KR101880546B1 - 자동 변속기 차량의 변속 제어 방법 및 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 자동 변속기 차량의 변속 제어 방법 및 시스템이 개시되어 있다. 본 발명은 변속 제어 유닛에서 정지 중 변속 레버가 주행단이나 실제 중립단으로 변속 실행하는 중립 제어 중 UD 클러치의 라인압을 중립 제어 진입 시점에서 UD 클러치의 슬립량에 따라 도출된 제1 라인압 보정 기울기로 리니어하게 감소하고, 중립 제어 실행 시점에서 감소된 현재 라인압을 유지하며, 중립 제어 해제 시점에서 UD 클러치의 슬립량에 따라 도출된 제2 라인압 보정 기울기로 리니어하게 증가하여 기 정의된 최고 라인압 듀티값이 도달한 경우 중립 제어를 종료함에 따라, 중립 제어 해제 시점에서 라인압의 급격한 증가로 기인하여 발생된 변속 충격을 방지하여 보다 안정적인 변속을 실행할 수 있다.

Description

자동 변속기 차량의 변속 제어 방법 및 시스템{METHOD AND SYSTEM FOR RELEASING SPORTS MODE OF VEHICLE}

본 발명은 자동 변속기 차량의 변속 제어 방법 및 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 연비 개선을 위해 정차 중 변속 레버가 주행단에 있으나 중립단으로 변속 실행하는 중립 제어 모드 중 운전자의 가속 의지가 반영된 중립 제어 해제 요구 시 중립 제어 해제 구간에서 발생하는 언더 드라이브 클러치의 급격한 유압 제어를 제거할 수 있도록 한 자동 변속기 차량의 변속 제어 방법 및 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 자동차에 적용되는 자동 변속기는 자동차의 주행 속도와 쓰로틀 밸브 개도량 및 쓰로틀 밸브 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 변속 레버를 원하는 변속단을 변환하면, 매뉴얼 밸브의 포트 변속이 이루어지면서 오일 펌프로부터 공급되는 유압을 솔레노이드 밸브의 듀티 제어에 따라 변속 기어 메커니즘의 여러 작동 요소를 선택적으로 작동시켜 변속이 이루어지도록 한다.

이와 같은 작동 원인에 따라 동작하는 자동 변속기는, 각 해당 목표 변속단으로의 변속이 실행되는 경우 작동상태에서 작동 해제되는 마찰 요소와 작동 해제 상태에서 작동 상태로 변환되는 마찰 요소를 보유하게 되는데, 이 들 마찰 요소의 작동 해제 및 자동 시작 타이밍에 따라 자동 변속기의 변속 성능이 결정되므로 최근에는 보다 나은 변속성능 향상을 위한 변속 제어 방법의 연구가 활발하게 진행되고 있다.

이러한 점을 감안하여 본 발명의 기술적 배경을 살펴보면, 최근에 연비를 개선하기 위해 차량의 정차 중 변속 레버가 주행단(D단)이나 중립단(N단)으로 변속 실행하는 중립 제어가 실행되고 이러한 중립 제어 요구 시 도 1에 도시된 바와 같이, 중립단에 대응되어 언더 드라이버 클러치 및 2^nd브레이크의 유압 제어를 실행한다. 여기서, 언더 드라이버 클러치는 1단 변속 시 직결되는 클러치 요소이고, 2^nd 브레이크는 2단 변속 시 직결되는 브레이크 요소이다.

즉, 중립 제어 시 엔진 회전수, 터빈 회전수, 언더 드라이브 클러치 및 2^nd 브레이크 각각의 유압 듀티 패턴은 도 1에 도시된 바와 같다.

그런데, 도 1에 도시된 바와 같이, 이러한 중립 제어 중 운전자의 가속 의지가 반영된 중립 제어 해제 요구 시 중립 제어 해제 구간에서의 UD 클러치의 유압은 일반 주행단 변속에서 기 정의된 터빈 토크를 토대로 제어된다.

