KR100581254B1 - 자동 변속기의 퍼지 능동 제어장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

차량용 자동 변속기에서 퍼지 능동 제어 로직에 차속 조건을 포함하여 평지에서 등판로의 주행시에 최적의 변속단 제어가 실행되도록 하는 것으로,

차량의 변속 제어 정보가 록업 클러치의 직결 제어 상태인지를 판단하는 과정과, 록업 클러치의 직결 제어 상태이고, 스로틀 변화량이 기준값 이하를 유지하는 정속 주행이면 주행에 따른 도로 구배도의 변화를 검출하는 과정과, 도로 구배도의 변화가 평지 주행에서 등판로의 주행인지를 판단하는 과정과, 등판로의 주행이면 현재의 차속이 설정된 경계 차속 이하인지를 판단하는 과정과, 경계 차속 이상이면 하향 변속/직결 해제 제어가 실행되지 않도록 하고, 경계 차속 이하이면 구동 출력 증대를 위해 변속단을 하향 변속/직결 해제 제어를 실행하는 과정을 포함한다.

자동 변속기, 퍼지 능동 제어, 직결역, 등판로

Description

자동 변속기의 퍼지 능동 제어장치 및 방법{FUZZY DYNAMIC CHANGE INHIBIT SYSTEM OF AUTOMATIC TRANSMISSION ON VEHICLE}

도 1은 본 발명에 따른 자동 변속기의 퍼지 능동 제어장치에 대한 개략적인 구성도.

도 2는 본 발명에 따른 자동 변속기에서 퍼지 능동 제어를 실행하는 일 실시예의 흐름도.

도 3은 본 발명에 따른 자동 변속기에서 퍼지 능동 제어 구간에 대한 주행 상태도.

본 발명은 차량용 자동 변속기에 관한 것으로, 더 상세하게는 퍼지 능동 제어 로직에 차속 조건을 포함하여 평지에서 등판로의 주행시에 최적의 변속단 제어가 실행되도록 하는 자동 변속기의 퍼지 능동 제어장치 및 방법에 관한 것이다.

자동 변속기가 적용되는 차량은 운전 조건 및 도로 조건 변화에 따라 적절한 구동 토크를 확보할 수 있도록 최적의 변속단을 자동으로 결정해 주어야 한다.

그러나, 변속단 제어시 평지나 등/강판 혹은 중량의 증감 상태에 따라 동일한 가속도를 구현하기 위해 동일 차속 일지라도 최적 변속단은 달라질 수 있다.

현재 자동 변속기의 변속단 제어는 기본적으로 차속과 스로틀 밸브의 개도에 따른 변속 패턴 라인에 의해 제어되고 있다.

그러나, 차속과 스로틀 밸브의 개도에 따른 변속 패턴에 의한 변속 제어는 능동적인 제어를 할 수 없고, 단지 기존에 정해진 변속 패턴에 의거하는 수동적 제어만을 수행하기 때문에 등판 주행이나 트레일러 장착 등에 의한 중량 변동분의 영향은 반영할 수 없는 단점이 있다.

따라서, 최근에는 차량의 부하 정도에 대한 정보를 판독하여 변속단 및 록업 클러치를 직결 혹은 직결 해제를 제어하도록 하는 퍼지 제어(Fuzzy Control)가 적용되고 있다.

그러나, 퍼지 제어의 경우 등판 주행중에 평지로 진입하거나 평지의 주행에서 강판 주행을 하는 경우 스로틀 개도의 변화가 없는 운전자의 의지가 없음에도 불구하고 변속 패턴 라인, 록업 클러치의 직결 라인이 능동적으로 변경되어 예기치 않은 변속 및 직결 및 직결 해제가 발생되고 이에 따라 엔진 속도가 상승하게 되므로, 운전자는 차량의 이상 작동으로 오인하게 되는 문제점이 발생된다.

따라서, 운전자의 의지와 관계없이 발생하는 비정상적인 변속과 직결 및 직결 해제를 방지하기 위한 보완로직을 적용하고 있다.

그러나, 이의 경우 등판로에서 평지 혹은 강판로로 진입하는 변속 제어에 문제가 발생되지 않으나, 평지 주행중에 등판로를 진입하는 경우 주행 저항이 증대되는 상황인데도 불구하고 직결 해제나 하향 변속이 억제되어 원활한 구동력이 확보되지 못하여 등판력이 저하되는 문제점이 발생한다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명한 것으로, 그 목적은 차량의 주행 환경이 등판로에서 평지 혹은 강판로의 진입인지 또는 평지에서 등판로의 진입인지를 판단하는 조건과 주행 속도에 따른 조건을 포함하여 안정된 퍼지 능동 제어가 실행되도록 한 것이다.

즉, 높은 구동력을 필요로 하는 등판로의 주행 조건에서 경계 차속 이하로 주행하는 경우 구동 출력을 증대시켜 주는 방향으로 변속단( 록업 클러치의 직결 해제 혹은 하향 변속)의 제어가 수행되도록 하고, 설정된 경계 차속 이상으로 주행하는 과정에서는 록업 클러치의 직결 해제 제어가 실행되지 않도록 하여 잦은 변속으로 인한 차량 이상 작동 오인 가능성을 배제시키고 원활한 운전 조건을 제공하여 완벽하고 세련된 승차감을 제공하도록 한 것이다.

