KR20200073317A - 무단변속기 제어 장치 및 방법 - Google Patents

무단변속기 제어 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 무단변속기 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 무단변속기 제어 장치는, 차량의 주행상태에 따라 구동풀리 및 종동풀리의 회전에 의해 무단으로 변속이 이루어지는 무단변속기를 제어하는 장치로서, 엔진의 회전출력에 따른 엔진토크를 무단변속기로 전달하는 토크 컨버터와, 무단변속기에 포함된 구동풀리 및 종동풀리의 회전속도 비율로서의 풀리비를 검출하는 풀리비 검출부와, 풀리비와 목표풀리비의 차이가 설정값 이상인 경우 차량의 급감속을 판단하고, 무단변속기가 중립상태가 될 때까지 구동풀리에 연결된 전진 클러치의 유압을 해제하는 변속 제어부를 포함한다.

Description

무단변속기 제어 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR CONTROLLING CONTINUOUSLY BARIABLE TRANSMISSION}
본 발명은 무단변속기 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.
차량의 변속기에는 엔진의 회전력을 구동륜에 전달하는 기능이 있는데, 이러한 변속기에는 운전자의 의지대로 운전자가 직접 변속단을 선택하는 수동변속기와, 차량이 주행조건에 따라 자동으로 변속이 이루어지는 자동변속기와, 각 변속단 사이에 특정한 변속 영역이 없이 무단으로 연속적인 변속이 이루어지는 무단변속기로 구분된다.
자동변속기의 경우, 급감속 정차를 해도 최저 기어단으로 복귀하나, 무단변속기의 경우 급감속에 의한 정차까지 걸리는 시간 보다 최저 풀리비로 도달하는 시간이 더 길어, 정차하는 순간의 풀리비에서 멈추게 된다. 이에 따라 최저 풀리비로의 도달 성능을 향상시키기 위해 정차까지 걸리는 시간이 최저 풀리비로 도달하는 시간 보다 작으면 목표풀리비를 즉시 최저 풀리비로 변경하는 방법을 이용하나, 결국 최저 풀리비로 도달하지 못하고 있다. 또한 최저 풀리비로의 도달 성능을 향상시키기 위해, D단 정차상태에서 큰 유압으로 최저 풀리비로 강제 도달시키고 있으나, 이와 같은 경우 내구성이 악화되고 시간이 오래 걸리는 문제점이 있다. 또한 최저 풀리비로 도달하지 못한 상태에서 재 출발을 하게 되면 재발진 성능이 악화(자동 변속기의 2단, 3단 출발과 유사)되는 문제점이 있다.
전술한 배경기술은 발명자가 본 발명의 도출을 위해 보유하고 있었거나, 본 발명의 도출 과정에서 습득한 기술 정보로서, 반드시 본 발명의 출원 전에 일반 공중에게 공개된 공지기술이라 할 수는 없다.
국내 공개특허공보 제2017-0113450호
본 발명은 전술한 문제점 및/또는 한계를 해결하기 위해 안출된 것으로, 일 측면에 따른 본 발명의 목적은 무단변속기의 급 감속 시에 최저 풀리비로의 도달 성능을 향상시켜 재 출발 발진성을 향상시키는데 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 무단변속기 제어 장치는, 차량의 주행상태에 따라 구동풀리 및 종동풀리의 회전에 의해 무단으로 변속이 이루어지는 무단변속기를 제어하는 장치로서, 엔진의 회전출력에 따른 엔진토크를 상기 무단변속기로 전달하는 토크 컨버터; 상기 무단변속기에 포함된 구동풀리 및 종동풀리의 회전속도 비율로서의 풀리비를 검출하는 풀리비 검출부; 및 실제풀리비와 목표풀리비의 차이가 설정값 이상인 경우 상기 차량의 급감속을 판단하고, 상기 무단변속기가 중립상태가 될 때까지 상기 구동풀리에 연결된 전진 클러치의 유압을 해제하는 변속 제어부;를 포함할 수 있다.
