KR100373468B1

KR100373468B1 - 무단변속기용변속제어장치

Info

Publication number: KR100373468B1
Application number: KR10-1998-0007451A
Authority: KR
Inventors: 하루히또 모리; 유우스께 미나가와; 류우이찌 무라세
Original assignee: 닛산 지도우샤 가부시키가이샤
Priority date: 1997-03-07
Filing date: 1998-03-06
Publication date: 2003-04-21
Also published as: GB9805051D0; US6244986B1; DE19809705A1; KR19980079980A; JP3409669B2; US6019701A; DE19809705B4; JPH10306869A; GB2322917A; GB2322917B

Abstract

차량용 무단 변속기의 변속 제어 장치는 변속기와 이에 연결된 엔진의 작동 상태를 검출하기 위한 센서를 구비한다. 변속 제어 장치의 제어기는 다양한 변속 맵(shift map)을 저장하고, 운전자의 명령 또는 차량 구동 상태에 따라 상기 맵들 중의 하나를 사용한다. 이 제어기는 상기 변속 맵에 근거하여 변속기 출력 회전 속도와 엔진의 부하 상태로부터 변속기의 입력 회전 속도의 목표치를 결정하고, 변속기의 입력 회전 속도가 목표치로 맞춰 지도록 변속기의 기어비를 연속적으로 변경시킨다. 상기 제어기는 운전자의 명령에 따라 기어비 변경 작업의 시간을 나타내는 변속 속도를 변경시킨다.

Description

무단 변속기용 변속 제어 장치 {Shift Control Apparatus for Ccontinuously Variable Transmission}

본 발명은 무단 변속기에 관한 것으로, 특히 무단 변속기의 변속 제어 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 무단 변속기(CVT)는 기어비를 연속적으로 변경시키도록 배치되었다. 그러므로, 엔진이 최대 엔진 출력 토크를 출력하는 값에서 엔진 회전 속도를 유지하면서 엔진 동력을 바퀴(wheel)로 전달하도록 무단 변속기의 변속 제어를 수행하는 것이 가능하다. 더욱이, 이러한 무단 변속기는 차량의 구동 상태에 따라 기어비를 적절히 선택함으로써 에너지 소비 또는 차량의 동적 성능을 향상시키도록 작동한다. 통상, 이러한 무단 변속기는 다음과 같은 방법으로 변속 제어를 수행하도록 배치된다. 먼저, 변속기 입력 회전 속도의 목표치가 엔진 쓰로틀 개도(opening degree; 엔진 부하)와 차속(변속기 출력 회전 속도)의 조합에 관한 미리 정의된 변속 맵(shift map)에 근거하여 측정된 엔진 쓰로틀 개도와 차속으로부터 얻어진다. 이어서, 변속기 입력 회전 속도가 목표치에 대응되도록 기어비가 연속적으로 변경된다.

일본 특허공개공보 제8-145139호는 무단 변속기의 종래의 변속 제어 장치를 개시한다. 종래의 변속 제어 장치는 변속을 수행하는 속도인 변속 속도의 증가에 따른 기어비의 변경을 억제하도록 배치된다. 한편, 다른 종래의 변속 제어 장치는차량이 신속하게 가속되거나 또는 신속히 제동될 때 변속을 위한 변속 속도를 증가시키도록 배치된다.

그러나, 이러한 종래의 변속 제어 장치는 이미 정의된 변속 맵에 근거하여 변속 속도 패턴을 변경시키거나 또는 소정의 변속 속도 패턴에 대해 변속 맵을 변경시키도록 배치된다. 즉, 종래의 변속 제어 장치는 변속 맵 및 변속 속도 패턴 중의 하나만을 변경시키도록 배치되었다. 따라서, 차속, 횡가속도 및 종가속도, 도로의 경사도와 같은 차량 구동 상태에 따라 변속 제어를 수행하기가 어렵게 된다. 더욱이, 변속 응답에 관한 요구가 개인(운전자)마다 아주 상이하므로, 모든 운전자를 만족시키는 변속 속도를 수행하는 무단 변속기를 설계하는 것은 불가능하다. 따라서, 무단 변속기의 변속 응답은 운전자의 선호도에 따라 변경될 수 있어야 바람직하였다. 그러나, 종래의 변속 제어 장치는 이러한 운전자의 선호도를 만족시키도록 배치되지 않았다.

본 발명의 목적은 기어 수준을 변경시키는 변속 속도가 운전자의 명령에 따라 자유로이 변경될 수 있게 하는 개선된 변속 제어 장치를 제공하는 것이다.

본 발명에 의한 무단 변속기의 변속 제어 장치는 엔진을 장착한 차량용이며, 변속 맵, 입력 목표치 결정부, 기어비 변경부 및 변속 속도 변경부를 구비한다. 입력 목표치 결정부는 변속 맵에 근거하여 변속기 입력 회전 속도의 목표치를 변속기 출력 회전 속도와 엔진의 부하 상태로부터 결정한다. 기어비 변경부는 변속기 입력 회전 속도가 목표치로 맞춰 지도록 무단 변속기의 기어비를 연속적으로 변경시킨다. 변속 속도 변경부는 기어비 변경부의 변경 작동의 시간을 나타내는 변속 속도를 운전자의 명령에 따라서 변경시킨다.

