KR101325823B1

KR101325823B1 - 차량용 무단 변속기 제어방법

Info

Publication number: KR101325823B1
Application number: KR1020110106081A
Authority: KR
Inventors: 심장선
Original assignee: 주식회사 현대케피코
Priority date: 2011-10-17
Filing date: 2011-10-17
Publication date: 2013-11-05
Also published as: KR20130041673A

Abstract

본 발명은 벨트식 무단 변속기와 함께 부변속기를 구비하는 차량용 무단 변속기의 제어방법에 관한 것으로, 본 발명의 일실시예에 의하면, 벨트식 무단 변속기와, 상기 벨트식 무단 변속기와 연결되며 전진용 변속단으로서 제1변속단과 상기 제1변속단보다 변속비가 작은 제2변속단을 포함하는 부변속기로 이루어지는 차량용 무단 변속기의 제어방법에 있어서, 상기 부변속기의 변속이 이루어지는 모드 변환 변속시, 상기 벨트식 무단 변속기의 실제 변속비에 의해 상기 부변속기의 목표 변속비가 정해지며, 벨트식 무단 변속기와 부변속기의 변속비 변화가 서로 긴밀하게 제어되어 모드 변환 변속시 변속 쇼크를 방지할 수 있는 차량용 무단 변속기 제어방법이 제공된다.

Description

차량용 무단 변속기 제어방법{Control method of continuously variable transmission for vehicle}

본 발명은 차량용 무단 변속기의 제어방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 벨트식 무단 변속기와 함께 부변속기를 구비하는 차량용 무단 변속기의 제어방법에 관한 것이다.

벨트식 무단 변속기(이하, '배리에이터'라 한다)는 홈 폭의 변경이 가능한 두 개의 풀리와 이 풀리 사이에 걸어서 감은 벨트를 구비하고, 각각의 풀리에 공급되는 유압에 의해 풀리의 홈 폭이 변경됨으로써 변속비를 무단으로 변화시킬 수 있는 변속기이다.

배리에이터는 통상의 유단 변속기에 비해 엔진의 작동점을 보다 효율이 높은 조건으로 사용할 수 있어 차량의 연비 향상을 기대할 수 있으며, 무단 변속기를 장착한 차량에서 변속 범위를 확대하면 더 좋은 동력 성능과 효율을 구할 수 있다.

그러나, 기존의 배리에이터에서 변속 범위를 확대하기 위해서는 풀리의 직경을 크게 하면 되나, 이 경우 배리에이터의 크기가 커지기 때문에 오히려 효율이 나빠질 수 있다.

따라서, 한국등록특허 제10-0490639호(특허문헌 1)에서는 배리에이터의 전단 혹은 후단에 전진 2단 이상의 부변속기를 설치하여 운전 조건에 따라 부변속기의 변속단을 변경하도록 구성함으로써 차량의 변속 범위를 확대하고 있다.

이때, 부변속기가 1단 기어(저속모드)에서 2단 기어(고속모드)로 모드 변환 변속하면, 배리에이터와 부변속기를 포함한 무단 변속기의 전체 변속비가 변화됨에 따라 변속 쇼크가 발생한다.

따라서, 부변속기가 고단으로 변속하는 것에 대응하여, 배리에이터의 변속비를 부변속기의 변속비가 변화하는 방향과 반대방향으로 즉, 저단으로 변경함으로써 전체 변속비가 일정하게 유지되도록 제어할 필요가 있다.

이는 부변속기가 2단 기어에서 1단 기어로 변속하는 경우에도 마찬가지이며, 배리에이터의 변속비가 저단에서 고단으로 변경됨으로써 전체 변속비가 일정하게 유지되어야 한다.

종래에는, 모드 변환 변속시 부변속기 변속비의 변화로부터 배리에이터 변속비의 목표값을 산출하고, 배리에이터가 저단 또는 고단으로 변속되도록 하였다.

그러나 이때, 배리에이터의 변속 속도가 부변속기의 변속 속도보다 느리기 때문에, 부변속기의 변속이 끝나더라도 배리에이터의 변속이 목표값으로 도달하지 않는 경우가 발생하여 전체 변속비가 일정하게 유지되지 않는 문제가 있다.

