KR20210156644A - 차량의 변속제어 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 파워온 업쉬프트 변속이 개시되었는지를 판단하는 단계; 현재 변속기 입력속도 변화율을 목표 변속기 입력속도 변화율과 비교하는 단계; 상기 현재 변속기 입력속도 변화율이 목표 변속기 입력속도 변화율보다 큰 경우, 토크인터벤션 복귀 완료시점을 보정하기 위한 완료시점 보정값을 구하는 단계; 상기 완료시점 보정값을 적용하여 상기 토크인터벤션 복귀 완료시점을 갱신하는 단계를 포함하여 구성된다.

Description

차량의 변속제어 방법{SHIFT CONTROL METHOD FOR VEHICLE}

본 발명은 차량의 변속제어 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 파워온 업쉬프트(Power On Upshift) 상황에서의 변속제어 기술에 관한 것이다.

차량의 파워온 업쉬프트는 운전자가 가속페달을 밟은 상태에서 현재의 변속단 보다 상위 변속단으로 변속이 수행되는 것으로서, 변속 과정 중에는 변속기 입력속도를 목표 속도로 동기시키기 위하여 일시적으로 변속기 입력토크를 제한하는 토크인터벤션(Torque Intervention)이 수반된다.

도 1은 종래 자동변속기를 탑재한 차량에서, 파워온 업쉬프트를 수행하는 과정을 설명한 것으로서, 정상적인 파워온 업쉬프트 시, 변속기 입력속도는 도시된 바와 같이, 이전 변속단의 속도로부터 하강하여 목표 변속단의 속도로 부드럽게 동기되는 프로파일을 가져야 한다.

이때, 상기 정상적인 변속기 입력속도의 변화율은 도시된 바와 같이 부드러운 종 모양으로 형성된다.

그러나, 각종 외란이나 변속기 입력토크의 오차 등에 의해 상기 변속기 입력속도는 문제상황으로 표시된 바와 같이 급격하게 하강하여 하측으로 꽂히는 것처럼 변화할 수 있으며, 이에 따른 변속기 입력속도의 변화율은 도시된 바와 같이 정상적인 경우보다 더 급격히 상승하였다가 하강하는 양상을 보이게 되고, 이는 변속 말기의 충격을 유발하는 요인이 된다.

참고로, 상기 변속기 입력속도의 변화율이 종모양으로 상측으로 돌출된 형상은 실질적으로는 이 부분에서 상기 변속기 입력속도의 변화율이 음의 값이므로, 하측으로 볼록하게 도시되는 것이 옳으나 직관적인 이해를 위해 상하 반전하여 도시한 것이다.

상기 파워온 업쉬프트는 변속 시점의 변속기 입력토크 및 변속기 출력속도에 따라 해방유압, 결합유압 및 토크인터벤션을 맵핑하고, 이를 이용하여 피드포워드(Feedforward) 제어를 수행하며, 상기와 같이 외란이나 변속기 입력토크의 오차 등에 의해 변속기 입력속도의 변화가 급격히 발생하는 경우에는 목표 변속기 입력속도 변화율과 현재 변속기 입력속도 변화율을 비교하여 상기 결합유압을 피드백(Feedback) 제어함에 의해 대응하도록 한다.

상기와 같이 변속기 입력속도가 급격하게 하강하여 하측으로 꽂히는 비정상적인 상황이 되면, 그만큼 변속이 빠르게 진행됨에 따라, 변속기 입력속도를 낮추기 위한 토크인터벤션의 복귀 시점은 도시된 바와 같이 정상적인 변속 상황에 비해 빨리 개시되게 된다.

여기서, 상기 토크인터벤션은 엔진이나 모터 등의 동력원에게 변속기 입력축으로 공급하는 토크를 도시된 바와 같이 저감시켜 줄 것을 요청함에 의해 이루어지는 것이다. 상기 토크인터벤션의 복귀는 이렇게 요청하였던 저감량을 감소시키는 것으로서, 도시된 바와 같이 하측으로 하강하였던 그래프가 상측으로 다시 상승하여 저감량이 없는 초기 상태로 복귀되는 것을 의미한다.

