KR20150080056A - 시프트 맵을 이용한 자동화 수동변속기의 변속방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 시프트 맵을 이용한 자동화 수동변속기의 변속방법에 관한 것으로, 시프트 맵을 이용한 자동화 변속기의 변속방법에 있어서; 차량의 제어기가 악셀 포지션 센서(APS), 차속(VS), 기본 변속맵을 읽어 들여 변속시기를 결정하는 제1단계; 상기 제어기가 운전자의 의도를 나타내는 스로틀 개도 변화율(DAPS)과, 차량의 속도 변화율(DVS)을 해당 센서 및 계기로부터 받은 정보를 토대로 산출하는 제2단계; 상기 제어기가 변속단 결정맵을 리드하여 스로틀 개도 변화율(DAPS)와 차량의 속도 변화율(DVS)의 관계 기울기에 따라 각 변속단을 결정하는 제3단계; 상기 제어기가 현재기어의 단수인 M을 읽어 들인 후 상기 변속단 결정맵에 의해 결정된 변속단이 N일 경우, M에 N을 더하거나 빼서 목표 기어단인 TG로 변속하는 제4단계;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 시프트 맵을 이용하여 변속시기를 결정하되, 업 시프트는 물론 다운 시프트시에도 차량에 맞는 토크에 따라 스킵 시프트를 실시하여 잦은 변속을 막고, 변속 횟수 감소에 따른 변속 제어기구의 내구성을 향상시킬 수 있다.

Description

시프트 맵을 이용한 자동화 수동변속기의 변속방법{SHIFT METHOD USING SHIFT MAP OF AUTOMATIC TRANSMISSION}

본 발명은 시프트 맵을 이용한 자동화 변속기의 변속방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 자동화된 수동변속기에서 시프트 맵을 이용하여 변속시기를 결정할 때 업 시프트시 N(1~(최고단-1))단 이내에서 업 시프트시키고, 킥 다운시에도 N(1~(최고단-1))단 이내에서 다운 시프트를 실시하여 한 단씩 변속하지 않고 변속선을 지날 때 차량에 필요한 적절한 토크에 맞춰 스킵 시프트를 실시함으로써 잦은 변속을 막아 승차감을 향상시킴과 동시에 변속 제어기구의 내구성을 높일 수 있도록 한 시프트 맵을 이용한 자동화 수동변속기의 변속방법에 관한 것이다.

주지된 바와 같이, 자동차에 적용되는 자동화 변속기는 자동차의 주행속도와 스로틀 밸브의 개도율 및 제반 검출조건에 따라 변속제어유닛을 제어함으로써, 목표 변속단의 변속기어가 동작되어 자동으로 변속이 이루어지게 하는 것이다.

이러한 자동화 변속기는, 각 해당 목표 변속단으로의 변속이 실행되는 경우 작동상태에서 작동 해제되는 마찰요소와, 작동 해제 상태에서 작동 상태로 변환되는 마찰요소를 보유하게 되는데, 이들 마찰요소의 작동 해제 및 작동 시작 타이밍에 따라 자동화 변속기의 변속성능이 결정되므로 최근에는 보다 나은 변속성능 향상을 위한 변속 제어방법의 연구가 활발하게 진행되고 있다.

이러한 자동화 변속기의 변속 제어는 차량의 주행 상태에 따라 전진 1속으로부터 순차적으로 4속 또는 5속까지 변속이 이루어지는 업 시프트 변속제어와, 전진 4속 또는 5속으로부터 1속까지 순차적으로 변속이 이루어지는 다운 시프트 변속제어와, 4속에서 2속, 3속에서 1속으로 다운 시프트가 이루어지는 다운 스킵 변속제어가 이루어지게 된다.

상기와 같은 변속제어 과정에서는 변속감 향상을 위하여 학습제어를 통한 초기 제어 듀티를 증감시키고 있다.

특히, 자동차의 도로 주행 중 가속도 센서로부터 감지된 엔진 가속도의 변화를 통해 파워 온 오프 시프트 변속이 이루어지게 된다.

다시 말해, 자동화 변속기에서 변속방법은 스로틀 개도량과 차량속도의 관계로부터 만들어지는 소위 시프트 맵에 따라 변속을 실시하게 된다.

