KR20120025968A - 무단 변속기 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 과제는, 매뉴얼 모드에 있어서의 변속이 운전자에게 위화감을 부여하는 일이 없는 무단 변속기를 제공하는 것이다.
배리에이터(20)와 부 변속 기구(30)가 접속된 무단 변속기에 있어서, 매뉴얼 모드가 선택되어 있을 때에, 운전자로부터의 변속 지시에 대응하는 변속비가, 제1 변속비와 제2 변속비 사이인 경우에, 배리에이터(20)의 변속비만을 변경하여 스루 변속비를 목표 변속비에 도달시킨 후에, 스루 변속비가 변화되지 않도록 배리에이터(20)의 변속비를 부 변속 기구(30)의 변속비의 변화에 대응하여 변화시키면서 부 변속 기구(30)의 변속을 행한다.

Description

무단 변속기{CONTINUOUSLY VARIABLE TRANSMISSION}
본 발명은, 배리에이터(variator)와 부 변속 기구를 구비하는 무단 변속기에 있어서의 매뉴얼 모드의 변속 제어에 관한 것이다.
무단 변속 기구(배리에이터)와, 복수의 전진 기어단으로 선택적으로 전환되는 부 변속 기구를 갖는 변속기가 알려져 있다. 이러한 변속기에서는, 통상의 무단 변속기와 비교하여, 부 변속 기구에 의해 변속 영역을 확대할 수 있으므로, 엔진의 효율을 향상시켜 연비를 향상시킬 수 있다.
이러한 변속기에 있어서, 부 변속 기구의 변속을 수반하는 변속을 행하는 경우는, 부 변속 기구의 변속이 개시되었을 때에, 배리에이터를 부 변속 기구의 변속 방향과 반대측으로 변속시킨다. 이에 의해 변속 전후에서의 변속기 전체의 변속비가 변화되지 않아, 엔진의 회전 속도의 변화가 억제되므로, 변속 쇼크를 억제할 수 있다(특허 문헌 1 참조).
또한, 무단 변속기에 있어서, 운전자의 시프트 조작에 의해 변속비를 선택 가능하게 제어하는, 이른바 매뉴얼 모드를 구비한 변속기가 알려져 있다(특허 문헌 2 참조).
일본 특허 출원 공개 평5-79554호 공보 일본 특허 출원 공개 제2002-243031호 공보
종래의 무단 변속기에 있어서, 매뉴얼 모드를 실현하는 경우는, 운전자의 변속 의도를 신속하게 달성하기 위해, 통상의 주행 레인지에 있어서의 변속 개시로부터 변속 종료까지의 사이의 변속 응답성에 비해, 신속한 변속 응답성이 요구된다.
한편, 부 변속 기구의 변속을 수반하는 변속에서는, 부 변속 기구의 변속을 위해 유압 제어의 준비가 필요해져, 변속 지시가 있고 나서 부 변속 기구의 변속이 실행될 때까지의 변속 응답성이 배리에이터와 다르다. 그로 인해, 배리에이터만의 변속과 부 변속 기구의 변속에서 변속 응답성에 차이가 발생하여, 운전자는 위화감을 느껴 버린다고 하는 문제가 있었다.
본 발명은 이러한 문제점에 비추어 이루어진 것으로, 배리에이터와 부 변속 기구를 구비하는 무단 변속기에 있어서, 매뉴얼 모드에 있어서의 변속이 운전자에게 위화감을 부여하는 일이 없는 무단 변속기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시 형태에 따르면, 차량에 탑재되고, 엔진의 회전 속도를 변속하는 무단 변속기이며, 변속비를 무단계로 변경할 수 있는 무단 변속 기구(이하, 「배리에이터」라 함)와, 배리에이터에 대해 직렬로 구비되고, 복수의 변속단을 구비하는 부 변속 기구와, 차량의 운전 상태에 기초하여 목표 변속비를 설정하고, 배리에이터의 변속비 및 부 변속 기구의 변속단 중 적어도 한쪽을 변경하여, 배리에이터 및 부 변속 기구의 전체의 변속비인 스루 변속비를 목표 변속비에 추종시키는 변속 제어부를 구비하고, 변속 제어부는, 미리 복수의 변속단이 설정되고, 운전자로부터의 변속 지시에 기초하여 변속단 중 어느 하나를 목표 변속비로서 설정하는 매뉴얼 모드를 구비하고, 매뉴얼 모드가 선택되어 있을 때에, 운전자로부터의 변속 지시에 대응하는 변속비가, 부 변속 기구가 고속측의 제2 변속단이고 또한 배리에이터의 변속비가 최Low인 제1 변속비와, 부 변속 기구가 저속측의 제1 변속단이고 또한 상기 배리에이터의 변속비가 최High인 제2 변속비 사이인 경우에, 배리에이터의 변속비만을 변경하여 스루 변속비를 목표 변속비에 도달시킨 후에, 스루 변속비가 변화되지 않도록 배리에이터의 변속비를 부 변속 기구의 변속비의 변화에 대응하여 변화시키면서 부 변속 기구의 변속을 행하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 부 변속 기구가 구비된 무단 변속기의 매뉴얼 모드이며, 부 변속 기구가 고속 모드이고 배리에이터가 최Low인 선과 부 변속 기구가 저속 모드이고 배리에이터가 최High인 선 사이에 끼워지는 영역(B 영역)의 변속점에서 변속을 행하는 경우에는, 우선 배리에이터에 의해 도달 스루 변속비를 달성하고, 다음에, 배리에이터의 변속 종료 후에 부 변속 기구의 변속을 행함으로써, 다음 변속 지시가 있었을 때에도, 이미 부 변속 기구의 변속은 완료되어 있으므로, 운전자로부터 지시된 변속단으로의 변속이, 저속 모드에서만 취할 수 있는 영역(A 영역) 및 고속 모드에서만 취할 수 있는 영역(C 영역)으로 이행하였을 때라도, 배리에이터만의 변속에 의해 변속 응답성이 빠른 변속을 행할 수 있어, 운전자에의 위화감을 억제할 수 있다.
도 1은 본 실시 형태의 무단 변속기를 탑재한 차량의 개략 구성도.
도 2는 본 발명의 실시 형태의 변속기 컨트롤러의 구성의 일례를 도시하는 설명도.
도 3은 본 발명의 실시 형태의 변속 맵의 일례를 나타내는 설명도.
도 4는 본 발명의 실시 형태의 매뉴얼 모드 변속 맵의 일례의 설명도.
도 5는 본 발명의 실시 형태의 변속기 컨트롤러의 제어의 흐름도.
도 6은 본 발명의 실시 형태의 매뉴얼 모드시에 있어서의 업 시프트의 협조 변속의 타임챠트.
도 7은 본 발명의 실시 형태의 매뉴얼 모드시에 있어서의 다운 시프트의 협조 변속의 타임챠트.
도 8은 본 발명의 실시 형태의 매뉴얼 모드시에 있어서의 다운 시프트의 협조 변속의 타임챠트.
이하, 첨부 도면을 참조하면서 본 발명의 실시 형태에 대해 설명한다. 또한, 이하의 설명에 있어서, 어느 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 변속비를 의미하고, 「최High 변속비」는 당해 변속 기구의 최소 변속비를 의미한다.
도 1은 본 실시 형태에 관한 무단 변속기를 탑재한 차량의 개략 구성도이다. 이 차량은 동력원으로서 엔진(1)을 구비한다. 엔진(1)의 출력 회전은, 로크 업 클러치가 구비된 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 조절하여 변속기(4)의 각 부위에 공급하는 유압 제어 회로(11)와, 유압 제어 회로(11)를 제어하는 변속기 컨트롤러(12)가 설치되어 있다.
