KR100227892B1 - 운전자의 운전 패턴에 따라 변속시기를 제어하는 자동변속기 및 제어방법 - Google Patents

Abstract

이 발명은 운전자의 운전 패턴에 따라 변속시기를 제어하는 자동변속기 및 제어방법에 관한 것으로 운전자의 운전습관 및 현재의 요구를 판단할 수 있는 로직을 사용하여 시프트 패턴을 저속 경제 모드에서부터 고 파워 모드까지 연속적으로 변화 선택 제어하여 운전자가 편하게 운전자가 요구하는 방향에 맞게 운전할 수 있는 잇점이 있는 운전자의 운전 패턴에 따라 변속시기를 제어하는 자동변속기 및 제어방법에 관한 것이다.

Description

운전자의 운전 패턴에 따라 변속시기를 제어하는 자동변속기 및 제어방법

제1도는 이 발명의 실시예에 따른 운전자의 운전 패턴에 따라 변속시기를 제어하는 자동변속기의 블럭 구성도이다.

제2도는 이 발명의 실시예에 따른 운전자의 운전 패턴에 따라 변속시기를 제어하는 제어방법의 흐름도이다.

제3도는 이 발명의 실시예에 따른 운전자의 운전 패턴에 따라 변속시기를 제어하는 제어방법에서 가변 시프트 패턴을 나타낸 그래프이다.

제4도는 이 발명의 실시예에 따른 운전자의 운전 패턴에 따라 변속시기를 제어하는 제어방법에서 파워 온 오프 판정 라인을 나타낸 그래프이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 스로틀 개도 센서 2 : 이그니션 코일

3 : 변속제어유닛 4 : 구동부

이 발명은 운전자의 운전 패턴에 따라 변속시기를 제어하는 자동변속기 및 제어방법에 관한 것으로 더욱 상세하게 설명하면, 운전자의 운전습관 및 현재의 요구를 판단할 수 있는 로직을 사용하여 시프트 패턴을 저속 경제 모드에서부터 고 파워 모드(Power Mode)까지 연속적으로 변화 선택 제어하는 운전자의 운전 패턴에 따라 변속시기를 제어하는 자동변속기 및 제어방법에 관한 것이다.

최근, 토크 컨버터(torque converter) 및 유성기어(planetary gear unit)와 그 제어유닛(control unit)이 조합되는 자동변속기는 기어변속시의 번거로움 감소, 원활한 가감속, 저속 발진성능 우수, 향상된 승차감 등의 장점으로 크게 각광받고 있다.

특히, 상기 자동 변속기는 연비와 성능 개선을 위하여 변속단 증가하는 추세이며, 유압제어 자동변속기의 경우는 변속단 1단 증가를 위해 유압장치가 매우 복잡하게 되므로, 종래의 유압제어 자동변속기에 전자제어방식이 급속도로 도입되고 있다.

종래의 자동변속기는 시프트 패턴이 파워와 이코노미 두가지 모드로 변속제어유닛(TCU)의 롬에 기억되어 있고, 운전자의 취향에 따라 모드 스위치의 절환에 따라 각 모드의 특성에 맞도록 변속시기가 된다.

그러나 상기한 종래의 자동변속기는 급변하는 운전상황 예를 들면, 급가속이나 급추월시에 또는 도시운전과 같이 빈번히 변화하는 도로상황에서는 적절히 변속시점을 운전자의 의사대로 조절하기 어려운 단점이 있다.

즉, 운전자가 파워 모드 또는 이코노미 모드 두가지만 선택 가능하고 선택의사를 반드시 스위치로 조작을 해야만 하는 단점이 있다.

그러므로 본 발명의 목적은 종래의 단점을 해결하기 위한 것으로, 운전자의 운전습관 및 현재의 요구를 판단할 수 있는 로직을 사용하여 시프트 패턴을 저속 경제 모드에서부터 고 파워 모드까지 연속적으로 변화 선택 제어하여 운전자가 편하게 운전자가 요구하는 방향에 맞게 운전할 수 있도록 하는 운전자의 운전 패턴에 따라 변속시기를 제어하는 자동변속기 및 제어방법을 제공하고자 하는데 있다.

상기의 목적을 달성하고자 하는 이 발명의 구성은, 스로틀 밸브의 개도상태를 검출하기 위한 스로틀 개도 센서와; 엔진회전수를 검출하기 위한 이그니션 코일과; 상기 센서들로부터 신호를 입력받아 그에 따라 적절하게 변속라인을 조정하여 적절한 제어신호를 출력하기 위한 변속제어유닛과; 상기 변속제어유닛으로부터 제어신호를 입력받아 변속을 하기 위한 구동부로 이루어진다.

