KR100220066B1 - 자동 변속기의 저속 3-2 변속시 변속 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동 변속기의 저속 3-2변속시 변속 제어 방법에 관한 것으로서, 저속 온 다운 3-2 변속시에는 킥 다운 변속 보다 입력 토크가 크기 때문에 더욱 강한 유압을 공급해 주어야 하므로 듀티 초기 출력 시점에서의 슬립을 이용하여 온 다운 판정을 수행함에 있어, 온 다운 변속이 발생되면 킥 다운 변속의 경우보다 슬립량이 클 때 변속이 발생하게 되므로 슬립량의 크기에 비례하여 변속시 제어 유압을 보정하여 온 다운 변속시 적절한 제어를 수행하거나, 저유온 상태에서 저속 3-2 변속시에는 초기 듀티를 0(%)으로 설정하여 주고, 터빈의 RPM값이 설정 기준값을 넘는 순간 설정 시간동안 SCSV를 3속 상태로 유지함으로써, 런 업을 방지하거나 런 업후 킥 다운 브레이크의 급작스러운 체결을 방지하여 변속쇼크를 방지함에 따라 승차감을 향상시키고, 변속감을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

자동 변속기의 저속 3-2 변속시 변속 제어방법

본 발명은 자동 변속기의 저속 3-2 변속시 변속 제어 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 자동 변속기를 장착한 차량이 저속으로 주행중 온 다운 쉬프트 변속시 및 유온의 설정 기준 온도 이하일 때 발생하는 런 업 쇼크를 듀티 보정 및 유압제어에 의해 방지하기 위한 자동 변속기의 저속 3-2 변속시 변속 제어 방법에 관한 것이다.

일반적으로 자동 변속기가 장착되어 있는 자동차는, 자동차의 주행 속도에 따라 설정되어 있는 변속 범위 안에서 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 엔진 스톨(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 작동 마찰 요소의 동작 상태를 제어한다.

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

상기 드라이브 기어로 변속된 동력이 전달되면, 변속된 동력은 상기 드라이브 기어와 치차 결합된 드리븐 기어에 의해 종감속 기어와 치차 결합된 종동 기어로 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.

상기와 같이 동작하는 자동 변속기를 장착한 차량이 저속으로 주행중 3-2 온다운 변속이 발생하면 종래에는 변속에 필요한 해당 변수 및 제어값들을 킥 다운 변속에 적합한 값으로 변속을 수행하였다.

또한 자동 변속기의 유온의 온도가 설정기준 온도에서 3-2 다운 쉬프트 변속이 발생되면 종래에는 저온에서 유온의 정도가 높아져 압력 조절 밸브(Pressure Control Solenoid Valve : 이하 PCSV라 칭함)의 듀티 제어에 의해 유압 제어를 수행하였다.

그러나 상기한 종래의 기술은 저속 상태에서 온 다운 3-2 쉬프트 변속을 수행하는 경우에는 킥 다운에 의한 변속에 비해 자동 변속기에 입력되는 토크가 매우 큰 상태가 되므로 입력 토크가 작은 킥 다운 변속에 적합하도록 순환된 유압으로는 온 다운 변속시에 런업 현상을 발생하게되어 큰 변속쇼크가 발생하는 문제점이 있다.

또한 저온 상태에서 3-2다운 쉬프트 변속이 발생하는 경우에 유온의 점도가 높아져 PCSV의 듀티제어에 의해 유압의 응답성이 늦어지고, 3속과 2속에서의 터빈의 RPM차이가 작아 변속시간이 매우 짧으며, 3-2 다운 쉬프트 변속이 높은 스로틀 밸브 개도 상태에서 발생하므로 변속 전 후의 토크 변화가 심하여 저온 저속에서 3-2 다운 쉬프트 변속시 런 업이 발생하여 큰 변속쇼크가 발생하는 문제점이 있다.

