KR100412662B1 - 캔통신을 이용한 자동변속기 변속제어 장치 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차 주행중 정지전 자동변속기의 3속에서 2속으로의 변속시 또는 4속에서 3속으로의 변속시, 파워 스테이트 변화를 방지함으로써 변속전후 기어간의 타격 쇼크 및 노이즈를 해소시키고, 결합측 학습조건을 만족시키며, 엔진 브레이크감을 없앨 수 있는 자동변속기 변속제어 장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 자동변속 정지전 3속에서 2속으로 또는 4속에서 3속으로의 변속 관련신호를 감지하여 출력하는 주행상태 감지부(10)와, 상기 주행상태 감지부(10)로부터 출력되는 신호를 입력받아 정지전 3속에서 2속으로 또는 4속에서 3속으로의 변속 상태를 감지하여, 그에 따라 파워 스테이트를 변화시키지 않도록 제어신호를 생성하여 캔통신을 이용하여 출력하는 변속제어유닛(20)과, 상기 변속제어유닛(20)으로부터 출력되는 제어신호를 캔통신을 통하여 입력받아 엔진의 파워 온 및 파워 오프를 제어하는 엔진제어유닛(30)을 포함하여 이루어진다.

Description

캔통신을 이용한 자동변속기 변속제어 장치 및 그 방법{Shift control apparatus and method for Automatic transmission using CAN(Controller Area Network)}

본 발명은 캔통신을 이용한 자동변속기 변속제어 장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 더 상세하게 말하자면, 자동차의 자동변속기의 정지전 3속에서 2속으로의 변속시 또는 4속에서 3속으로의 변속시 , 변속제어유닛(TCU; Transmission Control Unit)과 엔진제어유닛(ECU; Engine Control Unit)과의 캔(CAN; Control Area Network) 통신을 통하여 변속전후 파워 스테이트(power state) 변경에 따른 기어(gear)간의 타격 쇼크(shock) 및 노이즈(noise)를 해소시키는 자동변속기 변속제어 장치 및 그 방법에 관한 것이다.

일반적으로 자동변속기를 장착한 차량을 3속으로 주행하던 중, 운전자가 가속페달에서 발을 놓고, 브레이크 페달을 밟게 되면, 차량의 속도가 줄어들게 되고, 자동변속기가 3속에서 2속으로 변속된다.

그런데, 종래 기술은 엔진이 아이들 상태에서, 브레이크 페달에 의하여 차속이 시속 25킬로미터내지 35킬로미터로 감소됨에 따라, 터빈 회전수(Nt)보다 엔진 회전수(Ne)가 큰 파워 온 상태에서 변속단이 3속에서 2속으로 변속하면서, 상승한 터빈 회전수가 엔진 회전수의 상승을 유도하게 되어 변속 충격 및 노이즈가 발생하는 문제점이 있다.

그에 따라, 종래 기술은 엔진 회전수보다 터빈 회전수가 높도록 하는 결합측 학습조건을 만족시키지 못하는 문제점이 있다.

그리고, 상기와 같은 학습 조건을 만족시키기 위해서는 변속 패턴상의 3속에서 2속으로의 변속 라인을 높게 설정해야 하며, 이 경우에는 과도한 엔진 브레이크감이 발생하는 문제점이 있다.

또한, 상기와 같은 문제점들은 4속에서 3속으로 변속하는 경우에도 동일하게 나타난다.

따라서, 본 발명의 목적은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 자동차 주행중 정지전 자동변속기의 3속에서 2속으로의 변속시 또는 4속에서 3속으로의 변속시, 엔진 회전수 저하 제어를 실시할 조건에 따라 엔진을 파워오프 상태를 유지하도록 제어하고, 해당 저하 제어의 중지 조건에 따라 엔진 회전수 저하 제어의 중지 또는 상승 제어를 실시함으로써, 정지전 변속 제어에 따른 파워 스테이트(power state) 변화를 방지하여 변속전후 기어간의 타격 쇼크 및 노이즈를 해소시키고, 결합측 학습조건을 만족시키며, 엔진 브레이크감을 없앨 수 있는 자동변속기 변속제어 장치 및 그 방법을 제공하는 데에 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 캔통신을 이용한 자동변속기 변속제어 장치를 적용한 블럭도,