상기와 같은 목적을 실현하기 위한 본 발명은 자동 변속기에 있어서, 스로틀 밸브의 개도율을 검출하는 수단과; 주행 차속을 검출하는 수단과; 출력축 토크를 검출하는 수단과; 스로틀 밸브의 개도와 차속에 따른 변속 패턴 맵과 차량의 주행 조건 및 토크의 조건에 따른 퍼지 능동 제어 로직이 설정되며, 높은 구동력이 요구되는 등판로의 주행에서 경계 차속 이하로 주행하는 경우 직결 해제/하향 변속을 유도하고, 경계 차속 이상으로 주행하는 경우 록업 클러치의 직결 해제 제어가 실행되지 않도록 하는 제어수단과; 퍼지 능동 제어 실행에 따른 학습 정보가 저장되는 수단 및; 상기 제어수단의 듀티 신호에 따라 유압을 드라이브 하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 변속기의 퍼지 능동 제어장치를 제공한다.

또한, 본 발명은 차량의 변속 제어 정보가 록업 클러치의 직결 제어 상태인지를 판단하는 과정과; 상기 록업 클러치의 직결 제어 상태이고, 스로틀 변화량이 기준값 이하를 유지하는 정속 주행이면 주행에 따른 도로 구배도의 변화를 검출하는 과정과; 도로 구배도의 변화가 평지 주행에서 등판로의 주행인지를 판단하는 과정과; 등판로의 주행이면 현재의 차속이 설정된 경계 차속 이하인지를 판단하는 과정과; 경계 차속 이상이면 하향 변속/직결 해제 제어가 실행되지 않도록 하고, 경계 차속 이하이면 구동 출력 증대를 위해 변속단을 하향 변속/직결 해제 제어를 실행하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 변속기의 퍼지 능동 제어방법을 제공한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1에서 알 수 있는 바와 같이 본 발명에 따른 자동 변속기의 퍼지 능동 제어장치는, 스로틀 검출부(10)와 차속 검출부(20), 토크 검출부(30), 변속 제어부(40), 메모리부(50) 및 액츄에이터(60)로 이루어진다.

스로틀 검출부(10)는 가속 페달에 연동되어 동작되는 스로틀 밸브의 개도율을 검출하여 그에 대한 정보를 출력한다.

차속 검출부(20)는 트랜스퍼 드리븐 기어(Transfer Driven Gear)의 회전속도로부터 현재의 주행 차속을 검출하여 그에 대한 정보를 출력한다.

토크 검출부(30)는 자동 변속기의 출력축 토크를 검출하여 그에 대한 정보를 출력한다.

변속 제어부(40)는 스로틀 밸브의 개도와 차속에 따른 변속 패턴 맵과 차량의 주행 조건 및 토크의 조건에 따른 퍼지 능동 제어 로직이 설정되며, 현재의 주행 조건을 판정하여 높은 구동력을 필요로 하는 등판로의 주행 조건에서 경계 차속, 바람직하게는 70KPH 이하로 주행하는 경우 록업 클러치의 직결 해제 혹은 하향 변속을 유도하여 구동 출력을 증대시켜 주는 방향으로 변속단의 제어가 수행되도록 하고, 설정된 경계 차속 이상으로 주행하는 과정에서는 록업 클러치의 직결 해제 제어가 실행되지 않도록 하여 잦은 변속으로 인한 차량 이상 작동 오인 가능성을 배제시키고 원활한 운전 조건을 제공하여 완벽하고 세련된 승차감이 제공되도록 제어한다.

메모리부(50)는 자동 변속기 장착 차량이 운행됨에 따라 학습되는 값과 각 퍼지 능동 제어에 따른 정보가 저장된다.

액츄에이터(60)는 목표 변속단의 계합을 위하여 결합측 요소 및 해방측 요소에 공급되는 유압을 조정하는 솔레노이드 밸브로, 상기 변속 제어부(40)에서 인가되는 듀티 제어신호에 의해 동작되어 유압을 드라이브한다.

상기한 구성 이외에 자동 변속기에는 더 많은 구성이 포함되나, 본 발명에 직접적으로 관련되지 않는 구성의 기능에 대하여 통상의 기능이 적용되므로, 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.

전술한 바와 같은 기능을 포함하는 본 발명에 따른 자동 변속기에서 퍼지 능동 제어를 실행하는 동작에 대하여 도 2를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

임의의 변속단을 계합 동기시켜 주행하는 상태에서(S101), 변속 제어부(40)는 운전 정보를 판독 분석하여(S102), 차량의 가속도 변화량이 설정된 기준값 이하 의 상태를 유지하고 있는지를 판단한다(S103).

상기에서 가속도의 변화량이 설정된 기준값 이하의 상태를 유지하고 있는 것으로 판단되면 퍼지 능동 제어가 실행되고 있는 상태, 즉 변속 패턴 변경 혹은 록업 클러치가 직결 제어되는 플래그가 설정되어 있는지를 판단한다(S104).