종래에, 상기 토크인터벤션의 복귀가 이루어지는 기울기는 정상적인 변속 상황과 동일하게 제어가 이루어지도록 하면서, 상기와 같은 상황에 따른 변속충격을 방지하기 위해, 상기와 같은 토크인터벤션의 복귀 개시와 함께, 상기 결합유압의 피드백 제어를 통해, 정상적인 경우에 비해 결합유압을 저감시키는 제어를 함께 수행한다.

그런데, 상기 결합유압은 유압회로의 응답지연에 의해, 결합유압을 저감시키는 명령에 비해 지연된 시점에 저감되기 시작하여, 도시된 바와 같이 변속기 입력속도가 목표 변속단 속도 수준 이상으로 충분히 저하된 이후에나 실질적인 결합유압의 저감이 이루어진다.

따라서, 변속기 입력속도가 급격히 저하되고 있을 때, 결합유압이 그에 상응하게 저감되지 못하고 정상적인 변속 상황과 동일하게 마찰요소에 작용하게 되어 변속충격이 발생하게 되고, 상기 결합유압의 실질적인 저감은 상기 변속충격의 발생 이후에나 이루어지는 경향이 있다.

참고로, 자동변속기는 다수의 마찰요소를 구비하고, 유압으로 이들 마찰요소들을 선택적으로 결합하거나 해제함에 의해 변속을 수행하는 바, 상기 결합유압은 목표 변속단을 구현하기 위해 결합되어야 할 마찰요소에 작용하는 유압을 의미한다.

상기 발명의 배경이 되는 기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.

KR 1019980060158 A

본 발명은 자동변속기를 탑재한 차량에서 파워온 업쉬프트의 말기에 충격이 발생할 수 있는 상황이 되면, 적절한 제어를 통해 변속 충격을 방지 내지는 저감시킬 수 있도록 하여, 변속품질을 향상시킬 수 있도록 한 차량의 변속제어 방법을 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 차량의 변속제어 방법은,

파워온 업쉬프트 변속이 개시되었는지를 판단하는 단계;

현재 변속기 입력속도 변화율을 목표 변속기 입력속도 변화율과 비교하는 단계;

상기 현재 변속기 입력속도 변화율이 목표 변속기 입력속도 변화율보다 큰 경우, 토크인터벤션 복귀 완료시점을 보정하기 위한 완료시점 보정값을 구하는 단계;

상기 완료시점 보정값을 적용하여 상기 토크인터벤션 복귀 완료시점을 갱신하는 단계;

를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

상기 완료시점 보정값을 구하는 단계에서는,

현재 변속기 입력속도 변화율과 상기 토크인터벤션 복귀 개시시점에서의 변속기 입력속도 변화율의 차이에 따른 제1보정값과;

현재 변속기 입력속도 변화율과 상기 목표 변속기 입력속도 변화율의 차이에 따른 제2보정값;

을 구하고, 상기 제1보정값과 제2보정값을 합하여 상기 완료시점 보정값을 구할 수 있다.

상기 제1보정값은 변속기 입력속도 변화율과 토크인터벤션 복귀 개시시점에서의 변속기 입력속도 변화율의 차이에 따른 제1보정값의 맵으로부터 획득하고;

상기 제2보정값은 변속기 입력속도 변화율과 목표 변속기 입력속도 변화율의 차이에 따른 제2보정값의 맵으로부터 획득할 수 있다.

상기 제1보정값의 맵 및 제2보정값의 맵은 각각 해당 변속기의 모든 변속 케이스에 대하여 별도로 구비될 수 있다.

