KR920006208B1 - 자동차용 무단변속장치 - Google Patents

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다께오 히라마쯔
본노스께 다까미야
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미쯔비시 지도샤 고교 가부시끼가이샤
세끼 신지
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Abstract

내용 없음.

Description

자동차용 무단변속장치
제1도는 본 발명 제1실시예의 구성을 가리키는 개략구성도.
제2도 및 제3도는 상기 제1실시예의 상세구조를 가리키는 부분구조도.
제4도는 상기 제1실시예의 상세구조를 가리키는 전기회로도.
제5도 및 제6도는 상기 제1실시예의 작동설명도.
제7도는 본 발명 제2실시예의 구성을 가리키는 개략구성도.
제8도는 상기 제2실시예에 있어서의 무단변속기의 구조를 가리키는 단면도.
제9도는 상기 제2실시예의 상세구조를 가리키는 구조도.
제10도는 상기 제2실시예에 있어서의 수동조작기구의 구조를 가리키는 단면도.
제11도는 상기 제2실시에의 변형예를 가리키는 구조도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 엔진 2 : 구동축
3 : 슬립식 클러치 6 : 출력축
8 : 벨트식 무단변속기 10 : 구동측 풀리
12 : 피구동측 풀리 11, 14 : 유압실
21 : 전자제어장치 211 : 엔진회전속도검출장치
212 : 밸브 개방도센서 213 : 출력축 회전속도검출장치
214 : 차속검출장치 23 : 유압제어밸브
25, 30, 47 : 압력조절밸브 24, 27, 29, 46 : 솔레노이드밸브
26, 45 : 변속비 제어밸브 33 : 마찰무단변속기
본 발명은 무단변속기를 사용한 자동차용 변속장치에 관한 것이다.
종래, 자동차용 자동변속기에 많이 사용되고 있는 토오크 콘버터는 입력축과 출력축과의 사이에 큰 슬립을 생기게 하기 때문에, 전달효율이 낮고, 열료비의 향상이 곤란하다는 결점이 있었다.
그것때문에, 전달효율이 비교적 높은 무단변속기가 자동차용 변속기로서 주목되고 있다. 이 무단변속의 전달효율은, 종래의 치차식 유단변속기의 전달효율이 모든 조건하에서 대략 일정한(치차의 종류, 맞물리는 치수에 의해서만 결정) 것에 대해, 변속비, 입력축 회전속도 및 입력축 토오크에 의하여 크게 변화하고, 저회전속도 그리고 고토오크역에서 보다 높게되는 것이 일반적으로 알려지고 있다. 또, 무단변속기는 유단변속기에 비해 임의의 변속범위를 설정할 수 있고 또한 범위내에서 연속적으로 변속비를 변경할 수 있기 때문에 연료비 경제성 및 가속성능이 이론적으로 우수하다. 특히, 연료비 경제성에 관하여서는, 종래의 유단변속기에서는 변속비가 1차적으로 정하여지기때문에 내연기관의 소정의 출력에 대해 기관의 연료비 특성이 필연적으로 결정되어버리지만, 무단변속기에서는 적절히 저변속비를 선정함으로써 상기 소정의 출력에 대해 내연기관을 저회전속도 그리고 고토오크역에서 운전할 수가 있고, 따라서 최소의 연료특성을 얻을 수가 있다.
그러나, 왕복식 피스톤 내연기관에서는 피스톤의 왕복운동에 수반하는 관성에 의한 토오크변동 및 연소실내의 압력변동에 수반하는 토오크변동이 생기고, 그 클랭크축은 토오크변동 및 회전속도변동을 수반하여 회전하고 있다. 이 토오크변동은 내연기관이 탑재된 차량의 드라이 버빌리티를 저해하고, 특히 저속운전을 행할때 토오크변동이 차량, 구동축등에 전달되고, 평균구동 토오크가 차량을 구동하는데 충분하여도 토오크변동에 의한 진동발생때문에 실질적인 엔진의 저속운전한계속도가 상승해 버린다. 이때문에, 상기 무단변속기를 사용한 경우에도 변속비를 실질적으로 크게 선정하는 것이 필요케 되고, 결과적으로 내연기관의 회전이 증대하여 연료비가 악화한다고 하는 결점이 생긴다.
또, 종래의 벨트식 무단변속기에서는 피구동측 풀리의 벨트 압압력을 대략 일정하게 하고있기 때문에, 특히 부분부하운전시에 있어서 필요이상으로 높은 압압력으로 되고 전달효율이 저하하는데다가 벨트등의 내구성도 악화하고, 더우기는 발진시에 벨트의 미끄름이 생겨서 벨트가 조기마모손상되어 버리는 결점이 있다.
