KR20100061148A - 자동변속기의 변속 제어장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동변속기 장착 차량에서 트레일러의 장착 여부를 자동으로 검출하고, 그에 따라 여유 구동력 확보가 가능한 트레일러용 변속 패턴을 적용하는 것이다.

본 발명은 차속에서 추출되는 가속도와 가속페달의 변위를 분석하여 정속주행을 판정하는 과정; 정속주행 상태에서 가속페달의 변화율과 절대 변화량, 가속도, 구배도 변화율, 구배도 절대 변화량을 분석하여 트레일러 장착여부를 판정하는 과정; 트레일러 장착이 판정되면 트레일러용 변속패턴을 적용하여 구동력이 확보되는 저속 변속단을 결합하는 과정을 포함한다.

자동변속기, 트레일러 장착, 구동력, 저속 변속단, 구배도

Description

자동변속기의 변속 제어장치 및 방법{SHIFT CONTROL SYSTEM FOR AUTOMATIC TRANSMISSION ON VEHICLE AND METHOD THEREOF}

본 발명은 자동변속기에 관한 것으로, 보다 더 상세하게는 트레일러의 장착(Trailer Towing)여부를 자동으로 검출하고, 그에 따라 여유 구동력 확보가 가능한 트레일러용 변속 패턴을 적용하는 자동변속기의 변속 제어장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 차량에 트레일러를 장착하게 되면 과도한 중량 증가가 발생되고, 이로 인해 여유 구동력이 부족하게 되므로 트레일러를 장착하지 않은 상태와 비교하여 구동력 확보를 위해 저속 변속단을 많이 사용하는 변속패턴을 적용한다.

그러나 종래의 차량에서는 트레일러가 장착되었는지 여부를 인식하는 방법이 적용되어 있지 않다.

물리적으로 스위치를 추가해 트레일러의 장착 여부에 따라 운전자가 스위치를 작동시켜 변속제어수단(TCU : Transmission Control Unit)에서 트레일러의 장착 여부를 인식하도록 할 수 있으나, 이러한 방법은 스위치의 추가 장착으로 인하여 차량의 제작 원가를 상승시키는 요인으로 작용한다.

통상적으로 변속제어수단에는 차량에 대한 실제 중량 정보가 설정되어 있어 주행 상태에서 현재 주행 도로의 구배도를 계산하여 이에 알맞은 변속패턴을 적용하는 로직이 설정되어 있다.

그러나, 트레일러가 장착되는 경우 변속제어수단에서는 트레일러의 장착에 따른 중량의 증가를 알 수 없기 때문에 변속제어수단은 주행 도로에 대한 구배도 계산에서 오류를 범하게 된다.

예를 들어, 평탄한 도로라는 가정하에 트레일러를 장착한 경우와 트레일러를 장착하지 않은 경우에 대하여 예를 들어 설명한다.

트레일러가 장착되면 트레일러를 장착하지 않은 경우와 비교하여 중량의 증가에 따라 구름 저항이 증가하고, 가속시에는 매우 큰 관성저항이 증가한다.

그러므로, 트레일러가 장착되면 정속 주행에서 구배도는 실제 구배도 대비 1~2%정도 증가하고, 가속시에는 8% 정도 증가된다.

따라서, 트레일러가 장착되는 경우 정속 주행에서 구배도를 1~2%로 오인식하고, 가속구간에서 구배도를 5%로 오인식하여 구배패턴을 적용하므로, 구배도의 오인식으로 인하여 정상적인 변속패턴이 적용되지 못하는 단점이 발생된다.

예를 들어, 정속 주행에서는 평지패턴으로 주행되고 가속시에는 8%의 구배도로 오판해서 구배패턴(실제 구배에서 작동하는 패턴)을 적용하여 주행하게 되며, 감속시에는 다시 평지패턴으로 주행하는 오류를 범하게 된다.

