KR101606362B1

KR101606362B1 - 변속 제어 장치 및 변속 제어 방법

Info

Publication number: KR101606362B1
Application number: KR1020140086300A
Authority: KR
Inventors: 김윤정
Original assignee: 콘티넨탈 오토모티브 시스템 주식회사
Priority date: 2014-07-09
Filing date: 2014-07-09
Publication date: 2016-03-25
Also published as: KR20160006552A

Abstract

본 발명에 따른 변속 제어 장치는, 스로틀 밸브의 개도, 차량의 주행 속도 및 온도 중 적어도 하나에 기초하여, WOT 변속 제어 조건을 만족하는지 여부를 확인하는 조건 확인부; 상기 WOT(Wide Open Throttle) 변속 제어 조건을 만족하는 경우, 현재 변속단에서의 엔진의 최대 출력값을 고려하여, 변속을 수행할 차량의 기준 속도를 계산하는 변속 속도 계산부; 및 차량의 속도를 모니터링 하여 상기 기준 속도에 도달하는 경우, 변속을 수행하도록 제어하는 변속 제어부를 포함한다.

Description

변속 제어 장치 및 변속 제어 방법{TRANSMISSION CONTROL APPARATUS AND METHOD}

본 발명은 변속 제어 장치 및 변속 제어 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 와이드 스로틀 오픈(Wide Throttle Open) 상태에서 일정한 조건에 따라 엔진 출력이 최대화된 상태에서 변속을 수행할 수 있는 변속 제어 장치 및 변속 제어 방법에 관한 것이다.

차량의 변속기는 엔진의 회전속도 및 회전력을 변화시켜 구동륜에 전달하며, 자동 변속기는 차량의 주행속도와 스로틀 밸브의 개도 등 제반 환경을 고려하여 변속을 자동으로 처리한다. 이 때, 자동 변속기는 미리 정해진 변속패턴도에 따라 변속 여부를 판단하게 되며, 변속패턴도는 공지된 바와 같이 차량의 주행속도 및 스로틀 밸브의 개도에 대해 변속을 수행할 타이밍을 제공한다.

한편, 차량의 스로틀 밸브는 혼합기의 통로를 개폐함으로써 엔진에 공급되는 연료의 양을 가감하여 출력을 조정하는 밸브로 가속페달이 밟힌 상태에 따라 개폐가 조작되게 된다. 그리고, 스로틀 밸브의 개도량을 검출하기 위해 사용되는 TPS(Throttle Position Sensor) 센서는 스로틀 바디의 스로틀 축과 함께 회전하는 가변 저항기로서 스로틀 밸브의 회전에 따라 출력 전압의 값이 변하게 되며, TPS 센서의 출력 신호의 변화를 엔진 측의 ECU(Electronic Contrl Unit)에서 검출하여 스로틀 밸브의 개도를 검출할 수 있다.

만약 운전자가 가속페달을 최대치로 밟는 경우, 스로틀 밸브는 완전히 열리게 되어 최대량의 연료가 주입되게 되어 엔진이 최대 RPM을 출력할 수 있으며, 이러한 상태를 WOT 상태(Wide Open Throttle)로 지칭한다.

종래의 자동변속기가 사용하던 변속패턴도에서는 WOT 상태에서 엔진이 출력 가능한 최대값보다 작은 값에서 변속이 이루어지도록 결정되어 있는데, 예컨대 엔진 최대 출력값이 6550RPM인 경우, 250RPM 아래인 6300RPM에서 1단->2단 변속이, 200RPM 아래인 6350RPM에서 2단 내지 6단의 변속이 이루어지도록 교정될 수 있다.

이는, 외기의 온도가 차가울 경우와 차량이 내리막길을 주행하고 있는 경우, 엔진의 오버 스피딩(over speeding)을 방지하기 위함이며, 이에 따라 엔진이 최대 출력값에 도달하기 이전에 변속이 수행되게 된다.

하지만, 차량이 평지나 오르막길을 주행하거나, 외기온도가 따뜻한 경우 등에 있어서는 이와 같은 오버 스피딩이 일어날 우려가 없음에도, 종래와 같은 변속 패턴도를 유지할 경우 엔진이 최대 RPM을 출력할 수 없게 됨으로써, 본래 운전자의 의지와 다르게 차량 변속이 수행될 수 있다.

