KR100325214B1 - 차량용 자동 변속기의 변속 제어 방법 - Google Patents

Abstract

주행중인 차량에서 파워 오프 업 쉬프트 변속시 엔진의 편차 및 자동 변속기의 편차를 보정할 수 있는 학습 제어를 수행하여 변속중 발생되는 변속 쇼크를 방지할 목적으로,

주행중인 차량에서 파워 오프 업 시프트 변속시 터빈 회전수의 미분치를 계산하여 저하되는 경사를 구하고, 유압 응답성을 고려한 시간을 산출한 다음, 변속 완료점에서 유압 응답성을 고려하여 실제 변속 완료점에서의 변속 쇼크 발생 여부를 판단한 후, 듀티를 보정 학습하여 다음 회에 적용함으로써, 엑츄에이터의 편차 및 엔진 회전수의 저하 특성 변화 등에 의해 발생되는 변속 쇼크를 방지하여 변속감 및 변속 응답성을 향상시킬 수 있다.

Description

차량용 자동 변속기의 변속 제어 방법{SHIFT CONTROLLING METHOD FOR AUTOMATIC TRANSMISSION OF VEHICLE}

본 발명은 차량용 자동 변속기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 주행중인 차량에서 파워 오프 업 시프트 변속시 엑츄에이터의 편차 및 엔진 회전수의 저하 특성 변화 등에 의해 발생되는 변속 쇼크를 방지할 수 있는 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 변속기어가 동작되어 자동으로 변속이 이루어지게 하는 것이다.

즉, 운전자가 셀렉트 레버를 원하는 변속단으로 레인지 변환하면, 매뉴얼 밸브의 포트 변환이 이루어지면서 오일 펌프로부터 공급되는 유압을 솔레노이드 밸브의 듀티 제어에 따라 변속기어 메커니즘의 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 파워 온 및 파워 오프 업 쉬프트 변속 제어와, 전진 4속으로부터 1속까지 순차적으로 변속이 이루어지는 파워 온 및 파워 오프 다운 쉬프트 변속 제어와, 전진 4속에서 2속, 3속에서 1속등으로 다운 쉬프트가 이루어지는 다운 스킵 변속 제어가 있는 데, 본 발명은 운전자의 가속페달 조작에 따라 변속단이 순차적으로 업 쉬프트 되는 파워 오프 업 쉬프트 변속 제어에 관계한다.

즉, 1속으로 주행하고 있는 차량에서 운전자의 감속 의지에 따른 2속 업 쉬프트 변속이 이루어지면, 종래에는 변속 제어 수단의 메모리에 저장되어 있는 기설정된 변속 패턴 프로그램에 의해 변속을 수행하였다.

그러나, 상기와 같이 파워 오프 업 쉬프트 변속을 수행할 때, 엔진의 편차 및 자동 변속기의 편차에 의한 보정이 이루어지지 않아 엔진 회전수 저하에 의한 터빈 회전수의 저하 현상이 변경되고, 변속 완료점에서의 유압 편차 및 유압 응답 편차에 의한 변속 쇼크가 발생하는 문제점을 내포하고 있다.

따라서, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 목적으로 파워 오프 업 쉬프트 변속시 엔진의 편차 및 자동 변속기의 편차를 보정할 수 있는 학습 제어를 수행하여 변속중 발생되는 변속 쇼크를 방지할 수 있는 차량용 자동 변속기의 변속 제어 방법을 제공하기 위한 것이다.

도1은 본 발명에 적용되는 차량용 자동 변속기의 변속 제어 장치 구성 블럭도.

도2는 본 발명에 따른 차량용 자동 변속기의 변속 제어 방법 동작 순서도.

도3은 본 발명에 따른 파워 오프 업 시프트 듀티 제어 패턴도.

도4는 본 발명에 적용되는 초기 필 타임 보정 맵 그래프이다.