도1은 본 발명에 의한 무단 변속기(CVT)의 변속 제어 장치의 제1 실시예를 도시하는 개략도.

도2는 본 발명에 의한 무단 변속기의 변속 제어 장치의 제1 실시예를 도시하는 개략도.

도3은 본 발명에 의한 무단 변속기의 변속 제어 장치의 제1 실시예를 도시하는 개략도.

도4는 변속 특성 변경 화면을 도시하는 디스플레이(display)의 정면도.

도5는 변속 상태 도시 화면을 도시하는 디스플레이의 정면도.

도6은 수동 모드에서 변속 특성 변경 화면을 도시하는 디스플레이의 정면도.

도7은 수동 모드에서 변속 상태 도시 화면의 정면도.

도8은 무단 변속기의 변속 패턴을 도시하는 그래프.

도9는 쓰로틀 개도의 변경에 따른 변속 중에 변속기 입력 회전 속도 목표치의 시계열 변경(time series change)을 나타내는 다양한 변속 속도를 도시하는 시간 선도.

도10a는 본 발명에 의한 무단 변속기의 변속 제어 장치의 제2 실시예를 도시하는 개략도.

도10b는 도10a의 제2 실시예에서 수행되는 변속 제어 작동을 설명하기 위한 설명도.

도11a는 본 발명에 의한 무단 변속기의 변속 제어 장치의 제3 실시예를 도시하는 개략도.

도11b는 도11a의 제3 실시예에서 수행되는 변속 제어 작동을 설명하기 위한 설명도.

도12a는 본 발명에 의한 무단 변속기의 변속 제어 장치의 제4 실시예를 도시하는 개략도.

도12b는 도12a의 제4 실시예에서 사용되는 모드 패턴을 설명하기 위한 설명도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 엔진

2 : 무단 변속기

4 : 스텝핑 모터

5 : 변속기 제어기

11 : 화상 처리 유닛

12 : 디스플레이

14 : 변속 상태 도시 화면

도1 내지 도9에는, 본 발명에 의한 무단 변속기의 변속 제어 장치의 제1 실시예가 도시된다.

도1에 도시된 바와 같이, 토로이드형 무단 변속기(CVT, 2)는 토크 컨버터(3)를 통해 엔진(1)에 연결된다. 토크 컨버터(3)는 토크 변동을 흡수하고 토크를 증가시켜서 엔진(1)의 회전력을 무단 변속기(2)에 입력한다. 무단 변속기(2)는 변속 제어 밸브(도시 생략)를 통해 스텝핑 모터(4)를 제어함으로써 기어비를 연속적으로 변경시키도록 배치된다.

변속기 제어기(5)는 스텝핑 모터(4)를 통해 무단 변속기(2)의 변속 제어를 수행한다. 변속기 제어기(5)는 쓰로틀 개도 센서(6)와, 엔진 회전 속도 센서(7)와, 변속기 입력 회전 속도 센서(8)와, 변속기 출력 회전 속도 센서(9)에 연결된다. 쓰로틀 개도 센서(6)는 엔진(1)의 쓰로틀 개방 정도(TVO)를 검출하여 이를 변속기 제어기(5)로 전송한다. 엔진 회전 속도 센서(7)는 엔진(1)의 엔진 회전 속도(Ne)를 검출하여 이를 변속기 제어기(5)로 전송한다. 변속기 입력 회전 속도 센서(8)는 무단 변속기(2)의 입력 회전 속도(Ni)를 검출하여 이를 변속기 제어기(5)로 전송한다. 변속기 출력 회전 속도 센서(9)는 무단 변속기(2)의 출력 회전 속도(No)를 검출하여 이를 변속기 제어기(5)로 전송한다. 변속 특성 선택 스위치(10)는 변속 특성 선택 신호(Ss)를 변속기 제어기(5)로 출력한다. 변속 특성선택 스위치(10)는 다음과 같이 무단 변속기(2)의 변속 특성을 결정하도록 운전자에 의해 수동으로 제어된다.

변속기 제어기(5)는 낮은 연료 소비를 위한 변속 맵과, 파워(power) 작동을 위한 변속 맵과, 도8에 도시된 정규 패턴을 수행하기 위한 다른 변속 맵과 같은 다수의 변속 맵을 미리 저장한다. 낮은 연료 소비를 위한 변속 맵은 엔진(1)의 최상 효율 범위에서 변속 지점을 가지며, 특히 각각의 쓰로틀 개도에 의한 각각의 변속 라인이 본 도면에서 하향 이동되는 소위 경제 패턴이다. 파워 작동을 위한 변속 맵은 스포츠 형태이고, 변속 지점이 최상의 엔진 지점에 위치하는 특히 각각의 쓰로틀 개도에 의한 각각의 변속 라인이 도면에서 상향 이동되는 소위 파워 패턴이다.