본 발명은 상기에 비추어 제안된 것으로서, 엔진의 구동축과 무단변속기의 입력축과의 사이에 슬립식 클러치를 설치한 자동차용 무단변속장치에 있어서, 상기 엔진의 토오크를 검출하는 토오크검출장치, 상기 엔진의 회전속도를 검출하는 엔진회전속도검출장치, 상기 슬립식 클러치의 출력축의 회전속도를 검출하는 출력축 회전속도검출장치, 차량속도를 검출하는 차속검출장치, 상기 각 검출장치로부터의 신호에 따라서 상기무단변속기 및 슬립식 클러치를 제어하는 전자제어장치를 구비하고, 상기 슬립식 클러치의 실제의 슬립량을 상기 엔진회전속도검출장치와 상기 출력축 회전속도검출장치로부터의 신호에 의해서 산출함과 동시에 차량의 운전상태에 따라서 미리 설정된 슬립량의 목표치와 상기 실제의 슬립량을 비교하여 슬립량의 차이를 연산하고, 그 차이량에 따라서 상기 슬립식 클러치의 제어장치를 슬립량이 목표치에 가까워지도록 제어하고,상기 무단변속기의 실제의 변속비를 상기 엔진회전속도검출장치 또는 상기 출력축 회전속도검출장치로부터의 신호와 상기 차속검출장치로부터의 신호에 의하여 산출함과 동시에 상기 슬립식 클러치의 제어장치의 제어신호와 상기 엔진회전속도검출장치 또는 상기 차속검출장치로부터의 신호에 의거하여 설정된 변속비의 목표치와 상기 실제의 변속비를 비교하여 변속비의 차이를 연산하고, 그 차이량에 따라서 상기 무단변속기의변속비를 제어하는 것을 특징으로 하는 자동차용 무단변속장치를 주요지로 하는 제1의 발명과, 엔진의 구동축과 벨트식 무단변속기의 입력축과의 사이에 슬립식 클러치를 설치한 자동차용 무단변속장치에 있어서, 상기 엔진의 토오크를 검출하는 검출장치, 상기 엔진의 회전속도를 검출하는 엔진회전속도검출장치, 상기슬립식 클러치의 출력축의 회전속도를 검출하는 출력축 회전속도검출장치, 차량속도를 검출하는 차속검출장치, 상기 각 검출장치로부터의 신호에 따라서 상기 벨트식 무단변속기 및 슬립식 클러치를 제어하는 전자제어장치를 구비하고, 상기 슬립식 클러치의 실제의 슬립량을 상기 엔진회전속도검출장치와 상기 출력축 회전속도검출장치로부터의 신호에 의하여 산출함과 동시에 차량의 운전상태에 따라서 미리 설정된 슬립량의 목표치와 상기 실제의 슬립량과를 비교하여 슬립량의 차이를 연산하고, 그 차이량에 따라서 상기 슬립식 클러치의 제어장치를 슬립량이 목표치에 가까워지도록 제어하고, 상기 슬립식 클러치의 제어장치의 제어신호에 근거하여 상기 벨트식 무단변속기의 피구동측의 가동풀리의 벨트 압압력을 제어하는 것을 특징으로 하는 자동차용 무단변속장치를 주요지로 하는 제2의 발명과, 엔진의 구동축과 벨트식 무단변속기의 입력축과의 사이에 슬립식 클러치를 설치한 자동차용 무단변속장치에 있어서 상기 엔진의 토오크를 검출하는 토오크검출창치, 상기 엔진의 회전속도를 검출하는 엔진회전속도검출장치, 상기 슬립식 클러치의 출력축의 회전속도를검출하는 출력축 회전속도검출장치, 차량속도를 검출하는 차속검출장치, 상기 각 검출장치로부터의 신호에 따라서 상기 벨트식 무단변속기 및 슬립식 클러치를 제어하는 전자제어장치를 구비하고, 상기 슬립식 클러치의 실제의 슬립량을 상기 엔진회전속도검출장치와 상기 출력축 회전속도검출장치로부터의 신호에 의하여 산출함과 동시에 차량의 운전상태에 따라서 사전설정된 슬립량의 목표치와 상기 실제의 슬립량을 비교하여 슬립량의 차이를 연산하고, 그 차이량에 따라서 상기 슬립식 클러치의 제어장치를 슬립량이 목표량에 가까이하도록 제어하고, 상기 슬립식 클러치의 제어장치의 제어신호에 의거하여 상기 벨트식 무단변속기의 피구동측의 가동풀리의 벨트 압압력을 제어하고, 상기 벨트식 무단변속기의 실제의 변속비를 상기 엔진회전속도검출장치 또는 상기 출력축 회전속도검출장치로부터의 신호와 상기 차속검출장치로부터의 신호에 의하여 산출함과 동시에 상기 슬립식 클러치의 제어장치의 제어신호와 상기 엔진회전속도검출장치 또는 상기 차속검출창치로부터의 신호에 의거하여 설정된 변속비의 목표치와 상기 실제의 변속비와를 비교하여 변속비의 차이를 연산하고, 그 차이량에 따라 상기 벨트식 무단변속기의 구동측의 가동풀리의 벨트 압압력을 제어하여 변속비를 제어하는 것을 특징으로 하는 자동차용 무단변속장치를 주요지로 하는 제3의 발명으로부터 구성되고 있는 것이다.
상기 구성에 의하면, 왕복식 피스톤 내연기관과 같이 토오크변동을 수반하여 회전하는 엔진의 구동토오크를 상기 슬립식 클러치를 통하여 무단변속기에 전달함과 동시에, 엔진의 회전속도보다도 설정 슬립량만 낮은 회전속도로 상기 슬립식 클러치의 출력축을 회전시키도록 상기 클러치를 제어하기때문에, 무단변속기에는 엔진의 토오크변동 및 상기 토오크변동에 의한 진동이 전달되는 일은 없고, 소정의 편활한 토오크만이 전달되고, 따라서 특히 엔진의 저속운전한계속도를 낮게 하는 것이 가능케 된다. 그결과, 무단변속기의 높은 전달효율이 얻어지는 저회전속도 그리고 고토오크역을 매우 유효하게 이용하는 것이 가능케되고, 연료비를 효과적으로 개선할 수 있는 것이다.
또, 상기 슬립식 클러치의 제어장치의 제어신호는, 상기 클러치의 압압력, 즉 상기 클러치에 의하여 전달되는 토오크 그 자체를 대표하는 것이기 때문에, 상기 제어장치를 변속비의 제어에 사용함에 의하여, 종래전달 토오크의 대표치로서 엔진의 트로틀 밸브 개방도나 흡기관부압등을 사용한 것에 비해, 보다 정확하고 최적인 변속비 제어를 행할 수가 있는 것이다.
