KR100380495B1 - 차량용 자동 변속기의 전진 →후진 변속제어 방법 - Google Patents

차량용 자동 변속기의 전진 →후진 변속제어 방법 Download PDF

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Abstract

전진'D' 레인지 상태로 정차중인 차량에서 운전자의 후진 주행의지에 따라, 변속레버를 'D' →'R' 절환 시, 변속 실행 조건 만족상태에 따른 해당 마찰요소 해방 후, 재결합시키기 위한 듀티를 보정하여 출력시점을 필 타임 시간에 따라 변경하여 출력한 후, 피드 백 제어를 수행하여 변속동기를 완료시킬 목적으로;
전진 'D'레인지로 정차중인 차량에서 입력되는 변속레버 절환신호를 판단하는 단계와; 판단된 변속레버 절환신호에 따른 변속 실행 조건 만족상태를 판단하는 단계와; 변속 실행 조건 만족상태에 따라 해당 마찰요소 해방시킨 후, 소정의 시간이 경과하면 초기 필 타임 시간동안 결합 듀티를 출력한 다음, 상기 결합 듀티를 보정하여 출력시점을 필 타임 시간에 따라 변경하여 출력하고, 피드 백 제어를 수행하여 변속동기를 완료시키는 단계로 이루어져 있어서, 변속시 변속충격 발생 및 엔진 회전수 상승에 의한 위화감을 방지할 수 있는 효과가 있다.

Description

차량용 자동 변속기의 전진 →후진 변속제어 방법{A METHOD FOR D →R SHIFT CONTROLLING OF AUTOMATIC TRANSMISSION IN VEHICLE}
본 발명은 차량용 자동 변속기의 D → R 변속제어 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 변속레버 전진'D'레인지로 정차중인 차량에서 후진'R' 레인지로 변속레버 절환시 가속페달 조작이 이루어질 때, 발생되는 변속 충격을 방지하기 위한 차량용 자동 변속기의 D → R 변속제어 방법에 관한 것이다.
일반적으로 자동 변속기는 자동차의 주행속도와 스로틀 밸브의 개도율 및 제반 검출조건에 따라 변속제어장치가 다수의 솔레노이드 밸브를 제어하여 유압을 제어함으로써, 목표 변속단의 변속기어가 동작되어 자동으로 변속이 이루어진다.
즉, 상기와 같이 변속이 자동으로 이루어지는 자동 변속기는 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. 이는 자동 변속 제어장치에서 스로틀 밸브 개도량과 차속 변화에 따라 메모리에 기 설정된 프로그램에 의해 변속단을 결정하여, 상기에서 결정된 변속에 해당하는 듀티 제어신호를 상기 솔레노이드 밸브에 출력하여 제어함으로써, 변속이 이루어진다.
상기와 같이 변속이 자동으로 이루어지는 자동 변속기 차량에서 변속레버가 전진'D' 레인지에 위치한 상태로 정차중인 차량에서 운전자의 후진 주행의지에 따라, 변속레버를 'D' →'N' →'R' 순으로 절환 시키며, 가속페달을 조작하면, 종래에는 'D' →'R' 변속신호를 소정의 시간동안 지연 출력하고, 통상의 'N' →'R' 제어를 수행하였다.
그러나, 상기한 종래의 방법은 'D' →'R' 변속신호가 지연되는 동안 변속단은 중립 상태이기 때문에 엔진 회전수의 상승으로 인한 위화감이 발생되고, 특히 가속페달 조작이 이루어지면, 엔진 회전수 과다상승으로 인한 변속 충격이 발생하는 문제점을 내포하고 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 변속레버 전진'D' 레인지 상태로 정차중인 차량에서 운전자의 후진 주행의지에 따라, 변속레버를 'D' →'R' 절환 시, 변속충격 발생 및 엔진 회전수 상승에 의한 위화감을 방지하기 위한 차량용 자동 변속기의 D → R 변속제어 방법을 제공하기 위한 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은,
전진 'D'레인지로 정차중인 차량에서 입력되는 변속레버 절환신호를 판단하는 단계와;
판단된 변속레버 절환신호에 따른 변속 실행 조건 만족상태를 판단하는 단계와;
변속 실행 조건 만족상태에 따라 해당 마찰요소 해방시킨 후, 소정의 시간이 경과하면 초기 필 타임 시간동안 결합 듀티를 출력한 다음, 상기 듀티를 보정하여 출력시점을 필 타임 시간에 따라 변경하여 출력하고, 피드 백 제어를 수행하여 변속동기를 완료시키는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 차량용 자동 변속기의 D → R 변속제어 장치 구성 블록도.