또한, 상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 차량의 변속제어 방법은,

파워온 업쉬프트 변속이 개시되었는지를 판단하는 단계;

현재 변속기 입력속도 변화율을 목표 변속기 입력속도 변화율과 비교하는 단계;

상기 현재 변속기 입력속도 변화율이 목표 변속기 입력속도 변화율보다 큰 경우, 토크인터벤션 복귀 기울기를 보정하기 위한 복귀 기울기 보정값을 구하는 단계;

상기 복귀 기울기 보정값으로 상기 토크인터벤션 복귀 기울기를 보정하는 단계;

를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

상기 복귀 기울기 보정값을 구하는 단계에서는,

현재 변속기 입력속도 변화율과 상기 토크인터벤션 복귀 개시시점에서의 변속기 입력속도 변화율의 차이에 따른 제3보정값과;

현재 변속기 입력속도 변화율과 상기 목표 변속기 입력속도 변화율의 차이에 따른 제4보정값;

을 구하고, 상기 제3보정값과 제4보정값을 합하여 상기 복귀 기울기 보정값을 구할 수 있다.

상기 제3보정값은 변속기 입력속도 변화율과 토크인터벤션 복귀 개시시점에서의 변속기 입력속도 변화율의 차이에 따른 제3보정값의 맵으로부터 획득하고;

상기 제4보정값은 변속기 입력속도 변화율과 목표 변속기 입력속도 변화율의 차이에 따른 제4보정값의 맵으로부터 획득할 수 있다.

상기 제3보정값의 맵 및 제4보정값의 맵은 각각 해당 변속기의 모든 변속 케이스에 대하여 별도로 구비될 수 있다.

본 발명은 자동변속기를 탑재한 차량에서 파워온 업쉬프트의 말기에 충격이 발생할 수 있는 상황이 되면, 적절한 제어를 통해 변속 충격을 방지 내지는 저감시킬 수 있도록 하여, 변속품질을 향상시킬 수 있도록 한다.

즉, 본 발명은 파워온 업쉬프트 수행 시, 외란 및 변속기 입력토크 부정확 등에 의해 비정상적인 변속이 진행되는 경우에 초래될 수 있는 변속말기 울컥거림을 개선하기 위해, 종래에 일반적인 차량에서 사용하던 결합유압 피드백 제어 및 HEV(Hybrid Electric Vehicle)/PHEV(Plug-in Hybrid Electric Vehicle)와 같은 하이브리드 차량에서 사용하던 ASC(Active Shift Control) 제어에 의한 변속 충격 개선의 한계를 극복할 수 있도록 하는 것이다.

따라서, 본 발명은 파워온 업쉬프트 변속에서 외란 및 입력토크 부정확 등에 기인한 변속 말기의 변속기 입력속도의 급격한 거동에 의해 발생되는 울컥거림을 개선하여, 외란에 대한 강건성을 확보할 수 있다.

도 1은 자동변속기를 탑재한 차량에서 파워온 업쉬프트를 수행하는 과정을 설명한 도면,
도 2는 본 발명에 따른 차량의 변속제어 방법의 실시예를 도시한 순서도,
도 3은 도 2의 실시예에서 토크인터벤션 복귀 완료시점을 보다 빠른 시점으로 당기는 것을 설명한 도면,
도 4는 도 2와 같은 제어에 의해 변속충격이 저감 내지 방지되는 것을 설명한 도면,
도 5는 본 발명에 따른 차량의 변속제어 방법의 다른 실시예를 도시한 순서도이다.

본 발명은 상기와 같이, 파워온 업쉬프트 중, 정상적인 상황보다 급격히 변속기 입력속도가 급격하게 하강하여 하측으로 꽂히는 상황에서 보다 실효성 있게 변속충격을 저감 내지는 방지할 수 있도록 하기 위한 것으로서, 도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명 차량의 변속제어 방법의 실시예는, 파워온 업쉬프트 변속이 개시되었는지를 판단하는 단계(S10); 현재 변속기 입력속도 변화율을 목표 변속기 입력속도 변화율과 비교하는 단계(S20); 상기 현재 변속기 입력속도 변화율이 목표 변속기 입력속도 변화율보다 큰 경우, 토크인터벤션 복귀 완료시점을 보정하기 위한 완료시점 보정값을 구하는 단계(S30); 상기 완료시점 보정값을 적용하여 상기 토크인터벤션 복귀 완료시점을 갱신하는 단계(S40)를 포함하여 구성된다.

