KR100387874B1

KR100387874B1 - 차량용 자동 변속기의 정지전 4 →3 가변 변속제어 방법

Info

Publication number: KR100387874B1
Application number: KR10-2001-0039982A
Authority: KR
Inventors: 류병열
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2001-07-05
Filing date: 2001-07-05
Publication date: 2003-06-18
Also published as: KR20030004485A

Abstract

정지전 4 →3 변속시에 문제가 되고 있는 엔진 회전수(Ne)와 터빈 회전수(Nt)의 교차쇼크를 근본적으로 개선하기 위하여 변속 시점을 엔진 회전수(Ne)와 터빈 회전수(Nt)의 상태에 따라 결정하고 한계차속 이하로 제어하게되는 경우 엔진 제어 장치와 의 데이터 통신에 의해 엔진 회전수(Ne)를 상승시켜 변속시의 교차 쇼크를 해결할 목적으로;

4속 주행중인 차량에서 입력되는 변속 요구신호가 정지전 4 →3 가변 변속제어 조건을 만족하는가를 판단하는 단계와; 상기 단계에서 정지전 4 →3 가변 변속제어 조건을 만족함이 판단되면, 차속이 소정의 제1 설정 기준 값에 도달하였는가를 판단하는 단계와; 상기 단계에서 차속이 소정의 제1 설정 기준 값에 도달됨이 판단된 후, 엔진 회전수와 실 터빈 회전수 변화에 따라 해당하는 정지전 4 →3 변속제어 신호를 출력하는 단계로 이루어져 있어서, 정지전 4 →3 변속시 발생하는 교차 쇼크를 방지할 수 있고, 엔진 제어 장치 측 코스트 다운시 관련 개발시에 자유도를 높일 수 있고, 내구 및 이상 발생에도 정확한 변속을 유도하여 변속 정확도를 높일 수 있는 효과가 있다.

Description

차량용 자동 변속기의 정지전 4 →3 가변 변속제어 방법{METHOD FOR 4 →3 ADJUSTABLE SHIFT CONTROL OF AUTOMATIC TRANSMISSION IN VEHICLE}

본 발명은 차량용 자동 변속기에 관한 것으로서, 더욱 상세하기는 4속 주행중 정지전 4 →3 가변 변속제어가 이루어지는 차량용 자동 변속기의 4 →3 가변 변속제어 방법에 관한 것이다.

일반적으로 차량용 자동 변속기는 차량의 주행속도와 부하에 따라 변속비를 자동적으로 조절하는 변속 제어 장치를 구비하고 있다.

상기한 변속 제어 장치는 기어 트레인에 설치된 다수개의 클러치 및 브레이크를 작동 또는 비작동 상태로 제어하여 유성기어장치의 출력단 회전수를 조절하여 변속을 수행하게 된다.

상기와 같이 변속을 수행하는 자동 변속기 차량에서 기 설정된 프로그램에 의해 메모리에 저장되어 있는 변속패턴 즉, 차속에 상응하는 출력축 회전수와 스로틀 밸브 개도에 따라 순차적으로 1속에서 4속으로 업 쉬프트 또는 4속에서 1속으로 다운 쉬프트 변속을 수행한다.

상기와 같이 변속이 이루어지는 자동 변속기 차량에서 종래에는 변속단 3속에서 원웨이 클러치(O.W.C : One Way Clutch)가 결합하지 않는 변속기의 경우 정지전 4 →3 변속은 클러치 대 클러치 방식으로 변속이 이루어진다.

상기와 같은 경우, 변속시 제어방법은 파워 온/오프 방식 등이 있으며, 제어방식에 따라 그 특성이 달라진다.

그러나, 상기한 종래의 방법은 파워 온/오프 제어방식을 결정하는 것은 변속시기에서의 엔진 회전수(Ne)와 터빈 회전수(Nt)의 상태인데 변속의 상태가 파워 온 제어는 엔진회전수(Ne)가 터빈 회전수(Nt)보다 높은 시점에서 변속을 시작하여야 하기 때문에 일반적으로 변속시점이 저속영역에서 일어나게 되고 따라서 저속 영역에서의 재가속시에는 4속일 가능성이 높아서 차량의 가속성능에 마이너스 요인이 되는 문제점을 내포하고 있다.

