KR20050047219A - 차량의 업시프트 변속시 엔진 제어방법 및 시스템 - Google Patents

차량의 업시프트 변속시 엔진 제어방법 및 시스템 Download PDF

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Abstract

업시프트 중인 경우에 개시되는 엔진의 토크 저감 제어에 있어서, 설정된 차량 변수(vehicle parameter)를 기초로 기준 편차(reference deviation)를 설정하여, 현재 터빈 회전수가 상기 목표 터빈 회전수로부터 상기 기준 편차 이내인 경우에 상기 개시된 상기 엔진의 토크 저감 제어를 중지한다.

Description

차량의 업시프트 변속시 엔진 제어방법 및 시스템{METHOD AND SYSTEM FOR CONTROLLING AN ENGINE OF A VEHICLE WHILE AN UPSHIFT OF AN AUTOMATIC TRANSMISSION THEREOF}
본 발명은 차량의 업시프트 변속시 엔진 제어방법 및 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 업시프트 변속시 다양한 변속 환경에서 변속 충격을 더욱 저감할 수 있는 차량의 업시프트 변속시 엔진 제어방법 및 시스템에 관한 것이다.
자동변속기를 구비한 차량의 경우, 주행속도 등과 같은 주행조건(driving condition)에 따라 자동적으로 변속을 수행함으로써 운전자의 편의를 도모하고 있다. 자동변속기의 변속 과정에서 발생될 수 있는 변속 충격을 줄이는 것은 자동변속기의 품질, 나아가서 차량의 주행 품질을 가늠하는 잣대가 되기도 한다.
그런데, 자동변속기의 업시프트의 경우 현재의 엔진 회전수보다 목표 변속단(target shift-speed)에서의 엔진 회전수(목표 회전수)가 낮다. 따라서, 업시프트 과정에서 엔진 회전수가 목표 변속단에서의 목표 회전수에 비슷해지기 전에 업시프트를 종료하게 되면, 변속 충격이 발생하게 된다.
엔진 회전수가 목표 회전수에 비슷해졌는가를 판단하기 위해서는 기준값을 정하여야 한다. 따라서, 이러한 기준값을 보다 바람직하게 설정할 수 있다면, 이는 다양한 주행 환경에서 변속 충격을 저감할 수 있을 것이 기대되는 것이다.
따라서, 본 발명의 목적은 다양한 주행 환경에서 변속 충격이 저감될 수 있는 차량의 업시프트 변속시 엔진 제어방법 및 시스템을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 차량의 업시프트 변속시 엔진 제어 시스템은, 엔진과 자동변속기를 구비한 차량의 변속시 상기 엔진을 제어하는 시스템으로서,
상기 차량의 현재 차속을 검출하기 위한 차속 검출기;
상기 자동변속기의 현재 터빈 회전수를 검출하기 위한 터빈 회전수 검출기;
상기 차속 검출기에 의해 검출되는 상기 차량의 현재 차속 및 상기 터빈 회전수 검출기에 의해 검출되는 상기 자동변속기의 현재 터빈 회전수를 기초로 상기 엔진의 토크 저감 신호를 발생하는 컨트롤러; 및
상기 컨트롤러의 토크 저감 신호에 의하여 상기 엔진의 토크를 저감하는 액츄에이터;를 포함하되,
상기 컨트롤러는, 후술하는 본 발명에 의한 차량의 업시프트 변속시 엔진 제어방법을 수행하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 업시프트 변속시 엔진 제어방법은,
상기 자동변속기가 업시프트(upshift) 중인가 판단하는 업시프트 판단단계;
상기 자동변속기가 업시프트 중인 경우에 상기 엔진의 토크 저감 제어(torque reduction control)를 개시하는 엔진 제어 개시단계;
상기 자동변속기가 업시프트 중인 경우에 상기 차량의 현재 차속(vehicle speed)을 검출하는 현재 차속 검출단계;
설정된 차량 변수(vehicle parameter)를 기초로 기준 편차(reference deviation)를 설정하는 기준 편차 설정단계;
상기 업시프트의 목표 변속단(target shift-speed)의 기어비(speed ratio) 및 상기 현재 차속을 기초로 목표 터빈 회전수를 계산하는 목표 회전수 계산단계;
현재 터빈 회전수를 검출하는 현재 회전수 검출단계;
상기 현재 터빈 회전수가 상기 목표 터빈 회전수로부터 상기 기준 편차 이내인가 판단하는 회전수 비교단계;
상기 현재 터빈 회전수가 상기 목표 터빈 회전수로부터 상기 기준 편차 이내인 경우에 상기 개시된 상기 엔진의 토크 저감 제어를 중지하는 엔진 제어 종료단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 기준 편차 설정단계에서 상기 기준 편차는, 상기 현재 차량 변수에 대하여 비선형 함수에 의해 설정되는 것이 바람직하다.