상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, WOT(Wide Open Throttle) 상태에서 일정한 조건을 만족하는 경우, 엔진이 최대치의 동력을 출력할 수 있도록 변속 타이밍을 보정할 수 있는 변속 제어 장치 및 변속 제어 방법을 제공함에 있다.

상기 목적은 본 발명에 따라, 스로틀 밸브의 개도, 차량의 주행 속도 및 온도 중 적어도 하나에 기초하여, WOT 변속 제어 조건을 만족하는지 여부를 확인하는 조건 확인부; 상기 WOT(Wide Open Throttle) 변속 제어 조건을 만족하는 경우, 현재 변속단에서의 엔진의 최대 출력값을 고려하여, 변속을 수행할 차량의 기준 속도를 계산하는 변속 속도 계산부; 및 차량의 속도를 모니터링 하여 상기 기준 속도에 도달하는 경우, 변속을 수행하도록 제어하는 변속 제어부를 포함하는 변속 제어 장치에 의해서 달성될 수 있다.

여기서, 상기 변속 속도 계산부는 아래의 식에 따라 상기 기준 속도를 계산할 수 있다.

기준 속도 = (R-S)/G - V

(여기서, R은 현재 변속단에서 엔진의 최대 출력 RPM값, S는 엔진 RPM 및 터빈 RPM의 slip 예측값, G는 변속 후 변속단의 변속비, V는 변속이 수행되는 시간 동안 차량 속도 변화의 예측값임)

여기서, 상기 조건 확인부는, 스로틀 밸브의 개도, 차량의 주행 속도 및 온도가 각각 미리 설정된 기준값을 초과하는 경우, 상기 WOT 변속 제어 조건을 만족하는 것으로 판단할 수 있다.

또한, 상기 목적은 본 발명에 따라, 스로틀 밸브의 개도, 차량의 주행 속도 및 온도 중 적어도 하나에 기초하여, WOT 변속 제어 조건을 만족하는지 여부를 확인하는 조건 확인 단계; 상기 WOT(Wide Open Throttle) 변속 제어 조건을 만족하는 경우, 현재 변속단에서의 엔진의 최대 출력값을 고려하여, 변속을 수행할 차량의 기준 속도를 계산하는 변속 속도 계산 단계; 및 차량의 속도를 모니터링 하여 상기 기준 속도에 도달하는 경우, 변속을 수행하도록 제어하는 변속 수행 단계를 포함하는 변속 제어 방법에 의해 달성될 수 있다.

여기서, 상기 변속 속도 계산 단계는 아래의 식에 따라 상기 기준 속도를 계산할 수 있다.

기준 속도 = (R-S)/G - V

(여기서, R은 현재 변속단에서 엔진의 최대 출력 RPM값, S는 엔진 RPM 및 터빈 RPM의 slip 예측값, G는 변속 후 변속단의 변속비, V는 변속이 수행되는 시간동안 차량 속도 변화의 예측값임)

여기서, 상기 조건 확인 단계는, 스로틀 밸브의 개도, 차량의 주행 속도 및 온도가 각각 미리 설정된 기준값을 초과하는 경우, 상기 WOT 변속 제어 조건을 만족하는 것으로 판단할 수 있다.

상술한 본 발명에 따르면, WOT(Wide Open Throttle) 상태에서 일정한 조건을 만족하는 경우, 엔진이 최대치의 동력을 출력할 수 있도록 변속 타이밍을 보정할 수 있는 변속 제어 장치 및 변속 제어 방법을 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 변속 제어 장치의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 변속 제어 방법의 흐름도이다.

본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 본 명세서에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적인 의미로 해석되거나, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 기술적인 용어가 본 발명의 사상을 정확하게 표현하지 못하는 잘못된 기술적 용어일 때에는, 당업자가 올바르게 이해할 수 있는 기술적 용어로 대체되어 이해되어야 할 것이다. 또한, 본 발명에서 사용되는 일반적인 용어는 사전에 정의되어 있는 바에 따라, 또는 전후 문맥상에 따라 해석되어야 하며, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 발명의 사상을 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 발명의 사상이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니됨을 유의해야 한다. 본 발명의 사상은 첨부된 도면 외에 모든 변경, 균등물 내지 대체물에 까지도 확장되는 것으로 해석되어야 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 변속 제어 장치(100)의 블록도이다.

도시된 바와 같이, 변속 제어 장치(100)는 조건 확인부(110), 변속 속도 계산부(120), 변속 제어부(130)를 포함하며, 필요에 따라 적어도 일부의 구성이 생략, 치환 또는 부가 되더라도 본 발명의 사상을 구현함에는 아무런 지장이 없을 것이다.

