KR100936322B1 - 무단변속기 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 무단변속기가 탑재된 차량의 출발시에, 엔진으로부터의 입력토크에 변동이 있어도 풀리를 제어하는 목표유압을 일정하게 유지할 수 있도록 하여, 당해 무단변속기가 변속비를 일정하게 유지할 수 있도록 함으로써, 차량 출발시의 안정되고 부드러운 승차감을 확보할 수 있도록 한다.

무단변속기, 변속비, CVT

Description

무단변속기 제어방법{Continuous Variable Transmission Control Method}

본 발명은 무단변속기를 제어하는 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 차량의 출발시에 안정된 변속비를 유지할 수 있도록 무단변속기에 작용하는 유압을 제어하는 방법에 관한 기술이다.

벨트를 변속기구인 베리에이터(Variator)로 사용하는 무단변속기(CVT: Continuous Variable Transmission)는 엔진으로부터 전달되는 동력을 1차풀리로 전달받고, 이를 벨트를 통해 2차풀리로 전달하여, 상기 2차풀리를 통해 변속된 동력을 구동륜으로 출력하도록 되어 있다.

상기와 같은 무단변속기는, 상기 벨트와 풀리들 사이에 형성되는 동반경의 차이에 의해 변속비가 연속적으로 변화하게 되므로, 각 풀리마다 가동풀리의 풀리피스톤에 가해지는 유압을 조절함으로써, 상기 벨트와 풀리들 사이에 형성되는 동반경을 변화시켜 원하는 변속비를 얻어내도록 되어 있다.

상기 풀리와 벨트 사이에 미끄러짐이 없이 원활한 동력전달이 이루어지도록 하기 위해서는, 풀리가 벨트를 미는 힘인 풀리추력(Clamping Force)이 적절히 형성되어야 하는바, 상기 풀리추력은 풀리로 입력되는 엔진으로부터의 입력토크에 따라 결정되며, 상기와 같이 결정된 풀리추력을 형성하기 위해서는 그에 맞게 목표유압을 정하여 풀리에 가해지는 유압을 상기 목표유압으로 제어해야 한다.

한편, 차량의 출발 조건은 변속비가 조금만 변해도 운전자가 이를 매우 민감하게 느낄 수 있는 운전조건이므로, 이 상황에서 무단변속기는 당해 무단변속기의 최저단 변속비인 풀로우변속비(Full Low Speed Ratio)를 안정되게 유지할 수 있어야 한다.

즉, 무단변속기가 탑재된 차량의 출발시에는 목표변속비가 풀로우변속비로서, 이 변속비를 안정되게 유지할 수 있도록 해당 무단변속기가 제어되어야, 차속 및 엔진속도의 불규칙한 변화를 방지하여 안정된 승차감을 느낄 수 있게 되는 것이다.

그런데, 종래에는 상기와 같은 차량 출발 조건에서, 목표변속비는 풀로우변속비로 일정하지만, 엔진으로부터의 입력토크는 변화가 비교적 큰 구간이므로, 이 입력토크 변화에 따라 풀리에 제공될 목표유압이 변화하게 되는데, 상기와 같이 목표유압이 변화하게 되면 실질적으로 변속비가 변화하게 되어 운전자는 심한 위화감을 느끼게 되는 문제가 있다.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 무단변속기가 탑재된 차량의 출발시에, 엔진으로부터의 입력토크에 변동이 있어도 풀리를 제어하는 목표유압을 일정하게 유지할 수 있도록 하여, 당해 무단변속기가 변 속비를 일정하게 유지할 수 있도록 함으로써, 차량 출발시의 안정되고 부드러운 승차감을 확보할 수 있도록 한 무단변속기 제어방법을 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 안출된 본 발명 무단변속기 제어방법은

엔진으로부터 무단변속기로 입력될 수 있는 입력토크의 전체 범위를 다수의 구간으로 나누어 부분토크범위를 설정하는 단계와;

상기 각 부분토크범위마다, 해당 부분토크범위 중 최대토크를 당해 부분토크범위를 대표하는 구간대표토크로 설정하는 단계와;

상기 각 부분토크범위마다 설정된 구간대표토크와 정해진 목표변속비에 따라, 상기 무단변속기의 풀리에 제공할 목표유압을 설정하는 단계;

를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

상기 목표유압을 설정하는 단계에서는

현재 차량의 엔진에서 무단변속기로 입력되는 입력토크를 얻는 단계와;

상기 얻어진 입력토크가 상기 각 부분토크범위들 중 어느 범위에 속하는지 판단하는 단계와;

상기 입력토크가 포함된 부분토크범위의 구간대표토크를 알아내는 단계를 차례로 수행하도록 구성할 수 있다.

