KR100308954B1 - 차량의 자동변속기 파워 오프 업 쉬프트 제어 방법 - Google Patents

차량의 자동변속기 파워 오프 업 쉬프트 제어 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차량 주행시 엔진 가속 중에 스로틀 밸브 오프(엑셀 페달을 놓았을 때)로 감속할 때 엔진 제어 특성 및 자동 변속 편차에 의하여 변속 완료점 불일치로 인하여 야기되는 언더 슈트 및 타이 업을 방지할 수 있도록 한 차량의 자동변속기 파워 오프 업 쉬프트 제어 방법에 관한 것이다.
본 발명은 파워 오프 업 쉬프트시 유압 응답시간 측정 및 강제 변속되지 않게 최고 듀티치를 설정하고, 최고 듀티치를 듀티 100% 으로 변경시 유압 응답시간을 산출하는 단계와; 상기 업 쉬프트 중에서 파워 오프 업 쉬프트 상태인가를 판단하는 단계와; 상기 단계에서 파워 오프 업 쉬프트 상태이면 스로틀 개도가 0.65V 이하이고, 아이들 스위치 온 상태이며, 유온이 0℃ 이상 조건인가를 판단하는 단계와; 상기 단계에서 조건중 어느 하나 만족하지 않으면 통상 모드 제어로 전환하는 단계와; 상기 단계에서 조건에 만족하면 터빈 회전수의 하강 평균 기울기를 구하고, 하강 평균 기울기에 의해 변속 완료점을 산출하여 하강 평균 기울기 변화에 따라 변속 완료점이 따라서 변화하여 터빈 회전수가 변속 완료점에 동기되도록 하는 단계로 이루어짐을 특징으로 한다.

Description

차량의 자동변속기 파워 오프 업 쉬프트 제어 방법{METHOD FOR POWER OFF UP-SHIFT CONTROLLING OF AUTO TRANSMISSION FOR VEHICLE}
본 발명은 차량의 자동변속기 파워 오프 업 쉬프트 제어 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 차량 주행시 엔진 가속 중에 스로틀 밸브 오프(엑셀 페달을 놓았을 때)로 감속할 때 엔진 제어 특성 및 자동 변속 편차에 의하여 변속 완료점 불일치로 인하여 야기되는 언더 슈트(Under Shoot) 및 타이 업(Tie-Up)을 방지할 수 있도록 한 차량의 자동변속기 파워 오프 업 쉬프트 제어 방법에 관한 것이다.
일반적으로 자동변속기의 변속 제어는 업 쉬프트와 다운 쉬프트가 있고, 상기 업 쉬프트는 엑셀 페달을 밟았을 때 업 쉬프트 패턴에 의하여 변속되는 파워 온 업 쉬프트와, 엑셀 페달을 놓았을 때 중립 상태에서 업 쉬프트 되는 파워 오프 쉬프트가 있으며, 상기 다운 쉬프트 역시 엑셀 페달을 밟았을 때 위방향으로 다운 쉬프트 라인을 지나서 4-3-2-1속으로 다운 쉬프트 되는 파워 온 다운 쉬프트와, 엑셀 페달을 밟지 않고, 브레이크 또는 정속주행 상태에서 차속 감속으로 인한 다운 쉬프트 패턴에 의하여 변속되는 파워 오프 다운 쉬프트가 있다.
스로틀 개도를 많이 열어준 상태로 주행중 엑셀 페달을 놓아주게 되면, 쉬프트 패턴상 업 쉬프트 라인을 지나면서 고단으로 변속되는 레프트 풋 업(left foot up)상태가 되는데, 이때 상기 레프트 풋 업은 도 1에 도시한 바와 같이, 스로틀 개도를 100% 로 열어준 상태에서 주행중 스로틀 개도를 0% 낮추게 되면(엑셀 페달을 놓게 되면), 거의 중립 상태를 유지하도록 유압 제어가 일어나고, 이때 엔진 회전수(NE1)와 터빈 회전수(NT1)가 거의 일치되는 상태로 엔진 회전수 하강이 일어나고, 변속 완료점(Shift finish point)에 도달하면 듀티 제어가 끝나고, 이에 따라 유압이 상승하여 업 쉬프트가 이루어지게 된다.
