KR20100088801A - 자동차의 변속 제어 방법 - Google Patents

Abstract

자동차의 변속 제어 방법이 개시되어 있다. 이러한 본 발명은, 운전자의 가속 의지에 따라 반영된 쓰로틀 밸브 개도값 및 유온 정보를 근거로 제1 다운 쉬프트 및 제2 다운 쉬프트 변속을 순차 연속 요청되었는 지를 판단하는 제1 단계; 및 상기 판단 결과 상기 제1 다운 쉬프트 및 제2 다운 쉬프트 변속을 순차 연속 요청된 경우 상기 제1 다운 쉬프트 변속에서 해방되고 제2 다운 쉬프트 변속에서 직결되는 해방측 제1 클러치의 작동 유압을 미리 정해진 소정치로 유지하고, 상기 제1 다운 쉬프트 변속 및 제2 다운 쉬프트 변속에서 해방되는 해방측 제2 클러치의 자동 유압을 조기 해방하는 제2 단계를 포함하고, 본 발명에 의하면, 연속적으로 제1 다운 쉬프트 변속 과 제2 다운 쉬프트 변속이 순차 요청된 경우 제1 다운 쉬프트 변속의 변속 동기 시점 및 변속 완료 시점 구간을 최소로 줄임에 따라 해방측 제2 클러치의 작동 유압을 미리 줄이고, 이어 제1 다운 쉬프트 변속 과정에서 해방측 요소로 작동하나 제2 다운 쉬프트 변속 과정에 결합측 요소로 작동하는 해방측 제1 클러치의 작동 유압을 0%로 출력하지 아니하고 제3 소정치를 유지함에 따라 변속 시간을 최소로 줄일 수 있어 변속감 및 변속 품질을 향상시킬 수 있게 된다.

자동차, 댐퍼 클러치, 엔진 회전수, 터빈 회전수, 엔진 토오크

Description

자동차의 변속 제어 방법{METHOD FOR CONTROLLING TRANSMISSION OF VEHICLE}

본 발명은 연속 다운 쉬프트 변속 요청된 경우 변속 응답성을 향상시키고자 한 방안에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 변속 시간을 최소로 단축할 수 있는 자동차의 변속 제어 방법에 관한 것이다.

일반적으로 자동차에 적용되는 자동 변속기는 자동차의 주행 속도와 쓰로틀 밸브의 개도율 및 제반 검출 조건에 따라 변속 제어 장치(TCU)가 다수의 솔레노이드 밸브를 제어하여 유압을 제어함으로써 목표 변속 단의 변속기어가 동작되어 자동으로 변속이 이루어지게 것을 일컫는다.

즉, 운전자가 변속 선택 레버를 원하는 변속단으로 레인지 변환하면, 매뉴얼 밸브의 포트 변환이 이루어지면서 오일 펌프로부터 공급되는 유압을 솔레노이드 밸브의 듀티 제어에 따라 변속 기어의 메커니즘의 따라 작동 요소를 선택적으로 작동시켜 변속이 이루어진다.

따라서, 일반적인 자동 변속기는 엔진과 변속기 사이에 설치되는 토크 컨버터와, 이 토크 컨버터에 연결되어 있는 다단 변속 기어 메커니즘인 파워 트레인을 보유하고 있으며 차량의 주행 상태에 따라 파워 트레인의 작동 요소 중 어느 하나의 작동 요소를 선택적으로 작동시키기 위한 유압 제어 시스템을 갖추고 있다.

대개의 자동 변속기는 적어도 3개 이상의 단순 유성 기어 세트를 조합하여 요구되는 변속단을 얻을 수 있는 복합 유성 기어 세트와 다수의 마찰 부재로 이루어지는 파워 트레인과, 운전 조건에 따라 파워 트레인의 마찰 부재를 선택적으로 작동되게 하는 유압 제어 시스템을 포함하여 이루어진다.

최근에는 자동 변속의 성능을 향상시키기 위하여 연비 향상 및 엔진 구동력을 효율적인 이용으로 동력 성능을 향상시키기 위하여 최근에는 5속 자동 변속기가 사용되고 있다.

즉, 이러한 다수개의 작동 요소가 직결 또는 해방하면서 주행 속도가 제어된다.

예를 들어 4속에서 5속으로 업 시프트 변속 요구 시 35R Clutch(해방측 제1 클러치) 및 OD(해방측 제2 클러치)는 직결 유지되고, UD Clutch(결합측 댐퍼 클러치)는 해방된다.

