KR100448769B1 - 자동 변속기 차량의 엔진 출력 저하에 따른 변속패턴 제어방법 - Google Patents

Abstract

자동 변속기 차량에서 주행 변속 패턴을 결정함에 있어서, 구배(등판) 주행 및 고지 주행시 고온조건과 연료 불량시의 출력저감의 문제를 해결할 목적으로;

소정의 변속 제어신호를 출력하는 변속 제어 수단을 구비하고서, 주행 중 변속단을 목표 변속단으로 변속 제어하는 자동 변속기 차량의 변속제어 방법에 있어서, 상기 변속 제어 수단은 사용하는 모든 변수를 초기화하고 엔진 제어 수단으로부터 엔진 토크와 엔진 토크 저하정보를 입력받아 구배 상태 연산한 후, 엔진 토크 저하 여부를 판단하는 단계와; 상기 단계에서 엔진 토크 저하 발생이 판단되면 구배 조건에 따라 목표 변속단을 결정한 후, 해당 변속 제어신호를 출력하는 단계로 이루어져 있어서, 엔진의 출력 토크 저감을 방지할 수 있다.

Description

자동 변속기 차량의 엔진 출력 저하에 따른 변속패턴 제어 방법{SHIFT PATTERN CONTROL METHOD FOR AN ENGINE TORQUE DOWN OF AUTOMATIC TRANSMISSION}

본 발명은 자동 변속기 차량에 관한 것으로 더욱 상세하게는 자동 변속기 차량의 엔진 출력 저하에 따른 변속패턴 제어 방법에 관한 것이다.

차량용 자동 변속기는 차량의 주행속도와 부하의 변동에 따라 변속비를 자동적으로 제어하는 트랜스밋션 제어 유닛을 구비하고 있다.

상기한 차량용 자동 변속기는 고출력의 엔진에서 엔진의 성능을 충분히 활용하지 못하게되면, 연비 및 동력성능 그리고 구동성능이 좋지 않게 된다.

따라서, 상기한 차량용 자동 변속기의 변속단을 결정은 변속제어장치가 기본적으로 스로틀 밸브 개도와 출력축 회전수를 기준으로 정해진 변속패턴에 의하여 변속단을 결정하게 된다.

그러나, 기본적인 변속패턴을 벗어나는 경우 변속단을 결정함에 있어서, 구배(등판)로를 주행하는 경우 종래에는 엔진 제어 장치에서 엔진 토크 정보를 받아서 구배를 연산하고 일정 구배 이상인 경우 업 쉬프트(Up Shift)를 기본 변속패턴으로의 변속 시점 보다 높은 차속으로 지연한다. 즉, 변속점을 변경하여 평지 주행 대비 상대적으로 저단 주행을 할 수 있도록 변속을 유도한다.

또한, 고지 구배 등판 조건의 경우, 고지 조건에서는 저지 대비 상대적으로 엔진 토크가 저하되므로 상대적으로 더 낮은 구배에서 저단주행을 할 수 있도록 변속을 유도한다.

그러나, 상기한 종래의 방법은 고지에서 발생하는 엔진 출력 저하를 감안하여 구배로를 주행하게 되면 저지 보다 더 낮은 구배에서부터 저단 주행이 유도된다, 그러나 고지조건이 아니더라도 엔진 출력이 저하되는 조건이 있지만, 고지조건이외의 엔진 출력저하에 대한 제어 방법이 없어, 고온(충진효울저하 및 점화시기 보상) 또는 연료(점화시기보상)문제에 의한 출력저하의 문제를 대응할 수 없는 문제점을 내포하고 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 자동 변속기 차량에서 주행 변속 패턴을 결정함에 있어서, 구배(등판) 주행 및 고지 주행시 고온조건과 연료 불량시의 출력저감의 문제를 해결할 수 있는 자동 변속기 차량의 엔진 출력 저하에 따른 변속패턴 제어 방법을 제공하기 위한 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은,

