KR100335925B1 - 차량용 자동 변속기의 변속 제어 방법 - Google Patents

Abstract

선행 업 쉬프트가 진행되는 동안 결합측 마찰요소에 가해지는 유량의 적산치로부터 피스톤 스트로크를 일정시간 간격으로 예측할 목적으로,

차량이 2속 주행중 3속 업 쉬프트 변속 신호가 인가되면, 변속단을 3속으로 업 쉬프트 변속 제어하기 위한 듀티 제어 신호를 출력하고, 결합측 유압 적산치를 연산하는 단계와; 상기 단계에서 3속 업 쉬프트 변속 듀티 제어 신호 출력중, 2속 킥 다운 쉬프트 신호가 인가되었는가를 판단하여 그렇다고 판단되면, 듀티를 보정한 후 2속 킥 다운 쉬프트 변속 제어 듀티 신호를 소정의 제1 설정 시간동안 출력하는 단계와; 상기 단계에서 2속 킥 다운 쉬프트 변속 제어 듀티 제어 신호가 소정의 제 1설정 시간동안 출력되었는가를 판단하여 그렇다고 판단되면, 소정의 제2 설정시간 동안 2속 듀티 제어 신호를 출력한 후 듀티를 0%로 제어하는 신호를 출력하는 단계로 이루어져 있어서, 다운 쉬프트 변속시 변속 응답성이 빨라지고, 변속 쇼크가 최소화됨과 동시에 변속감이 향상되며, 업 쉬프트중 다운 쉬프트 변속이 원웨이 클러치 없이 가능함에 따라 개발비 및 원가 절감의 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 주행중인 자동 변속기 차량에서 업 쉬프트중 다운 쉬프트 발생시 변속 지연 및 엔진 회전수 상승을 방지하기 위한 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 밸브를제어하여 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 2속에서 3속 업 쉬프트 변속시 변속이 2속으로 다운 쉬프트 되는 변속 제어에 관계한다.

즉, 도6에 도시되어 있는 바와 같이 전진 2속으로 주행중인 차량에서 3속으로 변속이 이루어질 때 운전자가 가속 의지를 가지고 가속페달 조작에 따른 팁-인(Tip - in)이 이루어지면, 즉 업 쉬프트 변속중 킥 다운 쉬프트 변속 조건이 성립된 경우, 업 쉬프트 변속중에 바로 킥 다운 변속을 위한 듀티 제어 신호가 출력되지 못하고, 선행의 업 쉬프트 변속이 완료된 후 유압 회로의 안정화 시간을 기다린 후, 상기 유압 안정화 시간이 경과된 다음, 킥 다운 쉬프트 변속을 위한 듀티제어 신호가 출력되어 변속단을 3속에서 2속으로 변속을 수행하여 준다.

그러나, 상기와 같이 2속에서 3속으로 업 쉬프트 변속중 운전자가 가속 의지를 가지고 가속페달을 팁-인(Tip - in)할 경우, 실제로 킥 다운 변속이 일어나기 까지는 매우 긴 시간이 지연되었고, 특히 가속페달을 밟았으나 업 쉬프트 완료를 기다리게 되어 오히려 엔진 회전수가 떨어지기까지 하여 가속감이 매우 저하되는 문제점을 내포하고 있다.

즉, 선행된 업 쉬프트 제어동안 진행된 마찰요소의 피스톤 스트로크의 변화를 변속 제어 수단에서 인식하지 못하여 업 쉬프트중의 다운 쉬프트 복귀 제어를 받아들일 수 없다는데 문제점이 있다.

또한, 업 쉬프트 변속시 마찰요소의 피스톤 스트로크의 변화를 예측할 수 없어 각 변속단마다 원웨이 클러치(O.W.C:One Way Clutch)를 설치해야 하며, 이로 인해 차량의 하중을 증가시키고, 차량 제작에 따른 원가를 상승시키는 문제점을 내포하고 있다.

따라서, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 목적으로 선행 업 쉬프트가 진행되는 동안 결합측 마찰요소에 가해지는 유량의 적산치로부터 피스톤 스트로크를 예측하고, 업 쉬프트중의 다운 쉬프트 발생시 상기에서 예측한 피스톤 스트로크에 비례하는 보정치를 다운 쉬프트 결합측에 연산함으로써, 다운 쉬프트 제어시 안정된 변속 제어를 수행하여 변속감과 변속 응답성을 동시에 높일 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 차량용 자동 변속기의 변속 제어 패턴도.

