KR100372442B1 - 차량용 자동 변속기의 변속 제어 장치 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

주행중 운전자의 가속의지에 따른 파워 온 업 시프트시 필 타임 이후의 듀티 출력 시간 변화에 따라 필 타임을 보정하여 변속을 수행할 목적으로;

차량의 주행 상태에 따라 가변 출력되는 차량 주행 상태를 검출하는 차량 동작 주행 검출 수단과; 상기 차량 주행 상태 검출 수단에서 검출된 신호를 입력받고자 소정의 제어신호를 상기 차량 주행 상태 검출 수단에 출력하고, 상기 제어신호에 따라 동기 되어 출력되는 차량의 변속 모드 상태, 스로틀 밸브 개도, 출력축 회전수, 엔진 회전수, 유온 및 가속페달 조작 상태 등을 입력받아 주행중 파워 온 업 시프트 발생시 기 설정된 프로그램에 의해 파워 온 업 시프트 듀티 제어 신호를 출력하고, 필 타임 이후 구간의 시간 변화에 따라 필 타임을 보정하는 변속 제어 수단과; 상기 변속 제어 수단에서 출력되는 소정의 변속 제어 듀티 제어신호에 의해 듀티 제어되어 오일 펌프로부터 토출되어 공급되는 유압을 해당 마찰요소로 공급 및 해제시켜 변속을 수행하는 구동수단으로 구비되어 있어서, 안정된 변속감과 내구성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

차량용 자동 변속기의 변속 제어 장치 및 그 방법{DEVISE AND THE METHOD FOR SHIFT CONTROLLING OF AUTO TRANSMISSION IN VEHICLE}

본 발명은 차량용 자동 변속기의 변속 제어 장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 주행중 파워 온 업 시프시 발생되는 변속충격을 방지하기 위한 차량용 자동 변속기의 변속 제어 장치 및 그 방법에 관한 것이다.

일반적으로 자동 변속기는 자동차의 주행속도와 스로틀 밸브의 개도율 및 제반 검출조건에 따라 변속제어장치가 다수의 솔레노이드 밸브를 제어하여 유압을 제어함으로써, 목표 변속단의 변속기어가 동작되어 자동으로 변속이 이루어진다.

즉, 상기와 같이 변속이 자동으로 이루어지는 자동 변속기는 운전자가 셀렉트 레버를 원하는 변속단으로 레인지 변환하면, 매뉴얼 밸브의 포트 변환이 이루어지면서, 오일펌프로부터 공급되는 유압을 솔레노이드 밸브의 듀티 제어에 따라 변속기어 메카니즘의 여러 작동요소를 선택적으로 작동시켜 변속이 이루어지도록 한다. 이는 자동 변속 제어장치에서 스로틀 밸브 개도량과 차속 변화에 따라 메모리에 기 설정된 프로그램에 의해 변속단을 결정하여, 상기에서 결정된 변속에 해당하는 듀티 제어신호를 상기 솔레노이드 밸브에 출력하여 제어함으로써, 변속이 이루어진다.

이와 같이 작동원리에 따라 동작되는 자동 변속기는 각 해당 목표 변속단으로의 변속이 실해되는 경우 작동상태에서 작동 해제되는 마찰요소와 작동 해제 상태에서 작동 상태로 변환되는 마찰요소를 보유하게 되는데, 이들 마찰요소의 작동해제 및 작동 시작 타이밍에 따라 자동 변속기의 변속성능이 결정되므로 최근에는 보다 나은 변속성능 향상을 원한 변속 제어방법의 연구가 활발하게 진행되고 있다.

이러한 점을 감안하여 본 발명의 기술적 배경을 살펴보면, 자동 변속기의 변속제어는 차량의 주행상태에 따라 전속단인 1속으로부터 순차적으로 4속까지 변속이 이루어지는 업 시프트 변속제어와, 전진 4속으로부터 1속까지 순차적으로 변속이 이루어지는 다운 시프트 변속제어와, 4속에서 2속, 3속에서 1속으로 다운 시프트가 이루어지는 다운 스킵 변속제어가 있는데, 본 발명은 주행중인 차량에서 운전자의 가속의지에 따른 파워 온 업 시프트시 변속충격의 발생을 방지하는 장치 및 방법에 관계한다.