각 구성에 대해 설명하면, 변속기(4)는, 무단 변속 기구[이하,「배리에이터(20)」라 함]와, 배리에이터(20)에 대해 직렬로 설치되는 부 변속 기구(30)를 구비한다. 「직렬로 설치된다」라 함은 상기 동력 전달 경로에 있어서 배리에이터(20)와 부 변속 기구(30)가 직렬로 설치된다고 하는 의미이다. 부 변속 기구(30)는, 이 예와 같이 배리에이터(20)의 출력축에 직접 접속되어 있어도 되고, 그 밖의 변속 내지 동력 전달 기구(예를 들어, 기어열)를 통해 접속되어 있어도 된다.
배리에이터(20)는, 프라이머리 풀리(21)와, 세컨더리 풀리(22)와, 풀리(21, 22) 사이에 권취되는 V 벨트(23)를 구비하는 벨트식 무단 변속 기구이다. 풀리(21, 22)는, 각각 고정 원추판과, 이 고정 원추판에 대해 쉬이브면을 대향시킨 상태로 배치되고 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 변속비(vRatio)가 무단계로 변화된다.
부 변속 기구(30)는 전진 2단?후진 1단의 변속 기구이다. 부 변속 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)에의 공급 유압을 조정하여, 각 마찰 체결 요소(32 내지 34)의 체결?해방 상태를 변경하면, 부 변속 기구(30)의 변속단이 변경된다. 예를 들어, Low 브레이크(32)를 체결하고, High 클러치(33)와 Rev 브레이크(34)를 해방하면 부 변속 기구(30)의 변속단은 1속이 된다. High 클러치(33)를 체결하고, Low 브레이크(32)와 Rev 브레이크(34)를 해방하면 부 변속 기구(30)의 변속단은 1속보다도 변속비가 작은 2속이 된다. 또한, Rev 브레이크(34)를 체결하고, Low 브레이크(32)와 High 클러치(33)를 해방하면 부 변속 기구(30)의 변속단은 후진이 된다. 또한, 이하의 설명에서는, 부 변속 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 개방도[이하,「액셀러레이터 개방도(APO)」라 함]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, 차량의 주행 속도[이하,「차속(VSP)」이라 함]를 검출하는 차속 센서(43)의 출력 신호, 변속기(4)의 유온(油溫)을 검출하는 유온 센서(44)의 출력 신호, 셀렉트 레버(45)의 위치를 검출하는 인히비터 스위치(46)의 출력 신호, 브레이크 페달이 답입(stepping)되어 있는 것을 검출하는 브레이크 스위치(47)의 출력 신호 등이 입력된다. 또한, 스티어링(52)에 구비된 패들(51)의 조작 상태를 검출하는 패들 스위치(50)의 신호 출력이 입력된다.
기억 장치(122)에는, 변속기(4)의 변속 제어 프로그램, 이 변속 제어 프로그램에서 사용하는 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 전환하는 동시에 오일 펌프(10)에서 발생한 유압으로부터 필요한 유압을 조정하고, 이것을 변속기(4)의 각 부위에 공급한다. 이에 의해, 배리에이터(20)의 변속비(vRatio), 부 변속 기구(30)의 변속단이 변경되어, 변속기(4)의 변속이 행해진다.
도 3은, 본 실시 형태의 변속기 컨트롤러(12)의 기억 장치(122)에 저장되는 변속 맵의 일례를 나타내고 있다.
이 변속 맵 상에서는 변속기(4)의 동작점이 차속(VSP)과 프라이머리 회전 속도(Npri)에 기초하여 결정된다. 변속기(4)의 동작점과 변속 맵 좌측 하부 코너의 0점을 연결하는 선의 기울기가 변속기(4)의 변속비[배리에이터(20)의 변속비(vRatio)에 부 변속 기구(30)의 변속비(subRatio)를 곱하여 얻어지는 전체의 변속비, 이하, 「스루 변속비(Ratio)」라 함]를 나타내고 있다. 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(coast line)[액셀러레이터 개방도(APO)＝0일 때의 변속선]만이 나타내어져 있다.
변속기(4)가 저속 모드일 때에는, 변속기(4)는 배리에이터(20)의 변속비(vRatio)를 최대로 하여 얻어지는 저속 모드 최Low선과 배리에이터(20)의 변속비(vRatio)를 최소로 하여 얻어지는 저속 모드 최High선 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 변속비(vRatio)를 최대로 하여 얻어지는 고속 모드 최Low선과 배리에이터(20)의 변속비(vRatio)를 최소로 하여 얻어지는 고속 모드 최High선 사이에서 변속할 수 있다. 이때, 변속기(4)의 동작점은 B 영역과 C 영역 내를 이동한다.
부 변속 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 변속비(Ratio)의 범위인 저속 모드 비율 범위와 고속 모드에서 취할 수 있는 변속기(4)의 스루 변속비(Ratio)의 범위인 고속 모드 비율 범위가 부분적으로 중복되어, 변속기(4)의 동작점이 고속 모드 최Low선(제1 변속비)과 저속 모드 최High선(제2 변속비) 사이에 끼워지는 B 영역에 있을 때에는, 변속기(4)는 저속 모드, 고속 모드 중 어느 모드나 선택 가능하게 되어 있다.
변속기 컨트롤러(12)는, 이 변속 맵을 참조하여, 차속(VSP) 및 액셀러레이터 개방도(APO)(차량의 운전 상태)에 대응하는 스루 변속비(Ratio)를 도달 스루 변속비(DRatio)로서 설정한다. 이 도달 스루 변속비(DRatio)는, 당해 운전 상태에서 스루 변속비(Ratio)가 최종적으로 도달해야 할 목표값이다. 그리고 변속기 컨트롤러(12)는, 스루 변속비(Ratio)를 원하는 응답 특성으로 도달 스루 변속비(DRatio)에 추종시키기 위한 과도적인 목표값인 목표 스루 변속비(tRatio)를 설정하고, 스루 변속비(Ratio)가 목표 스루 변속비(tRatio)에 일치하도록 배리에이터(20) 및 부 변속 기구(30)를 제어한다.
또한, 변속 맵 상에는 부 변속 기구(30)의 변속을 행하는 모드 전환 변속선[부 변속 기구(30)의 1-2 변속선]이 저속 모드 최High선 상에 겹쳐지도록 설정되어 있다. 모드 전환 변속선에 대응하는 스루 변속비[이하, 「모드 전환 변속비(mRatio)」라 함]는 저속 모드 최High 변속비와 동등하다.
그리고 변속기(4)의 동작점이 모드 전환 변속선을 가로지른 경우, 즉, 변속기(4)의 스루 변속비(Ratio)가 모드 전환 변속비(mRatio)를 넘어 변화된 경우는, 변속기 컨트롤러(12)는 모드 전환 변속 제어를 행한다. 이 모드 전환 변속 제어에서는, 변속기 컨트롤러(12)는, 부 변속 기구(30)의 변속을 행하는 동시에, 배리에이터(20)의 변속비(vRatio)를 부 변속 기구(30)의 변속비(subRatio)가 변화되는 방향과 반대의 방향으로 변화시키는 협조 변속을 행한다.
협조 변속에서는, 변속기(4)의 스루 변속비(Ratio)가 모드 전환 변속비(mRatio)보다도 큰 상태로부터 작은 상태로 되었을 때에는, 변속기 컨트롤러(12)는, 부 변속 기구(30)의 변속단을 1속으로부터 2속으로 변경(이하, 「1-2 변속」이라 함)하는 동시에, 배리에이터(20)의 변속비(vRatio)를 변속비 대측(大側)으로 변화시킨다. 반대로, 변속기(4)의 스루 변속비(Ratio)가 모드 전환 변속비(mRatio)보다도 작은 상태로부터 큰 상태로 되었을 때에는, 변속기 컨트롤러(12)는, 부 변속 기구(30)의 변속단을 2속으로부터 1속으로 변경(이하, 「2-1 변속」이라 함)하는 동시에, 배리에이터(20)의 변속비(vRatio)를 변속비 소측(小側)으로 변화시킨다.
