KR20080036922A - 벨트식 무단 변속기의 유압 제어 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 과제는 아이들 뉴트럴 제어를 행하는 차량용 벨트식 무단 변속 시스템의 유압 제어 장치를 제공하는 것이다.

본 발명은 벨트식 무단 변속기에 있어서, 프라이머리 풀리(11)에 엔진(1)으로부터의 토크를 선택적으로 전달하는 클러치(41, 42)와, 프라이머리 풀리의 회전수를 검출하는 펄스 센서(23)와, 차량 정지 시에 클러치를 비체결 상태로부터 체결 상태로 변화시키고, 체결 상태로 변화될 때에 펄스 센서가 출력하는 펄스 신호를 검출하고, 그때의 클러치에 작용하는 유압을 기초로 하여 클러치가 체결 상태로 절환되는 체결 유압을 추정하는 제어 수단(20)을 구비하였다.

무단 변속기, 유압 제어 장치, 풀리, 펄스 센서, 클러치

Description

벨트식 무단 변속기의 유압 제어 장치{Hydraulic Control Device for Belt Type Continuously Variable Transmission}

본 발명은 벨트식 무단 변속기의 유압 제어 장치의 개량에 관한 것이다.

종래의 벨트식 무단 변속기에 있어서, 시프트 레인지가 D 레인지 등의 주행 레인지로 유지된 상태에서의 차량 정지 중에, 전진(혹은, 후진) 클러치 및 전후진 절환용 클러치를 해방하고, 시프트 레인지가 N 레인지에 있는 것과 동일한 상태로 하여 엔진의 구동 부하를 저감시키고 아이들 회전으로서 정차 시의 연비를 향상시키는, 소위 아이들 뉴트럴 제어를 행하는 기술이 있다(예를 들어, 특허문헌 1 참조).

이 제어에서는 아이들 뉴트럴 제어로부터 운전자가 발진하자고 할 때에 바로 전진 클러치 등을 체결시켜 발진 가능 상태로 하는 것이 필요하고, 아이들 뉴트럴 상태에서의 클러치압은 클러치가 체결하는 압력보다 약간 낮은 소정의 클러치압으로 정밀도 좋게 제어해 둘 필요가 있다.

이 소정의 클러치압으로 제어할 수 없으면, 아이들 뉴트럴 제어 시에 유압계의 편차나 클러치의 부품 정밀도나 조립 부착 오차의 편차때문에, 클러치가 체결 상태를 유지하여 연비의 향상을 기대할 수 없는 무단 변속기나 클러치압이 낮아져 발진에 시간이 걸리는 발진 성능이 저하된 무단 변속기가 조립된다.

이로 인해, 특허문헌 1에서는 클러치가 체결되어 토크의 전달을 개시하는 토크 전달 포인트를 학습에 의해 구하는 방법이 개시되어 있다. 구체적으로는, 클러치를 서서히 체결해 갈 때의 엔진 회전수와 클러치 입력 회전수를 비교하고, 클러치 입력 회전수가 엔진 회전수에 비교하여 소정 회전수만큼 저하된 시점의 클러치의 공급 유압을 토크 전달 포인트로서 학습한다. D 레인지에서 차량 정지 중에는, 이 학습한 토크 전달 포인트가 되도록 클러치 공급 유압을 제어하여 아이들 뉴트럴 제어를 실시한다.

[특허문헌 1] 일본 특허 출원 공개 제2002-295529호 공보

그러나, 종래 기술에 있어서는, 클러치의 입력 회전수를 검출하는 센서가 필요해져, 비용이나 중량의 증가, 또한 센서를 설치함으로써 레이아웃 자유도의 저하가 생길 우려가 있다.

그래서, 본 발명은 클러치의 입력 회전수를 검출하는 센서를 설치하지 않고, 정밀도 좋게 클러치의 토크 전달 포인트를 추정할 수 있는 벨트식 무단 변속기의 유압 제어 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 유압에 따라서 홈 폭이 변화되는 입력측의 프라이머리 풀리와, 유 압에 따라서 홈 폭이 변화되는 출력측의 세컨더리 풀리와, 상기 프라이머리 풀리와 상기 세컨더리 풀리에 권취되고, 상기 홈 폭에 따라서 풀리 접촉 반경이 변화되는 V 벨트를 구비한 벨트식 무단 변속기에 있어서, 상기 프라이머리 풀리에 엔진으로부터의 토크를 선택적으로 전달하는 클러치와, 상기 프라이머리 풀리의 회전수를 검출하는 펄스 센서와, 차량 정지 시에 선택된 주행 레인지에 대응하여 상기 클러치를 비체결 상태로부터 체결 상태로 변화시키고, 체결 상태로 변화될 때에 상기 펄스 센서가 출력하는 펄스 신호를 검출하고, 최초에 검출한 펄스 신호의 검출 시의 상기 클러치에 작용하는 유압을 기초로 하여, 상기 클러치가 체결 상태로 절환되는 체결 유압을 추정하는 제어 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 벨트식 무단 변속기의 유압 제어 장치이다.