상기 부분토크범위는

각각 토크의 크기에 따른 연속적인 구간으로서, 엔진으로부터 무단변속기로 입력될 수 있는 입력토크의 전체 범위를 연속적으로 연결할 수 있도록 설정되는 것이 바람직하다.

상기 무단변속기의 풀리에 제공할 목표유압을 설정하는 단계에서는, 피이드백되는 유압신호를 무시하는 신호무시단계를 포함하여 구성될 수 있다.

본 발명은 무단변속기가 탑재된 차량의 출발시에, 엔진으로부터의 입력토크에 변동이 있어도 풀리를 제어하는 목표유압을 일정하게 유지할 수 있도록 하여, 당해 무단변속기가 변속비를 일정하게 유지할 수 있도록 함으로써, 차량 출발시의 안정되고 부드러운 승차감을 확보할 수 있도록 한다.

도 1을 참조하면, 본 발명 실시예는 엔진으로부터 무단변속기로 입력될 수 있는 입력토크의 전체 범위를 다수의 구간으로 나누어 부분토크범위를 설정하는 단계(S101)와; 상기 각 부분토크범위마다, 해당 부분토크범위 중 최대토크를 당해 부분토크범위를 대표하는 구간대표토크로 설정하는 단계(S102)와; 상기 각 부분토크범위마다 설정된 구간대표토크와 정해진 목표변속비에 따라, 상기 무단변속기의 풀리에 제공할 목표유압을 설정하는 단계(S103)를 포함하여 구성된다.

상기 부분토크범위는 각각 토크의 크기에 따른 연속적인 구간으로서, 엔진 으로부터 무단변속기로 입력될 수 있는 입력토크의 전체 범위를 연속적으로 연결할 수 있도록 설정된다.

즉, 도 2에 도시된 바와 같이, 엔진으로부터 무단변속기로 입력될 수 있는 입력토크의 전체 범위를 "0"으로부터 "최대값"에 이르는 직선으로 표시하면, 이 직선을 다수의 구간으로 나누어 부분토크범위를 설정하되, 각 부분토크범위는 중간에 끊어진 부분이 없는 연속적인 구간으로 설정되며, 또한 각 부분토크범위는 서로 중첩되거나 사이가 끊어지지 않고 차례로 연결되도록 하여, 상기 입력토크의 전체 범위를 연속적으로 연결하는 형태로 설정한다는 것이다.

도 2에서, 상기 부분토크범위는 A, B, C, D의 총 4개이며, 각 부분토크범위에는 각각을 대표하는 구간대표토크로서 각각 a, b, c, d가 설정되도록 하는 것이다.

상기 목표유압을 설정하는 단계(S103)에서는 현재 차량의 엔진에서 무단변속기로 입력되는 입력토크를 얻는 단계(104)와; 상기 얻어진 입력토크가 상기 각 부분토크범위들 중 어느 범위에 속하는지 판단하는 단계(S105)와; 상기 입력토크가 포함된 부분토크범위의 구간대표토크를 알아내는 단계(S106)를 차례로 수행하여, 상기 구간대표토크와 목표변속비에 따라 목표압력을 산출한다(S107).

즉, 차량의 출발이나 크리이프(creep) 구동시에, 엔진으로부터 무단변속기로 입력되는 입력토크를 구하여, 상기 입력토크가 속한 부분토크범위를 찾고, 이 부분토크범위의 구간대표토크를 구하는 것이다.

상기와 같이 구해진 구간대표토크와 현재 차량의 주행 상태에 따른 목표변 속비에 따라서, 상기 무단변속기의 풀리에 제공할 목표유압을 설정하는바, 차량의 출발이나 크리이프 구동시에는 상기 목표변속비는 풀로우변속비로 설정되고, 이 풀로우변속비와 상기 구간대표토크에 의해 현재의 무단변속기 풀리에 제공할 목표유압을 설정하게 되는 것이다.

예컨대, 현재 엔진으로부터 무단변속기로 입력되는 입력토크가 도 2의 x로 구해졌고, 현재 차량이 출발 상황이어서 목표변속비가 풀로우변속비로 정해진 상태라면, 이때 부분토크범위는 B가 찾아지고, 이 부분토크범위의 최대토크인 b가 구간대표토크가 되어, 상기 풀로우변속비와 구간대표토크 b의 값에 따라서 풀리에 제공할 목표유압을 설정하는 것이다.