상기 변속 제어부는, 상기 중립상태에서의 가속 페달 입력에 대비하여 상기 엔진토크를 설정치 이하로 저감할 수 있다.
상기 변속 제어부는, 상기 실제풀리비와 상기 목표풀리비의 차이가 설정값 미만인 경우, 상기 구동풀리에 연결된 전진 클러치의 유압을 체결하고, 상기 엔진토크의 저감을 해제할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 무단변속기 제어 방법은, 차량의 주행상태에 따라 구동풀리 및 종동풀리의 회전에 의해 무단으로 변속이 이루어지는 무단변속기를 제어하는 방법으로서, 토크 컨버터에 의해, 엔진의 회전출력에 따른 엔진토크를 상기 무단변속기로 전달하는 단계; 풀리비 검출부에 의해, 상기 무단변속기에 포함된 구동풀리 및 종동풀리의 회전속도 비율로서의 풀리비를 검출하는 단계; 및 변속 제어부에 의해, 실제풀리비와 목표풀리비의 차이가 설정값 이상인 경우 상기 차량의 급감속을 판단하고, 상기 무단변속기가 중립상태가 될 때까지 상기 구동풀리에 연결된 전진 클러치의 유압을 해제하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 방법은, 상기 변속 제어부에 의해, 상기 중립상태에서의 가속 페달 입력에 대비하여 상기 엔진토크를 설정치 이하로 저감하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
상기 방법은, 상기 변속 제어부에 의해, 상기 실제풀리비와 상기 목표풀리비의 차이가 설정값 미만인 경우, 상기 구동풀리에 연결된 전진 클러치의 유압을 체결하고, 상기 엔진토크의 저감을 해제하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점이 이하의 도면, 특허청구범위 및 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.
실시 예들에 따르면, 무단변속기의 급 감속 시에 최저 풀리비로의 도달 성능을 향상시켜 재 출발 발진성을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 무단변속기 제어 장치를 개략적으로 설명하기 위하여 도시한 도면이다.
도 2는 도 1의 무단변속기 제어 장치 중 브레이크 페달 감지 시의 차량 속도 감속에 따른 풀리비와 엔진 회전수 변화를 개략적으로 설명하기 위하여 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 무단변속기 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 설명되는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 아래에서 제시되는 실시 예들로 한정되는 것이 아니라, 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있고, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 아래에 제시되는 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
이하, 본 발명에 따른 실시 예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 무단변속기 제어 장치를 개략적으로 설명하기 위하여 도시한 도면이고, 도 2는 도 1의 무단변속기 제어 장치 중 브레이크 페달 감지 시의 차량 속도 감속에 따른 풀리비와 엔진 회전수 변화를 개략적으로 설명하기 위하여 도시한 도면이다. 도 1을 참조하면, 무단변속기 제어 장치(100)는 엔진(110), 무단변속기(120), 유압 구동부(130), 검출부(140) 및 변속 제어부(150)를 포함할 수 있다.
엔진(110)은 구동력을 발생하는 장치로서, 연료가 주입되고 점화되는 실린더(미도시)와, 실린더 내의 연료점화에 의해 운동하는 피스톤(미도시), 크랭크(미도시) 등을 포함할 수 있다.
무단변속기(120)는 변속 제어부(150)의 제어 하에 자동으로 풀리비를 가변하여 변속하는 장치로서, 토크 컨버터(121)와, 전진클러치 및 후진클러치를 포함하는 클러치(122)와 구동풀리 및 종동풀리를 포함하는 풀리(123)를 포함할 수 있다.