즉, 실제 도로의 상황은 구배도가 0%인 평탄로로 항상 평지패턴이 적용되어야 하나 트레일러를 장착한 상태에서 가감속을 실행함에 따라 평지패턴 → 구배패 턴 → 평지패턴이 반복 적용되는 오류를 범하게 되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 발명한 것으로, 그 목적은 변속제어수단에서 일반적으로 계산되는 구배도 거동을 이용해 트레일러의 장착 여부를 자동으로 판정하고, 그에 따라 여유 구동력 확보가 가능한 트레일러용 변속 패턴이 적용되도록 하는 것이다.

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

변속기의 출력축 회전수로부터 주행 차속을 검출하는 차속검출부;

운전자가 작동하는 가속페달의 변위를 검출하는 가속페달검출부;

주행차속과 가속페달의 변위를 분석하여 정속구간에 가속구간으로 전환됨이 검출되면 구배도의 변화율 및 절대 변화량을 분석하여 트레일러의 장착여부를 판정하는 제어부;

상기 제어부의 제어신호에 따라 해방측 마찰요소와 결합측 마찰요소를 작동시켜 목표 변속단을 결합시키는 액추에이터를 포함한다.

또한, 본 발명의 특징에 따른 자동변속기의 변속 제어방법,

차속에서 추출되는 가속도와 가속페달의 변위를 분석하여 정속주행을 판정하는 과정;

정속주행 상태에서 가속페달의 변화율과 절대 변화량, 가속도, 구배도 변화율, 구배도 절대 변화량을 분석하여 트레일러 장착여부를 판정하는 과정;

트레일러 장착이 판정되면 트레일러용 변속패턴을 적용하여 구동력이 확보되는 저속 변속단을 결합하는 과정을 포함한다.

전술한 구성에 의하여 본 발명은 트레일러 장착 여부를 자동으로 판정하고, 그에 따른 변속패턴을 적용함으로써, 평지패턴 → 구배패턴 → 평지패턴을 반복하는 오류가 실행되지 않아 변속 제어에 신뢰성이 향상되는 효과가 기대된다.

또한, 일반 변속패턴보다 업 시프트 라인을 뒤로 이동시킨 트레일러용 변속패턴을 적용하여 저속 변속단에서의 주행을 유도함으로써, 안정된 여유 구동력이 확보되어 최적의 주행 조건을 형성할 수 있는 효과가 기대된다.

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 자동변속기의 변속 제어장치를 개략적으로 도시한 도면이다.

본 발명은 차속검출부(101)와 가속페달검출부(103), 제어부(105) 및 액추에이터(107)를 포함한다.

차속검출부(101)는 변속기의 출력축 회전수로부터 현재의 주행 차속을 검출하여 그에 대한 정보를 제어부(105)에 제공한다.

가속페달검출부(103)는 운전자가 작동하는 가속페달의 변위를 검출하여 그에 대한 정보를 제어부(105)에 인가한다.

제어부(105)는 차속의 변화를 단위 시간으로 분석하여 가속도를 검출하고, 가속도와 가속페달의 변위 및 유지시간을 분석하여 정속 주행여부를 판정한다.

그리고, 가감속에 따른 출력토크로부터 구배도 변화율 및 구배도 절대 변화량을 분석하고, 가속페달의 변화율과 가속페달의 절대 변화량, 가속도를 적용한 분석을 통해 트레일러의 장착 여부를 판정하며, 트레일러 장착으로 판정되면 일 예를 들어 도 4에 도시된 바와 같이 일반 변속패턴보다 업 시프트 라인을 뒤로 이동시킨 트레일러용 변속패턴을 적용하여 저속 변속단에서의 주행을 유도함으로써 여유 구동력이 확보되는 주행을 제어한다.

액추에이터(107)는 해방측 마찰요소와 결합측 마찰요소를 작동시키는 솔레노이드 밸브로 이루어지며, 상기 제어부(105)에서 트레일러의 장착 여부에 따라 도 4의 변속패턴에 따라 인가되는 듀티 제어신호에 따라 유압을 구동시켜 목표 변속단의 변속을 실행한다.

