KR970007455B1 - 자동 변속기의 시프트 헌팅 방지 장치 - Google Patents

자동 변속기의 시프트 헌팅 방지 장치 Download PDF

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Abstract

내용없음.

Description

자동 변속기의 시프트 헌팅 방지 장치
제 1 도는 본 발명에 의한 자동 변속기의 시프트 헌팅 방지 장치를 도시하는 개념도.
제 2 도는 본 발명에 의한 시프트 헌팅 방지 장치의 1 실시예를 예시하는 차량용 파워 트레인의 제어 시스템도.
제 3 도는 동 예에 있어서, 스로틀 컨트롤러가 실행하는 시프트 헌팅 방지용의 스로틀 개도 보정 제어 프로그램을 예시하는 플로자트.
제 4 도는 동 스로틀 개도 보정 작용에 의한 시프트 헌팅 방지 효과를 도시하는 변속 선도 및 로드로드선도.
제 5 도는 전자 제어식 스로틀 부착 엔진 및 유압 제어식 자동 변속기로 이루어지는 파워 트레인을 탑재한 종래 차량의 변속 선도 및 로드로드선도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 전자 제어식 스로틀 부착 엔진 2 : 유압 제어식 자동 변속기
3 : 스로틀 컨트롤러 4 : 스로틀 액츄 에이터
5 : 액셀러레이트 페달 6 : 포탠시오미터
7 : 컨트롤 밸브 8 : 스로틀 밸브
9 : 조소기(gorernor) 10,11 : 시프트 밸브
12 : 스로틀 개도 센서 13 : 변속기 출력 회전 센서
14 : 엔진 회전 센서
본 발명은 전자 제어식 스로틀에 의해 출력 제어되는 엔진과 유압 제어식 자동 변속기로 이루어지는 파워 트레인을 탑재한 차량에 있어서, 자동 변속기의 시프트 헌팅을 방지하는 장치에 관한 것이다.
전자 제어식 스로틀은 운전자가 조작하는 액셀러레이터 페달의 가압량을 포텐시오 미터등으로 검출하여 스로틀 컨트롤러에 입력하고, 이 컨트롤러는 스로틀 액츄에이터를 통하여 엔진의 스로틀 개도를 액셀러레이터 페달 가압량에 대응한 개도로 제어하는 것이며, 일부의 차량에 이미 실용되어 있다.
한편, 유압 제어식 자동 변속기는 상기의 엔진 스로틀과 기계적으로 와이어 등으로 연결되어서, 스로틀 개도에 대응한 스로틀압을 발생하는 스로틀 밸브와 변속기 출력 축에 의해 회전되고, 차속에 대응한 조속기압을 발생하는 조속기 밸브와, 이들 스로틀압 및 조속기 압을 대항하여 받고, 양자의 편성에 따른 스로로크 위치로 되는 시프트 밸브를 구비하며, 스로틀 개도 및 차속의 편성에 의해 규정된 변속선 상에서 이 시프트 밸브의 스트로크에 의해 변속을 행하는 것이다.
그런데, 상기한 전자 제어식 스로틀에 의해 출력이 제어되는 엔진과, 상기 유압 제어식 자동 변속기에 의해 이루어지는 파워 트레인을 탑재한 차량에 있어서는, 자동 변속기가 이하와 같이 시프트 헌팅을 발생시키기 쉽다. 즉, 제 5 도는 자동 변속기의 변속선으로서 3→4 업시프트 변속선 및 4→3 다운 시프트 변속선만을 도시하는 변속선도로, 이것에 3속 6% 로드로드(R/L)선(a), 3속 7% 로드로드(R/L)선(b), 4속 5% 로드로드(R/L)선(C), 4속 6% 로드로드(R/L)선(d)를 병기한 것이다.
