KR100313815B1 - 차량용 자동 변속기의 변속 제어 방법 - Google Patents

차량용 자동 변속기의 변속 제어 방법 Download PDF

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Abstract

차량이 4속 주행중 운전자의 가속 의지에 따른 킥 다운 4→2 다운 스킵 변속시 변속 쇼크의 발생을 방지할 목적으로,
4속 주행중 킥 다운 4→2 다운 스킵 변속 요구 신호가 인가되었는가를 비교 판단하는 단계와; 상기 단계에서 킥 다운 4→2 다운 스킵 변속 요구 신호가 인가되었다고 판단되면, 소정의 설정 변속시간이 기준 변속시간에 도달하였는가를 비교 판단하는 단계와; 상기 단계에서 소정의 설정 변속시간이 기준 변속 시간에 도달하였다고 판단되면, 변속 동기점에서의 터빈 회전수 변화율과 목표 터빈 변화율을 비교 판단하는 단계와; 상기 단계에서 변속 동기점에서의 터빈 변화율이 목표 변화율보다 크다고 판단되면, 결합측 요소에서 오버-런이 발생되었는가를 비교 판단하여 유압 제어 듀티를 학습하고 메인 루틴으로 리턴하는 단계와; 상기 단계에서 변속 동기점에서의 터빈 변화율이 목표 변화율보다 작다고 판단되면, 해방측 요소에서 오버-런이 발생되었는가를 비교 판단하여 유압 제어 듀티를 학습하고 메인 루틴으로 리턴하는 단계로 이루어져 있어서, 다음 회의 킥 다운 4→2 다운 스킵 변속 제어에 듀티 보정치로 적용됨으로써, 변속시 변속감 및 변속 응답성을 향상시킬 수 있으며, 해방측 요소에 대한 피드-백 제어를 수행하지 않아 개발 공정을 단순화시킴과 동시에 개발 기간 및 개발비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.

Description

차량용 자동 변속기의 변속 제어 방법{METHODE FOR CONTROLLING SHIFT AUTOMATIC TRANSMISSION OF VEHICLE}
본 발명은 차량용 자동 변속기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 차량이 4속 주행중 운전자의 가속 의지에 따른 킥 다운 4→2 다운 스킵 변속시 변속 쇼크의 발생을 방지하기 위하여 결합측과 해방측의 듀티값을 가,감 학습 제어하는 차량용 자동 변속기의 변속 제어 방법에 관한 것이다.
예컨데, 자동차에 적용되는 자동 변속기는 자동차의 주행속도와 스로틀 밸브의 개도율 및 제반 검출 조건에 따라 변속 제어 장치가 다수의 솔레노이드 밸브를 제어하여 유압을 제어함으로써, 목표 변속단의 변속 기어가 동작되어 자동으로 변속이 이루어지게 하는 것이다.
즉, 운전자가 셀렉트 레버를 원하는 변속단으로 레인지 변환하면, 매뉴얼 밸브의 포트 변환이 이루어지면서 오일펌프로부터 공급되는 유압을 솔레노이드 밸브의 듀티 제어에 따라 변속 기어 메카니즘의 여러 작동요소를 선택적으로 작동시켜 변속이 이루어지도록 한다.
이와 같은 작동원에 따라 동작되는 자동 변속기는, 각 해당 목표 변속단으로의 변속이 실행되는 경우 작동 상태에서 작동 해제되는 마찰요소와 작동 해제 상태에서 작동 상태로 변환되는 마찰요소를 보유하게 되는데, 이들 마찰요소의 작동 해제 및 작동 시작 타이밍에 따라 자동 변속기의 변속 성능이 결정되므로 최근에는 보다 나은 변속 성능 향상을 위한 변속 제어 방법의 연구가 활발하게 진행되고 있다.