변속 특성 선택 스위치(10)는 제1 버튼(10a)을 누를 때마다 변속 맵을 보다 파워 패턴으로 변경시키고, 제2 버튼(10b)을 누를 때마다 보다 경제 패턴으로 변경시키도록 배치된다. 보다 상세하게는, 변속기 제어기(5)는 제1 및 제2 버튼(10a, 10b)을 눌렀다는 것을 나타내는 명령 신호를 수신하고, 선택된 변속 맵(변속 패턴)에 대응되는 변속 맵을 선택한다.

변속기 제어기(5)는 선택된 변속 맵에 근거하여 쓰로틀 개도(TVO)와 변속기 출력 회전 속도(No)로부터 계산된 차속(VSP)에 대응하는 목표 입력 회전 속도(Ni*)를 계산한다. 또한, 변속기 제어기(5)는 변속기 입력 회전 속도(Ni)가 목표 입력 회전 속도(Ni*)가 되도록 스텝핑 모터(4)를 통해 토로이드형 무단 변속기(2)를 제어한다.

변속 특성 선택 스위치(10)는 제3 및 제4 버튼(10c, 10d)을 더 구비한다. 제3 버튼(10c)을 누를 때마다, 입력 회전 속도(Ni)를 목표 입력 회전 속도(Ni*)로 변경시키는 변속 속도를 감소시키는 명령이 무단 변속기(2)의 보다 부드러운 변속을 수행하도록 변속기 제어기(5)로 입력된다. 즉, 도9에 도시된 바와 같이, 변속 속도 특성이, 예를 들면 실선으로부터 일점 쇄선으로, 일점 쇄선으로부터 이점 쇄선으로, 이점 쇄선으로부터 점선으로 변경된다. 역으로, 제4 버튼(10d)을 누를 때마다, 입력 회전 속도(Ni)를 목표 입력 회전 속도(Ni*)로 변경시키는 변속 속도를 증가시키는 명령이 상기 변속을 보다 신속하게 수행하도록 변속기 제어기(5)에 입력된다. 변속기 제어기(5)는 변속 속도 명령에 대응되는 속도에 대한 시간 관계로 변속 제어 신호를 변경시키고 명령된 변속 작업을 수행하기 위해 변경된 변속 제어 신호를 스텝핑 모터(4)로 출력한다.

그러므로, 토로이드형 무단 변속기(2)의 변속 특성의 선택은 제1 및 제2 버튼(10a, 10b)을 누름으로써 변속 맵을 선택하고 제3 및 제4 버튼(10c, 10d)을 누름으로써 변속 속도를 선택함으로써 달성된다.

이러한 배치로써, 토로이드형 무단 변속기(2)의 변속 특성은 변속 맵과 변속 속도의 조합에 의해 선택되고, 다양한 운전자에 의해 요구되는 변속 특성을 만족시키는 것이 가능하게 된다. 이는 토로이드형 무단 변속기(2)의 효용성을 현저히 향상시킨다. 더욱이, 본 발명에 의한 변속 제어 장치는 제3 및 제4 버튼(10c, 10d)을 작동시킴으로써 변속 속도를 자유로이 변경시킬 수 있도록 배치되므로, 변속 고정(shift chock)에 관계없는 변속 작업의 신속한 변속 속도를 요구하는 필요성 및신속한 변속 속도 이전에 변속 작업을 부드럽게 수행할 필요성과 같은 다양한 요구들을 만족시키는 것이 가능하다.

도2는 화상 처리 유닛(11)과 디스플레이(12)가 제1 실시예의 구성에 추가된 제1 실시예의 변형예이다. 화상 처리 유닛(11)은 무단 변속기(2)의 상태를 나타내는 다양한 정보를 수신하도록 변속기 제어기(5)에 연결된다. 디스플레이(12)는 선택된 변속 패턴과, 선택된 변속 속도 및 현재의 기어 수준을 도시하도록 화상 처리 유닛(11)에 연결된다.

변속 제어 장치가 도2에 도시된 바와 같이 디스플레이(12)를 구비하는 경우에, 변속 특성 선택 스위치(10)에 대응되는 접촉 판(touch panel; 13)은 도3에 도시된 바와 같이 디스플레이(12) 내에 설치된다. 제1 내지 제4 버튼(10a-10d)은 제1 내지 제4 접촉 판 부분(13a-13d)으로 대체된다. 그러므로, 버튼(10a-10d)의 작동과 유사하게 접촉 판 부분(13a-13d)을 독립적으로 작동함으로써, 다양한 변속 맵과 다양한 변속 속도를 포함한 다양한 변속 특성이 용이하게 선택된다.

디스플레이(12) 상의 접촉 판(13)은 도4에 도시된 바와 같이 변속 맵을 나타내는 수직축과 변속 속도를 나타내는 수평축을 갖는 2차원 화면(13A)을 나타내도록 배치될 수도 있다.