본 발명은 프라이머리 풀리에 구비한 펄스 센서의 펄스 신호를 이용하여 클러치의 체결 유압을 추정하기 위해, 클러치의 입력 회전수를 검출하는 센서를 새롭게 설치할 필요가 없어, 비용이나 중량의 저하, 레이아웃 자유도의 저하를 방지할 수 있다.

도1은 V 벨트식 무단 변속기의 개략 구성도를 도시한다.

도1에 있어서, 무단 변속기는 엔진(1)에 연결된 전후진 절환 기구(4)와, 전후진 절환 기구(4)의 출력축에 연결된 무단 변속기(5)를 주체로 구성되고, 무단 변속기(5)는 한 쌍의 가변 풀리로서 입력축측의 프라이머리 풀리(10)와, 출력축(13) 에 연결된 세컨더리 풀리(11)를 구비하고, 이들 한 쌍의 가변 풀리(10, 11)는 V 벨트(12)에 의해 연결되어 있다. 또한, 출력축(13)은 아이들러 기어나 차동 기어를 통해 구동륜(14)에 연결된다. 또한, 전후진 절환 기구(4)의 입력측과, 엔진(1) 사이에는 토크 컨버터 등의 발진 요소(도시하지 않음)가 개재 장착된다.

전후진 절환 기구(4)는 엔진(1)측과 프라이머리 풀리(10)의 동력 전달 경로를 절환하는 유성 기어(40), 전진 클러치(41) 및 후퇴 클러치(42)로 구성되고, 차량의 전진 시에는 전진 클러치(41)를 체결하고, 차량의 후퇴 시에는 후퇴 클러치(42)를 체결하고, 중립 위치(뉴트럴이나 파킹)에서는 전진 클러치(41) 및 후퇴 클러치(42)를 함께 해방한다.

이들 전진 클러치(41), 후퇴 클러치(42)는 컨트롤 유닛(20)으로부터의 지령에 따라서 전진 클러치(41)와 후퇴 클러치(42)에 소정 유압의 작동유를 공급하는 클러치압 조정 장치(30)에 의해 체결 상태의 제어가 행해진다.

또한, 클러치압 조정 장치(30)는 유압 펌프(15)로부터의 유압을 원압으로 하여 전진 클러치(41) 및 후퇴 클러치(42)로의 공급 유압을 조정한다. 또한, 유압 펌프(15)는 전후진 절환 기구(4)의 입력측 등에 연결되어 엔진(1)에 구동된다.

컨트롤 유닛(20)은 차속 센서(21)로부터의 차속 신호, 시프트 레버에 응동(應動)하는 인히비터 스위치(22)로부터의 레인지 신호, 엔진(1)(또는 엔진 제어 장치)으로부터의 엔진 회전 속도 신호, 프라이머리 풀리 회전수 센서(23)로부터의 프라이머리 풀리(10)의 회전수 등의 운전 상태 및 운전 조작을 기초로 하여, 유압 지령치를 결정하여 클러치압 조정 장치(30)로 지령한다. 또한, 인히비터 스위치(22) 는 전진(D 레인지), 중립 위치 ＝ 뉴트럴(N 레인지), 후퇴(R 레인지) 중 어느 하나를 선택하는 예를 나타낸다.

클러치압 조정 장치(30)는 이 유압 지령치에 따라서 전진 클러치(41) 및 후퇴 클러치(42)로의 공급 유압을 조정하여 전진 클러치(41)와 후퇴 클러치(42)의 체결 또는 해방을 행한다.

