KR20020051036A - 차량용 자동 변속기의 저속단 변속 제어 방법 - Google Patents

Abstract

저속단 주행중인 차량에서 급 가속의지에 따른 가속페달 조작 후, 순간적 스로틀 개도 오프 요구가 발생하면, 스로틀 개도를 순차적 3단계로 0%까지 저감하여 엔진 출력 토오크를 제어함으로서, 갑작스런 엔진 브레이크 발생을 방지할 목적으로;

저속단 주행 중 파워 오프 업 시프트요구 신호가 입력되었는가를 비교 판단하는 단계와; 상기 단계에서 저속단 주행중 업 시프트 요구신호가 입력됨이 판단되면, 파워 오프 업 시프트 제어조건을 만족하는가를 비교 판단하는 단계와; 상기 단계에서 파워 오프 업 시프트 제어 조건을 만족하면, 스로틀 개도 3단계 제어 요구신호 및 파워 오프 업 시프트 제어 듀티 신호를 출력하는 단계로 이루어져 있어서, 갑작스런 엔진 브레이크 쇼크를 방지하고, 가속 복귀 법규도 만족시키면서, 변속감이 향상되고 안정된 변속 제어를 수행할 수 있는 효과가 있다.

Description

차량용 자동 변속기의 저속단 변속 제어 방법{THE METHOD FOR SHIFT CONTROLLING OF AUTO TRANSMISSION IN VEHICLE}

본 발명은 차량용 자동 변속기의 저속단 변속 제어 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 원웨이 클러치(OWN WAY CLUTCH : O.W.C)가 작동하지 않는 2속 주행 차량에서 운전자 감속의지에 따른 스로틀 개도 오프시 엔진 브레이크 작동으로 발생되는 변속쇼크를 저감하기 위한 차량용 자동 변속기의 저속단 변속 제어 방법에 관한 것이다.

일반적으로 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.

상기와 같이 자동으로 변속이 이루어지는 자동 변속기를 장착한 차량에서, 운전자의 급가속 주행의지에 따른 변속단 1,2,3속으로 주행하던 중 운전자 감속의지에 따른 순간적 가속페달 조작으로 스로틀 개도 오프 발생되면, 큰 토오크의 엔진 브레이크 쇼크가 발생되는데, 이는 높은 엔진 토오크로 주행하다가 갑자기 낮은 엔진 토오크로 전환됨에 따라 발생하는 현상이다.

이 때, 원웨이 클러치가 작동하는 변속단 1속에서는 상기와 같은 순간적인 스르틀 개도 오프시 큰 토오크의 엔진 브레이크가 발생되어도 파워의 방향이 전환되어 원웨이 클러치가 슬립 하게됨에 따라 갑작스런 엔진 브레이크 쇼크는 발생하지 않는다.

하지만, 원웨이 클러치가 작동하지 않는 2속 주행상태에서 순간적인 스로틀 개도 오프 상태가 발생되면, 도 5에 도시되어 있는 바와 같이 엔진 출력 토오크가 급격히 저하된 후, 상승하는 언더슈팅(Undershooting) 현상이 발생되어 큰 엔진 브레이크 쇼크가 발생하게 된다.

이 때, 도 1에 도시되어 있는 변속 제어 장치(200)는 즉시 파워 오프 업 시프트 제어를 수행하지만, 상기 제어에 따라 실제 변속을 수행하는 자동 변속기의 유압회로에서는 유압 응답성이 느려 해당 마찰요소들의 해방 및 결합상태가 빠르게 이루어지지 못하여 엔진 브레이크 쇼크가 발생하게 된다.

따라서, 상기한 문제점을 해결하기 위해 종래에는 변속 제어 장치(200)에서 주행중인 차량의 스로틀 조건과 변속단을 판단한 후, 전자 스로틀 제어 장치(ELECTRONIC THROTTLE CONTROL SYSTEM : ETS)가 구비된 엔진 제어 장치(300)에 소정의 스로틀 개도 제어신호를 출력하여 스로틀 개도를 제어하고, 변속단을 목표 변속단으로 변속 수행하기 위한 변속 듀티 신호를 출력하였다.

이 때, 스로틀 개도는 상기에서 출력된 스로틀 개도 제어 신호 따라 기 설정된 프로그램에 의해 제어되어 엔진 출력 토오크에 언더슈팅 현상이 발생되지 않도록 제어 됨과 동시에 변속단은 출력되는 변속 제어 듀티 신호에 따라 제어되어 변속단을 목표 변속단으로 변속 수행하였다.

