KR100534774B1 - 차량용 자동 변속기의 변속 제어방법 - Google Patents

Abstract

변속시 라인압 상승을 위한 지연시간을 없애고 변속 판정시 변속 신호와 동시에 라인압 변동을 실시하여, 변속 응답성을 향상시키고, 각 변속단별 체결압을 계산하여 라인압과 분리 설정함으로써, 변속시의 유압 변동폭을 최소화하여 변속 응답성 및 변속감 향상을 도모할 목적으로;

차량의 주행중 유압 제어 시스템의 전체적인 라인압 가변 제어가 이루어지면, 엔진의 부하에 따른 각 단 클러치 체결압을 계산하여 제어하는 제1 단계와;

상기 제어 과정에서 주행 조건의 변화에 따른 변속 지령이 내려지면 동시에 다시 엔진의 부하에 비례하는 각 단 클러치의 최적 체결압을 계산하여 변속 신호 발생 및 상기의 체결압에 따라 변속 제어를 실시하는 제2 단계로 이루어지는 차량용 자동 변속기의 변속 제어방법을 제공한다.

Description

차량용 자동 변속기의 변속 제어방법{METHOD OF CONTROLLING SHIFT OF AN AUTOMATIC TRANSMISSION FOR VEHICLES}

본 발명은 차량용 자동 변속기의 변속 제어방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 킥 다운 변속시 라인압 상승을 위한 지연시간을 없애고 킥 다운 변속 판정시 변속 신호와 동시에 라인압 변동을 실시하여, 유압 응답성을 향상시키고, 각 변속단별 체결압을 계산하여 라인압과 분리 설정함으로써, 변속시의 유압 변동폭을 최소화하여 변속 응답성 및 변속감 향상을 도모할 수 있도록 한 차량용 자동 변속기의 변속 제어방법에 관한 것이다.

예컨대, 자동차에 적용되는 자동 변속기는 자동차의 주행속도와 스로틀 밸브의 개도율 및 제반 검출 조건에 따라 변속 제어장치가 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.

이와 같은 작동원리에 따라 동작되는 자동 변속기가 탑재되는 차량은 일반 차량과 마찬가지로 다양한 주행 조건에 노출되므로, 각 차량 생산 메이커에서는 해당 차량이 운행 지역에서 최적의 성능을 발휘할 수 있도록 엔진과 자동 변속기에 대한 연구가 활발하게 이루어지고 있으며, 특히 자동 변속기에 있어서는 가능한 현재의 하드웨어적인 면은 유지한 상태에서 소프트웨어적인 변속 제어방법에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다.

이러한 점을 고려하여 킥 다운 변속시의 유압 제어 과정을 살펴보면, 종래에는 도 4에서와 같이, 운전자가 가속페달을 급격히 밟아 킥 다운 변속이 발생된다고 판단되면(S200), ECU에서는 라인압을 최대치로 제어한 후(S210), 설정된 일정시간이 경과되었다고 판단되면(S220)에 변속신호 발생 및 변속 제어를 실시하게 된다(S230).

즉, 종래에는 각각의 클러치가 통상적인 라인압을 공급받고 있는 상태에서 변속신호가 발생되면 최대치의 라안압으로 상승시켜 일정 시간이 경과한 후에 변속이 이루어지며, 변속이 이루어진 상태에서는 100% 라인압 듀티에 따라 라인압이 체결압으로 공급되는 것이다.

상기에서 라인압은 각단의 클러치의 체결 유지를 위한 유압 중에 최고로 높은 클러치 체결압에 안전 계수를 곱하여 결정된다.

