밸브바디의 유압특성을 고려한 자동변속기의 동적성능해석

Abstract

최근 자동차 산업의 이슈는 친환경이다. 점점 강화되는 환경규제를 만족시키기 위해 자동차 제조사들은 차량의 연비향상과 성능개선을 목표로 다양한 노력들을 하고 있다. 본 연구는 자동변속기와 밸브바디의 작동 메커니즘을 분석하여 연비향상과 장착 차량의 구동성능을 개선할 수 있는 방안에 대해 논의하였다. 연구대상은 전륜 6단 자동변속기로 마쯔다 차량에 탑재되는 FW6A 모델이다. 제시된 변속기를 차량에 탑재하였을 때 차량이 발휘할 수 있는 구동성능을 검증하고자 파워트레인 모델링을 실시하였고, 차량 파워트레인 시뮬레이터를 구성하여 해당 차량의 가상 모의주행을 실시하였다. 이 과정에서 밸브바디 분석과 유압회로도 구현을 통해 유압제어시스템이 기어변속과 연비에 미치는 영향을 알아보았다. 파워트레인 모델은 엔진, 토크컨버터, 다판클러치, 변속기, 드라이브 액슬, 타이어, 주행저항으로 구성하였다. 각각의 모델은 차량동역학과 본드그래프를 이용하여 작동 메커니즘을 운동방정식으로 유도하였다. 변속기 기어박스의 경우에는 정상상태와 과도상태를 따로 나누어 각 속도단별로 운동방정식을 유도하였다. 기어변속은 특징별로 3가지 주행모드(파워, 노멀, 이코노믹)에 따라 시뮬레이션이 진행될 수 있도록 변속스케줄을 구성하였고, 시뮬레이터는 MATLAB/SIMULINK를 기반으로 개발하였다. 개발한 시뮬레이터를 이용해 시뮬레이션을 진행한 결과, 차량의 동적성능과 변속특징을 확인할 수 있었고, 유압제어시스템이 연비에 미치는 영향도 파악할 수 있었다.