KR100354030B1 - 차량용 자동 변속기의 변속 제어방법 - Google Patents

Abstract

전진 주행중 정차시 정차 조건에 따라 자동으로 중립 제어함으로써, 토크 컨버터의 부하를 경감시켜 소음 및 진동을 저감시키고, 이에 따른 승차감 향상은 물론 정차중 연비를 개선함은 물론 배기가스 배출을 저감시키며, 정차시 브레이크 답력을 작아도 정지 상태를 유지할 수 있도록 하기 위한 목적으로;

차량의 전진 주행 중 현재의 변속단을 인식한 상태에서 스로틀 개도 및 브레이크 작동 여부와 차속 및 차량 기울기에 따라 변속단을 중립으로 전환시키는 중립 제어 과정과;

상기의 과정에서 중립으로 제어된 상태를 유지하면서 현재의 상태를 유지할 것인가를 학습하는 중립 유지 제어 과정과;

상기 중립 유지 제어 과정에서 일부 조건이 만족되지 않을 때, 차량의 기울기에 따라 최초 인식한 변속단 보다 1 단계 다운 시프트 하여 중립 유지를 위한 학습을 실시하거나 상기 중립 제어 과정의 초기 제어 단계로 리턴이 이루어지도록 제어하는 안전 제어 과정을 포함하여 이루어지는 차량용 자동 변속기의 변속 제어방법을 제공한다.

Description

차량용 자동 변속기의 변속 제어방법{SHIFT CONTROL METHOD OF AUTOMATIC TRANSMISSION}

본 발명은 차량용 자동 변속기의 변속 제어방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전진 주행 중 신호 대기 및 교통체증으로의 정차시 변속 상태를 중립으로 자동 제어함으로써, 토크 컨버터의 부하를 경감시켜 소음 및 진동을 저감시키고, 정차중 연비를 개선함은 물론 이에 따른 배기가스의 배출을 저감시킬 수 있도록 한 자동변속기의 변속 제어방법에 관한 것이다.

예컨데, 자동차에 적용되는 자동 변속기는 자동차의 주행속도와 스로틀 밸브의 개도율 및 제반 검출 조건에 따라 변속 제어장치가 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 오일펌프로부터 공급되는 유압을 솔레노이드 밸브의 듀티 제어에 따라 변속기어 메카니즘의 여러 작동요소를 선택적으로 작동시켜 변속이 이루어지도록 한다.

이와 같은 작동 원리에 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 자동변속기의 변속 성능이 결정되므로 최근에는 보다 나은 변속 성능 향상을 위한 변속 제어방법의 연구가 활발하게 진행되고 있다.

그리고 자동 변속기 탑재 차량을 운행함에 있어서는 신호 대기중과 같이 짧은 시간동안 정차하는 경우 대개의 운전자들은 브레이크 페달만 밟아 차량을 정지시킬 뿐 셀렉트 레버를 "N" 레인지로 변환시키지 않고 있다.

또한, 일반 자동차 메이커에서도 신호 대기등과 같이 짧은 시간동안 차량을 정차시키는 경우에는 굳이 셀렉트 레버를 "N" 레인지로 변환시킬 필요가 없다고 운전자들에게 인식시키고 있는 실정이다.

이에 따라 차량의 주행 중 일시 정차시에는 1속 변속단의 제어 상태에서 제동장치에 의하여 강제적으로 자동 변속기 내의 파워 트레인을 정지시키고 있기 때문에 엔진의 회전력은 결국 토크 컨버터 내에서의 슬립 작동으로 수용된다.

그러나 상기와 같이 엔진의 회전력을 토크 컨버터 내에서의 슬립 작동으로정차 상태를 유지하는 경우에는 토크 컨버터 내에는 큰 부하가 걸릴 수 밖에 없으며, 이에 따라 소음 및 진동이 발생되어 정차시 승차감이 떨어짐은 물론 연료 소비율이 증가되어 불필요하게 연료를 낭비하고, 배기가스를 그 만큼 배출한다는 문제점을 내포하고 있다.

또한, 크리이프 작동이 이루어지더라도 브레이크를 밟는 답력이 중립 레인지 보다는 크게 되므로 운전자의 피로를 가중시킨다는 문제점을 내포하고 있다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 본 발명의 목적은 전진 주행중 정차시 정차 조건에 따라 자동으로 중립 제어함으로써, 토크 컨버터의 부하를 경감시켜 소음 및 진동을 저감시키고, 이에 따른 승차감 향상은 물론 정차중 연비를 개선함은 물론 배기가스 배출을 저감시킬 수 있는 차량용 자동 변속기의 변속 제어방법을 제공함에 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 정차시 중립 상태에서 브레이크 페달을 밟음으로써, D레인지 1속으로 변속된 상태에서 정차 상태를 유지시키거나 크리이프 제어된 상태에서 정차 상태를 유지시키기 위한 브레이크 페달의 밟는 답력 보다 작은 답력을 유지해도 정차 상태를 유지하게 되는 바, 답력의 저감으로 인한 운전자의 피로를 저감시켜 줄 수 있도록 한 차량용 자동 변속기의 변속 제어방법을 제공함에 있다.

