KR100290351B1 - 자동변속기의n-d,n-r변속제어방법 - Google Patents

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Abstract

자동 변속기가 장착되어 있는 자동차를 주행하기 위해 중립단(N)에서 주행단(D)이나 후진단(R)으로 변속 동작을 실행할 경우 변속 상태에 따라 유압을 제어하기 위한 제어 신호의 듀티율을 변환시켜 변속감을 향상시키기 위한 자동 변속기의 N-D, N-R 변속 제어 방법을 제공하기 위하여, 자동차의 주행 상태를 판단하고, 정차시 또는 주행중 변속 레버의 상태가 중립단에서 주행단 또는 후진단으로 변환될 경우 각 변속 상태에 따라 설정된 상태로 듀티율을 변환시켜 변속 동작을 실행한다.

Description

자동 변속기의 N-D, N-R 변속 제어방법
제1도는 이 발명의 실시예에 따른 자동 변속기의 N-D, N-R 변속 제어장치의 블럭도이고,
제2도는 이 발명의 실시예에 따른 정차시 변속 동작이 이루어질 경우, 터빈축의 회전수 변화 그래프이고,
제3도는 이 발명의 실시예에 따른 정차시 변속 동작이 이루어질 경우, 변속 상태에 따른 듀티 패턴도이고,
제4도는 이 발명의 실시예에 따른 주행중 변속 동작이 이루어질 경우, 터빈 축의 회전수 변화 그래프이고,
제5도는 이 발명의 실시예에 따른 주행중 변속 동작이 이루어질 경우, 변속 상태에 따른 듀티 패턴도이고,
제6도는 이 발명의 실시예에 따른 정차시 N-D, N-R 변속 제어방법의 동작 순서도이고,
제7도는 이 발명의 실시예에 따른 주행중 N-D, N-R 변속 제어방법의 동작 순서도이다.
이 발명은 자동 변속기의 N-D, N-R 변속 제어방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게 말하자면, 자동 변속기가 장착되어 있는 자동차를 주행하기 위해 주행단(D)이나 후진단(R)으로 변속할 경우 변속상태에 따라 유압을 제어하기 위한 제어신호의 듀티율을 변환시키는 자동 변속기 N-D, N-R 변속 제어방법에 관한 것이다.
일반적으로 자동 변속기가 장착되어 있는 자동차는 주행 속도에 따라 설정되어 있는 변속 범위 안에서 유압을 제어하여 자동으로 목표 변속단의 변속 기어가 동작될 수 있도록 한다.
그러므로 엔진(engine)이 출력 동력에 따라 토크 컨버터(torque converter)를 동작시켜 유체의 회전력을 제어하고, 자동차의 동작 상태에 따른 해당 변속 기어가 동작될 수 있도록 변속 제어장치에서 인가되는 제어신호에 따라 해당 밸브로 유압이 작용하여 변속 동작이 이루어질 수 있도록 한다.
그러므로 자동 변속기는 운전자의 변속레버의 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 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 같은 작동 원리에 따라 자동차의 주행 상태에 적절한 목표 변속단으로의 변속 동작을 자동 실행하는 자동 변속기는 각 해당 목표 변속단으로의 변속 동작을 실행할 경우 작동 상태가 해제되는 마찰 요소와 반대로 해제 상태에서 작동 상태로 변환되는 마찰요소의 동작 변환시 발생하는 변속 쇼크를 감소시켜 변속감을 향상시키기 위한 제어 동작이 실행된다.
따라서 변속 제어장치는 유압 제어 솔레노이드 밸브의 듀티율을 각 변속 상태에 따라 변환시켜 변속 쇼크를 최소화시킬 수 있도록 한다.
