KR100476228B1 - 자동 변속기 차량의 ｎ - ｄ 변속시 변속 개시점 판정 방법 - Google Patents

Abstract

N 레인지 상태에서 D 레인지로의 매뉴얼 변속시 변속충격을 최소화하여 안정성과 승차감을 향상시키고 당해 차량에 대한 신뢰성을 높일 수 있는 자동 변속기 차량의 N-D 변속시 변속 개시점 판정방법을 제공할 목적으로;

자동 변속기 탑재 차량에 있어서, N 레인지 상태에서 D 레인지로의 매뉴얼 변속시 초기 필 타임 제어 및 오픈 루프 제어를 실시하는 제1 단계와; 상기 제1 단계의 제어 과정에서 엔진 회전수에 따른 함수에 따라 설정되는 변속 개시점 판정 토크 컨버터 슬립량에 의해 변속 개시점을 판단하는 제2 단계를 포함하여 이루어지는 자동 변속기 차량의 N-D 변속시 변속 개시점 판정방법을 제공한다.

Description

자동 변속기 차량의 Ｎ - Ｄ변속시 변속 개시점 판정 방법{METHOD OF SHIFT BEGINNING DETECTION AT N - D SHIFT FOR AN AUTOMATIC TRANSMISSION FOR VEHICLE}

본 발명은 자동 변속기 탑재 차량에 있어서, N 레인지에서 D 레인지로의 매뉴얼 변속시 변속 충격을 최소화할 수 있도록 한 자동 변속기 차량의 N-D 변속시 변속 개시점 판정방법에 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 자동 변속기에 있어서, 본 발명은 중립(N) 레인지에서 주행(D) 레인지로의 매뉴얼 변속시 변속 제어를 위한 변속 개시점의 판정 방법에 관계한다.

즉, 중립 레인지에서 주행 레인지로의 매뉴얼 변속시에는 도 1에서와 같은 제어 개념으로 변속이 이루어지게 되는데, 차량의 주행을 위하여 셀렉트 레버를 D 레인지로 절환하면, 변속 지령(SS)이 내려지고, 결합측 마찰요소의 제어 듀티가 100%로 제어되면서 일정시간 동안 초기 필타임(Tf)이 적용되어 결합측 마찰요소에 유압이 공급되기 시작한다.

그리고 필타임이 완료되는 시점에서는 듀티율이 제1 듀티(DA1)로 떨어진 상태에서 유지되다가 다시 서서히 증가되어 기구적인 변속이 개시되면(SB) 다시 제1 듀티 변화량이 감산된 상태에서 제2 듀티(DA2)로 제어된 후에 피드백 제어(SB부터 FF까지)가 이루어지면서 유압이 정밀하게 된다.

상기 피드 백 제어가 완료되면 제2 듀티 변화량이 가산된 상태에서 일정시간의 홀드 타임을 가진 후, 이 보다 더 높은 듀티로 상승되면서 결합측 제어가 완료된다(SF).

상기와 같은 변속 제어과정에서 본 발명에 관계하는 변속 개시점(SB)을 판정함에 있어서, 종래에는 변속지령(SS) 이후 (Ne - Nt)new 〉(Ne - Nt)old 로 된 때의 (Ne - Nt)new의 값 S에 대하여 아래의 조건을 만족하면, 변속 개시점(SB)으로 판정한다.

(Ne - Nt)new - S 〉ΔN_B (SB 판정토크 컨버터 슬립량)

그러나 상기와 같이 토크 컨버터의 슬립량으로만 변속 개시점을 판정하는 경우에는 아이들 상태의 RPM("N"과 "D"의 아이들 RPM 차이) 차이가 크고 변속시 엔진 RPM이 드롭되는 경우에는 터빈 RPM과 엔진 RPM이 동시에 낮아지면서 일정 이상의 슬립이 발생할 때까지 변속 개시점을 검출할 수 없게 되는 바, 도 1에서의 "B' 제어구간이 길어지며, "B" 구산의 시간을 지표로 학습을 하는 필타임을 오학습하게 된다는 문제점을 내포하고 있다.

그리고 냉간 시동시에는 온간시에 대비하여 엔진 RPM이 높기 때문에 동기까지 제어할 수 있는 시간적 여유가 많은데, 현재의 경우에는 상기한 바와 같이 변속개시점을 토크 컨버터 슬립량으로만 되어 있는 바, 온간시의 변속을 기준으로 제어를 하게 되면 냉간시에 변속이 지연되고, 냉간시의 변속을 기준으로 하면 온간시에 피드백 제어구간이 너무 짧아 부드러운 변속제어가 이루어지지 않아 변속충격이 발생된다는 문제점을 내포하고 있다.