도4의 상기 2차원 화면(13A)에 있어서, “파워(POWER)”는 파워 패턴의 경향을 나타내고, “이코노미(ECONOMY)”는 경제 패턴 경향을 나타내고, “스무드(SMOOTH)”는 기어 수준 변경의 저속 경향을 나타내고, “샤프(SHARP)”는 기어 수준 변경의 고속 경향을 나타내고, “노말(NORMAL)”은 파워 패턴과 경제 패턴과 중간 변속 속도 사이의 중간 특성을 수행하는 통상의 패턴을 나타낸다. 이 경우에서는, 접촉 판(13)을 통해 2차원 화면상의 적절한 지점(13e)을 누름으로써, 대응되는 변속 맵 및 변속 속도의 조합으로 구성된 변속 특성이 선택된다.

본 발명에 의한 제1 실시예의 이러한 배치로써, 변속 맵과 변속 속도를 포함한 변속 특성의 선택은 하나의 행동으로 수행된다. 이는 변속 제어 장치의 용이성을 현저히 향상시킨다.

운전자의 손가락에 의해 눌러지는 2차원 화면상의 지점에 대응되는 지점(13e)을 도시함으로써, 운전자는 디스플레이(12)로부터 현재 선택된 변속 특성을 항상 인식할 수 있다.

바람직하게는, 이전에 선택된 변속 특성에 대응되는 지점(13f)이 2초 정도의 소정의 시간 동안 희미한 화상으로 디스플레이(12) 상에 도시될 수도 있다. 이러한 배치에 의해, 운전자들이 이전에 선택된 지점(13f)과 현재 선택된 지점(13e)을 참고하여 후속 변속 특성을 선택하는 것이 가능하다.

또한, 변속 제어 장치는 디스플레이(12)의 화면을 도4에 도시된 접촉 판에 대응되는 2차원 화면(13A)으로부터 도5에 도시된 현재의 변속 상태를 나타내는 화면(14)으로 적절히 변경시키도록 배치된다. 이러한 화면(14)에 있어서, “로우(LOW)”는 최저속 기어 수준을 나타내고, “하이(HIGH)”는 최고속 기어 수준을 나타낸다. “1속(1st)” 내지 “4속(4th)”은 연속 가변(무단) 기어비를 4개의 수준으로 적절히 분할함으로써 달성되는 각각의 속도 기어 수준을 나타낸다.

디스플레이(12)는 도5에 도시된 바와 같이 속도 기어 상태를 나타내는화면(14) 뿐만 아니라 선택된 변속 맵을 나타내는 막대 도표(15)와 선택된 변속 속도를 나타내는 막대 도표를 추가로 도시한다. 이러한 배치는 운전자들이 변속된 상태, 선택된 맵 및 변속 속도를 동시에 인식할 수 있게 한다.

스위치 판 부분(17)은 변속 상태 도시 화면(14)의 하부에 배치된다. 이 스위치 판 부분(17)을 누름으로써, 디스플레이(12) 상에 도시된 내용은 변속 상태 도시 화면(14)으로부터 도3 및 도4에 도시된 2차원 화면(13A; 특성 변경 화면) 중의 하나로 변경된다. 또한, 변속 특성 변경 화면(13A)이 소정의 시간 동안 접촉되지 않으면, 변속 특성 변경 화면(13A)은 변속 상태 도시 화면(14)으로 자동적으로 변경된다.

이러한 배치로써, 하나의 디스플레이(12)에 의해 변속 특성 변경 화면(13A)과 변속 상태 도시 화면(14)을 모두 도시할 수 있다.

전술한 바와 같이, 항상 모니터되어야 하는 변속 상태 도시 화면(14)이 통상 디스플레이(12) 상에 도시된다. 변속 특성 변경 화면(13A)은 변속 특성의 변경 작동용으로 필요할 때에만 운전자에 의해 접촉 판 부분(17)을 누름으로써 디스플레이(12) 상에 도시된다. 변속 특성 변경 화면(13A)은 변경 작동 후 소정의 시간 동안 방치된다면 자동적으로 변속 상태 도시 화면(14)으로 변경된다. 따라서, 변속 특성 변경 화면(13A)과 변속 상태 도시 화면(14) 사이의 변환이 효과적으로 이루어진다. 이는 작동 용이성을 향상시킨다.

변속 상태 도시 화면(14)이 선택된 변속 맵을 나타내는 막대 도표(15)와 선택된 변속 속도를 나타내는 막대 도표(16)를 구비하므로, 디스플레이(12)가화면(14)을 도시하는 때에도, 운전자는 선택된 변속 맵과 선택된 변속 속도를 인식할 수 있다.

몇몇 무단 변속기는 무단 기어비를 분할하여 형성된 다수의 기어 수준이 수동으로 변경되는 수동 모드를 제공한다. 이러한 수동 모드에 있어서도, 운전자는 무단 모드의 전술한 효과를 보장하기 위해 변속 속도의 변속 특성을 자유로이 선택할 수 있는 것이 바람직하다. 이러한 경우에, 변속 맵의 선택은 수행되지 않는다. 따라서, 변속 특성 변경 화면(13A)은 단지 변속 속도 제어 버튼(13c, 13d)만이 도6에 도시된 바와 같이 디스플레이(12) 상에 도시되도록 도시될 수도 있다. 수동 모드 중에, 변속 속도는 이들 버튼(13c, 13d)을 누름으로써 변경된다. 또한, 도5에 유사하게 변속 속도를 나타내는 막대 도표(16)가 운전자가 선택된 변속 속도를 인식할 수 있도록 디스플레이(12) 상에 도시된다.

