KR100551272B1 - 파워 온 업 쉬프트 변속 제어방법 - Google Patents

Abstract

자동 변속기의 파워 온 업 쉬프트 변속 제어 방법에 관한 것으로써, 파워 온 업 쉬프트 변속요구신호에 의해 파워 온 업 쉬프트 변속을 수행하고 있는 경우, 해방측 유압을 해제하는 0%의 듀티 제어신호를 소정시간(Ta) 출력하고, 소정의 시간(Ta)이 경과되면, 해방측 유압을 해제하는 최저 듀티값(DKR)을 갖는 듀티 제어신호를 출력한다. 이어서, 해방측 유압을 해제하는 최저 듀티값(DKR)을 갖는 듀티 제어신호를 출력 하던중 런-업 발생여부를 판단하여, 런-업이 발생되면 파워 온 업 쉬프트 피드 백 제어를 수행한다. 이후, 파워 온 업 쉬프트 피드 백 제어가 종료되면 듀티값(DKR)을 0%로 제어하는 듀티 제어신호를 출력함으로써, 런-업에 의한 변속 쇼크 발생을 방지하여 변속감을 향상시키고, 승차감을 향상시킬 수 있다.

자동 변속기,듀티 제어신호,해방측 유압

Description

파워 온 업 쉬프트 변속 제어방법{METHOD FOR CONTROLLING SHIFT AUTOMATIC TRANSMISSION OF VEHICLE}

도1은 자동 변속기의 유압 회로도이고,

도2는 파워 온 업 쉬프트 변속 제어장치 구성 블록도이고,

도3a,b는 본 발명의 실시예에 따른 파워 온 업 쉬프트 변속 제어방법 동작 순서도이고,

도4는 본 발명의 실시예에 따른 파워 온 업 쉬프트 변속 피드 백 제어 서브루틴 동작 순서도이고,

도5a는 본 발명의 실시예에 따른 파워 온 업 쉬프트 변속시 런-업 발생시의 터빈 회전수 변화 그래프 및 듀티 제어 패턴도이고,

도5b는 본 발명의 실시예에 따른 파워 온 업 쉬프트 변속시 정상적인 터빈 회전수 변화 그래프 및 듀티 제어 패턴도이고,

도6는 종래의 파워 온 업 쉬프트 변속시 터빈 회전수 변화 그래프 및 듀티 제어 패턴도이다.

본 발명은 자동 변속기에 관한 것으로써, 더욱 상세히 설명하자면, 주행중 운전자의 가속의지에 의한 파워 온 업 쉬프트 변속시 해방측에 발생되는 초기 런 업현상에 의해 발생되는 변속쇼크를 방지하기 위한 파워 온 업 쉬프트 변속 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로 차량용 자동 변속기는 차량의 주행속도와 부하에 따라 변속비를 자동적으로 조절하는 트랜스 밋션 제어 유닛(이하 TCU라 칭함)을 구비하고 있다.

상기한 TCU는 기어 트레인에 설치된 다수개의 클러치 및 브레이크를 작동 또는 비작동 상태로 제어하여 유성기어장치의 출력단 회전수를 조절하게 된다.

첨부한 도1에 도시되어 있는바와 같이 C1는 2ND BRAKE이고, C2는 UNDER DRIVE CLUTCH이고, C3는 OVER DRIVE CLUTCH이고, C4는 REDUCTION BRAKE이고, C5는 DIRECT CLUTCH이고, C6는 REVERSE CLUTCH이고, C7는 LOWREVERSE BREAKE이다.

