KR102261482B1

KR102261482B1 - 무단 변속기의 킥다운 시프트 직후 구동 풀리 제어 압력 보정 방법 및 장치

Info

Publication number: KR102261482B1
Application number: KR1020190164129A
Authority: KR
Inventors: 심기만
Original assignee: 주식회사 현대케피코
Priority date: 2019-12-10
Filing date: 2019-12-10
Publication date: 2021-06-07

Abstract

킥다운 시프트 직후 현재 기어비가 목표 기어비에 도달하는 순간 베리에이터(Variator)의 회전 관성으로 발생하는 플레어(flare) 현상(실제 구동 풀리의 속도가 목표 구동 풀리 속도보다 빨라져 순간 엔진 rpm이 튀는 현상)을 방지하기 위한 무단 변속기의 킥다운 시프트 직후 구동 풀리 제어 압력 보정 방법 및 장치가 개시된다. 본 발명에 따른 킥다운 시프트 직후 구동 풀리 제어 압력 보정 방법은, 차량 내의 전자제어장치 또는 센서들로부터 학습모드 진입 가부를 판단하는데 필요한 정보들을 수신하는 정보수집단계와, 수신된 정보들로부터 파악되는 현재 차량의 조작상태가 킥다운 시프트(Kick down shift) 조작인지 판단하는 상태판단단계와, 킥다운 시프트 조작인 것으로 판단되면, 킥다운 시프트 직후 구동 풀리의 압력을 보정하기 위한 학습을 진행하는 학습단계를 포함하며, 학습단계에서는, 킥다운 시프트 직후 실제 구동 풀리 속도와 최종 목표 구동 풀리 속도를 비교하고, 비교 결과에 따라 구동 풀리의 압력을 단계적으로 보정하는 것을 요지로 한다.

Description

무단 변속기의 킥다운 시프트 직후 구동 풀리 제어 압력 보정 방법 및 장치{Kick down shift immediately primary pulley controlling hydraulic pressure calibration method and device of CVT}

본 발명은 무단 변속기의 킥다운 시프트 직후 구동 풀리 제어 압력 보정 방법 및 장치에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로 킥다운 시프트 직후 현재 기어비가 목표 기어비에 도달하는 순간 베리에이터(Variator)의 회전 관성으로 발생하는 플레어(flare) 현상(실제 구동 풀리의 속도가 목표 구동 풀리 속도보다 빨라져 순간 엔진 rpm이 튀는 현상)을 방지하기 위한 무단 변속기의 킥다운 시프트 직후 구동 풀리 제어 압력 보정 방법 및 장치에 관한 것이다.

무단 변속기(이하, 'CVT'라 함)는 기능 면에서 일반적인 다단식 자동변속기와 비슷하지만, 기어를 조합해 속도에 따라 구동력을 최적화하는 다단식 자동변속기와 달리 변속을 위한 기어가 사용되지 않는다. 대신 엔진으로부터 나온 동력을 받아들이는 구동 풀리(Primary pulley)와 바퀴 쪽으로 동력을 전달하는 종동 풀리(Secondary pulley)가 있고, 두 개의 풀리는 벨트(Belt)로 연결되어 있다.

CVT는 구조적으로 일반 다단 자동 변속기에 비해 엔진의 운전점이 최적운전선도(OOL, Optimal Operating Line)에 가깝게 작동됨으로써 동력손실이 적고 고연비 실현에 유리하다. 따라서 일반 자동변속기에 비해 효율이 높은 장점이 있으며, 저속/고토크, 고속/저토크의 변속을 수행하는데 있어 충격 없이 동력을 전달할 수 있는 장점이 있다.

CVT의 기어비는 베리에이터(Variator)에 의해 결정된다. 베리에이터는 상기 구동 풀리와 종동 풀리 그리고 벨트로 구성된다. 구동 풀리는 엔진으로부터 동력을 전달 받아 벨트로 동력을 전달하고, 종동풀리는 벨트로부터 전달받은 동력을 CVT의 출력축으로 전달한다. 이러한 CVT의 기어비는 각 풀리와 벨트의 접촉 지점으로부터 풀리 회전축까지의 거리에 의해 결정된다.

각 풀리와 벨트의 접촉지점으로부터 풀리 회전축까지의 거리는 다시 각 풀리의 횡방향 힘에 의해 결정된다. CVT의 변속감은 운전자에게 전달되는 발진 토크와 엔진 회전수(RPM)에 의해 결정되며, 발진 토크와 엔진 회전수(RPM)는 다시 변속기의 기어비에 의해 결정된다. 즉 특정 상황에서의 기어비의 제어에 따라 다양한 변속감이 구현된다.

CVT는 일반적으로 차속과 스로틀 개도율(%)의 변화를 인자로 하는 기어비 맵을 사용하여 기어비를 제어한다. 기어비 맵을 통해 현재 차속과 스로틀 개도율(%)에 상응하는 목표 기어비가 결정되면, 해당 목표 기어비에 추종하도록 구동 풀리와 종동 풀리의 압력을 컨트롤한다. 이때 목표 기어비를 향하여 변속이 급격하게 진행될 경우 변속 쇼크가 발생할 수 있다.

때문에 변속 시 기어비가 급격하게 변동되지 않도록 기어비 변화율에 제한을 두고 있다. 즉 종래 CVT는 기어비 맵을 통해 목표 기어비가 결정되면, 목표 기어비 변화율을 제한하는 목표 기어비 제한값을 결정하고, 결정된 목표 기어비 제한값과 변속기 입력토크에 따라 구동 풀리와 종동 풀리의 제어압을 결정하며, 결정된 압력으로 풀리를 컨트롤 함으로써 변속을 구현한다.

