JP2005180693A - 車両用自動変速機のアップシフト制御方法 - Google Patents

車両用自動変速機のアップシフト制御方法 Download PDF

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Abstract

【課題】燃費を改善し変速感を向上させることができる、車両用自動変速機のアップシフト制御方法を提供する。
【解決手段】本発明による車両用自動変速機のアップシフト制御方法は、パワーオフ状態下でアップシフト中にダンパークラッチ作動制御の開始条件を満たしているかを判断する段階;ダンパークラッチ作動制御の開始条件を満たせば、変速感の向上のために、変速段/タービン回転数/変速機の油温に基づいて設定された制御区間及び制御デューティによってダンパークラッチ作動制御を実行する段階;ダンパークラッチ作動制御によってダンパークラッチが係合されれば、燃料遮断制御を実行する段階;を含む。
【選択図】図2

Description

本発明は車両用自動変速機に係り、より詳しくは、車両用自動変速機のアップシフト制御方法に関する。
一般に、自動変速機(AT;Automatic Transmission)は、自動車の走行速度及びスロットルバルブの開度など、各種条件に基づいて変速段を目標変速段に自動変速させる。このような自動変速機は、結合要素及び解除要素を含む。従って、変速段が目標変速段へ変速される間に、油圧制御によって解除要素が解放され、結合要素が係合される。具体的に、自動変速機は、結合要素または解除要素として、ダンパークラッチを有するトルクコンバーター及び変速ギヤメカニズムを有するパワートレインを含む。
しかし、自動変速機を有する車両は、燃料が過多に浪費されるとの問題がある。つまり、自動変速機を有する車両は、トルクコンバーターでのスリップによってエネルギーを消耗するため、手動変速機を有する車両に比べて燃費が低下する。燃費が低下すると、それだけ有害物質を含む排気ガスの量も多く放出される。一方、排気ガスは環境を良くするため規制の対象となっている。
このような燃料の浪費を減らすため、従来は、車両用自動変速機のダンパークラッチ制御方法で対応していた。この車両用自動変速機のダンパークラッチ制御方法は、パワーオフ(運転者が加速ペダルから足を離した状態)状態での慣性走行時に、トルクコンバーターのスリップを除去するため、エンジン回転数(RPM;Revolutions Per Minuteで表される)と変速機の入力回転数とが同一に維持されるようにダンパークラッチを係合させるものである。これにより、エンジン出力軸及び変速機入力軸が、ダンパークラッチによって互いに係合されるので、トルクコンバーターのスリップが除去されると同時に、燃費が向上するようになる。さらに、パワーオフによる慣性走行時に、ダンパークラッチが係合させると、変速機の回転力がエンジンに印加されるので、エンジン回転数がゆるやかに下降する。従って、燃料遮断時間が長くなることによる燃費向上も期待できる。
図4に従来の技術による車両用自動変速機の、具体的なダンパークラッチ制御方法を示す。図4に示すように、まず、自動車がパワーオン状態で、2速で走行する間のエンジン回転数(符合Aで示す)は、タービン回転数(符合Bで示す)よりも高い状態に維持される。その後、前記パワーオフが開始されて、変速段が3速にアップシフトされる。そして、油温、エンジン回転数、タービン回転数などの各種条件がダンパークラッチの係合条件を満たせば、ダンパークラッチが係合されるようになる。そして、一定の時間が経過した後、変速段は4速にアップシフトされる。しかし、変速段が4速にアップシフトされる間に、変速感を向上させるために、係合されたダンパークラッチは解除される。
しかしながら、前記の従来の技術では、変速段が4速にアップシフトされる間にダンパークラッチが解除されるから、エンジン回転数がタービン回転数より急激に低下して、図4に示すように、エンジン回転数とタービン回転数との差がより大きくなり、結局、自動車が4速で走行する間は、ダンパークラッチが係合できないという問題がある。