상기한 변속 제어 방법이 "대한민국 특허 출원번호 제2000-48286호( 명칭: 차량용 자동 변속기의 저속단 변속 제어 방법)"에 상세히 기재되어 있다.

그러나, 상기한 방법은 도 5에 도시되어 있는 바와 같이 엔진 제어 장치에 의해 스로틀 개도가 2단계로 제어되어 초기 1단계에서 스로틀 상승 제어되고 토오크차를 완화 시켜 스로틀 오프 쇼크를 없애고, 2단계 제어로 목표 스로틀(실제 악셀 페달 위치 : 아이들 상태)를 추종하도록 했으나, 가속 복귀 제어 법규(1초이내 아이들 상태로 복귀)에 만족 하기 위하여 스로틀 복귀를 빠르게 함으로써, 제어 말기에 엔진 토오크의 급격한 저하로, 엔진 회전수가 빨리 하강함으로써, 변속쇼크가 발생하는 문제점을 내포하고 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 저속단 주행중인 차량에서 운전자의 급 가속의지에 따른 가속페달 조작 이후, 순간적 스로틀 개도 오프 요구가 이루어지면, 엔진 회전수, 유온, 스로틀 개도 및 아이들 상태에 따라 스로틀 개도를 3단계로 나누어 제어하고, 변속단을 파워 오프 업 시프트 제어하기 위한 차량용 자동 변속기의 저속단 변속 제어 방법을 제공하기 위한 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은,

저속단 주행 중 파워 오프 업 시프트요구 신호가 입력되었는가를 비교 판단하는 단계와;

상기 단계에서 저속단 주행중 업 시프트 요구신호가 입력됨이 판단되면, 파워 오프 업 시프트 제어조건을 만족하는가를 비교 판단하는 단계와;

상기 단계에서 파워 오프 업 시프트 제어 조건을 만족하면, 스로틀 개도 3단계 제어 요구신호 및 파워 오프 업 시프트 제어 듀티 신호를 출력하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 차량용 자동 변속기의 저속단 변속 제어 장치 구성 블록도.

도2는 본 발명에 적용되는 차량용 자동 변속기의 저속단 변속 제어 방법 동작 순서도.

도 3은 본 발명에 적용되는 차량용 자동 변속기의 저속단 변속 제어 방법 동작 순서도.

도 4는 본 발명에 적용되는 차량용 자동 변속기의 저속단 스로틀 개도 제어 패턴도.

도 5는 종래 차량용 자동 변속기의 저속단 스로틀 개도 제어 패턴도 이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

100 : 차량 주행상태 검출수단 110 : 스로틀 밸브 개도 검출부

120 : 출력축 회전수 검출부 130 : 엔진 회전수 검출부

140 : 변속레버 위치 검출부 150 : 유온 검출부

160 : 아이들 스위치 검출부 200 : 변속 제어 수단

300 : 엔진 제어 수단 400 : 구동수단

410 : 제1 구동부 420 : 제2 구동부

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 차량용 자동 변속기의 저속단 변속 제어 장치 구성 블록도로서, 차량 주행상태 감지장치(100)는 차량의 주행 상태에 따라 가변 출력되는 차량 주행 상태를 검출하고, 변속 제어 장치(200)는 상기 차량 주행 상태 검출 장치(100)에서 검출된 신호를 입력받고자 소정의 제어신호를 상기 차량 주행 상태 검출 장치(100)에 출력하고, 상기 제어신호에 따라 동기 되어 출력되는 차량의 변속 모드 상태, 스로틀 밸브 개도, 출력축 회전수, 엔진 회전수, 변속레버 위치, 유온 및 아이들 스위치 상태 등을 입력받아, 저속단 주행 중 업 시프트요구 신호가 입력되면, 파워 오프 업 시프트 제어 조건 만족상태에 따라 스로틀 개도를 3단계로 제어하고, 변속단을 파워 오프 업 시프트 제어하기 위한 소정의 스로틀 개도 제어 요구 신호와 변속 제어 듀티 신호를 출력하고 메인 루틴으로 리턴하며, 스로틀 밸브 개도 제어를 전자 스로틀 제어 장치(ETS)로 수행하는 것을 포함한 엔진 제어 장치(300)는 상기 변속 제어 장치(200)에서 출력되는 소정의 스로틀 개도 제어 요구신호에 따라 제어되어 기 설정된 프로그램에 의해 스로틀 개도를 3단계로 제어하기 위한 제어 신호를 출력하며, 구동장치(400)는 상기 변속 제어 장치(200)에서 출력되는 소정의 변속 제어 듀티 제어신호에 따라 변속단을 목표 변속단으로 변속 수행하고, 엔진 제어 장치(300)에서 출력되는 소정의 스로틀 개도 제어신호에 따라 스로틀 개도를 3단계로 제어한다.