상기 비선형 함수는, 증가함수인 것이 바람직하다.
상기 설정된 차량 변수(parameter)는 상기 차량의 현재 차속인 것이 바람직하다.
상기 현재 차속 검출단계, 상기 기준편차 설정단계, 상기 목표 회전수 계산단계, 및 상기 현재 회전수 검출단계는,
상기 회전수 비교단계에서 상기 현재 터빈 회전수가 상기 목표 터빈 회전수로부터 상기 기준 편차 이내가 될 때까지 반복적으로(recursively) 수행되는 것이 바람직하다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 엔진과 자동변속기를 구비한 차량의 업시프트 변속시 엔진 제어 시스템의 구성도이다.
도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 실시예에 의한 엔진(180)과 자동변속기(190)를 구비한 차량(100)의 업시프트 변속시 엔진 제어 시스템은, 상기 차량의 현재 차속(No)을 검출하기 위한 차속 검출기(110),
상기 자동변속기(190)의 현재 터빈 회전수(Nt)를 검출하기 위한 터빈 회전수 검출기(130), 상기 차속 검출기(120)에 의해 검출되는 상기 차량(100)의 현재 차속(No) 및 상기 터빈 회전수 검출기(130)에 의해 검출되는 상기 자동변속기(190)의 현재 터빈 회전수(Nt)를 기초로 상기 엔진의 토크 저감 신호(torque reduction signal)를 발생하는 컨트롤러(150), 및 상기 컨트롤러(150)의 토크 저감 신호에 의하여 상기 엔진(180)의 토크를 저감하는 액츄에이터(actuator)(110)를 포함한다.
상기 차속 검출기(110)는 일예로, 상기 자동변속기(190)의 출력축(output shaft) 회전속도를 검출하는 센서로 할 수 있다.
상기 터빈 회전수 검출기(130)는 일예로, 상기 자동변속기(190)의 입력축(input shaft)의 회전속도를 검출하는 센서로 할 수 있다.
상기 액츄에이터(110)는 일예로, 상기 엔진(180)의 흡입 공기량을 제어하기 위한 스로틀 밸브(throttle valve)로 할 수 있다.
상기 컨트롤러(150)는, 설정된 프로그램에 의해 동작하는 하나 이상의 마이크로 프로세서로 구현될 있으며, 이러한 설정된 프로그램은 후술하는 본 발명의 실시예에 의한 차량의 업시프트 변속시 엔진 제어방법에 포함된 각 단계를 수행하기 위한 일련의 명령을 포함하는 것으로 할 수 있다.
이하 본 발명의 실시예에 의한 차량의 업시프트 변속시 엔진 제어방법에 관하여 도 2를 참조로 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 차량의 업시프트 변속시 엔진 제어방법을 나타낸 흐름도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 차량의 업시프트 변속시 엔진 제어방법에 의하면, 먼저 컨트롤러(150)는 상기 자동변속기(190)가 업시프트(upshift) 중인가 판단한다(S210).
이러한 업시프트 판단단계(S210)는, 일예로, 상기 자동변속기(190)의 업시프트를 위한 솔레노이드 밸브가 구동되는가를 여부로 판단할 수 있다. 혹은 다른 예로는, 상기 자동변속기(190)가 상기 컨트롤러(150)에 의해 그 변속이 제어되는 경우에는, 컨트롤러(150) 자체의 정보로부터 업시프트 여부를 판단할 수 있다.
상기 자동변속기(190)가 업시프트 중이 아닌 경우에는 본 발명의 실시예에 의한 차량의 업시프트 변속시 엔진 제어방법은 종료한다.
상기 자동변속기(190)가 업시프트 중인 경우에, 컨트롤러(150)는 상기 엔진(180)의 토크 저감 제어(torque reduction control)를 개시한다(S220). 이러한 토크 저감 제어는, 상기 액츄에이터(110)를 구동함으로써 구현될 수 있다. 일예로, 상기 액츄에이터(110)가 엔진(180)의 스로틀 밸브인 경우에는 스로틀 밸브가 닫히도록 상기 스로틀 밸브를 제어하는 것으로 할 수 있다.
또한, 상기 자동변속기(190)가 업시프트 중인 경우에, 컨트롤러(150)는 상기 차속 검출기(120)를 통해 상기 차량(100)의 현재 차속(vehicle speed)(No)을 검출한다(S230).
그리고 컨트롤러(150)는, 설정된 차량 변수(vehicle parameter)를 기초로 기준 편차(reference deviation)를 설정한다(S240).
본 발명의 실시예에서, 상기 설정된 차량 변수는, 상기 검출된 현재 차속(No)으로 구현된다. 그리고, 상기 기준 편차 설정단계(S240)에서 컨트롤러(150)는, 상기 현재 차속(No)에 대하여 비선형 함수(non-linear function)에 의해 상기 기준 편차를 설정한다.