また、エンジン制御ユニット(ECU)及び変速制御ユニット(TCU)の相互間で情報の交換が行われないため、燃料遮断制御及びダンパークラッチ制御が独立的に実行される。そのため、その効率性が低下するとの問題がある。また、ダンパークラッチ制御が実行されない領域が存在する。例えば、自動車がパワーオン状態下で走行する間、及びパワーオフ状態下で変速が進められる間は、従来のダンパークラッチ制御方法が適用されない。そのため、従来のダンパークラッチ制御方法の適用領域は非常に限定されており、その実効性が低いという問題がある。また、パワーオフ状態でダンパークラッチ制御が実行されるので、オイルポンプで送油される油量が非常に少ない。そのため、ダンパークラッチを制御するのに時間がかかり遅延される問題がある。
特開平9―112676号公報
本発明は、前記のような問題を解決するためのものであって、本発明の目的は、燃費及び変速感を向上させることができる、車両用自動変速機のアップシフト制御方法を提供することにある。
前記目的を達成するために、本発明による車両用自動変速機のアップシフト制御方法は、パワーオフ状態下でアップシフト中にダンパークラッチ作動制御の開始条件を満たしているかを判断する段階;前記ダンパークラッチ作動制御の開始条件が満たされれば、変速感を向上させるために、変速段、タービン回転数、及び変速機の油温に基づいて設定された制御区間及び制御デューティによってダンパークラッチ作動制御を実行する段階;及び前記ダンパークラッチ作動制御によってダンパークラッチが係合されれば、燃料遮断制御を実行する段階;を含むことを特徴とする。
ダンパークラッチの係合解除条件が満たされれば、前記ダンパークラッチの係合を解除して、前記燃料遮断制御を終了する段階;をさらに含むことが好ましい。
前記燃料遮断制御は、燃料遮断領域を拡大するために、二元化燃料遮断マップによって実行され、前記二元化燃料遮断マップは、前記ダンパークラッチの係合及び非係合状態下で互いに異なる燃料遮断領域を含むことが好ましい。
前記ダンパークラッチ作動制御の開始条件は、スロットルバルブの開度が設定開度以下;タービン回転数が第1設定回転数以上;変速機の油温が設定温度以上;前記タービン回転数が前記ダンパークラッチの係合状態で設定される燃料遮断回復回転数に補正回転数を加算した第2設定回転数以上;現在の変速段が設定変速段以上;走行が下り坂走行でない状態;及び前記アップシフト以前に前記ダンパークラッチが係合された状態;の全ての条件を満たすことが好ましい。
前記設定された制御区間は、第1、2、3制御区間を含み、前記設定された制御デューティは、第1、2、3制御デューティを含み、そして、前記ダンパークラッチ作動制御は、パワーオフ状態下で前記アップシフトが開始された後、前記第1設定区間の間前記第1制御デューティを出力する段階;前記第1制御区間が経過した後、前記第2制御区間の間前記第2制御デューティを出力する段階;前記第2制御区間が経過した後、前記第3制御区間の間前記第3制御デューティを出力する段階;及び前記第3制御区間が経過した後、トルクコンバーターのスリップ量が目標スリップ量に到達するようにフィードバック制御を実行する段階;を含むことが好ましい。
前記ダンパークラッチ作動制御は、前記トルクコンバーターのスリップ量が前記目標スリップ量に到達すれば、変速感をより向上させるために、制御デューティを予め設定された傾きで増加させる段階をさらに含むことが好ましい。
前記ダンパークラッチ作動制御は、前記ダンパークラッチ作動制御中に検出されたスリップ量が基準スリップ量以上であると判断されれば、前記ダンパークラッチ作動制御を終了する段階をさらに含むことが好ましい。
