KR100220062B1 - 자동변속기의 변속 제어방법 - Google Patents

Abstract

자동변속기의 변속 제어방법이 개시된다. 차량이 주행을 시작하면 차량 주행 상태를 판독하고; 차량이 등판 길을 오를 때 변속단이 3속인가 판단하고; 상기에 변속단이 3속인 경우, 메모리 맵에 설정된 3속에 해당하는 유온 제어 조건을 설정하고; 상기에서 판독한 차량 주행상태가 상기에서 설정한 3속 유온 제어 조건에 만족하는지 판단하고; 상기에서 판독한 차량 주행 상태가 설정한 3속 유온 제어 조건에 만족하는 경우, 상기에서 판독한 유온과 스로틀 밸브의 개도량을 설정된 산술식에 의해 계산하여 시간 변화에 따라 가변되는 유온 값과 스로틀 밸브의 개도량을 산출하고; 상기에서 산출된 유온 변화 값이 설정시간이내에 설정값 이상 증가하였는가 판단하고; 상기에서 유온의 변화가 설정 시간이내에 설정값 이상으로 증가한 경우, 상기에서 산출된 스로틀 밸브의 개도량이 설정 주기동안 설정값 이상 가변되었는가 판단하고; 상기에서 스로틀 밸브의 개도량이 설정 주기동안 설정값 이상으로 가변된 경우, 현 변속단에서 1단 다운 쉬프트 시키는 동기신호를 출력한다.

그 결과 차량의 변속이 자동 변속기의 오일 특성 변화를 지연시킴으로써, 운전자의 조작과 도로 상태에 따라 자동 변속기 내부의 오일 온도 변화에 의해 변속단을 다운시켜 고유온을 방지할 수 있으며, 연속적인 다운 쉬프트로 인해 운전자에게 불의의 변속감을 주는 것을 방지할 수 있도록 1단 다운 쉬프트 변속 동기 명령후 유온을 다시 점검하여 유온 변화 여부에 따라 변속단을 다시 1단 다운 쉬프트 변속 동기를 결점함으로써, 불필요한 변속과 차량의 유온 상승을 적절하게 줄일 수 있는 효과가 있다.

Description

자동 변속기의 변속 제어방법

본 발명은 자동 변속기의 변속 제어방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 자동 변속기를 장착한 차량이 언덕길을 등판할 때 변속단이 3 또는 4속으로 장기간 주행하면 토크 컨버터(Torque Converter)의 슬립(Slip)상태가 발생하여 변속기 오일의 온도가 상승하게 되는데, 이때 변속기 오일의 온도에 따라 쉬프트 패턴(Shift Pattern)을 제어하여 변속단을 오일의 상승 온도에 맞게 변경하여 줌으로써, 운전자에게 불의의 변속감을 주지 않고, 차량 주행 조건 변화에 능동적으로 대처할 수 있게 하여 차량의 변속이 변속기 오일 특성 변화를 지연시킬 수 있는 자동 변속기의 변속 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로 자동 변속기가 장착되어 있는 자동차는, 자동차의 주행 속도에 따라 설정되어 있는 변속 범위내에서 유압을 제어하여 자동으로 목표 변속단의 변속 기어가 동작될 수 있도록 한다.

그러므로 엔진(engine)의 출력 동력에 따라 토크 컨버터(torque converter)를 동작시켜 유체의 회전력을 제어하고, 자동차의 동작 상태에 따른 해당 변속 기어가 동작될 수 있도록 변속 제어 장치에서 인가되는 제어 신호에 따라 해당 밸브로 유압이 작용하여 변속동작이 이루어질 수 있도록 한다.

따라서 유압에 따라 동작 상태가 제어되는 자동 변속기가 장착된 자동차는, 해당하는 변속 기어의 동작 상태를 가변시키기 위해 엔진과의 동력을 차단시키는 클러치 페달(clutch pedal)의 동작이 필요하지 않으므로 운전자의 운전 피로를 경감시킬 수 있고, 주행중 운전자의 오동작이나 운전미숙 등으로 인한 엔진스톨(engine stall)이 발생하지 않으므로 초보자일 경우에도 운전 동작을 용이하게 할 수 있다.

