KR20160082140A - 파워상태 변경시 변속제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량의 가속을 중지하는 상태에서 변속되는 경우 급격한 유압의 변화를 방지하기 위하여 차량의 관성토크를 반영하여 유압을 제어하도록 한 파워상태 변경시 변속제어방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 파워상태 변경시 변속제어방법은, 엔진과 자동변속기를 포함한 파워트레인에서 엔진의 출력 토크를 자동변속기의 입력토크로 하여 상기 자동변속기를 제어하는 변속제어방법에 있어서, 차량의 파워트레인의 상태가 변경되는 지를 판단하는 파워상태 변경 판단단계(S110)와, 상기 파워트레인의 상태가 파워온(power on)에서 파워오프(power off)로 변경되면, 자동변속기로 입력되는 파워트레인의 관성토크가 작용하는 것을 반영하여 상기 자동변속기로 입력되는 토크를 획득하는 입력토크 획득단계(S120)와, 상기 입력토크 획득단계(S120)에 구해진 관성토크가 반영된 자동변속기의 입력토크가 상기 자동변속기로 입력되는 것으로 가정하여, 미리 정해진 시간동안 파원온 상태의 유압에서 파워오프상태의 유압으로 전환되도록, 변경된 유압으로 상기 자동변속기을 제어하는 유압제어단계(S140)를 포함한다.

Description

파워상태 변경시 변속제어방법{METHOD FOR SHIFTING IN AUTOMATIC TRANSMISSION OF VEHICLE DURING CHANGING POWER STATE}

본 발명은 차량에서 변속을 제어하는 차량의 변속제어방법에 관한것으로서, 더욱 상세하게는 차량의 가속을 중지하는 상태에서 변속되는 경우 급격한 유압의 변화를 방지하기 위하여 차량의 관성토크를 반영하여 유압을 제어하도록 한 파워상태 변경시 변속제어방법에 관한 것이다.

차량의 변속시에는 파워트레인의 상태에서 따라 변속제어방법을 선택한다.

예컨대, 차량의 가속페달이 조작되는 경우 또는 엔진으로부터 출력되는 토크가 정해진 값 이상이면 파워온(power on)으로 판단하고, 상기 가속페달이 조작되지 않거나, 엔진에서 출력되는 토크가 정해지 값보다 낮으면 파워오프(power off)로 판단하여, 파워 온/오프에 따라 변속제어방법이 서로 달라지게 된다.

도 1에 도시된 바와 같이, 운전자가 가속을 중지하여, 파워트레인의 파워 상태가 변경되는 경우(도 1의 A-A선 참조)에는 자동변속기의 제어에 사용되는 유압의 파형도 함께 변경(도 1의 B 참조)된다.

특히, 상기 유압의 제어는 엔진의 토크에 관한 맵을 사용하게 된다. 이는 상기 운전자가 가속페달을 조작에 따라 발생할 것으로 예상되는 엔진토크를 상기 유압의 제어에 이용하게 된다.

따라서, 운전자가 가속을 중지하면, TCU는 엔진의 토크가 도 1의 A-A선을 따라 급격히 떨어져 파워온에서 파워오프로 파워상태가 변경될 것으로 가정하고, 유압을 급격히 상승시켜 제어한다.

그러나, 운전자가 가속을 중지하여 파워온에서 파워오프로 변경되더라도, 엔진이 멈추는 것이 아니라 관성에 의해 구동하고 있다. 이와 같이, 상기 엔진이 구동중이면, 상기 엔진으로부터 출력되는 회전력에 의해 자동변속기의 토크컨버터에 설치된 터빈은 회전하고 있지만, 도 1의 B로 도시된 바와 같이, 터빈의 회전수가 급격히 상승하여 자동변속기의 제어가 불안정해진다.

또한, 차량의 파워상태가 변경되는 경우, 엔진이 관성에 의해 구동하고 터빈도 회전하고 있으나, 급격히 자동변속기를 제어하는 유압이 증가함에 따라 변속감, 승차감이 나빠지는 문제점도 있다.

한편, 이를 개선하기 위해, 파워상태가 변경되는 경우, 터빈스피드와 APS(Accelelator Posigion Sensor)에 따른 보상 듀티를 적용하거나, 유압의 변화속도에 제한을 두기도 한다.

그러나, 상기와 보상 듀티를 적용하는 경우에는 별도의 보정이 필요하고, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 일정시간(t) 동안 파워온 상태와 파워오프 상태의 유압파형 사이를 선형보간하여 유압 변화의 속도에 제한을 둘 수도 있으나, 이는 변속시간이 늘어나는 문제점이 있다.

