KR20100108273A

KR20100108273A - 무단 변속기 및 그 제어 방법

Info

Publication number: KR20100108273A
Application number: KR1020100027039A
Authority: KR
Inventors: 마미꼬 이노우에; 다떼끼 조오자끼; 히데아끼 스즈끼; 료오스께 노노무라; 세이이찌로오 다까하시; 다쯔오 오찌아이; 마사또 고가; 마사아끼 우찌다; 료오지 가도노
Original assignee: 쟈트코 가부시키가이샤
Priority date: 2009-03-27
Filing date: 2010-03-26
Publication date: 2010-10-06
Also published as: KR101662844B1; EP2233795A1; EP2233795B1; US20130013160A1; JP4923079B2; CN101846178B; JP2010230116A; US8403809B2; ATE514884T1; CN101846178A; US20100248895A1; US8298119B2

Abstract

본 발명의 과제는, 협조 변속에 필요로 하는 시간의 설계 자유도를 높여, 운전 상태에 따라 다른 변속 응답 요구에 응답할 수 있도록 하는 것이다.
변속기 컨트롤러(12)는, 차량의 운전 상태에 기초하여, 상기 운전 상태에서 달성해야 할 도달 스루 변속비를 설정하고, 실 스루 변속비가, 도달 스루 변속비에 소정의 과도 응답으로 추종하도록 배리에이터(20)의 변속비 및 부변속 기구(30)의 변속단 중 적어도 한쪽을 제어한다. 변속기 컨트롤러(12)는, 실 스루 변속비가 소정의 모드 절환 변속비를 넘어 변화되었을 때에 부변속 기구(30)의 변속단을 변경하는 동시에 배리에이터(20)의 변속비를 부변속 기구(30)의 변속비가 변화되는 방향과 반대의 방향으로 변경하고, 실 스루 변속비가 모드 절환 변속비를 Low측으로부터 High측에 걸쳐 변화시켰을 때에는 도달 스루 변속비를 High측으로 변경한다.

Description

무단 변속기 및 그 제어 방법 {CONTINUOUSLY VARIABLE TRANSMISSION AND METHOD FOR CONTROLLING THE SAME}

본 발명은 무단 변속기 및 그 제어 방법에 관한 것으로, 특히 무단 변속기가 벨트식 무단 변속 기구와 부변속 기구를 구비하는 것에 관한 것이다.

특허 문헌 1은, 벨트식 무단 변속 기구(이하,「배리에이터」라 함)에 대해 전진 2단의 부변속 기구를 직렬로 설치하고, 차량의 운전 상태에 따라서 이 부변속 기구의 변속단을 변경하도록 구성함으로써, 배리에이터를 대형화시키는 일 없이, 취할 수 있는 변속비 범위를 확대한 무단 변속기를 개시하고 있다.

특허 문헌 2는, 이러한 부변속 기구를 갖는 무단 변속기에 있어서, 부변속 기구의 변속단을 변경할 때, 이것에 맞추어 배리에이터의 변속비를 변경하는 협조 변속을 행하여, 무단 변속기 전체의 변속비(이하,「스루 변속비」라 함)를 일정하게 유지하는 기술을 개시하고 있다. 협조 변속 전후에서 스루 변속비를 일정하게 유지함으로써, 부변속 기구를 변속시킬 때의 엔진 및 토크 컨버터의 속도 변화가 억제되어, 이들의 관성 토크에 의한 변속 쇼크가 방지된다.

[특허 문헌 1] 일본 특허 출원 공개 소60-37455호 공보 [특허 문헌 2] 일본 특허 출원 공개 평5-79554호 공보

배리에이터의 변속 속도는 부변속 기구의 변속 속도에 비해 느려, 협조 변속에 필요로 하는 시간은 배리에이터의 변속 속도에 의해 지배된다. 이로 인해, 협조 변속시에 스루 변속비가 일정하게 유지되도록 배리에이터를 변속시키고 있으면 협조 변속에 필요로 하는 시간의 설계 자유도가 낮아, 운전 상태에 따라 다른 변속 응답 요구에 응하는 것이 어렵다.

본 발명은 이러한 기술적 과제에 비추어 이루어진 것으로, 협조 변속에 필요로 하는 시간의 설계 자유도를 높여, 운전 상태에 따라 다른 변속 응답 요구에 응답할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 일 형태에 따르면, 차량에 탑재되고, 엔진의 출력 회전을 변속하여 구동륜에 전달하는 무단 변속기이며, 변속비를 무단계로 변경할 수 있는 벨트식 무단 변속 기구(이하,「배리에이터」라 함)와, 상기 배리에이터에 대해 직렬로 설치되고, 전진용 변속단으로서 제1 변속단과 상기 제1 변속단보다도 변속비가 작은 제2 변속단을 갖는 부변속 기구와, 상기 차량의 운전 상태에 기초하여, 상기 운전 상태에서 달성해야 할 상기 배리에이터 및 상기 부변속 기구의 전체의 변속비(이하,「스루 변속비」라 함)를 도달 스루 변속비로서 설정하는 도달 스루 변속비 설정 수단과, 상기 스루 변속비의 실제값(이하,「실 스루 변속비」라 함)이, 상기 도달 스루 변속비에 소정의 과도 응답으로 추종하도록 상기 배리에이터의 변속비 및 상기 부변속 기구의 변속단 중 적어도 한쪽을 제어하는 변속 제어 수단과, 상기 실 스루 변속비가 소정의 모드 절환 변속비를 넘어 변화되었을 때에 상기 부변속 기구의 변속단을 변경하는 동시에 상기 배리에이터의 변속비를 상기 부변속 기구의 변속비가 변화되는 방향과 반대의 방향으로 변경하는 협조 변속 수단과, 상기 실 스루 변속비가 상기 모드 절환 변속비를 Low측으로부터 High측에 걸쳐 변화시켰을 때에 상기 도달 스루 변속비를 High측으로 변경하는 변속 시간 단축 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 무단 변속기가 제공된다.

