KR100623746B1 - 자동 변속기의 팁 인 쇼크 제어방법 - Google Patents

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Abstract

자동변속기에서 정지전 변속중에 팁 인(Tip In)이 검출되는 경우 스로틀 밸브의 개도를 제한하여 근본적인 엔진 토크 상승을 제한함으로써, 팁 인 쇼크의 발생이 배제되도록 하는 것으로,
타행 주행의 정지전 변속 제어중에 엔진 토크 저감 제어조건을 만족하는지 판단하는 과정과, 엔진 토크 저감 제어조건을 만족하면 정지전 변속 팁인 제어모드로 진입하여 결합측 클러치에 공급되는 유압이 최대 유압으로 공급된 후 제어 듀티압으로 안정되는 시간(△t1)이 종료되었는지를 판단하는 과정과, 결합측 클러치 제어 듀티압의 안정 시간(△t1)이 경과되었으면 토크 저감 제어신호를 출력하여 ETC의 제어를 통해 스로틀 밸브의 개도를 제한하는 과정과, 스로틀 밸브의 개도 제한에 의한 토크 저감 제어에 따라 차속이 변화되는 시점인 'C' 제어구간 수행 후 설정된 일정시간(△t2)이 경과되었는지를 판단하는 과정과, 'C' 제어구간 수행 후 설정된 일정시간(△t2)이 경과되었으면 토크 저감 제어를 제1기울기로 보상하여 'D'구간의 듀티를 제어하는 과정과, 'D'구간의 듀티 제어가 완료되면 토크 저감 제어를 제2기울기로 보상하여 'E'구간의 듀티를 제어하는 과정과, 'E'구간의 듀티 제어가 완료되면 변속 동기가 완료된 것으로 판단하여 토크 저감 제어를 제3기울기로 보상하여 설정된 일정시간(△t3) 유지하며, 설정된 일정시간(△t3)이 경과되면 엔진의 토크를 정상으로 복귀 제어하는 과정을 포함한다.
자동변속기, 팁 인, 엔진 토크 저감 제어, 스로틀 개도 제한

Description

자동 변속기의 팁 인 쇼크 제어방법{TIP IN SHOCK CONTROL METHOD OF AUTOMATIC TRANSMISSION}
도 1은 본 발명에 따른 자동변속기의 팁 인 쇼크 제어장치에 대한 개략적인 구성 블록도.
도 2는 본 발명에 따른 자동변속기에서 팁 인 쇼크 제어수행에 대한 일 실시예의 흐름도.
도 3은 본 발명에 따른 자동변속기에서 팁 인 쇼크 제어수행에 대한 패턴도.
본 발명은 자동변속기에 관한 것으로, 더 상세하게는 정지전 변속중에 팁 인(Tip In)이 검출되는 경우 스로틀 밸브의 개도를 제한하여 근본적인 엔진 토크 상승을 제한함으로써, 팁 인 쇼크의 발생이 배제되도록 하는 자동 변속기의 팁 인 쇼크 제어방법에 관한 것이다.
자동 변속기는 주행 차속과 스로틀 밸브의 개도 변화에 따라 설정된 변속 패턴의 맵 테이블에 의거하여 임의의 목표 변속단을 설정한 다음 유압의 듀티 제어를 통해 변속기어 매카니즘의 여러 작동요소, 즉 해방측 클러치와 결합측 클러치를 동 작시켜 목표 변속단으로의 변속이 자동으로 이루어지도록 함으로써, 운전의 편리성을 제공한다.
이와 바와 같이 운전자에게 편리성을 제공하는 자동 변속기를 장착한 차량이 타행으로 주행하는 중, 즉 가속 페달을 구동하지 않는 아이들 상태로 차량의 관성에 의하여 주행되는 정지전 주행상태에서 팁 인(Tip In ; 가속 페달의 구동)하게 되면 순간적인 엔진 토크 증대에 의하여 차량에 쇼크가 발생하게 된다.
특히, 자동변속기 차량의 경우 타행으로 주행하는 중에는 엔진 회전수 보다 변속기내 터빈의 회전수가 높은 상태[엔진회전수(Ne) < 터빈회전수(Nt)]로 차량이 운전되게 되는 것이 일반적이다.