소정의 변속 제어신호를 출력하는 변속 제어 수단을 구비하고서, 주행 중 변속단을 목표 변속단으로 변속 제어하는 자동 변속기 차량의 변속제어 방법에 있어서, 상기 변속 제어 수단은 사용하는 모든 변수를 초기화하고 엔진 제어 수단으로부터 엔진 토크와 엔진 토크 저하정보를 입력받아 구배 상태를 연산한 후, 산출되는 값을 소정의 엔진 토크 저하 판단기준 값과 비교하여 엔진 토크 저하 여부를 판단하는 단계와;

상기 단계에서 엔진 토크 저하 발생이 판단되면 구배 조건에 따라 목표 변속단을 결정한 후, 해당 변속 제어신호를 출력하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로한다.

도 1은 본 발명에 따른 자동 변속기 차량의 엔진 출력 저하에 따른 변속패턴 제어 장치 구성 블록도 이고,

도 2는 본 발명에 적용되는 자동 변속기 차량의 엔진 출력 저하에 따른 변속패턴 제어 방법 동작 순서도 이고,

도 3은 본 발명에 따른 자동 변속기 차량의 엔진 출력 저하에 따른 변속패턴 제어 그래프이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

100 : 차량 동작상태 검출장치 105 : 스로틀 밸브 개도량 검출부

110 : 엔진 회전수 검출부 115 : 냉각수온 검출부

120 : 에어컨 스위치 상태 검출부 125 : 차속 검출부

130 : 대기압 검출부 135 : 터빈 회전수 검출부

140 : 출력축 회전수 검출부 145 : 유온 검출부

150 : 구배로 검출부 155 : 변속레버 검출부

200 : 엔진 제어 장치 300 : 변속 제어 장치

400 : 구동장치 410 : 엔진 구동부

420 : 변속 구동부

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 자동 변속기 차량의 엔진 출력 저하에 따른 변속패턴 제어 장치 구성 블록도로서, 차량 동작상태 검출장치(100)는 차량의 동작상태 변화에 따라 가변되는 신호를 검출한다.

엔진 제어 장치(200)는 상기 차량 동작상태 검출장치(100)에서 검출되어 인가되는 스로틀 밸브 개도, 엔진 회전수, 냉각수온, 에어컨 스위치 상태, 차속 및, 대기압 등을 입력받아 기 설정된 프로그램에 의해 엔진 출력 토크 및 엔진 출력 토크 저하 정도를 연산하여, 이를 캔(CAN) 통신을 이용하여 소정의 엔진 제어 신호와 엔진 출력 토크 및 엔진 출력 토크 저하 정보신호로 출력한다.

변속 제어 장치(300)는 상기 차량 동작상태 검출장치(100)에서 검출되어 인가되는 터빈 회전수, 출력축 회전수, 유온, 구배로 및 변속레버 위치 등과 캔 통신을 이용하여 엔진 제어 장치(200)에서 인가되는 엔진 출력 토크 및 엔진 출력 토크 저하정보 등을 입력받아, 구배 상태를 연산한 후, 산출되는 값을 소정의 엔진 토크 저하 판단기준 값과 비교하여 엔진 출력 토크 저하 발생여부를 판단하여 상기 연산된 구배정도에 따라 목표 변속단을 설정하여 해당하는 변속 제어신호를 출력한다.

구동장치(400)는 상기 엔진 제어 장치(200)와 차량 동작상태 검출장치(300)에서 출력되는 소정의 엔진 제어 신호와 변속 제어신호에 동기되어 엔진의 동작상태를 제어하고, 변속단을 목표 변속단으로 변속한다.