급가속을 위한 킥다운 시프트(Kick down shift) 상황에서도 마찬가지로, 기어비 맵을 통해 목표 기어비를 도출하고, 도출된 목표 기어비에 대응하여 설정된 목표 기어비 제한값을 따라 변속이 구현되도록 두 풀리에 작용하는 압력을 빠르게 변화시켜 기어비를 조절한다. 그러나 이러한 킥다운 시프트 상황에서 종래 CVT는 킥다운 시프트 직후 플레어(flare)가 발생하는 문제가 있다.

'플레어(flare)'는 킥다운 시프트 직후 현재 기어비가 목표 기어비에 도달하는 순간 베리에이터(Variator)의 회전 관성에 의해 발생하는 것으로, 킥다운 변속 종료 시점에 실제 구동 풀리의 속도가 목표 구동 풀리 속도보다 빨라져 순간 엔진 rpm이 튀는 현상을 말하며, 이처럼 킥다운 시프트 직후 발생되는 플레어(flare)는 동력계통에 악영향을 미치고 변속감을 저하시키는 원인이 된다.

일본공개특허 제2010-280667호(공개일 2012. 07. 05)

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 킥다운 변속 직후 플레어(flare) 상황이 발생했을 때 학습을 통해 적절한 풀리 압력을 학습하고 학습값을 반영하여 구동 풀리 압력을 보정함으로써, 이후 동일 조건의 킥다운 변속 시 플레어(flare)가 발생하지 않도록 방지할 수 있는 무단 변속기의 킥다운 시프트 직후 구동 풀리 제어 압력 보정 방법 및 장치를 제공하고자 하는 것이다.

과제의 해결 수단으로서 본 발명의 일 측면에 따르면,

차량 내의 전자제어장치 또는 센서들로부터 학습모드 진입 가부를 판단하는데 필요한 정보들을 수신하는 정보수집단계;

수신된 정보들로부터 파악되는 현재 차량의 조작상태가 킥다운 시프트(Kick down shift) 조작인지 판단하는 상태판단단계;

킥다운 시프트 조작인 것으로 판단되면, 킥다운 시프트 직후 구동 풀리의 제어 압력을 보정하기 위한 학습을 진행하는 학습단계;를 포함하며,

상기 학습단계에서는,

킥다운 시프트 직후 실제 구동 풀리 속도와 최종 목표 구동 풀리 속도를 비교하고,

비교 결과 실제 구동 풀리 속도가 최종 목표 구동 풀리 속도보다 크고, 두 속도의 차이가 기 설정된 설정 임계값을 초과하면, 그 초과한 횟수에 따라 구동 풀리의 압력을 설정된 증가분만큼씩 상승시켜 새로운 구동 풀리 제어 압력으로 학습하고 저장하는 무단 변속기의 킥다운 시프트 직후 구동 풀리 제어 압력 보정 방법을 제공한다.

바람직하게 상기 정보수집단계에서 수집하는 학습모드 진입 가부를 판단하는데 필요한 정보는, APS 검출부가 출력하는 가속페달 변화에 관한 정보 및 현재 차속과 가속페달 변화로부터 기어비 맵을 통해 도출되는 목표 기어비에서 현재 기어비를 뺀 목표 기어비 변화에 관한 정보일 수 있다.

그리고 상기 상태판단단계에서는, 가속페달 조작에 따른 APS 변화량이 사전에 설정된 APS 설정값보다 크고, 목표 기어비 변화량(목표 기어비 - 현재 기어비)이 설정 기어비 변화량보다 크면 킥다운 시프트 상황으로 인식할 수 있다.

바람직하게 상기 학습단계는, 상기 실제 구동 풀리 속도와 목표 구동 풀리 속도가 같아진 시점 이후부터 실제 구동 풀리 속도가 목표 구동 풀리 속도를 초과하는지 실시간 모니터링 하며, 실제 구동 풀리 속도가 목표 구동 풀리 속도를 초과한 경우, 속도 초과분(실제 구동 풀리 속도 - 목표 구동 풀리 속도)을 기 설정된 설정 임계값과 비교하는 단계와, 상기 속도 초과분이 설정 임계값보다 크면, 변속감에 영향을 미칠 정도의 플레어(flare)가 발생한 것으로 판단하여 상기 속도 초과분을 에러값으로 인식하는 동시에, PID 제어를 통한 실시간 구동 풀리 압력 제어를 통해 상기 에러값을 줄이기 위한 풀리 압력 제어를 실행하는 단계와, 상기 에러값이 기 설정된 정상 범위 이내로 돌아오는 순간 카운트를 1 증가시키는 단계 및 구동 풀리 제어 압력을 기 설정된 설정 증가분만큼 상승시켜 새로운 구동 풀리 제어 압력으로 학습하고 저장하는 단계로 구성될 수 있다.

여기서, 상기 속도 초과분이 기 설정된 상기 설정 임계값 이하이면, 플레어(flare)가 변속감에 영향을 미칠 정도는 아닌 것으로 판단하고 학습 프로세스를 그대로 종료할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 측면에 따른 킥다운 시프트 직후 구동 풀리 제어 압력 보정 방법은, 상기 학습단계에서 구동 풀리 제어 압력을 기 설정된 설정 증가분만큼 상승시켜 새로운 구동 풀리 제어 압력으로 학습한 뒤 이후 동일 조건의 킥다운 시프트 상황이 발생하면 직전에 학습된 구동 풀리 제어 압력을 적용하여 변속을 제어하고, 학습된 구동 풀리 제어 압력으로 변속 제어 시 변속감에 영향을 미칠 정도의 플레어(flare)가 다시 발생하면, 카운트를 1 더 증가시키고 구동 풀리 제어 압력을 기 설정된 설정 증가분만큼 더욱 상승시켜 새로운 구동 풀리 제어 압력으로 학습하고 저장할 수 있다.

이때, 카운트 증가 횟수가 기 설정된 설정 횟수를 초과하면, 무단 변속기의 베리에이터 또는 엔진과 무단 변속기 사이에서 동력 전달을 단속하는 클러치 이상으로 판단하여 점검 요청 메지시를 운전자 인식하게 출력하도록 구성될 수 있다.

