KR102451879B1 - 무단변속기의 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 오일 압력이 필요한 압력보다 낮은 영역을 제거하여 변속의 안정성을 향상시킬 수 있는 무단변속기의 제어방법에 관한 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 무단변속기의 제어방법은, 유압에 의해 풀리를 제어하여 변속을 수행하는 무단변속기의 제어방법으로서, 상기 풀리의 제어가 필요한지 판단하는 단계와, 상기 풀리의 제어가 일정수준 이상의 압력진동을 발생시키는지 판단하는 단계와, 목표유압까지 변화되어야 하는 유압변화 요구량을 확인하는 단계와, 상기 유압변화 요구량에 추가유압을 더한 만큼 유압이 증가되는 단계와, 상기 목표유압에 상기 추가유압을 더한 유압이 상기 목표유압까지 감소되는 단계를 포함할 수 있다.

Description

무단변속기의 제어방법{CONTROL METHOD FOR CONTINUOUSLY VARIABLE TRANSMISSION}

본 발명은 무단변속기의 제어방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 변속의 안정성을 향상시킬 수 있는 무단변속기의 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로, 자동변속기 또는 수동변속기는 일정한 변속비를 가지고 있으며, 운행 조건에 따라 단계적으로 변속비를 조절한다. 반면, 무단변속기는 일정한 범위 내에서 변속비를 연속적으로 변화시킬 수 있다.

이러한 무단변속기는 가속페달을 조작하는 것만으로 변속이 되므로 차량에 무단변속기가 사용되면, 승차감이 뛰어나고 연비나 가속 성능이 향상된다. 또한, 무단변속기는 자동변속기보다 부품수가 적어 생산원가를 줄일 수 있다.

하지만, 통상적으로 유압에 의해 제어되는 무단변속기에서 엔진의 저온 영역일 때에 오일의 온도가 낮음에 따라 점성이 증가하여 무단변속기에 공급되는 오일의 압력진동이 증가할 수 있다. 따라서, 오일 압력이 그 진폭에 따라 필요한 압력보다 낮은 영역이 존재하게 되면, 벨트의 장력이 유지되지 못하여 무단변속기가 파손되거나 불량이 발생될 수 있다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 오일 압력이 필요한 압력보다 낮은 영역을 제거하여 변속의 안정성을 향상시킬 수 있는 무단변속기의 제어방법을 제공하는 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른, 무단변속기의 제어방법은, 유압에 의해 풀리를 제어하여 변속을 수행하는 무단변속기의 제어방법으로서, 상기 풀리의 제어가 필요한지 판단하는 단계와, 상기 풀리의 제어가 일정수준 이상의 압력진동을 발생시키는지 판단하는 단계와, 목표유압까지 변화되어야 하는 유압변화 요구량을 확인하는 단계와, 상기 유압변화 요구량에 추가유압을 더한 만큼 유압이 증가되는 단계와, 상기 목표유압에 상기 추가유압을 더한 유압이 상기 목표유압까지 감소되는 단계를 포함할 수 있다.

상기 풀리의 제어가 필요하지 않은 것으로 판단되면, 상기 풀리의 제어가 필요한지 판단하는 단계가 반복적으로 수행될 수 있다.

상기 풀리의 제어가 일정수준 이상의 압력진동을 발생시키지 않는 것으로 판단되면, 상기 풀리에 상기 목표유압을 공급하는 일반적인 제어가 수행될 수 있다.

상기 무단변속기의 제어방법은, 현재 오일의 온도를 확인하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 풀리의 제어가 일정수준 이상의 압력진동을 발생시키는 것으로 판단되면, 상기 목표유압까지 변화되어야 하는 유압변화 요구량을 확인하고, 현재 오일의 온도를 확인하여 상기 확인된 유압변화 요구량 및 오일의 온도를 토대로 상기 추가유압이 결정될 수 있다.

상기 무단변속기의 제어방법은, 상기 목표유압에 상기 추가유압을 더한 유압이 유지되는 단계를 더 포함하고, 상기 목표유압에 상기 추가유압을 더한 유압은 압력진동이 발생되는 압력진동영역 동안 유지될 수 있다.

상기 목표유압에 상기 추가유압을 더한 유압은 압력진동이 발생되는 압력진동영역 동안 유지될 수 있다.

상기 압력진동영역은 오일 온도 별로 계산된 상기 압력진동영역이 저장된 맵으로부터 가져온 값일 수 있다.

상기 추가유압은 유압변화 요구량 및 오일 온도 별로 설정된 상기 추가유압이 저장된 맵으로부터 가져온 값일 수 있다.

상기 목표유압에 상기 추가유압을 더한 유압으로부터 상기 목표유압까지의 유압 감소는 시간에 따른 유압의 그래프가 경사진 영역을 갖도록 진행될 수 있다.