도 1은 본 발명이 적용되는 변속 제어장치의 구성도.

도 2는 본 발명에 의한 변속 제어방법을 설명하기 위한 작동 흐름도이다.

이를 실현하기 위하여 본 발명은, 차량의 전진 주행 중 현재의 변속단을 인식한 상태에서 스로틀 개도 및 브레이크 작동 여부와 차속 및 차량 기울기에 따라변속단을 중립으로 전환시키는 중립 제어 과정과;

상기의 과정에서 중립으로 제어된 상태를 유지하면서 현재의 상태를 유지할 것인가를 학습하는 중립 유지 제어 과정과;

상기 중립 유지 제어 과정에서 일부 조건이 만족되지 않을 때, 차량의 기울기에 따라 최초 인식한 변속단 보다 1 단계 다운 시프트 하여 중립 유지를 위한 학습을 실시하거나 상기 중립 제어 과정의 초기 제어 단계로 리턴이 이루어지도록 제어하는 안전 제어 과정을 포함하여 이루어지는 차량용 자동 변속기의 변속 제어방법을 제공한다.

보다 구체적으로는 인히비터 스위치와 유압 제어 시스템의 구동수단의 작동 상태에 따라 현재의 변속단을 인식하는 제1 단계와;

스로틀 개도각 센서를 통해 현재 스로틀 밸브의 개도각이 0% 인가를 판단하는 제2 단계와;

상기 제2 단계에서 조건이 만족되면 브레이크 스위치를 통해 현재 브레이크 페달이 밟힌 상태인가를 판단하는 제3 단계와;

상기 제3 단계에서 조건이 만족되면 차속 센서를 통해 현재의 차속이 "0"인가를 판단하는 제4 단계와;

상기 제4 단계에서 조건이 만족되면 구배 센서를 통해 입력되는 정보에 따라 차체가 뒷방향으로 기울지 않았는지를 판단하는 제5 단계와;

상기 제5 단계에서 조건이 만족되면 현재의 변속 상태를 중립(N)레인지로 전환시키는 제6 단계와;

상기 제6 단계를 통해 변속단이 중립단으로 변환된 상태에서 스로틀 개도각 센서를 통해 현재 스로틀 밸브의 개도각이 0% 인가를 판단하는 제7 단계와;

상기 제7 단계에서 조건이 만족되면 브레이크 페달이 작동되고 있는가를 판단하는 제8 단계와;

상기 제8 단계에서 조건이 만족되면 현재의 차속이 "0"인가를 판단하여 조건이 만족되면 상기 제6 단계로 리턴되어 중립 상태를 유지토록 하는 제9 단계와;

상기 제8 단계와 제9 단계에서 조건을 만족하지 않으면, 현재 차량의 기울기 상태가 앞방향으로 기울어졌는가를 판단하는 제10 단계와;

상기 제10 단계에서 차량 기울기가 앞방향으로 기울어져 있다고 판단되면, 제11 단계에서 인식한 변속단 보다 한 단계 다운 시프트로 전환한 후 제7 단계로 리턴되어 계속 반복적으로 학습토록 하는 제10 단계를 포함하여 이루어지는 차량용 자동 변속기의 변속 제어방법을 제공한다.

이하, 상기의 목적을 실현할 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 제어방법이 적용되는 변속 제어장치의 구성도로서, 차량 상태 검출수단(2)을 형성하는 인히비터 스위치(4), 스로틀 개도각 센서(6), 브레이크 스위치(8), 차속 센서(10), 구배 센서(12)로부터 현재 차량 운행 상태에 대한 정보가 트랜스밋션 제어유닛(이하, TCU라고 약칭함)에 입력되면, 이의 TCU에서는 이를 기 입력되어진 데이터와 비교 분석하여 자동 변속기내의 각종 변속 관련 솔레노이드 밸브로 이루어지는 유압 제어 시스템의 구동수단(14)을 제어하게 되는 것이다.

