KR100298717B1 - 1다운쉬프트변속제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동 변속기의 2→1 다운 쉬프트 변속 제어방법에 관한 것으로서, 엔진의 공회전 상태에서 파워 오프 2→1 다운 쉬프트 변속 제어 신호가 출력되면, 차량의 정지상태 조건을 만족하는가를 판단하는 단계와; 상기에서 차량의 정지상태 판단 조건을 만족하면 설정된 기준시간이 경과되었는가를 판단하는 단계와; 상기에서 차량이 정지된 후, 설정 기준 시간이 경과하면 변속단 1속 결합을 위한 결합측 솔레노이드 밸브 구동 온/오프 신호를 출력하는 단계와; 상기에서 결합측 솔레노이드 밸브 구동 온/오프 신호가 출력후 설정된 일정의 시간(t_mrg)이 경과하면 변속단 2속 해방을 위한 해방측 솔레노이드 밸브 구동 온/오프 신호를 출력하는 단계를 포함하여 이루어져 있어, 차량이 정지한 후 설정된 기준 시간이 경과한 다음 변속단 1속 결합을 위한 결합측 제어 신호를 출력하고, 임의의 시간이 경과하면 변속단 2속을 해방하기 위한 해방측 제어 신호를 출력함으로써, 해방측에서 결합측으로 터빈의 회전수 상승 없이 출력축 토크 변동을 극소화시켜 변속시 엔진 마운팅에 의한쇼크가 없이 부드러운 변속을 수행하여 안정되고 부드러운 변속감의 효과가 있다.

Description

자동 변속기의 2→1 다운 쉬프트 변속 제어방법

본 발명은 자동 변속기의 2→1 다운 쉬프트 변속 제어방법에 관한 것으로써, 더욱 상세하게 말하자면 차량의 차속이 감속하고 있는 상태에서 파워 오프 정지전 2→1 다운 쉬프트 변속 제어 신호가 출력될 때, 운전자에 의해 브레이크가 동작되어 엔진의 회전수(Ne)는 일정하고, 터빈의 회전수(Nt)와 출력축 회전수(No)는 0RPM 상태인 차량 정지상태에서 설정 기준 시간이 경과한 후 해방측에서 결합측으로 터빈 회전수의 상승이 없도록 절환하여 2→1 다운 쉬프트 변속을 수행함으로써, 출력 변속 토크 변동을 극소화 시켜 안정된 변속감을 제공하기 위한 자동 변속기의 2→1 다운 쉬프트 변속 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로 자동 변속기가 장착되어 있는 자동차는, 자동차의 주행 속도와 스로틀 밸브 개도량에 따라 설정되어 있는 변속 범위 안에서 유압을 제어하여 변속기어를 목표 변속단으로 자동 변속시켜 동작될 수 있도록 한다.

따라서 상기와 같이 유압에 따라 동작 상태가 제어되는 자동 변속기가 장착된 자동차는, 해당하는 변속 기어의 동작 상태를 가변시키기 위해 엔진과의 동력을 차단시키는 클러치 페달(clutch pedal)의 동작이 필요치 않으므로 운전자의 운전 피로를 경감시킬 수 있고, 주행중 운전자의 오동작이나 운전미숙 등으로 인한 엔진 스톨(engine stall)이 발생하지 않으므로 초보자일 경우에도 운전 동작을 용이하게 할 수 있다.

상기의 자동 변속기는 토크 컨버터(torque converter)가 엔진(engine)의 회전동력을 변화시키고, 자동차의 운행 상태에 따라 변속 제어 장치에서 인가되는 제어 신호에 의해 솔레노이드 밸브가 제어되어 해당 마찰 요소가 동작될 수 있도록 유압회로를 형성하여 자동 변속 동작을 실행한다.

따라서 상기의 자동 변속기는 운전자의 변속 레버 선택 위치와 차속, 스로틀 밸브의 개도량에 따라 해당되는 제어신호를 출력하고, 상기에 출력된 신호에 의해 해당 솔레노이드 밸브가 구동되어 유압회로의 밸브 포트 변환을 이루고, 그에 따라 오일 펌프로부터 공급되는 유압에 의해 변속기어 메카니즘의 기어단 중 어느 하나의 변속단을 선택하기 위한 작동 마찰 요소의 동작 상태를 제어한다.

클러치와 브레이크로 이루어져 있는 상기의 마찰 요소는 마찰요소의 선택적인 동작에 따라 유성 기어 장치의 작동상태가 전환되어, 적절한 변속비로 가변되어진 후 드라이브 기어로 전달된다.

