KR20100132920A

KR20100132920A - Ｖ벨트 무단 변속기를 탑재한 차량의 벨트 슬립시 구동력 제어 장치 및 그 제어 방법

Info

Publication number: KR20100132920A
Application number: KR1020100054254A
Authority: KR
Inventors: 쯔요시 야마나까; 마나부 야마나까; 시게끼 시마나까
Original assignee: 닛산 지도우샤 가부시키가이샤; 쟈트코 가부시키가이샤
Priority date: 2009-06-10
Filing date: 2010-06-09
Publication date: 2010-12-20
Also published as: CN101922548A; JP2010286021A; EP2261536B1; US8527167B2; JP4809460B2; EP2261536A3; US20100318270A1; EP2261536A2; KR101100554B1; ATE557218T1; CN101922548B

Abstract

본 발명에 따른 벨트 슬립시 구동력 제어 장치는, 벨트 슬립 제어가 실행중임을 검출하는 벨트 슬립 제어 검출 유닛과, 풀리에 대한 V벨트의 벨트 접촉 반경비를 연산하는 벨트 접촉 반경비 연산 유닛과, 벨트 접촉 반경비 연산 유닛과 벨트 슬립 제어 검출 유닛으로부터의 신호에 응답하여 벨트 슬립 제어시, 벨트 접촉 반경비에 따른 목표 동력원 출력 토크를 결정하는 동력원 출력 토크 결정 유닛을 포함한다.

Description

Ｖ벨트 무단 변속기를 탑재한 차량의 벨트 슬립시 구동력 제어 장치 및 그 제어 방법{CONTROL APPARATUS OF DRIVING FORCE IN CASE OF BELT SLIPPING FOR VEHICLE EQUIPPED WITH V-BELT CONTINUOUSLY VARIABLE TRANSMISSION AND CONTROL METHOD THEREOF}

본 발명은 V벨트 무단 변속기를 탑재한 차량의 벨트 슬립시 구동력 제어 장치에 관한 것이다.

V벨트 무단 변속기는, V벨트가 입력측의 1차 풀리와 출력측의 2차 풀리 둘레를 둘러싸서 엔진과 모터와 같은 동력원으로부터의 회전이 전달될 수 있도록 구성된다.

변속을 가능하게 하기 위해, 1차 풀리와 2차 풀리는 각각 풀리 V형상 홈을 형성하는 시브 중 하나인 각각의 가동 시브가 대응하는 다른 고정된 시브를 향해 축방향으로 스트로크될 수 있도록 이루어진 구조가 채택된다.

변속시, 이들 풀리 중 하나의 풀리의 가동 시브가 축방향으로 대응하는 고정 시브에 가까이 접근하거나 멀어지도록 스트로크 제어가 수행되고, 다른 풀리의 가동 시브가 축방향으로 대응 고정 시브로부터 멀어지거나 가까이 접근하도록 스트로크 제어가 수행되어, 양 풀리 사이의 풀리 회전비가 목표 속도비에 대응하는 값을 향해 연속적으로 변함으로써 변속이 이루어진다.

변속 제어에 있어서, JP62-273189A에 개시된 바와 같이, 차량 구동 상태(차량 속도 정보 또는 동력원 부하 상태)에 요구되는 변속기의 토크 증폭비에 대응하는 풀리 회전비가 차량 구동 상태로부터의 목표 속도비(목표 입력 회전 속도)로 한정되어, 풀리 회전비가 목표 속도비(목표 입력 회전 속도)에 대응하는 값과 일치하도록 무단 변속이 수행된다.

한편, V벨트 무단 변속기로서, JP2006-511765A에 개시된 바와 같이, 1차 풀리와 2차 풀리 중 하나에 대한 V벨트의 슬립율이 적정값이 되도록 벨트 슬립율을 능동적으로 제어하는 벨트 슬립 제어 장치를 구비한 V벨트 무단 변속기가 종래에 개시되어 있다.

벨트 슬립 제어 장치를 구비한 V벨트 무단 변속기에서는, 전술한 바와 같이 풀리 회전비가 목표 속도비(목표 입력 회전 속도)에 대응하는 값에 도달하도록 변속 제어가 수행될 때, 아래와 같은 문제가 발생한다.

즉, 이러한 변속 제어는 풀리 회전비와 토크 증폭비 사이의 관계가 고정이고, 풀리 회전비가 토크 증폭비와 등가의 물리량으로 간주될 수 있다는 가정하에 성립된다.

그러나, 풀리에 대한 V벨트의 슬립율이 적절한 값에 도달하도록 벨트 슬립율이 능동적으로 제어되면, 풀리 회전비가 변속 제어에 의해 목표 속도비에 대응하는 값으로 설정되지만, 풀리 회전비와 토크 증폭비 사이의 관계는 벨트 슬립에 대응하는 양만큼 변한다(오프셋된다).

이 경우, 동일한 변속 입력 토크 하에서 풀리 회전비가 목표 속도비에 대응하는 값에 도달하도록 변속 제어가 수행되더라도, 변속 출력 토크(차량의 구동력)는 풀리 회전비와 토크 증폭비 사이의 관계의 변화(오프셋)에 대응하는 양만큼 변하여, 벨트 슬립의 제어로 인해 구동력이 변하는 문제를 일으킨다.

V벨트의 벨트 슬립이 발생하면, 1차 풀리의 회전 속도, 즉 엔진 회전 속도가 상승하고, 운전자의 의도와 무관한 이러한 엔진 회전 속도의 상승은 운전자에게 위화감을 준다.

이러한 위화감의 발생을 억제하도록, 슬립 제어가 수행되지 않을 때에 비해 V벨트의 슬립 제어 중에 V벨트의 벨트 접촉 반경비가 더 작아져서, 실제 속도비가 하이(High)로 전환된다.

그에 따라, 변속기의 토크 증폭비가 작아지므로, 변속기 출력 토크(차량의 구동력)가 저하된다.

벨트 슬립 제어중 변속기 출력 토크(차량의 구동력)의 이러한 저하는 차량 주행 성능의 악화를 수반할 뿐만 아니라, 운전자에게 위화감을 주는 것과 같은 운전감과 관련된 문제를 야기한다.

본 발명의 목적은 V벨트 무단 변속기를 구비한 차량에 대해 벨트 슬립시 구동력의 제어에 있어서, 전술한 벨트 슬립 제어중 구동력 변화(저하)를 회피하여 구동력의 변화(저하)로 인한 위화감 또는 차량 주행 성능의 악화를 감소시키는 것이다.

본 발명의 일 태양에 따르면, 동력원으로부터의 회전은 풀리 둘레에 권취된 V벨트를 통해 전달될 수 있고, 고정 시브에 대해 V벨트를 권취하기 위해 풀리 V홈을 한정하는 가동 시브를 축방향으로 스트로크시킴으로써 풀리 사이의 풀리 회전비는 목표 속도비에 대응하는 값을 향해 연속적으로 변경될 수 있고, 풀리에 대한 V벨트의 슬립 상태는 벨트 슬립 제어에 의해 미리 정해진 슬립 상태로 제어되는, V벨트 무단 변속기를 구비한 차량용 벨트 슬립시 구동력 제어 장치가 제공된다. 제어 장치는, 벨트 슬립 제어가 실행중임을 검출하는 벨트 슬립 제어 검출 유닛과, 풀리에 대한 V벨트의 벨트 접촉 반경비를 연산하는 벨트 접촉 반경비 연산 유닛과, 벨트 접촉 반경비 연산 유닛과 벨트 슬립 제어 검출 유닛으로부터의 신호에 응답하여, 벨트 슬립 제어시 벨트 접촉 반경비에 따른 목표 동력원 출력 토크를 결정하는 동력원 출력 토크 결정 유닛을 포함한다.