그러므로 자동 변속기는 운전자의 변속 레버의 선택 위치에 따라 포트 변환이 이루어져 오일 펌프로부터 유체압을 공급받고, 상기 유체압에 의해 유압 밸브의 동작 상태가 가변되어 변속기어 메카니즘의 기어단 중 어느 하나의 변속단을 선택하기 위한 유압 구동 마찰 요소의 동작 상태를 제어한다.

클러치나 브레이크로 이루어져 있는 마찰 요소의 선택적인 동작에 따라 유성 기어 장치의 구동이 전환되어, 적절한 변속비가 행해진 후 드라이브 기어로 전달된다.

이어 상기 드라이브 기어로 변속된 동력이 전달되면, 변속된 동력은 상기 드라이브 기어와 치차 결합된 드라이브 기어에 의해 종감속 기어와 치차 결합된 종동기어로 전달되어, 바퀴의 회전 동작을 제어한다.

상기와 같이 자동차의 주행 상태에 따라 목표 변속단이 결정되고, 결정된 목표 변속단으로의 제어 동작을 실행할 경우, 클러치나 브레이크 등으로 이루어져 있는 마찰 요소 중에서 각 목표 변속단마다 각 해당하는 마찰 요소를 동작시킨다.

상기에서 각 해당하는 마찰 요소가 동작하는데 있어 고체와 고체가 맞닿아 회전하는데 발생하는 마찰열을 최소로 하고, 상기 마찰 부분의 마찰 계수를 최소로 하여 원활한 동작이 이루어지도록 변속기 오일을 사용하고 있으며, 상기의 변속기 오일은 사용되는 온도의 범위가 넓으므로 사용 중에 항상 적정한 점도를 유지하는 것이 요구된다. 온도에 의한 점도 변화가 큰 오일은 고온 시에는 점도부족 때문에 윤활 불량을 일으키기 쉽고, 저온 시에는 고점도가 되어 회전 저항이 커지므로 저온 시에도 작동에 지장을 가져오지 않도록 유동점이 낮아야 한다.

또한 변속기 오일은 고온도에서 장시간 사용되므로 열에 의한 변질이나 산화 안정성이 좋아야 하며, 유성기어 등에는 접촉면의 하중이 크고, 미끄럼 속도도 크기 때문에 유막이 파기되기 어려운 것이 요구되지만, 변속기 오일에는 내하중성에 뛰어나야 하고, 기어 캐이스내에서 운전 중에는 항상 격심하게 교반되고 있어, 변속기 오일이 케이스내에서 거품이 나면 산화가 촉진됨과 동시에 윤활불량을 일으키게 되므로 거품이 나기 어려운 기포방지성이 필요하다.

따라서 상기한 오일의 특성을 가지고 종래에 언덕길을 등판할 때 변속단이 3 또는 4속으로 장기간 운전이 이루어지면 토크 컨버터의 높은 슬립상태가 일어나게 되어 유온이 상승하게 되어 자동 변속기의 정밀한 제어가 어려웠으므로, 변속기 오일의 온도가 높아지지 않게 하기 위해 쉬프트 패턴을 따라 설정하여 3 또는 4속으로 장시간 등판시 변속단을 저속단으로 다운시켜 운행하였다.

그러나 상기한 종래의 기술은 자동 변속기 차량의 오일 온도상승을 억제하기 위한 유온제어 가변 쉬프트 패턴은 운전자가 주행 모드를 선택할 수 있는 파워 모드, 이코노미 레인지 모드에서 같은 맵을 사용하여 변속 제어가 되고 있어, 실제적으로 차량이 등판로를 올라갈 때 토크 컨버터의 슬립으로 인한 유온의 상승 정도에 따라 변속단이 제어가 되지 않은 문제점이 있다.

또한 상기에서 종래에 설정된 쉬프트 패턴 조건을 만족하더라도 이미 차량의 유온상승의 정도 값이 크기 때문에 고유온 상태가 지속되어 오일의 특성이 변화되는 문제점이 있다.

