KR100308963B1 - 자동변속기의후진중전진변속제어장치및그방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동 변속기에 관한 것으로서, 후진 주행중인 차량에서 변속레버를 R레인지에서 N레인지로 전환한 즉시 변속레버를 전진 변속단인 D 또는 2, L레인지로 전환할 때 후진 주행차속(No)이 타 변속단으로 변속이 가능한 설정 기준 범위내로 주행중이면 메모리에 저장된 듀티 제어신호에 따라 전진 변속 제어를 수행하고, 후진 주행차속(No)이 타 변속단으로 변속이 불가능한 설정 기준 범위이상으로 주행중이면 전진 변속단으로의 변속을 금지함으로써, 자동 변속기의 계합쇼크를 방지하고 클러치류의 파손을 방지하여 자동 변속기의 내구성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

자동 변속기의 후진중 전진 변속 제어장치 및 그 방법

본 발명은 자동 변속기에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 변속레버를 N레인지에서 R레인지로 전환하여 후진중인 차량의 변속레버를 운전자가 D레인지로 전환할 때 주행차속에 따라 소정의 변속 제어를 수행하기 위한 자동 변속기의 후진중 전진 변속 제어장치 및 그 방법에 관한 것이다.

일반적으로 자동 변속기를 장착한 차량은 운전자의 변속레버 위치 선정에 따라 엔진에서 출력되는 동력을 자동 변속기에 전달하여 차량을 전진 또는 후진 주행을 수행함에 있어서 종래에는 변속레버의 위치가 변속단 중립 상태인 N레인지에 놓은 상태에서 차량을 후진시키고자 운전자가 변속레버를 R레인지에 놓고 가속페달을 밟아 후진하던 중 차량을 전진 주행하고자하는 운전자는 차량의 차속을 충분이 감소시키거나 브레이크를 사용하여 차량을 정지시킨 후 변속레버를 전진 주행단인 D레인지로 전환하여 가속페달을 밟아 전진 주행을 수행한다.

그러나 상기한 R 레인지로의 전환과는 달리, 운전자가 변속레버를 N레인지에 R레인지로 전환한 후 가속페달을 밟아 차량을 후진하던 중 운전자가 전진 주행의지를 가지고 변속레버를 R레인지에서 N레인지로 전환 후 바로 전진 주행 변속단인 D레인지 또는2, L레인지로 전환할 때 자동 변속기는 전진 변속단으로 변속됨과 동시에 엔진에서 출력되는 구동력과 계속 후진하려는 차량의 관성력에 의해 커다란 변속쇼크가 발생하고, 심한 경우 자동 변속기의 클러치류가 파손되는 문제점이 있다.

따라서 본 발명의 목적은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 후진중 운전자가 변속레버를 R레인지에서 전진 주행단인 D또는 2,L레인지로 전환할 때 후진 차속( No)을 검출하여 상기의 차속(No)이 설정 기준 범위내에 포함되면 메모리에 저장된 듀티 제어 패턴에 의해 듀티 제어하고, 상기 차속(No)이 설정 기준 범위를 벗어나면 듀티를 100%로 출력하여 전진 변속단으로 변속을 금지함으로써, 자동 변속기에서 발생하는 변속쇼크를 방지하고 자동 변속기의 내구성을 향상시키기 위한 자동 변속기의 후진중 전진 변속 제어장치 및 그 방법을 제공하기 위한 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은,

차량의 주행상태에 따라 가변되어 출력되는 신호를 감지하여 소정의 전기신호를 출력하는 차량 주행상태 감지수단과;

상기 주행상태 감지수단에서 출력되는 소정의 전기신호를 인가받아 후진 주행중인 차량에서 운전자가 변속레버를 R레인지에서 D레인지로 변환시키면 차속(No)을 검출하고, 상기에서 검출된 차속(No)이 설정 기준 범위내에 포함되는가를 비교 판단하여 메모리에 저장된 듀티 제어신호를 출력하거나 변속을 금지하기 위한 듀티 제어신호를 출력하는 TCU와;

