KR20000074665A

KR20000074665A - 무단변속기 자동차의 시프트다운을 이용한 제동력제어방법

Info

Publication number: KR20000074665A
Application number: KR1019990018759A
Authority: KR
Inventors: 이준민
Original assignee: 이관기; 대우자동차 주식회사 국민차사업부문
Priority date: 1999-05-25
Filing date: 1999-05-25
Publication date: 2000-12-15

Abstract

본 발명은 일반주행레인지(D)로 주행중 급제동시에는 셀렉터레버의 조작없이 스포츠주행레인지(Ds)로 변환되도록 함으로서 변속비 증가로 인한 엔진브레이킹으로 제동력을 충분히 확보하여 안전성 향상에 기여할 수 있도록 한 무단변속기 자동차의 시프트다운을 이용한 제동력제어방법에 관한 것으로서; 한쌍의 가변 내직경구성의 프라이머리풀리(21)와 세컨더리풀리(22); 상기 프라이머리풀리(21)와 세컨더리풀리(22) 사이에 접속인가 되는 밸트(27); 상기 프라이머리풀리(21)의 접속 내직경의 가변을 위하여 가변풀리(25)의 상대적인 이격을 조절하는 디시모터(31); 상기 세컨더리풀리(22)의 접속 내직경의 가변을 상기 프라이머리풀리(21)의 내직경의 변화에 대응하여 수행하는 토크캠(40)과 스프링(41)등으로 구성되는 무단변속기(10)에 있어서; 상기 무단변속기(10)의 제어시스템 중 센서부에 급제동시 감속도값을 감지하기 위한 센서를 더 구비하고; 상기 센서부의 감지값을 인가받는 제어부에 구비되어 프라이머리풀리(21) 폭의 가변을 제어하는 디시모터콘트롤러상에 설정된 감속도값 이상의 감속이 있을 경우 디시모터를 제어하여 셀렉터레버의 이동없이 스포츠주행레인지(Ds)의 변속비율로 조정할 수 있는 논리회로를 더 구비한 것이다.

Description

무단변속기 자동차의 시프트다운을 이용한 제동력제어방법{Brake controlling method of continuously variable transmission for vehicle}

본 발명은 무단변속기 자동차의 시프트다운을 이용한 제동력제어방법에 관한 것으로서 더욱 상세하게는 무단변속기 장착차량이 일반주행레인지(D)로 주행중 급제동시 스포츠주행레인지(Ds)레인지로 시프트다운이 되도록 함으로서 큰 변속비에 의한 제동력을 높일 수 있도록 한 개선된 제동력제어방법의 제공에 관한 것이다.

자동차의 변속기는 무단변속기와 유단변속기로 구분되며 유단변속기는 엔진회전의 상승에 비례하여 파워가 커지고 토크특성도 저속때는 작고 중속영역에서 최대토크를 발휘하는 성질을 가지고 있는 특성 때문에, 부득이하게 클러치와 다단변속기를 사용하여 주행상황에 따라 감속비를 바꾸어 필요한 구동력을 확보하게 된다.

상기와 같은 유단변속기는 수동의 경우에는 단계적인 상황에 따라 운전자가 직접적인 클러치의 조작과 변속시점을 판단하여 저단에서 고단, 고단에서 저단으로 전환하여야 하는 불편함이 있다.

자동변속기의 경우에는 토크컨버터를 이용하여 토크를 얻더라도 수동과 같은 단계적인 구동력특성이 되고 토크컨버터의 경우에는 슬립토크로 인한 가속성이나 연비면에서 수동변속기보다 현저하게 떨어지는 단점을 가지고, 변속시점에서 상당한 변속쇼크가 잔존하는 등의 문제점을 가진다.

상기와 같은 수동변속기와 자동변속기의 단점을 보완하기 위하여 개발된 것이 무단변속기(continuously Variable Transmission)이다.

상기 무단변속기는 연속적으로 변속비를 바꿀 수 있도록 한 것으로서 엔진의 최고출력만을 사용하여 부드럽게 고성능화할 수 있고, 시가지 주행에서는 저연비화를 실행할 수 있으며, 변속시점이나 변속단이 없어 변속쇼크가 발생하지 않는등의 목적에 근접할 수 있고 또 이를 달성할 수 있는 특성을 지닌다.

이러한 무단변속기는;

밸트와 풀리를 결합하여 밸트타입과 트랙션드라이브타입으로 대분되며, 밸트타입무단변속기의 대표적인 예를 살펴보면 다음과 같다.

상기 밸트타입의 무단변속기는 엔진의 동력을 전달받는 클러치기구와 전,후진절환기구, 무단변속을 위한 밸트풀리기구등으로 구성된다.