과제의 해결 수단으로서 본 발명의 다른 측면에 따르면,

무단 변속기 차량의 가속페달의 변화량을 검출하는 APS(Accelerator Position Sensor) 검출부;

무단 변속기의 베리에이터를 구성하는 구동 풀리 속도를 검출하는 구동 풀리 속도 검출부;

무단 변속기의 베리에이터를 구성하는 종동 풀리 속도를 검출하는 종동 풀리 속도 검출부;

무단 변속기의 풀리 기어비를 검출하는 기어비 검출부; 및

상기 검출부들이 제공하는 정보로부터 현재 차량의 조작상태를 판단하고 그 조작상태에 맞춰 무단 변속기를 제어하는 제어부;를 포함하며

상기 제어부는,

상기 검출부들이 제공하는 정보로부터 파악되는 현재 차량의 조작상태가 킥다운 시프트 상황인지 판단하고,

킥다운 시프트로 판단되면, 킥다운 시프트 직후 실제 구동 풀리 속도와 최종 목표 구동 풀리 속도를 비교하며,

비교 결과 실제 구동 풀리 속도가 최종 목표 구동 풀리 속도보다 크고, 두 속도의 차이가 기 설정된 설정 임계값을 초과하면, 그 초과한 횟수에 따라 구동 풀리 제어 압력을 기 설정된 설정 증가분만큼씩 상승시켜 새로운 구동 풀리 제어 압력으로 학습하고 저장하는 무단 변속기의 킥다운 시프트 직후 구동 풀리 제어 압력 보정 장치를 제공한다.

바람직하게 상기 제어부는, 상기 APS 검출부에 의한 APS 변화량이 사전에 설정된 APS 설정값보다 크고, 상기 기어비 검출부에 의한 목표 기어비 변화량(목표 기어비 - 현재 기어비)이 설정 기어비 변화량보다 크면 킥다운 시프트 상황인 것으로 판단하고 구동 풀리 제어 압력을 보정하기 위한 학습을 진행할 수 있다.

또한 상기 제어부는, 상기 실제 구동 풀리 속도와 목표 구동 풀리 속도가 같아진 시점 이후부터 실제 구동 풀리 속도가 목표 구동 풀리 속도를 초과하는지 실시간 모니터링 하며, 실제 구동 풀리 속도가 목표 구동 풀리 속도를 초과한 경우 속도 초과분(실제 구동 풀리 속도 - 목표 구동 풀리 속도)을 기 설정된 설정 임계값과 비교하고, 상기 속도 초과분이 설정 임계값보다 크면, 변속감에 영향을 미칠 정도의 플레어(flare)가 발생한 것으로 판단하여 상기 속도 초과분을 에러값으로 인식하는 동시에, PID 제어를 통한 실시간 구동 풀리 압력 제어를 통해 상기 에러값을 줄이기 위한 풀리 압력 제어를 실행하며, 상기 에러값이 기 설정된 정상 범위 이내로 돌아오는 순간 카운트를 1 증가시키고 구동 풀리 제어 압력을 기 설정된 설정 증가분만큼 상승시켜 새로운 구동 풀리 제어 압력으로 학습하고 저장하도록 구성될 수 있다.

또한 상기 제어부는, 상기 속도 초과분이 기 설정된 상기 설정 임계값 이하이면, 플레어(flare)가 변속감에 영향을 미칠 정도는 아닌 것으로 판단하고 학습을 종료할 수 있다.

또한 상기 제어부는, 구동 풀리 제어 압력을 기 설정된 설정 증가분만큼 상승시켜 새로운 구동 풀리 제어 압력으로 학습한 뒤 이후 동일 조건의 킥다운 시프트 상황이 발생하면 직전에 학습된 구동 풀리 제어 압력을 적용하여 변속을 제어하고, 학습된 구동 풀리 제어 압력으로 변속 제어 시 변속감에 영향을 미칠 정도의 플레어(flare)가 다시 발생하면, 카운트를 1 더 증가시키고 구동 풀리 제어 압력을 기 설정된 설정 증가분만큼 더욱 상승시켜 새로운 구동 풀리 제어 압력으로 학습하고 저장할 수 있다.

또한 상기 제어부는, 카운트 증가 횟수가 기 설정된 설정 횟수를 초과하면, 무단 변속기의 베리에이터 또는 엔진과 무단 변속기 사이에서 동력 전달을 단속하는 클러치 이상으로 판단하여 점검 요청 메지시를 운전자 인식 가능하게 출력할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 킥다운 시프트 상황에서 변속이 끝나는 시점에 플레어가 감지되면, 구동 풀리 제어 압력을 기 설정된 설정 증가분만큼 상승시켜 새로운 구동 풀리 제어 압력으로 학습하고 저장하며, 저장된 학습값을 이후 동일 조건의 킥다운 시프트 상황에서 구동 풀리 제어값으로 적용함으로써 이후 플레어 발생을 효과적으로 억제할 수 있다.

즉 킥다운 시프트 직후 구동 풀리 횡방향 힘을 정교하게 컨트롤해 플레어를 방지함으로써, 보다 향상된 변속감을 제공할 수 있으며, 플레어가 동력계통에 악영향을 미치는 문제를 해소할 수 있다. 또한 풀리와 벨트 인접면의 마모나 노후화로 인한 벨트 슬립을 방지하기 위한 백업 로직으로도 활용 가능하다는 장점이 있다

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 무단 변속기의 킥다운 시프트 직후 구동 풀리 제어 압력 보장 장치의 개략 구성도.
도 2는 킥다운 시프트 시 킥다운 시프트에 관여하는 여러 인자의 시간 흐름에 따른 변화를 예시한 도면.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 무단 변속기의 킥다운 시프트 직후 구동 풀리 제어 압력 보정 방법을 설명하기 위한 흐름도.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다.