그러나 실제는 파워 오프 업 쉬프트시 차량 상태 및 부하 상태에 따라 엔진 회전수 드롭 특성 변화, 자동변속기의 클러치 간극 및 솔레노이드 품질 편차등이 발생하게 된다.
그러므로 상기 엔진 회전수 하강 특성에 의하여 터빈 회전수의 하강 현상이 변경되게 되고, 이 하강 현상은 변속 완료점에서 빠르게 하강되는 경우에 언더 슈트(under shoot)현상이 발생되고, 하강 현상이 변속 완료점 보다 느리게 하강되는 경우에는 타이-업(Tie-up)현상이 발생된다.
결국 상기 타이-업 및 언더 슈트는 터빈 회전수 하강에 의하여 발생되어 지고, 변속 완료점에서의 유압편차등에 의하여 악화되어 진다.
이와 같이 종래에는 파워 오프 업 쉬프트 중 레프트 풋 업시 엔진 회전수 하강에 의한 터빈 회전수 하강으로 인하여 발생되는 타이-업이나 언더 슈트 현상으로 인하여 변속 완료점을 동기시키지 못하게 되고, 유압 역시 응답시간 편차에 의하여 결국 주행중에 변속 쇼크로 이어져 승차감을 저하시키는 문제점을 가지게 되었다.
따라서 본 발명의 목적은 파워 오프 업 쉬프트 중에 레프트 풋 업시 터빈 회전수 변화에 따라 변속 완료점을 가변하여 항상 변속 완료점에서 변속이 완료되도록 함으로써 변속 쇼크를 방지하고자 하는데 있다.
도 1은 종래 자동변속기의 파워 오프 업 쉬프트시 쉬프트 선도.
도 2는 본 발명에 이용되는 자동변속기 업 쉬프트 제어 장치의 블럭도.
도 3은 본 발명 자동변속기 업 쉬프트 제어방법에 대한 플로우챠트.
도 4는 본 발명 자동변속기 업 쉬프트 제어방법에 대한 쉬프트 선도.
상기의 목적을 실현하기 위하여 본 발명은 주행 중 파워 오프 업 쉬프트 상태인가를 판단하는 단계와; 상기 단계에서 파워 오프 업 쉬프트 상태이면 스로틀 개도가 0.65V 이하이거나 혹은 아이들 스위치 온 상태에서 유온이 0℃ 이상 조건인가를 판단하는 단계와; 상기 단계에서 조건중 어느 하나 만족하지 않으면 변속 완료점을 터빈 회전수에 따라 변환하는 모드를 통상 모드 제어로 변환하는 단계와; 상기 단계에서 조건에 만족하면 파워 오프 업 쉬프트시 유압 응답시간 측정 및 강제 변속되지 않게 최고 듀티치를 설정하고, 최고 듀티치를 듀티 100% 으로 변경시 유압 응답시간을 산출하는 단계와; 상기 단계에서 유압 응답시간이 산출되면 터빈 회전수의 하강 평균 기울기를 구하고, 터빈 회전수의 하강 평균 기울기에 의해 변속 완료점을 산출하여 상기 터빈 회전수의 하강 평균 기울기 변화에 따라 변속 완료점이 따라서 변화하여 터빈 회전수가 변속 완료점에 동기되도록 하는 단계로 이루어짐을 특징으로 한다.