상기에서 차량 상태 검출수단(2)을 형성하는 인히비터 스위치(4)는 현재의 셀렉트 레버의 위치를 검출하고, 스로틀 개도각 센서(6)는 스로틀 밸브의 열림 종도를 검출하며, 브레이크 스위치(8)는 현재 브레이크 페달이 밟힌 상태인가 아닌가를 판단하고, 구배 센서(12)는 현재 차량의 전후 기울기를 검출하게 된다.

그리고 상기 자동 변속기 유압 제어 시스템의 구동수단(14)은 변속기 내부에 배치되어 있는 다수의 솔레노이드 밸브를 지칭하며, 이들 솔레노이드 밸브들은 유압의 흐름을 제어하여 변속이 이루어지도록 하는 것이다.

이러한 구성품을 이용하여 본 발명은 소정의 조건을 갖춘 상태에서 정차가 이루어지는 경우, 중립의 상태로 제어함으로써, 본 발명에서 의도하는 목적을 실현할 수 있도록 한 것이다.

즉, 도 2에서와 같이, 운전자가 셀렉트 레버를 조작하여 전진 주행 모드 위치에서 주행이 이루어지면(S100), TCU에서는 인히비터 스위치(4)와 유압 제어 시스템의 구동수단의 작동 상태에 따라 현재의 변속단을 인식하게 된다.(S110)

그리고 스로틀 개도각 센서(6)를 통해 현재 스로틀 밸브의 개도각이 0%라고 판단되면(S120), 브레이크 스위치(8)를 통해 현재 브레이크 페달이 밟힌 상태인가 아닌가를 판단하여(S130) 브레이크 페달이 온(ON) 상태라고 판단되면, 차속 센서(10)를 통해 현재의 차속이 "0"인가를 판단하게 된다.(S140)

상기 S140 단계에서 차속이 "0" 이라고 판단되면, 구배 센서(12)를 통해 입력되는 정보에 따라 차체가 뒷방향으로 기울지 않았는지를 판단하여(S150), 차체기울기가 뒷방향으로 기울어지지 않았다고 판단되면, TCU에서는 현재의 변속 상태를 중립(N)레인지로 전환시켜 정차 상태에서 중립 상태를 유지할 수 있도록 한다.(S160)

그리고 상기 S120, S130, S140, S150 단계에서 판단 조건을 만족시키지 못하는 "아니오" 라고 판단되면 S110 단계로 리턴된다.

상기 S110단계에서는 현재의 주행 상태가 전진 주행에 관련되는 D, 3, 2, L 레인지인가를 인식하게 되는 것이며, S120 단계에서 스로틀 개도각이 0%인가를 판단하는 것은 현재의 악셀 페달이 조작되고 있지 않고 있음을 인식하여 운전자의 의도를 파악하기 위한 것이다.

또한, S130단계에서 브레이크 작동 여부를 판단하는 것은 교통 체증시 운전자가 크리이프 주행을 원하는 경우에는 브레이크 페달을 밟지 않게 되는 바, 이때에는 주행 모드를 계속 유지하여야 하기 때문이며, 상기 S150 단계에서 차량 기울기를 감지하는 것은 차량이 오르막 경사로에 있는 상태에서 중립으로 변속이 이루어지면 차량이 후방으로 밀리게 되는 바, 이를 방지하기 위함이다.

상기와 같은 단계들은 현재 차량의 운행 조건에 따라 변속단을 중립 위치로 전환시키기 위한 과정이며, 상기의 과정을 거쳐 변속단이 중립단으로 변환되면, TCU에서는 다시 스로틀 개도각 센서(6)를 통해 현재 스로틀 밸브의 개도각이 0%인가를 판단하게 된다.(S170)

상기 S170단계에서 스로틀 밸브 개도각이 0%라고 판단되면, 브레이크 스위치(8)를 통해 현재 브레이크 페달이 밟힌 상태인가 아닌가를 판단하여(S180)브레이크 페달이 온(ON) 상태라고 판단되면, 차속 센서(10)를 통해 현재의 차속이 "0"인가를 판단하여(S190), 차속이 "0" 이라고 판단되면, 상기 S160 단계로 리턴되어 변속단을 중립으로 유지하면서 S160 단계로부터 S190 단계까지 반복적인 학습을 수행하면서 중립 상태를 유지하게 되는 것이다.

