KR20150027936A - 차량용 변속기의 변속 제어방법 - Google Patents

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Abstract

TCU에서 엔진의 회전수를 검출하는 센서로부터 엔진의 회전수를 입력받고, 입력된 엔진의 회전수에 따라 변속 여부를 결정하는 변속결정단계; 상기 변속결정단계에서 변속이 결정되면 TCU가 ECU에 명령하여 연소실에 공급되는 연료를 차단하고, 엔진과 변속기를 연결하는 클러치를 해제하도록 하는 ECU제어단계; 상기 ECU제어단계에서 ECU에 입력된 명령에 따라 수행한 후, 엔진 실린더의 압력 변화를 모니터링하여 엔진브레이크가 작동되도록 하는 엔진브레이크 작동단계; 및 상기 엔진브레이크 작동단계를 수행한 후, 엔진의 회전수가 일정 이하로 감소되면 변속을 수행하는 변속단계;를 포함하는 차량용 변속기의 변속 제어방법이 소개된다.

Description

차량용 변속기의 변속 제어방법 {METHOD OF CONTROLLING SHIFT OF VEHICLE TRANSMISSION}

본 발명은 차량용 변속기 특히 자동변속기에 있어서, 변속단수를 제어하는 차량용 변속기의 변속 제어방법에 관한 것이다.

차량의 변속기 중 특히 자동변속기는 엔진 회전수가 동기 회전수에 이르는 것을 기다려 변속 동작이 실시된다. 특히 상용 차량에 사용중인 AMT(Auto Mated Transmission)의 경우 시동을 켜고 출발 후 최고 속도까지 도달하는데는 기어단수가 자동으로 변화되면서 소요되는 시간으로 인해 다소 시간이 소요된다.

일본 공개특허 공개번호 1999-105582 A의 "자동 변속기의 변속 제어 장치"에서는 적어도 시프트 업(Shift-Up) 시에 엔진의 회전수를 신속하게 저하시켜 변속 쇼크와 소음의 발생을 모두 억제하는 발명이 소개된다.

그러나, 상기와 같은 발명은 구조가 복잡하고 그에 따라 제어방법도 복잡하므로, 변속 시에 걸리는 시간을 단축하면서도 구조가 간단한 차량용 변속기의 변속 제어방법을 필요로 하는 것이다.

상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.

JP 10-1999-105582 A

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 변속 시에 걸리는 시간을 단축하면서도 구조가 간단한 차량용 변속기의 변속 제어방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 차량용 변속기의 변속 제어방법은 TCU에서 엔진의 회전수를 검출하는 센서로부터 엔진의 회전수를 입력받고, 입력된 엔진의 회전수에 따라 변속 여부를 결정하는 변속결정단계; 상기 변속결정단계에서 변속이 결정되면 TCU가 ECU에 명령하여 연소실에 공급되는 연료를 차단하고, 엔진과 변속기를 연결하는 클러치를 해제하도록 하는 ECU제어단계; 상기 ECU제어단계에서 ECU에 입력된 명령에 따라 수행한 후, 엔진 실린더의 압력 변화를 모니터링하여 엔진브레이크가 작동되도록 하는 엔진브레이크 작동단계; 및 상기 엔진브레이크 작동단계를 수행한 후, 엔진의 회전수가 일정 이하로 감소되면 변속을 수행하는 변속단계;를 포함한다.

상기 변속결정단계에서 사용되는 센서는 변속기에 마련되고, 엔진의 회전수를 감지하는 센서일 수 있다.

상기 변속결정단계에서는 상기 센서로부터 입력된 엔진의 회전수와 TCU에 저장된 소정의 변속 시 기준 회전수를 비교하여 엔진의 회전수가 기준 회전수 이상이면 변속을 수행하기 위한 단계를 수행할 수 있다.

상기 엔진브레이크 작동단계에서는 ECU가 엔진 실린더의 압력 변화를 모니터링하여 실린더 내부 압력의 변화가 발생하는 압축 행정의 실린더에 대하여 엔진브레이크가 작동될 수 있다.

상기 엔진브레이크 작동단계에서는 ECU가 변속에 필요한 회전수의 감소가 달성되도록 복수의 실린더에 순차적으로 반복하여 엔진 브레이크가 작동될 수 있다.

상기 변속단계에서 변속 완료 후, TCU가 ECU에 명령하여 엔진브레이크가 해제되도록 하는 엔진브레이크 해제단계;를 더 포함할 수 있다.

상술한 바와 같은 구조로 이루어진 차량용 변속기의 변속 제어방법에 따르면 별도의 추가적인 부품의 구성없이도 기존의 부품들만으로 변속 시 기존보다 빠른 엔진 회전수의 감소를 수행하여, 차량의 출발 시에 최고 속도까지 도달하는 시간을 단축시킴으로써 운전자가 느끼는 가속 성능을 개선하여 상품성을 향상하고, 브랜드의 이미지를 높일 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 변속기의 변속 제어방법을 도시한 순서도.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 차량용 변속기의 변속 제어방법에 대하여 살펴본다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 변속기의 변속 제어방법을 도시한 순서도이다.