이러한 점을 감안하여 본 발명의 기술적 배경을 살펴보면, 자동변속기의 변속 제어는 차량의 주행 상태에 따라 전속단인 1속으로부터 순차적으로 4속까지 변속이 이루어지는 업 쉬프트 변속 제어와, 전진 4속으로부터 1속까지 순차적으로 변속이 이루어지는 다운 쉬프트 변속 제어와, 전진 4속에서 2속, 3속에서 1속등으로 다운 쉬프트가 이루어지는 다운 스킵 변속 제어가 있는 데, 본 발명은 전진 4속에서 2속 다운 스킵 변속되는 변속 제어에 관계한다.
즉, 4속으로 주행하고 있는 차량에서 운전자의 가속 의지에 따른 2속 다운 스킵 변속이 이루어지면, 종래에는 킥 다운 4→2 다운 스킵 변속 제어를 위한 결합측 듀티 제어와 해방측 듀티 제어가 독립적으로 수행되었으며, 변속시 변속 쇼크를 방지하기 위한 듀티 학습 제어는 결합측 제어에만 적용되었다.
그러나, 상기와 같이 킥 다운 4→2 다운 스킵 변속 제어에 있어서, 결합측 요소에만 를 적용하므로 타이-업(Tie-up) 발생시 학습에 의한 유압 보정이 불가능하며, 해방측 요소의 유압이 부족하여 오버-런(over-run)이 발생되는 경우에도 결합측 요소에만 학습 제어되어 변속시 변속 쇼크에 의한 변속감이 저하되는 문제점을 내포하고 있다.
특히, 해방측 요소의 유압 제어를 학습 제어 없이 듀티 제어하기 위해서는 실시간(real time) 보정 개념인 피드 백(feed-back) 듀티 제어의 적용이 요구되나, 상기 피드 백 제어 개발을 위해서는 많은 인력 및 시간과 장비가 투입되어야 하는 문제점을 내포하고 있다.
따라서, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 목적으로 4속 주행중인 차량에서 운전자의 가속 의지에 따른 킥 다운 4→2 다운 스킵 변속이 발생되면 동기점에서의 터빈 회전수 변화율(dNt)을 검출하여 해방측 요소와 결합측 요소의 유압 적정성 여부를 판단하고, 오버-런 또는 타이-업이 발생되면, 결합측 및 해방측 요소를 동시에 듀티 보정하여 변속시 변속 쇼크의 발생을 방지하기 위한 차량용 자동 변속기의 변속 제어 방법을 제공하기 위한 것이다.
도1은 본 발명에 적용되는 차량용 자동 변속기의 변속 제어 장치 구성 블럭도.
도 2는 본 발명에 따른 차량용 자동 변속기의 변속 제어 방법 동작 순서도
도 3은 본 발명에 적용되는 차속에 따른 변속 기준시간 산출 그래프.
도 4는 본 발명에 적용되는 차속에 따른 목표 터빈 회전수 산출 그래프.
도 5a, b, c, d, e는 본 발명에 적용되는 터빈 회전수 검출 그래프이다.
이를 실현하기 위한 본 발명은, 차량이 4속 주행중 킥 다운 4→2 다운 스킵변속 요구 신호가 인가되었는가를 비교 판단하는 단계와;
상기 단계에서 킥 다운 4→2 다운 스킵 변속 요구 신호가 인가되었다고 판단되면, 소정의 설정 변속시간이 기준 변속 시간에 도달하였는가를 비교 판단하는 단계와;
상기 단계에서 소정의 설정 변속시간이 기준 변속 시간에 도달하였다고 판단되면, 변속 동기점에서의 터빈 회전수 변화율과 목표 터빈 변화율을 비교 판단하는 단계와;
상기 단계에서 변속 동기점에서의 터빈 변화율이 목표 변화율보다 크다고 판단되면, 결합측 요소에서 오버-런이 발생되었는가를 비교 판단하여 유압 제어 듀티를 학습하고 메인 루틴으로 리턴하는 단계와;
상기 단계에서 변속 동기점에서의 터빈 변화율이 목표 변화율보다 작다고 판단되면, 해방측 요소에서 오버-런이 발생되었는가를 비교 판단하여 유압 제어 듀티를 학습하고 메인 루틴으로 리턴하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이하, 상기의 목적을 실현할 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명한다.