그러나 상기와 같이 변속 제어를 실시하는 경우에는 변속이 발생되면 라인압을 최대치로 하고 일정 시간 경과한 후에 변속신호를 발생시켜 변속 진행함에 따라서 도 5의 A 부분과 해제압이 상승하였다가 다시 떨어지게 되는 바, 실제 변속하기까지의 변속 지연시간이 길어지게 되어 변속 응답성 및 변속감을 악화시킨다는 문제점을 내포하고 있다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위해 발명된 것으로서, 본 발명의 목적은 변속시 라인압 상승을 위한 지연시간을 없애고 변속 판정시 변속 신호와 동시에 라인압 변동을 실시하여, 변속 응답성을 향상시키고, 각 변속단별 체결압을 계산하여 라인압과 분리 설정함으로써, 변속시의 유압 변동폭을 최소화하여 변속 응답성 및 변속감 향상을 도모할 수 있도록 한 차량용 자동 변속기의 변속 제어방법을 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 차량의 주행중 유압 제어 시스템의 전체적인 라인압 가변 제어가 이루어지면, 엔진의 부하에 따른 각 단 클러치 체결압을 계산하여 제어하는 제1 단계와;

상기 제어 과정에서 주행 조건의 변화에 따른 변속 지령이 내려지면 동시에 다시 엔진의 부하에 비례하는 각 단 클러치의 최적 체결압을 계산하여 변속 신호 발생 및 상기의 체결압에 따라 변속 제어를 실시하는 제2 단계로 이루어지는 차량용 자동 변속기의 변속 제어방법을 제공한다.

이하, 상기의 목적을 달성할 수 있는 본 발명의 실시예를 도면을 참조하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 의한 제어방법을 운용할 수 있는 시스템의 구성도로서, 엔진 제어 감지부(10)를 형성하는 각종 센서로부터 현재 차량의 운행 상태가 ECU(20)로 입력되면, ECU(20)에서는 이들 정보를 미리 입력되어져 있던 데이터와 비교 판단하여 엔진 제어 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 변속 제어가 이루어지도록 하는데, 이때 TCU에서는 상기 ECU(20)로부터 전달되는 정보와 변속 제어 감지부(50)로부터 입력되는 정보를 미리 입력되어진 데이터와 비교 판단하여 변속 제어 구동부(60)와 댐퍼 클러치 제어부(70)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 제어 감지부(50)는 입,출력측 속도 센서, 유온센서, 인히비터 스위치, 브레이크 스위치등 변속 제어에 필요한 정보를 제공하는 센서들을 의미한다.

그리고 엔진 제어 구동부(30)는 엔진 제어를 위한 모든 구동부를 의미하며, 변속 제어 구동부(60)는 자동 변속기의 유압 제어수단에 적용되는 모든 솔레노이드 밸브로서 변속선도에 따라 제어되면서 변속을 행하게 되며, 댐퍼 클러치 제어부(70)는 댐퍼 클러치를 제어하는 솔레노이드 밸브로서, 직결선도에 따라 제어되면서 댐퍼 클러치의 작동 및 작동 해제 제어를 실시하게 되는 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 하드웨어 변경없이 소프트웨어만을 변경하여 대응 가능하다.

상기와 같은 제어 시스템을 이용하는 본 발명의 변속 제어방법에 대한 작동 흐름을 도 2를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

차량의 주행중 트랜스밋션 제어유닛(TCU)에서는 현재 라인압 가변 제어가 이루어지는지를 판단하여(S100), 라인압 제어가 이루어지고 있다고 판단되면 엔진의 부하(스로틀 개도량 또는 토크)에 따른 각 단 클러치 체결압을 계산하여 제어를 실시한다(S110).

상기 S100 단계에서 라인압 제어는 현재의 주행 조건에 따른 전체 유압 제어 시스템의 라인압 가변 제어를 의미하는 것이며, 상기 S110 단계에서 계산된 각단 클러치의 체결압으로 작동 클러치에 유압이 공급되는 과정에서 주행 조건의 변화에 따른 변속 지령이 내려졌다고 판단되면(S120), 다시 엔진의 부하(스로틀 개도량 또는 토크)에 비례하는 각 단 클러치의 최적 체결압을 계산한 후(S130), 변속 신호 발생 및 상기의 체결압에 따라 변속 제어를 실시한다(S140).