상기 밸트풀리기구는 입력축상에 고정되는 프라이머리풀리와 출력축상에 고정되는 세컨더리풀리로 구성되고, 각 풀리는 입력축과 출력축상에 고정되어 입력축 및 출력축과 함께 회전하는 고정풀리와;

상기 입력축과 출력축의 축방향으로 슬라이딩 이동하면서 풀리의 폭을 가변시켜주는 가변풀리로 구분된다.

상기 입력축상의 가변풀리는 엔진의 회전수, 차속, 변속레버의 위치, 스로틀밸브의 개도정도등의 외부신호를 인가받아 이시유(ECU)와 동조하는 트랜스미션컨트롤유니트(TCU)에 의하여 제어되는 가변수단에 의하여 이루어진다.

상기 가변수단에 의하여 프라이머리풀리의 가변풀리가 변화되면 출력축상의 가변풀리역시 동종 또는 이종의 가변수단에 의하여 입력축상의 가변풀리의 가변폭에 대응하여 가변한다.

상기 각각의 가변풀리에 의하여 프라이머리풀리의 폭이 넓어지면 세컨더리풀리의 폭이 좁아져 저속상태의 변속이 이루어지고, 프라이머리풀리의 폭이 좁아지면 세컨더리풀리의 폭이 넓어져 고속상태의 변속이 자연스럽게 이루어지는 것이다.

상기 프라이머리풀리의 가변풀리를 가변시키기위한 가변수단은 디시(D.C)모터를 이용하여 입력축의 풀리를 가변시키고 출력축상의 가변풀리는 토크캠과 스프링을 이용하여 입력축상의 가변풀리의 가변폭에 대응하여 스프링과 밸트의 압력등에 의하여 변화할 수 있도록 한 것이다.

이러한 무단변속기(10)를 도 1내지 도 6의 도면을 참고로 하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

케이스(11)의 일측방에 위치하여 엔진(12)의 동력을 전달받는 전자파우더클러치(13)와 상기 전자파우더클러치(13)와 연결되고 다수개의 기어체로 되는 전,후진절환기구(14), 상기 전,후진절환기구(14)와 연결되는 입력축(15)과 부동력전달기구(16), 상기 부동력전달기구(16)와 연결되고 출력축(17)과 연결되는 최종감속기(18) 및 디퍼런셜기어(19)등으로 구성된다.

상기 입력축(15)과 출력축(17)에는 프라이머리풀리(21)와 세컨더리풀리(22)가 구비되는데;

상기 각각의 풀리(21,22)는 입력축(15)과 출력축(17)에 고정되는 고정풀리(23,24)와 입력축(15) 및 출력축(17)의 축방향으로 슬라이딩 이동하면서 폭을 가변하는 가변풀리(25,26)으로 구성된다.

상기 풀리(21,22)에는 밸트(27)가 연결되어 입력축(15)의 동력을 출력축(17)으로 전달하여 가변되는 풀리(21,22)의 폭에 따라 무단변속이 이루어진 동력을 타이어(30)로 최종전달하게 된다.

상기 입력축(15)상의 가변풀리(25)는 케이스(11)상에 설치되는 디시모터(31)의 축에 고정되는 구동기어(32)와 다수개의 매개기어(33)를 통하여 피동기어(34)로 전달된다.

상기 피동기어(34)의 내측과 입력축(15)의 후방에서 케이스(11)상에 고정된 슬라이드(35)에는 나사(36)를 형성하여 디시모터(31)의 정,역회전으로 피동기어(34)가 슬라이드(35)의 전,후방향으로 이동함으로서 가변풀리(25)를 입력축(15)의 축방향으로 슬라이딩시켜 폭을 가변할 수 있도록 한다.

상기 출력축(17)상의 가변풀리(26)에는 토크캠(40)과 스프링(41)이 개재되어 가변되는 프라이머리풀리(21)의 폭에 따라 스프링(41)의 힘과 밸트의 압박력에 의하여 프라이머리풀리(21)에 대응하여 폭을 가변하게 된다.

상기와 같은 전,후진절환기구(14)는 운전석에 구비되는 셀렉터레버와 연결되어 전,후진을 선택하게되고,

상기 부동력전달기구(16)의 경우에는 투웨이(2Way)런닝클러치로 구성하여 초기발진시에는 엔진의 동력을 입력축(15)으로 전달하지않고 바로 출력축(17)과 최종감속기(18)를 통하여 구동하도록 하고, 발진후에는 입력축(15)을 거쳐 출력축(17) 및 최종감속기(18)를 거쳐 타이어로 전달되도록 구성된다.