토크 컨버터(121)는, 엔진(110)의 출력을 컨버팅하여 클러치(122) 및 풀리(123)로 제공하는 장치로써, 엔진(110)의 회전출력에 대응하여 클러치(122) 및 풀리(123)로 회전력을 컨버팅하여 제공할 수 있다. 이러한 토크 컨버터(121)는, 엔진(110)의 회전출력에 따른 엔진토크에 대응하여 회전력 즉 토크값을 클러치(122) 및 풀리(123)로 제공함에 있어서, 변속 제어부(150)의 제어에 따라, 엔진(110)의 회전출력에 따른 엔진토크에 해당하는 엔진토크값을 제공할 수 있고 또는 기 설정된 허용토크값을 제공할 수도 있는 등 변속 제어부(150)의 제어에 따라 클러치(122) 및 풀리(123)로 제공하는 토크값이 변동될 수 있는 구조를 포함할 수 있다. 이를 위해, 토크 컨버터(121)는, 입력되는 토크값에 대응하여 상이한 출력 토크값을 가질 수 있도록, 각각 독립된 구동체간의 결합에 의해 구성되어 상기 독립된 구동체들 중 연동하는 구동체간의 조합에 따라 출력(토크값)을 가변적으로 발생할 수 있는 구조인 것이 바람직하다.
클러치(122)는 토크 컨버터(121)의 출력 즉, 엔진(110)으로부터의 엔진토크를 구동풀리에 선택적으로 전달할 수 있다. 이러한 클러치(122)는 전진클러치 및 후진클러치를 포함할 수 있으며, 차량의 전진상태(D단)에서는 절환기구(미도시)에 의해 전진클러치를 구동풀리에 체결하고, 차량의 후진상태(R단)에서는 절환기구에 의해 후진클러치를 구동풀리에 체결하고, 중립상태(뉴트럴(N단)나 파킹(P단))에서는 전진클러치 및 후진클러치를 구동풀리로부터 함께 해방한다. 여기서 클러치(122)의 채결 및 해방 상태는 변속 제어부(150)의 제어에 따라 유압 구동부(130)가 인가하는 유압에 의해 제어될 수 있다.
풀리(123)는 엔진(110)으로부터 나온 동력을 토크 컨버터(121)를 통하여 받아들이는 구동풀리와 바퀴 쪽으로 동력을 전달하는 종동풀리가 있고, 두 개의 풀리는 벨트로 연결되어 있다. 구동풀리는 엔진으로부터 동력을 전달 받아 벨트로 동력을 전달하고, 다시 종동풀리는 벨트로부터 동력을 전달받아 무단변속기(120)의 출력측으로 동력을 전달할 수 있다.
유압 구동부(130)는 변속 제어부(150)의 제어 하에 차량의 주행 상태 및 변속비에 따른 클러치(122) 및 풀리(123)에 유압이 형성될 수 있도록 유압을 제공할 수 있다.
검출부(140)는 변속 제어부(150)가 차량 주행상태에 따라 무단변속기(120)를 제어할 수 있도록 각종 검출값을 생성하여 변속 제어부(150)로 출력할 수 있다. 본 실시 예에서 검출부(140)는 차속 검출부(141), 풀리비 검출부(142), 엔진회전수 검출부(143), 터빈회전수 검출부(144)를 포함할 수 있다. 차속 검출부(141)는 차량의 속도를 검출할 수 있고, 풀리비 검출부(142)는 구동풀리 및 종동풀리의 회전속도 비율로서의 풀리비를 검출할 수 있으며, 엔진회전수 검출부(143)는 엔진(110)의 회전수를 검출할 수 있고, 터빈회전수 검출부(144)는 토크 컨버터(121)의 터빈회전수를 검출할 수 있다.
