KR100659463B1 - 차량용 자동 변속기의 응답성 제어 방법 - Google Patents

Abstract

차량용 자동 변속기의 응답성 제어 방법이 개시되어 있다. 본 발명은 a) 터빈 회전수 및 유온이 각각 소정의 제어 조건을 만족하는 경우, 쓰로틀을 밟는 속도를 판단하기 위한 단계; b) 상기 쓰로틀 밟는 속도가 높은 경우, 릴리즈 제어 후 변속 종료 시점에서 어플라이측 제어하는 고속 시프트 패턴을 적용하는 단계; 및 c) 상기 쓰로틀 밟는 속도가 낮은 경우, 릴리즈와 어플라이를 동시에 제어하는 저속 시프트 패턴을 적용하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하여, 응답성 및 가속 성능을 향상 시킬 수 있다

Description

차량용 자동 변속기의 응답성 제어 방법{METHOD OF CONTROLLING RESPONSIBILITY OF AUTOMATIC SPEED CHANGE GEAR IN AUTOMOBILE}

도 1은 본 발명의 실시예가 적용되는 차량용 자동 변속기의 변속 제어 장치의 구성 블록도이다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 파워 온 시 업 쉬프트 동작이 이루어지는 과정에서 터빈의 회전수 변화 그래프이다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 자동 변속기의 응답성을 제어하기 위한 순서도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100 : 차량 주행 상태 검출 수단

200 : 변속 제어 수단

300 : 구동 수단

본 발명은 차량용 자동 변속기에 관한 것으로 보다 상세하게는, 자동 변속기에서 응답성을 향상 시키기 위한 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 자동차에 적용되는 자동 변속기는 자동차의 주행속도와 쓰로틀 밸브의 개도율 및 제반 검출 조건에 따라 변속 제어 장치가 다수의 솔레노이드 밸브를 제어하여 유압을 제어함으로써, 목표 변속단의 변속 기어가 동작되어 자동으로 변속이 이루어지게 하는 것이다.

즉, 운전자가 셀렉트 레버를 원하는 변속단으로 레이지 변환하면, 매뉴얼 밸브의 포트 변환이 이루어지면서 오일 펌프로부터 공급되는 유압을 솔레노이드 밸브의 듀티 제어에 따라 변속기어 메커니즘의 여러 작동 요소를 선택적으로 작동시켜 변속이 이루어지도록 한다.

이와 같은 작동원에 따라 동작되는 자동 변속기는 각 해당 목표 변속단으로의 변속이 실행되는 경우 작동 상태에서 작동 해제되는 마찰 요소와 작동 해제 상태에서 작동 상태로 변환되는 마찰요소를 보유하게 되는데, 이들 마찰요소의 작동 해제 및 작동 시작 타이밍에 따라 자동 변속기의 변속 성능이 결정되므로 최근에는 보다 나은 변속 성능 향상을 위한 변속 제어 방법의 연구가 활발하게 진행되고 있다.

종래에는 터빈 회전수가 정해진 회전수 이하일 경우에는 쓰로틀을 밟는 속도에 관계 없이 무조건 저속 다운 시프트용 듀티 패턴을 사용하여 응답성 보다는 변속감에 중점을 두었었다. 따라서, 운전자가 가속을 하기 위하여 쓰로틀을 완전히 밟아도 터빈 회전수가 낮으면 킥 다운 4-2 스킵 시프트, 킥 다운 3-1 시프트, 킥 다운 2-1 시프트에서도 저속 다운 시프트용 듀티 패턴을 사용하여 응답성 및 가속 성능이 떨어지는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 사정을 감안하여 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 터빈 회전수가 정해진 회전수 이하일 경우, 쓰로틀을 밟는 속도, 쓰로틀을 밟는 포인트에 따라 저속용 또는 고속용 듀티 패턴을 사용함으로써 응답성 및 가속 성능을 향상 시키는 방법을 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일관점에 따른 차량용 자동 변속기의 응답성 제어 방법은 a) 터빈 회전수 및 유온이 각각 소정의 제어 조건을 만족하는 경우, 쓰로틀을 밟는 속도를 판단하기 위한 단계; b) 상기 쓰로틀 밟는 속도가 높은 경우, 릴리즈 제어 후 변속 종료 시점에서 어플라이 제어하는 고속 시프트 패턴을 적용하는 단계; 및 c) 상기 쓰로틀 밟는 속도가 낮은 경우, 릴리즈와 어플라이를 동시에 제어하는 저속 시프트 패턴을 적용하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

따라서 본 발명에 의하면, 응답성 및 가속 성능을 향상 시킬 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예가 적용되는 차량용 자동 변속기의 변속 제어 장치의 구성 블록도이다.