상기한 자동 변속기 차량에서 운전자의 가속의지에 따라 주행중 파워 온 업 시프트시 종래에는 클러치 마모나 유압제어에 의하여 필 타임 이 후 구간이 608ms 이상이면, 변속을 조기에 완료시키기 위하여 듀티 보정을 수행한 후, 변속을 수행하였다.

그러나, 상기한 종래의 방법은 파워 온 업 시프트가 발생될 때마다, 필 타임 구간이 후의 시간이 608ms 이상이 되어 보정 효과가 미미함에 따라 변속중 변속충격이 발생하는 문제점을 내포하고 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 주행중 운전자의 가속주행의지에 따른 파워 온 업 시프트 발생시 필 타임 이후의 시간 변화에 따라 필 타임을 보정하여 변속을 수행하기 위한 차량용 자동 변속기의 변속제어 장치 및 그 방법을 제공하기 위한 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은,

차량의 주행 상태에 따라 가변 출력되는 차량 주행 상태를 검출하는 차량 동작 주행 검출 수단과;

상기 차량 주행 상태 검출 수단에서 검출된 신호를 입력받고자 소정의 제어신호를 상기 차량 주행 상태 검출 수단에 출력하고, 상기 제어신호에 따라 동기 되어 출력되는 차량의 변속 모드 상태, 스로틀 밸브 개도, 출력축 회전수, 엔진 회전수, 유온 및 가속페달 조작 상태 등을 입력받아 주행중 파워 온 업 시프트 발생시 기 설정된 프로그램에 의해 파워 온 업 시프트 듀티 제어 신호를 출력하고, 필 타임 이후 구간의 시간 변화에 따라 필 타임을 보정하는 변속 제어 수단과;

상기 변속 제어 수단에서 출력되는 소정의 변속 제어 듀티 제어신호에 의해 듀티 제어되어 오일 펌프로부터 토출되어 공급되는 유압을 해당 마찰요소로 공급 및 해제시켜 변속을 수행하는 구동수단으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위한 다른 본 발명은,

주행중 운전자의 가속의지에 따른 파워 온 업 시프트가 발생되면, 기 설정된 프로그램에 의해 파워 온 업 시프트 듀티 제어 신호를 출력하고, 필 타임 이후 구간의 듀티 출력시간을 소정의 설정시간과 비교하여 필 타임 보정을 각각 달리 수행한 후 변속동기가 완료되면 변속을 종료하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

도 1은 본 발명에 적용되는 차량용 자동 변속기의 변속 제어 장치 구성 블록도.

도 2는 본 발명에 적용되는 차량용 자동 변속기의 변속 제어 방법 동작 순서도.

도 3은 본 발명에 따른 변속 제어 듀티 패턴도이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

100 : 차량 주행상태 검출수단 110 : 스로틀 밸브 개도량 검출부

120 : 출력축 회전수 검출부 130 : 엔진 회전수 검출부

140 : 유온 검출부 150 : 가속페달 작동 검출부

200 : 변속 제어 수단 300 : 구동수단

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.

도 1에 도시되어 있는 바와 같이 본 발명에 적용되는 차량용 자동 변속기의 변속 제어 장치의 차량 주행 상태 검출장치(100)는 차량의 주행 상태에 따라 가변 출력되는 차량 주행 상태를 검출하고, 변속 제어 장치(200)는 상기 차량 주행 상태 검출 장치(200)에서 검출된 신호를 입력받고자 소정의 제어신호를 상기 차량 주행 상태 검출 수단에 출력하고, 상기 제어신호에 따라 동기 되어 출력되는 차량의 변속 모드 상태, 스로틀 밸브 개도, 출력축 회전수, 엔진 회전수, 유온 및 가속페달 작동상태 등을 입력받아 주행중 파워 온 업 시프트 발생시 기 설정된 프로그램에 의해 파워 온 업 시프트 듀티 제어 신호를 출력하고, 필 타임 이후 구간의 시간 변화에 따라 필 타임을 보정하며, 구동장치(300)는 상기 변속 제어 장치(200)에서 출력되는 소정의 변속 제어 듀티 제어신호에 의해 듀티 제어되어 오일 펌프로부터 토출되어 공급되는 유압을 해당 마찰요소로 공급 및 해제시켜 변속을 수행한다.