전술한 무단 변속기 경우에서의 장점을 보장하기 위해, 운전자가 소정의 시간 동안 변속 특성 변경 화면(13A)을 접촉하지 않으면, 상기 화면(13A)은 변속 특성의 변경 작동이 종료되었다는 결정에 근거하여 도7에 도시된 수동 모드용 변속 상태 도시 화면(14)으로 자동적으로 변경된다. 수동 모드용 변속 상태 도시 화면(14)은 기본적으로 무단 변속 모드용 변속 상태 도시 화면과 동일하지만, 1속 내지 4속과 같은 수동 선택된 기어 수준은 운전자가 도7에 도시된 바와 같이 현재의 실제 기어비와 선택된 기어 수준을 인식할 수 있도록 기어비 도시 부분의 중앙 부분에 도시된다. 수동 모드용 변속 상태 도시 화면(14)은 운전자가 상기 화면(14)으로부터 엔진 작동 상태를 인식할 수 있도록 엔진(1)의 최대 출력곡선(18)과 현재의 엔진 출력(19)을 추가로 도시한다. 또한, 도5의 막대 도표와 유사한 막대 도표(16)가 운전자가 상기 화면으로부터 선택된 변속 속도를 모니터할 수 있도록 도시된다.

또한, 수동 모드용 변속 상태 도시 화면(14)은 도5와 유사한 스위치 판 부분(17)을 갖는다. 스위치 판 부분(17)을 누름으로써, 디스플레이(12)의 화면은 변속 상태 도시 화면(14)으로부터 변속 특성 변경 화면(13A)으로 변경된다. 운전자가 소정 시간 동안 변속 특성 변경 화면(13A)을 누르지 않으면, 디스플레이(12)의 화면은 변속 특성 변경 화면(13A)으로부터 도7의 변속 상태 도시 화면(14)으로 자동적으로 변경된다. 그러므로, 도7의 변속 상태 도시 화면(14)이 디스플레이(12) 상에 보통 도시된다. 운전자가 변속 속도의 변경 작동을 수행하기 위해 도6의 변속 특성 변경 화면(13A)을 필요로 할 때에만, 변속 상태 도시 화면(14)이 변속 특성 변경 화면(13A)으로 변경된다. 변속 속도의 변경 작동 후에, 디스플레이(12)의 화면은 도7의 변속 상태 도시 화면(14)으로 자동적으로 변경된다. 따라서, 변속 특성 변경 화면(13A)과 변속 상태 도시 화면(14) 사이의 변환은 최소 작동 단계에 의해 효율적으로 수행된다. 그러므로, 변속 제어 장치의 작동 용이성이 현저히 향상된다.

선택된 변속 속도를 나타내는 막대 도표(16)가 변속 상태 도시 화면(14) 내에 도시되므로, 운전자는 변속 상태 도시 화면(14)으로부터 선택된 변속 속도를 용이하게 인식할 수 있다.

도10a 및 도10b에는, 본 발명에 의한 무단 변속기의 변속 제어 장치의 제2실시예가 도시된다. 도1 내지 도9에 도시된 제1 실시예와 동일한 구성 요소들은 동일한 도면 부호로 나타내어지며, 그 설명은 생략한다.

도10a에 도시된 바와 같이, 변속기 제어기(5)는 쓰로틀 개도(TVO), 엔진 회전 속도(Ne), 입력 회전 속도(Ni) 및 출력 회전 속도(No) 뿐만 아니라 다양한 센서(도시 생략)로부터 차량의 구동 상태를 나타내는 다양한 데이터를 수신한다. 차량 구동 상태를 나타내는 데이터에는 차속, 쓰로틀 작동 속도, 차체의 횡방향 및 종방향 가속도, 및 주행 도로의 경사도가 포함된다.

변속기 제어기(5)는 도10b에 도시된 바와 같이 다양한 변속 맵과 다양한 변속 속도 패턴을 미리 저장하고 있다. 즉, 변속기 제어기(5) 내에 저장된 다양한 변속 맵은 도8에 도시된 통상의 패턴 맵 및 파워 패턴 맵 등과 같은 맵 데이터이다. 또한, 다양한 변속 속도 패턴은 도9에 도시된 패턴과 같은 패턴 데이터이다.

이후, 본 실시예에 의한 변속 제어 장치의 작동 방법을 설명한다.

운전자가 쓰로틀 개도(TVO)를 변경시키면, 변속기 제어기(5)는 차량의 구동 상태에 따라 다양한 변속 맵과 다양한 변속 속도 패턴으로부터 적절한 변속 맵과 적절한 변속 속도 패턴을 선택한다. 변속 맵과 변속 속도 패턴은 쓰로틀 개도(TVO)의 변경에 따라 모두 변경되므로, 운전자는 차량의 구동 상태에 적합한 넓은 범위의 변속 특성을 보장할 수 있다. 넓은 범위의 변속 특성은 큰 엔진 회전 속도 하의 빠른 응답과 빠른 가속도 변화로부터 낮은 엔진 회전 속도 하의 에너지 절약 및 부드러운 변속 작동의 범위를 갖는다.