즉, 본 실시예에서는 파워온 업쉬프트 중 변속기 입력속도 변화율을 목표 변속기 입력속도 변화율과 비교함에 의해, 정상적인 상황보다 급격히 변속기 입력속도가 급격하게 하강하여 하측으로 꽂히는 상황인지를 판단하고, 이 것이 확인되면, 토크인터벤션 복귀 완료시점을 보정하여 보다 조기에 토크인터벤션의 복귀가 완료되게 함에 의해, 결과적으로는 토크인터벤션 복귀 기울기를 정상적인 변속상황보다 더 급격하게 하여 토크인터벤션에 의한 변속기 입력토크의 저감을 보다 신속히 해제하도록 함으로써, 도 4에 도시된 바와 같이 변속기 입력속도의 급격한 하강이 완화되도록 하여 파워온 업쉬프트 말기의 충격을 방지하고 부드러운 변속이 이루어질 수 있도록 하는 것이다.

상기 토크인터벤션 복귀 개시시점은 종전과 마찬가지로 변속기 입력속도와 변속기 입력속도 변화율 등과 같은 변속 진행 상황을 판단할 수 있는 인자들을 고려하여 변속의 진행 정도에 따라 정상적인 변속의 경우에 비하여 조기에 개시되도록 당겨지게 된다.

상기와 같이 토크인터벤션 복귀 개시시점이 당겨지면, 종전에는 그에 따라 토크인터벤션 복귀 완료시점도 동일한 시간만큼 당겨져서, 상기 토크인터벤션 복귀 기울기는 정상적인 변속의 경우와 동일하게 유지되었으나, 본 발명이 적용됨에 따라 상기 토크인터벤션 복귀 완료시점은 상기 완료시점 보정값에 의해 보정되어, 그만큼 더 이른 시점으로 당겨지게 되며, 이에 의해 상기 토크인터벤션 복귀 기울기는 종전의 정상적인 변속의 경우보다 더 급하게 상승하게 되는 것이다.

상기 완료시점 보정값을 구하는 단계(S30)에서는, 현재 변속기 입력속도 변화율과 상기 토크인터벤션 복귀 개시시점에서의 변속기 입력속도 변화율의 차이에 따른 제1보정값과, 현재 변속기 입력속도 변화율과 상기 목표 변속기 입력속도 변화율의 차이에 따른 제2보정값을 구하고, 상기 제1보정값과 제2보정값을 합하여 상기 완료시점 보정값을 구한다.

상기 제1보정값은 변속기 입력속도 변화율과 토크인터벤션 복귀 개시시점에서의 변속기 입력속도 변화율의 차이에 따른 제1보정값의 맵으로부터 획득하고, 상기 제2보정값은 변속기 입력속도 변화율과 목표 변속기 입력속도 변화율의 차이에 따른 제2보정값의 맵으로부터 획득한다.

도 3에서 상기 변속기 입력속도 변화율과 토크인터벤션 복귀 개시시점에서의 변속기 입력속도 변화율의 차이는 A로 표시되고, 상기 변속기 입력속도 변화율과 목표 변속기 입력속도 변화율의 차이는 B로 표시된다.

상기 목표 변속기 입력속도 변화율은 정상적인 파워온 업쉬프트 변속 시에 변속기 입력속도 변화율의 목표값을 의미한다.

상기 제1보정값의 맵 및 제2보정값의 맵은 각각 해당 변속기의 모든 변속 케이스에 대하여 별도로 구비되는 것이 바람직하다.

예컨대, 해당 변속기가 6단 변속기인 경우, 1-2, 2-3, 3-4, 4-5, 5-6의 각 변속 케이스에 대하여 별도로 상기 제1보정값의 맵과 제2보정값의 맵을 다수의 실험 및 해석에 의해 설계적으로 구비해 두고, 상기와 같은 변속 상황이 되면, 이를 이용하여 상기와 같이 토크인터벤션 복귀 완료시점을 보다 빠른 시점으로 당김에 의해 변속 말기의 충격을 저감 내지는 방지할 수 있도록 하는 것이다.

