KR100325222B1

KR100325222B1 - 차량용 자동 변속기의 피스톤 스트로크 동작 검출 장치 및 그 방법

Info

Publication number: KR100325222B1
Application number: KR1019990030851A
Authority: KR
Inventors: 심현수
Original assignee: 이계안; 현대자동차주식회사
Priority date: 1999-07-28
Filing date: 1999-07-28
Publication date: 2002-03-04
Also published as: KR20010011462A; US6466883B1; JP2001050373A; DE19963798A1

Abstract

변속시 변속쇼크 발생을 최소화하여 변속성능을 향상시킴으로써, 승차감을 향상시킬 목적으로;

마찰요소, 마찰요소로 유압을 공급 또는 해방하기 위한 유로, 마찰요소의 좌측 하단에 유로로 연결되어 있어 공급되는 유압의 맥동을 감쇠 시키는 어큐뮬레이터와 어큐뮬레이터 내측에 공급 또는 해방된 유압상태에 따라 승, 하강하는 스풀, 상기 스풀의 승, 하강을 탄성 지지하는 스프링 및 상기 스풀 승, 하강 동작상태를 검출하는 스위치로 구성되고, 상기 어큐뮬레이터 내측의 스풀 상승에 따른 어큐뮬레이터 동작 스위치 온 신호가 인가되면 피스톤 스트로크 값(c1)을 보정하고, 엔진 회전수(Ne) 및 유온(Af1)을 보정하여 상기 보정된 피스톤 스트로크 값(c1)과 엔진 회전수 보정값(Ne) 및 유온 보정값(Af1)을 곱셈 연산한 후 변속초기 듀티 출력 필 타임(Tf)을 산출하여 듀티 제어하는 단계로 이루어지는 차량용 자동 변속기의 피스톤 스트로크 동작 검출 장치 및 그 방법을 제공한다.

Description

차량용 자동 변속기의 피스톤 스트로크 동작 검출 장치 및 그 방법{A DEVICE AND THE METHOD FOR PISTON STROKE DETECTS AUTOMATIC TRANSMISSION OF VEHICLE}

본 발명은 차량용 자동 변속기의 피스톤 스트로크 동작 검출장치 및 그 방법에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 변속시 변속쇼크 발생을 최소화하여 변속 성능을 향상시켜 승차감을 향상시키기 위한 차량용 자동 변속기의 피스톤 스트로크 동작 검출장치 및 그 방법에 관한 것이다.

일반적으로 차량용 자동 변속기는 차량의 주행속도와 부하에 따라 변속비를 자동적으로 조절하는 변속 제어부(TCU ; Transmission Control Unit)를 구비하고 있다.

상기한 변속 제어부(TCU)는 기어 트레인에 설치된 다수개의 클러치 및 브레이크로 이루어진 마찰요소를 작동 또는 비작동 상태로 제어하여 유성기어장치의 출력단 회전수를 조절하게 된다.

상기한 마찰요소(50)에는 첨부한 도5에 도시되어 있는 바와 같이 어큐뮬레이터(Accumulator)(60)를 포함하고 있다.

상기한 어큐뮬레이터(Accumulator)(60)는 플러그(61)와 스프링(62)으로 이루어져 있어서, 도면에 도시되어 있지 않은 매뉴얼 밸브에서 공급되는 유압을 마찰요소(50)에 공급하기 전 유압의 맥동을 감쇠시켜주는 역할을 담당한다.

상기한 마찰요소에 공급되는 유압은 클러치 및 브레이크를 결합시키기 위해 피스톤 스트로크를 조절한다.

상기한 피스톤 스트로크를 조절하는 유압은 변속 제어부(TCU)에서 출력되는 듀티 제어신호에 의해 공급 및 해제압이 제어되며, 상기한 듀티 제어신호는 차량의 동작상태에 따라 가변되어 출력되는 각종 센서들의 신호와 피스톤 스트로크 학습 결과치 등에 의해 듀티값을 결정하여 소정의 신호로 출력된다.

즉, 상기에서 학습된 피스톤 스트로크로 변속 제어부(TCU)는 마찰요소의 결합상태를 판단한다.

