KR20150102078A

KR20150102078A - 무단 변속기의 제어 장치 및 제어 방법

Info

Publication number: KR20150102078A
Application number: KR1020157020067A
Authority: KR
Inventors: 마사오 미야케; 야스아키 요시카와; 미도리 야마구치; 다케시 가토우; 다카유키 스즈키
Original assignee: 쟈트코 가부시키가이샤
Priority date: 2013-03-25
Filing date: 2014-02-04
Publication date: 2015-09-04
Also published as: JP2014185751A; EP2980455A1; WO2014156309A1; CN105190114A; US20160290501A1

Abstract

차량에 탑재되고, 풀리에 구비되는 유압 실린더에 공급되는 유압에 의해, 풀리에 끼움 지지되는 벨트의 권취 직경을 변경하여 변속비를 변경하는 무단 변속 기구를 구비하는 무단 변속기의 제어 장치이며, 작동유를 소정의 유압으로 공급하는 유압 공급부와, 유압 공급부에 의해 공급되는 작동유를 유압 실린더에 공급하는 유량을 제어하는 유량 제어부와, 유압 실린더에 공급하는 목표 유압을 설정하고, 목표 유압을 달성하기 위해 유량 제어부에 유통시키는 작동유의 유량을 설정하는 유량 설정 수단을 구비한다.

Description

무단 변속기의 제어 장치 및 제어 방법 {CONTINUOUSLY VARIABLE TRANSMISSION CONTROL DEVICE AND CONTROL METHOD}

본 발명은 1세트의 풀리에 벨트 또는 체인을 걸쳐 구성되는 무단 변속기의 제어 장치에 관한 것이다.

1세트의 풀리에 벨트 또는 체인을 걸치고, 프라이머리 풀리 및 세컨더리 풀리의 홈 폭을 변경함으로써 변속을 행하는 무단 변속기가 종래 일반적으로 사용되고 있다. 이들 풀리는, 고정 풀리와 가동 풀리로 구성되고, 가동 풀리에는 유압 실린더가 설치되고, 유압 실린더 내의 유압을 변경함으로써 고정 풀리와 가동 풀리 사이의 홈 폭이 변경된다.

이들 프라이머리 풀리 및 세컨더리 풀리의 유압 실린더에는, 유압 제어 장치에 의해 압력 조절된 유압이 각각 공급된다. 유압 제어 장치는, 유압 펌프에 의해 생성된 유압을 원압으로 하여, 각각의 유압 실린더에 공급하는 유압을 제어한다.

이러한 무단 변속기의 제어 장치로서, JP2008-2483A에는, 프레셔 레귤레이터 밸브가 제어 신호에 기초하여 오일 펌프의 토출압을 라인압으로 하여 압력 조절하고, 프라이머리 레귤레이터 밸브가 제어 신호에 기초하여 라인압으로부터 프라이머리압을 압력 조절하고, 리니어 솔레노이드가 제어 신호에 기초하여 라인압으로부터 세컨더리압을 압력 조절하는 벨트식 무단 변속기의 유압 제어 장치가 개시되어 있다.

JP2008-2483A에 기재된 종래의 기술에서는, 라인압으로부터 솔레노이드에 의해 프라이머리압 또는 세컨더리압을 제어하는 것이 아니라, 라인압으로부터 파일럿압을 압력 조절하고, 솔레노이드는 없고 이 파일럿압(유압)을 사용하여 유압 제어 밸브를 동작시킴으로써 유압을 제어하고 있다.

이러한 구성에서는, 하나의 유압(프라이머리압 또는 세컨더리압)을 제어하기 위해, 제어 밸브가 2개 필요해져, 부품 개수가 증가하여 비용 증가나 대형화의 요인으로 되어 있었다.

이에 반해, 부품 개수를 삭감하기 위해, 하나의 제어 밸브에 의해, 솔레노이드를 사용하여 유압을 제어하려고 하는 경우를 생각한다. 제어 밸브는, 솔레노이드를 작동시킴으로써 유압을 제어하고, 또한 실제 유압이 환류하는 피드백 기구를 구비하고 있다. 이러한 구성으로 인해, 원압으로 되는 라인압이 큰 경우에는, 이 큰 유압이나 큰 피드백압에 저항하여 밸브를 작동할 필요가 있고, 솔레노이드가 대형화되고, 변속기의 사이즈가 대형화된다고 하는 문제가 있었다.