따라서, 상기한 종래의 문제점을 해결하고자, 저속 온 다운 3-2 변속시에는 킥 다운 변속 보다 입력 토크가 크기 때문에 더욱 강한 유압을 공급해 주어야 하므로 듀티 초기 출력 시점에서의 슬립을 이용하여 온 다운 판정을 수행함에 있어, 온 다운 변속이 발생되면 킥 다운 변속의 경우보다 슬립량이 클 때 변속이 발생하게 되므로 슬립량의 크기에 비례하여 변속시 제어 유압을 보정하여 온 다운 변속시 적절한 제어를 수행하므로 서, 런 업을 방지하여 변속 쇼크를 방지함에 따라 승차감을 향상시키고, 변속감을 향상시킬 수 있는 효과를 가진 자동 변속기의 3-2 변속시 변속 제어 방법을 제공하기 위한 목적이 있다.

또한 저유온 상태에서 저속 3-2 변속시에는 초기 듀티를 0(%)으로 설정하여 주고, 터빈의 RPM값이 설정 기준값을 넘는 순간 설정 시간동안 변속 조절 솔레노이드 밸브(Shift Control Solenoid Valve : 이하 SCSV라 칭함)를 3속 상태로 유지함으로써, 런 업후 킥 다운 브레이크의 급작스러운 체결을 방지하여 변속쇼크를 방지함에 따라 승차감을 향상시키고, 변속감을 향상시킬 수 있는 효과를 가진 자동 변속기의 3-2 변속시 변속 제어 방법을 제공하기 위한 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은,

차량이 저속으로 3속 주행중 가속페달을 중간쯤 밟았을 때, 메모리에 저장되어 있는 저속 3→2 변속의 초기 듀티값(DU)을 설정된 차속에 대한 1차 함수로 연산하여 초기 제어 듀티값(DU)을 산출하고, 또한 설정된 산술식에 의해 엔진의 RPM(Ne)과 터빈의 RPM(Nt)값을 설정된 산술식에 의해 연산하여 토크 컨버터의 슬립량(Slip)을 연산하여 산출하는 단계와;

현재 주행중인 차량의 차속(No)이 설정된 기준값보다 작고, 토크 컨버터의 슬립량(Slip)이 설정 기준값보다 큰가를 판단하여, 현재 주행중인 차량의 차속이 설정된 기준값 작고, 토크 컨버터의 슬립량이 설정 기준값보다 큰 경우, 저속 온 다운 3→2 변속으로 판단하는 단계와;

상기에서 저속 온 다운 3→2 변속으로 판단됨에 따라 차속에 대한 1차 함수로 설정된 산술식에 의해 토크 컨버터의 슬립량에 대한 가중치를 연산하여 산출하고, 상기에서 산출한 값에 의해 설정된 산술식으로 기본 듀티에 대한 보정량(Cs)을 산출하는 단계와;

상기에서 산출한 듀티 보정량(Cs)을 초기 제어 듀티(DU)값과 연산하여 새로운 제어 듀티값(DU)을 산출하고, 상기에서 산출한 새로운 제어 듀티값을 출력하여 구동 수단을 제어하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위한 또 다른 본 발명은,

현재의 자동 변속기 유온의 값이 설정 기준값보다 작고, 차속이 설정 기준 차속보다 작은가를 판단하여, 현재의 자동 변속기 유온의 값이 설정 기준값보다 작고, 차속이 설정 기준 차속보다 작은 경우, 초기 듀티값을 0%로 설정하고 터빈의 RPM 값이 설정 기준값을 넘었는가를 판단하는 단계와;

상기에서 터빈의 RPM 값이 설정 기준값을 넘는 순간부터 설정 기준 시간동안 해당 제어 신호를 출력하여 변속단을 3속으로 유지하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

