KR20090114218A

KR20090114218A - 자동변속기의 엔진토크 제어장치 및 방법

Info

Publication number: KR20090114218A
Application number: KR1020080040041A
Authority: KR
Inventors: 전병욱
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2008-04-29
Filing date: 2008-04-29
Publication date: 2009-11-03
Also published as: KR100931054B1

Abstract

자동변속기에서 킥다운(Kick down) 변속시 터빈 회전수 변화율에 따라 엔진토크 저감량을 보정하여 안정적이고 일관성 있는 변속감을 확보하는 것이다.

본 발명은 킥다운 변속이 개시되면 터빈 회전수를 검출하고, 엔진토크 저감 제어시점 및 기본 제어값을 연산하는 과정, 터빈 회전수 변화율로부터 해방측 요소의 유압을 판정하여 엔진토크 저감 제어의 보정량을 결정하는 과정, 엔진토크 저감 제어의 기본값에 터빈 회전수 변화율로 결정되는 보정량을 적용하여 엔진토크 저감제어를 실행하는 과정을 포함한다.

자동변속기, 킥다운, 엔진토크 저감제어, 터빈 회전수

Description

자동변속기의 엔진토크 제어장치 및 방법{APPARATUS FOR ENGINE TORQUE CONTROL OF AUTOMATIC TRANSMISSION ON VEHICLE AND METHOD THEREOF}

본 발명은 자동변속기에 관한 것으로, 더 상세하게는 킥다운(Kick down) 변속시 터빈 회전수 변화율에 따라 엔진토크 저감량을 보정하여 안정적이고 일관성 있는 변속감을 확보하여 주는 자동변속기의 엔진토크 제어장치 및 방법에 관한 것이다.

자동변속기는 차량의 주행속도와 스로틀 밸브의 개도량[TPS(%)]에 따라 변속제어수단(Transmission control unit ;TCU)이 다수의 액추에이터를 작동시켜 유압을 제어함으로써, 목표 변속단으로 자동 변속이 이루어지게 하는 것이다.

자동변속기는 목표 변속단으로 변속이 실행되는 경우 작동 상태에서 작동 해제되는 해방측 요소와 해제 상태에서 작동 상태로 변환되는 결합측 요소를 보유하며 이들 작동 요소는 유압에 의해 동작된다.

자동변속기는 킥다운[파워 온 다운 시프트(Power on down shift)] 변속시 변속감을 부드럽게 만들기 위한 하나의 방법으로서 결합측 요소에 유압을 공급하는 과정에서 엔진 토크를 저감하는 방법을 일반적으로 사용하고 있다.

그러나 킥다운 변속에 따라 해방측 요소와 결합측 요소를 동시에 제어하는 클러치 대 클러치의 변속제어에 있어서 엔진토크 저감량은 변속제어수단에 이미 설정되어 있는 고정 값으로 출력되기 때문에 변속 중에 해방측 요소에서 작용하는 압력에 의해 실제 출력 토크가 변동하고 있는 현상에 대응하지 못하여 변속 늘어짐 및 변속충격 등의 제어 편차가 발생하는 문제가 있다.

도 5는 종래의 자동변속기에서 각 상태별 엔진토크 제어 구조를 도시한 도면이다.

(a)에 도시된 바와 같이 N단에서 N-1단으로 킥다운 변속이 진행될 때 해방측 요소에서 작용하는 유압이 적절한 경우 엔진토크 저감제어가 실행(RB점)됨에 따라 N-1단으로 변속 동기가 안정되게 이루어져 터빈 회전수가 안정된 기울기(dNT)로 상승됨을 알 수 있다.

그러나, (b)에 도시된 바와 같이 N단에서 N-1단으로 킥다운 변속이 진행될 때 해방측 요소에서 작용하는 유압이 과다한 상태에서 고정 값으로 엔진토크 저감제어가 실행되면(RB점) 과다한 해방측 요소의 유압에 엔진토크 저감제어가 더해져 N-1단으로의 변속 동기가 지연되어 변속 늘어짐이 발생된다.

따라서, "A"지점과 같이 터빈 회전수의 상승이 크게 지연되어 변속 응답성이 저하되는 문제점이 있다.

또한, (c)에 도시된 바와 같이 N단에서 N-1단으로 킥다운 변속기 진행될 때 해방측 요소에서 작용하는 유압이 부족한 상태에서 고정 값으로 엔진토크 저감제어가 실행되면(RB점) 부족한 해방 유압에 엔진토크 저감제어가 더해져 N-1단으로의 변속 동기가 빨리 일어난다.

따라서, "B"지점과 같이 터빈 회전수의 오버 런(Over run)이 발생하여 변속 충격을 발생시키는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 발명한 것으로, 그 목적은 킥다운 변속시에 터빈 회전수 변화율을 검출하고, 터빈 회전수 변화율로부터 해방측 요소에 작용하는 유압의 과대 혹은 부족을 판단하여 엔진토크 저감량을 보정함으로써 해방측 요소의 유압 편차에 무관하게 안정적이고 일관성 있는 변속감을 확보하도록 하는 것이다.