그러나, 상기한 피스톤 스트로크의 동작상태를 실시간으로 검출할 수 있는 방법이 없어 변속 제어부(TCU)는 메모리에 저장되어 있는 피스톤 스트로크 기본 설정 값에 유온 및 엔진 회전수 보정값을 연산하여 피스톤 스트로크 변화를 학습하여 마찰요소의 결합상태를 판단한다.

상기에서와 같이 학습된 피스톤 스트로크는 마찰요소의 결합상태를 정확히 판단할 수가 없어 듀티 제어를 수행할 경우, 세밀한 듀티 제어가 이루어지지 못해 변속시 변속쇼크가 발생하여 변속감이 저해되는 문제점이 있다.

본 발명의 목적은 변속시 변속쇼크의 발생을 최소화하여 변속성능을 향상시킴으로써, 승차감을 향상시키기 위한 차량용 자동 변속기의 피스톤 스트로크 동작 검출 장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 마찰요소의 피스톤 스트로크 동작 검출장치구성도.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 마찰요소의 피스톤 스트로크 동작 제어 장치 구성 블록도.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 마찰요소의 피스톤 스트로크 동작 검출 방법 동작 순서도.

도 4는 자동 변속기의 일반적인 결합 듀티 패턴도.

도 5는 자동 변속기의 일반적인 어큐뮬레이터 구성도.

이를 실현하기 위하여 제1 본 발명은, 자동 변속기의 변속단을 구성하는 마찰요소와;

마찰요소로 유압을 공급 또는 해방하기 위한 유로와;

마찰요소의 좌측 하단에 유로로 연결되어 있어 공급되는 유압의 맥동을 감쇠시키는 어큐뮬레이터와;

어큐뮬레이터 내측에 공급 또는 해방된 유압상태에 따라 승, 하강하는 스풀과;

상기 스풀의 상, 하강을 탄성 지지하는 스프링과;

상기 스풀 승, 하강 동작상태를 검출하는 스위치로 구성되는 차량용 자동 변속기의 피스톤 스트로크 동작 검출장치를 제공함에 특징이 있다.

이를 실현하기 위하여 제2 본 발명은, 어큐뮬레이터 내측의 스풀 상승에 따른 스위치 신호가 인가되면 피스톤 스트로크 값을 보정하는 단계와;

엔진 회전수 및 유온을 보정하는 단계와;

보정된 피스톤 스트로크 값과 엔진 회전수 및 유온 보정값을 연산하여 변속 초기 듀티 출력 필 타임을 산출하는 단계로 이루어지는 차량용 자동 변속기의 피스톤 스트로크 동작 검출방법을 제공함에 특징이 있다.

이하, 상기한 목적을 실현할 수 있는 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도1에 도시되어 있는 바와 같이 본 발명의 실시 예에 따른 마찰요소의 피스톤 스트로크 동작 검출장치의 구성은, 마찰요소(50)와;

마찰요소(50)로 유압을 공급 또는 해방하기 위한 유로(51)와;

마찰요소(50)의 좌측 하단에 유로로 연결되어 있어 공급되는 유압의 맥동을 감쇠 시키는 어큐뮬레이터(60)와;

어큐뮬레이터(60) 내측에 공급 또는 해방된 유압상태에 따라 승, 하강하는 스풀(61)과;

상기 스풀(61)의 승, 하강을 탄성 지지하는 스프링(62)과;

상기 스풀(61)의 승, 하강 동작상태를 검출하는 스위치(16)와;

상기 스위치(16)의 신호를 인가받아 마찰요소(50)로 공급되는 유압을 제어하기 위한 듀티 제어 신호를 출력하는 변속 제어부(TCU)(20)로 구성되어 있다.

상기에서 스풀(61)의 승, 하강 동작상태를 검출하는 스위치(16)는 어큐뮬레이터 내측 상단에 고정되어 있는 고정 접점(63)과;

스풀(61)의 승, 하강 동작상태에 따라 가동되는 가동 접점(64)과;

상기 고정 접점(63)과 가동 접점(64) 사이에서 탄성 지지하는 스프링(65)으로 이루어져 있다.

