KR20190032539A - 무단 변속기의 변속 제어 장치 및 변속 제어 방법 - Google Patents

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미츠키 이시즈카
도모아키 가베
노부히코 모리후지
히토시 고카
다카유키 오가타
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쟈트코 가부시키가이샤
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Abstract

차량에 마련된 CVT(100)를 제어하는 CVTECU(8)는, CVT(100)의 변속비를 단계적으로 변화시키는 의사 유단 업시프트 제어를 실시하는 변속 제어 수단(8a)과, 의사 유단 업시프트 제어에 연동하여 엔진(1)의 토크를 감소시키도록 명령하는 토크 제어 명령 수단(8b)을 구비한다. 토크 제어 명령 수단(8b)은 업시프트가 실제로 개시되는 시점보다도 전에 엔진의 토크 감소가 개시되도록 토크 감소 명령을 실시한다. 토크 페이즈에 있어서의 토크 저감에 의해 유단 변속기와 같은 경쾌한 변속 필링이 얻어진다.

Description

무단 변속기의 변속 제어 장치 및 변속 제어 방법
본 발명은 차량에 장비되는 무단 변속기의 변속 제어 장치 및 변속 제어 방법에 관한 것이다.
차량에 장비되는 자동 변속기에는, 유단 변속기와 무단 변속기가 있다. 무단 변속기는, 변속, 즉, 변속비의 변경을 연속적으로 제어할 수 있기 때문에, 매끄러운 변속 필링이 특징적이다. 한편, 유단 변속기는 클러치의 재결합에 의해 변속을 단계적으로 행하기 때문에, 경쾌한 변속 필링이 특징적이다.
무단 변속기에 있어서도 엔진 등의 구동원의 회전이 고회전측인 경우에는, 유단 변속기와 같은 경쾌한 변속 필링을 얻고자 하는 요망도 있다.
이러한 요망에 대하여 예를 들어 특허문헌 1에는, 무단 변속기에 있어서, 변속비를 무단계로 원활하게 변화시키는 통상의 변속 모드에 더하여, 마치 유단 변속기와 같이 단계적으로 변속비를 변화시켜서 엔진 회전 속도가 점증 및 급감을 반복하면서 차속이 증대되도록 변속비를 제어하는 변속 모드(이하, 의사 유단 업시프트 모드라고 함)을 구비한 무단 변속기의 변속 제어 장치가 제안되고 있다.
특허문헌 1의 변속 제어 장치에서는, 변속비의 유지와 업시프트를 반복하면서 차속을 증대시킨다. 그리고, 업시프트의 개시 시점부터 업시프트와 협조하여 업시프트 시에 발생하는 이너셔 토크분만큼 엔진 토크를 감소시키는 토크 저감 협조를 실시한다.
그러나, 무단 변속기에 상기 의사 유단 업시프트 모드를 적용해도 유단 변속기와 같은 경쾌한 변속 필링이 충분히 얻어지지는 못한다는 것이 판명되었다.
이것은, 유단 변속기에서는, 토크 페이즈, 이너셔 페이즈로 처리가 진행되는 동안의 토크 페이즈로부터 출력 토크의 저감이 실시되고, 이 토크 저감이 차량 전후 방향 가속도(차량 전후 G)가 일시적인 저하(당김)를 부여함으로써 경쾌한 느낌을 부여하지만, 무단 변속기에서는 이너셔 페이즈로부터 이너셔 토크를 소거하기 위한 토크 저감 협조 제어밖에 실시하지 않기 때문에, 원하는 차량 전후 G의 당김을 발생시킬 수 없는 것으로 생각된다.
본 발명은 이러한 과제를 감안하여 창안된 것으로, 무단 변속기에 의사 유단 업시프트 모드를 적용하여 유단 변속기와 같은 경쾌한 변속 필링이 얻어지도록 한, 무단 변속기의 변속 제어 장치를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.
일본 특허 공개 제2015-34595 공보
(1) 본 발명의 무단 변속기 변속 제어 장치는, 차량에 장비되어, 엔진의 회전 속도를 무단계이면서 연속적으로 변속하여 출력하는 무단 변속기의 변속 제어 장치이며, 상기 무단 변속기의 업시프트 시에, 변속비를 단계적으로 변화시키는 의사 유단 업시프트 제어를 실시하는 변속 제어 수단과, 의사 유단 업시프트 제어에 연동하여 상기 엔진의 토크를 감소시키도록 명령하는 토크 제어 명령 수단을 구비하고, 상기 토크 제어 명령 수단은, 상기 업시프트가 실제로 개시되는 시점보다도 전에 상기 엔진의 토크 감소가 개시되도록 토크 감소 명령을 실시한다.
(2) 상기 업시프트의 명령 개시 타이밍 및 상기 토크 감소 명령의 개시 타이밍은, 상기 업시프트의 명령으로부터 상기 업시프트가 실제로 개시될 때까지의 응답 시간과, 상기 엔진에 대한 토크 감소 명령으로부터 상기 엔진의 토크 감소가 실제로 개시될 때까지의 응답 시간에 따라, 상기 업시프트가 실제로 개시되는 시점보다도 제1 소정 시간만큼 전에 상기 엔진의 토크 감소가 개시되도록 설정되는 것이 바람직하다.
(3) 상기 토크 감소 명령을 할 때의 토크 감소량은, 상기 업시프트 시에 발생하는 이너셔 토크 분보다도 큰 소정 토크 감소량인 것이 바람직하다.
(4) 상기 소정 토크 감소량은, 상기 업시프트 직전의 상기 엔진의 부하 요구가 클수록 크게 설정되는 것이 바람직하다.