상기의 목적을 달성하고자 하는 이 발명의 다른 구성은, 스로틀 개도상태를 감지하는 단계와; 엔진 회전수를 감지하는 단계와; 파워 온 포인트를 연산하는 단계와; 스로틀 개도의 변화속도를 연산하는 단계와; 스로틀 개도상태가 85퍼센트보다 큰지를 비교하는 단계와; 스로틀 개도상태가 85퍼센트보다 크면 현재의 누적요구학습을 계산하는 단계와; 스로틀 개도상태가 85퍼센트보다 크지 않으면 현재의 누적요구학습을 초당 현재의 누적요구학습/4만큼 감소시키는 단계와; 과거의 운전자의 운전습관의 학습, 현재의 운전자의 운전습관 학습, 현재의 긴급가속요구강도 학습을 계산하는 단계와; 현재와 과거의 긴급가속요구 값의 차이값이 현재의 긴급가속요구보다 큰지를 비교하는 단계와; 상기의 현재와 과거의 긴급가속요구 값의 차이값이 현재의 긴급가속요구보다 클 때에는 긴급가속요구/4만큼 감소시키는 단계와; 긴급가속요구 값을 초당 긴급가속요구/4만큼 감소시키는 단계와 상기의 정보를 이용하여 시프트 라인의 보정량을 계산하는 단계와; 상기 보정량의 절대값이 10킬로미터 퍼 아우어의 속도보다 큰지를 판단하는 단계와; 상기 보정량의 절대값이 10킬로미터 퍼 아우어의 속도보다 크면 보정량이 양인지 음인지를 판단하는 단계와; 상기 보정량이 양이면 시프트 라인 보정량을 10킬로미터 퍼 아우어로 입력하는 단계와; 상기 보정량이 음이면 시프트 라인 보정량을 마이너스 10킬로미터 퍼 아우어로 입력하는 단계와; 상기의 단계 수행후에 시프트 맵에서 변속라인을 시프트 라인 보정량만큼 조정하고 다시 처음으로 리턴하는 단계로 이루어진다.

상기 구성에 의해 이 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자가 이 발명을 용이하게 실시할 수 있는 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 하여 설명하기로 한다.

제1도는 이 발명의 실시예에 따른 운전자의 운전 패턴에 따라 변속시기를 제어하는 자동변속기의 블럭 구성도이고, 제2도는 이 발명의 실시예에 따른 운전자의 운전 패턴에 따라 변속시기를 제어하는 제어방법의 흐름도이고, 제3도는 이 발명의 실시예에 따른 운전자의 운전 패턴에 따라 변속시기를 제어하는 제어방법에서 가변 시프트 패턴을 나타낸 그래프이고, 제4도는 이 발명의 실시예에 따른 운전자의 운전 패턴에 따라 변속시기를 제어하는 제어방법에서 파워 온 오프 판정 라인을 나타낸 그래프이다.

제1도에 도시되어 있듯이, 이 발명의 실시예에 따른 운전자의 운전 패턴에 따라 변속시기를 제어하는 자동변속기의 구성은, 스로틀 밸브의 개도상태를 검출하기 위한 스로틀 개도 센서(1)와 엔진회전수를 검출하기 위한 이그니션 코일(2)의 출력단에 상기 스로틀 개도 센서(1)와 이그니션 코일(2)로부터 신호를 입력받아 그에 따라 적절하게 변속라인을 조정하여 적절한 제어신호를 출력하기 위한 변속제어유닛(3)이 연결되고, 그 출력단에 상기 변속제어유닛(3)으로부터 제어신호를 입력받아 변속을 하기 위한 구동부(4)가 연결되는 구조로 이루어진다.

상기한 변속제어유닛(3)은 제어프로그램이 내장된 마이크로 콘트롤러로 구성되어짐을 특징으로 한다.

상기 구성에 의한 이 발명의 실시예에 따른 운전자의 운전 패턴에 따라 변속시기를 제어하는 자동변속기 및 제어방법의 작용은 다음과 같다.

먼저 사용자에 의해 전원이 인가되면 이 발명의 실시예에 따른 운전자의 운전패턴에 따라 변속시기를 제어하는 자동변속기의 동작이 시작된다.