前記ダンパークラッチの係合解除条件は、タービン回転数が、前記燃料遮断制御が解除される時のショックを遮断するために設定される第3設定回転数以下;スロットルバルブの開度が設定開度以上であるパワーオン状態;前記タービン回転数が第1設定回転数以下;前記タービン回転数が前記ダンパークラッチの係合状態で設定される燃料遮断回復回転数に補正回転数を加算した第2設定回転数以下;スロットル開度の変化率(%/sec)が設定変化率以上;勾配率が設定された勾配率(%)以上、つまり、走行が下り坂走行である状態;及びエンジン回転数からタービン回転数を引いた値であるスリップ量が、設定回転数以上;の条件のうちの少なくともいずれか一つを満たすことが好ましい。
本発明によれば、パワーオフ状態下でアップシフト中にもダンパークラッチが係合され燃料遮断制御が実行されることによって、燃料遮断領域が拡大される利点がある。また、本発明によれば、パワーオフ状態下でアップシフト中にダンパークラッチが係合されているので、パワーオフ状態でアップシフト中にヒステリシス損(hysteresis loss)が発生しない利点がある。また、本発明によれば、二元化された燃料遮断マップが前記ECUに設定されることによって、燃料遮断領域が拡大される利点がある。さらに、本発明の詳細な説明に言及された全ての効果を含む。
以下、添付した図面を参照して、本発明の好ましい一実施例を詳細に説明する。
図1は本発明の実施例による車両用自動変速機のアップシフト制御方法を実行するための装置を示したブロック図である。図1に示すように、車両用自動変速機のアップシフト制御装置は、各種センサーを有するエンジン制御変数感知部10と、エンジン制御変数感知部10から現在の車両の駆動情報を受信して予め入力された情報と比較するECU20と、そしてECU20によって制御されるエンジン駆動部30とを含む。
また、この自動変速機を有する自動車のアップシフト制御装置は、AT制御変数感知部50と、ECU20から受信した情報及びAT制御変数感知部50から受信した情報を予め入力された情報と比較するTCU40と、そしてTCU40によって制御されるAT駆動部60とを含む。
エンジン制御変数感知部10は、公知のように、スロットルポジションセンサー、タービン回転数センサー、車速センサー、クランク角センサー、エンジン回転数センサー、そして冷却水温センサーを含み、エンジン制御に必要な全ての情報を検出する役割を果たす。AT制御変数感知部50は、入/出力側速度センサー、油温センサー、インヒビタスイッチ、そしてブレーキスイッチを含み、変速制御に必要な情報を提供する役割を果たす。
エンジン駆動部30は、エンジン制御のための全ての駆動部を称する意味であるが、本発明では燃料系統を称する意味で使用する。AT駆動部60は、自動変速機の油圧制御手段及びこれに適用される全てのソレノイドバルブを称する意味であるが、本発明ではダンパークラッチ及びこれをコントロールするソレノイドバルブを称する意味で使用する。なお、ECU20とTCU40間の情報交換のために、CAN通信またはシリアル通信などを使用することができる。
燃料遮断領域を拡大するために、二元化された燃料遮断マップをECU20に設定することが好ましい。具体的には、二元化された燃料遮断マップは、ダンパークラッチの係合状態下での第1燃料遮断領域と、ダンパークラッチの非係合状態下での第2燃料遮断領域とを含む。さらに、第1燃料遮断領域及び第2燃料遮断領域は互いに異なるようにECU20に設定される。
一例として、ダンパークラッチの係合状態下でのエンジン回転数は、ダンパークラッチの非係合状態下でのエンジン回転数より高いので、ダンパークラッチの係合状態下での燃料遮断回転数(第1設定回転数)は、ダンパークラッチの非係合状態下での燃料遮断回転数(第2設定回転数)より高く設定することができる。そして、ダンパークラッチの係合状態下でのエンジン回転数が、ダンパークラッチの非係合状態下でのエンジン回転数よりゆっくり減少するので、ダンパークラッチの係合状態下での燃料遮断回復回転数(第3設定回転数)は、ダンパークラッチの非係合状態下での燃料遮断回復回転数(第4設定回転数)より低く設定することができる。