그리고, 상기 제어신호에 의거하여 벨트식 무단변속기의 피구동측 가동풀리의 벨트 압압력을 제어함에 의하여, 피구동측 가동풀리의 압압력을 전달 토오크에 따른 최적치로 제어하는 것이 가능케 되고, 특히 부분부하운전역에 있어서의 전달율의 저하, 동력손실의 증대 및 벨트의 내구성의 악화등을 방지할 수 있는 것이다.
그리고 또 발진시에는 상기 슬립식 클러치에 소정의 슬립을 생기게 함으로, 차량을 원활히 발진시킬 수가 있음과 동시에, 벨트식 무단변속기에 있어서 발진시에 생기기 쉬운 피구동측 풀리에 대한 벨트의 미끄럼을 방지할 수 있고, 벨트의 조기마모를 방지하여 내구성을 더욱 향상시킬 수가 있는 것이다.
이하, 본 발명의 제1실시예를 제1도 내지 제6도에 따라 상세히 설명한다.
본 실시예는, 무단변속기로서 벨트식 무단변속기를 사용한 경우를 가리키고 있다. 엔진(1)의 구동축(2)은 슬립식 클러치(3)의 플라이휠(4)에 연결되고 있고, 유압에 의하여 플라이휠(4)과 맞닿는 클러치 디스크(5)를 미끄럼운송 가능케 지지하는 클러치(3)의 출력축(6)은 전후진 절환용의 종래 공지의 치차열 및 시프트슬립등으로부터 이루는 치차절환기구(7)에 연결되고 있다. 상기 치차절환기구(7)는 도시치 않은 운전실에 배치된 자체공지의 셀렉트레버에 의하여 직접 또는 유압작동기등을 통하여 간접적으로 작동되는 것이며, 그 출력축은 벨트식 무단변속기(8)의 입력축(9)에 연결되어 있다. 이 입력축(9)에는 벨트식 무단변속기(8)의 구동측 풀리(10)의 한쪽의 디스크(10a)가 일적으로 고착됨과 동시에, 이 디스크(10a)와 한쌍이 되는 다른쪽의 디스크(10b)가 축방향으로 미끄럼운동 가능케 스플라인 끼움으로 되어 있다. 상기 디스크(10b)는,그 배면측에 형성된 유압실(11)에 공급되는 유압에 의하여 축방향으로 미끄럼운동을 하게 된다. 또, 상기벨트식 무단변속기(8)의 피동측 풀리(12)는, 출력축(13)에 일체적으로 고착된 디스크(12a)와, 상기 출력축(13)에 미끄럼운동 가능케 스플라인 끼움된 디스크(12b)로부터 이루고, 상기 디스크(12b)는 그 배경측에 형성된 유압실(14)에 공급되는 유압에 의하여 축방향으로 미끄럼운동되는 것이다. 상기 2개의 풀리(10,12)간에는 강철 또는 고무등으로부터 이루는 벨트(15)가 감겨있고, 벨트식 무단변속기(8)는, 각 풀리(10,12)의 디스크(10a,10b 및 12a,12b)간의 거리를 바꾸어서 그 유효반경을 변화시킴에 의하여, 변속비를 소정의 범위내에서 연속적으로 변화시킬 수 있는 것이다. 그리고, 상기 벨트식 무단변속기(8)는 구동측 풀리(10)의 벨트(15)에의 압압력, 즉 유압실(11)에의 유압을 바꿈으로써 변속비를 제어하고, 피구동측 풀리(12)의 벨트(15)에의 압압력, 즉 유압실(14)에의 유압을 바꿈으로써 전달토오크를 제어하도록 구성되고 있다. 상기 출력축(13)으로부터의 구동력은, 감속기구(16)를 통하여 도시치 않은 구동륜에 연결된 차동장치(17)에 전달된다.
상기 슬립식 클러치(3)와 벨트식 무단변속기(8)는, 상기 엔진(1)의 구동축(2)에 연결된 오일펌프(18)에서 발생되는 유압에 의하여 작동되는 것이며, 각각 전기 유압제어장치(19) 및 전기·유압제어장치(20)에 의하여 제어되는 것이다. 양전기·유압제어장치(19,20)는 전자제어장치(21)로부터의 제어신호에 따라서 슬립식클러치(3) 및 무단변속기(8)를 제어하는 것이며, 상기 전자제어장치(21)에는, 엔진(1)의 구동축(2)의 회전속도를 직접 검출하든가 점화장치의 펄스수를 카운트함으로써 상기 엔진(1)의 회전속도를 검출하는 종래공지의 엔진회전속도검출장치(211), 상기 엔진(1)의 도시치 않은 흡기계에 설치된 트로틀 밸브의 개방도를 검출함으로써 상기 엔진(1)의 토오크를 검출하는 밸브 개방도센서(212), 상기 슬립식 클러치(3)의 출력축(6)의 회전속도를 검출하는 출력축 회전속도검출장치(213), 상기 벨트식 무단변속기(8)의 출력축(13)의 회전속도를 검출함에 의하여 차량의 주행속도를 검출하는 차속검출장치(214)외에 상기 셀렉트레버의 위치를 검출하는 레버위치검출장치, 엔진(1)의 온도를 검출하는 온도센서등으로부터의 신호가 입력되고 있다.