따라서 본 발명에 의하면 주행중에 파워 오프 업 쉬프트 조건인가를 판단한 후, 상기 조건에 만족하면 평균 터빈 회전수에 산출된 유압응답시간을 곱한 후 이에 목표 터빈 회전수를 더하여 변속 완료점을 산출하고, 이 산출된 변속 완료점에 터빈 실제 회전수가 동기되는가를 판단하여 상기 변속 완료점에 실제 터빈 회전수가 동기되면 변속을 완료하도록 한 것이다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부되는 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명에 이용되는 자동변속기 업 쉬프트 제어 장치의 블럭도로서, 차량의 주행 상태에 따라 차량의 상태가 가변되어 출력되어지는 신호를 감지하는 차량 주행상태 감지수단(10)과; 상기 차량 주행상태 감지수단(10)으로 부터 주행상태 신호를 감지하고, 이 감지된 신호에 따라 변속제어 중 강제 변속이 되지 않는 최고 듀티치를 설정하고, 최고 듀티치를 듀티 100% 로 변경시 유압응답시간을 산출하여 놓은 상태에서, 파워 오프 업 쉬프트 신호가 감지되면 파워 오프 업 쉬프트 조건을 판단하면서 터빈 회전수에 따른 변속 완료점을 산출하고, 이 산출된 변속 완료점을 실제 변속 완료점에 일치되도록 변속 제어하는 변속 제어수단(20)과; 상기 변속제어수단(20)에서 제어되어 출력되는 변속 신호로 구동하는 구동수단(30)으로 구성된다.
상기 차량 주행상태 감지수단(10)은 엑셀 페달의 동작 상태와 연동하여 개폐 상태가 가변되는 스로틀 밸브의 개도 정도를 감지하는 스로틀 밸브 개도 감지부(11)와; 엔진의 동작 상태에 따라 가변되는 크랭크축의 회전속도를 감지하는 엔진 회전수 감지부(12)와; 변속기의 입력측과 연결되어 있는 토오크 컨버터의 터빈축의 회전속도를 감지하여 해당하는 신호를 출력하는 터빈축 회전수 감지부(13)와; 변속기 오일의 온도를 감지하는 유온감지부(14)로 구성된다.
도 3은 본 발명 자동변속기 업 쉬프트 제어방법에 대한 플로우챠트이고, 도 4는 본 발명 자동변속기 업 쉬프트 제어방법에 대한 쉬프트 선도로서, 업 쉬프트 주행중에 파워 오프 업 쉬프트 상태인가를 판단하는 단계(301)와; 상기 단계(301)에서 파워 오프 업 쉬프트 상태이면 스로틀 개도가 0.65V 이하이거나 또는 아이들 스위치 온 상태이며, 유온이 0℃ 이상 조건에 모두 만족한 가를 판단하는 단계(302)와; 상기 단계(302)에서 조건 중 어느 하나 만족하지 않으면 변속 완료점을 터빈 회전수에 따라 변환하는 모드가 아닌 통상 모드 제어로 전환하는 단계(303)와; 상기 단계(302)에서 조건에 만족하면 유압 응답시간 측정 및 강제 변속되지 않게 최고 듀티값을 설정하고, 최고 듀티값을 듀티 100%로 변경시 유압 응답시간을 산출하는 단계(304)와; 상기 단계(304)에서 유압 응답시간이 산출되면, 변속 완료점을 산출하는 단계(305)와; 상기 단계(305)에서 산출된 변속 완료점이 실제 변속 완료점에 동기되는가를 판단하는 단계(306)와; 상기 단계(306)에서 변속 완료점이 실제 변속 완료점에 동기되지 않으면 파워 오프 업 쉬프트를 다시 판단하고, 상기 변속 완료점이 실제 변속 완료점에 동기되면 최고 듀티값을 듀티 100%로설정하면서 변속을 완료하는 단계(307)로 이루어지도록 한 것이다.
상기와 같이 이루어지는 본 발명은 차량 주행중 업 쉬프트 제어시 스로틀 개도를 많이 열어준 상태에서 엑셀 페달을 놓아주게 되면, 엔진 회전수(NE1)와 터빈 회전수(NT1)가 거의 일치되는 상태로 엔진 회전수 하강이 일어나고, 터빈 회전수가 변속 완료시점에 동기됨과 아울러 변속을 완료하게 된다.
