KR100969371B1 - 자동변속기의 유압 해방 방법 및 그 장치 - Google Patents

자동변속기의 유압 해방 방법 및 그 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 해방측 요소의 해방 시 압력제어밸브로부터 해방측 요소에 공급되는 작동압의 일부를 상기 압력제어밸브의 피드백 압력으로 신속히 공급되도록 하여 변속 응답성과 유압 제어의 안정성이 향상된 자동변속기의 유압 해방 방법 및 그 장치에 관한 것이다.
본 발명의 자동변속기의 유압 해방 방법은, 변속 신호가 검출되었는지 판단하는 단계; 유온에 따른 지연 시간(TPSW)을 연산하는 단계; 상기 지연 시간동안 제어 듀티를 "0%"로 유지하는 단계; 그리고 상기 지연 시간 경과 후 제어 듀티를 해방 듀티(DR)로 회복하는 단계;를 포함할 수 있다.
해방측 요소, 제어 듀티, 솔레노이드 밸브

Description

자동변속기의 유압 해방 방법 및 그 장치{METHOD AND SYSTEM FOR RELEASING HYDRAULIC PRESSURE OF AUTOMATIC TRANSMISSION}
본 발명은 자동변속기의 변속 제어 방법 및 그 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 해방측 요소의 해방 시 압력제어밸브로부터 해방측 요소에 공급되는 작동압의 일부를 상기 압력제어밸브의 피드백 압력으로 신속히 공급되도록 하여 변속 응답성과 유압 제어의 안정성이 향상된 자동변속기의 유압 해방 방법 및 그 장치에 관한 것이다.
일반적으로 자동 변속기는 차량의 주행 속도와 스로틀 밸브의 개도율 등 차량의 주행 상태에 따라 변속기 제어 유닛이 적어도 하나 이상의 솔레노이드 밸브를 구동시켜 유압을 제어함으로써 목표 변속단으로의 변속이 자동으로 이루어지게 하는 것이다.
목표 변속단으로의 변속이 실행되는 경우 자동변속기에는 작동 상태에서 작동 해제되는 해방측 요소와 작동 해제 상태에서 작동 상태로 변환되는 결합측 요소가 존재하며, 상기 해방측 요소 및 결합측 요소의 해제 및 결합은 각 요소에 공급되는 유압을 제어함으로써 실행된다.
또한, 상기 해방측 요소 및 결합측 요소에 공급되는 유압의 제어는 제어 듀티에 따라 솔레노이드 밸브를 제어함으로써 수행된다.
즉, 솔레노이드 밸브가 제어 듀티에 대응하는 유압을 압력제어밸브에 공급하고 이 압력제어밸브는 상기 솔레노이드 밸브로부터 공급되는 유압을 제어하여 결합측 요소 또는 해방측 요소에 유압을 공급한다.
또한, 압력제어밸브가 지나치게 민감하게 작동되지 않도록 압력스위치 밸브를 사용하게 된다. 이 경우, 해방측 요소의 제어는 압력제어밸브를 통해 압력스위치 밸브에 공급된 유압에 의하여 압력스위치 밸브 내의 유로가 절환된 후 시작되기 때문에 해방 응답이 지연되고 압력스위치 밸브 내의 유로 절환시 국부적 유량 변동으로 인하여 해방 유압이 변동되게 된다.
또한, 유압 해방이 늦어지면 변속시 해방측 요소의 해방 제어가 늦어지게 되어 변속 응답이 지연되며, 해방 유압의 언더슈트(undershoot)가 발생하는 경우 순간적으로 해방측 요소가 해제되어 터빈 회전수의 블로우 업(blow-up) 현상이 발생하게 된다.
도 6에 도시된 바와 같이, 변속 신호가 검출되면 변속기 제어 유닛(Transmission Control Unit)은 솔레노이드 밸브의 제어 듀티를 일정 기울기로 해방 듀티(DR)까지 감소시키고 이를 일정시간동안 유지한다. 그 후, 변속기제어 유닛은 솔레노이드 밸브의 제어 듀티를 "0%"까지 감소시킨다.