본 발명은 이러한 문제점에 비추어 이루어진 것이며, 장치를 대형화하는 일 없이, 무단 변속기의 변속비를 제어할 수 있는 무단 변속기의 제어 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 일 실시 형태에 따르면, 차량에 탑재되고, 풀리에 구비되는 유압 실린더에 공급되는 유압에 의해, 풀리에 끼움 지지되는 벨트의 권취 직경을 변경하여 변속비를 변경하는 무단 변속 기구를 구비하는 무단 변속기의 제어 장치이며, 작동유를 소정의 유압으로 공급하는 유압 공급부와, 유압 공급부에 의해 공급되는 작동유를 풀리에 공급하는 유량을 제어하는 유량 제어부와, 유압 실린더에 공급하는 목표 유압을 설정하고, 목표 유압을 달성하기 위해 유량 제어부에 유통시키는 작동유의 유량을 설정하는 유량 설정 수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 실시 형태에 따르면, 차량에 탑재되고, 1세트의 풀리에 구비되는 1세트의 유압 실린더 중 적어도 한쪽에 공급되는 유압에 의해, 1세트의 풀리에 의해 끼움 지지되는 벨트의 권취 직경을 변경하여 변속비를 변경하는 무단 변속기와, 작동유를 소정의 유압으로 공급하는 유압 공급부와, 유압 공급부에 의해 공급되는 작동유를 유압 실린더에 공급할 때의 유량을 제어하는 유량 제어부가 구비되는 제어 장치에 의해, 무단 변속기를 제어하는 제어 방법이며, 유압 실린더에 공급하는 목표 유압을 설정하고, 목표 유압을 달성하기 위해 유량 제어부에 있어서의 작동유의 유량을 설정하고, 유량 제어부에, 설정된 유량에 의해 작동유를 유통시킨다.

상기 형태에 따르면, 유압 실린더에 공급하는 목표 유압을, 유량 제어부에 있어서의 작동유의 유량으로서 설정하고, 설정한 유량을 유량 제어부로부터 유압 실린더에 공급한다. 유량은 유량 제어부에 있어서의 개구부의 단면적에 의해 일의적으로 결정하므로, 그 단면적으로 되도록 유량 제어부를 설정하는 것만으로 좋다. 이와 같이 구성함으로써, 유압 실린더에 공급하는 유압을 제어하는 제어 밸브를 하나만으로 한 경우에도, 제어 밸브 등의 구성이 대형화되는 일이 없다.

도 1은 본 발명의 실시 형태의 무단 변속기(CVT)의 구성의 일례를 나타내는 설명도이다.
도 2는 본 발명의 실시 형태의 유압 제어 장치의 구성을 나타내는 설명도이다.
도 3은 본 발명의 실시 형태의 세컨더리 제어 밸브의 구성을 나타내는 설명도이다.
도 4는 본 발명의 실시 형태의 컨트롤러의 기능 블록을 나타내는 설명도이다.
도 5는 본 발명의 실시 형태의 컨트롤러가 실행하는 세컨더리 제어 밸브의 제어의 흐름도이다.

이하, 첨부 도면을 참조하면서 본 발명의 실시 형태에 대해 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시 형태의 무단 변속기(CVT)의 구성의 일례를 나타내는 설명도이다.

차량에 탑재되는 엔진(1)에 의해 구동되는 크랭크축(11)의 회전은, 토크 컨버터(2) 및 전후진 전환 기구(3)를 통해 무단 변속 기구(4)에 전달된다. 무단 변속 기구(4)는, 이 회전을 변속하고, 변속된 회전이, 종감속 장치(18)를 통해 차륜에 전달함으로써 차량이 전후진한다.

토크 컨버터(2)는, 로크업 클러치를 구비하고 있고, 유압에 의해 컨버터 상태 및 로크업 상태(슬립 로크업)로 제어된다.

전후진 전환 기구(3)는, 토크 컨버터(2)의 출력축인 터빈축(6)의 회전을 무단 변속 기구(4)에 정(전진)방향으로 전달하기 위한 전진용 클러치와, 역(후퇴)방향으로 전달하기 위한 후퇴용 브레이크를 구비하고 있다. 전진용 클러치와 후퇴용 브레이크를 서로 체결 해방함으로써, 차량의 전후진이 전환되는 것 외에, 엔진(1)의 구동력을 차륜에 전달하지 않도록 제어할 수 있다.

무단 변속 기구(4)는, 전후진 전환 기구(3)의 출력측의 회전축인 입력축(12)에 연결되는 프라이머리 풀리(15)와, 입력축(12)과 병렬로 배치되는 출력축(13)에 연결되는 세컨더리 풀리(16)와, 프라이머리 풀리(15)와 세컨더리 풀리(16) 사이에 걸쳐지는 무단의 벨트(V 벨트)(17)를 구비하는 벨트식 무단 변속 기구이다.