특허문헌 1 : 한국등록특허 제10-0490639호

본 발명은 상술한 바와 같은 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 일실시예는, 모드 변환 변속시 배리에이터의 실제 변속비에 의해 부변속기의 목표 변속비가 정해지고, 부변속기의 목표 변속비와 실제 변속비의 오차를 이용한 피드백 제어에 의해 부변속기의 작동 유압을 제어하는, 차량용 무단 변속기 제어방법의 제공을 목적으로 한다.

또한, 피드백 제어의 게인값을 부변속기 변속비의 피드백 에러값과, 배리에이터 변속비의 피드백 에러값, 그리고 부변속기의 기어 변경 정도에 의해 조절하는 어댑티브 피드백 제어 방법의 제공을 목적으로 한다.

본 발명의 바람직한 일실시예에 의하면, 벨트식 무단 변속기와, 상기 벨트식 무단 변속기와 연결되며 전진용 변속단으로서 제1변속단과 상기 제1변속단보다 변속비가 작은 제2변속단을 포함하는 부변속기로 이루어지는 차량용 무단 변속기의 제어방법에 있어서, 상기 부변속기의 변속이 이루어지는 모드 변환 변속시, 상기 벨트식 무단 변속기의 실제 변속비에 의해 상기 부변속기의 목표 변속비가 정해지는 것을 특징으로 하는 차량용 무단 변속기 제어방법이 제공된다.

이때, 상기 벨트식 무단 변속기와 상기 부변속기를 포함하는 변속기의 전체 목표 변속비를 상기 벨트식 무단 변속기의 실제 변속비로 나눠서 상기 부변속기의 목표 변속비를 구하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 벨트식 무단 변속기의 변속비 변경은, 상기 벨트식 무단 변속기의 목표 변속비와 실제 변속비의 오차를 이용하여 PI 제어기를 통해 피드백 제어된다.

아울러, 상기 부변속기의 변속비 변경은, 상기 부변속기의 목표 변속비와 실제 변속비의 오차를 이용하여 PI 제어기를 통해 피드백 제어된다.

이때, 상기 벨트식 무단 변속기의 변속비 오차, 상기 부변속기의 변속비 오차, 및 상기 부변속기의 변속 진행 정도가 게인 스케쥴러에 입력되고, 상기 게인 스케쥴러에 의해 상기 부변속기의 변속비 변경을 제어하는 PI 제어기의 게인값이 조절된다.

한편, 벨트식 무단 변속기와, 상기 벨트식 무단 변속기와 연결되며 전진용 변속단으로서 제1변속단과 상기 제1변속단보다 변속비가 작은 제2변속단을 포함하는 부변속기로 이루어지는 차량용 무단 변속기의 제어방법에 있어서, 차량의 운전상태에 따라 요구되는 상기 벨트식 무단 변속기 및 상기 부변속기 전체의 변속비를 전체 목표 변속비로 설정하는 전체 목표 변속비 설정 단계; 상기 전체 목표 변속비가 모드 변환 변속비를 가로질러 변화하는지 판단하는 모드 변환 판단 단계; 상기 전체 목표 변속비가 모드 변환 변속비를 가로질러 변화하는 경우, 부변속기의 변속단 변경방법을 판단하는 부변속기 변속 판단 단계; 상기 부변속기 변속 판단 단계에서 판단된 변속단 변경에 의해 상기 부변속기의 입력속도가 변화하는지 판단하는 이너셔 페이즈(Inertia Phase) 판단 단계; 상기 이너셔 페이즈 판단 단계에서 이너셔 페이즈로 판단되면, 상기 벨트식 무단 변속기의 목표 변속 특성을 설정하는 배리에이터 변속 특성 설정 단계; 및 상기 부변속기의 변속단 변경과, 상기 부변속기의 변속비가 변화되는 방향과 반대되는 방향으로 상기 벨트식 무단 변속기의 변속비 변경이 PI 제어되는 협조제어 단계;를 포함하는 차량용 무단 변속기 제어방법이 제공된다.

