KR100394685B1 - 차량용 5단 자동 변속기의 세미 스킵 시프트 학습방법 - Google Patents

차량용 5단 자동 변속기의 세미 스킵 시프트 학습방법 Download PDF

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Abstract

5속에서 3속 또는 2속으로의 스킵 변속시 4속 변속과 3속 또는 2속으로의 변속이 동시에 이루어지게 함으로써, 변속시간을 최소화하여 변속 응답성을 향상시켜 이에 따른 변속감 향상을 꾀할 목적으로;
5속에서 3속 또는 2속으로의 스킵 변속시 4속 변속 제어과정에서 3속 또는 2속으로의 변속이 동시에 이루어지게 하는 변속 제어방법에 있어서,
5속 주행 중 변속지령이 내려지면, 현재 파워 온 상태에서 5속에서 3속 또는 2속으로의 스킵 변속신호로 판단되면, 학습 조건에 만족하는가를 판단하는 제1 단계와; 상기 제1 단계에서 학습 조건이라고 판단되면, 현재의 학습량이 상한치 범위내인가를 판단하는 제2 단계와; 상기 제2 단계의 조건을 만족하면, 주변속부의 변속 개시시점(SS2)과 기구적인 변속이 이루어지지 시작하는 시점(SB2) 까지의 시간(Tsb)을 스킵 선행 제어의 학습 목표시간 하한값(TobjL)j과 스킵 선행 제어의 학습 목표시간 상한값 (TobjU)j와 비교하여 4 개의 케이스로 구분하여 학습량(Dmr)L을 결정하는 제3 단계로 이루어짐을 특징으로 하는 차량용 5단 자동 변속기의 세미스킵 시프트 학습방법을 제공한다.

Description

차량용 5단 자동 변속기의 세미 스킵 시프트 학습방법{METHOD OF LEARNING SEMI-SKIP SHIFT FOR 5-SHIFT AUTOMATIC TRANSMISSION IN A VEHICLE}
본 발명은 차량용 5단 자동 변속기의 세미스킵 시프트 학습방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 5속에서 3속 또는 2속으로의 킥 다운 변속시 변속 응답성과 변속감을 향상시킬 수 있도록 한 차량용 5단 자동 변속기의 세미 스킵 시프트 학습방법에 관한 것이다.
예컨대, 자동차에 적용되는 자동 변속기는 자동차의 주행속도와 스로틀 밸브의 개도율 및 제반 검출조건에 따라 변속제어장치가 다수의 솔레노이드 밸브를 제어하여 유압을 제어함으로써, 목표 변속단의 변속기어가 동작되어 자동으로 변속이 이루어지게 하는 것이다.
즉, 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.
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.
이러한 점을 감안하여 본 발명의 기술적 배경을 살펴보면, 자동변속기의 변속제어는 차량의 주행 상태에 따라 전진 1속으로부터 순차적으로 4속 또는 5속까지 변속이 이루어지는 업 시프트 변속제어와, 전진 4속 또는 5속으로부터 1속까지 순차적으로 변속이 이루어지는 다운 시프트 변속제어와, 4속 또는 5속에서 2속, 3속에서 1속으로 다운 시프트가 이루어지는 킥 다운 스킵 변속제어가 이루어지게 된다.
상기와 같은 변속 제어과정에 있어서, 본 발명이 관계하는 5속에서 3속 또는 2속으로의 킥 다운 변속시에는 변속충격을 줄이기 위해 일단 4속을 거친 후에 3속 또는 2속으로 변속이 이루어지도록 하는 것이 일반적이다.
즉, 5속에서 3속 또는 2속으로의 킥 다운 변속시 우선적으로 부변속부를 제어하여 4속으로 변속한 후, 다시 주변속부를 변속 제어하여 3속 또는 2속으로 변속이 이루어지도록 하고 있다.