예를 들면, 쓰로틀 개도(TVO)와 쓰로틀 작동 속도가 일정하더라도, 차량의주행 저항은 차속 증가에 따라 증가한다. 따라서, 주행 저항에 대한 구동력을 보장하기 위해 엔진 출력을 증가시키도록 변속 작동이 신속히 수행된다. 이는 운전자가 가속시 만족을 느끼게 한다. 엔진 회전 속도의 변경량을 결정하기 위한 변속 맵과 변속 속도 패턴의 설정 및 조합은 차량 특성에 따라 미리 결정된다.

운전자가 운전 중에 구동력을 증가시키기 위해 쓰로틀 개도(TVO)를 다소 증가시키면, 엔진 회전 속도의 급격한 변경을 방지하기 위한 변속 특성이 변속 맵을 변경시키지 않고서도 쓰로틀 작동 속도에 따라 변속 속도를 변경시킴으로써 현실화된다. 즉, 변속 맵은 쓰로틀 작동 속도가 높을 때 변속 속도가 높고, 쓰로틀 작동 속도가 낮을 때 변속 속도가 낮도록 변경된다. 이는 쓰로틀 작동과 엔진 회전 속도와 차속 변경 사이의 선형 관계를 보장한다.

운전자가 쓰로틀 개도(TVO)를 크게 증가시키면, 구동력의 큰 변경을 발생시키기 위해 높은 회전 속도형 변속 맵이 선택된다. 동시에, 변속 속도는 쓰로틀 작동 속도에 따라 변경된다. 예를 들면, 변속 속도는 쓰로틀 작동 속도가 클 때 크게 설정되고 쓰로틀 작동 속도가 작을 때 작게 설정된다. 이는 운전자의 요구를 충족하는 부드러운 가속을 보장한다.

한편, 차량이 횡방향 및 종방향 가속도를 받을 때, 특히 승차감이 중요한 차량이 피칭(pitching) 운동 방향, 즉 종방향으로 가속도를 발생시키는 경향이 있을 때, 상기 차량에 장착된 무단 변속기는 엔진 회전 속도의 변경에 의한 구동력의 변경을 억제하여 변속 속도를 감소시키도록 작동한다. 이러한 배치는 가속도 변동에 기인한 종방향 부하(load)의 급격한 이동을 억제하도록 기능한다.

무단 변속기(2)를 장착한 차량이 횡방향 가속도를 발생시키는 경향이 있는 경우에는, 구동력의 급격한 변경에 의해 발생되는 제동 한계(gripping limit)를 벗어나는 작용력을 받지 않도록 하기 위해, 횡방향 가속도에 기인한 허용가능한 엔진 회전 속도의 변경 범위에 적용될 수 있는 변속 맵이 선택되고 변속 속도가 감소하여 구동력의 급격한 변경을 억제한다. 이러한 배치는 차량 거동의 안정성을 보장한다. 이 경우에, 허용가능한 회전 속도 범위와 변속 맵의 변경 및 조합은 차량의 특성에 따라 이미 결정되었다.

다음으로, 도로의 경사도가 증가한다는 것이 감지되거나 예측되면, 쓰로틀 작동량에 대한 엔진 회전 속도의 변경량이 평지와 비교할 때보다 증가하는 변속 맵이 상기 차량이 구동력을 증가시키기 위한 변속 특성 패턴을 수행하도록 선택된다. 또한, 변속 속도는 쓰로틀 변경 속도의 변경에 따라 변경된다. 예를 들면, 변속 속도는 쓰로틀 작동 속도가 클 때 크게 설정되고, 쓰로틀 작동 속도가 작을 때 작게 설정된다. 이러한 배치는 오르막 도로 또는 내리막 도로에서도 동일한 구동 작동으로 상기 차량이 구동될 수 있게 한다.

반대로, 차량이 내리막 도로를 주행한다는 것이 감지되거나 예측되면, 엔진 회전 속도 변경이 작은 변속 맵이 구동력의 변경이 엔진 회전 속도의 변경에 대해 작게 되도록 선택된다. 즉, 내리막 경사 저항이 차량에 부가되므로, 가속 페달을 밟음에 기인한 차속의 예기치 않은 증가를 방지하는 것이 필요하다. 또한, 변속 속도는 감소하여 반응성(responsibility)을 감소시킨다. 이러한 배치로써, 운전자가 그의 발을 가속 페달로부터 뗄 때, 선택된 변속 맵에 따라 고속 변속(up-shift)이 방지된다. 또한, 변속 속도의 감소에 의해 엔진 브레이크를 천천히 작용시킴으로써, 운전자의 작동량은 감소된다.

