KR20190001620A - 무단변속기 차량의 기어비 제어방법 - Google Patents

무단변속기 차량의 기어비 제어방법 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 무단변속기 차량의 기어비 제어방법은 제어부가 변속레버의 위치를 감지하는 단계; 감지단계 수행결과, 변속레버가 M레인지에 위치한 경우, 제어부가 무단변속기의 목표단기어비와 현재기어비의 차이에 따른 기어비변동률을 확인하는 단계; 확인단계 후, 확인된 기어비변동률이 0이 아닐 경우, 제어부가 엔진RPM변화율에 기반하여 기어비보정값을 산출하는 단계; 및 산출단계 후, 제어부가 산출된 기어비보정값만큼 기어비변동률을 보정하는 단계;를 포함할 수 있다.

Description

무단변속기 차량의 기어비 제어방법 {METHOD FOR CONTROLLING GEAR RATIO OF CONTINUOUSLY VARIABLE TRANSMISSION VEHICLE}
본 발명은 무단변속기 차량에서 매뉴얼 변속시, 운전자에게 변속 위화감이 발생하는 것을 방지하면서도 최대한 변속단 별로 균일한 변속감을 제공하는 무단변속기 차량의 기어비 제어방법에 관한 것이다.
차량의 연비향상 및 친환경 도모는 차량 개발의 핵심항목이 되었고 이러한 목표를 달성하기 위해 무단변속기(CVT:Continuously Variable Transmission) 적용이 확대되고 있다.
무단변속기는 기존 기어 대신에 벨트나 유성기어세트를 사용하여 연속적인 변속비를 얻을 수 있는 변속기를 의미한다. 일반적으로 유단 변속기는 일정한 변속비를 가지고 필요에 따라 조정하도록 마련되는데 반해, 무단변속기는 일정한 범위 안에서 연속적인 변속비를 변화시킬 수 있는 변속장치이다.
이러한 무단변속기에 따르면 변속이 가속페달의 조작만으로 이루어지기 때문에 승차감이 뛰어나고, 연료 소비율이나 가속 성능이 향상된다는 효과가 발현된다.
물론, 무단변속기는 정해진 범위 내에서 자유롭게 기어비를 제어할 수 있어서 연비나 동력 성능 면에서는 우수하지만, 엔진RPM의 응답성을 저하시켜 운전자가 답답함이나 지루함을 느낀다는 평가도 있다.
따라서, 최근 무단변속기가 적용된 차량에도, 승객의 주행 재미 및 운전성향상을 도모하기 위해 무단변속기의 기어비를 다양하게 제어하는 방식에 대한 연구가 진행 중에 있다.
상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.
KR 10-0747037 B1
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 무단변속기가 장착된 차량의 운전성을 향상시키기 위해 매뉴얼 주행모드가 적용되고, 매뉴얼 주행모드에서 팁(Tip) 조작으로 변속이 진행될 경우에, 운전자에게 변속 위화감이 작용하는 것을 막으면서도 최대한 변속단 별로 균일한 변속감을 제공하도록 하는 무단변속기 차량의 기어비 제어방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 무단변속기 차량의 기어비 제어방법은 제어부가 변속레버의 위치를 감지하는 단계; 상기 감지단계 수행결과, 변속레버가 M레인지에 위치한 경우, 상기 제어부가 무단변속기의 목표단기어비와 현재기어비의 차이에 따른 기어비변동률을 확인하는 단계; 상기 확인단계 후, 확인된 기어비변동률이 0이 아닐 경우, 상기 제어부가 엔진RPM변화율에 기반하여 기어비보정값을 산출하는 단계; 및 상기 산출단계 후, 상기 제어부가 산출된 기어비보정값만큼 기어비변동률을 보정하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 산출단계 시, 상기 제어부는 엔진RPM변화율에 비례하게 기어비보정값을 산출하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 보정단계 시, 상기 제어부는 확인된 기어비변동률이 0보다 클 경우에는 상기 기어비보정값이 0보다 작은 경우에만 보정을 실시하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 보정단계 시, 상기 제어부는 확인된 기어비변동률이 0보다 작은 경우에는 상기 기어비보정값이 