본 발명의 다른 태양에 따르면, 동력원으로부터의 회전은 풀리 둘레에 권취된 V벨트를 통해 전달될 수 있고, 고정 시브에 대해 V벨트를 권취하기 위해 풀리 V홈을 한정하는 가동 시브를 축방향으로 스트로크시킴으로써 풀리 사이의 풀리 회전비는 목표 속도비에 대응하는 값을 향해 연속적으로 변경될 수 있고, 풀리에 대한 V벨트의 슬립 상태는 벨트 슬립 제어에 의해 미리 정해진 슬립 상태로 제어되는, V벨트 무단 변속기를 구비한 차량용 벨트 슬립시 구동력 제어 방법이 제공된다. 상기 방법은 벨트 슬립 제어가 실행중임을 검출하는 단계와, 풀리에 대한 V벨트의 벨트 접촉 반경비를 연산하는 단계와, 검출 작동 및 연산 작동의 결과에 응답하여 벨트 슬립 제어시에 벨트 접촉 반경비에 따른 목표 동력원 출력 토크를 결정하는 단계를 포함한다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 벨트 슬립시 구동력 제어 장치를 갖춘 V벨트 무단 변속기를 구비한 차량의 파워 트레인을, 그 제어 시스템과 함께 도시한 시스템도.
도 2는 도 1에 도시된 V벨트 무단 변속기의 V벨트 권취 동력 전달부를, 최고 속도비가 선택된 상태로 도시한 상세 정면도.
도 3은 도 1에 도시된 변속 제어 시스템의 세부 사항을 도시한 개략적인 시스템도.
도 4는 풀리의 V홈 폭을 변경할 수 있는 가동 시브의 스트로크 위치와 V벨트의 벨트 접촉 반경 사이의 관계를 도시한 설명도.
도 5는 도 1 및 도 3에서 엔진 제어기와 변속기 제어기에 의해 수행되는 V벨트 무단 변속기의 벨트 슬립 제어와 관련된 기능별 블록도.
도 6은 도 1 및 도 3에 도시된 엔진 제어기에 의해 수행되는 목표 엔진 토크 연산 처리의 기능별 블록도.
도 7은 도 1 및 도 3에 도시된 변속기 제어기에 의해 수행되는 스텝 모터 위치 연산 처리의 기능별 블록도.
도 8은 도 1에서의 엔진의 요구 토크와, 엑셀러레이터 페달 개도와, 회전 속도 사이의 관계를 도시한 엔진 성능 선도.
도 9는 도 1에 도시된 V벨트 무단 변속기의 변속 패턴을 도시한 변속 선도.
도 10은 본 발명의 제2 실시예를 도시한 것으로, 도 6과 유사한 목표 엔진 토크 연산 처리와 관련된 기능별 블록도.
도 11은 도 1에서의 파워 트레인의 요구 구동력과, 엑셀러레이터 페달 개도와, 차량 속도 사이의 관계를 도시한 특징 선도.
도 12의 (a) 내지 (e)는 본 발명의 제1 실시예 및 제2 실시예에 따른 벨트 슬립시 구동력 제어 장치의 작동 시간 챠트.
도 13은 가동 시브 위치 센서의 다른 예를 도시한, V벨트 권취 동력 전달부의 확대 종단 측면도.

이하에서, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명한다.

<제1 실시예의 구성>

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 벨트 슬립시 구동력 제어 장치를 갖춘 V벨트 무단 변속기(1)를 구비한 차량의 파워 트레인을, 그 제어 시스템과 함께 개략적으로 도시한다.

V벨트 무단 변속기(1)는 양 풀리의 풀리 V홈이 풀리의 축과 수직인 면 내에 정렬되도록 배치된 1차 풀리(2)와 2차 풀리(3)를 구비하며, 풀리(2, 3)의 V홈 둘레에 엔드리스 V벨트(4)를 권취하여 구성된다.

동력원으로 작용하는 엔진(5)이 1차 풀리(2)와 동축에 배치되고, 엔진(5)과 1차 풀리(2) 사이에 엔진(5)의 측면으로부터 순서대로 록업 토크 컨버터(6)와 전후진 변경 기구(7)가 개재된다.

전후진 변경 기구(7)는 주 구성 요소로서 더블 피니언 유성 기어 기구(7a)를 포함하고, 입력 요소는 기구(7a)의 태양 기어를 토크 컨버터(6)를 통해 엔진(5)에 연결하여 구성되고, 출력 요소는 기구(7a)의 캐리어를 1차 풀리(2)에 연결함으로써 구성된다.

전후진 변경 기구(7)는 더블 피니언 유성 기어 기구(7a)의 캐리어와 태양 기어를 서로 직접 연결하는 전진 클러치(7b)와, 링 기어를 고정하는 후진 브레이크(7c)를 더 구비한다.

따라서, 전후진 변경 기구(7)가 전진 클러치(7b)와 후진 브레이크(7c)를 모두 해방하면, 엔진(5)으로부터 토크 컨버터(6)를 통한 입력 회전이 1차 풀리(2)에 전달되지 않는 중립 상태가 되고, 이 상태에서 전후진 변경 기구(7)가 전진 클러치(7b)의 결합을 수행하면, 엔진(5)으로부터 토크 컨버터(6)를 통한 입력 회전을 1차 풀리(2)에 그대로 전진 회전으로 전달할 수 있고, 전후진 변경 기구(7)가 후진 브레이크(7c)의 결합을 수행하면, 엔진(5)으로부터 토크 컨버터(6)를 통한 입력 회전을 역전 감속하에 후진 회전으로서 1차 풀리(2)에 전달할 수 있다.

1차 풀리(2)의 회전은 V벨트(4)를 통해 2차 풀리(3)로 전달되고, 그후 2차 풀리(3)의 회전은 2차 풀리(3)에 결합된 출력 샤프트(8), 최종 감속 기어 트레인(9) 및 차동 기어 유닛(10)을 통해 좌우 구동휠(도시되지 않음)에 도달하여 차량 주행에 제공된다.

전술한 동력 전달 중에 1차 풀리(2)와 2차 풀리(3) 사이의 회전 변속비(속도비)를 변경 가능하게 하기 위해, 1차 풀리(2)와 2차 풀리(3)의 V홈을 형성하는 대향하는 시브 중 하나는 고정 시브(2a, 3a)로 이루어지고, 다른 시브(2b, 3b)는 축방향으로 변위 가능한 가동 시브로 이루어진다.

자세히 후술되는 바와 같이 제어되는 원압(original pressure)으로 작용하는 라인압으로부터 발생된 1차 풀리압(Ppri)과 2차 풀리압(Psec)을 각각 1차 풀리 챔버(2c)와 2차 풀리 챔버(3c)에 제공함으로써, 이들 가동 시브(2b, 3b)는 각각 고정 시브(2a, 3a)를 향해 추진된다.

