KR20000075026A - 자동차용 무단변속기의 밸트전환시 쇼크개선방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 초기발진시 투웨이기어에서 밸트로 전환시 발생할 수 있는 변속쇼크를 저감시킬 수 있도록 센서부에 풀리포지션센서변속비를 점진적으로 낮추어 주도록 함으로서 승차감과 운전성을 향상시킬 수 있도록 한 자동차용 무단변속기의 밸트전환시 쇼크개선방법에 관한 것으로서; 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) 제어시스템의 센서부에 초기발진시 투웨이기어에서 밸트전환시 풀리포지션센서변속비를 변환지점 포인트로 1차 이동하고, 회전 변속비가 체크전 값과 체크당시의 값차이가 설정치보다 클 경우에는 쇼크로 판정하고, 이 경우가 일정회수 이상 연속적으로 발생할 경우에는 풀리포지션센서변속비를 일정치만큼 점진적으로 낮추도록 하고;

일정횟수 이상 쇼크가 발생하지 않을 경우에는 풀리포지션센서변속비를 최종보정치의 직전값으로 보정한 후 차기 제어시부터 점진적으로 환원하여 원래의 상태를 유지하는 논리회로를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.

Description

자동차용 무단변속기의 밸트전환시 쇼크개선방법{Shock-improvement method of continuously variable transmission for vehicle}

본 발명은 자동차용 무단변속기의 밸트전환시 쇼크개선방법에 관한 것으로서 더욱 상세하게는 무단변속기 장착차량의 초기출발시 투웨이(2Way)기어에서 밸트전환시 풀리포지션센서변속비와 실제 회전변속비 차이로 발생하는 쇼크를 저감시킬 수 있도록 한 쇼크개선방법의 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.

밸트타입의 무단변속기는 엔진의 동력을 전달받는 클러치기구와 전,후진절환기구, 무단변속을 위한 밸트풀리기구등을 구비하고,

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 가변풀리를 더 가진다.

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)로 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 무단변속기 차량의 초기출발을 제어하기 위해서는 투웨이(2Way)기어에 의한 구동을 위하여 풀리포지션센서변속비를 밸트구동 해제값에 고정시켜 출발하고, 출발 후 일정차속에 도달하면 밸트에 의한 구동을 수행할 수 있도록 지정된 변속비포인트로 이동시켜 투웨이(2Way)기어에서 밸트로 구동경로를 전환하게 된다.

밸트로 구동경로가 전환된 후에는 서서히 변속비를 낮춤으로서 밸트에 의한 무단변속이 이루어지도록 하고 있다.

그러나, 투웨이(2Way)기어에서 밸트로 전환시마다 밸트와 풀리의 초기마찰상태가 고르지 못하고 밸트접촉부의 초기변형에 의하여 풀리와 밸트의 불완전한 결합이 발생함으로서 풀리포지션센서변속비와 회전 변속비간의 차이로 인한 변속쇼크가 자주 발생하게되고, 이로 인하여 승차자들의 승차감과 운전성이 저하되는 등의 문제점들이 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위하여 발명된 것으로서 초기발진시 투웨이기어에서 밸트로 전환시 발생할 수 있는 변속쇼크를 저감시킬 수 있도록 센서부에 풀리포지션센서변속비를 점진적으로 낮추어 보정할 수 있는 논리회로를 더 구비하여 승차감의 향상과 운전성 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 파워클러치 제어 구성도.

도 7은 본 발명의 기술이 적용된 풀리포지션센서변속비의 보정상태를 도시한 그래프.

도 8은 종래기술이 적용되어 풀리포지션센서변속비를 보정한 상태의 풀리포진션센서변속비와 실제회전변속비를 도시한 그래프.

도 9는 종래기술이 적용되어 풀리포지션센서변속비를 보정하지 않은 상태에서의 실제회전변속비의 쇼크발생상태를 도시한 그래프.

*도면의 주요 부분에 사용된 부호의 설명*

10; 무단변속기

13; 전자파우더클러치

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 파워클러치 제어 구성도, 도 7은 본 발명의 기술이 적용된 풀리포지션센서변속비의 보정상태를 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 상기 무단변속기(10)의 제어시스템 중 센서부에 초기발진 후 투웨이기어에서 밸트로의 동력전달 전환시 풀리포지션센서변속비를 점진적으로 낮추어 보정함으로서 변속과정에서 발생할 수 있는 쇼크현상을 방지할 수 있는 논리회로를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 논리회로는 투웨이기어에서 밸트전환시 풀리포지션센서변속비를 변환지점 포인트로 1차 이동하고, 회전 변속비가 체크전 값과 체크당시의 값차이가 설정치보다 클 경우에는 쇼크로 판정하고, 이 경우가 일정회수 이상 연속적으로 발생할 경우에는 풀리포지션센서변속비를 일정치만큼 점진적으로 낮추도록 한다.

물론, 상기의 역순으로 일정횟수 이상 쇼크가 발생하지 않을 경우에는 풀리포지션센서변속비를 최종보정치의 직전값으로 보정한 후 차기 제어시부터 점진적으로 환원하여 원래의 상태를 유지하면 된다.

상기와 같은 본 발명은;

무단변속기 차량이 초기발진시 투웨이기어에서 밸트로 전환시 밸트와 풀리상간의 초기마찰상태가 고르지 못하여 발생할 수 있는 쇼크현상이 센서부에 더 구비되는 논리회로에 의하여 풀리포지션센서변속비와 회전 변속비 차이를 극복할 수 있도록 함으로서 방지된다.

초기발진하여 투웨이기어에서 밸트로 전환시 풀리포지션센서변속비를 쇼크가 발생하지 않도록 점진적으로 낮춘 후 쇼크발생을 배제하고, 쇼크발생이 제거된 후에는 초기상태로 풀리포지션센서변속비를 환원함으로서 정상적인 주행이 가능하게 된다.

이상과 같이 초기발진시 동력을 밸트로 전환함에 있어 풀리포지션센서변속비를 점진적으로 낮추어 보정함으로서 동력절환에 따르는 변속쇼크를 방지하여 주행성과 승차감을 향상시킬 수 있는 것이다.

이상과 같은 본 발명은 초기발진시 투웨이기어에서 밸트로 전환시 발생할 수 있는 변속쇼크를 저감시킬 수 있도록 센서부에 풀리포지션센서변속비를 점진적으로 낮추어 주도록 함으로서 승차감과 운전성을 향상시킬 수 있는 등의 효과를 가진다.

Claims (1)

1. 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) 제어시스템의 센서부에 초기발진시 투웨이기어에서 밸트전환시 풀리포지션센서변속비를 변환지점 포인트로 1차 이동하고;

   회전 변속비가 체크전 값과 체크당시의 값차이가 설정치보다 클 경우에는 쇼크로 판정하고, 이 경우가 일정회수 이상 연속적으로 발생할 경우에는 풀리포지션센서변속비를 일정치만큼 점진적으로 낮추도록 하고;

   일정횟수 이상 쇼크가 발생하지 않을 경우에는 풀리포지션센서변속비를 최종보정치의 직전값으로 보정한 후 차기 제어시부터 점진적으로 환원하여 원래의 상태를 유지하는 논리회로를 상기 이시유(ECU)와 트랜스미션컨트롤유니트(TCU)에 더 구비하는 것을 특징으로 하는 자동차용 무단변속기의 밸트전환시 쇼크개선방법.