KR20030001620A - 차량용 자동 변속기의 2 →3 업 시프트시 변속 제어방법 - Google Patents

Abstract

실제 터어빈의 회전수가 꺽이지 전에 엔진의 출력을 줄여 주는 제어를 실시함으로써, 런 업의 발생을 억제하고, 기존 제어에서 사용할 수 없었던 "제어유압 상승", "듀티 출력 경사 저하", 초기 필타임 저감"등을 사용하여 변속감의 향상을 달성하고,

런 업에 대한 판정의 기준도 실제 물리적인 런 업을 TCU에서 인식하게 하고, 학습의 우선을 주어 학습의 안정성을 도모할 수 있도록 한 차량용 자동 변속기의 2 → 3 업 시프트시 변속 제어방법을 제공한다.

Description

차량용 자동 변속기의 2 →3 업 시프트시 변속 제어방법 {METHOD OF CONTROLLING 2 →3 UP SHIFT FOR AN AUTOMATIC TRANSMISSION IN VEHICLES}

본 발명은 차량용 자동변속기의 2 → 3 업 시프트시 변속 제어방법에 관한것으로서, 보다 상세하게는 엔진과의 총합 제어로 2 → 3 업시프트 변속과정에서 런-업 발생을 억제하고 학습 안정화를 도모함으로써, 변속감을 향상시킬 수 있도록 한 2 →3 업 시프트시 변속제어방법에 관한 것이다.

예컨대, 자동차에 적용되는 자동 변속기는 자동차의 주행속도와 스로틀 밸브의 개도율 및 제반 검출조건에 따라 변속제어장치가 다수의 솔레노이드 밸브를 제어하여 유압을 제어함으로써, 목표 변속단의 변속기어가 동작되어 자동으로 변속이 이루어지게 하는 것이다.

즉, 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.

이와같은 작동원리에 따라 동작되는 자동변속기는, 각 해당 목표 변속단으로의 변속이 실행되는 경우 작동상태에서 작동 해제되는 마찰요소와, 작동 해제 상태에서 작동 상태로 변환되는 마찰요소를 보유하게 되는데, 이들 마찰요소의 작동 해제 및 작동 시작 타이밍에 따라 자동변속기의 변속성능이 결정되므로 최근에는 보다 나은 변속성능 향상을 위한 변속 제어방법의 연구가 활발하게 진행되고 있다.

이러한 점을 감안하여 본 발명의 기술적 배경을 살펴보면, 자동변속기의 변속제어는 차량의 주행 상태에 따라 전진 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 이루어지게 된다.

상기와 같은 변속제어 과정에서 본 발명이 관계하는 2 →3 시프트 업 변속 제어과정에서 종래에는 런업 발생 및 변속감 향상을 위해 유압 제어 및 프리 필 (PRE-FILL) 시간의 증감으로 그 목적을 이루어왔다.

보다 구체적으로는, 변속감 향상을 위하여 초기 제어 듀티를 증감해서 실제 변속시간과 목표 변속시간기 일치되도록 조절하며, 런 업 판정기준은 실제 런 업이 발생하였는가를 판단하는 것이 아니라 실제 변속에서 피드 백 제어가 개시되기 전의 마지만 단계에서의 유지시간을 기준으로 하여 일정시간 보다 길면 런 업, 짧으면 타이 업으로 판단하도록 하고 있다.

그러나 상기와 같이 2 → 3 변속 제어과정에서는 엔진과 자동 변속기의 기구적인 조화가 이루어지지 않는 경우에 있어서는 마지막 단계의 유지시간이 목표 보다 짧으면서 실제 물리적으로는 런 업이 발생되는 경우가 생기며, 이때 측정한 실제 변속시간이 목표 변속시간보다 짧은 경우가 발생된다.

이와같이 실제는 런 업인데, 트랜스 밋션 제어유닛에서 타이 업으로 판정하므로 프리 필 시간을 감소시킴으로써, 런 업을 더욱 심화시키고, 실변속시간을 늘리기 위하여 제어유압을 높임으로써, 런 업을 더더욱 심화시켜 변속감이 개선될 수 없는 경우가 발생된다.