상기 TCU에서 출력되는 듀티 제어신호에 따라 유압을 제어하여 변속 제어를 수행하는 액츄에이터를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위한 또 다른 본 발명은,

운전자가 변속레버를 N레인지에서 R레인지로 전환한 후 차량이 후진 주행을 시작하면 차속(No)을 검출하여 최전 설정 기준 차속 이상으로 주행하고 있는가를 판단하고, 상기에서 설정 기준 차속 이상으로 주행중이면 운전자가 변속레버를 R레인지에서 N레인지로 전환한 후 바로 전진 주행단인 D레인지로 변속레버를 전환했을 판단하는 단계와;

상기 단계에서 설정 최저 차속 이상으로 후진 주행중인 R레인지에서 전진 변속단인 D레인지로 변속레버를 전환한 경우, 주행차속(No)를 재 검출하여 차량이 설정 기준 차속 범위내에서 주행중인가를 판단하는 단계와;

상기 단계에서 운전자가 변속레버를 R레인지에서 D레인지로 전환한 후 검출된 차속(No)이 설정 기준 차속 범위내로 주행하고 있는 경우, 메모리에 저장되어있는 소정의 전진 변속 제어 듀티값과 듀티 기울기 및 듀티 출력시간 등을 설정하여 출력하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

도1은 본 발명의 실시예에 따른 자동 변속기의 후진중 전진 변속 제어장치 구성 블럭도이고,

도2는 본 발명의 실시예에 따른 자동 변속기의 후진중 전진 변속 제어방법 동작 순서도이고,

도3은 본 발명의 실시예에 따른 자동 변속의 후진중 전진 변속 제어 듀티 패턴도이다.

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

도1에 도시되어 있듯이 본 발명의 실시예에 따른 자동 변속기의 후진중 전진 변속 제어장치 구성은,

차량의 주행상태에 따라 가변되어 출력되는 신호를 감지하여 소정의 전기신호를 출력하는 차량 주행상태 감지수단(10)과;

상기 주행상태 감지수단(10)에서 출력되는 소정의 전기신호를 인가받아 후진 주행중인 차량에서 운전자가 변속레버를 R레인지에서 D레인지로 변환시키면 차속(No)을 검출하고, 상기에서 검출된 차속(No)이 설정 기준 범위내에 포함되는가를 비교 판단하여 메모리에 저장된 듀티 제어신호를 출력하거나 변속을 금지하기 위한 듀티 제어신호를 출력하는 TCU(20; Transmission Control Unit)와;

상기 TCU(20)에서 출력되는 듀티 제어신호에 따라 유압을 제어하여 변속 제어를 수행하는 액츄에이터(30)로 이루어져 있다.

상기에 있어서, 차량 주행상태 감지수단(10)은,

가속 페달의 동작상태에 연동하여 개폐 상태가 가변되는 스로틀 밸브의 개도 정도를 감지하여 소정의 신호를 출력하는 스로틀 밸브 개도 감지부(11)와;

차량의 출력축 회전수를 감지하여 차량의 주행속도에 상응하는 소정의 신호를 출력하는 차속 감지부(12)와;

변속기의 입력축과 연결되어 있는 토오크 컨버터의 터빈축의 회전 속도를 감지하여 소정의 신호를 출력하는 터빈축 회전수 감지부(13)와;

엔진의 동작상태에 따라 가변되는 크랭크축의 회전 속도를 검출하여 소정의 신호를 출력하는 엔진 회전수 감지부(14)와;

운전자의 변속레버 조작상태 따라 가변되는 변속레버의 위치를 검출하여 소정의 신호를 출력하는 변속레버 감지부(15)로 이루어져 있다.

상기 TCU(20)는 후술할 본 발명의 실시예의 후진중 전진 변속 제어방법이 프로그램 되어 상기 프로그램에 의해 동작하는 마이크로 프로세서로 할 수 있다.