본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 차량용 변속기의 변속 제어방법은 TCU(Transmission Control Unit)에서 엔진의 회전수를 검출하는 센서로부터 엔진의 회전수를 입력받고, 입력된 엔진의 회전수에 따라 변속 여부를 결정하는 변속결정단계(S100); 상기 변속결정단계(S100)에서 변속이 결정되면 TCU가 ECU(Engine Control Unit)에 명령하여 연소실에 공급되는 연료를 차단하고, 엔진과 변속기를 연결하는 클러치를 해제하도록 하는 ECU제어단계(S300); 상기 ECU제어단계(S300)에서 ECU에 입력된 명령에 따라 수행한 후, 엔진 실린더의 압력 변화를 모니터링하여 엔진브레이크가 작동되도록 하는 엔진브레이크 작동단계(S500); 및 상기 엔진브레이크 작동단계(S500)를 수행한 후, 엔진의 회전수가 일정 이하로 감소되면 변속을 수행하는 변속단계(S700);를 포함한다.

AMT(Auto Mated Transmission)에서 기어 변속은 엔진이 일정 회전수(RPM)에 도달하면 연료 공급을 중단하여 엔진 회전수가 일정 구간 아래로 떨어진 후에 다음 단수로 변속이 가능해진다. 따라서, 엔진 회전수가 증가하는 상황에서도 변속을 위해서는 엔진의 회전수를 일정 이하로 감소시켜야 하는 것이다. 이 때, 엔진의 회전수를 일정 이하로 감소시키는데 걸리는 시간에 의해 변속에 걸리는 시간이 결정되게 되므로 얼마나 빨리 엔진의 회전수를 감소시키냐가 중요하게 된다.

따라서, 본 발명에서는 기존의 엔진 회전수를 감소시키는 방법에 엔진브레이크를 적용하여 엔진의 회전수를 보다 빠르게 감소시키는 것으로써, 여기서 엔진브레이크란 엔진의 피스톤이 압축 상사점에 도달하기 전에 연소실의 배기 밸브를 미리 열어줌으로써 실린더 내부에 압축된 공기를 배기 가스로 배출시켜 엔진의 회전수(RPM)를 줄이는 차량의 보조브레이크의 일종이다.

먼저 차량에서는 운전자가 주행하는 동안 TCU에서 엔진의 회전수를 검출하는 센서로부터 엔진의 회전수를 지속적으로 입력받고, 입력된 엔진의 회전수에 따라 변속 여부를 결정하는 변속결정단계(S100)를 수행한다.

상기 변속결정단계(S100)에서는 변속기에 마련된 엔진의 회전수 또는 경우에 따라서는 변속기의 회전수를 감지하는 센서(예를 들어, 변속기 회전수 센서)를 통하여 엔진의 회전수를 감지하여 TCU에 전송하게 된다. 물론, 여기서 센서가 부착되는 위치와 엔진의 회전수를 감지하거나 혹은 변속기의 회전수를 감지하는 것은 설계와 차량의 환경에 따라 얼마든지 변경 가능한 내용으로 특정하게 한정하는 것은 아니다.

또한, 상기 변속결정단계(S100)에서는 상기 센서로부터 입력된 엔진의 회전수와 TCU에 저장된 소정의 변속 시 기준 회전수를 비교하여 엔진의 회전수가 기준 회전수 이상이면 변속을 수행하기 위해 ECU제어단계(S300)를 수행하게 된다.

상기 ECU제어단계(S300)는 상기 변속결정단계(S100)에서 변속이 결정되면 TCU가 CAN통신으로 ECU에 명령하여 연소실에 공급되는 연료를 차단(연료 CUT)하고, 엔진과 변속기를 연결하는 클러치를 해제하도록 하는 단계로써, 현재의 상태에서 엔진의 회전수가 추가적으로 상승하지 못하도록 엔진으로 공급되는 연료를 차단하고, 엔진과 변속기가 맞물리도록 하는 클러치를 해제하여 엔진의 동력이 변속기에 전달되지 않도록 하는 것이다.

상기 ECU제어단계(S300)에서 ECU에 입력된 명령에 따라 수행하여 엔진의 회전수가 변속기에 입력되지 않도록 한 후, 엔진의 회전수를 낮추기 위해 엔진브레이크를 작동시키게 되는데, 엔진브레이크를 작동시키기 위해서 ECU는 엔진 실린더의 압력 변화를 모니터링하여 실린더 내부 압력의 변화가 발생하는 압축 행정의 실린더에 대하여 엔진브레이크가 작동되도록 제어하는 엔진브레이크 작동단계(S500)를 수행한다.

실린더 압력을 모니터링하는 이유는 엔진이 회전하는 것에 대해 부하를 걸어 회전수를 감소시켜야하기 때문에 엔진브레이크를 동작시켜야 하는데, 엔진브레이크는 상기한 바와 같이, 피스톤의 압축 행정일 때 상사점에 도달하기 전에 배기밸브를 열어 정상적인 압축행정을 저지하여 출력을 감소시키는 것으로써, ECU는 압축에서 폭발로 진행중인 실린더에 대하여 배기밸브를 열어줌으로써 엔진브레이크를 동작시키게 된다.