상기 디시모터(31)와 클러치등은 엔진의 회전수, 차속, 변속레버의 위치, 스로틀밸브의 개도정도등의 외부신호를 인가받아 이시유(ECU)와 동조하는 트랜스미션컨트롤유니트(TCU)에 의하여 제어되는 구성이다.

종래에는 자동차를 주행시키기 위해서는 셀렉터레버를 일반주행레인지(D)에 두고 주행함으로서 차속이나 각종센서들이 감지하는 각종정보를 토대로 무단변속이 이루어지면서 현재 상황에 맞게 적절한 상태의 주행이 가능하게 된다.

상기와 같이 주행하는 과정에서 어느정도의 감속과 엔진브레이크의 필요성이 있을 경우, 운전자는 셀렉터레버를 스포츠주행레인지(Ds)로 변환함으로서 일반주행레인지(D)가 가지는 변속비보다 더 큰 변속비를 이용하여 엔진브레이크가 작동하도록 한다.

그러나, 일반적인 주행에서는 운전자의 선택에 의하여 충분한 셀렉터레버의 변환이 가능하게 되나, 급정지와 같은 위급상황에서는 운전자는 전방주시와 긴장감등으로 인하여 스티어링휠과 풋브레이크 조작에만 신경이 집중되기 때문에 셀렉터레버의 위치를 변화시킬 시간적인 여유를 가지지 못한다.

때문에 종래 기술에서는 일반적인 주행과 일반적인 감속시에는 별다른 영향을 받지 않으나, 급제동시에는 차속이 줄어드는 만큼의 변속비의 증가로 인한 엔진브레이킹이 불가능하게 되므로 제동력이 저하된다.

상기와 같이 제동력이 저하될 경우에는 제동거리가 상대적으로 길어져 급제동의 효력을 상실하게 되므로 자동차의 콘트롤이 불가능하여 충,추돌사고가 발생하여 물품은 물론 인명의 손상에까지 이르는 등 여러 문제점들이 발생 하였다.

이에 본 발명에서는 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위하여 발명된 것으로서 일반주행레인지(D)로 주행중 급제동시에는 셀렉터레버의 조작과 관계없이 스포츠주행레인지(Ds)로 변환되도록 함으로서 변속비 증가로 인한 엔진브레이킹으로 제동력을 충분히 확보하여 안전성 향상에 기여할 수 있도록 함을 목적으로 한다.

도 1은 본 발명을 설명하기 위한 무단변속기의 제어시스템 블럭도.

도 2는 본 발명을 설명하기 위한 무단변속기의 단면 구성도.

도 3은 본 발명을 설명하기 위한 무단변속기의 요부 사시도.

도 4는 본 발명을 설명하기 위한 무단변속기의 다이어그램 구성도.

도 5는 본 발명을 설명하기 위한 무단변속기의 제어시스템 입,출력 구성도.

도 6은 본 발명을 설명하기 위한 무단변속기의 디시모터 콘트롤러 제어 구성도.

도 7은 본 발명의 기술인 시프트다운을 이용한 급제동력 제어시 변속비의 관계를 도시한 그래프.

도 8은 시프트다운을 이용하지 않은 상태에서의 급제동력 제어시 변속비의 관계를 도시한 그래프.

*도면의 주요 부분에 사용된 부호의 설명*

10; 무단변속기

21; 프라이머리풀리

이하 첨부되는 도면과 관련하여 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예와 작용에 대하여 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명을 설명하기 위한 무단변속기의 제어시스템 블럭도, 도 2는 본 발명을 설명하기 위한 무단변속기의 단면 구성도, 도 3은 본 발명을 설명하기 위한 무단변속기의 요부 사시도, 도 4는 본 발명을 설명하기 위한 무단변속기의 다이어그램 구성도, 도 5는 본 발명을 설명하기 위한 무단변속기의 제어시스템 입,출력 구성도, 도 6은 본 발명을 설명하기 위한 무단변속기의 디시모터 콘트롤러 제어 구성도, 도 7은 본 발명의 기술인 시프트다운을 이용한 급제동력 제어시 변속비의 관계를 도시한 그래프로서 함께 설명한다.

한쌍의 가변 내직경구성의 프라이머리풀리(21)와 세컨더리풀리(22) 및 상기 프라이머리풀리(21)와 세컨더리풀리(22) 사이에 접속인가 되는 밸트(27)를 구비하고, 상기 프라이머리풀리(21)의 접속 내직경의 가변을 위한 디시모터(31)에 의하여 분리된 가변풀리(25)의 상대적인 이격을 조절하여 수행한다.