그리고 상기 S170 단계에서 스로틀 개도각이 0%가 아니라고 판단되면, 운전자가 가속페달을 밟은 경우로 가속의 의지가 있는 바, S110단계로 리턴되어 원래의 기억 모드로 전환되며, 상기 S180과 S190 단계에서 브레이크가 작동하지 않거나 차속이 "0"이 아닌 경우에는 차량이 현재 크리이프 운행중이므로 TCU 에서는 현재 차량의 기울기 상태가 앞방향으로 기울어졌는가를 판단하게 된다.(S200)

상기 S200 단계에서 차량 기울기가 앞방향으로 기울어져 있다고 판단되면, 내리막 경사로라고 인식하여 최초 인식한 변속모드(S110) 보다 한 단계 다운 시프트로 전환하여(S210) 엔진 브레이크 효과를 얻을 수 있도록 함으로써, 안전을 도모하고, 운전자가 가속페달을 밟기 전까지는 S170 단계로 리턴되어 계속 반복적으로 학습하여 다운 시프트된 변속단을 유지토록 한다.

그리고 상기 S200 단계에서 차량 기울기가 앞방향이 아니라고 판단되면, S110 단계로 리턴하여 다시 변속 제어를 실시하게 된다.

또한 상기와 같은 변속 과정을 실시하는 과정에서 운전자가 필요에 따라 셀렉트 레버를 이용하여 매뉴얼 시프트를 실시하는 경우에는 변환된 변속단을 현재 변속모드로 다시 인식하여 상기 로직을 실시하게 된다.

상기와 같은 변속 제어 과정으로 차량의 운행 조건에 따라 중립 제어를 실시하면, 토크 컨버터내의 슬립율을 저감시켜 토크 컨버터의 부하를 경감시키고 이에 따른 소음 및 진동을 저감시킴은 물론 정차중 연비를 개선하고, 배기가스 배출을 최소화 하게 된다.

또한, 크리이프 상태 보다는 중립 상태에서의 브레이크 답력이 작게 요구되는 바, 운전자로 하여금 브레이크 페달을 밟는 답력을 줄일 수 있게 하여 운전자의 피로를 경감시켜 주게 되는 것이다.

이상에서와 같이, 본 발명에 의하면, 전진 주행중 정차시 정차 조건에 따라 자동으로 중립 제어함으로써, 토크 컨버터의 부하를 경감시켜 소음 및 진동을 저감시키고, 이에 따른 승차감 향상은 물론 정차중 연비를 개선함은 물론 배기가스 배출을 저감시킬 수 있게 된다.

또한, 정차시 중립 상태에서 브레이크 페달을 밟음으로써, D레인지 1속으로 변속된 상태에서 정차 상태를 유지시키거나 크리이프 제어된 상태에서 정차 상태를 유지시키기 위한 브레이크 페달의 밟는 답력 보다 작은 답력을 유지해도 정차 상태를 유지하게 되는 바, 답력의 저감으로 인한 운전자의 피로를 저감시켜 줄 수 있는 발명인 것이다.

Claims (13)

1. 인히비터 스위치와 유압 제어 시스템의 구동수단의 작동 상태에 따라 현재의 변속단을 인식한 상태에서, 스로틀 개도 및 브레이크 작동여부와 차속 및 차량 기울기에 따라 변속단을 중립으로 전환시키는 중립 제어 단계와;

   상기 중립 제어 단계를 통해 변속단이 중립단으로 변환된 상태에서 현재 스로틀 밸브의 개도각이 0% 인가를 판단하는 제1 단계와, 상기 제1 단계에서 조건이 만족되면 브레이크 페달이 작동되고 있는가를 판단하는 제2 단계와, 상기 제2 단계에서 조건이 만족되면 현재의 차속이 "0"인가를 판단하여 조건이 만족되면 상기 제1 단계로 리턴되어 중립 상태를 유지토록 하는 제3 단계를 포함하는 중립 유지 제어단계로 이루어지는 차량용 자동 변속기의 변속 제어방법에 있어서,

   상기 중립 유지 단계의 제2, 3 단계 조건을 만족하지 않으면, 현재 차량의 기울기 상태가 앞방향으로 기울어졌는가를 판단하는 제1 단계와;

   상기 제1 단계에서 차량 기울기가 앞방향으로 기울어져 있다고 판단되면, 상기 중립 제어수단의 초기에 인식한 변속단 보다 한 단계 다운 시프트로 전환한 후 중립 제어 유지 수단의 제1 단계로 리턴되어 계속 반복적으로 학습토록 하는 제2 단계로 이루어지는 안전 제어 단계를 더욱 포함하여 이루어지는 차량용 자동 변속기의 변속 제어방법.
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7. 청구항 1에 있어서, 안전 제어 단계의 상기 제1,2 단계에서 조건이 만족하지 않으면 중립 제어수단의 초기 상태로 리턴됨을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기의 변속 제어방법.
8. 청구항 1에 있어서, 안전 제어 단계에서 셀렉트 레버를 이용한 매뉴얼 시프트가 실시되면 변환된 변속단을 현재 변속단으로 다시 인식하여 제어를 실시함을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기의 변속 제어방법.
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