또한, 본 발명의 일 형태에 따르면, 차량에 탑재되고, 엔진의 출력 회전을 변속하여 구동륜에 전달하는 무단 변속기이며, 변속비를 무단계로 변경할 수 있는 벨트식 무단 변속 기구(이하,「배리에이터」라 함)와, 상기 배리에이터에 대해 직렬로 설치되고, 전진용 변속단으로서 제1 변속단과 상기 제1 변속단보다도 변속비가 작은 제2 변속단을 갖는 부변속 기구를 구비한 무단 변속기의 제어 방법이며, 상기 차량의 운전 상태에 기초하여, 상기 운전 상태에서 달성해야 할 상기 배리에이터 및 상기 부변속 기구의 전체의 변속비(이하,「스루 변속비」라 함)를 도달 스루 변속비로서 설정하는 도달 스루 변속비 설정 단계와, 상기 스루 변속비의 실제값(이하,「실 스루 변속비」라 함)이, 상기 도달 스루 변속비에 소정의 과도 응답으로 추종하도록 상기 배리에이터의 변속비 및 상기 부변속 기구의 변속단 중 적어도 한쪽을 제어하는 변속 제어 단계와, 상기 실 스루 변속비가 소정의 모드 절환 변속비를 넘어 변화되었을 때에 상기 부변속 기구의 변속단을 변경하는 동시에 상기 배리에이터의 변속비를 상기 부변속 기구의 변속비가 변화되는 방향과 반대의 방향으로 변경하는 협조 변속 단계와, 상기 실 스루 변속비가 상기 모드 절환 변속비를 Low측으로부터 High측에 걸쳐 변화시켰을 때에 상기 도달 스루 변속비를 High측으로 변경하는 변속 시간 단축 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무단 변속기의 제어 방법이 제공된다.

이들 형태에 따르면, 실 스루 변속비가 모드 절환 변속비를 Low측으로부터 High측에 걸쳐 변화시켰을 때에는 도달 스루 변속비가 High측으로 변경된다. 이에 의해, 협조 변속시의 배리에이터의 변속비 변화량이 축소되므로, 협조 변속에 필요로 하는 시간을 단축하여, 업 시프트시의 변속 응답성을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 형태에 관한 무단 변속기를 탑재한 차량의 개략 구성도.
도 2는 변속기 컨트롤러의 내부 구성을 도시한 도면.
도 3은 변속 맵의 일례를 나타낸 도면.
도 4a는 변속기 컨트롤러에 의해 실행되는 변속 제어 프로그램의 내용을 나타낸 흐름도.
도 4b는 변속기 컨트롤러에 의해 실행되는 변속 제어 프로그램의 내용을 나타낸 흐름도.
도 5는 본 발명의 실시 형태에 따른 변속 동작을 설명하기 위한 도면.
도 6은 본 발명의 작용 효과를 설명하기 위한 타이밍 차트.

이하, 첨부 도면을 참조하면서 본 발명의 실시 형태에 대해 설명한다. 또한, 이하의 설명에 있어서, 임의의 변속 기구의「변속비」는, 당해 변속 기구의 입력 회전 속도를 당해 변속 기구의 출력 회전 속도로 나누어 얻어지는 값이다. 또한,「최Low 변속비」는 당해 변속 기구의 최대 변속비,「최High 변속비」는 당해 변속 기구의 최소 변속비이다.

도 1은 본 발명의 실시 형태에 관한 무단 변속기를 탑재한 차량의 개략 구성도이다. 이 차량은 동력원으로서 엔진(1)을 구비한다. 엔진(1)의 출력 회전은, 로크 업 클러치를 갖는 토크 컨버터(2), 제1 기어열(3), 무단 변속기(이하, 단순히 「변속기(4)」라 함), 제2 기어열(5), 종감속 장치(6)를 통해 구동륜(7)으로 전달된다. 제2 기어열(5)에는 주차시에 변속기(4)의 출력축을 기계적으로 회전 불가능하게 로크하는 파킹 기구(8)가 설치되어 있다.

또한, 차량에는 엔진(1)의 동력의 일부를 이용하여 구동되는 오일 펌프(10)와, 오일 펌프(10)로부터의 유압을 조정하여 변속기(4)의 각 부위로 공급하는 유압 제어 회로(11)와, 유압 제어 회로(11)를 제어하는 변속기 컨트롤러(12)가 설치되어 있다.

변속기(4)는, 벨트식 무단 변속 기구[이하,「배리에이터(20)」라 함]와, 배리에이터(20)에 직렬로 설치되는 부변속 기구(30)를 구비한다. 「직렬로 설치되는」이라 함은, 엔진(1)으로부터 구동륜(7)에 이르기까지의 동력 전달 경로에 있어서 배리에이터(20)와 부변속 기구(30)가 직렬로 설치된다고 하는 의미이다. 부변속 기구(30)는, 본 예와 같이 배리에이터(20)의 출력축에 직접 접속되어 있어도 좋고, 그 밖의 변속 내지 동력 전달 기구(예를 들어, 기어열)를 통해 접속되어 있어도 좋다. 혹은, 부변속 기구(30)는 배리에이터(20)의 전방 단(입력축측)에 접속되어 있어도 좋다.