상기에서 차량 주행상태 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 검출하는 엔진 회전수 검출부(130)와; 운전자의 변속레버 조작상태에 따라 가변 된 위치를 검출하는 변속레버 위치 검출부(140)와; 주행중인 차량의 유온을 검출하는 유온 검출부(150)와; 엔진의 아이들 상태에 따라 아이들 스위치가 온/오프 됨을 검출하는 아이들 스위치 상태 검출부(160)로 구비되어 이루어져 있다.

상기에서 구동수단(400)는 변속 제어 장치(200)에서 출력되는 듀티 제어신호에 의해 듀티 제어되어 오일 펌프로부터 토출되어 공급되는 유압을 해당 마찰요소로 공급 및 해제시키며, 파워 오프 업 시프트를 수행하는 제1 구동부(410)와; 엔진 제어 장치(300)에서 출력되는 스로틀 개도 제어 신호에 따라 스로틀 개도를 순차적으로 저감시켜 스로틀 개도를 오프 시키는 제2 구동부(420)로 구비되어 있다.

상기한 구성으로 이루어진 차량용 자동 변속기의 저속단 변속 제어 방법의 실시 예를 첨부한 도 2, 도 3 및 도4를 참조하여 파워 오프 2 →3 업 시프트 제어를 제어하는 것을 예를 들어 상세히 설명한다.

차량이 주행을 시작하면, 차량 주행 상태 검출 장치(100)는 차량 주행 상태에 따라 가변되는 스로틀 밸브 개도, 출력축 회전수, 엔진 회전수, 변속레버 위치, 유온 및 아이들 스위치 상태 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 제어 장치(200)에서 출력된 소정의 제어신호에 의해 동기 되어 검출된 스로틀 밸브 개도, 출력축 회전수, 엔진 회전수, 변속레버 위치, 유온 및 아이들 스위치 상태 등을 출력한다.

2속의 저속단으로 주행하고 있는 차량에서 운전자의 급가속의지에 따른 가속페달 조작에 따른 스로틀 밸브 개도와 차속에 변화가 이루어지면, 변속 제어 장치(200)는 도 2에 도시되어 있는 바와 같이 스로틀 개도를 3단계로 제어하고, 변속단을 파워 오프 업 시프트 제어하기 위한 조건을 만족하는 가를 비교 판단한다.

상기에서 스로틀 개도를 3단계로 제어하고, 변속단을 파워 오프 업 시프트 제어하기 위한 조건은 2속 주행중인 차량에서 전진 'D'레인지 2 →3 업 시프트가 발생되었는가를 비교 판단한다(S100,S110).

상기에서 2속의 저속단 주행 중 전진 'D'레인지 2 →3 업 시프트가 발생됨이 판단되면, 변속 제어 장치(200)는 검출되어 입력된 엔진 회전수(Ne)가 소정의 제1 기준 값(4200rpm)이상인가를 비교 판단한다(S120).

상기에서 검출되어 입력된 엔진 회전수(Ne)가 소정의 제1 기준 값(4200rpm)이상이라고 판단되면, 변속 제어 장치(200)는 검출되어 입력된 유온 값이 소정의 제2 기준 값(25℃)이상인 가를 비교 판단한다(S130).

상기에서 검출되어 입력된 유온 값이 소정의 제2 기준 값(25℃)이상임이 판단되면, 변속 제어 장치(200)는 검출되는 스로틀 변화율이 소정의 제3 기준 값(-300%/sec)이상인 가를 비교 판단한다(S140).

상기에서 검출되는 스로틀 변화율이 소정의 제3 기준 값(-300%/sec)이상임이 판단되면, 변속 제어 장치(200)는 파워의 상태가 오프 상태인 엔진 아이들 스위치의 상태가 온 상태인 가를 비교 판단한다(S150).

상기에서 엔진 아이들 스위치의 상태가 오프 상태임이 판단되면, 변속 제어 장치(200)는 도 4에 도시되어 있는 바와 같이, 차량의 스로틀 밸브 개도를 3단계로 제어하여 엔진 브레이크 쇼크 없이 스로틀 개도를 순차적으로 저감하기 위한 소정의 스로틀 개도 제어 요구 신호를 전자 스로틀 제어 장치를 구비한 엔진 제어 장치(300)에 출력한다.