이러한 점을 감안하여 본 발명의 기술적 배경을 살펴보면, 일반적인 4속 변속의 경우 주 변속부만 구성되어 있는 바 주 변속부만 제어하나, 주 변속부와 부 변속부를 보유하는 2축형 자동 변속기에 있어서도 전진 5속 변속의 경우에는 각각의 변속부를 독립적으로 제어하여야 5속 변속을 실현할 수 있게 된다.

이러한 5속 자동 변속기에서, 제1 다운 쉬프트(5-4) 및 제2 다운 쉬프트(4-3)로 순차 연속 변속 요구 시 도 1에 도시된 바와 같이, 제1 다운 쉬프트의 변속 완료 후 제2 다운 쉬프트 변속이 실행되므로 변속 요구에 대한 응답성이 길어지는 문제점이 있었다.

따라서 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 다수의 작동 요소를 가지는 변속 장치에서 운전자의 가속 의지에 따른 쓰로틀 밸브 개도율 및 유온 정보를 근거로 연속적으로 제1 다운 쉬프트 변속 과 제2 다운 쉬프트 변속이 순차 요청된 경우 제1 다운 쉬프트 변속 시 제2 다운 쉬프트 변속에서 해방되는 해방측 제2 클러치의 작동 유압을 미리 줄이고, 이어 제 다운 쉬프트 변속 과정에서 해방측 요소로 작동하나 제2 다운 쉬프트 변속 과정에 결합측 요소로 작동하는 해방측 제1 클러치의 작동 유압을 0%로 출력하지 아니하고 제3 소정치를 유지함에 따라 변속 시간을 최소로 줄일 수 있어 변속감 및 변속 품질을 향상시킬 수 있는 자동차의 변속 제어 방법을 제공하고자 함에 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 기술적 과제에 따라,

운전자의 가속 의지에 따라 반영된 쓰로틀 밸브 개도값 및 유온 정보를 근거로 제1 다운 쉬프트 및 제2 다운 쉬프트 변속을 순차 연속 요청되었는 지를 판단하는 제1 단계; 및

상기 판단 결과 상기 제1 다운 쉬프트 및 제2 다운 쉬프트 변속을 순차 연속 요청된 경우 상기 제1 다운 쉬프트 변속에서 해방되고 제2 다운 쉬프트 변속에서 직결되는 해방측 제1 클러치의 작동 유압을 미리 정해진 소정치로 유지하고, 상기 제1 다운 쉬프트 변속에서 직결되나 제2 다운 쉬프트 변속에서 해방하는 해방측 제2 클 러치의 작동 유압을 상기 제1 다운 쉬프트 변속 시 감소하는 제2 단계를 포함한다.

상기 제2 단계는,

상기 제1 다운 쉬프트 변속 중 초기 필 타임이 경과 후 변속 완료 시점까지 상기 결합측 클러치(UD clutch)의 작동 유압을 미리 정해진 제1 소정치를 유지한 후 제1 소정치 보다 낮은 제2 소정값으로 감소한 후 유지하고, 상기 해방측 제1 클러치(35R Damper clutch)의 작동 유압을 상기 제1 소정치 보다 낮은 듀티값인 제3 소정치로 감소한 후 서서히 감소하다가 증가하며, 상기 해방측 제2 클러치(OD clutch)의 작동 유압을 최대값으로 피드백 제어 중 상기 제1 클러치가 제2 소정치로 감소되는 시점에서 상기 제4 소정치로 감소한 후 유지하는 단계;

상기 제2 다운 쉬프트 변속 시 변속 개시 시점에서 변속 동기 시점 이전까지 상기 결합측 클러치의 작동 유압을 상기 최대값으로 증가한 후 유지하고, 상기 제1 클러치의 작동 유압을 기 설정된 제5 소정치로 증가한 후 서서히 증가하며, 상기 해방측 제2 클러치의 작동 유압을 피드백 제어에 따라 감소하는 단계; 및

상기 제2 다운 쉬프트 변속 시 변속 동기 시점에서부터 변속 완료 시점 동안

상기 결합측 클러치의 작동 유압을 최대값으로 유지하고, 해방측 제1 클러치의 작동 유압을 최대값으로 상승한 후 유지하며, 상기 해방측 제2 클러치의 작동 유압을 계속 감소하여 0%로 도달하는 단계를 포함한다.