이를 실현하기 위한 본 발명은, 차량이 주행중 소정의 파워 오프 업 쉬프트 변속 제어 요구 신호가 인가되면 파워 오프 업 쉬프트 변속 듀티 제어 신호를 출력하는 단계와; 상기 단계에서 출력된 파워 오프 업 쉬프트 변속 듀티 제어 신호에 따라 변속 제어를 수행하며 평균 터빈 변화율을 연속적으로 산출하며, Ta > 150ms 인 조건을 만족하는가를 비교 판단하는 단계와; 상기 단계에서 Ta > 150ms 인 조건을 만족하면, 변속 완료점을 산출하고인 조건을 만족하는가를 비교 판단하는 단계와; 상기 단계에서인 조건을 만족하지 않으면, Nt ≤ 변속 완료점 인 조건을 만족하는가를 비교 판단하는 단계와; 상기 단계에서 Nt ≤ 변속 완료점 인 조건을 만족하면 변속 완료점이 듀티를 보정하고, Nt < 목표Nt 인 조건을 만족하는가를 비교 판단하는 단계와; 상기 단계에서 Nt < 목표Nt 인 조건을 만족하면, 듀티 제어를 종료하고 Nt < 목표Nt - 100rpm 인 조건을 만족하는가를 비교 판단하는 단계와; 상기 단계에서 Nt < 목표Nt - 100rpm 인 조건을 만족하면, 런-업 발생으로 판단하여 듀티를 보정한 후, 학습 조건을 만족할 때, 보정 듀티를 학습 제어하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이하, 상기의 목적을 실현할 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 1→2 파워 오프 업 시프트 변속 제어를 예를 들어 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) 및 아이들 스위치(18) 상태를 검출하는 차량 주행 상태 검출 수단과(10), 상기 차량 주행 상태 검출 수단(10)에서 검출된 차량 주행 상태 신호를 받아 차량이 주행중 소정의 파워 오프 업 쉬프트 변속 제어 요구 신호가 인가되면 파워 오프 업 쉬프트 변속 듀티 제어 신호를 출력하고, 상기 출력된 파워 오프 업 쉬프트 변속 듀티 제어 신호에 따라 변속 제어를 수행하며 평균 터빈 변화율을 연속적으로 산출하며, Ta > 150ms 인 조건을 만족하는가를 비교 판단하여, 상기 Ta > 150ms 인 조건을 만족하면, 변속 완료점을 산출하고인 조건을 만족하는가를 비교 판단하고, 상기인 조건을 만족하지 않으면, Nt ≤ 변속 완료점 인 조건을 만족하는가를 비교 판단하여, 상기 Nt ≤ 변속 완료점 인조건을 만족하면 변속 완료점이 듀티를 보정하고, Nt < 목표Nt 인 조건을 만족하는가를 비교 판단하여 상기에서 Nt < 목표Nt 인 조건을 만족하면, 듀티 제어를 종료하고 Nt < 목표Nt - 100rpm 인 조건을 만족하는가를 비교 판단하고, 상기에서 Nt < 목표Nt - 100rpm 인 조건을 만족하면, 런-업 발생으로 판단하여 듀티를 보정한 후, 학습 조건을 만족할 때, 보정 듀티를 학습 제어하는 단계로 변속 제어 수단(20)과, 상기 변속 제어 수단(20)에서 출력되는 소정의 변속 제어 신호에 듀티 제어되어 변속 쇼크 없이 변속단을 목표 변속단으로 변속 실행하는 구동 수단(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 따른 파워 오프 업 시프트 듀티 제어 패턴도이고, 도 4는 본 발명에 적용되는 초기 필 타임 보정 맵 그래프이다.

운전자의 조작 상태에 따라 변속단이 자동으로 변속되는 자동 변속기를 장착한 차량에서, 상기 자동 변속기를 기 설정된 프로그램에 의해 1속 제어하는 변속 제어 수단(20)은 차량 주행 상태 감지 수단(10)으로 소정의 제어 신호를 출력한다(S100).

이에 차량 주행 상태 감지 수단(10)은 1속으로 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), 아이들 스위치 검출부(18)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 검출 수단(10)으로부터 입력되는 스로틀 밸브 개도량(Th), 터빈 회전수(Nt), 차속에 대응하는 출력측 회전수(No), 가속페달 동작 상태, 변속 레버 위치, 엔진 회전수(Ne), 아이들 스위치 및 유온(AFT)의 검출값을 인가받아 판독하여 1→2 파워 오프 업 쉬프트 변속 요구 신호가 인가되었는가를 판단한다(S110).