또한, 11은 MANUAL VALVE(이하 M/V라 칭함)이고, 21은 FAIL SAFE VALVE(이하 F.S.V라 칭함)이고, 22는 2ND 유압 조절밸브(2ND Pressure Control Valve: 이하 2ND PCV라 칭함)이고, 23은 2ND 솔레노이드 밸브(2ND Solenoid Valve:이하 2ND S/V라 칭함)이고, 31은 UNDER DRIVE CLUTCH 유압 조절 밸브(이하 UD PCV라 칭함)이고, 32는 UNDER DRIVE CLUTCH 솔레노이드 밸브(이하 UD S/V라 칭함)이고, 41은 OVER DRIVE CLUTCH 유압조절 밸브(이하 OD PCV라 칭함)이고, 42는 OVER DRIVE CLUTCH 솔레노이드 밸브(이하 OD S/V라 칭함)이고, 51은 REDUCTION BRAKE 유압 조절 밸브(이하 RED PCV라 칭함)이고, 52는 REDUCTION BRAKE 솔레노이드 밸브(이하 RED S/V라 칭함)이고, 61은 TORQUE CONVERTER PRESSUER CONTROL VALVE(이하 T/C PCV라 칭함) 이다.

종래의 파워 온 업 쉬프트 변속 제어방법을 첨부한 도2와 도6를 참조하여 파워 온 2→3 업 쉬프트 변속을 예를 들어 설명한다.

먼저, 2속 결합구성요소로는 C1,C2 및 C4로 결합 구성되어 있고, 2속에서 3속으로 변속시 해방요소로는 C1에 작용하는 라인압이 해제되면서, C3가 3속 결합요소로 작용한다.

즉, 3속 결합 구성요소로는 C2,C3 및 C4가 결합 구성된다.

운전자의 가속의지에 의해 2속 주행중인 차량이 3속으로 업 쉬프트 변속하기 위한 변속 요구신호가 출력되면 첨부한 도2에 도시되어 있는 TCU(20)는 차량 주행상태 감지수단(10)에서 출력되는 파워 온 업 쉬프트 변속요구신호에 의해 스로틀 밸브 개도량(Th)과 차속에 상응하는 출력축 회전수(No)가 도면에 도시되어 있지 않은 변속패턴상의 2→3 업 쉬프트 기준선을 넘어 3속 영역에 진입했는가를 판단한다.

상기에서 스로틀 밸브 개도량(Th)과 차속에 상응하는 출력축 회전수(No)가 도면에 도시되어 있지 않은 변속패턴상의 2→3 업 쉬프트 기준선을 넘어 3속 영역에 진입한 경우, TCU(20)는 파워 온 2→3 업 쉬프트 변속 제어를 위한 해방측인 C1의 듀티 제어를 수행한다.

첨부한 도6b에 도시되어 있는바와 같이, 파워 온 2→3 업 쉬프트 변속 제어신호에 따라 TCU(20)는 듀티값을 0%로 하는 듀티 제어신호를 구동수단(30)인 2ND S/V(23)에 출력하고, 런 - 업(Run-Up)이 발생되었는가를 판단한다.

상기에서 런-업은 해방측이 빨리 해제되거나 결합측의 유압상승이 늦어서 발생되는 현상으로 첨부한 도6a에 도시되어 있는바와 같이 실 터빈 회전수(Nti)가 목표 터빈 회전수(Nt)를 벗어나 상승한 후 다시 목표 터빈 회전수(Nt)로 복귀하는 현상이다.

따라서, 해방측인 C1에 작용하는 라인압을 해제하기 위한 듀티 제어중 런-업 이 발생되면 TCU(20)는 런-업 발생을 방지하기 위해 첨부한 도6b에 도시되어 있는바와 같이 해방측 유압 해제를 방해하는 100%의 듀티값을 갖는 듀티 제어신호를 구동수단(30)인 2ND S/V(23)에 소정의 시간동안 2회 출력한다.

구동수단(30)인 2ND S/V(23)는 TCU(20)에서 출력되는 듀티 제어신호에 의해 듀티 제어되어 해방측 라인압을 F.S.V(21)와 2ND PCV(22)를 관통하여 T/C PCV(61)를 관통하여 배출시킨다.