전술한 바와 같은 기능이 포함되는 본 발명의 동작에 대하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

자동변속기 장착 차량이 임의의 변속단을 동기시켜 주행하는 상태에서(S101), 차속검출부(101)는 변속기의 출력축 회전수로부터 현재의 차속을 검출하여 제어부(105)에 인가하고, 가속페달검출부(103)는 운전자가 작동하는 가속페달의 변위를 검출하여 제어부(105)에 인가한다.

따라서, 제어부(105)는 현재의 주행차속과 가속페달의 변위가 포함되는 운전정보를 검출하고(S102) 차속의 변화를 단위 시간으로 분석하여 가속도를 검출하며 가속도의 변화가 설정된 기준속도의 범위(A < 가속도 < B)에 포함되는지 판단한다(S103).

상기 기준속도의 범위는 가속도의 변화를 느끼지 못하는 범위의 값으로 설정된다.

상기에서 가속도의 변화가 기준속도의 범위에 포함되지 않으면 상기 S102의 과정으로 리턴되어 운전정보의 검출을 지속적으로 실행하고, 가속도의 변화가 기준속도의 범위에 포함되면 가속페달의 변위를 분석하여 설정된 기준변위의 범위(C < APS < D )에 포함되는지 판단한다(S104).

상기 가속페달의 기준변위는 가속페달의 움직임 변위가 아주 작은 범위로 설정된다.

상기 S104에서 가속페달의 변위가 기준변위의 범위에 포함되지 않으면 상기 S102의 과정으로 리턴되어 운전정보의 검출을 지속적으로 실해하고, 가속도의 변화가 기준속도의 범위에 포함되면 상기의 두조건을 만족하는 경과시간이 설정된 일정시간(T)을 초과하여 지속되는지 판단한다(S105).

상기에서 두 조건을 만족하는 경과시간이 설정된 일정시간을 초과하면 현재의 차량 운행은 정속 주행인 것으로 판정한다(S106).

상기에서 차량이 정속 주행중에 있는 것이 판정되면 가속페달의 변위를 단위 시간으로 분석하여 가속페달의 변화율을 검출하고, 가속페달의 절대 변화량을 검출하며, 가속페달의 변화율이 설정된 기준값(E)을 초과하고 가속페달의 절대 변화량이 설정된 기준 변화량(F)을 초과하는지 판단한다(S107).

상기 S107에서 가속페달의 변화율이 기준값(E)을 초과하고 가속페달의 절대 변화량이 기준 변화량(F)을 초과하면 가속도 설정된 기준속도(G)를 초과하였는지 판단한다(S108).

상기 S108에서 가속도가 설정된 기준속도(G)를 초과하지 않은 상태이면 상기 S107로 리턴하고, 기준속도(G)를 초과한 상태이면 가감속에 따른 출력토크로부터 구배도 변화율을 검출하고, 구배도 절대 변화량을 검출하여 구배도 변화율이 설정된 기준값(H)을 초과하고 구배도 절대 변화량이 설정된 기준값(I)을 초과하였는지 판단한다(S109).

상기 S109에서 구배도 변화율이 기준값(H)을 초과하지 않았거나 구배도 절대 변화량이 기준값(I)을 초과하지 않은 상태이면 상기 S107의 과정으로 리턴되고, 구배도 변화율이 기준값(H)을 초과하고 구배도 절대 변화량이 기준값(I)을 초과하였으면 반복횟수를 카운터 적산하여(S110) 설정된 기준횟수를 초과하였는지 판단한다(S111).

상기 S111에서 적산된 카운터 횟수가 설정된 기준횟수를 초과하지 않았으면 상기 S102의 과정으로 리턴되고, 적산된 카운터 횟수가 설정된 기준횟수를 초과하였으면 트레일러 장착으로 판정한 다음(112) 일 예를 들어 도 4와 같이 설정되는 트레일러용 변속패턴을 적용하여 액추에이터(107)를 통해 여유 구동력이 확보되는 저속 변속단을 동기시켜 안정된 구동력을 확보하여 준다(S113).

