KR101273211B1 - 자동변속기에서 변속감 향상을 위한 유압 제어 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동변속기에서 변속감 향상을 위한 유압 제어 방법에 관한 것으로서, 본 발명의 일 면에 따른 자동변속기에서 변속감 향상을 위한 유압 제어 방법은, 자동 변속기의 각각 제1 변속과 제2 변속의 유압 제어 패턴을 정의하고 이를 세분화 하는 단계와, 제1 변속 중에 제2 변속이 발생시 유압의 차이를 판단하는 단계와, 유압의 단차 발생시 기 정의된 오프셋(offset) 값을 제2 변속 유압 제어 패턴에 기 설정된 상기 소정의 구간 별로 적용하여 보상하는 단계와, 기 정의된 필터링(filtering) 시간 동안 제1 변속의 최종 유압이 제 2변속의 목표 유압 혹은 오프셋(offset) 값이 적용된 제 2변속의 목표 유압을 추종하도록 제어하는 단계를 포함한다.

Description

자동변속기에서 변속감 향상을 위한 유압 제어 방법{PRESSURE CONTROL METHOD FOR HIGHER SHIFT QUALITY IN AUTOMATIC TRANSMISSION}

본 발명은 자동변속기에서 변속감 향상을 위한 유압 제어 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 특정 제어 알고리즘을 사용하여 변속 중 변속(연속변속)시, 발생하는 유압 편차를 줄이고, 변속 시간을 단축시킴으로써 변속감을 향상시킬 수 있는 유압 제어 방법에 관한 것이다.

일반적으로 자동차에 적용되는 자동 변속기는 자동차의 주행 속도와 쓰로틀 밸브 개도량 및 제반 검출 조건에 따라 변속 제어 장치(TCU)가 다수의 솔레노이드 밸브를 제어하여 유압을 제어함으로써, 목표 변속단의 변속 기어가 동작되어 자동으로 변속이 이루어지게 하는 것이다.

이와 같은 작동 원리에 따라 동작하는 자동 변속기는, 각 해당 목표 변속단으로의 변속이 실행되는 경우 결합 클러치와 해방 클러치를 최적의 상태로 제어를 함으로써 변속감을 향상 시킬 수 있다. 이를 위해 다양한 알고리즘과 기법을 적용한 변속 제어 방법의 연구가 활발하게 진행되고 있다.

도 1은 두 가지 형태의 변속, 즉 제 1변속(XY변속)이 완료된 후 제 2변속(YZ변속)이 진행되는 경우와, 제1 변속이 진행되고 있는 중에 제2 변속이 진행되었을 때의 일반적인 제어 유압의 형태를 보여준다. 즉, 제1 변속이 진행되고 있는 중 제2 변속이 일어날 경우(변속 중 변속) 원하지 않는 유압의 단차가 발생하게 되고, 이와 같은 유압의 단차에 의해 엔진 및 터빈 회전수가 불안정 하게 되어 결국 변속 충격 및 변속감 저하의 결과를 가져 오게 된다.

특히, 최근에 자동 변속기의 단수가 다단화될수록 발생 가능한 변속 중 변속의 경우의 수가 증가하여 잦은 유압 단차 문제가 발생하게 되며, 기존 방법에 의해 유압 제어를 수행하는 경우 이러한 유압 단차 문제를 해결 하지 못해 결국 차량의 전체적인 품질 문제를 초래하게 된다.

또한, 기존의 PWM 방식의 솔레노이드 밸브에 비해 VFS 방식의 솔레노이드 밸브의 유압 반응성이 크게 향상되어 유압 제어에 대한 민감도 또한 크게 증가하였다. 이에 따라 기존의 유압 제어 방식보다 정밀한 유압 제어가 필요하다.