변속 제어부(150)는 차량의 상태에 따라 유압 구동부(130)를 제어하여 제어된 유압을 무단변속기(120)로 출력할 수 있다. 변속 제어부(150)는 실제풀리비와 목표풀리비의 차이가 설정값 이상인 경우 차량의 급감속을 판단할 수 있다. 도 2를 참조하면, 변속 제어부(150)는 차량의 주행 상태(D단)에서 브레이크 페달 감지 신호를 수신(브레이크 ON)하여, 차속이 설정치 이하이고, 실제풀리비와 목표풀리비의 차이가 설정값 이상인 경우 차량의 급감속을 판단할 수 있다. 여기서 설정값은 차량의 사양 및 설계자의 실험적 결과에 기초하여 다양하게 설계되어 미리 저장될 수 있다. 변속 제어부(150)는 차량의 급감속을 판단하면, 무단변속기(120)가 중립상태(N단)가 될 때까지 구동풀리에 연결된 전진 클러치의 유압을 해제하도록 유압 구동부(130)를 제어할 수 있다. 변속 제어부(150)는 엔진회전수 검출부(143)로부터의 엔진회전수와, 터빈회전수 검출부(144)로부터의 터빈회전수의 차이가 설정치에 도달한 경우 중립상태를 판단할 수 있다. 이는 중립상태의 경우 엔진회전수와 터빈회전수가 동일해 짐에 기인한 것이다. 또한 변속 제어부(150)는 중립상태에서의 가속 페달 감지 신호가 수신되면, 발진 시에 큰 슬립 및 충격의 발생에 대비하여, 엔진토크를 설정치 이하로 저감시킬 수 있다.
변속 제어부(150)는 실제풀리비와 목표풀리비의 차이를 지속적으로 판단하여, 실제풀리비와 목표풀리비의 차이가 설정값 미만인 경우, 차량의 정상적인 주행 상태(D단)를 판단하고, 구동풀리에 연결된 전진 클러치의 유압을 체결하고, 엔진토크의 저감을 해제할 수 있다.
이와 같이 무단변속기의 급 감속 시에 최저 풀리비로의 도달 성능을 향상시켜 재 출발 발진성을 향상시킬 수 있게 된다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 무단변속기 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 이하의 설명에서 도 1 및 도 2에 대한 설명과 중복되는 부분은 그 설명을 생략하기로 한다.
도 3을 참조하면, S310 및 S320단계에서, 무단변속기 제어 장치(100)는 실제풀리비와 목표풀리비의 차이가 설정값 이상인 경우 차량의 급감속을 판단한다.
S330단계에서, 무단변속기 제어 장치(100)는 차량의 급감속을 판단하면, 구동풀리에 연결된 전진 클러치의 유압을 해제하고, 엔진토크를 설정치 이하로 저감시킨다.
S340 및 S350단계에서, 무단변속기 제어 장치(100)는 일정 시간이 경과한 후 실제풀리비와 목표풀리비의 차이를 판단하여, 실제풀리비와 목표풀리비의 차이가 설정값 미만인 경우, 차량의 정상적인 주행 상태(D단)를 판단한다.
S360단계에서, 무단변속기 제어 장치(100)는 구동풀리에 연결된 전진 클러치의 유압을 체결하고, 엔진토크의 저감을 해제한다.
이상 설명된 본 발명에 따른 실시 예는 컴퓨터 상에서 다양한 구성요소를 통하여 실행될 수 있는 컴퓨터 프로그램의 형태로 구현될 수 있으며, 이와 같은 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터로 판독 가능한 매체에 기록될 수 있다. 이때, 매체는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM 및 DVD와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical medium), 및 ROM, RAM, 플래시 메모리 등과 같은, 프로그램 명령어를 저장하고 실행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치를 포함할 수 있다.
한편, 상기 컴퓨터 프로그램은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것이거나 컴퓨터 소프트웨어 분야의 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수 있다. 컴퓨터 프로그램의 예에는, 컴파일러에 의하여 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용하여 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드도 포함될 수 있다.
본 발명의 명세서(특히 특허청구범위에서)에서 "상기"의 용어 및 이와 유사한 지시 용어의 사용은 단수 및 복수 모두에 해당하는 것일 수 있다. 또한, 본 발명에서 범위(range)를 기재한 경우 상기 범위에 속하는 개별적인 값을 적용한 발명을 포함하는 것으로서(이에 반하는 기재가 없다면), 발명의 상세한 설명에 상기 범위를 구성하는 각 개별적인 값을 기재한 것과 같다.