도 1을 참조하면, 차량 주행 상태 검출 수단(100), 변속 제어 수단(200), 및 상기 변속 제어 수단(200)에서 출력되는 소정의 변속 제어 신호에 듀티 제어 되어 변속 쇼크 없이 변속단을 목표 변속단으로 변속 실행하는 구동 수단(300)을 포함하여 이루어져 있다.

상기 차량 주행 상태 검출 수단(100)은 차량의 주행 상태에 따라 가변되는 쓰로틀 밸브 개도량 검출부(110), 차속 감지부(120), 터빈 회전수 검출부(130), 변속단 검출부(140), 유온 검출부(150), 및 엔진 회전수 검출부(160)를 포함하여 이루어져 있다.

상기 쓰로틀 밸브 개도량 검출부(110)는 가속 페달의 동작 상태에 연동하여 개폐 상태가 가변되는 쓰로틀 밸브의 개도 정도를 감지하여 해당 신호를 출력한다.

상기 차속 감지부(120)는 차량의 주행 속도를 감지하여 차속에 따라 변속단이 가변되면, 상기 변속단의 가변 상태를 감지하여 해당하는 신호를 출력한다.

상기 터빈 회전수 검출부(130)는 변속기의 입력축과 연결되어 있는 토오크 컨버터의 터빈축의 회전 속도를 감지하여 해당하는 신호를 출력한다.

상기 변속단 검출부(140)는 쓰로틀 밸브 개도량과 차속에 따라 변속단이 가변되면, 상기 변속단의 가변 상태를 감지하여 해당하는 신호를 출력하며, 상기 유온 검출부(150)는 오일의 온도를 검출한다.

엔진 회전수 검출부(160)는 쓰로틀 밸브의 개도를 보정하기 위하여 아이들(Idle)시 엔진의 회전수를 검출하여 해당하는 신호로 출력한다.

상기 변속 제어 수단(200)은 상기 차량 주행 상태 검출 수단(100)에서 검출되는 차량 주행 상태 신호를 받아 차량이 주행 중 소정의 파워 온 업 쉬프트 변속 제어 요구 신호가 인가되면 파워 온 업 쉬프트 변속 듀티 제어 신호를 출력하고, 상기 출력된 파워 온 업 쉬프트 변속 듀티 제어 신호에 따라 변속 제어를 수행한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 파워 온 시 업 쉬프트 동작이 이루어지는 과정에서 터빈의 회전수 변화 그래프이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 저속 영역의 일 예를 도시한 것으로 터빈 회전수(rpm)의 저속 영역은 소정의 설정 회전수 NTc 미만 또는 이하를 지칭한다. 여기서, 상기 소정 설정 회전수 NTc는 통상 2010 rpm으로 설정된다. 그러나, 본 발명의 터빈 회전수는 최저치인 NTn 을 초과 한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 자동 변속기의 응답성을 제어하기 위한 순서도이다.

도 3을 참조하면, 터빈 회전수가 저속 영역에 존재하고, 유온이 제1 설정치를 초과하며, 터빈 회전수가 제2 설정치를 초과하는 경우에 평균 쓰로틀(Ta) 및 평균 쓰로틀 변화량(Tv)을 계산한다(S310 ,S315 , S320 , S325). 여기서, 상기 제1 설정치는 오일의 유동성을 확보하기 위한 온도이고, 상기의 제2 설정치는 상기 릴리즈와 어플라이측 제어할 수 있는 최소 엔진 회전수의 임계치이다. 상기 고속 시프트 또는 저속 시프트 인 지를 판정하기 위한 쓰로틀 값, 즉 평균 쓰로틀(Ta) 및 평균 쓰로틀 변화량(Tv)은 하기의 수학식 1 및 수학식 2에 의하여 각각 계산된다. 이 때, 수학식 1 및 수학식 2 에서 상기 평균 쓰로틀을 계산하기 위하여 소정의 필터가 각각 사용된다.

Ta=(a1*To + a2*T1 + a3*T2)

여기서 Ta : 평균 쓰로틀

To : 현재 쓰로틀

T1 : 제1 샘플 전의 쓰로틀 밸브 위치

T2 : 제2 샘플 전의 쓰로틀 밸브 위치

a1 : 제1 필터 계수

a2 : 제2 필터 계수

a3 : 제3 필터 계수 이다.

