KR19980068838A - 차량 자동변속기의 시프트 타이밍 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량 자동변속기의 시프트 타이밍 제어방법에 관한 것으로, 종래에는TCU의 압력조절밸브등의 제어가 변속구간내에서 토크컨버터의 터빈회전수의 변경을 고려하고 있지 않아 최적의 변속종료시점에서 변속종료가 수행되지 못한다는 문제가 있었다.

이에 본 발명은 예시도면 도 4 및 도 5 에서와 같이 차량 가속시 TCU가 터어빈의 회전수를 감지하고, 변속완료 후의 터어빈 회전수(B)를 예측하여 터어빈의 최대회전수(A)와의 감소율을 연산하고, 이로부터 실질적인 변속완료시점인 터어빈 회전수의 감소완료시점(g)과 TCU에 설정된 변속종료시점(f)을 비교판단하여 이것이 일치되지 않으면 라인압을 변경시켜 감소율을 조절하므로써, 상기 시점이 일치되고 그 결과로써 변속쇼크등이 방지되어 차량의 상품성 및 성능이 향상되는 것이다.

Description

차량 자동변속기의 시프트 타이밍 제어방법

본 발명은 차량 자동변속기의 시프트 타이밍 제어방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 가속시 라인압을 제어하여 실제 변속완료시점인 터어빈 회전수의 감소완료시점과 설정된 변속완료시점이 일치되도록 한 차량 자동변속기의 시프트 타이밍 제어방법에 관한 것이다.

자동변속기는 토크컨버터를 거쳐서 엔진으로부터의 동력을 변환시켜 추진축으로 전달하는데, 이러한 동력의 변환은 유성기어의 조합과 그 작동으로서 가능토록 되어 있음은 주지된 바와 같다.

이러한 유성기어의 어느 하나를 구동시키고, 다른 기어를 고정 또는 출력시키는 것은 변속기에 내장된 클러치와 브레이크가 수행하며, 상기 클러치와 브레이크는 유압의 작용으로 작동하도록 되어 있다.

이러한 작용유압을 라인압이라 하며, 변속기에는 라인압을 제공하기 위한 오일펌프가 장착되고, 오일펌프로부터 발생된 라인압을 제어하여 자동변속기의 각 멤버로 공급하는 복잡한 유로인 제어밸브가 장착되어 있다.

예시도면 도 1 은 이러한 자동변속기을 나타낸 개요도로서, 오일펌프(1)의 구동은 토크컨버터(2)의 선단과 오일펌프의 인너기어가 맞물려 엔진의 구동력으로서 이루어져 엔진 시동과 동시에 제어밸브(3)로 라인압이 전달되도록 되어 있다.

제어밸브(3)는 매뉴얼밸브, 시프트밸브, 압력조절밸브, 록업릴레이밸브 등으로 구성되며, 여기서 시프트밸브가 조합된 유성기어 관계의 플러치 및 브레이크등 각 멤버를 제어하여 자동변속을 수행하는 밸브이다.

이러한 시프트밸브등 각 밸브의 제어수단에 따라 자동변속기는 기계식과 전자식으로 구분되나, 그 근본원리는 같다.

즉, 자동변속의 두 요소는 스로틀밸브의 개도로부터 감지되는 엔진의 부하와 차속인데, 기계식에서는 이러한 두 요소를 유압으로 전환하여 시프트밸브의 움직임을 제어하고, 전자식에서는 상기 두 요소를 센서로 부터 TCU(Transmission Control Unit)가 파악하고 솔레노이드밸브를 통해 시프트밸브를 제어하게 되는 것이다.

그러나, 전자식에서는 상기 두 요소와 더불어 차량의 주행상황을 각종 센서로부터 TCU가 파악하고 이에 입력된 각종 상황에 따라 보다 복잡한 주행패턴을 갖는 프로그램화된 자동변속이 수행되며, 초보자에게도 숙련자에 버금가는 운전기술이 제공될 수 있다.

이러한 시프트밸브의 이동제어는 제어밸브(3)에서 유로변경의 제어로 나타나며, 유로의 변경은 라인압의 작용변경으로 나타나게 되어 상기 조합된 각 멤버의 작동변경으로 나타나게 되는 것이다.

라인압은 상기 압력조절밸브 등으로 부터 주행상황에 따라 적합한 유압으로 변경되어 작용되도록 되어 있다.

