KR20170080847A - 자동변속기의 변속 제어 방법 - Google Patents

자동변속기의 변속 제어 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 자동변속기의 변속 제어 방법이 개시된다. 본 발명의 자동변속기의 변속 제어 방법은, 제어부가 차량의 운행정보를 통해 미리 설정된 정지 전 변속 제어 조건의 만족 여부를 판단하는 단계; 상기 정지 전 변속 제어 조건을 만족하는 경우, 상기 제어부가 운전자의 가속의지 여부를 판정하는 단계; 및 상기 제어부는, 상기 운전자의 가속의지가 있다고 판정한 경우, 설정시간 동안 현재 변속단을 유지하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

자동변속기의 변속 제어 방법{METHOD FOR CONTROLLING THE SHIFT OF THE AUTOMATIC TRANSMISSION}
본 발명은 자동변속기의 변속 제어 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 자동변속기에서 정지 전 변속 중 팁-인(Tip-In)이 발생될 경우 변속을 지연시켜 변속 위화감을 개선하기 위한 자동변속기의 변속 제어 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 차량의 변속레버는 운전석 주변에 구비되며, 운전자는 변속레버를 조작하여 변속단을 선택함으로써 엔진의 동력을 변환시키는 변속기의 변속단수를 조절하고 그에 따라 주행 속도를 조정할 수 있다.
특히, 자동변속기는 차량의 주행 상태에 따라 제어부가 미리 정해진 변속 패턴을 적용하여 변속기가 몇 단에 설정되는지를 결정한다. 즉, 운전자가 선택한 각 변속단에 대하여 자동변속기의 제어수단이 차량의 차속, 엔진의 토크 및 가속 페달과 제동 페달의 상태를 고려하여 자동으로 변속레버를 통해 선택된 주행 방향에서 변속기를 몇 단에 설정할 것인지를 결정한다.
또한, 자동변속기는 주행상태에 따라 제어수단에 미리 정해진 변속패턴을 적용하여 변속단을 조정할 수 있다. 이때, 변속레버를 통한 변속단의 선택은 인히비터 스위치(Inhibitor Switch)에 의해 감지되어 제어수단에 전달되고, 이에 따라 제어수단은 적정한 변속패턴을 적용하여 변속단을 설정하고 변속기 구동부에 구비되어 있는 유압 장치를 구동시켜 변속을 실행한다.
이와 같은 작동원리에 따라 동작되는 자동변속기는, 각 해당 목표 변속단으로의 변속이 실행되는 경우 작동상태에서 작동 해제되는 마찰요소와, 작동 해제 상태에서 작동 상태로 변환되는 마찰요소를 보유하게 되는데, 이들 마찰요소의 작동 해제 및 작동 시작 타이밍에 따라 자동변속기의 변속성능이 결정되므로 최근에는 보다 나은 변속성능 향상을 위한 변속 제어방법의 연구가 활발하게 진행되고 있다.
그러나, 상기한 바와 같이 운전자에게 편리성을 제공하는 자동변속기를 장착한 차량이 정지 전 변속하는 중에 팁-인(Tip-In, 가속 페달의 구동)하게 되면 순간적인 엔진 토크 증대에 의하여 팁-인 쇼크가 발생하게 된다.
특히, 엔진 회전수보다 변속기 내 터빈의 회전수가 높은 상태(엔진회전수(Ne) < 터빈회전수(Nt))로 차량이 운전되는 경우, 팁-인하게 되면 엔진 회전수가 터빈 회전수보다 상승하게 되어 결국 엔진이 차량을 구동시키게 되는데, 이와 같이 엔진 회전수가 터빈 회전수보다 낮은 상태에서 엔진 회전수가 터빈 회전수보다 높은 상태로 되는 순간 차량 구동력의 역전현상이 발생하게 되고, 결국 구동계의 백 래쉬(Backlash)에 의하여 팁-인 쇼크가 운전자에게 전달되게 된다.
즉, 자동변속기의 정지 전 변속 중 팁-인 제어시, 변속 위화감 등의 감성 품질 문제가 야기될 수 있다.