도4는 본 발명에 적용되는 듀티비 대 유량비 그래프.

도5는 본 발명에 적용되는 엔진 토크비 대 상수비 그래프.

도6은 종래에 적용되는 차량용 자동 변속기의 변속 제어 패턴도이다.

이를 실현하기 위한 본 발명은, 2속 주행중 3속 업 쉬프트 변속 신호가 인가되면, 변속단을 3속으로 업 쉬프트 변속 제어하기 위한 듀티 제어 신호를 출력하고, 결합측 유압 공급 적산치를 소정의 시간 간격으로 연산하는 단계와;

상기 단계에서 3속 업 쉬프트 변속 듀티 제어 신호 출력중 2속 킥 다운 쉬프트 신호가 인가되었는가를 판단하여 그렇다고 판단되면, 듀티를 보정한 후 2속 킥 다운 쉬프트 변속 제어 듀티 신호를 소정의 제1 설정시간 동안 출력하는 단계와;

상기 단계에서 2속 킥 다운 쉬프트 변속 제어 듀티 제어 신호가 소정의 제 1설정 시간동안 출력되었는가를 판단하여 그렇다고 판단되면, 소정의 제2 설정시간 동안 2속 듀티 제어 신호를 출력한 후 듀티를 0%로 제어하는 신호를 출력하는 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 밸브의 개도량을 검출하는 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)로 구성되는 차량 주행 상태 검출수단과(10), 상기 차량 주행 상태 검출수단(10)에서 검출된 차량 주행 상태 신호를 받아 2속 주행중 3속 업 쉬프트 변속 신호가 인가되면, 변속단을 3속으로 업 쉬프트 변속 제어하기 위한 듀티 제어 신호를 출력한 후 결합측 유압 공급 적산치를 소정의 시간 간격으로 연산하며, 3속 업 쉬프트 변속이 진행되는 과정에서 2속 킥 다운 쉬프트 신호가 인가되면, 결합측 유압 공급 적산치를 감안하여 듀티를 보정한 후 2속 킥 다운 쉬프트 변속 제어 듀티 신호를 소정의 제1 설정시간 동안 출력하며, 상기 소정의 제1 설정시간이 종료되면 소정의 제2 설정시간 동안 2속 고정을 위한 듀티 제어 신호를 출력한 후 듀티를 0%로 제어하는 신호를 출력하는 변속 제어수단(20)과, 상기 변속 제어수단(20)에서 출력되는 소정의 변속 제어 신호에 듀티 제어되어 변속단을 목표 변속단으로 변속 실행하기 위해 유압의 흐름을 조절하는 구동수단(30)으로 이루어져 있다.

상기 구성으로 이루어지는 차량용 자동 변속기의 변속 제어 방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도2는 본 발명에 따른 차량용 자동 변속기의 변속 제어 방법 동작 순서도이고, 도3은 본 발명에 따른 차량용 자동 변속기의 변속 제어 패턴도이고, 도4는 본 발명에 적용되는 듀티비 대 유량비 산출 그래프이고, 도5는 본 발명에 적용되는 엔진 토크비 대 상수비 산출 그래프이다.

운전자의 조작 상태에 따라 변속단이 자동으로 변속되는 자동 변속기를 장착한 차량이 임의의 변속단, 바람직하게는 2속으로 주행하는 상태에서 변속제어 수단(20)은 차량 주행 상태 감지 수단(10)으로부터 스로틀 밸브의 개도량(Th), 터빈 회전수(Nt), 차속에 대응하는 출력측 회전수(No), 가속페달 동작 상태, 변속 레버 위치 및 유온(AFT) 등에 대한 정보를 검출 판독한다(S100).

이때, 변속 제어 수단(20)에 검출 판독되는 스로틀 밸브 개도량(Th), 터빈 회전수(Nt), 차속에 대응하는 출력측 회전수(No), 가속페달 동작 상태, 변속 레버 위치 및 유온(AFT)의 검출값이 변속단을 3속으로 업 쉬프트 하기 위한 조건인가를 판단한다(S110).