본 발명에 따른 자동차의 변속 제어 방법은, 다수의 작동 요소를 가지는 변속 장치에서 운전자의 가속 의지에 따른 쓰로틀 밸브 개도율 및 유온 정보를 근거로 연속 적으로 제1 다운 쉬프트 변속 과 제2 다운 쉬프트 변속이 순차 요청된 경우 제1 다운 쉬프트 변속 시 직결된 후 제2 다운 쉬프트 변속에서 해지되는 해방측 제2 클러치의 작동 유압을 조기 줄이고, 이어 제1 다운 쉬프트 변속 과정에서 해방측 요소로 작동하나 제2 다운 쉬프트 변속 과정에 결합측 요소로 작동하는 해방측 제1 클러치의 작동 유압을 0%로 출력하지 아니하고 제3 소정치를 유지함에 따라 변속 시간을 최소로 줄일 수 있어 변속감 및 변속 품질을 향상시킬 수 있는 효과를 얻는다.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 첨부 도면 및 도면에 기재된 내용을 참조하여야 한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.

도 2는 본 발명의 구성을 보인 것으로, 본 발명에 따른 자동 변속기의 전반적인 작동을 제어하는 자동차는, 엔진 제어 감지부(11)를 형성하는 각종 센서로부터 현재 차량의 운행 정보가 ECU(13)로 입력되면, 상기 ECU(13)는 이들 정보를 미리 입력된 데이터와 비교 판단하여 엔진 제어 구동부(15)를 제어하여 엔진을 최적의 상태로 제어하게 된다.

또한, 상기 ECU(13)는, 변속 제어에 필요한 정보가 있으면, 변속 제어부(17: 이하 TCU)로 정보를 보내어 변속 제어가 이루어지도록 하는데, 이때 상기 TCU(17)는 상기 ECU(15)로부터 공급되는 정보와 변속 제어 감지부(19)로부터 입력되는 정보를 미리 저장된 데이터와 비교하여 변속 제어 구동부(21)를 제어함에 따라 최적의 상태로 변속 제어하게 된다.

상기의 엔진 제어 감지부(11)는, 공지에서와 같이 차속 센서, 크랭크 각 센서, 엔진 회전수 센서, 냉각수온 센서, 터빈 회전수 센서, 쓰로틀 밸브 개도 감지 센서 등의 엔진 제어에 필요한 모든 정보를 검출하는 것을 의미하며 변속 제어 감지부(19)는 입출력측 속도 센서, 유온 센서, 인히비터 스위치, 브레이크 스위치 등 변속 제어에 필요한 정보를 제공하는 센서들을 의미하며, 각 축의 속도차를 얻기 위해 입력 속도 센서, 부 변속축의 입력 속도 센서 및 출력 속도 센서를 포함하고 있다.

그리고, 상기 엔진 제어 구동부(15)는 엔진 제어를 위한 모든 구동부를 의미하며, 상기 변속 제어 구동부(21)는 자동 변속기의 유압 제어 수단에 적용되는 솔레노이드 밸브를 의미하는 것이다.

또한 상기 ECU(13)와 TCU(17) 간의 정보를 보냄에 있어 전용 버스 라인을 통해 데이터를 통신하는 CAN 통신을 들 수 있으며, 각 제어부에 상호 필요한 정보를 주고 받을 수 있고 추가 정보 필요 시 하드웨어 변경 없이 소프트웨어의 변경하여 대응 가능하다.

도 3은 본 발명에 의한 자동차의 변속 제어 과정을 보인 흐름도로서, 이하에서는 도 3을 참조하여 본 발명의 변속 제어 과정을 설명한다.

우선, 운전자의 가속 의지에 따라 반영된 ECU(13)로부터 제공된 쓰로틀 밸브 개도육 및 유온 정보를 받은 TCU(17)는 단계(101)를 통해 수신된 쓰로틀 밸브 개도율 및 유온 정보를 근거로 상기 제1 다운 쉬프트 및 제2 다운 쉬프트 변속을 순차 연속 요청되었는 지를 판단한다(단계 103).

상기 단계(103)의 판단 결과 상기 제1 다운 쉬프트 변속 및 제2 다운 쉬프트 변속이 순차 요청된 경우 상기 TCU(17)는 단계(105)를 통해 제1 다운 변속 시프트 변속 초기 필타임 경과 후 변속 개시 도달한 후 각각의 작동 요소(결합측 클러치(UD clutch), 해방측 제1 클러치(35R clutch), 및 해방측 제2 클러치(OD clutch)) 각각에 대한 작도 유압을 제어한다.