0보다 클 경우에만 보정을 실시하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 확인단계 시, 상기 제어부는 목표단기어비가 최저단 또는 최고단 기어비가 아닐 경우에만 기어비변동률을 확인하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 제어부는 목표단기어비가 최저단 또는 최고단 기어비일 경우에 기어비변동률을 0으로 확인하고, 현재기어비를 목표단기어비로 제어하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상술한 바와 같은 구조로 이루어진 무단변속기 차량의 기어비 제어방법에 따르면 무단변속기가 적용된 차량이 매뉴얼 주행모드로 절환될 경우, 목표단기어비와 현재기어비의 차이에 따른 기어비변동률을 지속적으로 적용하여 매뉴얼 변속을 실행하는바, 풀리 변속량의 차이가 발생하는 것을 방지하여 변속 이질감이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
아울러, 엔진RPM변화율에 따라 기어비변동률이 저감되도록 제어하는바, 매뉴얼모드에서 변속이 수행될 시 풀리 변속량 일관성을 확보하면서도 이질감없이 목표비가 최적 설계된 목표단기어비로 수렴하도록 하여 차량 성능 및 효율을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무단변속기 차량의 변속비 제어방법을 도시한 순서도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 무단변속기 차량을 간략히 도시한 도면,
도 3 내지 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 기어비변동률 적용 방식을 간략히 도시한 도면이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 무단변속기 차량의 변속기 제어방법에 대하여 살펴본다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무단변속기 차량의 변속비 제어방법을 도시한 순서도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 무단변속기 차량을 간략히 도시한 도면이다.
도 1 내지 도 2를 참조하면, 본 발명의 무단변속기 차량의 변속비 제어방법은 제어부가 변속레버의 위치를 감지하는 단계(S100); 상기 감지단계(S100) 수행결과, 변속레버가 M레인지에 위치한 경우, 상기 제어부가 무단변속기의 목표단기어비와 현재기어비의 차이에 따른 기어비변동률을 확인하는 단계(S110); 상기 확인단계(S110) 후, 확인된 기어비변동률이 0이 아닐 경우, 상기 제어부가 엔진RPM변화율에 기반하여 기어비보정값을 산출하는 단계(S120); 및 상기 산출단계(S120) 후, 상기 제어부가 산출된 기어비보정값만큼 기어비변동률을 보정하는 단계(S130);를 포함할 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명은 엔진과 차동장치 사이에 무단변속기가 적용된 차량에 관한 것으로, 제어부가 엔진 및 무단변속기와 통신하여 제어신호를 송수신함으로써 무단변속기의 기어비를 제어하도록 마련될 수 있다. 여기서, 제어부는 단일 개의 제어유닛으로 마련될 수도 있으나, 엔진과 무단변속기 각각에 제어신호를 송수신하는 다수의 제어유닛들로 마련될 수도 있다.
다시 도 1을 참조하면, 본 발명에서 먼저 상기 제어부는 운전자의 변속레버 조작을 감지하여 매뉴얼(Manual) 주행모드가 실행되는지 여부를 판단한다(S100).
만약, 운전자가 변속레버를 M레인지 위치로 조작한 경우, 제어부는 매뉴얼(Manual) 주행모드가 실행된다고 판단하여 현재 무단변속기의 풀리기어비를 현재기어비로 정의한다. 이후 정의된 현재기어비가 속하는 기어비 영역에서의 목표단기어비를 확인하고, 목표단기어비와 현재기어비의 차이에 따라 기어비변동률을 산출, 확인한다.
이렇게 산출된 기어비변동률은 운전자의 변속레버 팁(tip)조작 시 그대로 유지되면서 변속이 수행되는바, 풀리기어비의 변속량을 일정하게 유지할 수 있어 변속 일관성을 확보할 수 있다.