도11a 및 도11b에는 본 발명에 의한 변속 제어 장치의 제3 실시예가 도시된다. 도1 내지 도3 및 도10에 도시된 것과 동일한 부품 및 요소는 동일한 도면 부호로 지칭되며, 따라서 그 설명은 생략한다.

도11a에 도시된 바와 같이, 변속기 제어기(5)는 모드 선택 스위치(20)를 통해 운전자에 의해 선택된 변속 모드에 따라 변속 제어를 수행하도록 배치된다. 상기 변속 모드에는 “파워” 모드, “이코노미” 모드 및 “노말” 모드와 같은 3개의 변속 모드가 포함되고, 각 모드는 도11b에 도시된 바와 같이 변속 맵과 변속 속도의 소정의 조합과 같이 변속기 제어기(5) 내에서 미리 정의된다. 이러한 조합은 이미 언급된 파워 패턴, 이코노미 패턴, 및 상기 양 패턴 사이의 중간 패턴에 대응된다.

이러한 배치로써, 운전자는 자신의 선호도에 따라 변속 변경 특성의 변경을 보장할 수 있다. 특히, 본 실시예는 차량의 구동 상태에 관계없이 운전자가 항상 하나의 변속 특성을 선택하기를 원하는 경우에 양호하게 작용될 수 있다. 변속 모드의 선택이 모드 선택 스위치(20)에 의해 수행되도록 제3 실시예가 도시되고 개시되었으나, 모드 선택 스위치(20)가 도3 및 도4와 유사한 디스플레이(12) 상의 접촉 판(13)에 의해 형성될 수도 있다는 것을 알게 된다.

도12a 및 도12b에는 본 발명에 의한 무단 변속기의 변속 제어 장치의 제4 실시예가 도시된다.

제4 실시예의 구성은 도10a에 도시된 제2 실시예의 구성과 동일하다. 제4 실시예는 제3 실시예와 동일한 변속 모드를 형성하도록 배치된다. 즉, “파워”모드, “노말”모드 및 “이코노미” 모드가 변속기 제어기(5) 내에 이미 저장되어 있다. 변속기 제어기(5)는 주행 차량에 관한 다양한 데이터에 따라 3개의 모드 중의 하나를 선택하도록 배치된다. 따라서, 변속기 제어기(5)는 운전자의 선택 없이도 차량의 구동 상태에 따라 변속 특성을 자동적으로 선택한다. 또한, 본 제4 실시예에서는 변속 맵과 변속 속도가 조합되는 개수가 3개와 같이 작게 설정되므로, 변속기 제어기(5)에 대한 부하는 작게 된다.

본 발명에 따라 이와 같이 배치된 변속 제어 장치의 실시예로써, 차량 주행 상태 또는 운전자의 명령에 따라 변속 제어를 정밀하게 수행하는 것이 가능하다. 따라서, 상기 변속 제어는 빠른 가속 또는 언덕을 올라가는 것과 같은 다양한 조건에 적응할 수 있고 운전자의 명령에 따라 최적의 구동력을 생성하는 것이 가능하다.

Claims

무단 변속기의 변속 제어 장치에 있어서,

변속 맵을 저장하기 위한 변속 맵 저장 수단과,

상기 변속 맵에 근거하여 변속기의 출력 회전 속도와 엔진의 부하 상태로부터 변속기의 입력 회전 속도의 목표치를 결정하기 위한 입력 목표치 결정 수단과,