여기서 3속 6% 로드로드(R/L)선(a)는, 3속 변속단으로 6% 구배의 도로를 주행중에 대응 차속을 유지하기 위한 스로틀 개도를 나타내며, 다른 3속 7% 로드로드(R/L)선(b), 4속 5% 로드로드(R/L)선(C), 4속 6%로드로드(R/L)선(d)도 동일한 내용을 뜻하는 것으로 한다. 또한, 로드로드선에 대해서는 1979년 12월 20일, 주식회사 쇼카이도발생 자동차 공학 전서 3권, 「자동차의 성능과 시험」 의 제31page∼36page r2.l 동력성능」 에 상세하게 기술되어 있다.
제 5 도에 있어서, 예컨대 6% 구배의 도로를 차속(V1)으로 주행하는 경우를 고찰하건대, 4속 6% 로드로드(R/L)선(d)이 4→3 다운 시프트 변속선의 윗쪽에 있기 때문에, 4속에서는 토크부족으로 주행 불능이다. 따라서 운전자는, 차속 저하를 보완하기 위하여 액셀러레이터 페달을 가압하고, 이것에 응답하여 스로틀 개도가 화살표시(e)에 의해 표시되는 것과 같이 증대하나, 그 결과 3속으로 다운 시프트 변속된다.
그런데, 당해 3속에서는 3속 6% 로드로드(R/L)선(a)이 3→4 업 시프트 변속선의 하부에 있기 때문에 토크가 과대하게 된다. 따라서 운전자는, 차속 상승을 피하기 위하여 액셀러레이트 페달을 복귀하고, 이것에 응답하여 스로틀 개도가 화살표시(f)로 표시한 바와 같이 감소되나, 그 결과 4속으로 업 시프트 변속된다.
그리고, 4속에서는 상기한 바와 같이 토크 부족으로 주행불능이며, 운전자는 차속 저하를 보완하기 위하여 재차 액셀러레이터 페달을 가압하고, 이것에 응답하여 스로틀 개도가 화살표시(e)에 의해 표시된 바와 같이 증대되는 결과, 3속으로 다운 시프트 변속된다. 그러나, 당해 3속에서는, 상기한 바와 같이 토크가 과대하게 되는 결과, 운전자는 차속 상승을 피하기 위하여 재차 액셀러레이터 페달을 복귀하고, 이것에 응답하여 스로틀 개도가 화살표시(f)로 표시한 바와 같이 감소되나, 그 결과 4속으로 업 시프트 변속된다.
이상의 반복에 의해 자동 변속기는 3속과 4속과의 사이에서 변속을 반복하는 시프트 헌팅의 발생을 면할 수 없다.
본 발명은, 전자 제어식 스로틀의 조작에 의해 상기 유압 제어식 자동 변속기의 시프트 헌팅에 관한 문제를 해소하는 것을 목적으로 한다.
본 목적을 위하여, 제 1 발명에 의한 자동 변속기의 시프트 헌팅 방지 장치는 제 1 도에 그 개념을 도시한 바와 같이, 전자 제어식 스로틀에 의해 출력 제어되는 엔진과 유압 제어식 자동 변속기로 이루어지는 파워트레인을 탑재한 차량에 있어서, 상기 유압 제어식 자동 변속기가 시프트 헌팅을 발생시키는 운전 상태인지의 여부를 판정하는 시프트 헌팅 판정 수단과, 이 수단으로부터의 신호에 응답하여 시프트 헌팅을 발생시키는 운전 상태일때, 이 시프트 헌팅을 발생시키지 않게 되는 스로틀 개도를 연산하는 시프트 헌팅 방지용 스로틀 개도 연산 수단과, 상기 전자 제어식 스로틀을, 이 수단에 의해 연산된 스로틀 개도에 보정하는 스로틀 개도 보정 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 것이다.