Tv=(b1*S31 + b2*S32 + b3*S33)

Tv : 일정 시간 동안의 평균 쓰로틀 변화량

b1 : 제1 필터 계수

b2 : 제2 필터 계수

b3 : 제3 필터 계수

S31 = To - T1

S32 = T1 - T2

S33 = T2 - T3 이다.

상기 평균 쓰로틀(Ta)이 제3 설정치를 초과하는 경우, 상기 평균 쓰로틀 변화량(Tv)이 제4 설정치를 초과하는지 여부를 판단한다(S330 , S335). 여기서, 상기 제3 설정치는 통상 1 sec 동안 변화된 평균 쓰로틀 개도값의 임계치로서, 통상 30%fh 설정된다.

상기 단계 S330 에서 상기 평균 쓰로틀(Ta)이 제3 설정치 이하인 경우 또는 상기 단계 S335 에서 상기 평균 쓰로틀 변화량(Tv)이 제4 설정치를 초과하는 경우에 파워 온( Power-ON) 스킵 다운 시프트 여부를 판단한다(S340). 여기서, 상기 제4 설정치는 통상 1sec 동안 변화된 평균 쓰로틀 개도 변화량의 임계치로서, 통상 120%/sec로 설정된다.

상기 단계 S340 에서 파워 온 스킵 다운 시프트라고 판단되면, 릴리즈 제어 후 변속 종료 시점에서 어플라이 제어하기 위한 고속용 듀티 패턴을 적용한다(S345).

또한, 상기 단계 S340 에서 파워 온 스킵 다운 시프트가 아닌 경우, 파워 온 2-1 다운 시프트 인지 여부를 판단한다(S350). 상기 단계 S350 에서, 파워 온 2-1 다운 시프트인 경우, 제5 설정치 이전 시간 변속이 3-2 다운 시프트 인지 여부를 판단 한다(S355). 상기 단계 S355에서, 제5 설정치 이전 시간 변속이 3-2 다운 시프트가 아닌 경우, 릴리즈 제어 후 변속 종료 시점에서 어플라이 제어하기 위한 고속용 듀티 패턴을 적용한다(S345). 여기서, 상기 제5 설정치는 미리 설정된 변속 간의 변속 시간으로서 통상 32msec으로 설정된다.

그러나, 상기 단계 S330 에서 상기 평균 쓰로틀(Ta)이 제3 설정치를 초과하고, 상기 평균 쓰로틀 변화량(Tv)이 상기의 제4 설정치 이하인 경우, 릴리즈 및 어플라이 동시에 제어하기 위한 저속용 듀티 패턴을 적용한다(S360).

또한, 상기 단계 S350에서 파워 온 2-1 다운 시프트가 아닌 경우 또는 상기 단계 S355에서 제 5 설정치 이전 시간 변속이 3-2 다운 시프트인 경우, 저속용 듀티 패턴을 적용한다(S360).

따라서, 단계 S365에서 고속용 듀티 패턴을 사용하는지 여부를 판단하여, 고속용 듀티 패턴을 사용하는 경우 스킵 또는 2-1 다운 시프트에 고속용 듀티 패턴을 사용한다(S370). 그러나, 상기 단계 S365의 판단 결과 고속용 듀티 패턴을 사용하지 않는 경우 스킵 또는 2-1 다운 시프트에 저속용 듀티 패턴을 사용한다(S375).

정리하면, 상기 수학식 1 및 상기 수학식 2에 의하여 계산된 평균 쓰로틀 및 평균 쓰로틀의 변화량에 의하여, 고속 시프트 및 저속 시프트 인 지를 판정하기 위한 조건들은 다음과 같다.

조건 1. 현재 유온이 미리 설정된 소정의 값을 초과하여야 한다.

조건 2. 터빈 회전수가 다운 시프트시 허용하는 최소 회전수를 초과하여야 한다.

조건 3. 평균 쓰로틀 값이 미리 설정된 소정의 값 미만이거나, 평균 쓰로틀 변화량 값이 미리 설정된 값을 초과하는지 판단 한다.

조건 4. 파워 온(Power-ON) 스킵 다운 시프트인지 또는 파워 온 2-1 다운 시프트 인지를 판단 한다.

조건 5. 파워 온 2-1 다운 시프트이고 소정의 일정 시간 전의 시프트가 3-2 다운 시프트가 아닌지 판단 한다.