도 3 내지 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 기어비변동률 적용 방식을 간략히 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 먼저 차량이 무단변속기에 의해 기어비가 연속적으로 변화하는 일반주행모드로 주행되다가 운전자에 의해 매뉴얼 주행모드로 변환된다고 가정할 경우, 해당 시점의 풀리기어비인 현재기어비와, 목표단기어비인 4단기어비 사이의 차이에 기반하여 기어비변동률을 산출한다. 여기서, 목표단기어비는 현재기어비에서 가장 인근한 기설정된 다단기어비로 설정되는 것이 바람직하다.
도 3의 실시예에서 기어비변동률은 -95%로 산출되는바, 운전자가 팁 조작을 통해 →다운시프트를 실시할 경우, 기어비변동률이 그대로 적용되어 목표단기어비인 3단기어비로부터 -95%의 기어비변동률을 적용한 지점의 기어비를 목표기어비로 설정하여 변속을 실시할 수 있다.
반대로, 도 4를 참조하면, 기어비변동률이 95%로 산출될 경우에는 운전자가 팁 조작을 통해 4→3 다운시프트를 실시할 경우, 기어비변동률을 그대로 적용하여 목표단기어비인 3단기어비로부터 95%의 기어비변동률을 적용한 지점의 기어비를 목표기어비로 설정한 후, 변속을 실시할 수 있다.
따라서, 운전자가 매뉴얼 주행모드 상황에서 변속레버를 통해 변속을 수행하는 팁(tip) 조작시, 균일하게 풀리 변속량이 유지되는바, 운전자가 균일한 변속감을 느끼도록 유도할 수 있다.
한편, 본 발명에서 제어부는 확인된 기어비변동률이 0이 아닐 경우에, 엔진RPM변화율에 기반하여 기어비보정값을 산출하고(S120), 산출된 기어비보정값만큼 기어비변동률을 추가적으로 보정한다(S130).
즉, 기어비변동률이 지속적으로 유지된다면 무단변속기의 기어비가 설계자가 목표로하는 최적의 기어비에 도달하지 못하는 문제점이 발생하는바, 본 발명은 엔진RPM변화율에 따라 자연스럽게 기어비보정값에 의해 기어비변동률이 제거되도록 마련함으로써, 매뉴얼변속이 설계자가 설정한 최적의 기어비로 수행될 수 있도록 유도한다.
구체적으로 상기 산출단계(S120) 시, 상기 제어부는 엔진RPM변화율에 비례하게 기어비보정값을 산출할 수 있다.
즉, 매뉴얼 주행모드에서 엔진RPM이 상승하는 상황일 경우라면 기어비변동률이 상승하는 방향으로 기어비보정값이 산출되도록 마련되고, 엔진RPM이 저하되는 상황일 경우라면 기어비변동률이 저하되는 방향으로 기어비보정값이 산출되도록 마련될 수 있다.
따라서, 엔진RPM변화율에 따라 기어비변동률이 점진적으로 제거되도록 기어비보정값이 산출되는바, 변속 위화감이 발생하는 것을 최소화하면서 기어비변동률을 제거할 수 있다.
이때, 상기 보정단계(S130) 시, 상기 제어부는 확인된 기어비변동률이 0보다 클 경우에는 상기 기어비보정값이 0보다 작은 경우에만 보정을 실시할 수 있다.
또한, 상기 보정단계(S130) 시, 상기 제어부는 확인된 기어비변동률이 0보다 작은 경우에는 상기 기어비보정값이 0보다 클 경우에만 보정을 실시할 수 있다.
즉, 기어비변동률이 0보다 클 경우에는 기어비변동률을 상승시킬 필요가 없기 때문에 기어비보정값이 0보다 작은 경우에만 보정을 실시하고, 기어비변동률이 0보다 작을 경우에는 기어비변동률을 저하시킬 필요가 없기 때문에 기어비보정값이 0보다 클 경우에만 기어비에 기어비보정값을 더하는 보정을 실시한다.