프라이머리 풀리(15)에는, 고정 풀리(고정 시브)(15a)와, 고정 풀리(15a)에 대해 시브면을 대향시킨 상태에서 배치되고 고정 풀리와의 사이에 V 홈을 형성하는 가동 풀리(가동 시브)(15b)와, 가동 풀리(15b)에 설치되어 가동 풀리(15b)를 축 방향으로 변위시키는 유압 실린더(21)를 구비한다.

마찬가지로 세컨더리 풀리(16)에는, 고정 풀리(고정 시브)(16a)와, 가동 풀리(가동 시브)(16b)와, 가동 풀리(16b)에 설치되어 가동 풀리(16b)를 축 방향으로 변위시키는 유압 실린더(22)를 구비한다.

유압 실린더(21, 22)에 공급하는 유압을 조정하면, V 홈의 폭이 변화하여 V 벨트(17)와 각 풀리(15, 16)의 접촉 반경이 변화하여, 무단 변속 기구(4)의 변속비가 무단계로 변화한다.

무단 변속 기구(4)의 출력은, 출력축(13)의 회전으로서 종감속 장치(18)를 통해 차륜에 전달된다.

유압 실린더(21, 22)에는, 유압 제어 장치(40)에 의해 압력 조절된 유압이 공급된다. 유압 제어 장치(40)는, 오일 펌프(30)에 의해 발생된 유압으로부터 소정의 라인압을 생성하고, 라인압을 원압으로 하여, 프라이머리 풀리(15)의 유압 실린더(21)에 공급하는 프라이머리 유압(Ppri)과, 세컨더리 풀리(16)의 유압 실린더(22)에 공급하는 세컨더리 유압(Psec)을, 각각 제어한다.

유압 제어 장치(40)에 의해 압력 조절된 유압은, 토크 컨버터(2), 전후진 전환 기구(3) 등에 공급된다. 공급된 유압에 의해, 토크 컨버터(2)의 로크업 클러치의 체결 상태나, 전후진 전환 기구(3)의 전진용 클러치 및 후퇴용 브레이크의 체결 상태가 제어된다. 무단 변속 기구(4)에 공급된 유압은 오일 팬(19)에 드레인되고, 다시 오일 펌프(30)에 공급된다.

이와 같이 구성된 무단 변속 기구(4)에 있어서, 종래는, 다음과 같은 구성에 의해 유압을 제어하고 있었다.

유압 제어 장치(40)에는, 오일 펌프(30)에 의해 발생된 유압을 소정의 라인압(PL)으로 제어하는 레귤레이터 밸브(41)(도 2 참조)가 구비되어 있다.

라인압은, 무단 변속 기구(4)의 유압 실린더(21, 22)에 공급되는 것 외에, 토크 컨버터(2)나 전후진 전환 기구(3)에 구비되는 복수의 마찰 요소 등에도 공급되므로, 비교적 큰 압력으로 설정되어 있다.

유압 제어 장치(40)는, 큰 라인압을 원압으로 하여, 무단 변속 기구(4)의 유압 실린더(21, 22)에 공급하는 유압을 압력 조절한다. 유압의 압력 조절은, 프라이머리 풀리(15) 및 세컨더리 풀리(16) 각각에 대응한 유압 제어 밸브에 의해 행해진다.

그런데, 유압 제어 밸브에 있어서, 솔레노이드에 의해 라인압을 직접적으로 제어(강압)하여 프라이머리압 또는 세컨더리압을 압력 조절하는 것은, 유압 제어 밸브의 기구적으로 어렵다고 하는 문제가 있다.

구체적으로는, 유압 제어 밸브는, 스풀, 스프링 및 솔레노이드 등으로 이루어지고, 스프링의 가압력에 저항하여 솔레노이드를 작동시킴으로써, 스풀의 위치를 변경하여 유압을 제어한다. 또한, 유압 제어 밸브는 실제 유압을 환류하는 피드백 기구를 구비하고 있고, 원압으로 되는 라인압이 큰 경우에는, 이 피드백 기구도 대형화된다.

이러한 구조에 의해, 원압으로 되는 라인압이 큰 경우에는, 이것에 대응하여 스프링력 및 솔레노이드 추력을 크게 할 필요가 있다. 그로 인해, 라인압을 직접 제어하는 경우에는 솔레노이드가 대형화되고, 솔레노이드의 대형화에 수반하여 솔레노이드를 탑재하기 위한 레이아웃이 확대되고, 변속기(4)의 사이즈가 대형화된다고 하는 과제가 종래 있었다.

이에 반해, 종래는, 라인압으로부터 솔레노이드에 의해 직접 제어하는 것이 아니라, 라인압보다도 낮은 압인 파일럿압을 압력 조절하는 제어 밸브와, 솔레노이드는 없고 파일럿압을 사용하여 유압 제어 밸브를 동작시켜 유압을 제어하는 것이 일반적이었다.

