KR100588511B1 - 무단변속기의 1차측 풀리 제어장치 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

무단변속기에서 2차측 풀리(Secondary Pulley)의 속도가 검출되지 않거나 일정 차속 이하인 구간에서는 목표 변속비 추종을 위한 피드백 제어를 비활성화의 상태로 전환시켜, 1차 풀리에 대한 목표압이 설정된 맵 테이블에서 추출되는 목표압으로 제어되도록 하는 것으로,

운행중 2차측 풀리의 속도를 검출하는 과정과, 2차측 풀리의 속도가 검출되면 1차측 풀리의 듀티를 피드백 제어하고, 2차측 풀리의 속도가 검출되지 않거나 "0KPH"로 검출되면 1차측 풀리 듀티에 대한 피드백 제어를 비활성화시키는 과정 및 상기 1차측 풀리 듀티에 대한 피드백 제어 비활성화에 따라 기본 맵 테이블의 목표압을 적용하여 1차측 풀리를 듀티 제어하는 과정을 포함한다.

무단변속기, 1차측 풀리, 2차측 풀리, 듀티제어, 목표 변속비

Description

무단변속기의 1차측 풀리 제어장치 및 그 방법{PRIMARY PULLEY CONTROL SYSTEM OF CONTINUOUSLY VARIABLE TRANSMISSION AND METHOD THEREOF}

도 1은 본 발명에 따른 무단변속기의 1차측 풀리 제어장치에 대한 개략적 구성도.

도 2는 본 발명에 따른 무단변속기에서 1차측 풀리 제어 수행에 대한 일 실시예의 흐름도.

도 3은 종래의 무단변속기에서 스로틀 개도에 따른 1차측 풀리 및 2차측 풀리의 속도 관계를 도시한 일 실시예의 그래프.

본 발명은 무단변속기에 관한 것으로, 더 상세하게는 2차측 풀리(Secondary Pulley)의 속도가 검출되지 않거나 일정 차속 이하인 구간에서는 목표 변속비 추종을 위한 피드백 제어를 비활성화의 상태로 전환시켜, 1차측 풀리에 대한 목표압이 설정된 맵 테이블에서 결정되는 목표압으로 제어되도록 하는 무단변속기의 1차측 풀리 제어장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로 차량에서 동력을 발생시키는 엔진의 출력을 구동 휠에 전달함에 있어 적절한 감속비를 결정하는 변속장치로는 수동변속기와 자동변속기 및 무단변속기로 구분되는데, 운전의 편의성을 중요시하는 운전자의 요구에 따라 수동변속기보다는 자동변속기의 사용이 범용적인 추세로 증가되고 있다.

자동변속기의 경우 장치내 여러 부하 요소에 의한 동력 손실이 많이 발생됨에 따른 연비 저하로 최근 들어 무단변속기의 채용이 증가되고 있다.

무단변속기는 동력의 입력축에 유압의 작동에 의해 직경이 변화되는 1차측 풀리를 설치하고, 출력축에 유압의 작동에 의해 직경이 변화되는 2차측 풀리를 설치하며, 상기 1차측 풀리와 2차측 풀리를 벨트(Belt)나 체인(Chain)으로 연결시켜 상기 1차측 풀리와 2차측 풀리간의 직경을 조절하여 목표 변속단으로의 변속이 이루어지도록 하는 것으로, 정해진 범위내에서 변속비를 임의로 설정할 수 연비의 우수성을 갖고 있는 특징이 있다.

이와 같은 무단변속기에서 변속비의 결정은 속도센서를 이용하여 1차측 풀리와 2차측 풀리의 속도를 측정하여 계산하거나 1차측 풀리와 2차측 풀리의 움직임을 포텐셔 메터로 측정하여 계산하는 방법을 적용하고 있는데, 통상적으로 1차측 풀리와 2차측 풀리의 속도를 측정하여 계산하는 방법을 적용하고 있다.

무단변속기의 TCU(Transmission Control Unit)는 터빈 속도와 1차측 풀리 속도, 2차측 풀리 속도를 측정하여 변속비의 제어에 적극적으로 이용하고 있는데, 터빈 속도는 스태틱 제어(Static Control)와 댐퍼 클러치의 제어에 사용되고, 1차측 풀리 및 2차측 풀리의 속도는 변속비의 결정에 사용된다.

변속비의 결정은 1차측 풀리 속도를 1차측 풀리의 속도로 나누어 산출된다.

이와 같은 무단변속기에서 차량이 움직이기 시작하였는데 2차측 풀리의 속도가 "0KPH"로 검출되는 구간이 발생한다.

이는 속도 측정이 가능한 차속 이하의 상태에서 TCU는 2차측 풀리의 속도를 "0KPH"로 인식하는 것을 의미한다.

도 3에 도시된 바와 같이, 스로틀 개도가 100%인 상태이고 1차측 풀리의 속도가 측정되며, 차량이 움직이기 시작하였는데도 "A" 구간에서는 2차측 풀리의 속도가 "OKPH"로 측정됨에 따라 변속비는 무한대(Full Low)로 인식된다.

