KR20200015158A - 무단변속기의 벨트 풀리 제어방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 노면의 급격한 마찰계수 변동에 의해 벨트 풀리에 가해지는 충격에 대한 강건성을 향상시켜 벨트 풀리 및 변속기의 파손을 방지하는 기술에 관한 것으로, 본 발명에서는, 고마찰로 조건에 따른 일반노면 출력축회전수변화율에 소정의 마진을 더하여 허용변화율맵을 설정하고; 현재 차량의 출력축회전수변화율이 상기 허용변화율맵의 설정값 이상시, 벨트 풀리의 유압을 상승하여 제어하는 것을 특징으로 하는 무단변속기의 벨트 풀리 제어방법이 소개된다.

Description

무단변속기의 벨트 풀리 제어방법{BELT PULLEY CONTROL METHOD FOR CONTINUOUSLY VARIABLE TRANSMISSION}
본 발명은 노면의 급격한 마찰계수 변동에 의해 벨트 풀리에 가해지는 충격에 대한 강건성을 향상시켜 벨트 풀리 및 변속기의 파손을 방지하는 무단변속기의 벨트 풀리 제어방법에 관한 것이다.
벨트 풀리에 의해 변속을 하는 무단변속기(CVT)는 구동풀리와 종동풀리의 압력을 제어하여 원하는 변속비를 만든다.
이로 인해 변속단을 고정단이 아닌 무한단으로 구성할 수 있어, 다단(유성기어/외접기어)변속기와 비교하여 변속단을 엔진의 효율이 높은점으로 최적화할 수 있고, 이에 차량의 연비 및 성능이 우수한 장점이 있다.
그러나, 벨트를 이용하여 동력을 전달하는 구조로 인해 차축으로부터 들어오는 급격한 토크변동이나 험로 및 저마찰로 등의 외란이 발생하면 벨트에 급격한 토크가 전달되어 벨트가 슬립되며, 이는 변속기의 파손으로 이어지는 문제가 있다.
특히, 차량이 저마찰로(모래노면, 눈길 등)에서 주행 중 휠슬립 발생조건에 의해 휠속도가 높아진 상태에서, 고마찰로(아스팔트, 포장로 등)로 진입하는 경우, 노면의 마찰계수 변화로 인해 타이어의 회전이 급격하게 줄어들게 되고(타이어가 락킨된 것과 같은 작용 발생), 이로 인해 발생하는 충격이 변속기의 출력축에 걸리게 된다.
이처럼, 출력축에 걸린 토크는 변속기로 전달되어 벨트 풀리에 직접적인 영향을 주게 되고, 이에 풀리면의 손상이나 벨트의 파손을 유발하여 최종적으로는 변속기의 전체적인 페일을 유발하는 문제가 있다.
상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.
KR 10-2012-0023444 A
본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 노면의 급격한 마찰계수 변동에 의해 벨트 풀리에 가해지는 충격에 대한 강건성을 향상시켜 벨트 풀리 및 변속기의 파손을 방지하는 무단변속기의 벨트 풀리 제어방법을 제공하는 데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은, 컨트롤러가 고마찰로 조건에 따른 일반노면 출력축회전수변화율에 소정의 마진을 더하여 허용변화율맵을 설정하는 단계; 컨트롤러가 현재 차량의 출력축회전수변화율이 상기 허용변화율맵의 설정값 이상시, 벨트 풀리의 유압을 상승하여 제어하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 유압 상승 이 후에, 상기 현재 출력축회전수변화율이 상기 허용변화율맵의 설정값보다 작은 하한값 이하로 하강시, 상승된 벨트 풀리의 유압을 복귀 제어하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 하한값은 상기 허용변화율맵의 설정값을 기준으로 소정값만큼 하향된 값일 수 있다.
상기 하한값은 상기 일반노면 출력축회전수변화율을 기준으로 소정값만큼 하향된 값일 수 있다.
상기 유압 상승 이 후에, 상기 현재 출력축회전수변화율이 상기 일반노면 출력축회전수변화율을 포함하는 소정의 안정화구간 내에 진입한 상태에서 일정시간 유지되는 경우, 상승된 벨트 풀리의 유압을 복귀 제어하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 안정화구간은 상기 일반노면 출력축회전수변화율을 기준으로 소정 변화율만큼 오프셋된 구간일 수 있다.