본 발명의 배경기술로는 대한민국 공개특허공보 제10-2003-0097106호(공개일 : 2003.12.31.공개)인 "차량용 자동 변속기의 킥 다운시 엔진 토크 저감방법"이 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 본 발명은 상기와 같은 문제점들을 개선하기 위하여 창안된 것으로, 본 발명의 목적은 자동변속기에서 정지 전 변속 중 팁-인(Tip-In)이 발생될 경우 변속을 지연시켜 변속 위화감을 개선할 수 있도록 하는 자동변속기의 변속 제어 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따른 자동변속기의 변속 제어 방법은, 제어부가 차량의 운행정보를 통해 미리 설정된 정지 전 변속 제어 조건의 만족 여부를 판단하는 단계; 상기 정지 전 변속 제어 조건을 만족하는 경우, 상기 제어부가 운전자의 가속의지 여부를 판정하는 단계; 및 상기 제어부는, 상기 운전자의 가속의지가 있다고 판정한 경우, 설정시간 동안 현재 변속단을 유지하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 정지 전 변속 제어 조건을 판단하는 단계는, 상기 제어부가 상기 차량의 차속을 판단하는 단계; 상기 제어부가 터빈회전수와 엔진회전수를 비교하는 단계; 및 상기 제어부가 상기 엔진회전수와 터빈회전수의 차이값인 슬립량을 설정값과 비교하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 정지 전 변속 제어 조건을 판단하는 단계에서, 상기 차량의 차속이 감속 중이고, 상기 터빈회전수가 상기 엔진회전수보다 높으며, 상기 슬립량이 설정값을 초과하는 경우, 상기 제어부는 상기 정지 전 변속 제어 조건을 만족하는 것으로 판단하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 운전자의 가속의지 여부를 판정하는 단계에서, 상기 제어부는 가속페달의 위치 값이 설정 위치 값을 초과하는 경우, 상기 운전자의 가속의지가 있음으로 판정하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 제어부는, 상기 운전자의 가속의지가 없다고 판정한 경우, 상기 미리 설정된 정지 전 변속 제어 조건에 따라 다운시프트 변속 제어를 수행하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 차량의 운행정보는, 차속, 변속단, 엔진회전수, 터빈회전수 및 가속페달의 위치 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 자동변속기의 변속 제어 방법은, 자동변속기에서 정지 전 변속 중 팁-인(Tip-In)이 발생될 경우 변속을 지연시키는 제어를 수행함으로써, 변속 위화감 등의 감성 품질 문제를 개선할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 자동변속기의 변속 제어 방법은, 자동변속기의 감성 품질 문제를 개선함으로써, 사용자의 만족도가 향상되어 상품성이 증대되는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동변속기의 변속 제어 장치를 나타낸 블록구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동변속기의 변속 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 자동변속기의 변속 제어 방법을 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.
또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동변속기의 변속 제어 장치를 나타낸 블록구성도로서, 이를 참조하여 자동변속기의 변속 제어 장치를 설명하면 다음과 같다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 자동변속기의 변속 제어 장치는, 운행정보 검출부(100), 제어부(200) 및 변속구동부(300)를 포함한다.
운행정보 검출부(100)는 차량의 운행에 관련된 정보를 검출하여 제어부(200)에 전송하는 것으로, 차속 검출부(110), 변속단 검출부(120), 가속페달 검출부(130), 엔진회전수 검출부(140) 및 터빈회전수 검출부(150)를 포함한다.
차속 검출부(110)는 현재의 차속을 검출하여 그에 대한 정보를 제어부(200)에 전송한다.
변속단 검출부(120)는 현재의 변속단을 검출하여 그에 대한 정보를 제어부(200)에 전송한다.
가속페달 검출부(130)는 가속페달 포지션센서(APS)를 통해 가속페달의 위치를 검출하여 그에 대한 정보를 제어부(200)에 전송한다. 즉, 가속페달의 위치를 통해 운전자의 가속의지를 판단할 수 있도록 한다.
엔진회전수 검출부(140)는 크랭크 샤프트(미도시)의 회전으로부터 현재의 엔진회전수(Ne)를 검출하여 그에 대한 정보를 제어부(200)에 전송한다.
터빈회전수 검출부(150)는 토크 컨버터(미도시)의 출력인 터빈의 회전수(Nt)를 검출하여 그에 대한 정보를 제어부(200)에 전송한다.
제어부(200)는 운행정보 검출부(100)로부터 차량의 운행에 관련된 정보들을 입력받고, 상기 운행정보에 기초하여 차량의 주행상태를 파악할 수 있다.
또한, 제어부(200)는 운행정보 검출부(100)로부터 입력받은 차량의 운행에 관련된 정보에 기초하여 차량이 타력주행 중인지 판단할 수 있다. 즉, 제어부(200)는 차속 검출부(110)와, 엔진회전수 검출부(140) 및 터빈회전수 검출부(150)로부터 운행정보를 입력받아 차속이 감속 중이고, 터빈회전수가 엔진회전수보다 높은 경우 차량이 타력주행 중이라고 판단할 수 있다.
이때, 타력주행은 가속하지 않고 최초의 가속에 의해 발생된 관성에 의해 차량이 주행하는 상태를 의미한다.