본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여, 변속 중 변속에서 발생하는 유압 편차를 줄이기 위해 Offset과 Filtering기법을 사용하여 변속 충격을 줄이고 변속감을 향상시킬 수 있는 자동변속기에서 변속감 향상을 위한 유압 제어 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 면에 따른 자동변속기에서 변속감 향상을 위한 유압 제어 방법은, 자동 변속기의 각각 제1 변속과 제2 변속의 유압 제어 패턴을 정의하고 이를 세분화 하는 단계와, 제1 변속 중에 제2 변속이 발생시 유압의 차이를 판단하는 단계와, 유압의 단차 발생시 기 정의된 오프셋(offset) 값을 제2 변속 유압 제어 패턴에 기 설정된 상기 소정의 구간 별로 적용하여 보상하는 단계와, 기 정의된 filtering 시간 동안 제1 변속의 최종 유압이 제 2변속의 목표 유압 혹은 오프셋(offset) 값을 적용한 제 2변속의 목표 유압을 추종하도록 제어하는 단계를 포함한다.

본 발명에 따르면, 정의된 각 변속의 유압 제어 패턴을 구간 별로 세분화하여 세분화된 제어 패턴에 가장 적합한 제어 알고리즘과 데이터 값을 적용하여 솔레노이드 밸브에 공급되는 유압을 제어함으로써 변속 중 변속 발생시, 불연속 제어 구간에서 발생하는 유압 편차 값을 줄여주어 변속 충격을 줄이고, 변속감을 향상시킬 수 있다.

도 1은 일반적인 자동 변속 차량의 순차 변속, 즉 제1 변속 완료 후 제2 변속이 발생 할 경우의 제어 유압의 변화와 연속 변속(변속 중 변속), 즉 제1 변속이 완료되기 전에 신규의 제2 변속이 연속적으로 발생할 경우의 제어 유압 변화를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동변속기에서 변속감 향상을 위하여 변속 중 변속이 발생시 유압 오프셋 값을 적용하여 제어하는 방법을 도시한 순서도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동변속기에서 변속감 향상을 위하여 변속 중 변속이 발생시 후행 변속에서 정의된 A구간에서 ΔA% 의 유압을 보상하고, 정의된 B구간에서 ΔB%의 유압을 보상하는 유압의 변화를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 자동변속기에서 변속 중 변속이 발생시 제2 변속 시작 시점에서 유압의 차이를 판단하고, 보상 유압을 결정하여 목표 유압에 도달하기 위한 유압 필터링(filtering)을 수행하는 유압 제어 방법을 도시한 순서도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 변속 중 변속이 발생시 제2 변속 시작 시점에서 유압이 제1 변속 종료 시점의 유압보다 큰 경우의 유압 제어 방법과 작은 경우의 유압 제어 방법을 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 자동변속기에서 변속감 향상을 위하여 유압 오프셋 값과 유압 필터링을 동시에 적용한 유압 제어 방법을 도시한 순서도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 자동변속기에서 변속감 향상을 위한 제 2 변속 유압 제어 패턴의 구간 A와 구간 B에 유압 보상을 실시하고, 또한 유압 단차를 제거하기 위해 유압 필터링을 적용하여 목표 유압에 도달하기 위한 유압 제어를 도시한 도면이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

도 1을 참조하여 본 발명의 자동변속기에서 변속감 향상을 위한 유압 제어 방법이 적용되는 상황을 설명한다. 도 1은 일반적인 자동 변속 차량의 순차 변속, 즉 제1 변속 완료 후 제2 변속이 발생 할 경우의 제어 유압의 변화와 연속 변속(변속 중 변속), 즉 제1 변속이 완료되기 전에 신규의 제2 변속이 연속적으로 발생할 경우의 제어 유압 변화를 도시한 도면이다.

도 1을 참조하면, 일반적인 자동 변속 차량에서 제1 변속 패턴(XY shift)이 완료되기 전에 제2 변속 패턴(YZ shift)이 발생하는 경우, 제1 변속 유압 제어 패턴의 결합측 유압과 제2 변속 유압 제어 패턴의 해방측 유압에 예상치 못한 유압 단차가 발생한다.

이러한 불연속 제어 구간이 발생하는 경우에는 변속 도중 충격이 발생하거나, 또는 변속감이 좋지 않은 결과를 초래한다. 이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제2 변속 패턴의 기존 변속 유압 제어 패턴에는 영향을 주지 않고, 변속 중 변속과 같이 불연속 제어 구간이 발생되는 시점에서 특정 제어 알고리즘을 사용한 보다 정밀한 제어가 필요하다.

