KR100579266B1 - 차량용 자동 변속기의 구배로 변속 제어방법 - Google Patents

Abstract

구배로 변속 제어를 불연속적인 변속 패턴 절환에 의하지 않고 상향 변속 금지를 금지함으로써, 구배도에 따라 최적의 잦은 오르내림 변속이 행해지는 것을 방지할 수 있도록 한 차량용 자동 변속기의 구배로 변속 제어방법을 제공할 목적으로;

차량의 주행중 주행도로에 대한 구배도를 계산하고, 현재의 변속단에서 1단을 상향 변속되었을 때의 등판 가능 최대 구배도를 계산하는 제1 단계와;

상기 제1 단계에서 계산된 현재 구배도가 상향 변속되었을 때의 최대 구배도 보다 크다고 판단되면, 상향 변속을 금지하는 제2 단계로 이루어지는 차량용 자동 변속기의 구배로 변속 제어방법을 제공한다.

자동변속기, 구배도

Description

차량용 자동 변속기의 구배로 변속 제어방법{METHOD OF CONTROLLING SHIFTING AT GRADIENT ROAD FOR AUTOMATIC TRANSMISSION IN VEHICLE}

도1 은 본 발명의 기술적 배경을 설명하기 위한 변속 패턴도.

도2 는 본 발명을 운용하는 자동변속기 제어 블록도.

도3 은 본 발명에 의한 제어방법의 흐름도.

도4 는 종래 구배로 변속 제어방법의 일예를 보인 흐름도이다.

본 발명은 차량용 자동 변속기의 구배로 변속 제어방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 구배로 주행시 잦은 변속으로 인한 변속 충격 발생과 엔진 소음 발생을 최소화할 수 있도록 한 자동 변속기의 구배로 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 밸 브의 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 운행지역에서 최적의 성능을 발휘할 수 있도록 엔진과 자동 변속기에 대한 연구가 활발하게 이루어지고 있으며, 특히 자동 변속기에 있어서는 가능한 현재의 하드웨어 면은 유지한 상태에서 소프트웨어적인 변속 제어방법에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다.

그의 일환으로 본 발명은 자동 변속기 탑재 차량에 있어서의 구배로 주행시 변속 제어방법에 관계하는데, 자동 변속기 탑재 장착 차량은 대부분 구배로 주행시 잦은 오르내림 변속이 발생하게 된다.

이는 도 1에서와 같이 평지를 주행하다가 구배로를 주행하게 되면, 차속이 감소하게 되는 바, 운전자는 차속을 유지하기 위해 가속페달을 더욱 밟게 되며, 가속페달을 어느 이상 밟게 되면, 변속 패턴의 하향 변속 라인을 만나 하향 변속이 이루어지게 된다.

그리고 상기와 같이 하향 변속이 일어지면 엔진 회전수 증가와 함께 구동력이 증가하여 차량은 가속이 되고 운전자는 정속 유지를 위해 상기와는 반대로 밟았던 가속페달을 놓게 되며, 이와 같이 가속페달이 리턴되면 다시 변속 패턴의 상향 변속 라인을 만나 상향 변속이 이루어지고, 상향 변속과 함께 구동력은 감소하여 차속은 다시 감소하게 되는등 이러한 하향-상향-하향 변속이 빈번하게 반복되어 운전자는 변속 충격 및 엔진 소음으로 인해 불쾌감을 느끼게 된다.

이에 따라 최근에는 구배로 주행시 잦은 오르내림 변속을 방지하기 위하여 평지와는 별도의 변속 제어가 이루어지도록 하고 있는데, 그 제어방법에 있어서는 업체별로 다소 차이는 있으나, 변속 패턴을 평지와 다르게 적용하여 가속페달을 밟지 않더라도 상향 변속이 일어나지 않도록 하는 면에서는 유사하다고 할 수 있다.

그 일예를 살펴보면, 도 4에서와 같이, 자동차의 주행 과정에서 트랜스밋션 제어유닛(TCU)에서는 엔진 제어유닛(ECU)으로부터 공급받는 각종 정보를 이용하여 현재 차량의 주행도로에 대한 구배도(a)를 계산한다(S200).