(5) 상기 엔진의 토크 감소 명령은, 명령 토크를 상기 소정 토크 감소량만큼 스텝형으로 저하시켜서 제2 소정 시간만큼 유지하는 제1 명령과, 그 후, 상기 명령 토크를 미소한 소정 토크 증가량만큼 스텝형으로 증가시킨 후에 점증시켜서 상기 엔진의 토크를 상기 엔진의 부하 요구에 따른 토크로 복귀시키는 제2 명령을 포함하고 있는 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 의사 유단 업시프트 제어를 실시하면, 변속비의 단계적인 업시프트에 의해 유단 변속기의 업시프트감에 가까운 변속 필링이 얻어진다. 특히, 의사 유단 업시프트 제어에 연동하고, 업시프트가 실제로 개시되는 시점보다도 전에 엔진의 토크 감소가 개시되도록 엔진의 토크 감소를 행하므로, 유단 변속기의 업시프트 토크 페이즈에 있어서의 엔진의 토크 저감에 의해 발생하는 차량 전후 G의 당김(저하)에 가까운 차량 전후 G의 변화가 발생하게 되고, 운전자에 유단 변속기의 업시프트감에 가까운 경쾌한 느낌을 부여할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 무단 변속기의 변속 제어 장치가 적용된 엔진 차량의 구동계 및 제어계를 나타내는 전체 시스템도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 의사 유단 업시프트 제어 및 엔진 토크 감소 제어의 내용을 예시하는 타임차트이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 의사 유단 업시프트 제어 및 엔진 토크 감소 제어를 설명하는 흐름도이다.
이하, 도면을 참조하여, 본 발명의 실시 형태에 대하여 설명한다. 또한, 이하에 기재하는 실시 형태는 어디까지나 예시에 지나지 않고, 이하의 실시 형태에서 명시하지 않는 변형이나 기술의 적용을 배제할 의도는 없다. 이하의 실시 형태의 각 구성은, 그들의 취지를 일탈하지 않는 범위에서 다양하게 변형되어서 실시될 수 있음과 함께, 필요에 따라 취사 선택할 수 있고, 혹은 적절히 조합하는 것이 가능하다.
[1. 전체 시스템 구성]
도 1은, 본 실시 형태에 따른 차량의 구동계와 제어계를 도시하는 구성도이다.
도 1에 나타내는 바와 같이, 차량의 구동계는, 엔진(내연 기관)(1)과, 토크 컨버터(2)와, 전후진 전환 기구(3)와, 벨트식 무단 변속 기구(자동 변속 기구)(4)와, 종 감속 기구(5)와, 구동륜(6, 6)을 구비하고 있다. 또한, 토크 컨버터(2)와 전후진 전환 기구(3)와 벨트식 무단 변속 기구(이하, 배리에이터라고도 함)(4)와 종 감속 기구(5)를 변속기 케이스 내에 수납함으로써 벨트식 무단 변속기(이하, CVT라고도 함)(100)가 구성된다.
엔진(1)에는, 스로틀 밸브 개폐 동작이나 연료 커트 동작 등에 의해 출력 토크 제어를 행하는 출력 토크 제어 액추에이터(10)가 장비된다. 이에 의해, 엔진(1)은 운전자에 의한 액셀러레이터 조작에 따른 출력 토크의 제어 이외에, 다른 엔진 제어 신호에 따른 출력 토크의 제어도 가능하게 되어 있다.
토크 컨버터(2)는 토크 증폭 기능을 갖는 발진 요소이며, 토크 증폭 기능을 필요로 하지 않을 때, 엔진 출력축(=토크 컨버터 입력축)(11)과 토크 컨버터 출력축(21)을 직결 가능한 로크업 클러치(20)를 갖는다. 이 토크 컨버터(2)는 엔진 출력축(11)에 컨버터 하우징(22)을 거쳐서 연결된 펌프 임펠러(23)와, 토크 컨버터 출력축(21)에 연결된 터빈 라이너(24)와, 케이스에 원웨이 클러치(25)를 거쳐서 마련된 스테이터(26)를 구성 요소로 한다.
전후진 전환 기구(3)는 벨트식 무단 변속 기구(4)에 대한 입력 회전 방향을 전진 주행 시의 정회전 방향과 후퇴 주행시의 역전 방향으로 전환하는 기구이다. 이 전후진 전환 기구(3)는 더블 피니언식 유성 기어(30)와, 복수의 클러치 플레이트에 의한 전진 클러치(전진측 마찰 걸림 결합 요소)(31)와, 복수의 브레이크 플레이트에 의한 후퇴 브레이크(후퇴측 마찰 걸림 결합 요소)(32)를 갖는다.
전진 클러치(31)는 D 레인지(드라이브 레인지)이나 Ds 레인지(주행 레인지) 등의 전진 주행 레인지의 선택시에 전진 클러치압 Pfc에 의해 걸림 결합된다. 후퇴 브레이크(32)는 후퇴 주행 레인지인 R 레인지의 선택시에 후퇴 브레이크압 Prb에 의해 걸림 결합된다. 또한, 전진 클러치(31) 및 후퇴 브레이크(32)는 N 레인지(뉴트럴 레인지, 비주행 레인지)의 선택시, 전진 클러치압 Pfc와 후퇴 브레이크압 Prb를 드레인함으로써, 모두 해방된다.