또 제 2 발명에 의한 자동 변속기의 시프트 헌팅 방지 장치는 상기 제 1 발명에 부가하여 차량이 주행하고 있는 노면의 구배를 산출하는 노면 구비 산출 수단을 실정하고, 상기 시프트 헌팅 판정 수단은 이 노면 구배 산출 수단에 의해 산출된 노면 구배에 대응하는 로드로드선과 상기 유압 제어식 자동 변속기의 변속선으로부터 이 자동 변속기가 시프트 헌팅하는지의 여부를 판정하도륵 구성된 것을 특징으로 하는 것이다.
그리고, 제 3 발명에 있어서는 상기 제 2 발명에 있어서 상기 노면 구배 산출 수단이 노면 구배를 차량의 등판 토크, 차량 중량, 차륜 외전 반경에 관련하여 결정된 것을 특징으로 하는 것이다.
또, 제 4 발명에 있어서는 상기 제 3 발명에 있어서 상기 노면 구배산출 수단이 상기 차량의 등판 토크를 구함에 있어서 엔진 출력 토크로부터 차량의 주행 저항 및 가속 토크를 감산하여 등판 토크를 구하는 것을 특징으로 하는 것이다.
제 1 발명에 있어서, 엔진은 전자 제어식 스로틀에 의해 출력이 제어되고, 차량은 이 엔진 및 유압 제어자동 변속기로 이루어지는 파워 트레인으로부터의 동력으로 주행된다.
여기서 시프트 헌팅 판정 수단은, 상기 유압 제어식 자동 변속기가 시프트 헌팅을 발생시키는 운전 상태인지의 여부를 판정하고, 시프트 헌팅 방지용 스로틀 개도 연산 수단온, 당해 시프트 헌팅 판정 수단으로부터의 신호에 응답하고, 시프트 헌팅을 발생시키는 운전 상태일때, 이 시프트헌팅을 발생시키지 않게 되는 스로틀 개도를 연산한다. 그리고 스로틀 개도 보정 수단은, 상기 전자 제어식 스로틀을 상기와 같이 연산된 스로틀 개도에 보정한다.
따라서 전자 제어식 스로틀 부착 엔진과 유압 제어식 자동 변속기로 이루어지는 파워 트레인을 탑재한 및 차량에 있어서 발생되기 쉬운 자동 변속기의 시프트헌팅을 확실하게 방지할 수 있고, 당해 차량의 운전성을 향상시킬 수 있다.
제 2 발명에 있어서는 상기 제 1 발명에 부가하여 설정된 노면 구배 산출 수단이 차량 주행 노면의 구배를 산출하고, 상기 시프트 헌팅 판정 수단은, 이 노면 구배 산출 수단에 의해 산출된 노면 구배에 대응하는 로드, 로드선과, 상기 유압 제어식 자동 변속기의 변속선으로부터 이 자동 변속기가 시프트 헌팅 하는지의 여부를 판정한다. 이 경우 시프트 헌팅의 판정을 한층 고정밀도로 행할 수 있고, 상기의 스로틀 개도 보정이 끌데없이 행해지는 것을 회피할 수 있다.
제 3 발명에 있어서는, 상기 노면 구배 산출 수단이 상기 제 2 발명에 있어서의 노면 구배를 차량의 등판 토크, 차량 중량, 차륜 회전 반경에 관련하여 결정한다. 이 경우, 노면 구배(A)를 정확하게 구할 수 있고, 나아가서는 상기 시프트 헌팅의 판정을 한층 고정밀도로 행할 수 있다.
제 4 발명에 있어서는, 상기 노면 구배 산출 수단이 상기 제 3 발명에 있어서의 차량의 등판 토크를 구함에 있어, 엔진 출력 토크로부터 차량의 주행저항 및 가속 토크를 감산하여 등판 토크를 구한다, 이 경우, 등판토크를 정확히 산출할 수 있고, 나아가서는 상기 노면 구배(θ)를 정확하게 구할 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예를 도면에 의거하여 상세하게 설명한다.