조건 확인부(110)는 본 발명에 따른 WOT(Wide Open Throttle) 변속 제어 조건 플래그(flag)를 띄우고, 현재 차량의 제반 상태가 미리 결정된 WOT 변속 제어 조건을 만족하는지 여부를 판단한다. WOT 변속 제어 조건을 만족하지 않는 경우 종래와 같이 통상적인 변속패턴을 따르게 되며, WOT 변속 제어 조건을 만족하는 경우, 보정된 변속패턴에 따라 변속을 수행하게 된다.

WOT 변속 제어 조건을 만족하는지 여부는 스로틀 밸브의 개도, 차량의 주행 속도 및 온도 중 적어도 하나를 고려하여 결정되며, 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

조건 확인부(110)는 먼저 스로틀 밸브의 개도가 일정값 이상인지 확인한다. 스로틀 밸브는 운전자가 가속페달을 누르는 정도에 따라 개도가 변경되며, 개도가 높은 경우 더 많은 양의 연료가 엔진에 공급되어 엔진의 출력 RPM(revolution per minute)이 증가할 수 있다. 스로틀 밸브의 개도는 TPS(Throttle Position Sensor) 센서에 의해 측정될 수 있으며, 조건 확인부(110)는 TPS 센서로부터 수신한 센싱값이 90% 이상인 경우, 해당 조건을 만족하는 것으로 판정할 수 있다.

다음으로, 조건 확인부(110)는 현재 주행속도가 소정 속도 이상인지 확인한다. 여기서, 각 변속단 별로 일정한 속도를 결정하고, 현재 변속단과 매칭되는 속도보다 현재 주행속도가 빠른지 여부를 확인할 수 있다.

또한, 조건 확인부(110)는 차량이 주행 중인 도로 상태를 판단하며, 평지 또는 오르막길을 주행 중인지 확인한다. 차량이 평지 또는 오르막길 주행 중인 경우, 오버 스피딩(over speeding)의 우려가 적으므로, 엔진이 최대 출력을 내는 것이 바람직하기 때문이다.

또한, 조건 확인부(110)는 자동 변속기의 온도가 일정한 온도 이상인지 여부를 확인하며, 극 저온이 아닌 경우에서만 WOT 변속 제어 조건을 만족하는 것으로 판단할 수 있다.

조건 확인부(110)는 상기 조건들을 만족하고, 입력되는 여러 신호들에 에러가 발생하지 않은 경우, WOT 변속 제어 조건을 만족하는 것으로 판단한다.

상기에서 나열한 조건들은 일 실시예로써, WOT 변속 제어 조건을 만족하는지 여부를 확인함에 있어, 상기에서 언급된 조건 중 적어도 하나가 생략되거나, 다른 조건이 부가되는 것도 가능할 것이다.

변속 속도 계산부(120)는 WOT 변속 제어 조건을 만족하는 경우, 현재 변속단에서의 엔진의 최대 출력값을 고려하여, 변속을 수행할 차량의 기준 속도를 계산한다. 종래의 경우, 스로틀 밸브의 개도가 90% 이상인 WOT 상태에서도 오버 스피딩 방지를 위해 엔진의 최대 출력값에 도달하기 이전에 변속을 수행할 수 있도록 그에 따른 기준 속도를 미리 결정해 두었다. 이와 달리, 본 발명에서는 WOT 변속 제어 조건을 만족하는 경우에 한해 엔진이 최대 출력값에 도달할 수 있도록 변속 패턴을 보정하고자 하며, 변속 속도 계산부(120)는 엔진이 각 변속단 및 현재 주행 환경에서 엔진이 최대 출력값을 낼 수 있는 기준 속도를 계산한다.

변속 속도 계산부(120)는 다음의 식 1에 따라 기준 속도를 계산할 수 있다.

[식 1]

기준 속도 = (R-S)/G - V

여기서, R은 엔진의 출력 RPM값으로써 현재 변속단에서 업시프트 변속을 하고 싶은 출력 RPM값, 즉 현재 변속단에서 엔진의 최대 출력 RPM값에 해당한다.

S는 엔진 RPM 및 터빈 RPM의 slip 예측값으로써, 엔진의 출력이 동력계에서 마찰 등에 의해 소모될 수 있는 값으로 볼 수 있다.