상기 실시예에서는 상기한 바와 같이 토크인터벤션 복귀 완료시점을 보다 빠른 시간으로 당김에 의해 결과적으로 상기 토크인터벤션 복귀 기울기가 급해지게 되었지만, 토크인터벤션의 제어 방식에 따라서는 상기 토크인터벤션 복귀 기울기를 직접 보정하고, 그 복귀 기울기에 따라 제어함에 의해서도 본 발명의 효과를 얻을 수 있을 것이다.

도 5는 상기한 바와 같이 토크인터벤션 복귀 기울기를 직접 보정함에 의해 본 발명을 구현하는 실시예로서, 파워온 업쉬프트 변속이 개시되었는지를 판단하는 단계(S110); 현재 변속기 입력속도 변화율을 목표 변속기 입력속도 변화율과 비교하는 단계(S120); 상기 현재 변속기 입력속도 변화율이 목표 변속기 입력속도 변화율보다 큰 경우, 토크인터벤션 복귀 기울기를 보정하기 위한 복귀 기울기 보정값을 구하는 단계(S130); 상기 복귀 기울기 보정값으로 상기 토크인터벤션 복귀 기울기를 보정하는 단계(S140)를 포함하여 구성된다.

상기 복귀 기울기 보정값을 구하는 단계(S130)에서는, 현재 변속기 입력속도 변화율과 상기 토크인터벤션 복귀 개시시점에서의 변속기 입력속도 변화율의 차이에 따른 제3보정값과, 현재 변속기 입력속도 변화율과 상기 목표 변속기 입력속도 변화율의 차이에 따른 제4보정값을 구하고, 상기 제3보정값과 제4보정값을 합하여 상기 복귀 기울기 보정값을 구하도록 할 수 있다.

상기 제3보정값은 변속기 입력속도 변화율과 토크인터벤션 복귀 개시시점에서의 변속기 입력속도 변화율의 차이에 따른 제3보정값의 맵으로부터 획득하고, 상기 제4보정값은 변속기 입력속도 변화율과 목표 변속기 입력속도 변화율의 차이에 따른 제4보정값의 맵으로부터 획득하도록 할 수 있다.

상기 제3보정값의 맵 및 제4보정값의 맵은 각각 해당 변속기의 모든 변속 케이스에 대하여 별도로 구비되도록 하는 것이 바람직할 것이다.

상기 복귀 기울기 보정값으로 상기 토크인터벤션 복귀 기울기를 보정하는 단계(S140)에서는 정상적인 변속 상황에서의 토크인터벤션 복귀 기울기에 상기 복귀 기울기 보정값을 곱하거나 더하는 방식으로 상기 토크인터벤션 복귀 기울기의 보정이 가능할 것이다.

참고로, 도 6은 상기한 바와 같은 본 발명이 적용될 수 있는 자동변속기를 탑재한 차량의 구성도로서, 엔진(E)의 동력은 자동변속기(AT)를 통해 변속되어 구동륜(W)으로 제공되도록 파워트레인이 구성되어 있고, 상기 자동변속기(AT)를 제어하는 TCU(Transmission Control Unit)는 상기 엔진(E)을 제어하는 ECU(Engine Control Unit)에게 토크인터벤션 요청을 하고, 상기 ECU는 이 요청을 받아 엔진토크를 저감시켜 주는 제어를 하도록 구성될 수 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 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.