상기에서 차량 동작상태 검출장치(100)는 운전자의 가속페달 조작상태에 따라 연동하는 스로틀 밸브의 개도량을 검출하는 스로틀 밸브 개도량 검출부(105)와; 차량의 동작상태 변화에 따라 가변되는 엔진 회전수를 검출하는 엔진 회전수 검출부(110)와; 차량의 동작상태 변화에 따라 가변되는 냉각수온을 검출하는 냉각수온 검출부(115)와; 운전자의 에어컨 스위치 조작상태에 따라 스위치의 가변상태를 검출하는 에어컨 스위치 상태 검출부(120)와; 차량의 동작상태 변화에 따라 가변되는 차속을 검출하는 차속 검출부(125)와; 차량의 주행 지역에 따라 가변되는 대기압의 변화를 검출하는 대기압 검출부(130)와; 차량의 동작상태 변화에 따라 가변되는 터빈 회전수의 변화를 검출하는 터빈 회전수 검출부(135)와; 주행중인 차량의 차속에 상응하는 신호로서, 자동 변속기의 출력축의 회전수를 검출하여 변속단 결정시 적용되는 출력축 회전수 검출부(140)와; 차량의 동작상태에 따라 가변되는 유온의 변화를 검출하는 유온 검출부(145)와; 주행중인 차량의 노면의 경사로 변화를 검출하는 구배로 검출부(150)와; 운전자의 변속레버 조작상태에 따라 위치가 가변되는 변속레버의 위치를 검출하는 변속레버 위치 검출부(155)로 이루어져 있다.

상기에서 구동장치(400)는 엔진 제어 장치(200)에서 출력되는 엔진 제어 신호에 동기되어 엔진의 동작상태를 가변시키는 엔진 구동부(410)와; 변속 제어 장치(400)에서 출력되는 변속 제어 신호에 동기되어 변속단을 목표 변속단으로 변속 구동시키는 변속 구동부(420)로 이루어져 있다.

상기한 구성으로 이루어진 자동 변속기 차량의 엔진 출력 저하에 따른 변속패턴 제어 방법을 첨부한 도 2 및 도 3을 참조하여 설명한다.

주행중인 자동 변속기를 구비한 차량에서, 차량 동작상태 검출장치(100)는 차량의 동작상태 변화에 따른 스로틀 밸브 개도, 엔진 회전수, 냉각수온, 에어컨 스위치 상태, 차속, 대기압, 터빈 회전수, 출력축 회전수, 유온, 구배로 및, 변속레버 위치 등을 검출한다.

이에, 엔진 제어 장치(200)는 사용하는 모든 변수를 초기화하고 상기 차량 동작상태 검출장치(100)에서 검출된 스로틀 밸브 개도, 엔진 회전수, 냉각수온, 에어컨 스위치 상태, 차속 및, 대기압 등을 입력받고자 소정의 제어신호를 출력하면, 차량 동작상태 검출장치(100)는 상기 엔진 제어 장치(200)에서 출력되는 소정의 제어신호에 동기되어 검출된 스로틀 밸브 개도, 엔진 회전수, 냉각수온, 에어컨 스위치 상태, 차속 및, 대기압 등을 출력한다.

엔진 제어 장치(200)는 상기 차량 동작상태 검출장치(100)에서 출력되는 스로틀 밸브 개도, 엔진 회전수, 냉각수온, 에어컨 스위치 상태, 차속 및, 대기압 등을 입력받아 엔진 토크를 연산하고, 그에 따른 엔진 토크 저하량을 연산하여 데이터 통신(CAN)을 이용하여 상기 연산된 엔진 토크 저하 정보를 변속 제어 장치(300)로 출력하고, 엔진 출력 토크를 제어하기 위한 소정의 엔진 제어신호를 구동수단(400)의 엔진 구동부(410)로 출력한다.

상기에서 엔진 토크 저하량은 실제 엔진 토크 / 이론 엔진 토크로 연산된다.

상기에서 실제 엔진 토크는 흡입 공기량, 공연비, 점화시기를 기준으로 예상치를 연산한다.

즉, 실제 엔진 토크 = 기본 엔진 토크 f(흡입 공기량) ×공연비 보정, f(공연비) ×점화시기보정, f(점화시기, 엔진 회전수)로 연산된다.