상기한 과제 해결수단을 통해 본 발명은, 출력축회전수변화율의 변화 수준에 의해 노면의 급격한 마찰계수 변동을 감지하여 벨트 풀리의 유압을 상승 제어함으로써, 벨트 풀리에 가해지는 충격에 대한 강건성을 향상시키게 되는바, 벨트 풀리 및 변속기의 파손을 방지하여 변속기 제품의 신뢰성을 확보하는 한편, 노면조건이 열악한 지역에서의 변속기 품질 문제를 가일층 저감하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 적용 가능한 무단변속기 차량의 파워트레인 구성과, 벨트 풀리에 가해지는 충격력이 가해지는 작동을 설명하기 위한 도면.
도 2는 본 발명에 따른 벨트 풀리 제어과정을 나타낸 흐름도.
도 3은 본 발명에 따라 출력축회전수변화율의 거동과 그에 따른 유압 제어 작용을 설명하기 위한 도면.
본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 무단변속기의 벨트풀리 제어방법은, 무단변속기 내부의 출력축속도를 이용하여 노면의 급격한 마찰계수 변동에 의해 벨트 풀리가 파손되는 것을 방지하는 방법이다.
도 1 및 도 2를 참조하여, 본 발명을 구체적으로 살펴보면, 컨트롤러(1)가 고마찰로 조건에서의 APS(Accelerator Pedal Sensor)개도량과 차속의 관계로 결정되는 일반노면 출력축회전수변화율에 소정의 마진을 더하여 허용변화율맵을 설정하는 단계와, 컨트롤러(1)가 현재 차량의 출력축회전수변화율이 상기 허용변화율맵의 설정값 이상시, 벨트 풀리의 유압을 상승하여 제어하는 단계를 포함하여 구성이 된다.
여기서, 상기 출력축회전수변화율은 변속기 내부에 구비된 출력축속도센서(3)에 의해 계측 및 연산하여 확보할 수 있다.
즉, 아스팔트 도로 또는 포장로 등과 같은 일반적인 노면조건에 대해서 스로틀개도량과 차속의 관계로 일반노면 출력축회전수변화율(rpm/s)의 값을 확보할 수 있는바, 본 발명에서는 상기 일반노면 출력축회전수변화율로서 허용 가능한 출력축회전수변화율을 실험 또는 계측에 의해 확보하여 허용변화율맵을 설정하고, 이 허용변화율맵의 상한값인 설정값을 로직의 진입조건으로 설정한다.
이에, 차량의 주행 중 타이어의 휠슬립이 발생하면 휠속도가 급격하게 상승하게 됨으로써, 도 3과 같이 현재 출력축회전수변화율(rpm/s)이 상기 허용변화율맵의 상한값보다 높게 상승하게 되고, 이에 차량이 저마찰로(모래/눈길)에 진입한 것으로 판단하여 벨트 풀리를 제어하는 유압을 설정압력까지 상향 제어하는 것이다.
아울러, 도 2 및 도 3과 같이, 본 발명은 상기와 같이 유압을 상승한 이 후에, 상기 현재 출력축회전수변화율이 상기 허용변화율맵의 설정값보다 작은 하한값(A) 이하로 하강시, 상승된 벨트 풀리의 유압을 복귀 제어하는 단계를 포함하여 구성할 수 있다.
일례로, 상기 하한값(A)은 안전율상향제어 진입맵의 설정값을 기준으로 소정값만큼 하향된 값으로 설정될 수 있다.
다른 예시로서, 상기 하한값(A)은 일반적인 차로(아스팔트, 포장로 등)인 고마찰로 조건에 따라 설정된 일반노면 출력축회전수변화율을 기준으로 소정값만큼 하향된 값으로 설정될 수 있다.
즉, 저마찰 노면에서 휠슬립이 발생하다가 상대적으로 고마찰계수를 갖는 일반 노면으로 진입하게 되면, 타이어의 회전이 급격히 줄어들게 됨으로써, 실제 출력축회전수변화율이 급격하게 하강하게 되는바, 이때의 하향된 실제 출력회전수변화율이 하한값(A) 이하로 떨어졌는지 여부에 따라 로직의 해제조건에 진입할 수 있게 된다.
그리고, 본 발명은 상기와 같이 유압을 상승한 이 후에, 상기 현재 출력축회전수변화율이 상기 허용변화율맵 내에 포함된 소정의 안정화구간 내에 진입한 상태에서 일정시간(C) 유지되는 경우, 상승된 벨트 풀리의 유압을 복귀 제어하는 단계를 포함하여 구성이 된다.