그로 인해, 클램핑식으로 대향 시브(2a, 2b) 사이에 그리고 대향 시브(3a, 3b) 사이에 V벨트(4)를 개재시킴으로써 1차 풀리(2)와 2차 풀리(3) 사이에 전술한 동력 전달이 가능하게 된다.

동력 전달을 하는 V벨트(4)는 도 1에 도시된 다수의 V형상 요소(4a)를 도 2에 도시된 바와 같이 (도시되지 않은) 엔드리스 밴드를 사용하여 벨트 형상으로 연결함으로써 구성되고, V형상 요소(4a)는 도 1에 도시된 바와 같이 클램핑식으로 대향 시브(2a, 2b)와 대향 시브(3a, 3b) 사이에 개재되어, 1차 풀리(2)와 2차 풀리(3) 사이에 동력 전달이 수행된다.

도 2는 1차 풀리(2)에 대한 V벨트(4)의 접촉 반경이 최대로 되고 2차 풀리(3)에 대한 V벨트(4)의 접촉 반경이 최소로 되는, 최고 속도비 선택 상태를 도시하고 있다.

<변속 작동>

변속 수행시, 후술되는 바와 같이 제어되는 라인압을 원압으로 사용하여 목표 속도비에 따라 발생된 2차 풀리압(Psec)과 라인압을 그대로 사용하여 얻어진 1차 풀리압(Ppri) 사이의 차압을 이용하여 양 풀리(2, 3)의 V홈 폭을 변경하고, 이들 풀리(2, 3)에 대한 V벨트(4)의 접촉 반경을 연속적으로 변경함으로써 목표 속도비가 달성될 수 있다.

1차 풀리압(Ppri)과 2차 풀리압(Psec)은, 전진 주행 레인지에서 결합될 전진 클러치(7b) 및 후진 주행 레인지에서 결합될 후진 브레이크(7c)의 결합 유압과 함께, 변속 제어 유압 회로(11)에 의해 제어된다.

변속 제어 유압 회로(11)는 변속기 제어기(12)로부터의 신호에 응답하여 제어를 수행하도록 구성된다.

따라서, 변속기 제어기(12)에는, 1차 풀리 회전 속도(Npri)를 검출하는 1차 풀리 회전 센서(13)로부터의 신호와, 2차 풀리 회전 속도(Nsec)를 검출하는 2차 풀리 회전 센서(14)로부터의 신호와, 2차 풀리압(Psec)을 검출하는 2차 풀리압 센서(15)로부터의 신호와, 1차 풀리압(Ppri)을 검출하는 1차 풀리압 센서(16)로부터의 신호와, 엑셀러레이터 페달 답입량(APO)을 검출하는 엑셀러레이터 페달 개도 센서(17, APO 센서)로부터의 신호와, 인히비터 스위치(18)로부터의 선택 레인지 신호와, 엔진(5)의 제어를 맡은 엔진 제어기(19)로부터의 변속기 입력 토크에 관한 신호(엔진 회전 속도, 연료 분사 기간 등)와, 2차 풀리 가동 시브(3b)의 스트로크(Lsec)를 검출하는 가동 시브 위치 센서(20)로부터의 신호와, 엔진 회전 속도(Ne)를 검출하는 엔진 회전 센서(24)로부터의 신호가 입력된다.

가동 시브 위치 센서(20)는 가동 시브(3b)의 스트로크를 자기적으로 검출하는 자기식 비접촉형 센서이다.

가동 시브(3b)의 원추면 경사각을 θ라 하면, 도 4에 도시된 바와 같이, V벨트(4)의 2차 풀리 접촉 반경(Rsec)과 가동 시브 위치 센서(20)에 의해 검출된 가동 시브 스트로크 위치(Lsec) 사이에는 Rsec=Lsec/tanθ의 관계식이 성립하고, 이 관계식을 이용하여 가동 시브 스트로크 위치(Lsec)로부터 V벨트(4)의 2차 풀리 접촉 반경(Rsec)이 연산될 수 있다.

V벨트(4)의 2차 풀리 접촉 반경(Rsec)이 결정되면, 1차 풀리(2)의 접촉 반경(Rpri)이 명확하게 결정된다. 양 반경 사이의 비(Rsec/Rpri)는 벨트 접촉 반경비(i)이다.

본 실시예에서, 벨트 접촉 반경비(i)는 가동 시브 위치 센서(20)에 의해 검출된 가동 시브 스트로크 위치(Lsec)에 기초하여 전술한 방식으로 얻어진다.

1차 풀리(2)와 2차 풀리(3)에 대한 V벨트(4)의 벨트 슬립율(SLip)은, 2차 풀리 회전 속도(Nsec)에 대한 1차 풀리 회전 속도(Npri)의 비인 풀리 회전비[λ,(=Npri/Nsec)]와 벨트 접촉 반경비[i,(=Rsec/Rpri)] 사이의 괴리 상태(둘 사이의 차이 또는 비)를 나타내며, 여기에서는 다음 식에 따라 얻어진다.

　　　SLip=｛(λ－i)/i｝×100%

변속 제어 유압 회로(11)와 변속기 제어기(12)는 도 3에 도시된 바와 같이 구성되며, 우선 변속 제어 유압 회로(11)를 이하에 설명한다.

변속 제어 유압 회로(11)는 엔진(5)에 의해 구동되는 오일 펌프(21)를 구비하며, 오일 펌프(21)로부터 오일 통로(22)에 공급되는 유압 오일을 사용하여 압력 조정기 밸브(23)에 의해 미리 정해진 라인압(P_L)이 압력 조정된다.

오일 통로(22) 내의 라인압(P_L)은, 그대로 1차 풀리압(Ppri)으로서 1차 풀리 챔버(2c)에 제공되고, 변속 제어 밸브(25)에 의해 압력 조정된 후에 2차 풀리압(Psec)으로서 2차 풀리 챔버(3c)에 제공된다.

압력 조정기 밸브(23)는 솔레노이드(23a)에 대한 구동 듀티(driving duty)에 따라 변속기 입력 토크에 대응하는 압력 이상으로 라인압(P_L)을 제어한다.

변속 제어 밸브(25)는 중립 위치(25a), 증압 위치(25b) 및 감압 위치(25c)를 가지며, 이들 밸브 위치 사이의 전환을 수행하기 위해, 변속 제어 밸브(25)는 변속 링크(26)의 중간 위치에 결합되고 변속 액츄에이터로 작용하는 스텝 모터(27)는 변속 링크(26)의 일단에 결합되며, 2차 풀리의 가동 시브(3b)는 타단에 결합된다.

스텝 모터(27)는 목표 속도비에 대응하는 스텝수(Step)만큼 기준 위치로부터 진행된 작동 위치에 설정되고, 변속 링크(26)는 스텝 모터(27)의 작동에 의해 받침점으로 작용하는 가동 시브(3b)와의 결합 위치에 대해 스윙하여, 변속 제어 밸브(25)가 중립 위치(25a)로부터 증압 위치(25b)나 감압 위치(25c)로 이동된다.