이를 테면, 업 시프트시에는 업 시프트 선을 지나면 다음 단(1 step)으로 변속되는 형태이다.

그러나, 이러한 방식은 운전자의 의도 및 차량의 상태를 충분히 반영하지 못한다는 단점을 가진다.

즉, 통상 변속선을 지날 때 한 단씩 변속하게 되는데, 특히 다단화된 변속기에서는 잦은 변속을 유발하므로 승차감을 저해하며, 뿐만 아니라 차량에 필요한 토크 및 속도에 맞게 적절히 제어되지 못한다는 단점을 갖는다.

때문에, 변속 제어기구의 내구성도 떨어질 수 밖에 없다.

1. 국내 공개특허 제1998-0037682호(1998.08.05) 2. 국내 공개특허 제1998-0060220호(1998.10.07) 3. 국내 공개특허 제2006-0007167호(2006.01.24)

본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술상의 제반 문제점을 감안하여 이를 해결하고자 창출된 것으로, 기존 변속방법인 시프트 맵을 이용하여 변속시기를 결정하되, 업 시프트시 N(1~(최고단-1))단 이내에서 업 시프트시키고, 킥 다운시에도 N(1~(최고단-1))단 이내에서 다운 시프트를 실시하여 한 단씩 변속하지 않고 변속선을 지날 때 차량에 필요한 적절한 토크에 맞춰 스킵 시프트를 실시함으로써 잦은 변속을 막아 승차감을 향상시킴과 동시에 변속 제어기구의 내구성을 높일 수 있도록 한 시프트 맵을 이용한 자동화 수동변속기의 변속방법을 제공함에 그 주된 목적이 있다.

본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로, 시프트 맵을 이용한 자동화 변속기의 변속방법에 있어서; 차량의 제어기가 악셀 포지션 센서(APS), 차속(VS), 기본 변속맵을 읽어 들여 변속시기를 결정하는 제1단계; 상기 제어기가 운전자의 의도를 나타내는 스로틀 개도 변화율(DAPS)과, 차량의 속도 변화율(DVS)을 해당 센서 및 계기로부터 받은 정보를 토대로 산출하는 제2단계; 상기 제어기가 변속단 결정맵을 리드하여 스로틀 개도 변화율(DAPS)와 차량의 속도 변화율(DVS)의 관계 기울기에 따라 각 변속단을 결정하는 제3단계; 상기 제어기가 현재기어의 단수인 M을 읽어 들인 후 상기 변속단 결정맵에 의해 결정된 변속단이 N일 경우, M에 N을 더하거나 빼서 목표 기어단인 TG로 변속하는 제4단계;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 제4단계에서, 상기 목표 기어단인 TG는 업 시프트의 경우라면 M+N으로 변속되고, 다운 시프트의 경우라면 M-N으로 변속되되, 차량 구동력의 한계 내에서 변속단을 1단 또는 1단 이상 스킵 시프트를 실시하는 것에도 그 특징이 있다.

또한, 상기 제4단계에서, 업 시프트시 차량의 속도 변화율(DVS)는 양의 값을 나타내고, 다운 시프트시에는 음의 값을 나타내는 것에도 그 특징이 있다.

본 발명에 따르면, 업 시프트는 물론 다운 시프트시에도 차량에 맞는 토크에 따라 스킵 시프트를 실시하여 잦은 변속을 막는 효과를 얻을 수 있다.

또한, 본 발명은 잦은 변속이 방지되므로 차량에 필요한 토크를 보다 더 정확하게 제어할 수 있다.

뿐만 아니라, 변속 횟수 감소에 따른 변속 제어기구의 내구성을 향상시킬 수 있다.

아울러, 변속 횟수 감소에 따라 승차감이 향상되는 효과도 있다.

도 1은 일반적인 차량의 변속맵을 보인 예시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 차량의 변속단 결정맵을 보인 예시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 변속방법을 보인 플로우챠트이다.

이하에서는, 첨부도면을 참고하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하기로 한다.

본 발명 설명에 앞서, 이하의 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며, 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니된다.

