KR20130030009A - 자동 변속기의 유압 제어 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에서는 엔진이 안정된 상태에서 학습을 개시하고, 학습을 개시하면, 엔진 목표 속도와 터빈 최대 속도 간의 차이값에 따라 유압 학습맵을 구성하고, 구성된 학습맵에 따라 유압량을 보정한다. 이렇게 함으로써, 차량의 아이들 스타트 모드 시(차량 재시동 시), 클러치 유압 제어 거동 변화에 따른 자동 변속기 유닛의 마모를 방지하고, 또한 차량 재시동으로부터 발생할 수 있는 운전자 운전 불쾌감을 방지할 수 있다.

Description

자동 변속기의 유압 제어 방법{method for controlling pressure of automatic transmission}

본 발명은 자동 변속기의 유압 제어 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 아이들 스톱 & 스타트 모드가 적용된 자동 변속기 차량에서의 유압 제어 방법에 관한 것이다.

일반적으로 자동 변속기가 장착되어 있는 자동차는, 자동차의 주행 속도와 스로틀 밸브 개도량에 따라 설정되어 있는 변속 범위 안에서 유압을 제어하여 변속기어를 목표 변속단으로 자동 변속시켜 동작할 수 있도록 한다. 따라서 상기와 같이 유압에 따라 동작 상태가 제어되는 자동 변속기가 장착된 자동차는, 해당하는 변속 기어의 동작 상태를 가변시키기 위해 엔진과의 동력을 차단시키는 클러치 페달(clutch pedal)의 동작이 필요치 않으므로 운전자의 운전 피로를 경감시킬 수 있고, 주행중 운전자의 오동작이나 운전미숙 등으로 인한 엔진 스톨(engine stall)이 발생하지 않으므로 초보자일 경우에도 운전 동작을 용이하게 할 수 있다.

상기의 자동 변속기는 토크 컨버터(torque converter)가 엔진(engine)의 회전동력을 변화시키고, 자동차의 운행 상태에 따라 변속 제어 장치에서 인가되는 제어 신호에 의해 솔레노이드 밸브가 제어되어 해당 마찰 요소가 동작할 수 있도록 유압회로를 형성하여 자동 변속 동작을 실행한다.

따라서 상기의 자동 변속기는 운전자의 변속 레버 선택 위치와 차속, 스로틀 밸브의 개도량에 따라 해당되는 제어신호를 출력하고, 상기에 출력된 신호에 의해 해당 솔레노이드 밸브가 구동되어 유압회로의 밸브 포트 변환을 이루고, 그에 따라 오일 펌프로부터 공급되는 유압에 의해 변속기어 메카니즘의 기어단 중 어느 하나의 변속단을 선택하기 위한 작동 마찰 요소의 동작 상태를 제어한다.

클러치와 브레이크로 이루어져 있는 상기의 마찰 요소는 마찰요소의 선택적인 동작에 따라 유성 기어 장치의 작동상태가 전환되어, 적절한 변속비로 가변 된 후 드라이브 기어로 전달된다.

상기 드라이브 기어로 가변 된 동력이 전달되면, 상기의 가변 된 동력은 상기 드라이브 기어와 차차 결합한 드리븐 기어에 의해 종감속 기어와 치차 결합된 종동 기어로 전달되어, 바퀴의 회전 동작을 제어하여 안정된 주행상태를 이룬다.

한편, 최근에는 상기와 같은 자동 변속기에 아이들 스톱 스타트 기능이 적용된 차량이 개발된바 있다.

아이들 스톱 스타트 기능은 연비 개선을 위해 개발된 시스템으로, 차량이 정차 후 수초 후에 자동으로 엔진을 정지시키고 운전자의 주행의지가 감지되면 자동적으로 이그니션 키의 조작 없이 시동하는 시스템이다. 즉, 차량의 아이들 스톱 스타트 기능은 차량의 주행 중 운전자의 브레이크 페달 구동에 따라 차량의 정지가 검출되면 엔진의 시동을 오프시키고, 브레이크 페달의 구동이 해제되면 다시 엔지의 시동을 걸어주도록 하는 기능이다.

