KR100376711B1 - 자동차용 자동변속기의 업 쉬프트 학습 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 자동차용 자동변속기의 업 쉬프트 학습 제어방법은, 자동변속기가 장착된 차량에서 제어수단은 설정된 학습 제어 조건이 성립되는 경우, 상기 제어수단은 런업현상 또는 타이업 현상이 발생되는지 여부를 판단하는 단계와; 상기 런업 발생시에는 실 터빈 회전수 변화율의 최대치를 검출하고, 상기 타이업 발생시에는 실 터빈 회전수 변화율의 최소치를 산출하여, 상기 검출된 런업 발생시 실 터빈 회전수 변화율의 최대치와 상기 타이업 발생시 실 터빈 회전수의 최소치로부터 초기 듀티치의 학습량을 산정하는 단계를 포함하여 이루어져, 런업 발생시 및 타이업 발생시 초기 듀티치를 학습하기 위한 학습영역의 확대로 변속기간의 편차에 대응할 수 있다.

Description

자동차용 자동변속기의 업 쉬프트 학습 제어방법{METHOD FOR CONTROLLING UP SHIFT PATTERN LEARNING OF TRANSMISSION FOR A VEHICLE}

본 발명은 자동차용 자동변속기의 업 쉬프트 학습 제어방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 자동변속기의 2→3 또는 4→5 업 쉬프트의 결합측 초기 듀티 학습 제어를 수행하여 런업(Run-Up) 및 타이업(Tie-Up) 쇼크를 저감시키기 위한 자동차용 자동변속기의 업 쉬프트 학습 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로 차량에 장착된 자동변속기는 설정된 변속 패턴에 따른 변속을 수행하게 된다. 상기 변속 패턴은 차속 등의 주행 조건에 따라 파워 트레인의 기어비를 조정하기 위하여 설정된 패턴으로써, 자동변속기의 설계시 일정하게 설정되거나 초기 설정 후 적절한 학습을 통하여 그 패턴이 갱신되기도 한다.

그리고 자동변속기는 자동차의 주행속도에 따라 설정되어 있는 변속 범위안에서 유체의 흐름을 제어하여 자동으로 해당하는 목표 변속단의 마찰 요소가 동작될 수 있도록 구성되어 있다.

그러므로 엔진(engine)의 출력 동력에 따라 토크 컨버터(torque converter)를 동작시켜 유체의 회전력을 제어하고, 자동차의 동작 상태에 따른 해당 마찰 요소가 동작 될 수 있도록 변속 제어 장치에서 인가되는 제어 신호에 따라 해당 밸브로 유체가 작용하여 변속 동작이 이루어질 수 있도록 한다.

상기와 같이 유체의 흐름에 따라 동작 상태가 제어되는 자동 변속기가 장착된 자동차는, 해당하는 변속 기어의 동작 상태를 가변시키기 위해 엔진과의 동력을 차단시키는 별도의 클러치 페달(clutch pedal)의 동작이 필요하지 않으므로 운전자의 운전 피로를 경감시킬 수 있고, 주행중 운전자의 오동작이나 운전 미숙 등으로 인한 엔진 스톨(engine stall)이 발생하지 않으므로 초보자일 경우에도 운전 동작을 용이하게 할 수 있다.

그리고 저속시의 구동력이 크기 때문에 등판 발진이 쉽고, 엔진 토오크의 전달이 유체로 이루어지기 때문에 자동차의 승차감이 좋다.

상기와 같은 역할을 수행하기 위해, 자동 변속기는 운전자에 의한 변속 레버의 선택 위치에 따라 포트 변환이 이루어져 변속 오일의 펌프로부터 유체압을 공급받고, 상기 유체압에 의해 유압 밸브의 동작 상태가 가변되어 변속기어 메카니즘의 동작을 가변시키기 위해 유압 작동 마찰 요소의 동작 상태를 제어한다.

따라서 상기와 같이 자동차의 주행 상태에 따라 설정되어 있는 각 마찰 요소의 체결/해제 동작을 제어하며, 해당 변속단으로의 변속 동작을 실행할 경우, 마찰 요소를 작동시키기 위한 압력의 크기를 변속 상태로 따라 보정하기 위한 피드백 제어 동작을 실행한다.

상기 피드백 제어 동작을 위해 변속 상태에 따라 압력 컨트롤 솔레노이드 밸브의 동작 상태를 가변시키기 위한 압력 제어 신호의 듀티율을 보정할 수 있도록 설계되어 있다.

도1에는 이러한 자동변속기의 변속 제어 시스템이 도시되어 있다.