그리고 현재 구배로 변속 패턴으로 변속이 이루어지고 있는가를 판단하여(S210), 구배로 변속 패턴 변속이 이루어지지 않는 경우에는 현재의 구배도(a)가 구배로 변속 패턴 진입 구배도(a_1) 보다 큰가를 판단하여(S220) 현재의 구배도(a)가 크다고 판단되면, 구배로 변속 패턴으로 전환하여(S230) 변속 제어가 이루어지도록 한다.

또한, 상기 S210 단계에서 구배로 변속 패턴으로 변속이 이루어진다고 판단되면, 현재의 구배도(a)가 구배로 변속 패턴 해제 구배도(a_2) 보다 작은가를 판단하여(S221) 현재의 구배도(a)가 작다고 판단되면, 평지 변속 패턴으로 전환하여(S231) 변속 제어가 이루어지도록 하는 방법으로 변속 제어를 실시하고 있다.

그러나 상기와 같은 제어방법에 있어서는 하나의 구배로 변속 패턴 진입 조건을 사용하므로 도로 구배도가 설정된 값 이상이 될 경우이면 무조건 구배로 변속 패턴이 적용되는 바, 연속적이지 못하다는 문제점이 있는 것이다.

즉, 구배로 설정값을 5%로 설정한 경우 10% 구배로 주행시도 동일한 구배로 변속 패턴에 의해 제어되며, 5 ~ 10%, 혹은 그 이상 모든 범위의 구배도에서 잦은 변속 오르내림 방지를 만족시킬 수 있도록 변속 패턴을 설정하는 것이 거의 불가능하기 때문에 이를 해결하기 위한 수단으로 업체에 따라서는 구배로 변속 패턴을 구배도에 따라 2 ~ 3가지 정도로 설정하기도 하지만 결국 연속적인 제어가 아니며, 변속 패턴의 수가 많아지면 그만큼 복잡해진다는 문제점을 내포하고 있다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위해 발명된 것으로서, 본 발명의 목적은 구배로 변속 제어를 불연속적인 변속 패턴 절환에 의하지 않고 상향 변속 금지를 금지함으로써, 구배도에 따라 최적의 잦은 오르내림 변속이 행해지는 것을 방지할 수 있도록 한 차량용 자동 변속기의 구배로 변속 제어방법을 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 차량의 주행중 주행도로에 대한 구배도를 계산하고, 현재의 변속단에서 1단을 상향 변속되었을 때의 등판 가능 최대 구배도를 계산하는 제1 단계와;

상기 제1 단계에서 계산된 현재 구배도가 상향 변속되었을 때의 최대 구배도 보다 크다고 판단되면, 상향 변속을 금지하는 제2 단계로 이루어지는 차량용 자동 변속기의 구배로 변속 제어방법을 제공한다.

그리고 상기 제2 단계에서 현재 구배도가 상향 변속되었을 때의 최대 구배도 보다 크다고 판단되면, 현재 엔진 RPM이 현재 변속단에서의 허용 가능 엔진 RPM 보다 작으면 상향 변속을 금지하고, 크면 상향 변속을 허용하는 차량용 자동 변속기의 구배로 변속 제어방법을 제공한다.

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

도 2는 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 감 지부(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 이용하여 구배로 변속 제어가 이루어지는 본 발명의 작동 흐름을 도 3을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

즉, 차량의 주행중 트랜스밋션 제어유닛(TCU)에서는 감지부로부터 입력되는 각종 정보를 이용하여 현재 차량의 주행도로에 대한 구배도(a)를 계산한다(S100).

그리고 현재의 변속단에서 1단을 상향 변속되었을 때의 등판 가능 최대 구배도(b)를 계산한 후(S110), 현재 구배도(a)가 상향 변속되었을 때의 최대 구배도(b) 보다 큰가를 판단한다(S120).

상기 S120 단계에서 조건을 만족하는 경우에는 현재 엔진 RPM(Ne)이 현재 변 속단에서의 허용 가능 엔진 RPM(Ne_1) 보다 큰가를 판단하여(S130), 작다고 판단되면 상향 변속을 금지하게 되는 것이다(S140).

상기 S130 단계에서 조건을 만족하는 경우 즉, 현재 엔진 RPM(Ne)이 허용 가능 엔진 RPM(Ne_1) 보다 크다고 판단되면 상향 변속을 허용한 후 리턴하게 된다.