여기서, 상기 안정화구간은 상기 일반노면 출력축회전수변화율을 기준으로 소정의 변화율만큼 오프셋된 구간일 수 있는 것으로, 적어도 상기 오프셋된 변화율(B)이 허용변화율맵의 설정값과 하한값(A)을 넘어서지는 않게 된다.
즉, 현재 출력축회전수변화율이 앞서 설명한 하한값(A)에 도달하지 못하거나, 혹은 하한값(A)에 도달한 것을 감지하지 못한 경우, 현재 출력축회전수변화율이 일정시간(C) 동안 일반적인 노면조건의 출력축회전수변화율 구간인 안정화구간 내에 들어오게 되면, 차량이 저마찰로를 벗어나서 정상적으로 주행하고 있는 것으로 판단하여 상승된 유압을 복귀 제어하는 것이다.
도 2를 참조하여, 본 발명에 따른 벨트 풀리 제어과정을 순차적으로 설명하면, 먼저 차량의 APS개도량과 차속의 관계로서 현재 차량의 출력축회전수변화율을 검출한다(S10).
검출된 현재 출력축회전수변화율과 컨트롤러(1)에 저장된 허용변화율맵을 비교하여(S20), 현재 출력축회전수변화율이 상기 허용변화율맵의 설정값인 상한값 이상이 되는 경우, 벨트 풀리에 인가되는 유압을 상승 제어한다(S30).
이어서, 현재 출력축회전수변화율이 하한값(A) 이하로 하향하는지 판단하고(S40), 판단 결과 상기 하한값(A) 이하로 하향시, 상승된 유압을 정상으로 복귀 제어한다(S70).
아울러, 상기한 S30단계 이 후 또는, 상기 S40단계와 함께, 현재 출력축회전수변화율이 일반노면 출력축회전수변화율을 기준으로 소정값만큼 오프셋된 변화율(B) 구간 내에 진입했는지 판단하고(S50), 그 유지시간이 일정시간(C) 이상인지 판단한다(S60). 판단 결과, S50단계와 S60단계를 모두 만족하는 경우, 상승된 유압을 정상으로 복귀 제어할 수 있다(S70).
상술한 바와 같이, 본 발명은 출력축회전수변화율의 변화 수준에 의해 노면의 급격한 마찰계수 변동을 감지하여 벨트 풀리의 유압을 상승 제어함으로써, 벨트 풀리에 가해지는 충격에 대한 강건성을 향상시키게 되는바, 벨트 풀리 및 변속기의 파손을 방지하여 변속기 제품의 신뢰성을 확보하는 한편, 노면조건이 열악한 지역에서의 변속기 품질 문제를 가일층 저감할 수 있다.
한편, 본 발명은 상기한 구체적인 예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.
1 : 컨트롤러 3 : 출력축속도센서

Claims (6)

  1. 컨트롤러가 고마찰로 조건에 따른 일반노면 출력축회전수변화율에 소정의 마진을 더하여 허용변화율맵을 설정하는 단계;
    컨트롤러가 현재 차량의 출력축회전수변화율이 상기 허용변화율맵의 설정값 이상시, 벨트 풀리의 유압을 상승하여 제어하는 단계;를 포함하는 무단변속기의 벨트 풀리 제어방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 유압 상승 이 후에, 상기 현재 출력축회전수변화율이 상기 허용변화율맵의 설정값보다 작은 하한값 이하로 하강시, 상승된 벨트 풀리의 유압을 복귀 제어하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 무단변속기의 벨트 풀리 제어방법.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 하한값은 상기 허용변화율맵의 설정값을 기준으로 소정값만큼 하향된 값인 것을 특징으로 하는 무단변속기의 벨트 풀리 제어방법.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 하한값은 상기 일반노면 출력축회전수변화율을 기준으로 소정값만큼 하향된 값인 것을 특징으로 하는 무단변속기의 벨트 풀리 제어방법.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 유압 상승 이 후에, 상기 현재 출력축회전수변화율이 상기 일반노면 출력축회전수변화율을 포함하는 소정의 안정화구간 내에 진입한 상태에서 일정시간 유지되는 경우, 상승된 벨트 풀리의 유압을 복귀 제어하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 무단변속기의 벨트 풀리 제어방법.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 안정화구간은 상기 일반노면 출력축회전수변화율을 기준으로 소정 변화율만큼 오프셋된 구간인 것을 특징으로 하는 무단변속기의 벨트 풀리 제어방법.
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