그러나 상기와 같은 제어에 있어서는 부변속부 제어의 말기 부분과 주변속부의 제어 초기 제어부분에서 홀드 시간이 존재하여 변속 응답성이 늦어지고, 홀드 시간동안 엔진 회전수의 머무름 현상이 발생된다는 문제점을 내포하고 있다.
특히 주변속부의 변속 개시로부터 주변속부의 기구적인 변속시작까지 시간이 길게 소요되어 변속 응답성이 늦어짐으로써, 변속감을 나쁘게 한다는 문제점을 내포하고 있다.
따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 본 발명은 5속에서 3속 또는 2속으로의 스킵 변속시 4속 변속과 3속 또는 2속으로의 변속이 동시에 이루어지게 함으로써, 변속시간을 최소화하여 변속 응답성을 향상시켜 이에 따른 변속감 향상을 꾀할 수 있는 차량용 5단 자동 변속기의 세미 스킵 시프트 학습방법을 제공함에 있다.
도 1은 본 발명을 운용하기 위한 시스템의 일반적인 블록도.
도 2는 본 발명의 설명을 위한 변속 패턴도.
도 3은 본 발명에 의한 작동 흐름도이다.
이를 실현하기 위하여 본 발명은, 5속에서 3속 또는 2속으로의 스킵 변속시 4속 변속 제어과정에서 3속 또는 2속으로의 변속이 동시에 이루어지게 하는 변속 제어방법에 있어서,
5속 주행 중 변속지령이 내려지면, 현재 파워 온 상태에서 5속에서 3속 또는 2속으로의 스킵 변속신호로 판단되면, 학습 조건에 만족하는가를 판단하는 제1 단계와;
상기 제1 단계에서 학습 조건이라고 판단되면, 현재의 학습량이 상한치 범위내인가를 판단하는 제2 단계와;
상기 제2 단계의 조건을 만족하면, 주변속부의 변속 개시시점(SS2)과 기구적인 변속이 이루어지지 시작하는 시점(SB2) 까지의 시간(Tsb)을 스킵 선행 제어의 학습 목표시간 하한값(TobjL)j과 스킵 선행 제어의 학습 목표시간 상한값 (TobjU) j와 비교하여 4 개의 케이스로 구분하여 학습량(Dmr)L을 결정하는 제3 단계로 이루어짐을 특징으로 하는 차량용 5단 자동 변속기의 세미 스킵 시프트 학습방법을 제공한다.
이하, 상기의 목적을 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명을 운용하기 위한 블록도로서, 차량 상태 검출수단(2)을 형성하는 스로틀 포지션 센서(4), 차속센서(6), 인히비터 스위치(8), 유온센서(10), 엔진 RPM센서(12), 펄스 제너레이터 A, B(14)등으로부터 변속에 필요한 각각의 정보가 트랜스밋션 제어유닛(이하, TCU라고 약칭함)에 입력되면, 이의 TCU에서는 이를 이미 입력되어진 데이터와 비교 분석하여 자동 변속기내의 각종 변속 관련 솔레노이드 밸브로 이루어지는 유압제어 구동수단(16)을 제어하여 변속을 행하게 되는 것이다.
상기에서 차량 상태 검출수단(2)을 형성하는 각각의 센서(4 ~ 14)들의 기능은 이미 공지된 기술인 바, 상세한 설명은 생략하며, 상기의 검출수단(2)은 상기의 센서(4 ∼ 14)들로만 한정되는 것은 아니다.
그리고 상기 유압제어 구동수단(16)은 변속기 내부에 배치되어 있는 다수의 솔레노이드 밸브를 지칭하는데, 본 발명에서는 해방측에 관계하는 솔레노이드 밸브를 지칭한다.
이와 같이 차량 상태 검출 수단(2)으로부터 입력되는 신호를 근거로 유압 제어구동수단(16)를 제어하여 변속이 이루어지는 과정에서 본 발명에 의한 변속제어는 도2 및 도 3과 같은 상태로 이루어지게 되는 것이다.
