KR100397996B1 - 차량용 자동 변속기의 업 시프트시 변속 제어방법 - Google Patents

Abstract

엔진과의 총합 제어로 업 시프트 변속과정에서 블로우 업(Blow -Up) 발생을 억제하고 학습 안정화 꾀하며, 과다한 블로우 업 학습치를 적정수준으로 감소시킴으로써, 변속감 향상 및 내구성 향상을 도모할 수 있는 자동 변속기의 업 시프트시 변속 제어방법을 제공할 목적으로;차량의 주행 중 업 시프트에 대한 변속지령이 발생되고, 블로우 업이 일정값 이상이면, 유압상승 듀티 제어 및 엔진 토오크 저감 제어와, 그 블로우 량에 비례하는 학습 제어가 이루어지되,

상기에서 블로우 업이 일정값 이하이면, 변속제어 지령이 발생된 시점에서 물리적인 변속이 이루어지기 시작하는 시점까지의 유지시간에 따라 타이 업에 대한 학습 및 정상제어가 이루어지는 차량용 자동 변속기의 업 시프트시 변속 제어방법을 제공한다.

Description

차량용 자동 변속기의 업 시프트시 변속 제어방법{METHOD CONTROLLING SHIFT AT AN UP-SHIFT FOR AN AUTOMATIC TRANSMISSION IN VEHICLES}

본 발명은 차량용 자동변속기의 업 시프트시 변속 제어방법에 관한것으로서, 보다 상세하게는 엔진과의 총합 제어로 업 시프트 변속과정에서 블로우 업(Blow -Up) 발생을 억제하고 학습 안정화하며, 과다한 블로우 업 학습치를 적정수준으로 감소시킴으로써, 변속감 향상 및 내구성 향상을 도모할 수 있는 자동 변속기의 업 시프트시 변속 제어방법에 관한 것이다.

예컨대, 자동차에 적용되는 자동 변속기는 자동차의 주행속도와 스로틀 밸브의 개도율 및 제반 검출조건에 따라 변속제어장치가 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.

이와같은 작동원리에 따라 동작되는 자동변속기는, 각 해당 목표 변속단으로의 변속이 실행되는 경우 작동상태에서 작동 해제되는 마찰요소와, 작동 해제 상태에서 작동 상태로 변환되는 마찰요소를 보유하게 되는데, 이들 마찰요소의 작동 해제 및 작동 시작 타이밍에 따라 자동변속기의 변속성능이 결정되므로 최근에는 보다 나은 변속성능 향상을 위한 변속 제어방법의 연구가 활발하게 진행되고 있다.

이러한 점을 감안하여 본 발명의 기술적 배경을 살펴보면, 자동변속기의 변속제어는 차량의 주행 상태에 따라 전진 1속으로부터 순차적으로 4속까지 변속이 이루어지는 업 시프트 변속제어와, 전진 4속으로부터 1속까지 순차적으로 변속이 이루어지는 다운 시프트 변속제어와, 4속에서 2속, 3속에서 1속으로 다운 시프트가 이루어지는 다운 스킵 변속제어가 이루어지게 된다.

상기와 같은 변속제어 과정에서 본 발명이 관계하는 파워 온 상태에서의 업 시프트시 종래에는 런 업 발생 및 변속감 향상을 위해 유압 제어 및 프리 필 (PRE-FILL) 시간의 증감으로 그 목적을 이루어왔다.

즉, 블로우 업 발생시 변속감 향상을 위하여 초기 제어 듀티를 학습 보정하여 차회의 유압을 증가시키는 방법으로 제어하였다.

그러나 상기와 같은 제어방법에 있어서는 블로우 업 발생시 학습은 이루어지고 있으나, 블로우 업 양에 비례하여 학습하지 않으며, 또한 학습에 의한 제어만이 이루어짐으로써, 학습치가 수렴될 때까지 블로우 업 현상을 계속 감수해야 한다는 문제점이 있다.