첨부한 도2에 도시되어 있는 바와 같이 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 자동 변속기의 피스톤 스트로크 동작 검출장치의 구성은,

차량의 동작상태에 따라 가변되어 출력되는 신호를 검출하여 소정의 전기신호로 출력하는 차량 동작상태 감지수단(10)과;

상기 차량 동작상태 감지수단(10)에서 출력되는 신호를 인가받아 마찰요소의 피스톤 스트로크, 유온, 엔진 회전수를 보정한 후, 상기 피스톤 스트로크 보정값과 엔진 회전수 보정값, 유온 보정값을 연산하여 마찰요소로 공급되는 유압을 제어하기 위한 듀티 제어신호의 초기 필 타임(Tf)을 산출하여 출력하는 변속 제어부(TCU)(20)와;

상기 변속 제어부(TCU)(20)에서 출력되는 듀티 제어 신호에 의해 듀티 제어되어 마찰요소로 공급되는 유압을 제어하는 구동수단(30)으로 이루어져 있다.

상기에서 차량 주행상태 감지 수단(10)은,

차속에 상응하는 출력축의 회전수를 검출하여 소정의 전기신호를 출력하는 출력축 회전수(No) 감지부(11)와;

운전자의 가속페달 조작에 따라 연동하여 가변 되는 스로틀 밸브 개도량을 검출하여 소정의 전기신호를 출력하는 스로틀 밸브 개도량(Th) 감지부(12)와;

운전자의 변속레버 조작에 따른 변속레버 위치를 검출하여 소정의 전기신호를 출력하는 변속레버 감지부(13)와;

이그니션 펄스를 검출한 후 연산하여 엔진의 회전수를 산출하고, 산출된 엔진 회전수에 해당하는 소정의 전기신호로 출력하는 엔진 회전수 감지부(14)와;

출력축 회전수를 검출한 후 연산하여 터빈의 회전수를 산출하고, 산출된 터빈 회전수에 해당하는 소정의 전기신호를 출력하는 터빈 회전수 감지부(15)와;

어큐뮬레이터(60) 내측 스풀(61)의 승, 하강 동작상태를 검출하는 어큐뮬레이터 동작 감지 스위치(16)로 이루어져 있다.

첨부한 도3에 도시되어 있듯이, 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 자동 변속기의 피스톤 스트로크 동작 검출 방법은,

어큐뮬레이터 동작 감지 신호가 인가되면, 메모리에 저장된 피스톤 스트로크기준 값과 스트로크 학습 보정값을 가산 연산하여 제1 피스톤 스트로크 보정값(a1)을 산출하는 단계와;

상기 산출된 제1 피스톤 스트로크 보정값(a1)과 어큐뮬레이터 온 시간 편차 값(△t-on)을 가, 감 연산하여 제2 피스톤 스트로크 보정값(b1)을 산출하는 단계와;

상기 산출된 제2 피스톤 스트로크 보정값(b1)과 메모리에 저장되어 있는 기준 스트로크 여유 값(ps1)을 가산 연산하여 제3 피스톤 스트로크 보정값(c1)을 보정하는 단계와;

엔진 회전수를 보정(Ne1)하여 산출하는 단계와;

유온을 보정(Af1)하여 산출하는 단계와;

상기 제3 피스톤 스트로크 보정값(c1)과 엔진 회전수 보정값(Ne1) 및 유온 보정값(Af1)을 곱셈 연산하여 변속 초기 필 타임(Tf)을 산출하는 단계로 이루어져 있다.

상기한 구성으로 이루어진 본 발명에 적용되는 피스톤 스트로크 동작 검출 방법을 실시예를 들어 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

차량이 주행중 운전자의 가, 감속 의지에 의해 변속이 이루어지면, 변속 제어부(TCU)(20)는 마찰요소(50)를 결합시키기 위해 첨부한 도4에 도시되어 있는 바와 같이 초기 오픈루프 및 피드 백 듀티 제어신호를 구동수단(30)으로 출력한다.

구동수단(30)은 변속 제어부(TCU)(20)에서 출력되는 듀티 제어 신호에 의해 듀티 제어되어 도면에 도시되어 있지 않은 유압 제어 밸브의 밸브 스풀의 위치를 제어한다.

이 때, 매뉴얼 밸브에서 공급되는 유압은 유압 제어 밸브에 의해 제어되어져 맥동을 동반한 압력으로 첨부한 도1에 도시되어 있는 바와 같이 마찰요소(50)와 어큐뮬레이터(60)로 동일 압력과 유량으로 공급된다.