상기한 목적을 실현하기 위한 본 발명의 특징에 따른 자동변속기의 엔진토크 제어장치는,

킥다운 변속 요구를 검출하는 킥다운 스위치;

터빈 회전수를 검출하는 터빈 회전수 검출부;

킥다운 변속 중에 터빈 회전수 변화율에 따라 엔진토크 저감량을 보정하는 제어부를 포함한다.

또한, 본 발명의 특징에 따른 자동변속기의 엔진토크 제어방법은,

킥다운 변속이 개시되면 터빈 회전수를 검출하고, 엔진토크 저감 제어시점 및 기본 제어값을 연산하는 과정;

터빈 회전수 변화율로부터 해방측 요소의 유압을 판정하여 엔진토크 저감 제어의 보정량을 결정하는 과정;

엔진토크 저감 제어의 기본값에 터빈 회전수 변화율로 결정되는 보정량을 적용하여 엔진토크 저감제어를 실행하는 과정을 포함한다.

전술한 구성에 의하여 본 발명은 터빈 회전수 변화율이 기준값 보다 작은 경우에는 해방측 요소의 유압이 과대한 경우이므로 엔진토크 저감량을 평소보다 줄이고, 터빈 회전수 변화율이 기준값 보다 큰 경우에는 해방측 요소의 유압이 부족한 경우이므로 엔진토크 저감량을 크게 하여 입력 토크를 감소시킴으로써, 해방측 요소의 유압 편차에 관계없이 상시적으로 안정되고 일관성 있는 변속감이 확보되는 효과를 기대할 수 있다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.

본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으므로 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않으며, 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 자동변속기 차량의 엔진토크 제어장치를 개략적으로 도시한 도면이다

본 발명은 킥다운 스위치(10)와 터빈회전수 검출부(20), 제어부(30) 및 연료분사장치(40)를 포함한다.

킥다운 스위치(10)는 운전자가 작동시키는 가속페달에 의해 동작되며, 운전자의 킥다운 변속 요구를 검출하여 그에 대한 정보를 제어부(30)에 인가한다.

터빈 회전수 검출부(20)는 운전자의 요구에 따라 킥다운 변속이 진행되는 상태에서 터빈 회전수를 검출하여 그에 대한 정보를 제어부(30)에 인가한다.

제어부(30)는 운전자의 킥다운 변속요구를 검출하고, 킥다운 변속이 요구되면 N단에서 N-1단으로 변속을 제어하며, N-1단으로 변속이 진행되는 상태에서 터빈 회전수 변화율(dNT)을 검출하여 해방측 요소에 작용하는 유압의 과대 혹은 부족 여부를 판정하고, 엔진토크 저감 개시점(RB점)에서 터빈 회전수 변화율로 산출되는 보정량을 적용하여 엔진토크 저감 제어를 실행한다.

연료분사장치(40)는 상기 제어부(30)에서 인가되는 제어신호에 따라 각 연소실에 결정된 연료량을 분사하여 엔진토크 저감량을 실행한다.

상기 엔진토크 저감량의 제어는 연료 분사량의 조정 이외에 점화시기의 진각 혹은 지각을 통해 실행할 수 있다.

전술한 기능을 포함하는 본 발명에서 킥다운시 엔진토크 저감 제어를 실행하는 동작에 대하여 설명하면 다음과 같다.

임의의 변속단인 N단을 동기시켜 주행하는 상태에서 킥다운 스위치(10)를 통해 검출되는 운전자의 요구에 따라 N-1단으로 킥다운 변속이 개시되면(S101) 제어부(30)는 터빈 회전수 검출부(20)로부터 킥다운 변속이 진행되는 동안의 터빈 회전 수를 검출한다(S102).

그리고, 제어부(30)는 터빈 회전수로부터 엔진토크 저감제어를 실행하기 위한 엔진토크 저감 제어 개시점(RB점)을 연산한다(S103).

상기 엔진토크 저감 제어 개시점(RB점)은 통상적으로 변속 동기점 보다 다소 앞선 시점으로, N-1단의 목표 터빈 회전수 보다 다소 느린 시점에서 설정되는 회전수이다.

이후, 엔진토크 저감 제어 개시점(RB점)에 도달되었는지를 판단하여(S104), 엔진토크 저감 제어 개시점(RB점)에 도달되었으면 엔진토크 저감 제어(ETR)를 위한 기본값을 연산한다(S105).

이후, 터빈 회전수의 변화율(dNT)를 연산하여 해방측 요소에 작동하는 유압의 과대 혹은 부족 여부를 판단하고(S106), 판단된 결과에 따라 엔진토크 저감 제어(ETR)의 보정량을 연산한다(S107).

상기 엔진토크 저감 제어의 보정량은 첨부된 도 3에 도시된 바와 같이 터빈 회전수 변화율(dNT)이 기준값(목표 dNT) 보다 작은 경우에는 해방측 요소에서 작용하는 유압이 과대한 상태로 판정하여 감소 보정량으로 결정하고, 터빈 회전수 변화율(dNT)이 기준값(목표 dNT) 보다 큰 경우에는 해방측 요소에서 작용하는 유압이 부족한 상태로 판정하여 증가 보정량으로 결정한다.