도1에 따르면, 변속 제어 시스템은, 차량의 주행 조건에 관한 각종 정보를 검출하기 위한 감지수단(10)과, 상기 감지수단(10)에 의해 검출되는 정보를 바탕으로 주행 조건을 감지하여 상기 주행 조건에 따라 자동변속기의 변속 패턴을 설정하기 위한 제어수단(20)과, 상기 제어수단(20)의 변속 패턴에 의해 제어되어 자동변속기의 각 변속단을 구동시키기 위하여 다수의 유압 솔레노이드 밸브를 구비하는구동수단(30)을 포함한다.

상기에서 감지수단(10)은 운전자의 가속페달 조작에 연동하는 스로틀 밸브의 개도량을 감지하기 위한 스로틀 밸브 개도량 감지부(11)와, 차량의 이동 속도를 검출하기 위한 차속 감지부(12)와, 변속단의 변속 위치를 검출하기 위한 변속단 감지부(13)와, 토크 컨버터의 터빈 회전수를 검출하기 위한 터빈 회전수 감지부(14)와, 엔진 회전수를 감지하기 위한 엔진 회전수 감지부(15)를 포함한다.

그리고 도2에는 자동변속기의 변속 제어선도가 도시되어 있다.

도2에 따르면 목표 변속단으로의 변속 제어를 위한 변속 제어신호가 출력되는 변속 개시점(SS)에서의 변속기의 입력축으로 인가되는 회전수 변화값이 설정 변화값만큼 하강될 때의 시간(SB)을 실제 변속 동작이 이루어지는 시점으로 산출하고, 목표 회전수까지 변화될 때(SF)를 변속 동작이 완료된 시점으로 산출한다.

그러므로 산출된 실제 변속 동작이 이루어질 때부터 목표 변속 동작이 완료될 때까지의 변속 시간을 설정 시간과 비교 판단하여 현재 변속 상태에 따른 학습량을 설정하여 다음 변속 동작을 제어하기 위한 유압을 보정할 수 있도록 한다.

그러나 자동 변속 장치의 변속 동작에 따라 가변되는 엔진 회전수가 목표 변속단에의 이른 엔진 회전수로 가변될 때와, 동작 상태가 가변되어야 하는 마찰 요소의 동작 절환 동작이 정확하게 이루어지지 않아 이론적인 변속 패턴에 따른 변속 동작이 이루어지지 않는다.

즉, 체결 상태를 해제해야 하는 마찰 요소와 해제 상태에서 체결 상태로 가변되어야 하는 마찰 요소가 모두 동시에 해제 상태로 존재할 경우에, 모든 마찰 요소가 해제 상태로 존재한다.

그리고 운전자에 의한 가속페달의 동작으로 엔진 회전수는 증가되므로, 변속기의 입력축 회전수가 급격히 증가하는 런업(Run-Up) 현상이나 입력축 회전수가 급격히 하락하는 타이업(Tie-Up)으로 인한 쇼크가 발생한다.

따라서 상기와 같이 런업 또는 타이업 현상이 발생할 때, 변속기의 입력축 회전수 변화에 의해 산출되는 실제 변속 개시점(SB)은, 발생하는 최대 회전수까지 증가하는 시간을 더 필요로 하므로, 이론적인 변속 패턴에 따른 실제 변속 개시점보다 더 많은 시간을 필요로 한다.

그러므로 산출되는 변속시간이 정상적인 변속 동작이 이루어질 때 산출되는 변속시간과 차이가 발생하므로 정확한 보정 동작이 이루어지지 않는다.

그리고 종래의 피드백 제어 동작은 비정상적인 변속 동작으로 인해 발생되는 런업 현상과 타이업 현상이 완료된 후 산출되는 변속시간을 이용하여 변속시기의 보정 동작이 이루어지므로, 비정상 변속 상태인 런업 또는 타이업 현상에 대한 보정 학습은 이루어지지 않는 문제점 있다.

또한, 결합측 듀티 학습 제어 없이 특정 학습영역의 학습치를 반영하기 때문에 해당 영역의 학습이 충분히 수행되지 않을 경우에는 엔진 토크가 큰 영역에서 회전수가 급증하는 런업 현상이 발생되거나 그 반대로 회전수가 급락하는 타이업 현상이 유발되는 문제점이 있다.

그러므로 종래의 학습 제어방법은 변속기간 편차에의 대응 뿐만 아니라 초기 S/Q가 불량해지는 경우가 발생될 수 있는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위해 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 자동변속기의 2→3 또는 4→5 업 쉬프트의 결합측 초기 듀티 학습 제어를 수행하여 런업(Run-Up) 및 타이업(Tie-Up) 쇼크를 저감시키기 위한 자동차용 자동변속기의 업 쉬프트 학습 제어방법을 제공하는 데 있다.

도1은 자동변속기의 변속 제어 시스템의 구성도.

