KR20000073316A

KR20000073316A - 자동차 변속기의 전달효율 시험 방법 및 장치

Info

Publication number: KR20000073316A
Application number: KR1019990016539A
Authority: KR
Inventors: 박수종
Original assignee: 정몽규; 현대자동차 주식회사
Priority date: 1999-05-10
Filing date: 1999-05-10
Publication date: 2000-12-05
Also published as: KR100316910B1

Abstract

변속기 오일 온도의 정확한 제어에 의해 변속기 전달 효율 시험의 신뢰성을 향상시키기 위하여, 전달 효율 시험을 위한 변속기의 오일 온도가 설정된 기울기 측정 온도보다 설정된 기울기 온도 변수만큼 작아지도록 조정한 다음, 변속기 오일 온도를 올려 설정된 기울기 측정 온도가 되도록 조정한 후, 변속기 운전 조건을 설정된 전달 효율 측정 운전 조건으로 변경하며 운전 조건 변경중의 오일 온도 변화량을 검출하고, 설정된 기울기 안정화 시간 동안 온도를 안정화시키며 기울기 안정화 시간 동안의 오일 온도 변화량을 검출한다. 그리고, 전달 효율 측정 운전 조건으로 변속기를 설정된 시간 동안 동작시키며, 이때의 온도 변화량에 따른 온도 기울기를 검출한다. 이후, 온도 기울기에 따라 설정된 시험 데이터 수집 온도 범위에서 목표 온도를 설정하며, 설정된 목표 온도에 따른 시험 온도를 설정하고, 변속기 오일 온도를 시험 온도보다 설정된 기울기 온도 변수만큼 작아지도록 조정한 다음, 오일 온도를 올려 상기 설정된 시험 온도가 되도록 조정한다. 이후, 변속기 운전 조건을 설정된 전달 효율 측정 운전 조건으로 변경한 후, 변속기 오일 온도가 설정된 시험 데이터 수집 온도 범위에 진입하면, 변속기의 전달 효율을 측정한다.

Description

자동차 변속기의 전달효율 시험 방법 및 장치{METHOD AND DEVICE FOR TESTING TRANSMISSION EFFICIENCY OF VEHICLE TRANSMISSION}

본 발명은 자동차 변속기의 시험 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 자동차 변속기의 시험중 변속기 오일 온도에 따른 변속기 전달효율을 시험하는 방법 및 장치에 관한 것이다.

일반적으로 자동차의 변속기는 엔진의 회전 속도 및 토크를 변화시켜서 구동륜에 전달하여 자동차가 주행할 수 있도록 하는 것으로, 변속기의 시험에는 전달 효율 시험, 무부하 시험, 정속 주행 시험, 길들이기 시험 등이 있다.

이중 전달 효율 시험은 자동차의 변속기에서 엔진의 회전 속도 및 토크를 구동륜에 전달하는 효율을 시험하는 것으로, 변속기의 전달 효율 개선은 연비 개선 뿐 아니라, 근년의 자동차의 고속화에 따르는 구동계의 발열을 억제하는 의미에서도 더욱 더 중요해지고 있다. 또, 그 취급량은 미소하며, 정확도가 높은 시험이 요구되고 있다.

변속기의 전달 토크 손실에는, 기어의 물림 손실, 윤활유의 교반 손실 및 베어링이나 오일 실 등의 마찰 손실이 있다. 이들 손실은 입력 토크나 회전수, 혹은 윤활유 온도 등에 의해서 변화하므로, 시험은 토크, 회전 속도, 윤활유 온도 및 변속단을 바꾸면서 실시되며, 넓은 사용 범위에서의 손실 토크 또는 전달 효율을 구할 수 있도록 배려되고 있다.

이러한 변속기의 전달 효율을 시험하기 위하여 종래에는 시험 담당자가 시험 장치를 직접 조작하면서 실시하였다. 즉, 변속기에 구동력을 인가하는 모터와 부하를 인가하는 다이나모의 토크와 속도, 변속기 오일 온도를 시험자가 수동으로 제어 판넬을 조작하여 조정하면서 변속기의 전달 효율 시험을 하였다.

그러나, 이러한 종래의 시험에서는 장시간이 소요될 뿐만 아니라, 시험 시간동안 항상 시험자에 의한 조작이 있어야 하며, 시험자가 수동 조작에 따른 정확한 온도 제어가 이루어지지 않으므로 정확한 전달 효율 시험이 이루어질 수 없었다.

본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 변속기 오일 온도의 정확한 제어에 의해 변속기 전달 효율 시험의 신뢰성을 향상시키는 데 있다.

