KR100250311B1 - 자동 변속 차량의 다운 시프트 제어 장치 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

자동 변속 차량에 있어서, 가속 페달 작동 상태에 따라 개도량이 가변되는 스로틀 밸브의 개도량을 감지하는 스로틀 밸브 감지 수단과; 변속의 출력측 회전수인 차속을 감지하는 차속 감지 수단과; 스로틀 밸브 개도량 변화에 따라 다운 시프트가 발생되는 경우에 임의 시간 동안 스로틀 밸브 개도량 변화율을 산출한 다음, 산출된 스로틀 밸브 개도량 변화율에 따라 목표 변속 시간을 설정하여 그에 따라 변속 신호를 출력하는 변속 제어 수단과; 상기 변속 제어 수단에서 출력되는 변속 신호에 따라 구동되어 해당 마찰 요소를 작동시켜 변속 동작을 수행하는 변속 수단을 포함하여 이루어지는 자동 변속 차량의 다운 시프트 제어 장치는, 다운 시프트시에 운전자의 가속 의지를 판단하여 그에 따라 변속 동작의 목표 변속 시간을 가변시켜 변속 동작을 수행함으로써, 차량의 발진 가속 성능을 향상시키고 특정 차속 도달 시간을 단축시킬 수 있으며, 또한 운전자의 변속 요구에 대한 응답성을 향상시킬 수 있다.

Description

자동 변속 차량의 다운 시프트 제어 장치 및 그 방법

제1도는 본 발명의 실시예에 따른 자동 변속 차량의 다운 시프트 제어 장치의 구성 블록도이고,

제2도는 본 발명의 실시예에 따른 차량 주행 상태에 따른 변속점 변환 상태를 나타낸 시프트 패턴선도이고,

제3도는 본 발명의 실시예에 따른 자동 변속 차량의 변속 시프트 패턴선도이고,

제4도는 본 발명의 실시예에 따른 자동 변속 차량의 가속 의지에 따른 목표 변속 시간 산출 그래프이고,

제5도는 본 발명의 실시예에 따른 자동 변속 차량의 다운 시프트 제어 방법의 동작 순서도이다.

본 발명은 자동 변속 차량(Auto Transmission)의 다운 시프트 변속 제어 장치 및 그 방법에 관한 것으로 더욱 상세하게 말하자면, 다운 시프트시에 운전자의 가속 의지를 판단하여 그에 따라 변속 동작의 목표 변속 시간을 가변시켜 변속 동작을 수행하는 자동 변속 차량의 다운 시프트 변속 제어 장치 및 그 방법에 관한 것이다.

일반적으로 자동 변속 차량은 엔진 성능 및 운전 상황에 맞추어 가장 적절한 변속이 이루어지도록 시프트 패턴을 설정하고 있다. 4단 자동 변속 차량은 고출력 엔진의 동력 성능에 대응하여 충분한 신뢰성과 내구성을 확보하였으며, 저연비, 저소음 상태의 주행을 하는 이코노미 레인지(economy range)와, 보다 스포티한 주행을 하는 파워 레인지의 2가지 주행 모드가 추가되어 있다.

상기의 시프트 패턴은 기관에 걸리는 부하, 즉 스로틀 밸브의 열린 정도와 차의 속도에 의하여 결정되는 변속점을 중심으로 변속 패턴이 변화하게 되며, 상기 변속점은 자동 변속 차량의 레인지에 따라 다르다.

자동 변속 차량의 변속 시프트시에 변속 시간을 결정하는 요소는 차속이다. 각 변속단별로 맵핑화되어 있는 시프트 시간에 따라 목표 변속 시간을 설정하고, 변속 제어 장치는 설정된 목표 시간에 따라 변속기의 솔레노이드 밸브를 구동시켜 해당 변속 동작을 수행한다.

그러나, 상기한 목표 변속 시간은 변속 메카니즘(mechanism)에 따라 발생되는 토크 장애(torque disturbance)(=변속감)를 고려하여 운전자가 최상의 변속감을 느낄 수 있도록 설계되어 있다.

따라서, 운전자가 변속감을 무시하고 빠른 변속을 요구하는 경우에는 변속 제어 장치가 운전자의 요구에 적절히 대응하지 못하여 빠른 변속이 이루어지지 않는 경우가 발생하게 되는 단점이 있다.