그리고, 파워 오프 제어는 엔진 회전수(Ne)가 터빈 회전수(Nt)보다 낮은 시점에서 변속을 시작하여야 하기 때문에 일반적으로 변속시점이 고속영역에서 일어나게 되고 따라서 고속 영역에서의 변속에 따라 엔진 브레이크감과 제작비 저감 시 엔진 회전수(Ne)를 낮추어야 하는 것에 따라 엔진 측 이상 혹은 내구 진행에 따라서는 심할 경우 터빈 회전수(Nt)와 엔진 회전수(Ne)의 교차 쇼크가 발생될 수 있는 문제점을 내포하고 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 정지전 4 →3 변속시에 문제가 되고 있는 엔진 회전수(Ne)와 터빈 회전수(Nt)의 교차 쇼크를 근본적으로 개선하기 위하여 변속 시점을 엔진 회전수(Ne)와 터빈 회전수(Nt)의 상태에 따라 결정하고, 한계차속이하로 제어하게되는 경우 엔진 제어 장치와의 데이터 통신을 통하여 엔진 회전수(Ne)을 상승시켜서 변속시 교차 쇼크의 발생을 근본적으로 해결할 수 있는 차량용 자동변속기의 정지전 4 →3 가변 변속제어 방법을 제공하기 위한 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은,

4속 주행중인 차량에서 입력되는 변속 요구신호가 정지전 4 →3 가변 변속제어 조건을 만족하는가를 판단하는 단계와;

상기 단계에서 정지전 4 →3 가변 변속제어 조건을 만족함이 판단되면, 차속이 소정의 제1 설정 기준 값에 도달하였는가를 판단하는 단계와;

상기 단계에서 차속이 소정의 제1 설정 기준 값에 도달됨이 판단된 후, 엔진 회전수와 터빈 회전수 변화에 따라 해당하는 정지전 4 →3 변속제어 신호를 출력하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 차량용 자동 변속기의 정지전 4 →3 가변 변속제어 장치 구성 블록도.

도2는 본 발명에 적용되는 차량용 자동 변속기의 정지전 4 →3 가변 변속제어 방법 동작 순서도.

도 3은 본 발명에 따른 차량용 자동 변속기의 정지전 4 →3 가변 변속제어 서브루틴 동작 순서도.

도 4는 본 발명에 따른 차량용 자동 변속기의 정지전 4 →3 가변 변속제어시 엔진 회전수 대비 터빈 회전수 관계 그래프이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

100 : 차량 주행상태 검출수단 110 : 스로틀 밸브 개도 검출부

120 : 터빈 회전수 검출부 130 : 출력축 회전수 검출부

140 : 엔진 회전수 검출부 150 : 변속레버 위치 검출부

160 : 유온 검출부 200 : 변속 제어 수단

300 : 구동수단

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 차량용 자동 변속기의 변속 제어 장치 구성 블록도로서, 차량 주행상태 검출 장치(100)는 차량의 주행 상태에 따라 가변 출력되는 차량 주행상태를 검출하고, 변속 제어 장치(200)는 상기 차량 주행상태 검출 장치(100)에서 검출된 신호를 입력받고자 소정의 제어신호를 상기 차량 동작 상태 검출 장치(100)에 출력하고, 상기 제어신호에 따라 동기되어 출력되는 차량의 스로틀 밸브 개도, 터빈 회전수, 출력축 회전수, 엔진 회전수, 변속레버 위치 및 유온 등을 입력받아 4속 주행중인 차량에서 입력되는 변속 요구신호가 정지전 4 →3 가변 변속제어 조건을 만족하는가를 판단하여, 상기에서 정지전 4 →3 가변 변속제어 조건을 만족함이 판단되면, 차속이 소정의 설정 기준 값에 도달함이 판단되면, 메모리에 기 설정된 파워 오프 정지전 4 →3 변속제어 신호를 출력하고, 상기 차속이 소정의 설정 기준 값에 도달되지 않은 경우, 엔진 회전수와 목표 터빈 회전수의 차를 비교 판단하여 해당하는 변속 제어신호 출력하며, 구동장치(300)는 상기 변속 제어 장치(200)에서 출력되는 변속 제어신호에 동기되어 정지전 4 →3 변속시 변속쇼크 없이 변속동기를 완료시킨다.

