KR19980060158A - 자동 변속기의 파워본 업시프트 변속제어 장치 및 그 방법 - Google Patents

자동 변속기의 파워본 업시프트 변속제어 장치 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

이 발명은 자동 변속기 변속시 유압 제어 장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 자동 변속기의 변속단을 상승시켜야 하는지의 여부를 감지하여 그에 따른 전기적인 신호를 출력하는 상승 변속 감지부(10)와, 터빈 회전수를 감지하여 그에 따른 전기적인 신호를 출력하는 터빈 회전수 감지부(20)와, 상기 상승 변속 감지부(10)로부터 출력되는 신호를 입력받아 변속단 상승이 판단될 때에는 상기 터빈 회전수 감지부(20)로부터 출력되는 신호를 입력받아 변속단이 상승 변속될 때의 변속 충격을 완화시키는 유압 제어신호를 출력하는 변속 제어부(30)와, 상기 변속 제어부(30)로부터 출력되는 유압 제어신호에 따라 동작하여, 변속시 제어시의 각 마찰 요소의 결합을 구동시키는 유압 제어 솔레노이드 밸브(40)로 이루어져 있으며, 자동 변속기가 장착된 자동차를 주행중 상승 변속이 발생하는 경우에 발생하는 충격을 방지하여 변속감을 향상시키는 것이다.

Description

자동 변속기의 파워 온 업시프트 변속제어 장치 및 그 방법
이 발명은 자동 변속기가 장착된 자동차를 주행중 가속에 의하여 변속단이 상승할 때 발생하는 충격을 방지하여 변속감을 향상시키는 자동 변속기 변속시 유압 제어 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
일반적으로 자동 변속기 차량의 변속 레인지는 변속 레버의 조작에 의해 선택되며, 각각 'P'변속 레인지, 'R'변속 레인지 'N'변속 레인지, 'D'변속 레인지, '2'변속 레인지, 'L'변속 레인지 등이 있다.
상기 'P'변속 레인지는 주차 변속 레인지로, 자동차를 주차시키는 경우에 선택하는 변속 레인지이고, 'R'변속 레인지는 후진 변속 레인지로, 자동차를 후진시키고자 하는 경우에 선택하는 변속 레인지이며, 'N'변속 레인지는 중립단으로, 자동차 주행중 신호 대기 등으로 잠시 정차 중일 때에 선택하는 변속 레인지이다.
그리고, 'D'변속 레인지는 주행 변속 레인지로, 자동차 주행 변속의 '1'속부터 '4'속까지 자동 변속되는 변속 레인지이고, '2'변속 레인지도 주행 변속 레인지로, 자동차 주행 변속의 '1'속부터 '2'속까지만 자동 변속되는 변속 레인지이며, 2속 이하의 속도로만 주행하고자 하는 경우에 선택한다.
'L'변속 레인지도 역시 주행단으로, 자동차 주행 변속의 '1'단에서만 머무는 변속 레인지로, 자동차 속도가 올라가도라도 계속 '1'속에서만 주행하게 된다.
자동 변속기가 장착된 차량을 주행하다가 속도가 상승하면, 변속 제어장치에 의하여 변속단이 1속에서 2속으로, 그리고 2속에서 3속으로, 3속에서 4속으로 상승 변속된다.
그런데, 상기와 같이 자동차 변속단이 상승 변속 될 때에는 변속에 의한 충격이 발생하며, 그에 따라 승차감이 떨어지며, 자동 변속기의 내구성이 떨어지는 문제점이 있다.
따라서, 이 발명의 목적은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 자동 변속기가 장착된 자동차를 주행중 상승 변속이 발생하는 경우에 발생하는 충격을 방지하여 변속감을 향상시키는 자동 변속기 변속시 유압 제어 방치 및 그 방법을 제공하는 데에 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 이 발명의 구성은 다음과 같이 이루어져 있다.
자동 변속기의 변속단을 상승시켜야 하는지의 여부를 감지하여 그에 따른 전기적인 신호를 출력하는 상승 변속 감지수단과; 터빈 회전수를 감지하여 그에 따른 전기적인 신호를 출력하는 터빈 회전수 감지수단과; 상기 상승 변속 감지수단으로부터 출력되는 신호를 입력받아 변속단 상승이 판단될 때에는 상기 터빈 회전수 감지수단으로부터 출력되는 신호를 입력받아 변속단이 상승 변속될 때의 변속 충격을 완화시키는 유압 제어신호를 출력하는 변속 제어수단으로 이루어져 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 이 발명의 다른 구성은 다음과 같이 이루어져 있다.
