KR100405669B1 - 자동 변속기의 변속 제어장치 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

고속 주행중 운전자의 변속레버 조작에 의한 N→D 제어시 변속쇼크의 발생을 방지하기 위해, 차량의 주행상태에 따라 가변되어 출력되는 신호를 감지하여 소정의 전기신호를 출력하는 차량 주행상태 감지수단과; 상기 주행상태 감지수단에서 출력되는 소정의 전기신호를 인가 받아 N레인지의 체류시간을 검출하여 소정의 시간이 경과한 후 변속레버가 D레인지로 가변되었는가를 판단하여 초기 계합 듀티(DR)를 차속 및 스로틀 밸브 개도량에 따라 연산하여 산출하여 출력하고 듀티 기울기를 스로틀 밸브 개도를 보정한 값에 의해 연산하여 출력하는 TCU와; 상기 TCU에서 출력되는 소정의 듀티 제어신호에 따라 고속 주행중 N→D제어를 수행하는 구동수단으로 이루어져 있어서, 고속 주행중 변속레버를 N→D로 조작하여도 변속쇼크 없이 변속을 수행할 수 있어 변속기의 내구성을 증대시킬 수 있고, 변속감을 향상시킬 수 있으며 안정된 주행을 수행할 수 있는 효과가 있다.

Description

자동 변속기의 변속 제어 장치 및 그 방법

본 발명은 자동 변속기에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 고속 주행중 운전자가 변속레버를 N레인지로 전환한 후 소정의 시간이 경과한 후 다시 변속레버를 D레인지로 전환할 때 발생하는 변속쇼크를 저감시키기 위한 자동 변속기의 변속 제어장치 및 그 방법에 관한 것이다.

일반적으로 자동 변속 차량은 차량의 주행상태에 따라 가변되는 차속과 스로틀 밸브의 개도량 변화에 따라 변속 제어수단(이하 TCU라 칭함)에서 목표 변속단을 설정하고 변속을 수행하여 차량을 주행시킨다.

따라서 상기한 자동 변속기를 장착한 차량을 변속단을 4속으로 고속 주행하고 있는 상태에서 운전자가 변속레버를 조작하여 D레인지에서 N레인지로 전환한 후 소정의 시간이 경과한 후 다시 변속레버를 조작하여 D레인지로 전환하는 경우가 있다.

상기한 종래의 기술에서 변속단을 4속으로 고속 주행중인 차량에서 운전자가 변속레버를 D→N→D로 조작하였을 때 주행 차량의 목표 변속단은 3속 또는 4속이 된다.

그러나 N레인지에서 4속 진입이 자동 변속기의 유압 밸브 구조상 제어 불가능하므로 변속단이 4속 영역일지라도 3속 계합 후 소정의 시간인 300ms이 경과한 후 4속으로 변속이 연속하여 일어난다.

따라서 변속단을 4속으로 고속 주행중 변속레버를 N레인지로 전환한 후 소정의 시간이 경과한 이후 변속레버를 D레인지로 전환하면 엔진 회전수의 상승이 크게되고 이에 따라 변속쇼크도 크게 발생하는 문제점이 있다.

따라서 본 발명의 목적은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 고속 주행중 운전자가 변속레버를 조작하여 D→N→D하는 경우, N레인지의 체류시간을 검출하여 소정의 시간이 경과한 후 변속레버가 D레인지로 가변되었는가를 판단하여 초기 계합 듀티(DR)를 차속 및 스로틀 밸브 개도량에 따라 연산하여 산출하여 출력하고 듀티 기울기를 스로틀 밸브 개도를 보정한 값에 의해 연산하여 출력하는 자동 변속기의 변속 제어장치 및 그 방법을 제공하기 위한 것이다.