주지하는 바와 같이, 자동변속기의 변속은 상기 TUC로부터 제어신호를 받아 구동되는 솔레노이드 밸브의 작동에 의해 변속되는 바, 상기 액츄에이터(30)는 하나 이상의 솔레노이드 밸브를 포함하며, 상기 솔레노이드 밸브의 배치 및 결합 구조는 통상의 자동변속기의 구조에 의하여 공지된 바에 따라 임의로 설정 가능하며, 일예로 유압회로에서의 유압을 저절하는 PCSV(Pressure Control Solenoid Valve)를 포함할 수 있다.

상기한 구성에 의해 이루어진 자동 변속기의 후진중 전진 변속 제어장치 동작 제어방법을 도2를 참조하여 예를 들어 설명한다.

차량을 주행시키고자 운전자가 차고에 주차되어 있는 차량에 전원을 인가하고 변속레버를 중립 위치인 N레인지에서 R레인지로 전환한 후 가속페달을 밟아주면, TCU(20)는 변속레버가 N레인지에서 R레인지로 전환된 후 후진 주행중인가를 판단한다(S100,S110).

상기에서 변속레버가 N레인지에서 R레인지로 전환되지 아니하였거나, 후진 주행중이 아닌 경우에는 리턴하고, 상기에서 차량이 후진 주행중인 경우, TCU(20)은 차량의 차속(No)을 검출하기 시작하여 상기에서 검출된 차속(No)이 설정된 최저 기준 차속보다 크거나 같은가를 판단한다(S120). 상기 최저 기준 차속은 임의로 설정될 수 있으며, 일예로는 변속기 출력축의 회전속도를 기준으로 40rpm으로 설정될 수 있다.

상기에서 차량의 후진 주행차속(No)이 상기 최저 차속보다 작은 경우에는 리턴하고, 상기에서 차량의 후진 주행차속(No)이 상기 최저 기준 차속보다 크거나 같은 경우, TCU(20)는 운전자가 변속레버를 R레인지에서 N레인지로 전환하였는가를 판단한다(S130).

상기에서 변속레버가 R레인지에서 N레인지로 전환되지 않은 경우에는 리턴하고, 상기에서 차량이 상기 최저 기준 차속 이상으로 후진 주행중 변속레버를 R레인지에서 N레인지로 전환한 경우, TCU(20)는 차량의 주행차속(No)을 다시 검출하여 상기 최저 기준 차속 이상으로 후진 주행중인가를 재 판단한다(S140).

상기에서 후진 차속이 최저 기준 차속 이상으로 후진 주행중이 아닌 경우에는 리턴하고, 상기에서 변속레버가 N 레인지에 위치한 상태에서도 후진 차속이 최저 기준 차속 이상으로 후진 주행중인 것으로 판단된 경우, TCU(20)는 변속레버가 N레인지에서 D 또는 2, L레인지로 전환되었는가를 판단한다(S150).

상기 N -> D 판단단계(S150)에서 운전자가 변속레버를 N레인지에서 D레인지로 전환하지 않은 경우에는 리턴하고, 상기 N -> D 판단단계(S150)에서 운전자가 변속레버를 N레인지에서 D레인지로 전환한 것으로 판단되면, TCU(20)는 주행차속(No)을 검출하여 상기에서 검출된 차속(No)이 상기 최저 기준 차속 이상이고 설정된 최고 기준 차속 이하인 기준 차속 범위 안에 포함되는가를 판단한다.(S160). 상기 최고 기준 차속은 임의로 설정할 수 있으며, 일예로는 변속기 출력축의 회전속도를 기준으로 40rpm으로 설정될 수 있다.

상기에서 검출된 주행차속(No)이 설정 기준 차속 범위 안에 포함되는 경우, TCU(20)는 도3에 도시되어 있는 듀티 제어 패턴과 같이 변속 개시 신호(S.S)를 출력하여 메모리에 저장되어 있는 초기 필 타임 시간인 T1동안 0%의 계합 듀티를 액츄에이터(30)에 출력한다(S170).