모드 전환 변속시, 협조 변속을 행하는 것은, 변속기(4)의 스루 변속비(Ratio)의 단차에 의해 발생하는 입력 회전의 변화에 수반되는 운전자의 위화감을 억제하기 위함이다. 또한, 모드 전환 변속을 배리에이터(20)의 변속비(vRatio)가 최High 변속비일 때에 행하는 것은, 이 상태에서는 부 변속 기구(30)에 입력되는 토크가 그 때에 배리에이터(20)에 입력되는 토크하에서는 최소로 되어 있어, 이 상태에서 부 변속 기구(30)를 변속하면 부 변속 기구(30)의 변속 쇼크를 완화할 수 있기 때문이다.
또한, 이 변속 맵에 따르면, 차량이 정차할 때, 배리에이터(20)의 변속비(vRatio)는 최Low 변속비로 되고, 또한 부 변속 기구(30)의 변속단은 1속으로 된다.
다음에 매뉴얼 모드 변속에 대해 설명한다.
본 실시 형태의 변속기(4)는, 운전자의 의도에 따라 변속기(4)를 소정의 변속비로 고정할 수 있는 모드(매뉴얼 모드)를 구비한다.
변속기 컨트롤러(12)는, 변속비가 소정의 변속비로 고정된 복수의 변속선을 구비하는 변속 맵(매뉴얼 모드 변속 맵)을 미리 구비하고 있다. 그리고 운전자로부터 변속 지시가 있었던 경우에, 지시된 변속선으로 변속비를 고정하도록 제어한다.
도 4는, 본 실시 형태의 매뉴얼 모드 변속 맵의 일례의 설명도이다.
도 4에 나타내는 매뉴얼 모드 변속 맵은, 저속 모드의 최Low선을 거의 따르도록 설정된 M1속선과, 고속 모드의 최High선을 거의 따르도록 설정된 M7속선과, M1속선과 M7속선 사이에 설정된 M2속선 내지 M6속선의 합계 7속으로 이루어지는 변속선이 설정되어 있다.
운전자는, 매뉴얼 모드로의 이행을 희망하는 경우는, 셀렉트 레버(45)나 패들(51) 등을 조작하여, 매뉴얼 모드로의 이행을 지시한다. 이것을 받아 변속기 컨트롤러(12)는, 변속 맵을 도 3의 통상의 변속 맵으로부터 도 4의 매뉴얼 모드의 변속 맵으로 변경한다. 이에 의해, 매뉴얼 모드로 이행한다.
매뉴얼 모드로 이행하였을 때, 변속기 컨트롤러(12)는, 우선, 매뉴얼 모드 변속 맵 중, 현재의 변속점에 가장 가까운 매뉴얼 모드 변속선으로 변속점을 변경한다. 또는, 매뉴얼 모드로 이행하였을 때, 현재의 변속점을 고정해 두고, 운전자로부터 변속의 지시가 있었을 때에, 변속선을 따라 변속시켜도 된다.
매뉴얼 모드로 이행 후, 운전자가 셀렉트 레버(45) 또는 패들(51)을 조작하여 원하는 변속단(M1 내지 M7)을 지시한 경우는, 변속기 컨트롤러(12)는, 지시된 변속단으로 변속비가 고정되도록, 도 4에 나타내는 매뉴얼 모드 변속 맵의 소정의 변속선 상으로 변속점을 이동시킨다. 이에 의해, 매뉴얼 모드 변속이 실현된다.
이 매뉴얼 모드의 변속선 중, M1속선 및 M2속선은, 부 변속 기구(30)가 저속 모드일 때에만 변속 가능하고, M6속선 및 M7속선은, 부 변속 기구(30)가 고속 모드일 때에만 변속 가능하다. 또한, M3속선, M4속선 및 M5속선은, 부 변속 기구(30)가, Low 모드 및 High 모드 중 어느 상태라도 변속 가능하다.
따라서, 매뉴얼 변속 모드에서는, M1속 및 M2속은, 부 변속 기구가 Low 모드일 때에만 변속이 가능하다. 또한, M6속 및 M7속은, 부 변속 기구가 High 모드일 때에만 변속이 가능하다. 따라서, 변속기 컨트롤러(12)는, M1속과 M2속 사이의 변속 및 M6속과 M7속 사이의 변속에는, 배리에이터(20)의 변속비를 변속시켜 행한다.
또한, M3속, M4속 및 M5속은, 부 변속 기구(30)가 Low 모드 또는 High 모드 중 어느 것이라도 실현 가능해진다. 단, 부 변속 기구(30)가 High 모드일 때에 M3속으로부터 M2속으로 변속하는 경우, 또는 부 변속 기구(30)가 Low 모드일 때에 M5속으로부터 M6속으로 변속하는 경우에는, 변속기 컨트롤러(12)는, 부 변속 기구(30)를 변속 제어할 필요가 있다.
또한, 도 4에 나타내는 바와 같이, 부 변속 기구(30)가 Low 모드 및 High 모드 모두 변속 가능한 영역(B 영역)에, 부 변속 기구(30)를 Low 모드로부터 High 모드로 업 시프트시키는 1-2UP선이 설정되어 있다. 마찬가지로, 부 변속 기구(30)를 High 모드로부터 Low 모드로 다운 시프트시키는 2-1DOWN선이 설정되어 있다.
변속기 컨트롤러(12)는, 매뉴얼 모드가 아닌 통상의 변속 맵에서는, 프라이머리 회전 속도(Npri)와 차속(VSP)을 취득하여, 변속점이 1-2UP선보다도 고차속, 저회전 속도측으로 이행한 경우에, 부 변속 기구(30)를 Low 모드로부터 High 모드로 업 시프트시킨다. 또한, 변속기 컨트롤러(12)는, 변속점이 2-1DOWN선보다도 저차속, 고회전 속도측으로 이행한 경우에, 부 변속 기구(30)를 High 모드로부터 Low 모드로 다운 시프트시킨다.
한편, 매뉴얼 모드에 있어서는, 각 변속선 사이의 변속은, 배리에이터(20)의 변속에 의해서만 달성할 수 있는 경우와, 부 변속 기구(30)의 변속을 행할 필요가 있는 경우가 존재한다. 부 변속 기구(30)의 변속은, 배리에이터(20)만의 변속과 비교하여 변속의 응답성이 늦고, 변속 쇼크도 크다. 그로 인해, 각 변속선 사이의 변속은, 배리에이터(20)에 의해서만 행해지는 것이 바람직하다. 한편, 부 변속 기구(30)의 변속이 필요해지는 변속에서는, 전술한 바와 같은 협조 변속을 행하면, 배리에이터(20)에만 의한 변속과 비교하여 변속의 응답성에 차이가 발생하여, 운전자에게 위화감을 부여하게 된다.
따라서 본 실시 형태에서는, 이후에 설명하는 바와 같이, 매뉴얼 모드시의 변속에 있어서, 부 변속 기구(30)의 응답성의 지연에 의한 운전자에게 위화감을 부여하는 것을 억제하도록 제어한다.
매뉴얼 모드가 선택된 상태에 있어서, 부 변속 기구가 Low 모드에 있는 상태이고 또한 M4속이 선택되어 있는 경우에, 운전자의 지시에 따라 M5속으로 업 시프트가 행해졌을 때[도 4 중의 화살표 (1)]에는, 변속기 컨트롤러(12)는, 금후, 부 변속 기구(30)의 변속이 필요해지는 M6속으로 이행할 가능성이 높다고 판단하여, M4속으로부터 M5속으로 변속이 행해진 시점에서, 부 변속 기구(30)의 업 시프트를 실행한다.
또한, 매뉴얼 모드가 선택된 상태에 있어서, 부 변속 기구가 High 모드에 있는 상태이고 또한 M4속이 선택되어 있는 경우에, 운전자의 지시에 따라 M3속으로 다운 시프트가 행해졌을 때[도 4 중의 화살표 (2)]에는, 변속기 컨트롤러(12)는, 금후, 부 변속 기구(30)의 변속이 필요해지는 M2속으로 이행할 가능성이 높다고 판단하여, M4속으로부터 M3속으로 변속이 행해진 시점에서, 부 변속 기구(30)의 다운 시프트를 실행한다.