이는 엔진의 힘으로 차량이 진행되는 것이 아니라 차량의 관성에 의하여 차량이 운전되어지기 때문이다.
이러한 상태에서 팁 인하게 되면 엔진 회전수가 터빈 회전수 보다 상승하게 되어 결국 엔진이 차량을 구동시키게 되는 데, 이와 같이 엔진 회전수(Ne)가 터빈 회전수(Nt) 낮은 상태에서 엔진 회전수(Ne)가 터빈 회전수(Nt) 보다 높은 상태로 되는 순간 차량 구동계는 힘의 방향이 반대로 됨에 의하여 구동력의 역전현상이 발생되게 되고 결국 구동계의 백 러쉬(Backlash)에 의하여 팁 인 쇼크가 운전자에게 전달되게 된다.
따라서, 타행 주행중 팁 인 쇼크를 최소화하기 위하여 팁 인이 검출되는 경우 점화시기를 일정시간(일정 점화횟수) 동안 지연(Dynamic Retard)시켜 구동 토크를 줄이는 방식을 적용하고 있다.
그러나, 점화시기 지연량과 지연 지속시간은 가속 응답성에 상당히 밀접한 연관성이 있는 관계로, 점화시기의 지연량이나 지연시간이 너무 작으면 토크감소 효과가 거의 없게 되어 팁 인 쇼크의 억제가 이루어지지 않는 단점이 있다.
반대의 경우에는 쇼크는 감소하나 급가속시 토크부족에 의한 가속지연 및 이중 가속감이 발생되는 단점이 있다.
또한, 타행 주행 상태에서의 정지전 변속중에 팁 인이 검출되는 경우 결합측 클러치에 대한 유압의 듀티 제어를 가속페달의 변위에 따른 보정 제어만을 수행하도록 되어 있어, 결합측 클러치에 공급되는 유압의 듀티가 과도한 경우에는 결합측 클러치의 계합이 너무 빠르게 이루어져 변속 충격이 발생되어지는 문제점이 발생한다.
그리고, 결합측 클러치에 공급되는 유압의 듀티가 부족한 경우 런 업(Run Up)이 발생된 이후에 결합측 클러치의 계합이 이루어지면서 변속 충격이 발생되어지는 문제점이 발생한다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명한 것으로, 그 목적은 타행 주행되는 정지전 변속중(4속 → 3속, 3속 → 2속)에 팁 인이 검출되는 경우 스로틀 밸브의 개도를 제한하여 근본적인 엔진 토크 상승을 제한함으로써, 팁 인 쇼크의 발생이 배제되도록 한 것이다.
상기와 같은 목적을 실현하기 위한 본 발명은 타행 주행 상태에서의 정지전 변속 제어중에 엔진 토크 저감 제어조건을 만족하는지 판단하는 과정과; 엔진 토크 저감 제어조건을 만족하면 정지전 변속 팁인 제어모드로 진입하여 결합측 클러치에 공급되는 유압이 최대 유압으로 공급된 후 제어 듀티압으로 안정되는 시간(△t1)이 종료되었는지를 판단하는 과정과; 결합측 클러치 제어 듀티압의 안정 시간(△t1)이 경과되었으면 토크 저감 제어신호를 출력하여 ETC의 제어를 통해 스로틀 밸브의 개도를 제한하는 과정과; 스로틀 밸브의 개도 제한에 의한 토크 저감 제어에 따라 차속이 변화되는 시점인 'C' 제어구간 수행 후 설정된 일정시간(△t2)이 경과되었는지를 판단하는 과정과; 'C' 제어구간 수행 후 설정된 일정시간(△t2)이 경과되었으면 토크 저감 제어를 제1기울기로 보상하여 'D'구간의 듀티를 제어하는 과정과; 'D'구간의 듀티 제어가 완료되면 토크 저감 제어를 제2기울기로 보상하여 'E'구간의 듀티를 제어하는 과정과; 'E'구간의 듀티 제어가 완료되면 변속 동기가 완료된 것으로 판단하여 토크 저감 제어를 제3기울기로 보상하여 설정된 일정시간(△t3) 유지하며, 설정된 일정시간(△t3)이 경과되면 엔진의 토크를 정상으로 복귀 제어하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동변속기의 팁 인 쇼크 제어방법을 제공한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명에 따른 자동변속기의 팁 인 쇼크 제어장치의 구성도로, 도시된 바와 같이 엔진 회전수 검출부(10)와, 수온 검출부(20), 스로틀 검출부(30), 엔진 제어부(40), ETC(50), 변속단 검출부(60), 변속 제어부(70), 결합측 클러치(80) 및 해방측 클러치(90)를 포함하여 구성된다.