본 발명의 일실시예에 따른 차량용 무단 변속기 제어방법에 의하면, 배리에이터와 부변속기를 PI 제어기로 피드백 제어하고 특히, 부변속기 제어에 있어서 게인 스케쥴러를 이용하여, 배리에이터의 변속비 오차와 부변속기의 기어 변경 진행 정도가 고려된 어댑티브 PI 제어기를 사용함으로써, 배리에이터 변속과 부변속기의 변속이 서로 긴밀하게 제어되어, 모드 변환 변속시 변속 쇼크를 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 무단 변속기의 개략 구성도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 변속기 컨트롤러의 내부 구성을 도시한 블록도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 무단 변속기의 변속 맵을 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 무단 변속기 제어방법의 순서도.
도 5는 이너셔 페이즈에서 배리에이터와 부변속기의 목표 변속비 및 실제 변속비의 변화를 도시한 도면.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 배리에이터와 부변속기의 PI 제어방법을 도시한 블록도.

이하, 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 무단 변속기 제어방법의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.

또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 하여 내려져야 할 것이다.

아울러, 아래의 실시예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것이 아니라 본 발명의 청구범위에 제시된 구성요소의 예시적인 사항에 불과하며, 본 발명의 명세서 전반에 걸친 기술사상에 포함되고 청구범위의 구성요소에서 균등물로서 치환 가능한 구성요소를 포함하는 실시예는 본 발명의 권리범위에 포함될 수 있다.

한편, 이하의 설명에 있어서 어떤 변속기의 '변속비'는 당해 변속기의 입력 회전 속도를 당해 변속기의 출력 회전 속도로 나눠서 얻어지는 값을 가리킴을 미리 밝혀둔다.

실시예

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 무단 변속기의 개략 구성도이며,도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 변속기 컨트롤러의 내부 구성을 도시한 블록도이다.

차량은 동력원으로서 엔진(1)을 구비하며, 엔진(1)의 출력 회전은 로크 업 클러치를 구비한 토크 컨버터(2), 제1기어열(3), 무단 변속기(이하, 변속기)(4), 제2기어열(5), 종감속 장치(6)를 통하여 구동륜(7)으로 전달된다. 제2기어열(5)에는 주차시에 변속기(4)의 출력축을 기계적으로 회전 불가능하게 록킹하는 파킹 기구(8)가 설치되어 있다.

또한, 차량에는 엔진(1)의 동력 일부를 이용하여 구동되는 오일 펌프(10)와, 오일 펌프(10)로부터의 유압을 조절하여 변속기(4)의 각 부위로 공급하는 유압 제어 회로(11)와, 유압 제어 회로(11)를 제어하는 변속기 컨트롤러(12)가 설치되어 있다. 이때, 유압 제어 회로(11)와 변속기 컨트롤러(12)가 변속 제어 수단을 구성한다.

변속기(4)는 벨트식 무단 변속기(이하, '배리에이터')(20)와, 배리에이터(20)에 직렬로 설치되는 부변속기(30)를 포함한다.

부변속기(30)는 예를 들어 도 1에 도시된 바와 같이 배리에이터(20)의 출력축에 직접 접속되어 있어도 좋고, 그 밖의 변속 또는 동력 전달 기구(예를 들어, 기어열)를 통하여 접속되어 있어도 좋다. 혹은, 부변속기(30)가 배리에이터(20)의 전단(입력축측)에 접속되어 있어도 좋다.

배리에이터(20)는 프라이머리 풀리(21), 세컨더리 풀리(22), 및 이들 사이에 걸쳐 감긴 V벨트(23)를 구비한다. 각각의 풀리(21,22)는 고정 원추판과, 이 고정 원추판에 대하여 쉬브(sheave)면을 대향시킨 상태로 배치되어 고정 원추판 사이에 V홈을 형성하는 가동 원추판과, 이 가동 원추판의 배면에 설치되어 가동 원추판을 축 방향으로 변위시키는 유압 실린더(23a,23b)를 구비한다. 이때, 유압 실린더(23a,23b)로 공급되는 유압을 조정하면 V홈의 폭이 변화되어 V벨트(23)와 각각의 풀리(21,22) 간의 접촉 반경이 변화되어 배리에이터(20)의 변속비가 무단계로 변화하게 된다.