따라서, 이 경우 엔진으로부터 무단변속기로 입력되는 토크가 y로 변화하여도, 상기 구간대표토크는 b로서 변화하지 않으므로, 상기 목표유압을 설정하는 기준인 풀로우변속비와 구간대표토크 b가 일정하여, 결과적으로 목표유압이 일정하게 설정되고, 이는 궁극적으로 무단변속기의 변속비 변화를 방지하게 되어, 차량은 일정한 변속비로 안정되게 주행할 수 있게 되는 것이다.

즉, 본 발명은 목표로 하는 목표변속비가 일정한 상황이라면, 각 부분토크범위로 나뉘어진 구간 내에서만큼은, 입력토크의 변화가 있더라도 풀리에 제공될 목표유압을 변경하지 않음으로써, 토크변동에 민감하게 제어함에 의해 발생되는 역효과를 배제하고 안정된 변속비를 유지함으로써, 운전자가 위화감을 느끼지 않고 안정된 승차감을 느낄 수 있도록 하는 것이다.

한편, 종래에 무단변속기의 풀리에 제공할 목표유압을 설정할 때에는, 실제 풀리로 제공되는 유압에 대한 유압신호를 피이드백하여 목표유압을 보정하도록 하는 방법이 사용되고 있는데, 본 발명에서는 상기 풀리에 제공할 목표유압을 설정하는 단계에, 피이드백되는 유압신호를 무시하는 신호무시단계(S108)를 포함하여 구성함으로써, 피이드백 제어에 의한 유압변동의 요인을 사전에 제거하여, 안정된 풀리의 목표유압을 유지하도록 하는 방법을 사용할 수 있다.

이상에서 서술한 무단변속기 제어방법은 일반적인 파워트레인을 탑재한 차량은 물론, 소프트타입 하이브리드 차량에도 적용할 수 있다.

또한, 본 발명은 상기한 실시예와 같이 차량의 출발이나 크리이프 주행시만이 아니라, 운전자가 변속단을 설정하는 수동모드에서도, 입력토크에 무관하게 변속비를 유지할 수 있는 제어방법의 기초를 제공한다.

또한, 상기 실시예와 같이 베리에이터로 벨트를 쓰는 무단변속기뿐만 아니라 다른 방식의 변속기에서도, 작은 압력변화에 따라 변속이 이루어지는 경우라면, 본 발명을 적용하여 압력의 작은 변화에 따른 변속비의 변화를 방지하도록 할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 무단변속기 제어방법을 설명한 순서도,

도 2는 본 발명에 따른 부분토크범위 및 구간대표토크를 설명하는 도면이다.

Claims (4)

1. 엔진으로부터 무단변속기로 입력될 수 있는 입력토크의 전체 범위를 다수의 구간으로 나누어 부분토크범위를 설정하는 단계와;

   상기 각 부분토크범위마다, 해당 부분토크범위 중 최대토크를 당해 부분토크범위를 대표하는 구간대표토크로 설정하는 단계와;

   상기 각 부분토크범위마다 설정된 구간대표토크와 정해진 목표변속비에 따라, 상기 무단변속기의 풀리에 제공할 목표유압을 설정하는 단계;

   를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 무단변속기 제어방법.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 목표유압을 설정하는 단계에서는

   현재 차량의 엔진에서 무단변속기로 입력되는 입력토크를 얻는 단계와;

   상기 얻어진 입력토크가 상기 각 부분토크범위들 중 어느 범위에 속하는지 판단하는 단계와;

   상기 입력토크가 포함된 부분토크범위의 구간대표토크를 알아내는 단계를 차례로 수행하는 것

   을 특징으로 하는 무단변속기 제어방법.
3. 청구항 1에 있어서, 상기 부분토크범위는

   각각 토크의 크기에 따른 연속적인 구간으로서, 엔진으로부터 무단변속기로 입력될 수 있는 입력토크의 전체 범위를 연속적으로 연결할 수 있도록 설정되는 것

   을 특징으로 하는 무단변속기 제어방법.
4. 청구항 1에 있어서,

   상기 무단변속기의 풀리에 제공할 목표유압을 설정하는 단계에서는,

   상기 목표 변속비가 일정할 때에 피이드백 유압신호에 의해서 목표 유압이 변동되는 것을 방지하기 위해서, 피이드백되는 유압신호를 무시하는 신호무시단계를 포함하여 구성된 것

   을 특징으로 하는 무단변속기 제어방법.

Images