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 캔통신을 이용한 자동변속기 변속제어 방법을 적용한 동작순서도,

도 3은 본 발명의 제어 패턴도이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은,

자동변속기의 변속제어장치에 있어서,

자동변속 정지전 (n+1)속에서 n속으로의 변속 관련신호를 감지하여 출력하는 주행상태 감지수단;

상기 주행상태 감지수단으로부터 출력되는 신호를 입력받아 정지전 (n+1)속에서 n속으로의 변속 상태를 감지하여, 그에 따라 파워 스테이트를 변화시키지 않도록 제어신호를 생성하여 캔통신을 이용하여 출력하는 변속제어수단;

상기 변속제어수단으로부터 출력되는 제어신호를 캔통신을 통하여 입력받아 엔진의 파워 온 및 파워 오프를 제어하는 엔진제어수단을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 구성은,

자동변속기를 정지전 (n+1)속에서 n속으로 변속시키는 변속제어장치에 있어서,

주행상태 신호를 판독하여 정지전 엔진 회전수 저하 제어를 실시할 조건을만족시키는지 판단하는 단계;

상기 단계에서 조건이 만족되는 경우, 파워 오프 상태를 유지하도록 엔진 회전수를 저하시키는 단계;

상기 단계 이후, 주행상태 신호를 판독하여 엔진 회전수 저하 제어 중지 조건을 만족시키는지 판단하는 단계;

상기 단계에서 중지 조건을 만족시키지 못하는 경우, 엔진 회전수 상승 제어 실시 조건인지 판단하는 단계;

상기 단계에서 엔진 회전수 상승 제어 실시 조건인 경우, 엔진 회전수를 상승시키도록 제어하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

도 1에 도시되어 있듯이, 본 발명의 실시예에 따른 캔통신을 이용한 자동변속기 변속제어 장치의 구성은

자동변속 정지전 (n+1)속에서 n속으로의 변속 관련신호를 감지하여 출력하는 주행상태 감지부(10)와, 상기 주행상태 감지부(10)로부터 출력되는 신호를 입력받아 정지전 (n+1)속에서 n속으로의 변속 상태를 감지하여, 그에 따라 파워 스테이트를 변화시키지 않도록 제어신호를 생성하여 캔통신을 이용하여 출력하는 변속제어유닛(20)과, 상기 변속제어유닛(20)으로부터 출력되는 제어신호를 캔통신을 통하여 입력받아 엔진의 파워 온 및 파워 오프를 제어하는 엔진제어유닛(30)을 포함하여 이루어진다.

상기 주행상태 감지부(10)의 구성은, 가속 페달의 동작 상태에 연동하여 개폐 상태가 가변되는 스로틀 밸브(throttle valve)의 개도량에 따른 신호를 출력하는 스로틀 밸브 개도량 감지부(11)와, 차량의 주행속도를 감지하여 해당하는 신호를 출력하는 차속 감지부(12)와, 스로틀 밸브 개도량과 차속에 따라 변속단이 가변되는 상태를 감지하여 그에 해당하는 신호를 출력하는 변속단 감지부(13)와, 자동차 최종 구동축의 회전 속도를 감지하여 해당하는 신호를 출력하는 출력 회전수 감지부(14)와, 엔진의 동작 상태에 따라 가변되는 크랭크축의 회전 속도를 감지하여 해당하는 신호를 출력하는 엔진 회전수 감지부(15)와, 운전자의 조작에 따라 가변되는 변속레버의 위치를 감지하여 해당하는 신호를 출력하는 변속레버 감지부(16)를 포함하여 이루어진다.

상기와 같이 이루어진 본 발명의 실시예의 동작은 다음과 같다.

먼저, 자동변속기의 정지전 3속에서 2속으로의 변속 제어 동작을 설명한다.