부변속기(30)는 전진 2단 이상(예를 들어, 전진 2단 및 후진 1단)의 변속기로서, 예를 들어 2개의 유성 기어의 캐리어를 연결한 라비뇨형 유성 기어 기구(31)와, 라비뇨형 유성 기어 기구(31)를 구성하는 복수의 회전 요소에 접속되어, 그들 연계 상태를 변경하는 복수의 마찰 체결 요소(Low 브레이크(32), High 클러치(33), Rev 브레이크(34))를 구비한다.

각각의 마찰 체결 요소(32~34)로의 공급 유압을 조절하여 각 마찰 체결 요소(32~34)의 체결·해방 상태를 변경하면 부변속기(30)의 변속단이 변경된다.

예를 들어, Low 브레이크(32)를 체결하고 High 클러치(33)와 Rev 브레이크(34)를 해방하면 부변속기(30)의 변속단은 1속으로 된다. High 클러치(33)를 체결하고 Low 브레이크(32)와 Rev 브레이크(34)를 해방하면 부변속기(30)의 변속단은 1속보다 변속비가 작은 2속으로 된다. 또한, Rev 브레이크(34)를 체결하고 Low 브레이크(32)와 High 클러치(33)를 해방하면 부변속기(30)의 변속단은 후진으로 된다. 한편, 이하의 설명에서 부변속기(30)의 변속단이 1속인 것을 '저속모드'로 표현하고, 부변속기(30)의 변속단이 2속인 것을 '고속모드'로 표현하기로 한다.

변속기 컨트롤러(12)는, 도 2에 도시된 바와 같이 CPU(121)와, RAM·ROM으로 이루어지는 기억장치(122)와, 입력 인터페이스(123)와, 출력 인터페이스(124)와, 이들을 서로 접속하는 버스(125)로 구성된다.

입력 인터페이스(123)에는 엔진(1)의 스로틀 밸브의 개도량(APS)을 검출하는 스로틀 개도량 센서(41)의 출력신호, 변속기(4)의 입력 회전 속도(프라이머리 풀리의 회전 속도 ; Npri)를 회전 속도 센서(42)의 출력신호, 차량의 주행속도(VSP)를 검출하는 차속센서(43)의 출력신호, 변속기(4)의 유온(oil temperature)을 검출하는 유온센서(44)의 출력신호, 변속기 셀렉트 레버의 위치를 검출하는 인히비터 스위치(45)의 출력신호 등이 입력된다.

기억장치(122)에는 변속기(4)의 변속 제어 프로그램과, 이 변속 제어 프로그램에서 사용하는 변속 맵(도 3 참조)이 저장되어 있다. CPU(121)는 기억장치(122)에 저장되어 있는 변속 제어 프로그램을 판독하여 실행하고, 입력 인터페이스(123)를 통해 입력되는 각종 신호를 연산 처리하여 변속 제어 신호를 생성하고, 생성된 변속 제어 신호를 출력 인터페이스(124)를 통해 유압 제어 회로(11)로 출력한다. CPU(121)가 연산 처리에서 사용하는 각종 값, 그 연산 결과는 기억장치(122)에 저장된다.

유압 제어 회로(11)는 복수의 유로, 복수의 유압 제어 밸브로 구성된다. 유압 제어 회로(11)는 변속기 컨트롤러(12)로부터의 변속 제어 신호에 기초하여, 복수의 유압 제어 밸브를 제어하여 유압의 공급 경로를 절환하는 동시에 오일 펌프(10)에서 발생한 유압을 변속기(4)의 각 부위로 공급한다. 이에 의해, 배리에이터(20)의 변속비와, 부변속기(30)의 변속단이 변경되어, 최종적으로 변속기(4)의 변속이 실시된다.