본 발명에 따른 방법을 구성하는 단계들에 대하여 명백하게 순서를 기재하거나 반하는 기재가 없다면, 상기 단계들은 적당한 순서로 행해질 수 있다. 반드시 상기 단계들의 기재 순서에 따라 본 발명이 한정되는 것은 아니다. 본 발명에서 모든 예들 또는 예시적인 용어(예들 들어, 등등)의 사용은 단순히 본 발명을 상세히 설명하기 위한 것으로서 특허청구범위에 의해 한정되지 않는 이상 상기 예들 또는 예시적인 용어로 인해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다. 또한, 당업자는 다양한 수정, 조합 및 변경이 부가된 특허청구범위 또는 그 균등물의 범주 내에서 설계 조건 및 팩터에 따라 구성될 수 있음을 알 수 있다.
따라서, 본 발명의 사상은 상기 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 또는 이로부터 등가적으로 변경된 모든 범위는 본 발명의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
100: 무단변속기 제어 장치
110: 엔진
120: 무단변속기
130: 유압구동부
140: 검출부
150: 변속제어부

Claims (6)

  1. 차량의 주행상태에 따라 구동풀리 및 종동풀리의 회전에 의해 무단으로 변속이 이루어지는 무단변속기를 제어하는 장치로서,
    엔진의 회전출력에 따른 엔진토크를 상기 무단변속기로 전달하는 토크 컨버터;
    상기 무단변속기에 포함된 구동풀리 및 종동풀리의 회전속도 비율로서의 풀리비를 검출하는 풀리비 검출부; 및
    실제풀리비와 목표풀리비의 차이가 설정값 이상인 경우 상기 차량의 급감속을 판단하고, 상기 무단변속기가 중립상태가 될 때까지 상기 구동풀리에 연결된 전진 클러치의 유압을 해제하는 변속 제어부;를 포함하는, 무단변속기 제어 장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 변속 제어부는,
    상기 중립상태에서의 가속 페달 입력에 대비하여 상기 엔진토크를 설정치 이하로 저감하는, 무단변속기 제어 장치.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 변속 제어부는,
    상기 실제풀리비와 상기 목표풀리비의 차이가 설정값 미만인 경우, 상기 구동풀리에 연결된 전진 클러치의 유압을 체결하고, 상기 엔진토크의 저감을 해제하는, 무단변속기 제어 장치.
  4. 차량의 주행상태에 따라 구동풀리 및 종동풀리의 회전에 의해 무단으로 변속이 이루어지는 무단변속기를 제어하는 방법으로서,
    토크 컨버터에 의해, 엔진의 회전출력에 따른 엔진토크를 상기 무단변속기로 전달하는 단계;
    풀리비 검출부에 의해, 상기 무단변속기에 포함된 구동풀리 및 종동풀리의 회전속도 비율로서의 풀리비를 검출하는 단계; 및
    변속 제어부에 의해, 실제풀리비와 목표풀리비의 차이가 설정값 이상인 경우 상기 차량의 급감속을 판단하고, 상기 무단변속기가 중립상태가 될 때까지 상기 구동풀리에 연결된 전진 클러치의 유압을 해제하는 단계;를 포함하는, 무단변속기 제어 방법.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 변속 제어부에 의해, 상기 중립상태에서의 가속 페달 입력에 대비하여 상기 엔진토크를 설정치 이하로 저감하는 단계;를 더 포함하는, 무단변속기 제어 방법.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 변속 제어부에 의해, 상기 실제풀리비와 상기 목표풀리비의 차이가 설정값 미만인 경우, 상기 구동풀리에 연결된 전진 클러치의 유압을 체결하고, 상기 엔진토크의 저감을 해제하는 단계;를 더 포함하는, 무단변속기 제어 방법.
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