이하 명세서에서 사용되는 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서 "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

또한, 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

더하여, 명세서에 기재된 "…부", "…유닛", "…모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.

또한, 본 발명을 설명함에 있어 사용되는 용어 중 '무단 변속기의 풀리 기어비'는 무단 변속기(CVT)의 변속에 관여하는 핵심 가변 요소(Variator) 중 '구동 풀리'와 '종동 풀리'의 '기어비', 즉 '직경의 비'를 의미하며, '목표 기어비'는 현재 현재 차속과 스로틀 개도율(%)을 인자로 하는 '기어비 맵'을 통해 출력되는 '구동 풀리'와 '종동 풀리'의 '목표 직경의 비'를 의미한다.

첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일한 구성 요소에 대해서는 동일도면 참조부호를 부여하기로 하며 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

본 발명의 실시 예에 따른 무단 변속기의 킥다운 시프트 직후 구동 풀리 제어 압력 보정 장치를 첨부 도면을 참조하여 자세히 살펴보기로 한다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 무단 변속기의 킥다운 시프트 직후 구동 풀리 제어 압력 보장 장치의 개략 구성도이며, 도 2는 킥다운 시프트 시 킥다운 시프트에 관여하는 여러 인자의 시간 흐름에 따른 변화를 예시한 도면이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 구동 풀리 제어 압력 보정 장치(1)는, APS(Accelerator Position Sensor) 검출부(10)를 포함한다. APS 검출부(10)는 무단 변속기 차량의 가속페달(12)의 위치(변화량)을 검출한다. APS 검출부(10)의 검출 정보는 제어부(50)에 전달되며, 제어부(50)는 해당 검출 정보를 바탕으로 스로틀 밸브 제어값을 결정하고 결정된 제어값으로 스로틀 밸브의 개도율을 제어한다.

본 발명의 실시 예에 따른 구동 풀리 제어 압력 보정 장치(1)는 또한, 구동 풀리 속도 검출부(20)와 종동 풀리 속도 검출부(30)를 포함한다. 구동 풀리 속도 검출부(20)는 무단 변속기의 베리에이터(Variator, 70)를 구성하는 구동 풀리(Primary pulley, 72) 속도를 검출하며, 종동 풀리 속도 검출부(30)는 무단 변속기의 베리에이터(70)를 구성하는 종동 풀리(Secondary pulley, 74) 속도를 검출한다.

구동 풀리 속도 검출부(20)와 종동 풀리 속도 검출부(30)는 바람직하게, 해당 풀리의 회전방향 특정 위치에 형성된 마커를 인식하여 풀리의 회전각도 혹은 회전위치를 검출하는 비접촉식 센서일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니며, 이러한 구동 풀리 속도 검출부(20) 및 종동 풀리 속도 검출부(30)에 의한 검출 정보(풀리 회전 속도 정보)는 제어부(50)에 제공된다.

본 발명의 실시 예에 따른 구동 풀리 제어 압력 보정 장치(1)는 또한, 기어비 검출부(40)를 포함한다. 여기서 기어비는 목표 기어비와 현재 기어비를 포함한다. 목표 기어비는 현재 차속과 APS 변화량에 따른 스로틀 개도율(%)을 인자로 하는 기어비 맵(42)으로부터 출력될 수 있으며, 현재 기어비는 상기 두 풀리 속도 검출부(20, 30)가 출력하는 검출 정보(두 풀리의 속도 정보)로부터 계산될 수 있다.

전술한 검출부들(APS 검출부, 구동 및 종동 풀리 속도 검출부, 기어비 검출부)이 출력하는 정보는 제어부(50)에 제공되며, 제어부(50)는 검출부들(10 ~ 40)이 제공하는 정보로부터 현재 차량의 조작상태를 판단하고, 조작상태에 맞춰 무단 변속기를 제어한다.

예컨대, 현재 차속(도시하지 않은 차속 검출부에서 출력)과 가속페달(12) 위치에서 주행성능을 최적으로 구현할 수 있는 기어비를 결정하고, 결정된 기어비에 맞춰 변속이 이루어지도록 제어한다.

제어부(50)는 특히, 상기 검출부들(10~ 40)이 제공하는 정보로부터 파악되는 현재 차량의 조작상태가 킥다운 시프트 상황인지 판단한다. 바람직하게는, APS 검출부(10)에 의한 APS 변화량이 사전에 설정된 APS 설정값보다 크고, 상기 기어비 검출부(40)에 의한 목표 기어비 변화량(목표 기어비 - 현재 기어비)이 설정 기어비 변화량보다 크면 킥다운 시프트 상황인 것으로 판단한다.

차량의 현재 조작상태가 킥다운 시프트 상황으로 판단된 경우 제어부(50)는, 현재 차속과 APS 변화량에 따른 스로틀 개도율로부터 목표 기어비를 도출하고, 현재 기어비가 도출된 상기 목표 기어비에 수렴하도록 액추에이터(60, 예컨대, 솔레노이드 방식의 유압 컨트롤러)를 통해 구동 풀리와 종동 풀리에 공급되는 압력(유압)을 제어하여 킥다운 시프트를 구현한다.

제어부(50)는 또한, 킥다운 시프트 직후, 즉 킥다운 변속이 종료되는 시점에 실제 구동 풀리 속도와 최종 목표 구동 풀리 속도(킥다운 시프트 시 기어비 맵(42)을 통해 도출되는 상기 목표 기어비로부터 알 수 있음)를 비교한다. 비교 결과, 킥다운 시프트 직후 실제 구동 풀리 속도가 최종 목표 구동 풀리 속도보다 크면, 두 속도 차이가 기 설정된 설정 임계값을 초과했는지를 판단한다.

킥다운 시프트 직후 실제 구동 풀리 속도가 최종 목표 구동 풀리 속도보다 크다는 것은 다시 말해, 플레어(flare)가 발생한 것을 의미하며, 발생한 플레어가 동력계통 및 변속감에 영향을 미칠 정도인지 아니면 무시해도 되는 수준인지 판단하기 위한 판단 기준값으로 상기 설정 임계값을 두는 것이다. 다시 말해 상기 설정 임계값은 플레어 판단의 기준값이 되는 것이다.