배리에이터(20)의 전달 효율은 변속비가 1.0일 때에 가장 좋다. 이것은, 배리에이터(20)의 변속비가 1.0으로부터 변속비가 커지는 쪽(이하, '변속비 대측') 혹은 변속비가 작아지는 쪽(이하, '변속비 소측')으로 어긋나면 V벨트(23)와의 접촉 반경이 감소되는 풀리에 있어서의 풀리와 벨트 사이의 마찰 증대량이 V벨트(23)와의 접촉 반경이 증대되는 풀리에 있어서의 풀리와 벨트 사이의 마찰 감소량보다도 크기 때문에, 전체적으로 풀리와 벨트 사이의 마찰이 증대되어 배리에이터(20)의 전달 효율이 나빠지기 때문이다.

변속기 컨트롤러(12)는 배리에이터(20)의 전달 효율 특성을 고려하여, 배리에이터(20)의 전달 효율이 가장 좋아지는 변속비 1.0의 근방에서 사용되는 빈도가 높아지도록, 차량의 운전조건[차속(VSP), 프라이머리 풀리 회전속도(Npri), 스로틀 개도량(APS)]에 기초하여, 배리에이터(20), 부변속기(30)의 변속을 실시한다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 무단 변속기의 변속 맵을 도시한 도면이다.

이 변속 맵에서는 변속기(4)의 동작점이 차속(VSP)과 프라이머리 풀리 회전 속도(Npri)에 기초하여 결정된다. 변속기(4)의 동작점과 변속 맵의 영점을 연결하는 선의 기울기가 변속기(4)의 변속비를 나타내고 있다. 이때 변속기(4)의 변속비는, 배리에이터(20)의 변속비에 부변속기(30)의 변속비를 곱하여 얻어지는 전체 변속비(TotalRatio)이다.

그리고, 차속(VSP)과 스로틀 개도량(APS)에 의해 프라이머리 풀리 목표 회전 속도가 결정되고, 현재 변속기(4)의 출력속도로 나누면 전체 목표 변속비(TotalRatio_Tar)가 얻어진다.

한편, 도 3에는 일 예로서 파셜선(APS=4/8)만이 도시되어 있으나, 이 변속 맵에는, 종래의 벨트식 무단 변속기의 변속 맵과 마찬가지로, 스로틀 개도량(APS)마다 변속선이 설정되어 있으며, 변속기(4)의 변속은 스로틀 개도량(APS)에 따라 선택되는 변속선에 따라 행하여진다.

변속기(4)가 저속모드일 때, 변속기(4)는 배리에이터(20)의 변속비를 최대로 하여 얻어지는 저속모드 최저선과, 배리에이터(20)의 변속비를 최소로 하여 얻어지는 저속모드 최고선 사이에서 변속할 수 있다. 이때 변속기(4)의 동작점은 A 영역과 B 영역 내를 이동한다.

한편, 변속기(4)가 고속모드일 때, 변속기(4)는 배리에이터(20)의 변속비를 최대로 하여 얻어지는 고속모드 최저선과 배리에이터(20)의 변속비를 최소로 하여 얻어지는 고속모드 최고선 사이에서 변속할 수 있다. 이때 변속기(4)의 동작점은 B 영역과 C 영역 내를 이동한다.

부변속기(30)의 각 변속단의 변속비는, 저속모드 최고선에 대응하는 변속비(저속모드 최고 변속비)가 고속 모드 최저선에 대응하는 변속비(고속모드 최저 변속비)보다 작아지도록 설정된다. 이에 따라, 저속모드에서 취할 수 있는 변속기(4)의 전체 변속비의 범위인 저속모드 범위와, 고속모드에서 취할 수 있는 변속기(4)의 전체 변속비의 범위인 고속모드 범위가 부분적으로 중복되어, 변속기(4)의 동작점이 고속모드 최저선과 저속모드 최고선 사이에 있는 B 영역에 있을 때는 변속기(4)가 저속모드와 고속모드 중 어떤 모드도 선택 가능하게 되어 있다.

또한, 이 변속 맵 상에는 부변속기(30)의 변속을 행하는 모드 변환 변속선(부변속기의 1-2 변속선)이 고속모드 최저선과 저속모드 최고선의 중간으로 설정되어 있다.