또한, 본 발명의 개념에 따른 실시예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로, 특정 실시예들은 도면에 예시하고 본 명세서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 특정한 개시 형태에 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경물, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

본 발명에 따른 자동화 수동변속기의 변속방법은 도 1의 예시와 같은 자동화된 변속기의 기본적인 변속맵(시프트 맵)을 바탕으로 변속시기를 결정한다.

즉, 도 1과 같은 변속맵에 운전자의 의도 및 차량 반응, 조건 간의 상관관계를 표현한 변속단 결정맵(도 2 참조)을 접목하여 변속을 실시하도록 구성된다.

이때, 변속단 결정맵은 차량의 반응을 나타내는 차량의 속도변화율(DVS)과, 운전자의 의도를 나타내는 스토틀 개도 변화율(DAPS)과의 관계로 나타난다.

통상, 자동화된 다단 변속기에서는 변속단이 많기 때문에 주행중 잦은 변속이 발생할 수 밖에 없으며, 이는 운전자를 포함한 탑승객에게 좋지 못한 승차감을 제공할 수 밖에 없다.

즉, 도 1의 예시와 같이, 운전자의 악셀 포지션 센서(APS) 입력에 따라 차속이 증가하면서 차량은 업 시프트를 실시하게 된다. 그러나, 이때 운전자에 의한 악셀 포지션 센서(APS)의 변화가 별도 없는 경우라도 차량의 가속량이 커지면 변속 후 이어 또 변속을 하게 된다.

이는 차량에 필요 이상의 구동력이 전달되어 결국 잦은 변속에 따른 승차감 저하를 초래하게 된다.

따라서, 주행중 주행 상황에 맞는 변속단을 설정하여 변속횟수를 최소화시킬 필요가 있다.

본 발명은 이러한 점을 착안점으로 하여 차량이 필요로 하는 구동력의 한계 내에서 변속단을 1단만 업 시프트시키는 것이 아니라 운전자의 의도 및 차량 조건의 상관관계에 따라 1단 이상의 업 시프트를 실시하도록 구성된다.

또한, 다운 시프트시도 업 시프트와 마찬가지로 제어되며, 특히 운전자는 더 큰 구동력을 필요로 할 때 킥 다운되면서 기본 변속맵은 1단의 다운 시프트를 실시하지만 운전자의 의도 및 차량 조건의 상관관계에 다라 구동력을 더 많이 필요로 한다면 1단 이상 다운 시프트시킬 수 있다.

다시 말해, 자동화된 변속기에서 시프트 맵을 이용하여 변속시기를 결정할 때 업 시프트시 N(1~(최고단-1))단 이내에서 업 시프트시키고, 킥 다운시에도 N(1~(최고단-1))단 이내에서 다운 시프트를 실시하여 한 단씩 변속하지 않고 변속선을 지날 때 차량에 필요한 적절한 토크에 맞춰 스킵 시프트를 실시함으로써 잦은 변속을 막아 승차감을 향상시킴과 동시에 변속 제어기구의 내구성을 높일 수 있도록 한 것이 본 발명의 가장 큰 특징이다.

예컨대, 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 변속은 기본적으로 통상적인 시프트 맵, 즉 변속맵을 따라 변속된다.

즉, 시프트 맵에 따라 변속시점이 결정된다.

이때, 변속단의 결정은 스로틀 개도 변화율(DAPS)과 차량의 속도 변화율(DVS)의 관계에 따른 기울기에 따라서 각 변속단이 정해진다.

이를 테면, 기본 변속맵에 의해 변속시기가 결정되면 현재의 기어단인 M에서 변속단 결정맵에 의해 결정된 변속단 N이 결정되고, 목표기어단 TG는 업 시프트시 M+N, 다운 시프트시 M-N과 같은 형태로 변속단을 결정한다.

여기에서, 업 시프트시 차량의 속도 변화율(DVS)는 양의 값을 나타내고, 다운 시프트시에는 음의 값을 나타낸다.

때문에, 차량의 적정 가속도는 유지한 채 그 한계 내에서 변속 횟수가 줄어들어 변속 제어기구에 무리를 주지 않기 때문에 내구성을 향상시키며, 잦은 변속이 줄어 들므로 승차감이 향상되는 장점을 얻을 수 있다.

이와 같은 변속방법을 시계열적으로 설명하면 다음과 같다.