그러나 실제는 파워 오프 업 쉬프트시 차량 상태 및 부하 상태에 따라 엔진 회전수 하강 특성 변화에 의하여 터빈 회전수의 하강 현상이 빠르게 하강되는 경우 언더 슈트(Under-Shoot)현상이 발생되고, 하강 현상이 느리게 하강되는 경우에는 타이 업(Tie-Up)현상이 발생되고 더불어 상기 유압 응답시간에 따라서도 빠르게 혹은 느리게 대응하게 되어 변속 쇼크가 악화되는 현상이 발생되게 된다.
그러므로 주행중 파워 오프 업 쉬프트시에 변속제어수단(20)에는 주행중 업 쉬프트시 파워 오프 업 쉬프트가 발생하였는가를 판단하게 된다(단계301).
상기 단계(301)에서 파워 오프 업 쉬프트가 발생하지 않았으면 기 설정 변속 조건에 의하여 변속 주행을 하게 되고, 반면에 상기 파워 오프 업 쉬프트가 발생하였으면, 상기 변속제어수단(20)에서는 차량 주행 상태 감지수단(10)의 스로틀 밸브 개도 감지부(11)를 통해서 감지된 스로틀 개도가 0.65V 이하인가 혹은 아이들 스위치 온 상태이며, 유온감지부(14)를 통해서 유온이 0℃ 이상 조건에 모두 만족한 가를 판단하게 된다(단계302).
이때 상기 스로틀 개도, 아이들 스위치, 유온이 설정 조건중 어느 하나 라도만족하지 않으면, 상기 변속제어수단(20)에서는 변속 완료점이 터빈 회전수에 따라 변화하는 모드가 아닌 통상 제어로 전환하게 된다(단계303).
그러나 상기 단계(302)에서 모든 조건이 만족하면, 유압 응답시간 측정 및 강제 변속되지 않게 최고 듀티값을 설정하게 되는데, 이때 클러치 완전 작동시에서의 리턴 스프링 힘을 구하고, 이 리턴 스프링 힘의 80% 수준으로 유압을 설정하여 최고 듀티값을 설정한다. 이어서 최고 듀티값을 듀티 100% 로 변경시 유압 응답시간(TPR)을 산출하여 놓게 된다(단계304).
그리고 상기 파워 오프 업 쉬프트 발생으로 판단하여 현재 파워 오프 업 쉬프트시 변속 완료점을 산출하게 되는바, 상기 변속 완료점 산출은 터빈 회전수 감지부(13)를 통해서 주기(20ms)당 현재 터빈 회전수(Nt)를 4 주기로 검출하되, 상기 각 주기 당 감지되는 터빈 회전수(Nt)에 대하여 각각의 변화율(NT1-NT4)을 산출하고 이 산출된 터빈 회전수(NT1-NT4)를 4 주기로 나누어 평균 터빈 회전수 변화율(NTAV)을 산출한다.
이어서 변속제어수단(20)에서는 목표 변속단 완료시 목표 터빈 회전수(NTob)를 산출하게 되고, 상기 목표 터빈 회전수(NTob)= NO× 목표 변속단 기어비(gear ratio)로 산출하게 되는바, 여기서 NO는 터빈 입력 회전수(Nt) ÷ 변속단의 기어비 이다.
이와 같이 상기 목표 변속단 완료시 목표 터빈 회전수(NTob)가 산출 완료되면, 상기 변속제어수단(20)에서는 변속 완료점을 계산하게 된다.
즉 변속 완료점(SF) = {(평균 터빈 회전수율(NTAV)× 유압 응답시간(TPR)) + 목표 터빈 회전수(NTob)}로 하게 된다(단계305).
이어서 변속제어수단(20)에서는 상기 단계(305)에서 계산된 변속 완료점(SF)이 파워 오프 업 쉬프트시 실제 변속 완료점에 동기되는가를 판단하게 된다(단계306).
따라서 상기 단계(306)에서 판단 결과 계산된 변속 완료점이 상기 실제 변속 완료점에 동기되지 않으면, 단계(304)로 가서 유압응답시간 측정 및 최고 듀티값 설정, 최고 듀티값을 100% 로 변경하여 유압응답시간을 산출하면서 반복 수행하면서 파워 오프 업 쉬프트에 대한 변속 완료점을 산출 및 동기될 때까지 반복 수행하게 된다.