2차 풀리압(Psec)은 변속 제어 밸브(25)의 중립 위치(25a)에서 유지되고, 2차 풀리압(Psec)은 변속 제어 밸브(25)의 증압 위치(25b)에서 원압인 라인압(P_L)을 사용하여 증압되고, 2차 풀리압(Psec)은 변속 제어 밸브(25)의 감압 위치(25c)에서 드레인에 의해 감압된다.

전술한 2차 풀리압(Psec)의 증압 또는 감압에 따라 2차 풀리압(Psec)과 1차 풀리압(Ppri) 사이의 차압이 변할 때, 2차 풀리압(Psec)이 증가하면 V벨트 무단 변속기(1)는 로우 속도비를 향해 다운 시프트되고, 2차 풀리압(Psec)이 감소하면 V벨트 무단 변속기(1)는 하이 속도비를 향해 업 시프트되어, V벨트 무단 변속기(1)는 목표 속도비를 향해 변속될 수 있다.

변속의 진행은 2차 풀리(3)의 가동 시브(3b)를 통해 변속 링크(26)의 대응 단부에 피드백되고, 변속 링크(26)는 받침점으로서의 스텝 모터(27)와의 결합 위치에 대해 증압 위치(25b) 또는 감압 위치(25c)로부터 중립 위치(25a)까지 변속 제어 밸브(25)의 복귀 방향으로 스윙한다.

그에 따라, 목표 속도비가 달성될 때, 변속 제어 밸브(25)가 중립 위치(25a)로 복귀하여, V벨트 무단 변속기(1)는 2차 풀리압(Psec)을 유지함으로써 목표 속도비로 유지될 수 있다.

도 1에 도시된 전진 클러치(7b) 및 후진 브레이크(7c)에 체결 유압을 제공할지 여부에 대한 제어와 함께, 압력 조정기 밸브(23)의 솔레노이드 구동 듀티와 스텝 모터(27)에 대한 변속 지령[스텝수(Step)]이 변속기 제어기(12)에 의해 결정된다.

압력 조정기 밸브(23)의 듀티 제어에서, 변속기 제어기(12)는, 라인압(P_L)이 변속기 입력 토크(Ti)의 전달을 허용하기 위해 요구되는 목표 1차 풀리압[1차 풀리(2)와 2차 풀리(3)의 목표 V벨트 클램핑력]과 일치하도록, (도 1에 도시된) 엔진 제어기(19)로부터의 입력 토크 관련 정보(엔진 회전 속도, 연료 분사 기간 등)를 기초로 얻어진 변속기 입력 토크(Ti)로부터 압력 조정기 밸브(23)의 솔레노이드(23a)의 구동 듀티를 결정한다.

도 1에 도시된 전진 클러치(7b)와 후진 브레이크(7c)에 체결 유압을 제공할지 여부에 대한 제어에서, 변속기 제어기(12)는 인히비터 스위치(18)로부터의 선택 레인지 신호에 응답하여 이하의 방식으로 제어를 수행한다.

V벨트 무단 변속기(1)가 P(주차) 레인지나 N(중립) 레인지와 같은 비주행 레인지에 있을 때, 전진 클러치(7b)와 후진 브레이크(7c)에는 체결 유압이 제공되지 않고, V벨트 무단 변속기(1)는 전진 클러치(7b)와 후진 브레이크(7c)의 해방에 의해 동력 전달이 수행되지 않는 중립 상태에 놓인다.

V벨트 무단 변속기(1)가 D(주행) 레인지와 같은 전진 주행 레인지에 있을 때, 체결 유압은 전진 클러치(7b)에만 제공되어, V벨트 무단 변속기(1)는 전진 클러치(7b)의 결합에 의해 전진 회전 전달 상태에 놓인다.

V벨트 무단 변속기(1)가 R(후진) 레인지와 같은 후진 주행 레인지에 있을 때, 체결 유압은 후진 브레이크(7c)에만 제공되어, V벨트 무단 변속기(1)는 후진 브레이크(7c)의 결합에 의해 후진 회전 전달 상태에 놓인다.

스텝 모터(27)에 대한 변속 지령[스텝수(Step)]이 결정될 때, 후술하는 바와 같이, 변속기 제어기(12)는 변속 맵을 기초로 엑셀러레이터 페달 개도(APO)와 2차 풀리 회전 속도(Nsec)로부터 얻어진 차량 속도(VSP)로부터 목표 속도비를 얻고, 변속 지령으로서 목표 속도비에 대응하는 스텝수(Step)를 결정한다.

도 3에 도시된 스텝 모터(27)는, 풀리 회전비(λ)가 목표 속도비에 일치하도록, 변속 작동에 따라 변속 지령에 응답하여 V벨트 무단 변속기(1)의 변속을 수행한다.

<벨트 슬립 제어>

V벨트 무단 변속기(1)의 동력 전달중(동력 주행중), 1차 풀리(2)와 2차 풀리(3)에 대한 V벨트(4)의 벨트 슬립율(SLip)이 V벨트(4)의 내구성, 동력 전달 효율성 등의 관점으로부터 최적의 목표 벨트 슬립율에 도달하도록, 엔진 회전 속도 제어 및 2차 풀리압(Psec) 제어를 통해 벨트 슬립 제어를 수행할 필요가 있다.

전자의 엔진 회전 속도 제어는 변속기 제어기(12)와의 통신을 통해 도 1에 도시된 엔진 제어기(19)에 의해 얻어진 정보를 기초로 수행되며, 후자의 2차 풀리압(Psec) 제어는 엔진 제어기(19)와의 통신을 통해 도 1에 도시된 변속 제어 유압 회로(11) 및 변속기 제어기(12)에 의해 얻어진 정보를 기초로 수행되고, 이들 제어는 도 5를 참조하여 총괄적으로 간략하게 설명한다.

블록(41)에서는, 벨트 슬립율(SLip)을 목표 벨트 슬립율과 일치시키기 위해 요구되는 벨트 슬립 제어용 목표 엔진 회전 속도가 벨트 접촉 반경비(i)와 2차 풀리 회전 속도(Nsec)로부터 얻어진다. 벨트 접촉 반경비(i)는 가동 시브 위치 센서(20)에 의해 검출된 가동 시브 스트로크 위치(Lsec)를 기초로 블록(47)에서 연산된다.

블록(42)에서는, 엔진 회전 속도(Ne)를 벨트 슬립 제어용 목표 엔진 회전 속도와 일치시키기 위해 요구되는 벨트 슬립 제어용 목표 엔진 토크가 PI제어에 따라 피드백 방식으로 연산된다.

즉, 블록(42)에서는, 블록(41)으로부터의 벨트 슬립 제어용 목표 엔진 회전 속도와 엔진 회전 속도(Ne) 사이의 엔진 회전 편차에 정수(K1)를 곱하여 얻어진 토크량과, 동일한 엔진 회전 편차에 정수(K2)를 곱하여 얻어진 값을 적분하여 얻어진 토크량이 합산되고(PI 제어), 양 토크량의 합산한 값이 벨트 슬립 제어용 목표 엔진 토크로 정의된다.

블록(43)에서는, 블록(42)으로부터의 벨트 슬립 제어용 목표 엔진 토크를 운전자에 의해 요구되는 요구 엔진 토크(Te*)에 가산함으로써 최종 목표 엔진 토크(tTe)가 구해진다.