상기에서 차량 주행상태 검출 장치(100)는 운전자의 가속페달 조작상태에 따라 연동하는 스로틀 밸브의 개도량을 검출하여 변속단 결정시 적용되는 스로틀 밸브 개도량 검출부(110)와; 주행중인 차량의 차속에 상응하는 신호로서, 자동 변속기의 출력축의 회전수를 검출하여 변속단 결정시 적용되는 출력축 회전수 검출부(120)와; 주행중인 차량의 엔진의 회전수를 검출하여 변속단 결정시 적용되는 엔진 회전수 검출부(130)와; 주행중인 차량의 자동 변속기 유온을 검출하여 변속단 결정시 적용되는 유온 검출부(140)와; 운전자의 가속페달 조작상태에 따라 작동 상태를 검출하는 가속페달 작동 검출부(150)로 구비되어 이루어져 있다.

상기한 구성으로 이루어진 차량용 자동 변속기의 변속 제어 방법을 첨부한 도 2와 도 3를 참조하여 상세히 설명한다.

차량이 주행을 시작하면, 차량 주행 상태 검출 장치(100)는 차량 주행 상태에 따라 가변되는 스로틀 밸브 개도, 출력축 회전수, 엔진 회전수 유온 및 가속페달 작동 상태 등을 검출한다.

이에 변속 제어 장치(200)는 소정의 제어신호를 상기 차량 주행 상태 검출 장치(100)로 출력하고, 차량 주행 상태 검출 장치(100)는 상기 변속 제어 장치(200)에서 출력된 소정의 제어신호에 의해 동기 되어 검출된 스로틀 밸브 개도, 출력축 회전수, 엔진 회전수, 유온 및 가속페달 작동 상태 등을 출력한다.

따라서, 주행중인 차량에서 운전자의 가속의지에 따라 가속페달을 조작하면, 변속 제어 장치(200)는 파워 온 업 시프트 조건인가를 비교 판단한다(S100,S110).

상기에서 파워 온 업 시프트 조건을 만족하면, 변속 제어 장치(200)는 기 설정된 파워 온 업 시프트 프로그램에 따라 도 3에 도시되어 있는 바와 같이 변속 제어 듀티를 출력한다.

따라서, 파워 온 업 시프트가 발생되면, 변속 제어 장치(200)는 도 3에 도시되어 있는 바와 같이 A구간에서 결합측의 듀티를 100%로 출력한 후, 소정의 필 타임(Tf)이 경과하였는가를 비교 판단한다(S120,S130).

상기에서 소정의 필 타임(Tf)이 경과된 경우, 변속 제어 장치(200)는 도 3에 도시되어 있는 바와 같이 B구간의 결합 듀티를 100%에서 D_R%로 제어하여 출력하고,상기 B구간의 듀티 출력시간(t_B)를 검출한 다음, 실 변속 동기점에 도달하였는가를 비교 판단한다(S140,S150,S160).

상기에서 실 변속 동기점 도달 판단방법은, 실 터빈 회전수(Nt)가 목표 터빈 회전수(Nti - △Nf)에 도달하였는가를 비교 판단하여, 상기 실 터빈 회전수(Nt)가 목표 터빈 회전수(Nti - △Nf)에 도달됨이 판단되면, 변속 제어 장치(200)는 변속단이 목표 변속단으로 실 변속동기가 이루어지는 지점에 도달한 것으로 판단한다.

상기에서 실 변속동기가 판단되면, 변속 제어 장치(200)는 B구간의 듀티 출력시간이 소정의 제1 설정시간(608ms)을 경과했는가를 비교 판단한다(S170).

상기에서 B구간의 듀티 출력시간이 소정의 제1 설정시간(608ms)을 경과됨이 판단되면, 변속 제어 장치(200)는 도 3에 도시되어 있는 바와 같이 C구간의 듀티를 보정하여 출력하고, A구간의 필 타임(Tf)을 보정한다(S180,S190).

상기에서 C구간 듀티 보정 방법은, 전회 듀티(D_Ro)에 보정듀티(24.4%/s)를 가산하여 보정한다.