このため、従来に比べ、本発明の実施例による車両用自動変速機のアップシフト制御方法は、第1回転数と第2回転数との差、及び、第3回転数と第4回転数との差だけ、燃料遮断領域を拡大させることができる。一方、TCU40及びECU20は、設定されたプログラムによって動作する一つ以上のマイクロプロセッサーで実現でき、このような設定されたプログラムは、後に詳述する本発明の実施例による車両用自動変速機のアップシフト制御方法に含まれた各段階を遂行するための一連の命令を含むことができる。
図2は、本発明の実施例による車両用自動変速機のアップシフト制御方法を示したフローチャートである。図3は、本発明の実施例による時間及び各変速段を基準にしたエンジン回転数とタービン回転数との関係とダンパークラッチ制御デューティを示したグラフである。
本発明の実施例による車両用自動変速機のアップシフト制御方法は、図2及び図3に示すように、まず、パワーオン状態で任意の変速段(例えば、図3の2速参照)で走行する過程で、ECU20及びTCU40が車両の各種走行情報を認識する(S110)。
その後、TCU40は、AT感知部50によって検出される車両の走行情報がパワーオフ状態下でのアップシフト条件であるかを判断し、そしてパワーオフ状態下でのアップシフト中に、AT制御変数感知部50によってダンパークラッチ作動制御の開始条件が検出されるかを判断する(S120)。
ダンパークラッチ作動制御の開始条件は、下記の条件を全て満たすものである。
(1)スロットルバルブの開度(TH)が、設定開度(例えば0.8V)以下(S121)
(2)タービン回転数が第5設定回転数(例えば1、200RPM)以上(S122)
(3)変速機の油温が設定温度(例えば25℃)以上(S123)
(4)タービン回転数がダンパークラッチの係合状態で設定される燃料遮断回復回転数(第3設定回転数)に補正回転数(例えば、50RPM)を加算した第6設定回転数以上(S124)
(5)現在の変速段が前記2速以上(S125)
(6)車両が下り坂走行でない状態(S126)、及び
(7)アップシフト以前にダンパークラッチが係合された状態(S127)
従って、この全ての条件がAT制御変数感知部50によって検出されれば、TCU40は、ダンパークラッチ作動制御を実行する。
そして、ダンパークラッチ作動制御は下記の通りに進められる。
図3に示すように、第1、第2、第3制御区間(Tc1、Tc2とTc3)及び第1、第2、第3制御デューティ(Dch、DccとDcs)は、各変速段、タービン回転数、変速機の油温に基づいて予め設定される(S130)。
そして、パワーオフ状態下で次の変速段(図3の「4速」参照)へのアップシフトが開始される時、つまり、タービン回転数(Nt)が、2速同期タービン回転数(N2)から3速同期タービン回転数(N3)を引いた値に設定変数(Y)をかけた値(N2−N3)・Yと同一になる時に、TCU40は、アップシフト中に変速感を向上させるためダンパークラッチ作動制御を実行する(S140)。
設定変数(Y)は、条件Nt=(N2−N3)・Yを満たす場合、ショックの発生時点が分かる実験値である。
以下、ダンパークラッチ作動制御を具体的に説明する。
ダンパークラッチ作動制御が実行される間に、TCU40は、タービン回転数(Nt)が、(N2−N3)・Yと同一になる時点で、第1制御デューティ(Dch)を出力し、そして第1制御区間(Tc1)の間、第1制御デューティ(Dch)を維持する。TCU40は、第1制御区間(Tc1)が経過した後、第2制御デューティ(Dcc)を出力し、そして第2制御区間(Tc2)の間、第2制御デューティ(Dcc)を維持する。TCU40は、第2制御区間(Tc2)が経過した後、第3制御デューティ(Dcs)を出力し、そして、第3制御区間(Tc3)の間、第3制御デューティ(Dcs)を維持する。
また、TCU40は、第3制御区間(Tc3)の間、AT制御変数感知部50によって検出されるスリップ量(エンジン回転数からタービン回転数を引いた値)が、設定スリップ量と同一であるかを判断し(S160)、検出されたスリップ量が設定スリップ量と同一になれば、フィードバック制御区間(F/BACK)を開始する。