벨트식 무단 변속 기구(4)는 벨트 접촉 직경의 변화에 따라 변속기 입력 회전수와 변속기 출력 회전수의 비인 변속비(즉, 변속기 입력 회전수/변속기 출력 회전수)를 무단계로 변화되도록 하는 무단 변속 기능을 구비하고, 프라이머리 풀리(42)와, 세컨더리 풀리(43)와, 벨트(44)를 갖는다. 프라이머리 풀리(42)는 고정 풀리(42a) 및 슬라이드 풀리(42b)에 의해 구성되고, 슬라이드 풀리(42b)는 프라이머리압실(45)에 유도되는 프라이머리압 Ppri에 의해 축방향으로 이동한다. 세컨더리 풀리(43)는 고정 풀리(43a) 및 슬라이드 풀리(43b)에 의해 구성되고, 슬라이드 풀리(43b)는 세컨더리압실(46)에 유도되는 세컨더리압 Psec에 의해 축방향으로 이동한다.
프라이머리 풀리(42)의 고정 풀리(42a) 및 슬라이드 풀리(42b)의 각 대향면인 시브면 및 세컨더리 풀리(43)의 고정 풀리(43a) 및 슬라이드 풀리(43b)의 각 대향면인 시브면은, 모두 V자 형상 단면 형상을 이루고, 벨트(44)의 양측 프랭크면은 이들의 각 시브면과 접촉한다. 슬라이드 풀리(42b, 43b)의 이동에 따라, 프라이머리 풀리(42) 및 세컨더리 풀리(43)로의 벨트(44)의 감기 반경이 변경됨으로써, 변속비가 변경된다.
종 감속 기구(5)는 벨트식 무단 변속 기구(4)의 변속기 출력축(41)으로부터의 변속기 출력 회전을 감속하는 기어 기구이며, 변속기 출력축(41)과 아이들러 축(50)과 좌우의 드라이브 축(51, 51) 사이에, 감속 기능을 갖는 제1 기어(52), 제2 기어(53), 제3 기어(54) 및 제4 기어(55)를 갖는다. 종 감속 기구(5)에는, 차동 기능을 갖는 차동 장치(56)가 일체로 장비되어 있다.
차량의 제어계 중, 특히 CVT(100)의 제어계는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 유압 컨트롤 유닛(7)과, CVT 전자 컨트롤 유닛(변속 제어 장치, 이하, CVTECU라고 함)(8)을 구비하고 있다. 또한, 이 CVTECU(8)와 정보를 수수하는 엔진 전자 컨트롤 유닛(이하, 엔진 ECU라고 함)(9)이 장비되어 있다. 또한, 각 전자 컨트롤 유닛(ECU: Electronic Control Unit)(8, 9)은, 입출력 장치, 다수의 제어 프로그램을 내장한 기억 장치(ROM, RAM 등), 중앙 처리 장치(CPU), 타이머 카운터 등을 구비하여 구성된다.
유압 컨트롤 유닛(7)은 프라이머리압실(45)에 유도되는 프라이머리압 Ppri과, 세컨더리압실(46)에 유도되는 세컨더리압 Psec와, 전진 클러치(31)에 대한 전진 클러치압 Pfc와, 후퇴 브레이크(32)에 대한 후퇴 브레이크압 Prb를 만들어내는 제어 유닛이다. 이 유압 컨트롤 유닛(7)은 오일 펌프(70)와 유압 제어 회로(71)를 구비한다. 유압 제어 회로(71)는 라인압 솔레노이드(72)와, 프라이머리압 솔레노이드(73)와, 세컨더리압 솔레노이드(74)와, 전진 클러치압 솔레노이드(75)와, 후퇴 브레이크압 솔레노이드(76)를 갖는다.
라인압 솔레노이드(72)는 CVTECU(8)로부터 출력되는 라인압 지시에 따라, 오일 펌프(70)로부터 압송되는 작동유를, 지시된 라인압 PL로 압력 조절한다.
프라이머리압 솔레노이드(73)는 CVTECU(8)로부터 출력되는 프라이머리압 지시에 따라, 라인압 PL을 원압으로서 지시된 프라이머리압 Ppri로 감압 조정한다.
세컨더리압 솔레노이드(74)는 CVTECU(8)로부터 출력되는 세컨더리압 지시에 따라, 라인압 PL을 원압으로서 지시된 세컨더리압 Psec로 감압 조정한다.
전진 클러치압 솔레노이드(75)는 CVTECU(8)로부터 출력되는 전진 클러치압 지시에 따라, 라인압 PL을 원압으로서 지시된 전진 클러치압 Pfc로 감압 조정한다.
후퇴 브레이크압 솔레노이드(76)은 CVTECU(8)로부터 출력되는 후퇴 브레이크압 지시에 따라, 라인압 PL을 원압으로서 지시된 후퇴 브레이크압 Prb로 감압 조정한다.
CVTECU(8)에는, 프라이머리 회전 센서(80), 세컨더리 회전 센서(81), 세컨더리압 센서(82), 유온 센서(83), 인히비터 스위치(84), 브레이크 스위치(85), 액셀러레이터 개방도 센서(86), 프라이머리압 센서(87), 라인압 센서(89) 등의 각종 센서가 접속되고, 이들 센서로 검출된 센서 정보나 스위치 정보가 입력된다.
프라이머리 회전 센서(80)는 프라이머리 풀리(42)의 회전수(실제 프라이머리 회전수 Npri_r)를 검출한다. 세컨더리 회전 센서(81)는 세컨더리 풀리(43)의 회전수(실제 세컨더리 회전수)를 검출한다.
또한, CVTECU(8)에는, 엔진 ECU(9)로부터 엔진 토크 및 엔진 회전수 Ne의 정보가 입력되고, CVTECU(8)는, 엔진 ECU(9)에 대하여 토크 리퀘스트를 출력한다.