엔진 회전수 검출부(10)는 크랭크 샤프트의 회전각 변화로부터 엔진 회전수를 검출하여 그에 대한 정보를 엔진 제어부(40)에 제공한다.
수온 검출부(20)는 엔진을 순환하는 냉각수의 온도를 검출하여 그에 대한 정보를 엔진 제어부(40)에 제공한다.
스로틀 개도 검출부(30)는 가속페달의 구동에 따라 연동되는 스로틀 밸브의 개도율을 검출하여 그에 대한 정보를 엔진 제어부(40)에 제공한다.
엔진 제어부(40)는 변속 제어부(70)에 상호 연동되어 총합 제어를 실행하며, 변속 제어부(70)의 토크 저감 요구량에 따라 ETC(Electric Throttle Control Unit ; 50)을 제어를 통해 스로틀 밸브의 개도를 제한함으로써, 정지전 변속중에 팁 인 검출에 따른 엔진 토크 저감 제어가 실행되어 결합측 클러치의 안정된 계합을 유도한다.
ETC(50)는 전자 스로틀 제어수단으로 엔진 제어부(40)에서 인가되는 제어신호에 따라 스로틀 밸브의 개도를 조정한다.
변속단 검출부(60)는 현재 동기되어 있는 변속단을 검출하여 그에 대한 정보를 변속 제어부(70)에 제공한다.
변속 제어부(70)는 타행 주행이 유지되는 정지전 변속중에 팁 인이 검출되는 경우 엔진 제어부(40)에 토크 저감 요구를 요청하며, 정지전 변속에 대하여 목표 변속단의 계합을 위해 결합측 클러치(80) 및 해방측 클러치(90)의 유압 듀티를 제어한다.
전술한 바와 같은 기능을 포함하는 본 발명에 따른 자동변속기에서 정지전 변속중 팁 인 쇼크를 제어하는 동작에 대하여 설명하면 다음과 같다.
스로틀 밸브의 개도가 설정된 기준값, 바람직하게는 5% 이하를 유지하는 파워 오프(Power Off)의 상태로 타행 주행되며, 정지전 변속 제어가 수행되는 과정에서(S101), 엔진 제어부(40) 및 변속 제어부(70)에 검출되는 각종 제어정보가 엔진토크 저감 제어조건을 만족하는지 판단한다(S102).
상기의 엔진 토크 저감 제어조건은 정지전 4속 → 3속 변속이고, 엔진 회전수가 850RPM 이상이며, 스로틀 개도가 5% 이상이고, 냉각수온이 30℃ 이상이며, 결합측 클러치에 대한 유압의 듀티 제어가 도 3에 도시된 'A' 구간 및 'E'의 실행이 아닌 조건이다.
상기에서 엔진 토크 저감 제어조건을 만족하지 않으면 리턴되고, 엔진 토크 저감 제어조건을 만족하면 정지전 변속중 팁인 제어모드로 진입하여(S103) 도 3에 도시된 △t1의 종료, 즉 결합측 클러치에 최대의 유압이 공급된 후 제어 듀티압으로 안정되는 시간이 종료되었는지를 판단한다(S104).
상기에서 △t1이 종료된 것으로 판단되면 변속 제어부(70)는 엔진 제어부(40)측에 토크 저감 제어를 요구한다(S105).
엔진 제어부(40)는 변속 제어부(70)의 요구에 따라 ETC(50)를 통해 스로틀 밸브의 개도를 제한함으로써, 흡입 공기량을 억제한다(S106).
따라서, 엔진 출력 토크는 도 3에 도시된 바와 같이 'TQ1'에서 'TQ2'의 상태로 저감 제어가 실행된다.