도1은 본 발명의 실시예에 따른 자동 변속기의 변속 제어장치 구성 블럭도이고,

도2는 본 발명의 실시예에 따른 자동 변속기의 변속 제어방법 동작 순서도이고,

도3은 본 발명의 실시예에 따른 자동 변속기의 변속 제어 듀티 패턴도이고,

도4는 종래 자동 변속기의 변속 제어 듀티패턴도이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은,

자동 변속기의 고속 주행중 변속 제어 장치에 있어서, 차량의 주행상태에 따라 가변되어 출력되는 신호를 감지하여 소정의 전기신호를 출력하는 차량 주행상태 감지수단과;

상기 주행상태 감지수단에서 출력되는 소정의 전기신호를 인가 받아 N레인지의 체류시간을 검출하여 소정의 시간이 경과한 후 변속레버가 D레인지로 가변되었는가를 판단하여 초기 계합 듀티(DR)를 차속 및 스로틀 밸브 개도량에 따라 연산하여 산출하여 출력하고 듀티 기울기를 스로틀 밸브 개도를 보정한 값에 의해 연산하여 출력하는 TCU와;

상기 TCU에서 출력되는 소정의 듀티 제어신호에 따라 고속 주행중 N→D제어를 수행하는 구동수단을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위한 또 다른 본 발명은,

자동 변속기의 고속 주행중 변속 제어방법에 있어서, 4속의 변속단으로 고속 주행중인 차량에서 운전자가 변속레버를 조작하여 D레인지에서 N레인지로 전환시키면 N레인지의 체류시간을 검출하여 설정된 소정의 기준 시간을 경과했는가를 판단하는 단계와;

상기 단계에서 N레인지의 체류시간이 설정된 소정의 시간을 경과한 경우, 운전자에 의해 변속레버가 N레인지에서 D레인지로 가변되었는가를 판단하는 단계와;

상기 단계에서 N레인지의 체류시간이 설정된 소정의 시간을 경과한 이후에 변속레버가 N레인지에서 D레인지로 가변된 경우, 하기의 수학식 1에 의해 초기 계합 듀티(DR)를 산출하고, 하기의 수학식 2에 의해 듀티 기울기(XSNO1)를 산출하여 계합 듀티(DR)를 출력하는 단계와;

상기 단계에서 계합 듀티(DR)를 출력함에 따라 하기의 수학식 3에 의해 검출되는 터빈 회전수(Nt)의 변화값이 설정된 소정의 기준값(C2)에 도달하였는가를 판단하는 단계와;

상기 단계에서 터빈 회전수(Nt)의 변화값이 설정된 소정의 기준값(C2)에 도달한 경우, 즉 하기의 수학식 3을 만족하는 경우 하기의 수학식 4에 의해 듀티기울기(XSND2)을 다시 산출하여 계합 듀티(DR)을 출력하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

DR = DRB + NO × α -Th × β

{상기에서 DR은 초기 계합 듀티이고,

DRB는 메모리에 저장된 초기 기본값이고,

NO는 차속이고,

α는 연산상수이고,

Th는 스로틀 밸브 개도량이고,

β는 연산 상수이다.}

XSND1 = XSND + Th × C1

{ 상기에서 XSND1은 새로운 듀티 기울기이고,

XSND는 메모리에 저장된 기본값이고,

Th는 스로틀 밸브 개도량이고,

C1은 스로틀 밸브를 보정하는 상수이다.}

{ 상기에서 Nt'는 전 회의 터빈 회전수이고,

Nt는 본회의 터빈 회전수이고,

C2는 변속동기가 완료되는 시점의 터빈 회전수 기준값이다.)

XSND2 = XSND1 + Th × C1

{ 상기에서 XSND2는 새로운 듀티 기울기이고,

XSND1은 전회의 듀티 기울기이고,

Th는 스로틀 밸브 개도량이고,

C1은 스로틀 밸브를 보정하는 상수이다.}

상기한 목적을 구체적으로 달성하여 실현할 수 있는 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참조로 상세히 설명한다.