제2도에는 상기 슬립식 클러치(3)의 작동을 제어하는 전기·유압제어장치(19)의 일예가 도시되고 있고, 상기 전기·유압제어장치(19)는 유압제어밸브(23), 상기 전자제어장치(21)에 의하여 작동제어되는 솔레노이드 밸브(24) 및 압력조절밸브(25)로 구성되고 있다. 제1도에 도시하는 오일펌프(18)에서 발생된 유압은, 도시치 않은 자체공지의 압력조정밸브로 소정의 압력(라인압)에 조정된 후에, 유로(191)를 통하여 상기 유압제어밸브(23) 및 압력조절밸브(25)에 공급된다. 압력조절밸브(25)에 공급된 유압은, 유압제어밸브(23) 조정용의 신호압으로서 소정의 저압으로 입력조절된 후, 유로(192)를 통하여 유압제어밸브(23)의 수압면적차가 설정된 2개의 랜드(231,232)간에 공급됨과 동시에, 오리피스(193)를 통하여 수압면(233)에 공급된다. 상기 유로(192)의 오리피스(193) 하류측은 오리피스(194)를 통하여 개방되고 있고, 상기 개방부를 개폐제어해아할 상기 솔레노이드 밸브(24)가 배치되고 있다. 상기 솔레노이드 밸브(24)는 비통전시 폐쇄형의 전자솔레노이드 밸브이고, 전자제어장치(21)에 의하여 듀티제어되는 것이고, 일정주기의 펄스전류의 1주기에 있어서의 펄스폭(이하, 듀티율이라 함)의 변경에 의하여 상기 개방부의 개폐시간의 정도를 변화시켜서 오리피스(193) 하류측의 유압, 즉 수압면(233)에 작용하는 신호압을 제어하는 것이다. 이 신호압의 변화에 의하여 상기 유압제어밸브(23)를 제어하여, 유로(191)로부터 상기 밸브(23) 및 유로(195)를 통하여 슬립식 클러치(3)에 공급되는 유압의 크기 및 공급의 제어를 행하는 것이다.
제3도에는 상기 벨트식 무단변속기(8)때문에의 전기·유압제어장치(20)의 일예가 도시되어 있고, 상기제어창치(20)는, 구동측 풀리(10)의 유압실(11)에 공급하는 유압을 제어하여 변속비를 변화시키기 위한 변속비 제어밸브(26), 상기 솔레노이드 밸브(24)와 같은 구성으로 상기 변속비 제어밸브(26)의 수압면(261)에 작용하는 신호압을 듀티율의 변경에 의하여 제어하는 솔레노이드 밸브(27), 상기 피구동측 풀리(12)의 유압실(14)에 공급하는 유압을 제어하여 풀리의 벨트 압압력을 제어하기 위한 압압력 제어밸브(28), 상기 솔레노이드 밸브(24,27)과 같은 구성으로 상기 압압력 제어밸브(28)의 수압면(281)에 작용하는 상기 신호압을 듀티율의 변경에 의하여 제어하는 솔레노이드 밸브(29) 및 상기 신호압을 얻기 위하여 오일펌프(18)로부터 압력조정밸브를 거쳐 공급되는 소정압(라인압)의 유압을 소정의 저압으로 압력조절하는 압력조절밸브로 구성되고 있다.
그리고, 상기 양 제어장치(19,20)의 유압회로는, 동일의 케이싱내에 형성하는 것이 가능하고, 그 경우에는 라인압을 조정하기 위한 압력조정밸브가 공용가능케 됨과 동시에, 상기 신호압을 얻기 위한 양 압력조절밸브(25,30)를 하나로 정리하여 공용하는 것도 가능한 것이다.
다음에, 상기 각 전기·유압제어장치(19,20)에 제어신호를 발생하는 상기 전자제어장치(21)에 대하여 제4도에 따라서 설명한다. 상기 밸브 개방도 센서(212)로부터의 엔진 토오크를 나타내는 트로틀밸브 개방도신호와 상기 엔진회전속도검출장치(211)로부터의 엔진속도신호와는 목표슬립량 연산회로(215)에 입력되고, 상기 회로(215)에서는 상기 양 신호로부터 그때의 운전상태에 따른 슬립식 클러치(3)의 목표슬립량이 연산된다. 상기 엔진회전속도검출장치(211)로부터의 신호는 실 슬립량 연산회로(216)에도 입력되고 있고, 상기회로(216)에서는 상기 엔진속도신호와 상기 출력축 회전속도검출장치(213)로부터 입력되는 출력축 속도신호와를 비교하여 슬립식 클러치(3)에 있어서의 실제의 슬립량이 연산된다. 양 연산회로(215,216)로부터의 신호는 슬립차 연산회로(217)에 입력되고, 상기 회로(217)에서는 상기 양 슬립량의 차가 연산되고, 상기 연산결과는 듀티율 연산회로(218)에 입력된다. 상기 듀티율 연산회로(218)에서는 현재 설정되어 있는 듀티율과 상기 회로(217)로부터의 연산결과에 근거하여 다음에 설정하여야 할 듀티율을 연산하고, 그 연산결과에 근거하여 설정된 새로운 듀티율을 구동회로(219)에 지시하고, 상기 구동회로(219)는 지시된 듀티율에 따라서 상기 솔레노이드 밸브(24)를 구동한다. 이와 같이 하여, 상기 슬립식 클러치(3)에 있어서의 슬립량의 운전상태에 따라서 설정된 목표슬립량으로 되도록 피이드백 제어되는 것이지만, 그 상세함은 본 출원인이 이전에 제안하고 있는 특허공개소 57-1828호 공보, 특허공개소 57-12128호 공보등에 기재되어 있기 때문에, 여기서의 상세한 설명은 생략한다.