따라서, 제어부(200)는 차량이 타력주행 중이라고 판단한 후 엔진회전수 검출부(140)와 터빈회전수 검출부(150)에서 출력된 정보를 입력받아, 상기 엔진회전수 및 터빈회전수를 기반으로 엔진회전수와 터빈회전수의 슬립량(│Ne-Nt│)을 산출한다. 그리고 슬립량이 설정값을 초과하는 경우, 미리 설정된 정지 전 변속 제어 조건을 만족한다고 판단하여, 상기 미리 설정된 정지 전 변속 제어 조건으로 다운시프트 변속을 수행하게 된다.
이때, 제어부(200)는 가속페달 검출부(130)로부터 가속페달의 위치 값을 입력받아 팁-인이 발생될 경우 다운시프트 변속을 중지시키고 설정시간 동안 현재 변속단을 유지하여 팁-인 쇼크 발생을 억제한다.
따라서, 제어부(200)는 팁-인의 발생 여부에 따라 변속구동부(300)에 변속 제어 신호를 출력할 수 있다.
변속구동부(300)는 제어부(200)의 제어 신호에 의해 구동되며 자동변속기의 변속을 수행할 수 있는 구동부이다. 다시 말해, 변속구동부(300)는 유압의 공급 및 배출을 작동시키는 액추에이터로, 제어부(200)에서 인가되는 제어신호에 의해 작동되어 결합측 작동요소 및 해방측 작동요소를 동작시켜 목표 변속단의 변속동기나 감속직결을 위한 댐퍼 클러치의 결합을 실행한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동변속기의 변속 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도로서, 이를 참조하여 자동변속기의 변속 제어 방법을 설명하면 다음과 같다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 자동변속기의 변속 제어 방법에서는, 먼저 제어부(200)가 운행정보 검출부(100)로부터 차량의 운행정보를 입력받는다(S100).
즉, 제어부(200)는 차속 검출부(110), 변속단 검출부(120), 가속페달 검출부(130), 엔진회전수 검출부(140) 및 터빈회전수 검출부(150)에서 출력되는 차속, 변속단, 가속페달의 위치, 엔진회전수 및 터빈회전수를 포함하는 차량의 운행정보를 입력받는다.
다음으로, 제어부(200)는 차속 검출부(110)로부터 입력받은 차량의 차속이 감속 중인지 판단한다(S200). 이때, 차량의 감속은 브레이크 페달이 온 되거나, 가속페달이 오프(또는 팁-아웃)되는 경우, 제어부(200)가 차량이 감속 중이라고 판단할 수 있다.
한편, 제어부(200)는 차속 검출부(110)로부터 입력받은 차량의 차속이 감속 중이 아니라고 판단한 경우 종료한다.
S200 단계에서, 제어부(200)가 차량이 감속 중이라고 판단한 경우, 제어부(200)는 엔진회전수 검출부(140) 및 터빈회전수 검출부(150)로부터 입력받은 엔진회전수와 터빈회전수를 비교한다(S300).
이때, 제어부(200)는 엔진회전수와 터빈회전수에 기초하여 차량이 타력주행 중인지 판단할 수 있다. 즉, 제어부(200)는 S200 단계에서 판단한 결과 차량이 감속 중이고, 터빈회전수가 엔진회전수보다 높은 경우 차량이 타력주행 중이라고 판단할 수 있다.
한편, 제어부(200)는 엔진회전수 검출부(140) 및 터빈회전수 검출부(150)로부터 입력받은 엔진회전수와 터빈회전수의 비교결과, 터빈회전수가 엔진회전수 이하인 경우에는 종료한다.
S300 단계에서, 제어부(200)가 차량이 타력주행 중이라고 판단한 경우, 제어부(200)는 슬립량(│Ne-Nt│)과 설정값을 비교한다(S400). 여기서, 엔진회전수와 터빈회전수의 슬립량은 제어부(200)가 엔진회전수 검출부(140)로부터 입력받은 엔진회전수와 터빈회전수 검출부(150)로부터 입력받은 터빈회전수의 차이값으로 산출할 수 있다.
이때, 제어부(200)는 슬립량이 설정값을 초과하는 경우, 정지 전 변속 제어 조건을 만족하였다고 판단할 수 있다.
즉, 제어부(200)는 차량의 차속이 감속 중이고, 터빈회전수가 엔진회전수보다 높으며, 슬립량이 설정값을 초과하는 경우, 정지 전 변속 제어 조건을 만족하는 것으로 판단할 수 있다. 따라서, 제어부(200)는 정지 전 변속 제어 조건으로 다운시프트 변속을 수행할 준비를 하게 된다. 즉, 슬립량을 통해 제어부(200)가 자동변속기의 변속을 진행하려고 하는 상태를 표현해줄 수 있다.
한편, 제어부(200)가 엔진회전수와 터빈회전수의 차이값으로 산출한 슬립량과 설정값을 비교한 결과, 슬립량이 설정값 이하인 경우에는 종료한다.
S400 단계에서, 제어부(200)가 정지 전 변속 제어 조건을 만족하였다고 판단한 경우, 상기 제어부(200)는 운전자의 가속의지의 여부를 판단한다(S500).