도1에 도시되어 있듯이 본 발명의 실시예에 따른 자동 변속기의 변속 제어장치 구성은,

차량의 주행상태에 따라 가변되어 출력되는 신호를 감지하여 소정의 전기신호를 출력하는 차량 주행상태 감지수단(10)과;

상기 주행상태 감지수단(10)에서 출력되는 소정의 전기신호를 인가 받아 N레인지의 체류시간을 검출하여 소정의 시간이 경과한 후 변속레버가 D레인지로 가변되었는가를 판단하여 초기 계합 듀티(DR)를 차속 및 스로틀 밸브 개도량에 따라 연산하여 산출하여 출력하고 듀티 기울기를 스로틀 밸브 개도를 보정한 값에 의해 연산하여 출력하는 TCU(20)와;

상기 TCU(20)에서 출력되는 소정의 듀티 제어신호에 따라 고속 주행중 N→D제어를 수행하는 구동수단(30)을 포함하여 이루어져 있다.

상기에 있어서, 차량 주행상태 감지수단(10)은,

가속 페달의 동작상태에 연동하여 개폐 상태가 가변되는 스로틀 밸브의 개도 정도를 감지하여 소정의 신호를 출력하는 스로틀 밸브 개도 감지부(11)와;

차량의 출력축 회전수를 감지하여 차량의 주행속도에 상응하는 소정의 신호를 출력하는 차속 감지부(12)와;

변속기의 입력축과 연결되어 있는 토오크 컨버터의 터빈축의 회전 속도를 감지하여 소정의 신호를 출력하는 터빈축 회전수 감지부(13)와;

엔진의 동작 상태에 따라 가변되는 크랭크축의 회전 속도를 검출하여 소정의 신호를 출력하는 엔진 회전수 감지부(14)와;

운전자의 변속레버 조작에 따라 가변되어 출력되는 신호를 감지하여 소정의 전기신호로 출력하는 변속레버 감지부(15)를 포함하여 이루어져 있다.

상기한 구성으로 이루어진 자동 변속기의 변속 제어방법을 도2를 참조하여 설명한다.

변속단을 4속으로 고속 주행중인 차량에서 운전자가 변속레버를 N레인지로 전환하면 TCU(20)는 변속레버가 D레인지에서 N레인지로 가변되었는가를 판단한다(S100,S110).

상기에서 변속레버가 D레인지에서 N레인지로 가변된 경우, TCU(20)는 N레인지의 체류시간을 검출하여 설정된 소정의 기준 시간인 200ms을 경과했는가를 판단한다(S120).

상기에서 운전자가 변속레버를 N레인지로 전환한 후 설정된 소정의 시간인 200ms가 경과한 경우, TCU(20)는 운전자에 의해 변속레버가 N레인지에서 D레인지로 가변되었는가를 판단한다(S130).

상기에서 운전자에 의해 변속레버가 N레인지에서 D레인지로 가변된 경우, TCU(20) 도3에 도시되어 있듯이 하기의 수학식 1에 의해 초기 계합 듀티(DR)를 산출하고, 하기의 수학식 2에 의해 듀티 기울기(XSNO1)를 산출하여 계합 듀티(DR)를 구동수단(30)에 출력한다(S140,S150).

[수학식 1]

DR = DRB + NO × α -Th × β

{상기에서 DR은 초기 계합 듀티이고,

DRB는 메모리에 저장된 초기 기본값이고,

NO는 차속이고,

α는 연산상수이고,

Th는 스로틀 밸브 개도량이고,

β는 연산 상수이다.}

그러므로 상기에서 차속(NO)의 크기에 비례하여 초기 계합 듀티 DR값을 증가시키고, 또한 스로틀 밸브 개도의 크기에 따라 엔진 회전수의 상승이 이루어지고 있으므로 스로틀 밸브 개도량 변화만큼 듀티를 감한다.

[수학식 2]

XSND1 = XSND + Th × C1

{ 상기에서 XSND1은 새로운 듀티 기울기이고,

XSND는 메모리에 저장된 기본값이고,

Th는 스로틀 밸브 개도량이고,

C1은 스로틀 밸브를 보정하는 상수이다.}

따라서 TCU(20)는 하기의 수학식 3에 의해 검출되는 터빈 회전수(Nt)의 변화값이 설정된 소정의 기준값(C2)에 도달하였는가를 판단한다(S160).