상기와 같이 엔진 토크가 'TQ1"에서 'TQ2'로 저감됨에 따라 터빈 회전수는 상승되어지며, 이에 따라 차속이 상승 변화되는 시점인 제어구간 'C'에서부터 타이머 카운터를 개시하며(S107), 상기의 타이머 카운터가 설정된 지연시간인 △t2 시간의 경과, 즉 결합측 클러치의 'C'구간 듀티 제어가 완료되었는지를 판단한다(S108).
상기에서 'C'구간에 대한 듀티 제어가 완료된 것으로 판단되면 엔진 제어부(40)는 토크 저감 제어신호를 제1기울기(S1)로 보상하여 출력하여 결합측 클러치의 'D' 구간 듀티 제어가 유지될 수 있도록 한다(S109).
상기와 같이 토크 저감 제어신호를 제1기울기(S1)로 보상 제어를 실행함에 따라 'D' 구간의 제어가 종료되었는지를 판단한다(S110).
상기한 제1기울기(S1)의 보상 제어에 따라 'D' 구간의 제어가 종료되면 'D'구간의 최종 토크 저감신호를 제2기울기(S2)로 보상 제어하여 'E' 구간의 듀티 제어를 유지한다(S111).
상기와 같이 제2기울기(S2)의 토크 저감 제어 보상을 통해 'E' 구간의 듀티 제어를 수행하는 상태에서 'E' 구간의 제어 종료, 즉 변속 동기가 완료되었는지를 판단한다(S112).
상기 S112의 판단에서 'E' 구간의 제어가 종료되었으면 'E'구간의 최종 토크 저감신호를 제3기울기(S3)로 보상 제어한다(S113).
상기 제3기울기(S3)의 보상 제어를 개시한 이후 설정된 일정시간, △t3가 경과되었는지를 판단하며(S114), △t3가 경과되었으면 정상 토크로 복귀한다(S115).
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 정지전 변속중에 팁 인이 검출되는 경우 스로틀 밸브의 개도를 제한하여 근본적인 엔진 토크 상승을 제한함으로써, 팁 인 쇼크의 발생을 배제시켜 변속감 및 운전성을 향상시킨다.

Claims (2)

  1. 타행 주행상태에서의 정지전 변속 제어중에 엔진 토크 저감 제어조건을 만족하는지 판단하는 과정과;
    엔진 토크 저감 제어조건을 만족하면 정지전 변속 팁인 제어모드로 진입하여 결합측 클러치에 공급되는 유압이 최대 유압으로 공급된 후 제어 듀티압으로 안정되는 시간(△t1)이 종료되었는지를 판단하는 과정과;
    결합측 클러치 제어 듀티압의 안정 시간(△t1)이 경과되었으면 토크 저감 제어신호를 출력하여 ETC의 제어를 통해 스로틀 밸브의 개도를 제한하는 과정과;
    스로틀 밸브의 개도 제한에 의한 토크 저감 제어에 따라 차속이 변화되는 시점인 'C' 제어구간 수행 후 설정된 일정시간(△t2)이 경과되었는지를 판단하는 과정과;
    'C' 제어구간 수행 후 설정된 일정시간(△t2)이 경과되었으면 토크 저감 제어를 제1기울기로 보상하여 'D'구간의 듀티를 제어하는 과정과;
    'D'구간의 듀티 제어가 완료되면 토크 저감 제어를 제2기울기로 보상하여 'E'구간의 듀티를 제어하는 과정과;
    'E'구간의 듀티 제어가 완료되면 변속 동기가 완료된 것으로 판단하여 토크 저감 제어를 제3기울기로 보상하여 설정된 일정시간(△t3) 유지하며, 설정된 일정시간(△t3)이 경과되면 엔진의 토크를 정상으로 복귀 제어하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동변속기의 팁 인 쇼크 제어방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 엔진 토크 저감제어조건은 정지전 4속 → 3속 변속이고, 엔진 회전수가 850RPM 이상이며, 스로틀 개도가 5% 이상이고, 냉각수온이 30℃ 이상이며, 결합측 클러치에 대한 유압의 듀티 제어가 변속 요구시점 및 변속동기 완료 구간이 아닌 조건으로 설정되는 것을 특징으로 하는 자동변속기의 팁 인 쇼크 제어방법.
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