블록(44)에서는, 엔진 토크(Te)가 목표 엔진 토크(tTe)에 도달하도록 토크 제어가 수행된다. 엔진 토크 제어에서, 엔진 토크(Te)가 목표 엔진 토크(tTe)에 도달하도록, 엔진(5)은 전자 제어 스로틀 밸브(도시하지 않음)의 개도 제어, 점화 타이밍 제어, 및/또는 연료 분사량 제어에 의해 제어된다.

블록(45)에서는, 전술한 엔진 토크 제어중 V벨트(4)가 그 슬립율(SLip)이 목표 벨트 슬립율과 일치하도록 하는 슬립을 야기하기 위해 요구되는 2차 풀리압(Psec)의 유압 안전률이 구해진다.

따라서, 최종 목표 엔진 토크(tTe)와 운전자에 의해 요구되는 요구 엔진 토크(Te*) 사이의 토크 편차, 즉, 블록(42)으로부터의 벨트 슬립 제어용 목표 엔진 토크와 동일한 값이 우선 구해진다.

다음으로, 전술한 토크 편차(tTe－Te*)에 정수 K3를 곱하여 얻어진 비례 제어에 대응하는 안전률 보정량과, 동일한 토크 편차(tTe－Te*)에 정수 K4를 곱하여 얻어진 값을 적분하여 얻어진 적분 제어에 대응하는 안전률 보정량이 합산되고(PI 제어), 양 안전률 보정량의 합산된 값이 V벨트(4)의 슬립율(SLip)을 목표 벨트 슬립율과 일치시키기 위해 요구되는 2차 풀리압(Psec)의 유압 안전률 보정량으로 정의된다.

그 후, 변속기 입력 토크(Ti)가 신뢰성 있게 전달될 수 있도록 변속기 입력 토크(Ti)에 따라 정의된 2차 풀리압(Psec)의 기준 안전률로부터 전술한 유압 안전률 보정량을 뺌으로써, 벨트 슬립율(SLip)을 목표 벨트 슬립율과 일치시키기 위해 요구되는 2차 풀리압(Psec)의 유압 안전률이 구해진다.

블록(46)에서는, 벨트 슬립율(SLip)을 목표 벨트 슬립율과 일치시키기 위해 요구되는 2차 풀리압(Psec)의 지령값(Psec*)이 구해진다.

즉, 우선 현재 속도비(i, 벨트 접촉 반경비) 하에 변속기 입력 토크(Ti)를 신뢰성 있게 전달할 수 있는 2차 풀리압(Psec)의 기준 유압이, 예정 맵을 기초로 변속기 입력 토크(Ti) 및 속도비로부터 검색된다.

다음으로, 2차 풀리압(Psec)의 기준 유압에 블록(45)으로부터의 유압 안전률을 곱함으로써 벨트 슬립율(SLip)을 목표 벨트 슬립율과 일치시키기 위해 요구되는 2차 풀리압(Psec)의 지령값(Psec*)이 얻어지고, 변속 제어 유압 회로(11)와 변속기 제어기(12)에 의해 수행된 V벨트 무단 변속기(1)의 전술한 제어를 위해 지령값(Psec*)이 사용된다.

도 5에서, V벨트(4)의 내구성, 동력 전달 효용성 등의 관점에서, 전술한 엔진 회전 속도(엔진 토크) 제어 및 2차 풀리압(Psec) 제어에 의해 V벨트 무단 변속기(1)의 동력 전달중(동력 주행중) 1차 풀리(2)와 2차 풀리(3)에 대한 V벨트(4)의 벨트 슬립율(SLip)이 최적의 목표 벨트 슬립율에 도달하도록 슬립 제어가 수행된다.

<벨트 슬립시 구동력의 제어>

전술한 바와 같이, 풀리 회전비(λ)가 목표 속도비(목표 입력 회전 속도)에 대응하는 값에 도달하도록 변속 제어를 수행하는 V벨트 무단 변속기에서, 전술한 바와 같이 벨트 슬립 제어가 능동적으로 수행될 때, 다음과 같은 문제가 발생한다.

즉, 풀리 회전비(λ)와 토크 증폭비 사이의 관계가 전술한 변속 제어 중에 고정되면, 풀리 회전비(λ)는 토크 증폭비와 등가의 물리량으로 간주될 수 있어서, 변속 제어가 의도대로 작용한다.

그러나, 벨트 슬립율(SLip)이 적절하게 되도록 슬립 제어가 수행되면, 풀리 회전비(λ)는 변속 제어에 의해 목표 속도비에 대응하는 값이 되지만, 풀리 회전비(λ)와 토크 증폭비 사이의 관계는 벨트 슬립에 대응하는 양만큼 변한다(오프셋된다).

이 경우, 동일한 변속기 입력 토크 하에서, 풀리 회전비가 목표 속도비에 대응하는 값과 일치하도록 변속 제어가 수행되더라도, 변속기 출력 토크(차량의 구동력)는 풀리 회전비(λ)와 토크 증폭비 사이의 관계의 변화(오프셋)에 대응하는 양만큼 변하고, 이는 벨트 슬립의 제어에 의해 구동력이 변하는 문제를 야기한다.

도 12의 (a) 내지 (e)에 도시된 바와 같이, 순간(t1)에서 벨트 슬립 제어를 개시한 결과, 엔진 회전 속도(Ne)[1차 풀리 회전 속도(Npri)]가 벨트 슬립으로 인해 도 12의 (a)에 일점쇄선으로 도시된 바와 같이 2차 풀리 회전 속도(Nsec)보다 더 높게 상승하는 경우를 이하에 설명한다.

전술한 변속 제어에 의해 풀리 회전비(λ)가 목표 속도비에 대응하는 값과 일치하게 되더라도, 풀리 회전비(λ)와 토크 증폭비 사이의 관계는 벨트 슬립에 대응하는 양만큼 변한다(오프셋된다).

이 경우, 벨트 슬립 제어 개시 순간(t1) 이후에도 변속기 입력 토크(Ti)가 도 12의 (d)에 파선으로 도시된 것과 동일한 값으로 유지되면, 풀리 회전비(λ)가 목표 속도비에 대응하는 값에 도달하도록 변속 제어가 수행되더라도, 벨트 접촉 반경비(토크 증폭비)(i)는 도 12의 (c)에 도시된 바와 같이 벨트 슬립 제어 개시 순간(t1) 후에 토크 증폭 비와 풀리 회전비(λ) 사이의 관계의 변화(오프셋)에 대응하는 양만큼 작아진다.

이러한 벨트 접촉 반경비(토크 증폭비)(i)의 저하는, 도 12의 (e)에 파선으로 도시된 바와 같이 벨트 슬립 제어 개시 순간(t1) 후에 변속기 출력 토크(차량의 구동력)(To)를 감소시킨다.

벨트 슬립 제어중 변속기 출력 토크(차량의 구동력)(To)의 이러한 저하는 차량 주행 성능의 악화를 수반할 뿐만 아니라, 불편한 운전감과 같은 문제를 야기한다.

운전자가 액셀러레이터 페달 작동을 하지 않더라도 도 12의 (a)에 도시된 일점쇄선과 같이 엔진 회전 속도(Ne)[1차 풀리 회전 속도(Npri)]가 벨트 슬립 제어 개시 순간(t1)에서 상승하면, 이 회전 상승은 운전자에게 위화감을 주어 운전감을 더욱 악화시킨다는 문제가 발생한다.