상승 변속이 발생하는 경우 일정 시간 경과 후, 해방 유압 제어신호를 설정 값에서부터 100%까지 일정한 증가율로 점차적으로 증가시키는 단계와; 필 타임이 경과한 후 실제 변속이 시작될 때까지 제1설정 듀티에 의한 결합 유압 제어신호를 출력하는 단계와; 실제 변속이 시작되면 일정 시간 동안 터빈 회전수의 변화가 완만하도록 결합 유압 제어신호의 듀티를 제어하는 단계와; 상기 결합 유압 제어신호의 듀티 제어중에 런업이 발생하는 경우 해방 유압 제어신호의 듀티값을 재설정하여 같은 증가율로 증가시키는 단계와; 일정 시간 동안 터빈 회전수의 변화가 완만하도록 결합 유압 제어신호의 듀티를 제어하는 단계 이후, 일정 시간 동안 터빈 회전수의 변화가 급격하도록 결합 유압 제어신호의 듀티를 제어하는 단계와; 상기 단계 이후, 변속 동기가 검출될 때까지 터빈 회전수의 변화가 완만하도록 결합 유압 제어신호의 듀티를 제어하는 단계와; 변속 동기가 검출되면 변속이 완료될 때까지 유압 제어신호를 일정한 값으로 유지시키고, 변속이 완료되면 유압 제어를 즉시 완료하는 단계로 이루어져 있다.
도 1은 이 발명의 실시예에 따른 자동 변속기 변속시 유압 제어 장치를 적용한 블럭도이고,
도 2의 (가), (나)는 이 발명의 실시예에 따른 자동 변속기 변속시 유압 제어 방법을 적용한 동작 순서도이고,
도 3은 도 1에서 각 부분의 파형도이다.
이하, 첨부된 도면을 참고로 하여, 이 발명의 바람직한 실시예를 설명하기로 한다.
도 1에 도시되어 있듯이, 이 발명의 실시예에 따른 자동 변속기 변속시 유압 제어 장치의 구성은 다음과 같이 이루어져 있다.
자동 변속기의 변속단을 상승시켜야 하는지의 여부를 감지하여 그에 따른 전기적인 신호를 출력하는 상승 변속 감지부(10)와, 터빈 회전수를 감지하여 그에 따른 전기적인 신호를 출력하는 터빈 회전수 감지부(20)와, 상기 상승 변속 감지부(10)로부터 출력되는 신호를 입력받아 변속단 상승이 판단될 때에는 상기 터빈 회전수 감지부(20)로부터 출력되는 신호를 입력받아 변속단이 상승 변속될 때의 변속 충격을 완화시키는 유압 제어신호를 출력하는 변속 제어부(30)와, 상기 변속 제어부(30)로부터 출력되는 유압 제어신호에 따라 동작하여, 변속시 제어시의 각 마찰 요소의 결합을 구동시키는 유압 제어 솔레노이드 밸브 (pressure control solenoid valve, 40)로 이루어져 있다.
상기 상승 변속 감지부(10)의 구성은, 스로틀 밸브 개도량을 감지하여 그에 따른 전기적인 신호를 출력하는 스로틀 개도량 감지부(11)와, 엔진 회전수를 감지하여 그에 따른 전기적인 신호를 출력하는 엔진 회전수 감지부(12)와, 자동차의 속도를 감지하여 그에 따른 전기적인 신호를 출력하는 차속 감지부(13)로 이루어져 있다.
상기와 같이 이루어져 있는 이 발명의 동작은 다음과 같다.
상승 변속 감지부(10)는 자동 변속기의 변속단을 상승시켜야 하는지의 여부를 감지하여 그에 따른 전기적인 신호를 출력하고, 터빈 회전수 감지부(20)는 터빈 회전수를 감지하여 그에 따른 전기적인 신호를 출력한다.
상기 상승 변속 감지부(10)의 스로틀 개도량 감지부(11)는 스로틀 밸브 개도량을 감지하여 그에 따른 전기적인 신호를 출력하고, 엔진 회전수 감지부(12)는 엔진 회전수를 감지하여 그에 따른 전기적인 신호를 출력하며, 차속 감지부(13)는 자동차의 속도를 감지하여 그에 따른 전기적인 신호를 출력한다.
