KR100285470B1 - 자동 변속기의 변속 제어 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동 변속기의 변속 제어 방법에 관한 것으로서, 차량을 주행하고 있는 상태에서 운전자의 의지에 따라 변속기 발생되면, 현재의 변속단과 변속패턴상의 변속단이 다른가를 판단하여 변속 요구 신호가 있는가를 판단하는 단계와; 상기에서 변속 요구 신호가 있는 경우, 엔진의 RPM(Ne)과 터빈의 RPM(Nt)를 판독하고, 상기에서 판독한 터빈의 RPM(Nt)과 엔진의 RPM(Ne)을 설정된 산술식에 의해 연산하여 터빈의 속도비(e)를 산출하는 단계와; 상기에서 연산하여 산출한 터빈의 속도비(e)값에 대하여 메모리에 저장되어 있는 터빈의 토크비(t)를 입력하고, 설정된 시간 전의 스로틀 밸브 개도량과 본회의 스로틀 밸브 개도량을 인가 받아 서로 비교하고, 상기에서 비교하여 산출되는 스르틀 밸브의 개도량 차이값(△P)이 설정된 기준값 이상 차이가 발생하는가를 판단하는 단계와; 상기에서 설정된 시간 전의 스로틀 밸브 개도량과 본회의 스로틀 밸브 개도량의 차이값(△P)의 값이 설정된 기준값 이상 차이가 발생한 경우, 스로틀 밸브 개도량 차이값에 따라 메모리에 저장되어 있는 엔진의 토크(Te)를 산출하는 단계와; 상기에서 스로틀 밸브의 개도량의 차이(△P)에 따라 엔진 토크를 산출함에 따라, 다시 터빈의 속도비(e)가 설정된 기준값 이상인가를 판단하는 단계와; 상기에서 터빈의 속도비(e)가 설정된 기준값 이상인 경우, 토크비(t)는 1이므로, 이때의 엔진 토크(Te)를 산출하여 터빈 토크(Tq)를 산출하는 단계로 이루어져 있어, 정확한 입력 토크를 토크 센서의 사용 없이도 측정가능하고, 정확한 입력 토크에 기초한 결합 마찰요소의 초기 결합 듀티제어가 가능하여 변속시 변속 쇼크를 저감할 수 있는 효과가 있다.

Description

자동 변속기의 변속 제어 방법

본 발명은 자동 변속기의 변속 제어방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 자동 변속기를 장착한 차량의 스로틀 밸브 개도량과 엔진의 인젝션 타임, 입력 토크를 계산하여 차량의 상황에 따라 정확하고 알맞은 정밀한 변속 제어를 수행하여 변속쇼크를 저감하기 위한 자동 변속 제어방법에 관한 것이다.

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

그러므로 엔진의 출력 동력에 따라 토크 컨버터(torque converter)를 동작시켜 유체의 회전력을 제어하고, 자동차의 동작상태에 따른 해당 변속기어가 동작될 수 있도록 변속 제어장치에서 인가되는 제어 신호에 따라 해당 밸브로 유압이 작용하여 변속 동작이 이루어질 수 있도록 한다.

따라서 유압에 따라 동작 상태가 제어되는 자동 변속기가 장착된 자동차는 운전자의 변속레버의 선택 위치에 따라 포트 변환이 이루어져 오일펌프로부터 유체압을 공급받고, 상기 유체압에 의해 유압 밸브의 동작 상태가 가변되어 변속기어 메카니즘의 기어단 중 어느 하나의 변속단을 선택하기 위한 유압 작동 마찰요소의 동작 상태를 제어한다.

클러치나 브레이크로 이루어져 있는 마찰요소의 선택적인 동작에 따라 유성 기어장치의 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 주행상태에 따라 목표 변속단이 결정되고, 결정된 목표 변속단으로의 제어 동작을 실행할 경우, 클러치나 브레이크 등으로 이루어져 있는 마찰요소 중에서 각 목표 변속단마다 각 해당하는 마찰요소를 동작시킨다.

상기와 같이 동작하는 자동 변속기 차량에서 종래에는 변속기에 입력되는 엔진의 토크를 첨부한 제1도에 도시되어 있는 것과 같이 스로틀 밸브 개도량에 따라 측정하여 메모리에 저장한 후 맵테이블을 이용하여 자동 변속기의 변속시 클러치나 브레이크에 작용하는 유압의 세기를 조절하였다.

첨부한 제2(a)도와 제2(b)도는 한 예로써, 유압의 모양을 설정한 후 시작점을 스로틀 밸브 개도에 의해 설정하여, 상기의 개도에 따라 대응이 가능하도록 하였다.