배리에이터(20)는 프라이머리 풀리(21)와, 세컨더리 풀리(22)와, 풀리(21, 22)의 사이에 감아 걸리는 V 벨트(23)를 구비한다. 풀리(21, 22)는, 각각 고정 원추판과, 이 고정 원추판에 대해 쉬이브면을 대향시킨 상태로 배치되어 고정 원추판과의 사이에 V 홈을 형성하는 가동 원추판과, 이 가동 원추판의 배면에 설치되어 가동 원추판을 축 방향으로 변위시키는 유압 실린더(23a, 23b)를 구비한다. 유압 실린더(23a, 23b)에 공급되는 유압을 조정하면, V 홈의 폭이 변화되어 V 벨트(23)와 각 풀리(21, 22)의 접촉 반경이 변화되어, 배리에이터(20)의 변속비가 무단계로 변화된다.

부변속 기구(30)는 전진 2단·후진 1단의 변속 기구이다. 부변속 기구(30)는, 2개의 유성 기어의 캐리어를 연결한 라비뇨형 유성 기어 기구(31)와, 라비뇨형 유성 기어 기구(31)를 구성하는 복수의 회전 요소에 접속되고, 그들의 연계 상태를 변경하는 복수의 마찰 체결 요소[Low 브레이크(32), High 클러치(33), Rev 브레이크(34)]를 구비한다. 각 마찰 체결 요소(32 내지 34)로의 공급 유압을 조정하여, 각 마찰 체결 요소(32 내지 34)의 체결·해방 상태를 변경하면, 부변속 기구(30)의 변속단이 변경된다.

예를 들어, Low 브레이크(32)를 체결하고, High 클러치(33)와 Rev 브레이크(34)를 해방하면 부변속 기구(30)의 변속단은 1속이 된다. High 클러치(33)를 체결하고, Low 브레이크(32)와 Rev 브레이크(34)를 해방하면 부변속 기구(30)의 변속단은 1속보다도 변속비가 작은 2속이 된다. 또한, Rev 브레이크(34)를 체결하고, Low 브레이크(32)와 High 클러치(33)를 해방하면 부변속 기구(30)의 변속단은 후진이 된다. 또한, 이하의 설명에서는, 부변속 기구(30)의 변속단이 1속일 때「변속기(4)가 저속 모드이다」라고 표현하고, 2속일 때「변속기(4)가 고속 모드이다」라고 표현한다.

변속기 컨트롤러(12)는, 도 2에 도시하는 바와 같이, CPU(121)와, RAM·ROM으로 이루어지는 기억 장치(122)와, 입력 인터페이스(123)와, 출력 인터페이스(124)와, 이들을 서로 접속하는 버스(125)로 구성된다.

입력 인터페이스(123)에는, 액셀러레이터 페달의 조작량인 액셀러레이터 개방도(APO)를 검출하는 액셀러레이터 개방도 센서(41)의 출력 신호, 변속기(4)의 입력 회전 속도[＝프라이머리 풀리(21)의 회전 속도, 이하「프라이머리 회전 속도(Npri)」라 함]를 검출하는 회전 속도 센서(42)의 출력 신호, 차속(VSP)을 검출하는 차속 센서(43)의 출력 신호, 변속기(4)의 유온(油溫)(TMP)을 검출하는 유온 센서(44)의 출력 신호, 셀렉트 레버의 위치를 검출하는 인히비터 스위치(45)의 출력 신호, 차량이 현재 주행 중인 노면의 구배를 검출하는 구배 센서(46)의 출력 신호 등이 입력된다.

기억 장치(122)에는, 변속기(4)의 변속 제어 프로그램(도 4a, 도 4b), 이 변속 제어 프로그램에서 이용하는 변속 맵(도 3)이 저장되어 있다. CPU(121)는, 기억 장치(122)에 저장되어 있는 변속 제어 프로그램을 판독하여 실행하고, 입력 인터페이스(123)를 통해 입력되는 각종 신호에 대해 각종 연산 처리를 실시하여 변속 제어 신호를 생성하고, 생성된 변속 제어 신호를 출력 인터페이스(124)를 통해 유압 제어 회로(11)에 출력한다. CPU(121)가 연산 처리에서 사용하는 각종 값, 그 연산 결과는 기억 장치(122)에 적절하게 저장된다.

유압 제어 회로(11)는 복수의 유로, 복수의 유압 제어 밸브로 구성된다. 유압 제어 회로(11)는, 변속기 컨트롤러(12)로부터의 변속 제어 신호에 기초하여, 복수의 유압 제어 밸브를 제어하여 유압의 공급 경로를 절환하는 동시에 오일 펌프(10)에서 발생한 유압으로부터 필요한 유압을 만들어, 이것을 변속기(4)의 각 부위로 공급한다. 이에 의해, 배리에이터(20)의 변속비, 부변속 기구(30)의 변속단이 변경되어, 변속기(4)의 변속이 행해진다.

도 3은 기억 장치(122)에 저장되는 변속 맵의 일례를 나타내고 있다. 변속기 컨트롤러(12)는, 이 변속 맵에 기초하여, 차량의 운전 상태[본 실시 형태에서는 차속(VSP), 프라이머리 회전 속도(Npri), 액셀러레이터 개방도(APO)]에 따라서, 배리에이터(20), 부변속 기구(30)를 제어한다.