도1은 본 발명에 적용되는 차량용 자동 변속기의 변속 제어장치 구성 블록도로서, 차량의 주행 상태에 따라 가변되는 스로틀 밸브 개도량(11), 터빈 회전수(12), 출력측 회전수(13), 가속페달 스위치(14), 변속 레버 위치(15), 유온(16), 엔진 회전수(17)를 검출하는 차량 주행 상태 검출수단과(10), 상기 차량 주행 상태 검출수단(10)에서 검출된 차량 주행 상태 신호를 받아 차량이 4속 주행중 킥 다운 4→2 다운 스킵 변속 요구 신호가 인가되었는가를 비교 판단하여 그렇다고 판단되면, 소정의 설정 변속시간이 기준 변속 시간에 도달하였는가를 비교 판단하여 그렇다고 판단되면, 변속 동기점에서의 터빈 회전수 변화율과 목표 터빈 변화율을 비교 판단하여 그렇다고 판단되면, 결합측 요소에서 오버-런이 발생되었는가를 비교 판단하여 유압 제어 듀티를 학습하고 메인 루틴으로 리턴하며, 상기에서 변속 동기점에서의 터빈 변화율이 목표 변화율보다 작다고 판단되면, 해방측 요소에서 오버-런이 발생되었는가를 비교 판단하여 유압 제어 듀티를 학습하고 메인 루틴으로 리턴하여 상기에서 학습된 듀티를 다음회의 킥 다운 4→2 다운 스킵 변속 제어에 적용하여 소정의 듀티 제어 신호 출력하는 변속 제어 수단(20)과, 상기 변속 제어 수단(20)에서 출력되는 소정의 변속 제어 신호에 듀티 제어되어 변속단을 목표 변속단으로 변속 실행하는 구동수단(30)으로 이루어져 있다.
상기 구성으로 이루어지는 차량용 자동 변속기의 변속 제어 방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 차량용 자동 변속기의 변속 제어 방법 동작 순서도이고, 도 3은 본 발명에 적용되는 차속에 따른 변속 기준시간 산출 그래프이고, 도 4는 본 발명에 적용되는 차속에 따른 목표 터빈 회전수 산출 그래프이고, 도 5a, 도 5b,도 5c, 도 5d, 도 5e는 본 발명에 적용되는 터빈 회전수 검출 그래프이다.
운전자의 조작 상태에 따라 변속단이 자동으로 변속되는 자동 변속기를 장착한 차량에서, 상기 자동 변속기를 기설정된 프로그램에 의해 제어하는 변속 제어 수단(20)은 차량 주행 상태 감지 수단(10)으로 소정의 제어 신호를출력한다(S100).
이에 차량 주행 상태 감지 수단(10)은 2속으로 주행중인 차량의 스로틀 밸브 개도 검출부(11), 터빈 회전수 검출부 (12), 출력측 회전수 검출부(13), 가속페달 스위치 검출부(14), 변속 레버 위치 검출부(15), 유온 검출부(16), 엔진 회전수 검출부(17)로부터 스로틀 밸브 개도량(Th), 터빈 회전수(Nt), 차속에 대응하는 출력측 회전수(No), 가속페달 동작 상태, 변속 레버 위치 및 유온(AFT)의 검출값을 변속 제어 수단(20)으로 전송한다.
따라서, 변속 제어 수단(20)은 상기 차량 주행 상태 검출수단(10)으로부터 입력되는 스로틀 밸브 개도량(Th), 터빈 회전수(Nt), 차속에 대응하는 출력측 회전수(No), 가속페달 동작 상태, 변속 레버 위치 및 유온(AFT)의 검출값을 인가받아 판독하여 킥 다운 4→2 다운 스킵 변속 신호가 인가되었는가를 판단한다(S110).
상기에서 킥 다운 4→2 다운 스킵 변속 신호가 인가되었다고 판단되면, 변속 제어 수단(20)은 기설정된 프로그램에 의해 설정된 변속 시간(Tds)이 기준 변속 시간(T)보다 큰가를 비교 판단한다(S120).
상기에서 기준 변속 시간(T)은 도 3에 도시되어 있는 바와 같이 차속(No)에 따른 기준 변속 시간(t) 설정 그래프에 의해 설정한다.