한편, 하기의 선행기술문헌에는 '차량용 자동 변속기의 선택-충격 제어 시스템'에 관한 기술이 개시되어 있다.

KR 10-1998-086999A

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로서, 운전자가 가속페달의 조작을 중지하거나 엔진에서 출력되는 토크가 설정된 값 이하로 낮아져 파워가 변경되는 경우에 엔진의 회전에 따른 관성토크를 반영하여 유압을 제어함으로써 변속감이 나빠지는 것을 방지할 수 있는 파워상태 변경시 변속제어방법을 제공하는데 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 파워상태 변경시 변속제어방법은, 엔진과 자동변속기를 포함한 파워트레인에서 엔진의 출력 토크를 자동변속기의 입력토크로 하여 상기 자동변속기를 제어하는 변속제어방법에 있어서, 차량의 파워트레인의 상태가 변경되는 지를 판단하는 파워상태 변경 판단단계와, 상기 파워트레인의 상태가 파워온(power on)에서 파워오프(power off)로 변경되면, 자동변속기로 입력되는 파워트레인의 관성토크가 작용하는 것을 반영하여 상기 자동변속기로 입력되는 토크를 획득하는 입력토크 획득단계와, 상기 입력토크 획득단계에 구해진 관성토크가 반영된 자동변속기의 입력토크가 상기 자동변속기로 입력되는 것으로 가정하여, 미리 정해진 시간동안 파원온 상태의 유압에서 파워오프상태의 유압으로 전환되도록, 변경된 유압으로 상기 자동변속기을 제어하는 유압제어단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 관성토크 계산단계는 상기 파워상태 변경 판단단계에서 가속페달의 조작이 없거나, 엔진으로부터 출력되는 토크가 설정된 값 이하이면, 상기 파워트레인의 관성토크를 계산하는 것을 특징으로 한다.

상기 입력토크 획득단계는, 엔진 회전수의 변화를 엔진 회전수 측정단계와, 상기 엔진의 회전수를 정해진 단위시간으로 상기 엔진의 각 가속도를 구하는 각 가속도계산단계와, 상기 각 가속도와 상기 파워트레인을 사양을 이용하여 상기 파워트레인의 관성토크를 구하는 관성토크 계산단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 입력토크 획득단계와 상기 유압제어단계 사이에는, 상기 입력토크 획득단계에서 구해져 상기 자동변속기로 입력되는 입력토크를 자동변속의 각 클러치별 유압으로 환상하는 유압환산단계를 더 포함하고, 상기 유압환산단계에서 구해진 변경된 유압에 의해 상기 자동변속기가 제어되는 것을 특징으로 한다.

상기 관성토크와 상기 자동변속기를 제어하는 압력은 상기 파워온상태에서 상기 파워오프상태로 유압이 전환되는 동안 감소하는 것을 특징으로 한다.

상기 유압제어단계가 수행된 이후에는 차량의 주행여부를 판단하는 차량 주행 판단단계를 더 포함하고, 상기 차량 주행 판단단계에서 차량의 주행하는 것으로 판단되면, 상기 파워상태 변경 판단단계로 리턴되는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 파워상태 변경시 변속제어방법에 따르면, 차량의 파워 상태의 변경시 엔진의 관성토크를 반영하여 유압을 적용하므로, 터빈의 회전수가 급격히 상승하여 변속감을 저해하는 현상이 발생하지 않는다.

도 1은 파워 상태가 변경되는 경우의 엔진 회전수, 터빈 회전수, 엔진 토크 및 APS의 변화를 도시한 그래프.
도 2 및 도 3은 종래기술에 따른 파워온 상태에서 파워오프 사이의 유압파형의 변화를 도시한 그래프.
도 4는 본 발명에 따른 파워상태 변경시 변속제어방법을 도시한 순서도.
도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 파워상태 변경시 변속제어방법에 따른 파워온 상태에서 파워오프 사이의 유압파형의 변화를 도시한 그래프.

이하 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명에 따른 파워상태 변경시 변속제어방법에 대하여 자세히 설명하기로 한다.