또한, 차량에는, 주행 모드를 전환하기(선택함) 위한 시프트 레버(셀렉트 레버)(101)가 마련되어 있다. 인히비터 스위치(84)는 이 시프트 레버(101)로 선택되어 있는 레인지 위치(D 레인지, N 레인지, R 레인지 등)를 검출하고, 레인지 위치에 따른 레인지 위치 신호를 출력한다.
CVTECU(8)의 구체적인 제어 대상으로서는, 스로틀 개방도 등에 따른 목표 라인압을 얻는 지시를 라인압 솔레노이드(72)에 출력하는 라인압 제어, 차속이나 스로틀 개방도 등에 따라서 목표 변속비를 얻는 지시를 프라이머리압 솔레노이드(73) 및 세컨더리압 솔레노이드(74)에 출력하는 변속 유압 제어, 전진 클러치(31) 및 후퇴 브레이크(32)의 걸림 결합/해방을 제어하는 지시를 전진 클러치압 솔레노이드(75) 및 후퇴 브레이크압 솔레노이드(76)에 출력하는 전후진 전환 제어, 등을 들 수 있다. 본 실시 형태에서는, 변속 제어를 설명하고, 특히 의사 유단 업시프트 제어에 대하여 상세하게 설명한다.
[2. 제어의 개요]
[2-1. 변속 제어]
변속 제어란, 예를 들어 액셀러레이터 개방도 센서(86)로 검출되는 액셀러레이터 개방도 AP나 액셀러레이터 개방도 변화율 ΔAP, 브레이크 스위치(85)의 온/오프 등에 기초하여, 적절한 변속 모드를 선택하고, 변속 모드에 따라서 CVT(100)의 변속비를 변화시키는 제어이다.
여기에서는, 오토 업시프트, 발 복귀 업시프트, 발 떼기 업시프트, 답입 업시프트, 급 답입 업시프트, 브레이크 업시프트 및 의사 유단 업시프트의 일곱 변속 모드가 마련되어 있다. 이들 변속 모드는, 엔진(1)의 부하나 엔진 회전 속도(이하, 엔진 회전수라고도 함) Ne, 액셀러레이터 개방도 AP나 액셀러레이터 개방도 변화율 ΔAP, 브레이크 스위치(28)의 온/오프, 차속 등에 따라서 선택된다. 또한, 이들 중, 의사 유단 업시프트 이외의 여섯 변속 모드는, 종래 공지된 것이므로, 그 설명은 생략한다.
[2-2. 의사 유단 업시프트 제어]
의사 유단 업시프트 제어란, 마치 유단 변속기와 같이 단계적으로 변속비를 변화시키고, 엔진(1)의 회전수 Ne가 점증 및 급감을 반복하면서 차속이 증대하도록 하는 제어이다. 이하, 의사 유단 업시프트 제어가 실시되는 변속 모드를, 의사 유단 업시프트 모드라 한다.
의사 유단 업시프트 모드에서는, 액셀러레이터 개방도 센서(86)로 검출되는 액셀러레이터 개방도 AP나 액셀러레이터 개방도 변화율 ΔAP, 브레이크 스위치(85)의 온/오프 등에 기초하여, 변속비의 유지와 비교적 급한 단계적인 업시프트를 반복하면서 차속을 증대시킨다. 또한, 여기에서 말하는 변속비의 유지란, 완전히 일정한 변속비를 유지한다는 의미가 아니고, 유단 변속기와 같이, 차속의 상승과 엔진 회전수의 상승이 운전자의 감각에 합치하도록 변속비를 제어하는 것을 의미한다.
즉, 차속과 액셀러레이터 개방도에 의해 변속 맵으로부터 결정되는 운전점에 따라서 변속비를 제어하면, 변속비는 원활하게 업시프트되지만, 의사 유단 업시프트 모드에서는, 어떤 기간은 변속비를 크게 변화시키지 않는 상태(변속비에 큰 변화를 부여하지 않는)로 하고, 그 후 변속비를 크게 변화시켜서 업시프트를 행함으로써, 단계적으로 변속비를 변화시킨다. 여기서, 변속비를 크게 변화시키지 않는 (유지하는) 기간은, 의사 유단 업시프트 모드가 선택된 시점 또는 업시프트 종료 시점부터, 실제 프라이머리 회전수 Npri_r이 소정의 업시프트 개시 회전 속도(업시프트 개시 회전수라고도 함) NpriTH에 달하는 시점까지이다.
의사 유단 업시프트 제어가 실시되는 의사 유단 업시프트 모드는, 여기에서는 이하의 조건 1 내지 조건 3을 모두 만족시키는 경우에 선택된다.
조건 1: 액셀러레이터 개방도 AP가 소정의 역치 ATH 이상이다(AP≥ATH)
조건 2: 액셀러레이터 개방도 변화율 ΔAP가 0 이상 소정값 B 미만이다(0≤ΔAP<B)
조건 3: 브레이크 스위치가 오프이다
즉, 의사 유단 업시프트 모드는, 액셀러레이터 페달만이 소정의 역치 ATH 이상으로(ΔATH<B의 크기에서) 답입되어 있는 경우에 선택된다. 또한, 조건 1을 만족시키지 않고, 조건 2 및 조건 3을 만족시키는 경우에는, 통상의 오토 업시프트가 선택되고, 조건 2를 만족시키지 않고, 조건 1 및 조건 3을 만족시키는 경우에는, 답입 업시프트나 급 답입 업시프트 등이 선택된다. 바꾸어 말하면, 상기의 조건 1 내지 조건 3은 의사 유단 업시프트 모드가 선택되느냐, 이외의 변속 모드가 선택되느냐의 판정 조건이다.