그리고 타이 - 업 판정 방법이 없으므로 블로우 업 학습이 과도하게 진행될 경우 과다 학습치를 감소시킬 수 있는 방법이 없어서 어느 정도의 타이 업 충격을 계속 감수 해야함은 물론 이의 충격 발생으로 자동 변속기의 내구성을 저하시킨다는 문제점을 내포하고 있다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명된것으로서, 본 발명의 목적은, 엔진과의 총합 제어로 업 시프트 변속과정에서 블로우 업(Blow -Up) 발생을 억제하고 학습 안정화 꾀하며, 과다한 블로우 업 학습치를 적정수준으로 감소시킴으로써, 변속감 향상 및 내구성 향상을 도모할 수 있는 자동 변속기의 업 시프트시 변속 제어방법을 제공함에 있다.

도 1은 본 발명을 운용하기 위한 시스템의 일반적인 구성도.

도 2는 본 발명에 의한 업 시프트시의 듀티 패턴도.

도 3은 본 발명에 의한 작동 흐름도.

도 4는 토오크 저감량 설정치의 일예도.

도 5는 블로우 업 발생시의 학습치 일예를 보인 그래프 선도.

도 6은 타이 업 발생시의 학습치 일예를 보인 그래프 선도이다.

이를 실현하기 위하여 본 발명은, 차량의 주행 중 업 시프트에 대한 변속지령이 발생되고, 블로우 업이 일정값 이상이면, 유압상승 듀티 제어 및 엔진 토오크 저감 제어와, 그 블로우 량에 비례하는 학습 제어가 이루어지되,상기에서 블로우 업이 일정값 이하이면, 변속제어 지령이 발생된 시점에서 물리적인 변속이 이루어지기 시작하는 시점까지의 유지시간에 따라 타이 업에 대한 학습 및 정상제어가 이루어지는 차량용 자동 변속기의 업 시프트시 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 총합 제어시스템의 블록도로서, 엔진 제어감지부(10)를 형성하는 각종 센서로부터 현재 차량의 운행 상태가 ECU(20)로 입력되면, ECU(20)에서는 이들 정보를 미리 입력되어져 있던 데이터와 비교 판단하여 엔진제어 구동부(30)를 제어하여 엔진을 최적의 상태로 제어하게 된다.

이와 동시에 ECU(20)에서는 변속 제어에 필요한 정보가 있으면, 트랜스밋션 제어유닛(40, 이하 TCU로 칭함)으로 정보를 보내어 변속제어가 이루어도록 하는데, 이때 TCU에서는 상기 ECU(20)로부터 전달되는 정보와 변속제어 감지부(50)로부터 입력되는 정보를 미리 입력되어진 데이터와 비교 판단하여 변속제어 구동부(60)를 제어함으로써, 최적의 변속 제어가 이루어지게 하는 것이다.

상기에서 엔진 제어 감지부(10)라고 함은, 공지에서와 같이, 차속센서,크랭크 각 센서, 엔진 회전수 센서, 냉각수온 센서, 터빈 회전수 센서, 스로틀 포지션 센서 등등 엔진 제어에 필요한 모든 정보를 검출하는 것을 의미하며, 변속 제어감지부(50)는 입,출력측 속도 센서, 유온센서, 인히비터 스위치, 브레이크 스위치등 변속제어에 필요한 정보를 제공하는 센서들을 의미한다.

그리고 엔진 제어구동부(30)는 엔진 제어를 위한 모든 구동부를 의미하며,변속 제어 구동부(60)는 자동 변속기의 유압 제어수단에 적용되는 모든 솔레노이드 밸브를 의미하는 것이다.

또한, 상기 ECU(20)에서 TCU(40)로 정보를 보냄에 있어서는 여러 가지가 있으나, 그 일예로서는 CAN 통신을 들 수가 있다.

