KR20020049884A - 차량용 자동 변속기의 변속 제어 장치 및 방법 - Google Patents

차량용 자동 변속기의 변속 제어 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 주행중인 자동 변속기를 장착한 차량에서 주행도로 상태를 판단하여 차량이 언덕길에서 변속레버 중립'N' 레인지 정차시 2속 브레이크를 적용하여 차량 언덕길 출발시 뒤로 밀리는 현상을 방지할 목적으로;
차량의 주행 상태에 따라 가변 출력되는 차량 주행 상태를 검출하는 차량 동작 주행 검출 수단과; 상기 차량 주행 상태 검출 수단에서 검출된 신호를 입력받고자 소정의 제어신호를 상기 차량 주행 상태 검출 수단에 출력하고, 상기 제어신호에 따라 동기 되어 출력되는 차량의 변속 모드 상태, 스로틀 밸브 개도, 출력축 회전수, 엔진 회전수, 유온 및 변속레버 위치를 입력받아 주행 중 차량의 주행도로 상태를 판단하여 변속레버'N'레인지 언덕길 차량 정차가 판단되면, 2속 브레이크 제어신호를 출력하고, 언덕길 차량 출발이 판단되면, 즉시, 2속 브레이크를 해제함과 동시에 전진 1속 제어신호를 출력하는 변속 제어 수단과; 상기 변속 제어 수단에서 출력되는 소정의 변속 제어 듀티 제어신호에 의해 듀티 제어되어 오일 펌프로부터 토출되어 공급되는 유압을 해당 마찰요소로 공급 및 해제시켜 변속을 수행하는 구동수단으로 구성된 차량용 자동 변속기의 변속 제어 장치 및 제어 방법을 제공한다.

Description

차량용 자동 변속기의 변속 제어 장치 및 방법{SHIFT CONTROLLING DEVICE AND METHODE FOR AUTOMATIC TRANSMISSION OF VEHICLE}
본 발명은 차량용 자동 변속기의 변속 제어 장치 및 방법에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 주행중 언덕길에서 정차 후 출발시 차량이 뒤로 밀리는 현상을 방지하기 위한 차량용 자동 변속기의 변속 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 차량용 자동 변속기는 차량의 주행속도와 부하에 따라 변속비를 자동적으로 조절하는 변속 제어 장치를 구비하고 있다.
상기한 변속 제어 장치는 기어 트레인에 설치된 다수개의 클러치 및 브레이크를 작동 또는 비작동 상태로 제어하여 유성기어장치의 출력단 회전수를 조절하게 된다.
첨부한 도1에 도시되어 있는바와 같이 C1은 2ND 브레이크(2ND Brake :이하 2ND라 칭함)이고, C2는 언더 드라이브 클러치(Under Drive Clutch :이하 U/D라 칭함)이고, C3은 오버 드라이브 클러치(Over Drive Clutch :이하 O/D라 칭함)이고, C4은 리버스 클러치(Reverse Clutch :이하 REV/C라 칭함)이고, C5은 로우리버스 브레이크(Lowreverse Brake 이하 L/R-B라 칭함)이다.
100은 매뉴얼 밸브(Manual Valve :이하 M/V라 칭함)이고, 21은 로우리버스 솔레노이드 밸브(Lowreverse Solenoid Valve: 이하 L/R-S/V라 칭함)이고, 31은 2ND 솔레노이드 밸브(2ND Solenoid Valve :이하 2ND-S/V라 칭함)이고, 41은 언더 클러치 솔레노이드 밸브(Under Drive Clutch Solenoid Valve:이하 U/D-S/V라 칭함)이고, 51은 오버 드라이브 솔레노이드 밸브(Over Drive Solenoid Valve:이하 O/D-S/V라 칭함)이고, 61은 리덕션 솔레노이드 밸브(Reduction Solenoid Valve:이하 RED-S/V라 칭함)이다.