즉, 차량의 엔진회전수는 그 사용조건에 따라 계속 변화되고 있으므로, 이와 연동되는 오일펌프(1)의 회전수 역시 끊임없이 변화되고 있으며, 그 결과로써 오일펌프가 발생시키는 라인압은 불안정하게 변화되어 자동변속기에 그대로 적용시키기 적합치 않게 되기 때문에 차량의 주행상황에 맞게 라인압이 변경될 필요가 있다.

예를들어, 차량이 발진할 때나 속도가 낮은 상태의 주행시에는 커다란 전달토크가 필요하기 때문에 클러치나 브레이크를 강하게 밀어붙이기 위하여 라인압을 높게할 필요가 있다.

반면, 어느정도 차속이 상승한 상태에서 가속시에는 저속시와 같은 라인압이 작용되면 변속시 충격이 크게되고, 오일펌프에 의한 에너지 손실도 크게되므로 라인압을 낮출 필요가 있게 되는데, 이러한 라인압을 조종하는 것이 압력조절밸브인 것이다.

전자식에서 이러한 압력조절밸브는 도 2 에서와 같이 솔레노이드(4)로 구동되며, 이러한 압력조절밸브(5)는 스로틀밸브의 개도량을 그 요소로 입력된 값에 따라 TCU(6)의 온-오프신호로 제어된다.

상기 압력조절밸브(5)는 다른 밸브와 마찬가지로 스플밸브(7)로 구성되며, 이러한 스플밸브(7)의 일측에 오일펌프로부터 발생되는 라인압(a)이 작용되고, 타측에 시프트밸브측으로 라인압(b)가 작용되던지, 아니면 이와 더불어 압력이 너무 상승되면 일부가 드레인(c)되도록 되어 있다.

이러한 압력조절밸브는 미도시되었지만 리듀싱밸브, 모디파이어밸브등(이하 압력조절밸브등이라 한다.)과 연동되어 어큐뮬레이터를 통해 최종적으로 각멤버에 라인압을 제공하며, 최적의 시프트 타이밍내에서 라인압이 변경되도록 TCU(6)에 프로그램화 되어 있다.

그러나, 이러한 TCU(6)의 압력조절밸브등(5)의 제어가 변속구간내에서 토크컨버터(2)의 터빈회전수(8)의 변경을 고려하고 있지 않아 최적의 변속종료시점에서 변속종료가 수행되지 못한다는 문제가 있었다.

즉, 상술된 바와 같이 TCU(6)는 여러가지 주행 상황에 따른 데이타가 입력되어 있고, 이에 따라 솔레노이드(4)로 통전하여 제어밸브(3)를 구성하는 각 밸브를 제어하도록 되어 있다.

따라서, TCU(6)는 각종센서로 부터의 감지신호가 입력되어 변속조건이 만족되면 시프트밸브를 이동시키고, 또한 그 조건에 마추어 라인압을 조정하게 된다.

이때, 각 주행상황에 맞는 시간인 변속구간인 시프트 타이밍이 필요하고 이 역시 TCU(6)에 프로그램화 되어 있다.

즉, 중저속구간과 고속구간등 여러가지 구간에 따른 시프트타이밍이 있으며, 이러한 시프트타이밍에 따라 변속이 수행되어야 변속쇼크등이 없게 되는 것이다.

그러나. 특히 가속시에 도 3 에서 처럼 변속조건이 만족된후인 변속시작점(d)부터 변속구간(e)내에서 변속종료시점(f) 즉, 시프트타이밍의 종료시점과 변속완료후 터어빈 회전수의 감소완료시점(g)이 일치되지 않는다.

이를 좀더 상세히 설명하면, 가속시에는 엑셀페달을 계속 밟게 되는데, 변속조건이 만족되어 업시프트되어 가는 도중인 구간(e)에서는 관성에 의해 터어빈의 회전수가 어느정도 증가되다가 변속으로 인해 다시 감소되기 시작하며, 여기서 터어빈의 회전수는 자동변속기의 입력축 회전수를 의미하게 되고, 기어비에 따른 출력축 회전수가 차속이 된다.

한편, TCU는 라인압조정을 위한 명령을 압력조절밸브등에 전달하는데, 시프트 업을 위한 필링압을 프로그램화된 최적시간인 상기 (e)구간동안 부여하게 된다.