상기 세컨더리풀리(22)의 접속 내직경의 가변을 상기 프라이머리풀리(21)의 내직경의 변화에 대응하여 토크캠(40)과 스프링(41)의 가압력으로 수행함으로서 밸트(27)에 지속적인 장력이 인가되게하여 엔진의 동력을 무단으로 변속할 수 있도록 무단변속기(10)가 구성된다.

상기 디시모터(31)와 전자파우더클러치(13)는 엔진의 회전수, 차속, 변속레버의 위치, 스로틀밸브의 개도정도등의 외부신호를 인가받아 이시유(ECU)와 동조하는 트랜스미션컨트롤유니트(TCU)에 의하여 제어되는 구성이다.

본 발명에서는 도 5에서와 같이;

상기 무단변속기(10)의 제어시스템 중 센서부에 급제동시 감속도값을 감지하기 위한 센서를 더 구비한다.

상기 센서부에 구비되는 각종 센서의 감지값을 인가받는 제어부중 프라이머리풀리(21)와 세컨더리풀리(22)을 폭을 가변할 수 있도록 제어하는 디시모터콘트롤러상에 급제동시 설정된 감속도값 이상의 감속이 있을 경우 디시모터를 제어하여 셀렉터레버의 이동없이 스포츠주행레인지(Ds)의 변속비율로 조정할 수 있는 논리회로를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 본 발명은;

일반적인 주행과 일반적인 감속시에는 센서부에 구비되는 엔진회전수, 차속, 변속레버위치, 스로틀밸브의 개도정도등을 감지하는 각종의 센서의 신호를 인가받아 이시유(ECU)와 동조하는 제어부의 트랜스미션컨트롤유니트(TCU)에 의하여 제어되어 무단변속과 주행이 이루어지게 된다.

이 과정에서 센서부에 구비되는 감속도값 센서의 감지값이 제어부상에 구비되는 디시모터콘트롤러상에 설정된 값보다 작을 경우에는 정상적인 주행과 비례한 상태의 감속에 맞게 시프트다운이 시행되어 적절한 감속을 얻을 수 있게된다.

이러한 상태에서 급제동이 있을 경우에는 감속도값 센서가 감지한 값이 설정된 값보다 높기 때문에 디시모터콘트롤러는 프라이머리풀리(21)를 직접제어하여 스포트주행레인지(Ds)로 변환시켜 줌으로서 상당한 변속비를 얻게되므로 엔진브레이킹이 이루어져 제동력확보를 용이하게 할 수 있는 것이다.

상기와 같이 급제동시 별도의 셀렉터레버의 조작없이도 변속비가 상대적으로 큰 스포츠주행레인지(Ds)로 변환되게하여 엔진브레이크가 작동되게 함으로서 제동거리의 단축과 제동력향상으로 안전성을 높일 수 있게된다.

이상과 같은 본 발명은 일반주행레인지(D)로 주행중 급제동시에는 셀렉터레버의 조작없이 스포츠주행레인지(Ds)로 변환되도록 함으로서 변속비 증가로 인한 엔진브레이킹으로 제동력을 충분히 확보하여 안전성 향상에 기여할 수 있는 등의 효과를 가진다.

Claims

한쌍의 가변 내직경구성의 프라이머리풀리(21)와 세컨더리풀리(22);

상기 프라이머리풀리(21)와 세컨더리풀리(22) 사이에 접속인가 되는 밸트(27);

상기 프라이머리풀리(21)의 접속 내직경의 가변을 위하여 가변풀리(25)의 상대적인 이격을 조절하는 디시모터(31);

상기 세컨더리풀리(22)의 접속 내직경의 가변을 상기 프라이머리풀리(21)의 내직경의 변화에 대응하여 수행하는 토크캠(40)과 스프링(41)등으로 구성되고;

상기 디시모터(31)와 전자파우더클러치(13)는 엔진의 회전수, 차속, 변속레버의 위치, 스로틀밸브의 개도정도등의 외부신호를 인가받아 이시유(ECU)와 동조하는 트랜스미션컨트롤유니트(TCU)에 의하여 제어되는 무단변속기(10)에 있어서;

상기 무단변속기(10)의 제어시스템 중 센서부에 급제동시 감속도값을 감지하기 위한 센서를 더 구비하고;

상기 센서부의 감지값을 인가받는 제어부에 구비되어 프라이머리풀리(21) 폭의 가변을 제어하는 디시모터콘트롤러상에 설정된 감속도값 이상의 감속이 있을 경우 디시모터를 제어하여 셀렉터레버의 이동없이 스포츠주행레인지(Ds)의 변속비율로 조정할 수 있는 논리회로를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 무단변속기 자동차의 시프트다운을 이용한 제동력제어방법.