제 2 도는 본 발명에 의한 자동 변속기의 시프트 헌팅 방지 장치를 예시하는 차량용 파워 트레인의 제어시스템도이다. 도면중, 1은 전자 제어식 스로틀에 의해 출력이 제어되는 엔진, 2는 유압 제어식 자동 변속기를 각각 도시하며, 이들 엔진(1) 및 자동 변속기(2)의 랜덤 결함에 의해 차량용 파워 트레인을 구성한다.
엔진(1)은 도시하지 않은 주지의 엔진 컨트를러에 의해 연료 분사량, 점화 시기, 배기 환류량 등이 제어되는 외에, 스로틀 컨트를러(3)에 의해 스로틀 액츄 에이터(4)를 통하여 스로틀 개도가 제어되고, 상기의 엔진 출력 제어를 받는 것으로 한다. 또한, 이 엔진 출력 제어에 있어서 스로틀 컨트롤러(3)는 기본적으로는 운전자가 조작하는 액셀러레이터 페달(5)의 가압량을 검출하는 포텐시오미터(6)로부터의 신호에 응답하고, 스로틀 액츄에이터(4)를 통하여 스로틀 개도를 액셀러레이터 페달(5)의 가압량에 대응한 개도로 하는 것으로 한다.
그리고, 자동 변속기(2)는 전진 4속의 변속기로서, 컨트롤 밸브(7) 내에 스로틀 밸브(8), 조속기 밸브(9)및 시프트 밸브(10,11)를 갖는 것으로 한다. 여기서 스로틀 밸브(8)는 엔진의 스로틀에 기계적으로 연동하여 스로틀 개도에 따른 스로틀 압을 발생시키고, 조속기 밸브(9)는 변속기 출력측에 의해 회전되어 차속에 대응한 조속기 압을 발생한다.
또, 시프트 밸브(10,11)는 각각 이들 스로틀 압 및 조속기 압을 대항하여 받는 것으로 스트로크 위치가 결정되고, 양 시프트 밸브(10,11)의 스트로크 위치의 편성에 의해 제 1 속 내지 제 4 속을 선택하는 것으로 한다.
또한, 한쪽의 시프트 밸브(11)가 스트로크 위치를 전환함으로써 달성되는 3속 및 4속간에서의 변속은 제 5 도에 있어서와 동일한 3→4업 시프트 변속선 및 4→3다운 시프트 변속선 상에서 행해지는 것으로 한다.
스로틀 컨트롤러(3)는 상기한 통상의 스로틀 개도 제어외에 본 발명이 자동 변속기(2)의 시프트 헌팅 방지를 목적으로, 하여 행해야할 스로틀 개도 보정을 위하여 스로틀 개도(TH)를 검출하는 스로틀 개도 센서(12)로부터의 신호와, 변속기 출력 회전수(No)를 검출하는 변속기 출력 회전 센서(13)로부터의 신호와, 엔진 회전수(Ne)를 검출하는 엔진 회전센서(14)로부터의 신호가 별도 입력되고, 이들 입력 정보에 의거하여 제 3 도의 제어 프로그램을 실행하는 것으로 한다. 또한, 이 제 3 도의 제어 프로그램은 3→4, 4→3 변속에서의 시프트 헌팅을 방지하기 위한 것이다.
제 3 도에 있어서는, 우선 노면 구배 산출 수단에 상당하는 스텝(21)에 있어서 노면 구배(θ)를 θ=sin-1[차량의 등판 토크/(차량 중량×차륜 회전 반경)]에 의해 산출한다. 여기서 차량의 등판 토크를 구함에 있어서는, 스로틀 개도(TH) 및 엔진 회전수(Ne)의 맵으로부터(또는, 토크컨버터의 특성으로부터) 구할 수 있는 엔진 출력 토크로부터, 0% 로드로드선으로부터(변속기 출력 회전수(No)로 알 수 있는 차속의 맵으로부터) 구할 수 있는 차량의 주행 저항과, 차속의 변화 비율×차량 중량×차륜 회전 반경에 의해 구할 수 있는 가속 토크를 감산하여 당해 등판 토크를 구한다.
