치(Ppri)로부터 스텝 S190에서 산출한 서지압 추정치(유압 보정치)(ΔPpri)를 감산 보정하고, 보정된 유압 지령치를 1차 솔레노이드(108)로 송출하여 1차 풀리에 공급하는 유압을 제어한다.
스텝 S210에 있어서는, 변속 동작이 종료하였는지 여부가 판단된다. 즉, 실제 변속비가 목표 변속비에 도달하였는지 여부가 판단되어, 실제 변속비가 목표 변속비에 도달하여 변속 동작이 종료되었다고 판단되면, 스텝 S200에 있어서의 서지압의 추정치의 감산 보정은 중지된다(스텝 S220). 또한, 스텝 S210에 있어서, 변속 동작이 아직 종료되지 않았다고 판단되면, 스텝 S180으로 복귀하여 변속 동작이 종료될 때까지 서지압 추정치의 산출 및 유압 지령치로부터의 감산 보정이 행해진다.
본 발명의 제1 실시 형태에 관한 차량용 벨트식 무단 변속기의 유압 제어 장치는 상술한 바와 같이 구성되어 있으므로, 변속비를 최대(최저단) 혹은 최소(최고단)로 변속할 때에는, 작동유가 공급되는 측의 풀리에서는 유압 지령치가 감산 보정되어 있으므로, 과대한 서지압의 발생을 억제할 수 있어 서지압에 의한 유압의 오버슈트를 방지할 수 있다. 이에 의해, 과대한 서지압에 의한 벨트에의 손상을 저감시킬 수 있어 벨트의 수명을 향상시킬 수 있다.
[제2 실시 형태]
다음에 본 발명의 제2 실시 형태에 대해 설명한다.
본 실시 형태에서는, 추정 서지압 연산부(208) 및 서지압 보정 연산부(210)의 구성만이 제1 실시 형태의 것과 다르고, 그 밖의 구성에 대해서는 제1 실시 형태의 것과 마찬가지이므로, 제1 실시 형태의 것과 동일 부호를 이용하여 제1 실시 형태의 것과 다른 부분만을 설명한다.
(제어 구성)
제1 실시 형태에서는, 변속 동작시에 작동유가 유입하는 측의 풀리에 대한 서지압(즉, 유압의 급증량)을 추정 연산하여 유압 지령치로부터 감산 보정하는 구성으로 되어 있지만, 본 실시 형태에서는 변속 동작시에 항상 양쪽의 풀리에 있어서 서지압(유압 급변량)의 추정치를 연산하도록 되어 있다.
즉, 본 실시 형태에 있어서 추정 서지압 연산부(208)는 1차 풀리(310) 또는 2차 풀리(320)에 공급하는 작동유의 유온(T)과 실제 스트로크 변위(X)와 이동 유량(Qpri, Qsec)으로부터 변속이 완료되었을 때에 발생하는 서지압(ΔPpri, ΔPsec)을 추정 연산한다. 이 연산 방법에 대해서도 제1 실시 형태의 것과 마찬가지이다.
서지압 보정 연산부(210)는 목표 변속비(ipt)가 최고단 및 최저단 중 어느 한쪽인 경우에는 어느 쪽인지에 관계없이, 유압 지령치 연산부(214)로부터 입력된 양 풀리의 유압 지령치(Ppri, Psec)로부터 서지압 추정치(ΔPpri, ΔPsec)를 각각 보정하도록 되어 있다. 그리고, 본래의 유압 지령치(Ppri, Psec)로부터 추정된 서지압분을 보정하여, 1차 솔레노이드(108) 및 2차 솔레노이드(109)로 보정된 유압 지령치를 송출하도록 되어 있다.
이 보정은, 목표 변속비(ipt)가 최고단인 경우에는, 1차 풀리(310)의 서지압 추정치(ΔPpri)를 1차 유압 지령치(Ppri)로부터 감산하고, 2차 풀리(320)의 서지압 추정치(이 경우 유압 급감량의 추정치가 됨)(ΔPsec)를 2차 유압 지령치(Psec)에 가산하도록 되어 있다. 반대로, 목표 변속비가 최저단인 경우에는, 1차 풀리(310)의 서지압 추정치(이 경우 유압 급감량의 추정치가 됨)(ΔPpri)를 1차 유압 지령치(Ppri)에 가산하고, 2차 풀리(320)의 서지압 추정치(ΔPsec)를 2차 유압 지령치(Psec)로부터 감산하도록 되어 있다.