그리고 상기와 같은 런 업이 클러치 수명에 치명적이므로 제어 유압을 높이고 듀티출력의 경사를 크게하여 마지막 단계에서의 목표시간을 짧게하여 런 업을 억제하여야 하는데, 이와같이 제어하는 경우에는 변속감의 개발목표를 이루기가 어렵게 한다는 문제점을 내포하고 있다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명된것으로서, 본 발명의 목적은, 엔진과의 총합 제어로 2 →3 업시프트 변속과정에서 런-업 발생을 억제하고 학습 안정화를 도모함으로써, 변속감을 향상시킬 수 있도록 한 2 →3 업 시프트시 변속제어방법을 제공함에 있다.

도 1은 본 발명을 운용하기 위한 시스템의 일반적인 블록도.

도 2는 본 발명에 의한 2 → 3 변속시의 로직도.

도 3은 본 발명에 의한 작동 흐름도이다.

이를 실현하기 위하여 본 발명은, 2 → 3 업 시프트 판정이 내려지면, 스로틀 밸브의 개도량에 따른 전기적인 신호에 의하여 학습존을 판정하는 제1 단계와;

상기 제1 단계에서 학습존이 판정되면, 스로틀 개도량에 따라 학습존 판정 및 보정 제어를 수행하는 제2 단계와;

상기 제2 단계의 실시 후, 스로틀 개도량에 따라 학습 존 및 총합제어를 실시하는 제3 단계로 이루어짐을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기의 2 → 3 업 시프트시 변속 제어방법을 제공한다.

상기 제 3단계 실시 후, 실제 변속시간이 목표 변속시간 보다 큰다고 판단되면 "실제 터어빈 회전수 - 목표 터어빈 회전수의 값이 "런업 설정 회전수" 보다 큰 가를 판단하여 크면 학습 제어를 금지하는 단계를 더욱 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기의 2 → 3 업 시프트시 변속 제어방법을 제공한다.

상기 제 3단계 실시 후, 실제 변속시간이 목표 변속시간 보다 작다고 판단되면, "실제 터어빈 회전수 - 목표 터어빈 회전수의 값이 "런업 설정 회전수" 보다 큰 가를 판단하다고 판단되면, 소정의 보정시간을 다음 변속시 적용하는 단계를 더욱 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기의 2 → 3 업 시프트시 변속 제어방법을 제공한다.

상기에서 목표 터어빈의 회전수는 2속 기어비 * 출력 회전수임을 특징으로 하며, 상기 제1단계에서는 유온이 설정값 이상인가를 판단하여 조건이 만족되지 않으면, TCU에서는 필 타임을 설정값대로 제어하는 단계를 더욱 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기의 2 → 3 업 시프트시 변속 제어방법을 제공한다.

이하, 상기의 목적을 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명을 운용하기 위한 총합 제어시스템의 블록도로서, 엔진 제어감지부(10)를 형성하는 각종 센서로부터 현재 차량의 운행 상태가 ECU(20)로 입력되면, ECU(20)에서는 이들 정보를 미리 입력되어져 있던 데이터와 비교 판단하여 엔진제어 구동부(30)를 제어하여 엔진을 최적의 상태로 제어하게 된다.

이와 동시에 ECU(20)에서는 변속 제어에 필요한 정보가 있으면, 트랜스밋션 제어유닛(40, 이하 TCU로 칭함)으로 정보를 보내어 변속제어가 이루어도록 하는데, 이때 TCU에서는 상기 ECU(20)로부터 전달되는 정보와 변속제어 감지부(50)로부터 입력되는 정보를 미리 입력되어진 데이터와 비교 판단하여 변속제어 구동부(60)를 제어함으로써, 최적의 변속 제어가 이루어지게 하는 것이다.

상기에서 엔진 제어 감지부(10)라고 함은, 공지에서와 같이, 차속센서,크랭크 각 센서, 엔진 회전수 센서, 냉각수온 센서, 터빈 회전수 센서, 스로틀 포지션 센서 등등 엔진 제어에 필요한 모든 정보를 검출하는 것을 의미하며, 변속 제어감지부(50)는 입,출력측 속도 센서, 유온센서, 인히비터 스위치, 브레이크 스위치등 변속제어에 필요한 정보를 제공하는 센서들을 의미한다.

그리고 엔진 제어구동부(30)는 엔진 제어를 위한 모든 구동부를 의미하며, 변속 제어 구동부(60)는 자동 변속기의 유압 제어수단에 적용되는 모든 솔레노이드 밸브를 의미하는 것이다.