이 변속 맵에서는, 변속기(4)의 동작점이 차속(VSP)과 프라이머리 회전 속도(Npri)에 의해 정의된다. 변속기(4)의 동작점과 변속 맵 좌측 하부 코너의 0점을 연결하는 선의 기울기가 변속기(4)의 변속비[배리에이터(20)의 변속비에 부변속 기구(30)의 변속비를 곱하여 얻어지는 전체의 변속비, 이하,「스루 변속비」라 함]에 대응한다. 이 변속 맵에는, 종래의 벨트식 무단 변속기의 변속 맵과 마찬가지로, 액셀러레이터 개방도(APO)마다 변속선이 설정되어 있고, 변속기(4)의 변속은 액셀러레이터 개방도(APO)에 따라서 선택되는 변속선에 따라서 행해진다. 또한, 도 3에는 간단하게 하기 위해, 전체 부하선[액셀러레이터 개방도(APO)＝8/8일 때의 변속선], 파셜선[액셀러레이터 개방도(APO)＝4/8일 때의 변속선], 코스트선[액셀러레이터 개방도(APO)＝0/8일 때의 변속선]만이 나타나 있다.

변속기(4)가 저속 모드일 때에는, 변속기(4)는 배리에이터(20)의 변속비를 최Low 변속비로 하여 얻어지는 저속 모드 최Low선과 배리에이터(20)의 변속비를 최High 변속비로 하여 얻어지는 저속 모드 최High선의 사이에서 변속할 수 있다. 이때, 변속기(4)의 동작점은 A 영역과 B 영역 내를 이동한다. 한편, 변속기(4)가 고속 모드일 때에는, 변속기(4)는 배리에이터(20)의 변속비를 최Low 변속비로 하여 얻어지는 고속 모드 최Low선과 배리에이터(20)의 변속비를 최High 변속비로 하여 얻어지는 고속 모드 최High선의 사이에서 변속할 수 있다. 이때, 변속기(4)의 동작점은 B 영역과 C 영역 내를 이동한다.

부변속 기구(30)의 각 변속단의 변속비는, 저속 모드 최High선에 대응하는 변속비(저속 모드 최High 변속비)가 고속 모드 최Low선에 대응하는 변속비(고속 모드 최Low 변속비)보다도 작아지도록 설정된다. 이에 의해, 저속 모드에서 취할 수 있는 변속기(4)의 스루 변속비의 범위(도면 중,「저속 모드 비율 범위」)와 고속 모드에서 취할 수 있는 변속기(4)의 스루 변속비의 범위(도면 중,「고속 모드 비율 범위」)가 부분적으로 중복되고, 변속기(4)의 동작점이 고속 모드 최Low선과 저속 모드 최High선 사이에 끼워지는 B 영역에 있을 때에는, 변속기(4)는 저속 모드, 고속 모드 중 어떠한 모드도 선택 가능하게 되어 있다.

또한, 이 변속 맵 상에는 부변속 기구(30)의 변속을 행하는 모드 절환 변속선이 저속 모드 최High선 상에 겹치도록 설정되어 있다. 모드 절환 변속선에 대응하는 스루 변속비(이하,「모드 절환 변속비(mRatio)」라 함)는 저속 모드 최High 변속비와 동등한 값으로 설정된다. 모드 절환 변속선을 이와 같이 설정하는 것은, 배리에이터(20)의 변속비가 작을수록 부변속 기구(30)로의 입력 토크가 작아져, 부변속 기구(30)를 변속시킬 때의 변속 쇼크를 억제할 수 있기 때문이다.

그리고 변속기(4)의 동작점이 모드 절환 변속선을 가로지른 경우, 즉, 스루 변속비의 실제값[이하,「실 스루 변속비(Ratio)」라 함]이 모드 절환 변속비(mRatio)를 넘어 변화된 경우는, 변속기 컨트롤러(12)는 이하에 설명하는 협조 변속을 행하여, 고속 모드-저속 모드간의 절환을 행한다.

협조 변속에서는, 변속기 컨트롤러(12)는 부변속 기구(30)의 변속을 행하는 동시에, 배리에이터(20)의 변속비를 부변속 기구(30)의 변속비가 변화되는 방향과 반대의 방향으로 변경한다. 이때, 부변속 기구(30)의 변속비가 실제로 변화되는 이너셔 페이즈와 배리에이터(20)의 변속비가 변화되는 기간을 동기시킨다. 배리에이터(20)의 변속비를 부변속 기구(30)의 변속비 변화와 반대의 방향으로 변화시키는 것은, 실 스루 변속비(Ratio)에 단차가 발생하는 것에 의한 입력 회전의 변화가 운전자에게 위화감을 부여하지 않도록 하기 위함이다.

구체적으로는, 변속기(4)의 실 스루 변속비(Ratio)가 모드 절환 변속비(mRatio)를 Low측으로부터 High측에 걸쳐 변화시켰을 때에는, 변속기 컨트롤러(12)는, 부변속 기구(30)의 변속단을 1속으로부터 2속으로 변경(1-2 변속)하는 동시에, 배리에이터(20)의 변속비를 Low측으로 변경한다.

반대로, 변속기(4)의 실 스루 변속비(Ratio)가 모드 절환 변속비(mRatio)를 High측으로부터 Low측에 걸쳐 변화시켰을 때에는, 변속기 컨트롤러(12)는 부변속 기구(30)의 변속단을 2속으로부터 1속으로 변경(2-1 변속)하는 동시에, 배리에이터(20)의 변속비를 High측으로 변경한다.