즉, 단계(107)를 통해 상기 결합측 클러치의 작동 유압은 미리 정해진 제1 소정치로 유지되다가 미리 정해진 제2 소정치로 감소한다.

또한, 상기 해방측 제1 클러치(35R clutch)의 작동 유압은 단계(109)를 통해 미리 정해진 제3 소정치로 감소한 후 서서히 증가한다.

한편, 상기 해방측 제2 클러치(OD clutch)의 작동 유압은 단계(111)로 통해 최대 듀티값으로 유지되어 직결된다.

이어 상기 TCU(17)의 단계(113)에서, 상기 해방측 제2 클러치의 작동 유압을 미리 정해진 제5 소정치로 감소한 후 유지한다.

그리고, 단계(115)에서, 제1 다운 쉬프트 변속이 완료되었는 지를 판단하고 상기 단계(115)의 판단 결과 제1 다운 쉬프트 변속 완료된 경우 단계(117)에서 제2 다운 시프트 변속 개시한다.

한편, 상기 TCU(17)의 단계(119)에서, 결합측 클러치의 작동 유압을 최대값으로 상승한 후 직결하고, 단계(121)에서 상기 해방측 제1 클러치의 작동 유압을 미리 정해진 제6 소정치로 증가한 후 서서히 증가하며, 단계(123)를 통해 해방측 제2 클러치의 작동 유압을 피드백 제어 후 서서히 감소한다.

이러한 상기 단계(119) 내지 단계(123)의 실행 후 상기 TCU(17)는 단계(125)를 통해 변속 동기 시점에 도달하였는 지를 판단하고 판단 결과 변속 동기 시점에 도달한 경우 단계(127)를 통해 결합측 클러치의 작동 유압을 최대 듀티값으로 공급하여 결합측 클러치는 직결된다.

또한, 단계(129)를 통해 해방측 제1 클러치의 작동 유압 역시 최대 듀티값으로 공급하여 해방측 제1 클러치는 직결되며, 단계(131)를 통해 해방측 제2 클러치의 작동 유압을 최소 듀티값으로 공급하여 상기 해방측 제2 클러치는 해방된다.

한편, 상기 TCU(17)는 단계(133)를 통해 제2 다운 쉬프트 변속 완료되었는 지를 판단하고 판단 결과 제2 다운 쉬프트 변속이 완료된 경우 본 프로그램을 종료한다.

상기와 같은 변속 제어 과정에 의한 변속 패턴은 도 4에 도시된 바와 같다.

자동차에서 연속 다운 쉬프트 변속 명령이 순차 수신되면, 제1 다운 쉬프트 변속 중인 경우 TCU(17)는 결합측 클러치의 작동 유압을 초기 필을 시작하여 일정 시간 경과 후 초기 필을 완료하면 미리 정해진 소정치로 감소한 후 일정 시간 유지하는 듀티를 출력한다.

이때 해방측 제1 클러치의 작동 유압은 미리 정해진 제3 소정치로 감소한 후 서서히 감소하는 듀티로 제어되고, 상기 해방측 제2 클러치의 작동 유압은 최대값의 듀 티로 직결이 유지된다.

이후 상기 TCU(17)는 제2 소정치로 감소한 후 유지하는 작동 유압의 듀티값을 결합측 클러치로 제공하고, 상기 제3 소정치로 감소하였다가 서서히 증가하여 제4 소정체 도달하는 작동 유압을 상기 해방측 제2 클러치로 제공하며, 상기 제5 소정치로 변속 완료 시점까지 유지되는 작동 유압의 듀티값을 상기 해방측 제2 클러치로 제공한다.

한편, 상기 제1 다운 쉬프트 변속이 완료되면 제2 다운 쉬프트 변속 개시 도달되면, 상기 TCU(17)는 결합측 클러치의 작동 유압을 최대값으로 상승하여 직결하기 위한 듀티값을 출력한다.

이어 상기 TCU(17)는 해방측 제1 클러치를 미리 정해진 제6 소정치로 증가한 후 서서히 증가하기 위한 작동 유압의 듀티값을 출력하고, 동시에 상기 해방측 제2 클러치를 계속 하강하기 위한 작동 유압의 듀티값을 출력한다.