본 발명의 목적은 상기한 종래의 단점을 해결하기 위한 것으로, 다운 시프트 시에 운전자의 가속 의지를 판단하여 그에 따라 변속 동작의 목표 변속 시간을 가변시켜 변속 동작을 수행함으로써, 운전자의 변속 요구에 대한 응답성을 향상시키기 위한 자동 변속 차량의 다운 시프트 변속 제어 장치 및 그 방법을 제공하고자 하는데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은, 자동 변속 차량에 있어서, 가속 페달 작동 상태에 따라 개도량이 가변되는 스로틀 밸브의 개도량을 감지하는 스로틀 밸브 감지; 변속기의 출력측 회전수인 차속을 감지하는 차속 감지 수단; 다운 시프트선을 중심으로 다운 시프트가 발생하기 전 영역인 BS 영역과 다운 시프트가 발생된 영역인 AS 영역을 설정한 다음, 스로틀 밸브 개도량이 BS 영역에 진입하기 시작하는 시점부터 스로틀 밸브 개도량이 증가하여 AS 영역을 벗어나는 순간까지의 시간 동안의 스로틀 밸브 개도량 변화율을 산출하여 변속 신호를 출력하는 변속 제어 수단; 및 상기 변속 신호에 따라 구동되어 해당 마찰 요소를 작동시켜 변속 동작을 수행하는 변속 수단을 포함하여 이루어진다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 구성은, 자동 변속 차량의 다운 시프트 제어 방법에 있어서, 다운 시프트선을 중심으로 다운 시프트가 발생하기 전 영역인 BS 영역과 다운 시프트가 발생된 영역인 AS 영역을 설정한 다음, 스로틀 밸브 개도량 변화에 따라 다운 시프트가 발생되는 경우에, 스로틀 밸브 개도량이 BS 영역에 진입하기 시작하는 시점부터 스로틀 밸브 개도량이 증가하여 AS 영역을 벗어나는 순간까지의 시간 동안의 스로틀 밸브 개도량 변화율을 산출하여 임의 시간 동안 스로틀 밸브 개도량 변화율을 산출하는 단계와; 상기 산출되는 임의 시간 동안 스로틀 밸브 개도량 변화율에 따라 목표 변속 시간을 설정하는 단계와; 상기에서 설정된 목표 변속 시간에 따라 변속 수단을 구동시켜 해당 변속단으로의 다운 시프트 동작을 수행하는 단계를 포함하여 이루어진다.

상기한 구성에 의하면, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있는 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.

제1도는 본 발명의 실시예에 따른 자동 변속 차량의 다운 시프트 제어 장치의 구성 블록도이고, 제2도는 본 발명의 실시예에 따른 차량 주행 상태에 따른 변속점 변환 상태를 나타낸 시프트 패턴선도이고, 제3도는 본 발명의 실시예에 따른 자동 변속 차량의 변속 시프트 패턴선도이고, 제4도는 본 발명의 실시예에 따른 자동 변속 차량의 가속 의지에 따른 목표 변속 시간 산출 그래프이고, 제5도는 본 발명의 실시예에 따른 자동 변속 차량의 다운 시프트 제어 방법의 동작 순서도이다.

첨부한 제1도에 도시되어 있듯이 본 발명의 실시예에 따른 자동 변속 차량의 다운 시프트 제어 장치의 구성은, 가속 페달에 연동하여 개도량이 가변되는 스로틀 밸브의 개도량을 감지하는 스로틀 밸브 감지부(10)와, 변속기의 출력측 회전수 즉, 차속을 감지하는 차속 감지부(20)와, 다운 시프트시에 감지되는 스로틀 밸브의 개도량에 따라 운전자의 가속 의지를 판단하여 그에 따라 변속 시간을 가변시키는 변속 제어부(30)와, 상기 변속 제어부(30)의 출력단에 연결되어 인가되는 변속 신호에 따라 해당 마찰 요소를 작동시켜 변속 동작을 수행하는 변속부(40)로 이루어진다.

상기 구성에 의한 본 발명의 실시예에 따른 자동 변속 차량의 다운 시프트 제어 장치의 작용은 다음과 같다.

자동차에 시동이 걸려 전원이 공급되면 상기 변속 제어부(30)는 초기 루틴을 실행하여 램 데이터를 셋업시키고 각 센서 및 액츄에이터의 작동 상태를 진단한다.