이와 같이 함으로써, 변속 종료시에 각 슬라이드 풀리(311, 321)가 변속 종료시에 기계적으로 정지되어도 작동유가 공급되는 측의 풀리에서는 유압 지령치가 감산 보정되어 있으므로, 과대한 서지압의 발생을 억제할 수 있게 되어 있다. 또한, 작동유가 유출하는 측의 풀리에서는 유압 지령치가 가산 보정되어 있으므로, 각 슬라이드 풀리(311, 321)가 변속 종료시에 기계적으로 정지되어도 유압이 급격히 저하되는 것을 억제할 수 있도록 되어 있다.
또한, 본 실시 형태에 있어서는, 서지압의 보정을 항상 1차 풀리(310) 및 2차 풀리(320)의 양쪽에 있어서 동시에 행하므로, 서지압 보정 연산부(210)에 있어서의 유압 지령치의 감산 보정량 또는 가산 보정량은 추정 서지압 연산부(208)에 있어서 산출한 서지압 추정치(ΔPpri, ΔPsec)에 각각 적당한 보정 계수를 승산하여 유압 지령치의 보정량을 약간 적게 설정해도 좋다.
(작용 효과)
본 발명의 제2 실시 형태에 관한 차량용 벨트식 무단 변속기의 유압 제어 장치는 상술한 바와 같이 구성되어 있으므로, 변속비를 최대(최저단) 혹은 최소(최고 단)로 변속할 때에는 작동유가 공급되는 측의 풀리에서는 유압 지령치가 감산 보정되어 있으므로, 과대한 서지압의 발생을 억제할 수 있다. 또한, 작동유가 유출하는 측의 풀리에서는 유압 지령치가 가산 보정되어 있으므로, 각 슬라이드 풀리(311, 321)가 변속 종료시에 기계적으로 정지되어도 유압이 급격히 저하되는 것을 억제할 수 있다.
이에 의해, 과대한 서지압에 의한 벨트에의 손상을 저감시켜 벨트의 수명을 향상시킬 수 있는 동시에, 벨트 슬립의 발생을 방지할 수 있다.
[기타]
이상, 본 발명의 실시 형태에 대해 설명하였지만, 본 발명은 상술한 실시 형태에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있다.
예를 들어, 상술한 실시 형태에 있어서 1차 풀리 혹은 2차 풀리의 스트로크 변위(Xpri, Xsec)를 실제 변속비(ip)를 기초로 하여 산출하였지만, 실제 스트로크 변위(Xpri, Xsec)의 검출 방법은 이에 한정되지 않고 스트로크 센서에 의해 직접 검지하도록 해도 좋다.
또한, 상술한 실시 형태에 있어서 스트로크 비율 비교부(209)에 있어서 설정되는 소정치(α0)는 80 내지 85 ％로 하였지만, 소정치(α0)의 값에 대해서도 이에 한정되는 것은 아니며, 스트로크의 검출 방법에 따른 적절한 범위를 설정해야 하는 것이다.
소정치(α0)는 유압 지령치를 감산 보정해도 충분히 변속을 완료할 수 있는 값을 설정하지만, 이는 실제 스트로크 변위의 검출 등을 포함하는 서지압 추정치의 산출에 걸리는 시간이나, 1차 압력 조정 밸브 혹은 2차 압력 조정 밸브가 공급 유압을 감산 보정된 유압 지령치로 하기까지의 기계적인 응답 지연 등을 고려하여 결정된다.
예를 들어, 실제 스트로크 변위(Xpri, Xsec)의 검출을 스트로크 센서에 의해 행하는 경우에는, 실제 변속비로부터 산출하는 것보다도 실제 스트로크 변위(Xpri, Xsec)의 검출 응답성이 높아지는 것을 생각할 수 있다. 이 경우에는 소정치(α0)의 값을 예를 들어 85 내지 90 ％로 설정해 두면, 차량 정보를 기초로 하여 설정한 유압 지령치로부터 산출된 서지압 추정치를 감산 보정해도 지연되는 일 없이 변속을 완료할 수 있어, 변속 종료 부근에서 발생하는 서지압을 억제할 수 있다.