동시에 변속 제어 장치(200)는 2속 주행중인 차량의 변속단을 3속으로 파워 오프 업 시프트 제어하기 위해 메모리에 기 설정된 소정의 변속 제어 듀티 신호를 출력하고, 메인 루틴으로 리턴한다(S160).

상기 변속 제어 장치(200)에서 출력된 소정의 스로틀 개도 제어 요구 신호가 입력됨에 따라, 스로틀 개도 제어를 엔진 제어 장치(300)에 구비된 전자 스로틀 제어 장치(도면에 도시되어 있지 않음)가 수행한다.

따라서, 엔진 제어 장치(300)는 도 3에 도시되어 있는 바와 같이 스로틀 개도 제어가 시작되면, 변속 제어 장치(200)에서 스로틀 개도 제어 요구 신호가 입력되었는가를 비교 판단한다(S200,S210).

상기에서 스로틀 개도 제어 요구 신호가 입력됨이 판단되면, 엔진 제어 장치(200)는 도 4에 도시되어 있듯이, 변속단이 목표 변속단으로 변속되기 위한 변속 제어신호가 출력됨과 동시에 100%의 스로틀 개도를 메모리에 기 설정된 프로그램에 의해 제1 설정 듀티(dets1)(50%)로 1차 저감하여 출력하고, 소정의 제1 시간(T1:100ms)동안 소정의 제1 기울기(S1:30%/sec)로 저감하여 출력한다(S220).

상기에서 스로틀 개도가 저감되어 출력됨에 따라 엔진 제어 장치(300)는 상기 소정의 제1 시간(T1:100ms)이 경과되었는가를 비교 판단한다(S230).

상기에서 소정의 제1 시간(T1:100ms)이 경과됨이 판단되면, 엔진 제어 장치(300)는 도 4에 도시되어 있듯이, 소정의 제1 시간(T1:100ms)로 저감된 스로틀 개도를 기 설정된 프로그램에 의해 제2 설정 듀티(dets2)(25%)로 2차 저감시킨 후, 소정의 제2 시간(T2:100ms)동안 소정의 제2 기울기(S2:50%/sec)로 저감시키기 위한 소정의 스로틀 개도 제어신호를 출력한다(S240).

이어서, 엔진 제어 장치(300)는 상기 소정의 제2 시간(T2:100ms)이 경과하였는가를 비교 판단하고, 상기 소정의 제2 시간(T2:100ms)이 경과됨이 판단되면, 스로틀 개도를 소정의 제3 기울기(S3:10%/sec)로 0%까지 저감하기 위한 3차 스로틀 개도 저감 제어 신호를 출력한다(S250,S260).

이 후, 엔진 제어 장치(300)는 스로틀 개도가 0%가 되면, 모든 제어를 종료하고 메인 루틴으로 리턴한다.

구동수단(400)의 제1 구동부(410)는 상기 변속 제어 장치(200)에서 출력되는 제어 신호에 의해 제어되어 변속단을 파워 오프 2 →3 업 시프트 하기 위해 오일 펌프로부터 토출되어 공급되는 유압을 해당 마찰요소로 공급 및 해제시킨다.

제2 구동부(420)는 상기 엔진 제어 장치(300)에서 출력되는 스로틀 개도 제어신호에 의해 제어되어 100%의 스로틀 개도를 3단계에 걸쳐 0%까지 제어시킴으로서, 가속 복귀 법규(1초이내 복귀 되어야 한다.)를 만족하면서 제어 말기의 변속쇼크도 없이 엔진 출력 토오크가 도 4에 도시되어 있는 바와 같이 제어 말기에 저하됨이 없이 일정하게 저감시킨다.

이로서, 저속단 주행 중 운전자의 급가속의지에 따른 가속페달 조작이 후, 순간적인 감속의지에 따른 스로틀 개도 오프가 이루어지면, 스로틀 개도를 순차적으로 저감시키며, 변속단을 파워 오프 업 시프트 함으로서, 갑작스런 엔진 브레이크 발생을 방지할 수 있고, 안정된 변속제어를 수행할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 차량용 자동 변속기의 저속단 변속 제어 방법은, 저속단 주행중인 차량에서 급 가속의지에 따른 가속페달 조작 후, 순간적 스로틀 개도 오프 요구가 발생하면, 스로틀 개도를 순차적 3단계로 0%까지 저감하여 엔진 출력 토오크를 제어함으로서, 갑작스런 엔진 브레이크 쇼크를 방지하고, 가속 복귀 법규도 만족시키면서, 변속감이 향상되고 안정된 변속 제어를 수행할 수 있는 효과가 있다.