자동차가 주행함에 따라 변속 제어부(30)는 차속을 감지하여 엔진 부하량인 스로틀 밸브 개도량과 차속을 감지하여 현재 변속단을 판단한다.

상기 스로틀 밸브 감지부(10)는 가속 페달을 연동하여 개도량이 가변되는 스로틀 밸브의 개도량을 감지하여 그에 해당하는 전압 신호를 변속 제어부(30)로 출력하고, 상기 차속 감지부(20)는 변속기의 출력측 회전수를 감지하여 그에 해당하는 펄스 신호를 변속 제어부(30)로 출력한다.

상기에서 변속 제어부(30)는 감지되는 스로틀 밸브의 개도량과 차속에 따라 현재 변속단을 설정한다(단계 S110∼단계 S120).

차량 주행 상태에 따른 변속단을 설정한 다음, 변속 제어부(30)는 스로틀 밸브가 증가에 따른 킥다운(kick down)이 발생하여 다운 시프트가 발생되는지의 여부를 판단한다(단계 S140).

상기에서 차속 변화는 없는 상태에서 스로틀 밸브 개도량이 증가하여 다운 시프트가 발생하는 경우에는, 임의 시간당 스로틀 밸브의 개도량 변화율을 측정하여 그에 따른 운전자의 가속 의지를 판단한다.

예를 들어, 현재 차량 주행 상태에 따라 감지되는 변속점이 첨부한 제2도에 도시되어 있듯이 A점에 해당하는 경우에, 운전자가 차속을 가속시키기 위하여 가속 페달을 밟으면 스로틀 밸브의 개도량이 증가하게 된다.

현재 차량이 A에서 주행하고 있는 상태에서 운전자가 가속 페달을 밟아 킥다운되어 스로틀 밸브의 개도량이 B지점까지 이동된 경우에는, 스로틀 밸브의 개도량 변화에 의한 다운 시프트 변속을 발생하지 않는다.

그러나, 차량이 A에서 주행하고 있는 상태에서 운전자가 가속 페달을 밟아 킥다운되어 스로틀 밸브의 개도량이 C지점까지 증가된 경우에는 다운 시프트 변속이 발생된다.

이때, 시간당 스로틀 밸브의 개도량 변화가 큰 경우에는 운전자의 가속 의지가 큰 것으로 빠른 변속을 원하는 것이고, 시간당 스로틀 밸브의 개도량 변화가 작은 경우에는 운전자가 빠른 변속을 원하지 않는 것이다.

상기와 같이 스로틀 밸브 개도량이 증가하는 킥다운 시간을 측정하는데 있어서, 킥다운이 발생되기 시작하는 시점과 킥다운이 종료되는 시점을 예측하기란 불가능하다.

왜냐하면, 첨부한 제2도에 도시되어 있듯이 A지점에서 운전자가 킥다운을 시작했다면 그때 운전자는 어느 지점까지 킥다운을 할지, 얼마만큼 빠른 속도로 킥다운이 발생되고 있는지를 예측할 수 없기 때문이다.

본 발명의 실시예에서는 다룬 시프트시에 킥다운 발생에 따른 운전자의 가속 의지를 판단하기 위하여, 첨부한 제3도에 도시되어 있듯이 다운 시프트선을 중심으로 BS(Before Shift) 영역 즉, 다운 시프트가 발생하기 전 영역과 AS(After Shift) 영역 즉, 다운 시프트가 발생된 다음의 영역을 설정한다.

상기 변속 제어부(30)는 스로틀 밸브의 개도량 변화를 계속적으로 감지하고, 스로틀 밸브 개도량이 BS 영역에 진입하기 시작하는 시점부터 별도로 내장된 타이머를 작동시킨 다음, 스로틀 밸브 개도량이 증가하여 AS 영역을 벗어나는 순간까지의 시간을 측정한다.

상기에서 운전자의 가속 의지에 따라 스로틀 밸브 개도량이 BS 영역에 진입하였다가 AS 영역을 벗어나기까지의 시간을 측정한 다음, 상기 측정된 시간 동안의 스로틀 밸브의 개도량 변화량을 산출하여 그에 따라 운전자의 가속 의지를 판단한다(단계 S130∼단계 S150).

상기에서 변속 제어부(30)는 현재 차량 주행 상태에 따른 특정 시간당 스로틀 밸브의 개도량을 산출한 다음, 첨부한 제4도에 도시되어 있듯이 산출된 시간당 스로틀 밸브의 개도량에 따라 목표 변속 시간을 설정한다(단계 S160).