도 1은 본 발명에 따라 자동차 변속기의 전달효율을 시험하기 위한 장치를 개략적으로 도시한 구성도이고,

도 2a와 도 2b는 본 발명에 따른 자동차 변속기의 전달효율 시험 방법을 개략적으로 도시한 동작 순서도이고,

도 3은 본 발명에 따른 자동차 변속기의 전달효율 시험에서 각 설정된 온도 범위를 도시한 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 변속기 전달효율 시험을 위하여 변속기에 자동차의 엔진에 해당하는 회전 속도와 토크를 제공하는 모터와, 변속기 전달효율 시험을 위하여 변속기에 자동차의 부하에 해당하는 회전 속도와 토크를 제공하는 다수의 다이나모와, 변속기 오일을 냉각하여 오일 온도를 내리는 쿨러와, 변속기의 전달효율 시험 중에 변속기 오일의 온도를 검출하는 변속기 오일 온도 센서와, 변속기의 전달 효율 시험중 상기 모터 및 다수의 다이나모에 의해 변속기에 각각 제공되는 회전 속도 및 토크를 검출하는 다수의 회전 속도 및 토크 검출부와, 각종 설정된 데이터에 따라 변속기 전달효율 시험을 위하여 상기 모터 및 다수의 다이나모를 동작하며, 상기 변속기 오일 온도 센서로부터 검출되는 온도에 따라 상기 쿨러의 동작을 제어하며, 상기 다수의 회전 속도 및 토크 검출부로부터 검출되는 회전 속도와 토크로부터 변속기의 전달효율을 계측하는 제어 판넬 및 계측 시스템을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 전달 효율 시험을 위한 변속기의 오일 온도가 설정된 기울기 측정 온도보다 설정된 기울기 온도 변수만큼 작아지도록 조정한 다음, 변속기 오일 온도를 올려 상기 설정된 기울기 측정 온도가 되도록 조정하는 단계와, 변속기 운전 조건을 설정된 전달 효율 측정 운전 조건으로 변경하며 운전 조건 변경중의 오일 온도 변화량을 검출하고, 설정된 기울기 안정화 시간 동안 온도를 안정화시키며 기울기 안정화 시간 동안의 오일 온도 변화량을 검출하는 단계와, 상기 전달 효율 측정 운전 조건으로 변속기를 설정된 시간 동안 동작시키며, 이때의 온도 변화량에 따른 온도 기울기를 검출하는 단계와, 상기 온도 기울기에 따라 설정된 시험 데이터 수집 온도 범위에서 목표 온도를 설정하는 단계와, 상기 설정된 목표 온도에 따른 시험 온도를 설정하고, 변속기 오일 온도를 시험 온도보다 설정된 기울기 온도 변수만큼 작아지도록 조정한 다음, 오일 온도를 올려 상기 설정된 시험 온도가 되도록 조정하는 단계와, 변속기 운전 조건을 설정된 전달 효율 측정 운전 조건으로 변경한 후, 변속기 오일 온도가 상기 설정된 시험 데이터 수집 온도 범위에 진입하면, 변속기의 전달 효율을 측정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일 실시예를 설명한다.

도 1은 본 발명에 따라 자동차 변속기의 전달효율을 시험하기 위한 장치를 개략적으로 도시한 구성도로, 모터(1)와 다이나모(2, 3), 쿨러(4), 변속기 오일 온도 센서(5), 제어 판넬 및 계측 시스템(6), 회전 속도 및 토크 검출부(D1, D2, D3)로 이루어진다.

모터(1)는 변속기 전달효율 시험을 위하여 변속기에 자동차의 엔진에 해당하는 회전 속도와 토크를 제공한다.

다이나모1(2), 다이나모2(3)는 변속기 전달효율 시험을 위하여 변속기에 자동차의 부하에 해당하는 회전 속도와 토크를 제공한다.

쿨러(4)는 변속기 오일을 냉각하여 오일 온도를 내린다.

변속기 오일 온도 센서(5)는 변속기의 전달효율 시험 중에 변속기 오일의 온도를 검출한다.

회전 속도 및 토크 검출부(D1, D2, D3)는 변속기의 전달 효율 시험중 모터(1) 및 다이나모1(2), 다이나모2(3)에 의해 변속기에 각각 제공되는 회전 속도 및 토크를 검출한다.

제어 판넬 및 계측 시스템(6)은 각종 설정된 데이터에 따라 변속기 전달효율 시험을 위하여 모터(1), 다이나모1(2), 다이나모2(3)를 동작하며, 변속기 오일 센서(5)로부터 검출되는 온도에 따라 쿨러(4)의 동작을 제어하며, 회전 속도 및 토크 검출부(D1, D2, D3)로부터 검출되는 회전 속도와 토크로부터 변속기의 전달효율을 계측한다.