이때, 상기 필링압이 제공되면 시프트밸브에 의한 각 멤버의 작동변경등으로 인해 터어빈의 회전수 변경을 일으키므로, TCU에 프로그램화된 변속종료시점(f)과 실제 변속종료시점인 터어빈 회전수의 감소완료시점(g)이 일치되지 않는 것이다.

그 결과로써 최적의 변속구간과 실제변속구간이 일치되지 않으며, 이로인해 0b쿵0c하는 소리와 함께 진동등이 발생되는 변속쇼크가 일어나 차량의 상품성 및 성능이 하락되는 것이다.

따라서, 본 발명은 이러한 문제점을 해소하기 위한 차량 자동변속기의 시프트 타이밍 제어방법을 제공함에 그 목적이 있는 것이다.

이를 위한 본 발명은 차량 가속시 TCU가 터어빈의 회전수를 감지하고, 변속완료 후의 터어빈 회전수를 예측하여 터어빈의 최대회전수와의 감소율을 연산하고, 이로부터 실질적인 변속완료시점인 터어빈 회전수의 감소완료시점과 TCU에 설정된 변속종료시점을 비교판단하여 이것이 일치되지 않으면 라인압을 변경시켜 감소율을 조절하므로써, 상기 시점이 일치되고 그 결과로써 변속쇼크등이 방지되어 차량의 상품성 및 성능이 향상되는 것이다.

도 1 은 일반적인 자동변속기를 나타낸 예시도,

도 2 는 자동변속기의 압력조절밸브를 나타낸 예시도,

도 3 은 종래 제어방법에 의한 터어빈의 회전수와 라인압 변경을 나타낸 예시도,

도 4 는 본 발명에 따른 시프트 타이밍 제어방법을 나타낸 흐름도,

도 5 는 본 발명에 따른 시프트 타이밍 제어방법의 실시예이다.

이하 첨부된 예시도면과 함께 본 발명을 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 차량 자동변속기의 가속시 TCU가 변속구간내에서 터어빈의 최대회전수(A)를 감지하고 기어비로 부터 변속종료 후의 터어빈 회전수(B)를 예측하는 1 단계; 상기 터어빈의 최대회전수(A)부터 터어빈 회전수를 계속 감지하면서 변속종료 후의 터어빈 회전수(B)까지 감소율을 연산하여 터어빈 회전수의 감소완료시점(g)을 예측하는 2 단계; 상기 예측된 감속완료시점(g)과 TCU에 설정된 변속종료시점(f)이 일치되지 않는 경우 TCU가 압력제어밸브등을 통해 라인압을 변경시켜 터어빈에 작용되는 외력을 변경시키고, 이러한 외력이 터어빈의 회전수와 더불어 상기 감소율을 변경시켜 감소완료시점(g)과 상기 변속종료시점(f)을 일치시키는 3 단계로 이루어진 차량 자동변속기의 시프트 타이밍 제어방법이다.

예시도면 도 4 은 본 발명에 따른 시프트타이밍 제어방법을 나타낸 흐름도이고, 예시도면 도 5 는 본 발명에 따른 시프트타이밍 제어방법의 실시예를 나타낸 개요도이다.

본 발명은 가속시 라인압을 조정하여 변속구간(e) 즉, 시프트타이밍 내에서 터어빈의 회전수를 제어하고, 그 결과로써 터어빈 회전수 감소율을 조정하여 실제 변속종료시점인 터어빈 회전수의 감소완료시점(g)과 TCU에 최적의 조건으로 설정된 변속종료시점(f)이 일치되도록 하였다.

이를 위해 본 발명에는 TCU 가 터어빈 회전수를 계속 모니터링하고, 이로부터 최대회전수(A) 및 변속완료후의 회전수(B), 그리고 감소율등을 연산하고, 이를 근거로 라인압을 조정해야 할것이 필요하며 이러한 것들이 본 발명의 각 단계를 이루게 된다.

먼저 1 단계에서, 가속시 변속조건이 만족되면, TCU는 터어빈의 최대회전수(A)를 감지한다.

여기서, TCU는 변속조건을 감지하고 있는 상태이고, 터어빈의 회전수는 상술된 바와같이 자동변속기의 입력축 회전수로서 미설명되었지만 별도의 센서로서 감지하게 되어 있다.

또한, 전술된 바와같이 가속시 변속조건이 만족된 후라도 어느정도 터어빈의 회전수가 증가되는 상태이므로 최대회전수(A)는 변속시작점(d)에서 약간 뒤에 위치해있다.