22는 로우리버스 유압 조절 밸브(Lowreverse Pressure Control Valve:이하 L/R-PCV라 칭함)이고, 32는 2ND 유압 조절 밸브(2ND Pressure Control Valve:이하 2ND-PCV라 칭함)이고, 42는 언더 클러치 유압 조절 밸브(Under Clutch Pressure Control Valve:이하 U/D-PCV라 칭함)이고, 52는 오버 드라이브 클러치 유압 조절 밸브(Over Drive Pressure Control Valve:이하 O/D-PCV라 칭함)이고, 72는 페일 세이프 밸브-B(Fail Safe Valve-B:이하 FSV-B라 칭함)이고, 73은 페일 세이프 밸브-C(Fail Safe Valve-C:이하 FSV-C라 칭함)이고, 81은 배기 체크 밸브(Exhaust Check Valve:이하 EX-V라 칭함)이다.
상기에서 전진 1속 작동요소는 C2와 C5가 결합하여 구성되면, 전진 2속 작동요소는 C1과 C2가 결합하여 구성되며, 전진 3속 작동요소는 C2와 C3가 결합하여 구성되며, 전진 4속 작동요소는 C1과 C3가 결합하여 구성되며, 후진 작동요소는 C4와 C5가 결합하여 구성된다.
그리고, 중립 및 주차 시에는 C1이 결합요소로 구성되어 있다.
상기한 구성으로 이루어져 있는 자동 변속기는 자동차의 주행속도와 스로틀 밸브의 개도율 및 제반 검출조건에 따라 변속제어장치가 다수의 솔레노이드 밸브를 제어하여 유압을 제어함으로써, 목표 변속단의 변속기어가 동작되어 자동으로 변속이 이루어진다.
즉, 상기와 같이 변속이 자동으로 이루어지는 자동 변속기는 운전자가 셀렉트 레버를 원하는 변속단으로 레인지 변환하면, 매뉴얼 밸브의 포트 변환이 이루어지면서, 오일펌프로부터 공급되는 유압을 솔레노이드 밸브의 듀티 제어에 따라 변속기어 메카니즘의 여러 작동요소를 선택적으로 작동시켜 변속이 이루어지도록 한다. 이는 자동 변속 제어장치에서 스로틀 밸브 개도량과 차속 변화에 따라 메모리에 기 설정된 프로그램에 의해 변속단을 결정하여, 상기에서 결정된 변속에 해당하는 듀티 제어신호를 상기 솔레노이드 밸브에 출력하여 제어함으로써, 변속이 이루어진다.
이와 같이 작동원리에 따라 동작되는 자동 변속기는 각 해당 목표 변속단으로의 변속이 실해되는 경우 작동상태에서 작동 해제되는 마찰요소와 작동 해제 상태에서 작동 상태로 변환되는 마찰요소를 보유하게 되는데, 이들 마찰요소의 작동 해제 및 작동 시작 타이밍에 따라 자동 변속기의 변속성능이 결정되므로 최근에는 보다 나은 변속성능 향상을 원한 변속 제어방법의 연구가 활발하게 진행되고 있다.
이러한 점을 감안하여 본 발명의 기술적 배경을 살펴보면, 자동 변속기의 변속제어는 차량의 주행상태에 따라 전속단인 1속으로부터 순차적으로 4속까지 변속이 이루어지는 업 시프트 변속제어와, 전진 4속으로부터 1속까지 순차적으로 변속이 이루어지는 다운 시프트 변속제어와, 4속에서 2속, 3속에서 1속으로 다운 시프트가 이루어지는 다운 스킵 변속제어가 있는데, 본 발명은 주행중인 차량이 언덕길에서 정차 후 출발시 뒤로 미끄러지는 현상을 방지하는 장치 및 방법에 관계한다.
상기한 차량용 자동 변속기를 장착한 차량에서 주행중 언덕길에서 정차 후, 전진 레이지에서 출발시 차량이 뒤로 밀리는 현상이 발생하여 종래에는 언덕길에서 차량이 뒤로 밀리는 현상을 방지하기 위해 엔진 아이들 호전수를 높여 엔진 출력을강화하였다.