도 2 및 도 3은 본 발명에 의한 5속에서 3속 또는 2속으로의 킥 다운 스킵 변속시의 듀티 패턴과 그 작동 흐름도로서, 먼저 듀티 제어의 패턴을 살펴보면 도 2에서와 같이, 킥 다운 시프트의 변속지령(SS)이 내려지면, 부변속부의 해방측 듀티제어가 시작된다.
이때에는 우선적으로 5속에서 작동하고 있던 부변속부의 해방측 마찰요소를 도 2에서의 a 듀티 패턴과 같이 해제 제어를 시작한 후, 4속에서 새로이 작동하는 결합측 마찰요소의 결합제어를 도4의 b 패턴과 같이 실시하게 된다.
그리고 4속으로의 변속 제어과정에서 주변속부의 해방측 마찰요소를 도2의 c패턴과 같이 해제 제어를 시작하고, 부변속부의 변속이 완료된 후에는 2속 또는 3속에서 작동되는 마찰요소의 결합 듀티제어를 도2의 d와 같은 패턴으로 실시하여 5속에서 2속 또는 3속으로의 스킵 변속이 이루어지도록 하는 것이다.
즉, 5속에서 2속 또는 3속으로의 스킵 변속시 4속을 거친 후에 목표 변속단으로 변속이 이루어지는데, 이때 4속으로의 변속은 부변속부에 의하여 이루어지게 되는 것이다.
상기에서 주변속부의 해방측 듀티 제어는 부변속부의 변속 제어과정에서 기구적인 변속을 시작하여 터빈 회전수(Nt)가 상승되기 시작한 후의 일정 기준점(A)에서 시작된다.
상기에서 기준점(A)이라고 함은 4속 변속과정에서의 3속 변속 개시점으로서, 이의 4속 변속과정에서의 3속 변속 개시점(A)은 터빈 회전수(Nt)의 변화에 의하여 판정하게 되는데, 이는 K(주변속부 해방측 제어 개시 판정 목표 Nt 계수) × No(출력 회전수)의 결과치가 Nt(실제 터빈 회전수) 보다 작거나 같아지는 시점을 4속 변속과정에서의 3속 변속 개시점(A)으로 하여 부변속부의 제어와 더불어 주변속부의 해방측 듀티 제어를 동시에 실시하게 된다.
또한, 상기의 A점에서 듀티를 시작할 때 B지점의 듀티율{(Dmr)j}은 [(Dmro)j ＋ (DmrL)j] × KE＋ ΔDT로 구해진다.
상기에서 (Dmro)j는 출력 듀티 기본값으로 2속 및 3속의 Nt에 대한 16 분할되어 맵화된 기본값에 의해 설정되며, (DmrL)j는 출력 듀티율 학습치이고, KE는 엔진 회전수의 보정계수이며, ΔDT은 유온 보정계수이고, j는 2속 및 3속을 지칭한다.
상기와 같은 과정으로 듀티율이 결정되어 출력된 후에는 역경사 듀티율 {(dDmr)j}에 의해 주변속부 변속지령(SS2)이 이루어질 때까지 감소되는데, 이때 주변속부 변속지령(SS2) 출력전에 최저 듀티 보다도 낮게 되면, 최저 듀티를 주변속부 변속지령(SS2)까지 유지하고, 주변속부 변속지령(SS2) 출력과 동시에 최저 듀티를 해당 기울기(dDmr)j 로 주변속부의 기구적인 변속 개시점(SB2)까지 감소시킨다.
상기와 같은 과정을 거쳐 변속이 이루어지는 과정에서 부변속부의 4속 변속이 완료되었다고 판단됨과 동시에 주변속부의 변속지령(SS2)이 내려지면 2속 또는 3속에서 작동하는 결합측 유압 듀티(d)를 출력하여 3속 또는 2속으로 변속을 실시하게 되는 것이다.