그리고, 변속 제어부(30)는 상기 상승 변속 감지부(10)로부터 출력되는 신호를 입력받아 변속단 상승이 판단될 때에는 상기 터빈 회전수 감지부(20)로부터 출력되는 신호를 입력받아 변속단이 상승 변속될 때의 변속 충격을 완화시키는 유압 제어신호를 출력하고, 유압 제어 솔레노이드 밸브(40)는 상기 변속 제어부(30)로부터 출력되는 유압 제어신호에 따라 동작하여, 변속시 제어시의 각 마찰 요소의 결합을 구동시킨다.
도 2와 도 3을 참고로 하여, 상기 변속 제어부(30)의 동작을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
변속 제어부(30)는 우선 상기 상승 변속 감지부(10)로부터 출력되는 신호를 판독하여, 자동차의 변속단이 상승으로 변속되려는지의 여부를 판단한다(S10).
즉, 상기 상승 변속 감지부(10)의 스로틀 개도량 감지부(11)와 엔진 회전수 감지부(12)와 차속 감지부(13)로부터 출력되는 신호에 따라, 현재 차속에서 스로틀 밸브 개도량과 엔진 회전수를 이용하여 상승 변속을 실시하여야 하는 상황인지의 여부를 판단한다.
상기 단계(S10)에서 상승 변속을 실시해야 하는 상황인 것으로 판단되는 경우, 도 3의 (다)에 되시된 것과 같이, 변속 제어부(30)는 미리 설정되어 있는 일정시간 경과 후(RB), 해방 유압 제어신호를 설정값(Dr)에서부터 100%까지 일정한 증가율로 점차적으로 증가시킨다(S20).
그리고, 도 3의 (다)에 도시되 것과 같이, 결합 듀티의 필 타임(fill time, tF)이 경과한 후(S30), 실제 변속이 시작될 때(SB)까지 제1설정 듀티(Da1)의 일정한 값으로 결합 유압 제어신호를 출력하여 안정된 상태를 유지할 수 있도록 한다(S40).
상기에서 해방측 클러치(clutch)의 해방 시점을 입력 토크에 의하여 계산한 시간(tR)과 결합측 클러치의 결합 시점(tF+tH)이 일치하도록 학습 제어한다.
즉, 자동 변속기의 입력 토크별로 'tH'가 일정하도록 'tF'를 보정하며, 'tR'의 예측은 아래의 수식 1과 같이 계산한다.
[수식 1]
여기서, Ttar은 변속기 입력 토크에 의한 해방측 유지 최저 담당 토크이고, Tb는 Y절편 토크이고, ka는 듀티 상승 계수이다.
실제 변속이 시작되면(S40), 변속 제어부(30)는 미리 설정되어 있는 제1기준 시간(FC1) 동안 터빈 회전수의 변화가 완만하도록 상기 제1기준 듀티(Da1)의 레벨에서 결합 유압 제어신호의 듀티를 제어한다(S60).
상기와 같이 터빈 회전수의 변화가 적게 제어함으로써, 상승 변속에 따른 충격을 방지할 수 있다.
상기 제1기준 듀티(Da1)의 레벨에서 결합 유압 제어신호의 듀티 제어중에 런업(run up)이 발생하는 경우(S70), 변속 제어부(30)는 해방 유압 제어신호의 듀티값을 재설정하여 같은 증가율로 증가시키도록 제어한다(S80).
따라서, 도 3의 (다)에서 보면, 해방 유압 제어신호가 ②와 같이 상승하다가, ③과 같이 재설정된 값에서 다시 상승한다.
상기와 같이 해방 유압 제어신호를 증가시키다가 100%에 도달하면, 변속 제어부(30)는 해방 유압 제어신호를 100%에 설정하여 계속 출력한다(S90).
한편, 상기 단계(S60)와 같이, 일정 시간 동안 터빈 회전수의 변화가 완만하도록 결합 유압 제어신호의 듀티를 제어한 이후, 변속 제어부(30)는 제2기준 시간(FC2) 동안 터빈 회전수의 변화가 급격하도록 제2기준 듀티(Da2)의 레벨에서 결합 유압 제어신호의 듀티를 제어한다(S100).
상기와 같이 터빈 회전수의 변화가 많게 제어함으로써, 변속 응답을 빨리 할 수 있도록 한다.