G는 현재 변속단에서 업시프트 변속 후 변속단의 변속비에 해당한다.

V는 변속이 수행되는 시간동안 차량 속도 변화의 예측값으로써, 변속에 소요되는 시간의 예측값 및 변속 중 차량의 시간당 속도 변화량의 곱으로 계산될 수 있다.

변속 제어부(130)는 자동 변속기의 변속을 제어하며, 스로틀 밸브의 개도 및 차량의 주행 속도를 고려하여 미리 정해진 변속 패턴에 따라 변속을 제어한다. 또한, 변속 제어부(130)는 WOT 변속 제어 조건을 만족하는 경우에는 변속 속도 계산부(120)에 의해 계산된 기준속도에 따라 보정된 변속 패턴을 토대로 변속을 수행한다.

이에 따라, WOT(Wide Open Throttle) 상태에서 차량이 평지 또는 오르막길을 주행 중이고, 변속기 온도가 저온이 아닌 경우에 있어, 엔진의 최대 출력값에 근접한 상태에서 변속을 수행할 수 있게 된다.

한편, 변속 제어부(130)는 조건 확인부(110)의 확인 결과, WOT 변속 제어 조건을 만족하지 않는 경우, 통상적인 변속 패턴에 따라 변속을 수행한다. 즉, 스로틀 밸브의 개도가 90% 이상인 WOT 상태에서 엔진의 최대 RPM 보다 일정값이 낮은 RPM에 대응하는 차량 속도에서 업시프트 변속을 수행한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 변속 제어 방법의 흐름도이다.

본 발명에 따른 변속 제어 방법은 조건 확인 단계, 변속 속도 계산 단계 및 변속 수행 단계를 포함하며, 이는 앞서 도 1을 통해 설명한 변속 제어 장치(100)에 의해 수행될 수 있다.

변속 제어 장치(100)는 스로틀 밸브의 개도, 차량의 주행 속도 및 온도 중 적어도 하나에 기초하여, WOT 변속 제어 조건을 만족하는지 여부를 확인한다(S11).

변속 제어 장치(100)는 WOT(Wide Open Throttle) 변속 제어 조건 플래그(flag)를 띄우고, 현재 차량의 제반 상태가 미리 결정된 WOT 변속 제어 조건을 만족하는지 여부를 판단한다.

변속 제어 장치(100)는 먼저 스로틀 밸브의 개도가 일정값 이상인지 확인한다. 스로틀 밸브는 운전자가 가속페달을 누르는 정도에 따라 개도가 변경되며, 개도가 높은 경우 더 많은 양의 연료가 엔진에 공급되어 엔진의 출력 RPM(revolution per minute)이 증가할 수 있다. 스로틀 밸브의 개도는 TPS(Throttle Position Sensor) 센서에 의해 측정될 수 있으며, 변속 제어 장치(100)는 TPS 센서로부터 수신한 센싱값이 90% 이상인 경우, 해당 조건을 만족하는 것으로 판정할 수 있다.

다음으로, 변속 제어 장치(100)는 현재 주행속도가 소정 속도 이상인지 확인한다. 여기서, 각 변속단 별로 일정한 속도를 결정하고, 현재 변속단과 매칭되는 속도보다 현재 주행속도가 빠른지 여부를 확인할 수 있다.

또한, 변속 제어 장치(100)는 차량이 주행 중인 도로 상태를 판단하며, 평지 또는 오르막길을 주행 중인지 확인한다. 차량이 평지 또는 오르막길 주행 중인 경우, 오버 스피딩(over speeding)의 우려가 적으므로, 엔진이 최대 출력을 내는 것이 바람직하기 때문이다.

또한, 변속 제어 장치(100)는 자동 변속기의 온도가 일정한 온도 이상인지 여부를 확인하며, 극 저온이 아닌 경우에서만 WOT 변속 제어 조건을 만족하는 것으로 판단할 수 있다.

변속 제어 장치(100)는 상기 조건들을 만족하고, 입력되는 여러 신호들에 에러가 발생하지 않은 경우, WOT 변속 제어 조건을 만족하는 것으로 판단한다.

WOT 변속 제어 조건을 만족하지 않는 경우 종래와 같이 통상적인 변속패턴을 따르게 되며(S15), 통상적인 변속 패턴은 스로틀 밸브의 개도가 90% 이상인 WOT 상태에서도 오버 스피딩 방지를 위해 엔진의 최대 출력값에 도달하기 이전에 변속을 수행할 수 있도록 설정될 수 있다.