모드 변환 변속선에 대응하는 전체 변속비[이하, '모드 변환 변속비(MCratio)']는 고속모드 최저 변속비와 저속모드 최고 변속비의 중간값이며, 예를 들어 고속모드 최저 변속비와 저속모드 최고 변속비를 더해서 2로 나눈 값이다.

그리고, 변속기(4)의 동작점이 모드 변환 변속선을 가로지른 경우, 즉 변속기(4)의 전체 변속비(TotalRatio)가 모드 변환 변속선을 가로질러 변화된 경우에는 변속기 컨트롤러(12)가 모드 변환 변속 제어를 행한다. 이 모드 변환 변속 제어에서는 변속기 컨트롤러(12)가 부변속기(30)의 변속을 행하는 동시에, 배리에이터(2)의 변속비를 부변속기(30)의 변속비가 변화되는 방향과 반대 방향으로 변경한다.

예를 들어, 변속기(4)의 전체 변속비(TotalRatio)가 모드 변환 변속비(MCratio)보다 큰 상태로부터 작은 상태로 되었을 때에는 변속기 컨트롤러(12)가 부변속기(30)의 변속단을 1속으로부터 2속으로 변경(부변속기 1→2 변속)하는 동시에, 배리에이터(20)의 변속비를 변속비 대측으로 변경한다. 반대로, 변속기(4)의 전체 변속비(TotalRatio)가 모드 변환 변속비(MCratio)보다 작은 상태로부터 큰 상태로 되었을 때에는 변속기 컨트롤러(12)가 부변속기(30)의 변속단을 2속으로부터 1속으로 변경(부변속기 2→1 변속)하는 동시에, 배리에이터(20)의 변속비를 변속비 소측으로 변경한다.

모드 변환 변속시, 배리에이터(20)의 변속비를 부변속기(30)의 변속비 변화와 반대 방향으로 변화시키는 것은, 변속기(4) 전체 변속비의 단차에 의해 발생하는 입력 회전의 변화에 따라, 운전자가 느끼는 위화감을 억제하기 위함이다.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 무단 변속기 제어방법의 순서도이다. 이하, 도 4를 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 무단 변속기 제어방법을 단계별로 설명하기로 한다.

운전상태 정보 판독 단계( S10 ):

운전상태 정보 판독 단계(S10)에서는 변속기 컨트롤러(12)가 각종 센서로부터 프라이머리 풀리 회전 속도(Npri), 세컨더리 풀리 회전 속도(Nsec), 변속기 출력 속도(No), 차속(VSP), 스로틀 개도량(APS), 엔진 토크(Te)에 대한 정보를 전송받아 판독한다.

전체 목표 변속비 설정 단계( S20 ):

운전상태 정보 판독 단계(S10)에서 획득한 정보 즉, 프라이머리 풀리 회전 속도(Npri) 및 차속(VSP)과, 기억장치(122)에 저장되어 있는 변속 맵(도 3 참조)을 이용하여, 현재의 운전상태로부터 다음에 달성해야 할 변속비인 전체 목표 변속비(TotalRatio_Tar)를 산출한다.

모드 변환 판단 단계( S31 , S32 ):

변속기 컨트롤러(12)에서, 변속기(4)의 전체 변속비가 모드 변환 변속비(MCratio)를 가로지르는지 판단한다. 이 판단은, 전체 목표 변속비를 모드 변환 변속비와 비교함으로써 이루어진다.

부변속기 변속 판단 단계( S41 , S42 ):

변속기(4)의 전체 목표 변속비(TotalRatio_Tar)가 모드 변환 변속비(MCratio)를 거쳤을 때 모드 변환 변속이 발생하며, 부변속기(30)의 변속단 변경방법이 판단된다. 예를 들어, 전체 목표 변속비가 모드 변환 변속비보다 작다고 판단되면(S31), 부변속기(30)의 변속단은 1속으로부터 2속으로 변경되어야 하는 것으로 판단된다(S41). 또한, 전체 목표 변속비가 모드 변환 변속비보다 크다고 판단되면(S32), 부변속기(30)의 변속단은 2속으로부터 1속으로 변경되어야 하는 것으로 판단된다(S42).