상기에서 각단의 클러치 체결압이라고 함은, 최근에는 각 변속단에서 작동하는 마찰부재(클러치 및 브레이크)를 독립적으로 제어하게 되는 바, 각 마찰부재에서 각 변속단에 따라 요구되는 최적의 작동압을 의미하는 것으로서, 이의 각 단별 체결압 계산은 속도 선도에서 담당 토크를 계산하면 쉽게 계산되며, 이 계산치에 입력 토크를 곱하고, 안전 계수를 곱한 후에 담당 클러치 용량으로 나누면 계산되는데, 이를 수식으로 나타내면,

"각 단별 체결압 = {계산된 결과* × 입력 토크 × 토크비 안전 계수(1.3)}/ 클러치 용량" 으로 계산되며, 상기에서 *는 속도 선도상 입력 토크를 1로하여 계산된 결과이다.

물론 상기와 같이 제어할 때마다 각 단별 체결압을 계산 할 수 도 있으나, 엔진 부하별(스로틀 개도각에 따른)로 맵화하여 사용할 수도 있다.

그리고 상기 S130 단계에서, S110 단계에서 계산된 값을 다시 계산하는 것은 확인하는 단계로서, 운전 조건에 따라 엔진 부하가 변화될 수 있으므로 다시 계산하여 최적의 체결압을 얻기 위함이다.

상기와 같이 제어를 실시하게 되면, 종래에는 해제압의 듀티가 100% 이었으나, 본 발명은 도 5에서와 같이, 해제압의 할당 체결압이 라인압의 60% 수준이라고 하면 라인압 듀티의 60%의 수준으로 공급압이 제어되도록 함으로써, 해제압의 신속한 해제는 물론 유압의 변동폭이 적게 형성됨으로써, 변속 지연시간이 종래에 비하여 짧아지게 되고, 변속감이 향상되는 것이다.

상기에서 해제압이 신속하게 해제된다고 함은, 체결압이 라인압의 60% 수준이므로 100%일 때와 비교하여 유량이 해제되는 바, 종래에 비하여 신속한 배출이 이루어지는 것이며, 체결압 또한 60% 수준으로만 공급되는 바, 신속한 공급이 이루어짐으로써, 본 발명자가 의도하는 목적을 달성할 수 있게 되는 것이다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 다양한 변화와 변경 및 균등물을 사용할 수 있다. 본 발명은 상기 실시예를 적절히 변형하여 동일하게 응용할 수 있음이 명확하다. 따라서 상기 기재 내용은 하기 특허청구범위를 한정하지 않는다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면 변속시 라인압 상승을 위한 지연시간을 없애고 변속 판정시 변속 신호와 동시에 라인압 변동을 실시하여, 변속 응답성을 향상시키고, 각 변속단별 체결압을 계산하여 라인압과 분리 설정함으로써, 변속시의 유압 변동폭을 최소화하여 변속 응답성 및 변속감 향상을 도모할 수 있는 발명인 것이다.

도1 은 본 발명을 운용하기 위한 제어 시스템의 블록도.

도2 는 본 발명에 의한 제어방법의 작동 흐름도.

도3 은 본 발명에 의한 유압 제어 상태를 보인 패턴도.

도4 는 종래 변속 제어방법의 일예를 보인 작동 흐름도.

도 5는 종래에 의한 유압 제어 상태를 보인 패턴도이다.

Claims (3)

1. 차량의 주행중 유압 제어 시스템의 전체적인 라인압 가변 제어가 이루어지면, 엔진의 부하에 따른 각 단 클러치 체결압을 계산하여 제어하는 제1 단계와;

   상기 제어 과정에서 주행 조건의 변화에 따른 변속 지령이 내려지면 동시에 다시 엔진의 부하에 비례하는 각 단 클러치의 최적 체결압을 계산하여 변속 신호 발생 및 상기의 체결압에 따라 변속 제어를 실시하는 제2 단계로 이루어짐을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기의 변속 제어방법.
2. 제1항에 있어서, 각 단별 체결압은 속도 선도에서 담당 토크를 계산한 계산값에 입력 토크와 안전 계수를 곱한 후에 담당 클러치 용량으로 나누어 계산됨을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기의 변속 제어방법.
3. 제1항에 있어서, 각 단별 체결압은 엔진 부하별로 맵화함을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기의 변속 제어방법.