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│o 최근 소형승용차에서 대형승용차에 이르기 까지 보편화되어 │
│ 있는 자동변속기는 자동차의 연비 및 가속성능의 향상과 편리성 │
│ 및 주행승차감에 대한 운전자 요구사항의 증대로 기술개발이 │
│ 치열하게 전개되고 있는 자동차의 핵심기술로서 │
│ │
│ - 연비 및 가속성능을 향상시키기 위한 변속의 다단화 │
│ - 최적의 변속점을 제어하고 엔진과의 통합설계를 위한 전자화 및 │
│ - 운전자의 운전경향 및 작동환경을 퍼지(fuzzy)와 인공지능을 │
│ 이용해 변속에 반영하는 변속제어 알고리즘의 실용화가 빠른 │
│ 속도로 진행되고 있음 │
│ │
│o 소형승용차의 경우 연비면에서 우수한 무단변속기에 대한 연구 및 │
│ 장착이 증가할 것으로 전망됨 │
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1. 자동변속기의 개요

o 자동변속기는 수동변속기의 클러치 페달 및 기어변속 조작을 자동화
시킨 것으로 토오크컨버터, 유성기어열, 마찰요소 및 이것을 작동
시키기 위한 유압 및 전자제어기구로 구성되어 있음.

※ 자동차변속기는 엔진의 동력을 자동차가 중립, 후진, 및 전진할 수
있도록 회전 토크 및 속도를 가변시켜 주는 장치로서 수동변속기와
자동변속기(무단변속기 포함)로 대별할 수 있음.

o 현재 승용차의 자동변속기 장착률이 미국과 일본은 90년 기준으로 각
각 95%, 75%에 달하였으며, 우리나라는 90년 30%에서 2000년 70.7%로
꾸준히 증가하고 있음.

o 자동변속기 발전과정

- 1933년 : Red사(美)가 건식 마찰클러치와 원심력에 의해 변속되는
유성기어를 결합하여 자동적으로 변속이 이루어지는
변속기에 대한 최초의 양산이 이루어짐
- 1938년 : Chrysler(美)가 유체커플링을 사용한 Fluid Drive라는
자동 변속기 개발
- 1940년 : General Motors(美)는 유체커플링과 4속의 유성기어를
결합한 Hydra-Matic이라는 완전자동변속기 개발
- 1950년 : Borg-Warner사(獨)는 lock-up클러치가 장착된 토오크컨버
터를 사용한 3속 자동변속기를 개발
- 1980년 : Ford(美)는 overdrive변속단을 가진 4속의 변속기 개발
- 1987년 : Chrysler(美)는 전자제어식 lock-up클러치를 장착한 자동
변속기 개발
- 1989년 : · Nissan(日)은 1속기어비가 크고 출발가속성을 향상시킨
5단 자동변속기 실용화
· 벤츠(獨)는 오버드라이브 기어비를 추가한 5단 자동
변속기 개발
- 1990년대 이후:자동변속기의 경량화 및 컴팩트화, Direct control
System, 엔진과 변속기의 종합제어, 운전자의 경향
및 작동환경을 Fuzzy 추론에 의한 변속제어 등의
연구가 진행중임

2. 기술개발동향

가. 국내기술개발동향

1) 현황

국내의 자동변속기 개발은 90년대에 들어서 생산수량이 많은
중형급 자동차에 사용되는 4단 변속기에 대해서 이루어지고,
소형차에 주로 사용되는 3단 변속기나, 고급형 중대형차에서
사용되는 5단 변속기는 외국의 설계를 도입하여 국내 생산하거나,
완성품을 도입하여 채용하는 수준이고, 최근에 와서 연구개발하고
있는 중임