따라서, 청구항 1에 기재된 본 발명의 차량용 벨트식 무단 변속기의 유압 제어 장치에 따르면, 유압 급변량 추정 수단이 한쪽 풀리의 변위량으로부터 얻게 되는 풀리의 오일실로의 작동유의 입출량과, 작동유의 체적 탄성률로부터 변속 종료 부근에서 발생하는 서지압을 추정하고, 한쪽 풀리 실제 변위량이 목표 변위량에 대해 미리 설정된 소정 비율까지 도달한 시점에서 추정된 서지압분을 유압 지령치로부터 감산하므로, 변속의 응답성을 양호하게 확보하면서 변속 종료 부근에서 발생하는 서지압을 억제할 수 있으므로, 유압의 오버슈트에 의한 벨트에의 손상을 억제 할 수 있다.
또한, 청구항 2에 기재된 본 발명의 차량용 벨트식 무단 변속기의 유압 제어 장치에 따르면, 청구항 1의 효과에 부가하여, 유온 센서에서 검출된 작동유의 온도에 대응한 작동유의 체적 탄성률을 구하고, 이 체적 탄성률을 기초로 하여 유압 급변량을 추정하므로, 유압 급변량 추정 수단이 서지압을 추정할 때에 정밀도 좋게 서지압을 추정할 수 있다.
또한, 청구항 3에 기재된 본 발명의 차량용 벨트식 무단 변속기의 유압 제어 장치에 따르면, 청구항 1 또는 청구항 2의 효과에 부가하여, 실제 변위량이 목표 변위량에 충분히 가깝고, 또한 유압식 액튜에이터의 유압이 보정된 유압 지령치가 될 때까지의 응답 시간도 충분히 확보할 수 있으므로, 유압 지령치를 보정해도 변속 동작에 지연이 발생하거나 목표 변속비에 도달할 수 없게 되는 것을 방지할 수 있어 변속 종료 부근에서 발생하는 서지압에 의한 유압의 오버슈트를 충분히 억제할 수 있다.
또한, 청구항 4에 기재된 본 발명의 차량용 벨트식 무단 변속기의 유압 제어 장치에 따르면, 실제 변위량을 구동측 풀리의 회전수와 종동측 풀리의 회전수로부터 산출한 실제 변속비를 기초로 하여 산출하기 위한 응답 시간이 충분히 확보되므로, 확실하게 청구항 3의 효과를 얻을 수 있다.
또한, 청구항 5에 기재된 본 발명의 차량용 벨트식 무단 변속기의 유압 제어 장치에 따르면, 실제 변위량을 실제 변위량 검출 수단에 의해 직접 검출하므로, 실제 변위량을 목표 변위량에 충분히 가깝게 함으로써 확실하게 청구항 3의 효과를 얻을 수 있다.
또한, 청구항 6에 기재된 본 발명의 차량용 벨트식 무단 변속기의 유압 제어 장치에 따르면, 청구항 1 내지 청구항 5의 효과에 부가하여, 보정 수단에 의해 보정된 유압 지령치를 전류로 변환하여 지시 전류를 보내어 구동측 솔레노이드 및 종동측 솔레노이드를 제어하므로, 확실하게 구동측 풀리 및 종동측 풀리에 공급하는 유압을 보정된 유압 지령치로 할 수 있다.
또한, 청구항 7에 기재된 본 발명의 차량용 벨트식 무단 변속기의 유압 제어 장치에 따르면, 청구항 1 내지 청구항 6의 효과에 부가하여, 변속비를 최대 변속비로 하는 변속시에 종동측 풀리에 있어서 발생하는 과대한 서지압에 의한 유압의 오버슈트를 억제할 수 있고, 변속비를 최소 변속비로 하는 변속시에 구동측 풀리에 있어서 발생하는 과대한 서지압에 의한 유압의 오버슈트를 억제할 수 있다.