[3. 제어 구성]
도 1에 나타내는 바와 같이, 상술한 제어를 실시하기 위한 요소로서, CVTECU(8)에는, 변속 제어부(변속 제어 수단)(8a)와, 토크 제어 명령부(토크 제어 명령 수단)(8b)가 마련된다. 여기에서는, 이들의 각 제어부는 소프트웨어로서 프로그래밍된 기능 요소로 하고 있지만, 이들 제어부는, 전자 회로(하드웨어)에 의해 실현해도 되고, 또는 이들 기능 중 일부를 하드웨어로서 마련하고, 나머지를 소프트웨어로 한 것이어도 된다.
변속 제어부(8a)는 상술한 바와 같이, 각 변속 모드에 의한 제어를 실시함으로써, 특히, 상기 조건 하에서 실시되는 의사 유단 업시프트 모드에서는, 상기한 바와 같이 변속비의 유지 및 단계적인 업시프트를 반복하면서 차속을 증대시킨다.
토크 제어 명령부(8b)는 의사 유단 업시프트 제어에 연동하여 엔진(1)의 토크를 감소시키도록 엔진 ECU(9)에 명령한다. 이 토크 제어 명령부(8b)는 업시프트가 실제로 개시되는 시점보다도 전(여기에서는, 제1 소정 시간만큼 전)에, 엔진(1)의 토크 감소가 개시되도록 토크 감소 명령을 실시한다. 또한, 토크 감소 명령을 할 때의 토크 감소량은, 업시프트 시에 발생하는 이너셔 토크분보다도 큰 소정 토크 감소량으로 된다. 또한, 이 소정 토크 감소량은, 업시프트 직전의 액셀러레이터 개방도(엔진(1)의 부하 요구)가 클수록 크게 설정된다.
업시프트가 실제로 개시되는 시점보다도 전에, 엔진(1)의 토크 감소가 개시되도록 토크 제어를 하는 것은, 의사 유단 업시프트 시에 운전자에 경쾌한 느낌을 느끼게 하기 위해서이다. 유단 변속기에 있어서는, 이너셔 페이즈 직전의 토크 페이즈에서 출력 토크의 저감이 실시되는 점에서, 차량 전후 방향 가속도(차량 전후 G)의 일시적인 저하(당김)가 발생하여, 운전자에 경쾌한 느낌을 느끼게 한다. 그래서, 이것을 모방하여, 업시프트가 실제로 개시되는 시점보다도 전에, 즉 이너셔 페이즈의 직전에 출력 토크의 저감을 실시하고 있다.
운전자에 경쾌한 느낌을 느끼게 하는 차량 전후 G의 당김은, 토크 감소의 타이밍, 즉, 업시프트가 실제로 개시되는 시점보다도 얼마만큼 전의 시점에서, 엔진(1)의 토크를 감소시킬 것인지와, 토크 감소량의 크기, 즉, 얼마만큼의 토크 감소량으로 엔진(1)의 토크를 감소시킬 것인지에 의존한다.
경쾌한 느낌을 느끼게 하는 차량 전후 G의 당김을 발생시키려면, 토크 감소의 타이밍과 토크 감소량의 크기 중 한쪽만으로도 어느 정도의 효과는 얻어진다고 생각할 수 있지만, 원하는 경쾌한 느낌을 느끼게 하기 위해서는, 양자에 착안하여, 이들 값을 적절한 것으로 설정하는 것이 효과적이다.
이러한 관점에서, 운전자에 경쾌한 느낌을 느끼게 하는 차량 전후 G의 당김을 실현할 수 있도록, 제1 소정 시간 및 소정 토크 감소량을 설정한다. 제1 소정 시간 및 소정 토크 감소량과 차량 전후 G의 당김의 관계는, 시험에 의해 구할 수 있다. 그래서, 원하는 경쾌한 느낌을 느끼게 하기에 적합한, 제1 소정 시간 및 소정 토크 감소량을 예를 들어 시험에 의해 구할 수 있다.
여기서, 도 2를 참조하여, 의사 유단 업시프트 제어와 엔진(1)의 토크 감소를 지시하는 엔진 토크 감소 제어의 시간적인 관계를 설명한다.
도 2는 본 실시 형태에 따른 의사 유단 업시프트 제어 및 엔진 토크 감소 제어의 내용을 예시하는 타임 차트이며, 도 2의 (a)는 목표 프라이머리 회전수 Npri_t 및 실제 프라이머리 회전수 Npri_r의 시간 변화를, 도 2의 (b)는 도달 풀리비 Rp_a, 목표 풀리비 Rp_t 및 실제 풀리비 Rp_r의 시간 변화를, 도 2의 (c)는 요구 토크 To_d 및 실제 토크 To_r의 시간 변화를, 도 2의 (d)는 실제 프라이머리압 Ppri_r 및 실제 세컨더리압 Psec_r의 시간 변화를, 도 2의 (e)는 차량의 전후 가속도 Gv의 시간 변화를, 각각 나타낸다. 횡축은 좌측으로부터 우측 방향으로 시간의 추이를 나타내고, 도 2의 (a) 내지 (e)의 시간축은 일치시키고 있다.