D_R= D_Ro+ Das(24.4%/s)

그리고, A구간 필 타임(Tf)방법은, 금회 필 타임(Tfo)에 제1 보정 필 타임(△Tf1)을 가산 연산하여 보정한다.

이후, 변속 제어 장치(200)는 변속동기 완료를 비교 판단한다(S200).

상기에서 변속동기 완료를 판단하는 방법은, Nt < Ntj - Nt 인 조건을 만족하면 , 변속 제어 장치(200)는 변속 동기가 완료 된 것으로 판단한다.

상기에서 Nt는 실 터빈 회전수 이고, Ntj 는 목표 변속단의 터빈 회전수이다.

상기에서 변속 동기완료가 판단되면, 변속 제어 장치(200)는 듀티를 100%로 출력하여 변속단을 목표 변속단으로 변속완료하고 파워 온 업 시프트 변속제어를 종료한다(S210).

하지만, 상기 B구간의 듀티 출력시간이 소정의 제1 설정시간(608ms)을 경과하지 않은 것으로 판단되면, 변속 제어 장치(200)는 상기 B구간의 듀티 출력시간이 소정의 제2 설정시간(420ms)보다 크거나 같고, 소정의 제1 설정 시간(608ms)보다 작거나 같은 범위에 포함되는가를 비교 판단한다(S300).

상기에서 상기 B구간의 듀티 출력시간이 소정의 제2 설정시간(420ms)보다 크거나 같고, 소정의 제1 설정 시간(608ms)보다 작거나 같은 범위에 포함됨이 판단되면, 변속 제어 장치(200)는 도 3에 도시되어 있는 바와 같이 C구간의 듀티를 보정하여 출력하고, A구간의 필 타임(Tf)을 보정한다(S310).

상기에서 C구간 듀티 보정 방법은, 전회 듀티(D_Ro)에 보정듀티(24.4%/s)를 가산하여 보정한다.

D_R= D_Ro+ Das(24.4%/s)

그리고, A구간 필 타임(Tf)방법은, 금회 필 타임(Tfo)에 제2 보정 필 타임(△Tf2)을 가산 연산하여 보정한다.

이 후, 변속 제어 장치(200)는 변속동기 완료를 비교 판단하는 단계(S200)를수행한다.

이로서, 주행중 운전자의 가속의지에 따른 파워 온 업 시프트시 필 타임 이후의 듀티 출력시간 변화에 따라 필 타임을 보정하여 변속을 수행함으로써, 클러치의 마모을 방지할 수 있고, 클러치가 조기 페일(fail) 되는 것을 방지할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 차량용 자동 변속기의 변속제어 장치 및 그 방법은 필 타임 이후의 듀티 출력시간 변화에 따라 필 타임을 보정하여 변속을 수행함으로써, 안정된 변속감과 내구성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (14)

1. 차량의 주행 상태에 따라 가변 출력되는 차량 주행 상태를 검출하는 차량 동작 주행 검출 수단과;

   상기 차량 주행 상태 검출 수단에서 검출된 신호를 입력받고자 소정의 제어신호를 상기 차량 주행 상태 검출 수단에 출력하고, 상기 제어신호에 따라 동기 되어 출력되는 차량의 변속 모드 상태, 스로틀 밸브 개도, 출력축 회전수, 엔진 회전수, 유온 및 가속페달 조작 상태 등을 입력받아 주행중 파워 온 업 시프트 발생시 기 설정된 프로그램에 의해 파워 온 업 시프트 듀티 제어 신호를 출력하고, 필 타임 이후 구간의 시간 변화에 따라 필 타임을 보정하는 변속 제어 수단과;