그러나, 이러한 구성에서는, 하나의 유압[예를 들어, 세컨더리압(Psec)]을 제어하기 위해, 적어도 2개의 유압 제어 밸브가 필요해져, 부품 개수가 증가하고 있었다. 그로 인해 비용이나 사이즈의 증가를 피할 수 없었다.

따라서, 본 발명의 실시 형태에서는, 다음에 설명하는 바와 같이, 하나의 유압[예를 들어, 세컨더리압(Psec)]을 제어하기 위해, 작동유의 유량을 제어하는 제어 밸브를 하나만 사용하도록 구성하였다.

도 2는 본 발명의 실시 형태의 유압 제어 장치(40)의 구성을 나타내는 설명도이다.

본 실시 형태에서는 세컨더리 풀리(16)의 유압 실린더(22)에 대한 유압의 제어에 있어서의 동작을 주로 설명한다. 프라이머리 풀리(15)의 동작에 대해서도 마찬가지이므로, 그 설명은 생략한다.

유압 제어 장치(40)에는, 오일 펌프(30)에 의해 발생된 유압을 소정의 라인압(PL)으로 제어하는 레귤레이터 밸브(41)와, 라인압(PL)을 바탕으로 세컨더리 풀리(16)의 유압 실린더(22)에 공급하는 세컨더리압(Psec)을 제어하는 세컨더리 제어 밸브(43)와, 라인압(PL)을 바탕으로 프라이머리 풀리(15)의 유압 실린더(21)에 공급하는 프라이머리압(Ppri)을 제어하는 프라이머리 제어 밸브(42)가 구비된다.

유압 제어 장치(40)에는, 레귤레이터 밸브(41), 세컨더리 제어 밸브(43) 및 프라이머리 제어 밸브(42)의 동작을 제어하는 컨트롤러(45)가 구비된다.

오일 펌프(30)가 토출하는 유압은 유로(401)로부터 레귤레이터 밸브(41)에 공급된다. 레귤레이터 밸브(41)는 오일 펌프(30)의 토출압을 소정의 라인압으로 압력 조절하여, 유로(402)에 공급한다. 유로(402)에는, 세컨더리 제어 밸브(43) 및 프라이머리 제어 밸브(42)가 구비되어 있다.

세컨더리 제어 밸브(43)는, 컨트롤러(45)의 제어에 의해, 세컨더리 풀리(16)의 유압 실린더(22)에 연통되는 유로(404)가 소정의 세컨더리압(Psec)으로 되도록 제어된다. 유로(404)에는 세컨더리압 센서(46)가 구비되어 있다.

마찬가지로, 프라이머리 제어 밸브(42)는, 컨트롤러(45)의 제어에 의해, 프라이머리 풀리(15)의 유압 실린더(21)에 연통되는 유로(403)가 소정의 프라이머리압(Ppri)으로 되도록 제어한다. 유로(403)에는 프라이머리압 센서(47)가 구비되어 있다. 레귤레이터 밸브(41)에는, 토크 컨버터(2), 전후진 전환 기구(3) 등의 다른 유압이 필요한 부위에 유압을 공급하는 유로(405)가 접속된다.

컨트롤러(45)는, 라인압 센서(44), 세컨더리압 센서(46) 및 프라이머리압 센서(47)로부터의 신호를 취득한다. 컨트롤러(45)는, 라인압 센서(44)로부터 취득한 실제 라인압(PLr)이 필요한 소정의 라인압(PL)으로 되도록, 레귤레이터 밸브(41)를 제어한다.

컨트롤러(45)는, 차속이나 현재의 변속비, 운전자로부터의 가감속 요구 등에 기초하여 결정한 목표 변속비에 기초하는 목표 유압(Pt)이나 변속비 등으로부터, 세컨더리 제어 밸브(43) 및 프라이머리 제어 밸브(42)에 대한 제어 신호를 결정한다. 결정된 제어 신호(솔레노이드에 대한 전류값)가 세컨더리 제어 밸브(43) 및 프라이머리 제어 밸브(42)에 공급됨으로써 이들이 동작하여, 각 유압이 제어된다.

세컨더리 제어 밸브(43) 및 프라이머리 제어 밸브(42)는, 통과하는 작동유의 유량을 제어하는 유량 제어 밸브로서 구성되어 있다. 다음으로, 세컨더리 제어 밸브(43)를 예로서, 그 구성을 설명한다.

도 3은 본 발명의 실시 형태의 세컨더리 제어 밸브(43)의 구성을 나타내는 설명도이다.