그런데, 배리에이터(20)의 변속 속도는 부변속 기구(30)에 비해 느리기 때문에, 협조 변속에 필요로 하는 시간은 배리에이터(20)의 변속 속도에 의해 지배된다. 이로 인해, 협조 변속시에 실 스루 변속비(Ratio)가 일정하게 유지되도록 배리에이터(20)를 변속시키고 있으면 협조 변속에 필요로 하는 시간의 설계 자유도가 낮아, 운전 상태에 따라 다른 변속 응답 요구에 응하는 것이 어렵다.

따라서, 변속기 컨트롤러(12)는, 높은 변속 응답이 요구되는 상황에서는, 협조 변속에 있어서의 배리에이터(20)의 변속비 변화량을 축소시킴으로써, 협조 변속에 필요로 하는 시간을 단축하여, 변속 응답성을 향상시킨다.

도 4a, 도 4b는 변속기 컨트롤러(12)의 기억 장치(122)에 저장되는 변속 제어 프로그램의 일례를 나타내고 있다. 이것을 참조하면서, 변속기 컨트롤러(12)가 실행하는 변속 제어의 구체적 내용에 대해 설명한다.

S11에서는, 변속기 컨트롤러(12)는, 차량의 운전 상태에 기초하여, 부변속 기구(30)의 변속단이 1속, 또한 변속기(4)의 변속 응답 향상이 요구되고 있는지 판정한다. 변속기 컨트롤러(12)는, 이하에 나타내는 조건 (1) 내지 (3) 중, 적어도 하나가 성립된 경우에, 변속기(4)의 변속 응답 향상이 요구되고 있다고 판정한다.

(1) 액셀러레이터 개방도(APO)가 소정의 고개방도(예를 들어, APO＝6/8)보다도 커, 차량이 가속 중이다.

(2) 현재 주행 중인 노면의 구배가 소정의 고구배(예를 들어, 5％)보다도 커, 차량이 오르막 주행 중이다.

(3) 변속기(4)의 유온(TMP)이 소정의 고온도(예를 들어, 80℃)보다도 높거나, 혹은 부변속 기구(30)를 구성하는 마찰 체결 요소(32 내지 34)의 온도가 허용 상한 온도(예를 들어, 소손 온도에 대해 여유를 갖게 한 소정의 고온도)보다도 높아, 마찰 체결 요소(32 내지 34)의 발열량을 억제할 필요가 있다.

또한, 변속기(4)의 변속 응답 향상이 요구되고 있다고 판정하는 조건은, 여기에 나타낸 조건에 한정되지 않고, 필요에 따라서 다른 조건(예를 들어, 차량이 스포츠 모드, 매뉴얼 모드에서 주행 중)을 추가해도 좋다.

부변속 기구(30)의 변속단이 1속, 또한 변속기(4)의 변속 응답 향상이 요구되고 있다고 판정된 경우는 처리가 도 4b의 S22로 진행하고, 그렇지 않은 경우는 처리가 S12로 진행한다.

S12에서는, 변속기 컨트롤러(12)는 도 3에 나타낸 변속 맵으로부터, 현재의 차속(VSP) 및 액셀러레이터 개방도(APO)에 대응하는 값을 검색하여, 이것을 도달 프라이머리 회전 속도(DsrREV)로서 설정한다. 도달 프라이머리 회전 속도(DsrREV)는, 현재의 차속(VSP) 및 액셀러레이터 개방도(APO)에 있어서 달성해야 할 프라이머리 회전 속도로, 프라이머리 회전 속도의 정상적인 목표값이다.

S13에서는, 변속기 컨트롤러(12)는 도달 프라이머리 회전 속도(DsrREV)를 차속(VSP), 종감속 장치(6)의 종감속비(fRatio)로 나누어, 도달 스루 변속비(DRatio)를 연산한다. 도달 스루 변속비(DRatio)는, 현재의 차속(VSP) 및 액셀러레이터 개방도(APO)에서 달성해야 할 스루 변속비로, 스루 변속비의 정상적인 목표값이다.

S14에서는, 변속기 컨트롤러(12)는, 실 스루 변속비(Ratio)를, 변속 개시시의 값으로부터 도달 스루 변속비(DRatio)까지 소정의 과도 응답으로 변화시키기 위한 목표 스루 변속비(RatioO)를 설정한다. 목표 스루 변속비(RatioO)는, 스루 변속비의 과도적인 목표값이다. 소정의 과도 응답은, 예를 들어 1차 지연 응답으로, 목표 스루 변속비(RatioO)는 도달 스루 변속비(DRatio)에 점차 가까워지도록 설정된다. 또한, 실 스루 변속비(Ratio)는, 현재의 차속(VSP)과 프라이머리 회전 속도(Npri)에 기초하여, 필요에 따라서 그때마다 연산된다(이하, 동일).

S15에서는, 변속기 컨트롤러(12)는, 실 스루 변속비(Ratio)를 목표 스루 변속비(RatioO)로 제어한다. 구체적으로는, 변속기 컨트롤러(12)는, 목표 스루 변속비(RatioO)를 부변속 기구(30)의 변속비로 나누어 배리에이터(20)의 목표 변속비(vRatioO)를 연산하고, 배리에이터(20)의 실 변속비(vRatio)가 목표 변속비(vRatio0)가 되도록 배리에이터(20)를 제어한다. 이에 의해, 실 스루 변속비(Ratio)는 소정의 과도 응답으로 도달 스루 변속비(DRatio)에 추종한다.

S16에서는, 변속기 컨트롤러(12)는 변속기(4)의 동작점이 모드 절환 변속선을 가로질렀는지, 즉, 실 스루 변속비(Ratio)가 모드 절환 변속비(mRatio)를 넘어 변화되었는지 판정한다. 긍정적인 판정이 이루어졌을 때에는 처리가 S17로 진행하고, 그렇지 않은 경우는 처리가 S18로 진행한다.