상기에서 차량 동작 상태 검출 장치(100)는 운전자의 가속페달 조작상태에 따라 연동하는 스로틀 밸브의 개도량을 검출하여 변속단 결정시 적용되는 스로틀 밸브 개도량 검출부(110)와; 주행중인 자동 변속기 차량의 터빈 회전수를 검출하여 변속단 결정시 적용되는 터빈 회전수 검출부(120)와; 주행중인 차량의 차속에 상응하는 신호로서, 자동 변속기의 출력축의 회전수를 검출하여 변속단 결정시 적용되는 출력축 회전수 검출부(130)와; 주행중인 차량의 엔진의 회전수를 검출하여 변속단 결정시 적용되는 엔진 회전수 검출부(140)와; 운전자의 변속레버 조작상태에 따라 위치가 가변되는 변속레버의 위치를 검출하는 변속레버 위치 검출부(150)와; 차량의 동작상태에 따라 가변되는 유온의 변화를 검출하는 유온 검출부(160)로 이루어져 있다.

상기한 구성으로 이루어진 차량용 자동 변속기의 변속 제어 동작을 첨부한 도 2, 도 3 및 도 4를 참조하여 상세히 설명한다.

4속 주행중인 차량에서 차량 주행상태 검출 장치(100)는 차량 주행상태에 따라 가변되는 스로틀 밸브 개도, 터빈 회전수, 출력축 회전수, 엔진 회전수, 변속레버 위치 및 유온 등을 검출한다.

이에 변속 제어 장치(200)는 소정의 제어신호를 상기 차량 주행상태 검출 장치(100)로 출력하고, 차량 주행상태 검출 장치(100)는 상기 변속 제어 장치(200)에서 출력된 소정의 제어신호에 의해 동기되어 검출된 스로틀 밸브 개도, 터빈 회전수, 출력축 회전수, 엔진 회전수, 변속레버 위치 및 유온 등을 출력한다.

변속 제어 장치(200)는 상기 차량 주행상태 검출 장치(100)로부터 입력되는 스로틀 밸브 개도, 터빈 회전수, 출력축 회전수, 엔진 회전수, 변속레버 위치 및 유온 등을 입력받아 상기 4속 주행차량이 정지전 4 →3 가변 변속제어 조건을 만족하는가를 판단한다(S100,S110).

상기에서 정지전 4 →3 가변 변속제어 조건은, 현재 변속단이 타 변속단으로 변속중이 아닐 것, 현재 변속단이 스포츠 모드 및 홀드 모드가 아닐 것, 변속 위치가 N, P, R 레인지가 검출되지 않아야 한다.

상기와 같이 4속 주행중인 차량에서 정지전 4 →3 가변 변속제어 조건을 만족함이 판단되면, 변속 제어 장치(200)는 주행 차속(No)이 소정의 제1 설정 기준 값(약 1620rpm)에 도달하였는가를 비교 판단한다(S120).

상기에서 주행차량의 차속(No)이 소정의 제1 설정 기준 값(약 1620rpm)에 도달함이 판단되는 경우, 변속 제어 장치(200)는 도 4에 도시되어 있는 바와 같이 엔진 회전수(Ne)가 터빈 회전수(Nt)보다 작은가를 판단한다(S130).

Ne < Nt

도 4의 ①에 도시되어 있는바와 같이 엔진 회전수(Ne)가 터빈 회전수(Nt)보다 작다고 판단되면, 변속 제어 장치(200)는 변속 후에도 엔진 회전수(Ne)와 터빈 회전수(Nt)가 교차될 염려가 없으므로 메모리에 기 설정되어 있는 통상의 파워 오프 정지전 4 →3 변속를 개시하기 위한 소정의 파워 오프 정지전 4 →3 변속 제어 신호를 출력한다(S140).

하지만, 상기에서 엔진 회전수(Ne)가 터빈 회전수(Nt)보다 크거나 같다고 판단되면, 변속 제어 장치(200)는 도 4의 ②에 도시되어 있는 바와 같이 차속(No)이 소정의 제2 설정 값(약 1620rpm)인 시점에서의 검출된 엔진 회전수(Ne)가 차속(No) ×3속 기어비(i3)보다 큰 값을 갖는가를 판단한다(S150).

상기에서 차속(No) ×3속 기어비(i3)는 변속 후의 터빈 회전수(Nt)로서 변속 후에도 엔진 회전수(Ne)가 터빈 회전수(Nt)보다 큰 조건인 상태를 유지하게 된다.

상기에서 차속(No)이 소정의 제1 설정 값(약 1620rpm)인 시점에서의 검출된 엔진 회전수(Ne)가 메모리에 설정되어 있는 산술식에 의해 산출되는 3속 목표 터빈 회전수(No ×i3)보다 큰 값을 갖음이 판단되면, 변속 제어 장치(200)는 도 4의 ②에 도시되어 있는 바와 같이 메모리에 기 설정되어 있는 파워 온 정지전 4 →3 변속 제어 신호를 출력한다(S160).