즉, 매뉴얼 모드시에 있어서, 현재의 변속단에 대해, 운전자에 의해 지시된 변속(업 시프트 또는 다운 시프트)의 변속단의 하나 더 앞의 변속단이, 부 변속 기구(30)의 변속을 반드시 수반하는 변속인 경우에, 변속기 컨트롤러(12)는, 운전자의 변속 지시가 있었을 때에, 부 변속 기구(30)의 변속을 실행한다.
이때의 변속은, 변속의 응답성을 높이기 위해, 우선, 배리에이터(20)를 변속시켜 스루 변속비(Ratio)를 목표 스루 변속비(tRatio)에 추종시켜, 지시된 변속단으로의 변속을 완료한 후에, 배리에이터(20)와 부 변속 기구(30)에서 스루 변속비(Ratio)가 변화되지 않도록 협조 변속을 행한다.
이러한 변속을 행함으로써, 변속기의 작동점이, 고속 모드 최Low선(제1 변속비)과 저속 모드 최High선(제2 변속비) 사이에 끼워지는 B 영역인 경우는, 운전자의 지시에 기초한 변속은 배리에이터(20)의 변속에 의해 변속 응답성이 빠른 변속을 행하여, 다음에 부 변속 기구(30)의 변속이 예측되는 상황에 앞서, 미리 부 변속 기구(30)를 변속시켜 둘 수 있다. 그로 인해, 다음의 운전자의 변속 지시가 A 영역이나 C 영역의 변속비였다고 해도, 이미 부 변속 기구(30)의 변속은 완료되어 있으므로, 배리에이터(20)만의 변속에 의해 변속 응답성이 빠른 변속을 행할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에서는, 매뉴얼 모드에 있어서, 다음과 같은 상황에 있어서도, 부 변속 기구(30)의 변속을 제어한다.
매뉴얼 모드가 선택된 상태에 있어서, 부 변속 기구(30)가 High 모드인 상태이고 또한 코스트 다운 상태에서는, 변속기 컨트롤러(12)는, 운전자로부터의 변속 지시가 없는 경우에 한하여, 차량이 정차할 때까지 부 변속 기구(30)의 변속을 행하지 않는다[도 4의 화살표 (3)]. 또한, 코스트 다운이라 함은, 액셀러레이터 개방도(APO)가 소정치 이하로 감속하는 운전 상태로, 도 4에 있어서의 코스트선을 따라 차속이 서서히 저하되고 있는 운전 상태를 나타낸다.
통상의 변속 맵에서는, 코스트 다운 중에 2-1DOWN선을 넘기 때문에, 변속기 컨트롤러(12)는, 부 변속 기구(30)를 High 모드로부터 Low 모드로 다운 시프트시킨다.
한편, 매뉴얼 모드시에서는, 코스트 다운 중에 부 변속 기구(30)를 변속시키면, 변속 쇼크가 발생한다. 즉, 운전자의 변속 의도에 따르지 않는 변속이 발생하는 것에 의한 변속 쇼크에 의해 운전자에게 위화감을 갖게 하게 된다.
이것을 방지하기 위해, 코스트 다운 상태에서는, 변속기 컨트롤러(12)는, 부 변속 기구(30)의 다운 시프트를 금지한다. 차량은 코스트선을 따라 감속하고, 또한 고속 모드 최Low선을 따라 감속하여 정차한다. 변속기 컨트롤러(12)는, 차량이 정차한 후에, 부 변속 기구(30)를 High 모드로부터 Low 모드로 다운 시프트한다.
또한, 코스트 다운 상태에서는, 전술한 바와 같이 부 변속 기구의 다운 시프트를 금지하지만, 이 상태일 때에, 운전자에 의한 가속 의도를 검출한 경우는, 변속기 컨트롤러(12)는, 부 변속 기구(30)를 Low 모드로 다운 시프트시킨다[도 4의 화살표 (4)].
구체적으로는, 코스트 다운 중에 운전자에 의해 액셀러레이터 페달이 조작되어, 액셀러레이터 개방도(APO)가 소정 개방도 이상으로 된 것을 검출하였을 때에, 운전자에 의한 가속 의도가 있다고 판정하고, 그 후, 다시 다운 시프트가 지시될 가능성을 고려하여, 부 변속 기구(30)를 저속측에서의 가속에 적합한 Low 모드로 변속되도록 제어를 행한다.
변속기 컨트롤러(12)는, 부 변속 기구(30)가 High 모드인 상태이고 또한 코스트 다운 상태에 있어서, 운전자에 의한 가속 의도를 검출한 경우는, 부 변속 기구(30)를 High 모드로부터 Low 모드로 다운 시프트시킨다.
다음에, 매뉴얼 모드에 있어서의 변속기 컨트롤러(12)의 동작을 설명한다.
도 5는, 본 실시 형태의 변속기 컨트롤러(12)의 제어의 흐름도이다. 또한, 본 흐름도의 처리는 변속기 컨트롤러(12)에 있어서 소정 간격(예를 들어, 10㎳)으로 실행된다.
변속기 컨트롤러(12)는, 매뉴얼 모드가 선택된 것을 판정하면, 본 흐름도의 처리를 개시한다(S101).
다음에, 변속기 컨트롤러(12)는, 운전자로부터의 지시, 또는 차량의 상태에 기초하여, 업 시프트를 실행하는지 여부를 판정한다(S102). 업 시프트를 실행한다고 판정한 경우는, 스텝 S103으로 이행한다. 업 시프트를 실행하지 않는다고 판정한 경우는, 스텝 S106으로 이행한다.
스텝 S103에서는, 변속기 컨트롤러(12)는, 부 변속 기구(30)의 변속을 수반하는 업 시프트인지 여부를 판정한다. 이 판정은, 전술한 바와 같이, 부 변속 기구(30)가 Low 모드인 상태에 있어서, 현재의 변속단에 대해, 운전자에 의해 지시된 업 시프트 변속의 변속단의 하나 더 앞의 변속단이, 부 변속 기구(30)의 변속을 반드시 수반하는 변속인지 여부를 판정한다.
부 변속 기구(30)의 변속을 수반하는 변속이라고 판정한 경우는, 스텝 S104로 이행하여, 변속기 컨트롤러(12)는, 배리에이터(20) 및 부 변속 기구(30)에 의한 업 시프트의 협조 변속을 실행한다. 또한, 이 업 시프트의 협조 변속의 상세는 도 6에서 후술한다.
부 변속 기구(30)의 변속을 수반하지 않는 변속이라고 판정한 경우는, 스텝 S105로 이행하여, 변속기 컨트롤러(12)는 배리에이터(20)에 의한 변속을 실행한다. 보다 구체적으로는, 변속기 컨트롤러(12)가, 도달 스루 변속비(DRatio)에 기초하여 설정한 목표 스루 변속비(tRatio)에 스루 변속비(Ratio)가 추종하도록, 배리에이터(20)를 변속시킨다.
이들 스텝 S104 및 S105의 처리 후, 본 흐름도에 의한 처리를 일단 종료한다.
스텝 S102에 있어서 업 시프트를 실행하지 않는다고 판정한 경우는, 스텝 S106으로 이행하고, 변속기 컨트롤러(12)는, 운전자로부터의 지시, 또는 차량의 상태에 기초하여, 다운 시프트를 실행하는지 여부를 판정한다(S106). 다운 시프트를 실행한다고 판정한 경우는 스텝 S107로 이행한다.
또한, 스텝 S106에 있어서 다운 시프트를 실행하지 않는다고 판정한 경우는, 업 시프트도 다운 시프트도 실행하지 않는, 즉 변속이 실행되지 않는 상태이므로, 변속 처리를 행하는 일 없이 본 흐름도의 처리를 종료한다.
스텝 S107에서는, 변속기 컨트롤러(12)는, 스텝 S106에서 판정된 다운 시프트가 운전자로부터의 지시에 의한 변속인지 여부를 판정한다. 운전자로부터의 조작인지 여부는, 운전자에 의한 셀렉트 레버(45) 또는 패들(51)에 의한 조작에 의해 이루어진 것인지 여부를 변속기 컨트롤러(12)가 판정한다.