그러므로 이 발명의 목적은 자동 변속기가 장착되어 있는 자동차를 주행하기 위해 중립단(N)에서 주행단(D)이나 후진단(R)으로 변속 동작을 실행할 경우 변속 상태에 따라 유압을 제어하기 위한 제어신호의 듀티율을 변환시켜 변속감을 향상시키기 위한 자동 변속기의 N-D, N-R 변속 제어방법을 제공하기 위한 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로써 이 발명의 구성은 정차 또는 주차 상태에서 변속레버의 위치가 중립단에서 후진단 또는 주행단으로 변환될 경우 변속 제어신호가 출력되면, 초기 설정된 제1계합 듀티율을 설정 시간(ta)동안 유지하는 단계와; 상기 제1 계합 듀티율 설정시간(ta)이 경과되면 제2계합 듀티율을 설정하여 기설정된 제 2 계합 듀티율을 제1기울기만큼 변환시키고, 터빈축의 회전수가 설정 상태로 변환되었는지를 판단하는 단계와; 상기 터빈축의 회전수가 설정 상태로 변환될 경우, 제3계합 듀티율을 설정하여, 설정된 제2기울기 만큼 듀티율을 변환시키고, 변속 동기가 완료되었는지를 판단하는 단계와; 변속 동기가 완료될 경우 설정된 제2기울기 만큼 듀티율을 시간동안 계속 변화시키는 단계를 포함하여 이루어져 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 이 발명의 또다른 구성은 주행중 변속레버의 위치가 중립단에서 후진단 또는 주행단으로 변환될 경우 변속 제어신호가 출력되면, 초기 설정된 제1계합 듀티율을 설정시간(ta)동안 유지하는 단계와; 상기 단계에서 설정된 시간(ta)이 경과된 경우, 제2계합 듀티율을 설정하고, 설정된 기울기 만큼 듀티율을 변화시키고 변속 동기가 발생했는지 판단하는 단계와; 변속 동기가 발생할 경우, 상기 설정된 기울기 만큼 듀티율을 설정시간(tc)동안 계속 변화시키는 단계를 포함하여 이루어져 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조로 하여 이 발명의 가장 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
제1도를 참고로 하여 이 발명의 구성을 살펴보면, 자동차의 주행 상태에 따라 감지되는 각각의 해당 신호를 출력하는 주행상태 감지부(11)와, 상기 주행 상태 감지부(11)에서 출력되는 전기 신호를 판독하여 자동차의 주행 상태를 판단하고, 판단된 상태에 따라 정차시 또는 주행중 중립단에서 주행단 또는 후진단으로의 변속 동작이 발생할 경우, 해당 변속 동작을 실행할 수 있도록 듀티율을 변화시키는 제어신호를 출력하는 변속 제어부(2)와, 상기 변속 제어부(2)에서 출력되는 제어신호의 상태에 따라 동작 상태가 변화하여 변속 상태에 따른 적절한 유압을 발생시킬 수 있도록 있는 유압 제어장치(3)로 이루어져 있다.
상기와 같이 이루어져 있는 이 발명의 동작은 다음과 같다.
먼저, 제2도와 제3도 및 제6도를 참고로 하여 정차나 주차 상태의 자동차의 주행 동작을 위해 중립단(N)에서 주행단(D)이나 후진단(R)으로의 변속 동작을 실행할 경우, 제어방법을 설명한다.
따라서 변속 제어부(2)는 주행 상태 감지부(11)에서 출력되는 신호를 판독하고 변속 상태를 판정하여, 변속단으로의 변속 동작을 실행하기 위해, 제3도의 S.S 시점인 해당 변속 제어신호가 출력되었는지를 판단한다(S11).
상기 S.S시점에서 변속 제어신호가 출력되지 않을 경우, 주프로그램으로 되돌아간다(S100).
그러나 상기 S.S 시점에서 변속 제어신호가 출력되는 경우 주행 동작을 위한 변속 제어를 실행한다.
따라서 변속 제어부(2)는 변속 제어신호가 출력되는 시점(S.S)에서 변속 제어신호를 출력한 후, 제3도의 "a"구간의 변속 동작을 제어하기 위한 제어 동작의 완료 상태를 판단할 수 있는 제1피니시 플래그(finish-flag1)의 값을 판정하여, 플래그 값이 "1"로 설정되었는지 판단한다(S12).
상기 판단된 제1피니시 플래그의 값이 "1" 로 설정되지 않은 경우, 변속 제어부(2)는 클러치 필 타임 루틴으로 넘어가(S13) 초기 듀티율(Da)을 설정하고, 임의로 기설정된 시간(ta)동안 상기 설정된 초기 듀티율(Da)로 유압 제어장치(3)를 제어하여 해당 클러치를 필(fill)시킨다(S14,S15).
상기 임의로 기설정된 시간(ta)는 변속 제어신호가 출력될 때 유온과 엔진의 회전 속도에 따라 설정된다.
한편 상기 임의로 기설정된 시간(ta)동안 설정된 초기 듀티율(Da)로 유압 제어장치(3)의 동작을 제어하면, 변속 제어부(2)는 제1피니시 플래그의 값을 "1"로 설정하여, "a"구간의 제어 동작 완료 상태를 판정할 수 있도록 한다(S16).
그리고 "b"구간의 제어 동작을 위해, "b"구간의 제어 동작이 완료되었는지를 판단할 수 있는 제2피니시 플래그(finish-flag2)의 값이 "1"로 설정되어 있는지를 판단한다(S17).