그러나, 상기한 종래의 방법은 주행중 언덕길에서 정차 후, 출발시 뒤로 밀리는 현상을 방지할 수는 있으나, 엔진 아이들 회전수가 높아짐에 따라 차량의 엔진 진동 및 잡음에 따른 차량 동작에 악영향을 미치는 문제점을 내포하고 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 주행중인 자동 변속기 차량에서 주행도로 상태를 판단하여 차량이 언덕길에서 변속레버 중립'N' 레인지 정차시 2속 브레이크를 적용하여 차량 언덕길 출발시 뒤로 밀리는 현상을 방지할 수 있는 차량용 자동 변속기의 변속제어 장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은,
차량의 주행 상태에 따라 가변 출력되는 차량 주행 상태를 검출하는 차량 동작 주행 검출 수단과;
상기 차량 주행 상태 검출 수단에서 검출된 신호를 입력받고자 소정의 제어신호를 상기 차량 주행 상태 검출 수단에 출력하고, 상기 제어신호에 따라 동기 되어 출력되는 차량의 변속 모드 상태, 스로틀 밸브 개도, 출력축 회전수, 엔진 회전수, 유온 및 변속레버 위치를 입력받아 주행 중 차량의 주행도로 상태를 판단하여 변속레버'N'레인지 언덕길 차량 정차가 판단되면, 2속 브레이크 제어신호를 출력하고, 언덕길 차량 출발이 판단되면, 즉시, 2속 브레이크를 해제함과 동시에 전진 1속 제어신호를 출력하는 변속 제어 수단과;
상기 변속 제어 수단에서 출력되는 소정의 변속 제어 듀티 제어신호에 의해듀티 제어되어 오일 펌프로부터 토출되어 공급되는 유압을 해당 마찰요소로 공급 및 해제시켜 변속을 수행하는 구동수단으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 또 다른 본 발명은,
주행중인 자동 변속기를 장착한 차량에서 주행도로의 상태를 판단하여 차량이 언덕길에서 정차됨이 판단되면, 변속레버가 중립'N'레인지에 위치하여 있는 가를 비교 판단하는 단계와;
상기 단계에서 변속레버가 중립'N'레인지에 위치하여 있다고 판단되면, 2속 브레이크 결합 제어신호를 출력하고, 변속레버가 전진'D' 레인지로 절환되었는가를 비교 판단하는 단계와;
상기 단계에서 변속레버가 전진'D'레인지로 절환됨이 판단되면, 2속 브레이크 해제 제어신호를 출력하고, 전진 1속 결합 제어신호를 출력하는 단계로 이루어져 있다.
도 1은 자동 변속기의 유압 회로도.
도 2는 본 발명에 따른 차량용 자동 변속기의 변속 제어 장치 구성 블록도.
도 3은 본 발명에 따른 차량용 자동 변속기의 변속 제어 방법 동작 순서도.
도 4는 본 발명에 따른 차량용 자동 변속기의 변속 제어 듀티 패턴도 이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
100 : 차량 동작 상태 검출 수단 110 : 스로틀 밸브 개도량 검출부
120 : 출력축 회전수 검출부 130 : 엔진 회전수 검출부
140 : 변속레버 위치 검출부 200 : 변속 제어 수단
300 : 구동수단
이하 본 발명의 실시 예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명에 적용되는 차량용 자동 변속기의 변속 제어 장치 구성 블록도로서, 차량 주행 상태 검출 장치(100)는 차량의 동작 상태에 따라 가변 출력되는 차량 주행 상태를 검출하고, 변속 제어 수단(200)은 상기 차량 주행 상태 검출 장치(100)에서 검출된 신호를 입력받고자 소정의 제어신호를 상기 차량 동작 상태 검출 수단에 출력하고, 상기 제어신호에 따라 동기 되어 출력되는 스로틀 밸브 개도, 출력축 회전수, 엔진 회전수, 유온 및 변속레버 위치를 입력받아 주행 중 차량의주행도로 상태를 판단하여 변속레버'N'레인지 언덕길 차량 정차가 판단되면, 2속 브레이크 제어신호를 출력하고, 언덕길 차량 출발이 판단되면, 즉시, 2속 브레이크를 해제함과 동시에 전진 1속 제어신호를 출력하고, 구동장치(300)는 상기 변속 제어 장치(200)에서 출력되는 소정의 변속제어 듀티 신호에 의해 듀티 제어되어 오일 펌프로부터 토출되어 공급 및 해제되는 유압을 해당 마찰요소로 공급 및 해제하여 변속을 수행한다.