여기서, 운전자의 가속의지의 여부는, 가속페달의 위치 값에 따라 판단할 수 있다. 즉, 제어부(200)는 가속페달의 위치 값이 설정 위치 값을 초과하는 경우, 팁-인의 발생, 즉 운전자의 가속의지가 있음으로 판단할 수 있다.
이때, 가속페달의 위치는 가속페달 검출부(130)에서 가속페달 포지션센서(APS)를 통해 검출할 수 있다.
예를 들어, 가속페달의 위치가 0%를 초과하는 경우, 제어부(200)는 운전자가 가속의지를 가지고 가속페달을 밟았다고 판단할 수 있다.
S500 단계에서, 제어부(200)가 운전자의 가속의지가 있음으로 판단한 경우, 제어부(200)는 팁-인 변속 제어를 수행할 수 있다(S600).
즉, 제어부(200)는 정지 전 변속 중 팁-인이 발생하는 경우, 충격을 방지하기 위하여 설정시간 동안 현재 변속단을 유지할 수 있다. 이때, 설정시간은 정지 전 변속 중 팁-인 발생으로 인한 충격을 최소화할 수 있는 다운시프트 지연 시간으로 설정할 수 있다.
예를 들어, 현재 변속단이 3속이고, 정지 전 변속으로 2속으로 변경해야 하는 시점에 팁-인이 발생한 경우, 변속에 의한 충격을 최소화할 수 있는 설정시간 동안은 현재의 3속을 유지할 수 있다.
반면, S500 단계에서, 가속페달의 위치 값이 설정 위치 값 이하인 경우에는 제어부(200)가 다운시프트 변속 제어를 수행한다(S700). 예를 들어, 가속페달의 위치가 0%로, 제어부(200)가 팁-인 발생이 없다고 판단한 경우, 정지 전 변속 제어 조건에 따라 2속으로 다운시프트 변속 제어를 수행할 수 있다.
이때, 제어부(200)는 미리 설정된 변속 패턴에 따라 정지 전 변속 제어 조건에 따라 변속 제어를 수행할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 자동변속기의 변속 제어 방법은, 자동변속기에서 정지 전 변속 중 팁-인(Tip-In)이 발생될 경우 변속을 지연시키는 제어를 수행함으로써, 변속 위화감 등의 감성 품질 문제를 개선할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 자동변속기의 변속 제어 방법은, 자동변속기의 감성 품질 문제를 개선함으로써, 사용자의 만족도가 향상되어 상품성이 증대되는 효과가 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
100 : 운행정보 검출부 110 : 차속 검출부
120 : 변속단 검출부 130 : 가속페달 검출부
140 : 엔진회전수 검출부 150 : 터빈회전수 검출부
200 : 제어부 300 : 변속구동부

Claims (6)

  1. 제어부가 차량의 운행정보를 통해 미리 설정된 정지 전 변속 제어 조건의 만족 여부를 판단하는 단계;
    상기 정지 전 변속 제어 조건을 만족하는 경우, 상기 제어부가 운전자의 가속의지 여부를 판정하는 단계; 및
    상기 제어부는, 상기 운전자의 가속의지가 있다고 판정한 경우, 설정시간 동안 현재 변속단을 유지하는 단계;를 포함하는 자동변속기의 변속 제어 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 정지 전 변속 제어 조건을 판단하는 단계는,
    상기 제어부가 상기 차량의 차속을 판단하는 단계;
    상기 제어부가 터빈회전수와 엔진회전수를 비교하는 단계; 및
    상기 제어부가 상기 엔진회전수와 터빈회전수의 차이값인 슬립량을 설정값과 비교하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동변속기의 변속 제어 방법.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 정지 전 변속 제어 조건을 판단하는 단계에서,
    상기 차량의 차속이 감속 중이고, 상기 터빈회전수가 상기 엔진회전수보다 높으며, 상기 슬립량이 설정값을 초과하는 경우, 상기 제어부는 상기 정지 전 변속 제어 조건을 만족하는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 자동변속기의 변속 제어 방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 운전자의 가속의지 여부를 판정하는 단계에서,
    상기 제어부는 가속페달의 위치 값이 설정 위치 값을 초과하는 경우, 상기 운전자의 가속의지가 있음으로 판정하는 것을 특징으로 하는 자동변속기의 변속 제어 방법.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 운전자의 가속의지가 없다고 판정한 경우, 상기 미리 설정된 정지 전 변속 제어 조건에 따라 다운시프트 변속 제어를 수행하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동변속기의 변속 제어 방법.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 차량의 운행정보는,
    차속, 변속단, 엔진회전수, 터빈회전수 및 가속페달의 위치 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동변속기의 변속 제어 방법.
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