또한, 청구항 8에 기재된 본 발명의 차량용 벨트식 무단 변속기의 유압 제어 장치에 따르면, 청구항 1 내지 청구항 7의 효과에 부가하여, 변속비를 최대 변속비로 하는 변속시에 구동측 풀리에 있어서 발생하는 유압 급감에 의한 유압의 언더슈트를 억제할 수 있고, 변속비를 최소 변속비로 하는 변속시에 종동측 풀리에 있어서 발생하는 유압 급감에 의한 유압의 언더슈트를 억제할 수 있으므로, 벨트의 파지력의 저하에 의한 벨트 슬립을 방지하여 안정한 변속 제어를 행할 수 있다.
또한, 청구항 9에 기재된 본 발명의 차량용 벨트식 무단 변속기의 유압 제어 장치에 따르면, 청구항 1 내지 청구항 8의 효과에 부가하여, 보정 수단에 의한 감산 보정 및 가산 보정이 변속 제어시에만 행해지므로, 통상시에 있어서 불필요한 유압의 보정을 행하는 것을 방지할 수 있다.

Claims (9)

  1. 구동측 풀리와 종동측 풀리를 벨트로 연결하여, 작동유의 유압을 이용하여 상기 양 풀리의 변위 방향 위치를 조정함으로써 상기 벨트의 회전 반경을 변화시켜 변속비를 조정하는 차량용 벨트식 무단 변속기의 유압 제어 장치이며,
    상기 유압에 따라서 상기 구동측 풀리 및 상기 종동측 풀리의 상기 회전 반경을 변화시키는 유압식 액튜에이터와,
    차량 정보를 검출하는 차량 정보 검출 수단과,
    상기 차량 정보 검출 수단에 의해 검출된 차량 정보를 기초로 하여 상기 구동측 풀리 및 상기 종동측 풀리에 대한 유압 지령치를 연산하고, 이 연산치를 기초로 한 제어 지령치에 의해 상기 유압식 액튜에이터를 제어하는 제어 유닛을 구비하고,
    상기 차량 정보 검출 수단에는 상기한 구동측 풀리 및 종동측 풀리 중 한쪽 풀리의 실제 변위량을 취득하는 실제 변위량 취득 수단이 포함되고,
    상기 제어 유닛은,
    변속 한계로의 변속시에 상기 차량 정보 검출 수단에 의해 검출된 차량 정보를 기초로 하여 상기한 구동측 풀리 및 종동측 풀리의 한쪽 풀리의 목표 변위량을 설정하는 목표 변위량 설정 수단과,
    상기 변속시에 상기 실제 변위량 취득 수단에서 취득된 상기 한쪽 풀리의 실제 변위량으로부터 얻게 되는 상기 한쪽 풀리의 오일실로의 작동유의 입출량과, 상 기 작동유의 체적 탄성률로부터 변속 종료 부근에서 발생하는 유압의 급변량을 추정하는 유압 급변량 추정 수단과,
    상기 변속시에 상기 목표 변위량 설정 수단에 의해 설정된 목표 변위량과, 상기 실제 변위량 취득 수단에 의해 취득된 실제 변위량으로부터, 상기 실제 변위량이 상기 목표 변위량에 대해 미리 설정된 소정 비율(α0)까지 도달한 시점에서 상기 유압 지령치에 대해 상기 유압 급변량 추정 수단에 의해 추정된 유압 급변량분을 보정하는 보정 수단을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 차량용 벨트식 무단 변속기의 유압 제어 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 작동유의 온도를 검출하는 유온 센서를 구비하고,
    상기 유압 급변량 추정 수단에서는 미리 설정된 상기 작동유의 온도와 상기 작동유의 상기 체적 탄성률과의 대응 관계를 기초로 하여 상기 유온 센서에서 검출된 상기 작동유의 온도에 대응한 상기 작동유의 상기 체적 탄성률을 구하여, 상기 체적 탄성률을 기초로 상기 유압 급변량을 추정하는 것을 특징으로 하는 차량용 벨트식 무단 변속기의 유압 제어 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 소정 비율(α0)은 80 ％ 내지 90 ％의 범위로 설정되는 것을 특징으로 하는 차량용 벨트식 무단 변속기의 유압 제어 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 실제 변위량 취득 수단은 상기 구동측 풀리의 회전수를 검출하는 제1 회전수 검출 수단과, 상기 종동측 풀리의 회전수를 검출하는 제2 회전수 검출 수단과, 상기 제1 및 제2 회전수 검출 수단에 의해 검출된 양 회전수로부터 실제 변속비를 연산하는 실제 변속비 연산 수단과, 상기 변속비 연산 수단에 의해 연산된 실제 변속비로부터 상기 실제 변위량을 연산하는 실제 변위량 연산 수단으로 구성되고,
    상기 소정 비율(α0)은 80 ％ 내지 85 ％의 범위로 설정되는 것을 특징으로 하는 차량용 벨트식 무단 변속기의 유압 제어 장치.