상기 드라이브 기어로 가변된 동력이 전달되면, 상기의 가변된 동력은 상기 드라이브 기어와 치차 결합된 드리븐 기어에 의해 종감속 기어와 치차 결합된 종동 기어로 전달되어, 바퀴의 회전 동작을 제어하여 안정된 주행상태를 이룬다.

상기와 같이 동작하는 새로운 구성을 가진 자동 변속기를 장착한 차량에서 변속쇼크는 변속시 터빈의 급격한 변화량에 따라 좌우된다.

따라서 중행중인 차량에서 정지전 2→1 다운 쉬프트 변속 제어신호가 출력되면, 종래에는 변속제어 신호가 출력되는 즉시 변속 패턴에 의한 정지전 2→1 다운 쉬프트 변속제어를 수행하였다.

그러나 상기한 종래의 기술은 가속페달이 오프 상태로 엔진이 아이들 상태에서 정지전 상태는 차량 감속에 따른 토크 컨버터의 슬립 상당의 토크가 자동 변속기의 입력 샤프트 작용하게 되는데 이 때 변속제어시 결합측 클러치 및 해방측 클러치의 유압제어는 자동 변속기의 입력 샤프트 토크가 가변적이고 작기 때문에 변속 제어 결과의 편차가 크고 부드러운 변속감 확보가 어려운 문제점이 있다.

따라서 본 발명의 목적은 상기한 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서 차량이 주행중 파워 오프 정지전 2→1 다운 쉬프트를 위한 제어 신호가 출력되면 운전자의 브레이크 동작에 의해 차량의 차속이 0인 상태에서 터빈의 회전수가 0일 때 해방측에서 결합측으로 터빈의 회전수의 상승이 없도록 절환하여 변속하여 터빈의 회전수 회전 변화량을 0rev/sec² 로 하여 출력축 샤프트의 토크 변동을 극소화 시켜 변속시 엔진 마운팅에 의한 쇼크가 없이 부드러운 변속을 수행하여 안정된 변속감의 효과를 가진 자동 변속기의 2→1 다운 쉬프트 변속 제어방법을 제공하기 위한 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 엔진의 공회전 상태에서 파워 오프 2→1 다운 쉬프트 변속 제어 신호가 출력되면, 차량의 정지상태 조건을 만족하는가를 판단하는 단계와; 상기에서 차량의 정지상태 판단 조건을 만족하면 설정된 기준시간이 경과되었는가를 판단하는 단계와; 상기에서 차량이 정지된 후, 설정 기준 시간이 경과하면 변속단 1속 결합을 위한 결합측 솔레노이드 밸브 구동 온/오프 신호를 출력하는 단계와; 상기에서 결합측 솔레노이드 밸브 구동 온/오프 신호가 출력후 설정된 일정의 시간(t_mrg)이 경과하면 변속단 2속 해방을 위한 해방측 솔레노이드 밸브 구동 온/오프 신호를 출력하는 단계를 포함하는 것을 그 특징으로 한다.

도1에서 (a)는 본 발명의 실시예에 따른 자동 변속기의 2→1 다운 쉬프트 변속시 엔진(Ne), 터빈(Nt),출력축(No) 회전수의 관계그래프이고,

(b)는 본 발명의 실시예에 따른 자동 변속기의 2→1 다운 쉬프트 변속시 듀티 패턴도이고,

(c)는 본 발명의 실시예에 따른 자동 변속기의 2→1 다운 쉬프트 변속시 출력토크 패턴도이고,

도2는 본 발명의 실시예에 따른 자동 변속기의 2→1 다운 쉬프트 변속 제어 장치 구성 블럭도이고,

도3은 본 발명의 실시예에 따른 자동 변속기의 2→1 다운 쉬프트 변속 제어 방법 동작 순서도이다.

상기한 목적을 구체적으로 달성하여 실현할 수 있는 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참조로 상세히 설명한다.

첨부한 도2에 도시되어 있듯이 본 발명이 적용되는 자동 변속기의 2→1 다운 쉬프트 변속 제어 장치는, 차량의 주행상태 따라 차량의 상태가 가변되어 출력되어지는 신호를 인가 받아 해당하는 전기신호를 출력하는 차량 주행상태 감지수단(10)과, 상기 차량 주행상태 감지수단(10)에서 출력되는 신호를 인가 받아 판독하여 파워 오프 정지전 2→1 다운 쉬프트 변속 제어 신호가 출력되면, 운전자의 브레이크 동작에 의해 차량의 터빈의 회전수(Nt)와 출력축 회전수(No)가 0인 차량 정지 상태일 때 설정된 시간의 경과 후 메모리에 저장되어 있는 2→1 다운 쉬프트 변속을 위한 결합측 솔레노이드 밸브 구동신호를 출력하고 임의의 시간 경과 후 해방측 솔레노이드 밸브 구동 신호를 출력하는 제어 수단(20)과, 상기 제어 수단(20)에서 출력되는 솔레노이드 밸브 구동 신호에 따라 2→1 다운 쉬프트 변속을 위한 결합측 솔레노이드 밸브와 해방측 솔레노이드 밸브를 온/오프 구동하는 구동 수단(30)으로 이루어져 있다.