이와 달리, WOT 변속 제어 조건을 만족하는 경우, 변속 제어 장치(100)는 현재 변속단에서의 엔진의 최대 출력값을 고려하여, 변속을 수행할 차량의 기준 속도를 계산한다(S12).

변속 제어 장치(100)는 다음의 식 1에 따라 기준 속도를 계산할 수 있다.

[식 1]

기준 속도 = (R-S)/G - V

이 후, 변속 제어 장치는 차량 속도가 앞서 변속 속도 계산 단계에서 계산된 기준속도에 도달하는 경우(S13), 업시프트(Up-shift) 변속을 수행한다(S14)

즉, 변속 제어 장치(100)는 WOT 변속 제어 조건을 만족하는 경우에는 계산된 기준속도에 따라 보정된 변속 패턴을 토대로 변속을 수행한다.

이상, 본 발명의 실시예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.

100: 변속 제어 장치
110: 조건 확인부
120: 변속 속도 계산부
130: 변속 제어부

Claims

변속 제어 장치에 있어서,
스로틀 밸브의 개도, 차량의 주행 속도 및 온도 중 적어도 하나에 기초하여, WOT(Wide Open Throttle) 변속 제어 조건을 만족하는지 여부를 확인하는 조건 확인부;
상기 WOT 변속 제어 조건을 만족하는 경우 현재 변속단에서 엔진이 최대 출력값에 도달하도록 하는 속도를 변속을 수행할 차량의 기준 속도로 결정하며, 상기 WOT 변속 제어 조건을 만족하지 않는 경우 상기 최대 출력값에 도달하기 이전에 변속이 수행되도록 하는 속도를 상기 기준 속도로 결정하는 변속 속도 계산부; 및
차량의 속도를 모니터링 하여 상기 기준 속도에 도달하는 경우, 변속을 수행하도록 제어하는 변속 제어부를 포함하는 변속 제어 장치.
제 1항에 있어서,
상기 변속 속도 계산부는 아래의 식:
기준 속도 = (R-S)/G - V
(여기서, R은 현재 변속단에서 엔진의 최대 출력 RPM값, S는 엔진 RPM 및 터빈 RPM의 슬립 예측값, G는 변속 후 변속단의 변속비, V는 변속이 수행되는 시간 동안 차량 속도 변화의 예측값임)
에 따라 상기 기준 속도를 계산하는 것을 특징으로 하는 변속 제어 장치.
제 1항에 있어서,
상기 조건 확인부는,
스로틀 밸브의 개도, 차량의 주행 속도 및 온도가 각각 미리 설정된 기준값을 초과하는 경우, 상기 WOT 변속 제어 조건을 만족하는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 변속 제어 장치.
변속 제어 방법에 있어서,
스로틀 밸브의 개도, 차량의 주행 속도 및 온도 중 적어도 하나에 기초하여, WOT(Wide Open Throttle) 변속 제어 조건을 만족하는지 여부를 확인하는 조건 확인 단계;
상기 WOT 변속 제어 조건을 만족하는 경우 현재 변속단에서 엔진이 최대 출력값에 도달하도록 하는 속도를 변속을 수행할 차량의 기준 속도로 결정하며, 상기 WOT 변속 제어 조건을 만족하지 않는 경우 상기 최대 출력값에 도달하기 이전에 변속이 수행되도록 하는 속도를 상기 기준 속도로 결정하는 변속 속도 계산 단계;
차량의 속도를 모니터링 하여 상기 기준 속도에 도달하는 경우, 변속을 수행하도록 제어하는 변속 수행 단계를 포함하는 변속 제어 방법.
제 4항에 있어서,
상기 변속 속도 계산 단계는 아래의 식:
기준 속도 = (R-S)/G - V
(여기서, R은 현재 변속단에서 엔진의 최대 출력 RPM값, S는 엔진 RPM 및 터빈 RPM의 slip 예측값, G는 변속 후 변속단의 변속비, V는 변속이 수행되는 시간동안 차량 속도 변화의 예측값임)
에 따라 상기 기준 속도를 계산하는 것을 특징으로 하는 변속 제어 방법.
제 4항에 있어서,
상기 조건 확인 단계는,
스로틀 밸브의 개도, 차량의 주행 속도 및 온도가 각각 미리 설정된 기준값을 초과하는 경우, 상기 WOT 변속 제어 조건을 만족하는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 변속 제어 방법.