상기에서 1→2 파워 오프 업 쉬프트 변속 요구 신호가 인가되었다고 판단되면, 변속 제어 수단(20)은 기 설정된 프로그램에 의해 설정된 1→2 파워 오프 업 쉬프트 듀티 제어 신호를 도 3에 도시되어 있는 바와 같이 구동 수단(30)으로 출력하며, 검출되는 터빈 회전수(Nt)의 변화율()을 3 연산 주기로 수학식 1에서와 같이 연산하여 평균 터빈 변화율()을 연속적으로 산출한다(S120).

구동 수단(30)은 변속 제어 수단(20)에서 출력되는 듀티 제어 신호에 듀티 제어되어 변속단을 1속에서 2속으로 변속을 개시한다.

이후, 변속 제어 수단(20)은 상기에서 듀티가 출력된 후 Ta > 임의의 제1 설정시간(예:150ms)인 조건을 만족하는가를 비교 판단한다(S130).

상기에서 Ta > 임의의 제1 설정시간(예:150ms)인 조건을 만족하면, 변속 제어 수단(20)은 변속 완료점(S.F)을 수학식2에 의해 산출한다(S140).

{상기에서 S.F는 변속 완료점,

는 평균 터빈 변화율,

는 유압 응답시간,

는 목표 터빈 회전수이다.}

상기에서 목표 터빈 회전수()는 주행 차속(No)과 목표 변속단의 기어비를 연산하여 산출한다.

이 후, 변속 제어 수단(20)은<+ ax 인 조건을 만족하는가를 비교 판단한다(S150).

상기에서 ax는 기 설정된 프로그램에 의해 설정되는 맵 값이다.

상기에서<+ ax 인 조건을 만족하면, 변속 제어 수단(20)은 초기 듀티 출력 후, 결합측 마찰요소의 계합에 의한 타이-업 발생으로 판단하여 듀티를 보정한 후 학습하고(S151), Nt ≤ 변속 완료점(S.F) 인 조건을 만족하는가를 비교 판단한다(S160).

상기에서 듀티 보정은 현재 듀티 - 임의의 설정값(예:1%)으로 보정한다.

단, 학습은 하기의 3가지 조건을 모두 만족할 때만 변속 제어 수단(20)은 학습 제어를 수행한다.

1) 파워 오프 업 쉬프트 발생해야하고,

2) 스로틀 밸브 개도량 ≥ 0.65v & 아이들 스위치가 온(On)

3)유온(ATF) > 0℃

하지만, 하기의 3가지 조건중 어느 한 조건이라도 만족하면, 변속 제어 수단(20)은 학습 제어를 금지한다.

1) 스로틀 밸브 개도량(Th) > 0.65v 또는 아이들 스위치 오프(Off),

2) 터빈 변화율() > 0rpm,

3)유온(ATF) ≤ 0℃

그러나, 상기(S150)에서<+ ax 인 조건을 만족하지 않으면, 변속 제어 수단(20)은 상기(S160)의 Nt ≤ 변속 완료점(S.F) 인 조건 판단 단계를 수행한다.

또한, 상기(S130)에서 Ta > 150ms 인 조건을 만족하지 않으면, 변속 제어 수단(20)은<+ ax 인 조건을 만족하는가를 비교 판단한다(S131).

상기에서<+ ax 인 조건을 만족하면, 변속 제어 수단(20)은 현재의 필 타임 + 보정 타임으로 필 타임을 보정한 후, 학습하고 상기(S160)의 Nt ≤ 변속 완료점(S.F) 인 조건 판단 단계를 수행한다(S132).

그러나, 상기(S131)에서<+ ax 인 조건을 만족하지 않으면, 변속 제어 수단(20)은 필 타임 보정을 수행하지 않고, 상기(S160)의 Nt < 변속 동기점(S.F)조건 판단 단계를 수행한다.