이와 같이 구성된 시험 장치를 통해 본 발명에 따른 자동차 변속기의 전달효율 시험 방법을 도 2를 참조하여 상세히 설명한다.

먼저, 제어 판넬 및 계측 시스템(6)은 내부에 설정된 알로리즘에 따라 변속기의 전달효율을 정확한 온도 범위에서 측정하기 위하여, 기울기 측정 온도(Tr)를 설정하고, 변속기 전달효율을 측정하기 위한 운전 조건(Pt)을 설정하며, 효율 측정을 위한 시험 데이터를 수집하기 위한 온도 범위(T₁~ T₂)를 설정한다(S1).

이후, 제어 판넬 및 계측 시스템(6)은 설정된 효율 측정 운전 조건(Pt)에 의해 모터(1)를 동작하여 적정 회전 속도와 토크가 변속기에 전달되도록 하며, 다이나모1(2)와 다이나모2(3)를 적정 회전 속도와 토크로 동작하여 변속기에 부하가 전달되도록 한 후, 변속기 오일 온도 센서(5)로부터 변속기 오일 온도를 측정하고(S2), 측정된 현재 온도가 설정된 기울기 측정 온도(Tr)에서 설정된 기울기 온도 변수(ΔTr)를 감산한 온도보다 작은지를 판단한다(S3).

이때, 현재 온도가 설정된 기울기 측정 온도(Tr)에서 설정된 기울기 온도 변수(ΔTr)를 감산한 온도보다 작으면, 제어 판넬 및 계측 시스템(6)은 온도 올리기 운전 조건으로 모터(1)를 구동하여 변속기 오일의 온도가 설정된 기울기 측정 온도(Tr)에서 설정된 기울기 온도 변수(ΔTr)를 감산한 온도로 되도록 한다(S4, S5). 이때, 온도 올리기 운전 조건은 변속기의 최대 출력의 70%에 해당하는 회전 속도와 토크로 모터(1)를 구동하여 변속기 자체의 발열에 의해 변속기의 오일 온도를 올리게 된다. 그리고, 도 3에서와 같이 현재 온도가 설정된 기울기 측정 온도(Tr)에서 설정된 기울기 온도 변수(ΔTr)를 감산한 온도보다 크면, 제어 판넬 및 계측 시스템(6)은 온도 내리 운전 조건으로 쿨러(4)를 구동하여 변속기 오일의 온도가 설정된 기울기 측정 온도(Tr)에서 설정된 기울기 온도 변수(ΔTr)를 감산한 온도로 되도록 한다(S6, S7). 이때, 온도 내리기 운전 조건은 모터(1)를 적정 회전 속도와 토크로 구동하며, 쿨러(4)를 구동하여 변속기 오일을 냉각시킴으로써 변속기 오일 온도를 내리게 된다.

이후, 변속기 오일 온도가 설정된 기울기 측정 온도(Tr)에서 설정된 기울기 온도 변수(ΔTr)를 감산한 온도로 된 상태에서, 제어 판넬 및 계측 시스템(6)은 다시 온도 올리기 운전 조건으로 모터(1)를 구동하여 변속기 오일 온도가 설정된 기울기 측정 온도(Tr)로 되도록 한다(S8, S9). 이와 같이 변속기 오일 온도를 직접적으로 기울기 측정 온도로 조정하지 않고, 기울기 측정 온도 이하로 조정한 후 온도를 올려 기울기 측정 온도로 조정하는 것은, 온도의 상승 또는 하강 상태에 관계없이 바로 기울기 측정 온도에 변속기 오일 온도를 조정할 경우에는 기울기 측정 온도에서 시험 장치의 운전 조건이 상이할 경우가 발생하며, 이에 따라 변속기 전달효율에서 정확한 시험 데이터를 측정할 수 없기 때문이다.

그리고, 제어 판넬 및 계측 시스템(6)은 변속기 오일 온도를 설정된 기울기 측정 온도(Tr)로 조정한 후, 모터(1)의 회전 속도 및 토크를 조정하여 설정된 효율 측정 운전 조건(Pt)이 되도록 하고, 운전 조건의 변동에 따른 온도 변화(Δa)를 검출한다(S10). 그리고, 효율 측정 운전 조건(Pt)에서 기울기 안정화 시간(S) 동안 온도를 안정화시키며, 기울기 안정화 시간(S) 동안의 온도 변화(Δb)를 검출한다(S11).