예를 들어, 액셀러레이터 페달을 답입 조작하여 천천히 액셀러레이터 개방도를 증가시켜 가면, 상기한 조건 2, 조건 3이 성립하는 조건 하에서 액셀러레이터 개방도 AP가 소정의 역치 ATH 이상이 되어서 조건 1도 성립하는 상태로 되고, 의사 유단 업시프트 모드가 선택된다. 그리고, 실제 프라이머리 회전수 Npri_r이 증가하여 소정의 업시프트 개시 회전수 NpriTH에 도달할 때까지는, 변속비를 거의 일정하게 유지하고, 실제 프라이머리 회전수 Npri_r이 증가하여 소정의 업시프트 개시 회전수 NpriTH에 달하면, 업시프트 제어를 실시한다.
이 경우, 도 2의 (b)에 나타내는 바와 같이, 업시프트후의 변속비에 따른 도달 풀리비(도달 변속비) Rp_a를 설정하는데, CVT(100)의 응답 속도에 한계가 있으므로, 이 CVT(100)의 응답 속도 한계를 고려하여, 제어 주기마다 이 도달 풀리비 Rp_a에 접근하는, 목표 풀리비(목표 변속비) Rp_t를 설정하고, CVT(100)의 풀리비(변속비) Rp를 제어한다. 업시프트시(변속시)에는 차속의 변화는 작고, 대략 일정하다고 생각되므로, 도 2의 (b)에 나타내는 바와 같이, 도달 풀리비(도달 변속비) Rp_a를 부여할 수 있다.
또한, 도 2의 (b)에서는, 도달 풀리비 Rp_a의 설정 타이밍을 실제 프라이머리 회전수 Npri_r이 업시프트 개시 회전수 NpriTH에 달한 업시프트 제어의 개시 타이밍 ta와 일치시키고 있지만, 도달 풀리비 Rp_a의 설정은 업시프트 제어의 개시 타이밍보다 전이어도 된다.
또한, CVT(100)의 풀리비(변속비) Rp의 제어는, 도 2의 (d)에 나타내는 바와 같이, 목표 풀리비 Rp_t에 따라서 프라이머리 지시압 Ppri_d를 설정해 이 프라이머리 지시압 Ppri_d에 의해 프라이머리압 Ppri를 제어함으로써 행하지만, 프라이머리 지시압 Ppri_d에 의한 지시에 대하여 실제의 프라이머리압(실제 프라이머리압) Ppri_r이 응답하여 실제 풀리비(실제 변속비) Rp_r이 변화하는데 있어서, CVT(100)의 응답 지연에 의한 시간차가 발생한다.
한편, 엔진(1)의 토크에 대해서도 응답 지연이 있고, 도 2의 (c)에 나타내는 바와 같이, 엔진(1)의 토크 감소를 지시하고 나서 실제로 엔진(1)의 토크가 감소될때까지 시간차가 발생한다. 따라서, 업시프트가 실제로 개시되는 시점보다도 전에, 엔진(1)의 토크 감소가 실제로 개시되도록 토크 감소 명령을 실시하려면, CVT(100)의 변속 응답 지연과 엔진(1)의 토크 응답 지연을 고려할 필요가 있게 된다. 또한, 이들 응답 지연은, 미리 시험 등에 의해 다양한 상황별로 파악할 수 있다.
이러한 엔진(1)의 토크 감소의 개시와 업시프트의 개시의 시간 관계를 실현하기 위해서, 실제 프라이머리 회전수 Npri_r이 증가하여 업시프트 개시 회전수 NpriTH에 달한 시점 ta에서 엔진(1)의 토크 감소 명령을 개시한다. 이 명령 개시에 대하여 그 상황에 따른 엔진(1)의 응답 지연분만큼 시간차를 가져서, 엔진(1)의 토크의 감소가 실제로 개시되기 때문에, 엔진 토크의 감소가 실제로 개시되는 시점 tc를 추정할 수 있다.
이에 비해, 엔진 토크의 감소가 실제로 개시되는 시점 tc로부터 소정 시간만큼 후의 시점 tt에 실제로 업시프트가 개시되면 되고, 그 상황에 따른 CVT(100)의 응답 지연분만큼 전의 시점 tb에, CVT(100)의 업시프트 명령, 즉, 업시프트를 위한 목표 풀리비(목표 변속비) Rp_t의 변경을 개시되면 된다. 또한, 도 2에 나타낸 이들 시점 ta, tb, tc, tt 및 후술하는 시점 td, te, tf의 각 타이밍은 일례이며, 엔진(1)이나 CVT(100)의 상태에 따라 바뀌는 것이다.
이렇게 해서, 실제 프라이머리 회전수 Npri_r이 업시프트 개시 회전수 NpriTH에 달한 시점 ta에서, 연산에 의해, 엔진 토크의 감소가 실제로 개시되는 시점 tc와, 실제로 업시프트가 개시되는 시점 tt와, CVT(100)의 업시프트 명령을 개시할 시점 tb를 도출할 수 있고, 업시프트가 실제로 개시되는 시점보다도 제1 소정 시간만큼 전에, 엔진(1)의 토크 감소를 개시시킬 수 있다.
특히, 본 실시 형태에서는, 엔진의 토크 감소 명령은 도 2의 (c)에 나타내는 바와 같이, 명령 토크를 상기 소정 토크 감소량만큼 스텝형으로 저하시켜서 제2 소정 시간만큼 유지하는 제1 명령(시점 ta 내지 시점 td)과, 그 후, 명령 토크를 미소한 소정 토크 증가량만큼 스텝형으로 증가시킨 후에 점증시켜서 엔진(1)의 토크를 액셀러레이터 개방도에 따른 토크로 복귀시키는 제2 명령(시점 td 내지 시점 tf)을 갖는다.