동작이 시작되면, 스로틀 개도 센서(1)로부터 스로틀 개도상태가 감지되어 변속제어유닛(3)으로 입력되고(S1), 그 다음 이그니션코일(2)로부터 엔진회전수가 감지된다(S2).

상기 정보를 이용하여 변속제어유닛(3)은 파워 온 포인트를 연산하고(S3), 스로틀 개도의 변화속도를 연산하며(S4), 스로틀 개도상태가 85퍼센트보다 큰지를 비교한다(S5).

그 다음 변속제어유닛(3)은 스로틀 개도상태가 85퍼센트보다 크면 현재의 누적요구학습(L4)을 계산하고(S6), 크지 않으면 곧바로 과거의 운전자의 운전습관의 학습(L1), 현재의 운전자의 운전습관 학습(L2), 현재의 긴급가속요구강도 학습(L3)을 계산한다(S7).

변속제어유닛(3)은 상기의 정보를 이용하여 시프트 라인의 보정량(K)을 계산한(S8) 후에 상기 보정량(K)의 절대값이 10킬로미터 퍼 아우어의 속도보다 큰지를 판단한다(S9).

그 다음에 상기 보정량의 절대값(K)이 10킬로미터 퍼 아우어의 속도보다 크면 보정량(K)이 양인지 음인지를 판단하여(S10), 상기 보정량(K)이 양이면 시프트라인 보정량(K)을 10킬로미터 퍼 아우어로 입력하고(S11), 상기 보정량(K)이 음이면 시프트 라인 보정량(K)을 마이너스 10킬로미터 퍼 아우어로 입력한다(S12).

상기의 단계 수행후에 시프트 맵에서 변속라인을 시프트 라인 보정량(K)만큼 조정하고 다시 처음으로 리턴한다(S13).

상기와 같은 과정의 완료 후에 구동부(4)로 제어신호가 출력이 되어 운전자의 운전 패턴에 따른 변속이 이루어진다.

참고로 첨부된 도면을 참조로 하여 변속이 이루어지는 과정 및 상기의 파라미터들을 구하는 방법에 관해 살펴보면 다음과 같다.

변속제어유닛(3)에 경제모드 및 고 파워 모드 두가지의 하한 및 상한의 시프트 패턴을 설정해 두고, 변속점은 이 두 극한점을 넘지 않도록 하는 범위에서 최적의 시프트 포인트를 연산하여 변속점을 결정한다. 제3도에 1→2 변속시점에 대한 변속점들을 나타내었다.

제3도에 도시되어 있듯이, 실선(11)은 1→2 변속되는 최하한 모드이고, 점선(12)은 최상한의 변속점을 나타내며 고출력 모드이고, 상기 두 모드는 한계값으로 변속제어유닛의 롬에 기억되어 있다.

중간 모드(13)는 다음의 4개의 파라미터로 결정된다.

1. 과거의 운전습관 학습(L1).

최근 변속 횟수(약 50회) 해당변속(1→2, 2→3, 3→4 등)시의 스로틀 개도센서의 값과 파워 온 오프 라인과의 차이값을 기준으로 산정된다.

제4도에 도시되어 있듯이, 파워 온 오프 라인은 엔진회전수가 높으면 높을수록 차량에 동력을 전달할 수 있으려면 스로틀 개도가 높아야 된다.

운전 습관 학습(L1)은 다음 식에 의한다.

상기에서 과거의 운전자의 운전습관학습(L1)의 의미는 과거의 최근변속횟수(m)동안 해당 변속시의 여유동력의 평균치를 말하며, 과거 최근변속횟수(m)는 현재로부터 최근변속횟수를 의미한다.

2. 현재의 운전자의 운전습관학습(L2).

상기한 과거의 운전자의 운전습관학습(L1)의 경우와 같이 계산하되 평균값을 10회정도로 줄인 것으로 가장 최신의 운전 패턴을 추출하기 위한 것이다.

3. 현재의 긴급가속요구(L3).

평소 또는 가장 최근의 운전 습관의 학습만으로는 급격하게 변하는 운전자의 가속요구를 반영하기가 어렵다. 따라서 액셀레이터의 페달을 밟는 속도에 따라 운전자의 긴급가속요구(L3)를 판단한다.

L3=스로틀개도/SEC

단스로틀개도는 양의 방향일 때만 계산한다.

일단 양의 긴급가속요구(L3) 값이 검출된 후 차회의 컴퓨터 연산에서 과거의 긴급가속요구(L3')와 긴급가속요구(L3)의 차이가 긴급가속요구(L3)보다 크면 긴급가속요구(L3)의 감소는 초당 긴급가속요구(L3)/4만큼 감소시킨다.