본 실시예는 이들 문제 가운데, 변속기 출력 토크(차량의 구동력)(To)의 저하에 관한 전자의 문제를 도 6에 도시된 바와 같이 엔진 토크 제어를 통한 구동력 제어에 의해 해결하고, 엔진 회전 속도(Ne)[1차 풀리 회전 속도(Npri)]의 상승에 관한 후자의 문제를 도 7에 도시된 바와 같이 스텝 모터 제어를 통한 변속 제어에 의해 해결한다.

우선 도 6에 도시된 엔진 토크 제어(구동력 제어)를 설명한다.

요구 엔진 토크 연산 유닛(51)은 도 8에 예시된 미리 얻어진 엔진(5)의 성능 맵을 기초로 엑셀러레이터 페달 개도(APO)(엔진 요구 부하)와 엔진 회전 속도(Ne)로부터 운전자에 의해 요구되는 요구 엔진 토크(Te*)를 구한다.

본 실시예에서는, 전술한 문제의 해결을 실현하기 위해, 요구 엔진 토크(Te*)가 그대로 목표 엔진 토크(tTe)로서 엔진 제어에 이용되지 않고, 요구 엔진 토크(Te*), 풀리 회전비(λ) 및 벨트 접촉 반경비(i)로부터 이하의 방식으로 목표 엔진 토크(tTe)가 연산된다.

즉, 제산기(52)가 풀리 회전비(λ)를 벨트 접촉 반경비(i)로 나누어서 제산값(λ/i)을 구한다.

풀리 회전비(λ)는 도 12의 (b)에 도시된 바와 같이 전술한 벨트 슬립 제어 중에도 전술한 변속 제어에 의해 목표 속도비로 유지되지만, 벨트 접촉 반경비(i)는 전술한 이유로 도 12의 (c)에 도시된 바와 같이 벨트 슬립에 대응하는 양만큼 저하한다.

그러나, 벨트 슬립 제어가 수행되지 않을 때는 벨트 접촉 반경비(i)에 있어서 전술한 저하가 발생하지 않고, 벨트 접촉 반경비(i)가 풀리 회전비(λ)와 같으므로, 제산값(λ/i)은 1이다.

벨트 슬립 제어중에는 벨트 접촉 반경비(i)에 있어서 전술한 저하가 발생하고, 벨트 접촉 반경비(i)가 풀리 회전비(λ)보다 더 작아지므로, 제산값(λ/i)은 1보다 큰 값이 된다.

따라서, 제산값(λ/i)=1은 벨트 슬립 제어가 실행되지 않고 있음을 나타내며, 제산값(λ/i)>1은 벨트 슬립 제어가 실행되고 있음을 나타낸다.

벨트 접촉 반경비(i)의 저하 정도는 벨트 슬립율(SLip)의 크기에 대응하므로, 제산값(λ/i)은 벨트 슬립율(SLip)의 증가에 따라 더 커지고, 그것은 또한 벨트 슬립율(SLip)의 크기도 나타낸다.

승산기(53)는 연산 유닛(51)에서 구해진 요구 엔진 토크(Te*)에 전술한 제산값(λ/i)를 곱하여 목표 엔진 토크(tTe)를 구하고, 목표 엔진 토크(tTe)는 엔진 제어기(19)에 의해 수행되는 엔진(5)의 출력 제어에 이용된다.

전술한 바와 같이, 벨트 슬립율(SLip)의 증가에 따라 제산값(λ/i)이 1보다 더 큰 값에 도달하므로, 목표 엔진 토크(tTe)는 도 12의 (a) 내지 (e)에 도시된 벨트 슬립 제어 개시 순간(t1) 후에 벨트 슬립율(SLip)의 크기에 대응하는 값까지 증가한다.

따라서, V벨트 무단 변속기(1)로의 변속기 입력 토크(Ti)가 도 12의 (d)에 실선으로 도시된 바와 같이 도 12의 (a) 내지 (e)에 도시된 벨트 슬립 제어 개시 순간(t1) 후에 증가하여, 토크 증가량이 벨트 슬립율(SLip)의 크기에 대응한다.

변속기 입력 토크(Ti)의 증가는, 벨트 슬립 제어중 벨트 슬립으로 인해 발생하는 파선으로 도시된 변속기 출력 토크(차량의 구동력)(To)의 저하를 보상할 수 있어서, 변속기 출력 토크(To)는 도 12의 (e)에 실선으로 도시된 바와 같이 벨트 슬립 제어 중에도 일정하게 유지될 수 있다.

이상으로부터, 벨트 슬립 제어중 변속기 출력 토크(To)의 저하는 회피될 수 있고, 구동력 저하로 인한 운전감의 악화 및 차량 주행 성능의 악화와 관련된 전술한 문제가 해결될 수 있다.

<벨트 슬립시 변속 제어>

다음으로, 도 12의 (a)에 도시된 순간(t1) 후에 벨트 슬립 제어중 엔진 회전 속도(Ne)[1차 풀리 회전 속도(Npri)]가 일점쇄선으로 도시된 바와 같이 상승하는 것을 방지하기 위해, 도 7에 도시된 스텝 모터 제어를 통해 수행되는 변속 제어를 설명한다.

목표 엔진 회전 속도 연산 유닛(54)은 도 9에 예시된 변속 맵을 기초로 차량 속도(VSP)와 엑셀러레이터 페달 개도(APO)로부터 현재 주행 상태에서 운전자에 의해 요구되는 V벨트 무단 변속기(1)의 토크 증폭비를 달성하기 위한 목표 엔진 회전 속도(Ne*)를 구한다.

승산기(55)는 차량 속도(VSP)에 출력 회전 연산 정수(K5)를 곱하여 V벨트 무단 변속기(1)의 출력 회전 속도(Nsec, 2차 풀리 회전 속도)를 구한다.

제산기(56)는 전술한 목표 엔진 회전 속도(Ne*)를 전술한 변속기 출력 회전 속도(Nsec)로 나누어 목표 속도비를 연산한다.

변속 지령 연산 유닛(57)은 제산기(56)에서 구해진 목표 속도비를 실현하기 위해 요구되는 스텝 모터(27)에 대한 변속 지령[기준 스텝수(Step(0))]을 연산한다.

이 연산에 대해서, 기준 스텝수[Step(0)]가 스텝 모터(27)에 지령될 때 얻어진 속도비와 기준 스텝수[Step(0)] 사이의 관계는 실험 등에 따라 미리 맵핑되고, 맵을 기초로 목표 속도비로부터 기준 스텝수[Step(0)]가 구해진다.

본 실시예에서는, 전술한 목적을 달성하기 위해, 기준 스텝수[Step(0)]를 그대로 스텝 모터(27)에 지령하지 않고, 기준 스텝수[Step(0)]는 스텝 모터(27)에 대한 지령 스텝수(Step)를 준비하도록 이하의 방식으로 보정된다.

속도비 선택 유닛(58)에는 풀리 회전비(λ)와, 동력 주행이 실행중(벨트 슬립 제어가 실행중)임을 나타내는 신호와, 벨트 접촉 반경비(i)가 입력되어, 이하의 방식으로 벨트 슬립의 경우에 엔진 회전 상승을 방지하기 위한 속도비를 연산한다.