세컨더리 제어 밸브(43)는, 바디(431) 중에 스풀(432)이 내장되어 구성되어 있다. 스풀(432)은, 스프링(433)에 의해 가압되어 있음과 함께 스풀(432)을 가동시키는 솔레노이드(434)가 구비되어 있다. 솔레노이드(434)는, 컨트롤러(45)로부터의 제어 신호에 기초하여 스풀(432)을 축 방향으로 이동시킴으로써 세컨더리 제어 밸브(43)의 개방도를 변경하여, 통과하는 작동유의 유량을 제어한다. 바디(431)에는 IN 포트(435), OUT 포트(436) 및 드레인 포트(437)가 형성되어 있다.

IN 포트(435)는 유로(402)에 연통되어 있고, 라인압(PL)이 공급된다. OUT 포트(436)는 유로(404)에 연통되어 있고, 세컨더리 풀리(16)의 유압 실린더(22)에 연통되어 있다. 드레인 포트(437)는, 유로(404)의 유압을 드레인한다.

세컨더리 제어 밸브(43)는, 컨트롤러(45)로부터의 제어 신호[지시 전류(i)]를 받아 솔레노이드(434)가 동작하여 스풀(432)이 이동함으로써, IN 포트(435)와 OUT 포트(436) 사이가 연통됨과 함께, 이 연통되는 통로의 개구부의 단면적이 변화한다. 이 단면적과 라인압에 의해, 세컨더리 제어 밸브(43)를 통과하는 작동유의 유량이 결정된다.

컨트롤러(45)는, 다음과 같은 동작에 의해 세컨더리 제어 밸브(43)를 제어하여, 세컨더리 풀리(16)의 유압 실린더(22)에 공급하는 유압을 제어한다.

도 4는 본 발명의 실시 형태의 컨트롤러(45)의 기능 블록을 나타내는 설명도이다.

컨트롤러(45)는, 무단 변속 기구(4)의 목표 변속비에 기초하여 목표 유압(Pt)을 결정하고, 결정한 목표 유압(Pt)에 기초하여, 세컨더리 제어 밸브(43)의 솔레노이드(434)에 지시하는 지시 전류(i)를 결정한다. 세컨더리 제어 밸브(43)는, 지시 전류(i)가 솔레노이드(434)에 공급됨으로써, 세컨더리 제어 밸브(43)의 유량이 제어되어, 세컨더리 풀리(16)의 유압 실린더(22)에 목표 유압에 대응한 유압이 공급된다.

컨트롤러(45)는, 피드 포워드(F/F) 보상부(451), 필요 유량 연산부(452), 개구부 연산부(453), 지시 전류 연산부(454), 피드백(F/B) 보상부(456)를 구비한다.

피드 포워드 보상부(451)는, 입력된 목표 유압(Pt)에 대해 노이즈 등의 외란을 상쇄하기 위해 소정의 응답으로 되도록 피드 포워드 보상량을 연산한다. 피드 포워드 보상부(451)에는, 예를 들어 일계 미분 등의 1차 지연 함수가 사용된다.

필요 유량 연산부(452)는, 목표 유압(Pt)을 실현하기 위해 세컨더리 제어 밸브(43)에 흘리기 위한 필요 유량(Q)을 연산한다. 필요 유량(Q)은, 현재의 변속비(Rt), 피드 포워드 보상량 및 피드백 보상량에 기초하여 연산된다.

개구량 연산부(453)는, 연산된 필요 유량(Q)을 세컨더리 제어 밸브(43)가 흘리기 위해, 세컨더리 제어 밸브(43)의 개구부의 단면적인 개구량(A)을 연산한다. 필요 유량(Q)과 개구량(A)과 유압(라인압)은 상관 관계가 있으므로, 상관 관계에 기초하여 필요 유량(Q)에 대한 개구량(A)을 결정한다.

지시 전류 연산부(454)는, 세컨더리 제어 밸브(43)가 연산된 개구량(A)으로 되도록 세컨더리 제어 밸브(43)의 솔레노이드(434)에 지시하기 위한 지시 전류(i)를 연산한다. 지시 전류(i)는, 예를 들어 개구량(A)에 대응하는 스풀(432)의 스트로크량을 구하고, 구한 스트로크량으로 되도록 솔레노이드(434)를 동작시키기 위해 필요한 전류값으로서 산출한다.

피드백 보상량 연산부(456)는, 목표 유압(Pt)과, 세컨더리압 센서(46)가 검출한 세컨더리 실제 유압(Psr)에 기초하여, 예를 들어 비례·적분·미분 제어(PID 제어)를 행하여 피드백 보상량을 연산한다.