[수학식 3]

{ 상기에서 Nt'는 전 회의 터빈 회전수이고,

Nt는 본회의 터빈 회전수이고,

C2는 변속동기가 완료되는 시점의 터빈 회전수 기준값이다.)

따라서 상기의 수학식 3을 만족하는 경우, TCU(20)는 하기의 수학식 4에 의해 듀티기울기(XSND2)을 다시 산출하여 구동수단(30)에 출력한다.

[수학식 4]

XSND2 = XSND1 + Th × C1

{ 상기에서 XSND2는 새로운 듀티 기울기이고,

XSND1은 전회의 듀티 기울기이고,

Th는 스로틀 밸브 개도량이고,

C1은 스로틀 밸브를 보정하는 상수이다.}

따라서 TCU(20)는 도3에 도시되어 있는 점선으로 표시된 듀티기울기(XSND2)를 상기의 수학식 3을 만족할 때 증가시켜 변속단이 목표 변속단으로 변속동기 완료됨을 가속화시키고 클러치의 과동한 미끌림을 방지한다.

그러므로 TCU(20)는 변속단이 목표 변속단으로 변속을 완료하면 메인루틴으로 리턴한다(S180).

하지만 상기에서 변속이 완료되지 못한 경우, TCU(20)는 듀티기울기(XSND2)를 계속 감소시키는 단계(S170)로 리턴한다.

또한 상기(S110,S120,S130)의 조건을 만족하지 않으면 TCU(20)는 메인루틴으로 리턴한다.

상기한 실시예는 가장 바람직한 실시예를 설명한 것으로써, 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 실시예로부터 용이하게 설명할 수 있는 것도 본 발명에 포함된다.

이상에서와 같이 본 발명의 실시예서 고속 주행중 운전자가 변속레버를 조작하여 D→N→D하는 경우, N레인지의 체류시간을 검출하여 소정의 시간이 경과한 후 변속레버가 D레인지로 가변되었는가를 판단하여 초기 계합 듀티(DR)를 차속 및 스로틀 밸브 개도량에 따라 연산하여 산출하여 출력하고 듀티 기울기를 스로틀 밸브 개도를 보정한 값에 의해 연산하여 출력함으로써, 고속 주행중 변속레버를 N→D로 조작하여도 변속쇼크 없이 변속을 수행할 수 있어 변속기의 내구성을 증대시킬 수 있고, 변속감을 향상시킬 수 있으며 안정된 주행을 수행할 수 있는 효과가 있다.

Claims (5)

1. 자동 변속기의 고속 주행중 변속 제어 장치에 있어서, 차량의 주행상태에 따라 가변되어 출력되는 신호를 감지하여 소정의 전기신호를 출력하는 차량 주행상태 감지수단과;

   상기 주행상태 감지수단에서 출력되는 소정의 전기신호를 인가 받아 N레인지의 체류시간을 검출하여 소정의 시간이 경과한 후 변속레버가 D레인지로 가변되었는가를 판단하여 초기 계합 듀티(DR)를 차속 및 스로틀 밸브 개도량에 따라 연산하여 산출하여 출력하고 듀티 기울기를 스로틀 밸브 개도를 보정한 값에 의해 연산하여 출력하는 TCU와;

   상기 TCU에서 출력되는 소정의 듀티 제어신호에 따라 고속 주행중 N→D제어를 수행하는 구동수단을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동 변속기의 변속 제어장치.
2. 청구항 1에 있어서, 차량 주행상태 감지수단은 가속 페달의 동작상태에 연동하여 개폐 상태가 가변되는 스로틀 밸브의 개도 정도를 감지하여 소정의 신호를 출력하는 스로틀 밸브 개도 감지부와;

   차량의 출력축 회전수를 감지하여 차량의 주행속도에 상응하는 소정의 신호를 출력하는 차속 감지부와;

   변속기의 입력축과 연결되어 있는 토오크 컨버터의 터빈축의 회전 속도를 감지하여 소정의 신호를 출력하는 터빈축 회전수 감지부와;