이에 대하여 도 3을 참조하여 보충 설명하면 다음과 같다.

차속의 변화와 가속페달의 변위(APS)가 거의 검출되지 않는 정속주행에서 급격한 차속의 변화 및 가속페달의 변위(APS)가 검출되고, 예를 들어 2% → 8%로의 급격한 구배도의 변화가 검출되면 가속구간으로 판정하고, 가속구간에 급격한 구배도의 변화가 검출되므로 차량에는 트레일러가 장착된 것으로 판정한다.

따라서, 예를 들어 도 4와 같이 설정되는 트레일러용 변속패턴을 적용하여 안정된 구동력이 확보되는 저변속의 주행이 유지되도록 한다.

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 변속 제어장치를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 자동변속기의 변속 제어절차를 도시한 도면이다.

도 3은 본 발명에 따른 자동변속기 차량에서 구배도 검출을 통한 트레일러 장착 판정 그래프이다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 자동변속기에 적용되는 트레일러 장착 변속패턴 맵이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

101 : 차속검출부 103 : 가속페달검출부

105 : 구배도검출부 107 : 제어부

109 : 액추에이터

Claims (8)

1. 변속기의 출력축 회전수로부터 주행 차속을 검출하는 차속검출부;

   운전자가 작동하는 가속페달의 변위를 검출하는 가속페달검출부;

   주행차속과 가속페달의 변위를 분석하여 정속구간에 가속구간으로 전환됨이 검출되면 구배도의 변화율 및 절대 변화량을 분석하여 트레일러의 장착여부를 판정하는 제어부;

   상기 제어부의 제어신호에 따라 해방측 마찰요소와 결합측 마찰요소를 작동시켜 목표 변속단을 결합시키는 액추에이터;

   를 포함하는 자동변속기의 변속 제어장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 제어부는 차속 변화를 단위 시간으로 분석하여 가속도를 검출하고, 가속도와 가속페달의 변위 및 유지시간을 분석하여 정속 주행여부를 판정하는 자동변속기의 변속 제어장치.
3. 제1항에 있어서,

   상기 제어부는 가감속에 따른 출력토크로부터 구배도 변화율 및 구배도 절대 변화량을 추출하고, 가속페달의 변화율과 가속페달의 절대 변화량, 가속도를 분석하여 트레일러의 장착 여부를 판정하는 자동변속기의 변속 제어장치.
4. 제1항에 있어서,

   상기 제어부는 트레일러 장착이 판단되면 일반 변속패턴보다 업 시프트 라인을 뒤로 이동시킨 트레일러용 변속패턴을 적용하여 구동력이 확보되는 저속 변속단의 주행을 제어하는 자동변속기의 변속 제어장치.
5. 차속에서 추출되는 가속도와 가속페달의 변위를 분석하여 정속주행을 판정하는 과정;

   정속주행 상태에서 가속페달의 변화율과 절대 변화량, 가속도, 구배도 변화율, 구배도 절대 변화량을 분석하여 트레일러 장착여부를 판정하는 과정;

   트레일러 장착이 판정되면 트레일러용 변속패턴을 적용하여 구동력이 확보되는 저속 변속단을 결합하는 과정;

   을 포함하는 자동변속기의 변속 제어방법.
6. 제5항에 있어서,

   상기 정속주행의 판정은 가속도가 기준속도의 범위에 포함되고 가속페달의 변위가 기준 범위에 포함되는 상태가 설정된 일정시간 유지되는 조건으로 설정되는 자동변속기의 변속 제어방법.
7. 제5항에 있어서,

   상기 트레일러 장착 판정은 가속페달의 변위와 절대 변화량이 일정량 이상이고, 가속도가 설정된 기준속도를 초과한 상태이며 구배도 변화율 및 절대 변화량이 기준치를 초과한 조건으로 설정되는 자동변속기의 변속 제어방법.
8. 제5항에 있어서,

   상기 트레일러용 변속패턴은 일반 변속패턴보다 업 시프트 라인을 뒤로 이동되어 설정되는 자동변속기의 변속 제어방법.

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