그런데 첨부한 제1도에 도시되어 있는 것과 같이 엔진의 토크가 스로틀 밸브의 개도에 따라서는 일정한 비율로 비례한 것이 아니라 중간에서 급격히 변화한 것이 특징이었다.

그러나 상기한 종래의 기술은 스로틀 밸브 개도량에 따라 엔진의 토크 곡선을 일정한 비례 없이 산출된 스로틀 밸브의 개도량 중간값을 이용하여 엔진의 토크를 측정함에 따라 엔진 토크 오차가 발생하는 문제점이 있다.

따라서 본 발명의 목적은 차량의 상황에 따라 정확하고 알맞은 정밀한 변속 제어 수행은 물론 변속시 정확한 입력 토크를 토크 센서의 사용 없이도 측정 가능하고, 정확한 입력 토크에 기초한 결합 마찰요소의 초기 결합 듀티 제어가 가능하도록 하여 변속시 변속쇼크를 저감할 수 있는 효과가 있는 자동 변속기의 변속 제어방법을 제공하기 위한 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 차량을 주행하고 있는 상태에서 운전자의 의지에 따라 변속기 발생되면, 현재의 변속단과 변속패턴상의 변속단이 다른가를 판단하여 변속 요구 신호가 있는가를 판단하는 단계와; 상기 변속 요구 신호가 있는 경우, 엔진의 RPM(Nt)과 엔진의 RPM(Ne)과 터빈의 RPM(Nt)를 판독하고, 상기에서 판독한 터빈의 RPM(Nt)과 엔진의 RPM(Ne)을 설정된 산술식에 의해 연산하여 터빈의 속도비(e)를 산출하는 단계와; 상기 연산하여 산출한 터빈의 속도비(e) 값에 대하여 메모리에 저장에 있는 터빈의 토크비(t)를 입력하고, 설정된 시간 전의 스로틀 밸브 개도량과 현 스로틀 밸브 개도량을 인가 받아 서로 비교하여 산출되는 스로틀 밸브의 개도량 차이값(△P)이 설정된 기준값 이상 차이가 발생하는가를 판단하는 단계와; 상기 스로틀 밸브의 개도량 차이값에 따라 메모리에 저장되어 있는 엔진의 토크(Te)를 산출하는 단계와; 상기 스로틀 밸브의 개도량의 차이(△P)에 따라 엔진 토크 산출로 다시 터빈의 속도비(e)가 설정된 기준값 이상인가를 판단하는 단계와; 상기 터빈의 속도비(e)가 설정된 기준값 이상인 경우, 상기 엔진 토크(Te)를 산출하여 터빈 토크(Tq)를 산출하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

제1도는 본 발명의 실시예에 따른 자동 변속기의 변속 제어방법에 있어서, 스로틀 개도와 엔진 토크와의 관계 그래프이고,

제2(a)도와 제2(b)도는 본 발명의 실시예에 따른 자동변속기의 변속 제어방법에 있어서, 변속시 듀티 패턴과 압력과의 관계 그래프이고,

제3도는 본 발명의 실시예에 따른 자동 변속기의 변속 제어방법에 있어서, 엔진의 인젝션 타임과 엔진 토크의 관계 그래프이고,

제4도는 본 발명의 실시예에 따른 자동 변속기의 변속 제어방법에 있어서, 토크 컨버터의 특성 그래프이고,

제5도는 본 발명의 실시예에 따른 본 발명의 실시예에 따른 자동 변속기의 변속 제어장치 구성 블록도이고,

제6도는 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 제5도에 도시되어 있듯이 본 발명의 실시예에 따른 자동 변속기의 변속 제어장치는 차량의 주행상태에 따라 가변되어 출력되는 신호를 인가 받아 해당하는 제어 신호를 출력하는 차량 주행상태 감지수단(10)과; 상기 차량 주행상태 감지수단(10)에서 출력되는 신호를 인가 받아 스로틀 밸브 개도량과 엔진의 인젝션 타임, 입력 토크를 계산하여 차량의 상황에 따라 정확하고 알맞은 정밀한 변속 제어 신호를 출력하는 제어수단(20)과; 상기 제어수단(20)에서 출력되는 신호를 인가 받아 변속단을 목표 변속단으로 동기시키는 구동수단(30)으로 이루어져 있다.

상기에서 차량 주행상태 감지수단(10)은 가속 페달의 동작상태에 연동하여 개폐 상태가 가변되는 스로틀 밸브의 개도 정도를 감지하여 해당 신호를 출력하는 스로틀 밸브 개도 감지부(11)와; 엔진의 동작상태에 따라 가변되는 크랭크축의 회전 속도를 검출하여 해당하는 신호를 출력하는 엔진 회전수 감지부(12)와; 변속기의 입력축과 연결되어 있는 토오크 컨버터의 터빈축의 회전 속도를 감지하여 해당하는 신호를 출력하는 터빈축 회전수 감지부(13)로 이루어져 있다.