이러한 아이들 스톱 스타트 기능이 적용된 차량은 주행 중 신호대기를 위해 정차 중이거나 주행과 정지를 반복하는 차량의 서행상황에서 엔진이 아이들(공회전) 상태에 있게 되면, 시동을 껐다가 운전자의 재출발 의지가 감지될 때 스타트 모터를 이용해 엔진을 재시동시킴으로써 불필요한 공회전에 의한 연비손실을 막을 수 있다.

그런데 아이들 스톱에서 스타트 구동시(또는 재시동 시), 상기 자동 변속기의 클러치 체결을 위한 유압 제어 과정에서, 차량 노후화나 차량 환경에 따른 유압 제어 거동 변화를 반영하지 못하고 있다. 즉, 차량 노후화나 차량 환경에 따른 엔진의 목표 속도와 토크 컨버터의 터빈 속도 간의 차이에 따른 유압 제어 거동 변화가 아이들 스타트 구동 모드에서 반영되고 있지 못하고 있다.

따라서, 아이들 스타트 모드(차량 재시동 시)에서, 클러치 유압 제어 변화에 따른 자동 변속기 유닛의 마모가 악화되고, 또한 아이들 스타트 모드(차량 재시동 시)에서 발생하는 운전자의 운전 불괘감을 유발한다.

따라서, 본 발명의 목적은 자동 변속기 차량에 있어서 아이들 스톱 이후, 차량 재시동 시, 자동 변속기의 클러치 체결을 위한 유압 제어에 있어서, 노후화나 차량 환경에 따른 유압 거동 변화를 차량 재시동시 엔진의 목표 속도와 토크 컨버터의 터빈 속도 차로 검출한 후, 이를 학습한 후, 학습된 유압 데이터에 따른 자동 변속기의 유압 제어 방법을 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 자동 변속기의 유압 제어 방법은, 차량의 자동 변속기의 클러치 체결을 위한 유압을 제어하는 과정에서 일어나는 노후화나 차량 환경에 따른 유압 거동 변화를 반영한 자동 변속기의 유압을 제어하는 방법에서, 차량의 아이들 스타트 모드(idle start mode)에서, 상기 아이들 스타트 모드에서 설정된 목표 엔진 속도값과 토크 컨버터의 실측 터빈 최대 속도값을 검출하는 단계와, 상기 목표 엔진 속도값과 실측 터빈 최대 속도값의 차이값에 기초하여 상기 유압 거동 변화에 따른 유압 데이터를 학습하는 단계와, 상기 학습된 유압 데이터를 유압 학습맵으로 구성하는 단계와, 구성된 상기 유압 학습맵을 참조하여 상기 아이들 스타트 모드에서 자동 변속기의 유압을 제어하는 단계를 포함한다.

본 발명에 의하면, 엔진이 안정된 상태에서 학습을 개시하고, 학습을 개시하면, 엔진 목표 속도와 터빈 최대 속도 간의 차이값에 따라 유압 학습맵을 구성하고, 구성된 학습맵에 따라 유압량을 보정한다. 이렇게 함으로써, 차량의 아이들 스타트 모드 시(차량 재시동 시), 클러치 유압 제어 거동 변화에 따른 자동 변속기 유닛의 마모를 방지하고, 또한 차량 재시동으로부터 발생할 수 있는 운전자의 운전 불쾌감을 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 아이들 스타트 모드에서의 자동 변속기의 변속 제어 장치의 구성 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 자동 변속기의 유압 제어 방법을 나타내는 순서도이다.
도 3은 아이들 스톱 모드와 아이들 스타트 모드 별 유압 그래프와 상기 아이들 스타트 모드를 나타내는 구간에서 목표 엔진 속도값과 터빈 최대 속도값을 비교한 비교 그래프를 함깨 도시한 그래프이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 대해 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 아이들 스타트 모드에서의 자동 변속기의 변속 제어 장치의 구성 블록도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 아이들 스타트 모드에서의 자동 변속기의 변속 제어 장치(100)는 차량 주행 상태 감지부(110), 자동 변속기 제어기(120: TCU), 전자 제어 유닛(130: ECU) 및 솔레노이드 밸브(140)을 포함한다.