상기 2속 주행중인 차량에서 변속단을 3속으로 업 쉬프트 하기 위한 조건인 것으로 판단되면, 변속 제어 수단(20)은 변속단을 2속에서 3속으로 변속하기 위한 소정의 듀티값(Du)을 갖는 변속 제어 신호를 도 3에 도시되어 있는 바와 같이 구동수단(30)으로 출력한다(S120).

이에, 구동수단(30)은 상기 변속 제어 수단(20)에서 출력되는 소정의 듀티값(Du)을 갖는 변속 제어 신호에 의해 듀티 제어되어 도면에 도시되어 있지 않은 변속단 2속의 해방측 마찰요소 유압을 해방시키고, 도면에 도시되어 있지 않은변속단 3속의 결합측 마찰요소로 유압을 공급한다.

하지만, 상기에서 2속 주행중 변속단을 3속으로 업 쉬프트 하기 위한 제어 신호가 인가되지 않은 경우, 2속 주행을 계속 유지하면 3속 업 쉬프트 신호가 있는가를 계속 판단한다.

이어서, 변속 제어 수단(20)은 상기(S120)에서 2속 주행중인 3속 업 쉬프트 듀티 제어 신호를 출력함과 동시에 3속의 결합측 마찰요소로 공급되는 유압 흐름을 하기의 수학식 1과 같이 소정의 시간 간격으로 적산한다(S130).

{ 상기에서 P는 유압 적산치,

Pr은 유량이다.}

상기에서 유량(Pr)은 듀티값(%)에 따른 결합측 요소의 피스톤 스트로크 × 피스톤의 단면적으로 결정되어 도4와 같이 설정되므로, 이로부터 듀티(Du)의 변화에 따른 유량(Pr)의 비를 통해 2속에서 3속으로 업 쉬프트 변속시 결합측 마찰요소에 가압되는 유량(Pr)이 산출된다.따라서, 3속 변속이 진행되는 과정에서의 피스톤 스트로크는 적산된 유량/피스톤의 단면적으로 산출된다.상기와 같이 2속에서 3속으로의 업 쉬프트 변속이 진행되는 과정에서 변속 제어 수단(20)에 검출되는 스로틀 밸브 개도량(Th)이 운전자의 가속 의지에 따른 2속으로의 킥 다운 쉬프트 신호로 검출되는지를 판단한다(S140).

상기에서 운전자의 가속 의지에 따른 2속 킥 다운 쉬프트 신호가 인가된 것으로 판단되면, 변속 제어 수단(20)은 기설정된 프로그램에 의해 즉시 듀티값을 보정하고(S150), 소정의 변수(T)를 초기화 한 다음(S160), 변속단을 3속에서 2속으로 다운 쉬프트 복귀시키기 위한 듀티 제어 신호를 구동수단(30)으로 출력한다(S170).

이에, 구동수단(30)은 상기 변속 제어 수단(20)에서 출력되는 듀티 제어 신호에 의해 듀티 제어되어 도면에 도시되어 있지 않은 변속단 2속의 결합측 마찰요소로 유압을 공급한다.상기에서 보정되는 듀티값(d)은 2속에서 3속으로 업 쉬프트가 진행되는 동안 듀티값(Du)에 따라 적산된 유압치, 즉 결합측의 피스톤 스트로크 ×피스톤 단면적으로 적산된 유량에 비례하여 하기의 수학식 2에 의해 산출되어진다.

{상기에서 d는 듀티 보정량,

P는 유압 적산치,

κ는 연산 상수이다.}

상기에서 연산 상수 κ는 도 5에 도시되어 있는 바와 같이 엔진 토크(TQ)에 따라 정하여 진다.

상기에서 변속단을 3속에서 2속으로 다운 쉬프트 시키기 위해 듀티 보정을 수행한 변속 제어 수단(20)은 소정의 제1 설정시간(500ms)동안 2속 킥 다운 쉬프트 제어 신호를 구동수단(30)으로 출력한다(S180).

이에, 구동수단(30)은 상기 변속 제어 수단(20)에서 출력되는 듀티 제어 신호에 의해 듀티 제어 변속단 2속의 결합측 마찰요소를 계합시킨다.

상기에서 소정의 제1 설정시간(500ms)은 터빈 회전수(Nt)가 변속 완료(S.F)점에 도달한 시점을 기준으로 프로그램에 기 설정한 시간이다.

