KR20080035379A - 자동변속기의 변속 제어장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

자동변속기에서 D단 정차시에 중립단으로 자동 제어하고, 주행의지가 검출되면 중립단에서 D단으로 자동 변속되도록 하는 것으로,

현재의 동기되어 있는 변속단의 정보를 검출하여 제어부에 인가하는 변속단 검출부와, 변속기의 출력축 회전수로부터 현재의 차속을 검출하여 제어부에 인가하는 차속 검출부와, 터빈 회전수를 검출하여 제어부에 인가하는 터빈 회전수 검출부와, 변속단 정보와 차속 정보가 D단 정차의 상태로 검출되면 듀티 제어를 통해 D단에서 중립 변속단으로 변속 제어하는 제어부 및 제어부의 듀티 제어신호에 따라 작동되어 작동요소의 유압을 드라이브하는 액츄에이터를 포함한다.

Description

자동변속기의 변속 제어장치 및 방법{A SHIFT CONTROL SYSTEM OF AUTOMATIC TRANSMISSION IN VEHICLE AND METHOD THEREOF}

본 발명은 자동변속기에 관한 것으로, 더 상세하게는 D단 정차시에 중립단으로 자동제어하고, 주행의지가 검출되면 중립단에서 D단으로 자동 변속되도록 하는 자동변속기의 변속 제어장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 차량에 장착되는 자동변속기는 차량의 주행속도 및 스로틀 밸브의 개도율과 유온, 냉각수온, 흡기온, 공기량 등의 보정 조건에 따라 설정된 변속 패턴 맵 테이블로부터 목표 변속단을 결정한 다음 다수의 액츄에이터(솔레노이드 밸브) 작동을 통한 유압의 제어로 클러치 및 브레이크로 이루어지는 다수의 작동요소를 작동시켜 목표 변속단으로 자동 변속이 이루어지게 하는 것이다.

자동변속기는 목표 변속단으로의 변속이 실행되는 경우 작동 상태에서 작동 해제되는 해방측 요소와 작동 해제 상태에서 작동 상태로 변환되는 결합측 요소를 보유하게 되며, 이들 각각의 요소는 유압에 의해 제어되며, 유압의 제어는 변속 제어유닛에서 출력되는 제어신호에 따른 솔레노이드 밸브의 작동에 의해 이루어진다.

이와 같은 자동변속기는 D단(주행변속단)에서 정차 상태를 유지하는 경우 토크 컨버터의 터빈에는 최대의 부하가 걸리게 되며, 이에 따라 엔진의 아이들 토크 역시 최대의 토크로 작용하게 된다.

따라서, 아이들 상태에서의 동력 손실이 최대값으로 발생하게 되므로 불필요한 연료 소모가 발생되어 연비를 악화시키는 문제점이 있다.

즉, 주행이 이루어지지 않는 상태에서 토크 컨버터의 터빈이 결합되어 있음으로 인한 불필요한 동력 손실이 발생되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명한 것으로, 그 목적은 자동변속기에서 D단 정차가 검출되면 변속단을 중립으로 제어하여, 토크 컨버터의 터빈에 걸리는 부하를 최소화시켜 연비 향상을 제공하도록 한 것이다.

즉, D단 정차가 검출되면 듀티 제어를 통해 언더 클러치(Under Clutch)에 공급된 유압을 배출시켜 중립 변속단의 조건이 유지되도록 함으로써, 토크 컨버터의 터빈에 걸리는 부하가 최소화되도록 한 것이다.

또한, 상기 언더 클러치에 공급된 유압을 배출시켜 중립 변속단의 조건이 유지되도록 제어함에 있어, 완전 배출로 제어하지 않고 언더 클러치에는 필(Fill)이 유지되는 조건으로 듀티를 제어하여 재출발시의 응답성이 제공되도록 한 것이다.