4. 현재의 누적요구학습(L4).

스로틀 개도를 85퍼센트 이상 계속해서 유지하는 시간을 기준으로 판정한다.

L4=T sec│스로틀개도>85퍼센트

현재의 누적요구학습(L4)의 감소는 스로틀개도가 85퍼센트 이하로 된 시점부터 초당 현재의 누적요구학습(L4)/4만큼씩 감소시켜 현재의 누적요구학습(L4)의 영향을 해제시킨다.

상기 4개의 파라미터를 이용하여 시프트 라인 보정량(K)을 구하는 것은 다음식에 의한다.

K=A(L1-a)+B(L2-b)+C[L3-c]+D[L4-d]

상기 시프트 라인 보정량만큼 제3도의 L12→M12까지 1→2 변속선을 이동시킨다. 2→3, 3→4 변속선도 동일하게 이동시킨다.

상기 수식중의 A, B, C, D, a, b, c, d는 상수이고, [ ]안이 음일때는 [ ]의 값이 0이고, 양일때만 [ ]안의 값을 인정한다.

시프트 라인 보정량(K)은 변속 직전에 계산하고 증가방향 및 감소방향 공히 시프트 패턴 상에서 1회 계산에 최대 10킬로미터 퍼 아우어 만큼만 보정하고, 10킬로미터 퍼 아우어 이상의 보정량은 차회의 연산시에 반영되도록 한다.

또한, 미리 설정된 최상한 및 최하한 변속점에 도달했을 경우 상한 및 하한쪽으로 보정을 실시하지 않는다.

이상에서와 같이 운전자의 운전습관 및 현재의 요구를 판단할 수 있는 로직을 사용하여 시프트 패턴을 저속 경제 모드에서부터 고 파워 모드까지 연속적으로 변화 선택 제어하여 운전자가 편하게 운전자가 요구하는 방향에 맞게 운전할 수 있는 잇점이 있는 운전자의 운전 패턴에 따라 변속시기를 제어하는 자동변속기 및 제어방법을 제공할 수 있다.

Claims (8)