운전자가 자동변속기가 장착된 차량을 변속 레버가 "D"레인지에 있고 변속단이 3속인 상태에서 운전하던 중, 브레이크 페달을 밟으면서 속도를 줄이거나 정지하려고 하는 경우, 변속제어유닛(20)은 정지전 변속제어 모드로 동작한다.

즉, 상기 변속제어유닛(20)은 주행상태 감지부(10)로부터 각종 신호를 입력받아(S10), 엔진 회전수 저하 제어를 실시할 조건을 만족하는지의 여부를 판단하며, 그 실시 조건은 다음과 같다(S20).

먼저, 스로틀 밸브 개도량 감지부(11)로부터 출력되는 신호의 값에 따라 엔진이 아이들 상태이어야 하고, 변속단 감지부(13)로부터 출력되는 신호에 따라 변속단이 3속으로 설정되어 있어야 하며, 현재 변속중이 아니어야 한다.

그리고, 출력 회전수 감지부(14)로부터 출력되는 출력 회전수(No)의 값이 설정된 범위 이내에 존재하고, 그 출력 회전수 변화분(dNo)이 설정된 정지 기준값 이상이어야 하며, 변속레버 감지부(16)로부터 출력되는 신호에 따라 변속레버가 "D"레인지에 있는 상태이어야 한다.

상기와 같은 실시 조건이 만족되는 경우, 변속제어유닛(20)은 변속기를 3속에서 2속으로 변속하도록 제어함과 동시에 캔통신을 통하여 엔진제어유닛(30)으로 엔진 회전수를 저하시키도록 제어할 것을 요청한다(S30).

엔진제어유닛(40)은 캔통신을 통하여 상기 변속제어유닛(20)으로부터 요청되는 신호에 따라 엔진 회전수를 저하시키도록 스로틀 밸브를 조절하여 엔진(50)을 제어한다.

상기와 같이 캔통신에 의하여 엔진 회전수를 저하시키고 나서, 상기 변속제어유닛(20)은 차량의 주행상태 신호를 판독함으로써, 엔진 회전수 저하 제어 결과를 판독한다(S40).

즉, 상기 변속제어유닛(20)은 엔진 회전수 저하 제어를 중지시켜야 하는 조건을 만족시키는지 판단하는데, 그 조건은 다음과 같다(S50).

상기 주행상태 감지부(10)의 변속단 감지부(13)로부터 출력되는 신호에 따른 현재의 변속단이 3속이 아니거나 상승 변속(up shift)되는 경우, 또는 상기 변속레버 감지부(16)로부터 출력되는 신호에 따른 변속레버의 위치가 "D"레인지에 위치하지 않은 경우, 또는 상기 스로틀 밸브 개도량 감지부(11)로부터 출력되는 신호의값이 아이들 상태가 아닌 경우이다.

그리고, 상기 출력 회전수 감지부(14)로부터 출력되는 값에 따른 출력 회전수 값이 설정된 회전수 이상이거나, 그 출력 회전수의 변화분이 설정된 정지 기준값 이하인 경우에도 정지 조건에 해당한다.

또, 제어시간이 설정된 제어종료 시간인 제2기준시간 이상이거나, 변속 토크(TQI_TCU)의 값이 엔진 기준 토크(TQI_EMS)의 값 이상인 경우는 중지 조건에 해당한다.

상기와 같은 중지 조건을 만족시키는 경우, 상기 변속제어유닛(20)은 캔통신을 통하여 엔진 회전수 저하 제어를 종료시키고 통상 제어를 하도록 요청한다 (S120).

그러나, 상기 중지 조건 판단단계(S50)에서 중지 조건을 만족시키지 못하는 경우, 상기 변속제어유닛(20)은 제어시간이 제1기준시간 이상 소요되었는지 판단하여(S60), 그러한 경우 더 이상 엔진 회전수를 저하시키면 안되므로, 캔통신을 통하여 상기 엔진제어유닛(40)에게 엔진 회전수를 상승시키도록 제어할 것을 요청한다 (S80).