Claims (7)

1. 저속단 주행 중 파워 오프 업 시프트요구 신호가 입력되었는가를 비교 판단하는 단계와;

   상기 단계에서 저속단 주행중 업 시프트 요구신호가 입력됨이 판단되면, 파워 오프 업 시프트 제어조건을 만족하는가를 비교 판단하는 단계와;

   상기 단계에서 파워 오프 업 시프트 제어 조건을 만족하면, 스로틀 개도를 소정의 단계로 제어하기 위한 요구신호 및 파워 오프 업 시프트 제어 듀티 신호를 출력하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기의 저속단 변속 제어 방법.
2. 제 1항에 있어서, 파워 오프 업 시프트 제어 조건은, 변속단이 전진 'D' 레인지 저속단인가를 비교 판단하는 단계와;

   상기 단계에서 변속단이 전진 'D'레인지 저속단임이 판단되면, 엔진 회전수가 소정의 제1 기준 값 이상인가를 비교 판단하는 단계와;

   상기 단계에서 엔진 회전수가 소정의 제1 기준 값 이상임이 판단되면, 유온이 소정의 제2 기준 값 이상인가를 비교 판단하는 단계와;

   상기 단계에서 유온이 소정의 제2 기준 값 이상임이 판단되면, 스로틀 개도 변화율이 소정의 제3 기준 값 이상인가를 비교 판단하는 단계와;

   상기 단계에서 스로틀 개도 변화율이 소정의 제3 기준 값 이상임이 판단되면, 엔진 아이들 스위치 상태를 비교 판단하는 단계와;

   상기 단계에서 엔진 아이들 스위치 상태가 온 상태임이 판단되면, 스로틀 개도를 소정의 단계로 제어하기 위한 소정의 스로틀 개도 제어 요구신호를 출력함과 동시에 변속단을 해당 변속단으로 파워 오프 업 시프트 제어하기 위한 메모리에 기 설정된 파워 오프 업 시프트 제어 듀티 신호를 출력하고 메인 루틴으로 리턴하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기의 변속 제어 방법.
3. 제 2항에 있어서, 저속단은 2속 또는 3속 변속단인 것을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기의 저속단 변속 제어 방법.
4. 제 2항에 있어서, 엔진 회전수의 제1 기준 값은 4200rpm 이상일 것, 유온의 소정의 제2 기준 값은 25℃, 스로틀 변화율의 제3 기준 값은 -300%/sec이고, 엔진 아이들 스위치 상태가 온 상태로 파워 상태는 파워 오프 상태인 것을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기의 저속단 변속 제어 방법.
5. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 소정의 단계는 3단계인 것을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기의 저속단 변속 제어 방법.
6. 제 1항에 있어서, 스로틀 개도 제어 방법은, 스로틀 개도 제어가 시작되면, 변속 제어 수단으로부터 스로틀 개도 제어 요구 신호가 입력되었는가를 비교 판단하는 단계와;

   상기 단계에서 스로틀 개도 제어 요구 신호가 입력됨이 판단되면, 100%의 스로틀 개도를 기 설정된 제1 설정 듀티로 저감 제어하고, 소정의 제1 시간동안 소정의 제1 기울기로 저감 제어하기 위한 스로틀 개도 제어 신호를 출력하는 단계와;

   상기 단계에서 소정의 제1 시간이 경과되면 스로틀 개도를 기 설정된 제2 설정 듀티로 저감 제어한 후, 소정의 제2 시간 동안 소정의 제2 기울기로 저감 제어하기 위한 스로틀 개도 제어 신호를 출력하는 단계와;

   상기 단계에서 소정의 제2 시간이 경과되면, 스로틀 개도를 소정의 제3 기울기로 0%까지 제어하기 위한 스로틀 개도 제어신호를 출력하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기의 저속단 변속 제어 방법.
7. 제 6항에 있어서, 제1 설정 듀티는 50%, 제1 시간은 100ms, 제1 기울기는 30%/sec, 제2 설정 듀티는 25%, 제2 시간은 100ms, 제2 기울기는 50%?sec 이고, 제3 기울기는 10%/sec 인 것을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기의 변속 제어 방법.