도 2a와 도 2b는 본 발명에 적용되는 차량용 자동 변속기의 D → R 변속제어 방법 동작 순서도.
도 3은 본 발명에 따른 차량용 자동 변속기의 D → R 변속제어 듀티 패턴도 이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
100 : 차량 주행상태 검출수단 110 : 스로틀 밸브 개도 검출부
120 : 출력축 회전수 검출부 130 : 엔진 회전수 검출부
140 : 브레이크 페달 동작 검출부 150 : 변속레버 위치 검출부
160 : 유온 검출부 200 : 변속 제어 수단
300 : 구동수단
이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 차량용 자동 변속기의 D → R 변속제어 장치 구성 블록도로서, 차량 주행 상태 검출 장치(100)는 차량의 동작 상태에 따라 가변 출력되는 차량 주행 상태를 검출하고, 변속 제어 수단(200)은 상기 차량 주행 상태 검출 장치(100)에서 검출된 신호를 입력받고자 소정의 제어신호를 상기 차량 동작 상태 검출 수단에 출력하고, 상기 제어신호에 따라 동기 되어 출력되는 스로틀 밸브 개도, 출력축 회전수, 엔진 회전수, 브레이크 페달 작동상태, 변속레버 위치 및 유온를 입력받아 전진 'D'레인지로 정차중인 차량에서 입력되는 변속레버 절환신호를 판단하고, 상기 판단된 변속레버 절환신호에 따른 변속 실행 조건 만족상태를 판단하여, 상기 변속 실행 조건 만족상태에 따른 변속제어를 수행하며 해당 변속제어 신호를 출력하고, 구동장치(400)는 상기 변속 제어 장치(200)에서 출력되는 소정의 듀티 제어신호에 의해 듀티 제어되어 오일 펌프로부터 토출되어 공급되는 유압을 해당 마찰요소로 공급 및 해제시켜 변속을 수행한다.
상기에서 차량 주행 상태 검출 장치(100)는 운전자의 가속페달 조작상태에 따라 연동하는 스로틀 밸브의 개도량을 검출하여 변속단 결정시 적용되는 스로틀 밸브 개도량 검출부(110)와; 주행중인 차량의 차속에 상응하는 신호로서, 자동 변속기의 출력축의 회전수를 검출하여 변속단 결정시 적용되는 출력축 회전수 검출부(120)와; 주행중인 차량의 엔진의 회전수를 검출하여 변속단 결정시 적용되는 엔진 회전수 검출부(130)와; 운전자의 브레이크 페달 조작상태에 따라 가변되는 브레이크 페달 작동 스위치의 온/오프 상태를 검출하는 브레이크 페달 작동상태 검출부(140)와; 운전자의 변속레버 조작상태에 따라 가변되는 변속레버 위치를 검출하는 변속레버 위치 검출부(150)와; 주행중인 차량의 자동 변속기 오일의 온도를 검출하여 변속단 결정시 적용되는 유온 검출부(160)로 구비되어 이루어져 있다.
상기한 구성으로 이루어진 차량용 자동 변속기의 변속 제어 동작을 첨부한 도 2와 도 3을 참조하여 상세히 설명한다.