상기에서 어큐뮬레이터(60)로 공급되는 맥동을 동반한 유압은 스풀(61)을 상승시키며 마찰요소(50)로 공급되는 유압의 맥동을 감쇠시킨다.

따라서, 마찰요소(50)로 공급되는 유압은 맥동을 동반하지 않은 안정된 유압으로 도면에 도시되어 있지 않은 피스톤 스트로크를 전진시켜 마찰요소(50)의 플레이트를 마찰요소 디스크와 결합되도록 전진시킨다.

이어서, 상기 어큐뮬레이터(60)내로 공급되는 유압은 스풀(61)을 상승시켜 어큐뮬레이터 동작 스위치(16)의 가동접점(64)을 고정접점(63)과 접점 온 되도록이동시킨다.

상기에서 어큐뮬레이터 동작 스위치(16)와 접점 온 되면, 변속 제어부(TCU)(20)는 어큐뮬레이터 동작 스위치(16)의 접점 온 신호를 인가 받아 첨부한 도3에 도시되어 있는 바와 같이 변속 초기 유압 공급 조절을 위한 초기 듀티 제어 신호의 필 타임(Tf)을 연산하여 산출한다.

따라서, 어큐뮬레이터 동작 스위치 접점 온 신호가 인가되면, 변속 제어부(TCU)(20)는 첨부한 도4에 도시되어 있는 바와 같이 변속 초기 출력 듀티값(Da)에 따라 마찰요소 별로 메모리에 저장되어 있는 피스톤 스트로크 도달시간 기준 값(s1)과 스트로크 보정값(sm1)을 가산 연산하여 제1 피스톤 스트로크 보정값(a1)을 산출한다(S100, S110).

상기 스트로크 보정값(sm1)은 하기의 수학식 1에 의해 산출된다.

sm1 - (s1 + sm1(n-1)) × Kt × Ke

(상기에서 sm1은 스트로크 보정값이고,

s1은 스트로크 기준 값이고,

sm1(n-1)은 전회 스트로크 보정값이고,

Kt는 유온 보정값이고,

Ke는 엔진 회전수 보정값이다.)

이어서, 변속 제어부(TCU)(20)는 상기에서 산출된 제1 피스톤 스트로크 보정값(a1)과 어큐뮬레이터 동작 스위치 온 시간 편차 값(△t-on)을 가, 감산 연산하여 제2 피스톤 스트로크 보정값(b1)을 산출한다(S120).

상기에서 어큐뮬레이터 동작 스위치 온 시간 편차 값(△t-on)은 하기 수학식 2에 의해 산출된다.

△t_on - t_base_on - t_on_s

(상기에서 △t_on은 어큐뮬레이터 동작 스위치 온 시간 편차 값이고,

t_base_on은 어큐뮬레이터 동작 스위치 온 시간 기준 값이고,

t_on_s는 실측된 어큐뮬레이터 동작 스위치 온 시간이다.)

이어서, 변속 제어부(TCU)(20)는 상기에서 산출된 제2 피스톤 스트로크 보정값(b1)과 메모리에 저장되어 있는 스트로크 여유값(ps1)을 가산 연산하여 제3 피스톤 스트로크 보정값(c1)을 산출한다(S130).

이어서, 변속 제어부(TCU)(20)는 시간별 가변되는 엔진 회전수(Ne)에 따라 메모리에 저장된 엔진 회전수 보정값(Ne)을 구하여 엔진 회전수를 보정하고, 유온 보정(Af1)은 시간별 가변되는 유온(Temp) 값에 따라 메모리에 저장되어 있는 유온 보정값을 구하여 유온 보정을 수행한다(S130, S140).

이어서, 변속 제어부(TCU)(20)는 상기에서 산출된 제3 피스톤 스트로크 보정값(c1)과 엔진 회전수 보정값(Ne) 및 유온 보정값(Af1)을 곱셈 연산하여 변속 초기 마찰요소로 공급되는 유압을 조절하기 위한 듀티 제어신호의 초기 필 타임(Tf)을 산출한다(S150).

