KR100295851B1 - 자동변속기의업쉬프트방지방법 - Google Patents

Abstract

자동 변속기에서 구배로 운행시 운전자의 성향을 퍼지 룰을 통해 파악하여 운전자의 특성에 적합한 변속 제어를 실행하도록 한 것으로, 임의의 변속단으로 운행하는 상태에서 구배의 정보가 검출되면 차속과 스로틀 밸브의 위치 및 스로틀 밸브의 가변량을 설정된 퍼지 룰의 멤버쉽 함수를 통해 적합도를 추론하는 과정과, 상기에서 추론된 임의의 값을 비퍼지화의 무게 중심법을 통해 연산하는 과정과, 상기에서 연산된 값에 따라 업 쉬프트의 변속이 이행되지 않도록 변속 제어를 실행하는 과정을 포함하여, 구배나 굴곡로의 운행시 차량 속도와 운전자의 조작에 따른 스로틀 밸브의 개도율에 대하여 설정된 퍼지 룰로부터 운전자의 운전 성향을 추론한 업 쉬프트 변속되는 방지 제어를 안정되게 제어하여 안정된 구동 토크의 확보와 잦은 토크의 변경을 배제시켜 승차감과 주행성을 향상시키며, 안전된 속도를 유지시켜 조향성을 향상시켜 운행에 신뢰성을 제공한다.

Description

자동 변속기의 업 쉬프트 방지장치 및 방법

본 발명은 자동 변속기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 구배로 운행시 운전자의 성향을 퍼지 룰을 통해 파악하여 운전자의 특성에 적합한 변속 제어를 실행하도록 한 자동 변속기의 변속 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로 자동 변속기는 스로틀 밸브의 개도율과 차속에 따라 설정된 변속 패턴의 맵에서 목표 변속단을 설정한 다음 솔레노이드 밸브를 통한 유로의 개폐로 목표 변속단의 동기를 실행한다.

따라서, 종래의 자동 변속기에서 3 속의 변속단으로 주행하는 상태에서 구배로를 등반하는 경우 엔진의 출력을 향상시키기 위한 스로틀 밸브의 개도율 확장과 이에 따른 터빈 회전수 상승으로 3속에서 4속으로 업 쉬프트 변속이 발생하게 되며, 등판 저항에 의해 차속의 감소되는 경우 4속에서 3속으로 다운 쉬프트 변속이 발생하게 된다.

또한, 3속을 유지하여 구배로를 내려오는 경우 스로틀 밸브의 개도율 변화가 발생되지 않더라도 중력 가속도에 의한 차량 속도의 증가로 변속단이 3속에서 4속으로 업 쉬프트 변속이 일어난다.

전술한 바와 같은 종래의 자동 변속기에서 실행되는 변속 제어는 운전자의 가속 페달 구동에 따라 연동되는 스로틀 밸브의 개도율과 차속에 따라 실행되므로, 경사로의 등반시 스로틀 밸브의 개도율 증가와 이에 따른 차속의 변화에 의해 변속단의 선택이 빈번하게 발생되어 구동력과 승차감 및 연비의 효율을 저하시키는 문제점을 발생시킨다.

또한, 3속을 유지하여 구배로를 내려오는 경우 차속의 증가에 의하여 4속으로 업 쉬프트 변속이 일어나므로, 조향성이 상실되어 인명적 재산적 손실을 초래하는 사고를 유발시키게 되는 문제점이 있었다.

특히, 구배와 굴곡이 포함되는 도로의 운행에서 업 쉬프트에 의한 차속의 증가로 정상적인 조향성을 확보하지 못하여 운행에 안정성을 저해시키는 문제점이 있었다.

본 발명은 전술한 바와 같은 제반적인 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 그 목적은 구배로나 굴곡로의 주행시 스로틀 밸브의 개도율 변화와 차속으로부터 운전자의 운전 성향을 퍼지 룰을 추론한 다음 3속에서 4속으로의 업 쉬프트 변속이 이행되지 않도록 하여 구동 토오크의 안정성과 승차감 및 조향성을 향상시키도록 한 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 자동 변속기의 업 쉬프트 방지장치에 대한 구성 블록도이다.