제2피니시 플래그가 "1"로 설정되지 않을 경우, 변속 제어부(2)는 "b"구간의 듀티율을 제거하기 위해, 해당 클러치 계합 듀티 루틴으로 넘어가(S18) 초기 계합 듀티율(Dbg)을 설정한 후, 설정된 기울기(ramp-Dbg)로 듀티율을 감소시켜 주행 상태 감지부(11)에서 출력되는 신호에 의해 판정된 터빈축 회전수(Nt)가 설정된 회전수(△Nsg)만큼 감소하는지를 판단한다(S19).
상기 초기 계합 듀(Dbg)은,
Dbg = (DbgO + DbL) × Ke + Dt이다.
(여기에서, DbgO : 엔진 회전속도에 따른 초기 계합 듀티 설정값,
DbL : 초기 계합 듀티 학습치,
Ke : 엔진 회전 속도 보정 계수,
Dt : 유온에 따른 듀티율 보정치이다).
상기와 같이 설정된 기울기(ramp-Dbg)로 듀티율을 변화하여, 터빈축 회전수가 설정된 회전수(△Nsg)만큼 감소하는 시점, 즉 변속전 터빈축 회전수 × 0.8이 되는 시점이 되면, 슬립 플래그(slip-flag)의 값이 "1"로 설정된다.
따라서 상기 단계(S19)에서 판단된 슬립 플래그의 값이 "1"일 경우, 변속 제어부(2)는 "b"구간의 제어가 완료된 상태로 판단하고, "1"이 아닐 경우엔 설정된 상태로 듀티율을 계속 변화시켜 "b"구간의 제어를 계속 실행하고, 경과 시간을 카운팅 한다(S110).
그러므로 슬립 플래그의 값이 "1"로 설정되면, 변속 제어부(2)는 제2피니시 플래그의 값을 "1"로 설정한 후(S111), "c"구간의 듀티율을 제어하기 위해 변속 제어부(2)는 제3피니시 플래그(finish-flag3)의 값이 "1"로 설정되었는지를 판단한다(S112).
이때 상기 제 3 피니시 플래그(finish-flag3)의 값이 "1"로 설정되지 않았으면, 초기 계합 듀티값을 설정하기 위해 해당 루틴으로 넘어가(S113), 구간 c의 종료 듀티값이 설정되는 듀티율을 보정하여 초기 계합 듀티율(Dcg)을 설정하여, 해당 변속단으로의 변속 동기가 완료되었는지를 판단한다(S114).
초기 계합 듀티율(Dcg)은,
Dcg = (전 루프의 듀티값 + △Dcg + ramp-Dcg) × Ke + Dt이다.
(여기에서, △Dcg : 계합 듀티 보정값,
ramp-Dcg : 스로틀 밸브의 개도 온시의 대책으로 일정 엔진 회전수를 기준으로 설정,
Ke : 엔진 회전 속도 보정 계수,
Dt : 유온에 따른 듀티율 보정치이다).
이때 상기 해당 변속단으로 변속 동기가 완료되었으면 제3피니시 플래그의 값을 "1"로 설정하고(S116), 나머지 구간을 제어하기 위해 파이널 루틴(S117)로 넘어가고, 변속 동기가 완료되지 않을 경우엔, 경과 시간(tc)를 카운팅 한다(S115).
상기 "c"구간의 제어가 완료되면, 변속 제어부(2)는 "d"구간의 제어를 설정 시간(td)동안 지속한 후, 듀티율을 0%로 낮추고 변속 동작을 완료한다(S118,S1110)
상기 변속 제어부(2)에 "d"구간의 제어가 설정시간(td) 동안 지속이 아니면 중립단(N)에서 주행단(D)으로의 변속할 경우, N-D 제어 밸브의 스풀을 좌측으로 이동시키기 위한 시간 및 해당 마찰 요소를 완전하게 체결시키기 위한 시간 즉, 라인압 공급 시간(tdND)후 듀티율을 100%로 한다(S119,S1114).
그리고 상기와 같은 동작을 위해 설정된 각 설정시간(ta,tb,tc)을 카운팅 하기 위해 경과 시간되는 총 경과 시간(total-time)을 카운팅한 후(S1111), 변속 동작을 위해 설정된 최대 변속시간(t-max)과 비교 판단한다(S1112).
이때 비교 판단된 총 경과 시간(total-time)이 설정된 최대 변속시간(t-max)을 초과하면 해당 플래그(forced-shift-flag)의 값을 "1"로 설정한 후(S1113), 변속 동작을 완료한다.