운전자로부터의 지시에 따른 변속이라고 판정한 경우는, 스텝 S108로 이행한다. 운전자로부터의 지시에 따르지 않은 다운 시프트인 경우는, 스텝 S111로 이행한다. 또한, 운전자로부터의 지시에 따르지 않은 다운 시프트라 함은, 차량의 운전 상태가, 코스트선을 따라 감속하여, 코스트선 상에서 매뉴얼 모드의 변속선을 넘는 운전 상태이다.
스텝 S108에서는, 변속기 컨트롤러(12)는, 부 변속 기구(30)의 변속을 수반하는 다운 시프트인지 여부를 판정한다. 이 판정은, 전술한 바와 같이, 부 변속 기구(30)가 High 모드인 상태에 있어서, 현재의 변속단에 대해, 운전자에 의해 지시된 다운 시프트 변속의 변속단의 하나 더 앞의 변속단이, 부 변속 기구(30)의 변속을 반드시 수반하는 변속인지 여부를 판정한다.
부 변속 기구(30)의 변속을 수반하는 변속이라고 판정한 경우는, 스텝 S109로 이행하여, 변속기 컨트롤러(12)는, 배리에이터(20) 및 부 변속 기구(30)에 의한 다운 시프트의 협조 변속을 실행한다. 또한, 이 다운 시프트의 협조 변속의 상세는 도 7에서 후술한다.
부 변속 기구(30)의 변속을 수반하지 않는 변속이라고 판정한 경우는, 스텝 S110으로 이행하여, 변속기 컨트롤러(12)는, 배리에이터(20)에 의한 변속을 실행한다. 보다 구체적으로는, 변속기 컨트롤러(12)가, 도달 스루 변속비(DRatio)에 기초하여 설정한 목표 스루 변속비(tRatio)에 스루 변속비(Ratio)가 추종하도록, 배리에이터(20)를 변속시킨다.
이들 스텝 S109 및 S110의 처리 후, 본 흐름도에 의한 처리를 일단 종료한다.
스텝 S107에 있어서, 운전자로부터의 변속 지시에 따르지 않은 다운 시프트를 판정한 경우는, 스텝 S111에 있어서, 부 변속 기구(30)의 변속을 수반하는 다운 시프트인지 여부를 판정한다.
전술한 바와 같이, 매뉴얼 모드에 있어서, 부 변속 기구(30)가 High 모드인 경우이고, 또한 코스트 다운 상태에서는, 부 변속 기구의 다운 시프트를 행하지 않는다[도 4의 화살표 (3)]. 한편, 이러한 코스트 다운 중에, 운전자에 의해 액셀러레이터 페달이 답입되는 등의 가속 의도가 있었다고 판정한 경우는, 변속기 컨트롤러(12)는, 부 변속 기구(30)의 변속을 수반하는 다운 시프트를 실행한다[도 4의 화살표 (4)].
부 변속 기구(30)의 변속을 수반하는 다운 시프트라고 판정한 경우는, 스텝 S112로 이행하여, 배리에이터(20) 및 부 변속 기구(30)에 의한 다운 시프트의 협조 변속을 실행한다. 또한, 이 다운 시프트의 협조 변속의 상세는 도 8에서 후술한다.
스텝 S111에 있어서, 부 변속 기구(30)의 변속을 수반하는 다운 시프트가 아니라고 판정한 경우는, 스텝 S113으로 이행하여, 차량이 정차하고 있는지 여부를 판정한다. 차량이 정차하고 있다고 판정한 경우는, 스텝 S114로 이행하여, 정차시 변속 제어를 실행한다.
구체적으로는, 부 변속 기구(30)가 High 모드 상태에서 정차하고 있는 경우는, 변속기 컨트롤러(12)는, 차량이 정차 중에 부 변속 기구를 Low 모드로 변속시킨다. 또한, 필요한 경우는, 배리에이터(20)를 최Low로 변속시킨다.
스텝 S113에 있어서, 차량이 정차하고 있지 않다고 판정한 경우는, 스텝 S115로 이행하여, 배리에이터(20)에 의한 변속을 실행한다. 보다 구체적으로는, 변속기 컨트롤러(12)가, 도달 스루 변속비(DRatio)에 기초하여 설정한 목표 스루 변속비(tRatio)에 스루 변속비(Ratio)가 추종하도록 배리에이터(20)를 변속시킨다.
이상과 같은 처리에 의해, 변속기 컨트롤러(12)에 의한 매뉴얼 모드시의 변속 제어가 행해진다.
도 6은, 본 실시 형태의 매뉴얼 모드시에 있어서의 배리에이터(20) 및 부 변속 기구(30)에 의한 업 시프트의 협조 변속의 타임챠트이다.
매뉴얼 모드에 있어서, 현재의 변속단에 대해, 운전자에 의해 지시된 업 시프트의 변속단의 하나 더 앞의 변속단이, 부 변속 기구(30)의 변속을 반드시 수반하는 변속인 경우는[도 4의 화살표 (1)], 변속기 컨트롤러(12)는, 운전자의 변속 지시가 있었을 때에, 부 변속 기구(30)의 변속을 실행한다.
이때의 변속은, 변속의 응답성을 높이기 위해, 우선, 배리에이터(20)를 변속시킨다. 변속기 컨트롤러(12)는, 지시된 변속단에 대응하는 도달 스루 변속비(DRatio)에 기초하여 설정된 목표 스루 변속비(tRatio)에 스루 변속비(Ratio)가 추종하도록 배리에이터(20)를 변속시켜, 지시된 변속단으로의 변속을 완료한다. 그 후, 배리에이터(20)와 부 변속 기구(30)에서 스루 변속비(Ratio)가 변화되지 않도록 협조 변속을 행한다.
우선, 운전자로부터의 변속의 지시가 있었을 때에는(타이밍 t0), 변속기 컨트롤러(12)는, 운전자로부터의 지시에 기초하여, 매뉴얼 모드 변속 맵에서의 변속단에 대응하는 도달 스루 변속비(DRatio)로부터 목표 스루 변속비(tRatio)를 결정한다. 그리고 이 목표 스루 변속비(tRatio)에 스루 변속비(Ratio)가 추종하도록, 배리에이터(20)의 변속비를 변화시킨다.
이때, 변속기 컨트롤러(12)는, 배리에이터(20)의 변속을 개시하는 동시에, 부 변속 기구(30)의 변속의 준비를 실행한다.
구체적으로는, High 클러치(33)의 체결 및 Low 브레이크(32)의 해방을 준비하는 준비 페이즈로 이행한다(타이밍 t0).
준비 페이즈에서는, 변속기 컨트롤러(12)는, 체결측의 클러치인 High 클러치(33)의 유압을 일시적으로 높여, 유압 응답 지연을 억제하는 프리챠지를 행한 후에, 토크 전달 개시 유압으로 설정하여 대기한다. 또한, 해방측의 Low 브레이크(32)의 유압도 소정 유압으로 설정하여 대기한다.
다음에, 체결측의 High 클러치(33)와 해방측의 Low 브레이크(32)에 의해 토크의 전환을 행하는 토크 페이즈로 이행한다(타이밍 t1). 토크 페이즈에서는, 엔진(1)으로부터 출력된 토크를 부 변속 기구(30)에 있어서, 해방측의 Low 브레이크로부터, 체결측의 High 클러치로 이행시키기 위해 유압을 조절한다.
또한, 배리에이터(20)의 변속 응답성에 의해, 배리에이터(20)의 변속은 이 토크 페이즈 중에 완료된다.