이와 더불어 TCU는 자동변속기의 출력축 회전수와 기어비로 부터 변속종료후 자동변속기의 입력축인 터어빈의 회전수를 연산한다.

즉, 시프트 타이밍인 변속구간(e)은 상당히 미세한 시간이다.

따라서, 차량 가속시 변속구간(e)에서 변속전과 변속후의 차속은 동일하다고 가정해도 무방할 것이며, 또한 보다 정밀한 제어를 위해서 상기 변속구간을 고려해 연속적으로 변하는 차속을 TCU가 예측할 수 있다.

여기서, 상기 차속은 자동변속기의 출력축 회전수를 의미하고, 따라서 변속후의 차속이 예측되었다면, 자동변속기의 기어비를 통해 입력축 회전수인 터어빈의 회전수(B)가 예측가능하다.

다음 2 단계에서는 상기 터어빈의 최대회전수(A)와 변속종료후의 터어빈 회전수(B)가 예측된 상태로 부터 실질적인 시프트 타이밍을 계산하게 된다.

즉, TCU 는 터어빈의 회전수를 계속 모니터링하고 있는 상태이고, 상기 최대회전수(A)와 변속완료후의 회전수(B)가 입력된 상태이면, 시간에 대한 감소율로 부터 터어빈 회전수의 감소완료시점(g)인 실질적인 변속종료시점을 연산할 수 있는 것이다.

따라서, 이로부터 TCU는 설정된 변속종료시점(f)과 상기 감소완료시점(g)을 비교할 수 있게되며, 이러한 비교와 이에따른 제어가 본 발명의 3 단계를 이루는 것이다.

3 단계에서는 상기 시점(f)(g) 비교후 이것이 일치되지 않으면 라인압을 변경시켜 상기 시점(f)(g)이 일치되도록 학습제어가 수행되며, 예시도면 도 5 에서와 같이 변속조건이 만족되어 필링압이 제공된 이후부터 터어빈 회전수의 감소율에 따라 라인압이 변경되는 것이다.

즉, 감소율이 너무 크면 라인압을 하락시키고, 감소율이 너무 작으면 증가시키는데, 라인압의 변경은 압력제어밸브등을 통한 각 멤버의 작동변경으로서 이것이 역으로 터어빈에 외력을 작용시켜 터어빈의 회전수를 변경시키게 되는 것이다.

다시 말하면 라인압을 감소시키면 터어빈의 회전수가 증가되고, 라인압을 증가시키면 터어빈의 회전수가 감소된다.

따라서,이러한 터어빈의 회전수 변경은 상기 감소율의 변경으로 나타나게 되고, 이러한 감소율과 학습제어가 점선으로 도시된 바와 같이 실제 변속완료시점인 터어빈의 감소완료시점(g)과 TCU에 설정된 변속완료시점(f)을 일치시키게 되는 것이다.

상술된 바와같이 본 발명에 따르면, 가속시 TCU가 터어빈의 회전수를 감지하고, 변속완료 후의 터어빈 회전수를 예측하여 터어빈의 최대회전수와의 감소율을 연산하고, 이로부터 실질적인 변속완료시점인 터어빈 회전수의 감소완료시점과 TCU에 설정된 변속종료시점을 비교판단하여 이것이 일치되지 않으면 라인압을 변경시켜 감소율을 조절하므로써, 상기 시점이 일치되고 그 결과로써 변속쇼크등이 방지되어 차량의 상품성 및 성능이 향상되는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 차량 자동변속기의 가속시 TCU가 변속구간내에서 터어빈의 최대회전수(A)를 감지하고 기어비로 부터 변속종료 후의 터어빈 회전수(B)를 예측하는 1 단계; 상기 터어빈의 최대회전수(A)부터 터어빈 회전수를 계속 감지하면서 변속종료 후의 터어빈 회전수(B)까지 감소율을 연산하여 터어빈 회전수의 감소완료시점(g)을 예측하는 2 단계; 상기 예측된 감속완료시점(g)과 TCU에 설정된 변속종료시점(f)이 일치되지 않는 경우 TCU가 압력제어밸브등을 통해 라인압을 변경시켜 터어빈에 작용되는 외력을 변경시키고, 이러한 외력이 터어빈의 회전수와 더불어 상기 감소율을 변경시켜 감소완료시점(g)과 상기 변속종료시점(f)을 일치시키는 3 단계로 이루어진 차량 자동변속기의 시프트 타이밍 제어방법.