이때 UD 클러치에서 발생하는 슬립을 제어하기 위해, 즉 UD 클러치의 직결 상태를 유지하기 위해, UD 클러치에 제공되는 라인압은, 기어 1단에서 UD 클러치를 제어하는 중립 제어 진압 구간과 UD 클러치를 해방하는 중립 제어 구간에서 기존의 주행단에서 요구된 라인압 듀티값 보다 낮은 듀티값으로 설정된 라인압 듀티값(d1)으로 유지되고, 운전자의 가속 의지가 반영된 중립 제어 해제 요구에 따라 UD 클러치를 직결하는 중립 제어 해제 구간에서 급격하게 최고 라인압 듀티값으로 증가된다.

이러한 중립 제어 해제 구간에서 UD 클러치의 라인압이 기 설정된 라인압 듀티값(d1)에서 최고 라인압 듀티값으로 급격하게 증가하는 시점에서 차량의 변속 충격이 발생하였다.

본 발명은 상기한 사정을 감안하여 창출된 것으로서, 본 발명에서 도달하고자 하는 목적은 중립 제어 모드 중 운전자의 가속 의지가 반영된 중립 제어 해제 구간에서 UD 클러치의 슬립량을 토대로 UD 클러치의 라인압 패턴을 설정하는 자동 변속기 차량의 변속 제어 시스템 및 방법을 제공함에 따라, 중립 제어 해제 구간에서 발생하는 UD 클러치의 라인압 변화로 기인된 변속 충격을 방지하고 운전 중의 불쾌감을 제거하여 차량의 안전성 및 변속감을 더욱 향상하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 1 관점에 따른 자동 변속기 차량의 변속 제어 시스템은,

변속 제어 유닛 내에 설치되어 중립 제어를 실행하는 중립 제어 실행부;

상기 중립 제어 실행 중 운전자의 가속 의지가 반영된 중립 제어 해제 요구에 따라 중립 제어 해제 구간에 진입된 경우 UD 클러치의 슬립량에 따라 UD 클러치의 라인압 패턴을 재설정하는 라인압 설정부; 및

상기 라인압 설정부에서 설정된 UD 클러치의 라인압 패턴에 따라 UD 클러치의 라인압을 제어하여 상기 중립 제어를 해제하는 중립 제어 종료부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게 상기 라인압 설정부는,

중립 제어 진입 시점에서 기 설정된 현재 라인압을 UD 클러치의 슬립량으로 도출된 제1 라인압 보정 기울기로 리니어하게 감소하고,

이어 중립 제어 실행 시점에 도달한 경우 라인압을 유지하며,

상기 중립 제어 해제 시점에 도달한 경우 UD 클러치의 슬립량으로 도출된 제2 라인압 보정 기울기로 리니어하게 증가하도록 구비되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게 상기 제1 라인압 보정 기울기 및 제2 라인압 보정 기울기는, UD 클러치의 슬립량에 대한 이론적 비례 관계식을 기반으로 설정되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게 상기 중립 제어 종료부는,

상기 UD 클러치의 라인압이 제2 라인압 보정 기울기로 증가하여 기 정의된 최고 유압 듀티값에 도달한 경우 중립 제어를 종료하도록 구비되는 것을 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 2 관점에 따른 자동 변속기 차량의 변속 제어 방법은,

변속 제어 유닛에서, 중립 제어를 실행하는 중립 제어 실행 단계;

상기 중립 제어 실행 중 운전자의 가속 의지가 반영된 중립 제어 해제 요구에 따라 중립 제어 해제 구간에 진입된 경우 UD 클러치의 슬립량에 따라 UD 클러치의 라인압 듀티 패턴을 재설정하는 라인압 설정 단계; 및