제 3 도의 스텝(22)에 의해 변속기가 변속이 예상되는 차속과 스로틀 개도(TH)의 관계를 기억한 가상 변속선 맵을 사용하여 검출된 현재의 차속으로부터 4→3 변속되는 스로틀 개도(TH)(4→3)와 3→4 변속되는 스로틀 개도(TH)(3→4)를 연산한다·
다음에 스텝(23)에 의해 차량의 주행 특성인 로드로드선 맵을 사용하여 스뎁(22)에서 검출된 노면 구배(θ)와, 표시된 현재의 차속에서 3속으로 노면 구배(θ)를 현재의 속도로 주행할 수 있는 스로틀 개도(TH)(3)와, 4속으로 노면 구배(θ)를 현재의 속도로 주행할 수 있는 스로틀 개도(TH)(4)를 연산한다.
그리고, 스텝(24)에서, 상기 연산된 4→3 변속하는 스로틀 개도(TH)(4→3)에서 4속으로 노면 구배(θ)를 현재의 차속으로 주행할 수 있는 스로틀 개도(TH)(4)가 크고, 또한, 3→4 변속하는 스로틀 개도(TH)(3→4)로부터, 3속으로 노면 구배(θ)를 현재의 차속으로 주행할 수 있는 스로틀 개도(TH)(3)가 작은지의 여부를 판별하고, "예"의 경우 시프트 헌팅하게 되고, ''아니오''의 경우는 시프트 헌팅하지 않게 된다.
다음에 스텝(24)에서 시프트 헌팅한다고 판단된 경우는, 스텝(25)에 의해 액셀러레이터 페달 가압량으로부터 스텝(22)에 의해 검출된 3→4 변속하는 스로틀 개도(TH)(3→4)와, 스텝(23)에 의해 검출된 3속으로 소정 구배(θ)를 현재의 차속으로 주행할 수 있는 스로틀 개도(TH)(3)와의 차분치를 감산하여 엔진의 전자제어식 스로틀의 스로틀 개도로 한다.
또, 스텝(24)에서 시프트헌팅 하지 않는 것으로 판단된 경우는, 스텝(26)에 의해 액셀러레이터 페달 가압량과 엔진의 전자 제어식 스로틀의 스로틀 개도 하고는 통상 제어를 한다.
이러한 스로틀 개도의 보정에 의해 예컨대 스로틀 개도가 엑셀러레이터 페달 가압량에 대응한 개도보다도 작은 개도로 되고, 제 5 도에 있어서의 3속 6% 로드로드(R/L)선(a) 및 3속 7% 로드로드(R/L)선(b)이 각각 제 4 도에 도시된 바와 같이 3속 5% 로드로드(R/L)선 및 3속 6% 로드로드(R/L)선으로 된다. 이것에 의해 3속 6% 로드로드(R/L)선(b)이 3→4업 시프트 변속선의 윗쪽에 존재하계 됨으로써, 당해 선상의 X점에서의 운전에 의해 차속을 V1으로 유지한 주행을 시프트 헌팅을 발생시킴이 없이 실행시킬 수 있다.
또한, 본 실시예에서는 3→4, 4→3 변속의 시프트 헌팅 저지에 대하여 설명하였으나, 다른 변속단에 사용하여도 무방함은 당연하며, 또 본 실시예에서는 시프트 헌팅을 방지하기 위하여 스로틀 개도를 감소시켰으나, 반대로 증가시켜서 엔진 토크를 증대함으로써 높은 변속단으로 유지해도 무방하다.