도 2(a)는 운전성향이 작은 영역에서 설정되는 퍼지 룰의 멤버쉽 함수에 대한 테이블이고,

도 2(b)는 운전성향이 부드러운 영역에서 설정되는 퍼지 룰의 멤버쉽 함수에 대한 테이블이며,

도 2(c)는 운전성향이 스포티한 영역에서 설정되는 퍼지 룰의 멤버쉽 함수에 대한 테이블이다.

도 3은 도 2의 멤버쉽 함수를 표현한 퍼지 룰의 제어선도이다.

도 4는 도 1의 본 발명에서 구배 운행시 업 쉬프트 방지를 실행하기 위한 일 실시예의 흐름도이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 스로틀 밸브의 위치 변화와 차속 정보 및 주행하는 도로의 구배나 굴곡에 대한 정보를 검출하는 차량 상태 검출수단과;

상기 검출되는 정보로부터 운전자의 운전 성향을 퍼지 룰을 통해 검출한 다음 운전 특성에 적합한 변속 제어를 실행하기 위한 전반적인 동작을 제어하는 제어수단과;

퍼지 룰에 대한 멤버쉽 함수와 변속 제어를 실행하기 위한 운용 프로그램이 설정되는 메모리수단 및;

상기 제어수단에서 인가되는 신호에 따라 유로의 개폐 제어를 통해 목표 변속단의 변속 동기를 실행시키는 구동수단을 포함한다.

상기한 구성에 따른 업 쉬프트 방지의 동작은, 임의의 변속단으로 운행하는 상태에서 구배의 정보가 검출되면 차속과 스로틀 밸브의 위치 및 스로틀 밸브의 가변량을 설정된 퍼지 룰의 멤버쉽 함수를 통해 적합도를 추론하고, 추론된 임의의 값을 비퍼지화의 무게 중심법을 통해 연산하며, 연산된 값에 따라 업 쉬프트의 변속이 이행되지 않도록 변속 제어를 실행한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1에서 알 수 있는 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 변속기의 변속 제어장치는, 차량상태 검출부(10)와, 제어부(20), 타이머(30), 메모리부(40) 및 구동부(50)로 이루어지는데, 차량 상태 검출부(10)은 운행중 발생되는 스로틀 밸브의 위치 변화에 대한 정보와 차속의 정보 및 주행하는 도로의 구배나 굴곡에 대한 정보를 검출하여 그에 대한 소정의 신호를 출력한다.

제어부(20)는 상기 검출되는 각각의 운행 정보로부터 운전자의 운전 성향을 퍼지 룰을 통해 검출한 다음 운전 특성에 적합한 변속 제어를 실행하기 위한 전반적인 동작을 제어한다.

타이머(30)는 제어부(20)에서 인가되는 신호에 셋(set) 또는 리셋(reset)되어 카운팅되는 시간의 정보를 제어부(20)측에 인가한다.

메모리부(40)는 변속 제어를 실행하기 위한 운용 프로그램과 도 3과 같이 최적화된 퍼지 룰이 설정된다.

상기에서 메모리부(40)에 설정되는 퍼지 룰은 일 예를 들어 다음과 같이 설정된다.

rul 1). 스로틀 밸브의 개도율이 스몰(small)을 유지하고 스로틀 밸브의 증가율(△TPS)이 스몰이며, 차속이 미듐(medim)이면 주행 모드는 마일드(mild)로 설정한다.

rul 2). 스로틀 밸브의 개도율이 미듐을 유지하고 스로틀 밸브의 증가율(△TPS)이 스몰이며, 차속이 미듐(medim)이면 주행 모드는 마일드(mild)로 설정한다.

rul 3). 스로틀 밸브의 개도율이 미듐을 유지하고 스로틀 밸브의 증가율(△TPS)이 스몰이며, 차속이 라지(large)이면 주행 모드는 마일드(mild)로 설정한다.

rul 4). 스로틀 밸브의 개도율이 스몰을 유지하고 스로틀 밸브의 증가율(△TPS)이 스몰이며, 차속이 스몰이면 주행 모드는 마일드(mild)로 설정한다.

rul 5). 스로틀 밸브의 개도율이 스몰을 유지하고 스로틀 밸브의 증가율(△TPS)이 미듐며, 차속이 라지이면 주행 모드는 미듐으로 설정한다.

rul 6). 스로틀 밸브의 개도율이 미듐을 유지하고 스로틀 밸브의 증가율(△TPS)이 미듐이며, 차속이 라지이면 주행 모드는 미듐으로 설정한다.