이러한 킥 다운 변속제어과정에서 본 발명은 특히 상기 주변속부의 변속 개시시점(SS2)과 기구적인 변속이 이루어지지 시작하는 시점(SB2) 까지의 시간(Tsb)을 목표시간과 비교하여 학습함으로써, 변속 응답성을 향상시킬 수 있게 한 것이다.
이를 보다 구체적으로 살펴보면, 도 3에서와 같은 작동 흐름으로 학습 제어를 실시하게 된다.
즉, 차량이 5속으로 주행하고 있는 과정에서 트랜스밋션 제어유닛(TCU)에서는 입력되는 신호를 비교 판단하는 과정에서 변속지령이 내려지면, 현재 파워 온 상태에서 5속에서 3속 또는 2속으로의 스킵 변속신호인가를 판단하게 된다(S100).
상기 S100 단계에서 5 → 3 또는 2속 킥 다운 스킵 변속이라고 판단되면, 현재 학습 조건인가를 판단하게 된다(S110).
상기에서 학습 조건은 전회 변속의 변속완료에서 금회의 변속 개시까지의 경과시간, 유온, 부변속부의 개시(SS1)와 주변속부의 기구적인 변속 개시(SB2)까지의 스로틀 개구량 및 변화량 등등이 일정 기준 이상인가를 판단하게 된다.
물론 상기 학습조건의 각 요소들은 어느 일정요소로 정해지는 것은 아니고,해당차량에서 요구하는 특성에 따라 달라질 수 있다.
상기 S110 단계에서 학습 조건이라고 판단되면, 현재의 학습량이 상한치 범위(±12.5%)내인가를 판단하게 된다(S120).
상기에서 학습량의 상한치를 ±12.5%로 설명하고 있는 것은 이에 한정되는 것은 아니며, 차종에 따라 달라질 수 있다.
상기 S120 단계에서 조건을 만족하면, 상기 주변속부의 변속 개시시점(SS2)과 기구적인 변속이 이루어지지 시작하는 시점(SB2) 까지의 시간(Tsb)을 목표시간 (TobjL)j 및 (TobjU)j와 비교하여 4가지 케이스로 구분하여 학습량(Dmr)L을 결정하게 된다.
상기에서 (TobjL)j는 스킵 선행 제어의 학습 목표시간 하한값이며, (TobjU)j는 스킵 선행 제어의 학습 목표시간 상한값이다.
상기 S120 단계에서 조건을 만족하면, 제1 케이스로 우선 Tsb가 (TobjL)j 보다 작은가를 판단하여(S130), 이 조건을 만족하면, [(Dmr)L]new(학습량)을 [(Dmr)L]old(선행 학습량) ＋ Δ(Dmr)L(스킵 선행제어 1회 학습량 하한값)으로 산출하여(S140) 리턴한다.
그리고 상기 S120 단계에서 조건을 만족하지 못하면, 제2 케이스로 Tsb가 (TobjL)j 보다 크거나 같고, (TobjU)j 보다는 작은가를 판단하여(S150), 이 조건을 만족하면, [(Dmr)L]new(학습량)을 [(Dmr)L]old(선행 학습량) ＋ 0 %로 산출하여(S160) 리턴한다.
상기 S150 단계에서 조건을 만족하지 못하면, 제3 케이스로 Tsb가 (TobjU)j 보다는 같거나 큰가를 판단하여(S170), 이 조건을 만족하면, [(Dmr)L]new(학습량)을 [(Dmr)L]old(선행 학습량) - Δ(Dmr)L(스킵 선행제어 1회 학습량 하한값)로 산출하여(S180) 리턴한다.
상기 S170 단계에서 조건을 만족하지 못하면, 제4 케이스로 주변속부 변속 개시(SS2) 이전에 부변속부 해방측 제어 듀티가 최저 듀티 이하인가를 판단하여(S190), 이 조건을 만족하면, [(Dmr)L]new(학습량)을 [(Dmr)L]old(선행 학습량) ＋ Δ(Dmr)H(스킵 선행제어 1회 학습량 상한값)로 산출하여(S200) 리턴한다.