이후, 온도 안정화가 이루어진 상태에서, 설정된 효율 측정 운전 조건(Pt)으로 변속기를 구동하는 중, 설정 시간(t) 동안의 온도 변화(Δc)를 검출한 후(S12), 온도 기울기(Δc/t)가 양이면 설정된 시험 데이터 수집 온도 범위의 최소값을 목표 온도(Tt=T₁)로 하며, 온도 기울기(Δc/t)가 0이면 설정된 시험 데이터 수집 온도 범위의 평균값을 목표 온도(Tt=(T₁+T₂)/2)로 하며, 온도 기울기(Δc/t)가 음이면 설정된 시험 데이터 수집 온도 범위의 최대값을 목표 온도(Tt=T₂)로 한다(S13). 즉, 효율 측정 운전 조건에서 변속기 오일의 온도가 상승하면 시험 데이터 수집 온도 범위의 최소값을 목표 온도값으로 하며, 오일의 온도가 하강하면 시험 데이터 수집 온도 범위의 최대값을 목표 온도값으로 설정함으로써, 운전 조건에 따른 온도의 변동에 의해 발생할 수 있는 오차를 최소화한다.

이후, 제어 판넬 및 계측 시스템(6)은 설정된 목표 온도에 따른 시험 온도(Tt-Δa-Δb)를 설정하고, 변속기 오일 온도 센서(5)로부터 검출되는 변속기 오일의 현재 온도가 설정된 시험 온도(Tt-Δa-Δb)에서 설정된 기울기 온도 변수(ΔTr)를 감산한 온도보다 큰지를 판단한다(S14).

이때, 현재의 변속기 오일의 온도가 설정된 시험 온도(Tt-Δa-Δb)에서 설정된 기울기 온도 변수(ΔTr)를 감산한 온도보다 크면, 제어 판넬 및 계측 시스템(6)은 온도 내리기 운전 조건으로 쿨러(4)를 동작하여 변속기 오일의 온도가 설정된 시험 온도(Tt-Δa-Δb)에서 설정된 기울기 온도 변수(ΔTr)를 감산한 온도로 되도록 한다(S15, S16). 그리고, 현재의 변속기 오일 온도가 설정된 시험 온도(Tt-Δa-Δb)에서 설정된 기울기 온도 변수(ΔTr)를 감산한 온도보다 작으면, 제어 판넬 및 계측 시스템(6)은 온도 올리기 운전 조건으로 모터(1)를 동작하여 변속기 오일의 온도가 설정된 시험 온도(Tt-Δa-Δb)에서 설정된 기울기 온도 변수(ΔTr)를 감산한 온도로 되도록 한다(S17, S18).

그리고, 온도 올리기 운전 조건에 의해 모터(1)를 제어하여 변속기 오일 온도를 설정된 시험 온도(Tt-Δa-Δb)로 조정한 후(S19, S20), 모터(1) 제어를 통해 설정된 효율 측정 운전 조건(Pt)이 되도록 한다(S21).

이후, 제어 판넬 및 계측 시스템(6)은 효율 측정 운전 조건(Pt)에 의해 변속기 오일 온도가 검출된 온도 기울기(Δc/t)로 변화되어 설정된 시험 데이터 수집 온도 범위 안에 진입하게 되면(S22), 다이나모1(2)과 다이나모2(3) 측에 설치된 회전 속도 및 토크 검출부(D1)(D2)로부터 검출되는 회전 속도 및 토크와 모터(1) 측에 설치된 회전 속도 및 토크 검출부(D3)로부터 검출된 회전 속도 및 토크를 통해 변속기의 전달 효율을 측정한다(S23). 이때, 시험 데이터 수집 온도 범위는 초기 설정된 값에서 소정의 편차(T₁+1℃ ~ T₂-1℃)를 가지도록 하여, 급격한 온도 변동에 따른 측정 오차를 방지한다.

이와 같이 본 발명은 변속기 전달 효율 시험 장치를 자동 제어하여 정확한 변속기 오일 온도 제어가 가능하도록 함으로써 변속기 전달 효율 시험의 신뢰성을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 시험에 따른 시간과 인력을 감소시킬 수 있다.