차량 주행 상태 감지부(110)는 차량의 주행 상태에 따라 차량의 상태가 가변되어 출력되는 신호를 인가받아 해당 전기 신호를 출력하는 구성으로서, 오일 온도 감지부(111), 쓰로틀 밸브 개도량 감지부(112), 차속 감지부(113), 기어체결 감지부(114), 터빈 회전수 감지부(115) 및 엔진 회전수 감지부(116)를 포함한다.

오일 온도 감지부(111)는 자동 변속기에서 사용되는 오일의 온도를 감지하는 구성으로서, 온도 센서로 구현될 수 있다. 자동 변속기에서 사용되는 오일은 온도에 따라 그 점성도가 달라지는 물질로서, 변속감을 결정하는 중요한 변수 역할을 하게 된다. 따라서, 아래에서 상세히 설명되는 유압 데이터를 학습하는 과정에서 학습 조건으로 고려된다. 쓰로틀 밸브 개도량 감지부(112)는 브레이크 페달의 동작 상태와 연동하여 개폐상태가 가변되는 쓰로틀 밸브의 개도 정도를 감지하여 해당 신호를 출력한다. 차속 감지부(113)는 차량이 주행 속도를 감지하여 해당 신호를 출력한다. 기어 체결 감지부(114)는 기어 체결 상태를 감지하는 구성으로서, 기어 체결 여부 예컨대, 주행 모드 또는 후진 모드와 같이 기어 체결상태를 감지하여 해당 신호를 출력한다. 터빈축 회전수 감지부(115)는 자동 변속기의 입력축과 연결되어 있는 토오크 컨버터의 터빈축의 회전 속도를 감지하여 해당 신호를 출력한다. 엔진 회전수 감지부(116)는 엔진의 동작 상태에 따라 가변되는 크랭크축의 회전속도를 검출하여 해당하는 신호를 출력한다.

자동 변속기 제어기(120: TCU)는 자동 변속기의 클러치 체결을 위한 유압을 제어하는 구성으로서, 차량 노후화나 차량 환경에 따른 유압 거동 변화를 반영하여 유압을 제어하는 유압 제어 신호를 생성한다.

구체적으로 자동 변속기 제어기(120)는 전자 제어 유닛(130)으로부터 아이들 스톱 스타트 모드 정보에 기초하여 차량이 현재 모드를 판독하고, 아이들 스타트 모드인 경우, 목표 엔진 속도값과 토크 컨버터의 실측 터빈 최대 속도값 간의 차이값을 계산하고, 계산된 차이값을 이용하여 유압 학습맵을 구성한다. 이후, 자동 변속기 제어기(120)는 구성한 유압 학습맵을 참조하여, 아이들 스타트 모드에서 자동 변속기의 유압을 제어하는 유압 제어 신호를 생성하여 솔레노이드 밸브(140)로 전달한다.

솔레노이드 밸브(140)는 자동 변속기 제어기에 의해 학습된 유압 제어 신호에 따라 밸브의 개폐제어를 통해 자동 변속기의 유압을 제어한다.

이하, 상기한 구성들(110, 120, 130 및 140)을 포함하는 자동 변속기의 변속 제어 장치의 제어 방법을 설명하는 도 2 및 도 3을 참조하여 더욱 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 자동 변속기의 유압 제어 방법을 나타내는 순서도이고, 도 3은 아이들 스톱 모드와 아이들 스타트 모드 별 유압 그래프와 상기 아이들 스타트 모드를 나타내는 구간에서 목표 엔진 속도값과 터빈 최대 속도값을 비교한 비교 그래프를 함깨 도시한 그래프이다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 자동 변속기 제어기가 전자 제어 유닛으로부터 전달되는 아이들 상태 모드 정보에 판독하여 현재 차량이 아이들 스타트 모드로 활성화되었는지를 판단한다(S211).

