KR100448773B1 - 차량용 자동 변속기의 런-업 쇼크 방지 방법 - Google Patents

Abstract

클러치 대 클러치로의 변속이 이루어지는 2 →3 업 쉬프트시 소정의 유온 이하이면 해방측에서 슬립이 발생하는 최소 시점을 계산하고, 엔진에서 클러치로 전해지는 토크를 계산하여 듀티 제어를 수행할 목적으로;

주행중인 차량에서 클러치 대 클러치 변속 요구 신호가 인가됨이 판단되면, 유온의 상태를 판단하는 단계와; 상기 단계에서 클러치 대 클러치 변속 요구시 유온의 상태가 저유온 상태임이 판단되면, 클러치 대 클러치 변속 제어 신호를 출력하고, 결합측 필 타임이 종료되었는가를 판단하는 단계와; 상기 단계에서 변속 제어 신호 출력 후, 결합 측 필 타임이 종료됨이 판단되면, 슬립이 발생되는 최소 시점을 연산한 후, 해당 듀티 제어신호를 출력하여 유지하며, 런-업 발생여부를 판단하는 단계와; 상기 단계에서 런-업이 발생됨이 판단되면, 제어 듀티를 100%에서 엔진으로부터 클러치로 전해지는 토크에 해당하는 듀티 값으로 변속 동기 완료될 때까지 제어하는 단계로 이루어져 있어서, 런-업 발생시 별도로 어큐뮬레이터 측의 체적 증대효과에 의한 제어지연을 막을 수 있어서, 신속한 런-업방지 및 냉간시동 등의 특수한 경우에 있어서 변속감을 확보할 수 있다.

Description

차량용 자동 변속기의 런-업 쇼크 방지 방법{run-up controling method for automatic transmission in vehicle}

본 발명은 차량용 자동 변속기에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 클러치 대 클러치로의 변속시 발생되는 런-업 쇼크를 방지할 수 있는 차량용 자동 변속기의 런-업 쇼크 방지 방법에 관한 것이다.

차량용 자동 변속기는 차량의 주행속도와 부하의 변동에 따라 변속비를 자동적으로 제어하는 트랜스밋션 제어 유닛(TCU)을 구비하고 있다.

상기 트랜스밋션 제어 유닛은 파워 트레인에 설치된 다수개의 마찰요소들을 작동 또는 비작동 상태로 제어하여 유성기어셋트의 3요소(선기어,링기어, 유성 캐리어)중 어느 요소를 입력요소로 하고, 다른 요소를 반력요소로 선택하여 출력단 회전수를 조절하게 된다.

즉, 상기한 자동 변속기는 자동차의 주행속도와 스로틀 밸브의 개도율 및 제반 검출조건에 따라 트랜스밋션 제어 유닛이 다수의 솔레노이드 밸브를 제어하여 유압을 제어함으로써, 목표 변속단의 변속기어가 동작되어 자동으로 변속이 이루어진다.

상기와 같이 변속이 자동으로 이루어지는 자동 변속기에서 변속이 클러치 대 클러치로 이루어질 때, 런-업 쇼크가 가장 많이 발생함에 따라 종래에는 클러치 대 클러치 변속시 런-업 발생을 최소화하는데 목적을 두고 있다.

즉, 변속단이 목표 변속단으로 변속될 때, 해방측에서 언제 런-업이 발생하는가를 먼저 파악하고, 이를 이용 향후 변속에서 이에 대한 학습정보를 실시하고 변속의 안정화를 꽤하는 방식을 취하고 있다.

그리고, 이 후 런-업이 발생될 때 해방측을 도 3의 b에 도시되어 있는 바와 같이 별도의 제어 방법으로 제어함으로써, 변속시 런-업 발생을 방지하였다.

그러나, 상기한 종래의 방법은 차량의 냉간시와 학습 전 변속시 또는 변속기 내부 여건 등의 변화시 이에 따를 런-업 발생시 신속한 대응이 어렵게되는 문제점을 내포하고 있다.

이는 별도의 제어가 일방향(오픈 루프제어)적인 성격을 지니는데도 그 이유가 있다.