상기 엔진제어유닛(40)은 상기 변속제어유닛(20)으로부터의 요청에 따라 스로틀 밸브 개도량을 증가시켜 엔진 회전수를 증가시키도록 제어한다.

상기와 같이 제어한 이후, 상기 변속제어유닛(20)은 엔진회전수 상승 결과를 수신하고(S90), 제어시간이 미리 설정되어 있는 종료 기준값인 제2기준시간 이상 경과하였는지를 판단하여(S100), 그러한 경우 통상 제어를 실시하도록 제어한다(S120).

그러나, 상기 단계에서 제어시간이 아직 제2기준시간에 도달하지 않은 경우, 상기 변속제어유닛(20)은 변속 토크(TQI_TCU)의 값이 엔진 기준 토크(TQI_EMS) 이상이 되었는지의 여부를 판단하여(S110).

상기 판단단계(S110)에서 상기 변속 토크(TQI_TCU)의 값이 엔진 기준 토크 (TQI_EMS) 이상인 경우, 상기 변속제어유닛(20)은 통상 제어를 실시한다(S120).

그러나, 상기 판단단계(S110)에서 상기 변속 토크(TQI_TCU)의 값이 엔진 기준 토크(TQI_EMS) 미만인 경우, 상기 변속제어유닛(20)은 다시 엔진 회전수 상승 제어를 실시하는 단계(S80)로 돌아감으로써, 엔진 회전수를 더 상승시키도록 제어한다.

한편, 상기 제어시간이 제1기준시간 이상인지의 여부를 판단하는 단계(S60)에서, 제어시간이 제1기준시간 미만인 경우, 상기 변속제어유닛(20)은 현재 상태가 파워 오프 상태인지의 여부를 판단하여(S70), 그러한 경우 상기 변속제어유닛(20)은 엔진 회전수를 상승시키도록 요청하는 제어를 실시한다(S80).

그러나, 상기 단계(S70)에서 현재 상태가 파워 온 상태인 것으로 판정되는 경우, 상기 변속제어유닛(20)은 파워 오프 상태로 만들기 위해 다시 엔진 회전수 저하 제어를 요청하는 단계(S30)로 돌아간다.

상기와 같이 제어함으로써, 변속제어유닛은 정지전 변속단이 3속에서 2속으로 변속되는 경우에 파워 오프 상태를 유지시켜, 변속 기어 타격 쇼크 및 노이즈를 제거할 수 있으며, 결합측 클러치 학습을 가능하게 한다.

상기와 같은 제어는 엔진 시동이 꺼질 때까지 계속적으로 동작한다(S130).

그리고, 자동변속기의 4속에서 3속으로의 정지전 변속 제어에 있어서는, 해당 변속시점에 적절한 기준속도와 제1기준시간, 제2기준시간 및 출력 회전수 설정값과 그 변화분 설정값을 적용하면 동일한 동작 효과를 얻을 수 있으며, 설명이 중복되므로 생략한다.

한편, 상기의 동작을 도 3의 제어 패턴도를 참고로 보면, 제1기준시간인 "B"지점까지의 (가)구간동안은 엔진 회전수 저하 제어를 실시하고, 그 이후부터 제2기준시간인 "C"지점까지의 구간동안은 엔진 회전수 상승 제어를 실시함을 알 수 있다.

그와 비교하여, 종래의 방법에서는 "D"지점까지는 엔진 회전수를 저하시키도록 제어하지만, 그 이후부터는 엔진 회전수를 상승시키도록 제어하므로, "F"지점에서 파워 온이 됨에 따라, 변속 기어 타격 쇼크가 발생하게 됨을 알 수 있다.

따라서, 상기와 같이 동작하는 본 발명은, 자동차 주행중 정지전 자동변속기의 3속에서 2속으로의 변속시 또는 4속에서 3속으로의 변속시, 파워 스테이트 변화를 방지함으로써 변속전후 기어간의 타격 쇼크 및 노이즈를 해소시키고, 결합측 학습조건을 만족시키며, 엔진 브레이크감을 없애는 효과가 있다.