상기 라인압 설정 단계에서 설정된 UD 클러치의 라인압 패턴에 따라 UD 클러치의 라인압을 제어하여 기 정의 최고 유압 듀티값에 도달하는 경우 중립 제어를 종료하는 중립 제어 종료 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게 상기 라인압 설정 단계는,

중립 제어 진입 시점에서 기 설정된 현재 라인압을 UD 클러치의 슬립량으로 도출된 제1 라인압 보정 기울기로 리니어하게 감소하고,

이어 중립 제어 실행 시점에 도달한 경우 라인압을 유지하며,

상기 중립 제어 해제 시점에 도달한 경우 UD 클러치의 슬립량으로 도출된 제2 라인압 보정 기울기로 리니어하게 증가하도록 구비되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게 상기 제1 라인압 보정 기울기 및 바람직하게 상기 제2 라인압 보정 기울기는, 상기 UD 클러치의 슬립량에 대한 이론적 비례 관계식을 기반으로 설정되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게 상기 중립 제어 종료 단계는,

상기 UD 클러치의 라인압이 제2 라인압 보정 기울기로 증가하여 기 정의된 최고 유압 듀티값에 도달한 경우 중립 제어를 종료하도록 구비되는 것을 특징으로 한다.

이에, 본 발명의 자동 변속기 차량의 변속 제어 방법 및 시스템에 의하면, 변속 제어 유닛에서 정지 중 변속 레버는 주행단이나 실제 중립단으로 변속 실행하는 기존의 중립 제어 중 UD 클러치의 라인압을 중립 제어 시작 시점에서 UD 클러치의 슬립량에 따라 도출된 제1 라인압 보정 기울기로 리니어하게 감소하고, 중립 제어 실행 시점에서 감소된 현재 라인압을 유지하며, 중립 제어 해제 시점에서 UD 클러치의 슬립량에 따라 도출된 제2 라인압 보정 기울기로 리니어하게 증가하여 기 정의된 최고 라인압 듀티값이 도달한 경우 중립 제어를 종료함에 따라, 중립 제어 해제 시점에서 라인압의 급격한 증가로 기인하여 발생된 변속 충격을 방지하여 보다 안정적인 변속을 실행할 수 있다.

본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
도 1은 일반적인 자동 변속기 차량의 중립 제어 시 출력 신호를 보인 파형도이다.
도 2는 본 발명에 따른 자동 변속기 차량의 변속 제어 시스템의 구성을 보인 도이다.
도 3은 도 2에 도시된 UD 클러치의 라인압 듀티 패턴을 보인 도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 자동 변속기 차량의 변속 제어 과정을 보인 흐름도이다.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 첨부 도면 및 도면에 기재된 내용을 참조하여야 한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 자동 변속기 차량의 변속 제어 시스템을 보인 도면이고, 도 3은 도 2에 도시된 변속 제어 시스템의 UD 클러치의 라인압 듀티 패턴을 보인 도이다.

본 발명의 실시 예에 따른 자동 변속기 차량의 변속 제어 시스템을 설명하기에 앞서, 변속 레버 및 차속 및 브레이크 패달로부터 입력되는 정보들을 근거로 목표 변속단을 설정하고 설정된 목표 변속단에 대응되어 미리 입력되어진 마찰 요소의 유압 듀티값을 가지는 변속 패턴에 따라 변속 구동부를 제어하기 위한 변속 신호를 생성하여 전송하는 변속 제어 유닛(TCU: Transmission Control Unit)을 포함하여 최적의 변속 제어가 이루어진다.

또한, 상기의 변속 제어 유닛에는 결합측 요소 및 해방측 요소를 포함하는 마찰 요소들의 유압 듀티값을 보정하기 위한 현재 변속단에 대비 보정 계수 및 각종 임계값들을 테이블 값(interpolation table)으로 미리 저장하고 있으며, 그리고, 변속 구동부는 결합측 요소 및 해방측 요소를 포함하는 마찰 요소의 유압 제어 수단에 적용되는 모든 솔레노이드 밸브를 의미한다.