이하, 도 2 및 도 3을 참조하여, 상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 자동변속기에서 변속감 향상을 위한 유압 제어 방법을 설명한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동변속기에서 변속감 향상을 위한 유압 제어 방법을 도시한 순서도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동변속기에서 변속감 향상을 위한 유압 보상을 실시한 유압 제어 방법을 도시한 도면이다.

이와 같은 유압 제어는 변속 패턴에 해당하는 고유의 유압 제어 알고리즘을 따라 변속 제어유닛(Transmission Control Unit; TCU)이 해당 솔레노이드 밸브를 제어함으로써 수행된다.

도 2를 참조하면, 변속 제어유닛은 먼저 상기 제1 및 제 2 변속 패턴에 해당하는 유압 제어 패턴을 정의한다(S210).

다음으로 변속 제어 유닛은 S210 단계에서 정의된 제2 변속의 유압 제어 패턴을 소정의 구간으로 세분화한다(S220). 기존의 PWM 방식의 솔레노이드 밸브에 비해 VFS 방식의 솔레노이드 밸브의 유압 반응성이 크게 향상되어 유압 제어에 대한 민감도 또한 크게 증가하였고, 이에 따라 기존의 제어 방식보다 정밀한 유압 제어가 필요한데, 상기와 같이 정의된 제2 변속의 유압 제어 패턴을 기 설정된 소정의 구간으로 세분화함으로써 요구되는 정밀 제어를 수행할 수 있다.

여기서 적용되는 제어 알고리즘은 유압 제어 시, 불연속 구간이 발생할 경우 이를 보상하기 위한 것으로서, 예를 들어 변속 패턴에 따라 기 정의된 오프셋(offset) 값을 소정의 구간으로 세분화된 제2 변속의 유압 제어 패턴의 구간 별로 적용하여 보상하는 알고리즘일 수 있다(S230).

구체적으로 도 3에 도시된 바와 같이, 변속 제어유닛은 제2 변속 패턴에 해당하는 오프셋 값(예를 들어, ΔA% 또는 ΔB%)을 정의한다. 이와 같은 오프셋 값은 변속 제어유닛이 유압 제어를 수행하는 과정에서 자동으로 추출되는 것으로서, 변속단에서 변속이 일어날 경우 조합될 수 있는 변속 패턴의 경우의 수에 따라 대응되는 오프셋 값은 기 설정되어 메모리 등에 저장되어 있다.

도3 에서는 제1 변속 패턴과 제2 변속 패턴에 따라 ΔA% 와 ΔB% 의 오프셋 값이 추출되어 ΔA% 오프셋 값은 제2 변속 유압 제어 패턴의 A 구간에 적용되어 제2 변속 유압 제어 패턴의 유압을 감소시키고, ΔB% 오프셋 값은 제2 변속 유압 제어 패턴의 B 구간에 적용되어 제2 변속 유압 제어 패턴의 유압을 증가시켜, 전체적으로 오프셋 값이 적용된 제2 변속의 유압 제어 패턴을 도시하였다.

이하, 도 4 및 도 5를 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 자동변속기에서 변속감 향상을 위한 유압 제어 방법을 설명한다. 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 자동변속기에서 변속감 향상을 위한 유압 제어 방법을 도시한 순서도이고, 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 변속 중 변속이 발생시 제2 변속 시작 시점에서 유압이 제1 변속 종료 시점의 유압보다 큰 경우의 유압 제어 방법과 작은 경우의 유압 제어 방법을 도시한 도면이다.

도 4를 참조하면, 변속 제어유닛은 먼저 상기 제1 및 제 2 변속 패턴에 해당하는 유압 제어 패턴을 정의한다(S410).

다음으로 변속 제어 유닛은 S410 단계에서 정의된 제2 변속의 유압 제어 패턴을 소정의 구간으로 세분화한다(S420). 기존의 PWM 방식의 솔레노이드 밸브에 비해 VFS 방식의 솔레노이드 밸브의 유압 반응성이 크게 향상되어 유압 제어에 대한 민감도 또한 크게 증가하였고, 이에 따라 기존의 제어 방식보다 정밀한 유압 제어가 필요한데, 상기와 같이 정의된 제2 변속의 유압 제어 패턴을 기 설정된 소정의 구간으로 세분화함으로써 요구되는 정밀 제어를 수행할 수 있다.