이 때 액츄에이터(30)는 오일펌프로부터 변속기 내부로 공급되는 오일의 압력을 조절하는 PCSV(Pressure Control Solenod Valve)로 하며, 상기 PCSV는 상기 TCU(20)에서 출력된 계합 듀티에 의해 오프되고 오일 펌프에서 출력된 유압은 상승된 압력으로 리어 클러치로 공급한다.

따라서 TCU(20)는 상기에서 초기 필 타임 T1를 출력함과 동시에 터빈 rpm를 검출하기 시작하여 상기 터빈 rpm이 최대값(Ntmax)이 도달하였는가를 판단한다(S180).

상기에서 검출된 터빈 rpm이 최대값(Ntmax)이 된 때에는, TCU(20)는 듀티값을 설정된 제1듀티값(이하 'Di'라 칭한다)로 하고 기울기를 제1기울기(이하 'α1'라 칭한다)으로 하는 듀티 제어신호를 액츄에이터(30)에 출력한다(S190).

이 때 액츄에이터(30)인 PCSV는 상기 TCU(20)에서 출력된 듀티값 Di만큼 오픈시켜 리어 클러치로 공급되는 라인압을 감소시켜주어 리어 클러치의 계합이 서서히 이루어지도록 유도한다.

하지만 상기(S160)에서 검출된 주행차속(No)이 설정 기준 차속 범위안에 포함되지 않는 경우, TCU(20)는 검출된 주행차속(No)이 상기 최고 기준 차속보다 큰가를 판단한다(S181).

상기에서 검출된 주행차속(No)이 상기 최고 기준 차속보다 크다고 판단되는 경우, TCU(20)는 듀티값을 100%로 액츄에이터(30)에 출력하고 메인 루틴으로 리턴한다(S182).

상기에서 듀티값이 100%로 액츄에이터(30)에 출력함에 따라 액츄에이터(30)인 PCSV는 완전히 오픈되어 리어 클러치 유압이 공급되지 못하도록 라인압을 오일 펌프로 리턴시켜 변속이 이루어지지 못하게 한다.

하지만 상기(S181)에서 검출된 주행차속(No)이 소정의 최고 기준 차속보다 작은 경우에는, 듀티값과 기울기를 Di와 α1으로 하는 듀티 제어신호를 액츄에이터(30)에 출력하는 단계(S190)을 진행한다.

듀티 제어신호를 출력한 (S190) 후에는 TCU(20)는 주행 차량의 터빈rpm(Nt)를 검출하여 상기에서 검출된 터빈의 rpm이 변속동기가 이루어지는 지점(S.B) 값(△Nt)에 도달하였는가를 판단한다(S200).

상기 판단단계(S200)에서 터빈 rpm( Nt)이 변속동기가 이루어지기 시작하는 지점(S.B) 값(△Nt)에 도달한 경우, TCU(20)는 듀티값을 제1듀티 변화량(이하'△D1'이라 칭한다)만큼 증가 보정한 후 기울기를 설정된 제2기울기(이하 'α2'라 칭한다)로 액츄에이터(30)에 출력한다(S210).

이 때 액츄에이터(30)인 PCSV는 상기 TCU(20)에서 출력되는 듀티 제어신호에 의해 제어되어 △D1만큼 더 닫혀 오일 펌프에서 리어 클러치로 공급되는 라인압을 더욱 감소시킨 후 α2의 기울기로 PCSV를 서서히 열어주어 라인압이 서서히 리어 클러치에 공급되도록 하여 마찰요소와 결합되도록 유도한다.

하지만 상기(S200)에서 터빈 rpm(Nt)이 변속동기가 이루어지는 지점(S.B) 값(△Nt)에 도달하지 못한 경우, TCU(20)는 터빈 rpm(Nt)이 변속동기가 이루어지는 지점(S.B)의 값(△Nt)에 도달할 때까지 듀티값과 기울기를 Di와 α1으로 출력하는 단계(S190)로 진행한다.