이 때, 압력스위치의 유로 절환으로 인하여 해방압 응답이 지연되고, 유압이 불안정적으로 변동되게 된다.
따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 해방측 요소의 해방 시 압력제어밸브로부터 해방측 요소에 공급되는 작동압의 일부를 상기 압력제어밸브의 피드백 압력으로 신속히 공급되도록 하여 변속 응답성과 유압 제어의 안정성이 향상된 자동변속기의 유압 해방 방법 및 그 장치를 제공하는 데 있다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 자동변속기의 유압 해방 방법은, 변속 신호가 검출되었는지 판단하는 단계; 유온에 따른 지연 시간(TPSW)을 연산하는 단계; 상기 지연 시간동안 제어 듀티를 "0%"로 유지하는 단계; 그리고 상기 지연 시간 경과 후 제어 듀티를 해방 듀티(DR)로 회복하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 지연 시간은 유온에 대한 함수로 미리 정해져 있을 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 자동변속기의 유압 해방 장치는, 차속, 스로틀 개도, 터빈 속도, 변속기 내의 유온을 검출하는 검출부; 상기 검출부로부터 측정값을 전달받아 제어 듀티를 생성하고 유온에 따른 지연 시간을 계산하는 변속기 제어 유닛; 상기 변속기 제어 유닛의 제어 듀티에 따라 제어압을 생성하는 솔레노이드 밸브; 상기 솔레노이드 밸브의 제어압과 이에 대항하는 피드백 압의 제어에 의해 작 동압을 공급하는 압력제어밸브; 상기 솔레노이드 밸브의 제어압과 이에 대항하는 감압(reducing pressure)에 의하여 제어되면서 상기 압력제어밸브로부터 공급받은 작동압의 일부를 상기 압력제어밸브의 피드백 압으로 다시 공급하는 압력스위치 밸브; 그리고 상기 압력제어밸브로부터 공급받은 작동압을 해방측 요소에 공급하는 스위치 밸브;를 포함할 수 있다.
상기 변속기 제어 유닛은 변속 신호가 검출되면 상기 제어 듀티를 "0%"로 급격히 낮춘 후 지연 시간동안 유지할 수 있다.
상기 변속기 제어 유닛은 상기 지연 시간 경과 후 상기 제어 듀티를 해방 듀티로 회복할 수 있다.
상기 지연 시간은 유온에 대한 함수로 미리 정해져 있을 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 해방측 요소의 해방 초기에 해방측 솔레노이드 밸브의 제어 듀티를 지연 시간동안 "0%"로 유지하여 피드백 압력이 신속하게 압력제어밸브에 공급되므로 해방 응답성이 향상된다.
또한, 압력스위치 밸브 내부의 유로 절환 시 피드백 압력이 지속적으로 압력제어밸브에 공급되므로 유압 제어의 안정성이 향상된다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세하게 설명 하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 자동변속기의 유압 해방 방법이 적용되는 유압 회로도의 일 예이다.
설명의 편의를 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 자동변속기의 유압 해방 방법과 관련된 부분만을 설명하기로 한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 자동변속기의 유압 해방 방법이 적용되는 유압 회로는 솔레노이드 밸브(PCV), 압력제어밸브(10), 압력스위치 밸브(12), 스위치 밸브(14), 그리고 페일 세이프 밸브(16)를 포함한다.
솔레노이드 밸브(PCV)는 제어 듀티(control duty)에 대응하는 제어압을 생성하고 이 제어압을 출구 포트(2)를 통해 압력제어밸브(10)와 압력스위치 밸브(12)에 공급한다.
압력제어밸브(10)는 상기 솔레노이드 밸브(PCV)로부터 제어압을 공급받는 제1포트(101), 상기 제어압에 대항하는 피드백 압을 제어압으로 공급받는 제2포트(102), 라인압 또는 전진압을 해방측 요소의 작동압으로 공급받는 제3포트(103), 그리고 상기 제3포트(103)의 작동압을 압력스위치 밸브(12)와 스위치 밸브(14)에 공급하는 제4포트(104)를 포함한다. 따라서, 상기 압력제어밸브(10)는 솔레노이드 밸브(PCV)의 제어압과 피드백 압에 의하여 유로가 절환되며 선택적으로 상기 압력스위치 밸브(12)와 스위치 밸브(14)에 작동압을 공급한다.