하지만, 상기(S150)에서 차속(No)이 소정의 제1 설정 값(약 1620rpm)인 시점에서의 검출된 엔진 회전수(Ne)가 차속(No) ×3속 기어비(i3)보다 작은 값을 갖음이 판단되면, 변속 제어 장치(200)는 3속 변속 금지 제어 서브루틴을 수행한다(S170).

즉, 3속 변속 금지 제어 진입은 엔진 회전수(Ne)가 터빈 회전수(Nt)보다 큰 조건 및 엔진 회전수(Ne)가 차속(No) ×3속 기어비(i3)보다 큰 조건을 만족하지 않으면 정지전 4 →3 변속시 터빈 회전수(Nt) 및 엔진 회전수(Ne)가 교차하여 변속쇼크가 발생할 수 있음에 따라 3속 변속을 금지한다.

따라서, 상기와 같은 조건에서 우선 변속시점을 저속영역으로 낮추어서(차속(No)이 낮아지므로 3속에서의 터빈 회전수(Nt)도 낮아지게 됨에 따라 변속 후에도 엔진 회전수(Ne)가 터빈 회전수(Nt)보다 큰 경우를 유지되는 조건을 찾게된다.

그러므로, 3속 변속 금지 제어 서브루틴이 시작되면, 변속 제어장치(200)는 도 4에 도시되어 있는 바와 같이 차속(No)이 소정의 제2 설정 값(약 1400rpm)에 도달하였는가를 비교 판단한다(S200,S210).

상기에서 3속 변속 금지 제어시 차속을 제2 설정 값(약 1400rpm)인 한계차속으로 선정하는 이유는 변속시점을 저속 영역으로 낮추어서 교차 쇼크를 발생하지 않도록 제어할 수 있지만 아주 낮은 차속까지 변속을 금지하고 있는 경우 후순위 변속(이 경우는 정지전 3 →2 변속)에 영향을 주기 때문에 한계차속을 선정한 것이다.

따라서, 상기에서 차속(No)이 한계차속인 소정의 제2 설정 값(약 1400rpm)에 도달됨이 판단되면, 변속 제어 장치(200)는 소정의 조건 A를 만족하는가를 판단한다(S220).

상기에서 소정의 조건 A는 엔진 회전수(Ne) > (터빈 회전수(Nt) - 출력축 회전수 변화율(dNo) ×변속전 기어비(i4) ×소정의 제3 설정시간(약 0.3sec)) ×변속 후 기어비(i3)이다.

상기에서 조건 A는 변속시간인 소정의 제3 설정시간(약 0.3sec)을 고려하여변속 후에도 엔진 회전수(Ne)가 터빈 회전수(Nt)가 유지되는 지를 알아보는 조건임에 따라서 이 조건을 만족하는 경우 바로 도 4의 ③에 도시되어 있는바와 같이 파워 온 정지전 4 →3 변속 제어를 수행하기 위해 메모리에 기 저장된 파워 온 정지전 4 →3 변속 제어 서브루틴을 수행하고 메인 루틴을 리턴한다(S230).

이렇게 변속시점을 저속영역에서 낮추어서 교차 쇼크를 발생하지 않도록 제어할 수 있다.

하지만, 상기(S210)에서 차속(No)이 소정의 제2 설정 기준 값(약1400rpm)인 한계차속 까지 3속 변속 금지 제어를 만족하고 있는 경우, 변속 제어 장치(200)는 도면에 도시되어 있지 않은 엔진 제어장치(ECU)에 엔진 회전수(Ne) 상승요구 신호를 출력하고, 도 4의 ④에 도시되어 있는바와 같이 메모리에 저장된 파워 온 정지전 4 →3 변속 제어 신호를 출력하여 변속을 개시한다.

이 때, 통상적으로 엔진 제어 장치(ECU)측에 엔진 회전수 상승 요구 시점에서 실제 상승 발생까지는 100 ~ 200msec 정도이고, 정지전 4 →3 변속 제어신호 출력에서부터 실제 변속 개시까지는 200 ~ 300msec의 시간이 소요되므로 엔진 회전수(Ne) 상승 요구 시점을 동시에 진행하는 것이 좋다.

상기에서 변속 제어 장치(200)에서 도면에 도시되어 있지 않은 엔진 제어 장치(ECU)측에 엔진 회전수 상승 요구량은 200 ~ 300 rpm 및 엔진 상승 요구 종료 시점은 정지전 4 →3 변속 완료 시점이다.