즉, 변속 제어 유닛에서 이와 같은 입력되는 정보들을 통해 변속 제어가 이루어지게 되는데, 연비 개선을 위해 변속 레버는 주행단이나 실제 변속을 중립단으로 변속 실행하는 중립 제어 중 중립 제어 해제 구간에서 UD 클러치의 라인압 듀티 패턴을 재설정하기 위해서는 도 2에 도시된 바와 같은 일련의 과정을 통해 이루어진다.

본 발명의 실시 예에 따른 자동 변속기 차량의 변속 제어 시스템은, 도 2에 도시된 바와 같이, 변속 제어 유닛 내에 설치되어 중립 제어를 실행하는 중립 제어 실행부(11)와, 상기 중립 제어 실행 중 운전자의 가속 의지가 반영된 중립 제어 해제 요구에 따라 중립 제어 해제 구간에 진입된 경우 UD 클러치의 슬립량에 따라 UD 클러치의 라인압 패턴을 재설정하는 라인압 설정부(13)와, 상기 라인압 설정부(13)에서 설정된 UD 클러치의 라인압 패턴에 따라 UD 클러치의 라인압을 제어하여 상기 중립 제어를 해제하는 중립 제어 종료부(15)를 포함한다.

여기서, 상기 라인압 설정부(13)는, 중립 제어 진입 시점에서 기 설정된 현재 라인압을 UD 클러치의 슬립량으로 도출된 제1 라인압 보정 기울기로 리니어하게 감소하고, 이어 중립 제어 실행 시점에 도달한 경우 라인압을 유지하며, 상기 중립 제어 해제 시점에 도달한 경우 UD 클러치의 슬립량으로 도출된 제2 라인압 보정 기울기로 리니어하게 증가하도록 구비된다.

그리고, 상기 중립 제어 종료부(15)는, 상기 UD 클러치의 라인압이 제2 라인압 보정 기울기로 증가하여 기 정의된 최고 유압 듀티값에 도달한 경우 중립 제어를 종료하도록 구비된다.

이러한 구성에 의하면, 중립 제어 시작 시점에서 중립 제어 실행부(11)는 1단으로 변속 실행한다. 여기서, UD 클러치에 공급되는 유압은 도 1에 도시된 유압 듀티 패턴에 따라 제어되며, 이때 라인압 설정부(13)는 기 정의된 UD 클러치의 라인압을 슬립량으로 도출된 제1 라인압 보정 기울기로 리니어하기 감소한다.

여기서, 상기 UD 클러치의 슬립량은 엔진 회전수에서 터빈 회전수를 감산한 값으로 도출되며, 이러한 슬립량에 따라 도출된 상기 제1 라인압 보정 기울기는 슬립량에 대한 이론적 비례 관계식을 기반으로 설정된다.

즉, 도 3에 도시된 바와 같이, 엔진 회전수와 터빈 회전수의 차인 슬립량이 작으면 작을수록 라인압 듀티값은 상기 슬립량과 비례적 관계식을 도출된 작은 값으로 설정된다.

이어 중립 제어 실행 시점에 도달하게 되면, 상기 UD 클러치는 도 3에 도시된 바와 같이, 터빈회전수에 대한 피드백 제어를 통해 도출된 유압 듀티값으로 유압 제어되며, 상기 라인압 제어부(13)는 엔진 회전수와 터빈 회전수의 차인 슬립량이 일정하므로, 라인압 듀티값은 역시 일정한 값으로 도출된다.

한편, 운전자의 가속 의지가 반영된 중립 제어 해제 요구가 입력되어 중립 제어 해제 시점에 도달한 경우 상기 UD 클러치는 도 3에 도시된 바와 같이, 기 정의된 목표 유압 듀티값으로 유압 제어를 실행하는데, 이때 엔진 회전수와 터빈 회전수의 차인 슬립량이 증가하므로, 상기 라인압 설정부(13)의 라인압 듀티값은 상기 슬립량과 비례적 관계식으로부터 도출되어 리니어하게 증가하게 된다.