또한, 상기 ECU(20)에서 TCU(40)로 정보를 보냄에 있어서는 여러 가지가 있으나, 그 일예로서는 CAN 통신을 들 수가 있다.

상기 CAN 통신은 CAN 버스 라인을 통해 데이터를 다중 통신하는 것으로서, 각 컨트롤러에 상호 필요한 모든 정보를 주고 받을 수 있고, 어떤 컨트롤러에 추가 정보 필요시 하드 웨어 변경없이 소프트 웨어만을 변경하여 대응 가능하다.

이러한 제어계통에 있어서, 유압 제어시스템에서는 마찰요소의 체결 및 체결 해제를 제어함에 있어서는 터어빈의 회전수가 부드럽게 변화되면서 변속이 이루어지도록 하는 것이 가장 이상적이다.

도 2 및 도 3은 본 발명에 의한 2 → 3 업 시프트시의 로직과 그 작동 흐름도로서, 먼저 2 → 3 업 시프트 판정이 내려지면(S100), 전 변속단이 3 → 2속으로의 다운 시프트이었나를 판단하게 된다.(S110)

상기 S110 단계는 3 → 2의 변속 과정에서의 2 → 3 업 시프트의 지령이 이루어졌는가를 판단하게 되는 것이며, 이는 정상적으로 2속에서 3속으로 변속지령이 있는 경우와는 제어가 다르게 이루어지기 때문이다.

그리고 상기 S110 단계에서의 조건이 만족되면, 유온이 설정값 이상인가를 판단하게 되며(S120), 상기 S110와 S120 단계에서 조건이 만족되지 않으면, TCU에서는 필 타임을 설정값대로 제어하게 된다(S130).

상기 S120 단계에서 조건을 만족하면, 학습존을 판정하게 되는데(S140), 이의 학습존은 스로틀 밸브의 개도량에 따른 전기적인 신호에 의하여 도 2의 A 구간에 대한 설정값(XT23JH)을 A,B,C,D로 구분하여 판정하게 되는 것이다.

상기에서 S140 단계에서 학습존이 판정되면, 스로틀 개도량이 설정값 이상인가를 판단하게 되는데(S150), 이때 스로틀 개도량이 설정값 이상이라고 판단되면, 학습존 판정 및 그에 따른 보정 제어를 수행하게 되고(S160), S150 단계의 조건을 만족시키지 못하는 경우에는 도 2의 E구간에 대한 보정량을 "0" 인 것으로 한다.

상기 S160 단계에서의 학습존 판정 및 보정 제어수행은 도2의 D구간과 E구간의 경계부에 듀티를 어느 정도 낮추어 줄 것인가에 대한 보정 제어로서, 상기 S140 단계에서 판정된 학습존에 대한 보정량의 설정값(XP23C3)을 A,B,C,D로 구분하여 제어가 이루어지게 되는 것이다.

상기 S160 단계의 제어가 이루어진 후에는 다시 스로틀 개도량이 설정값 이상인가를 판단하여(170), 스로틀 개도량이 설정값 이상이라고 판단되면, 학습존 판정 및 그에 따른 총합 제어를 수행하게 되고(S180), S170 단계의 조건을 만족시키지 못하는 경우에는 도 2의 D구간에 대한 총합 제어를 "0" 인 것으로 한다.

상기 S180 단계에서의 총합 제어는 도2의 D 구간에 대한 제어시간을 기준값(XDTQITCU_UP23S)를 A,B로 구분하여 제어하며, 이의 총합제어는 엔진의 점화시기를 제어하여 엔진의 출력을 저감시킴으로써, 듀티 제어를 높이고(제어압력을 낮춤), 동시에 필 경사도 낮출수 있게 되는 것이다.

그리고 상기 S180 단계의 제어가 완료되면, 지금 현재 런업이 이루어지고 있는가를 판단하기 위하여 "터어빈 회전수(Nt) - 출력 회전수(No) * 2속 변속비"의 값이 "런업 설정 회전수" 보다 큰 가를 판단하여(S190), 작다고 판단되면 "구간 D의 유지시간"이 "구간 D의 목표시간" 보다 큰가를 판단한다(S200).