이러한 조건에서 TCU에서는 변속비가 무한대에서 변속을 진행하였는지 혹은 변속을 진행하지 않았는지를 알 수 없으므로, 피드백 제어를 통해 목표 변속비를 추종하는 것은 2차측 풀리의 속도 측정 오류로 인하여 무의미한 제어 실행이 되며, 이에 따라 TCU내 프로세스의 불필요한 자원 낭비를 초래하는 문제점이 발생한다.

즉, 차량이 정지한 상태에서도 목표 변속비 추종을 위한 피드백 제어가 실행되어짐에 따라 목표 압력값이 불필요하게 오실레이션 되어지는 단점이 발생한다.

또한, 크리프(Creep) 주행으로 1차측 풀리의 속도는 출력되어지나 2차측 풀리의 속도가 측정되지 않는 경우 변속비는 항상 무한대로 인식되어져 변속을 진행하기 위하여 1차측 풀리에 압력을 가중시키게 되는 단점이 발생한다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명한 것으로, 그 목적은 2차측 풀리의 속도가 "0KPH"로 검출되거나 일정 차속 이하인 구간에서는 목표 변속비 추종을 위한 피드백 제어를 비활성화의 상태로 전환하고, 1차 풀리에 대한 듀티 를 맵 테이블에서 추출되는 기본 목표압으로 제어하여 차량 정지시 1차측 풀리에 과도한 압력이 유입되는 것을 방지하여 아이들 연비 향상을 제공하도록 한 것이다.

상기와 같은 목적을 실현하기 위한 본 발명은 운행중 2차측 풀리의 속도를 검출하는 과정과; 2차측 풀리의 속도가 검출되면 1차측 풀리의 듀티를 피드백 제어하고, 2차측 풀리의 속도가 검출되지 않거나 "0KPH"로 검출되면 1차측 풀리 듀티에 대한 피드백 제어를 비활성화시키는 과정 및; 상기 1차측 풀리 듀티에 대한 피드백 제어 비활성화에 따라 기본 맵 테이블의 목표압을 적용하여 1차측 풀리를 듀티 제어하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 무단변속기의 1차측 풀리 제어장치를 제공한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 무단변속기의 1차측 풀리 제어장치는 비교기(10)와 비례제어기(20), 적분제어기(30), 제1가산기(40), 스위치(50), 맵 테이블(60), 버퍼(70), 제2가산기(80) 및 1차측 압력 제어기(90)를 포함하여 구성된다.

비교기(10)는 1차측 풀리에 대한 변속비의 피드백 제어를 위하여 목표 1차측 속도와 현재의 1차측 속도를 비교하여 속도 에러를 추출한다.

비례제어기(20)는 상기 비교기(10)에 의해 추출되는 속도 에러를 보상하기 위하여 비례 미분 처리한다.

적분제어기(30)는 상기 비교기(10)에 의해 추출되는 속도 에러를 보상하기 위하여 비례 적분 처리한다.

제1가산기(40)는 상기 비례미분적분 처리를 통해 인가되는 값을 가산하여 1차측 풀리의 압력 제어를 위한 피드백 에러 보상값으로 출력한다.

스위치(50)는 2차측 풀리의 속도에 의해 접점이 절환되며, 2차측 풀리의 속도가 검출되는 경우 1차측 풀리의 압력을 피드백 제어하기 위한 접점을 선택하고, 2차측 풀리의 속도가 검출되지 않거나 "0KPH"로 검출되는 경우 피드백 제어를 비활성시키는 접점을 선택한다.

맵 테이블(60)은 현재의 차량 속도 및 주행 조건에 따른 목표 변속비와 안전 펙터값에 따라 설정된 변속비를 결정한다.

버퍼(70)는 상기 맵 테이블(60)을 통해 결정되는 변속비에 대하여 보정 펙터 상수(K)를 적용하여 1차측 풀리에 대한 목표압을 출력한다.

제2가산기(80)는 변속비의 피드백 조건에서 비례미분적분 제어를 통해 결정되는 피드백 제어 목표압과 맵 테이블(60)을 통해 결정된 목표압을 가산하여 1차측 풀리에 대한 실질적인 목표압을 결정한다.

1차측 압력 제어기(90)는 상기 제2가산기(80)를 통해 결정되어 인가되는 1차측 목표압에 따라 1차측 풀리에 대한 듀티를 제어한다.

전술한 바와 같은 기능을 포함하는 본 발명에 따른 무단변속기에서 1차측 풀리에 대한 압력 제어에 대한 동작에 대하여 설명하면 다음과 같다.