제1 명령에 의해, 업시프트 시에 발생하는 이너셔 토크분보다도 큰 소정 토크 감소량만큼 스텝형으로 단숨에 저하시켜서 제2 소정 시간만큼 유지하는 것은, 큰 토크 감소량을 부여함으로써 엔진(1)측의 토크 감소의 응답을 촉진함과 함께, 도 2의 (e)에 나타내는 바와 같이, 엔진(1)의 토크 감소에 의해 차량의 전후 가속도 Gv에 원하는 변화를 부여하기(즉, 업시프트의 이너셔 페이즈 직전에 차량 전후 가속도 Gv의 원하는 당김을 발생시키기) 위함이기도 하다. 그래서, 스텝형으로 단숨에 저하시키는 감소 토크를 당김 토크라고도 말한다.
제2 명령에 의해, 명령 토크를 미소한 소정 토크 증가량만큼 스텝형으로 증가시킨 후에 점증시키는 것은, 시점 td에서 차량 전후 가속 후 Gv가 저하된 직후에, 차량 전후 가속 후 Gv가 상승하는 국면을 만들어, 소위, 「전후 가속 후 Gv의 당김」을 강조하고, 보다 경쾌한 변속의 인상을 운전자에게 부여하기 위해서이다.
본 실시 형태에서는, 제2 명령으로 명령 토크를 점증시키고 있을 때에 시프트업 후의 요구 토크에 대하여 소정 범위 내에 접근한 시점 tf에서 스텝형으로 증가시켜서 시프트업 후의 요구 토크로 복귀시키고 있다. 명령 토크가 요구 토크에 어느 정도 접근하였으면 스텝형으로 증가시켜도 토크 쇼크는 발생하지 않기 때문이다.
또한, 제1 명령에 있어서의 소정 토크 감소량만큼 감소시킨 상태를 유지하는 소정 시간(시점 ta로부터 시점 td까지의 시간)은 일정하게 해도 되고 가변으로 해도 된다. 가변으로 할 경우에는, 소정 토크 감소량과 마찬가지로 업시프트 직전의 액셀러레이터 개방도가 클수록 소정 시간을 오래 설정한다.
또한, 스텝형으로 증가시키는 소정 토크 증가량이나 그 후 점증시키는 증가율도, 일정하게 해도 되지만, 가변으로 해도 된다. 가변으로 할 경우에는, 소정 토크 감소량과 마찬가지로 업시프트 직전의 액셀러레이터 개방도가 클수록 소정 토크 증가량도 증가율도 크게 설정한다.
추가로, 스텝형으로 증가시켜서 시프트업 후의 요구 토크로 복귀시킬 때에 스텝형으로 증가시키는 양도 일정하게 해도 가변으로 해도 된다. 가변으로 할 경우에는, 소정 토크 감소량과 액셀러레이터 개방도가 클수록 스텝형으로 증가시키는 양을 크게 설정한다.
또한, 제1 명령의 소정 토크 감소량이나 소정 시간, 제2 명령의 소정 토크 증가량이나 그 후 점증시키는 증가율이나 그 후 스텝형으로 증가시키는 양에 따라 다르지만, 제2 명령을 실시하고 있는 동안의 시점 te에서 변속비의 업시프트는 실질적으로 완료된다.
[4. 작용 및 효과]
본 발명의 일 실시 형태에 따른 무단 변속기의 변속 제어 장치는 상술한 바와 같이 구성되어 있으므로, CVTECU(8)에 의해 예를 들어 도 3의 흐름도에 나타내는 바와 같이 의사 유단 업시프트 제어 및 엔진 토크 감소 제어를 실시할 수 있다. 또한 이 흐름도는, 소정의 연산 주기로 반복해 실시된다.
도 3에 나타내는 바와 같이, 의사 유단 업시프트 모드인지 여부가 판정된다(스텝 S10). 즉, 상기한 조건 1, 조건 2, 조건 3이 모두 성립되었는지 여부가 판정된다. 의사 유단 업시프트 모드가 아니면 리턴하고, 의사 유단 업시프트 모드라면, 실제 프라이머리 회전수 Npri_r이 업시프트 개시 회전수 NpriTH에 도달했는지 여부가 판정된다(스텝 S20).
실제 프라이머리 회전수 Npri_r이 업시프트 개시 회전수 NpriTH에 달하지 않으면 리턴하고, 실제 프라이머리 회전수 Npri_r이 업시프트 개시 회전수 NpriTH에 달하였으면, 도달 풀리비 Rp_a를 설정함(스텝 S30)과 함께, 엔진(1)의 토크 감소 제어(토크 감소 명령)를 실시한다(스텝 S40). 토크 감소 제어가 개시 명령되면, 도시하지 않은 토크 감소 제어 루틴에 의해, 상술한 바와 같이 제1 제어 및 제2 제어를 순차 실행한다.
그리고, 목표 풀리비(목표 변속비) Rp_t의 변경을 개시할 타이밍인지 여부, 즉, 업시프트 명령의 개시 타이밍인지 여부를 판정한다(스텝 S50). 전술한 바와 같이, 업시프트 개시 회전수 NpriTH에 달한 시점 ta를 기준으로 CVT(100)의 업시프트 명령을 개시할 시점 tb를 도출하여, 개시 타이밍을 판정한다.
목표 풀리비 Rp_t의 변경 개시 타이밍(업시프트 명령의 개시 타이밍)으로 될 때까지는 변속비를 유지하고, 목표 풀리비 Rp_t의 변경 개시 타이밍(업시프트 명령의 개시 타이밍)이 되면, 목표 풀리비 Rp_t를 변경하면서 풀리비(변속비) Rp를 변경하여 업시프트한다.
