KR101013963B1 - 자동변속기의 변속 제어장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 자동변속기에서 이그니션 키의 온 접점이 검출될 때 엔진 시동의 온/오프 조건에 따라 솔레노이드 밸브에 공급되는 전류를 차등 제어하는 것으로,
엔진 시동 오프의 상태에서 이그니션 키의 온 접점 선택이 검출되면 엔진 시동이 온을 유지하고 있는지 판단하는 과정, 엔진 시동이 오프를 유지하고 있으면 제1제어 듀티를 결정하여 솔레노이드 밸브를 작동시키는 과정, 상기 제1제어 듀티로 솔레노이드 밸브를 작동시키는 상태에서 엔진 시동 온이 검출되면 제2제어 듀티를 결정하여 솔레노이드 밸브를 작동시키는 과정을 포함한다.
자동변속기, 솔레노이드 밸브, 이그니션 온, 소음개선

Description

자동변속기의 변속 제어장치 및 방법{A SHIFT CONTROL SYSTEM OF AUTOMATIC TRANSMISSION ON VEHICLE AND METHOD THEREOF}
본 발명은 자동변속기에 관한 것으로, 더 상세하게는 이그니션 키의 온 접점이 검출될 때 엔진 시동의 온/오프 조건에 따라 특정의 솔레노이드 밸브에 공급되는 전류를 차등 제어하는 자동변속기의 변속 제어장치 및 방법에 관한 것이다.
자동변속기는 운전 조건에 따라 목표 변속단으로 변속이 실행될 때 작동 상태에서 작동이 해제되는 솔레노이드 밸브와 작동 해제의 상태에서 작동 상태로 변환되는 솔레노이드 밸브를 보유한다.
상기 솔레노이드 밸브는 변속제어수단에서 인가되는 전류의 세기가 적용된 PWM(Pulse Width Modulation) 듀티 신호에 의해 작동되어 클러치 및 브레이크로 이루어지는 각각의 작동 요소에 유압을 공급시켜 원하는 변속을 진행한다.
차속과 스로틀 밸브의 개도율에 따라 상기의 솔레노이드 밸브를 작동시키는 변속제어수단은 엔진의 시동이 오프를 유지하는 상태에서 이그니션 키의 접점이 온으로 검출되는 경우 특정의 솔레노이드 밸브에 제어신호를 공급하여 작동시킨다.
대략적으로 1000mA 정도의 전류값으로 솔레노이드 밸브를 작동시킨다.
이는 엔진의 시동이 온 되기 이전에 특정의 솔레노이브 밸브를 작동시켜 변속기의 이상여부를 진단하고, N → D 변속에서 신속한 라인압을 형성시키기 위하여 실행하는 동작이다.
이때, 엔진이 시동 오프를 유지하고 있는 상태이기 때문에 오일의 압력이 형성되지 않아 솔레노이드 밸브에 공급되지 않는 상태이므로, 오일 압력에 의한 댐퍼의 기능이 상실되어 있는 상태를 유지한다.
따라서, 솔레노이드 밸브의 플런저는 제어신호에 의해 자유롭게 작동되어 작동음을 발생시켜 운전자에게 불쾌감을 유발시키는 문제점이 발생된다.
또한, 상기 솔레노이드 밸브의 작동음은 밸브 바디를 통해 가진되어 상당히 큰 소음으로 감지되어 차량의 감성 품질을 저하시키는 문제점을 발생시킨다.
상기한 소음 발생의 문제점을 개선하기 위하여 이그니션 키의 온 접점(엔진 시동 전)에서 작동시키는 솔레노이드 밸브의 제어 패턴을 삭제하는 경우 1속 제어 클러치의 소손을 발생시켜 자동변속기의 내구성을 악화시키게 된다.
상기한 바와 같이 이그니션 온 접점에서 발생되는 소음의 경우 도 4의 "A" 지점과 같이 솔레노이드 밸브의 작동 주파수 300Hz에서 대략적으로 25㏈ 이상의 굉음으로 발생되며, 솔레노이드 밸브 700Hz에서 대략적으로 24㏈ 정도의 여음(B)이 발생되어 차량의 감성 품질을 저하시키는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 발명한 것으로, 자동변속기 장 착 차량에서 이그니션 키의 온 접점이 검출될 때 엔진 시동의 온/오프 조건에 따라 특정의 솔레노이드 밸브에 공급되는 전류를 각각 다르게 제어하여 소음 특성을 개선시키는데 그 목적이 있다.
또한, 엔진의 시동 온이 이루어지면 자동변속기를 신속하게 활성화시켜 N → D 변속에서 신속한 라인압이 형성되도록 하여 변속 응답성이 확보되도록 하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 실현하기 위한 본 발명의 특징에 따른 자동변속기의 변속제어장치는,
이그니션 키에 의해 선택되는 접점을 검출하는 키 접점 검출부;
엔진의 회전수를 검출하는 엔진회전수 검출부;
변속기 출력축의 회전속도로부터 현재의 차속을 검출하는 차속검출부;
상기 키 접점 검출부, 엔진 회전수 검출부, 차속 검출부에서 제공되는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 A/D변환부;
운전조건에 따라 목표 변속단을 결정한 다음 유압의 구동으로 변속을 실행시키며, 시동 오프의 상태에서 이그니션 키의 온 접점 선택이 검출되면 제1제어 듀티로 솔레노이드 밸브를 작동시키고, 시동 온이 검출되면 제2제어 듀티로 솔레노이드 밸브를 작동시키는 변속 제어부;
변속 제어부의 동작 실행에 대한 운용 프로그램과 변속패턴의 맵 및 솔레노이드 밸브의 제어 듀티를 결정하는 맵이 설정되는 메모리부;
변속 제어부에서 인가되는 PWM 듀티에 작동되어 클러치 및 브레이크에 유압을 공급하고, 공급량과 그 압력을 조정하는 솔레노이드 밸브를 포함한다.