압력스위치 밸브(12)는 상기 솔레노이드 밸브(PCV)로부터 제어압을 공급받는 제1포트(121), 상기 제어압에 대항하는 감압을 제어압으로 공급받는 제2포트(122), 상기 압력제어밸브(10)의 제4포트(104)와 연통되어 작동압을 공급받는 제3포트(123), 그리고 상기 제3포트(123)와 선택적으로 연통되어 작동압의 일부를 선택적으로 상기 압력제어밸브(10)의 제2포트(102)에 피드백 압으로 공급하는 제4포트(124)를 포함한다. 일반적으로 상기 감압은 리듀싱 밸브(도시하지 않음)로부터 공급된다. 따라서, 압력제어밸브(12)는 솔레노이드 밸브(PCV)의 제어압과 감압에 의하여 유로가 절환되며 선택적으로 작동압의 일부를 피드백 압으로 압력제어밸브(10)에 공급한다.
스위치 밸브(14)는 상기 압력제어밸브(10)의 제4포트(104)와 연통되어 작동압을 공급받는 제1포트(141), 상기 제1포트(141)의 작동압을 페일 세이프 밸브(16)에 공급하는 제2포트(142), 그리고 상기 페일 세이프 밸브(16)로 공급되는 작동압의 일부를 제어압으로 공급받는 제3포트(143)를 포함한다. 따라서, 상기 스위치 밸브(14)는 압력제어밸브(10)로부터 공급받은 작동압을 페일 세이프 밸브(16)로 공급한다.
페일 세이프 밸브(16)는 유압 회로가 정상적으로 작동되고 있는 경우에는 스위치 밸브(14)로부터 공급되는 작동압을 해방측 요소에 중계한다. 그러나, 유압 회로가 정상적으로 작동되고 있지 않은 경우에는 상기 페일 세이프 밸브(16)는 스위치 밸브(14)로부터 해방측 요소까지의 유로를 차단한다. 상기 페일 세이프 밸브(16)는 스위치 밸브(14)로부터 작동압을 공급받는 제1포트(161)와 상기 제1포트(161)의 작동압을 해방측 요소에 공급하는 제2포트(162)를 포함한다.
여기에서는, 스위치 밸브(14)의 작동압이 페일 세이프 밸브(16)를 경유하여 해방측 요소에 공급되는 것을 예시하였으나, 페일 세이프 밸브(16) 없이 스위치 밸브(14)로부터 해방측 요소로 작동압이 직접 공급될 수도 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 자동변속기의 유압 해방 장치의 구성도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 자동변속기의 유압 해방 장치는 차속 센서(210), 스로틀 개도 센서(220), 터빈 속도 센서(230), 유온 센서(240), 변속기 제어 유닛(250), 그리고 솔레노이드 밸브(PCV)를 포함한다.
차속 센서(210)는 차량의 속도를 검출하여 이에 대한 신호를 변속기 제어 유닛(250)에 전달한다.
스로틀 개도 센서(220)는 가속페달의 작동 정도에 의해 동작되는 스로틀 밸브의 개도 변화를 검출하여 그에 대한 신호를 상기 변속기 제어 유닛(250)에 전달한다.
터빈 속도 센서(230)는 변속기의 입력 토크로 작동하는 현재의 터빈 회전수를 크랭크 샤프트의 각도 변위로부터 검출하여 그에 대한 신호를 상기 변속기 제어 유닛(250)에 전달한다.
유온 센서(240)는 자동 변속기 내부의 오일 온도를 검출하여 이에 대한 신호를 변속기 제어 유닛(250)에 전달한다.
변속기 제어 유닛(250)은 설정된 프로그램에 의해 동작하는 하나 이상의 프로세서로 구현될 수 있으며, 상기 설정된 프로그램은 본 발명의 실시예에 따른 자동변속기의 유압 해방 방법의 각 단계를 수행하도록 프로그래밍된 것일 수 있다.