속도비 선택 유닛(58)은 동력 주행이 실행중(벨트 슬립 제어가 실행중)임을 나타내는 신호가 존재하는지 여부를 체크한다.

동력 주행이 실행중(벨트 슬립 제어가 실행중)임을 나타내는 신호가 존재하지 않으면, 풀리 회전비(λ)는 실제 속도비를 잘 나타내므로, 풀리 회전비(λ)가 풀리 회전비(λ)와 목표 속도비 사이의 편차에 응답하여 목표 속도비를 추종하는 피드백 제어에 따라 스텝 모터(27)에 대한 지령 스텝수(Step)가 결정될 수 있다.

동력 주행이 실행중(벨트 슬립 제어가 실행중)임을 나타내는 신호가 존재하지 않으면, 속도비 선택 유닛(58)은 벨트 슬립시 엔진 회전 상승을 방지하기 위한 속도비로서 풀리 회전비(λ)를 그대로 감산기(59)의 마이너스 입력으로 입력한다.

이때, 감산기(59)는 플러스 입력으로의 목표 속도비로부터 마이너스 입력으로의 풀리 회전비(λ)를 빼서, 양 비 사이의 편차를 속도비 보정량으로 한다.

승산기(60)는 속도비 보정량에 모터 스텝수 환산 계수(K6)를 곱하여 풀리 회전비(λ)를 목표 속도비에 추종시키기 위해 요구되는 모터 스텝수 보정량(ΔStep)을 구한다.

감산기(61)는 변속 지령 연산 유닛(57)에서 구해진 기준 스텝수[Step(0)]를 모터 스텝수 보정량(ΔStep)만큼 저하시키도록 보정하여, 보정에 의해 구해진 값을 스텝 모터(27)에 대한 지령 스텝수(Step)로 결정한다.

따라서, 동력 주행이 실행중(벨트 슬립 제어가 실행중)이지 않은 기간에, 스텝 모터(27)는 목표 속도비와 풀리 회전비(λ) 사이의 편차에 대응하는 피드백 제어에 따라 결정된 지령 스텝수(Step)에 응답하여, 풀리 회전비(λ)를 목표 속도비에 추종시킨다.

그러나, 이런 방식으로 풀리 회전비(λ)를 목표 속도비에 추종시키도록 하는 변속을 벨트 슬립 제어중에도 계속한다면, 엔진 회전 속도(Ne)[1차 풀리 회전 속도(Npri)]는 엑셀러레이터 페달이 답입되지 않은 상태에서도 도 12의 (a)의 일점쇄선으로 도시된 바와 같이 벨트 슬립으로 인해 상승하고, 그에 따라 운전자에게 위화감을 준다.

속도비 선택 유닛(58)은 동력 주행이 실행중(벨트 슬립 제어가 실행중)임을 나타내는 신호가 존재하는 동안 이하의 방식으로 위화감을 제거할 수 있다.

즉, 속도비 선택 유닛(58)은 동력 주행중(벨트 슬립 제어중)에 풀리 회전비(λ) 대신 벨트 접촉 반경비(i)를 감산기(59)의 마이너스 입력으로 입력한다.

이 경우, 감산기(59)는 목표 속도비로부터 벨트 접촉 반경비(i)를 빼서 양 비 사이의 편차를 속도비 보정량으로 결정한다.

승산기(60)는 이 속도비 보정량에 모터 스텝수 환산 계수(K6)를 곱하여 풀리 회전비(λ)를 목표 속도비에 추종시키기 위해 요구되는 모터 스텝수 보정량(ΔStep)을 구한다.

감산기(61)는 기준 스텝수[Step(0)]를 모터 스텝수 보정량(ΔStep)만큼 저하시켜 보정에 의해 구해진 값을 스텝 모터(27)에 대한 지령 스텝수(Step)로 결정하는 보정을 수행한다.

벨트 접촉 반경비(i)는 도 12의 (c)에서 전술한 바와 같이 벨트 슬립 제어중 슬립량만큼 작아지므로, 감산기(59)로부터의 속도비 보정량은 도 12의 (a)에서 일점쇄선으로 도시된 벨트 슬립량에 대응하는 엔진 회전 속도(Ne)의 회전 상승을 해소하기 위한 속도비 보정량을 의미한다.

기준 스텝수[Step(0)]가 감산기(61)에서 속도비 보정량에 대응하는 모터 스텝수 보정량(ΔStep)만큼 저하된다는 사실은, 풀리 회전비(λ)를 목표 속도비에 지향시키는 변속이 수행되어 벨트 접촉 반경비(i)가 벨트 슬립의 증가에 따라 더 작아진다는(비가 하이 쪽으로 변경) 것을 의미한다.

따라서, V벨트 무단 변속기(1)의 속도비는 벨트 슬립이 제어되지 않을 때보다 동력 주행중(벨트 슬립 제어중)에 벨트 슬립으로 인한 엔진 회전 상승을 방지하기 위한 속도비에 대응하는 양만큼 하이 속도비에 더 가깝게 되어, 도 12의 (a)에 일점쇄선으로 도시된 바와 같이 벨트 슬립으로 인한 엔진 회전 속도(Ne)의 상승을 피할 수 있다.

따라서, 운전자가 엑셀러레이터 페달을 답입하지 않았음에도 불구하고 엔진 회전 속도(Ne)가 상승하는 일이 발생하지 않게 되어, 이러한 일로 인한 위화감이 방지될 수 있다.

<제2 실시예>

도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 벨트 슬립시 구동력 제어 장치의 목표 엔진 토크 연산 처리 유닛을 도시한 것으로, 본 실시예에서는 도 6에 도시된 제1 실시예의 목표 엔진 토크 연산 처리 유닛 대신에 이 목표 엔진 토크 연산 처리 유닛이 사용되며, 제2 실시예의 나머지 구성은 제1 실시예와 유사하다.

도 10에 도시된 요구 구동력 연산 유닛(62)은 도 11에 예시된 구동력 맵을 기초로 차량 속도(VSP)와 엑셀러레이터 페달 개도(APO)로부터 현재의 운전 상태에서 운전자에 의해 요구되는 차량의 요구 구동력(F^*)을 구한다.

제산기(63)는 전술한 요구 구동력(F^*)을 벨트 접촉 반경비(i)로 나누고, 승산 및 제산 유닛(64)은 제산기(63)에 의해 구해진 제산값에 타이어 동반경(Rt, dynamic tire radius)을 곱하고, 승산값을 차동 기어 유닛(10)과 최종 감속 기어 트레인(9)의 총 기어비인 최종 기어비(Gf)로 나누어, 전술한 요구 구동력(F^*)을 실현하기 위해 요구되는 목표 엔진 토크(tTe)를 구하고, 이것을 엔진 제어기(19)에 의해 수행되는 엔진(5)의 출력 제어를 위해 사용한다.

본 실시예에서도, 목표 엔진 토크(tTe)의 연산을 위해 벨트 접촉 반경비(i)가 사용되고, 이 경우에 목표 엔진 토크(tTe)는 요구 구동력(F^*)을 벨트 접촉 반경비(i)로 나눔으로써 구해지므로, 벨트 접촉 반경비(i)가 벨트 슬립 제어중 도 12의 (c)에 도시된 바와 같이 벨트 슬립에 대응하는 양만큼 저하할 때, 벨트 슬립에 응답하여 목표 엔진 토크(tTe)를 증가시키도록 작용한다.