컨트롤러(45)는, 이러한 구성에 의해, 목표 유압(Pt)이 유로(404)를 통해 유압 실린더(22)에 작용시키기 위한 필요 유량(Q)을 연산하고, 세컨더리 제어 밸브(43)가 흘리는 유량이 지시 유량(Q)으로 되기 위해 필요한 개구량(A)으로 되도록, 솔레노이드(434)에 지시 전류(i)를 지시한다.

도 5는 컨트롤러(45)가 실행하는 세컨더리 제어 밸브(43)의 제어의 흐름도이다.

도 5에 나타내는 흐름도는, 컨트롤러(45)에 의해 소정의 주기(예를 들어 10㎳마다)로 실행된다.

처리가 개시되면, 컨트롤러(45)는, 목표 유압(Pt), 세컨더리 실제 유압(Psr), 현재의 변속비(Rt)를 취득한다(S10).

다음으로, 컨트롤러(45)의 피드 포워드 보상량 연산부(451)에 의해, 피드 포워드 보상량이 연산된다. 피드 포워드 보상량은, 목표 유압(Pt)을 기초로 1차 지연 함수 등을 사용하여 산출된다(S20).

다음으로, 컨트롤러(45)의 피드백 보상량 연산부(456)에 의해, 피드백 보상량이 연산된다. 피드백 보상량은, 목표 유압(Pt)과 세컨더리 실제 유압(Psr)의 편차로부터, PID 제어 등에 의해 산출된다(S30).

다음으로, 컨트롤러(45)의 필요 유량 연산부(452)에 의해, 필요 유량(Q)이 연산된다. 필요 유량(Q)은, 현재의 변속비(Rt), 피드 포워드 보상량 및 피드백 보상량에 기초하여 연산된다(S40).

다음으로, 컨트롤러(45)의 개구량 연산부(453)에 의해, 세컨더리 제어 밸브(43)의 개구량(A)이, 필요 유량(Q)에 기초하여 연산된다(S50).

다음으로, 컨트롤러(45)의 지시 전류 연산부(454)에 의해, 세컨더리 제어 밸브(43)의 솔레노이드(434)에 지시하는 지시 전류(i)가, 개구량(A)에 기초하여 연산된다(S60).

다음으로, 컨트롤러(45)는, 연산된 지시 전류(i)를, 세컨더리 제어 밸브(43)의 솔레노이드(434)에 지시한다(S70). 이 처리에 의해, 세컨더리 제어 밸브(43)의 솔레노이드(434)가 동작하여, 세컨더리 제어 밸브가 개구량(A)으로 되고, 세컨더리 제어 밸브(43)의 유량이 필요 유량(Q)으로 되도록 제어된다.

이와 같이, 본 실시 형태에서는, 세컨더리 풀리(16)의 유압 실린더(22)에 공급하는 유압을, 라인압을 원압으로 하여 하나의 제어 밸브, 즉, 세컨더리 제어 밸브(43)만을 구비함으로써 제어를 행하는 것이다. 일반적으로, 라인압 등의 큰 유압을 직접 제어하는 경우에는, 유압을 밸브에 환류시키는 기계적인 피드백계를 동작시키기 위해, 솔레노이드의 용량을 대형화할 필요가 있다.

이에 반해 본 실시 형태에서는, 센서에 의해 검출한 실제 유압을 컨트롤러(45) 내부의 제어로 행함으로써, 기계적인 피드백계를 삭제하였다.

목표 유압을 설정하고 이 목표 유압에 추종하도록 솔레노이드(434)를 동작시키는 경우에는, 솔레노이드(434)의 응답성이 낮아, 초기값을 결정할 수 없다. 이에 반해 본 실시 형태에서는, 유압이 아니라 제어 밸브를 유통하는 작동유의 유량을 제어하도록 구성하였다. 유량은 개구부의 단면적에 의해 일의적으로 결정하므로, 단면적을 설정하고, 그 단면적으로 되도록 솔레노이드(434)의 동작량을 결정하는 것만으로 좋다.

이러한 구성에 의해, 솔레노이드(434)가 대형화되는 일 없이, 단 하나의 제어 밸브[세컨더리 제어 밸브(43)]에 의해, 유압 실린더(22)에 공급하는 유압을 제어할 수 있다.

이상과 같이, 본 발명의 실시 형태는, 프라이머리 풀리(15)의 유압 실린더(21)와 세컨더리 풀리(16)의 유압 실린더(22)에 공급되는 유압에 의해 각 풀리의 홈 폭을 변경하여 V 벨트(17)의 권취 직경을 변경함으로써 변속비를 변경하는 무단 변속 기구(4)의 제어 장치인 유압 제어 장치(40)에 관한 것이다.