그러나 상기(S200)에서 터빈rpm(Nt)이 변속동기가 이루어지는 지점(S.B) 값(△Nt)에 도달하여 듀티값을 △D1만큼 증가 보정한 후 기울기를 α2로 출력하는 TCU(20)는 차량의 차속(No)을 검출하여 상기 최저 기준 차속보다 작거나 같은 지점에 도달하였는가를 판단한다(S220).

상기에서 듀티값을 △D1만큼 증가 보정한 후 기울기를 α2로 출력하는 차량의 차속(No)이 소정의 최저 기준 차속에 도달한 경우 TCU(20)는 변속단이 목표 변속단으로의 동기가 완료되는 시점(S.F)에 도달한 것으로 판단하고 듀티값을 제2듀티 변화량(이하 '△D2'라 칭한다)으로 감소 보정하고 기울기를 설정된 제3기울기(이하 α3라 칭한다)로 설정 시간인 T2동안 액츄에이터(30)에 출력하고(S230,S240), 모든 듀티 제어를 종료한다.

이 때 액츄에이터(30)인 PCSV는 리어 클러치가 마찰요소와 순간적으로 결합할 수 있도록 순간적으로 △D2만큼 오프시킨 후 α3기울기만큼씩 서서히 오프시켜주어 라인압을 리어 클러치에 공급하여 상기 리어 클러치가 마찰요소에 완전히 결합되도록 유도한다.

따라서 TCU(20)는 변속단을 전진 1속이 변속완료 한 후 차량을 전진 주행시킨다.

하지만 상기(S200)에서 듀티값을 △D1만큼 증가 보정한 후 기울기를 α2로 출력하는 차량의 차속(No)이 소정의 최저 기준 차속에 도달하지 못한 경우, 차량의 차속(No)이 상기 최저 기준 차속에 도달할 때까지 피드 백 제어를 계속 수행한다.

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 후진중인 차량에서 운전자가 변속레버를 전진 변속 레인지인 D 또는 2, L레인지로 전환할 때 주행차속( No)를 검출하여 상기 후진 주행차속(No)이 설정 기준 차속 범위 내에 포함되면 메모리에 저장된 듀티 제어신호에 따라 전진 변속 제어를 수행하고, 주행 차속( No)를 검출하여 상기 후진 주행 차속(No)이 설정 기준 차속 범위 이상인 경우 듀티를 100%로 출력하여 전진 변속단으로의 변속을 금지함으로써, 자동 변속기의 커다란 계합쇼크를 방지 할 수 있고, 클러치의 파손을 방지하여 자동 변속기의 내구성을 향상시킬 수 있는효과를 가진 자동 변속기의 후진중 전진 변속 제어 장치 및 그 방법을 제공할 수 있다.

Claims (4)

1. 자동 변속기의 변속 제어방법에 있어서, 운전자가 변속레버를 N레인지에서 R레인지로 전환한 후 차량이 후진 주행을 시작하면 차속(No)을 검출하여 소정의 최저 기준 차속 이상으로 주행하고 있는가를 판단하고, 상기에서 소정의 최저 기준 차속 이상으로 주행중이면 운전자가 변속레버를 R레인지에서 N레인지로 전환한 후 바로 전진 주행단인 D레인지로 변속레버를 전환했을 판단하는 단계와;

   상기 단계에서 소정의 최저 차속 이상으로 후진 주행중인 R레인지에서 전진 변속단인 D레인지로 변속레버를 전환한 경우, 주행 차속(No)을 재 검출하여 차량이 설정 기준 차속 범위 내에서 주행중인가를 판단하는 단계와;