차량을 주행하고 있는 상태에서 운전자의 의지에 따라 변속기 발생되면, 제어수단(20)은 현재의 변속단과 변속패턴상의 변속단이 다른가를 판단하여 변속 요구 신호가 있는가를 판단한다(S100).

상기에서 변속 요구 신호가 있는 경우, 제어수단(20)은 상기 차량 주행상태 감지수단(10)에서 인가되는 엔진의 RPM(Ne)과 터빈의 RPM(Nt)를 판독하고, 상기에서 판독한 터빈의 RPM(Nt)과 엔진의 RPM(Ne)을 설정된 산술식에 의해 연산하여 터빈의 속도비(e)를 산출한다(S110, S120).

(e는 터빈의 속도비이고, Nt는 터빈의 RPM이고, Ne는 엔진의 RPM이다.)

제어수단(20)은 상기에서 연산하여 산출한 터빈의 속도비(e)값에 대하여 메모리에 저장되어 있는 터빈의 토크비(t)를 입력한다.

따라서 제어수단(20)은 설정된 시간 전인 10ms전의 스로틀 밸브 개도량과 본회의 스로틀 밸브 개도량을 인가받아 서로 비교하고, 상기에서 비교하여 산출하는 스로틀 밸브의 개도량 차이값(△P)이 설정된 기준값인 10%이상 차이가 발생하는가를 판단한다(S130).

상기에서 설정된 시간 전인 10ms전의 스로틀 밸브 개도량과 본회의 스로틀 밸브 개도량의 차이값(△P)의 값이 설정된 기준값인 10%이상 차이가 발생한 경우, 제어수단(20)은 첨부한 제1도에 도시되어 있듯이 스로틀 밸브의 개도량 차이값에 따라 메모리에 저장되어 있는 엔진의 토크를 산출한다(S140).

하지만 상기에서 설정된 시간 전인 10ms전의 스로틀 밸브 개도량과 본회의 스로틀 밸브 개도량의 차이값(△P)의 값이 설정된 기준값인 10%이하의 차이가 발생한 경우, 제어수단(20)은 첨부한 제3도에 도시되어 있듯이 흡입 공기량에 따른 솔레노이드 밸브의 온 시간에 의해 엔진의 토크(Te)를 산출한다(S131).

즉 상기에서 공연비를 14.7:1로 제어 하고자 하여, 흡입된 공기량을 알면 인젝션 량이 결정되므로, 흡입된 공기량에 의한 엔진 토크(Te)를 산출할 수 있다.

상기에서 스로틀 밸브의 개도량의 차이(△P)에 따라 엔진 토크를 사출함에 따라, 제어수단(20)은 다시 터빈의 속도비(e)가 설정된 기준값인 0.8이상인가를 판단한다(S150).

상기에서 터빈의 속도비(e)가 설정된 기준값인 0.8이상인 경우, 제어수단(20)은 첨부한 제4도에 도시되어 있듯이 토크비(t)는 1이므로 이때의 터빈 토크(Tq)를 산출한다(S160).

즉 상기에서 터빈의 속도비(e)가 설정된 기준값인 0.8이상이면, 터빈 토크(Tq)는 연산상수(C)와 엔진의 RPM(Ne), 토크 컨버터의 직경(Di)을 설정된 산술식에 의해 연산하여 산출한다.

Tq = C × Ne²× Di⁵

(여기에서 Tq 는 터빈의 토크값이고,

C는 토크 컨버터에 의해 결정되는 상수이고,

Ne는 엔진의 RPM이고,

Di는 토크 컨버터에 의해 결정되는 상수이다)

따라서 상기에서 터빈의 토크값(Tq)은,

Tq = K × Ne²

(여기에서 Tq는 터빈의 토크값이고, 토크 컨버터에 따라 결정되는 상수이고, Ne는 엔진의 RPM이다)

하지만 상기(S150)에서 터빈의 속도비(e)가 설정된 기준값인 0.8이하인 경우, 제어수단(20)은 첨부한 제1도에 도시되어 있듯이 스로틀 밸브의 개도량 변화 정도에 따라 혹은 첨부한 제3도에 도시되어 있듯이 인젝션 타임을 매체로한 그래프에서 엔진의 토크(Te)를 산출하여 토빈의 토크비(t)를 설정된 산술식에 의해 연산하여 토빈의 토크(Tq)를 산출할 수 있다(S151).

Tq = t × Te

(여기에서 Tq는 터빈의 토크값이고, t는 터빈의 토크비이고, Te는 엔진의 토크값이다.)