도 3에서와 같이, 본 발명에 따른 변속방법은 먼저, 변속시기를 결정하는 제1단계(S100)가 수행된다.

상기 제1단계(S100)는 변속시기를 결정하기 위해 기본적인 변속맵(시프트 맵)과, 악셀 포지션 센서(APS)의 변화량, 차속(VS) 등의 정보를 차량의 제어기가 읽어들여 APS와 VS의 상관관계를 변속맵에서 체크하고 차속에 변화가 생길 때 변속시기로 인식하고 변속준비를 하는 단계를 말한다.

이어, DAPS 및 DVS를 산출하는 제2단계(S110)가 수행된다.

상기 제2단계(S110)는 차량의 제어기가 운전자의 의도를 나타내는 스로틀 개도 변화율(DAPS)과, 차량의 속도 변화율(DVS)을 해당 센서 및 계기로부터 받은 정보를 토대로 산출하는 단계를 말한다.

이후, 변속단을 결정하는 제3단계(S120)가 수행된다.

상기 제3단계(S120)는 상기 제어기가 도 2에 예시된 변속단 결정맵을 리드하여 스로틀 개도 변화율(DAPS)와 차량의 속도 변화율(DVS)의 관계 기울기에 따라 각 변속단을 결정하는 단계를 말한다.

그런 다음, 목표기어가 결정되고 변속하는 제4단계(S130)가 수행된다.

이때, 상기 제4단계(S130)는 상기 제어기가 현재기어의 단수인 M을 읽어 들인 후 변속단 결정맵에 의해 결정된 변속단이 N일 경우, 목표 기어단인 TG로 변속하는 단계를 말한다.

이 경우, 상기 목표 기어단인 TG는 업 시프트의 경우라면 M+N과 같이 변속되고, 다운 시프트의 경우라면 M-N과 같이 변속된다.

따라서, 차량이 필요로 하는 구동력의 한계 내에서 변속단을 1단만 업 시프트시키는 것이 아니라 운전자의 의도 및 차량 조건의 상관관계에 따라 1단 이상의 스킵 시프트를 실시할 수 있다.

이와 같이, 본 발명에 따른 변속방법은 차량의 스로틀 개도 변화율(DAPS)와 차량의 속도 변화율(DVS)의 관계 기울기에에 따라 변속단을 스킵하여 업 시프트 또는 다운 시프트되게 제어함으로써 잦은 변속횟수를 최소화시킬 수 있게 된다.

Claims (3)

1. 시프트 맵을 이용한 자동화 변속기의 변속방법에 있어서;
   차량의 제어기가 악셀 포지션 센서(APS), 차속(VS), 기본 변속맵을 읽어 들여 변속시기를 결정하는 제1단계;
   상기 제어기가 운전자의 의도를 나타내는 스로틀 개도 변화율(DAPS)과, 차량의 속도 변화율(DVS)을 해당 센서 및 계기로부터 받은 정보를 토대로 산출하는 제2단계;
   상기 제어기가 변속단 결정맵을 리드하여 스로틀 개도 변화율(DAPS)와 차량의 속도 변화율(DVS)의 관계 기울기에 따라 각 변속단을 결정하는 제3단계;
   상기 제어기가 현재기어의 단수인 M을 읽어 들인 후 상기 변속단 결정맵에 의해 결정된 변속단이 N일 경우, M에 N을 더하거나 빼서 목표 기어단인 TG로 변속하는 제4단계;
   를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 시프트 맵을 이용한 자동화 수동변속기의 변속방법.
2. 청구항 1에 있어서;
   상기 제4단계에서, 상기 목표 기어단인 TG는 업 시프트의 경우라면 M+N으로 변속되고, 다운 시프트의 경우라면 M-N으로 변속되되, 차량 구동력의 한계 내에서 변속단을 1단 또는 1단 이상 스킵 시프트를 실시하는 것을 특징으로 하는 시프트 맵을 이용한 자동화 수동변속기의 변속방법.
3. 청구항 2에 있어서;
   상기 제4단계에서, 업 시프트시 차량의 속도 변화율(DVS)는 양의 값을 나타내고, 다운 시프트시에는 음의 값을 나타내는 것을 특징으로 하는 시프트 맵을 이용한 자동화 수동변속기의 변속방법.

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