상기에 있어서, 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, 차량의 주행속도를 감지하여 해당 신호를 출력하는 차속 감지부(12)와, 스로틀 밸브 개도량과 차속에 따라 변속단이 가변되면, 상기의 변속단의 가변상태를 감지하여 해당하는 신호를 출력하는 변속단 감지부(13)와, 변속기의 입력 축과 연결되어 있는 토오크 컨버터의 터빈축의 회전 속도를 감지하여 해당하는 신호를 출력하는 터빈축 회전수 감지부(14)와, 엔진의 동작 상태에 따라 가변되는 크랭크축의 회전 속도를 검출하여 해당하는 신호를 출력하는 엔진 회전수 감지부(15)와, 운전자의 변속레버 조작 따라 가변되는 위치를 검출하여 해당하는 신호를 출력하는 변속레버 감지부(16)와, 운전자의 브레이크 페달 동작에 따라 동작 상태가 가변되어 해당하는 신호를 출력하는 브레이크 페달 감지부(17)로 이루어져 있다.

그리고 상기 제어수단(20)과 구동수단(30)은 각각 TCU(Transmission Control Unit)와 솔레노이드 밸브를 이용하여 구현될 수 있다.

상기한 구성에 적용될 수 있는 자동 변속기의 2→1 다운 쉬프트 변속 제어 방법을 첨부한 도3을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

첨부한 도1의(a)에 도시되어 있듯이, 차량의 상태가 아이들 상태로 엔진의 회전수(Ne)가 일정한 상태에서 터빈의 회전수(Nt)와 출력축 회전수(No)의 값이 감소하면 제어 수단(20)은 파워 오프 정지전 2→1 다운 쉬프트 변속 제어 신호가 출력되는지 여부를 판단한다(S100).

상기 단계 S100에서 파워 오프 정지전 2→1 다운 쉬프트 변속 제어 신호가 출력되면, 제어 수단(20)은 운전자의 브레이크 조작에 의해 브레이크 스위치의 '온'신호가 출력되었는지 여부를 판단한다(S110).

하지만 상기 단계 S100에서 파워 오프 정지전 2→1 다운 쉬프트 변속 제어 신호가 출력되지 않은 경우, 제어 수단(20)은 통상적인 제어를 수행하기 위해 메인 루틴으로 리턴 한다.

상기 단계 S100에서 차량의 차속이 감속하고 있는 상태에서 운전자에 의해 브레이크가 작동되어 '온'신호가 출력되면, 제어 수단(20)은 터빈의 회전수( Nt)와 출력축 회전수(No)가 0RPM인지 여부를 판단한다(S120,S130).

상기 단계 S120에서 운전자에 의해 브레이크가 작동된 후 터빈의 회전수( Nt)가 0RPM로 판단되고, 이어서 상기 단계 S130에서 출력축 회전수(No)가 ORPM로 판단되면, 제어수단(20)은 차량이 정지한 상태인 것으로 판단하여 일정하게 설정된 기준 시간인 0.2sec가 경과했는가를 판단한다(S140).

상기 단계 S140에서 차량이 정지한 후 설정된 기준 시간인 0.2sec가 경과하면, 제어 수단(20)은 메모리에 저장되어 있는 솔레노이드 밸브 온/오프 동작 신호를 설정하여 첨부한 도1의(b)에 도시되어 있는 것과 같이 변속단을 1속으로 결합하기 위한 솔레노이드 밸브 구동신호를 구동 수단(30)으로 출력한다(S150).

하지만 제어 수단(20)은 상기 단계 S120에서 차량 정지상태를 나타내는 조건인 브레이크 정보가 오프이거나, 출력축 회전수 및 터빈의 회전수가 0RPM이 아니거나, 차량 정지후 설정된 기준시간이 경과하지 않은 경우에는 2→1 다운 쉬프트 변속을 금지한다.

따라서 상기 제어 수단(20)에서 변속단을 1속으로 결합하기 위한 솔레노이드 밸브 온/오프 구동 신호가 구동 수단(30)으로 출력됨에 따라 도면에 도시되어 있지 않은 유압회로의 언더 드라이브 클러치(Under Drive Clutch)와 로우 리버스 브레이크(Low Revers Brake)에 유압을 공급하기 위한 해당 솔레노이드 밸브가 온/오프 제어된다.