즉, 저 유온시에는 상온과 같이 유온의 유동이 자유롭지 못함에 따라 런-업이 발생되면, 유압회로 내의 어큐뮬레이터의 잔류 유압이 이미 상당히 빠져 있는 상태가 되고, 이를 채우는데 소정의 시간 이상 소비됨에 따라 런-업 제어가 어렵게되는 문제점을 내포하고 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 클러치 대 클러치로의 변속이 이루어지는 2 →3 업 쉬프트시 소정의 유온 이하이면 행방측에서 슬립이 발생하는 최소 시점을 계산하고, 엔진에서 클러치로 전해지는 토크를 계산하여 듀티 제어를 수행할 수 있는 차량용 자동 변속기의 런-업 쇼크 제어 방법을 제공하기 위한 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은,

주행중인 차량에서 클러치 대 클러치 변속 요구 신호가 인가됨이 판단되면, 유온의 상태를 판단하는 단계와;

상기 단계에서 클러치 대 클러치 변속 요구시 유온의 상태가 저유온 상태임이 판단되면, 클러치 대 클러치 변속 제어 신호를 출력하고, 결합측 필 타임이 종료되었는가를 판단하는 단계와;

상기 단계에서 변속 제어 신호 출력 후, 결합 측 필 타임이 종료됨이 판단되면, 슬립이 발생되는 최소 시점을 연산한 후, 해당 듀티 제어신호를 출력하여 유지하며, 런-업 발생여부를 판단하는 단계와;

상기 단계에서 런-업이 발생됨이 판단되면, 제어 듀티를 100%에서 엔진으로부터 클러치로 전해지는 토크에 해당하는 듀티 값으로 변속 동기 완료될 때까지 제어하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

도 1은 본 발명에 차량용 자동 변속기의 런-업 쇼크 방지 장치 구성 블록도 이고,

도2는 본 발명에 적용되는 차량용 자동 변속기의 런-업 쇼크 방지 방법 동작 순서도 이고,

도 3의 a는 본 발명에 따른 변속시 터빈 회전수 변화 그래프이고,

b는 종래의 변속시 해방측 듀티 제어 그래프이고,

c는 본 발명에 따른 변속시 해방측 듀티 제어 그래프이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

100 : 차량 동작상태 검출장치 110 : 스로틀 밸브 개도량 검출부

120 : 터빈 회전수 검출부 130 : 출력축 회전수 검출부

140 : 가속페달 동작상태 검출부 150 : 유온 검출부

160 : 변속레버 위치 검출부 200 : 변속 제어 장치

300 : 구동장치

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 차량용 자동 변속기의 솔레노이드 밸브 가변 제어 장치 구성 블록도로서, 차량 동작상태 검출 장치(100)는 차량의 동작상태 변화에 따라 가변 출력되는 차량 동작상태를 검출한다.

변속 제어 장치(200)는 상기 차량 동작상태 검출 장치(100)에서 검출된 신호를 입력받아 주행중인 차량에서 클러치 대 클러치 변속 요구 신호가 인가됨이 판단되면, 유온 상태를 판단하여 상기 유온이 저유온 상태이면, 해당 클러치 대 클러치로의 변속을 위한 변속 제어 신호를 출력하고, 결합측 필 타임이 종료될 때, 슬립이 발생되는 최소 시점을 연산하여 그에 해당 듀티 제어신호를 출력하여 유지하며, 런-업이 발생되면 제어 듀티를 100%에서 엔진으로부터 클러치로 전해지는 토크에 해당하는 듀티 값으로 변속 동기 완료될 때까지 제어한다.

구동장치(300)는 상기 변속 제어 장치(200)에서 출력되는 가변 제어 주파수에 동기되어 변속단을 목표 변속단으로 변속 제어하기 위하여 솔레노이드밸브를 구동시킨다.

상기에서 차량 동작상태 검출 장치(100)는 운전자의 가속페달 조작상태에 따라 연동하는 스로틀 밸브의 개도량을 검출하여 변속단 결정시 적용되는 스로틀 밸브 개도량 검출부(110)와; 주행중인 자동 변속기 차량의 터빈 회전수를 검출하여 변속단 결정시 적용되는 터빈 회전수 검출부(120)와; 주행중인 차량의 차속에 상응하는 신호로서, 자동 변속기의 출력축의 회전수를 검출하여 변속단 결정시 적용되는 출력축 회전수 검출부(130)와; 주행중인 차량의 엔진의 회전수를 검출하여 변속단 결정시 적용되는 엔진 회전수 검출부(140)와; 차량의 동작상태에 따라 가변되는 유온의 변화를 검출하는 유온 검출부(150)와; 운전자의 변속레버 조작상태에 따라 위치가 가변되는 변속레버의 위치를 검출하는 변속레버 위치 검출부(160)로 이루어져 있다.

상기한 구성으로 이루어진 차량용 자동 변속기의 런-업 쇼크 방지 방법을 첨부한 도 2 및 도 3을 참조하여 2 →3 업 쉬프트 변속을 예를 들어 설명한다.