참고로, '플레어(flare)'는 앞서도 언급했듯이, 킥다운 시프트 직후 현재 기어비가 목표 기어비에 도달하는 순간 베리에이터(Variator)의 회전 관성에 의해 발생하는 것으로, 킥다운 변속 종료 시점에 실제 구동 풀리의 속도가 목표 구동 풀리 속도보다 빨라져(도 2의 예시도에서 빗금으로 표시된 영역) 순간 엔진 rpm이 튀는 현상을 말한다.

킥다운 시프트 직후 실제 구동 풀리 속도가 최종 목표 구동 풀리 속도보다 크고 두 속도 차이(실제 구동 풀리 속도 - 최종 목표 구동 풀리 속도)가 기 설정된 상기 설정 임계값을 초과한 경우 제어부(50)는, 초과한 횟수에 따라 구동 풀리 제어 압력을 기 설정된 설정 증가분만큼씩 상승시켜 새로운 구동 풀리 제어 압력으로 학습하고 학습 결과를 학습값 저장부(52)에 저장한다.

그리고 이후 동일한 조건의 킥다운 시프트 상황이 발생했을 때, 학습된 구동 풀리 제어 압력(학습을 통해 상기 학습값 저장부(52)에 저장된 새로운 제어값)을 바탕으로 구동 풀리를 제어한다. 좀 더 구체적으로는, 학습을 통해 보정된 구동 풀리 제어값으로 상기 액추에이터(60)를 제어하여 킥다운 시프트 직후 구동 풀리의 횡방향 힘을 컨트롤 함으로써 플레어가 발생되지 않도록 한다.

제어부(50)에 의해 수행되는 구동 풀리 제어 압력을 학습을 통해 보정하는 과정에 대해 좀 더 구체적으로 살펴보기로 한다.

학습 조건이 충족(킥다운 시프트 상황)되면 제어부(50)는 먼저, 킥다운 시프트 직후, 즉 실제 구동 풀리 속도와 목표 구동 풀리 속도가 같아진 시점(도 2의 A 지점) 이후부터 실제 구동 풀리 속도가 목표 구동 풀리 속도를 초과하는지 실시간 모니터링 한다. 그리고 실제 구동 풀리 속도가 목표 구동 풀리 속도를 초과하면 속도 초과분을 기 설정된 설정 임계값과 비교한다.

비교 결과, 속도 초과분(실제 구동 풀리 속도 - 목표 구동 풀리 속도)이 설정 임계값보다 크면, 제어부(50)는 변속감에 영향을 미칠 정도의 플레어가 발생한 것으로 판단, 상기 속도 초과분을 에러값으로 인식한다. 동시에 피드백 제어의 일종인 PID 제어(Proportional Integral Derivative control)를 통한 실시간 구동 풀리 압력 제어를 통해 상기 에러값을 줄이는 방향으로 풀리 압력 제어를 실시한다.

계속해서, PID 제어에 의하여 상기 에러값이 기 설정된 정상 범위 이내(설정 임계값 이하)로 돌아오는 순간 제어부(50)는 카운트를 1 증가시키고, 현재 설정되어 있는 구동 풀리 제어 압력을 기 설정된 설정 증가분(Offset 량)만큼 상승시켜 새로운 구동 풀리 제어 압력으로 학습한다. 그리고 그 학습된 값(새로운 구동 풀리 제어 압력)을 학습값 저장부(52)에 저장한다.

한편, 위와 같은 학습 과정 중 상기 속도 초과분(실제 구동 풀리 속도 -목표 구동 풀리 속도)이 기 설정된 상기 설정 임계값 이하이면, 플레어가 발생하지 않았거나 발생했더라도 그 발생된 플레어(flare)가 변속감에 영향을 미칠 정도는 아닌 것으로 판단하고 학습을 종료한다. 즉 속도 초과분이 상기 설정 임계값 이하이면 학습 프로세스를 중지한다.

학습값 저장부(52)에 저장된 학습값(이전 구동 풀리 제어 압력에 설정 증가분을 반영한 새로운 구동 풀리 제어 압력)은 이후 동일 조건의 킥다운 시프트 상황이 발생했을 때 구동 풀리를 제어하기 위한 제어값으로 사용되며, 이후 동일한 조건의 킥다운 시프트 상황에서 직전 학습값으로 변속을 제어하는 도중 변속감에 영향을 미칠 정도의 플레어가 또 발생하면 위 과정을 반복한다.

예를 들어, 1차 학습 이후 1차 학습을 통해 학습된 제어값으로 이후 동일 조건의 킥다운 시프트 상황에서 변속을 제어하고, 1차 학습값으로 변속을 제어하는 도중 변속감에 영향을 미칠 정도의 플레어(flare)가 또 발생하면, 카운트를 1 더 증가시키고 구동 풀리 제어 압력을 기 설정된 설정 증가분만큼 더욱 상승시켜 새로운 구동 풀리 제어 압력으로 학습하고 저장하는 2차 학습을 진행한다.

즉 제어부(50)는 구동 풀리 제어 압력을 기 설정된 설정 증가분만큼 상승시켜 새로운 구동 풀리 제어 압력으로 학습한 뒤 이후 동일 조건의 킥다운 시프트 상황이 발생하면 직전에 학습된 구동 풀리 제어 압력을 적용하여 변속을 제어하고, 학습된 구동 풀리 제어 압력으로 변속 제어 시 변속감에 영향을 미칠 정도의 플레어가 다시 발생하면, 카운트를 1 더 증가시키고 구동 풀리 제어 압력을 기 설정된 설정 증가분만큼 더욱 상승시켜 새로운 구동 풀리 제어 압력으로 학습하고 저장하는 과정을 반복하는 것이다.

