KR100354033B1 - 차량용 자동 변속기의 저속단 변속 제어방법 - Google Patents

Abstract

급격한 토오크 변동과 엔진 브레이크 작동에 의한 충격을 미연에 방지할 목적으로;

차량의 저속 주행 특히 2속 주행중 가속페달의 급격한 팁 오프시 트랜스밋션 제어유닛에서 일정의 조건을 만족할 때 엔진 제어유닛에 이의 신호를 보내 스로틀 밸브의 개도각을 제어하는 ETS를 통해 스로틀 밸브의 개도각을 조절할 수 있도록 한 것이다.

Description

차량용 자동 변속기의 저속단 변속 제어방법{LOW RANGE SHIFT CONTROL METHOD FOR AUTOMATIC TRANSMISSION}

본 발명은 차량용 자동 변속기에 있어서의 저속단 변속 제어방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 저속 운전 영역에서 가속 페달의 급작스런 팁 오프시 스로틀 밸브의 급격한 폐쇄로 인한 토오크 변동과 엔진 브레이크 작동에 의한 충격이 발생되는 것을 방지할 수 있는 자동 변속기의 저속단 변속 제어방법에 관한 것이다.

예컨대, 자동차에 적용되는 자동 변속기는 자동차의 주행속도와 스로틀 밸브의 개도율 및 제반 검출 조건에 따라 트랜스밋션 제어유닛에서 유압 제어 시스템에 적용되는 다수의 솔레노이드 밸브를 제어하여 유압을 제어함으로써, 목표로 하는변속단으로 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 메카니즘(파워 트레인)의 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 여러 가지 변속 제어방법의 연구가 활발하게 진행되고 있다.

또한, 상기한 자동 변속기에 있어서는, 전진1,2,3 속과 같은 저속 운전영역에서는 주행중 가속 페달을 놓으면 현재의 변속단 보다 적어도 한 단계 이상의 변속단으로 업 시프트 제어함으로써, 엔진 브레이크의 작동 충격을 완화할 수 있도록 하고 있다.

그러나 상기와 같은 엔진 브레이크 작동 충격을 완화하기 위한 변속 제어에 있어서도 가능한 빠른 시간내에 업 시프트 제어를 실시해야만 하는데, 이 업 시프트 제어 시간을 빠르게 하는 데에도 한계가 있는 바, 엔진 브레이크 충격을 완화하는 데에도 그 한계가 있는 것은 당연한 것이다.

보다 구체적으로 살펴보면, 1속에서의 주행 중 가속페달을 팁 오프시키면,파워 트레인의 구성상에 1 ↔2속에 관련하는 작동 요소에는 원웨이 클러치가 배치되어 있는 바, 동력 전달 방향이 바뀌면 원웨이 클러치의 작동으로 엔진 브레이크 충격이 발생되지 않으나, 2속 주행중 가속페달의 팁 오프시는 2 ↔3속에 관련하는 작동요소에는 원웨이 클러치가 적용되고 있지 않은 바, 정교한 제어가 이루어진다고 하더라도 엔진 브레이크 충격이 발생될 수 밖에 없다.

즉, 도 4의 그래프 선도에서 보인 바와 같이 2속의 주행중 가속페달을 갑자기 팁 오프시키면 스로틀 개도율(TH)은 0%로 떨어지게 되는데, 이때에는 차량이 높은 토오크로 주행하다가 갑자기 낮은 토오크로 주행이 이루어지면서 엔진 브레이크 충격이 발생되는 것이다.

이에 따라 트랜스밋션 제어유닛에서는 3속으로 업 시프트 제어를 실시하게 되지만, 2속에서 작동하다가 3속에서 작동 해제되는 마찰요소와 3속에서 새로이 작동하는 마찰요소의 유압 배출 및 공급에 따른 시간적인 차이에 따라 3속 변속이 지연되는 동안에는 엔진 브레이크가 작동됨으로써, 도 4에서 원으로 지시한 부분에서와 같이 충격이 발생될 수 밖에 없다는 문제점을 내포하고 있다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 예의 연구한 결과, 현 차량에 있어서 엔진 제어를 위하여 스로틀 밸브를 전자적으로 제어할 수 있는 ETS(Electronic Throttle Control System, 이하에서는 ETS로 칭함)의 스로틀 밸브 구동수단을 제어하면 상기와 같은 문제점을 해결할 수 있다는데 인식하게 되었다.

이에 따라 본 발명은 차량의 주행중에 트랜스밋션 제어유닛에서 일정의 조건을 만족할 때 엔진 제어유닛에 이의 신호를 보내 ETS의 스로틀 밸브 구동수단을 보정 제어함으로써, 급격한 토오크 변동과 엔진 브레이크 작동에 의한 충격을 미연에 방지할 수 있도록 한 자동 변속기의 저속단 변속 제어방법을 제공함에 목적이 있다.

도 1은 본 발명을 운용하기 위한 구성부품의 블록도.

도 2는 본 발명에 의한 제어방법의 작동 흐름도.

도 3은 본 발명의 작동 효과를 설명하기 위한 그래프 선도.