상기와 같은 목적을 실현하기 위한 본 발명은 현재의 동기되어 있는 변속단의 정보를 검출하여 제어부에 인가하는 변속단 검출부와; 변속기의 출력축 회전수로부터 현재의 차속을 검출하여 제어부에 인가하는 차속 검출부와; 터빈 회전수를 검출하여 제어부에 인가하는 터빈 회전수 검출부와; 변속단 정보와 차속 정보가 D단 정차의 상태로 검출되면 듀티 제어를 통해 D단에서 중립 변속단으로 변속 제어하는 제어부 및; 상기 제어부의 듀티 제어신호에 따라 작동되어 작동요소의 유압을 드라이브하는 액츄에이터를 포함하는 자동변속기의 변속 제어장치를 제공한다.

또한, 본 발명은 차속 및 변속단의 정보를 검출하여 주행단 정차의 조건인지 판단하는 과정; 주행단 정차의 조건이면 듀티 제어를 통해 주행단에서 중립단으로 자동 변속시키는 과정을 포함하고,

주행단에서 중립단으로의 변속은 언더 클러치에 공급된 유압의 배출로 제어하며, 언더 클러치에 공급된 유압을 완전 배출시키지 않는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동변속기의 변속 제어장치에 대한 개략적인 구성 블록도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명은 변속단 검출부(10)와 차속 검출부(20), 터빈 회전수 검출부(30), 제어부(40) 및 액츄에이터(50)를 포함한다.

변속단 검출부(10)는 시프트 레버(Shift Lever)에 의한 선택과 차속 및 스로틀의 관계에 따른 작동 요소의 작용에 의한 현재의 변속단을 검출하여 그에 대한 정보를 제어부(40)에 제공한다.

차속 검출부(20)는 변속기의 출력축 회전수를 검출하는 PG-B센서로, 출력축 회전수로부터 현재의 차속에 대한 정보를 검출하여 그에 대한 정보를 제어부(40)에 제공한다.

터빈 회전수 검출부(30)는 변속기에서 터빈 회전수를 검출하는 PG-A 센서로, 현재의 터빈 회전수를 검출하여 그에 대한 정보를 제어부(40)에 제공한다.

제어부(40)는 변속단의 정보와 차속의 정보를 분석하여 D단 정차의 상태로 검출되면 듀티 제어를 통해 D단 1속에서 중립 변속단으로 자동 변속되도록 한다.

액츄에이터(50)는 상기 제어부(40)에서 인가되는 제어신호에 따라 작동되는 솔레노이드 밸브로, 바람직하게는 언더 클러치를 작동시키는 솔레노이드이다.

상기 제어부(40)는 D단 정차시에 중립 변속단으로 변속을 제어하는 경우 언더 클러치에 공급되어 있는 유압을 완전히 배출시키지 않고, 언더 클러치의 해제만이 유지되어 터빈이 슬립을 유지하는 조건으로 제어한다.

즉, 듀티에 따른 터빈 속도의 변화율에 따라 언더 클러치에 공급된 유압을 배출시키며, 언더 클러치에 공급된 유압은 터빈 속도의 변화율이 D단에서 완전 중립으로 진행되는 천이구간의 사이를 유지하도록 듀티를 제어한다.

이는 재발진이 요구되는 경우 신속한 응답성을 확보하기 위함이다.

상기한 구성이외에 자동변속기 차량에서는 다양한 구성 요소가 더 포함되나, 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였다.

전술한 바와 같은 기능을 포함하는 본 발명의 동작에 대하여 도 2 및 도 3을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

자동변속기가 장착된 차량의 엔진 시동이 온을 유지하는 상태에서 제어부(40)는 변속단 검출부(10)로부터 현재의 변속단 정보와 차속 검출부(20)로부터 현재의 차속 정보, 터빈 회전수 검출부(30)로부터 터빈 회전수에 대한 정보, 도시되지 않은 엔진 회전수 검출부로부터 엔진 회전수의 정보 등을 검출 분석하며(S101), 분석 결과 현재 변속단이 D단(주행 변속단)을 유지하고 있으며, 정차중인 상태인지를 판단한다(S102).