도1은 본 발명의 실시예에 따른 자동 변속기의 저속 3-2 변속시 변속 제어 장치 구성 블럭도이고,

도2의 (a)와(b)는 본 발명의 실시예에 따른 자동 변속기의 저속 3-2 변속시 변속 제어 방법 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 변속기의 3-2 변속시 변속 제어 장치의 구성은, 차량의 주행상태 따라 차량의 상태가 가변되어 출력되어지는 신호를 인가 받아 해당하는 전기신호를 출력하는 차량 주행상태 감지수단(10)과; 상기 차량 주행상태 감지수단(10)에서 출력되는 신호를 인가 받아 판독하여 차량이 저속중 3-2 변속이 발생되면 초기 듀티를 연산하고, 토크 컨버터의 슬립량을 연산하여 차속이 설정 기준 차속 이하이고, 슬립량이 설정 기준값보다 클 경우, 온 다운 변속으로 판단하여 설정된 산술식에 의해 듀티보정을 수행하여 런 업에 의한 변속쇼크를 방지하고, 저유온시 3-2 변속이 발생하면 초기 듀티를 0%로 설정한 후 터빈의 RPM이 설정 기준값을 넘는 순간 설정 기준 시간동안 현재의 3속압을 출력하므로 써, 런 업에 의한 변속쇼크를 방지하기 위한 제어 수단(20)과; 상기 변속 제어 수단(20)에서 출력되어지는 듀티 제어 신호를 인가 받아 변속단을 변속 동기 시키는 구동수단(30)으로 이루어져 있다.

상기에 있어서, 차량 동작상태 감지 수단(10)은, 가속 페달의 동작상태에 연동하여 개폐 상태가 가변되는 스로틀 밸브의 개도 정도를 감지하여 해당 신호를 출력하는 스로틀 밸브 개도 감지부(11)와; 차량의 출력축 회전수를 감지하여 차량의 주행속도에 상응하는 해당 신호를 출력하는 차속 감지부(12)와; 스로틀 밸브 개도량과 차속에 따라 변속단이 가변되면, 상기의 변속단의 가변상태를 감지하여 해당하는 신호를 출력하는 변속단 감지부(13)와; 엔진의 동작 상태에 따라 가변되는 크랭크축의 회전 속도를 검출하여 해당하는 신호를 출력하는 엔진 회전수 감지부(14)와; 변속기의 입력축과 연결되어 있는 토오크 컨버터의 터빈축의 회전 속도를 감지하여 해당하는 신호를 출력하는 터빈축 회전수 감지부(15)로 이루어져 있다.

상술한 기능을 갖는 자동 변속기에서 첨부한 도2의 (a)와 (b)에 도시되어 있는 흐름도를 참조로 저속 3-2변속시 변속제어 방법을 아래와 같이 설명한다.

차량의 변속단이 3속으로 저속 주행중 운전자가 속도를 증가하기 위하여 가속페달을 중간쯤 밟았을 때, 제어 수단(20)은 메모리에 저장되어 있는 저속 3→2 변속의 초기 듀티값을 설정된 차속에 대한 1차 함수로 연산하여 초기 제어 듀티값(DU)을 산출한다(S100).

초기 제어 듀티(DU) = (XP1 + No/38 × XC1/16) × 100/256(%)

(여기에서 XP1과 XC1은 듀티를 산출하기 위한 차속에 대한 1차 함수 값이고, No는 현재 차속이다.)

또한 제어 수단(20)은 설정된 산술식에 의해 엔진의 RPM과 터빈의 RPM값을 설정된 산술식에 의해 연산하여 토크 컨버터의 슬립량을 연산하여 산출한다(S110).

따라서 제어 수단(20)은 현재 주행중인 차량의 차속이 설정된 기준값인 1500RPM보다 작도, 토크 컨버터의 슬립량이 설정 기준값인 500보다 큰가를 판단한다(S120).

상기에서 현재 주행중인 차량의 차속이 설정된 기준값인 1500RPM보다 작도, 토크 컨버터의 슬립량이 설정 기준값인 500보다 큰 경우, 제어 수단(20)은 저속 온 다운 3→2 변속으로 판단하여 런 업으로 인한 변속쇼크를 방지하기 위해 차속에 대한 1차 함수로 설정된 산술식에 의해 토크 컨버터의 슬립량에 대한 가중치를 연산하여 산출한다(S130).