이들 전진 클러치(41) 및 후퇴 클러치(42)의 체결은 배타적으로 행해지고, 전진 시(레인지 신호 ＝ D 레인지)에서는 전진 클러치압을 공급하여 전진 클러치(41)를 체결시키는 한편, 후퇴 클러치압을 드레인에 접속하여 후퇴 클러치(42)를 해방한다. 후퇴 시(레인지 신호 ＝ R 레인지)에서는 전진 클러치압을 드레인에 접속하여 전진 클러치(41)를 해방시키는 한편, 후퇴 클러치압을 공급하여 후퇴 클러치(42)를 체결시킨다. 또한, 중립 위치(레인지 신호 ＝ N 레인지)에서는 전진 클러치압과 후퇴 클러치압을 드레인에 접속하여 전진 클러치(41) 및 후퇴 클러치(42)를 함께 해방시킨다.

또한, 무단 변속기(5)의 변속비나 V 벨트의 접촉 마찰력은 컨트롤 유닛(20)으로부터의 지령에 응동하는 유압 컨트롤 유닛(도시하지 않음)에 의해 제어된다.

프라이머리 풀리(10)의 회전수를 검출하는 프라이머리 풀리 회전수 센서(23)는 프라이머리 풀리(10)에 설치된 출력 기어(도시되지 않음)에 대면하고, 출력 기어의 외주에는 등간격으로 치가 형성되어 있다. 이로 인해, 프라이머리 풀리 회전수 센서(23)에서 검출되는 출력 파형은 일정 차속에서는 등피치의 펄스형이 된다. 즉, 프라이머리 풀리 회전수 센서(23)는 프라이머리 풀리(10)의 회전과 동기한 펄 스 신호를 출력하는 펄스 센서로 구성된다.

이와 같이, 구성된 V 벨트식 무단 변속기에 있어서, 전진 클러치(41)의 회전수를 검출하는 센서가 설치되어 있지 않은 경우에는, 이와 같은 센서에 의해 검출되는 클러치 회전수의 변화를 기초로 하여 뉴트럴 상태를 판단할 수 없게 된다.

그래서 본 발명은 프라이머리 풀리(10)의 회전수를 검출하는 프라이머리 풀리 회전수 센서(23)의 펄스 신호를 이용하여 뉴트럴 상태를 검출한다. 구체적으로는 전진 클러치(41)가 토크 전달을 개시하는 토크 용량이 되었을 때에, 전진 클러치(41)의 출력측(피체결 부재측)에 미소한 비틀림 토크가 전달되어 피체결 부재(예를 들어, 구동축)가 비틀리고, 프라이머리 풀리 회전수 센서(23)가 이를 검출하여 펄스 신호를 컨트롤 유닛(20)에 출력한다. 컨트롤 유닛(20)은 입력된 펄스 신호를 기초로 하여, 전진 클러치(41)가 토크의 전달을 개시하는 토크 전달 포인트를 학습한다. 또한, 구동축에 비틀림이 생겨도 타이어가 회전하는 일은 없다.

도2의 타이밍 차트를 이용하여 토크 전달 포인트의 학습에 대해 설명한다.

전제적으로, 차량은 시프트 레인지를 D 레인지로 유지한 상태에서 정차하고 전진 클러치(41)가 해방된 아이들 뉴트럴 제어 중에 있는 것으로 한다. 아이들 뉴트럴 제어 중에(시각 t1), 전진 클러치(41)를 체결하기 위한 클러치 지시압을 소정의 유압으로 단계적으로 증압해 간다.

그리고, 시각 t2에서 출력축(13)에 접속하는 구동축에 토크가 전달되기 시작하고, 토크 컨버터의 터빈의 회전수가 저하되어 전진 클러치(41)가 비체결 상태로부터 체결 상태로 절환된다. 이 체결 상태로의 절환 시의 지시압이 토크 전달 포 인트가 된다.

시각 t3에서 구동축의 비틀림을 프라이머리 풀리 회전수 센서(23)가 검지하여 펄스 신호로서 컨트롤 유닛(20)에 출력한다. 컨트롤 유닛(20)은 클러치 지시압을 증압한 후 최초의 이 펄스 신호의 입력에 의해, 그때의 클러치 지시압을 기초로 토크 전달 포인트에 대응하는 클러치 지시압 학습치를 기억한다. 여기서, 프라이머리 풀리 회전수 센서(23)의 펄스 신호 출력 시의 클러치 지시압과, 토크 전달 포인트에 대응하는 클러치 지시압과의 차압분은 미리 실험 등에 의해 구해 둔다. 또한, 이 차압분은 토크의 전달이 개시되는 토크 전달 포인트에 대응하는 클러치 지시압보다 소정 유압만큼 약간 클러치 지시압이 낮아지도록 설정하여, 전진 클러치(41)가 비체결 상태에 있는 것을 확실하게 하여 연비를 향상시킨다.