도2는 자동변속기의 변속 제어선도.

도3은 본 발명의 실시예에 의한 자동차용 자동변속기의 업 쉬프트 학습 제어방법의 순서도.

도4는 자동변속기의 런업 발생시 터빈 회전수 변화선도.

도5는 자동변속기의 타이업 발생 변화선도.

도6은 터빈 회전수 변화율에 따른 학습량 계산선도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

11 : 스로틀 개도량 감지부 12 : 차속 감지부

13 : 변속단 감지부 14 : 터빈 회전수 감지부

15 : 엔진 회전수 감지부 20 : 제어수단

30 : 구동수단

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 자동차용 자동변속기의 업 쉬프트 학습 제어방법은, 자동변속기가 장착된 차량에서 제어수단은 설정된 학습 제어 조건이 성립되는 경우, 상기 제어수단은 설정된 런업 판정 조건 또는 타이업 판정 조건이 성립되는지 여부를 판단하는 단계와; 상기 제어수단은 상기 런업 판정 조건이 성립되는 경우에 실 터빈 회전수 변화율의 최대치를 검출하고, 상기 타이업 발생시에는 실 터빈 회전수 변화율의 최소치를 산출하여, 상기 검출된 런업 발생시 실 터빈 회전수 변화율의 최대치와 상기 타이업 발생시 실 터빈 회전수의 최소치로부터 초기 듀티치의 학습량을 산정하는 단계를 포함하는 것을 그 특징으로 한다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 설명한다.

도3은 본 발명의 실시예에 의한 자동차용 자동변속기의 업 쉬프트 학습 제어방법의 순서도이고, 도4는 자동변속기의 런업 발생시 터빈 회전수 변화선도이며, 도5는 자동변속기의 타이업 발생 변화선도이고, 도6은 터빈 회전수 변화율에 따른 학습량 계산선도이다.

본 발명의 제어수단은 바람직하게는 TCU(Transmission Control Unit)으로 구현한다.

도3에 따르면, TCU(20, 도1 참조)는 설정된 학습 제어 조건이 성립되는지 여부를 판단한다. 바람직하게는 상기 학습 제어 조건은 파워 온 업 쉬프트 2→3 또는 4→5가 수행되고, A/N이 70%를 초과하는 조건의 논리곱으로 설정한다(ST21, ST22).

그래서 상기 단계 ST21과 단계 ST22의 각 판단 조건이 성립된 경우, TCU(20)는 설정된 런업 판정 조건이 성립되는지 여부를 판단한다. 상기 런업 판정 조건은 검출되는 실 터빈 회전수(Nt)와 i 기어단의 출력 회전수(Nti)간의 차이가 설정된 임계 회전수 이내에 속하는지 여부를 판단하는 것으로써, 이때 i 기어단의 출력 회전수(Nti)는 (출력축 회전수(No)*(i 단 기어비))로 연산된다.

상기 임계 회전수는 15rpm으로 설정하는 것이 바람직하다. 이에 따라 런업 판정 조건을 나타내는 비교 연산식은 ((Nt-Nti)>15rpm)이다(ST23).

그래서 단계 ST23에서 런업 판정 조건이 성립된 경우, TCU(20)는 실 터빈 회전수 변화율의 최대치((dNt)max)를 계산한다(ST24).

즉, 도4에 도시된 바와 같이, 런업 발생 구간(B)에서 실 터빈 회전수 변화율의 최대치((dNt)max)를 산출하는 것이다.

그리고 단계 ST23에서 실 터빈 회전수(Nt)에서 i 기어단의 터빈 회전수(Nti)를 감산한 결과가 설정된 임계 회전수 영역내에 속하는지 여부를 판단한다. 상기 임계 회전수는 15RPM이며, 이에 따라 상기 임계 회전수 영역내에 속하는지 여부를 판단하기 위한 비교 연산식은 (0<Nt-Nti<=15RPM)과 같다(ST25).

단계 ST25에서 해당 판단 조건이 성립되는 경우, TCU(20)는 실 터빈 회전수변화율의 최대치((dNt)max)를 0으로 설정한다. 상기 i 기어단의 터빈 회전수(Nti)는 출력축 터빈 회전수(No)에 i단 기어비를 승산하여 산출한다(ST26).

한편, 단계 ST25에서 해당 판단 조건이 성립되지 않는 경우, TCU(20)는 타이업이 발생된 것으로 판정할 수 있다.

이처럼 타이업 발생이 판정되면, TCU(20)는 실 터빈 회전수 변화율의 최소치((dNt)min)를 계산한다(ST28).

즉, 도5에 도시된 바와 같이, 타이업 발생 구간(B)에서 실 터빈 회전수 변화율의 최소치((dNt)min)를 산출하는 것이다.