  5. 제3항에 있어서, 상기 실제 변위량 취득 수단은 상기 실제 변위량을 직접 검출하는 실제 변위량 검출 수단이며,
    상기 소정 비율(α0)은 85 ％ 내지 90 ％의 범위로 설정되는 것을 특징으로 하는 차량용 벨트식 무단 변속기의 유압 제어 장치.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 구동측 풀리에 공급하는 유압을 제어하는 구동측 솔레노이드와,
    상기 종동측 풀리에 공급하는 유압을 제어하는 종동측 솔레노이드를 구비하고,
    상기 제어 유닛은 상기 보정 수단에 의해 보정된 유압 지령치를 전류로 변환 하여 상기 구동측 솔레노이드 및 상기 종동측 솔레노이드에 유압 지령치 지시 전류를 보내어 상기 구동측 솔레노이드 및 상기 종동측 솔레노이드를 제어하는 것을 특징으로 하는 차량용 벨트식 무단 변속기의 유압 제어 장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 유압 급변량 추정 수단은,
    변속비를 최대 변속비로 하는 변속시에는 상기 변위량 검출 수단에서 검출된 상기 한쪽 풀리의 변위량으로부터 얻게 되는 상기 종동측 풀리의 오일실로의 작동유의 입출량과, 상기 작동유의 체적 탄성률로부터 변속 종료 부근에서 종동측 풀리에 있어서 발생하는 유압 급증량을 추정하고,
    변속비를 최소 변속비로 하는 변속시의 경우에는 상기 변위량 검출 수단에서 검출된 상기 한쪽 풀리의 변위량으로부터 얻게 되는 상기 구동측 풀리의 오일실로의 작동유의 입출량과, 상기 작동유의 체적 탄성률로부터 변속 종료 부근에서 구동측 풀리에 있어서 발생하는 유압 급증량을 추정하는 동시에,
    상기 보정 수단은 상기 유압 지령치에 대해 상기 유압 급변량 추정 수단에 의해 추정된 유압 급증량분을 감산 보정하도록 구성된 것을 특징으로 하는 차량용 벨트식 무단 변속기의 유압 제어 장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 압력 급변량 추정 수단은,
    변속비를 최대 변속비로 하는 변속시에는 상기 변위량 검출 수단에서 검출된 상기 한쪽 풀리의 변위량으로부터 얻게 되는 상기 구동측 풀리의 오일실로의 작동 유의 입출량과, 상기 작동유의 체적 탄성률로부터 변속 종료 부근에서 구동측 풀리에 있어서 발생하는 압력 급감량을 추정하고,
    변속비를 최소 변속비로 하는 변속시에는 상기 변위량 검출 수단에서 검출된 상기 한쪽 풀리의 변위량으로부터 얻게 되는 상기 종동측 풀리의 오일실로의 작동유의 입출량과, 상기 작동유의 체적 탄성률로부터 변속 종료 부근에서 종동측 풀리에 있어서 발생하는 압력 급감량을 추정하는 동시에,
    상기 보정 수단은 상기 유압 지령치에 대해 상기 유압 급변량 추정 수단에 의해 추정된 유압 급감량분을 가산 보정하도록 구성된 것을 특징으로 하는 차량용 벨트식 무단 변속기의 유압 제어 장치.
  9. 제7항 또는 제8항에 있어서, 상기 유압 급변량 추정 수단에 의한 상기 유압 급변량의 추정 및 상기 보정 수단에 의한 상기 감산 보정 및 가산 보정은 상기 실제 변위량이 상기 목표 변위량에 대해 미리 설정된 소정 비율(α0)까지 도달한 시점으로부터 상기 실제 변위량이 상기 목표 변위량에 도달한 시점까지의 동안만 소정의 주기로 행해지는 것을 특징으로 하는 차량용 벨트식 무단 변속기의 유압 제어 장치.
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