상기 CAN 통신은 CAN 버스 라인을 통해 데이터를 다중 통신하는 것으로서, 각 컨트롤러에 상호 필요한 모든 정보를 주고 받을 수 있고, 어떤 컨트롤러에 추가 정보 필요시 하드 웨어 변경없이 소프트 웨어만을 변경하여 대응 가능하다.

이러한 제어계통에 있어서, 유압 제어시스템에서는 마찰요소의 체결 및 체결 해제를 제어함에 있어서는 터어빈의 회전수가 부드럽게 변화되면서 변속이 이루어지도록 하는 것이 가장 이상적이다.

도 2는 본 발명에 의한 변속 제어를 가시적으로 살펴볼 수 있는 듀티 패턴도도로서, 소정의 저속 변속단에서의 상위 변속단으로 변속지령이 내려지면(SS), 작동요소의 유압 듀티는 일정값까지 직하강하였다가 일정 경사로 듀티 제어가 이루어지게 된다.

그러면 터어빈의 회전수(Nt)에 일정량 상승하는 블로우 업이 발생되었다가 변속이 진행됨에 따라 서서히 떨어지게 되는데, 이때, 블로우 업이 30rpm이 되는 시점에서 이의 제어를 위해 솔레노이드 밸브의 듀티가 일정값(10%) 상승한 후에 서서히 일정 기울기로 하강하게 되며, 엔진의 토오크 또한 상기 블로우 업 현상에 따라 저감 제어가 이루지게 된다(A구간).

이의 A구간에 대한 제어는 블로우 업을 제어하기 위한 것이며, 이의 제어에의하여 블로우 업 현상이 끝나는 시점(SB, 기구적인 변속이 이루어지기 시작하는 싯점)에서는 유압 듀티가 블로우 업이 30rpm 시점의 듀티값으로 급상승하였다가 일정 기울기로 서서히 상승하게 되며, 이때, 엔진 토오크는 일반적인 제어와 마찬가지로 저감 제어가 이루어지면서(B구간) 변속이 진행된다.

상기와 같은 변속 제어과정에서 터어빈의 회전수가 목표로 하는 회전수까지 떨어지면, 변속제어는 완료되며(SF), 유압 듀티는 일정시간(C) 계속되다가 처음의 상태로 완전 복귀하면 기계적인 변속까지 완료되는 것이다(SE).

상기와 같은 변속이 이루어질 수 있도록 하기 위한 작동흐름을 도3 내지 도 6을 보면서 살펴보면, 업 시프트에 대한 변속지령이 내려지면(S100), 블로우 업이 30rpm 이상인가를 판단하게 된다(S110).

상기 S110 단계에서 블로우 업이 30rpm 이상이라고 판단되면, 먼저 유압 상승의 방지를 위한 듀티 제어와 엔진 토오크 저감제어, 그리고 블로우 량에 비례하는 학습제어가 이루어지게 된다(S120).

그리고 상기 S110 단계에서 블로우 업이 30rpm 이하라고 판단되면, 도2의 A구간 즉, 변속제어 지령이 발생된 시점(SS)에서 물리적인 변속이 이루어지기 시작하는 시점(SB)까지의 유지시간이 설정값 이하인가를 판단하게 된다(S130).

상기 S130 단계에서 A구간 유지시간이 설정값 보다 작다고 판단되면 타이업에 대한 학습이 이루어지고(S140), 상기 S130 단계에서 A구간 유지시간이 설정값 보다 크다고 판단되면 정상적인 제어가 이루어지면서(S150) 리턴된다.

상기 S120 단계에서의 유압 상승 듀티 제어는 도 2의 A 구간에서와 같은 듀티로 이루어지며, 엔진 토오크 저감을 위한 제어는 도4에서와 같이 블로우 업량에 비례하여 이루어지게 된다.

도 4에서 0%의 경우는 최대한의 토오크 저감을 나타내고, 100%의 경우에는 토오크 보정이 없음을 나타내는 것이며, 이의 제어는 상기한 바와같이 엔진 통합제어에 의한 점화시기 지연에 의하여 이루어지게 된다.