2) 기술개발동향

o 자동차 회사 개발현황(표1 참조)
o 기술과제연구
- 차세대자동차 기술개발사업
·주관 : 서울대 정밀기계설계공동연구소
·과제 : 변속기 기반기술(변속특성이 우수하며 가속성능과
연료소비율이 최적화된 변속알고리즘의 개발 및
유압클러치시스템과 자동변속기제어장치의 구현)
- 중기거점사업(2건)
·주관 : 한국파워트레인(주)/자동차부품연구원
·과제 : 중대형 승용차용 토오크컨버터 설계 및 생산기술
개발
·주관 : 한국GMB(주)/자동차부품연구원
·과제 : 콘트롤밸브바디 설계기술개발

표1 자동차회사 자동변속기 개발현황
┏━━┯━━━━━━━━━┯━━━━━━━━┯━━━━━━━━━━━┓
┃업체│ A 사 │ B 사 │ C 사 ┃
┃구분│ │ │ ┃
┣━━┿━━━━━━━━━┿━━━━━━━━┿━━━━━━━━━━━┫
┃개발│·4단 자동변속기 │·4단 자동변속기│·4단 자동변속기 ┃
┃현황│ -응용설계, │ -설계도입 │ -응용설계, 생산기술의┃
┃ │ 생산기술의 │ -자체생산 사용 │ 자체생산 사용 ┃
┃ │ 자체생산 사용 │ │ ┃
┃ │ │ │ ┃
┃ │·5단 자동변속기 │·5단 자동변속기│·5단 자동변속기 ┃
┃ │ -대형용 설계도입 │ -1차종 수입사용│ -Lay-out 및 ┃
┃ │ -자체생산 추진중 │ │ 기본설계 ┃
┃ │ -Lay-out설계 │ │ ┃
┃ │ -대형승용차 사용 │ │ ┃
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나. 국외 기술개발동향

1) 현황

o 연비 및 가속성능 향상과 변속 승차감 향상을 위해 5단, 6단
변속 및 무단변속의 변속 다단화 및 유성기어, 클러치, 브레
이크의 수를 줄이는 경량화 및 컴팩트화가 지속되고 있으며
o 솔레노이드 밸브를 이용한 Direct Control, 미세한 작동조건의
차이를 고려한 변속의 최적화, 엔진 및 제반 전자제어시스템과
의 통합설계 및
o Fuzzy와 인공지능을 이용한 변속점제어와 학습제어 등의 변속
제어 알고리즘의 개발과 실용화가 빠르게 진행중임

2) 선진자동차회사의 개발동향

o Chrysler
변속품질을 향상시키기 위해 마이크로프로세서를 이용한 비례
제어 솔레노이드 밸브와 Duty Control로 작동되는 고속응답
PWM(Pulse Width Modulated)밸브를 개발
o Aisin Waner
-연료절감을 위한 자동중립제어기술 개발
-불필요한 변속 중간과정을 줄이기 위한 Skip Shift
o Bosch
-전자유압 액튜에이터, 변속기에 사용되는 각종 센서 및
전자제어장치를 하나의 모듈로 개발
o Toyota
AI-Shift, Flex lock-up, 고응답 변속제어로 Responce와
Feeling을 더욱 향상시킨 슈퍼 ECT"자동변속기 개발

3. 자동변속기의 한미일 3국 출원동향(첨부 그림 참조)

o 자동차용 자동변속기의 국가별 출원동향은 한국, 미국, 일본 3국
모두 유압제어장치 및 전자제어장치와 관련된 특허출원이 다른 기술
분야에 비해서 상당히 많음

- 이는 변속점의 최적화와 변속감 향상을 위한 변속품질제어에
대한 연구가 활발함을 나타내는 것임

4. 자동변속기의 향후 전망

o 현재 사용중인 CONVENTIONAL한 자동변속기의 개량을 중심으로 변속의
다단화, 전자제어를 이용한 변속의 고도화, 감성화가 진행되고,
신재료, 신가공 기술 등이 적극적으로 도입, 활용될 것이며

o 연비면에서 유리한 무단변속기의 실용화가 이루어지면서 소형차량을
중심으로 무단변속기의 장착이 서서히 증가될 것으로 전망됨

<첨부> 기술별국가별 누적출원동향

* 문의 : 심사2국 제어기계심사담당관실
조성철 사무관. 전화 042)481-5452