rul 7). 스로틀 밸브의 개도율이 미듐을 유지하고 스로틀 밸브의 증가율(△TPS)이 라지이며, 차속이 미듐이면 주행 모드는 미듐으로 설정한다.

rul 8). 스로틀 밸브의 개도율이 미듐을 유지하고 스로틀 밸브의 증가율(△TPS)이 라지이며, 차속이 스몰이면 주행 모드는 스포티(sport)로 설정한다.

rul 9). 스로틀 밸브의 개도율이 미듐을 유지하고 스로틀 밸브의 증가율(△TPS)이 라지이며, 차속이 라지이면 주행 모드는 미듐으로 설정한다.

rul 10). 스로틀 밸브의 개도율이 라지를 유지하고 스로틀 밸브의 증가율(△TPS)이 미듐이며, 차속이 미듐(medim)이면 주행 모드는 스포티로 설정한다.

rul 11). 스로틀 밸브의 개도율이 라지를 유지하고 스로틀 밸브의 증가율(△TPS)이 스몰이며, 차속이 미듐(medim)이면 주행 모드는 스포티로 설정한다.

rul 12). 스로틀 밸브의 개도율이 라지를 유지하고 스로틀 밸브의 증가율(△TPS)이 라지이며, 차속이 미듐(medim)이면 주행 모드는 스포티로 설정한다.

rul 13). 스로틀 밸브의 개도율이 라지를 유지하고 스로틀 밸브의 증가율(△TPS)이 라지이며, 차속이 라지이면 주행 모드는 스포티로 설정한다.

상기와 같이 설정되는 퍼지 룰에 대하여 정리하면 하기의 표 1과 같이 된다.

	IF	THEN	비 고
변 수	TPS	△TPS		VSS(차속)	Weight
R1	Small	Small	Medium	-0.5	Mild
R2	Medium	Small	Medium	-0.3	Mild
R3	Medium	Small	Large	-0.2	Mild
R4	Small	Small	Small	-0.2	Mild
R5	Small	Medium	Large	-0.1	Medium
R6	Medium	Medium	Large	0.1	Medium
R7	Medium	Large	Medium	0.2	Medium
R8	Medium	Large	Small	0.3	Sport
R9	Medium	Large	Large	0.4	Medium
R10	Large	Medium	Medium	0.6	Sport
R11	Large	Small	Medium	0.5	Sport
R12	Large	Large	Medium	0.8	Sport
R13	Large	Large	Large	0.7	Sport

또한, 상기 메모리부(40)에는 도 2(a)(b)(C)와 같이 매 500ms 마다 정량화되어 출력되는 값들에 대한 멤버쉽 함수(membership function)가 스몰, 미듐,라지로 설정된다.

상기의 멤버쉽 함수와 퍼지 룰을 적용한 멤버쉽 함수의 관계는 도 3과 같이 표현된다.

구동부(50)는 상기 제어부(50)에서 인가되는 신호에 따라 구동되어 목표 변속단을 선택시키기 위해 솔레노이드 밸브의 구동을 드라이브한다.

전술한 바와 같은 기능을 구비하는 본 발명에서 변속 제어를 실행하는 동작을 도 2와 도 3 및 도 4를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

자동차가 운행을 하게 되면 제어부(20)는 차량 상태 검출부(10)의 스로틀 위치 검출부(11)에서 인가되는 스로틀 밸브의 개도율 변화와 차속 검출부(12)에서 인가되는 차속 정보 및 구배 검출부(13)에서 인가되는 운행되는 지역의 구배정보를 검출한다(스텝101).

상기와 같이 검출되는 운행정보에서 현재 자동차가 구배로의 운행으로 판단되면 상기와 같이 검출되는 운행정보에서 차속과 스로틀 밸브의 위치 및 스로틀 밸브의 가변량을 소정의 시간, 예를들어 500ms 간격으로 분석하여 메모리부(40)에 설정된 도 3의 퍼지 룰에서 적합한 함수를 추론한다(스텝102).

이후, 상기에서 추론한 값을 메모리부(40)에 설정된 도 2 (a)(b)(c)의 멤버쉽 함수에서 스몰, 미듐, 라지에 대한 함수의 적합도, 즉 1개의 카운터 입력에서 3가지씩 총 9개의 적합도를 추론하며 도 4를 통해 추론된 적합도에서 각 규칙에서의 최소 적합도(Min 값)을 산출한다(스텝104).