한편, 상기 단계(306)에서 계산된 변속 완료점이 실제 변속 완료점에 동기되면 최고 듀티값을 듀티 100%로 변경하면서 변속을 완료하게 된다(단계307).
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 주행중에 파워 오프 업 쉬프트시 파워 오프 업 쉬프트 조건인가를 판단한 후 상기 조건에 만족하면 평균 터빈 회전수에 산출된 유압응답시간을 곱한 후 이에 목표 터빈 회전수를 더하여 변속 완료점을 산출하고, 이 산출된 변속 완료점이 실제 변속 완료점에 동기되는가를 판단하여, 상기 산출된 변속 완료점이 실제 변속 완료점에 동기되도록 하면서 변속 완료가 이루어지도록 함으로써, 파워 오프 업 쉬프트시 엔진 회전수 드롭에 의한 터빈 회전수 드롭으로 인하여 발생되는 타이-업이나 언더 슈팅 현상으로 인한 주행중에 변속 쇼크를 방지할 수 있어 승차감을 향상시킬 수 있는 효과를 제공하게 되는 것이다.

Claims (5)

  1. 업 쉬프트 주행중에 파워 오프 업 쉬프트 상태인가를 판단하는 단계와; 상기 단계에서 파워 오프 업 쉬프트 상태이면 파워 오프 업 쉬프트 조건에 모두 만족한 가를 판단하는 단계와; 상기 단계에서 조건에 만족하면 유압 응답시간 측정 및 강제 변속되지 않게 최고 듀티값을 설정하고, 최고 듀티값을 듀티 100% 로 변경시 유압 응답시간을 산출하는 단계와; 상기 단계에서 유압 응답시간이 산출되면, 변속 완료점을 산출하는 단계와; 상기 단계에서 산출된 변속 완료점이 실제 변속 완료점에 동기되는가를 판단하는 단계와; 상기 단계에서 상기 변속 완료점이 실제 변속 완료점에 동기되면 최고 듀티값을 듀티 100%로 설정하면서 변속을 완료하는 단계로 이루어짐을 특징으로 하는 차량의 자동변속기 파워 오프 업 쉬프트 제어 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 파워 오프 업 쉬프트 조건 판단 단계에서 파워 오프 업 쉬프트 조건은 스로틀 밸브 개도가 0.65V 이하이거나 또는 아이들 스위치 온 상태이며, 유온이 0℃ 이상으로 하여서 된 것을 특징으로 하는 차량의 자동변속기 파워 오프 업 쉬프트 제어 방법.
  3. 제 1 항에 있어서 상기 파워 오프 업 쉬프트 조건 판단 단계에서 조건중 어느 하나 라도 만족하지 않으면 변속 완료점을 터빈 회전수에 따라 변환하는 모드가 아닌 통상 모드 제어로 전환하도록 하여서 된 것을 특징으로 하는 차량의 자동 변속기 파워 오프 업 쉬프트 제어 방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 파워 오프 업 쉬프트시 변속 완료점 산출 단계는 소정의 주기당 현재 터빈 회전수(Nt)를 검출하여 평균 터빈 회전수 변화율(NTAV)을 산출하고, 목표 터빈 회전수(NTob)= NO× 목표변속단 기어비(gear ratio)로 산출하며, 변속 완료점(SF) = {(평균 터빈 회전수율(NTAV)× 유압 응답시간(TPR)) + 목표 터빈 회전수(NTob)}로 산출하도록 이루어짐을 특징으로 하는 차량의 자동변속기 파워 오프 업 쉬프트 제어 방법.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 평균 터빈 회전수 변화율(NTAV)은 주기(20ms)당 현재 터빈 회전수(Nt)를 4 주기로 검출하여 이 검출된 터빈 회전수(NT1-NT4)의 평균값으로 산출하도록 이루어짐을 특징으로 하는 차량의 자동변속기 파워 오프 업 쉬프트 제어 방법.
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