TCU; Transmission Control Unit
ECU; Engine Control Unit
E; 엔진
AT; 자동변속기
W; 구동륜

Claims (12)

1. 파워온 업쉬프트 변속이 개시되었는지를 판단하는 단계;
   현재 변속기 입력속도 변화율을 목표 변속기 입력속도 변화율과 비교하는 단계;
   상기 현재 변속기 입력속도 변화율이 목표 변속기 입력속도 변화율보다 큰 경우, 토크인터벤션 복귀 완료시점을 보정하기 위한 완료시점 보정값을 구하는 단계;
   상기 완료시점 보정값을 적용하여 상기 토크인터벤션 복귀 완료시점을 갱신하는 단계;
   를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 차량의 변속제어 방법.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 완료시점 보정값을 구하는 단계에서는,
   현재 변속기 입력속도 변화율과 상기 토크인터벤션 복귀 개시시점에서의 변속기 입력속도 변화율의 차이에 따른 제1보정값과;
   현재 변속기 입력속도 변화율과 상기 목표 변속기 입력속도 변화율의 차이에 따른 제2보정값;
   을 구하고, 상기 제1보정값과 제2보정값을 합하여 상기 완료시점 보정값을 구하는 것
   을 특징으로 하는 차량의 변속제어 방법.
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 제1보정값은 변속기 입력속도 변화율과 토크인터벤션 복귀 개시시점에서의 변속기 입력속도 변화율의 차이에 따른 제1보정값의 맵으로부터 획득하고;
   상기 제2보정값은 변속기 입력속도 변화율과 목표 변속기 입력속도 변화율의 차이에 따른 제2보정값의 맵으로부터 획득하는 것
   을 특징으로 하는 차량의 변속제어 방법.
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 제1보정값의 맵 및 제2보정값의 맵은 각각 해당 변속기의 모든 변속 케이스에 대하여 별도로 구비되는 것
   을 특징으로 하는 차량의 변속제어 방법.
5. 파워온 업쉬프트 변속이 개시되었는지를 판단하는 단계;
   현재 변속기 입력속도 변화율을 목표 변속기 입력속도 변화율과 비교하는 단계;
   상기 현재 변속기 입력속도 변화율이 목표 변속기 입력속도 변화율보다 큰 경우, 토크인터벤션 복귀 기울기를 보정하기 위한 복귀 기울기 보정값을 구하는 단계;
   상기 복귀 기울기 보정값으로 상기 토크인터벤션 복귀 기울기를 보정하는 단계;
   를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 차량의 변속제어 방법.
6. 청구항 5에 있어서,
   상기 복귀 기울기 보정값을 구하는 단계에서는,
   현재 변속기 입력속도 변화율과 상기 토크인터벤션 복귀 개시시점에서의 변속기 입력속도 변화율의 차이에 따른 제3보정값과;
   현재 변속기 입력속도 변화율과 상기 목표 변속기 입력속도 변화율의 차이에 따른 제4보정값;
   을 구하고, 상기 제3보정값과 제4보정값을 합하여 상기 복귀 기울기 보정값을 구하는 것
   을 특징으로 하는 차량의 변속제어 방법.
7. 청구항 6에 있어서,
   상기 제3보정값은 변속기 입력속도 변화율과 토크인터벤션 복귀 개시시점에서의 변속기 입력속도 변화율의 차이에 따른 제3보정값의 맵으로부터 획득하고;
   상기 제4보정값은 변속기 입력속도 변화율과 목표 변속기 입력속도 변화율의 차이에 따른 제4보정값의 맵으로부터 획득하는 것
   을 특징으로 하는 차량의 변속제어 방법.
8. 청구항 7에 있어서,
   상기 제3보정값의 맵 및 제4보정값의 맵은 각각 해당 변속기의 모든 변속 케이스에 대하여 별도로 구비되는 것
   을 특징으로 하는 차량의 변속제어 방법.
9. 청구항 1 내지 4에 한정된 변속제어 방법을 구현하도록 형성된 것
   을 특징으로 하는 차량 변속기 제어용 제어장치.
10. 청구항 1 내지 4에 한정된 변속제어 방법을 구현하도록 형성된 차량 변속기 제어용 제어장치를 탑재한 차량.
11. 청구항 5 내지 8에 한정된 변속제어 방법을 구현하도록 형성된 것
    을 특징으로 하는 차량 변속기 제어용 제어장치.
12. 청구항 5 내지 8에 한정된 변속제어 방법을 구현하도록 형성된 차량 변속기 제어용 제어장치를 탑재한 차량.
    
    
    

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