무단변속기에서 주행 조건에 따라 검출되는 현재의 1차측 속도와 목표 1차측 속도의 비교를 통해 산출되는 속도 에러를 비례미분적분 제어를 통해 보상하고, 보상된 값과 맵 테이블(60)에서 결정되는 1차측 풀리의 목표압을 가산하여 1차측 풀리에 대한 듀티를 제어하는 일반적인 피드백 제어는 통상의 제어와 동일한 방법에 의해 실행된다.

따라서, 피드백 제어에 대한 구체적인 동작 설명은 생략하고, 2차측 풀리의 속도가 검출되지 않거나 "0KPH"로 검출되는 상태에서 1차측 풀리의 듀티를 제어하는 동작에 대하여 설명한다.

무단변속기를 적용한 차량이 주행중인 상태에서 TCU는 2차측 풀리의 속도를 검출한다(S101)(S102).

이후, 상기 2차측 풀리의 속도가 검출되지 않거나 "0KPH"로 검출되는지를 판단한다(S103).

상기에서 2차측 풀리의 속도가 정상적으로 검출되거나 "0KPH" 이상으로 검출되면 스위치(50)의 접점이 피드백 제어 접점에 접속되어 변속비의 결정에 대하여 통상적인 피드백 제어를 실행한다(S107).

그러나, 2차측 풀리의 속도가 검출되지 않거나 "0KPH"로 검출되면 스위치(50)의 접점은 변속비 제어의 피드백 제어를 비활성화의 상태로 유지하기 위하여 피드백 제어의 비활성화 접점으로 연결된다(S104).

따라서, 2차측 풀리의 속도가 검출되지 않거나 "0KPH"로 검출되는 상태에서는 맵 테이블(60)에서 목표 변속비와 안전 펙터에 따라 결정되어 출력된 다음 버퍼(70)에서 보정 상수(K)값이 적용되어 인가되는 목표압에 의해 1차측 풀리에 대한 목표 제어압이 결정된다(S105).

상기와 같이 피드백 제어가 비활성화된 상태에서 1차측 풀리에 대한 목표 제어압이 결정되면, 1차측 압력 제어기(90)는 1차측 듀티를 제어하여 2차측 풀리의 속도가 검출되지 않거나 "0KPH"로 검출되는 상태에서 1차측 풀리에 대한 압력을 제어한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 무단변속기에서 2차측 풀리의 속도가 검출되지 않거나 "0KPH"으로 검출되는 조건, 즉 변속이 필요없는 조건에서는 피드백 제어를 비활성화의 상태로 유지시켜 1차측 풀리에 대한 압력 제어를 맵 테이블 값만으로 제어함으로써, 1차측 풀리에 과도한 압력이 공급되는 것을 방지시켜 아이들 연비 향상을 제공한다.

Claims (2)

1차측 풀리에 대한 변속비의 피드백 제어를 위하여 목표 1차측 속도와 현재의 1차측 속도를 비교하여 속도 에러를 추출하는 비교기와;

상기 비교기에서 추출되는 속도 에러값을 비례 미분 처리하는 비례제어기와;

상기 비교기에서 추출되는 속도 에러값을 비례 적분 처리하는 적분제어기와;

상기 비례미분적분 처리를 통해 인가되는 값을 가산하여 1차측 풀리 압력의 피드백 에러 보상값으로 출력하는 제1가산기와;

2차측 풀리의 속도에 의해 접점이 절환되며, 2차측 풀리의 속도가 검출되면 1차측 풀리의 압력을 피드백 제어하기 위한 접점을 선택하고, 2차측 풀리의 속도가 검출되지 않으면 피드백 제어를 비활성시키는 접점을 선택하는 스위치와;

차량 속도 및 주행 조건에 따른 목표 변속비와 안전 펙터값에 따라 설정된 변속비를 결정하는 맵 테이블과;

상기 맵 테이블에서 결정되는 변속비에 대하여 보정 펙터 상수(K)를 적용하여 1차측 풀리에 대한 목표압을 출력하는 버퍼와;

변속비의 피드백 조건에서 비례미분적분 제어를 통해 결정되는 피드백 제어 목표압과 맵 테이블을 통해 결정된 목표압을 가산하여 1차측 풀리에 대한 실질적인 목표압을 결정하는 제2가산기 및;

상기 제2가산기를 통해 결정된 1차측 목표압으로 1차측 풀리에 대한 듀티를 제어하는 1차측 압력 제어기를 포함하는 것을 특징으로 하는 무단변속기의 1차측 풀리 제어장치.

운행중 2차측 풀리의 속도를 검출하는 과정과;

2차측 풀리의 속도가 검출되면 1차측 풀리의 듀티를 피드백 제어하고, 2차측 풀리의 속도가 검출되지 않거나 "0KPH"로 검출되면 1차측 풀리 듀티에 대한 피드백 제어를 비활성화시키는 과정 및;

상기 1차측 풀리 듀티에 대한 피드백 제어 비활성화에 따라 기본 맵 테이블의 목표압을 적용하여 1차측 풀리를 듀티 제어하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 무단변속기의 1차측 풀리 제어방법.

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