유압 제어 장치(40)는, 작동유를 소정의 유압(라인압)으로 공급하는 유압 공급부로서 기능하는 오일 펌프(30)와, 오일 펌프(30)에 의해 공급되는 작동유를 유압 실린더(22)에 공급하는 유량을 제어하는 유량 제어부로서 기능하는 세컨더리 제어 밸브(43)와, 유압 실린더(22)에 공급하는 목표 유압(Pt)을 설정하고, 목표 유압(Pt)을 달성하기 위해 세컨더리 제어 밸브(43)에 유통시키는 작동유의 유량을 설정하는 유량 설정 수단으로서 기능하는 컨트롤러(45)를 구비한다.

즉, 유압 실린더(22)에 공급하는 유압의 목표 유압(Pt)을, 유량 제어 밸브인 세컨더리 제어 밸브(43)를 통과하는 작동유의 유량으로서 설정하고, 설정한 유량을 세컨더리 제어 밸브(43)로부터 유압 실린더(22)에 공급한다. 이와 같이 구성함으로써, 라인압을 원압으로 하여 유압 실린더(22)에 유압을 공급하기 위한 제어 밸브를 1개만으로 할 수 있다.

특히, 유압을 제어하는 경우에는, 라인압이라고 하는 큰 유압에 대해 유압 피드백 동작시키기 위해, 스프링이나 솔레노이드가 대형화된다고 하는 문제가 있다. 이에 반해, 본원 발명의 실시 형태에서는, 라인압을 원압으로 하여 유압을 제어하는 것이 아니라, 유량 제어부로서의 세컨더리 제어 밸브(43)의 유량을 제어함으로써 유압 실린더(22)에 공급하는 유압을 제어하도록 구성하였다. 이에 의해, 컨트롤러(45)는, 세컨더리 제어 밸브(43)의 유량, 즉, 밸브의 개구 단면적을 제어하는 것만으로 좋고, 솔레노이드가 대형화되는 일 없이, 유압의 응답성이 저하되는 것이 방지된다.

유압 실린더(22)에 공급되는 세컨더리 실제 유압(Psr)을 검출하는 유압 검출부로서의 세컨더리 유압 센서(46)를 구비하고, 컨트롤러(45)는, 유압 실린더(22)에 공급하는 목표 유압(Pt)과 검출된 세컨더리 실제 유압(Psr)의 차분에 기초하여, 세컨더리 제어 밸브(43)에 유통시키는 작동유의 유량을 설정하도록 구성하였다. 이와 같이, 컨트롤러(45) 내부의 제어로 실제 유압에 의한 피드백 제어를 행함으로써, 기계적인 피드백계를 삭제할 수 있어, 솔레노이드(434)가 대형화되는 것을 방지할 수 있다.

세컨더리 제어 밸브(43)는, 액추에이터로서, 축 방향으로 스풀(432)을 미끄럼 이동시키는 솔레노이드(434)를 구비하고, 솔레노이드(434)의 동작에 의해 유량이 제어되고, 컨트롤러(45)가, 솔레노이드(434)를 동작시키는 지령값인 지시 전류(i)를 지시함으로써, 작동유의 유량이 설정되도록 구성하였다. 이와 같이, 유압 실린더(22)에 공급하는 세컨더리압을 유압 제어로 행하는 것이 아니라 유량 제어로 행하고, 그 제어량은 솔레노이드(434)의 동작량으로 제어함으로써, 기계적인 피드백계를 삭제할 수 있어, 솔레노이드(434)가 대형화되는 것을 방지할 수 있다.

컨트롤러(45)는, 목표 유압(Pt)을 달성하기 위해 세컨더리 제어 밸브(43)에 있어서의 작동유의 유량을 결정하는 유량 결정부로서의 유압 유량 변환기(452)와, 결정된 유량을 달성하기 위해, 세컨더리 제어 밸브(43)에 있어서의 개구 면적을 결정하는 면적 결정부로서의 면적 변환기(453)와, 결정된 개구 면적을 달성하기 위해, 솔레노이드(434)를 동작시키는 제어량인 지시 전류(i)를 결정하는 동작량 결정부로서의 전류 변환기(454)를 구비하였다. 이러한 구성에 의해, 컨트롤러(45)는, 세컨더리 제어 밸브(43)의 유량, 즉, 밸브의 개구 단면적을 제어하는 것만으로 좋고, 솔레노이드가 대형화되는 일 없이, 유압의 응답성이 저하되는 것이 방지된다.

이상, 본 발명의 실시 형태에 대해 설명하였지만, 상기 실시 형태는 본 발명의 적용예의 하나를 나타낸 것에 지나지 않고, 본 발명의 기술적 범위를 상기 실시 형태의 구체적 구성에 한정하는 주지는 아니다.