상기 경사진 영역의 기울기는 오일 온도 별로 계산된 기울기가 저장된 맵으로부터 가져온 값일 수 있다.

상기 무단변속기의 제어방법은, 차량의 주행과 동시에 시작되고, 차량의 주행이 정지되면 종료되는 것을 특징으로 하는 무단변속기의 제어방법.

상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따르면, 오일 압력이 최소필요유압보다 낮은 영역이 제거됨으로써 변속의 안정성을 향상될 수 있다.

또한, 풀리의 파손 및 무단변속기의 불량이 방지되고, 변속 시의 소음이 저감될 수 있다.

나아가, 오일 압력이 최소필요유압보다 낮은 영역을 제거하기 위하여 전체 영역의 오일 압력을 증가시키는 제어와 비교하여 연비가 개선될 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 무단변속기의 개략적인 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 무단변속기의 제어방법의 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 무단변속기의 제어방법에 의해 제어되는 유압의 시간에 따른 그래프이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 무단변속기의 개략적인 구성도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 무단변속기(1)는 구동풀리(10), 종동풀리(30), 벨트(5), 유압공급부(50), 및 제어기(70)를 포함한다.

상기 구동풀리(10)는 상기 무단변속기(1)의 입력축과 연결되고, 상기 종동풀리(30)는 상기 무단변속기(1)의 출력축과 연결된다. 또한, 상기 종동풀리(30)는 상기 구동풀리(10)의 회전에 의해 종속적으로 회전되며, 상기 구동풀리(10)와 상기 종동풀리(30)의 회전을 동기화시키도록 상기 벨트(5)가 상기 구동풀리(10) 및 상기 종동풀리(30)를 감싸면서 구비된다. 다시 말해, 상기 무단변속기(1)는 상기 구동풀리(10)와 상기 종동풀리(30)의 회전비에 따라 변속을 수행한다.

상기 구동풀리(10)와 상기 종동풀리(30)의 회전비를 변경하기 위하여 상기 구동풀리(10) 및 상기 종동풀리(30)는 회전축(a) 방향으로 천공된 중공을 갖는 수용축(12. 32) 및 그 중공에 삽입되는 삽입축(14, 34)을 포함한다. 여기서, 상기 구동풀리(10)만이 상기 수용축(12) 및 상기 삽입축(14)으로 구성되거나, 상기 종동풀리(30)만이 상기 수용축(32) 및 상기 삽입축(34)으로 구성되어도 변속이 가능함은 물론이다.

상기 수용축(12. 32)과 상기 삽입축(14, 34)의 사이에는 대향하는 원반 형상에 따라 "V"자 홈이 형성된다. 또한, 상기 삽입축(14, 34)이 상기 수용축(12. 32)에 삽입된 상태에서 회전축(a) 방향으로 이동됨에 따라 상기 "V"자 홈에 배치된 벨트(5)의 회전반경이 변경된다. 자세히 설명하면, 상기 "V"자 홈이 회전축(a) 방향으로 좁아질 때에 상기 벨트(5)는 반경방향 외측으로 이동되어 회전반경이 커지고, 상기 "V"자 홈이 회전축(a) 방향으로 넓어질 때에 상기 벨트(5)는 반경방향 내측으로 이동되어 회전반경이 작아진다. 따라서, 상기 구동풀리(10)와 상기 종동풀리(30) 사이의 회전비 변경이 구현된다.

상기 유압공급부(50)는 상기 삽입축(14, 34)을 회전축(a) 방향으로 이동시키는 작동에 필요한 유압을 공급한다. 또한, 상기 유압공급부(50)는 상기 삽입축(14, 34)의 작동과 함께 상기 벨트(5)의 장력이 유지되도록 상기 풀리(10, 30)를 작동시키는 유압을 공급한다.

상기 제어기(70)는 상기 유압공급부(50)를 제어한다. 즉, 상기 제어기(70)는 주행상황에 따른 운전자의 요구에 따라 상기 유압공급부(50)로부터 공급되는 유압을 제어한다. 이러한 제어기(70)는 자동차의 전자기기들의 제어를 총괄하는 통상의 전자제어유닛(ECU: electronic control unit)일 수 있다.

상기 무단변속기(1)의 구성은 하나의 예이며, 본 발명의 실시예에 따른 무단변속기의 제어방법이 풀리를 작동시키는 유압을 공급하여 변속을 제어하는 어떠한 무단변속기에 적용되어도 무방하다. 또한, 일반적인 무단변속기의 구성은 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하므로 본 발명의 실시예에 따른 무단변속기의 제어방법에 의해 제어가 수행되는 구성을 제외한 요소들의 자세한 설명은 생략하기로 한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 무단변속기의 제어방법의 흐름도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 무단변속기의 제어방법에 의해 제어되는 유압의 시간에 따른 그래프이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 차량의 주행이 시작되면서 본 발명의 실시예에 따른 무단변속기의 제어방법이 시작되면(S100), 상기 제어기(70)는 변속이 요구되어 상기 풀리(10, 30)의 제어가 필요한지 판단한다(S110).