그리고, 차량속도가 0 내지 10km/h 정도의 발진시에는 상기 목표실립량 연산회로(215)에 있어서 차량속도에 따라서 엔진회전속도와 출력축(6)의 회전속도와의 차, 즉 슬립량이 제5도에 도시하는바 같이 변화하고 또한 그때의 클러치(3)의 토오크 용량이 엔진회전속도의 2승에 비례한 값으로 되도록 목표슬립량을 설정하여 클러치(3)를 제어하도록 하여도 좋지만, 그러면 피이드백 제어에 의한 지연이 생기는 가능성이 있기 때문에, 목표슬립량 연산회로(215)와는 따로 발진용 듀티율 설정회로등을 설치하고, 상기 설정회로에 차량속도에 따라서 제5도에 도시하는 변화특성이 얻어지는 것과 같은 듀티율을 미리 기억해두고, 발진시는 상기 듀티율을 사용하여 클러치(3)를 오픈루프제어하고, 정상주행으로 되고나서 상기 목표슬립량 연산회로(215)에 의한 피이드백제어를 행하도록 하면 응답성이 좋은 발진제어를 행할 수가 있다.
그런데, 상기 듀티율 연산회로(218)로 설정된 듀티율은, 목표로 하는 슬립량을 얻기위한 클러치(3)의 압압력을 가리키는 것이며, 이것은 그때의 클러치(3)에 있어서의 토오크 전달량 그 자체를 나타내고 있다. 즉, 상기 목표슬립량을 설정할때 사용하는 밸브 개방도 센서(212)로부터의 트로틀밸브 개방도는, 엔진 토오크를 나타내는 값이기는 하나, 센서의 설치오차, 시간경과변화나 단기상태변화에 의한 엔진출력의 변동등에 의하여 엔진의 실질 토오크를 나타내지 않고 있고, 더구나 클러치를 경유 변속기에 입력되는 토오크를 나타내고 있지 않은 것이다. 그러나, 상기 목표슬립량을 얻기 위하여 클러치(3)에 주어진 유압은, 상기 클러치(3)에 의하여 전달되는 토오크(변속기에 입력되는 토오크)에 비례하는 것이며, 그 유압과 제압장치의 전기신호량(즉, 듀티율)과의 관계는, 그 시스템에 있어서 열의적으로 결정되는 것이다. 따라서, 상기 전기신호, 즉 듀티율 연산회로(218)에서 구해진 듀티율은 실질 토오크, 더우기 무단변속기(8)에 입력되는 실질 토오크를 나타내는 것이다.
이때문에, 상기 듀티율 연산회로(218)로 연산된 슬립식 클러치(3)제어용의 듀티율을 구동회로(220)에 지시하고, 상기 구동회로(220)로 상기 솔레노이드 밸브(29)를 지시한 듀티율에 따라서 구동하면, 피구동측 풀리(12)의 벨트 압압력을 전달토오크에 따라서 적절히 제어할 수 있다(단, 유압회로특성의 차, 무단변속기(8)의 전달효율등에 따라서 상기 듀티율을 적당히 변조하는 필요성을 발생하는 경우도 있다).
상기 듀티율은 벨트식 무단변속기(8)의 변속비를 설정하기 위한 목표변속비 연산회로(221)에도 입력되고 있고, 상기 회로(221)에서는 상기 듀티율과 차속검출장치(214)로부터의 차량속도 신호의 값에 따라서 그때의 운전상태에 최적인 변속비가 연산 설정된다. 상기 차속검출장치(214)로부터의 차량 속도신호는 실변속비연산회로(222)에도 입력되고 있고, 상기 회로(222)에서는 차량속도신호와 출력축 회전속도 검출장치(213)로부터의 출력축(6)의 회전속도신호와를 비교하여 실제의 변속비가 연산된다. 상기 양 연산회로(221,222)로부터의 연산결과를 나타내는 신호는 변속비 편차 연산회로(223)에 입력되고, 상기 회로(223)에서는 상기 목표변속비와 실제의 변속비와의 차가 연산되고, 상기 연산결과는 변속비 듀티율 연산회로(224)에 입력된다. 상기 변속비 듀티율 연산회로(224)는 현재 설정되고 있는 듀티율과 상기 회로(224)로부터의 연산결과에 근거하여 다음에 설정하여야 할 듀티율을 연산하고, 그 연산결과에 근거하여 설정된 새로운 듀티율을 구동회로(225)에 지시하고, 상기 구동회로(225)는 지시된 듀티율에 따라서, 상기 솔레노이드 밸브(27)를 구동한다. 이 결과, 상기 구동측 풀리(10)의 유압실(11)에 공급되는 유압이 제어되고, 구동측 풀리(10)의 유효반경이 변화되어서, 상기 벨트식 무단변속기(8)의 변속비가 목표로 하는 최척의 변속비로 되도록 제어된다. 상기와 같이, 벨트식 무단변속기(8)의 변속비가 차량의 운전상태에 따라서 피이드백 제어되는 것이다.
그리고, 상기 변속비는 운전상태에 따라서 여러가지 패턴으로 변화시킬 수가 가능하고, 연료비를 중시하는 경우에는, 차량속도에 대하여 엔진회전속도가 제6도의 실선으로 도시하는바 같이 변화하는바 같이 변속비의 패턴을 설정하면 좋고, 또 주행성능을 중시하는 경우에는 엔진회전속도가 동도면의 파선으로 도시하는바 같이 변화하는바 같은 변속비의 패턴을 설정하면 되는 것이다. 그리고, 상기 양 패턴과 함께 전자제어장치(21)에 기억시키고, 운전자의 취미이나 도로상황등에 따라서 어느것인가의 패턴을 선택할 수 있도록 하는것도 가능하다.
상기 제1실시예에 의하면, 슬립식 클러치(3)의 작용에 의하여 무단변속기(8)에 엔진의 토오크 변동 및 상기 토오크 변동에 의한 진동이 전달되지 않기 때문에, 무단변속기(8)에 소정의 평활한 토오크만이 전달되고, 차량의 저속운전한 계속도를 저하시키는 것이 가능케 된다. 따라서, 무단변속기(8)의 높은 전단효율이 얻어지는 저회전속도 그리고 고토오크역을 메우 유효하계 이용하는 것이 가능케 되고, 연료비를 효과적으로 개선할 수 있는 것이다. 또, 슬립식 클러치(3)를 이용함에 의하여, 토오크 콘버터등의 전달장치가 불필요하게 되기 때문에, 변속기전체를 경량 그리고 콤팩트의 것으로 할 수가 있다.