아이들 스타트 모드가 활성화된 경우, 즉, 차량의 재시동 시, 엔진의 현재 상태가 기설정된 유압 학습 조건을 만족하는지 판단하는 과정이 수행된다(S213). 이 단계(S213)는 엔진이 안정된 상태에서 유압 학습을 시작하고자 하는 것으로서, 이는 신뢰성 높은 유압 학습을 위해 수행되는 단계이다. 구체적으로, 엔진 상태가 유압 학습 조건을 만족하는지 판단하는 조건은 자동 변속기의 오일 온도가 기설정된 범위에 포함되는지를 판단하는 제1 조건, 쓰로틀 밸브의 개도값이 기준 개도값 미만인지를 판단하는 제2 조건, 차량의 속도값이 기준 속도값 미만인지를 판단하는 제3 조건, 기어 체결 여부를 판단하는 제4 조건 및 상기 목표 엔진 속도값이 기설정된 범위에 포함되는지를 판단하는 제5 조건을 포함한다. 제1 조건에서, 기설정된 범위는 최소 온도값, 최대 온도값 및 최소 온도값과 최대 온도값 사이에 존재하는 중간값들을 포함한다. 그리고 제5 조건에서 상기 목표 엔진 속도값은 운전자의 의지가 반영된 속도값이 아니라 전자 제어 유닛이 아이들 스타트 모드에서 설정한 차량의 목표 엔진 속도값임을 유의하여야 한다. 상기한 제1 내지 제5 조건을 모두 만족하면, 차량의 현재 엔진 상태가 유압 학습 개시를 위한 안정된 상태에 있는 것으로 판단하고, 자동 변속기 제어기에 의한 유압 학습 과정이 개시된다.

본 발명의 일실시예에 따른 유압 학습 과정에서는, 먼저, 차량의 아이들 스타트 모드(idle start mode)에서, 상기 아이들 스타트 모드에서 설정된 목표 엔진 속도값과 토크 컨버터의 실측 터빈 최대 속도값이 검출된다(S215). 여기서, 검출된 목표 엔진 속도값은 도 3에 도시된 바와 같이, 엔진 회전수가 최대치까지 상승하는 제1 구간(①)과 상기 엔진 최대 회전수에서 목표 엔진 회전수로 하강하는 제2 구간(②) 및 상기 목표 엔진 회전수를 유지하는 제3 구간(③)으로 이루어진 엔진 회전 구간에서, 상기 제3 구간(③)의 상기 목표 엔진 회전수에 대응하는 값인 것임을 유의해야 한다.

이어, 검출된 상기 목표 엔진 속도값과 실제 측정된 터빈 최대 속도값의 차이값(Slip diff)이 계산된다(S217).

이어, 상기 차이값(Slip diff)이 최대 기준값(MAX_th) 및 최소 기준값(MIN_th)과 각각 비교하는 과정이 수행된다(S219, S223).

상기 차이값(Slip diff)과 최대 기준값(MAX_th)을 비교한 결과, 상기 차이값(Slip diff)이 상기 최대 기준값(MAX_th)을 초과하는 경우(S219), 상기 아이들 스타트 모드에서 설정된 유압값을 일정 수치만큼 감산하는 감산 과정이 수행된다(S221).

상기 차이값(Slip diff)과 최소 기준값(MIN_th)을 비교한 결과, 상기 차이값(Slip diff)이 상기 최소 기준값(MIN_th) 미만인 경우, 상기 아이들 스타트 모드에서 설정된 상기 유압값을 일정 수치만큼 가산하는 가산 과정이 수행된다(S225).

상기 과정들(S221, S225)에 의해 각각 수행된 감산된 유압값과 가산된 유압값은 학습된 유압 데이터로서 자동 변속기 제어기(TCU)의 내부에 구비된 메모리에 유압 학습 맵 형태로 저장된다(S227).