그러나 상기한 종래의 듀티 제어방법에 있어서, 런-업 발생시 TCU(20)에서 100%의 듀티 제어신호를 소정의 시간동안 2회 출력하여 줌에 따라 해방측 요소의 재결합이 급격히 이루어져 변속쇼크가 발생되는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로써, 해방측 유압을 해제하는 0%의 듀티 제어신호를 소정의 시간(Ta)동안 출력한 후, 최저 듀티값(DKR)에 해당하는 듀티 제어신호를 소정의 시간(Tb)동안 출력하고, 듀티값(DKR)을 4회로 나누어 매 주기마다 출력하여 해방측 유압이 급격히 해제되지 않도록 하기 위한 것이다.

또 다른 본 발명의 목적은, 상기한 듀티 제어에도 불구하고 런-업이 발생되면 피드 백 제어에 의해 해방측 유압의 해제를 제어하여 런-업 발생을 방지하기 위한 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은,

파워 온 업 쉬프트 변속요구신호에 의해 파워 온 업 쉬프트 변속을 수행하고 있는 경우, 해방측 유압을 해제하는 0%의 듀티 제어신호를 소정시간(Ta) 출력하는 단계와;

소정의 시간(Ta)이 경과되면, 해방측 유압을 해제하는 최저 듀티값(DKR)을 갖는 듀티 제어신호를 출력하는 단계와;

런-업 발생여부를 판단하는 단계와;

최저 듀티값(DKR)을 갖는 듀티 제어신호를 출력중 런-업이 발생되면, 파워 온 업 쉬프트 변속 피드 백 제어를 수행하는 단계와;

파워 온 업 쉬프트 변속 피드 백 제어가 종료되면 듀티값(DKR)을 0%로 제어하는 듀티 제어신호를 출력하는 단계로 이루어져 있다.

상기한 구성으로 이루어진 자동 변속기의 파워 온 업 쉬프트 변속 제어방법을 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.

먼저, 첨부한 도2에 도시되어 있듯이, 자동 변속기의 파워 온 업 쉬프트 변속 제어장치의 구성은,

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

상기 차량 주행상태 감지수단(10)에서 출력되는 신호를 인가받아 파워 온 업 쉬프트 변속 제어를 수행하면, 해방측 유압을 해제하는 0%의 듀티 제어신호를 소정의 시간동안 출력하고, 소정의 시간(Ta)이 경과된 후, 소정의 듀티값(DKR)을 갖는 듀티 제어신호를 소정의 시간(Tb)동안 출력한 다음, 런-업이 발생되면 피드 백 제어 서브루틴을 수행하고 0%의 듀티값을 갖는 듀티 제어신호를 구동수단(30)으로 출력하는 TCU(20)와;

상기 TCU(20)에서 출력되는 듀티 제어신호에 의해 듀티 제어되어 해방측 유압을 해제시키는 구동수단(30)으로 이루어져 있다.

상기에서 차량 주행상태 감지수단(10)은,

변속패턴에 따른 변속을 위해 차속(No)에 상응하는 드리븐 기어의 회전수를 검출하여 소정의 신호를 출력하는 출력축 회전수 감지부(11)와;

변속패턴에 따른 변속을 위해 스로틀 밸브 개도 변화를 검출하여 소정의 신호로 출력하는 스로틀 밸브 개도량 감지부(12)와;

엔진의 회전수 변화를 감지하여 소정의 신호로 출력하는 엔진 회전수 감지부(13)와;

터빈 회전수의 변화량을 감지하여 소정의 신호로 출력하는 터빈 회전수 감지부(14)와;

크리프 영역을 판정하기 위해 운전자의 가, 감속의지에 따라 가변되는 가속페달의 변화상태를 감지하여 소정의 신호를 출력하는 가속페달 감지부(15)로 이루 어져 있다.