이어 상기 라인압 듀티값이 최고 라인압 듀티값에 도달하면, 상기 중립 제어 종료부(15)는 중립 제어를 종료한다.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 자동 변속기 차량의 변속 제어 과정을 보인 흐름도이다. 즉, 본 발명의 실시 예에 따라 중립 제어 시 UD 클러치의 라인압 듀티값을 엔진 회전수와 터빈 회전수의 차인 슬립량을 토대로 도출하기 위해서는 도 4에 도시된 일련의 과정을 통해 이루어진다.

즉, 변속 제어 유닛(TCU)은 단계(101)를 통해 차량이 정지되어 중립 제어에 의해 중립단으로 변속 요구된 경우 오버 드라이버 클러치(UD 클러치) 및 2nd 브레이크의 유압 제어를 통해 중립 제어를 실행하고, 이어 단계(103)를 통해 운전자의 가속 의지가 반영되어 중립 제어 해제 구간에 진입한 경우 단계(105)로 진행한다.

상기 단계(105)에서, 터빈 회전수 및 엔진 회전수를 수신하고, 수신된 터빈 회전수 및 엔진 회전수의 차를 토대로 슬립량을 연산한다(단계 107).

그리고, 변속 제어 유닛의 단계(109)에서, 상기 단계(107)에서 연산된 슬립량으로부터 이론적 비례 관계식으로 도출된 라인압 듀티값을 설정한다. 즉, 기 설정된 현재 라인압은 UD 클러치의 슬립량으로 도출된 제1 라인압 보정 기울기로 리니어하게 감소하고, 이어 중립 제어 실행 시점에 도달한 경우 라인압을 유지하며, 상기 중립 제어 해제 시점에 도달한 경우 UD 클러치의 슬립량으로 도출된 제2 라인압 보정 기울기로 리니어하게 증가한다.

그리고, 단계(113)에서,상기 라인압 듀티값이 최고 라인압 듀티값에 도달하는 경우 단계(115)로 진행하여 중립 제어를 종료한 후 본 프로그램을 종료한다.

이러한 중립 제어 해제 시점 이후 상기 UD 클러치의 슬립량에 따라 라인압 듀티값을 재설정함에 따라 UD 클러치의 슬립이 제거되고 변속감을 향상할 수 있게 된다.

지금까지 본 발명을 바람직한 실시 예를 참조하여 상세히 설명하였지만, 본 발명이 상기한 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 또는 수정이 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 사상이 미친다 할 것이다.

변속 제어 유닛에서 정지 중 변속 레버는 주행단이나 실제 중립단으로 변속 실행하는 기존의 중립 제어 중 UD 클러치의 라인압을 중립 제어 시작 시점에서 UD 클러치의 슬립량에 따라 도출된 제1 라인압 보정 기울기로 리니어하게 감소하고, 중립 제어 실행 시점에서 감소된 현재 라인압을 유지하며, 중립 제어 해제 시점에서 UD 클러치의 슬립량에 따라 도출된 제2 라인압 보정 기울기로 리니어하게 증가하여 기 정의된 최고 라인압 듀티값이 도달한 경우 중립 제어를 종료함에 따라, 중립 제어 해제 시점에서 라인압의 급격한 증가로 기인하여 발생된 변속 충격을 방지하여 보다 안정적인 변속을 실행할 수 있는 자동 변속기 차량의 변속 제어 시스템 및 방법에 대한 효율 면에 매우 큰 진보를 가져올 수 있으며, 적용되는 차량의 시판 또는 영업의 가능성이 충분할 뿐만 아니라 현실적으로 명백하게 실시할 수 있다.