도 4는 종래 문제점을 설명하기 위한 그래프 선도이다.

이를 실현하기 위하여, 본 발명은 메인루트를 통해 변속 제어를 행하는 과정에서 파워 오프 상태에서의 2 →3 업 시프트 제어 신호가 발생되었는가를 판단하는 제1 단계와; 상기 제1 단계의 조건을 만족한다고 판단되면, 현재 일정시간 전의 스로틀 개도율이 적정한지를 판단하는 제2 단계와; 상기 제2 단계의 조건을 만족하면, 유온이 적정한 온도인가를 판단하는 제3 단계와; 상기 제3 단계의 조건을 만족하면, 스로틀 개도 변화율이 적정한가를 판단하는 제4 단계와; 상기 제4 단계의 조건을 만족하면, ETS의 조정을 요청하는 일정의 신호를 발생시키는 제5 단계로 이루어지는 TCU의 제어와; 상기 제5 단계에서 ETS의 조정 신호가 입력되었는가를 판단하는 제6단계와; 상기 제5 단계의 조건을 만족하면, 일정시간 동안 일정 기울기를 유지하면서 스로틀 개도율을 유지하는 제7 단계와; 상기 제7 단계의 스로틀 개도 유지 시간이 기준 시간을 넘었는가를 판단하는 제8 단계와; 상기 제8단계의 조건을 만족하면, 스로틀 개도율을 0%로 제어하는 제9 단계와; 상기 제6 단계로 입력되었던 TCU 신호를 리셋시키는 제10 단계로 이루어지는 엔진 제어유닛의 제어를 포함하여 이루어지는 차량용 자동 변속기의 저속단 변속 제어방법을 제공한다.

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

도 1은 본 발명을 운용하기 위한 블록도로서, 차량 상태 검출수단(2)을 형성하는 스로틀 포지션 센서(4), 차속센서(6), 인히비터 스위치(8), 유온센서(10), 엔진 RPM센서(12), 펄스 제너레이터 A, B(14)(16)로부터 변속에 필요한 각각의 정보가 트랜스밋션 제어유닛(이하, TCU라고 약칭함)에 입력되면, 이의 TCU에서는 이를 기 입력되어진 데이터와 비교 분석하여 엔진 제어수단(20)과 정보를 공유하게 된다.

상기에서 차량 상태 검출수단(10)을 형성하는 스로틀 포지션 센서(4)는 스로틀 밸브의 열림 정도를 검출하며, 인히비터 스위치(8)는 현재의 셀렉트 레버의 위치를 검출하고, 펄스 제너레이터 A(14)와 B(16)는 각각 터어빈의 회전수와 출력 회전수를 검출하게 된다.

또한, 엔진 제어수단(20)은, TCU의 정보를 공유하는 엔진 제어유닛(ECU)와, 이의 엔진 제어유닛(ECU)에 의해 제어되는 ETS를 보유하게 된다.

상기에서 ETS라고 함은 상기한 바와 같이, 스로틀 밸브를 전자적으로 제어할 수 있는 Electronic Throttle Control System의 약자이며, 공지의 것으로 상세한 설명은 생략한다.

이러한 구성품을 이용하여 본 발명은 일정의 조건을 갖춘 상태에서 저속 변속단의 주행중 급작스런 가속페달의 팁 오프시 상기 ETS를 제어하여 스로틀 밸브의 완전 폐쇄를 지연시킴으로써, 엔진 브레이크의 충격을 완화시킬 수 있도록 한 것이다.

그리고 상기의 목적을 달성하기 위한 작동 흐름을 살펴보면, 도 2에서와 같이, TCU에서는 메인루트를 통해 변속 제어를 행하는 과정에서 파워 오프 상태에서의 2 →3 업 시프트 제어 신호가 발생되었는가를 판단하여(S100), 이 조건이 만족되었다고 판단되면, 현재 일정시간 전의 스로틀 개도율이 70% 이상이었는가를 판단하게 된다(S110).

상기 S110 단계에서 일정시간 전의 스로틀 개도율이 70% 이상이었다고 판단되면, 유온이 25℃ 이상인가를 판단하여(S120), 유온이 25℃ 이상이라고 판단되면, 스로틀 개도 변화율이 기준 시간당 -30% 보다 큰가를 판단하게 된다(S130).

상기 S130 단계에서 스로틀 개도 변화율이 기준 시간당 -30% 보다 크다고 판단되면, TCU에서는 ETS의 조정을 요청하는 일정의 신호를 엔진 제어유닛(ECU)에 보내게 된다(S140).

상기 S110 단계에서 일정 시간전의 스로틀 개도율이 완전 개도율의 70% 이상이었는가를 판단하는 것은 운전자의 가속 의지에 따라 차량이 큰 토오크로 주행하고 있었는가를 판단하기 위함이며, 상기에서의 일정시간이라고 함은 50msec이며, 이의 시간을 고정 시간은 아니며, 당해 차량의 변속 성능에 따라 변경될 수 있다.