한편, 베리에이터(70)를 구성하는 풀리(72, 74)와 벨트(73) 인접면에 마모가 발생하거나 노후화되면 과도한 슬립이 발생할 수 있다. 이 경우 전술한 구동 풀리 압력 보정에 의하더라도 플레어가 계속 발생할 수 있다. 따라서 카운트가 기 설정된 설정 횟수를 초과하면, 무단 변속기의 베리에이터 또는 엔진과 무단 변속기 사이에서 동력 전달을 단속하는 클러치 이상으로 판단, 제어부(50) 요청에 따라 점검 요청 메지시를 출력하도록 구성될 수 있다.

이하 전술한 무단 변속기의 킥다운 시프트 직후 구동 풀리 제어 압력 보정 장치에 의해 행해지는 킥다운 시프트 직후 구동 풀리 제어 압력 보정 과정을 도 3의 흐름도를 참조하여 살펴보기로 한다. 설명의 편의를 위해 전술한 도 1에 도시된 구성은 해당 참조번호를 언급하여 설명하기로 한다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 다른 측면에 따른 무단 변속기의 킥다운 시프트 직후 구동 풀리 제어 압력 보정 방법은, 정보수집단계(S100), 상태판단단계(S200), 학습단계(S300)로 구성된다. 정보수집단계(S100)에서는 차량 내의 전자제어장치 또는 센서들로부터 학습모드 진입 가부를 판단하는데 필요한 정보들을 수신하고, 상태판단단계(S200)에서는 수신된 정보들을 바탕으로 차량 조작 상태를 판단한다.

정보수집단계(S100)에서 제어부(50)가 수집하는 학습모드 진입 가부를 판단하는데 필요한 정보는 바람직하게, 전술한 APS 검출부(10)가 출력하는 가속페달 변화에 관한 정보 및 현재 차속과 가속페달 변화로부터 기어비 맵(42)을 통해 도출되는 목표 기어비에서 현재 기어비를 뺀 목표 기어비 변화에 관한 정보일 수 있으나, 경우에 따라서는 다른 정보가 더 포함될 수도 있다.

상태판단단계(S200)에서는 정보수집단계(S100)에서 수신된 정보를 분석하고, 수신된 정보로부터 파악되는 현재 차량의 조작상태가 킥다운 시프트 조작인지 판단한다. 바람직하게는, APS 검출부(10)에 의한 APS 변화량이 사전에 설정된 APS 설정값보다 크고, 기어비 검출부(40)에 의한 목표 기어비 변화량(목표 기어비 - 현재 기어비)이 설정 기어비 변화량보다 크면 킥다운 시프트 상황인 것으로 판단한다.

차량의 현재 조작상태가 킥다운 시프트 상황으로 판단된 때 제어부(50)는, 현재 차속과 APS 변화량에 따른 스로틀 개도율로부터 목표 기어비를 도출하고, 현재 기어비가 도출된 상기 목표 기어비에 수렴하도록 액추에이터(60, 예컨대, 솔레노이드 방식의 유압 컨트롤러)를 통해 구동 풀리(72)와 종동 풀리(74)에 공급되는 압력(유압)을 제어하여 킥다운 시프트를 구현한다.

학습단계(S300)에서는 킥다운 시프트 직후, 즉 킥다운 변속이 종료되는 시점에 구동 풀리의 제어 압력을 보정하기 위한 학습이 진행된다. 학습단계(S300)에서는 킥다운 시프트 직후 실제 구동 풀리 속도와 최종 목표 구동 풀리 속도를 비교하고, 비교 결과, 킥다운 시프트 직후 실제 구동 풀리 속도가 최종 목표 구동 풀리 속도보다 크면, 두 속도 차이가 기 설정된 설정 임계값을 초과했는지를 판단한다.

킥다운 시프트 직후 실제 구동 풀리 속도가 최종 목표 구동 풀리 속도보다 크다는 것은 다시 말해, 플레어(flare)가 발생한 것을 의미하며, 발생한 플레어가 동력계통 및 변속감에 영향을 미칠 정도인지 아니면 무시해도 되는 수준인지 판단하기 위한 판단 기준값으로 상기 설정 임계값을 두는 것이다. 즉 설정 임계값은 플레어 판단의 기준값이 되는 것이다.

학습단계(S300)는 구체적으로, 실제 구동 풀리 속도와 목표 구동 풀리 속도가 같아진 시점(도 2의 A 지점) 이후부터 실제 구동 풀리 속도가 목표 구동 풀리 속도를 초과하는지 실시간 모니터링 하고, 실제 구동 풀리 속도가 목표 구동 풀리 속도를 초과한 경우 속도 초과분(실제 구동 풀리 속도 - 목표 구동 풀리 속도)을 기 설정된 설정 임계값과 비교하는 단계(S302)를 포함한다.

또한, 속도 초과분(실제 구동 풀리 속도 - 목표 구동 풀리 속도)이 설정 임계값보다 큰 경우, 변속감에 영향을 미칠 정도의 플레어가 발생한 것으로 판단, 상기 속도 초과분을 에러값으로 인식하는 동시에, 피드백 제어의 일종인 PID 제어(Proportional Integral Derivative control)를 통한 실시간 구동 풀리 압력 제어를 통해 상기 에러값을 줄이는 방향으로 풀리 압력 제어하는 단계(S304)를 포함한다.

또한, PID 제어에 의하여 상기 에러값이 기 설정된 정상 범위 이내(설정 임계값 이하)로 돌아오는 순간 제어부(50)는 카운트를 1 증가시키는 단계(S306)와, 현재 설정되어 있는 구동 풀리 제어 압력을 기 설정된 설정 증가분(Offset 량)만큼 상승시켜 새로운 구동 풀리 제어 압력으로 학습하고, 그 학습된 값(새로운 구동 풀리 제어 압력)을 학습값 저장부(52)에 저장하는 단계(S308)를 포함한다.