그리고, 슬립식 클러치(3) 제어용의 듀티율을 변속비의 제어에 사용하도록 하였기에, 종래의 트로틀 밸브 개방도나 흡기관 부압을 이용하여 변속비를 제어한 것에 비하여 보다 정확하고 이상적인 변속비 제어를 실용상 미개발이라고도 할 수 있는 토오크 센서를 이용함이 없이 달성할 수 있다.
그리고 또, 상기 듀티율을 피구동측 풀리(12)의 벨트 압압력의 제어에도 사용토록 하였기에, 상기 벨트압압력의 제어를 매우 간단한 구성으로 더우기 전달토오크에 따라서 적합하게 실행할 수가 있고, 특히 부분부하운전역에 있어서의 전달효율의 저하, 동력손실의 증대 및 벨트의 조기 열화등을 방지할 수 있다.
그리고, 차량발진시에 상기 슬립식 클러치(3)에 소정의 슬립을 생기게 하기 때문에, 차량을 원활히 발진시킬 수가 있음과 동시에, 발진시에 발생키 쉬운 피구동측 풀리(12)에 대한 벨트의 미끄럼을 방지할 수 있고, 벨트의 마모를 저감하여 내구성을 다시 향상시킬 수가 있는 등의 여러가지의 효과를 가져오게 하는 것이다.
그리고, 상기 제1실시예에서는 목표슬립량을 엔진회전속도로부터, 또 목표변속비를 차량속도로부터 연산하도록 하였지만, 목표슬립량을 차량속도로부터, 목표변속비 엔진회전속도로부터 연산하도록 구성하는 것도 가능하다.
또, 전자제어장치(21)를 회로구성으로서 설명하였지만, 이것을 디지탈식 컴퓨터로 하고, 그 프로그램에 의하여 상기 전제어내용을 달성할 수 있는 것은 말할 필요도 없다.
다음에 본 발명의 제2실시예를 제7도 내지 제11도에 따라서 상세히 설명한다. 그리고, 상기 제1실시예에 도시한 것과 동일 또는 실질적으로 동일한 것에는 동일부호를 붙혀서 설명을 생략한다.
본 실시예는, 무단변속기로서 특허공고 소57-13221호 공보에 개시되고 있는 마찰무단변속기(33)를 채용한 것이다. 이 마모무단변속기(33)는, 제8도에 도시하는바 같이, 입력축(즉 슬립식 클러치(3)의 출력축(6))에 일체적으로 결합되는 입력원판(34)과, 당해 무단변속기(33)의 출력축(35)에 결합되는 캔 디스크(36)에 접촉하는 복수의 회전자유인 유성콘(37)과, 유성콘(37)의 원추면에 접촉하고 또한 축방향으로 이동가능한 링(38)로부터 되어 있다. 도면중 A1,A2,A3는 유성콘(37)과 입력원판(34) 캠 디스크(36), 링(38)과의 접속부(전동면)이다. 입력축(6)과 일체의 입력원판(34)이 회전하면, 유성콘(37)은 자전하면서 링(38)의 내주에 따라서 공전한다. 링(38)이 도면중 파선으로 도시하는 L의 위치에 있을때에는 유성콘(37)에 대한 링(38)과 캠 디스크(36)와의 관계가 동등하게(D/C=F/E)되고, 제로회전으로 된다. 즉, 캠 디스크(36)는 회전하지 않고, 토오크는 전달되지 않은 것이다. 링(38)이 변속조작에 의하여 도면중 H측에 약간 이동되면, 차동현상에 의하여 캠 디스크(36)는 서서히 회전하고, 링(38)이 도면중 실선으로 도시하는 H의 위치에 오면, 캠 디스크(36)는 최고 회전으로 된다.
이 실시예에 있어서, 기타의 구성은 상기 제1실시예와 대략 동일하다. 단, 마찰무단변속기(33)에 있어서는 입력축(6)에 대해 출력축(35)의 회전방향이 역으로 되기 때문에, 출력축(35)에 접속되는 전후진 절환용의 치차 절환기구(39)의 접속 양상을 상기 제1실시예와 역으로 하고 있다.
이 실시예에서는, 마찰무단변속기(33)가 제로회전으로부터 시동할 수 있기 때문에, 어려운 클러치 제어없이 원활한 발진이 가능케 된다. 또, 감속비 자체가 크기(예를들면, ∞ 내지 1.69)때문에, 따로 감속기를 설치할 필요가 없고, 구조의 간소화를 도모할 수 있다.