본 발명의 실시예에서는 특정 시간당 스로틀 밸브의 개도량 변화율의 범위를 다수 개로 분류하여, 동일한 차속에서 킥다운이 발생하는 경우에, 킥다운 발생 속도가 빠른 경우에는 변속이 빨리 이루어지도록 목표 변속 시간을 맵핑시킨다.

상기에서 목표 변속 시간이 설정되면, 상기 변속 제어부(30)는 설정된 목표 변속 시간에 따라 변속부(40)로 변속 신호를 출력한다.

상기 변속부(40)는 변속 제어부(30)에서 변속 신호가 출력되는 시간 동안 해당하는 마찰 요소를 작동시켜 해당 변속단으로 다운 시프트 동작을 수행한다(단계 S170).

상기와 같이 동작하는 본 발명의 실시예에 따른 루틴은 다운 시프트 선에서 저단으로 킥다운 되는 방향으로 스로틀 밸브 개도량이 변화되는 경우에만 적용되며, 차량의 감속에 따른 차속 감소로 인한 다운 시프트를 수행하는 경우에는 적용되지 않는다.

이상에서와 같이 본 발명의 실시예에 따라 다운 시프트시에 운전자의 가속 의지를 판단하여 그에 따라 변속 동작의 목표 변속 시간을 가변시켜 변속 동작을 수행함으로써, 차량의 발진 가속 성능을 향상시키고 특정 차속 도달 시간을 단축시킬 수 있다.

또한, 운전자의 변속 요구에 대한 응답성을 향상시킬 수 있는 효과를 가지는 자동 변속 차량의 다운 시프트 제어 장치 및 그 방법을 제공할 수 있다.

Claims (4)

1. 자동 변속 차량에 있어서, 가속 페달 작동 상태에 따라 개도량이 가변되는 스로틀 밸브의 개도량을 감지하는 스로틀 밸브 감지; 변속기의 출력측 회전수인 차속을 감지하는 차속 감지 수단; 다운 시프트선을 중심으로 다운 시프트가 발생하기 전 영역인 BS 영역과 다운 시프트가 발생된 영역인 AS 영역을 설정한 다음, 스로틀 밸브 개도량이 BS 영역에 진입하기 시작하는 시점부터 스로틀 밸브 개도량이 증가하여 AS 영역을 벗어나는 순간까지의 시간 동안의 스로틀 밸브 개도량 변화율을 산출하여 변속 신호를 출력하는 변속 제어 수단; 및 상기 변속 신호에 따라 구동되어 해당 마찰 요소를 작동시켜 변속 동작을 수행하는 변속 수단을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동 변속 차량의 다운 시프트 제어 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 변속 제어 수단은, 동일 차속에서 킥다운이 발생하는 경우에, 킥다운 발생 속도가 빠른 경우에는 변속이 빨리 이루어지도록 목표 변속 시간을 설정하는 것을 특징으로 하는 자동 변속 차량의 다운 시프트 제어 장치.
3. 자동 변속 차량의 다운 시프트 변속 제어 방법에 있어서, 다운 시프트선을 중심으로 다운 시프트가 발생하기 전 영역인 BS 영역과 다운 시프트가 발생된 영역인 AS 영역을 설정한 다음, 스로틀 밸브 개도량 변화에 따라 다운 시프트가 발생되는 경우에, 스로틀 밸브 개도량이 BS 영역에 진입하기 시작하는 시점부터 스로틀 밸브 개도량이 증가하여 AS 영역을 벗어나는 순간까지의 시간 동안의 스로틀 밸브 개도량 변화율을 산출하여 임의 시간 동안 스로틀 밸브 개도량 변화율을 산출하는 단계와; 상기 산출되는 임의 시간 동안 스로틀 밸브 개도량 변화율에 따라 목표 변속 시간을 설정하는 단계와; 상기에서 설정된 목표 변속 시간에 따라 변속 수단을 구동시켜 해당 변속단으로의 다운 시프트 동작을 수행하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동 변속 차량의 다운 시프트 제어 방법.
4. 제3항에 있어서, 동일 차속에서 킥다운이 발생하는 경우에, 킥다운 발생 속도가 빠른 경우에는 변속이 빨리 이루어지도록 목표 변속 시간을 설정하는 것을 특징으로 하는 자동 변속 차량의 다운 시프트 제어 방법.