따라서, V벨트 무단 변속기(1)로의 변속기 입력 토크(Ti)는 도 12의 (d)에 실선으로 도시된 바와 같이 벨트 슬립 제어 개시 순간(t1) 후에 증가하고, 토크 증가량은 벨트 슬립율(SLip)의 크기에 대응한다.

이러한 변속기 입력 토크(Ti)의 증가는 도 12의 (e)에 파선으로 도시된 바와 같이 벨트 슬립 제어중에 벨트 슬립으로 인해 발생하는 변속기 출력 토크(차량의 구동력)(To)의 저하를 보상할 수 있어서, 변속기 출력 토크(To)는 도 12의 (e)에 실선으로 도시된 바와 같이 벨트 슬립 제어중에도 일정하게 유지될 수 있다.

이상으로부터, 벨트 슬립 제어중 변속기 출력 토크(To)의 저하가 회피될 수 있어서, 구동력 저하로 인한 차량 주행 성능의 악화나 운전감의 악화와 관련된 전술한 문제가 해결될 수 있다.

<다른 실시예>

전술한 실시예에서는, 도 1에 도시된 바와 같이 가동 시브 위치 센서(20)로서 가동 시브(3b)의 스트로크를 자기적으로 검출하는 자기식 비접촉형 센서가 사용되지만, 이하에 설명한 부재가 대신 사용될 수 있다.

즉, 도 13에 도시된 바와 같이, 2차 풀리(3)의 가동 시브(3b) 근처의 변속 링크(26)(도 3 또한 참조)의 단부를 2차 풀리(3) 상의 가동 시브(3b)에 탄성적으로 제공하기 위한 스프링(31)과, 스프링이 안착되는 변속기 케이스 사이에 스트레인 게이지(32)가 제공되고, 이것은 가동 시브 위치 센서로 사용된다.

이 경우, 스프링(31)의 탄성력은 2차 풀리(3)의 가동 시브(3b)의 스트로크 위치에 대해 비례 관계에 있고, 스트레인 게이지(32)의 출력은 스프링(31)의 탄성력에 응답하여 결정되므로, 스트레인 게이지(32)의 출력(검출값)은 가동 시브(3b)의 스트로크 위치 신호로 사용될 수 있다.

본 출원은, 그 전체 내용이 본 명세서에 참조된, 2009년 6월 10일자로 일본특허청에 출원된 일본특허출원 제2009-138913호를 기초로 우선권을 주장한다.

본 발명은 발명의 특정 실시예를 참조하여 전술하였지만, 본 발명은 전술한 실시예에 한정되지 않는다. 당업자라면, 전술한 교시를 고려하여, 전술한 실시예의 수정 및 변경을 할 수 있을 것이다. 본 발명의 범주는 이하의 청구범위를 참조하여 한정된다.

Claims

동력원(5)으로부터의 회전은 풀리(2, 3) 둘레에 권취된 V벨트(4)를 통해 전달될 수 있고, 고정 시브(2a, 3a)에 대해 V벨트(4)를 권취하기 위해 풀리 V홈을 한정하는 가동 시브(2b, 3b)를 축방향으로 스트로크시킴으로써 풀리(2, 3) 사이의 풀리 회전비는 목표 속도비에 대응하는 값을 향해 연속적으로 변경될 수 있고, 풀리(2, 3)에 대한 V벨트(4)의 슬립 상태는 벨트 슬립 제어에 의해 미리 정해진 슬립 상태로 제어되는, V벨트 무단 변속기(1)를 구비한 차량용 벨트 슬립시 구동력 제어 장치이며,
벨트 슬립 제어가 실행중임을 검출하는 벨트 슬립 제어 검출 수단과,
풀리(2, 3)에 대한 V벨트(4)의 벨트 접촉 반경비를 연산하는 벨트 접촉 반경비 연산 수단과,
벨트 접촉 반경비 연산 수단과 벨트 슬립 제어 검출 수단으로부터의 신호에 응답하여, 벨트 슬립 제어시 벨트 접촉 반경비에 따른 목표 동력원 출력 토크를 결정하는 동력원 출력 토크 결정 수단을 포함하는, 벨트 슬립시 구동력 제어 장치.
제1항에 있어서, 상기 가동 시브 중 하나의 스트로크 위치를 검출하는 가동 시브 위치 센서(20, 32)를 더 포함하고,
상기 벨트 접촉 반경비 연산 수단은 가동 시브 위치 센서(20, 32)에 의해 검출된 스트로크 위치로부터 벨트 접촉 반경비를 연산하는, 벨트 슬립시 구동력 제어 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 벨트 슬립 제어 검출 수단은 풀리 회전비를 벨트 접촉 반경비로 나누어서 구해진 제산값으로부터 벨트 슬립 제어가 실행중임을 검출하고,
상기 동력원 출력 토크 결정 수단은 동력원 요구 부하와 동력원 회전 속도로부터 구해진 요구 동력원 출력 토크에 상기 제산값을 곱하여 목표 동력원 출력 토크를 연산하는, 벨트 슬립시 구동력 제어 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 동력원 출력 토크 결정 수단은 동력원 요구 부하와 변속기 출력 회전 속도로부터 차량의 요구 구동력을 연산하는 요구 구동력 연산 수단을 더 포함하고,
상기 동력원 출력 토크 결정 수단은 요구 구동력 연산 수단, 차량의 최종 기어비 및 벨트 접촉 반경비에 의해 구해진 요구 구동력으로부터 목표 동력원 출력 토크를 연산하는, 벨트 슬립시 구동력 제어 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 풀리에 대한 V벨트의 슬립율의 증가에 따라 벨트 접촉 반경비가 더욱 작아지도록, 풀리 회전비를 목표 속도비에 대응하는 값이 되도록 V벨트 무단 변속기의 변속을 수행하는 변속 제어 수단을 더 포함하는, 벨트 슬립시 구동력 제어 장치.
동력원(5)으로부터의 회전은 풀리(2, 3) 둘레에 권취된 V벨트(4)를 통해 전달될 수 있고, 고정 시브(2a, 3a)에 대해 V벨트(4)를 권취하기 위해 풀리 V홈을 한정하는 가동 시브(2b, 3b)를 축방향으로 스트로크시킴으로써 풀리(2, 3) 사이의 풀리 회전비는 목표 속도비에 대응하는 값을 향해 연속적으로 변경될 수 있고, 풀리(2, 3)에 대한 V벨트(4)의 슬립 상태는 벨트 슬립 제어에 의해 미리 정해진 슬립 상태로 제어되는, V벨트 무단 변속기(1)를 구비한 차량용 벨트 슬립시 구동력 제어 방법이며,
상기 벨트 슬립 제어가 실행중임을 검출하는 단계와,
상기 풀리(2, 3)에 대한 V벨트(4)의 벨트 접촉 반경비를 연산하는 단계와,
상기 검출 작동 및 연산 작동의 결과에 응답하여, 벨트 슬립 제어시에 벨트 접촉 반경비에 따른 목표 동력원 출력 토크를 결정하는 단계를 포함하는, 벨트 슬립시 구동력 제어 방법.