상기와 같이 퍼지 룰에 따라 임의의 값의 추론과 최소 적합도의 산출이 완료되면 상기에서 추론된 임의의 값을 하기의 수학식 1과 같은 무게 중심법의 연산을 통해 최소 적합도의 연산한 다음(스텝104) 연산된 결과가 양수(+)를 유지하는지를 판단한다(스텝105).

[수학식 1]

여기서, F(x)는 결과값이고, W(x)는 각 규격의 가중치이며, Mim(x)는 각 퍼지 룰의 최소 적합도이다.

상기의 연산을 통해 추론되는 값이 양수값을 유지하게 되는 경우 구배 진입값을 전 상태에서 보다 1회 최대 학습 보정치 만큼 감소시켜 기준 구배도 보다 낮은 구배에서도 3속에서 4속으로의 업 쉬프트 변속되는 것을 방지하기 위하여 구동부(50)를 통해 솔레노이드 밸브의 유로 개폐를 차단한다(스텝106)(스텝107).

또한, 상기의 연산을 통해 추론되는 값이 음수(-)값을 유지하게 되는 경우 기준 구배도 보다 높은 구배쪽으로 3속에서 4속으로 업 쉬프트 변속되는 것을 방지하기 위하여 구동부(50)를 통해 솔레노이드 밸브의 유로 개폐를 차단한다.

상기와 같은 동작을 통한 구배도 판정값 학습 보정은 일정시간 간격, 바람직하게는 60초 마다 양음수 크기에 비례하는 보정이 설정된 임계값까지 이루어지도록 한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 운행되는 차량이 구배나 굴곡로의 운행시 차량 속도와 운전자의 조작에 따른 스로틀 밸브의 개도율에 대하여 설정된 퍼지 룰로부터 운전자의 운전 성향을 추론한 다음 3속에서 4속으로 업 쉬프트 변속되는 방지 제어를 안정되게 제어하여 안정된 구동 토크의 확보와 잦은 토크의 변경을 배제시켜 승차감과 주행성을 향상시키며, 안전된 속도를 유지시켜 조향성을 향상시켜 운행에 신뢰성을 제공한다.

Claims (5)

1. 자동 변속기의 변속 제어방법에 있어서, 임의의 변속단으로 운행하는 상태에서 구배의 정보가 검출되면 차속과 스로틀 밸브의 위치 및 스로틀 밸브의 가변량을 설정된 퍼지 룰의 멤버쉽 함수를 통해 적합도를 추론하는 과정과; 상기에서 추론된 임의의 값을 비퍼지화의 무게 중심법을 통해 연산하는 과정과; 상기에서 연산된 값에 따라 업 쉬프트의 변속이 이행되지 않도록 변속 제어를 실행하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 변속기의 업 쉬프트 방지방법.
2. 청구항 1에 있어서, 상기의 무게 중심법은 하기의 수학식 2로 설정되는 것을 특징으로 하는 자동 변속기의 업 쉬프트 방지방법.

   [수학식 2]

   

   이며, 여기서 F(x)는 결과값이고, W(x)는 각 규격의 가중치이며, Mim(x)는 각 퍼지 룰의 최소 적합도이다.
3. 청구항 1에 있어서, 무게 중심법의 연산을 통해 산출된 값이 양수인 경우 구배 진입값의 전상태에서 보다 1회 최대 학습 보정치 만큼 낮추어 낮은 구배에서도 업 쉬프트 변속이 이행되지 않도록 하는 것을 특징으로 하는 자동 변속기의 업 쉬프트 방지방법.
4. 청구항 1에 있어서, 무게 중심법의 연산을 통해 산출된 값이 음수인 경우 기준 구배도보다 높은 구배쪽에서 업 쉬프트 변속이 이행되지 않도록 하는 것을 특징으로 하는 자동 변속기의 업 쉬프트 방지방법.
5. 청구항 1에 있어서, 업 쉬프트 방지를 위한 구배도 판정값 학습 보정은 60초 간격으로 양음수 크기에 비례한 보정이 임계값까지 이루어지는 동안 반복 실행하는 것을 특징으로 하는 자동 변속기의 업 쉬프트 방지방법.

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