   상기 단계에서 운전자가 변속레버를 R레인지에서 D레인지로 전환한 후 검출된 차속(No)이 설정 기준 차속 범위 내로 주행하고 있는 경우, 메모리에 저장되어 있는 소정의 전지 변속 제어 듀티값과 듀티 기울기 및 듀티 출력시간 등을 설정하여 출력하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동 변속기의 후진중 전진 변속 제어방법.
2. 청구항 1에 있어서, 메모리에 저장되어 있는 소정의 전진 변속 제어 듀티값과 듀티 기울기 및 듀티 출력시간 등을 설정하여 출력하는 방법은, 설정 기준 차속 범위내로 후진 주행중인 차량에서 운전자에 의해 변속레버가 R레인지에서 D레인지로 전환되면 변속 개시신호(S.S)와 함께 초기 필 타임 T1를 출력한 후 터빈 rpm을검출하여 상기 터빈 rpm이 최대값(Ntmax)이 될 때 듀티값을 설정된 제1듀티값(Di)으로 하고 기울기를 설정된 제1기울기(α1)로 하는 소정의 듀티 제어신호를 출력하는 단계와;

   상기 단계에서 소정의 듀티 제어신호를 출력함에 따라 터빈 rpm을 검출하고, 상기에서 검출된 터빈 rpm이 소저의 설정 기준값에 도달하였는가를 판단하여 상기에서 터빈 rpm변화값이 소정의 설정 기준값에 도달한 경우, 변속동기가 목표 변속단으로의 변속이 시작되는 시점(S.B)으로 판단하여 듀티값을 설정된 제1듀티 변화량(△D1)만큼 증가 보정하고 듀티 기울기를 설정된 제2기울기(α2)로 하는 소정의 듀티 제어신호를 출력하는 단계와;

   상기 단계에서 소정의 듀티 제어신호를 출력함에 따라 차속(No)을 검출하고, 상기에서 검출된 차속(No)이 설정 최저 차속보다 낮은가를 판단하여 상기에서 검출된 차속(No)이 설정 최전 차속보다 낮은 경우 듀티값을 설정된 제2듀티 변화량(△D2)만큼 감소 보정하고 듀티 기울기를 설정된 제3기울기(α3)으로 하는 소정의 듀티 제어신호를 출력하는 단계와;

   상기 단계에서 소정의 듀티 제어신호를 출력함에 따라 상기의 듀티 출력시간을 검출하고, 상기에서 검출된 듀티 출력시간이 소정의 설정 시간인 T2를 경과했는가 판단하는 단계와;

   상기 단계에서 듀티 출력시간이 소정의 설정 시간인 T2를 경과한 경우, 모든 듀티 제어을 종료하고 메인 루틴으로 리턴하는 것을 포함하여 이루어진 자동 변속기의 후진중 전진 변속 제어방법.
3. 청구항 1에 있어서, 후진 주행중인 차량에서 운전자가 변속레버를 R레인지에서 N레인지로 전환한 직후 변속레버를 D레인지로 전환할 때 검출된 차속(No)이 설정 범위 이상으로 검출되면 듀티값을 100%로 출력하는 것을 포함하여 이루어진 자동 변속기의 후진중 전진 변속 제어방법.
4. 자동 변속기에 있어서, 운전자의 차량 조작상태에 따라 스로틀 밸브 개도 감지부, 차속 감지부, 터빈 회전수 감지부, 엔진 회전수 감지부, 변속레버 감지부가 가변되어 출력되는 신호를 감지하여 소정의 전기신호를 출력하는 차량 주행상태 감지수단과;

   상기 주행상태 감지수단에서 출력되는 소정의 전기신호를 인가받아 이를 기초로 메모리에 저장된 듀티 제어신호를 출력하거나 변속을 금지하기 위한 듀티 제어신호를 출력하는 TCU와;

   상기 TCU에서 출력되는 듀티 제어신호에 따라 유압을 제어하여 변속 제어를 수행하는 액츄에이터를 포함하여 이루어지되,

   상기 TCU는, 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항의 방법에 의해 듀티 제어신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 자동 변속기의 후진중 전진 변속 제어장치.

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