상기 S110 단계에서 상기 풀리(10, 30)의 제어가 필요하지 않은 것으로 판단되면, 상기 제어기(70)가 상기 풀리(10, 30)의 제어가 필요한지 판단하는 단계(S110)가 반복적으로 수행된다.

상기 S110 단계에서 상기 풀리(10, 30)의 제어에 의한 변속이 필요한 것으로 판단되면(S110), 상기 제어기(70)는 그 변속이 일정수준 이상의 압력진동을 발생시킬 수 있는지 판단한다(S120). 일정수준 이상의 압력진동이란, 상기 풀리(10, 30)에 공급되는 유압을 목표유압(T)으로 제어 시에 압력진동에 의해 유압이 최소필요유압(M)보다 낮아지는 영역을 발생시키는 것을 의미한다(도 3 참조). 여기서, 최소필요유압(M)은 변속을 수행할 수 있는 상기 풀리(10, 30)의 작동을 구현하는 최소한의 유압이며, 실제로 제어되는 목표유압(T)이 안정성을 위해 최소필요유압(M)보다 높게 설정됨에도 변속 시의 압력진동에 의해 유압이 최소필요유압(M)보다 낮아지는 영역이 발생될 수 있으며, 본 발명의 실시예는 이러한 문제점을 해결하기 위한 것이다. 한편, 일정수준 이상의 압력진동의 판단 기준은 유압의 시간에 따른 그래프에서 압력진동영역(B)의 유압이 변화되는 기울기일 수 있다. 예를 들어, 일정수준 이상의 압력진동을 발생시키도록 유압이 변화되는 기울기(유압 변화량/시간)를 설정하고, 설정치(K)보다 기울기가 클 때에 일정수준 이상의 압력진동을 발생시키는 것으로 판단할 수 있다.

상기 S120 단계에서 일정수준 이상의 압력진동을 발생시키지 않을 것으로 판단되면, 상기 풀리(10, 30)에 목표유압(T)을 공급하는 일반적인 제어가 수행된다(S125).

상기 S120 단계에서 일정수준 이상의 압력진동을 발생시킬 것으로 판단되면, 상기 제어기(70)는 제어 전의 유압으로부터 목표유압(T)까지로 유압이 변화되어야 하는 요구량(T - 제어 전 유압)을 확인하고(S130), 현재 오일의 온도를 확인한다(S140).

상기 S130 단계에서 유압변화 요구량(T - 제어 전 유압)이 확인되고, 상기 S140 단계에서 오일 온도가 확인되면, 상기 제어기(70)는 유압변화 요구량(T - 제어 전 유압)에 추가유압(A)을 더한 만큼 유압을 증가시킨다(S150). 따라서, 증가된 상태의 유압 값은 목표유압(T)에 추가유압(A)을 더한 값이 된다. 또한, 상기 제어기(70)는 압력진동영역(B) 동안에 증가된 유압(T + A)으로 유압공급을 유지시킨다(S160). 따라서, 압력진동영역(B)에서 오일 압력이 최소필요유압(M)보다 낮은 영역이 제거된다(도 3 참조).

한편, 추가유압(A)은 유압변화 요구량(T - 제어 전 유압) 및 오일 온도 별로 설정된 추가유압(A)이 저장된 맵(map)으로부터 가져온 값이다. 또한, 압력진동영역(B)은 오일 온도 별로 계산된 압력진동영역(B)이 저장된 맵으로부터 가져온 값이다.

상기 제어기(70)는 압력진동영역(B)이 지나면, 증가된 유압(T + A)으로부터 목표유압(T)까지 유압을 감소시킨다(S170). 이 때, 유압의 그래프가 경사진 영역(S)을 갖도록 유압은 서서히 감소된다. 상기 경사진 영역(S)을 갖도록 하는 유압의 감소는 유압이 급격히 감소될 때에 발생될 수 있는 또 다른 압력진동을 미연에 방지하기 위한 것이다. 여기서, 상기 경사진 영역(S)의 기울기는 또 다른 압력진동을 방지할 만큼 오일 온도 별로 계산된 기울기가 저장된 맵으로부터 가져온 값이며, 상기 설정치(K)보다 작음은 물론이다.

이러한 맵들은 여러 차례에 걸친 실험 및 학습을 기반으로 상기 제어기(70)에 저장되어 있다.