상기한 자동 변속기의 파워 온 업 쉬프트 변속 제어장치의 구성에 따라 파워 온 업 쉬프트 변속 제어방법을 파워 온 2→3 업 쉬프트를 예를 들어 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도3a와 도3b에 도시되어 있듯이, 차량 주행상태 감지수단(10)에서 출력되는 파워 온 2→3 업 쉬프트 변속 요구신호가 인가되면, TCU(20)는 스로틀 밸브 개도량(Th)과 출력축 회전수(No)의 변화량이 도면에 도시되어 있지 않은 변속패턴상의 파워 온 2→3 업 쉬프트 변속 기준선을 넘어 3속 영역에 도달하였는가를 판단한다( S 100,S110).

상기에서 스로틀 밸브 개도량(Th)과 출력축 회전수(No)의 변화량이 도면에 도시되어 있지 않은 변속패턴상의 파워 온 2→3 업 쉬프트 변속 기준선을 넘어 3속 영역에 도달한 경우, TCU(20)는 첨부한 도5b에 도시되어 있는바와 같이 2속 결합된 C1을 결합해제하는 0%의 듀티 제어신호를 소정의 시간(Ta)동안 구동수단(30)인 2ND S/V(23)에 출력한다(S120 - S140).

구동수단(30)인 2ND S/V(23)는 TCU(20)에서 출력되는 듀티 제어신호에 의해 듀티 제어되어 첨부한 도1에 도시되어 있는바와 같이 2ND PCV(22)를 제어하는 제어압을 T/C PCV(61)를 관통하여 배출시킨다.

이어서, 2ND PCV(22)를 제어하는 제어압이 해제됨에 따라 C1에 작용하던 라인압은 F.S.V(21)와 2ND PCV(22)를 관통하여 T/C PCV(61)로 해제되어진다.

상기(S140)에서 0%의 듀티 제어신호가 출력되는 소정의 시간(Ta)이 경과된 경우, TCU(20)는 첨부한 도5b에 도시되어 있는바와 같이 소정의 듀티값(DKR)을 갖는 최소 듀티 제어신호를 구동수단(30)인 2ND S/V(23)에 출력하고, 런-업이 발생되었는가를 판단한다(S150 - S170).

상기에서 런-업이 발생여부를 판단하는 방법은, 현재의 터빈 회전수(Nt)가 초기 터빈 회전수(Nti)보다 클 때, TCU(20)는 런-업이 발생된 것으로 판단한다.

상기에서 소정의 듀티값(DKR)을 갖는 최소 듀티 제어신호를 출력하던중 런-업이 발생되면, TCU(20)는 파워 온 2→3 업 쉬프트 변속 피드 백 제어 서브루틴을 수행하고, 파워 온 2→3 업 쉬프트 변속 피드 백 제어 서브루틴이 종료되면 피드 백 제어된 최종 듀티값(DKR)을 0%으로 제어하기 위한 듀티 제어신호를 구동수단(30)인 2ND S/V(23)에 출력하고, 해방측 유압 해제 듀티 제어를 종료한다(S180 - S190).

하지만, 상기(S170)에서 소정의 듀티값(DKR)을 갖는 최소 듀티 제어신호를 출력하던중 런-업이 발생되지 않으면 TCU(20)는 최소 듀티 제어신호를 출력한 시점부터 소정의 시간(Tb)이 경과된 후, 최소 듀티값(DKR)을 소정의 듀티율(△Dp)만큼 감소시킨 다음, 일정시간(40ms)을 유지시킨다(S200 - S230).

또한, TCU(20)는 소정의 듀티율(Dp)만큼 감소된 듀티값(DKR)을 일정시간(40ms) 유지하는 동안 런-업이 발생되었는가를 판단한다(S240).

상기에서 소정의 듀티율(Dp)만큼 감소된 듀티값(DKR)을 소정의 시간(Tc: 약40ms)을 유지하는 동안 런-업이 발생된 경우, TCU(20)는 파워 온 2→3 업 쉬프트 피드 백 제어 서브루틴(S180)을 수행하고, 피드 백 제어 서브루틴이 종료되면 듀티 값을 0%로 유지하기 위한 듀티 제어신호를 출력하여 해방측 유압해제 듀티 제어를 종료한다(S260).