이와 같이 하여, 의사 유단 업시프트 제어에 의해 변속비의 유지 및 비교적 급한 단계적인 업시프트를 반복하면서 차속을 증대시키는 의사 유단 업시프트 제어를 실시함으로써, 유단 변속기의 업시프트에 유사한 단계적인 변속비의 변경을 행할 때에, 이것과 연동하여 업시프트가 실제로 개시되는 것보다도 전에 엔진(1)의 토크를 감소시키는 토크 제어 명령을 행하므로, 업시프트의 이너셔 페이즈 직전에 차량 전후 가속도 Gv의 당김이 발생하고, 유단 변속기와 같이 경쾌한 느낌이 있는 업시프트를 실시할 수 있다.
특히, 토크 감소의 개시 타이밍과 토크 감소량을, 원하는 경쾌한 느낌을 느끼게 하는 차량 전후 G의 당김을 발생하도록 설정하였으므로, 보다 유단 변속기에 가까운 경쾌한 느낌이 있는 업시프트를 실현할 수 있다.
또한, 엔진(1)의 토크 감소 명령은 먼저, 엔진(1)의 토크를 소정 토크 감소량만큼 스텝형으로 저하시켜서 제2 소정 시간만큼 유지하고(제1 명령), 그 후, 미소한 소정 토크 증가량만큼 스텝형으로 증가시킨 후에 점증시켜서 엔진(1)의 부하 요구에 따른 토크로 복귀시키므로(제2 명령), 이 점으로부터도, 유단 변속기에 가까운 경쾌한 느낌이 있는 업시프트를 실현할 수 있다.
[5.기타]
이상, 본 발명의 실시 형태를 설명했지만, 본 발명은 상기 실시 형태에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에서 다양하게 변형시켜 실시할 수 있다.
예를 들어, 상기 실시 형태에서는, 의사 유단 업시프트 모드에서, 업시프트가 실제로 개시되는 것보다도 전에 엔진(1)의 토크를 감소시키기 위해서, 실제 프라이머리 회전수 Npri_r이 소정의 업시프트 개시 회전수 NpriTH에 달하는 시점보다도 조금 지연되어, 변속비의 유지로부터 업시프트로 전환하고 있지만, 이 지연을 상정하여, 업시프트 개시 회전수 NpriTH를 미소량만큼 감소 보정하여 판정에 사용해도 된다.

Claims (6)

  1. 차량에 장비되어, 엔진의 회전 속도를 무단계이면서 연속적으로 변속하여 출력하는 무단 변속기의 변속 제어 장치이며,
    상기 무단 변속기의 업시프트 시에, 변속비를 단계적으로 변화시키는 의사 유단 업시프트 제어를 실시하는 변속 제어 수단과,
    의사 유단 업시프트 제어에 연동하여 상기 엔진의 토크를 감소시키도록 명령하는 토크 제어 명령 수단을 구비하고,
    상기 토크 제어 명령 수단은, 상기 업시프트가 실제로 개시되는 시점보다도 전에 상기 엔진의 토크 감소가 개시되도록 토크 감소 명령을 실시하는, 무단 변속기의 변속 제어 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 업시프트의 명령의 개시 타이밍 및 상기 토크 감소 명령의 개시 타이밍은,
    상기 업시프트의 명령으로부터 상기 업시프트가 실제로 개시될 때까지의 응답 시간과, 상기 엔진에 대한 토크 감소 명령으로부터 상기 엔진의 토크 감소가 실제로 개시될 때까지의 응답 시간에 따라, 상기 업시프트가 실제로 개시되는 시점보다도 제1 소정 시간만큼 전에 상기 엔진의 토크 감소가 개시되도록 설정되는, 무단 변속기의 변속 제어 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 토크 감소 명령을 할 때의 토크 감소량은, 상기 업시프트 시에 발생하는 이너셔 토크분보다도 큰 소정 토크 감소량인, 무단 변속기의 변속 제어 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 소정 토크 감소량은, 상기 업시프트 직전의 상기 엔진의 부하 요구가 클수록 크게 설정되는, 무단 변속기의 변속 제어 장치.
  5. 제3항 또는 제4항에 있어서,
    상기 엔진의 토크 감소 명령은, 명령 토크를 상기 소정 토크 감소량만큼 스텝형으로 저하시켜서 제2 소정 시간만큼 유지하는 제1 명령과, 그 후, 상기 명령 토크를 미소한 소정 토크 증가량만큼 스텝형으로 증가시킨 후에 점증시켜서 상기 엔진의 토크를 상기 엔진의 부하 요구에 따른 토크로 복귀시키는 제2 명령을 포함하고 있는, 무단 변속기의 변속 제어 장치.
  6. 차량에 장비되어, 엔진의 회전 속도를 무단계이면서 연속적으로 변속하여 출력하는 무단 변속기의 변속 제어 방법이며,
    상기 무단 변속기의 업시프트 시에, 소정 조건일 때에 변속비를 단계적으로 변화시키는 의사 유단 업시프트 제어를 실시하고,
    의사 유단 업시프트 제어에 연동하여 단계적인 업시프트의 각각의 때에 각각 상기 엔진의 토크를 감소시키는 토크 제어를 행하고, 이 토크 제어는, 상기 업시프트가 실제로 개시되는 시점보다도 전에 상기 엔진의 토크 감소가 개시되도록 토크 감소 명령을 개시하는, 무단 변속기의 변속 제어 방법.
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