다음에, 부 변속 기구(30)와 배리에이터(20)를 변속하는 이너셔 페이즈로 이행한다(타이밍 t2). 업 시프트에 있어서의 이너셔 페이즈에서는, 변속기 컨트롤러(12)는, 부 변속 기구(30)와 배리에이터(20)에 의해, 부 변속 기구(30)를 1속으로부터 2속으로 업 시프트시키는 동시에, 배리에이터(20)의 변속비를 변속비 대측으로 변속시키는 협조 변속을 행한다. 이때, 배리에이터(20)의 변속비가 변속비 대측으로 변속된 비율만큼 부 변속 기구(30)에의 입력 토크가 커지므로, 변속기 컨트롤러(12)는, 배리에이터(20)의 변속에 수반되는 부 변속 기구(30)에의 입력 토크의 증가분에 따라서, 체결측의 High 클러치(33)의 유압을 승압하는 제어를 행한다. 또한, 해방측의 Low 브레이크(32)의 유압은, 변속 중의 토크 변동에 대비하여 완전히 드레인으로 하지 않고, Low 브레이크(32)의 토크 전달 용량이 0으로 되는 유압으로 유지한다.
이에 의해, Low 브레이크(32)가 서서히 해방되는 동시에 High 클러치(33)가 서서히 체결되어, 부 변속 기구(30)가 1속으로부터 2속으로 서서히 변속된다.
부 변속 기구(30)의 변속이 행해지고 있을 때, 변속기 컨트롤러(12)는, 배리에이터(20)의 변속비를, 부 변속 기구(30)의 변속비의 변화와 역방향으로 되도록 서서히 변속시킨다.
구체적으로는, 변속기 컨트롤러(12)가, 유압 실린더(23a, 23b)에 공급하는 유압을 조정하여 각 풀리(21, 22)의 V 홈의 폭을 변화시켜, 배리에이터(20)의 변속비(vRatio)를 소측으로부터 대측으로 무단계로 변화시킨다.
이에 의해, 스루 변속비(Ratio)의 변화를 억제하면서, 부 변속 기구(30)의 변속비의 변화와 배리에이터(20)의 변속비의 변화를 서로 역방향으로 되도록 변속시키는 협조 변속이 실행된다.
부 변속 기구(30)에 있어서 1속으로부터 2속으로의 변속이 완료된 후, 종료 페이즈로 이행한다(타이밍 t3).
종료 페이즈에서는, 변속기 컨트롤러(12)가, 체결측의 High 클러치(33)의 유압을 소정 유압까지 증압하여 High 클러치(33)를 완전히 체결한다. 해방측의 Low 브레이크(32)의 유압은 드레인으로 하여, Low 브레이크(32)를 완전히 해방한다. 이에 의해 부 변속 기구(30)의 변속이 완료된다(타이밍 t4).
이상의 처리에 의해, 배리에이터(20) 및 부 변속 기구(30)에 의한 업 시프트의 협조 변속이 종료된다.
도 7은, 본 실시 형태의 매뉴얼 모드시에 있어서의 배리에이터(20) 및 부 변속 기구(30)에 의한 다운 시프트의 협조 변속의 타임챠트이다.
매뉴얼 모드에 있어서, 현재의 변속단에 대해, 운전자에 의해 지시된 다운 시프트의 변속단의 하나 더 앞의 변속단이, 부 변속 기구(30)의 변속을 반드시 수반하는 변속인 경우는[도 4의 화살표 (2)], 변속기 컨트롤러(12)는, 운전자의 변속 지시가 있었을 때에, 부 변속 기구(30)의 변속을 실행한다.
우선, 운전자로부터의 변속의 지시가 있었을 때에는(타이밍 t0), 변속기 컨트롤러(12)는, 운전자로부터의 지시에 기초하여, 매뉴얼 모드 변속 맵에서의 변속단에 대응하는 도달 스루 변속비(DRatio)로부터 목표 스루 변속비(tRatio)를 결정하고, 목표 스루 변속비(tRatio)에 스루 변속비(Ratio)가 추종하도록, 배리에이터(20)의 변속비를 변화시킨다.
이때, 전술한 도 6의 업 시프트 협조 변속과 마찬가지로, 변속기 컨트롤러(12)는, 운전자로부터의 변속 지시를 받아 배리에이터(20)의 변속을 개시하는 동시에, 부 변속 기구(30)의 변속의 준비를 개시하는 준비 페이즈로 이행한다. 준비 페이즈에서는, Low 브레이크(32)의 체결 및 High 클러치(33)의 해방을 준비한다.
다음에, 체결측의 Low 브레이크(32)와 해방측의 High 클러치(33)에 의해 토크의 전환을 행하는 토크 페이즈로 이행한다(타이밍 t1).
배리에이터(20)에 의한 스루 변속비(Ratio)의 목표 스루 변속비(tRatio)에의 추종은, 이 토크 페이즈 중에 완료된다.
다음에, 부 변속 기구(30)와 배리에이터(20)를 변속하는 이너셔 페이즈로 이행한다(타이밍 t2). 다운 시프트에 있어서의 이너셔 페이즈에서는, 변속기 컨트롤러(12)는, 부 변속 기구(30)와 배리에이터(20)에 의해, 부 변속 기구(30)를 2속으로부터 1속으로 다운 시프트시키는 동시에, 배리에이터(20)의 변속비를 변속비 소측으로 변속시키는 협조 변속을 행한다. 이때, 배리에이터(20)의 변속비가 변속비 소측으로 변속된 비율만큼 부 변속 기구(30)에의 입력 토크가 작아지므로, 변속기 컨트롤러(12)는, 배리에이터(20)의 변속에 수반되는 부 변속 기구(30)에의 입력 토크의 감소분에 따라서, 체결측의 Low 브레이크(32)의 유압을 감압하는 제어를 행한다. 또한, 해방측의 High 클러치(33)의 유압은, 변속 중의 토크 변동에 대비하여 완전히 드레인으로 하지 않고, High 클러치(33)의 토크 전달 용량이 0으로 되는 유압으로 유지한다.
이에 의해, High 클러치(33)가 서서히 해방되는 동시에 Low 브레이크(32)가 서서히 체결되어, 부 변속 기구(30)가 2속으로부터 1속으로 서서히 변속된다.
부 변속 기구(30)의 변속이 행해지고 있을 때, 변속기 컨트롤러(12)는, 배리에이터(20)의 변속비를, 부 변속 기구(30)의 변속비의 변화와 역방향으로 되도록 서서히 변속시킨다.
이에 의해, 스루 변속비(Ratio)의 변화를 억제하면서, 부 변속 기구(30)의 변속비의 변화와 배리에이터(20)의 변속비의 변화를 서로 역방향으로 되도록 변속시키는 협조 변속이 실행된다.
부 변속 기구(30)에 있어서 2속으로부터 1속으로의 변속이 완료된 후, 종료 페이즈로 이행한다(타이밍 t3).
종료 페이즈에서는, 변속기 컨트롤러(12)가, 체결측의 Low 브레이크(32)의 유압을 소정 유압까지 증압하여 Low 브레이크(32)를 완전히 체결한다. 해방측의 High 클러치(33)의 유압은 드레인으로 하여, High 클러치(33)를 완전히 해방한다. 이에 의해 부 변속 기구(30)의 변속이 완료된다(타이밍 t4).
이상의 처리에 의해, 배리에이터(20) 및 부 변속 기구(30)에 의한 다운 시프트의 협조 변속이 종료된다.
이와 같이, 변속기 컨트롤러(12)가, 다운 시프트 또는 업 시프트시에 도 6 및 도 7에 나타내는 제어를 행함으로써, 운전자로부터 지시된 변속단으로의 변속 응답성을 배리에이터(20)의 변속 응답성에 따라 변속할 수 있다. 또한, 예측되는 부 변속 기구(30)의 변속을 수반하는 변속에 대해, 미리 부 변속 기구(30)의 변속을 완료시켜 두므로, 다음 회의 변속 지시에 대해서도, 배리에이터(20)의 변속 응답성으로 변속시킬 수 있다. 또한, 부 변속 기구(30)의 변속시에 토크의 변동(변속 쇼크)이 발생하지만, 운전자의 변속 지시의 결과로서 발생하는 것으로, 운전자에게 위화감을 부여하는 일이 없다.