즉, 상기의 제1,2,3,4 케이스에 의하여 학습량을 산출하는 것은 Tsb의 기준값을 스킵 선행 제어의 학습 목표시간 하한값(TobjL)j와 스킵 선행 제어의 학습 목표시간 상한값(TobjU)j 사이로 설정한 상태에서 이 범위내에서 학습이 이루어지도록 하기 위함이다.
이에 따라 상기 제1 케이스는 금회의 Tsb가 스킵 선행 제어의 학습 목표시간 하한값(TobjL)j에 미달되는 경우이므로 Δ(Dmr)L(스킵 선행제어 1회 학습량 하한값)를 더한 값으로 학습량을 산출한 것이며, 제2 케이스는 금회의 Tsb가 스킵 선행 제어의 학습 목표시간 하한값(TobjL)j과 스킵 선행 제어의 학습 목표시간 상한값(TobjU)j 범위내에 있으므로 보정량이 없는 것이다.
그리고 상기 제3 케이스는 금회의 Tsb가 스킵 선행 제어의 학습 목표시간 상한값(TobjU)j에 이상이 되는 경우이므로 Δ(Dmr)L(스킵 선행제어 1회 학습량 하한값)를 뺀 값으로 학습량을 산출한 것이며, 제4 케이스는 주변속부 변속 개시(SS2) 이전에 부변속부 해방측 제어 듀티가 최저 듀티 이하로 떨어진 경우로서 Δ(Dmr)H(스킵 선행제어 1회 학습량 상한값)을 더하여 산출한 것이다.
또한, 상기의 학습량은 터빈 회전수에 관계없이 설정되는 경우에는 오히려 변속충격을 발생할 수 있으므로 5 → 3, 5 → 2 각각에 대하여 A 점에서의 Nt에 따라 3개의 존으로 분할하게 되는데, 제1 존(ZONE)은 A점에서의 터빈 회전수(Nt)가 1530RPM 이하이고, 제2 존은 A점에서의 터빈 회전수(Nt)가 1530RPM 이상 1800RPM 이하일 때이며, 제3 존은 A점에서의 터빈 회전수(Nt)가 1800RPM 이상 2000RPM 이하일 때를 기준으로 설정한다.
물론 상기 터빈 회전수의 한정은 상기 숫자에 한정되는 것이 아니라 적용차량 및 그 특성에 따라 달라질 수 있음은 물론이다.
이상에서와 같이 본 발명에 의하면, 5속에서의 2속 또는 3속으로의 스킵 변속시 부변속부의 변속과 주변속부의 변속 제어를 동시에 실시함으로써, 변속 홀드 시간을 줄일 수 있게 되는 것이다.
그리고 주변속부의 변속 개시로부터 기구적인 변속이 이루어질 때까지의 홀드 타임을 일정 시간 이내에 있도록 제어함으로써, 변속 응답성을 향상시킴은 물론 변속감을 향상시킬 수 있게 되는 것이다.

Claims (8)

  1. 5속에서 3속 또는 2속으로의 스킵 변속시 4속 변속 제어과정에서 3속 또는 2속으로의 변속이 동시에 이루어지게 하는 변속 제어방법에 있어서,
    5속 주행 중 변속지령이 내려지면, 현재 파워 온 상태에서 5속에서 3속 또는 2속으로의 스킵 변속신호로 판단되면, 학습 조건에 만족하는가를 판단하는 제1 단계와;
    상기 제1 단계에서 학습 조건이라고 판단되면, 현재의 학습량이 상한치 범위내인가를 판단하는 제2 단계와;
    상기 제2 단계의 조건을 만족하면, 주변속부의 변속 개시시점(SS2)과 기구적인 변속이 이루어지지 시작하는 시점(SB2) 까지의 시간(Tsb)을, 스킵 선행 제어의 학습 목표시간 하한값(TobjL)j과, 스킵 선행 제어의 학습 목표시간 상한값 (TobjU)j와 비교 구분하여 학습량(Dmr)L을 결정하는 제3 단계로 이루어짐을 특징으로 하는 차량용 5단 자동 변속기의 세미 스킵 시프트 학습방법.