상기에서 보정 타임은 도 4에 도시되어 있는 바와 같이<+ ax 의 값에 따라 기 설정된 프로그램에 의해 맵 화 된 데이터에서 산출된 값이다.

또한, 변속 제어 수단(20)은 상기 보정 된 필 타임을 학습함에 있어서, 상기의 학습 조건을 만족할 때만 학습하고, 상기의 학습 금지 조건을 만족할 경우, 보정된 필 타임 학습을 금지한다.

그리고, 상기 필 타임 보정시에는 평균 터빈 회전수 변화율에 의한 변속 완료점(S.F)연산은 수행하지 않고, 상기(S160)의 Nt < 변속 동기점(S.F) 조건 판단 단계를 수행한다.

따라서, 상기(S160)에서 Nt ≤ 변속 완료점(S.F) 인 조건을 만족하면, 변속 제어 수단(20)은 변속 완료점(S.F)의 듀티를 산출하고(S170), Nt < 목표 Nt인 조건을 만족하는가를 비교 판단한다(S180).

상기에서 변속 완료점(S.F)의 듀티 산출은 현재의 출력 듀티 + 보정 듀티(△D)로 산출할 수 있다.

상기에서 보정 듀티(△D)는 기 설정된 프로그램에 의해 설정된 맵 값이다.

이어서, 상기 Nt < 목표 Nt인 조건을 만족하면, 변속 제어 수단(20)은 변속 동기가 완료된 것으로 판단하여 듀티 제어를 종료하고(S190), Nt < 목표 Nt - 100rpm 인 조건을 만족하는가를 비교 판단한다(S200).

상기에서 Nt < 목표 Nt - 100rpm 인 조건을 만족하면, 변속 제어 수단(20)은 결합측 마찰요소가 완전히 계합되지 못하여 런-업이 발생한 것으로 판단하고, 금회듀티 + 임의의 설정값(예:1%)으로 듀티 보정을 수행한 후, 학습한다(S210).

단, 상기의 학습은 하기의 3가지 조건을 모두 만족할 때만 변속 제어 수단(20)은 보정된 듀티를 학습 제어한다.

1) 파워 오프 업 쉬프트 발생해야하고,

2) 스로틀 밸브 개도량 ≥ 0.65v & 아이들 스위치가 온(On)

3)유온(ATF) > 0℃

하지만, 하기의 3가지 조건중 어느 한 조건이라도 만족하면, 변속 제어 수단(20)은 보정된 듀티에 대한 학습 제어를 금지한다.

1) 스로틀 밸브 개도량(Th) > 0.65v 또는 아이들 스위치 오프(Off),

2) 터빈 변화율() > 0rpm,

3)유온(ATF) ≤ 0℃

하지만, 상기에서 Nt < 목표 Nt -100rpm 인 조건을 만족하지 않으면, 변속 제어 수단(20)은 결합측 마찰요소가 정상적으로 계합된 것으로 판단하고 메인 루틴으로 리턴 한다.

이상에서와 같이 본 발명의 실시예에 따른 차량용 자동 변속기의 변속 제어 방법은, 주행중인 차량에서 파워 오프 업 시프트 변속시 터빈 회전수의 미분치를 계산하여 저하되는 경사를 구하고, 유압 응답성을 고려한 시간을 산출한 다음, 변속 완료점에서 유압 응답성을 고려하여 실제 변속 완료점에서의 변속 쇼크 발생 여부를 판단한 후, 듀티를 보정 학습하여 차회에 적용함으로써, 엑츄에이터의 편차및 엔진 회전수의 저하 특성 변화 등에 의해 발생되는 변속 쇼크를 방지하여 변속감 및 변속 응답성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (15)