상기에서, 최소 듀티값(DKR)을 소정의 듀티율(△Dp)만큼 감소시킨 다음, 소정의 시간(40ms)을 유지하며 런-업이 발생되었는지 판단하는 단계를 매 주기마다 4회에 걸쳐 수행한다.

하지만, 상기에서 소정의 듀티율(Dp)만큼 감소된 듀티값(DKR)을 소정의 시간(Tc: 약40ms)을 유지하는 동안 런-업이 발생되지 않은 경우, TCU(20)는 최소 듀티값(DKR)이 0%가 될 때까지 소정의 듀티율(Dp)로 감소시키는 단계를 계속 수행하며 해당하는 듀티 제어신호를 구동 수단(30)인 2ND S/V(23)에 출력한다.

이 후, 듀티값(DKR)이 0%가 되면, TCU(20)는 해방측 유압 해제 듀티 제어를 종료한다(S250,S260).

상기(S180)에서 파워 온 2→3 업 쉬프트 변속 피드 백 제어 서브루틴은 하기와 같이 수행된다.

파워 온 2→3 업 쉬프트 피드 백 제어가 수행되면, TCU(20)는 피드 백 개시 듀티값(Dn)0을 최소 듀티값(DKR)로 설정하고, 하기의 수학식 1에 의해 피드 백 제어 듀티값(Dn)을 연산하여 산출된 피드 백 듀티값(Dn)을 구동수단(30)인 2ND S/V(23)에 출력하여 피드 백 제어를 수행한다(S300 - S320).

( 상기에서 Dn는 피드 백 제어 듀티값이고,

(Di)n는 적분항 듀티값이고,

Kp는 비례 게인(%/(rev/s))이고,

En는 실 터빈 변화율이고,

Kd는 미분 게인(%/(rev/s))이고,

En-1는 전회의 터빈 변화율이다.)

상기 수학식 1에서 (Di)n는 하기 수학식 2에 의해 산출된다.

(상기에서 (Di)n-1는 전회의 적분항 듀티값이고,

Ki는 적분 게인(%/(rev/s))이고,

En는 실 터빈 회전수 변화율이다.)

상기 수학식 1과 수학식 2에서 실 터빈 변화율(En)는 하기 수학식 3에 의해 산출된다.

(상기에서 En는 실 터빈 변화율이고,

Nt는 실 터빈 회전수이고,

Nti는 초기 터빈 회전수값이고,

α는 에러체크 기준값이다.)

따라서, 상기 수학식 1에 의해 피드 백 제어를 수행하던 TCU(20)는 실 터빈 회전수(Nt)가 초기 터빈 회전수(Nti)보다 작거나 같아졌는가를 판단한다(S330).

상기에서 실 터빈 회전수(Nt)가 초기 터빈 회전수(Nti)보다 작거나 같아진 조건을 만족하면, TCU(20)는 런-업이 종료된 것으로 판단하고, 메인 루틴으로 리턴한다(S330,S340).

하지만, 상기에서 실 터빈 회전수(Nt)가 초기 터빈 회전수(Nti)보다 작거나 같아진 조건을 만족하지 못할 경우, TCU(20)는 파워 온 2→3 업 쉬프트 변속 피드 백 제어를 계속 수행한다.

하지만, 상기(S110)에서 스로틀 밸브 개도량(Th)과 출력축 회전수(No)의 변화량이 도면에 도시되어 있지 않은 변속패턴상의 파워 온 2→3 업 쉬프트 변속 기준선을 넘어 3속 영역에 도달한 즉시, 다시 2속 영역으로 리턴하는 경우, TCU(20)는 2속 변속제어를 수행한다(S111).