본 발명에 따른 파워상태 변경시 변속제어방법은, 차량의 파워트레인의 상태가 변경되는 지를 판단하는 파워상태 변경 판단단계(S110)와, 상기 파워트레인의 상태가 파워온(power on)에서 파워오프(power off)로 변경되면, 자동변속기로 입력되는 파워트레인의 관성토크가 작용하는 것을 반영하여 상기 자동변속기로 입력되는 토크를 획득하는 입력토크 획득단계(S120)와, 상기 입력토크 획득단계(S120)에 구해진 관성토크가 반영된 자동변속기의 입력토크가 상기 자동변속기로 입력되는 것으로 가정하여, 미리 정해진 시간동안 파원온 상태의 유압에서 파워오프상태의 유압으로 전환되도록, 변경된 유압으로 상기 자동변속기을 제어하는 유압제어단계(S140)를 포함한다.

파워상태 변경 판단단계(S110)는 차량의 파워트레인의 파워상태(power state)가 변경되고 있는 지를 판단한다. 본 발명은, 파워상태가 변경되는 시점에서의 변속제어에 관한 것이므로, 우선 파워상태가 변경되는지를 판단한다.

여기서, 파워온(power on)상태는 운전자가 가속 의지를 가지고, 차량이 가속페달을 조작하거나, 엔진으로부터 출력되는 토크(엔진토크)가 설정된 값 이상인 경우가 될 수있고, 파워오프(power off)상태는 운전자가 가속페달의 조작을 중지하거나, 엔진에서 출력되는 토크가 설정된 값보다 낮은 경우가 될 수 있다.

상기 파워상태 변경 판단단계(S110)에서 파워상태의 변경여부를 판단하기 위해서, 가속페달의 조작여부, 엔진으로부터 출력되는 토크값을 미리 설정된 값과 비교하여 파워상태 변경을 판단할 수 있다.

따라서, 상기 가속페달의 조작이 중지되거나 상기 엔진토크가 설정된 값보다 낮아지면, TCU(Transmission Control Unit)는 파워온에서 파워오프로 파워상태가 변경되는 것으로 판단할 수 있다.

입력토크 획득단계(S120)는 파워온에서 파워오프로 변경시, 상기 자동변속기의 제어를 위해 상기 자동변속기로 입력되는 토크를 구하는 단계이다.

종래기술에서는 파워오프상태로 되면, 상기 자동변속기로 입력되는 토크가 '0'인 것으로 제어함으로써, 구동중인 엔진으로부터 발생하는 구동토크에 의해 자동변속기의 회전수가 급격히 증가하고 이로 인하여 변속감과 승차감이 저해되는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명에서는 파워온상태에서 파워오프상태로 파워상태가 변경되더라도, 상기 엔진은 관성에 의해 구동하고 있는 점에 착안하여, 상기 엔진으로부터 실제로 출력되어 상기 자동변속기로 입력되는 토크에 유사하도록, 관성토크를 획득하여, 이를 자동변속기의 제어에 적용한다.

상기 입력토크 획득단계(S120)는 엔진의 회전수를 측정하는 엔진 회전수 측정단계(S121)와, 상기 엔진의 출력축의 각 가속도를 계산하는 각 가속도 계산단계(S122)와, 상기 각 가속도로부터 엔진의 관성토크를 계산하는 관성토크 계산단계(S123)를 포함한다.

엔진 회전수 측정단계(S121)에서는 상기 엔진 출력추의 회전수(rpm)을 구한다.

각 가속도 계산단계(S122)는 상기 엔진의 회전수를 미리 정해진 단위시간으로 나누어 상기 엔진 출력축의 각 가속도를 구한다. 상기 엔진 출력축의 각 가속도를 구함으로써, 상기 엔진의 구동에 의해 발생하는 관성토크를 구할 수 있다.

관성토크 계산단계(S123)에서는 상기 엔진의 회전수에 따라서 상기 엔진으로부터 출력되는 토크를 계산한다. 파워온상태에서 파워오프상태로 변경되었으므로, 상기 엔진으로부터 출력되는 토크는 관성토크가 되고, 이는 상기 각 가속도에 따라 상기 TCU가 계산하여 구할 수 있다. 상기 관성토크 계산단계(S123)에서 구한 관성토크는 시간이 갈수록 감소한다.

유압환산단계(S130)는 상기 입력토크 획득단계(S120)에 구해진 관성토크에 따라 각 변속단의 클러치별로 적용할 유압을 환산한다. 따라서, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 파워온상태에서 파워오프상태가 될 때, 파워온상태의 유압에서 바로 파워오프의 상태로 전환되거나, 단순한 선형보간에 의해 전환되지 않고, 상기 관성토크가 적용된 유압이 파워온상태에서 파워오프상태로 전환된다.