Claims

변속기 전달효율 시험을 위하여 변속기에 자동차의 엔진에 해당하는 회전 속도와 토크를 제공하는 모터와;

변속기 전달효율 시험을 위하여 변속기에 자동차의 부하에 해당하는 회전 속도와 토크를 제공하는 다수의 다이나모와;

변속기 오일을 냉각하여 오일 온도를 내리는 쿨러와;

변속기의 전달효율 시험 중에 변속기 오일의 온도를 검출하는 변속기 오일 온도 센서와;

변속기의 전달 효율 시험중 상기 모터 및 다수의 다이나모에 의해 변속기에 각각 제공되는 회전 속도 및 토크를 검출하는 다수의 회전 속도 및 토크 검출부와;

각종 설정된 데이터에 따라 변속기 전달효율 시험을 위하여 상기 모터 및 다수의 다이나모를 동작하며, 상기 변속기 오일 온도 센서로부터 검출되는 온도에 따라 상기 쿨러의 동작을 제어하며, 상기 다수의 회전 속도 및 토크 검출부로부터 검출되는 회전 속도와 토크로부터 변속기의 전달효율을 계측하는 제어 판넬 및 계측 시스템을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차 변속기의 전달효율 시험 장치.
전달 효율 시험을 위한 변속기의 오일 온도가 설정된 기울기 측정 온도보다 설정된 기울기 온도 변수만큼 작아지도록 조정한 다음, 변속기 오일 온도를 올려 상기 설정된 기울기 측정 온도가 되도록 조정하는 단계와;

변속기 운전 조건을 설정된 전달 효율 측정 운전 조건으로 변경하며 운전 조건 변경중의 오일 온도 변화량을 검출하고, 설정된 기울기 안정화 시간 동안 온도를 안정화시키며 기울기 안정화 시간 동안의 오일 온도 변화량을 검출하는 단계와;

상기 전달 효율 측정 운전 조건으로 변속기를 설정된 시간 동안 동작시키며, 이때의 온도 변화량에 따른 온도 기울기를 검출하는 단계와;

상기 온도 기울기에 따라 설정된 시험 데이터 수집 온도 범위에서 목표 온도를 설정하는 단계와;

상기 설정된 목표 온도에 따른 시험 온도를 설정하고, 변속기 오일 온도를 시험 온도보다 설정된 기울기 온도 변수만큼 작아지도록 조정한 다음, 오일 온도를 올려 상기 설정된 시험 온도가 되도록 조정하는 단계와;

변속기 운전 조건을 설정된 전달 효율 측정 운전 조건으로 변경한 후, 변속기 오일 온도가 상기 설정된 시험 데이터 수집 온도 범위에 진입하면, 변속기의 전달 효율을 측정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차 변속기의 전달 효율 시험 방법.
제 2 항에 있어서, 상기 온도 기울기에 따라 설정된 시험 데이터 수집 온도 범위에서 목표 온도를 설정하는 단계에서,

상기 온도 기울기가 양의 값이면 상기 목표 온도를 상기 시험 데이터 수집 온도 범위의 최소값으로 설정하며, 상기 온도 기울기가 음의 값이면 상기 목표 온도를 상기 시험 데이터 수집 온도 범위의 최대값으로 설정하며, 상기 온도 기울기가 0이면 상기 목표 온도를 상기 시험 데이터 수집 온도 범위의 평균값으로 설정하는 것을 특징으로 하는 자동차 변속기의 전달 효율 시험 방법.
제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 설정된 목표 온도에 따른 시험 온도의 설정은,

상기 설정된 목표 온도에서 상기 변속기 운전 조건을 전달 효율 운전 조건으로 변경할 때의 오일 온도 변화량과 상기 기울기 안정화 시간 동안의 오일 온도 변화량을 감산하여 설정하는 것을 특징으로 하는 자동차 변속기의 전달 효율 시험 방법.
제 4 항에 있어서, 상기 변속기 오일 온도를 올릴 때에는, 상기 변속기의 운전 조건을 최대 출력의 70%에 해당하는 회전 속도와 토크로 하여 변속기 자체의 발열에 의해 오일 온도를 상승시키는 것을 특징으로 하는 자동차 변속기의 전달 효율 시험 방법.
제 5 항에 있어서, 상기 변속기의 오일 온도를 내릴 때에는, 상기 변속기를 적정 회전 속도와 토크로 운전하며, 외부의 쿨러를 이용하여 오일 온도를 내리는 것을 특징으로 하는 자동차 변속기의 전달 효율 시험 방법.
제 6 항에 있어서, 상기 변속기 오일 온도가 상기 설정된 시험 데이터 수집 온도 범위에 진입하면, 변속기의 전달 효율을 측정하는 단계에서,

상기 시험 데이터 수집 범위의 최대값에 음의 편차값을 두며, 최소값에 양의 편차를 두는 것을 특징으로 하는 자동차 변속기의 전달 효율 시험 방법.