반면에 상기 비교 판단된 총 경과 시간(total-time)이 설정된 최대 변속시간(t-max)을 초과하지 않으면 변속 동작을 완료한다(S100).
따라서 변속 동작을 종료하여 설정시간을 초과하여 목표 변속단으로의 변속 동작을 실행할 경우 발생하는 문제를 방지할 수 있도록 한다.
다음으로 제4도와 제5도 및 제7도를 참고로 하여 주행중 변속단이 중립단(N)에서 주행단(D) 또는 후진단(R)으로 변속될 때의 동작을 설명한다.
변속 제어부(2)는 주행 상태 감지부(11)에서 출력되는 신호를 판독하여 변속 상태를 판정하여, 변속단으로의 변속 동작을 실행하기 위해, 제5도의 S.S시점인 해당 변속 제어신호가 출력되었는지를 판단한다(S21).
목표 변속단으로의 변속 동작을 실행하기 위한 변속 제어신호가 도시되지 않은 해당 장치로 출력되지 않을 경우, 주프로그램으로 되돌아간다(S200).
그러나 자동차의 주행 동작을 실현하기 위해 해당 변속단에 해당하는 변속 제어신호가 도시되지 않은 해당 장치로 출력될 경우, 주행 동작을 위한 변속 제어를 실행한다.
따라서 변속 제어부(2)는 변속 제어신호가 출력되는 시점(S.S)에서 변속 제어신호를 출력한 후, 제5도의 "a"구간의 변속 동작을 제어하기 위한 제어 동작의 완료 상태를 판단할 수 있는 제1피니시 플래그(finish-flag1)의 값을 판정하여, 플래그 값이 "1"로 설정되었는지 판단한다(S22).
판단된 제1피니시 플래그의 값이 "1"이 아닐 경우, 변속 제어부(2)는 클러치 필 타임 루틴으로 넘어가(S23) 초기 듀티율(Da)을 설정하고, 설정된 시간(ta)동안 설정된 듀티율(Da)을 이용하여 해당 클러치를 필(fill)시킨다(S24,S25).
상기 설정시간(ta)는 변속 제어신호가 출력될 때 유온과 엔진의 회전 속도에 따라 설정된다.
설정된 시간(ta) 동안 설정된 듀티율(Da)로 유압 제어장치(3)의 동작을 제어하면, 변속 제어부(2)는 제1피니시 플래그의 값을 "1"로 설정하여, "a"구간의 제어 동작 완료 상태를 판정할 수 있도록 한다(S26).
그리고 "b"구간의 제어 동작을 위해, "b"구간의 제어 동작이 완료되었는지를 판단할 수 있는 제2피니시 플래그(finish-flag2)의 값이 "1"로 설정되어 있는지를 판단한다(S27).
제2피니시 플래그가 "1"로 설정되지 않을 경우, 변속 제어부(2)는 "b"구간의 듀티율을 제어하기 위해, N-D 클러치 계합 듀티 루틴으로 넘어가(S28) 초기 계합 듀티율(DbND)을 설정한 후, 설정된 기울기(ramp-DbND)로 듀티율을 변속 동기가 완료될 때까지 감소시킨다.
상기 초기 계합 듀티율(DbND)은,
DbND = (DbNDO + DbL) × Ke + Dt이다.
(여기에서, DbNDO : 엔진 회전속도에 따른 초기 계합 듀티 설정값,
DbL : 초기 계합 듀티 학습치,
Ke : 엔진 회전 속도 보정 계수,
Dt : 유온에 따른 듀티율 보정치이다).
그리고 기울기(ramp-DbND)는 스로틀 밸브의 개도 변화시의 대책으로 기설정 된 소정의 엔진 회전수를 기준으로 설정하다.
상기와 같이 설정된 기울기(ramp-DbND)로 듀티율을 변화하여, 터빈축 회전수(Nt)에서 기어비와 출력축 회전수를 곱하여 산출되는 회전수가 200rpm보다 작을때, 슬립 플래그(slip-flag)의 값은 "1"로 변환된다(S29).
따라서 상기 단계(S29)에서 판단된 슬립 플래그의 값이 "1"일 경우, 변속 제어부(2)는 "b"구간의 제어가 완료된 상태로 판단하고, "1"이 아닐 경우엔 설정된 상태로 듀티율을 계속 변화시켜 "b"구간의 제어를 계속 실행하고, 경과 시간을 카운팅 한다(S210).