상기에서 차량 주행 상태 검출 장치(100)는 운전자의 가속페달 조작상태에 따라 연동하는 스로틀 밸브의 개도량을 검출하여 변속단 결정시 적용되는 스로틀 밸브 개도량 검출부(110)와; 주행중인 차량의 차속에 상응하는 신호로서, 자동 변속기의 출력축의 회전수를 검출하여 변속단 결정시 적용되는 출력축 회전수 검출부(120)와; 주행중인 차량의 엔진의 회전수를 검출하여 변속단 결정시 적용되는 엔진 회전수 검출부(130)와; 운전자의 변속레버 조작상태에 따라 가변 된 위치를 검출하는 변속레버 위치 검출부(140)로 구비되어 이루어져 있다.
상기한 구성으로 이루어진 차량용 자동 변속기의 변속 제어 동작을 첨부한 도 3 및 도 4를 첨부하여 상세히 설명한다.
주행중인 차량에서 차량 주행 상태 검출 장치(100)는 차량 주행 상태에 따라 가변되는 스로틀 밸브 개도, 출력축 회전수, 엔진 회전수 및 변속레버 위치 등을 검출한다.
이에 변속 제어 장치(200)는 소정의 제어신호를 상기 차량 주행 상태 검출 장치(100)로 출력하고, 차량 주행 상태 검출 장치(100)는 상기 변속 제어장치(200)에서 출력된 소정의 제어신호에 의해 동기 되어 검출된 스로틀 밸브 개도, 출력축 회전수, 엔진 회전수 및 변속레버 위치 등을 출력한다.
변속 제어 장치(200)는 차량 시동 초기 소정의 시간동안 차량이 언덕길을 주행하는 것으로 인식하고 소정의 시간이 경과하면, 평지 주행상태로 인식하게 된다.
따라서, 차량이 주행을 시작하면 변속 제어 장치(200)는 상기 차량 주행 상태 검출 장치(100)로부터 입력되는 스로틀 밸브 개도, 출력축 회전수, 엔진 회전수 및 변속레버 위치 등을 입력받아 기 설정된 프로그램에 의해 변속제어를 수행하여 주행한다(S100).
이때, 변속 제어 장치(200)는 주행 차량이 언덕길을 주행하고 있는가를 비교 판단한다(S110).
상기에서 차량의 주행도로 상태 판단 방법은, 실제 가속도에서 변속 제어 장치(200)에서 계산된 가속도를 감산하여 주행도로 상태를 판단한다.
따라서, 주행중인 차량이 언덕길을 주행하고 있는가를 비교 판단하는 방법은 하기의 수학식 1과 같이 연산하여, 연산된 결과에 따라 언덕길 주행상태를 판단하게 된다.
상기에서 계산된 가속도(a1) = {Fe - Fr} / M
상기에서 Fe는 엔진 출력토크이고,
Fr는 주행저항이고,
M 은 질량이다.
상기에서 - Xm/s2는 언덕길 판단 기준 값이다.
상기에서 차량이 언덕길을 주행하고 있음이 판단되면, 변속 제어 장치(200)는 운전자가 차량 정지의지에 의해 차량이 정지 상태로 변속레버의 위치가 중립'N'레인지에 위치하여 있는가를 비교 판단한다(S120,S130).
상기에서 차량이 정지 상태로 변속레버가 중립'N' 레인지에 위치됨이 판단되면, 변속 제어 장치(200)는 차량이 뒤로 밀림을 방지하기 위하여 도1에 도시되어 있는 2속 작동요소인 C1을 결합시키기 위한 듀티 제어 신호를 도 4에 도시되어 있는 바와 같이 출력한다(S140).
이어서, 변속 제어 장치(200)는 운전자의 차량 출발의지에 의해 변속레버가 전진'D' 레인지로 절환 되었는가를 비교 판단한다(S150).
상기에서 운전자의 차량 출발의지에 의해 운전자가 변속레버를 전진'D'레인지로 절환됨이 판단되면, 변속 제어 장치(200)는 도 4에 도시되어 있는 바와 같이 변속레버 절환 시점에서 1속 작동요소인 C2를 결합시키기 위한 듀티 제어 신호를 출력한 후, 소정이 시간이 경과된 후, 2속 작동요소인 C1의 결합을 해제시킨 후 주행을 시작한다(S160).
그러나, 상기(S110,S120,S130)에서 주행도로가 평지이거나, 주행도로가 언덕길이라도, 차량이 주행상태이거나 또는 주행도로가 언덕길이면서, 차량이 정차 후, 변속레버의 위치가 전진'D'레인지에 상태이면, 정상적인 현재의 변속제어를 수행한다.