상기 S102의 판단에서 D단에서의 정차로 판단되면 제어부(40)는 변속단을 중립 변속단으로 변속시키기 위한 듀티 제어신호를 출력하여 액츄에이터(50)를 작동시킨다.

따라서, 언더 클러치의 작동 유압을 구동시키는 액츄에이터(50)는 제어부(40)에서 인가되는 제어신호에 따라 언더 클러치에 공급되어 있는 유압을 배출시켜 터빈의 슬립이 발생되도록 함으로써, 중립 변속단으로 변속이 진행되도록 한다(S103).

이때, 제어부(40)는 터빈 회전수 검출부(30)의 정보를 단위 시간당 분석하여 터빈 속도의 변화율을 연산한다(S104).

상기 터빈 속도 변화율은 언더 클러치에 공급된 유압을 배출시키는 듀티의 변화율(△duty)에 따른 터빈 회전수의 변화율(△ωt)로 검출한다.

즉, 터빈 속도 변화율은 (△ωt)/(△duty) 이다.

상기 연산된 터빈 속도 변화율이 도 3에 도시된 바와 같이 D단에서 중립 변속단의 사이인 천이 구간에 존재하는지를 판단한다(S105).

상기 S105의 판단에서 터빈 속도 변화율이 천이구간에 존재하지 않으면 제어부(40)는 상기 S103의 단계로 리턴하여 중립 변속단으로의 변속을 제어하고, 천이구간에 존재하면 현재의 제어 듀티를 유지한다(S106).

이때, 언더 클러치에 공급된 유압을 배출시킴에 있어 터빈 속도가 중립 변속단에서의 터빈속도(△ω_N)에 근접하는 조건이 유지될 수 있도록 한다.

상기와 같이 D단 정차중인 상태에서 엔진의 아이들에 미치는 토크를 최소화하기 위하여 중립 변속단의 조건으로 유지하는 상태에서 도시되지 않은 스로틀 개도 센서로부터 재출발 의사인 팁 인(Tip in)이 검출되는지 판단한다(S107).

상기 S107에서 팁 인이 검출되지 않으면 중립 변속단의 조건을 지속적으로 유지하고, 팁 인이 검출되면 제어부(40)는 액츄에이터(50)를 제어하여 언더 클러치에 배출된 유압이 신속하게 공급되도록 하는 D단 제어를 수행한다(S108).

상기한 설명에 대하여 도 3을 참조하여 부연하면 다음과 같다.

D단 정차로 판단되면 듀티 제어를 통해 언더 클러치에 공급되어 있는 유압을 배출시킴으로서, 언더 클러치의 슬립이 발생되도록 한다.

따라서, 언더 클러치의 슬립에 따라 D단에서 중립 변속단으로 제어되며, 이에 따라 터빈에 걸리는 토크(A)는 낮아지고, 터빈 속도(B)는 상대적으로 증가한다.

이와 같이 증가되는 터빈 속도(B)는 중립 변속단에서의 터빈 속도에 근접되도록 제어하는 것이 바람직하다.

즉, 언더 클러치에 공급된 유압을 완전히 배출하지 않고 언더 클러치의 최대의 슬립이 유지되는 조건을 유지한다.

언더 클러치에 공급된 유압을 완전히 배출시켜 완전 중립이 이루어지는 경우 재출발 요구가 검출되는 경우 출발 응답성이 저하된다.

본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 자동변속기에서 D단 정차시에 중립 변속단으로 자동 제어함으로써, 불필요한 토크의 손실이 방지되어 연비 향상을 제공하는 효과가 있다.