전진 'D'레인지 상태로 정차중인 차량에서 차량 주행 상태 검출 장치(100)는 차량 주행 상태에 따라 가변되는 스로틀 밸브 개도, 출력축 회전수, 엔진 회전수, 브레이크 페달 동작상태, 변속레버 위치 및 유온 등을 검출한다.
이에 변속 제어 장치(200)는 소정의 제어신호를 상기 차량 주행 상태 검출 장치(100)로 출력하고, 차량 주행 상태 검출 장치(100)는 상기 변속 제어 장치(200)에서 출력된 소정의 제어신호에 의해 동기 되어 검출된 스로틀 밸브 개도, 출력축 회전수, 엔진 회전수, 브레이크 페달 동작상태, 변속레버 위치 및 유온 등을 출력한다.
이에, 변속 제어 장치(200)는 상기 차량 주행 상태 검출 장치(100)로부터 입력되는 스로틀 밸브 개도, 출력축 회전수, 엔진 회전수, 브레이크 페달 조작상태, 변속레버 위치 및 유온 등을 입력받아 운전자의 후진 주행의지에 따른 변속레버 절환이 이루어지면, 기 설정된 프로그램에 의해 입력되는 변속레버 절환신호가 'D' →'R' 요구신호인가를 비교 판단한다(S100,S110).
상기에서 입력되는 변속레버 절환신호가 'D' →'R' 요구신호임이 판단되면, 변속 제어 장치(200)는 'D' →'R' 변속레버 절환에 따른 변속 실행 조건을 만족하는가를 비교 판단한다(S120).
상기에서 'D' →'R' 변속레버 절환에 따른 변속 실행 조건은, 유온의 온도 > 소정의 제5 설정 값(30℃) 출력축 회전수(No) < 소정의 제6 설정 값(30rpm) 브레이크 스위치 작동 '온' 전 변속단이 D(1)이고 'D' →'N' 후 'N'레인지 유지시간이 소정의 제7 설정시간(500ms)이하 스로틀 밸브 개도 OFF 판정 중 인 조건을 모두 만족해야 하는 조건이다.
하지만, 상기(S110)에서 입력되는 변속레버 절환신호가 'D' →'R' 요구신호가 아니면, 변속제어 장치(200)는 전진'D'레인지로 정차중인 차량에서 'D' →'R' 변속제어를 수행하지 않고, 해당 변속제어를 수행하기 위해 메인 루틴으로 리턴한다.
따라서, 상기(S120)에서 'D' →'R' 변속레버 절환에 따른 변속 실행 조건을 만족하면, 변속 제어 장치(200)는 마찰요소를 100%의 듀티로 개합 시켰던 듀티를 0%로 제어하기 위한 소정의 제어신호를 출력함과 동시에 시간(t)을 카운트하며, 계합된 마찰요소를 해방시킨다(S130).
따라서, 변속단은 전진'D' 레인지 에서 중립'N'레인지로 절환 된다.
하지만, 상기에서 'D' →'R' 변속레버 절환에 따른 변속 실행 조건을 만족하지 않으면, 변속 제어 장치(200)는 'D' →'R' 변속제어를 수행하지 않고, 메인 루틴으로 리턴한다.
이 후, 변속 제어 장치(200)는 도 3에 도시되어 있는 바와 같이 소정의 제1 설정 시간(tO)동안 해당 마찰요소를 해방시키기 위해 0%의 듀티를 유지하면, 상기(S130)에서 카운트하기 시작한 시간(t)가 소정의 제1 설정 시간(tO)을 경과했는가를 비교 판단한다(S140).
상기에서 제어 듀티 0%로 해당 마찰요소를 해방 유지시키기 위한 시간(t)가 소정의 제1 설정 시간(tO)에 도달함이 판단되면, 변속 제어 장치(200)는 0%의 제어 듀티를 Dkif%로 상승 제어하고, 상기(S130)에서 카운트하기 시작한 시간(t)가 해당 마찰요소에 유압이 공급되기 시작하는 초기 필 타임 시간(tf)에 도달하였는가를 비교 판단한다(S150,S160).