또한, 도 4에 나타난 숫자는 그에 한정되는 것이 아니라, 적용차종 및 변속기 특성에 따라 달라질 수 있음은 물론이다.

그리고 블로우 량에 비례하는 학습 제어는 도 2의 SS부터 SB까지 발생한 블로우 업량에 따라서 도 5에서와 같이 초기 듀티의 가압 보정치가 결정되는 것이다.

즉, 블로우 업 량이 30rpm인 경우에는 보정치가 "0"이며, 그 이상인 경우에는 그 양에 따라 학습치가 커지게 된다.

상기 S140 단계에서의 타이업에 대한 학습은 도 2의 SS부터 SB까지의 시간(T1)을 계측하여 그 시간에 따라 초기 듀티의 감압 보정치를 결정하게 된다.

즉, 기준시간을 300msec 라고 할 때 보정치는 "0" 이고 그 시간이 짧아질수록 학습치는 "-"으로 커지게 된다.

그리고 상기와 같은 제어과정에서 맵으로부터 블로우 업 또는 타이업이 판정되면 아래와 같이 다음 변속시의 초기 유압을 학습이 이루어지는 것으로서, Pr을 최종 출력값, PrO를 기본 맵값, α를 블로우 업 학습치, β를 타이업 학습치라고 할 때, 최종 출력값 Pr은 "Pr = PrO + α + β" 구해진다.

이와같은 변속 제어방법에 의한 본 발명은, 첫째, 업 시프트중 SB점 이전에 블로우 업이 발생되면 즉시 유압을 증가시킴으로써, 터어빈 회전수의 상승을 억제하고, 블로우 업 발생량에 비례하여 차후의 유압을 학습하게 된다.

둘째, 블로우 업이 진행되고 있는 동안 엔진의 토크를 저감시켜 블로우 업의 진행시간을 줄이게 된다.

셋째, 블로우 업이 발생되지 않은 상태에서 SS점부터 SB점까지의 시간이 지나치게 짧을 경우, 이를 타이업으로 간주하여 차후 유압을 낮출 수 있도록 학습제어함으로써 변속감 안정성 및 내구성 증대를 도모할 수 있게 되는 것이다.

이상에서와 같이 본 발명에 의하면, 엔진과의 총합 제어로 업 시프트 변속과정에서 블로우 업(Blow -Up) 발생을 억제하고 학습 안정화 꾀하며, 과다한 블로우 업 학습치를 적정수준으로 감소시킴으로써, 변속감 향상 및 내구성 향상을 도모할 수 있는 발명인 것이다.

Claims (10)

1. 차량의 주행 중 업 시프트에 대한 변속지령이 발생되고, 블로우 업이 일정값 이상이면, 유압상승 듀티 제어 및 엔진 토오크 저감 제어와, 그 블로우 량에 비례하는 학습 제어가 이루어지되,

   상기에서 블로우 업이 일정값 이하이면, 변속제어 지령이 발생된 시점에서 물리적인 변속이 이루어지기 시작하는 시점까지의 유지시간에 따라 타이 업에 대한 학습 및 정상제어가 이루어짐을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기의 업 시프트시 변속 제어방법.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 제1항에 있어서, 타이 업에 대한 학습은 변속제어 지령이 발생된 시점에서 물리적인 변속이 이루어지기 시작하는 시점까지의 유지시간이 설정값 이하일 때 이루어짐을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기의 업 시프트시 변속 제어방법.
6. 제1항에 있어서, 정상제어는 변속 지령이 발생된 시점에서 물리적인 변속이 이루어지기 시작하는 시점까지의 유지시간이 설정값 이상일 때 이루어짐을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기의 업 시프트시 변속 제어방법.
7. 삭제
8. 삭제
9. 삭제
10. 제1항에 있어서, 타이 업에 대한 학습은 다음 변속시 유압의 감압 보정치로 산출됨을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기의 업 시프트시 변속 제어방법.