본 실시 형태에서는, 풀리간에 V 벨트(17)를 걸친 벨트식 무단 변속 기구(4)를 예로 설명하였지만, 이것에 한정되지 않는다. V 벨트(17) 대신 풀리간에 체인을 걸친 무단 변속 기구여도 된다. 또한, 무단 변속 기구(4)에 직렬로 유단의 변속단을 갖는 부변속 기구를 구비해도 된다.

본 실시 형태에서는, 무단 변속 기구(4)에 있어서의 세컨더리 풀리(16)의 유압 실린더(22)에 공급하는 세컨더리압(Psec)을 세컨더리 제어 밸브(43)에 있어서 유량 제어를 행하는 예를 설명하였지만, 이것에 한정되지 않는다. 프라이머리 풀리(15)에 있어서도 동작은 마찬가지이다. 또한, 라인압을 원압으로 하여 파일럿압을 압력 조절하고, 압력 조절한 파일럿압에 의해 밸브 개방도를 제어하여 유압을 제어하는 다른 구성에도 적용할 수 있다. 예를 들어, 전후진 전환 기구(3)의 전진용 클러치 및 후퇴용 브레이크의 체결 상태를 제어하기 위한 유압 회로에 적용해도 된다.

본원은, 2013년 3월 25일에 일본 특허청에 출원된 일본 특허 출원 제2013-62509호에 기초하는 우선권을 주장한다. 이들 출원의 모든 내용은 참조에 의해 본 명세서에 포함된다.

Claims

차량에 탑재되고, 1세트의 풀리에 구비되는 1세트의 유압 실린더 중 적어도 한쪽에 공급되는 유압에 의해, 상기 1세트의 풀리에 의해 끼움 지지되는 벨트의 권취 직경을 변경하여 변속비를 변경하는 무단 변속기의 제어 장치이며,
작동유를 소정의 유압으로 공급하는 유압 공급부와,
상기 유압 공급부에 의해 공급되는 작동유를 상기 유압 실린더에 공급할 때의 유량을 제어하는 유량 제어부와,
상기 유압 실린더에 공급하는 목표 유압을 설정하고, 상기 목표 유압을 달성하기 위해 상기 유량 제어부에 있어서의 작동유의 유량을 설정하는 유량 설정 수단을 구비하는, 무단 변속기의 제어 장치.
제1항에 있어서, 상기 유압 실린더에 공급되는 실제 유압을 검출하는 실제 유압 검출부를 구비하고,
상기 유량 설정 수단은, 상기 유압 실린더에 공급하는 목표 유압과 상기 검출된 실제 유압의 차분에 기초하여, 상기 유량 제어부에 유통시키는 작동유의 유량을 설정하는, 무단 변속기의 제어 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 유량 제어부는 액추에이터를 구비하고, 상기 액추에이터의 동작에 의해 유량이 제어되고,
상기 유량 설정 수단은, 상기 액추에이터를 동작시키는 지령을 행함으로써, 상기 유량 제어부에 있어서의 작동유의 유량을 설정하는, 무단 변속기의 제어 장치.
제3항에 있어서, 상기 유량 설정 수단은,
상기 목표 유압을 달성하기 위해 상기 유량 제어부에 있어서의 작동유의 유량을 결정하는 유량 결정부와,
상기 유량 결정부에 의해 결정된 상기 유량을 달성하기 위해, 상기 유량 제어부에 있어서의 개구 면적을 결정하는 면적 결정부와,
상기 면적 결정부에 의해 결정된 상기 개구 면적을 달성하기 위해, 상기 액추에이터를 동작시키는 제어량을 결정하는 동작량 결정부를 구비하고,
상기 동작량 결정부에 의해 결정된 상기 제어량을 지시함으로써 상기 액추에이터를 동작시켜, 상기 유량 제어부에 유통시키는 작동유의 유량을 설정하는, 무단 변속기의 제어 장치.
차량에 탑재되고, 1세트의 풀리에 구비되는 1세트의 유압 실린더 중 적어도 한쪽에 공급되는 유압에 의해, 상기 1세트의 풀리에 의해 끼움 지지되는 벨트의 권취 직경을 변경하여 변속비를 변경하는 무단 변속기와, 작동유를 소정의 유압으로 공급하는 유압 공급부와, 상기 유압 공급부에 의해 공급되는 작동유를 상기 유압 실린더에 공급할 때의 유량을 제어하는 유량 제어부가 구비되는 제어 장치에 의해, 무단 변속기를 제어하는 제어 방법이며,
상기 유압 실린더에 공급하는 목표 유압을 설정하고,
상기 목표 유압을 달성하기 위해 상기 유량 제어부에 있어서의 작동유의 유량을 설정하고,
상기 유량 제어부에, 상기 설정된 유량에 의해 작동유를 유통시키는, 무단 변속기의 제어 방법.