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

이상에서와 같이 본 발명의 실시예에 따른 파워 온 2→3 업 쉬프트 변속 제어방법은, 해방측 유압 해제 듀티 제어 초기에 런-업 발생을 방지하기 위한 듀티 제어를 수행하고, 상기한 듀티 제어에도 불구하고 런-업이 발생되는 경우, 피드 백 제어를 수행함으로써, 변속 쇼크의 발생을 방지하여 변속감을 향상시키고, 승차감을 향상시킬 수 있다.

Claims (7)

1. 파워 온 업 쉬프트 변속요구신호에 의해 파워 온 업 쉬프트 변속을 수행하고 있는 경우, 해방측 유압을 해제하는 0%의 듀티 제어신호를 소정시간(Ta) 출력하는 단계와;

   소정의 시간(Ta)이 경과되면, 해방측 유압을 해제하는 최저 듀티값(DKR)을 갖는 듀티 제어신호를 출력하는 단계와;

   런-업 발생여부를 판단하는 단계와;

   상기 최저 듀티값(DKR)을 갖는 듀티 제어신호를 출력중 런-업이 발생되면, 파워 온 업 쉬프트 피드 백 제어를 수행하는 단계와;

   파워 온 업 쉬프트 피드 백 제어가 종료되면 듀티값(DKR)을 0%로 제어하는 듀티 제어신호를 출력하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 파워 온 업 쉬프트 변속 제어방법.
2. 청구항 1에서, 런-업발생 여부를 판단하는 방법은, 현재 터빈 회전수(Nt)가 초기 터빈 회전수(Nti)보다 클 때, 런-업이 발생된 것으로 판단하는 것을 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 파워 온 업 쉬프트 변속 제어방법.
3. 청구항 1에서, 해방측 유압 해제 듀티 제어중 런-업이 발생되지 않은 경우, 소정의 시간(Tb)이 경과 되었는가를 판단하는 단계와;

   상기에서 소정의 시간(Tb)이 경과된 경우, 최소 듀티값(DKR)을 소정의 듀티율(△Dp)로 감소시킨 후, 소정의 시간(Tc)을 유지시키며 런-업 발생여부를 판단하는 단계와;

   상기에서, 런-업이 발생되지 않은 경우, 감소된 최소 듀티값(DKR)을 0%로 제어하기 위한 듀티 제어신호를 출력하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 파워 온 업 쉬프트 변속 제어방법.
4. 청구항 3에서, 최소 듀티값(DKR)은 매 주기마다 4회에 걸쳐 소정의 듀티율(△Dp)로 감소시킨 후, 최소 듀티값(DKR)을 0%로 유지하는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 파워 온 업 쉬프트 변속 제어방법.
5. 청구항 3에서, 해방측 유압 해제 듀티 제어중 런-업이 발생하면, 파워 온 업 쉬프트 변속 피드 백 제어를 수행하는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 파워 온 업 쉬프트 변속제어방법.
6. 청구항 1에서, 파워 온 업 쉬프트 변속 피드 백 제어는 하기의 수학식 1에서 산출된 피드 백 듀티값에 의해 수행한 다음, 런-업이 해제되면 파워 온 업 쉬프트 변속 피드 백 제어를 종료하는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 파워 온 업 쉬프트 변속 제어방법.

   (수학식 1)

   

   ( 상기에서 Dn는 피드 백 제어 듀티값이고,

   (Di)n는 적분항 듀티값이고,

   Kp는 비례 게인(%/(rev/s))이고,

   En는 실 터빈 변화율이고,

   Kd는 미분 게인(%/(rev/s))이고,

   En-1는 전회의 터빈 변화율이다.)
7. 청구항 6에서, 런-업 해제 판단은, 실 터빈 회전수(Nt)가 초기 터빈 회전수(Nti)보다 작거나 같아질 때 런-업이 해재된 것으로 판단하는 것을 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 파워 온 업 쉬프트 변속 제어방법.

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