따라서, 상기한 종래의 문제점을 해결하고자, 자동 변속기 차량의 유온 상승 정도에 맞추어 차량의 변속단이 저속단으로의 변속이 시기 적절하게 이루어지게 하고, 유온제어 쉬프트 패턴 제어가 차량 주행 조건의 변화에 능동적으로 대처할 수 있게 하여 차량의 변속이 자동 변속기의 오일 특성 변화를 지연시킴으로써, 기존의 유온제어 쉬프트 패턴 없이 운전자의 조작과 도로 상태에 따라 자동 변속기 내부의 오일 온도 변화에 의해 변속단을 다운 시켜 고유온을 방지할 수 있으며, 차량의 언덕길 주행 중 연속적인 다운 쉬프트로 인해 운전자에게 불의의 변속감을 주는 것을 방지할 수 있도록 1단 다운 쉬프트 변속 동기 명령후 유온을 다시 점검하여 유온변화 여부에 따라 변속단을 다시 1단 다운 쉬프트 변속 동기를 결정함으로써, 불필요한 변속과 차량의 유온 상승을 적절하게 줄일 수 있는 효과를 가진 자동 변속기의 변속 제어방법을 제공할 수 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 차량이 주행을 시작하면 차량 주행상태를 판독하는 단계와; 차량이 등판 길을 오를 때 변속단이 3속인가 판단하는 단계와; 상기에 변속단이 3속인 경우, 메모리 맵에 설정된 3속에 해당하는 유온 제어 조건을 설정하는 단계와; 상기에서 판독한 차량 주행상태가 상기에서 설정한 3속 유온 제어 조건에 만족하는지 판단하는 단계와; 상기에서 판독한 차량 주행 상태가 설정한 3속 유온 제어 조건에 만족하는 경우, 상기에서 판독한 유온과 스로틀 밸브의 개도량을 설정된 산술식에 의해 계산하여 시간 변화에 따라 가변되는 유온 값과 스로틀 밸브의 개도량을 산출하는 단계와; 상기에서 산출된 유온 변화 값이 설정시간이내에 설정값 이상 증가하였는가 판단하는 단계와; 상기에서 유온의 변화가 설정 시간이내에 설정값 이상으로 증가한 경우, 상기에서 산출된 스로틀 밸브의 개도량이 설정 주기동안 설정값 이상 가변되었는가 판단하는 단계와; 상기에서 스로틀 밸브의 개도량이 설정 주기동안 설정값 이상으로 가변된 경우, 현 변속단에서 1단 다운 쉬프트시키는 동기신호를 출력하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

도1은 본 발명의 실시예에 따른 자동 변속기의 변속 제어 장치 구성 블럭도이고,

도2는 본 발명의 실시예에 따른 자동 변속기의 변속 제어방법 동작 순서도이다.

상기한 목적을 구체적으로 달성하여 실현할 수 있는 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참조로 상세히 설명한다.

첨부한 도1에 도시되어 있듯이, 본 발명의 실시예에 따른 자동 변속기 변속 제어 장치의 구성은, 차량의 주행상태에 따라 가변되는 신호를 검출하여 해당 전기신호로 출력하는 차량 주행상태 검출 수단(10)과; 상기 차량 주행상태 검출 수단(10)에서 출력되는 신호를 인가 받아 현 변속단을 판단하고, 상기 변속단에 해당하는 조건을 만족할 때 설정된 산술식에 의해 시간 변화에 따른 유온과 스로틀 밸브 개도량을 산출하고, 상기에서 산출된 결과에 따라 유온과 스로틀 밸브의 개도량이 가변되면, 현재의 변속단에서 1단 다운 쉬프트 시키는 변속 동기 신호를 출력하는 변속 제어 수단(20)과; 상기 변속 제어 수단(30)에서 출력되는 변속동기 신호에 의해 변속단을 1단 다운 쉬프트 시키는 유압을 제어하는 구동수단(30)으로 이루어진다.