또, 본 제2실시예에서도 마찰무단변속기(33)의 변속비제를 슬립식 클러치(3) 제어하기 위한 듀티율과 차량속도(또는 엔진회전속도)로 제어할 수가 가능하고, 그 경우의 전자제어장치(21) 및 전기·유압제어장치(41)는 상기 제1실시예의 것에 대하여 피구동측 풀리(12)의 벨트 압압력을 제어하기 위한 압압력 제어밸브(28), 솔레노이드 밸브(29) 및 구동회로(220)가 불필요하게 되는 외는 동일의 구성으로 된다. 제9도에는, 그 전기·유압제어장치(41)의 일예가 도시되어 있다. 마찰무단변속기(33)의 링(38)은 가이드(42)에 의하여 축방향으로 이동가능케 지지되고, 다시 링(38)에는 유압작동기(43)의 피스톤(44)이 연결되어 있다. 상기 유압 작동기(43)에의 공급유압의 제어절환을 행하는 변속비 제어밸브(45), 상기 변속비 제어밸브(45)의 작동제어를 행하는 솔레노이드 밸브(46), 신호압을 압력조절하기 위한 압럭조절밸브(47)은 상기 제1실시예의 변속비 제어밸브(26)에 관한 각 장치와 대략 동일한 작동이 행하지는 것이다. 그리고, 부호(48)는 라인압이 유도하는 유로이다. 이것에 의하여 차량속도와 슬립식 클러치(3)의 제어용 듀티율로부터 전자제어장치(21)에 의하여 전자밸브(46)가 듀티제어되고, 변속비 제어밸브(45)가 작동되고, 유압작동기(43)의 피스톤(44)이 이동되고, 그것에 의하여 링(38)의 위치가 바꾸어져서 변속비가 변경된다.
또, 본 실시예에 있어서, 상기 전기·유압제어장치(41)가 고장되었을때에는, 전자제어장치(21)로 자기진단하고, 고장표시등(50)이나 경보등에 의하여 운전자에게 알림과 동시에, 변속조작을 수동으로 행할 수 있도록 할 수도 있다. 제10도에는 자동제어계가 고장되었을 경우에 사용되는 수동조작 기구의 일예가 도시되어 있다. 이 수동조작기구는 자동제어계의 고장시 이외는 작동 못하도록 하고 있다. 지지대(51)에 지지된 링(38)의 이동방향과 직교하는 가이드 축(52)에, 외주면에 세레이션부(53)를 유하는 슬리브(54)가 미끄러짐운동 가능케 끼워져 있고, 상기 슬리브(54)는 스프링(55)로 한쪽에 눌려져 있다. 슬리브(54)의 세레이션부(53)에는 수동레버(56)가 끼워져 있다. 슬리브(54)의 축부에는, 내주면에 상기 세레이션부(53)와 끼워져 있을 수 있는 세레이션 구멍(57)을 가지고 또한 링(38)과 맞추어지는 제어레버(58)가 회전자유로 끼워져서 있다. 또, 슬리브(54)의 스프링(55)에 의하여 부제되고 있는 축과 반대측의 탄부에는 상기 전기·유압제어장치(41)의 변속비 제어밸브(45) 제어용의 신호압이 유도되고 있다.
제어계의 고장시, 솔레노이드 밸브(46)가 작동치 않고, 신호압이 높아지면, 이 유압에 의하여 슬리브(54)이 스프링(55)의 스프링힘에 저항하여 제10도중 우측으로 이동되고, 그 세레이션부(53)이 제어레버(58)의 세레이션 구멍(57)과 끼워맞춤되고, 수동레버(56)와 제어레버(58)가 일체로 되고, 수동레버(56)를 가이드축(52) 주변에 회동시킴에 의하여 제어레버(58)가 링(38)을 이동하고, 변속조작이 행하여지는 것이다. 그리고, 통상시는 상기 신호압이 낮기 때문에 슬리브(54)이 스프링(55)으로 좌측에 눌리고, 제어레버(58)가 슬립(54)의 축상에서 회전자유인 프리의 상태로 되기 때문에, 자동제어에 의한 링(38)의 움직임의 방해가 되는 일은 없다. 그리고, 수동레버(56)에는 간단한 표시(스타트, 가속, 정지등)을 붙히기도 하고, 가벼운 디텐트를 설치하는 것을 생각할 수 있다.
마찰무단변속기(33)의 변속제어는 전기적으로 행하는 것도 가능하다. 제11도에는 그 일예가 도시되어 있다. 이것은, 포스모터(59)의 가동부(60)를 링(38)과 연결하고, 상기 제1실시예에 있어서의 변속비 듀티율 연산회로(224) 대신에 상기 포스모터(59)에 공급하는 제어용 전류량을 연산하는 회로를 설치하고, 상기 회로에서 얻어진 전류에 의하여 상기 포스모터(59)를 작동하여, 가동부(60)를 출입시킴으로써 링(38)을 이동시켜서 변속비의 변경을 행하도록 한 것이다.
이상으로부터 명백한 것과 같이, 상기 제2실시예에 의해서도 상기 제1실시예와 대략 동일한 효과를 내는 것이 가능하게 되는데다가, 마찰무단변속기(33)의 특성에 의하여 발진시에 있어서의 클러치 제어를 간단한 것으로 하든가 혹은 생략할 수가 있는 것이다.