보다 구체적으로는 N - D 변속 제어패턴이 일정 제어듀티로 오픈루프 제어(B구간)를 수행하다가 변속 개시점을 판정하게 되면, 피드 백 제어(C, D구간)를 실시하게 되는데, 변속 개시점이 너무 늦어지는 경우(변속개시점 토크 컨버터 슬립량이 큰 경우)에는 피드백 제어를 할 수 있는 시간적 여부가 없기 때문에 변속 충격이 발생하게 된다.

그리고 변속 개시점 판정이 빨리 이루어지는 경우(변속 개시점 토크 컨버터 슬립량이 작은 경우)에는 피드 백 제어가 너무 일찍 시작되어 변속시간이 길어지는 현상이 발생되는 것이다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 본 발명의 목적은 N 레인지 상태에서 D 레인지로의 매뉴얼 변속시 변속충격을 최소화하여 안정성과 승차감을 향상시키고 당해 차량에 대한 신뢰성을 높일 수 있는 자동 변속기 차량의 N-D 변속시 변속 개시점 판정방법을 제공함에 있다.

이를 실현하기 위하여 본 발명은, 자동 변속기 탑재 차량에 있어서,

N 레인지 상태에서 D 레인지로의 매뉴얼 변속시 초기 필타임 제어 및 오픈 루프 제어를 실시하는 제1 단계와; 상기 제1 단계의 제어 과정에서 엔진 회전수에 따른 함수에 따라 설정되는 변속 개시점 판정 토크 컨버터 슬립량에 의해 변속 개시점을 판단하는 제2 단계를 포함하여 이루어지는 자동 변속기 차량의 N-D 변속시 변속 개시점 판정방법을 제공한다.

이하, 상기의 목적을 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명을 운용하기 위한 블록도로서, 차량 상태 검출수단(2)은 변속 레인지를 검출하는 인히비터 스위치(4)와, 운전 상태를 오버 드라이브 상태로 절환하는 오버 드라이브(O/D) 스위치(6)와, 주행모드를 파워 또는 이코노미 상태로 선택하는 P/E 절환스위치(8)와, 가속페달의 조작여부를 검출하는 가속페달 스위치(10)와, 유온을 검출하는 유온센서(12)와, 차속을 검출하기 위한 펄스 제너레이터 B(PG-B)(14)와, 스로틀 밸브의 개도각을 검출하는 스로틀 개도각 센서(16)와, 에어컨의 작동 여부를 검출하는 에어컨 릴레이(18)와, 엔진 회전수를 검출하는 엔진 RPM 센서(20)등을 포함하여 이루어진다.

상기 차량상태 검출수단(2)으로부터 해당 신호가 입력되면 트랜스밋션 제어유닛(TCU)에서는 이들 신호를 미리 입력되어진 데이터와 비교 분석하여 자동 변속기의 유압 제어시스템의 구동수단(22)을 제어하여 변속을 실시하게 되는 것이다.

상기에서 차량 상태 검출수단(4)은 상기의 센서 또는 스위치들로만 한정되는 것은 아니고, 필요에 따라서는 다른 센서들의 정보를 검출할 수 있으며, 상기 유압 제어구동수단(22)은 유압 제어시스템에 적용되는 다수의 솔레노이드 밸브를 지칭한다.

즉, 본 발명의 경우에는 N - D 변속시의 결합측 마찰요소의 유압을 제어하는 듀티 제어용 솔레노이드 밸브를 의미한다.

이와 같이 차량 상태 검출 수단(2)으로부터 입력되는 신호를 근거로 변속을 실시하는 과정에서 결합측 마찰요소의 변속 개시점(SB) 판정은 도 3과 같은 작동 흐름으로 이루어진다.

즉, 엔진의 시동이 이루어진 상태에서 트랜스밋션 제어유닛(TCU)에서는 인히비터 스위치(4)를 통해 입력되는 신호에 따라 N → D 변속이 이루어지는 가를 판단하게 된다(S100).

상기 S100 단계에서 N → D 매뉴얼 변속이 이루어졌다고 판단되면, 도 1의 A, B 구간 제어를 실시하고(S110), 이의 과정에서 변속 개시점을 산출하게 된다(S120)을 산출하게 된다.

상기 S120 단계에서의 변속 개시점 판정은, 종래에서와 같이 변속지령(SS) 이후 (Ne - Nt)new 〉(Ne - Nt)old 로 된 때의 (Ne - Nt)new의 값 S에 대하여 아래의 조건을 만족하면, 변속 개시점(SB)으로 판정한다.