가중치 기어비 = 상수1 + ((상수2 - 차속) × 상수3) /100

( 여기에서 상수1과 상수3은 차속에 대한 1차 함수로서 토크 컨버터의 슬립 기준값이고, 상수2는 차속의 기준값이다.)

상기에서 산출한 값에 의해 제어 수단(20)은 설정된 산술식에 의해 기본 듀티에 대한 보정량(Cs)을 산출한다(S140).

Cs = (Slip × 상수4) × 가중치 기어비 / 1000

(여기에서 Cs는 기본 듀티 보정량이고, Slip은 현재 토크 컨버터의 슬립량이고, 상수4는 토크 컨버터의 기준 슬립 량이다.)

상기에서 듀티 보정량을 산출함에 따라 제어 수단(20)은 상기(S100)에서 산출한 초기 제어 듀티(DU)값에 상기(S140)에서 산출한 듀티 보정값(Cs)을 연산하여 새로운 제어 듀티값(DU)을 산출한다(S150).

DU = DU + Cs

(여기에서 DU는 듀티값이고, Cs는 듀티 보정값이다.)

따라서 제어 수단(20)은 상기에서 산출한 듀티값(DU)을 구동 수단(30)에 출력하여 PCSV를 제어하여 저속 3→2 온 다운 변속시 런 업에 의한 변속쇼크를 방지한다(S160).

하지만 상기(S120)에서 현재 주행중인 차량의 차속이 설정된 기준값인 1500RPM보다 작도, 토크 컨버터의 슬립량이 설정 기준값인 500보다 큰 조건을 만족하지 못하는 경우, 제어 수단(20)은 온 다운 3→2 변속이 아닌 것으로 판단하여 현재의 듀티값(DU)을 구동 수단(30)에 출력하여 PCSV를 제어한다.

상기에 상술한 바와 달리 차량이 저유온시 저속 3→2 변속이 발생하여 런 업에 의한 변속쇼크가 발생할 경우, 제어 수단(20)은 런 업에 의한 변속쇼크가 발생하기 전, 현재의 자동 변속기 유온의 값이 설정 기준값인 50℃보다 작고, 차속이 설정 기준 차속인 1200RPM보다 작은가를 판단한다(S200,S210).

상기에서 현재의 자동 변속기 유온의 값이 설정 기준값인 50℃보다 작고, 차속이 설정 기준 차속인 1200RPM보다 작은 경우, 제어 수단(20) 초기 듀티값을 0%로 설정하고 터빈의 RPM 값이 설정 기준값을 넘었는가를 판단한다(S220,S230).

상기에서 터빈의 RPM 값이 설정 기준값을 넘는 순간, 제어 수단(20)은 터빈의 RPM 값이 설정 기준값을 넘는 순간부터 설정 기준 시간인 40ms간 SCSV를 제어하기 위한 제어 신호를 구동 수단(20)에 출력하여 변속단을 2속으로 변속하지 않고, 3속으로 유지함으로써, 런 업후 킥 다운 브레이크의 급작스로운 체결을 방지하여 변속쇼크를 방지할 수 있다(S240,S250).

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 실시예서 저속 온 다운 3-2 변속시에는 킥 다운 변속 보다 입력 토크가 크기 때문에 더욱 강한 유압을 공급해 주어야 하므로 듀티 초기 출력 시점에서의 슬립을 이용하여 온 다운 판정을 수행함에 있어, 온 다운 변속이 발생되면 킥 다운 변속의 경우보다 슬립량이 클 때 변속이 발생하게 되므로 슬립량의 크기에 비례하여 변속시 제어 유압을 보정하여 온 다운 변속시 적절한 제어를 수행하거나, 저유온 상태에서 저속 3-2 변속시에는 초기 듀티를 0(%)으로 설정하여 주고, 터빈의 RPM값이 설정 기준값을 넘는 순간 설정 시간동안 SCSV를 3속 상태로 유지함으로써, 런 업을 방지하거나 런 업후 킥 다운 브레이크의 급작스러운 체결을 방지하여 변속쇼크를 방지함에 따라 승차감을 향상시키고, 변속감을 향상시킬 수 있는 효과를 가진 자동 변속기의 3-2 변속시 변속 제어 방법을 제공할 수 있다.