상기 변속기 제어 유닛(250)은 상기 차속 센서(210), 스로틀 개도 센서(220), 터빈 속도 센서(230), 그리고 유온 센서(240)로부터 각각 차속신호, 스로틀 개도 신호, 터빈 속도 신호, 그리고 유온 신호를 전달받는다.
또한, 변속기 제어 유닛(250)은 상기 신호들에 대응하는 제어 듀티를 생성하고 이를 솔레노이드 밸브(PCV)에 전달한다. 이러한 제어 듀티는 맵으로 설정되어 상기 변속기 제어 유닛(250)에 저장되어 있다.
솔레노이드 밸브(PCV)는 상기 변속기 제어 유닛(250)으로부터 제어 듀티를 전달 받아 해방측 요소에 공급되는 유압을 제어한다.
이하, 도 3을 참조로 본 발명의 실시예에 따른 자동변속기의 유압 해방 방법을 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 자동변속기의 유압 해방 방법의 흐름도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 변속기 제어 유닛(250)이 변속 신호를 검출하면, 지연 시간(TPSW)을 연산한다(S310). 상기 지연 시간은 솔레노이드 밸브(PCV)의 제어 듀티를 "0%"로 유지할 시간이며, 해방측 요소에 가해지는 유압의 급격한 저하가 발생하지 않도록 10~30ms의 값을 갖는다. 또한, 지연 시간은 유온과 관련되어 있으며, 도 5에 도시된 바와 같이, 유온에 따른 지연 시간이 변속기 제어 유닛(250)에 저장되어 있다.
지연 시간을 연산한 후, 변속기 제어 유닛(250)은 타이머를 리셋시키 고(S320), 타이머의 시간이 상기 지연 시간보다 큰 지 판단한다(S330).
만일 타이머의 시간(T)이 지연 시간보다 크지 않다면, 변속기 제어 유닛(250)은 제어 듀티를 "0%"로 급격히 낮추고(S350), 타이머의 시간을 증가시킨다(S360).
그 후, 변속기 제어 유닛(250)은 변속이 완료되었는지를 판단한다(S370). 만일 변속이 완료되지 않았으면, 상기 S330 단계로 돌아간다.
상기의 단계들을 반복하는 중에 만일 상기 S330 단계에서 타이머의 시간이 지연 시간보다 크면, 변속기 제어 유닛(250)은 제어 듀티를 해방 듀티(DR)로 급격히 높이고(S340), 통상적인 해방시의 제어 듀티에 따라 해방을 진행한다.
그 후, 변속기 제어 유닛(250)은 변속이 완료되었는지를 판단하고(S370), 만일 변속이 완료되었으면 유압 해방 제어를 종료한다.
이하, 도 1 및 도 4를 참조로 본 발명의 실시예에 따른 자동변속기의 유압 해방 방법을 보다 상세히 설명한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 자동변속기의 유압 해방 방법에 따라 변속을 수행하는 경우 해방측 요소의 제어 듀티와 유압을 도시한 그래프이다.
도 1 및 도 4에 도시된 바와 같이, 변속이 진행되기 전에는 솔레노이드 밸브(PCV)의 제어 듀티는 "100%"로 유지된다. 이 경우, 솔레노이드 밸브(PCV)의 제어압에 의하여 압력제어밸브(10)의 밸브 스풀은 도면에서 좌측으로 이동되어 있고, 압력제어밸브(10)의 작동압은 압력스위치 밸브(12)와 스위치 밸브(14)에 전달된다.
압력제어밸브(12)에 전달된 작동압은 압력제어밸브(12)의 제3포트(123)에서 막히게 되고, 스위치 밸브(14)에 전달된 작동압은 페일 세이프 밸브(16)를 경유하여 해방측 요소에 전달된다.