상기에서 설정된 변속 시간(Tds)이 기준 변속 시간(T)보다 크다고 판단되면, 변속 제어 수단(20)은 변속 동기점에서부터 검출하여 판독한 터빈 변화율(dNt)이 목표 터빈 변화율(dNi)보다 작은가를 비교 판단한다(S130).
상기에서 변속 동기점은 Nt > No × 4속 기어비 일 때 판단되어 진다.
상기에서 목표 터빈 변화율(dNi)는 도 4에 도시되어 있는 바와 같이 주행 차속(No) 변화에 따른 목표 터빈 변화율(dNi) 설정 그래프에 의해 설정할 수 있다.
따라서, 상기에서 변속 동기점에서부터 검출하여 판독한 터빈 변화율(dNt)이 목표 터빈 변화율(dNi)보다 작다고 판단되면, 변속 제어 수단(20)은 결합측 요소에서 오버-런이 발생되었는가를 비교 판단한다(S140).
상기에서 결합측 요소에서 오버-런이 발생되었다고 판단되면, 변속 제어 수단(20)은 도 5a에 도시되어 있는 바와 같이 해방측 요소의 유압이 너무 빨리 풀려 터빈(Nt)이 급상승 한 후, 런-업(run-up)이 발생한 경우라고 판단하여 해방측 유압을 높이기 위한 해방측 유압 제어 듀티를 소정의 기준값인 0.4로 가산하여 학습한다(S141).
α = α0+ 0.4
상기에서 α는 학습 결과치,
α0는 금회의 진행된 듀티치.
+0.4는 학습 기준치이다.
하지만, 상기에서 결합측 요소에서 오버-런이 발생되지 않았다고 판단되면, 변속 제어 수단(20)은 도 5b에 도시되어 있는 바와 같이 변속중 결합측 유압이 강하여 타이-업(tie-up)이 발생되어 터빈 회전수(Nt)는 급상승하고, 런-업(run-up)이 발생하지 않은 경우라고 판단하여 결합측 유압을 감압 시키기 위한 결합측 유압 제어 듀티를 소정의 기준값인 0.4로 감산하여 학습한다(S142).
α = α0- 0.4
그러나, 상기(S120)에서 설정된 변속 시간(Tds)이 기준 변속 시간(T)보다 작다고 판단되면, 변속 제어 수단(20)은 도 5c에 도시되어 있는 바와 같이 변속 시간이 지나치게 길어 해방측 요소가 풀리지 않았다고 판단하여 해방측 유압을 감압 시키기 위한 해방측 유압 제어 듀티를 소정의 기준값인 0.4로 감산하여 학습한다(S150).
α = α0- 0.4
또한, 상기(S130)에서 변속 동기점에서부터 검출하여 판독한 터빈 변화율(dNt)이 목표 터빈 변화율(dNi)보다 크거나 같다고 판단되면, 변속 제어 수단(20)은 해방측 요소에서 오버-런(over-run)이 발생되었는가를 판단한다(S160).
상기에서 해방측 요소에서 오버-런이 발생되었다고 판단되면, 변속 제어 수단(20)은 도 5d에 도시되어 있는 바와 같이 해방측 유압은 정상이나 결합측 유압이 부족하여 터빈(Nt)이 완만히 상승하였으나 동기 완료 후 오버-런이 발생한 것으로 판단하여 결합측 유압을 가압하기 위한 결합측 유압 제어 듀티를 소정의 기준값인 0.4로 가산하여 학습한다(S161).
α = α0+ 0.4
하지만, 상기에서 해방측 요소에서 오버-런이 발생하지 않았다고 판단되면, 변속 제어 수단(20)은 도 5e에 도시되어 있는 바와 같이 동기 완료까지 터빈(Nt)이 완만히 상승하여 오버-런이 발생되지 않은 것으로 판단하여 결합측과 해방측의 유압 제어 듀티 학습을 하지 않고 메인 루틴으로 리턴한다.