이로서, 주행중인 차량이 운전자의 언덕길 정차의지에 따라 차량이 정차된 후 변속레버가 중립'N'레인지에 위치된 후, 운전자의 차량 출발의지에 따라 변속레버 위치가 전진'D' 레인지로 위치된 후 차량을 출발시키면, 차량 출발시 뒤로 밀리는 현상을 방지할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 실시 예에 따른 차량용 자동 변속기의 변속 제어 장치 및 방법은 주행중인 자동 변속기 차량에서 주행도로 상태를 판단하여 차량이 언덕길에서 변속레버 중립'N' 레인지 정차시 2속 브레이크를 적용하여 차량 언덕길 출발시 뒤로 밀리는 현상을 방지할 수 있음에 따라, 언덕길 출발시 변속기의 성능 및 운전자 언덕길 출발시 편의성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (4)

  1. 차량의 주행 상태에 따라 가변 출력되는 차량 주행 상태를 검출하는 차량 동작 주행 검출 수단과;
    상기 차량 주행 상태 검출 수단에서 검출된 신호를 입력받고자 소정의 제어신호를 상기 차량 주행 상태 검출 수단에 출력하고, 상기 제어신호에 따라 동기 되어 출력되는 차량의 변속 모드 상태, 스로틀 밸브 개도, 출력축 회전수, 엔진 회전수 및 변속레버 위치를 입력받아 주행 중 차량의 주행도로 상태를 판단하여 변속레버'N'레인지 언덕길 차량 정차가 판단되면, 2속 브레이크 제어신호를 출력하고, 언덕길 차량 출발이 판단되면, 즉시, 2속 브레이크를 해제함과 동시에 전진 1속 제어신호를 출력하는 변속 제어 수단과;
    상기 변속 제어 수단에서 출력되는 소정의 변속 제어 듀티 제어신호에 의해 듀티 제어되어 오일 펌프로부터 토출되어 공급되는 유압을 해당 마찰요소로 공급 및 해제시켜 변속을 수행하는 구동수단으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기의 변속 제어 장치.
  2. 제 1항에 있어서, 차량 주행 상태 검출 수단은, 운전자의 가속페달 조작상태에 따라 연동하는 스로틀 밸브의 개도량을 검출하여 변속단 결정시 적용되는 스로틀 밸브 개도량 검출부와; 주행중인 차량의 차속에 상응하는 신호로서, 자동 변속기의 출력축의 회전수를 검출하여 변속단 결정시 적용되는 출력축 회전수 검출부와; 주행중인 차량의 엔진의 회전수를 검출하여 변속단 결정시 적용되는 엔진 회전수 검출부와; 운전자의 변속레버 조작상태에 따라 가변 된 위치를 검출하는 변속레버 위치 검출부로 구비되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기의 변속 제어 장치.
  3. 주행중인 자동 변속기를 장착한 차량에서 주행도로의 상태를 판단하여 차량이 언덕길에서 정차됨이 판단되면, 변속레버가 중립'N'레인지에 위치하여 있는 가를 비교 판단하는 단계와;
    상기 단계에서 변속레버가 중립'N'레인지에 위치하여 있다고 판단되면, 2속 브레이크 결합 제어신호를 출력하고, 변속레버가 전진'D' 레인지로 절환되었는가를 비교 판단하는 단계와;
    상기 단계에서 변속레버가 전진'D'레인지로 절환됨이 판단되면, 2속 브레이크 해제 제어신호를 출력하고, 전진 1속 결합 제어신호를 출력하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기의 변속 제어 방법.
  4. 제 3항에 있어서, 주행중인 차량이 언덕길을 주행하고 있는가를 비교 판단하는 방법은 하기의 수학식 2와 같이 연산하여, 연산된 결과에 따라 언덕길 주행상태를 판단하는 것을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기의 변속 제어 방법.
    상기에서 계산된 가속도(a1) = (Fe - Fr)/M
    상기에서 Fe는 엔진 출력 토크,
    Fr는 주행저항,
    M 은 질량이다.
    상기에서 - Xm/s2는 언덕길 판단 기준 값이다.
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