이로써 제 1 발명에 의한 자동 변속기의 시프트 헌팅 방지 장치는 정구항 1에 기재된 바와 같이, 유압 제어식 자동 변속기가 시프트 헌팅이 발생되는 운전 상태일때, 이 시프트 헌팅을 발생하지 않게 되는 스로틀 개도를 연산하고, 전자 제어식 스로틀을 상기와 같이 연산된 스로틀 개도로 보정하는 구성으로 하였으므로, 전자 제어식 스로틀 부착 엔진과 유압 제어식 자동 변속기에 의해 이루어지는 파워 트레인을 탑재한 차량에 있어서 발생되기 쉬운 자동 변속기의 시프트 헌팅을 확실하게 방지할 수 있고, 당해 차량의 운전성을 향상시킬 수 있다.
제 2 발명에 의한 자동 변속기의 시프트 헌팅 방지 장치는, 청구항 2 기재와 같이 차량 주행 노면의 구배를 산출하고, 이 노면 구배에 대응하는 로드로드선과 유압 제어식 자동 변속기의 변속선으로부터 이 자동변속기가 시프트헌팅 하는지의 여부를 판정하는 구성으로 하였기 때문에, 시프트 헌팅의 판정을 한층 고정밀도로 행할 수 있고, 상기의 스로틀 개도 보정이 쓸데없이 행해지는 것을 회피할 수 있다.
제 3 발명에 의한 자동 변속기의 사프트 헌팅 방지 장치는, 청구항 3에 기재된 바와 같이 노면 구배(θ)를 차량의 등판 토크, 차량 중량, 차륜 회전 반경에 관련하여 결정하는 구성으로 하였으므로, 노면구배(θ)를 정확히 구할 수 있고, 나아가서는 상기 시프트 헌팅의 판정을 고정밀도로 행할 수 있다.
제 4 발명에 의한 자동 변속기의 시프트 헌팅 방지 장치는 청구항 4 기재와 같이, 상기 차량의 등판 토크를 구함에 있어, 엔진 출력 토크로부터 차량의 주행 저항 및 가속 토크를 감산하여 등판 토크를 구하는 구성으로 하였기 때문에, 등판 토크를 정확히 산출할 수 있고, 나아가서는 상기 노면 구배(θ)를 정확하게 구할 수 있다.

Claims (4)

  1. 전자 제어식 스로틀에 의해 출력 제어되는 엔진과 유압 제어식 자동 변속기로 형성되는 파워 트레인을 탑재한 차량에 있어서, 상기 유압 제어식 자동 변속기가 시프트 헌팅을 발생시키는 운전 상태인지의 여부를 판정하는 시프트 헌팅 판정 수단과, 이 판정 수단으로부터의 신호에 응답하여, 시프트 헌팅이 생기는운전 상태일때, 이 시프트 헌팅이 생기지 않게 되는 스로틀 개도를 연산하는 시프트 헌팅 방지용 스로틀 개도 연산 수단과, 상기 전자 제어식 스로틀을, 이 수단에 의해 연산된 스로틀 개도에 보정하는 스로틀 개도 보정 수단과를 구비하는 것을 특징으로 하는 자동 변속기의 시프트 헌팅 방지 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 차량이 주행하고 있는 노면의 구배를 산출하는 노면 구배 산출 수단올 부가하고, 상기 시프트 헌팅 판정 수단은, 이 노면 구배 산출 수단에 의해 산출된 노면 구배에 대응하는 로드 로드선과, 상기 유압 제어식 자동 변속기의 변속선으로 이 자동 변속기가 시프트 헌팅하는지의 여부를 판정하도록 구성한 것을 특징으로 하는 자동 변속기의 시프트 헌팅 방지 장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 노면 구배 산출 수단은 노면 구배를, 차량의 등판 토크, 차량 중량, 차륜 회전 반경에 관련하여 결정한 것을 특징으로 하는 자동 변속기의 시프트 헌팅 방지 장치.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 노면 구배 산출 수단은 상기 차량의 등판 토크를 구함에 있어 엔진 출력 토크로부터 차량의 주행 저항 및 가속 토크를 감산하여 등판 토크를 구하도록 구성한 것을 특징으로 하는 자동 변속기의 시프트 헌팅 방지 장치.
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