その後TCU40は、フィードバック制御区間の間にAT制御変数感知部50によって検出されるスリップ量が、目標スリップ量と同一であるかを判断し、検出されたスリップ量が目標スリップ量と同一なら、ダンパークラッチ作動制御を終了する。つまり、AT駆動部60は、ダンパークラッチを係合する(S150)。
特に、TCU40は、ダンパークラッチ作動制御を終了する前に、ダンパークラッチがより安定的に係合されるように、設定された傾き(例えば5%の傾き)を有する第4制御デューティ(Dcd)を出力する(S170)。
そして、ダンパークラッチ作動制御が終了すれば、TCU40は、ECU20に終了情報を伝送する(S180)。
従って、ECU20は、第1設定回転数(二元化された燃料遮断マップのうちダンパークラッチの係合状態下で設定された燃料遮断回転数)、及び、第3設定回転数(二元化された燃料遮断マップのうちダンパークラッチの係合状態下で設定された燃料遮断回復回転数)に基づいてエンジン駆動部30を制御する。つまり、ECU20は燃料遮断制御を実行する(S190)。
一方、図2に示すように、第1制御区間(Tc1)の間に検出されるスリップ量が、設定された基準スリップ量を超えると判断されれば(S160)、TCU40は、ダンパークラッチ作動制御が不可能であると判断して、ダンパークラッチ作動制御を再び開始する。
一方、燃料遮断制御が実行されている間に、TCU40は、AT制御変数感知部50の検出情報がダンパークラッチの係合解除条件を満たしているかを判断する(S200)。
このダンパークラッチの係合解除条件は、下記の条件のうちの少なくともいずれか一つを満たすものである。
(1)タービン回転数が第7設定回転数(燃料遮断制御が終了する時に発生するショックを遮断するために設定される回転数)以下;
(2)スロットルバルブの開度(TH)が、設定開度(例えば、0.8V)以上であるパワーオン状態;
(3)タービン回転数が第5設定回転数(例えば1、200RPM)以下;
(4)タービン回転数がダンパークラッチの係合状態で設定される燃料遮断回復回転数(第3設定回転数)に補正値(例えば、50RPM)を加算した第6設定回転数以下;
(5)スロットル開度の変化率(%/sec)が設定変化率以上;
(6)勾配率が設定勾配率(%)以上;及び
(7)スリップ量(エンジン回転数からタービン回転数を引いた値)が、設定回転数以上。
従って、前記条件のうちの少なくとも一つの条件が、AT制御変数感知部50によって検出されれば、TCU40は、ダンパークラッチの係合を解除して、これに対する係合解除情報をECU20に伝送する(S210)。
これにより、ECU20は、TCU40の係合解除情報によって燃料遮断制御を解除して、正常な燃料噴射を実行する(S220)。
以上で、本発明について、その好ましい実施例を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、本発明の技術範囲を逸脱しない範囲でのすべての変更が含まれる。
本発明は、車両の自動変速機の制御に適用することができる。
本発明による一実施例で車両用自動変速機のアップシフト制御方法を実行する装置のブロック図である。 本発明による一実施例で車両用自動変速機のアップシフト制御方法を示すフローチャートである。 本発明による一実施例で時間及び各変速段を基準にしたエンジン回転数とタービン回転数との関係及びダンパークラッチ制御デューティを示すグラフである。 従来の技術による時間及び各変速段を基準にしたエンジン回転数とタービン回転数との関係を示すグラフである。
符号の説明
10 エンジン制御変数感知部
20 ECU
30 エンジン駆動部
40 TCU
50 AT制御変数感知部
60 AT駆動部

Claims (8)

  1. 車両用自動変速機のアップシフト制御方法において、
    パワーオフ状態下でアップシフト中にダンパークラッチ作動制御の開始条件を満たしているかを判断する段階;