  2. 제1항에 있어서, 제3 단계에서는 Tsb가 스킵 선행 제어의 학습 목표시간 하한값(TobjL)j에 미달되는 경우는 제1 케이스로 판단하여 학습량을 산출하는 제3a 단계와;
    상기 제3a 단계에서 제1 케이스의 조건을 만족하지 않으면 Tsb가 스킵 선행제어의 학습 목표시간 하한값(TobjL)j과 스킵 선행 제어의 학습 목표시간 상한값(TobjU)j 범위내에 있는가를 판단하여 이의 조건을 만족할 때에는 제2 케이스 판단하여 학습량을 산출하는 제3b 단계와;
    상기 제3b 단계에서 제 2케이스의 조건을 만족하지 않으면, Tsb가 스킵 선행 제어의 학습 목표시간 상한값(TobjU)j에 이상인가를 판단하여 이의 조건을 만족할 때에는 제3 케이스로 판단하여 학습량을 산출하는 제3c 단계와
    상기 제3c 단계에서 제3 케이스 조건을 만족하지 않으면 주변속부 변속 개시(SS2) 이전에 부변속부 해방측 제어 듀티가 최저 듀티 이하인가를 판단하여 이의 조건을 만족하면 제4 케이스로 판단하여 학습량을 산출하는 제3d 단계로 이루어짐을 특징으로 하는 차량용 5단 자동 변속기의 세미 스킵 시프트 학습방법.
  3. 제2항에 있어서, 제3a 단계의 학습량[(Dmr)L]new은 [(Dmr)L]old(선행 학습량) ＋ Δ(Dmr)L(스킵 선행제어 1회 학습량 하한값)으로 산출됨을 특징으로 하는 차량용 5단 자동 변속기의 세미 스킵 시프트 학습방법.
  4. 제2항에 있어서, 제3b 단계의 학습량[(Dmr)L]new은 [(Dmr)L]old(선행 학습량) ＋ 0 %로 산출됨을 특징으로 하는 차량용 5단 자동 변속기의 세미 스킵 시프트 학습방법.
  5. 제2항에 있어서, 제3c 단계의 학습량[(Dmr)L]new은 [(Dmr)L]old(선행 학습량) - Δ(Dmr)L(스킵 선행제어 1회 학습량 하한값)로 산출됨을 특징으로 하는 차량용 5단 자동 변속기의 세미 스킵 시프트 학습방법.
  6. 제2항에 있어서, 제3d 단계의 학습량[(Dmr)L]new은 [(Dmr)L]old(선행 학습량) ＋ Δ(Dmr)H(스킵 선행제어 1회 학습량 상한값)로 산출됨을 특징으로 하는 차량용 5단 자동 변속기의 세미 스킵 시프트 학습방법.
  7. 제1항에 있어서, 제3 단계에서 결정된 학습량은 5 → 3, 5 → 2 각각에 대하여 4속 변속과정에서의 3속 변속 개시점에서의 터빈 회전수에 따라 3개의 존으로 분할됨을 특징으로 하는 차량용 5단 자동 변속기의 세미 스킵 시프트 학습방법.
  8. 제7항에 있어서, 제1 존(ZONE)은 4속 변속과정에서의 3속 변속 개시점에서의 터빈 회전수(Nt)가 1530RPM 이하이고, 제2 존은 4속 변속과정에서의 3속 변속 개시점에서의 터빈 회전수(Nt)가 1530RPM 이상 1800RPM 이하일 때이며, 제3 존은 4속 변속과정에서의 3속 변속 개시점에서의 터빈 회전수(Nt)가 1800RPM 이상 2000RPM 이하일 때를 기준으로 설정됨을 특징으로 하는 차량용 5단 자동 변속기의 세미 스킵 시프트 학습방법.
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