   엔진의 동작 상태에 따라 가변되는 크랭크축의 회전 속도를 검출하여 소정의 신호를 출력하는 엔진 회전수 감지부와;

   운전자의 변속레버 조작에 따라 가변되어 출력되는 신호를 감지하여 소정의 전기신호로 출력하는 변속레버 감지부를 포함하여 이루어진 자동 변속기의 변속 제어장치.
3. 자동 변속기의 고속 주행중 변속 제어방법에 있어서, 4속의 변속단으로 고속 주행중인 차량에서 운전자가 변속레버를 조작하여 D레인지에서 N레인지로 전환시키면 N레인지의 체류시간을 검출하여 설정된 소정의 기준 시간을 경과했는가를 판단하는 단계와;

   상기 단계에서 N레인지의 체류시간이 설정된 소정의 시간을 경과한 경우, 운전자에 의해 변속레버가 N레인지에서 D레인지로 가변되었는가를 판단하는 단계와;

   상기 단계에서 N레인지의 체류시간이 설정된 소정의 시간을 경과한 이후에 변속레버가 N레인지에서 D레인지로 가변된 경우, 하기의 수학식 1에 의해 초기 계합 듀티(DR)를 산출하고, 하기의 수학식 2에 의해 듀티 기울기(XSNO1)를 산출하여 계합 듀티(DR)를 출력하는 단계와;

   상기 단계에서 계합 듀티(DR)를 출력함에 따라 하기의 수학식 3에 의해 검출되는 터빈 회전수(Nt)의 변화값이 설정된 소정의 기준값(C2)에 도달하였는가를 판단하는 단계와;

   상기 단계에서 터빈 회전수(Nt)의 변화값이 설정된 소정의 기준값(C2)에 도달한 경우, 즉 하기의 수학식 3을 만족하는 경우 하기의 수학식 4에 의해 듀티기울기(XSND2)을 다시 산출하여 계합 듀티(DR)을 출력하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동 변속기의 변속 제어방법.

   [수학식 1]

   DR = DRB + NO × α -Th × β

   {상기에서 DR은 초기 계합 듀티이고,

   DRB는 메모리에 저장된 초기 기본값이고,

   NO는 차속이고,

   α는 연산상수이고,

   Th는 스로틀 밸브 개도량이고,

   β는 연산 상수이다.}

   [수학식 2]

   XSND1 = XSND + Th × C1

   { 상기에서 XSND1은 새로운 듀티 기울기이고,

   XSND는 메모리에 저장된 기본값이고,

   Th는 스로틀 밸브 개도량이고,

   C1은 스로틀 밸브를 보정하는 상수이다.}

   [수학식 3]

   

   { 상기에서 Nt'는 전 회의 터빈 회전수이고,

   Nt는 본회의 터빈 회전수이고,

   C2는 변속동기가 완료되는 시점의 터빈 회전수 기준값이다.)

   [수학식 4]

   XSND2 = XSND1 + Th × C1

   { 상기에서 XSND2는 새로운 듀티 기울기이고,

   XSND1은 전회의 듀티 기울기이고,

   Th는 스로틀 밸브 개도량이고,

   C1은 스로틀 밸브를 보정하는 상수이다.}
4. 청구항 3에 있어서, 초기 계합 듀티(DR)는 차속(NO)의 크기에 비례하여 초기 계합 듀티(DR)값을 증가시키고, 또한 스로틀 밸브 개도의 크기에 따라 엔진 회전수의 상승이 이루어지고 있으므로 스로틀 밸브 개도량 변화(Th×β)만큼 초기 듀티(DR)를 감하는 것을 포함하여 이루어진 자동 변속기의 변속 제어방법.
5. 청구항 3에 있어서, 듀티기울기(XSND2)를 상기의 수학식 3을 만족할 때 증가시켜 변속단이 목표 변속단으로 변속동기 완료됨을 가속화시키고 클러치의 과동한 미끌림을 방지하는 것을 더 포함하여 이루어진 자동 변속기의 변속 제어방법.

Images