변속기 입력 회전 속도가 상기 목표치에 맞춰지도록 무단 변속기의 기어비를 연속적으로 변경시키기 위한 기어비 변경 수단과,

상기 기어비 변경 수단의 변경 작동의 시간 간격을 나타내는 변속 속도를 운전자의 명령에 따라 변경시키기 위한 변속 속도 변경 수단을

구비하는 것을 특징으로 하는 변속 제어 장치.
제1항에 있어서, 상기 변속 맵 저장 수단은 다수의 상이한 변속 맵을 저장하고, 운전자의 명령에 따라 상이한 변속 맵으로부터 하나의 변속 맵이 선택되는 것을 특징으로 하는 변속 제어 장치.
제2항에 있어서, 변속 맵에 관한 하나의 축과 변속 속도에 관한 다른 하나의 축으로 구성되는 2차원 화면과 상기 선택된 변속 맵과 변속 속도를 나타내는 지점을 도시하는 디스플레이를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 변속 제어 장치.
제3항에 있어서, 상기 디스플레이 상에 설치된 접촉 판을 더 구비하고, 변속 맵과 변속 속도의 각각은 상기 접촉 판을 통해 변속 맵 축과 변속 속도 축의 각각을 접촉함으로써 변경되는 것을 특징으로 하는 변속 제어 장치.
제3항에 있어서, 상기 디스플레이 상에 설치된 접촉 판을 더 구비하고, 변속 맵과 변속 속도는 상기 접촉 판을 통해 2차원 화면의 소정 지점을 접촉함으로써 변경되는 것을 특징으로 하는 변속 제어 장치.
제4항에 있어서, 선택된 변속 맵과 변속 속도를 나타내는 변속 특성이 신규 지점으로 변경되면, 이전의 변속 특성 지점은 소정의 시간 동안 상기 디스플레이 상의 잔상으로서 도시되는 것을 특징으로 하는 변속 제어 장치.
제6항에 있어서, 이전 지점을 나타내는 상기 잔상은 현재 지점을 나타내는 현재 화상보다 흐릿하게 도시되는 것을 특징으로 하는 변속 제어 장치.
제3항에 있어서, 현재의 기어비가 상기 디스플레이 상에 도시되는 것을 특징으로 하는 변속 제어 장치.
제8항에 있어서, 기어비를 나타내는 변속 상태 화면과 선택된 변속 특성을 나타내는 2차원 화면은 상기 디스플레이 상에 선택적으로 도시되는 것을 특징으로하는 변속 제어 장치.
제9항에 있어서, 스위치 판 부분을 접촉함으로써 상기 디스플레이 상에 도시된 화면이 변속 상태 화면으로부터 2차원 화면으로 변경되고, 소정의 시간 간격 동안 스위치 판 부분이 접촉되지 않는다면 상기 디스플레이 상의 화면이 2차원 화면으로부터 변속 상태 화면으로 변경되도록 상기 스위치 판 부분이 상기 디스플레이 상에 설치되는 것을 특징으로 하는 변속 제어 장치.
제1항 내지 제10항 중의 어느 한 항에 있어서, 무단 변속기는 다수의 기어비를 달성하고 운전자가 상기 기어비들 중의 하나를 수동으로 선택할 수 있는 수동 모드를 선택할 수 있도록 배치되고, 상기 변속 속도 변경 수단은 운전자의 명령에 따라 변속 속도를 변경시키는 것을 특징으로 하는 변속 제어 장치.
제11항에 있어서, 변속 속도가 상기 디스플레이 상의 접촉 판을 접촉함으로써 변경되는 것을 특징으로 하는 변속 제어 장치.
제12항에 있어서, 상기 디스플레이는 수동 모드 중에 현재의 기어비와 선택된 기어 수준을 도시하는 것을 특징으로 하는 변속 제어 장치.
제13항에 있어서, 상기 디스플레이는 현재의 기어비와 선택된 기어 수준을도시하는 변속 상태 화면과 수동 모드에서 변속 속도 변경 작동이 수행되는 변속 속도 변경 화면을 선택적으로 도시하는 것을 특징으로 하는 변속 제어 장치.
제14항에 있어서, 상기 디스플레이 상에 도시된 화면이 스위치 판 부분을 접촉함으로써 변속 상태 화면으로부터 변속 속도 변경 화면으로 변경되고, 스위치 판 부분이 소정의 시간 간격 동안 접촉되지 않으면 상기 디스플레이 상의 화면이 변속 속도 변경 화면으로부터 변속 상태 화면으로 변경되도록, 상기 스위치 판 부분이 상기 디스플레이 상에 설치되는 것을 특징으로 하는 변속 제어 장치.
차량용 무단 변속기의 변속 제어 장치에 있어서,

다수의 변속 맵과,

그 중의 하나가 변속기 입력 회전 속도를 목표치에 맞추는 다수의 변속 속도 패턴과,

차량의 구동 상태에 따라 하나의 변속 맵과 하나의 변속 속도 패턴을 선택하기 위한 특성 선택 수단과,

상기 선택된 변속 맵에 근거하여 변속기 출력 회전 속도와 엔진의 부하 상태로부터 변속기 입력 회전 속도의 목표치를 결정하기 위한 입력 목표치 결정 수단을

구비하는 것을 특징으로 하는 변속 제어 장치.
제16항에 있어서, 변속 맵과 변속 속도 패턴의 다수의 조합이 저장되고, 상기 조합 중의 하나가 운전자의 명령에 따라 선택되는 것을 특징으로 하는 변속 제어 장치.
제16항에 있어서, 변속 맵과 변속 속도 패턴의 다수의 조합이 저장되고, 상기 조합 중의 하나가 차량의 구동 상태에 따라 선택되는 것을 특징으로 하는 변속 제어 장치.
무단 변속기의 변속 제어 장치에 있어서,

무단 변속기의 실제 입출력 회전 속도와 상기 무단 변속기에 연결된 엔진의 실제 엔진 회전 속도를 검출하는 센서 유닛과,

상기 변속기의 입력 회전 속도의 목표치를 그 내부에 이미 저장된 변속 맵에 근거하여 상기 변속기의 출력 회전 속도와 엔진의 부하 상태로부터 결정하고, 변속기 입력 회전 속도가 상기 목표치로 맞춰지도록 무단 변속기의 기어비를 연속적으로 변경시키고, 상기 기어비 변경 수단의 변경 작동의 시간 간격을 나타내는 변속 속도를 운전자의 명령에 따라 변경시키도록 배치된 제어기와,

선택된 변속 맵과 변속 속도를 도시하고, 변속 속도를 변경시키고자 하는 운전자의 명령을 수용하여 이를 상기 제어 장치에 출력하는 디스플레이 유닛을

구비하는 것을 특징으로 하는 변속 제어 장치.