이론 엔진 토크는 일정 스로틀 밸브 개도량과 엔진 회전수에 해당하는 엔진 최대 토크를 맵에 입력하고, 엔진 토크 저하량 계산시 보간법으로 이론 엔진 토크를 연산한다.

한편, 변속 제어 장치(300)는 상기 차량 동작상태 검출장치(100)로부터 검출되는 터빈 회전수, 출력축 회전수, 유온, 구배로 및 변속레버 위치 등과, 엔진 제어 장치(200)로부터 엔진 출력 토크 및 엔진 출력 토크 저하량을 입력받고자 소정의 제어신호를 출력하면, 차량 동작상태 검출장치(100)는 상기 변속 제어 장치(300)에서 출력되는 소정의 제어신호에 동기되어 검출된 터빈 회전수, 출력축 회전수, 유온, 구배로 및, 변속레버 위치 등을 출력하고, 엔진 제어 장치(200)는 데이터 통신(CAN)를 이용한 엔진 출력토크 및 엔진 출력 토크 저하 정보(T)를 출력한다.

이에, 변속 제어 장치(300)는 상기 차량 동작상태 검출장치(100)와 엔진 제어 장치(200)로부터 인가되는 터빈 회전수, 출력축 회전수, 유온, 구배로 및, 변속레버 위치 등과 엔진 출력 토크 및 엔진 출력 토크 저하 정보를 입력받아 기 설정된 주행도로 구배로 연산 프로그램에 의해 차량 주행 도로의 구배상태를 연산한다(S100,S110,S120).

이어서, 변속 제어 장치(300)는 상기 엔진 제어 장치(200)로부터 인가되는 엔진 출력 토크와 엔진 출력 토크 저하 정보(T)를 입력받아 소정의 설정 기준값(X)과 비교하여, 엔진 출력 토크 저하가 발생되었는가를 판단한다(S130).

T < X

상기에서 엔진 제어 장치(200)로부터 출력되는 엔진 출력 토크 저하 정보에 따른 엔진 출력이 소정의 설정 기준 값(X)이하로 저하됨이 판단되면, 변속 제어 장치(300)는 상기(S120)에서 연산되어 산출된 주행 차량의 구배도가 소정의 제2 설정 기준 값(B)이상인 도로를 주행하고 있는가를 판단한다(S140).

상기에서, 구배도가 소정의 제2 설정 기준 값(B)이상인 도로를 차량이 주행하게되면, 엔진의 토크가 저하되고, 동일 스로틀 밸브 개도와 엔진 회전수에서 엔진 토크 저하가 발생되면, 특정 차속에서 정속주행이 가능한 스로틀 개도가 높아진다.

즉, 도 3에 도시되어 있는바와 같이 검은 화살표방향으로 정속 주행속선이 이동하게 되는 것이다.

그러므로, 평균 스로틀 개도량이 높아지면서 변속단은 4속(고속단)에서의 주행이 힘들어짐에 따라, 변속단이 3속(저속단)에서의 주행이 유도된다. 즉 저속단에서 주행이 보다 넓은 영역에서 이루어지게 된다.

따라서, 변속 제어 장치(300)는 메모리에 저장되어 있는 엔진 토크 저하 및 등판 조건에 따른 변속단을 결정하고 그에 해당하는 변속 제어신호를 출력한다(S150,S200).

하지만, 상기(S130)에서 엔진 제어 장치(200)의 엔진 출력 토크 저하(T) 정보가 소정의 설정 기준 값(X) 이상인 즉, 엔진 출력 토크(T)가 설정 기준값(X)이하로 떨어지지 않은 상태임이 판단되면, 변속 제어 장치(300)는 차량의 주행 도로 구배 상태가 소정의 제1 설정 값(A)이상의 구배도를 갖는가를 판단한다(S160).