상기에서 초기 듀티 Dkif%은 보지(保持) 듀티율 기본치(DkifOxy) + 보지(保持) 듀티율 학습 보정량(DkifLxy) + 보지(保持) 듀티율 학습 영역외 보정(DkifXOT) + 보지(保持) 듀티율 D →R 보정치(DkifC)로 연산하여 설정된다.
상기에서 보지(保持) 듀티율 D →R 보정치(DkifC)는 변속레버 'N' →'R' 응답성을 확보하기 위해 변속레버 'D' →'N'후 'N'레인지 체류시간에 따라 표1과 같이 별설정한다.
체류시간 < Tdn1 Tdn1 < 체류시간 < Tdn2 Tdn2 < 체류시간
Dkif DkifC1 Dkifc2 Dkifc3
상기에서 Tdn1은 Dkif출력 분할 시간1 으로 192ms이고, Tdn2는 Dkif출력 분할 시간2 으로 400ms이다.
상기에서 DkifC1은 'D' →'N' →'R'시 Dkif보정 듀티 1로 9.76%이고, Dkifc2는 'D' →'N' →'R'시 Dkif보정 듀티 2로 6.64%이고, DkifC3은 'D' →'N' →'R'시 Dkif보정 듀티 3으로 3.51%이다.
상기에서 카운트된 시간(t)이 초기 필 타임 시간(tf)에 도달함이 판단되면, 변속 제어 장치(200)는 도 3에 도시되어 있는 바와 같이 터빈 변화율(△N)이 소정의 제3 설정 값(100rpm)보다 큰가를 비교 판단 한다(S170).
상기에서 터빈 변화율(△N)은 'D' →'N' →'R' 판정시점부터 매 연산주기마다 실 엔진 회전수(Nt) - 실 터빈 회전수(Nt)로 산출된다.
상기에서 터빈 변화율(△N)이 소정의 제3 설정 값(100rpm)보다 크다고 판단되면, 변속 제어 장치(200)는 제어 듀티를 초기 듀티 Dkif%로 유지시킨다(S180).
하지만, 상기(S160)에서 변속 개시점 부터 카운트된 시간(t)이 초기 필 타임 시간(tf)에 도달하지 않은 것으로 판단되면, 변속 제어 장치(200)는 터빈 변화율(△N)이 소정의 제3 설정 값(100rpm)보다 작거나 같은가를 비교 판단한다(S181).
즉, 필 타임 시간(tf)이 완료되기 전에 터빈 변화율(△N)이 소정의 제3 설정값(100rpm)에 도달하더라도 필 타임 시간(tf)이 완료될 때까지 초기 듀티 Dkif%을 유지시킨다(S182).
이어서, 변속 제어 장치(200)는 상기(S170)에서 터빈 변화율(△N)이 소정의 제3 설정 값(100rpm)에 도달함이 판단되면, 초기 듀티 Dkif%를 도 3에 도시되어 있는바와 같이 듀티를 Da로 보정하여 상승 제어한다(S200).
상기에서 초기 듀티 Dkif%를 Da로 보정하는 방법은, 먼저 엔진 회전수 변화율(△Ne)을 초기 필 타임(tf) 완료시점에서 초기 필 타임 시점에서의 엔진 회전수(Ne)tf와 'D' →'N' →'R' 변속개시점에서의 엔진 회전수(Ne)ss와의 차이를 계산한다.
△Ne = (Ne)tf - (Ne)ss
듀티 Da 보정은 Da 출력시작점에서 도 3에 도시되어 있는바와 같이 B 구간 종료점 이전에 처음으로 △Ne ≥ 소정의 제3 설정 값(100rpm)을 만족하는 곳에서 △Da를 1회만 가산한다.
Da = DAOxy+ DALxy+ DAS+ △DTH+ △DEXOT+ DAIGON+ △Da
상기에서 DAOxy, DALxy, DAS,△DTH, △DEXOT, DAIGON는 연산상수이다.
△Da는 보정 값으로 3.9%이다.