상기 S190, S200 단계에서 조건이 판족되면 목표 변속시간을 이용한 시간 학습을 금지하여(S210), 실제 런 업인데도 타이업으로 판단되는 것을 방지하게 된다.

또한, 상기 S200 단계에서의 조건을 만족시키지 못하는 경우에는 "터어빈 회전수(Nt) - 출력 회전수(No) * 2속 변속비"의 값이 "런업 설정 회전수" 보다 큰 가를 판단하여(S220), 이 조건을 만족하면, 런업 보정을 중지하고, Ta 보정량을 일정시간(20ms)로 적용하여 다음 변속시 이용될 수 있도록 하고(S230), 상기 조건을 만족하지 못하면 변속을 종료한다(S240).

상기 S200 단계에서는 상기에서와 같이, "구간 D의 유지시간"이 "구간 D의 목표시간" 보다 큰가를 판단할 수 도 있지만, "실제 변속시간"이 "목표 변속시간" 봐 작은가로 판단할 수 있으며, S220 단계에서는 상기에서와 같이, "터어빈 회전수(Nt) - 출력 회전수(No) * 2속 변속비"의 값이 "런업 설정 회전수" 보다 큰 가를 판단할 수 도 있지만, "구간 D의 유지시간"이 "구간 D의 목표시간" 보다 큰가를 판단할 수 도 있다.

상기와 같은 제어방법에 의하면, 실제 터어빈의 회전수가 꺽이기 전에 엔진의 출력을 줄여 주는 제어를 실시함으로써, 런 업의 발생을 억제하고, 기존 제어에서 사용할 수 없었던 "제어유압 상승", "듀티 출력 경사 저하", 초기 필타임 저감"등을 사용하여 변속감의 향상을 달성할 수 있도록 한 것이다.

또한, 런 업에 대한 판정의 기준도 실제 물리적인 런 업을 TCU에서 인식하게 하고, 학습의 우선을 주어 학습의 안정성을 도모할 수 있는 것이다.

이상에서와 같이 본 발명에 의하면, 적기에 엔진의 출력을 줄여 주는 제어를실시하여 런 업의 발생을 억제하고, 런 업에 대한 판정의 기준도 실제 물리적인 런 업을 TCU에서 인식하게 하여 학습의 우선을 부여함으로써, 학습의 안정성을 도모할 수 있는 발명인 것이다.

Claims (5)

1. 2 → 3 업 시프트 판정이 내려지면, 스로틀 밸브의 개도량에 따른 전기적인 신호에 의하여 학습존을 판정하는 제1 단계와;

   상기 제1 단계에서 학습존이 판정되면, 스로틀 개도량에 따라 학습존 판정 및 보정 제어를 수행하는 제2 단계와;

   상기 제2 단계의 실시 후, 스로틀 개도량에 따라 학습 존 및 총합제어를 실시하는 제3 단계로 이루어짐을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기의 2 → 3 업 시프트시 변속 제어방법.
2. 청구항 1에 있어서, 제 3단계 실시 후, 실제 변속시간이 목표 변속시간 보다 큰다고 판단되면 "실제 터어빈 회전수 - 목표 터어빈 회전수의 값이 "런업 설정 회전수" 보다 큰 가를 판단하여 크면 학습 제어를 금지하는 단계를 더욱 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기의 2 → 3 업 시프트시 변속 제어방법.
3. 청구항 1에 있어서, 제 3단계 실시 후, 실제 변속시간이 목표 변속시간 보다 작다고 판단되면, "실제 터어빈 회전수 - 목표 터어빈 회전수의 값이 "런업 설정 회전수" 보다 큰 가를 판단하여 크다고 판단되면, 소정의 보정시간을 다음 변속시 적용하는 단계를 더욱 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기의 2 → 3 업 시프트시 변속 제어방법.
4. 청구항 2 또는 3에 있어서, 목표 터어빈 회전수는 2속 기어비 * 출력 회전수임을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기의 2 → 3 업 시프트시 변속 제어방법.
5. 청구항 1에 있어서, 제1단계에서 유온이 설정값 이상인가를 판단하여 조건이 만족되지 않으면, TCU에서는 필 타임을 설정값대로 제어하는 단계를 더욱 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기의 2 → 3 업 시프트시 변속 제어방법.