    前記ダンパークラッチ作動制御の開始条件が満たされれば、変速感を向上させるために、変速段、タービン回転数、及び変速機の油温に基づいて設定された制御区間及び制御デューティによってダンパークラッチ作動制御を実行する段階;及び
    前記ダンパークラッチ作動制御によってダンパークラッチが係合されれば、燃料遮断制御を実行する段階;を含むことを特徴とする車両用自動変速機のアップシフト制御方法。
  2. ダンパークラッチの係合解除条件が満たされれば、前記ダンパークラッチの係合を解除して、前記燃料遮断制御を終了する段階;をさらに含むことを特徴とする請求項1に記載の車両用自動変速機のアップシフト制御方法。
  3. 前記燃料遮断制御は、燃料遮断領域を拡大するために、二元化燃料遮断マップによって実行され、
    前記二元化燃料遮断マップは、前記ダンパークラッチの係合及び非係合状態下で互いに異なる燃料遮断領域を含むことを特徴とする請求項1に記載の車両用自動変速機のアップシフト制御方法。
  4. 前記ダンパークラッチ作動制御の開始条件は、
    スロットルバルブの開度が設定開度以下;
    タービン回転数が第1設定回転数以上;
    変速機の油温が設定温度以上;
    前記タービン回転数が前記ダンパークラッチの係合状態で設定される燃料遮断回復回転数に補正回転数を加算した第2設定回転数以上;
    現在の変速段が設定変速段以上;
    走行が下り坂走行でない状態;及び
    前記アップシフト以前に前記ダンパークラッチが係合された状態;の全ての条件を満たすことを特徴とする請求項1に記載の車両用自動変速機のアップシフト制御方法。
  5. 前記設定された制御区間は、第1、2、3制御区間を含み、
    前記設定された制御デューティは、第1、2、3制御デューティを含み、
    そして、前記ダンパークラッチ作動制御は、パワーオフ状態下で前記アップシフトが開始された後、前記第1設定区間の間前記第1制御デューティを出力する段階;
    前記第1制御区間が経過した後、前記第2制御区間の間前記第2制御デューティを出力する段階;
    前記第2制御区間が経過した後、前記第3制御区間の間前記第3制御デューティを出力する段階;及び
    前記第3制御区間が経過した後、トルクコンバーターのスリップ量が目標スリップ量に到達するようにフィードバック制御を実行する段階;を含むことを特徴とする請求項1に記載の車両用自動変速機のアップシフト制御方法。
  6. 前記ダンパークラッチ作動制御は、
    前記トルクコンバーターのスリップ量が前記目標スリップ量に到達すれば、変速感をより向上させるために、制御デューティを予め設定された傾きで増加させる段階をさらに含むことを特徴とする請求項5に記載の車両用自動変速機のアップシフト制御方法。
  7. 前記ダンパークラッチ作動制御は、
    前記ダンパークラッチ作動制御中に検出されたスリップ量が基準スリップ量以上であると判断されれば、前記ダンパークラッチ作動制御を終了する段階をさらに含むことを特徴とする請求項5に記載の車両用自動変速機のアップシフト制御方法。
  8. 前記ダンパークラッチの係合解除条件は、
    タービン回転数が、前記燃料遮断制御が解除される時のショックを遮断するために設定される第3設定回転数以下;
    スロットルバルブの開度が設定開度以上であるパワーオン状態;
    前記タービン回転数が第1設定回転数以下;
    前記タービン回転数が前記ダンパークラッチの係合状態で設定される燃料遮断回復回転数に補正回転数を加算した第2設定回転数以下;
    スロットル開度の変化率(%/sec)が設定変化率以上;
    勾配率が設定された勾配率(%)以上、つまり、走行が下り坂走行である状態;及び
    エンジン回転数からタービン回転数を引いた値であるスリップ量が、設定回転数以上;の条件のうちの少なくともいずれか一つを満たすことを特徴とする請求項2に記載の車両用自動変速機のアップシフト制御方法。
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