Claims (8)

1. 변속 제어 유닛 내에 설치되어 중립 제어를 실행하는 중립 제어 실행부;
   상기 중립 제어 실행 중 운전자의 가속 의지가 반영된 중립 제어 해제 요구에 따라 중립 제어 해제 구간에 진입된 경우 UD 클러치의 슬립량에 따라 UD 클러치의 라인압 패턴을 재설정하는 라인압 설정부; 및
   상기 라인압 설정부에서 설정된 UD 클러치의 라인압 패턴에 따라 UD 클러치의 라인압을 제어하여 상기 중립 제어를 해제하는 중립 제어 종료부를 포함하고,
   상기 라인압 설정부는,
   중립 제어 진입 시점에서 기 설정된 현재 라인압을 UD 클러치의 슬립량으로 도출된 제1 라인압 보정 기울기로 리니어하게 감소하고,
   이어 중립 제어 실행 시점에 도달한 경우 라인압을 유지하며,
   상기 중립 제어 해제 시점에 도달한 경우 UD 클러치의 슬립량으로 도출된 제2 라인압 보정 기울기로 리니어하게 증가하도록 구비되는 것을 특징으로 하는 자동 변속기 차량의 변속 제어 시스템.
2. 삭제
3. 청구항 1에 있어서, 상기 제1 라인압 보정 기울기 및 제2 라인압 보정 기울기는, UD 클러치의 슬립량에 대한 이론적 비례 관계식을 기반으로 설정되는 것을 특징으로 하는 자동 변속기 차량의 변속 제어 시스템.
4. 청구항 3에 있어서, 상기 중립 제어 종료부는,
   상기 UD 클러치의 라인압이 제2 라인압 보정 기울기로 증가하여 기 정의된 최고 유압 듀티값에 도달한 경우 중립 제어를 종료하도록 구비되는 것을 특징으로 하는 자동 변속기 차량의 변속 제어 시스템.
5. 변속 제어 유닛에서, 중립 제어를 실행하는 중립 제어 실행 단계;
   상기 중립 제어 실행 중 운전자의 가속 의지가 반영된 중립 제어 해제 요구에 따라 중립 제어 해제 구간에 진입된 경우 UD 클러치의 슬립량에 따라 UD 클러치의 라인압 듀티 패턴을 재설정하는 라인압 설정 단계; 및
   상기 라인압 설정 단계에서 설정된 UD 클러치의 라인압 패턴에 따라 UD 클러치의 라인압을 제어하여 기 정의 최고 유압 듀티값에 도달하는 경우 중립 제어를 종료하는 중립 제어 종료 단계를 포함하고,
   상기 라인압 설정 단계는,
   중립 제어 진입 시점에서 기 설정된 현재 라인압을 UD 클러치의 슬립량으로 도출된 제1 라인압 보정 기울기로 리니어하게 감소하고,
   이어 중립 제어 실행 시점에 도달한 경우 라인압을 유지하며,
   상기 중립 제어 해제 시점에 도달한 경우 UD 클러치의 슬립량으로 도출된 제2 라인압 보정 기울기로 리니어하게 증가하도록 구비되는 것을 특징으로 하는 자동 변속기 차량의 변속 제어 방법.
6. 삭제
7. 청구항 5에 있어서, 상기 제1 라인압 보정 기울기 및 상기 제2 라인압 보정 기울기는, 상기 UD 클러치의 슬립량에 대한 이론적 비례 관계식을 기반으로 설정되는 것을 특징으로 하는 자동 변속기 차량의 변속 제어 방법.
8. 청구항 7에 있어서, 상기 중립 제어 종료 단계는,
   상기 UD 클러치의 라인압이 제2 라인압 보정 기울기로 증가하여 기 정의된 최고 유압 듀티값에 도달한 경우 중립 제어를 종료하도록 구비되는 것을 특징으로 하는 자동 변속기 차량의 변속 제어 방법.

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