변속기가 업 시프팅되는 단수에 따라서 감소해야하는 엔진의 회전수의 양에 따라 차량 엔진의 실린더를 모두 사용하거나 일부만 사용할 수 있으므로, 상기 엔진브레이크 작동단계(S500)에서는 ECU가 변속에 필요한 회전수의 감소가 달성되도록 하나 혹은 복수의 실린더에 순차적으로 실린더의 압력을 모니터링 하고 엔진브레이크를 작동시키는 것을 반복하여 엔진의 회전수가 필요한 회전수만큼 감소되도록 한다.

상기 엔진브레이크 작동단계(S500)를 수행한 후, 엔진의 회전수가 일정 이하로 감소되면 실질적으로 변속을 수행하는 변속단계(S700)를 수행하고, 변속을 완료하게 된다.

또한, 변속 완료 후에는 더 이상 엔진 회전수의 감소가 필요하지 않기 때문에 TCU가 ECU에 명령하여 엔진브레이크가 해제되도록 하는 엔진브레이크 해제단계(S900)를 수행하게 된다.

실제로 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 변속기의 변속 제어방법을 테스트한 결과를 아래의 표에 표시하였다.

Figure pat00001

상기에 도시한 표에서 보면, 5단에서 7단 변속 시 엔진브레이크를 활용하지 않았을 때는 1.5초의 시간이 필요했으나, 엔진브레이크를 활용하였을 때는 1.2초의 시간만이 필요하여 21%의 개선효과를 나타내었다.

또한, 발진가속 시간을 살펴보면, 엔진브레이크를 활용하지 않았을 때는 24초의 시간이 필요했으나, 엔진브레이크를 활용했을 때는 22.3초의 시간이 필요하여 7%가 개선되는 효과를 볼 수 있으며 이러한 내용은 아래의 표에 도시하였다.

Figure pat00002

따라서, 상기와 같은 차량용 변속기의 변속 제어방법은 별도의 추가적인 부품의 구성없이도 기존의 부품들만으로 변속 시 기존보다 빠른 엔진 회전수의 감소를 수행하여, 차량의 출발 시에 최고 속도까지 도달하는 시간을 단축시킴으로써 운전자가 느끼는 가속 성능을 개선하여 상품성을 향상하고, 브랜드의 이미지를 높일 수 있는 장점이 있다.

본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.

S100 : 변속결정단계 S300 : ECU제어단계
S500 : 엔진브레이크 작동단계 S700 : 변속단계
S900 : 엔진브레이크 해제단계

Claims (6)

  1. TCU에서 엔진의 회전수를 검출하는 센서로부터 엔진의 회전수를 입력받고, 입력된 엔진의 회전수에 따라 변속 여부를 결정하는 변속결정단계;
    상기 변속결정단계에서 변속이 결정되면 TCU가 ECU에 명령하여 연소실에 공급되는 연료를 차단하고, 엔진과 변속기를 연결하는 클러치를 해제하도록 하는 ECU제어단계;
    상기 ECU제어단계에서 ECU에 입력된 명령에 따라 수행한 후, 엔진 실린더의 압력 변화를 모니터링하여 엔진브레이크가 작동되도록 하는 엔진브레이크 작동단계; 및
    상기 엔진브레이크 작동단계를 수행한 후, 엔진의 회전수가 일정 이하로 감소되면 변속을 수행하는 변속단계;를 포함하는 차량용 변속기의 변속 제어방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 변속결정단계에서 사용되는 센서는 변속기에 마련되고, 엔진의 회전수를 감지하는 센서인 것을 특징으로 하는 차량용 변속기의 변속 제어방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 변속결정단계에서는 상기 센서로부터 입력된 엔진의 회전수와 TCU에 저장된 소정의 변속 시 기준 회전수를 비교하여 엔진의 회전수가 기준 회전수 이상이면 변속을 수행하기 위한 단계를 수행수행 것을 특징으로 하는 차량용 변속기의 변속 제어방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 엔진브레이크 작동단계에서는 ECU가 엔진 실린더의 압력 변화를 모니터링하여 실린더 내부 압력의 변화가 발생하는 압축 행정의 실린더에 대하여 엔진브레이크가 작동되도록 하는 것을 특징으로 하는 차량용 변속기의 변속 제어방법.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 엔진브레이크 작동단계에서는 ECU가 변속에 필요한 회전수의 감소가 달성되도록 복수의 실린더에 순차적으로 반복하여 엔진 브레이크가 작동되도록 하는 것을 특징으로 하는 차량용 변속기의 변속 제어방법.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 변속단계에서 변속 완료 후, TCU가 ECU에 명령하여 엔진브레이크가 해제되도록 하는 엔진브레이크 해제단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 변속기의 변속 제어방법.
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