도 3은 상기 기준 편차의 상기 현재 차속(No)에 대한 비선형 함수(F(No))의 일예를 도시한 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 현재 차속(No)에 대한 기준 편차 함수(F(No))는, 비선형 함수로서, 현재 차속(No)이 증가함에 따라 함수 값이 증가하는 증가 함수이다.
이러한 현재 차속(No)에 대한 기준 편차 함수(F(No))의 함수 값들은 미리 계산되어 맵 테이블 형태로 컨트롤러(150)에 저장되어 있다. 따라서 컨트롤러(150)는 저장된 비선형 함수(F(No))값을 호출하여 사용하게 된다.
기준 편차를 설정(S240)한 컨트롤러(150)는 상기 업시프트의 목표 변속단(target shift-speed)의 기어비(speed ratio) 및 상기 현재 차속(No)을 기초로 목표 터빈 회전수(target turbine speed; Nt_target)를 계산한다(S250).
보다 구체적으로, 상기 목표 회전수 계산단계(S250)에서 컨트롤러(150)는, 상기 현재 차속(No)에 상기 목표 변속단의 기어비를 곱함으로써 목표 터빈 회전수(Nt_target)를 계산한다.
목표 터빈 회전수(Nt_target)를 계산한 컨트롤러(150)는, 터빈 회전수 검출기(130)를 통해 자동변속기(190)의 현재 터빈 회전수(Nt)를 검출한다(S260).
그리고, 컨트롤러(150)는 상기 현재 터빈 회전수(Nt)가 상기 목표 터빈 회전수(Nt_target)로부터 상기 기준 편차(F(No)) 이내인가 판단한다(S270). 보다 구체적으로 컨트롤러(150)는, 상기 현재 터빈 회전수(Nt)에서 상기 목표 터빈 회전수(Nt_target)를 뺀 차이가 상기 기준 편차(F(No))보다 작은가를 판단한다.
상기 판단(S270)에서 상기 현재 터빈 회전수(Nt)가 상기 목표 터빈 회전수(Nt_target)로부터 상기 기준 편차 이내인 경우에, 컨트롤러(150)는 상기 개시된 상기 엔진의 토크 저감 제어를 중지한다(S280).
상기 엔진의 토크 저감 제어가 중지(S280)된 후에는, 본 발명의 실시예에 의한 차량의 업시프트 변속시 엔진 제어방법은 종료된다.
상기 판단(S270)에서 상기 현재 터빈 회전수(Nt)가 상기 목표 터빈 회전수(Nt_target)로부터 상기 기준 편차 이내가 아닌 경우에는, 컨트롤러(150)는 개시된 상기 엔진의 토크 저감 제어를 유지하고(S290), 상기 현재 차속 검출단계(S230)로 진행하게 된다.
따라서, 상기 현재 차속 검출단계(S230), 상기 기준 편차 설정단계(S240), 상기 목표 회전수 계산단계(S250), 및 상기 현재 회전수 검출단계(S260)는, 상기 회전수 비교단계(S270)에서 상기 현재 터빈 회전수(Nt)가 상기 목표 터빈 회전수(Nt_target)로부터 상기 기준 편차 이내가 될 때까지 반복적으로(recursively) 수행되게 된다.
이상으로 본 발명에 관한 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.
본 발명의 실시예에 의하면, 업시프트 변속 중 엔진 토크 저감 제어의 종료 여부를 판단하는 기초가 되는 기준 편차의 값이 차량 변수에 대한 값을 기초로 설정되므로, 다양한 주행 환경에서 변속 충격을 저감할 수 있다.
특히, 이러한 차량 변수는 차속으로 함으로써, 차량의 현재 주행 차속에 무관하게 안정된 업시프트 변속 품질을 구현할 수 있다.
또한, 이러한 기준 편차는 차량의 현재 차속에 비선형 함수에 의해 계산되므로, 차량의 현재 주행 차속에 무관하게 더욱 안정된 업시프트 변속 품질을 구현할 수 있다.
상기 비선형 함수는, 증가 함수로 함으로써, 낮은 차속인 경우에 더욱 크게 느껴지는 변속 충격에 정밀하게 대응할 수 있다.
현재 차속 검출, 기준 편차 설정, 목표 회전수 계산, 및 현재 회전수 검출 과정이, 현재 터빈 회전수가 목표 터빈 회전수로부터 기준 편차 이내가 될 때까지 반복적으로(recursively) 수행되므로, 변속 중 차속이 급변하는 경우에도 안정된 변속 품질을 유지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 엔진과 자동변속기를 구비한 차량의 업시프트 변속시 엔진 제어 시스템의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 차량의 업시프트 변속시 엔진 제어방법을 나타낸 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 기준 편차의 현재 차속에 대한 비선형 함수의 일예를 도시한 도면이다.