Claims (11)

  1. 엔진의 구동측과 무단변속기의 입력축과의 사이에 슬립식 클러치를 설치한 자동차용 무단변속 장치에 있어서, 상기 엔진의 토오크를 검출하는 토오크 검출장치, 상기 엔진의 회전속도를 검출하는 엔진회전속도검출장치, 상기 슬립식 클러치의 출력축의 회전속도를 검출하는 출력축 회전속도 검출장치, 차량 속도를 검출하는 차속검출장치, 상기 각 검출장치로부터의 신호에 따라서 상기 무단변속기 및 슬립식 클러치를 제어하는 전자제어장치를 구비하고, 상기 슬립식 클러치의 실제의 슬립량을 상기 엔진회전속도 검출장치와 상기출력축 회전속도 검출장치로부터의 신호에 의하여 산출함과 동시에 차량의 운전상태에 따라서 미리 설정된 슬립량의 목표치와 상기 실제의 슬립량을 비교하여 슬립량의 차이를 연산하고, 그 차이량에 따라서 상기 슬립식 클러치의 제어장치를 슬립량이 목표치에 가까히 하도록 제어하고, 상기 무단변속기의 실제의 변속비를 상기 엔진회전속도 검출장치 또는 상기 출력축 회전속도 검출장치로부터의 신호와 상기 차속검출장치로부터의 신호에 의하여 산출함과 동시에 상기 슬립식 클러치의 제어장치의 제어신호와 상기 엔진회전속도 검출장치 또는 상기 차속검출창치로부터의 신호에 근거하여 설정된 변속비의 목표치와 상기 실제의 변속비와를 비교하여 변속비의 차이를 연산하고, 그 차이량에 따라서 상기 무단변속기의 변속비를 제어하는 것을 특징으로 하는 자동차용 무단변속장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 무단변속기가 벨트식 무단변속기인 것을 특징으로 하는 자동차용 무단변속장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 무단변속기가 마찰식 무단변속기인 것을 특징으로 하는 자동차용 무단변속장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 슬립량의 목표치가 상기 토오크 검출장치로부터의 신호와 상기 엔진회전속도검출장치 또는 상기 차속검출장치로부터의 신호에 따라서 설정되는 것을 특징으로 하는 자동차용 무단변속장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 토오크 검출장치가 엔진의 흡기계에 설치된 트로틀 밸브의 개방도를 검출하는 밸브 계방도 센서로 구성되고 있음을 특징으로 하는 자동차용 무단변속장치.
  6. 엔진의 구동측과 벨트식 무단변속기의 입력축과의 사이에 슬립식 클러치를 설치한 자동차용 무단변속장치에 있어서, 상기 엔진의 토오크를 검출하는 토오크 검출장치, 상기 엔진의 회전속도를 검출하는 엔진회전속도 검출장치, 상기 슬립식 클러치의 출력축의 회전속도를 검출하는 출력축 회전속도 검출장치, 차량속도를 검출하는 차속검출장치, 상기 각 검출장치로부터의 신호에 따라서 상기 벨트식 무단변속기 및 슬립식 클러치를 제어하는 전자제어장치를 구비하고, 상기 슬립식 클러치의 실제의 슬립량을 상기 엔진회전속도 검출장치와 상기 출력축 회전속도 검출장치로부터의 신호에 의하여 산출함과 동시에 차량의 운전상태에 따라서 미리 설정된 슬립량의 목표치와 상기 실제의 슬립량을 비교하여 슬립량의 차이를 연산하고, 그 차이량에 따라서 상기 슬립식 클러치의 제어장치를 슬립량 목표치에 가까히 하도록 제어하고, 상기 슬립식 클러치의 제어장치의 제어신호에 근거하여 상기 벨트식 무단변속기의 피구동측의 가동풀리의 벨트 눌림힘을 제어하는것을 특징으로 하는 자동차용 무단변속창치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 슬립량의 목표치가 상기 토오크 검출장치로부터의 신호와 상기 엔진회전속도검출장치 또는 상기 차속검출장치로부터의 신호에 따라서 설정되는 것을 특징으로 하는 자동차용 무단변속장치.
  8. 제6항에 있어서, 상기 토오크 검출장치가 엔진의 흡기계에 설치된 트로틀 밸브의 개방도를 검출하는 밸브 개방도 센서로 구성된 것을 특징으로 하는 자동차용 무단변속장치.
  9. 엔진의 구동측과 벨트식 무단변속기의 입력축과의 사이에 슬립식 클러치를 설치한 자동차용 무단변속장치에 있어서, 상기 엔진의 토오크를 검출하는 토오크 검출장치, 상기 엔진의 회전속도를 검출하는 엔진회전속도 검출장치, 상기 슬립식 클러치의 출력축의 회전속도를 검출하는 출력축 회전속도 검출창치, 차량속도를 검출하는 차속검출장치, 상기 각 검출장치로부터의 신호에 따라서 상기 벨트식 무단변속기 및 슬립식 클러치를 제어하는 전자제어장치를 구비하고, 상기 슬립식 클러치의 실제의 슬립량을 상기 엔진회전속도 검출장치와 상기 출력회전속도 검출장치로부터의 신호에 의하여 산출함과 동시에 차량의 운전상태에 따라서 미리 설정된 슬립량의 목표치와 상기 실제의 슬립량을 비교하여 슬립량의 차이를 연산하고, 그 차이량에 따라서 상기 슬립식 클러치의 제어장치를 슬립량이 목표치에 가까히 하도록 제어하고, 상기 슬립식 클러치의 제어장치의 제어신호에 근거하여 상기 벨트식 무단변속기의 피구동측의 가동풀리의 벨트 눌림힘을 제어하고, 상기 벨트식 무단변속기의 실제의 변속비를 상기 엔진회전속도 검출장치 또는 상기 출력축 회전속도 검출장치로부터의 신호와 상기 차속검출장치로부터의 신호에 의하여 산출함과 동시에 상기 슬립식 클러치의 제어장치의 제어신호와 상기 엔진회전속도 검출창치 또는 상기 차속검출장치로부터의 신호에 근거하여 설정된 변속비의 목표치와 상기 실제의 변속비와를 비교하여 변속비의 차이를 연산하고, 그 차이량에 따라 상기벨트식 무단변속기의 구동측의 가동풀리의 벨트 눌림힘을 제어하여 변속비를 제어하는 것을 특징으로 하는 자동차용 무단변속장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 슬립량의 목표치가 상기 토오크 검출장치로부터의 신호와 상기 엔진회전속도검출장치 또는 상기 차속검출장치로부터의 신호에 따라서 설정되는 것을 특징으로 하는 자동차용 무단변속장치.
  11. 제9항에 있어서, 상기 토오크 검출장치가 엔진의 흡기계에 설치된 트로틀 밸브의 개방도를 검출하는 밸브 개방도 센서로 구성되고 있는 것을 특징으로 하는 자동차용 무단변속장치.
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