이때, 관성토크가 적용된 유압은 미리 정해진 시간(t)동안 적용된다. 또한, 상기 관성토크는 시간에 따라 감소하는 바, 상기 관성토크가 적용된 유압도 시간이 갈수록 감소한다.

유압제어단계(S140)는 상기 입력토크 획득단계(S120)에서 구해진 파워트레인의 관성토크를 적용하여 상기 자동변속기로 입력되는 입력토크를 구한 상태에서, 상기 유압환산단계(S130)에서 환산한 변경된 유압에 의해 상기 자동변속기의 작동을 제어한다.

파워온상태에서 파워오프상태로 전환시 미리 정해진 시간(t)동안 파워온상태의 유압에서 파워오프상태의 유압으로 전환되면서, 전환되는 동안 상기 유압환산단계(S130)에서 구해진 유압(도 5 및 도 6에서 곡선으로 도시된 부분)에 의해 제어된다.

상기 유압제어단계(S140) 이후에는 차량의 주행여부를 판단하는 차량 주행 판단단계(S150)가 수행된다. 상기 차량 주행 판단단계(S150)에서 차량이 주행중인 것으로 판단되면, 상기 파워상태 변경 판단단계(S110)로 리턴된다.

S110 : 파워상태 변경 판단단계
S120 : 입력토크 획득단계
S121 : 엔진 회전수 측정단계
S122 : 각 가속도 계산단계
S123 : 관성토크 계산단계
S130 : 유압환산단계
S140 : 유압제어단계
S150 : 차량 주행 판단단계

Claims (6)

1. 엔진과 자동변속기를 포함한 파워트레인에서 엔진의 출력 토크를 자동변속기의 입력토크로 하여 상기 자동변속기를 제어하는 변속제어방법에 있어서,
   차량의 파워트레인의 상태가 변경되는 지를 판단하는 파워상태 변경 판단단계와,
   상기 파워트레인의 상태가 파워온(power on)에서 파워오프(power off)로 변경되면, 자동변속기로 입력되는 파워트레인의 관성토크가 작용하는 것을 반영하여 상기 자동변속기로 입력되는 토크를 획득하는 입력토크 획득단계와,
   상기 입력토크 획득단계에 구해진 관성토크가 반영된 자동변속기의 입력토크가 상기 자동변속기로 입력되는 것으로 가정하여, 미리 정해진 시간동안 파원온 상태의 유압에서 파워오프상태의 유압으로 전환되도록, 변경된 유압으로 상기 자동변속기을 제어하는 유압제어단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 파워상태 변경시 변속제어방법.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 관성토크 계산단계는 상기 파워상태 변경 판단단계에서 가속페달의 조작이 없거나, 엔진으로부터 출력되는 토크가 설정된 값 이하이면, 상기 파워트레인의 관성토크를 계산하는 것을 특징으로 하는 파워상태 변경시 변속제어방법.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 입력토크 획득단계는,
   엔진 회전수의 변화를 엔진 회전수 측정단계와,
   상기 엔진의 회전수를 정해진 단위시간으로 상기 엔진의 각 가속도를 구하는 각 가속도계산단계와,
   상기 각 가속도와 상기 파워트레인을 사양을 이용하여 상기 파워트레인의 관성토크를 구하는 관성토크 계산단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 파워상태 변경시 변속제어방법.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 입력토크 획득단계와 상기 유압제어단계 사이에는,
   상기 입력토크 획득단계에서 구해져 상기 자동변속기로 입력되는 입력토크를 자동변속의 각 클러치별 유압으로 환상하는 유압환산단계를 더 포함하고,
   상기 유압환산단계에서 구해진 변경된 유압에 의해 상기 자동변속기가 제어되는 것을 특징으로 하는 파워상태 변경시 변속제어방법.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 관성토크와 상기 자동변속기를 제어하는 압력은 상기 파워온상태에서 상기 파워오프상태로 유압이 전환되는 동안 감소하는 것을 특징으로 하는 파워상태 변경시 변속제어방법.
   
6. 제1항에 있어서,
   상기 유압제어단계가 수행된 이후에는 차량의 주행여부를 판단하는 차량 주행 판단단계를 더 포함하고,
   상기 차량 주행 판단단계에서 차량의 주행하는 것으로 판단되면, 상기 파워상태 변경 판단단계로 리턴되는 것을 특징으로 하는 파워상태 변경시 변속제어방법.

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