1. 차량이 주행중 소정의 파워 오프 업 쉬프트 변속 제어 요구 신호가 인가되면 파워 오프 업 쉬프트 변속 듀티 제어 신호를 출력하는 단계와; 상기 단계에서 출력된 파워 오프 업 쉬프트 변속 듀티 제어 신호에 따라 변속 제어를 수행하며 평균 터빈 변화율을 연속적으로 산출하며, Ta > 150ms 인 조건을 만족하는가를 비교 판단하는 단계와; 상기 단계에서 Ta > 150ms 인 조건을 만족하면, 변속 완료점을 산출하고인 조건을 만족하는가를 비교 판단하는 단계와; 상기 단계에서인 조건을 만족하지 않으면, Nt ≤ 변속 완료점 인 조건을 만족하는가를 비교 판단하는 단계와; 상기 단계에서 Nt ≤ 변속 완료점 인 조건을 만족하면 변속 완료점이 듀티를 보정하고, Nt < 목표Nt 인 조건을 만족하는가를 비교 판단하는 단계와; 상기 단계에서 Nt < 목표Nt 인 조건을 만족하면, 듀티 제어를 종료하고 Nt < 목표Nt - 100rpm 인 조건을 만족하는가를 비교 판단하는 단계와; 상기 단계에서 Nt < 목표Nt - 100rpm 인 조건을 만족하면, 런-업 발생으로 판단하여 듀티를 보정한 후, 학습 조건을 만족할 때, 보정 듀티를 학습 제어하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기의 변속 제어 방법.
2. 제 1항에 있어서, 상기 평균 터빈 변화율은 터빈 회전수의 변화율을 3 연산 주기로 연산하여 산출하는 것을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기의 변속 제어 방법.
3. 제 1항에 있어서, 상기 Ta > 150ms 인 조건을 만족하지 않으면,인 조건을 만족하는가를 비교 판단하는 단계와; 상기 단계에서인 조건을 만족하면, 필 타임을 보정한 후, 학습 조건을 만족할 때, 상기 보정된 필 타임을 학습 제어하는 단계와; 상기 단계에서인 조건을 만족하지 않으면, Nt ≤ 변속 완료점 판단 단계를 수행하는 것을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기의 변속 제어 방법.
4. 제 3항에 있어서, 상기 초기 필 타임은 현재 필 타임 - 보정 필 타임으로 보정하는 것을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기의 변속 제어 방법.
5. 제 4항에 있어서, 보정 필 타임은 기 설정된 프로그램에 의해 맵 화된 데이터를의해 설정하는 것을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기의 변속 제어 방법.
6. 제 3항에 있어서, 상기 Ta > 150ms 인 조건을 만족하지 않을 시에는 평균 터빈 변화율에 의한 변속 완료점 산출을 수행하지 않는 것을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기의 변속 제어 방법.
7. 제 1항에 있어서, 상기 변속 완료점은 상기 변속 완료점은 평균 듀티 변화율을 유압 응답시간으로 앤드 연산하여 산출한 후 상기 산출된 값을 목표 터빈 회전수와 가산하여 산출하는 것을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기의 변속 제어 방법.
8. 제 1항에 있어서, 상기조건을 만족하면, 타이-업 발생으로 판단하여 듀티 보정 후, 학습 조건을 만족하면 보정 듀티를 학습 제어하는 것을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기의 변속 제어 방법.
9. 제 8항에 있어서, 상기 듀티 보정은 금회 듀티 - 임의의 설정값 인 것을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기의 변속 제어 방법.
10. 제 5항에 있어서, 상기 듀티 출력시간 보정 기간에는 변속 완료점을 연산하지 않는 것을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기의 변속 제어 방법.
11. 제 1항에 있어서, 상기 듀티 보정은 금회 듀티 + 임의의 설정값 인 것을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기의 변속 제어 방법.
12. 제 8항 또는 제 11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 임의의 설정값은 1% 인 것을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기의 변속 제어 방법.
13. 제 1, 3, 8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 ax는 기 설정된 프로그램에 의해 설정된 맵 값인 것을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기의 변속 제어 방법.
14. 제 1, 3, 8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 학습 조건은 파워 오프 업 쉬프트 & 스로틀 밸브 개도량 ≥ 0.65v & 아이들 스위치가 온 & 유온 > 0℃ 인 것을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기의 변속 제어 방법.
15. 제 1, 3, 8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 학습 금지 조건은 스로틀 밸브 개도량 > 0.65v 또는 아이들 스위치 오프 또는 터빈 변화율 > 0rpm 또는 유온 ≤ 0℃ 인 것을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기의 변속 제어 방법.