위와 같은 학습단계(S300)에서 상기 속도 초과분(실제 구동 풀리 속도 - 목표 구동 풀리 속도)이 기 설정된 상기 설정 임계값 이하이면, 플레어가 발생하지 않았거나 발생했더라도 그 발생된 플레어(flare)가 변속감에 영향을 미칠 정도는 아닌 것으로 판단하고 학습을 그대로 종료할 수 있다(S400). 즉 속도 초과분이 상기 설정 임계값 이하이면 학습 프로세스를 중지할 수 있다.

즉 구동 풀리 제어 압력을 기 설정된 설정 증가분만큼 상승시켜 새로운 구동 풀리 제어 압력으로 학습한 뒤 이후 동일 조건의 킥다운 시프트 상황이 발생하면 직전에 학습된 구동 풀리 제어 압력을 적용하여 변속을 제어하며, 학습된 구동 풀리 제어 압력으로 변속 제어 시 변속감에 영향을 미칠 정도의 플레어가 또 발생하면, 카운트를 1 더 증가시키고 구동 풀리 제어 압력을 기 설정된 설정 증가분만큼 더욱 상승시켜 새로운 구동 풀리 제어 압력으로 학습하고 저장하는 과정을 반복하는 것이다.

한편, 풀리와 벨트 인접면에 마모가 발생하거나 노후화되면 과도한 슬립이 발생할 수 있다. 이 경우 전술한 구동 풀리 압력 보정에 의하더라도 플레어가 계속 발생할 수 있다. 따라서 카운트가 기 설정된 설정 횟수를 초과하면, 무단 변속기의 베리에이터 또는 엔진과 무단 변속기 사이에서 동력 전달을 단속하는 클러치 이상으로 판단, 점검 요청 메지시를 출력하는 과정(S310)을 더 포함할 수 있다.

급가속을 위한 킥다운 시프트가 실행되면, 기어비 맵을 통해 목표 기어비를 도출하고, 도출된 목표 기어비에 대응하여 설정된 목표 기어비 제한값을 따라 변속이 구현되도록 두 풀리에 작용하는 압력을 빠르게 변화시켜 기어비를 조절하는데, 이러한 킥다운 시프트 상황에서 종래 CVT는 킥다운 시프트 직후 플레어가 발생해 변속감을 저하시키고 동력계통에 악영향을 미치는 문제가 있다.

그러나 본 발명의 실시 예에 따르면, 킥다운 시프트 상황에서 변속이 끝나는 시점에 플레어가 감지되면, 구동 풀리 제어 압력을 기 설정된 설정 증가분만큼 상승시켜 새로운 구동 풀리 제어 압력으로 학습하고 저장하며, 저장된 학습값을 이후 동일 조건의 킥다운 시프트 상황에서 구동 풀리 제어값으로 적용함으로써 이후 플레어 발생을 효과적으로 억제할 수 있다.

즉 킥다운 시프트 직후 구동 풀리 횡방향 힘을 정교하게 컨트롤해 플레어를 방지함으로써, 보다 향상된 변속감을 제공할 수 있으며, 플레어가 동력계통에 악영향을 미치는 문제를 해소할 수 있다. 또한 풀리와 벨트 인접면의 마모나 노후화로 인한 벨트 슬립을 방지하기 위한 백업 로직으로도 활용 가능하다는 장점이 있다.

이상의 본 발명의 상세한 설명에서는 그에 따른 특별한 실시 예에 대해서만 기술하였다. 하지만 본 발명은 상세한 설명에서 언급되는 특별한 형태로 한정되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 오히려 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

1 : 킥다운 시프트 직후 구동 풀리 제어 압력 보정 장치
10 : APS 검출부
12 : 가속페달
20 : 구동 풀리 속도 검출부
30 : 종동 풀리 속도 검출부
40 : 기어비 검출부
42 : 기어비 맵
50 : 제어부
52 : 학습값 저장부
60 : 액추에이터
70 : 베리에이터
72 : 구동 풀리
73 : 벨트
74 : 종동 풀리