Claims (5)

1. 자동변속기의 변속제어장치에 있어서,

   자동변속 정지전 (n+1)속에서 n속으로의 변속 관련신호를 감지하여 출력하는 주행상태 감지수단;

   상기 주행상태 감지수단으로부터 출력되는 신호를 입력받아 정지전 (n+1)속에서 n속으로의 변속 상태를 감지하여, 그에 따라 파워 스테이트를 변화시키지 않도록 제어신호를 생성하여 캔통신을 이용하여 출력하는 변속제어수단;

   상기 변속제어수단으로부터 출력되는 제어신호를 캔통신을 통하여 입력받아 엔진의 파워 온 및 파워 오프를 제어하는 엔진제어수단을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 캔통신을 이용한 자동변속기 변속제어 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 주행상태 감지수단은,

   가속 페달의 동작 상태에 연동하여 개폐 상태가 가변되는 스로틀 밸브의 개도량에 따른 신호를 출력하는 스로틀 밸브 개도량 감지수단;

   차량의 주행속도를 감지하여 해당하는 신호를 출력하는 차속 감지수단;

   스로틀 밸브 개도량과 차속에 따라 변속단이 가변되는 상태를 감지하여 그에 해당하는 신호를 출력하는 변속단 감지수단:

   자동차 최종 구동축의 회전 속도를 감지하여 해당하는 신호를 출력하는 출력 회전수 감지수단;

   엔진의 동작 상태에 따라 가변되는 크랭크축의 회전 속도를 감지하여 해당하는 신호를 출력하는 엔진 회전수 감지수단;

   운전자의 조작에 따라 가변되는 변속레버의 위치를 감지하여 해당하는 신호를 출력하는 변속레버 감지수단을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 캔통신을 이용한 자동변속기 변속제어 장치.
3. 자동변속기를 정지전 (n+1)속에서 n속으로 변속시키는 변속제어장치에 있어서,

   주행상태 신호를 판독하여 정지전 엔진 회전수 저하 제어를 실시할 조건을 만족시키는지 판단하는 단계;

   상기 단계에서 실시 조건이 만족되는 경우, 파워 오프 상태를 유지하도록 엔진 회전수를 저하시키는 단계;

   상기 단계 이후, 주행상태 신호를 판독하여 엔진 회전수 저하 제어 중지 조건을 만족시키는지 판단하는 단계;

   상기 단계에서 중지 조건을 만족시키지 못하는 경우, 엔진 회전수 상승 제어 실시 조건인지 판단하는 단계;

   상기 단계에서 엔진 회전수 상승 제어 실시 조건인 경우, 엔진 회전수를 상승시키도록 제어하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 캔통신을 이용한 자동변속기 변속제어 방법.
4. 제3항에 있어서, 상기 실시 조건은,

   엔진이 아이들 상태인 조건;

   변속단이 (n+1)속으로 설정되어 있으며, 현재 변속중이 아닌 조건;

   출력 회전수의 값이 설정된 범위 이내에 존재하며, 그 출력 회전수 변화분이 설정된 정지 기준값 이상인 조건;

   변속레버가 "D"레인지에 있는 조건을 포함하는 것을 특징으로 하는 캔통신을 이용한 자동변속기 변속제어 방법.
5. 제3항에 있어서, 상기 중지 조건은,

   현재의 변속단이 (n+1)속이 아니거나 상승 변속되는 조건;

   변속레버의 위치가 "D"레인지에 위치하지 않은 조건;

   엔진이 아이들 상태가 아닌 조건;

   출력 회전수 값이 설정된 회전수 이상이거나, 그 출력 회전수의 변화분이 설정된 정지 기준값 이하인 조건;

   제어시간이 설정된 제어종료 시간인 제2기준시간 이상인 조건;

   변속 토크의 값이 엔진 기준 토크 값 이상인 조건

   중의 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 캔통신을 이용한 자동변속기 변속제어 방법.