(Ne - Nt)new - S 〉ΔN_B (SB 판정 토크 컨버터 슬립량)

상기에서 ΔN_B (SB 판정 토크 컨버터 슬립량)는 변속지령시의 엔진 회전수(Ne) * (1 - SB 판정 엔진 회전수 보정계수)이며, 상기 SB 판정 엔진 회전수 보정계수는 당해 차량의 조건에 따라 미리 설정되어 트랜스밋션 제어유닛(TCU)에 입력되어진 데이터이다.

상기 S120 단계에서 조건을 만족하면, 변속 개시점이라고 판단하여 변속 제인 루틴에 따라 변속을 실시하고(S130), 조건을 만족하지 못하는 경우에는 터빈 회전수(Nt)가 변속지령 시점의 Nt 대비 ΔN_B (SB 판정 토크 컨버터 슬립량) 만큼 떨어졌을 때{Nt〈 Nt(at SS) - ΔN_B(SB 판정 토크 컨버터 슬립량)}를 기준으로 변속 개시점으로 판정한 후(S140), S130 단계로 진입하게 된다.

즉, 본 발명은 토크 컨버터의 슬립량만으로 변속 개시점을 판단하는 종래와는 달리, (Ne - Nt)new - S 〉ΔN_B (SB 판정 토크 컨버터 슬립량)의 조건과 Nt〈 Nt(at SS) - ΔN_B(SB 판정 토크 컨버터 슬립량)의 조건 중 어느 하나만을 만족하면 변속 개시점(SB)으로 판단하게 되는 것이다.

이상에서와 같이 본 발명에 의하면, N 레인지 상태에서 D 레인지로의 매뉴얼 변속시 변속 개시점을 토크 컨버터의 슬립량 1개의 값으로 하지 않고 엔진 회전수에 따른 함수로 결정함으로써, 변속지령 시점에서 엔진 회전수가 높을 경우(냉간 또는 에어컨 작동)에는 변속 개시점 판정 토크 컨버터 슬립량을 크게 설정하여 상대적으로 긴 오픈 루프 제어 구간을 사용하여 냉간시 변속시간을 단축할 수 있게 된다.

그리고 엔진 회전수가 낮은 경우에는 변속 개시점 판정 토크 컨버터 슬립량을 작게 함으로써, 조기에 피드백 제어를 개시하여 온간시의 변속 충격을 방지할 수 있는 발명인 것이다.

도 1은 일반적인 N - D 변속시의 제어 개념도.

도 2는 본 발명을 운용하기 위한 시프트 패턴 제어시스템의 블록 구성도.

도 3은 본 발명에 의한 학습 제어의 흐름도이다.

Claims (3)

1. 자동 변속기 탑재 차량에 있어서,

   N 레인지 상태에서 D 레인지로의 매뉴얼 변속시 초기 필타임 제어 및 오픈 루프 제어를 실시하는 제1 단계와;

   상기 제1 단계의 제어 과정에서 엔진 회전수에 따른 함수에 따라 설정되는 변속 개시점 판정 토크 컨버터 슬립량에 의해 변속 개시점을 판단하는 제2 단계를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 자동 변속기 차량의 N-D 변속시 변속 개시점 판정방법.
2. 제1항에 있어서, 제2 단계는 변속지령 이후 (Ne - Nt)new 〉(Ne - Nt)old 로 된 때의 (Ne - Nt)new의 값 S에 대하여 (Ne - Nt)new - S 〉ΔN_B(SB 판정 토크 컨버터 슬립량)의 조건을 만족하면, 변속 개시점으로 판단하는 제1 과정과;

   상기 제1 제어과정에서의 조건을 만족하지 못하는 경우에는, 터빈 회전수(Nt)가 변속지령 시점의 Nt 대비 ΔN_B(SB 판정 토크 컨버터 슬립량) 만큼 떨어졌을 때, Nt〈 Nt(at SS) - ΔN_B(SB 판정 토크 컨버터 슬립량)의 조건을 만족하면 변속 개시점으로 판단하는 제2 과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 자동 변속기 차량의 N-D 변속시 변속 개시점 판정방법.
3. 제2항에 있어서, ΔN_B(SB 판정 토크 컨버터 슬립량)는 변속지령시의 엔진 회전수(Ne) * (1 - SB 판정엔진 회전수 보정계수)임을 특징으로 하는 자동 변속기 차량의 N-D 변속시 변속 개시점 판정방법.