상기에서 차량의 주행 도로 구배 상태가 소정의 제1 설정 값(A)이상의 구배도를 갖음이 판단되면, 변속 제어 장치(300)는 차량이 저지(低地) 등판로를 주행하고 있음을 판단하여, 메모리에 저장되어 있는 저지 등판 조건에 따른 변속단을 결정한 후, 해당하는 소정의 변속 제어 신호를 출력한다(S170,S190).

즉, 엔진 토크 저감 현상은 고지에 따른 대기압의 변화는 물론, 고온 지역에서 높은 외기의 온도에 따른 흡입공기의 충전율의 변화와, 연료의 특성에 따른 출력의 변화에 따라 저지의 등판로에서도 발생할 수 있기 때문이다.

그러나, 상기(S140)에서 엔진 토크 저하가 발생한 상태에서의 차량 주행도로 구배도가 제2 설정 기준 값(B)이하이거나, 또는 상기(S160)에서 엔진 토크 저하가 발생하지 않은 상태에서 차량 주행도로 구배도가 제1 설정 기준 값(A)이하임이 판단되면, 변속 제어 장치(300)는 메모리에 저장되어 있는 평지 조건에 따른 변속단을 결정하고, 그에 해당하는 변속 제어신호를 출력한다(S180,S190).

이상 설명한 바와 같이 본 발명은, 고지 조건 이외의 경우에서 엔진 출력이 저하될 때, 변속단을 엔진 출력 저하에 따라 결정함으로써, 구배(등판) 주행 및 고지 주행시 고온조건과 연료 불량시의 출력저감의 문제를 해결할 수 있다.

Claims (3)

1. 소정의 변속 제어신호를 출력하는 변속 제어 수단을 구비하고서, 주행 중 변속단을 목표 변속단으로 변속 제어하는 자동 변속기 차량의 변속제어 방법에 있어서,

   상기 변속 제어 수단은 사용하는 모든 변수를 초기화하고 엔진 제어 수단으로부터 엔진 토크와 엔진 토크 저하정보를 입력받아 구배 상태를 연산한 후, 산출되는 값을 소정의 엔진 토크 저하 판단기준 값과 비교하여 엔진 토크 저하 여부를 판단하는 단계와;

   상기 단계에서 엔진 토크 저하 발생이 판단되면 구배 조건에 따라 목표 변속단을 결정한 후, 해당 변속 제어신호를 출력하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 자동 변속기 차량의 엔진 출력 저하에 따른 변속패턴 제어 방법.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 목표 변속단 결정은 엔진 토크 저하가 소정의 설정 기준 값이라로 저하됨이 판단된 상태에서 차량의 주행 구배도가 소정의 제2 설정 값 이상의 구배로를 주행함이 판단되면, 엔진 토크 저하 및 등판 조건에 따라 메모리에 저장된 변속단을 목표 변속단으로 결정하는 단계와;

   상기 단계에서 엔진 토크 저하가 소정의 설정 기준 값이라로 저하됨이 판단된 상태에서 차량의 주행 구배도가 소정의 제2 설정 값 이하의 구배로를 주행함이 판단되면, 평지 조건에 따른 메모리에 저장된 변속단을 목표 변속단으로 결정하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동 변속기 차량의 엔진 출력 저하에 따른 변속패턴 제어 방법.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 목표 변속단 결정은 엔진 토크 저하가 발생하지 않은 상태에서 차량의 주행 구배도가 소정의 제1 설정 값 이상의 구배로를 주행함이 판단되면, 저지 등판 조건에 따른 메모리에 저장된 변속단을 결정하는 단계와;

   상기 단계에서 엔진 토크 저하가 발생하지 않은 상태에서 차량의 주행 구배도가 소정의 제1 설정 값 이하의 구배로를 주행함이 판단되면, 평지 조건에 따른 메모리에 저장된 변속단을 목표 변속단으로 결정하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동 변속기 차량의 엔진 출력 저하에 따른 변속패턴 제어 방법.