상기와 같은 본 발명의 구배로 변속 제어의 개념은 구배로 정속 주행 중 현재 차속에서 현재의 변속단으로 구배로를 등판하기에 부족하다면, 결국 하향 변속이 이루어지고, 하향 변속후 다시 상향 변속이 이루어지면 구동력이 부족하여 또 다시 하향 변속이 이루어지게 되는 바, 처음부터 상향 변속을 금지하여 잦은 오르내림 변속을 방지하고자 하는 것이다.

이는 구배로 주행 중 현재의 주행 조건에서 잦은 오르내림 변속이 이루어지지 않도록 상향 변속을 금지할 것인지 허용할 것인지만 판단 할 수 있다면 별도의 변속 패턴이 없이도 구배로 변속 제어가 가능하며, 불연속적인 패턴 절환이 아닌 매 순간마다 현재의 운전 조건으로 상향 변속 금지를 판단하므로 연속적인 구배로 변속 제어가 가능하게 되는 것이다.

구체적으로는 현재 차속에서, 현재 변속단 + 1단의 등판 가능한 최대 구배도를 계산하고 현재 구배도가 이 최대 구배도 보다 크다면, 상향 변속을 해도 어차피 등판이 불가하여 다시 하향 변속이 일어나게 될 것이므로 이 주행 조건에서는 상향 변속을 금지하는 개념이다.

단, 상향 변속 금지시 엔진 회전수(Ne)가 너무 높은 경우에는 운전자를 포함하는 탑승자들에게 불쾌감을 느끼게 할 수 있으므로, 설정 엔진 회전수 이상에서는 상향 변속 금지 조건을 만족하더라도 상향 변속을 허용할 수 있도록 한 것이다.

상기와 같은 변속 제어를 실제 적용예로서 설명하면, 현재 차량이 6% 구배도를 가진 도로를 차속 100KPH, 3단으로 가속중인 경우, TCU에서 현재 구배도(6%) 및 차속 100KPH, 4단으로 주행 가능한 최대 구배도(예: 4%)를 계산하여 이 시점에서 운전자가 정속 유지를 위해 가속페달에서 발을 떼는 경우에는 4단으로 상향 변속이 이루어져야 하지만 현재 운전 조건에서는 4단으로 변속하여도 현재 구배로를 100KPH로 주행 불가하므로(현재 구배도 > 4%) 상향 변속을 금지한다는 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 특정 구배도를 경계로 변속 패턴이 절환되는 불연속적인 방식이 아니고, 주행 조건에 따라 변속 여부를 결정하는 연속적인 방식으로 어떠한 구배도에서도 최적의 변속 제어가 가능하며, 구배로 변속 패턴을 별도로 설정할 필요가 없으므로, 구배로 변속 제어가 단순화되고, 기존 구배로 변속 제어가 차량별로 별도의 구배로 변속 패턴 설정이 필요한데 반해 한 가지 제어 방법으로 전 차종 적용이 가능한 발명인 것이다.

Claims (3)

1. 차량의 주행중 주행도로에 대한 구배도를 계산하고, 현재의 변속단에서 1단을 상향 변속되었을 때의 등판 가능 최대 구배도를 계산하는 제1 단계와 상기 제1 단계에서 계산된 현재 구배도가 상향 변속되었을 때의 최대 구배도 보다 크다고 판단되면, 상향 변속을 금지하는 제2 단계로 이루어지는 차량용 자동 변속기의 구배로 변속 제어방법에 있어서,

   상기 제2 단계에서 현재 구배도가 상향 변속 되었을 때의 최대 구배도 보다 크다고 판단되면, 현재 엔진 RPM이 현재 변속단에서의 허용 가능 엔진 RPM 보다 작으면 상향 변속을 금지하고, 크면 상향 변속을 허용하도록 함을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기의 구배로 변속 제어방법.
2. 삭제
3. 차량의 주행중 주행도로에 대한 구배도를 계산하고, 현재의 변속단에서 1단을 상향 변속되었을 때의 등판 가능 최대 구배도를 계산하는 단계와;

   상기 단계에서 계산된 현재 구배도가 상향 변속되었을 때의 최대 구배도 보다 크다고 판단되면, 현재 엔진 RPM이 현재 변속단에서의 허용 가능 엔진 RPM 보다 작으면 상향 변속을 금지하고, 크면 상향 변속을 허용함을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기의 구배로 변속 제어방법.

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