한편, 모드 변환 판단 단계(S31,S32)에서, 전체 목표 변속비가 모드 변환 변속비와 동일하면, 변속기 컨트롤러(12)가 부변속기(30)의 변속단 변경을 행하지 않으므로, 배리에이터(20)의 통상적인 변속만이 수행된다.

즉, 배리에이터(20)의 목표 변속비를 설정하고(S80), 배리에이터(20)의 변속을 제어한다(S90).

이너셔 페이즈 ( Inertia Phase ) 판단 단계( S51 , S52 ):

부변속기(30)의 입력 속도인 세컨더리 풀리 회전 속도(Nsec)가 부변속기(30)의 변속에 의해 실제 변화되는 이너셔 페이즈(Inertia Phase)인지를 판단한다.

이너셔 페이즈가 아니라면, 전술한 부변속기 변속 판단 단계로 다시 돌아가고, 이너셔 페이즈라면 다음 단계로 진행한다.

배리에이터 변속 특성 설정 단계( S61 , S62 ):

이너셔 페이즈 판단 단계(S51,S52)에서 이너셔 페이즈가 판단되면, 전체 목표 변속비와 부변속기(30)의 변속 후 변속비에 기초하여, 모드 변환 변속 완료 후에 배리에이터(20)가 달성해야 할 변속비인 배리에이터 목표 변속비를 산출한다.

그리고, 배리에이터(20)의 현재 변속비와 목표 변속비의 편차에 기초하여, 부변속기(30)의 변속이 완료되었을 때에 배리에이터(20)의 변속비가 배리에이터(20)의 목표 변속비가 되도록 배리에이터(20)의 목표 변속 특성을 설정하는데, 스로틀 개도 변화량(ΔAPS)과 부변속기 입력 속도(Nsec)에 의해 배리에이터(20)의 목표 변속 시간, 변속 속도 증감과 같은 배리에이터(20)의 목표 변속 특성을 설정할 수 있다.

이때, 부변속기(30)의 목표 변속 시간은 고정값으로 해도 좋고, 차속(VSP), 엔진 토크(Te), 부변속기(30) 입력 속도(Nsec)에 따라 변경되도록 하여도 좋으며, 배리에이터(20)의 변속비는 전체 변속비와, 부변속기(30)의 변속단의 변속비에 기초하여 산출될 수 있다.

협조제어 단계( S71 , S72 ):

협조제어 단계에서는 변속기 컨트롤러(12)에 의해 부변속기(30)의 변속 및 배리에이터(20)의 변속이 개시된다.

즉, 부변속기(30)의 변속단이 1속으로부터 2속으로 변경된 경우에는 배리에이터(20)의 변속비가 변속비 대측으로 변경되고(S71), 부변속기(30)의 변속단이 2속에서 1속으로 변경된 경우에는 배리에이터(20)의 변속비가 변속비 소측으로 변경된다(S72).

이때, 배리에이터 변속 특성 설정 단계(S61,S62)에서 설정한 변속 특성에 따라 배리에이터(20)를 변속시킴으로써, 부변속기(30)의 변속 완료와 동시에 배리에이터(20)의 변속도 완료된다.

도 5와 도 6은 이러한 협조제어의 구체적인 내용을 도시한 것으로, 도 5는 이너셔 페이즈에서 배리에이터와 부변속기의 목표 변속비 및 실제 변속비의 변화를 도시한 도면이고, 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 배리에이터와 부변속기의 PI 제어방법을 도시한 블록도이다.

배리에이터(20)는 미리 계산된 배리에이터(20)의 목표 변속비(Rtarv)와 배리에이터(20)의 실제 변속비(Rreav)의 오차(Errv)를 이용하여 PI 제어기(PI controller)로 피드백(feed-back) 제어한다.

이때, 부변속기(30)는 미리 계산된 배리에이터(20)의 실제 변속비(Rreav)를 전체 목표 변속비(TotalRatio_Tar)에 나눠서 부변속기(30)의 목표 변속비(Rtarc)를 구하고, 배리에이터(20) 변속비 제어와 같이 부변속기(30)의 실제 변속비(Rreac)와 오차(Errc)를 이용하여 PI 제어기로 피드백 제어한다.