상기와 같이 제어한 이후, 변속 제어부(30)는 변속 동기가 검출될 때(FF)까지 다시 터빈 회전수의 변화가 완만하도록 제3기준 듀티(Da3)의 레벨에서 유압 제어신호의 듀티를 제어한다(S110).
상기와 같이 터빈 회전수의 변화가 적게 제어함으로써, 변속에 따른 충격을 방지할 수 있다.
상기에서 변속 동기가 검출되면(S120), 변속 제어부(30)는 변속이 완료될 때(SF)까지 결합 유압 제어신호를 제3기준 듀티(Da3)의 레벨에서 일정한 값으로 유지시킨다(S130).
그리고, 변속이 완료되면(S140), 변속 제어부(30)는 유압 제어를 즉시 완료하여(S150), 변속단의 전환이 완료되도록 한다.
상기와 같이, 실제 변속이 진행중인 시간에 유압 제어신호의 듀티를 3단계로 나누어, 1단계와 3단계에서는 높은 듀티의 제어를 하고, 2단계에서는 낮은 듀티의 제어을 함으로써, 상승 변속에 따른 충격을 완화시키고, 상승 변속에 소요되는 응답 시간을 줄일 수 있다.
즉, 도 3의 (나)에서 보는 바와 같이, 터빈 회전수의 감소량(-dNi)을 3단계로 다르게 하면, 도 3의 (가)에서 보는 것처첨 터빈 회전수의 감소가 ①과 같은 단계로 이루어져, 평균적인 터빈 회전수의 변화는 ②와 같은 값을 유지하면서, 변속에 따른 충격은 최소화하면서도, 변속에 소요되는 응답 시간은 줄일 수 있다.
그리고, 듀티 제어를 수행하는 데에 있어서, 3단계 모두 궤환 제어(feedback control)를 실시함으로써, 실제 듀티 제어와 목표 듀티 제어의 오차를 줄일 수 있도록 한다.
따라서, 상기와 같이 동작하는 이 발명은, 자동 변속기가 장착된 자동차를 주행중 상승 변속이 발생하는 경우에 발생하는 충격을 방지하여 변속감을 향상시키는 효과가 있다.

Claims (2)

  1. 자동 변속기의 변속단을 상승시켜야 하는지의 여부를 감지하여 그에 따른 전기적인 신호를 출력하는 상승 변속 감지수단과; 터빈 회전수를 감지하여 그에 따른 전기적인 신호를 출력하는 터빈 회전수 감지수단과; 상기 상승 변속 감지수단으로부터 출력되는 신호를 입력받아 변속단 상승이 판단될 때에는 상기 터빈 회전수 감지수단으로부터 출력되는 신호를 입력받아 변속단이 상승 변속될 때의 변속 충격을 완화시키는 유압 제어신호를 출력하는 변속 제어수단으로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 자동 변속기 변속시 유압 제어 장치.
  2. 상승 변속이 발생하는 경우 일정 시간 경과 후, 해방 유압 제어신호를 설정 값에서부터 100%까지 일정한 증가율로 점차적으로 증가시키는 단계와; 필 타임이 경과한 후 실제 변속이 시작될 때까지 제1설정 듀티에 의한 결합 유압 제어신호를 출력하는 단계와; 실제 변속이 시작되면 일정 시간 동안 터빈 회전수의 변화가 완만하도록 결합 유압 제어신호의 듀티를 제어하는 단계와; 상기 결합 유압 제어신호의 듀티 제어중에 런업이 발생하는 경우 해방 유압 제어신호의 듀티값을 재설정하여 같은 증가율로 증가시키는 단계와; 일정 시간 동안 터빈 회전수의 변화가 완만하도록 결합 유압 제어신호의 듀티를 제어하는 단계 이후, 일정 시간 동안 터빈 회전수의 변화가 급격하도록 결합 유압 제어신호의 듀티를 제어하는 단계와; 상기 단계 이후, 변속 동기가 검출될 때까지 터빈 회전수의 변화가 완만하도록 결합 유압 제어신호의 듀터를 제어하는 단계와; 변속 동기가 검출되면 변속이 완료될 때까지 유압 제어신호를 일정한 값으로 유지시키고, 변속이 완료되면 유압 제어를 즉시 완료하는 단계로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 자동 변속기 변속시 유압 제어 방법.
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