상기에서 변속 패턴 변경 혹은 록업 클러치의 직결 제어에 대한 플래그가 설정되어 있는 퍼지 능동 제어의 상태로 판단되면 스로틀 개도의 변화량이 설정된 기준값 이하를 유지하고 있는지를 판단한다(S105).

상기에서 스로틀 개도의 변화량이 설정된 기준값 이하를 유지하고 있는 정속 주행의 조건으로 판단되면 주행에 따른 구배도의 변화를 검출한다(S106).

상기 구배도의 변화는 출력축의 토크와 가속도의 관계를 비교하여 산출한다.

예를 들어, 출력축의 토크에 비하여 가속도가 증가로 판정되면, 등판로의 주행에서 평지 혹은 강판로의 주행으로 판정하고, 출력축의 토크에 비하여 가속도가 감소로 판정되면 평지의 주행에서 등판로의 주행으로 판정한다.

상기 구배도의 변화로부터 도 3에 도시된 바와 같이, 현재의 차량이 평지의 주행에서 높은 구동력이 요구되는 등판로의 주행으로 변화되었는지를 판단하여(S107), 등판로의 주행으로 변화되었음이 판정되면 현재의 차속을 검출하여(S108) 설정된 경계 차속, 바람직하게는 70KPH 이하의 상태로 주행되고 있는지를 판단한다(S109).

상기에서 차속이 설정된 경계 차속 이상으로 주행되고 있는 것으로 판단되면 등판로의 주행중에 있더라도 직결 해제 제어 및 하향 변속 제어가 실행되지 않도록 하여 잦은 변속으로 인한 차량 이상 작동 오인 가능성을 배제시키고 원활한 운전 조건을 제공하여 완벽하고 세련된 승차감이 제공되도록 제어한다.

그러나, 차속이 설정된 경계 차속 이하의 속도로 주행되고 있는 상태이면 높은 구동력이 요구되는 상태이므로, 직결 해제 혹은 하향 변속을 유도하여 구동 출력을 증대시켜 주는 방향으로 변속단의 제어가 수행되도록 한다(S110).

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 자동 변속기에서 퍼지 능동 제어가 실행되는 과정에서 높은 구동력을 필요로 하는 등판로의 주행으로 진입하고, 이때 차량이 경계 차속 이하로 주행하는 경우 구동 출력을 증대시켜 주는 방향으로 변속단(직결 해제 혹은 하향 변속)의 제어가 수행되도록 하고, 설정된 경계 차속 이상으로 주행하는 과정에서는 직결 해제 제어가 실행되지 않도록 하여 잦은 변속으로 인한 차량 이상 작동 오인 가능성을 배제시키고 원활한 운전 조건을 제공하여 완벽하고 세련된 승차감을 제공한다.

Claims (4)

1. 자동 변속기에 있어서,

   스로틀 밸브의 개도율을 검출하는 수단과;

   주행 차속을 검출하는 수단과;

   출력축 토크를 검출하는 수단과;

   스로틀 밸브의 개도와 차속에 따른 변속 패턴 맵과 차량의 주행 조건 및 토크의 조건에 따른 퍼지 능동 제어 로직이 설정되며, 높은 구동력이 요구되는 등판로의 주행에서 경계 차속 이하로 주행하는 경우 직결 해제/하향 변속을 유도하고, 경계 차속 이상으로 주행하는 경우 직결 해제 제어가 실행되지 않도록 하는 제어수단과;

   퍼지 능동 제어 실행에 따른 학습 정보가 저장되는 수단 및;

   상기 제어수단의 듀티 신호에 따라 유압을 드라이브 하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 변속기의 퍼지 능동 제어장치.
2. 차량의 변속 제어 정보가 록업 클러치의 직결 제어 상태인지를 판단하는 과정과;

   록업 클러치의 직결 제어 상태이고, 스로틀 변화량이 기준값 이하를 유지하는 정속 주행이면 주행에 따른 도로 구배도의 변화를 검출하는 과정과;

   도로 구배도의 변화가 평지 주행에서 등판로의 주행인지를 판단하는 과정과;

   등판로의 주행이면 현재의 차속이 설정된 경계 차속 이하인지를 판단하는 과정과;

   경계 차속 이상이면 하향 변속/직결 해제 제어가 실행되지 않도록 하고, 경계 차속 이하이면 구동 출력 증대를 위해 변속단을 하향 변속/직결 해제 제어를 실행하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 변속기의 퍼지 능동 제어방법.
3. 제2항에 있어서,

   상기 구배도의 변화는 출력축의 토크와 가속도의 관계로부터 추출되는 것을 특징으로 하는 자동 변속기의 퍼지 능동 제어방법.
4. 제3항에 있어서,

   상기 출력축의 토크가 가속도 보다 작은 상태이면 등판로에서 평지/강판로의 주행으로 판단하고, 출력축 토크가 가속도 보다 큰 상태이면 평지에서 등판로의 주행으로 판단하는 것을 특징으로 하는 자동 변속기의 퍼지 능동 제어방법.

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