더불어 단계 ST24 또는 ST26에서 실 터빈 회전수 변화율의 최대치((dNt)max)이 산출되거나, 단계 ST27에서 실 터빈 회전수 변화율의 최소치((dNt)min)가 산출되면, TCU(20)는 초기 듀티치를 학습하게 된다.

이때 초기 듀티의 학습량()은 도6에 도시된 바와 같이, 시간에 따른 실 터빈 회전수 변화율(dNt/dt)로부터 산출된다. 예를 들어, 실 터빈 회전수 변화율이 27rev/s^2인 경우에 초기 듀티의 학습량()은 2*(100/256)%가 된다(ST28).

그래서 상기 초기 듀티의 학습량을이라 하면, 학습으로 갱신되는 초기 듀티치는 이전의 초기 듀티치 (D_AL )로부터 다음의 수학식 1과 같이 연산된다(ST29).

한편, 상기 단계 ST27에서 해당 판단 조건이 성립되지 않거나 상기 단계 ST29가 수행된 후, TCU(20)는 메인루틴으로 복귀한다.

이상 설명한 본 발명의 자동차용 자동변속기의 업 쉬프트 학습 제어방법에 따르면, 런업 발생시 및 타이업 발생시 초기 듀티치를 학습하기 위한 학습영역의 확대로 변속기간 편차에 대응할 수 있을 뿐만 아니라 초기 S/Q 수준의 향상이 가능케 되는 효과가 있다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 다양한 변화와 변경 및 균등물을 사용할 수 있다. 본 발명은 상기 실시예를 적절히 변형하여 동일하게 응용할 수 있음이 명확하다. 따라서 상기 기재 내용은 하기 특허청구범위를 한정하는 것이 아니다.

Claims (3)

1. (a) 자동변속기가 장착된 차량에서 제어수단은 설정된 학습 제어 조건이 성립되는 경우, 상기 제어수단은 런업현상 또는 타이업 현상이 발생되는지 여부를 판단하는 단계와;

   (b) 상기 런업 발생시에는 실 터빈 회전수 변화율의 최대치를 검출하고, 상기 타이업 발생시에는 실 터빈 회전수 변화율의 최소치를 산출하여, 상기 검출된 런업 발생시 실 터빈 회전수 변화율의 최대치와 상기 타이업 발생시 실 터빈 회전수의 최소치로부터 초기 듀티치의 학습량을 산정하는 단계를 포함하는 특징으로 하는 자동차용 자동변속기의 업 쉬프트 학습 제어방법.
2. 제 1항에 있어서, 상기 단계 (b)는,

   상기 제어수단은 설정된 런업 판정 조건이 성립되는지 여부를 판단하는 단계와;.

   상기 런업이 발생된 것으로 판단되면, 상기 제어수단은 런업이 발생된 구간에서 실 터빈 회전수 변화율의 최대치를 계산하는 단계와;

   상기 검출되는 실 터빈 회전수 변화율을 근거로 실 터빈 회전수와 제어 진입시 임의의 변속단에서의 터빈 회전수간 차이가 설정된 임계 회전수 이내에 속하는지 여부를 판단하는 단계와;

   상기 실 터빈 회전수와 임의의 변속단에서의 터빈 회전수간 차이가 상기 임계 회전수 이내에 속하는 경우, 상기 제어수단은 실 터빈 회전수 변화율의 최대치를 0으로 설정하는 단계와;

   상기 런업이 발생된 것으로 판정되지 않는 경우, 상기 제어수단은 설정된 타이업 판정 조건이 성립되는지 여부를 판단하는 단계와;

   상기 타이업이 발생된 것으로 판단되면, 상기 제어수단은 타이업이 발생된 구간에서 실 터빈 회전수 변화율의 최소치를 계산하는 단계와;

   상기 런업 발생시 검출된 실 터빈 회전수와 임의의 변속단에서의 터빈 회전수간 차이가 상기 임계 회전수 이내에 속하지 않는 경우나, 상기 실 터빈 회전수 변화율의 최대치를 0으로 설정한 후이거나, 상기 타이업이 발생된 구간에서 실 터빈 회전수 변화율의 최소치를 계산한 경우, 상기 제어수단은 상기 산출된 실 터빈 회전수 변화율의 최대치와 실 터빈 회전수 변화율의 최소치에 따라 초기 듀티치의 학습량을 산정하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동차용 자동변속기의 업 쉬프트 학습 제어방법.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 산정된 초기 듀티치의 학습량은, 이전의 초기 듀티치에 합산되어 새로이 학습된 초기 듀티치를 갱신시키게 되는 것을 특징으로 하는 자동차용 자동변속기의 업 쉬프트 학습 제어방법.