따라서, 상기 조건들을 판단하여 고속 시프트 또는 저속 시프트 판정시, 고속 시프트로 판정하였을 경우는 터빈 회전수가 저속 영역에 있더라도 고속용 듀티 패턴을 사용하고, 온 다운으로 판정하였을 경우에는 저속용 듀티 패턴을 사용한다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명의 차량용 자동 변속기의 응답성 제어 방법에 의하면, 터빈 회전수가 얼마 이하인 경우에도 쓰로틀을 밟는 속도, 또는 어느 쓰로틀 포인트에서 밟았는가에 따라 저속용 혹은 고속용 듀티 패턴을 사용할 것인가를 결정하여, 만일 쓰로틀 밟는 속도가 크면 파워 온 4-2 스킵 시프트, 파워 온 3-1 스킵 다운 시프트, 파워 온 2-1 스킵 다운 시프트에서도 고속용 듀티 패턴을 사용하여 응답성 및 가속 성능을 향상 시킬 수 있다.

본 발명의 실시예는 하나의 실시예에 지나지 않으며, 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명의 구성요소의 많은 변형 및 변경이 가능함을 물론이며, 본 발명이 실시예에만 한정되는 것은 아니다.

Claims (9)

1. a) 터빈 회전수 및 유온이 각각 소정의 제어 조건을 만족하는 경우, 쓰로틀을 밟는 속도를 판단하기 위한 단계;

   b) 상기 쓰로틀 밟는 속도가 높은 경우, 릴리즈 제어 후 변속 종료 시점에서 어플라이 제어하는 고속 시프트 패턴을 적용하는 단계; 및

   c) 상기 쓰로틀 밟는 속도가 낮은 경우, 릴리즈와 어플라이를 동시에 제어하는 저속 시프트 패턴을 적용하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기의 응답성 제어 방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 단계 a)에서 상기 소정의 제어 조건은

   상기 터빈 회전수가 저속 영역에 속하고, 유온이 제1 설정치를 초과하며 상기 터빈 회전수가 제2 설정치를 초과하는 것임을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기의 응답성 제어 방법.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 단계 a) 에서 쓰로틀 밟는 속도를 판단하기 위하여 평균 쓰로틀 및 평균 쓰로틀 변화량을 하기 수학식 3 및 수학식 4에 의하여 각각 계산하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기의 응답성 제어 방법.

   Ta=(a1*To + a2*T1 + a3*T2)

   (Ta : 평균 쓰로틀, To : 현재 쓰로틀, T1 : 제1 샘플 전의 쓰로틀 밸브 위치, T2 : 제2 샘플 전의 쓰로틀 밸브 위치, a1, a2, a3 : 제1, 제2, 제3 필터 계수)

   Tv=(b1*S31 + b2*S32 + b3*S33)

   (Tv : 일정 시간 동안의 평균 쓰로틀 변화량, b1, b2, b3 : 제1, 제2, 제3 필터 계수, S31 = To - T1, S32 = T1 - T2, S33 = T2 - T3)
4. 제 1 항에 있어서, 상기 단계 b)의 쓰로틀 밟는 속도가 높은 경우는

   상기 평균 쓰로틀이 제3 설정치 이하이고 파워 온 스킵 다운 시프트인 경우인 것을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기의 응답성 제어 방법.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 단계 b)의 쓰로틀 밟는 속도가 높은 경우는

   상기 평균 쓰로틀이 제3 설정치를 초과하고 상기 평균 쓰로틀 변화량이 제4 설정치를 초과하며, 파워 온 스킵 다운 시프트인 경우인 것을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기의 응답성 제어 방법.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 단계 b)의 쓰로틀 밟는 속도가 높은 경우는

   파워 온 스킵 다운 시프트가 아닌 경우 파원 온 2-1 다운 시프트이고 소정의 제5 설정치 이전 시간 변속이 3-2 다운 시프트가 아닌 경우인 것을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기의 응답성 제어 방법.
7. 제 1 항 또는 제 4 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 단계 c)의 쓰로틀 밟는 속도가 낮은 경우는

   평균 쓰로틀이 제3 설정치 이상이고 평균 쓰로틀 변화량이 제4 설정치 이하인 것을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기의 응답성 제어 방법.
8. 제 1 항 또는 제 4 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 단계 c)의 쓰로틀 밟는 속도가 낮은 경우는

   평균 쓰로틀이 제3 설정치 이하이고 파워 온 스킵 다운 시프트가 아닌 경우, 파워 온 2-1 다운 시프트가 아닌 것을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기의 응답성 제어 방법.
9. 제 1 항 또는 제 4 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 단계 c)의 쓰로틀 밟는 속도가 낮은 경우는

   평균 쓰로틀이 제3 설정치 이하이고 파워 온 스킵 다운 시프트가 아닌 경우, 파워 온 2-1 다운 시프트이고 제5 설정치 이전 시간 변속이 3-2 다운 시프트 인 것을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기의 응답성 제어 방법.

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