이 상태에서, 변속기 제어 유닛(250)이 변속 신호를 검출하면 솔레노이드 밸브(PCV)의 제어 듀티를 "0%"로 급격히 낮춘다. 이 경우, 솔레노이드 밸브(PCV)의 제어압이 급격히 낮아지며 압력제어밸브(10)의 밸브스풀은 도면에서 우측으로 빠르게 이동하고, 압력스위치 밸브(12)의 밸브스풀도 감압에 의하여 도면에서 우측으로 이동한다. 따라서, 압력스위치 밸브(12)의 제3,4포트(123, 124)가 연통되고 압력스위치 밸브(12)에 공급된 작동압은 제3,4포트(123, 124)를 통하여 압력제어밸브(10)의 제2포트(102)에 피드백 압으로 공급된다.
피드백 압이 공급되는 상태를 지연 시간동안 유지하는 상태(압력제어밸브(10)의 밸브 스풀이 빠르게 도면에서 우측으로 이동하고 있는 상태)에서, 변속기 제어 유닛(250)은 솔레노이드 밸브(PCV)의 제어 듀티를 해방 듀티로 급격히 회복시키면 솔레노이드 밸브(PCV)의 제어압과 피드백 압에 의하여 압력제어밸브(10)의 밸브 스풀은 천천히 도면에서 우측으로 움직이게 되고, 이에 따라 유압 제어의 안정성이 향상된다.
그 후, 변속기 제어 유닛(250)은 설정된 제어 패턴에 따라 솔레노이드 밸브(PCV)의 제어 듀티를 "0%"까지 낮춤으로써 해방측 요소의 해방을 완료한다.
이상으로 본 발명에 관한 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시예로부터 당해 발명이 속하는 기술분 야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 자동변속기의 유압 해방 방법이 적용되는 유압 회로도의 일 예이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 자동변속기의 유압 해방 장치의 구성도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 자동변속기의 유압 해방 방법의 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 자동변속기의 유압 해방 방법에 따라 변속을 수행하는 경우 해방측 요소의 제어 듀티와 유압을 도시한 그래프이다.
도 5는 유온에 따른 지연시간을 도시한 맵의 일 예이다.
도 6은 종래의 자동변속기의 유압 해방 방법에 따라 변속을 수행하는 경우 해방측 요소의 제어 듀티와 유압을 도시한 그래프이다.

Claims (6)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 차속, 스로틀 개도, 터빈 속도, 변속기 내의 유온 중 적어도 하나 이상을 검출하는 검출부;
    상기 검출부로부터 측정값을 전달받아 제어 듀티를 생성하고 유온에 따른 지연 시간을 계산하는 변속기 제어 유닛;
    상기 변속기 제어 유닛의 제어 듀티에 따라 제어압을 생성하는 솔레노이드 밸브;
    상기 솔레노이드 밸브의 제어압과 이에 대항하는 피드백 압의 제어에 의해 작동압을 공급하는 압력제어밸브;
    상기 솔레노이드 밸브의 제어압과 이에 대항하는 감압(reducing pressure)에 의하여 제어되면서 상기 압력제어밸브로부터 공급받은 작동압의 일부를 상기 압력제어밸브의 피드백 압으로 다시 공급하는 압력스위치 밸브; 그리고
    상기 압력제어밸브로부터 공급받은 작동압을 해방측 요소에 공급하는 스위치 밸브;
    를 포함하되,
    상기 변속기 제어 유닛은 변속 신호가 검출되면 상기 제어 듀티를 "0%"로 급격히 낮춘 후 지연 시간동안 유지함으로써 상기 압력스위치 밸브의 유로를 절환하여 상기 압력제어밸브로부터 공급받은 작동압의 일부를 상기 압력 제어밸브의 피드백 압으로 다시 공급하는 것을 특징으로 하는 자동변속기의 유압 해방 장치.
  4. 삭제
  5. 제 3항에 있어서,
    상기 변속기 제어 유닛은 상기 지연 시간 경과 후 상기 제어 듀티를 해방 듀티로 회복하는 것을 특징으로 하는 자동변속기의 유압 해방 장치.
  6. 제 3항에 있어서,
    상기 지연 시간은 유온에 대한 함수로 미리 정해져 있는 것을 특징으로 하는 자동변속기의 유압 해방 장치.
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