한편, 상기 확인단계(S110) 시, 상기 제어부는 목표단기어비가 최저단 또는 최고단 기어비가 아닐 경우에만 기어비변동률을 확인할 수 있다.
즉, 상기 제어부는 목표단기어비가 최저단 또는 최고단 기어비일 경우에 기어비변동률을 0으로 확인하고, 현재기어비를 목표단기어비로 제어할 수 있다(S140).
이는 목표변속단이 최저단일 경우에는 그 미만의 기어비가 없으며, 최고단일 경우에는 그보다 큰 기어비가 형성되지 않기 때문이다.
따라서, 운전자에 의해 차량이 매뉴얼 주행모드로 주행되는 상황에서, 팁 조작으로 인해 목표단기어비가 최저단 또는 최고단 기어비로 설정된다면 강제로 기어비변동률을 0으로 설정하여 최저단 및 최고단 기어비를 형성할 수 있다.
이때, 자연스럽게 기어비변동률이 제거되어 설계자가 요구하는 목표단기어비를 형성할 수 있다.
상술한 바와 같은 구조로 이루어진 무단변속기 차량의 기어비 제어방법에 따르면 무단변속기가 적용된 차량이 매뉴얼 주행모드로 절환될 경우, 목표단기어비와 현재기어비의 차이에 따른 기어비변동률을 지속적으로 적용하여 매뉴얼 변속을 실행하는바, 풀리 변속량의 차이가 발생하는 것을 방지하여 변속 이질감이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
아울러, 엔진RPM변화율에 따라 기어비변동률이 저감되도록 제어하는바, 매뉴얼모드에서 변속이 수행될 시 풀리 변속량 일관성을 확보하면서도 이질감없이 목표비가 최적 설계된 목표단기어비로 수렴하도록 하여 차량 성능 및 효율을 향상시킬 수 있다.
본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
S100: 감지단계
S110: 확인단계
S120: 산출단계
S130: 보정단계
S140: 기어비변동률을 0으로 설정하는 단계

Claims (6)

  1. 제어부가 변속레버의 위치를 감지하는 단계;
    상기 감지단계 수행결과, 변속레버가 M레인지에 위치한 경우, 상기 제어부가 무단변속기의 목표단기어비와 현재기어비의 차이에 따른 기어비변동률을 확인하는 단계;
    상기 확인단계 후, 확인된 기어비변동률이 0이 아닐 경우, 상기 제어부가 엔진RPM변화율에 기반하여 기어비보정값을 산출하는 단계; 및
    상기 산출단계 후, 상기 제어부가 산출된 기어비보정값만큼 기어비변동률을 보정하는 단계;를 포함하는 무단변속기 차량의 기어비 제어방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 산출단계 시, 상기 제어부는 엔진RPM변화율에 비례하게 기어비보정값을 산출하는 것을 특징으로 하는 무단변속기 차량의 기어비 제어방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 보정단계 시, 상기 제어부는 확인된 기어비변동률이 0보다 클 경우에는 상기 기어비보정값이 0보다 작은 경우에만 보정을 실시하는 것을 특징으로 하는 무단변속기 차량의 기어비 제어방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 보정단계 시, 상기 제어부는 확인된 기어비변동률이 0보다 작은 경우에는 상기 기어비보정값이 0보다 클 경우에만 보정을 실시하는 것을 특징으로 하는 무단변속기 차량의 기어비 제어방법.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 확인단계 시, 상기 제어부는 목표단기어비가 최저단 또는 최고단 기어비가 아닐 경우에만 기어비변동률을 확인하는 것을 특징으로 하는 무단변속기 차량의 기어비 제어방법.
  6. 청구항 6에 있어서,
    상기 제어부는 목표단기어비가 최저단 또는 최고단 기어비일 경우에 기어비변동률을 0으로 확인하고, 현재기어비를 목표단기어비로 제어하는 것을 특징으로 하는 무단변속기 차량의 기어비 제어방법.
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