따라서, 변속 제어 수단(20)은 2속 킥 다운 쉬프트 변속 제어 신호를 출력하는 소정의 제1 설정시간(500ms)이 경과되면, 소정의 제2 설정시간(Ams)동안 소정의 듀티 제어 신호를 구동수단(30)으로 출력한 후, 듀티를 0%로 제어한다(S190).

구동수단(30)은 상기 변속 제어 수단(20)으로부터 인가되는 듀티 제어 신호에 의해 듀티 제어되어 도면에 도시되어 있지 않은 변속단 2속의 결합측 마찰요소를 계합 완료시킨다.

그러나, 통상적으로 변속단이 2속에서 3속으로의 업 쉬프트 변속이 완료된 후, 다시 변속단을 2속으로 다운 쉬프트 시키기 위한 신호가 인가되면, 변속 제어 수단(20)은 하기의 수학식 3으로 보정한 후, 상기에서 보정된 듀티값에 의해 2속 킥 다운 듀티 제어 신호를 구동수단(30)으로 출력한다.

이에, 구동수단(30)은 상기 변속 제어 수단(20)으로부터 인가되는 듀티 제어 신호에 의해 도면에 도시되어 있지 않은 변속단 2속의 결합측 마찰요소를 계합시킨다.

이상에서와 같이 본 발명에 따른 차량용 자동 변속기의 변속 제어 방법은, 선행 업 쉬프트가 진행되는 동안 결합측 마찰요소에 가해지는 유량의 적산치로부터 피스톤 스트로크를 소정의 시간 간격으로 예측하고, 업 쉬프트중의 다운 쉬프트 발생시 상기에서 예측한 피스톤 스트로크에 비례하는 보정치를 다운 쉬프트 결합측에 연산함으로써, 다운 쉬프트 변속시 변속 응답성이 빨라지고, 변속 쇼크가 최소화됨과 동시에 변속감이 향상되며, 업 쉬프트중 다운 쉬프트 변속이 원웨이 클러치 없이 가능함에 따라 개발비 및 원가 절감의 효과가 있다.

Claims (8)

1. (정정)차량이 N속 주행중 N+1속 업 쉬프트 변속 신호가 인가되면, 변속단을 N+1속으로 업 쉬프트 변속 제어하는 듀티 제어 신호를 출력하는 단계;

   N+1속의 업 쉬프트 변속 듀티 제어값에 따라 적산된 유량으로부터 피스톤 스트로크를 예측하는 단계;

   N속 킥 다운 쉬프트 신호의 입력 여부를 판단하는 단계;

   킥 다운 쉬프트 신호 입력시 N속 킥 다운 쉬프트 변속을 위해 상기 예측된 피스톤 스트로크에 비례하는 듀티 제어 신호 출력하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기의 변속 제어 방법.
2. (정정)제 1항에 있어서, 상기 결합측 요소의 스트로크는 적산치 유량/피스톤의 단면적에 의해 예측되는 것을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기의 변속 제어 방법.
3. (정정)제 2항에 있어서, 상기 결합측 요소에 가압된 유압의 적산치는 듀티비에 대한 유량이 설정된 시간 간격으로 적산되어 산출되는 것을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기의 변속 제어 방법.
4. (정정)제 2항에 있어서, 상기 결합측 유압의 적산은 업 쉬프트 동안 행하는 것을 특징으로하는 차량용 자동 변속기의 변속 제어 방법.
5. 제 1항에 있어서, 상기 N속 킥 다운 쉬프트 신호의 입력이 판단되면, 듀티 보정을 수행하는 것을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기의 변속 제어 방법.
6. (정정)제 5항에 있어서, 상기 듀티 보정은 엔진 토크비에 대한 연산 상수값을 산출한 후 상기 산출된 연산 상수값을 결합측 유압의 적산치와 연산하는 것을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기의 변속 제어 방법.
7. 제 1항에 있어서, 상기 N속 킥 다운 변속 제어 듀티 신호는 소정의 제 1 설정 시간동안 출력하는 단계와;

   상기 단계에서 소정의 제 1 설정 시간이 경과되면, 소정의 제 2 설정시간동안 N속 킥 다운 변속 듀티 제어신호를 더 출력한 후 듀티를 0%로 제어하는 것을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기의 변속 제어 방법.
8. 제 7항에 있어서, 상기 소정의 제 1 설정 시간은 500ms 인 것을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기의 변속 제어 방법.