S17에서는, 변속기 컨트롤러(12)는 협조 변속을 실행한다. 협조 변속에서는, 변속기 컨트롤러(12)는 부변속 기구(30)의 변속(현재의 변속단이 1속이면 1-2 변속, 2속이면 2-1 변속)을 행하는 동시에, 배리에이터(20)의 실 변속비(vRatio)를 부변속 기구(30)의 변속비가 변화되는 방향과 반대의 방향으로 변경하여, 협조 변속의 전후에서 실 스루 변속비(Ratio)에 단차가 발생하지 않도록 한다.

S18에서는, 변속기 컨트롤러(12)는 변속기(4)의 변속이 완료되었는지 판정한다. 구체적으로는, 변속기 컨트롤러(12)는 실 스루 변속비(Ratio)와 도달 스루 변속비(DRatio)의 편차가 소정값보다도 작아지면 변속 완료라 판정한다. 변속이 완료되었다고 판정되면 처리가 종료되고, 그렇지 않은 경우는 변속이 완료되었다고 판정될 때까지 S14 내지 S18의 처리가 반복된다.

한편, 처리가 S11로부터 도 4b의 S21로 진행한 경우[부변속 기구(30)의 변속단＝1속, 또한 고변속 응답 요구 있음]는, 변속기 컨트롤러(12)는, 저속 모드용 가상 변속선과 고속 모드용 가상 변속선을 설정한다. 저속 모드용 가상 변속선, 고속 모드용 가상 변속선은, 도 5에 나타내는 바와 같이, 각각 현재의 액셀러레이터 개방도(APO)에 대응하는 변속선(원래로 되는 변속선)의 Low측과 High측으로 설정된다. 원래로 되는 변속선에 대한 저속 모드용 가상 변속선, 고속 모드용 가상 변속선의 어긋남량은, 후술하는 변속 시간을 단축한 협조 변속을 행한 경우에 발생하는 실 스루 변속비(Ratio)의 단차에 의한 엔진(1)의 회전 속도 변화가 허용 레벨에 포함되는 범위에서 설정된다.

S22에서는, 변속기 컨트롤러(12)는 변속선으로서 저속 모드용 가상 변속선을 선택한다.

S23에서는, 변속기 컨트롤러(12)는 저속용 모드 가상 변속선과 현재의 차속(VSP)에 기초하여, 도달 프라이머리 회전 속도(DsrREV)를 설정한다.

S24 내지 S28에서는, S13 내지 S18과 마찬가지로, 변속기 컨트롤러(12)는 도달 스루 변속비(DRatio), 목표 스루 변속비(RatioO)를 설정하고, 실 스루 변속비(Ratio)를 목표 스루 변속비(RatioO)로 제어하는 처리를 반복한다. 그리고 이 사이에, 변속기(4)의 동작점이 모드 절환 변속선을 가로지른, 즉, 실 스루 변속비(Ratio)가 모드 절환 변속비(mRatio)를 넘어 변화되었다고 판정되면, 처리가 S31로 진행한다.

S31에서는, 변속기 컨트롤러(12)는 변속선으로서 고속 모드용 가상 변속선을 선택한다(변속선의 절환).

S32 내지 S34에서는, 변속기 컨트롤러(12)는 고속용 모드 가상 변속선과 현재의 차속(VSP)에 기초하여, 도달 프라이머리 회전 속도(DsrREV)를 재설정하고, 이것에 기초하여 도달 스루 변속비(DRatio)의 재연산, 목표 스루 변속비(RatioO)의 재설정을 행한다.

S35에서는, 변속기 컨트롤러(12)는 변속 시간을 단축한 협조 변속을 실행한다. S35에서 실행되는 협조 변속에서는, 변속기 컨트롤러(12)는 부변속 기구(30)의 1-2 변속을 행하는 동시에, 실 스루 변속비(Ratio)가 S34에서 재설정된 목표 스루 변속비(RatioO)가 되도록, 배리에이터(20)의 실 변속비(vRatio)를 부변속 기구(30)의 변속비가 변화되는 방향과 반대의 방향으로 변경시킨다.

S31에서 변속선이 저속 모드용 가상 변속선으로부터 고속 모드용 가상 변속선으로 변경됨으로써, 도달 스루 변속비(DRatio) 및 이것에 기초하여 연산되는 목표 스루 변속비(RatioO)가 High측으로 변경되어 있다. 이에 의해, S35에서 실행되는 협조 변속에 있어서의 배리에이터(20)의 변속비 변화량은 축소되고, 협조 변속에 필요로 하는 시간은 S17에서 실행되는 협조 변속에 비해 단축된다.

협조 변속이 완료되면 처리가 S28로 진행하고, 변속기 컨트롤러(12)는 변속기(4)의 변속 완료를 판정하고, 변속이 완료되어 있으면 처리가 종료된다. 처리가 완료되어 있지 않으면 처리가 S25로 복귀되고, 변속기(4)의 변속이 완료될 때까지 S25 내지 S28의 처리가 반복된다.

계속해서, 상기 변속 제어를 행하는 것에 의한 작용 효과에 대해 설명한다.

상기 변속 제어에 따르면, 실 스루 변속비(Ratio)가 모드 절환 변속비(mRatio)를 넘어 변화되면, 부변속 기구(30)의 변속단이 변경되는 동시에 배리에이터(20)의 변속비가 부변속 기구(30)의 변속비가 변화되는 방향과 반대의 방향으로 변경되는 협조 변속이 실행된다. 이때, 실 스루 변속비(Ratio)가 모드 절환 변속비(mRatio)를 Low측으로부터 High측에 걸쳐 변화시켰을 때에는, 도달 스루 변속비(DRatio)가 High측으로 변경된다.