상기에서 초기 듀티 Dkif%가 Da 듀티로 상승 제어되면, 변속 제어 장치(200)는 기 설정된 피드 백 제어 프로그램에 의해 피드 백 제어를 수행하여 해당 마찰요소를 계합 시켜 나간다(S210).
따라서, 변속단은 중립'N' 레인지 에서 후진 'R'레인지로 절환 되어간다.
이어서, 변속 제어 장치(200)는 상기에서 피드 백 제어를 수행하며, 변속단이 목표 변속단에 도달하였는가를 비교 판단한다(S220).
상기에서 변속단이 목표 변속단에 도달됨을 판단하는 방법은, 도 3에 도시되어 있는 바와 같이 실 터빈 회전수(Nt)가 목표 터빈 회전수(Nte)에 도달됨이 판단되면, 변속 제어 장치(200)는 변속 동기가 완료됨을 판단한다.
상기에서 변속동기가 판단되지 않으면, 변속 제어 장치(200)는 변속 동기가 판단될 때까지 피드 백 제어를 계속 수행한다.
따라서, 변속 제어 장치(200)는 피드 백 제어를 종료하고, 피드 백 최종 듀티(Da)를 도 3에 도시되어 있는 바와 같이 기 설정된 프로그램에 의해 듀티 Db%로 상승 제어한 후, 소정의 시간(tb)를 유지시킨 다음, 상기 소정의 시간(tb)가 경과되면, 듀티 Db%를 100%로 상승 제어 한 다음, 'D' →'R' 제어를 종료하고 메인루틴으로 리턴한다(S230 ~ S250).
이로서, 변속레버 전진'D' 레인지 상태로 정차중인 차량에서 운전자의 후진 주행의지에 따른, 변속레버 'D' →'R' 절환 시, 변속충격 발생 및 엔진 회전수 상승에 의한 위화감을 방지할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이 차량용 자동 변속기의 D →R 변속 제어 방법은, 전진'D' 레인지 상태로 정차중인 차량에서 운전자의 후진 주행의지에 따라, 변속레버를 'D' →'R' 절환 시, 변속 실행 조건 만족상태에 따른 해당 마찰요소 해방 후, 재결합시키기 위한 듀티를 보정하여 출력시점을 필 타임 시간에 따라 변경하여 출력한 후, 피드 백 제어를 수행하여 변속동기를 완료시킴으로서, 변속시 변속충격 발생 및 엔진 회전수 상승에 의한 위화감을 방지할 수 있는 효과가 있다.

Claims (11)

  1. 전진 'D'레인지로 정차중인 차량에서 입력되는 변속레버 절환신호를 판단하는 단계와;
    판단된 변속레버 절환신호에 따른 변속 실행 조건 만족상태를 판단하는 단계와;
    변속 실행 조건 만족상태에 따라 해당 마찰요소 해방시킨 후, 소정의 시간이 경과하면 초기 필 타임 시간동안 결합 듀티를 출력한 다음, 상기 결합 듀티를 보정하여 출력시점을 필 타임 시간에 따라 변경하여 출력하고, 피드 백 제어를 수행하여 변속동기를 완료시키는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기의 D → R 변속제어 방법.
  2. 제 1항에 있어서, 입력되는 변속레버 절환신호를 판단하는 방법은, 입력되는 변속레버 절환신호가 'D' →'R' 요구신호인가를 비교 판단하는 단계와;
    상기 단계에서 입력되는 변속레버 절환신호가 'D' →'R' 요구신호임이 판단되면, 'D' →'R' 변속 실행 조건 만족상태를 판단 단계와;
    상기 단계에서 입력되는 변속레버 절환신호가 'D' →'R' 요구신호가 아니면, 해당 변속제어를 수행하기 위해 메인 루틴으로 리턴하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기의 D → R 변속제어 방법.