상기 S170 단계에서 목표유압(T)까지 유압제어가 완료되면, 상기 제어기(70)는 차량의 주행이 정지되었는지 판단한다(S180). 또한, 상기 S125 단계에서 상기 일반적인 제어가 완료되면, 상기 제어기(70)는 차량의 주행이 정지되었는지 판단한다(S180).

상기 S180 단계에서 차량의 주행이 정지된 것으로 판단되면, 본 발명의 실시예에 따른 무단변속기의 제어방법이 종료된다(S190).

상기 S180 단계에서 차량의 주행이 정지되지 않은 것으로 판단되면, 본 발명의 실시예에 따른 무단변속기의 제어방법은 상기 S110단계부터 다시 수행된다.

상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따르면, 오일 압력이 최소필요유압(M)보다 낮은 영역이 제거됨으로써 변속의 안정성을 향상될 수 있다. 또한, 풀리(10, 30)의 파손 및 무단변속기(1)의 불량이 방지되고, 변속 시의 소음이 저감될 수 있다. 나아가, 오일 압력이 최소필요유압(M)보다 낮은 영역을 제거하기 위하여 전체 영역의 오일 압력을 증가시키는 제어와 비교하여 연비가 개선될 수 있다.

이상으로 본 발명에 관한 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.

1: 무단변속기
5: 벨트
10: 구동풀리
12, 32: 수용축
14, 34: 삽입축
30: 종동풀리
50: 유압공급부
70: 제어기

Claims (11)

1. 유압에 의해 풀리를 제어하여 변속을 수행하는 무단변속기의 제어방법에 있어서,
   상기 풀리의 제어가 필요한지 판단하는 단계;
   상기 풀리의 제어가 일정수준 이상의 압력진동을 발생시키는지 판단하는 단계;
   목표유압까지 변화되어야 하는 유압변화 요구량을 확인하는 단계;
   상기 유압변화 요구량에 추가유압을 더한 만큼 유압이 증가되는 단계; 및
   상기 목표유압에 상기 추가유압을 더한 유압이 상기 목표유압까지 감소되는 단계;
   를 포함하며,
   상기 목표유압에 상기 추가유압을 더한 유압이 유지되는 단계를 더 포함하고,
   상기 목표유압에 상기 추가유압을 더한 유압은 압력진동이 발생되는 압력진동영역 동안 유지되는 것을 특징으로 하는 무단변속기의 제어방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 풀리의 제어가 필요하지 않은 것으로 판단되면, 상기 풀리의 제어가 필요한지 판단하는 단계가 반복적으로 수행되는 것을 특징으로 하는 무단변속기의 제어방법.
3. 제1항에 있어서,
   상기 풀리의 제어가 일정수준 이상의 압력진동을 발생시키지 않는 것으로 판단되면, 상기 풀리에 상기 목표유압을 공급하는 일반적인 제어가 수행되는 것을 특징으로 하는 무단변속기의 제어방법.
4. 제1항에 있어서,
   현재 오일의 온도를 확인하는 단계를 더 포함하는 무단변속기의 제어방법.
5. 제4항에 있어서,
   상기 풀리의 제어가 일정수준 이상의 압력진동을 발생시키는 것으로 판단되면,
   상기 목표유압까지 변화되어야 하는 유압변화 요구량을 확인하고, 현재 오일의 온도를 확인하여 상기 확인된 유압변화 요구량 및 오일의 온도를 토대로 상기 추가유압이 결정되는 것을 특징으로 하는 무단변속기의 제어방법.
6. 삭제
7. 제1항에 있어서,
   상기 압력진동영역은 오일 온도 별로 계산된 상기 압력진동영역이 저장된 맵으로부터 가져온 값인 것을 특징으로 하는 무단변속기의 제어방법.
8. 제1항에 있어서,
   상기 추가유압은 유압변화 요구량 및 오일 온도 별로 설정된 상기 추가유압이 저장된 맵으로부터 가져온 값인 것을 특징으로 하는 무단변속기의 제어방법.
9. 제1항에 있어서,
   상기 목표유압에 상기 추가유압을 더한 유압으로부터 상기 목표유압까지의 유압 감소는 시간에 따른 유압의 그래프가 경사진 영역을 갖도록 진행되는 것을 특징으로 하는 무단변속기의 제어방법.
10. 제9항에 있어서,
    상기 경사진 영역의 기울기는 오일 온도 별로 계산된 기울기가 저장된 맵으로부터 가져온 값인 것을 특징으로 하는 무단변속기의 제어방법.
11. 제1항에 있어서,
    차량의 주행과 동시에 시작되고, 차량의 주행이 정지되면 종료되는 것을 특징으로 하는 무단변속기의 제어방법.

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