이로서, 정지전 4 →3 변속시 발생할 수 있는 교차 쇼크를 방지할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 차량용 자동 변속기의 정지전 4 →3 가변 변속 제어 방법은, 정지전 4 →3 변속시에 문제가 되고 있는 엔진 회전수(Ne)와 터빈 회전수(Nt)의 교차쇼크를 근본적으로 개선하기 위하여 변속 시점을 엔진 회전수(Ne)와 터빈 회전수(Nt)의 상태에 따라 결정하고 한계차속 이하로 제어하게되는 경우 엔진 제어 장치와 의 데이터 통신에 의해 엔진 회전수(Ne)를 상승시켜 변속시의 교차 쇼크를 해결할 수 있다.

Claims

4속 주행중인 차량에서 입력되는 변속 요구신호가 정지전 4 →3 가변 변속제어 조건을 만족하는가를 판단하는 단계와;

상기 단계에서 정지전 4 →3 가변 변속제어 조건을 만족함이 판단되면, 차속이 소정의 제1 설정 기준 값에 도달하였는가를 판단하는 단계와;

상기 단계에서 차속이 소정의 제1 설정 기준 값에 도달됨이 판단된 후, 엔진 회전수와 실 터빈 회전수 변화에 따라 해당하는 정지전 4 →3 변속제어 신호를 출력하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기의 정지전 4 →3 가변 변속 제어 방법.
제 1항에 있어서, 정지전 4 →3 가변 변속 제어 조건은, 현 변속단이 타 변속단으로 변속중에 있지 않고, 변속모드가 스포츠 모드 또는 홀드 모드가 아니며, 변속 위치가 N, P, R 레인지가 검출되지 않는 차량용 자동 변속기의 정지전 4 →3 가변 변속 제어 방법.
제 1항에 있어서, 소정의 제1 설정 값은 약1620rpm인 것을 포함하는 차량용 자동 변속기의 정지전 4 →3 가변 변속 제어방법.
제 1항에 있어서, 엔진 회전수가 실 터빈 회전수보다 낮은 경우, 파워 오프정지전 4 →3 변속제어 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기의 정지전 4 →3 가변 변속제어 방법.
제 1항에 있어서, 엔진 회전수가 실 터빈 회전수보다 높은 상태에 위치됨이 판단되면, 엔진 회전수와 3속 목표 터빈 회전수의 차이를 판단하는 단계와;

상기 단계에서 엔진 회전수가 3속 목표 터빈 회전수보다 높다고 판단되면, 파워 온 정지전 4 →3 변속 제어 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기의 정지전 4 →3 가변 변속제어 방법.
제 5항에 있어서, 엔진 회전수가 실 터빈 회전수 보다 높고, 엔진 회전수가 3속 목표 터빈 회전수보다 낮음이 판단되면, 3속 변속 금지 제어 신호를 출력하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기의 정지전 4 →3 가변 변속제어 방법.
제 6항에 있어서, 3속 변속금지 제어신호는, 차속이 소정의 제2 설정 기준값 보다 낮은가를 판단하는 단계와;

상기 단계에서 차속이 소정의 제2 설정 기준값 보다 낮다고 판단되면, 소정의 조건 A를 만족하는가를 판단하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기의 정지전 4 →3 가변 변속 제어방법.
제 7항에 있어서, 소정의 제2 설정 기준값은 약 1400rpm이고, 조건 A는 엔진 회전수(Ne) > (터빈 회전수(Nt) - 출력축 회전수 변화율(dNo) ×변속전 기어비(i4) ×소정의 제3 설정시간(약 0.3sec)) ×변속 후 기어비(i3)인 것을 포함하는 차량용 자동 변속기의 정지전 4 →3 가변 변속제어 방법.
제 7항에 있어서, 차속이 소정의 제2 설정 기준 값에 도달됨이 판단도면, 파워 온 정지전 4 →3 변속제어 신호를 출력하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기의 정지전 4 →3 가변 변속제어 방법.
제 7항에 있어서, 차속이 소정의 제2 설정 기준 값에 도달될 때까지 3속 변속 금지 제어 조건을 만족하면, 엔진 회전수 상승요구 신호를 출력하고, 파워 온 정지전 4 →3 변속 제어 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기의 정지전 4 →3 가변 변속제어 방법.
제 10항에 있어서, 엔진 회전수 상승요구 종료시점은 파워 오프 정지전 4 →3 변속 완료 시점인 것을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기의 정지전 4 →3 가변 변속 제어 방법.