또한, 상기 제2 다운 쉬프트 변속의 변속 동기 시점에 도달하게 되면, 상기 TCU(17)는 결합측 클러치를 최대값의 작동 유압으로 직결 상태를 유지하기 위한 듀티값을 출력한다.

또한, 상기 TCU(17)는 해방측 제1 클러치를 최대값의 작동 유압으로 직결하기 위한 듀티값을 출력하며, 동시에 상기 해방측 제2 클러치를 계속 하강하여 해방하기 위한 작동 유압의 듀티값을 출력한다.

이러한 TCU(17)의 각 작동 요소에 대한 작동 유압의 듀티 패턴에 따라 제1 다운 쉬프트 변속 시 제2 다운 쉬프트 변속에서 직결되는 해방측 제1 클러치의 작동 유압 을 미리 정해진 제5 소정치로 유지하고, 또한 제1 다운 쉬프트 변속 시 제2 다운 쉬프트 변속에서 해방되는 해방측 제2 클러치의 작동 유압을 조기에 낮춤으로서, 변속 시간을 단축할 수 있게 된다.

이와 같이 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자는 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징으로 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허 청구범위 의해 나타내어지며, 특허 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

도 1은 종래의 각 작동 요소의 작동 유압 듀티 패턴을 보인 도면이다.

도 2는 본 발명의 구성을 보인 도면이다.

도 3은 본 발명에 의한 자동차의 변속 제어 과정을 보인 흐름도이다.

도 4는 본 발명에서 각 작동 요소의 작동 유압 듀티 패턴을 보인 도면이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

11 : 엔진 제어 감지부

13 : ECU

15 : 엔진 제어 구동부

17 : TCU

19 : 변속 제어 감지부

21 : 변속 제어 구동부

Claims (2)

1. 운전자의 가속 의지에 따라 반영된 쓰로틀 밸브 개도값 및 유온 정보를 근거로 제1 다운 쉬프트 및 제2 다운 쉬프트 변속을 순차 연속 요청되었는 지를 판단하는 제1 단계; 및

   상기 판단 결과 상기 제1 다운 쉬프트 및 제2 다운 쉬프트 변속을 순차 연속 요청된 경우 상기 제1 다운 쉬프트 변속에서 해방되고 제2 다운 쉬프트 변속에서 직결되는 해방측 제1 클러치의 작동 유압을 미리 정해진 소정치로 유지하고, 상기 제1 다운 쉬프트 변속에서 직결되나 제2 다운 쉬프트 변속에서 해방하는 해방측 제2 클러치의 작동 유압을 상기 제1 다운 쉬프트 변속 시 감소하는 제2 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차의 변속 제어 방법.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 제2 단계는,

   상기 제1 다운 쉬프트 변속 중 초기 필 타임이 경과 후 변속 완료 시점까지 상기 결합측 클러치(UD clutch)의 작동 유압을 미리 정해진 제1 소정치를 유지한 후 제1 소정치 보다 낮은 제2 소정값으로 감소한 후 유지하고, 상기 해방측 제1 클러치(35R Damper clutch)의 작동 유압을 상기 제1 소정치 보다 낮은 듀티값인 제3 소정치로 감소한 후 서서히 감소하다가 증가하며, 상기 해방측 제2 클러치(OD clutch)의 작동 유압을 최대값으로 피드백 제어 중 상기 제1 클러치가 제2 소정치로 감소되는 시점에서 상기 제4 소정치로 감소한 후 유지하는 단계;

   상기 제2 다운 쉬프트 변속 시 변속 개시 시점에서 변속 동기 시점 이전까지 상기 결합측 클러치의 작동 유압을 상기 최대값으로 증가한 후 유지하고, 상기 제1 클러치의 작동 유압을 기 설정된 제5 소정치로 증가한 후 서서히 증가하며, 상기 해방측 제2 클러치의 작동 유압을 피드백 제어에 따라 감소하는 단계; 및

   상기 제2 다운 쉬프트 변속 시 변속 동기 시점에서부터 변속 완료 시점 동안

   상기 결합측 클러치의 작동 유압을 최대값으로 유지하고, 해방측 제1 클러치의 작동 유압을 최대값으로 상승한 후 유지하며, 상기 해방측 제2 클러치의 작동 유압을 계속 감소하여 0%로 도달하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차의 변속 제어 방법.

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