Claims (7)

  1. 엔진과 자동변속기를 구비한 차량의 업시프트 변속시 상기 엔진을 제어하는 방법으로서,
    상기 자동변속기가 업시프트(upshift) 중인가 판단하는 업시프트 판단단계;
    상기 자동변속기가 업시프트 중인 경우에 상기 엔진의 토크 저감 제어(torque reduction control)를 개시하는 엔진 제어 개시단계;
    상기 자동변속기가 업시프트 중인 경우에 상기 차량의 현재 차속(vehicle speed)을 검출하는 현재 차속 검출단계;
    설정된 차량 변수(vehicle parameter)를 기초로 기준 편차(reference deviation)를 설정하는 기준 편차 설정단계;
    상기 업시프트의 목표 변속단(target shift-speed)의 기어비(speed ratio) 및 상기 현재 차속을 기초로 목표 터빈 회전수를 계산하는 목표 회전수 계산단계;
    현재 터빈 회전수를 검출하는 현재 회전수 검출단계;
    상기 현재 터빈 회전수가 상기 목표 터빈 회전수로부터 상기 기준 편차 이내인가 판단하는 회전수 비교단계;
    상기 현재 터빈 회전수가 상기 목표 터빈 회전수로부터 상기 기준 편차 이내인 경우에 상기 개시된 상기 엔진의 토크 저감 제어를 중지하는 엔진 제어 종료단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 엔진과 자동변속기를 구비한 차량의 업시프트 변속시 엔진 제어방법.
  2. 제1항에서,
    상기 기준 편차 설정단계에서,
    상기 기준 편차는, 상기 차량 변수에 대한 비선형 함수에 의해 설정되는 것을 특징으로 하는 엔진과 자동변속기를 구비한 차량의 업시프트 변속시 엔진 제어방법.
  3. 제2항에서,
    상기 설정된 차량 변수(vehicle parameter)는 상기 차량의 현재 차속인 것을 특징으로 하는 엔진과 자동변속기를 구비한 차량의 업시프트 변속시 엔진 제어방법.
  4. 제2항에서,
    상기 현재 차속 검출단계, 상기 기준 편차 설정단계, 상기 목표 회전수 계산단계, 및 상기 현재 회전수 검출단계는,
    상기 회전수 비교단계에서 상기 현재 터빈 회전수가 상기 목표 터빈 회전수로부터 상기 기준 편차 이내가 될 때까지 반복적으로(recursively) 수행되는 것을 특징으로 하는 엔진과 자동변속기를 구비한 차량의 업시프트 변속시 엔진 제어방법.
  5. 제2항에서,
    상기 비선형 함수는, 증가함수인 것을 특징으로 하는 엔진과 자동변속기를 구비한 차량의 업시프트 변속시 엔진 제어방법.
  6. 제5항에서,
    상기 현재 차속 검출단계, 상기 기준 편차 설정단계, 상기 목표 회전수 계산단계, 및 상기 현재 회전수 검출단계는,
    상기 회전수 비교단계에서 상기 현재 터빈 회전수가 상기 목표 터빈 회전수로부터 상기 기준 편차 이내가 될 때까지 반복적으로(recursively) 수행되는 것을 특징으로 하는 엔진과 자동변속기를 구비한 차량의 업시프트 변속시 엔진 제어방법.
  7. 엔진과 자동변속기를 구비한 차량의 변속시 상기 엔진을 제어하는 시스템으로서,
    상기 차량의 현재 차속을 검출하기 위한 차속 검출기;
    상기 자동변속기의 현재 터빈 회전수를 검출하기 위한 터빈 회전수 검출기;
    상기 차속 검출기에 의해 검출되는 상기 차량의 현재 차속 및 상기 터빈 회전수 검출기에 의해 검출되는 상기 자동변속기의 현재 터빈 회전수를 기초로 상기 엔진의 토크 저감 신호를 발생하는 컨트롤러; 및
    상기 컨트롤러의 토크 저감 신호에 의하여 상기 엔진의 토크를 저감하는 액츄에이터;를 포함하되,
    상기 컨트롤러는,
    제1항 내지 제6항 중 어느 한 항의 방법을 수행하는 것을 특징으로 하는 엔진과 자동변속기를 구비한 차량의 업시프트 변속시 엔진 제어 시스템.
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