상기에 있어서, 차량 주행상태 검출 수단(10)은, 가속 페달의 동작에 따라 개폐 상태가 가변되는 스로틀 밸브의 개도 정도를 감지하여 해당하는 전기적인 신호를 출력하는 스로틀 밸브 개도량 감지부(11)와; 엔진의 동작 상태에 따라 가변되는 크랭크축의 회전 속도를 검출하여 해당하는 신호를 출력하는 엔진 회전수 감지부(12)와; 자동 변속 장치의 변속단이 가변되는 상태를 감지하여 해당하는 전기신호를 출력하는 변속단 감지부(13)와; 차량 주행상태에 따라 가변되는 변속기 오일의 온도를 검출하여 해당하는 전기 신호를 출력하는 유온 감지부(14)와; 차량 변속단의 출력축 회전수를 검출하여 해당하는 전기신호를 출력하는 출력축 회전수 검출부(15)로 이루어진다.

상기한 구성에 의한, 본 발명의 실시예에 따른 자동 변속기의 변속 제어방법의 작용은 다음과 같다.

차량의 주행이 이루어지면 변속 제어 수단(20)은 상기 차량 주행 상태 감지부(10)에서 검출하여 출력하는 차량의 현재 변속단, 유온, 스로틀 밸브의 개도량, 변속기 출력축 RPM을 인가 받아 판독한다(S100).

변속 제어 수단(20)은 상기에서 판독된 변속단이 3속인가를 판단한다(S110).

상기에서 변속단이 3속인 경우, 변속 제어 수단(20)의 메모리 맵에 설정되어 있는 변속단 3속에 해당하는 유온 제어 조건을 설정한다(S120).

상기 메모리 맵에 설정된 변속단 3속에 해당하는 유온 제어 조건은 다음과 같다.

(3-i) 954 No RPM 2,800 인가?

(3-ii) Nslip 490 - 0.108 No인 상태를 22초 중 16초 이상 지속되는가?

(3-iii) 차량의 유온이 110℃ 이상인가?

이때 945는 최소 기준 RPM이고, No는 주행 차량의 변속기 출력축 RPM이고, 2,800은 최대 기준 RPM이고, Nslip은 주행중인 차량의 토크 컨버터 슬립 량이고, 490은 토크 컨버터의 기준 슬립량이고, 0.108은 설정 계수이고, 그리고 110℃는 변속단 3속 차량의 최대 기준 유온이다.

따라서 주행 차량의 상태가 상기 조건 3-i 내지 조건 3-iii에 만족하는 경우, 시간 변화에 따라 가변되는 유온과 스로틀 밸브의 개도량을 설정된 산술식에 의해 계산하여 산출한다(S140).

하지만 상기에서 차량의 주행상태가 메모리 맵에 설정된 3속 유온 제어 조건을 만족하지 못하면, 유온 제어를 수행하지 않고 초기 단계로 리턴한다.

따라서 상기 조건들을 만족하여 상기에서 산출된 시간 변화에 따른 유온의 값이 설정시간 동안 설정온도 이상으로 가변되었는가를 판단한다(S150).

즉, 상기의 유온 값을 미분하여 설정된 시간인 5초당 5℃이상 상승하였는가를 판단하여 유온이 5초당 5℃이상 상승한 경우, 상기에서 산출된 스로틀 밸브의 개도량이 20ms 1주기당 5% 씩 감소하는가를 판단한다(S160).

상기에서 유온의 변화가 5초당 5℃ 이상 상승하고 스로틀 밸브의 개도량이 20ms 1주기당 5% 씩 감소한 경우, 토크 컨버터의 슬립으로 인한 유온의 상승을 방지하기 위하여 현재의 변속단에서 1단 다운 쉬프트 변속 동기 신호를 구동 수단(30)에 출력한다(S170).

하지만 상기(S150, S160)에서 유온의 변화가 5초당 5℃ 이하로 상승하고, 스로틀 밸브의 개도량의 20ms 1주기당 5% 이하로 감소한 경우, 현재의 유온이 125℃보다 작은가를 판단한다(S161).