상기와 같이 연산된 입력 토크인 터빈의 토크값에 의해 첨부한 제2(a)도에 도시되어 있듯이포인트를 출력 듀티값 Da에 의해 변경하여 출력시킨다.

Da = K × Do

(여기에서 Da는 출력 듀티값이고, K는 입력 토크에 의해 결정되는 상수이고, Do는 기초 듀티값이다)

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

이상에서와 같이 본 발명은 엔진의 RPM과 터빈의 RPM을 검출하여 속도비를 산출하고 이 산출된 속도비에 대하여 스로틀 개도에 대한 차를 구하여 스로틀 개도차가 임의의 차이 이상 여부를 판단하여 엔진 토크를 산출하고, 상기 산출한 속도비(e)가 0.8이상인가를 다시 판단하여 속도비(e)가 0.8이상인 경우, 토크비(t)비를 엔진의 토크(Te)와 연산하여 터빈의 토크를 출력하여 줌으로써, 정확한 입력 토크를 토크 센서의 사용 없이도 측정 가능하고, 정확한 입력 토크에 기초한 결합 마찰요소의 초기 결합 듀티 제어가 가능하여 변속시 변속쇼크를 저감할 수 있는 효과가 있는 자동 변속기의 변속 제어방법을 제공할 수 있다.

Claims (6)

1. 차량을 주행하고 있는 상태에서 운전자의 의지에 따라 변속기 발생되면, 현재의 변속단과 변속패턴상의 변속단 다른가를 판단하여 변속 요구 신호가 있는가를 판단하는 단계와; 상기 변속 요구 신호가 있는 경우, 엔진의 RPM(Ne)과 터빈의 RPM(Nt)를 판독하고, 상기에서 판독한 터빈의 RPM(Nt)과 엔진의 RPM(Ne)을 설정된 산술식에 의해 연산하여 터빈의 속도비(e)를 산출하는 단계와; 상기 연산하여 산출한 터빈의 속도비(e)값에 대하여 메모리에 저장되어 있는 터빈의 토크비(t)를 입력하고, 설정된 시간 전의 스로틀 밸브 개도량과 현 스로틀 밸브 개도량을 인가 받아 서로 비교하고, 상기 비교하여 산출되는 스로틀 밸브의 개도량 차이값(△P)이 설정된 기준값 이상 차이가 발생하는가를 판단하는 단계와; 상기 스로틀 밸브의 개도량 차이값에 따라 메모리에 저장되어 있는 엔진의 토크(Te)를 산출하는 단계와; 상기 스로틀 밸브의 개도량의 차이(△P)에 따라 엔진 토크를 산출함에 따라, 다시 터빈의 속도비(e)가 설정된 기준값 이상인가를 판단하는 단계와; 상기 터빈의 속도비( e)가 설정된 기준값 이상인 경우, 엔진 토크(Te)를 산출하여 터빈 토크(Tq)를 산출하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동 변속기의 변속 제어방법.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 엔진의 토크 산출은 스로틀 밸브의 개도량에 기초해서 메모리에 설정된 엔진 토크맵으로 엔진 토크(Te)를 산출할 수 있는 것으로 포함하여 이루어진 자동 변속기의 변속 제어방법.
3. 청구항 1에 있어서, 터빈의 속도비(e)가 설정된 기준값 이상일 때 터빈 토크의 값을 산출은 연산상수(C)와 엔진의 RPM(Ne), 토크 컨버터의 직경(Di)을 연산하여 산출하는 것을 포함하여 이루어진 자동 변속기의 변속 제어방법.
4. 청구항 1에 있어서, 상기 터빈의 속도비(e)가 설정된 기준값 이하인 경우, 스로틀 밸브의 개도량 변화 정도에 따라 엔진의 토크(Te)를 산출하고, 터빈의 토크비(t)를 연산하여 터빈의 토크(Tq)를 산출하는 것을 포함하여 이루어진 자동 변속기의 변속 제어방법.
5. 청구항 1에 있어서, 연산된 입력 토크인 터빈의 토크값에 의해 출력 듀티값 Da에 산출하여 결합되는 마찰요소의 체결력 제어를 변경시키는 것을 포함하여 이루어진 자동변속기의 변속 제어방법.
6. 청구항 1에 있어서, 설정된 시간 전의 스로틀 밸브 개도량과 현 스로틀 밸브 개도량의 차이값(△P)의 값이 설정된 기준값 이하의 차이가 발생한 경우, 흡입 공기량에 따른 솔레노이드 밸브의 온 시간에 의해 엔진의 토크(Te)를 산출하는 것을 포함하여 이루어진 자동 변속기의 변속 제어방법.