도 8은, 본 실시 형태의 매뉴얼 모드시에 있어서의 배리에이터(20) 및 부 변속 기구(30)에 의한 다운 시프트의 협조 변속의 타임챠트이다.
매뉴얼 모드가 선택된 상태에 있어서, 부 변속 기구(30)가 High 모드인 상태, 또한 코스트 다운 상태일 때에, 운전자에 의한 가속 의도가 검출되었을 때에는[도 4의 화살표 (4)], 변속기 컨트롤러(12)는, 부 변속 기구(30)를 Low 모드로 다운 시프트하는 변속을 실행한다.
부 변속 기구(30)가 High 모드인 상태이고 또한 코스트 다운 상태일 때에, 운전자로부터의 가속 의도가 있었던 경우, 보다 구체적으로는, 액셀러레이터 개방도(APO)가 소정 개방도를 초과하였을 때에는(타이밍 t0), 변속기 컨트롤러(12)는, 보다 저속측의 변속단으로의 변속이 지시될 것을 예측하여, 미리 부 변속 기구(30)를 2속으로부터 1속으로 다운 시프트시킨다.
우선, 변속기 컨트롤러(12)는, 부 변속 기구(30)의 변속의 준비를 실행하는 준비 페이즈로 이행한다. 준비 페이즈에서는, Low 브레이크(32)의 체결 및 High 클러치(33)의 해방을 준비한다.
다음에, 부 변속 기구(30)와 배리에이터(20)를 변속하는 이너셔 페이즈로 이행한다(타이밍 t1).
또한, 액셀러레이터 개방도(APO)가 소정 개방도 이상일 때에 부 변속 기구를 다운측으로 시프트하는 경우는, 전술한 도 6 및 도 7의 변속 제어와는, 엔진-변속기- 차축 사이의 토크의 대소 관계가 반대로 되므로, 우선 부 변속 기구(30)의 변속비를 변화시키는 이너셔 페이즈로 이행한 후, 각 마찰 요소의 체결 상태를 변경하는 토크 페이즈로 이행한다.
이너셔 페이즈에서는, 변속기 컨트롤러(12)는, 체결측의 Low 브레이크(32)의 유압을 서서히 높여, Low 브레이크(32)를 체결시킨다. 이때, 해방측의 High 클러치(33)의 유압은 준비 페이즈에서 결정한 소정 유압으로 유지한다.
다음에, 체결측의 Low 브레이크(32)와 해방측의 High 클러치(33)에 의해 토크의 전환을 행하는 토크 페이즈로 이행한다(타이밍 t2).
이에 의해, High 클러치(33)가 서서히 해방되는 동시에 Low 브레이크(32)가 서서히 체결되어, 부 변속 기구(30)가 2속으로부터 1속으로 서서히 변속된다.
부 변속 기구(30)의 변속이 행해지고 있을 때, 변속기 컨트롤러(12)는, 배리에이터(20)의 변속비를, 부 변속 기구(30)의 변속비의 변화와 역방향으로 되도록 서서히 변속시킨다.
이에 의해, 스루 변속비(Ratio)의 변화를 억제하면서, 부 변속 기구(30)의 변속비의 변화와 배리에이터(20)의 변속비의 변화를 서로 역방향으로 되도록 변속시키는 협조 변속이 실행된다.
부 변속 기구(30)에 있어서 2속으로부터 1속으로의 변속이 완료된 후, 종료 페이즈로 이행한다(타이밍 t3).
종료 페이즈에서는, 변속기 컨트롤러(12)가, 체결측의 Low 브레이크(32)의 유압을 소정 유압까지 증압하여 Low 브레이크(32)를 완전히 체결한다. 해방측의 High 클러치(33)의 유압은 드레인으로 하여, High 클러치(33)를 완전히 해방한다. 이에 의해 부 변속 기구(30)의 변속이 완료된다(타이밍 t4).
이상의 처리에 의해, 배리에이터(20) 및 부 변속 기구(30)에 의한 다운 시프트의 협조 변속이 종료된다.
이와 같이, 변속기 컨트롤러(12)가, 코스트 다운 상태에서 가속 의도가 있었을 때에 도 8에 나타내는 제어를 행함으로써, 예측되는 다운측의 변속선으로의 변속 지시에 대해, 미리 부 변속 기구(30)의 변속을 완료시켜 두므로, 운전자에 의한 가속 의도에 준한 변속 상태로 할 수 있다.
또한, 부 변속 기구(30)의 변속시에 토크의 변동(변속 쇼크)이 발생하지만, 운전자의 가속 의도의 결과로서 발생하는 것으로, 운전자에게 위화감을 부여하는 일이 없을 뿐만 아니라, 토크 변동의 발생에 의해 운전자에게 가속감을 부여할 수 있어, 운전의 취향성을 높일 수 있다.
이상과 같이, 본 발명의 실시 형태에서는, 무단 변속 기구(배리에이터)(20)와 복수의 변속단을 갖는 부 변속 기구(30)로 이루어져, 변속 영역을 확대할 수 있는 무단 변속기에 있어서, 미리 설정된 복수의 변속단을 운전자의 변속 지시에 따라 설정하는, 이른바 매뉴얼 모드 변속에 있어서의 변속 응답성의 차이에 의한 위화감을 운전자에게 부여하지 않도록 할 수 있다.
보다 구체적으로는, 운전자에 의한 변속 지시가, 부 변속 기구(30)의 변속을 수반하는 것이 예상되는 상황에 있어서, 우선 배리에이터(20)에 의해서만 변속 지시에 대응하는 스루 변속비(Ratio)를 실현한 후, 부 변속 기구(30)의 변속을 행한다. 이와 같이 함으로써, 운전자로부터 지시된 변속단으로의 변속 응답성을 배리에이터(20)의 변속 응답성에 따라 변속할 수 있다. 또한, 예측되는 부 변속 기구(30)의 변속을 수반하는 변속에 대해, 미리 부 변속 기구(30)의 변속을 완료시켜 두므로, 다음 회의 변속 지시에 대해서도, 배리에이터(20)의 변속 응답성으로 변속시킬 수 있다.
이러한 제어에 의해, 배리에이터(20)의 변속 응답성과 부 변속 기구(30)의 변속 응답성의 차이에 의한 위화감을 운전자에게 부여하는 것을 방지할 수 있다. 이 효과는 청구항 1 및 5에 대응한다.
또한, 매뉴얼 모드가 선택되어 있는 상태에서, 부 변속 기구(30)가 High 모드인 상태이고 또한 코스트 다운 상태에서는, 변속기 컨트롤러(12)는, 운전자로부터의 변속 지시가 없는 경우에 한하여, 차량이 정차할 때까지 부 변속 기구(30)의 변속을 행하지 않는다. 이에 의해, 운전자의 변속 지시에 따르지 않은 변속 쇼크가 발생하는 것을 방지하여, 운전자에게 위화감을 부여하는 것을 방지한다.
또한, 코스트 다운 상태에 있어서, 운전자에 의한 가속 의도를 검출한 경우는, 변속기 컨트롤러(12)는, 부 변속 기구(30)를 Low 모드로 다운 시프트시킴으로써 변속기를 가속 의도에 따른 상태로 준비할 수 있는 동시에, 토크 변동을 발생시켜 운전자에의 가속감을 부여하여 취향성을 높일 수 있다. 이들 효과는 청구항 2 및 3에 대응한다.
또한, 부 변속 기구(30)를 변속시키는 경우는, 운전자로부터의 변속 지시가 있었을 때에 배리에이터(20)의 변속을 개시하는 동시에 부 변속 기구(30)를 준비 페이즈로 이행시킨다. 부 변속 기구(30)는, 준비 페이즈 내지 토크 페이즈를 거쳐서 실제로 변속기의 변화가 개시되는 이너셔 페이즈로 될 때까지 시간이 걸리지만, 이 동안에 배리에이터(20)의 도달 스루 변속비(DRatio)에의 추종은 완료되어 있다. 그로 인해, 부 변속 기구(30)가 협조 변속을 개시시킬 때까지의 시간에 낭비가 없어진다. 이 효과는 청구항 4에 대응한다.