여기서 적용되는 제어 알고리즘은 유압 제어 시, 불연속 구간이 발생할 경우 이를 보상하기 위한 것으로서, 예를 들어 제2 변속의 유압 제어 패턴에 기 정의된 목표 값을 적용하여 필터링을 수행하는 알고리즘일 수 있다.

구체적으로 변속 제어유닛은 제1 변속이 완료되기 전에 제2 변속이 발생하는 경우, 상기 시프트 변속이 발생하는 시점에서 제1 변속 유압 제어 패턴의 결합측 유압과 제2 변속 유압 제어 패턴의 해방측 유압 사이의 차이를 계산한다(S430).

그리고 변속 제어유닛은 유압 사이의 차이에 따라 보상 유압을 결정하여 제 2 변속 유압 제어 패턴의 목표 유압을 설정한다(S440).

다음으로 변속 제어유닛은 기 설정된 시간 동안 상기 제2 변속의 유압 제어 패턴에 필터링(filtering)을 수행하는데, 예를 들어 기 설정된 시간 동안 일정한 속도로 제2 변속 유압 제어 패턴의 유압을 증감하여 목표 유압에 이르게 함으로써, 필터링을 수행할 수 있다(S450).

도 5는 제2 변속의 시작시점의 유압과 제1 변속의 종료시점의 유압의 차이가 각각 양수와 음수일 경우에 유압 제어 방법을 도시한 도면이다.

구체적으로 변속 제어유닛은 변속단에서 제1 변속 패턴(XY shift)에서 제2 변속 패턴(YZ shift)으로의 시프트 변속이 발생하는 시점에서 제1 변속 유압 제어 패턴의 유압과 제2 변속 유압 제어 패턴의 유압 사이의 차이를 계산한다.

제1 변속의 유압 제어 패턴의 유압과 제2 변속의 유압 제어 패턴의 유압 사이의 차이는 도 5에 도시된 바와 같이, 제2 변속 유압 제어 패턴의 유압이 제1 변속 유압 제어 패턴의 유압보다 더 큰 경우, 또는 작은 경우에 모두 발생될 수 있다.

이와 같은, 제1 변속 유압 제어 패턴과 제2 변속 유압 제어 패턴의 유압 차이를 보상하기 위하여 변속 제어유닛은 제2 변속 유압 제어 패턴 상에 목표 유압을 설정한다. 여기서, 유압 제어는 제2 변속이 발생하는 시점으로부터 기 설정된 시간(Time_Rel of YZ shift, Time_App of YZ shift)동안 목표 유압에 도달하도록 제어된다.

제2 변속 유압 제어 패턴이 목표 유압에 이르도록 하기 위하여, 변속 제어유닛은 상기 기 설정된 시간 동안 일정한 속도로 상기 제2 변속 유압 제어 패턴의 유압을 증가시키거나, 또는 감소시키고, 이와 같은 제어 도중 기 설정된 시간 이내에 목표 유압에 도달하게 되면 즉시 필터링(filtering) 제어를 중단하고 목표 유압으로 제어한다.

이하, 도 6 및 도 7을 참조하여 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 자동변속기에서 변속감 향상을 위한 유압 제어 방법을 설명한다. 도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 자동변속기에서 변속감 향상을 위하여 앞에서 설명한 유압 오프셋 값과 유압 필터링을 동시에 적용한 유압 제어 방법을 도시한 순서도이고, 도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 자동변속기에서 변속감 향상을 위한 제 2 변속 유압 제어 패턴의 구간 A와 구간 B에 유압 보상을 실시하고, 또한 유압 단차를 제거하기 위해 유압 필터링을 적용하여 목표 유압에 도달하기 위한 유압 제어를 도시한 도면이다.

도 6을 참조하면, 먼저 변속 제어유닛은 상기 제1 및 제 2 변속 패턴에 해당하는 유압 제어 패턴을 정의한다(S610).

다음으로 변속 제어유닛은 S610 단계에서 정의된 제2 변속의 유압 제어 패턴을 소정의 구간으로 세분화한다(S620). 기존의 PWM 방식의 솔레노이드 밸브에 비해 VFS 방식의 솔레노이드 밸브의 유압 반응성이 크게 향상되어 유압 제어에 대한 민감도 또한 크게 증가하였고, 이에 따라 기존의 제어 방식보다 정밀한 유압 제어가 필요한데, 상기와 같이 정의된 제2 변속의 유압 제어 패턴을 소정의 구간으로 세분화함으로써 요구되는 정밀 제어를 수행할 수 있다.