   상기 변속 제어 수단에서 출력되는 소정의 변속 제어 듀티 제어신호에 의해 듀티 제어되어 오일 펌프로부터 토출되어 공급되는 유압을 해당 마찰요소로 공급 및 해제시켜 변속을 수행하는 구동수단으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기의 변속 제어 장치.
2. 제 1항에 있어서, 차량 주행상태 검출 수단은 운전자의 가속페달 조작상태에 따라 연동하는 스로틀 밸브의 개도량을 검출하여 변속단 결정시 적용되는 스로틀 밸브 개도량 검출부와; 주행중인 차량의 차속에 상응하는 신호로서, 자동 변속기의 출력축의 회전수를 검출하여 변속단 결정시 적용되는 출력축 회전수 검출부와; 주행중인 차량의 엔진의 회전수를 검출하여 변속단 결정시 적용되는 엔진 회전수 검출부와; 주행중인 차량의 자동 변속기 유온을 검출하여 변속단 결정시 적용되는 유온 검출부와; 운전자의 가속페달 조작상태에 따라 작동 상태를 검출하는 가속페달 작동 검출부로 구비되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기의 변속 제어 장치.
3. 주행중 운전자의 가속의지에 따른 파워 온 업 시프트가 발생되면, 기 설정된 프로그램에 의해 파워 온 업 시프트 듀티 제어 신호를 출력하고, 필 타임 이후 구간의 듀티 출력시간을 소정의 설정시간과 비교하여 필 타임 보정을 각각 달리 수행한 후 변속동기가 완료되면 변속을 종료하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기의 변속 제어 방법.
4. 제 3항에 있어서, 주행중 운전자의 가속의지에 따라 파워 온 업 시프트 조건을 만족하면, 기 설정된 프로그램에 의해 파워 온 업 시프트 듀티 제어 신호를 출력하고, 필 타임이 경과되었는가를 비교 판단하는 단계와;

   상기 단계에서 필 타임이 경과됨이 판단되면, 듀티를 D_R로 제어한 다음, 듀티 출력시간을 누적하고, 변속동기 시점을 판단하는 단계와;

   상기 단계에서 변속동기 시점이 판단되면, 상기 누적된 듀티 출력시간이 소정의 제1 설정 값을 경과하였는가를 비교 판단 하는 단계와;

   상기 단계에서 누적된 듀티 출력시간이 소정의 제1 설정 값을 경과됨이 판단되면, 출력 듀티 D_R을 보정한 후, 상기 경과된 필 타임을 보정한 다음, 변속동기 완료시점을 판단하는 단계와; 상기 단계에서 변속동기 완료시점이 판단되면, 듀티를 100%로 출력 제어한 후, 변속제어를 종료하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기의 변속 제어 방법.
5. 제 4항에 있어서, 출력 듀티D_R을 보정하는 방법은 전회 출력듀티 D_Ro에 보정듀티 Das를 가산하여 보정하는 것을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기의 변속 제어 방법.
6. 제 5항에 있어서, 보정듀티 Das는 24.4%/s인 것을 포함하여 이루어진 차량용 자동 변속기의 변속 제어 방법.
7. 제 4항에 있어서, 필 타임 보정은 금회 필 타임에 제1 보정 필 타임으로 가산하여 산출 보정하는 것을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기의 변속 제어 방법.
8. 제 7항에 있어서, 제1 보정 필 타임은 50ms인 것을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기의 변속 제어 방법.
9. 제 4항에 있어서, 변속 동기 시점은 Nt > Nti - △Nt로 판단하는 것을 포함하여 이루어진 하는 차량용 자동 변속기의 변속 제어 방법.
10. 제 4항에 있어서, 제 1 설정 값은 608ms인 것을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기의 변속 제어 방법.
11. 제 4항에 있어서, 누적된 듀티 출력시간이 소정의 제1 설정 값을 경과하지 못한 것으로 판단되면, 상기 누적된 듀티 출력시간이 소정의 제2 설정 값보다 크거나 같고, 제 1 설정 값보다 작거나 같은 조건을 만족하는가를 비교 판단하는 단계와;

    상기 단계에서 누적된 듀티 출력시간이 소정의 제2 설정 값보다 크거나 같고, 제 1 설정 값보다 작거나 같은 조건을 만족됨이 판단되면, 필 타임을 보정한 후, 변속 듀티를 출력하며 변속 동기 완료 시점을 판단하는 단계를 수행하는 것을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기의 변속 제어 방법.
12. 제 11항에 있어서, 제2 설정 값은 420ms인 것을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기의 변속 제어 방법.
13. 제 11항에 있어서, 필 타임 보정은 금회 필 타임에 제2 보정 필 타임으로 가산하여 산출 보정하는 것을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기의 변속 제어 방법.
14. 제 13항에 있어서, 제2 보정 필 타임은 20ms인 것을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기의 변속 제어 방법.