Claims (3)

1. 차량이 저속으로 3속 주행중 가속페달을 중간쯤 밟았을 때, 메모리에 저장되어 있는 저속 3→2 변속의 초기 듀티값(DU)을 설정된 차속에 대한 1차 함수로 연산하여 초기 제어 듀티값(DU)을 산출하고, 또한 설정된 산술식에 의해 엔진의 RPM(Ne)과 터빈의 RPM(Nt)값을 설정된 산술식에 의해 연산하여 토크 컨버터의 슬립 량(Slip)을 연산하여 산출하는 단계와;

   현재 주행중인 차량의 차속(No)이 설정된 기준값보다 작고, 토크 컨버터의 슬립 량(Slip)이 설정 기준값보다 큰가를 판단하여, 현재 주행중인 차량의 차속이 설정된 기준값 작고, 토크 컨버터의 슬립량이 설정 기준값보다 큰 경우, 저속 온 다운 3→2 변속으로 판단하는 단계와;

   상기에서 저속 온 다운 3→2 변속으로 판단됨에 따라 차속에 대한 1차 함수로 설정된 산술식에 의해 토크 컨버터의 슬립량에 대한 가중치를 연산하여 산출하고, 상기에서 산출한 값에 의해 설정된 산술식으로 기본 듀티에 대한 보정량(Cs)을 산출하는 단계와;

   상기에서 산출한 듀티 보정량(Cs)을 초기 제어 듀티(DU)값과 연산하여 새로운 제어 듀티값(DU)을 산출하고, 상기에서 산출한 새로운 제어 듀티값을 출력하여 구동 수단을 제어하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동 변속기의 3-2 변속시 변속 제어 방법.

   (초기 제어 듀티(DU) = (XP1 + No/38 × XC1/16) × 100/256(%)

   (여기에서 XP1과 XC1은 듀티를 산출하기 위한 차속에 대한 1차 함수 값이고, No는 현재 차속이다.)

   가중치 기어비 = 상수1 + ((상수2 - 차속) × 상수3) /100

   (여기에서 상수1과 상수3은 차속에 대한 1차 함수로서 토크 컨버터의 슬립 기준값이고, 상수2는 차속의 기준값이다.)

   Cs = (Slip × 상수4) × 가중치 기어비 / 1000

   (여기에서 Cs는 기본 듀티 보정량이고, Slip은 현재 토크 컨버터의 슬립량이고, 상수4는 토크 컨버터의 기준 슬립 량이다.)

   DU = DU + Cs

   (여기에서 DU는 듀티값이고, Cs는 듀티 보정값이다.)
2. 청구항 1에 있어서, 현재 주행중인 차량의 차속이 설정된 기준값 작고, 토크 컨버터의 슬립량이 설정 기준값보다 큰 조건을 만족하지 못하는 경우, 저속 온 다운 3→2 변속이 아닌 것으로 판단하여 현재의 듀티값(DU)을 출력하여 구동 수단을 제어하는 단계를 포함하여 이루어진 자동 변속기의 3-2 변속시 변속 제어 방법.
3. 현재의 자동 변속기 유온의 값이 설정 기준값보다 작고, 차속이 설정 기준 차속보다 작은가를 판단하여, 현재의 자동 변속기 유온의 값이 설정 기준값보다 작고, 차속이 설정 기준 차속보다 작은 경우, 초기 듀티값을 0%로 설정하고 터빈의 RPM 값이 설정 기준값을 넘었는가를 판단하는 단계와;

   상기에서 터빈의 RPM 값이 설정 기준값을 넘는 순간부터 설정 기준 시간동안 해당 제어 신호를 출력하여 변속단을 3속으로 유지하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동 변속기의 3-2 변속시 변속 제어 방법.

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