여기서 적용되는 제어 알고리즘은 유압 제어 시, 불연속 구간이 발생할 경우 이를 보상하기 위한 것으로서, 예를 들어 제2 변속의 유압 제어 패턴에 기 정의된 오프셋(offset) 값을 적용하여 보상하는 알고리즘일 수 있다(S630).

구체적으로 도 7에 도시된 바와 같이, 변속 제어유닛은 제2 변속 패턴에 해당하는 오프셋 값(예를 들어, ΔA% 또는 ΔB%)을 정의한다. 이와 같은 오프셋 값은 변속 제어유닛이 유압 제어를 수행하는 과정에서 자동으로 추출되는 것으로서, 변속단에서 변속이 일어날 경우 조합될 수 있는 변속 패턴의 경우의 수에 따라 대응되는 오프셋 값은 기 설정되어 메모리 등에 저장되어 있다.

도7 에서는 제1 변속 패턴과 제2 변속 패턴에 따라 ΔA% 와 ΔB% 의 오프셋 값이 추출되어 ΔA% 오프셋 값은 제2 변속 유압 제어 패턴의 A 구간에 적용되어 제2 변속 유압 제어 패턴의 유압을 감소시키고, ΔB% 오프셋 값은 제2 변속 유압 제어 패턴의 B 구간에 적용되어 제2 변속 유압 제어 패턴의 유압을 증가시켜, 전체적으로 오프셋 값이 적용된 제2 변속의 유압 제어 패턴을 도시하였다.

이후, 변속 제어유닛은 제1 변속이 완료되기 전에 제2 변속이 발생하는 경우, 상기 시프트 변속이 발생하는 시점에서 제1 변속 유압 제어 패턴의 결합측 유압과 S630 단계에서 오프셋 값이 적용되어 보상된 제2 변속 제어 유압 패턴에 따른 유압 사이의 차이를 정의한다(S640).

그리고 변속 제어유닛은 유압 사이의 차이에 따라 보상 유압을 결정하여 제 2 변속 유압 제어 패턴의 목표 유압을 설정한다(S650).

다음으로 변속 제어유닛은 기 설정된 시간 동안 상기 제2 변속의 유압 제어 패턴에 필터링(filtering)을 수행하는데, 예를 들어 기 설정된 시간 동안 일정한 속도로 제2 변속 유압 제어 패턴의 유압을 증감하여 목표 유압에 이르게 함으로써, 필터링을 수행할 수 있다(S660).

구체적으로 도7에 도시된 바와 같이. 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 자동변속기에서 변속감 향상을 위한 제 2 변속의 유압 제어 패턴의 구간 A와 구간 B에 유압 보상을 실시하고, 또한 유압 단차를 제거하기 위해 유압 필터링을 적용하여 목표 유압에 도달하기 위한 유압 제어를 수행한다.

본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 보호범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (8)

1. 자동 변속 차량에서 현재 변속(이하, 제1 변속)이 완료되기 전 새롭게 요구되는 변속(이하, 제2 변속)이 수행될 경우, 상기 제1 및 상기 제2 변속에 필요한 유압 제어 패턴을 각각 정의하는 단계;
   정의된 상기 제1 및 제2 변속의 유압 제어 패턴에 따라, 상기 제2 변속의 유압 제어 패턴을 기 설정된 소정의 구간으로 세분화하는 단계; 및
   상기 제2 변속의 유압 제어 패턴에 따른 유압을 세분화된 구간별로 제어하는 단계를 포함하되,
   상기 구간별로 제어하는 단계는,
   상기 제1 및 제2 변속의 유압 제어 패턴에 따라 상기 제2 변속의 유압 제어 패턴에서 구간별로 오프셋(OFFSET) 값을 산출하고, 상기 오프셋 값을 상기 제2 변속의 유압 제어 패턴에 구간별로 적용하여 유압을 보상하는 단계를 포함하는 것
   인 자동변속기에서 변속감 향상을 위한 유압 제어 방법.
   
   
   
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