이때, 부변속기(30)의 정확한 제어를 위해, 부변속기(30)의 오차(Errc)와 배리에이터(20)의 오차, 부변속기(30)의 기어변경의 진행 정도(Hsyc)를 이용하여 게인 스케쥴러(Gain Scheduler)에 의해 PI 제어기의 게인값을 조절하는 제어를 구현한다.

1 : 엔진
4 : 변속기
10 : 오일 펌프
11 : 유압 제어 회로
12 : 변속기 컨트롤러
20 : 배리에이터
21 : 프라이머리 풀리
22 : 세컨더리 풀리
23 : V벨트
23a,23b : 유압 실린더
30 : 부변속기

Claims

벨트식 무단 변속기와, 상기 벨트식 무단 변속기와 연결되며 전진용 변속단으로서 제1변속단과 상기 제1변속단보다 변속비가 작은 제2변속단을 포함하는 부변속기로 이루어지는 차량용 무단 변속기의 제어방법에 있어서,
상기 부변속기의 변속이 이루어지는 모드 변환 변속시, 상기 벨트식 무단 변속기의 실제 변속비에 의해 상기 부변속기의 목표 변속비가 정해지며,
상기 벨트식 무단 변속기의 변속비 변경은, 상기 벨트식 무단 변속기의 목표 변속비와 실제 변속비의 오차를 이용하여 PI 제어기를 통해 피드백 제어되는 것을 특징으로 하는 차량용 무단 변속기 제어방법.
청구항 1에 있어서,
상기 벨트식 무단 변속기와 상기 부변속기를 포함하는 변속기의 전체 목표 변속비를 상기 벨트식 무단 변속기의 실제 변속비로 나눠서 상기 부변속기의 목표 변속비를 구하는 것을 특징으로 하는 차량용 무단 변속기 제어방법.
삭제
청구항 1에 있어서,
상기 부변속기의 변속비 변경은, 상기 부변속기의 목표 변속비와 실제 변속비의 오차를 이용하여 PI 제어기를 통해 피드백 제어되는 것을 특징으로 하는 차량용 무단 변속기 제어방법.
청구항 4에 있어서,
상기 벨트식 무단 변속기의 변속비 오차, 상기 부변속기의 변속비 오차, 및 상기 부변속기의 변속 진행 정도가 게인 스케쥴러에 입력되고, 상기 게인 스케쥴러에 의해 상기 부변속기의 변속비 변경을 제어하는 PI 제어기의 게인값이 조절되는 것을 특징으로 하는 차량용 무단 변속기 제어방법.
벨트식 무단 변속기와, 상기 벨트식 무단 변속기와 연결되며 전진용 변속단으로서 제1변속단과 상기 제1변속단보다 변속비가 작은 제2변속단을 포함하는 부변속기로 이루어지는 차량용 무단 변속기의 제어방법에 있어서,
차량의 운전상태에 따라 요구되는 상기 벨트식 무단 변속기 및 상기 부변속기 전체의 변속비를 전체 목표 변속비로 설정하는 전체 목표 변속비 설정 단계;
상기 전체 목표 변속비가 모드 변환 변속비를 가로질러 변화하는지 판단하는 모드 변환 판단 단계;
상기 전체 목표 변속비가 모드 변환 변속비를 가로질러 변화하는 경우, 부변속기의 변속단 변경방법을 판단하는 부변속기 변속 판단 단계;
상기 부변속기 변속 판단 단계에서 판단된 변속단 변경에 의해 상기 부변속기의 입력속도가 변화하는지 판단하는 이너셔 페이즈(Inertia Phase) 판단 단계;
상기 이너셔 페이즈 판단 단계에서 이너셔 페이즈로 판단되면, 상기 벨트식 무단 변속기의 목표 변속 특성을 설정하는 배리에이터 변속 특성 설정 단계; 및
상기 부변속기의 변속단 변경과, 상기 부변속기의 변속비가 변화되는 방향과 반대되는 방향으로 상기 벨트식 무단 변속기의 변속비 변경이 PI 제어되는 협조제어 단계;를 포함하는 차량용 무단 변속기 제어방법.