상기에서와 같이 킥 다운 4→2 다운 스킵 변속 제어가 수행되는 동안, 변속 제어 수단(20)은 현재 진행중인 변속의 변속 시간과, 터빈 변화율(dNt)을 검출하여 실 변속 시간 및 목표 터빈 변화율과 비교 판단한 후, 변속 쇼크가 발생되면 변속 쇼크가 발생된 마찰요소의 유압을 보정하기 위한 보정치를 학습하고, 상기 학습된 보정치는 다음 회의 킥 다운 4→2 다운 스킵 변속 제어에서 듀티 보정을 행함으로써, 변속중 변속 쇼크가 발생됨을 방지한다.
이상에서와 같이 본 발명의 실시예에 따른 차량용 자동 변속기의 변속 제어 방법은, 4속 주행중 운전자의 가속 의지에 따른 킥 다운 4→2 다운 스킵 변속시 변속 쇼크의 발생을 방지하기 위하여 결합측과 해방측의 듀티값을 가,감 학습한 후, 다음 회의 킥 다운 4→2 다운 스킵 변속 제어에 듀티 보정치로 적용됨으로써, 변속시 변속감 및 변속 응답성을 향상시킬 수 있으며, 해방측 요소에 대한 피드-백 제어를 수행하지 않아 개발 공정을 단순화시킴과 동시에 개발 기간 및 개발비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.

Claims (7)

  1. 차량이 4속 주행중 킥 다운 4→2 다운 스킵 변속 요구 신호가 인가되었는가를 비교 판단하는 단계와;
    상기 단계에서 킥 다운 4→2 다운 스킵 변속 요구 신호가 인가되었다고 판단되면, 실 변속시간이 기준 변속 시간에 도달하였는가를 비교 판단하는 단계와;
    상기 단계에서 실 변속시간이 기준 변속 시간에 도달하였다고 판단되면, 변속 동기점에서의 터빈 회전수 변화율과 목표 터빈 변화율을 비교 판단하는 단계와;
    상기 단계에서 변속 동기점에서의 터빈 변화율이 목표 변화율보다 크다고 판단되면, 결합측 요소에서 오버-런이 발생되었는가를 비교 판단하여 유압 제어 듀티를 학습하고 메인 루틴으로 리턴하는 단계와;
    상기 단계에서 변속 동기점에서의 터빈 변화율이 목표 변화율보다 작다고 판단되면, 해방측 요소에서 오버-런이 발생되었는가를 비교 판단하여 유압 제어 듀티를 학습하고 메인 루틴으로 리턴하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기의 변속 제어 방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 기준 변속 시간은 기 설정된 프로그램에 의해 맵화된 데이터를 차속에 따른 설정하는 것을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기의 변속 제어 방법.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 변속 동기점은 Nt > No × 변속 전 변속단 기어비 로 판단하는 것을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기의 변속 제어 방법.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 해방측 요소에 오버-런이 발생되었다고 판단되면, 결합측 유압 제어 듀티를 소정의 기준값으로 학습하고 메인 루틴으로 리턴하는 단계와;
    상기 단계에서 해방측 요소에 오버-런이 발생되지 않았다고 판단되면, 결합측 및 해방측의 유압 제어 듀티를 학습하지 않고 메인 루틴으로 리턴하는 것을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기의 변속 제어 방법.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 결합측 요소에 오버-런이 발생되었다고 판단되면, 해방측 유압 제어 듀티를 소정의 기준값으로 가산 학습하고 메인 루틴으로 리턴하는 단계와;
    상기 단계에서 결합측 요소에 오버-런이 발생되지 않았다고 판단되면, 결합측 유압 제어 듀티를 소정의 기준값으로 감산 학습하고 메인 루틴으로 리턴하는 것을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기의 변속 제어 방법.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 실 변속시간이 기준 변속시간에 도달하지 못한 경우, 해방측 유압 제어 듀티를 소정의 기준값으로 감산하여 학습한 후, 메인 루틴으로 리턴하는 것을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기의 변속 제어 방법.
  7. 제 2, 3, 4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유압 제어 듀티에 가,감 학습되는 소정의 기준값은 0.4(%)인 것을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기의 변속 제어 방법.
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