상기에서 변속 초기 마찰요소로 공급되는 유압을 조절하기 위한 듀티 제어신호의 초기 필 타임(Tf)이 산출됨에 따라, 변속 제어부(TCU)(20)는 첨부한 도4에 도시되어 있는 바와 같이 변속 초기 듀티값을 100%에서 0%로 감소시킨 후 유압을 마찰요소로 최대로 공급하기 위한 변속 초기 필 타임(Tf)을 상기에서 산출된 필 타임(Tf)값으로 조절한다.

따라서, 상기에서 변속 초기 필 타임(Tf)에 따라 마찰요소로 유압이 공급되어 도면에 도시되어 있지 않은 피스톤 스트로크가 동작된 만큼의 마찰요소(50) 플레이트가 클러치와 가까워져 변속 제어부(TCU)(20)는 마찰요소(50)의 결합여부를 판단할 수가 있다.

상기한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 마찰요소의 피스톤 스트로크 검출 장치 및 그 방법은, 마찰요소로 공급되는 유압에 따라 어큐뮬레이터의 가동 스위치의 접점 온 신호가 검출되므로 정확한 마찰요소의 결합상태를 판단할 수 있어, 변속시 변속쇼크의 발생을 최소화하여 변속성능을 향상시킴으로써, 승차감을 향상 시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims

차량용 자동 변속기의 피스톤 스트로크 동작 검출장치에 있어서,

상기 자동 변속기의 변속단을 구성하는 마찰요소와;

상기 마찰요소로 유압을 공급 또는 해방하기 위한 유로와;

상기 마찰요소의 좌측 하단에 유로로 연결되어 있어 공급되는 유압의 맥동을 감쇠시키는 어큐뮬레이터와;

상기 어큐뮬레이터의 내측에 공급 또는 해방된 유압상태에 따라 승, 하강하는 스풀과;

상기 스풀의 승, 하강을 탄성 지지하는 스프링과;

상기 어큐뮬레이터 내측 상단에 고정되어 상기 스풀의 승, 하강 동작상태를 검출하는 고정 접점, 가동되는 가동 접점, 상기 고정 접점과 가동 접점사이에서 탄성 지지하는 스프링으로 구성되는 스위치와;

상기 스위치의 신호를 인가받아 마찰요소로 공급되는 유압을 제어하기 위한 듀티 제어 신호를 출력하는 변속 제어부(TCU)를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기의 피스톤 스트로크 동작 검출 장치.
제1항에 기재된 차량용 자동 변속기의 피스톤 스트로크 동작 검출 장치의 구성을 이용하여 상기 차량용 자동 변속기의 피스톤 스트로크 동작을 검출하는 방법에 있어서,

상기 어큐뮬레이터 내측의 스풀 상승에 따른 어큐뮬레이터 동작 스위치 온 신호가 인가되면 피스톤 스트로그 값(c1)을 보정하는 단계와;

상기 차량의 엔진 회전수(Ne) 및 유온(Af1)을 보정하는 단계와;

상기 보정된 피스톤 스트로크 값(c1)과 엔진 회전수 보정값(Ne) 및 유온 보정값(Af1)을 곱셈 연산하여 변속초기 듀티 출력 필 타임(Tf)을 산출하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기의 피스톤 스트로크 동작 검출 방법.
제2항에 있어서, 상기 피스톤 스트로크 값(c1)은 제3 피스톤 스트로크 보정값(c1)인 것을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기의 피스톤 스트로크 동작 검출 방법.
제3항에 있어서, 상기 제3 피스톤 스트로크 값(c1)을 보정하는 방법은,

메모리에 저장된 피스톤 스트로크 기준값과 스트로크 학습 보정값을 가산 연산하여 제1 피스톤 스트로크 보정값(a1)을 산출하는 단계와;

상기 산출된 제1 피스톤 스트로크 보정값(a1)과 어큐뮬레이터 온 시간 편차 값(△t-on)을 가감 연산하여 제2 피스톤 스트로크 보정값(b1)을 산출하는 단계와;

상기 산출된 제2 피스톤 스트로크 보정값(b1)과 메모리에 저장되어 있는 기준 스트로크 여유 값(ps1)을 가산 연산하여 제3 피스톤 스트로크 값(c1)을 보정하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기의 피스톤 스트로크 동작 검출 방법.