그리고 상기 S130 단계에서 스로틀 개도 변화율이 기준 시간내에 -30% 보다 큰가를 판단하는 것은 급작스럽게 가속 페달의 팁 오프가 이루어지고 있는가를 판단하기 위함이며, 상기 기준 시간은 10msec이다.

상기 S140 단계 이후는 엔진 제어유닛에서 제어가 이루어지게 되는데, 엔진 제어유닛에서는 TCU로부터 ETS를 조정하여 달라는 신호가 입력되었는가를 판단하게된다(S150).

그리고 상기 S150 단계에서 TCU로부터 ETS를 조정하여 달라는 신호가 입력되었다고 판단되면, 일정시간 동안 일정 기울기를 유지하면서 스로틀 개도율을 유지한 후(S160), 상기 S160 단계의 스로틀 개도 유지 시간이 기준 시간을 넘었는가를 판단하여(S170), 기준 시간이 넘었다고 판단되면, 목표 스로틀 개도율(TH=0%)로 진행한 후(S180) 상기S150 단계로 입력되었던 TCU 신호를 리셋시키는 단계(S190)로 이루어지게 되는 것이다.

상기 S160 단계에서 일정시간 동안 일정 기울기를 유지하면서 스로틀 개도율을 유지하는 것은 실제 가속페달은 팁-인 되지 않은 상태에서 ETS의 제어로 스로틀 밸브가 일정 개도율(20 ∼ 30%)을 가지고 일정시간(100msec) 동안 개방되는 바, 엔진의 회전수가 급격하게 떨어지는 것을 방지하게 되는 것이다.

상기와 같이 제어가 이루어지는 경우에는 스로틀 개도 상태가 도 3에서와 같이 변화하게 됨으로써, 토오크의 급작스런 변경이 이루어지지 않고 완만하게 이루어짐으로써, 충격이 발생되지 않게 된다.

즉, 2속 주행중 가속페달이 급작스런 팁 오프로 스로틀 개도율이 0%로 떨어지는 과정에서 가상선과 같이 일정시간 동안 일정의 개도율로 개도 상태가 유지되는 바, 토오크 변환이 유연하게 진행됨과 동시에 엔진 브레이크가 걸리지 않게 됨으로써, 충격이 발생되지 않게 되는 것이다.

이상에서와 같이 본 발명에 의하면, 차량의 저속 주행 특히 2속 주행중 가속페달의 급격한 팁 오프시 트랜스밋션 제어유닛에서 일정의 조건을 만족할 때 엔진 제어유닛에 이의 신호를 보내 스로틀 밸브의 개도각을 제어하는 ETS를 통해 스로틀 밸브의 개도각을 조절함으로써, 급격한 토오크 변동과 엔진 브레이크 작동에 의한 충격을 미연에 방지할 수 있다.

Claims (5)

1. 메인루트를 통해 변속 제어를 행하는 과정에서 파워 오프 상태에서의 2 →3 업 시프트 제어 신호가 발생되었는가를 판단하는 제1 단계와;

   상기 제1 단계의 조건을 만족한다고 판단되면, 현재 일정시간 전의 스로틀 개도율이 적정한지를 판단하는 제2 단계와;

   상기 제2 단계의 조건을 만족하면, 유온이 적정한 온도인가를 판단하는 제3 단계와;

   상기 제3 단계의 조건을 만족하면, 스로틀 개도 변화율이 적정한가를 판단하는 제4 단계와;

   상기 제4 단계의 조건을 만족하면, ETS의 조정을 요청하는 일정의 신호를 발생시키는 제5 단계로 이루어지는 TCU의 제어와;

   상기 제5 단계에서 ETS의 조정 신호가 입력되었는가를 판단하는 제6단계와;

   상기 제5 단계의 조건을 만족하면, 일정시간 동안 일정 기울기를 유지하면서 스로틀 개도율을 유지하는 제7 단계와;

   상기 제7 단계의 스로틀 개도 유지 시간이 기준 시간을 넘었는가를 판단하는 제8 단계와;

   상기 제8단계의 조건을 만족하면, 스로틀 개도율을 0%로 제어하는 제9 단계와;

   상기 제6 단계로 입력되었던 TCU 신호를 리셋시키는 제10 단계로 이루어지는엔진 제어유닛의 제어를 포함하여 이루어지는 차량용 자동 변속기의 저속단 변속 제어방법.
2. 청구항 1에 있어서, 제2 단계에서는 50msec 이전의 스로틀 개도율이 70% 이상 있는가를 판단하는 차량용 자동 변속기의 저속단 변속 제어방법.
3. 청구항 1에 있어서, 제3 단계에서 상기 제2 단계를 만족하면 유온이 25℃ 이상인가를 판단하는 차량용 자동 변속기의 저속단 변속 제어방법.
4. 청구항 1에 있어서, 제4 단계에서는 스로틀 개도율이 10msec내에 -30% 보다 큰가를 판단함을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기의 저속단 변속 제어방법.
5. 청구항 1에 있어서, 제7 단계에서 100msec 동안 스로틀 개도율이 20 ∼ 30%를 유지할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기의 저속단 변속 제어방법.