시각 t3 이후에는 기억된 클러치 지시압 학습치를 기초로 하여 클러치 지시압이 제어되어, 아이들 뉴트럴 제어가 행해지게 된다. 또한, 시각 t1로부터 t3까지의 학습을 연속해서 복수회 행하고, 각각의 학습 기간에 있어서의 펄스 신호 검출 시의 클러치 지시압 학습치를 평균하여, 최종적인 클러치 지시압 학습치로 할 수도 있다.

따라서, 본 발명은 유압에 따라서 홈 폭이 변화되는 입력측의 프라이머리 풀리와, 유압에 따라서 홈 폭이 변화되는 출력측의 세컨더리 풀리와, 상기 프라이머리 풀리와 상기 세컨더리 풀리에 권취되고, 상기 홈 폭에 따라서 풀리 접촉 반경이 변화되는 V 벨트를 구비한 벨트식 무단 변속기에 있어서, 상기 프라이머리 풀리에 엔진으로부터의 토크를 선택적으로 전달하는 클러치와, 상기 프라이머리 풀리의 회 전수를 검출하는 펄스 센서와, 차량 정지 시에, 선택된 주행 레인지에 대응하는 상기 클러치를 비체결 상태로부터 체결 상태로 변화시키고, 체결 상태로 변화될 때에 상기 펄스 센서가 출력하는 펄스 신호를 검출하고, 최초에 검출한 펄스 신호의 검출 시의 상기 클러치에 작용하는 유압을 기초로 하여, 상기 클러치가 체결 상태로 절환되는 체결 유압을 추정하는 제어 수단을 구비하였으므로, 클러치의 입력 회전수를 검출하는 센서를 형성하지 않고, 클러치가 토크의 전달을 개시하는 토크 전달 포인트를 추정할 수 있다. 또한, 펄스 신호 검출 시의 클러치의 체결 유압(지시압)을 기초로 하여, 클러치가 체결 상태로 절환되는 체결 유압(학습치)을 학습하기 위해, 유압계의 편차나 클러치의 부품 정밀도나 조립 부착 오차의 편차를 고려한 클러치압 학습치를 추정할 수 있다.

본 발명은 상기한 실시 형태로 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 다양한 변경을 이룰 수 있는 것은 명백하다.

도1은 본 발명의 일 실시 형태를 나타내는 자동 변속기의 개략 구성도.

도2는 토크 전달 포인트의 학습 제어의 일 예를 나타내는 타이밍 차트.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 엔진

4 : 전후진 절환 기구

5 : 무단 변속기

10 : 프라이머리 풀리

11 : 세컨더리 풀리

20 : 컨트롤 유닛

21 : 차속 센서

23 : 프라이머리 풀리 회전수 센서

30 : 클러치압 조정 장치

Claims (3)

1. 유압에 따라서 홈 폭이 변화되는 입력측의 프라이머리 풀리와,

   유압에 따라서 홈 폭이 변화되는 출력측의 세컨더리 풀리와,

   상기 프라이머리 풀리와 상기 세컨더리 풀리에 권취되고, 상기 홈 폭에 따라서 풀리 접촉 반경이 변화되는 V 벨트를 구비한 벨트식 무단 변속기에 있어서,

   상기 프라이머리 풀리에 엔진으로부터의 토크를 선택적으로 전달하는 클러치와,

   상기 프라이머리 풀리의 회전수를 검출하는 펄스 센서와,

   차량 정지 시에, 선택된 주행 레인지에 대응하여 상기 클러치를 비체결 상태로부터 체결 상태로 변화시키고, 체결 상태로 변화될 때에 상기 펄스 센서가 출력하는 펄스 신호를 검출하고, 최초에 검출한 펄스 신호의 검출 시의 상기 클러치에 작용하는 유압을 기초로 하여, 상기 클러치가 체결 상태로 절환되는 체결 유압을 추정하는 제어 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 벨트식 무단 변속기의 유압 제어 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 제어 수단은 상기 체결 유압의 추정을 소정 횟수 반복하고, 추정한 체결 유압으로부터 최종적인 체결 유압을 설정하고, 이 체결 유압을 기초로 하여 차량 정지 시의 상기 클러치에 작용하는 유압을 제어하는 것을 특징으로 하는 벨트식 무단 변속기의 유압 제어 장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제어 수단은 차량 정지 시의 상기 클러치의 유압을 상기 체결 유압보다 소정 유압만큼 낮은 유압이 되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 벨트식 무단 변속기의 유압 제어 장치.

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