Claims

차량 내의 전자제어장치 또는 센서들로부터 학습모드 진입 가부를 판단하는데 필요한 정보들을 수신하는 정보수집단계;
수신된 정보들로부터 파악되는 현재 차량의 조작상태가 킥다운 시프트(Kick down shift) 조작인지 판단하는 상태판단단계;
킥다운 시프트 조작인 것으로 판단되면, 킥다운 시프트 직후 구동 풀리의 제어 압력을 보정하기 위한 학습을 진행하는 학습단계;를 포함하며,
상기 학습단계는,
상기 실제 구동 풀리 속도와 목표 구동 풀리 속도가 같아진 시점 이후부터 실제 구동 풀리 속도가 목표 구동 풀리 속도를 초과하는지 실시간 모니터링 하며, 실제 구동 풀리 속도가 목표 구동 풀리 속도를 초과한 경우, 속도 초과분(실제 구동 풀리 속도 - 목표 구동 풀리 속도)을 기 설정된 설정 임계값과 비교하는 단계;
상기 속도 초과분이 설정 임계값보다 크면, 변속감에 영향을 미칠 정도의 플레어(flare)가 발생한 것으로 판단하여 상기 속도 초과분을 에러값으로 인식하는 동시에, PID 제어를 통한 실시간 구동 풀리 압력 제어를 통해 상기 에러값을 줄이기 위한 풀리 압력 제어를 실행하는 단계;
상기 에러값이 기 설정된 정상 범위 이내로 돌아오는 순간 카운트를 1 증가시키는 단계; 및
구동 풀리 제어 압력을 기 설정된 설정 증가분만큼 상승시켜 새로운 구동 풀리 제어 압력으로 학습하고 저장한 후, 이후 동일 조건의 킥다운 시프트 상황이 발생하면 직전에 학습된 구동 풀리 제어 압력을 적용하여 변속을 제어하는 단계;를 포함하는 무단 변속기의 킥다운 시프트 직후 구동 풀리 제어 압력 보정 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 정보수집단계에서 수집하는 학습모드 진입 가부를 판단하는데 필요한 정보는,
APS 검출부가 출력하는 가속페달 변화에 관한 정보 및 현재 차속과 가속페달 변화로부터 기어비 맵을 통해 도출되는 목표 기어비에서 현재 기어비를 뺀 목표 기어비 변화에 관한 정보인 무단 변속기의 킥다운 시프트 직후 구동 풀리 제어 압력 보정 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 상태판단단계에서는,
가속페달 조작에 따른 APS 변화량이 사전에 설정된 APS 설정값보다 크고,
목표 기어비 변화량(목표 기어비 - 현재 기어비)이 설정 기어비 변화량보다 크면 킥다운 시프트 상황인 것으로 판단하는 무단 변속기의 킥다운 시프트 직후 구동 풀리 제어 압력 보정 방법.
삭제
제 1 항에 있어서,
상기 속도 초과분이 기 설정된 상기 설정 임계값 이하이면, 플레어(flare)가 변속감에 영향을 미칠 정도는 아닌 것으로 판단하고 학습 프로세스를 종료하는 무단 변속기의 킥다운 시프트 직후 구동 풀리 제어 압력 보정 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 학습된 구동 풀리 제어 압력으로 변속 제어 시 변속감에 영향을 미칠 정도의 플레어(flare)가 다시 발생하면, 카운트를 1 더 증가시키고 구동 풀리 제어 압력을 기 설정된 설정 증가분만큼 더욱 상승시켜 새로운 구동 풀리 제어 압력으로 학습하고 저장하는 무단 변속기의 킥다운 시프트 직후 구동 풀리 제어 압력 보정 방법.
제 6 항에 있어서,
카운트 증가 횟수가 기 설정된 설정 횟수를 초과하면, 무단 변속기의 베리에이터 또는 엔진과 무단 변속기 사이에서 동력 전달을 단속하는 클러치 이상으로 판단하여 점검 요청 메지시를 출력하는 무단 변속기의 킥다운 시프트 직후 구동 풀리 제어 압력 보정 방법.
무단 변속기 차량의 가속페달의 변화량을 검출하는 APS(Accelerator Position Sensor) 검출부;
무단 변속기의 베리에이터를 구성하는 구동 풀리 속도를 검출하는 구동 풀리 속도 검출부;
무단 변속기의 베리에이터를 구성하는 종동 풀리 속도를 검출하는 종동 풀리 속도 검출부;
무단 변속기의 풀리 기어비를 검출하는 기어비 검출부; 및
상기 검출부들이 제공하는 정보로부터 현재 차량의 조작상태를 판단하고 그 조작상태에 맞춰 무단 변속기를 제어하는 제어부;를 포함하며
상기 제어부는,
상기 실제 구동 풀리 속도와 목표 구동 풀리 속도가 같아진 시점 이후부터 실제 구동 풀리 속도가 목표 구동 풀리 속도를 초과하는지 실시간 모니터링 하며,
실제 구동 풀리 속도가 목표 구동 풀리 속도를 초과한 경우 속도 초과분(실제 구동 풀리 속도 - 목표 구동 풀리 속도)을 기 설정된 설정 임계값과 비교하고,
상기 속도 초과분이 설정 임계값보다 크면, 변속감에 영향을 미칠 정도의 플레어(flare)가 발생한 것으로 판단하여 상기 속도 초과분을 에러값으로 인식하는 동시에, PID 제어를 통한 실시간 구동 풀리 압력 제어를 통해 상기 에러값을 줄이기 위한 풀리 압력 제어를 실행하며,
상기 에러값이 기 설정된 정상 범위 이내로 돌아오는 순간 카운트를 1 증가시키고 구동 풀리 제어 압력을 기 설정된 설정 증가분만큼 상승시켜 새로운 구동 풀리 제어 압력으로 학습하고 저장한 뒤, 이후 동일 조건의 킥다운 시프트 상황이 발생하면 직전에 학습된 구동 풀리 제어 압력을 적용하여 변속을 제어하는 무단 변속기의 킥다운 시프트 직후 구동 풀리 제어 압력 보정 장치.
제 8 항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 APS 검출부에 의한 APS 변화량이 사전에 설정된 APS 설정값보다 크고,
상기 기어비 검출부에 의한 목표 기어비 변화량(목표 기어비 - 현재 기어비)이 설정 기어비 변화량보다 크면 킥다운 시프트 상황인 것으로 판단하고 학습을 진행하는 무단 변속기의 킥다운 시프트 직후 구동 풀리 제어 압력 보정 장치.
삭제
제 8 항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 속도 초과분이 기 설정된 상기 설정 임계값 이하이면, 플레어(flare)가 변속감에 영향을 미칠 정도는 아닌 것으로 판단하고 학습을 종료하는 무단 변속기의 킥다운 시프트 직후 구동 풀리 제어 압력 보정 장치.
제 8 항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 학습된 구동 풀리 제어 압력으로 변속 제어 시 변속감에 영향을 미칠 정도의 플레어(flare)가 다시 발생하면, 카운트를 1 더 증가시키고 구동 풀리 제어 압력을 기 설정된 설정 증가분만큼 더욱 상승시켜 새로운 구동 풀리 제어 압력으로 학습하고 저장하는 무단 변속기의 킥다운 시프트 직후 구동 풀리 제어 압력 보정 장치.
제 12 항에 있어서,
상기 제어부는,
카운트 증가 횟수가 기 설정된 설정 횟수를 초과하면, 무단 변속기의 베리에이터 또는 엔진과 무단 변속기 사이에서 동력 전달을 단속하는 클러치 이상으로 판단하여 점검 요청 메지시를 운전자 인식 가능하게 출력하는 무단 변속기의 킥다운 시프트 직후 구동 풀리 제어 압력 보정 장치.