상기에서 현재의 유온이 125℃ 보다 작은 경우, 현재의 변속단을 계속 유지하여 오르막길을 주행한다(S162).

하지만 상기에서 유온이 125℃보다 크거나 같은 경우, 현재의 변속단에서 1단 다운 쉬프트 변속 동기 신호를 구동 수단(30)에 출력한다.

그러나 상기(S100)에서 변속단이 3단이 아닌 경우, 변속 제어 수단(20)은 변속단이 4단인가를 판단한다(S111).

상기에서 변속단이 4단이 아닌 경우, 즉 변속단이 3속도 아니고 4속도 아닌 경우, 유온 제어 수행하지 않고 초기단계로 리턴 한다.

따라서 변속단이 4단인 경우, 변속 제어 수단(20)의 메모리 맵에 설정되어 있는 변속단 4속에 해당하는 유온 제어 조건을 설정한다(S112).

상기 메모리 맵에 설정된 변속단 4속에 해당하는 유온 제어 조건은 다음과 같다.

(4-i) 954 No RPM 2,800 인가?

(4-ii) Nslip 990 - 0.20 No인 상태를 22초 중 16초 이상 지속되는가?

(4-iii) 차량의 유온이 105℃ 이상인가?

이때, 945는 최소 기준 RPM이고, No는 주행 차량의 변속기 출력축 RPM이고, 2800은 최대 기준 RPM이고, Nslip은 주행중인 차량의 토크 컨버터 슬립 량이고, 990은 토크 컨버터의 기준 슬립 량이고, 0.20은 설정 계수이고, 그리고 105℃는 변속단이 4속 차량의 최대 기준 유온이다.

따라서 주행 차량의 상태가 상기 조건 4-i 내지 조건 4-iii에 만족하는 경우, 시간 변화에 따라 가변되는 유온과 스로틀 밸브의 개도량을 설정된 산술식에 의해 계산하여 산출하는 단계(S140)를 계속 수행한다.

하지만 상기에서 차량의 주행상태가 메모리 맵에 설정된 4속 유온 제어 조건을 만족하지 못하면, 유온 제어를 수행하지 않고 초기 단계로 리턴한다.

상기한 실시예는 가장 바람직한 실시예를 설명한 것으로써, 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 실시예로부터 용이하게 설명할 수 있는 것도 본 발명에 포함된다.

이상에서와 같이 본 발명의 실시예에서 자동 변속기 차량의 유온 상승 정도에 맞추어 차량의 변속단이 저속단으로의 변속이 시기 적절하게 이루어지게 하고, 유온제어 쉬프트 패턴 제어가 차량 주행 조건의 변화에 능동적으로 대처할 수 있게하여 차량의 변속이 자동 변속기의 오일 특성 변화를 지연시킴으로써, 기존의 유온 제어 쉬프트 패턴없이 운전자의 조작과 도로 상태에 따라 자동 변속기 내부의 오일 온도 변화에 의해 변속단을 다운시켜 고유온을 방지할 수 있으며, 차량의 언덕길 주행 중 연속적인 다운 쉬프트로 인해 운전자에게 불의의 변속감을 주는 것을 방지할 수 있도록 1단 다운 쉬프트 변속 동기 명령후 유온을 다시 점검하여 유온 변화 여부에 따라 변속단을 다시 1단 다운 쉬프트 변속 동기를 결정함으로써, 불필요한 변속과 차량의 유온 상승을 적절하게 줄일 수 있는 효과가 변속기의 변속 제어일을 제공할 수 있다.