주행중인 차량에서 차량 주행 상태 검출 장치(100)는 차량 주행 상태에 따라 가변되는 스로틀 밸브 개도, 터빈 회전수, 출력축 회전수, 엔진 회전수, 유온 및변속레버 위치 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, 터빈 회전수, 출력축 회전수, 엔진 회전수 유온 및 변속레버 위치 등을 출력한다.

변속 제어 장치(200)는 상기 차량 주행상태 검출장치(300)에서 출력되는 스로틀 밸브 개도, 터빈 회전수, 출력축 회전수, 엔진 회전수, 유온 및 변속레버 위치 등을 입력받아, 주행중 2 →3 업 쉬프트 변속 제어 요구 신호가 입력되었는가를 판단한다(S100,S110).

상기에서 주행중인 차량에서 2 →3 업 쉬프트 변속 제어 요구 신호가 입력됨이 판단되면, 변속 제어 장치(200)는 유온의 상태가 소정의 제1 설정 값(약 30℃)이하인가를 판단한다(S120).

상기에서 2 →3 업 쉬프트 변속 제어 요구 신호가 입력될 때, 유온이 소정의 제1 설정 값(약 30℃)이하임이 판단되면, 변속 제어 장치(200)는 메모리에 기 설정된 저유온 상태에 해당하는 2 →3 업 쉬프트 변속 제어 신호를 출력한다(S130).

상기에서 메모리에 기 설정된 저유온 상태에 해당하는 2 →3 업 쉬프트 변속 제어 신호를 출력됨에 따라 구동 장치(300)는 변속 제어 장치(200)에서 출력되는 변속 제어 신호에 동기되어 변속단을 목표 변속단으로 변속하기 위해 도 3의 c에 도시되어 있는 바와 같이 해방측 듀티를 100%에서 A 영역인 0%로 소정의 시간동안저감 유지한다.

이어서, 변속 제어 장치(200)는 2 →3 업 쉬프트 변속 제어 신호 출력에 따른 결합측의 필 타임이 종료되었는가를 판단한다(S140).

상기에서 2 →3 업 쉬프트 변속 제어 신호 출력에 따른 결합측의 필 타임이 종료됨이 판단되면, 변속 제어 장치(200)는 도 3의 c에 도시되어 있는 바와 같이 B 영역으로 제어하기 위하여 해방측에서 슬립이 발생하는 최소 시점을 클러치에 작용하는 토크(TQ_CL)에 의해 연산하여 산출하고 그에 해당하는 듀티 제어신호를 출력한다(S150).

상기에서 해방측 슬립이 발생하는 최소 시점을 클러치에 작용하는 토크(TQ_CL)는 피스톤 작동압 × 피스톤 단면적 × 피스톤 유효반경 ×마찰계수 등으로 연산하여 산출한다.

이후, 변속 제어 장치(200)는 상기에서 출력되는 해방측 슬립이 발생하는 최소 시점을 클러치에 작용하는 토크(TQ_CL)에 해당하는 듀티 제어신호를 유지하며, 런-업이 발생되었는가를 판단한다(S160).

상기에서 런-업이 발생됨이 판단되면, 변속 제어 장치(200)는 도 3의 c에 도시되어 있는 바와 같이 듀티를 100%로 제어한 후, 소정의 제2 시간을 유지한 후, 제어 듀티 값을 소정의 값으로 저하 제어하되, 엔진에서 클러치로 전해지는 토크 값(TQ_EG)에 해당하는 값으로 저하시키기 위한 듀티 제어신호를 출력하며 변속단이 목표 변속단으로 변속 동기가 완료되었는가를 판단한다(S170,S180,S190,S200).

즉, 도 3의 c에 도시되어 있듯이, 2 →3 업 쉬프트 변속 중 런-업이 발생되면, 변속 제어 장치(200)는 빠른 변속 응답성을 위해 초기 어큐뮬레이터 해제 베이스 시간 경과후 인 영역B부터 100%로의 해제 듀티 제어를 수행함으로써, 어큐뮬레이터 측의 체적 증대효과에 의한 제어지연을 막을 수 있어서, 신속한 런-업 방지 및 냉간시동 등의 특수한 경우에 있어서 변속감을 확보할 수 있다.

상기에서 엔진에서 클러치로 전해지는 토크 값(TQ_EG)은 엔진 제어 장치에서의 토크 데이터 ×토크 컨버터 토크 증폭비 ×각 단별 클러치 부하 분담율로 연산할 수 있다.