또한, 정차 상태에서 크리프(Creep)가 발생되지 않아 제동 제어에 안정성 및 신뢰성이 제공되는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 자동변속기의 변속 제어장치에 대한 개략적인 구성 블록도이다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 자동변속기에서 변속 제어 수행에 대한 흐름도이다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 자동변속기에서 변속 제어시 터빈 토크와 속도 관계를 도시한 그래프이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 변속단 검출부 20 : 차속검출부

30 : 터빈회전수 검출부 40 : 제어부

50 : 액츄에이터

Claims (12)

1. 현재의 동기되어 있는 변속단의 정보를 검출하여 제어부에 인가하는 변속단 검출부와;

   변속기의 출력축 회전수로부터 현재의 차속을 검출하여 제어부에 인가하는 차속 검출부와;

   터빈 회전수를 검출하여 제어부에 인가하는 터빈 회전수 검출부와;

   변속단 정보와 차속 정보가 D단 정차의 상태로 검출되면 듀티 제어를 통해 D단에서 중립 변속단으로 변속 제어하는 제어부 및;

   상기 제어부의 듀티 제어신호에 따라 작동되어 작동요소의 유압을 드라이브하는 액츄에이터를 포함하는 자동변속기의 변속 제어장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 액츄에이터는 언더 클러치의 유압을 드라이브하는 액츄에이터인 것을 특징으로 하는 자동변속기의 변속 제어장치.
3. 제1항에 있어서,

   상기 제어부는 D단 정차시에 듀티 제어를 통해 언더 클러치에 공급되어 있는 유압을 배출시키는 것을 특징으로 하는 자동변속기의 변속 제어장치.
4. 제1항에 있어서,

   상기 제어부는 중립 변속단으로의 변속 제어시에 언더 클러치에 공급되어 있는 유압을 완전히 배출시키지 않는 것을 특징으로 하는 자동변속기의 변속 제어장치.
5. 제1항에 있어서,

   상기 제어부는 터빈 속도가 D단에서 완전 중립으로 진행되는 천이구간의 사이에 유지되도록 언더 클러치에 공급된 유압을 듀티 제어하는 것을 특징으로 하는 자동변속기의 변속 제어장치.
6. 제1항에 있어서,

   상기 제어부는 터빈속도가 중립 변속단의 목표 터빈 속도에 근접되도록 언더 클러치에 공급된 유압을 듀티 제어하는 것을 특징으로 하는 자동변속기의 변속 제어장치.
7. 제1항에 있어서,

   상기 제어부는 언더 클러치에 공급된 유압의 듀티 제어로 터빈을 최대의 슬립으로 유지시키는 것을 특징으로 하는 자동변속기의 변속 제어장치.
8. 차속 및 변속단의 정보를 검출하여 주행단 정차의 조건인지 판단하는 과정;

   주행단 정차의 조건이면 듀티 제어를 통해 주행단에서 중립단으로 자동 변속시키는 과정을 포함하는 자동변속기의 변속 제어방법.
9. 제8항에 있어서,

   상기 주행단에서 중립단으로의 변속은 언더 클러치에 공급된 유압을 배출시키는 것을 특징으로 하는 자동변속기의 변속 제어방법.
10. 제8항에 있어서,

    상기 주행단에서 중립단으로의 변속시 언더 클러치에 공급된 유압을 완전 배출시키지 않는 것을 특징으로 하는 자동변속기의 변속 제어방법.
11. 제8항에 있어서,

    상기 중립단으로의 변속시 언더 클리치의 듀티 변화에 따른 터빈 속도의 변화율을 검출하며, 변화율이 주행단에서 중립단의 사이인 천이구간에 존재하도록 듀티 제어하는 것을 특징으로 하는 자동변속기의 변속 제어방법.
12. 제8항에 있어서,

    상기 중립단으로의 변속시 터빈 속도가 중립 변속단의 목표 터빈 회전수에 근접되도록 언더 클러치에 공급된 유압을 배출시키는 것을 특징으로 하는 자동변속기의 변속 제어방법.