한편 상기 슬립 플래그의 값이 "1"로 설정되면, 변속 제어부(2)는 제2피니시 플래그의 값을 "1"로 설정한 후(S211), "c"구간의 듀티율을 제어하기 위해 변속 제어부(2)는 N-D 파이널 루틴으로 넘어가(S212) "c"구간의 제어를 설정시간(tc)동안 지속한 후, 듀티율을 0%로 낮추고 변속 동작을 완료한다(S213, S215).
그러나 상기 "c"구간의 제어를 설정시간(tc)동안 지속되지 않으면 중립단(N)에서 주행단(D)으로의 변속할 경우, N-D 제어 밸브의 스풀을 좌측으로 이동시키기 위한 시간 및 해당 마찰 요소를 완전하게 체결시키기 위한 시간 즉, 라인압 공급 시간후 듀티율을 100%로 한다(S219).
그리고 상기와 같은 동작을 위해 설정된 각 설정시간(ta,tb)을 카운팅 하기 위해 경과 시간되는 총 경과 시간(total-time)을 카운팅한 후(S216), 변속 동작을 위해 설정된 최대 변속시간(t-max)과 비교 판단한다(S217).
비교 판단된 총 경과 시간(total-time)이 설정된 최대 변속시간(t-max)을 초과하면 해당 플래그(forced-shift-flag)의 값을 "1"로 설정한 후(S218), 변속 동작을 와료한다.
반면에 비교 판단된 총 경과시간(total-time)이 설정된 최대 변속시간(t-max)을 초과하지 않았으면 변속 제어를 종료한다(S200).
상기와 같이 변속 상태에 따라 듀티율을 변화시켜 유압 제어장치(3)의 동작을 제어하므로, 변속감을 향상시키고, 안전한 변속 동작을 실행할 수 있는 효과가 발생한다.

Claims (5)

  1. 정차 또는 주차 상태에서 변속레버의 위치가 중립단에서 후진단 또는 주행단으로 변환될 경우 변속 제어신호가 출력되면, 초기 설정된 제1계합 듀티율을 설정시간(ta)동안 유지하는 단계와; 상기 단계에서 설정시간(ta)이 경과된 후, 제2계합 듀티율을 설정하여, 설정된 제1기울기 만큼 듀티율을 변환시키고, 터빈축의 회전수가 설정 상태로 변환되었는지를 판단하는 단계와; 상기 단계에서 터빈축의 회전수가 설정 상태로 변환될 경우, 제3계합 듀티율을 설정하여, 상기 설정된 제2기울기 만큼 듀티율을 변환시키고, 변속 동기가 완료되었는지를 판단하는 단계와; 상기 단계에서 변속 동기가 완료될 경우, 설정된 제 2 기울기 만큼 듀티율을 설정 시간동안 계속 변화시키는 단계를 포함하여 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 자동 변속기의 N-D, N-R 변속 제어방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제2계합 듀티율(Dbg)은 {엔진 회전속도에 따른 초기 계합 듀티 설정값(DbgO)+초기 계합 듀티 학습치(DbL)} × 엔진 회전 속도 보정 계수(Ke) + 유온에 따른 듀티율 보정치(Dt)으로 설정하여서 된 것을 특징으로 하는 자동 변속기의 N-D, N-R 변속 제어방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 터빈축의 회전수가 설정 상태로 변환된 상태 판단은 변속전 터빈축 회전수 × 0.8이 되는 시점으로 판단하는 것을 특징으로 하는 자동 변속기의 N-D, N-R 변속 제어방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제3계합 듀티율(Dcg)은 {전 루프의 듀티값 + 계합 듀티 보정값(△Dcg) + 스로틀 밸브의 개도 온시의 대책으로 일정 엔진 회전수를 기준으로 설정(ramp-Dcg)} × 엔진 회전 속도 보정 계수(Ke) + 유온에 따른 듀티율 보정치(Dt)으로 산출하는 것을 특징으로 하는 자동 변속기의 N-D, N-R 변속 제어방법.
  5. 주행중 변속레버의 위치가 중립단에서 후진단 또는 주행단으로 변환될 경우, 변속 제어신호가 출력되면, 초기 설정된 제1계합 듀티율을 설정시간(ta)동안 유지하는 단계와; 상기 단계에서 초기 설정된 시간(ta)이 경과된 후, 제2계합 듀티율을 설정하고, 설정된 기울기 만큼 듀티율을 변화시키고 변속 동기가 발생했는지 판단하는 단계와; 상기 단계에서 변속 동기가 발생할 경우, 상기 설정된 기울기 만큼 듀티율을 설정시간(tc)동안 계속 변화시키는 단계를 포함하여 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 자동 변속기의 N-D, N-R 변속 제어방법.
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