이후, 자동 변속기 제어기(TCU)는 유압 학습 맵을 참조하여 아이들 스타트 모드에서 자동 변속기의 유압을 제어하는 유압 제어 신호를 솔레노이드 밸브로 전달하고, 솔레노이드 밸브는 전달받은 유압 제어 신호에 따라 학습된 유압 데이터에 기초하여 아이들 스타트 모드에서 밸브 개폐를 통한 유압을 제어하게 된다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에서는 엔진이 안정된 상태에서 학습을 개시하고, 학습을 개시하면, 엔진 목표 속도와 터빈 최대 속도 간의 차이값에 따라 유압 학습맵을 구성하고, 구성된 학습맵에 따라 유압량을 보정한다. 이렇게 함으로써, 차량의 아이들 스타트 모드 시(차량 재시동 시), 클러치 유압 제어 거동 변화에 따른 자동 변속기 유닛의 마모를 방지하고, 또한 차량 재시동으로부터 발생할 수 있는 운전자의 운전 불쾌감을 방지할 수 있다.

Claims (6)

1. 차량의 자동 변속기의 클러치 체결을 위한 유압을 제어하는 과정에서 일어나는 노후화나 차량 환경에 따른 유압 거동 변화를 반영한 자동 변속기의 유압을 제어하는 방법에 있어서,
   차량의 아이들 스타트 모드(idle start mode)에서, 상기 아이들 스타트 모드에서 설정된 목표 엔진 속도값과 토크 컨버터의 실측 터빈 최대 속도값을 검출하는 단계;
   상기 목표 엔진 속도값과 실측 터빈 최대 속도값의 차이값에 기초하여 상기 유압 거동 변화에 따른 유압 데이터를 학습하는 단계;
   상기 학습된 유압 데이터를 유압 학습맵으로 구성하는 단계;
   구성된 상기 유압 학습맵을 참조하여 상기 아이들 스타트 모드에서 자동 변속기의 유압을 제어하는 단계;
   를 포함하는 자동 변속기의 유압을 제어하는 방법.
   
2. 제1항에 있어서, 상기 아이들 스타트 모드는,
   엔진 회전수가 최대치까지 상승하는 제1 구간과 상기 엔진 최대 회전수에서 목표 엔진 회전수로 하강하는 제2 구간 및 상기 목표 엔진 회전수를 유지하는 제3 구간으로 이루어진 엔진 회전 구간을 가지며,
   상기 목표 엔진 속도값은,
   상기 제3 구간의 상기 목표 엔진 회전수에 대응하는 값인 것인 자동 변속기의 유압을 제어하는 방법.
   
3. 제1항에 있어서, 정확한 상기 유압 데이터를 학습하기 위해 상기 유압 데이터를 학습하는 단계 이전에,
   엔진 상태가 기설정된 학습 조건을 만족하는지를 판단하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 변속기의 유압을 제어하는 방법.
   
4. 제3항에 있어서, 상기 엔진 상태가 기설정된 학습 조건을 만족하는지를 판단하는 단계는,
   자동 변속기의 오일 온도가 기설정된 범위에 포함되는지를 판단하는 단계; 및
   쓰로틀 밸브의 개도값이 기준 개도값 미만인지를 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 변속기의 유압을 제어하는 방법.
   
5. 제4항에 있어서, 상기 엔진 상태가 기설정된 학습 조건을 만족하는지를 판단하는 단계는,
   차량의 속도값이 기준 속도값 미만인지를 판단하는 단계;
   기어 체결여부를 판단하는 단계; 및
   상기 목표 엔진 속도값이 기설정된 범위에 포함되는지를 판단하는 단계
   를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 변속기의 유압을 제어하는 방법.
   
6. 제1항에 있어서, 상기 목표 엔진 속도값과 실측 터빈 최대 속도값의 차이값에 기초하여 상기 유압 거동 변화에 따른 상기 유압 데이터를 학습하는 단계는,
   상기 차이값을 최대 기준값과 최소 기준값과 각각 비교하는 단계;
   상기 차이값이 상기 최대 기준값을 초과하는 경우, 상기 아이들 스타트 모드에서 설정된 유압값을 일정 수치만큼 감산하고, 상기 차이값이 상기 최소 기준값 미만인 경우, 상기 유압값을 일정 수치만큼 가산하는 단계; 및
   상기 감산된 유압값과 상기 가산된 유압값을 상기 학습된 유압 데이터로서 학습하는 단계
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 변속기의 유압을 제어하는 방법.
   
   
   

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