1. 스로틀 밸브의 개도 상태를 검출하기 위한 스로틀 개도 센서와; 엔진회전수를 검출하기 위한 이그니션 코일과; 상기 스로틀 개도 센서 및 이그니션 코일의 출력신호에 따라 변속을 하기 위해 변속라인을 조정하는 제어신호를 출력하기 위한 변속제어유닛과; 상기 변속제어유닛으로부터 제어신호를 입력받아 변속을 하기 위한 구동부를 포함하며, 상기 변속제어유닛은 파워 온 포인트를 연산하고, 스로틀 개도의 변화속도를 연산하여, 스로틀 개도 상태가 일정비율보다 크면 현재의 누적요구학습을 계산하고, 스로틀 개도 상태가 상기 일정 비율보다 크지 않으면 현재의 누적요구학습을 초당 현재의 누적요구학습/4만큼 감소시키며, 과거의 운전자의 운전습관의 학습, 현재의 운전자의 운전습관 학습, 현재의 긴급가속요구강도 학습을 계산하고, 현재와 과거의 긴급가속요구 값의 차이값이 현재의 긴급가속요구보다 큰지를 비교하여, 상기의 현재와 과거의 긴급가속요구 값의 차이간이 현재의 긴급가속요구보다 클 때에는 긴급가속요구/4만큼 감소시키고, 그 외에는 긴급가속요구 값을 초당 긴급가속요구/4만큼 감소시키며, 상기의 정보를 이용하여 시프트 라인의 보정량을 계산하고, 상기 보정량의 절대값이 10킬로미터 퍼 아우어의 속도보다 큰지를 판단하여, 상기 보정량의 절대값이 10킬로미터 퍼 아우어의 속도보다 크면 보정량이 양인지 음인지를 판단하여, 상기 보정량이 양이면 시프트 라인 보정량을 10킬로미터 퍼 아우어로 입력하고, 상기 보정량이 음이면 시프트 라인 보정량을 마이너스 10킬로미터 퍼 아우어로 입력하며, 상기의 단계 수행후에 시프트 법에서 변속라인을 시프트 라인 보정량만큼 조정하고 다시 처음으로 리턴하는 것을 특징으로 하는 운전자의 운전 패턴에 따라 변속시기를 제어하는 자동변속기.
2. 제1항에 있어서, 상기한 변속제어유닛은 제어프로그램이 내장된 마이크로 컨트롤러로 구성되어짐을 특징으로 하는 운전자의 운전 패턴에 따라 변속시기를 제어하는 자동변속기.
3. 스로틀 개도 상태를 감지하는 단계와; 엔진 회전수를 감지하는 단계와; 파워 온 포인트를 연산하는 단계와; 스로틀 개도의 변화속도를 연산하는 단계와; 스로틀 개도 상태가 85퍼센트보다 큰지를 비교하는 단계와; 스로틀 개도 상태가 85퍼센트보다 크면 현재의 누적요구학습을 계산하는 단계와; 스로틀 개도 상태가 85퍼센트보다 크지 않으면 현재의 누적요구학습을 초당 현재의 누적요구학습/4만큼 감소시키는 단계와; 거의 운전자의 운전습관의 학습, 현재의 운전자의 운전습관 학습, 현재의 긴급가속요구강도 학습을 계산하는 단계와; 현재와 과거의 긴급가속요구 값의 차이값이 현재의 긴급가속요구보다 큰지를 비교하는 단계와; 상기의 현재와 과거의 긴급가속요구 값의 차이간이 현재의 긴급가속요구보다 클때에는 긴급가속요구/4만큼 감소시키는 단계와, 긴급가속요구 값을 초당 긴급가속요구/4만큼 감소시키는 단계와, 상기의 정보를 이용하여 시프트 라인의 보정량을 계산하는 단계와; 상기 보정량의 절대값이 10킬로미터 퍼 아우어의 속도보다 큰지를 판단하는 단계와; 상기 보정량의 절대값이 10킬로미터 퍼 아우어의 속도보다 크면 보정량이 양인지 음인지를 판단하는 단계와; 상기 보정량이 양이면 시프트 라인 보정량을 10킬로미터 퍼 아우어로 입력하는 단계와; 상기 보정량이 음이면 시프트 라인 보정량을 마이너스 10킬로미터 퍼 아우어로 입력하는 단계와; 상기의 단계 수행후에 시프트 법에서 변속라인을 시프트 라인 보정량만큼 조정하고 다시 처음으로 리턴하는 단계로 구성되어짐을 특징으로 하는 운전자의 운전 패턴에 따라 변속시기를 제어하는 제어방법.
4. 제3항에 있어서, 상기한 스로틀 개도 상태가 85퍼센트보다 크면 현재의 누적요구학습을 계산하는 단계에서 현재의 누적요구학습은 다음식에 의해 구해지는 것을 특징으로 하는 운전자의 운전 패턴에 따라 변속시기를 제어하는 제어방법.

   L4=T sec 1스로틀 개도>85퍼센트
5. 제3항에 있어서, 상기한 과거의 운전자의 운전습관의 학습, 현재의 운전자의 운전습관 학습, 현재의 긴급가속요구강도 학습을 계산하는 단계에서 운전 습관 학습(L1)은 다음 식에 의해 구해지는 것을 특징으로 하는 운전자의 운전 패턴에 따라 변속시기를 제어하는 제어 방법.
6. 제3항에 있어서, 상기한 과거의 운전자의 운전습관의 학습, 현재의 운전자의 운전습관 학습, 현재의 긴급가속요구강도 학습을 계산하는 단계에서, 현재의 운전자의 운전습관학습은 다음식에 의해 구해지는 것을 특징으로 하는 운전자의 운전 패턴에 따라 변속시기를 제어하는 제어방법.
7. 제3항에 있어서, 상기한 과거의 운전자의 운전습관의 학습, 현재의 운전자의 운전습관 학습, 현재의 긴급가속요구강도 학습을 계산하는 단계에서, 현재의 긴급가속 요구강도 학습은 다음식에 의해 구해지는 것을 특징으로 하는 운전자의 운전 패턴에 따라 변속시기를 제어하는 제어방법.

   현재의 긴급가속요구강도학습(L3)=스로틀 개도/SEC

   단스로틀 개도는 양의 방향일 때만 계산한다.
8. 제3항에 있어서, 상기한 상기의 정보를 이용하여 시프트 라인의 보정량을 계산하는 단계에서, 시프트 라인 보정량(K)을 구하는 것은 다음 식에 의해 구해지는 것을 특징으로 하는 운전자의 운전 패턴에 따라 변속시기를 제어하는 제어방법.

   K=A(L1-a)+B(L2-b)+C[L3-c]+D[L4-d]