도 5는 변속선이 저속 모드용 가상 변속선으로부터 고속 모드용 가상 변속선으로 절환됨으로써, 변속선을 따라 설정되는 도달 스루 변속비(DRatio)가 High측으로 변경되는 모습을 화살표로 나타내고 있다. 변속선의 변경에 의해 도달 스루 변속비(DRatio)가 High측으로 변경되면, 협조 변속 후에 배리에이터(20)가 도달해야 할 변속비가 High측으로 변경되고, 협조 변속에 있어서의 배리에이터(20)의 변속비 변화량은 축소된다[∵ 이 협조 변속에 있어서 배리에이터(20)는 Low측으로 변속]. 배리에이터(20)의 변속비 변화량이 축소되면, 배리에이터(20)의 변속에 필요로 하는 시간이 단축되어, 협조 변속에 필요로 하는 시간도 단축된다.

도 6은, 통상의 협조 변속(비교예)과 변속 시간을 단축한 협조 변속(본 발명 적용예)을 비교한 도면이다. 모두 협조 변속에 의해 부변속 기구(30)의 이너셔 페이즈에 동기시켜 배리에이터(20)의 변속비가 변경되지만, 본 발명 적용예에서는 배리에이터(20)의 변속비 변화량이 축소되는 만큼, 협조 변속에 필요로 하는 시간이 비교예에 비해 단축되어 있다.

따라서, 상기 변속 제어에 따르면, 실 스루 변속비(Ratio)가 모드 절환 변속비(mRatio)를 Low측으로부터 High측에 걸쳐 변화시켰을 때에는, 협조 변속에 필요로 하는 시간이 단축되어, 다운 시프트에 비해 높은 변속 응답성이 요구되는 업 시프트에 있어서의 변속 응답성을 향상시킬 수 있다(청구항 1, 6에 대응하는 작용 효과).

덧붙여, 모드 절환시에, 실 스루 변속비(Ratio)에 단차가 발생하므로, 운전자에 대해 부변속 기구(30)의 변속이 행해진 것을 의식하게 할 수 있다. 또한, 협조 변속에 필요로 하는 시간을 단축이 단축되면, 협조 변속에 있어서의 부변속 기구(30)의 마찰 체결 요소(32 내지 34)의 슬립이 적어지므로, 마찰 체결 요소(32 내지 34)의 수명을 향상시킬 수도 있다.

또한, 상기 협조 변속에 필요로 하는 시간의 단축은, 변속기(4)의 변속 응답 향상이 요구되고 있을 때에만 행하도록 한다. 이에 의해, 협조 변속 전후에서 실 스루 변속비(Ratio)에 단차가 발생하는 것에 의한 엔진(1)의 회전 속도 변화가 운전자에게 위화감을 부여하는 빈도를 줄일 수 있다(청구항 2에 대응하는 작용 효과).

변속기(4)의 변속 응답 향상이 요구되는 운전 상태로서는, 예를 들어 가속시, 오르막 주행시, 변속기(4)의 유온(TMP) 혹은 마찰 체결 요소(32 내지 34)의 온도가 높을 때이다.

가속시, 오르막 주행시에 협조 변속에 필요로 하는 시간을 단축하여, 변속기(4)의 변속 시간을 단축하면, 원하는 가속 성능, 오르막 성능을 실현할 수 있다(청구항 3, 4에 대응하는 작용 효과).

또한, 변속기(4)의 유온(TMP) 혹은 마찰 체결 요소(32 내지 34)의 온도가 높을 때에 협조 변속에 필요로 하는 시간을 단축하여, 변속기(4)의 변속 시간을 단축하면, 부변속 기구(30)를 구성하는 마찰 체결 요소(32 내지 34)의 슬립에 의한 발열량이 억제되어, 유온(TMP) 혹은 마찰 체결 요소(32 내지 34)의 온도를 낮출 수 있다(청구항 5에 대응하는 작용 효과).

또한, 마찰 체결 요소(32 내지 34)의 온도는 체결·해방의 이력에 기초하여 추정할 수 있다.

이상, 본 발명의 실시 형태에 대해 설명하였지만, 상기 실시 형태는 본 발명의 적용예 중 하나를 나타내는 것에 불과하며, 본 발명의 기술적 범위를 상기 실시 형태의 구체적 구성에 한정하는 취지는 아니다.

예를 들어, 상기 실시 형태에서는, 모드 절환 변속선이 저속 모드 최High선 상에 겹치도록 설정되어 있지만, 모드 절환 변속선은 고속 모드 최Low선 상에 겹치도록, 혹은 고속 모드 최Low선과 저속 모드 최High선의 사이에 설정되어 있어도 좋다.

또한, 상기 실시 형태에서는, 부변속 기구(30)는 전진용의 변속단으로서 1속과 2속의 2단을 갖는 변속 기구로 하였지만, 부변속 기구(30)를 전진용의 변속단으로서 3단 이상의 변속단을 갖는 변속 기구로 해도 상관없다.

또한, 부변속 기구(30)를 라비뇨형 유성 기어 기구를 이용하여 구성하였지만, 이러한 구성에 한정되지 않는다. 예를 들어, 부변속 기구(30)는, 통상의 유성 기어 기구와 마찰 체결 요소를 조합하여 구성해도 좋고, 혹은 기어비가 다른 복수의 기어열로 구성되는 복수의 동력 전달 경로와, 이들 동력 전달 경로를 절환하는 마찰 체결 요소에 의해 구성해도 좋다.