이 때, 클러치에 작동하는 토크(TQ_CL)와 엔진에서 클러치로 전해지는 토크(TQ_EG)를 동일하게 놓으면(TQ_CL=TQ_EG) 결론적으로 현재 엔진에서 전해지는 토크를 견딜 수 있는 최소 작동압이 산출된다.

따라서, 상기에서 변속단이 목표 변속단으로의 변속 완료가 판단되면, 2 →3 업 쉬프트 변속 제어를 종료하고 메인 루틴으로 리턴하며, 상기에서 변속동기가 완료되지 않으면, 변속 동기가 완료될 때까지 해방압을 제어하기 위해 100%의 듀티를 제어하는 단계(S170)로 리턴하여 일정 시간을 주기로 듀티를 100%에서 엔진에서 클러치로 전해지는 토크 값(TQ_EG)에 해당하는 값까지 저하되는 단계를 반복 수행한다.

하지만, 주행중인 차량이 2 →3 업 쉬프트 변속 조건이라 할 지라도, 유온이 제1 설정 값(30℃) 이상이거나 런-업이 발생하지 않으면, 차량 주행상태에 해당하는 통상의 2 →3 업 쉬프트 변속 제어를 수행한다(S210).

이로써, 런-업 발생시 별도로 어큐뮬레이터 측의 체적 증대효과에 의한 제어지연을 막을 수 있어서, 신속한 런-업 방지 및 냉간시동 등의 특수한 경우에 있어서 변속감을 확보할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명은 클러치 대 클러치로의 변속이 이루어지는 2 →3 업 쉬프트시 소정의 유온 이하이면 해방측에서 슬립이 발생하는 최소 시점을 계산하고, 엔진에서 클러치로 전해지는 토크를 계산하여 듀티 제어를 수행함으로써, 런-업 발생시 별도로 어큐뮬레이터 측의 체적 증대효과에 의한 제어지연을 막을 수 있어서, 신속한 런-업방지 및 냉간시동 등의 특수한 경우에 있어서 변속감을 확보할 수 있다.

Claims (6)

1. 주행중인 차량에서 2 →3 업 쉬프트 변속 요구 신호가 인가됨이 판단되면, 유온의 상태를 판단하는 단계와;

   상기 단계에서 변속 요구시 유온의 상태가 저유온 상태임이 판단되면, 2 →3 업 쉬프트 변속 제어 신호를 출력하고, 결합측 필 타임이 종료되었는가를 판단하는 단계와;

   상기 단계에서 변속 제어 신호 출력 후, 결합 측 필 타임이 종료됨이 판단되면, 슬립이 발생되는 최소 시점을 연산한 후, 해당 듀티 제어신호를 출력하여 유지하며, 런-업 발생여부를 판단하는 단계와;

   상기 단계에서 런-업이 발생됨이 판단되면, 제어 듀티를 100%에서 엔진으로부터 클러치로 전해지는 토크에 해당하는 듀티 값으로 변속 동기 완료될 때까지 제어하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기의 런-업 쇼크 방지 방법.
2. 제 1항에 있어서, 슬립이 발생되는 최소 시점은 클러치에 작동하는 토크로서, 피스톤 작동압 ×피스톤 단면적 ×피스톤 유효반경 × 마찰계수로 연산하여 산출할 수 있는 것을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기의 런-업 쇼크 방지 방법.
3. 제 1항에 있어서, 엔진에서 클러치로 전해지는 토크는 엔진 제어 수단에서의 토크 데이터 ×토크 컨버터 토크 증폭비 ×각 단별 클러치 부하 분담율로 연산할수 있는 것을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기의 런-업 쇼크 방지 방법.
4. 제 1항에 있어서, 엔진에서 클러치로 전해지는 토크 값에 해당하는 듀티는 초기 어큐뮬레이터 해제 베이스 시간 경과 후부터 적용하는 것을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기의 런-업 쇼크 방지 방법.
5. 제 1항에 있어서, 2 →3 업 쉬프트 변속 조건이라 할 지라도, 유온이 제1 설정 값 이상이거나 런-업이 발생하지 않으면, 차량 주행상태에 해당하는 통상의 2 →3 업 쉬프트 변속 제어를 수행하는 것을 포함하는 차량용 자동 변속기의 런-업 쇼크 방지 방법.
6. 제1 항에 있어서, 변속요구신호는 클러치 대 클러치 변속요구신호인 것을 포함하는 차량용 자동 변속기의 런-업 쇼크 방지 방법.