상기 단계 S150에서 언더 드라이브 클러치와 로우 리버스 브레이크에 유압을 공급하기 위한 해당 솔레노이드 밸브가 온/오프 제어됨에 따라 상기의 언더 드라이브 클러치는 작동요소로 작용하고 로우 리버스 브레이크는 반력요소로 작용함에 따라 해당 출력요소로 1속 기어비가 출력된다.

상기 단계 S150에서 변속단을 1속으로 체결하기 위한 솔레노이드 밸브 온/오프 제어신호가 출력됨에 따라 제어 수단(20)은 일정의 설정 시간인 t_mrg가 경과한 후, 첨부한 도2와 같이 변속단 2속을 해방하기 위한 솔레노이드 밸브 온/오프 구동 제어신호를 구동수단(30)에 출력한다(S160).

상기 단계 S160에서 2속 기어를 해방하기 위한 솔레노이드 밸브 온/오프 구동 제어신호가 출력되면, 구동 수단(30)은 언더 드라이브 클러치 솔레노이드 밸브의 동작은 가변되지 않고, 2ND 브레이크 솔레노이드 밸브가 온 되어 2속 기어비를 해방시킨다.

따라서 상기와 같이 차량이 정지한 상태에서 설정시간이 경과한 후 변속단 1속이 결합됨과 함께 임의의 시간이 경과된 후 변속단 2속이 해방됨에 따라 첨부한 도1의(c)에 도시되어 있듯이 출력축 토크의 변동이 최소가 된다.

단, 첨부한 도1의(b)에서 도시되어 있는 솔레노이드 밸브 듀티값은 동일한 값으로서 2속 듀티값과 1속 듀티값을 구분하기 위해 듀티값의 높이를 달리하는 것이 바람직하다.

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

이상에서와 같이 본 발명의 실시예서 차량이 정지한 후 설정된 기준시간이 경과한 다음 변속단 1속 결합을 위한 결합측 제어 신호를 출력하고, 임의의 시간이 경과하면 변속단 2속을 해방하기 위한 해방측 제어 신호를 출력함으로써, 해방측에서 결합측으로 터빈의 회전수 상승 없이 출력축 토크 변동을 극소화 시켜 변속시 엔진 마운팅에 의한 쇼크가 없이 부드러운 변속을 수행하여 안정되고 부드러운 변속감의 효과를 가진 자동 변속기의 2→1 다운 쉬프트 변속 제어 방법을 제공하기 위한 것이다.

Claims (4)

1. 엔진의 공회전 상태에서 파워 오프 2→1 다운 쉬프트 변속 제어 신호가 출력되면, 차량의 정지상태 조건을 만족하는가를 판단하는 단계와;

   상기에서 차량의 정지상태 판단 조건을 만족하면 설정된 기준시간이 경과되었는가를 판단하는 단계와;

   상기에서 차량이 정지된 후, 설정 기준 시간이 경과하면 변속단 1속 결합을 위한 결합측 솔레노이드 밸브 구동 온/오프 신호를 출력하는 단계와;

   상기에서 결합측 솔레노이드 밸브 구동 온/오프 신호가 출력후 설정된 일정의 시간(t_mrg)이 경과하면 변속단 2속 해방을 위한 해방측 솔레노이드 밸브 구동 온/오프 신호를 출력하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동 변속기의 2→1 다운 쉬프트 변속 제어 방법.
2. 청구항 1에 있어서, 차량 정지상태 판단은, 운전자에 의해 브레이크 페달이 동작하여 브레이크 정보가 '온' 상태일 조건과 터빈의 회전수(Nt)와 출력축 회전수(No)가 0RPM일 조건이 동시에 만족되는 경우에 차량이 정지 상태인 것으로 판정하는 것을 특징으로 하는 자동 변속기의 2→1 다운 쉬프트 변속 제어 방법.
3. 청구항 1에 있어서, 파워 오프 2→1 다운 쉬프트 변속 제어 신호가 출력되지 않으면 통상적인 해당 변속을 수행하는 것을 포함하여 이루어진 자동 변속기의 2→1 다운 쉬프트 변속 제어 방법.
4. 청구항 1에 있어서, 차량 정지상태 조건을 만족하지 않으면 2→1 다운 쉬프트 변속 제어를 중지하는 단계를 포함하여 이루어진 자동 변속기의 2→1 다운 쉬프트 변속 제어 방법.

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