이상, 본 발명의 실시 형태에 대해 설명하였지만, 상기 실시 형태는 본 발명의 적용예 중 하나를 나타낸 것에 불과하며, 본 발명의 기술적 범위를 상기 실시 형태의 구체적 구성에 한정하는 취지는 아니다.
예를 들어, 상기 실시 형태에서는, 배리에이터(20)로서 벨트식 무단 변속 기구를 구비하고 있지만, 배리에이터(20)는, V 벨트(23) 대신에 체인이 풀리(21, 22) 사이에 권취되는 무단 변속 기구라도 좋다. 혹은, 배리에이터(20)는, 입력 디스크와 출력 디스크 사이에 틸팅 가능한 파워 롤러를 배치하는 토로이달식 무단 변속 기구라도 좋다.
또한, 상기 실시 형태에서는, 부 변속 기구(30)는 전진용 변속단으로서 1속과 2속의 2단을 갖는 변속 기구로 하였지만, 부 변속 기구(30)를 전진용 변속단으로서 3단 이상의 변속단을 갖는 변속 기구로 해도 상관없다.
또한, 부 변속 기구(30)를 라비뇨형 유성 기어 기구를 사용하여 구성하였지만, 이러한 구성에 한정되지 않는다. 예를 들어, 부 변속 기구(30)는, 통상의 유성 기어 기구와 마찰 체결 요소를 조합하여 구성해도 되고, 혹은 기어비가 다른 복수의 기어열로 구성되는 복수의 동력 전달 경로와, 이들 동력 전달 경로를 전환하는 마찰 체결 요소에 의해 구성해도 된다.
또한, 풀리(21, 22)의 가동 원추판을 축 방향으로 변위시키는 액추에이터로서 유압 실린더(23a, 23b)를 구비하고 있지만, 액추에이터는 유압에 의해 구동되는 것에 한정되지 않고 전기적으로 구동되는 것이라도 좋다.
1 : 엔진
4 : 무단 변속기
11 : 유압 제어 회로
12 : 변속기 컨트롤러
20 : 배리에이터(무단 변속 기구)
21 : 프라이머리 풀리
22 : 세컨더리 풀리
23 : V 벨트
30 : 부 변속 기구
32 : Low 브레이크
33 : High 클러치
41 : 액셀러레이터 개방도 센서
42 : 회전 속도 센서
43 : 차속 센서
44 : 유온 센서
45 : 셀렉트 레버
46 : 인히비터 스위치
47 : 브레이크 스위치
50 : 패들 스위치

Claims (5)

  1. 차량에 탑재되고, 동력원의 출력 회전을 변속하여 전달하는 무단 변속기이며,
    변속비를 무단계로 변경할 수 있는 배리에이터와,
    상기 배리에이터에 대해 직렬로 구비되고, 저속측의 제1 변속단 및 고속측의 제2 변속단을 갖는 부 변속 기구와,
    상기 차량의 운전 상태에 기초하여 목표 변속비로서의 도달 스루 변속비를 설정하고, 상기 배리에이터의 변속비 및 상기 부 변속 기구의 변속단 중 적어도 한쪽을 변경하여, 상기 배리에이터 및 상기 부 변속 기구의 전체의 변속비인 스루 변속비를 소정의 응답으로 도달 스루 변속비에 추종시키는 변속 제어부를 구비하고,
    상기 변속 제어부는,
    미리 복수의 변속단이 설정되고, 운전자로부터의 변속 지시에 기초하여 상기 복수의 변속단 중 어느 하나에 대응하는 변속비를 상기 도달 스루 변속비로서 설정하는 매뉴얼 모드가 선택 가능하게 구성되고,
    상기 매뉴얼 모드가 선택되어 있을 때에, 운전자로부터의 변속 지시에 대응하는 변속비가, 상기 부 변속 기구가 고속측의 제2 변속단이고 또한 상기 배리에이터의 변속비가 최Low인 제1 변속비와, 상기 부 변속 기구가 저속측의 제1 변속단이고 또한 상기 배리에이터의 변속비가 최High인 제2 변속비 사이인 경우에, 상기 배리에이터의 변속비만을 변경하여 스루 변속비를 도달 스루 변속비에 도달시킨 후에, 상기 스루 변속비가 변화되지 않도록 상기 배리에이터의 변속비를 상기 부 변속 기구의 변속비의 변화에 대응하여 변화시키면서 상기 부 변속 기구의 변속을 행하는 것을 특징으로 하는, 무단 변속기.
  2. 제1항에 있어서, 상기 변속 제어부는, 상기 매뉴얼 모드가 선택되어 있을 때에, 운전자로부터의 가속 의도를 검출한 경우는, 상기 스루 변속비가 상기 도달 스루 변속비에 추종하도록, 상기 배리에이터의 변속비를 상기 부 변속 기구의 변속비의 변화에 대응하여 변화시키면서 상기 부 변속 기구의 변속을 행하는 것을 특징으로 하는, 무단 변속기.
  3. 제2항에 있어서, 상기 변속 제어부는, 상기 차량의 감속시이고, 상기 매뉴얼 모드가 선택되고, 저차속도이며, 또한 상기 부 변속 기구의 변속비가 상기 고속측의 제2 변속단인 경우에, 운전자로부터의 가속 의도를 검출하였을 때에, 상기 스루 변속비를 상기 도달 스루 변속비에 추종하도록, 상기 배리에이터의 변속비를 상기 부 변속 기구의 변속비의 변화에 대응하여 변화시키면서 상기 부 변속 기구를 상기 고속측의 제2 변속단으로부터 상기 저속측의 제1 변속단으로 변속을 행하는 것을 특징으로 하는, 무단 변속기.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 변속 제어부는, 상기 매뉴얼 모드가 선택되어 있을 때에, 운전자로부터의 변속 지시가 있었던 경우는,
    상기 배리에이터의 변속을 개시하는 동시에 상기 부 변속 기구를 변속시키는 유압 기구의 변속 준비를 개시하고,
    상기 배리에이터의 변속에 의해 상기 도달 스루 변속비에 추종시킨 후에, 상기 부 변속 기구의 변속비를 변화시키는 것을 특징으로 하는, 무단 변속기.
  5. 변속비를 무단계로 변경할 수 있는 배리에이터와, 배리에이터에 대해 직렬로 구비되는 유단의 부 변속 기구를 구비하고, 차량에 탑재되고, 동력원의 출력 회전을 변속하여 출력하는 무단 변속기의 변속 제어 방법이며,
    차량의 운전 상태에 기초하여 목표 변속비로서의 도달 스루 변속비를 설정하고, 배리에이터의 변속비 및 부 변속 기구의 변속단 중 적어도 한쪽을 변경하여, 배리에이터 및 부 변속 기구의 전체의 변속비인 스루 변속비를 소정의 응답으로 도달 스루 변속비에 추종시키고,
    미리 복수의 변속단이 설정되고, 운전자로부터의 변속 지시에 기초하여 상기 복수의 변속단 중 어느 하나에 대응하는 변속비를 상기 도달 스루 변속비로서 설정하는 매뉴얼 모드가 선택되어 있을 때에, 운전자로부터의 변속 지시에 대응하는 변속비가, 상기 부 변속 기구가 고속측의 제2 변속단이고 또한 상기 배리에이터의 변속비가 최Low인 제1 변속비와, 상기 부 변속 기구가 저속측의 제1 변속단이고 또한 상기 배리에이터의 변속비가 최High인 제2 변속비 사이인 경우에, 배리에이터의 변속비만을 변경하여 스루 변속비를 도달 스루 변속비에 추종시키고,
    그 후에, 상기 스루 변속비가 변화되지 않도록 상기 배리에이터의 변속비를 상기 부 변속 기구의 변속비의 변화에 대응하여 변화시키면서 상기 부 변속 기구의 변속을 행하는 것을 특징으로 하는, 무단 변속기의 변속 제어 방법.
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