또한, 풀리(21, 22)의 가동 원추판을 축 방향으로 변위시키는 액추에이터로서 유압 실린더(23a, 23b)를 구비하고 있지만, 액추에이터는 유압으로 구동되는 것에 한정되지 않고 전기적으로 구동되는 것이라도 좋다.

4 : 무단 변속기
11 : 유압 제어 회로
12 : 변속기 컨트롤러
20 : 배리에이터
21 : 프라이머리 풀리
22 : 세컨더리 풀리
23 : V 벨트
30 : 부변속 기구

Claims

차량에 탑재되고, 엔진의 출력 회전을 변속하여 구동륜에 전달하는 무단 변속기이며,
변속비를 무단계로 변경할 수 있는 벨트식 무단 변속 기구(이하,「배리에이터」라 함)와,
상기 배리에이터에 대해 직렬로 설치되고, 전진용 변속단으로서 제1 변속단과 상기 제1 변속단보다도 변속비가 작은 제2 변속단을 갖는 부변속 기구와,
상기 차량의 운전 상태에 기초하여, 상기 운전 상태에서 달성해야 할 상기 배리에이터 및 상기 부변속 기구의 전체의 변속비(이하,「스루 변속비」라 함)를 도달 스루 변속비로서 설정하는 도달 스루 변속비 설정 수단과,
상기 스루 변속비의 실제값(이하,「실 스루 변속비」라 함)이, 상기 도달 스루 변속비에 소정의 과도 응답으로 추종하도록 상기 배리에이터의 변속비 및 상기 부변속 기구의 변속단 중 적어도 한쪽을 제어하는 변속 제어 수단과,
상기 실 스루 변속비가 소정의 모드 절환 변속비를 넘어 변화되었을 때에 상기 부변속 기구의 변속단을 변경하는 동시에 상기 배리에이터의 변속비를 상기 부변속 기구의 변속비가 변화되는 방향과 반대의 방향으로 변경하는 협조 변속 수단과,
상기 실 스루 변속비가 상기 모드 절환 변속비를 Low측으로부터 High측에 걸쳐 변화시켰을 때에 상기 도달 스루 변속비를 High측으로 변경하는 변속 시간 단축 수단을 구비한 것을 특징으로 하는, 무단 변속기.
제1항에 있어서, 상기 차량의 운전 상태에 기초하여 상기 무단 변속기의 변속 응답 향상이 요구되고 있는지 판정하는 변속 응답 향상 요구 판정 수단을 구비하고,
상기 변속 시간 단축 수단은, 상기 무단 변속기의 변속 응답 향상이 요구되고 있다고 판정되고, 또한 상기 실 스루 변속비가 상기 모드 절환 변속비를 Low측으로부터 High측에 걸쳐 변화시켰을 때에 상기 도달 스루 변속비를 High측으로 변경하는 것을 특징으로 하는, 무단 변속기.
제2항에 있어서, 상기 변속 응답 향상 요구 판정 수단은, 상기 엔진의 액셀러레이터 페달의 개방도가 소정 개방도보다도 클 때에 상기 무단 변속기의 변속 응답 향상이 요구되고 있다고 판정하는 것을 특징으로 하는, 무단 변속기.
제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 변속 응답 향상 요구 판정 수단은, 상기 차량이 오르막 주행을 하고 있을 때에 상기 무단 변속기의 변속 응답 향상이 요구되고 있다고 판정하는 것을 특징으로 하는, 무단 변속기.
제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 변속 응답 향상 요구 판정 수단은, 상기 무단 변속기의 유온 혹은 상기 부변속 기구를 구성하는 마찰 체결 요소의 온도가 소정 온도보다도 높을 때에 상기 무단 변속기의 변속 응답 향상이 요구되고 있다고 판정하는 것을 특징으로 하는, 무단 변속기.
차량에 탑재되고, 엔진의 출력 회전을 변속하여 구동륜에 전달하는 무단 변속기이며, 변속비를 무단계로 변경할 수 있는 벨트식 무단 변속 기구(이하,「배리에이터」라 함)와, 상기 배리에이터에 대해 직렬로 설치되고, 전진용 변속단으로서 제1 변속단과 상기 제1 변속단보다도 변속비가 작은 제2 변속단을 갖는 부변속 기구를 구비한 무단 변속기의 제어 방법이며,
상기 차량의 운전 상태에 기초하여, 상기 운전 상태에서 달성해야 할 상기 배리에이터 및 상기 부변속 기구의 전체의 변속비(이하,「스루 변속비」라 함)를 도달 스루 변속비로서 설정하는 도달 스루 변속비 설정 단계와,
상기 스루 변속비의 실제값(이하,「실 스루 변속비」라 함)이, 상기 도달 스루 변속비에 소정의 과도 응답으로 추종하도록 상기 배리에이터의 변속비 및 상기 부변속 기구의 변속단 중 적어도 한쪽을 제어하는 변속 제어 단계와,
상기 실 스루 변속비가 소정의 모드 절환 변속비를 넘어 변화되었을 때에 상기 부변속 기구의 변속단을 변경하는 동시에 상기 배리에이터의 변속비를 상기 부변속 기구의 변속비가 변화되는 방향과 반대의 방향으로 변경하는 협조 변속 단계와,
상기 실 스루 변속비가 상기 모드 절환 변속비를 Low측으로부터 High측에 걸쳐 변화시켰을 때에 상기 도달 스루 변속비를 High측으로 변경하는 변속 시간 단축 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 무단 변속기의 제어 방법.