상기와 같이 터빈 회전수 변화율(dNT)에 따른 보정량이 결정되면 상기 S105에서 결정한 엔진토크 저감 제어의 기본 값에 터빈 회전수 변화율(dNT)로 결정되는 보정량을 적용하여 엔진토크 저감 제어를 실행한다(S108)(S109).

상기 엔진토크 저감 제어는 연료 분사량의 조정이나 점화시기의 진각 혹은 지각을 통해 실행한다.

상기와 같이 엔진토크 저감 제어를 실행하는 상태에서 목표 변속단인 N-1단으로 변속 동기가 완료되었는지를 판단한다(S110).

상기 S110에서 변속 동기가 완료되지 않았으면 상기 S109의 과정으로 리턴하고, 변속 동기가 완료되었으면 엔진토크 저감 제어를 종료하고 정상 제어를 실행한다(S111).

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 자동변속기에서 각 상태별 엔진토크 제어 구조를 도시한 도면이다.

(a)에 도시된 바와 같이 N단에서 N-1단으로 킥다운 변속이 진행될 때 해방측 요소에서 작용하는 유압이 적절한 경우 기본값을 적용한 엔진토크 저감 제어의 실행으로 N-1단으로 변속 동기가 안정되게 이루어져 터빈 회전수가 안정되게 상승됨을 알 수 있다.

또한, (b)에 도시된 바와 같이 N단에서 N-1단으로 킥다운 변속이 진행될 때 해방측 요소에서 작용하는 유압이 과다한 상태에서 터빈 회전수 변화율(dNT)로 결정되는 보정값(△E)을 적용한 엔진토크 저감제어로 N-1단으로 변속 동기가 안정되게 이루어져 터빈 회전수가 안정되게 상승됨을 알 수 있다.

또한, (c)에 도시된 바와 같이 N단에서 N-1단으로 킥다운 변속기 진행될 때 해방측 요소에서 작용하는 유압이 부족한 상태에서 터빈 회전수 변화율(dNT)로 결정되는 보정값(△E1)을 적용한 엔진토크 저감 제어로 N-1단으로 변속 동기가 안정 되게 이루어져 터빈 회전수가 안정되게 상승됨을 알 수 있다.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 포함된다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 자동변속기의 엔진토크 제어장치를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 자동변속기에서 엔진토크 제어를 실행하는 흐름도이다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 자동변속기에서 엔진토크 제어의 개념을 도시한 도면이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 킥다운 스위치 20 : 터빈회전수 검출부

30 : 제어부 40 : 연료분사장치

Claims

킥다운 변속 요구를 검출하는 킥다운 스위치;

터빈 회전수를 검출하는 터빈 회전수 검출부;

킥다운 변속 중에 터빈 회전수 변화율에 따라 엔진토크 저감량을 보정하는 제어부;

를 포함하는 자동변속기의 엔진토크 제어장치.
제1항에 있어서,

상기 제어부는 터빈 회전수 변화율에 따라 해방측 요소에 작동하는 유압의 과대 혹은 부족을 판정하여 엔진토크 저감 제어의 보정량을 결정하는 자동변속기의 엔진토크 제어장치.
제2항에 있어서,

상기 제어부는 해방측 요소에 작동하는 유압이 과대하면 엔진토크 저감 제어를 감소시켜 보정하고, 해방측 요소에 작동하는 유압이 부족하면 엔진토크 저감 제어를 증가시켜 보정하는 자동변속기의 엔진토크 제어장치.
킥다운 변속이 개시되면 터빈 회전수를 검출하고, 엔진토크 저감 제어시점 및 기본 제어값을 연산하는 과정;

터빈 회전수 변화율로부터 해방측 요소의 유압을 판정하여 엔진토크 저감 제어의 보정량을 결정하는 과정;

엔진토크 저감 제어의 기본값에 터빈 회전수 변화율로 결정되는 보정량을 적용하여 엔진토크 저감제어를 실행하는 과정;

을 포함하는 자동변속기의 엔진토크 제어방법.
제4항에 있어서,

상기 터빈 회전수 변화율의 기울기가 기준값 이상이면 엔진토크 저감제어를 증가시켜 보정하고, 기울기가 기준값 이하이면 엔진토크 저감제어를 감소시켜 보정하는 자동변속기의 엔진토크 제어방법.
제4항에 있어서,

상기 해방측 요소에 작용하는 유압이 과다하면 엔진토크 저감제어를 감소 보정하고, 유압이 부족하면 엔진토크 저감제어를 증가시켜 보정하는 자동변속기의 엔진토크 제어방법.
킥다운 변속이 진행되는 상태에서 터빈 회전수 변화율을 검출하는 기능;

터빈 회전수 변화율로부터 해방측 요소에 작용하는 유압의 과대 혹은 부족 여부를 판정하여 보정량을 결정하는 기능;

엔진토크 저감 개시점에서 터빈 회전수 변화율로 결정되는 보정량을 적용하 여 엔진토크 저감 제어를 실행하는 기능;

을 포함하는 프로그램이 제어부에 기록되는 자동변속기의 엔진토크 제어장치.