  3. 제 1항 또는 제 2항 중 어느 한 항에 있어서, 변속 실행 조건은 유온의 온도 > 소정의 제5 설정 값 출력축 회전수(No) < 소정의 제6 설정 값 브레이크 스위치 작동 '온' 전 변속단이 D(1)이고 'D' →'N' 후 'N'레인지 유지시간이 소정의 제7 설정시간이하 스로틀 밸브 개도 OFF 판정 중 인 조건을 모두 만족해야 하는 조건인 것을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기의 D → R 변속제어 방법.
  4. 제 3항에 있어서, 소정의 제5 설정 값은 30℃이고, 소정의 제6 설정 값은 30rpm이고, 제 7 설정시간은 500ms 인 것을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기의 D → R 변속제어 방법.
  5. 제 2항에 있어서, 'D' →'R' 변속 실행 조건을 만족하면, 해당 마찰 요소 100%의 결합 듀티를 0%로 해방시키는 단계와;
    상기 단계에서 해당 마찰요소의 해방 듀티를 소정의 제 1 설정시간 동안 유지시키는 단계와;
    상기 단계에서 소정의 제 1 설정 시간이 경과되면, 해당 마찰요소를 초기 듀티를 Dkif% 듀티로 출력하고 필 타임 시간 동안 유지하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기의 D →R 변속제어 방법.
  6. 제 5항에 있어서, 초기 듀티 Dkif%은 보지(保持) 듀티율 기본치(DkifOxy) + 보지(保持) 듀티율 학습 보정량(DkifLxy) + 보지(保持) 듀티율 학습 영역외 보정(DkifXOT) + 보지(保持) 듀티율 D →R 보정치(DkifC)로 연산하여 산출된 듀티 값으로 출력하는 것을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기의 D → R 변속제어 방법.
  7. 제 6항에 있어서, 보지(保持) 듀티율 D →R 보정치(DkifC)는 변속레버 'D' →'N'후 'N'레인지 체류시간에 따라 별설정 하는 것을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기의 D →R 변속제어 방법.
  8. 제 5항에 있어서, 필 타임이 경과되면, 터빈 변화율이 소정의 제3 설정값 보다 큰가를 비교 판단하는 단계와;
    상기 단계에서 터빈 변화율이 소정의 제3 설정값 보다 크다고 판단되면, 초기 듀티 Dkif%를 계속 유지하는 단계와;
    상기 단계에서 터빈 변화율이 소정의 제3 설정값 보다 작다고 판단되면, 초기 듀티 Dkif%를 Da 듀티로 보정하여 출력하고, 피드 백 제어를 수행하며, 변속동기가 완료되었는가를 비교 판단하는 단계와;
    상기 단계에서 변속동기가 완료됨이 판단되면, 피드 백 제어를 종료하고, 피드 백 최종 듀티를 Db 듀티로 상승 출력하고 소정의 시간동안 유지시킨 후, 듀티를 100%로 출력하여 해당 마찰요소의 결합 제어를 완료하는 단계로 이루어지는 것을특징으로 하는 차량용 자동 변속기의 D → R 변속제어 방법.
  9. 제 8항에 있어서, 초기 듀티 Dkif%를 Da 듀티로 보정하는 방법은, 엔진 회전수 변화율을 초기 필 타임 완료시점에서의 엔진 회전수와 'D' →'N' →'R' 변속개시점에서의 엔진 회전수와의 차이를 연산하는 산출된 엔진 회전수 변화율이 소정의 제3 설정 값보다 크거나 같은 조건을 만족하는 시점에서 보정듀티 △Da를 1회만 가산하는 것을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기의 D → R 변속제어 방법.
  10. 제 5항에 있어서, 필 타임이 경과하지 않으면, 터빈 변화율이 소정의 제3 설정 값보다 작거나 같은 조건을 만족하더라도 필 타임 완료시까지 초기 듀티를 계속 유지하는 것을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기의 D → R 변속제어 방법.
  11. 제 8항, 제 9항 또는 제 10항 중 어느 한 항에 있어서, 제3 설정 값은 100rpm 인 것을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기의 D → R 변속제어 방법.
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