Claims (9)

1. 차량이 주행을 시작하면 차량 주행상태를 판독하는 단계와; 차량이 등판 길을 오를 때 변속단이 3속인가 판단하는 단계와; 상기에서 변속단이 3속인 경우, 메모리 맵에 설정된 3속에 해당하는 유온 제어 조건을 설정하는 단계와; 상기에서 판독한 차량 주행상태가 상기에서 설정한 3속 유온 제어 조건에 만족하는지 판단하는 단계와; 상기에서 판독한 차량 주행 상태가 설정한 3속 유온 제어 조건에 만족하는 경우, 상기에서 판독한 유온과 스로틀 밸브의 개도량을 설정된 산술식에 의해 계산하여 시간 변화에 따라 가변되는 유온 값과 스로틀 밸브의 개도량을 산출하는 단계와; 상기에서 산출된 유온 변화 값이 설정시간이내에 설정값 이상 증가하였는가를 판단하는 단계와; 상기에서 유온의 변화가 설정 시간이내에 설정값 이상으로 증가한 경우, 상기에서 산출된 스로틀 밸브의 개도량이 1주기에 설정값 이상 가변되었는가를 판단하는 단계와; 상기에서 스로틀 밸브의 개도량이 설정 주기동안 설정값 이상으로 가변된 경우, 현 변속단에서 1단 다운 쉬프트 시키는 동기신호를 출력하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동 변속기의 변속 제어방법.
2. 청구항 1에 있어서, 차량의 주행상태가 상기에서 설정한 3속 유온 제어 조건에 만족하지 않은 경우, 유온 제어를 수행하지 않고, 초기 단계로 리턴 하는 단계를 포함하여 이루어진 자동 변속기 변속 제어방법.
3. 청구항 1항에 있어서, 변속단이 3속이 아닌 경우, 변속단이 4속인가를 판단하는 단계와; 상기에서 변속단이 4속인 경우, 메모리 맵에 설정된 4속에 해당하는 유온 제어 조건을 설정하는 단계와; 상기에서 판독한 차량 주행상태가 상기에서 설정한 4속 유온 제어 조건에 만족하는지 판단하는 단계와; 상기에서 판독한 차량 주행 상태가 설정한 4속 유온 제어 조건에 만족하는 경우, 상기에서 판독한 유온과 스로틀 밸브의 개도량을 설정된 산술식에 의해 계산하여 시간 변화에 따라 가변되는 유온 값과 스로틀 밸브의 개도량을 산출하는 단계를 계속 수행하는 것을 포함하여 이루어진 자동 변속기의 변속 제어 장치.
4. 청구항3에 있어서, 변속단이 4속이 아닌 경우, 유온 제어를 수행하지 않고 초기 단계로 리턴 하는 것을 포함하여 이루어진 자동 변속기의 변속 제어방법.
5. 청구항3에 있어서, 차량의 주행상태가 상기에서 설정한 4속 유온 제어 조건에 만족하지 않은 경우, 유온 제어를 수행하지 않고, 초기 단계로 리턴 하는 단계를 포함하여 이루어진 자동 변속기 변속 제어방법.
6. 청구항1 및 청구항3에 있어서, 시간 변화에 따른 유온의 변화가 설정 시간이내에 설정값 이상으로 증가하지 않은 경우, 주행 차량의 유온이 설정온도보다 작은가를 판단하는 단계와; 상기에서 주행 차량의 유온이 설정온도보다 낮은 경우, 현재의 변속단을 유지하여 계속 주행하는 단계를 포함하여 이루어진 자동 변속기의 변속 제어방법.
7. 청구항6에 있어서, 주행 차량의 유온이 설정온도보다 높은 경우, 현재의 변속단에서 1단 다운 쉬프트 하여 주행을 하는 것을 포함하여 이루어진 자동 변속기의 변속 제어방법.
8. 청구항1 및 청구항3에 있어서, 시간 변화에 따른 스로틀 밸브의 개도량이 1주기에 설정값 이하로 가변된 경우, 주행차량의 유온이 설정온도보다 낮은가를 판단하는 단계와; 상기에서 주행 차량의 유온이 설정온도보다 낮은 경우, 현재의 변속단으로 계속 주행을 하는 것을 포함하여 이루어진 자동 변속기의 변속 제어방법.
9. 청구항 8에 있어서, 주행 차량의 유온이 설정온도보다 높은 경우, 현재의 변속단에서 1단 다운 쉬프트 하여 주행을 하는 것을 포함하여 이루어진 자동 변속기의 변속 제어방법.