또한, 본 발명의 특징에 따른 자동변속기의 변속제어방법은,
은 엔진 시동 오프의 상태에서 이그니션 키의 온 접점 선택이 검출되면 엔진 시동이 온을 유지하고 있는지 판단하는 과정;
엔진 시동이 오프를 유지하고 있으면 제1제어 듀티를 결정하여 솔레노이드 밸브를 작동시키는 과정;
상기 제1제어 듀티로 솔레노이드 밸브를 작동시키는 상태에서 엔진 시동 온이 검출되면 제2제어 듀티를 결정하여 솔레노이드 밸브를 작동시키는 과정을 포함한다.
전술한 구성에 의하여 본 발명은 자동변속기 장착 차량에서 엔진의 시동 전에 발생되는 특정 솔레노이드 밸브의 작동 소음이 안정되게 제어에 차량의 품질을 향상시키는 효과가 기대된다.
또한, 본 발명은 엔진 시동이 온되는 경우 자동변속기를 신속하게 활성화시켜 N → D 변속에서 빠른 응답성이 제공되는 효과가 기대된다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.
본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으므로 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않으며, 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 자동변속기의 변속제어장치의 개략적인 구성을 도시한 도면으로, 키 접점 검출부(101)와 엔진회전수 검출부(102), 차속검출부(103), A/D변환부(104), 변속제어부(105), 메모리부(106) 및 솔레노이드 밸브(107)를 포함한다.
키 접점 검출부(101)는 키 홀더에 삽입되는 이그니션 키에 의해 선택되는 접점을 검출하여 그에 대한 정보를 전기적 아날로그 신호로 출력한다.
엔진회전수 검출부(102)는 엔진의 출력축인 크랭크 축(Crank Shift)의 각도 변화를 검출하는 크랭크 각 센서(Crank Position Sensor) 혹은 흡배기 밸브를 작동시키는 캠 축(Cam Shift)의 각도 변화를 검출하는 캠 각 센서(Cam Angle Sensor)로 이루어지며, 엔진의 회전수를 검출하여 그에 대한 정보를 전기적 아날로그 신호로 출력한다.
차속 검출부(103)는 변속기의 출력축에 배치되어 출력축의 회전속도로부터 현재의 차속을 검출하여 그에 대한 정보를 전기적 아날로그 신호로 출력한다.
A/D변환부(104)는 상기 키 접점 검출부(101)와 엔진 회전수 검출부(102) 및 차속 검출부(103)에서 제공되는 전기적 아날로그 신호를 변속 제어부(105)가 인지할 수 있는 디지털 신호로 변환시켜 출력한다.
변속 제어부(105)는 설정된 변속패턴의 맵에 현재의 주행차속과 도시되지 않 은 스로틀 밸브의 개도 및 부하로 결정되는 운전조건을 적용하여 목표 변속단을 결정하고, PWM 듀티의 제어전류로 솔레노이드 밸브(107)의 작동시킴으로써 마찰요소인 클러치 및 브레이크에 유압을 공급시켜 운전조건에 따른 변속을 제어한다.
또한, 상기 변속 제어부(105)는 엔진의 시동이 오프를 유지하는 상태에서 키 접점 검출부(101)로부터 접점 온 선택이 검출되면 제1제어 듀티로 솔레노이드 밸브(107)를 작동시키고, 이후 엔진의 시동 온이 검출되면 제2제어 듀티로 솔레노이드 밸브(107)를 작동시킨다.
상기 제1제어 듀티는 솔레노이드 밸브(107)가 갖는 고유의 탄성 반발력을 극복할 수 있는 최소의 제어전류로 설정되며, 대략 200mA의 제어전류로 설정한다.
상기 제1제어 듀티의 세기는 설계자 및 적용되는 솔레노이드 밸브(107)의 특성에 따라 변경될 수 있다.
상기 제2제어 듀티는 엔진의 작동에 의해 변속기의 밸브바디에 형성되는 오일의 압력이 솔레노이드 밸브(107)에 반발력으로 작동하는 댐핑력과 솔레노이드 밸브(107)가 갖는 고유의 탄성 반발력을 극복할 수 있는 최대의 제어전류로 설정되며, 대략 1000mA의 제어전류로 설정된다.
상기 제2제어 듀티의 세기는 자동변속기의 밸브바디의 크기에 따라 형성되는 오일의 압력과 솔레노이드 밸브(107)의 특성에 따라 변경될 수 있다.
메모리부(106)는 변속 제어부(105)의 동작 실행에 대한 운용 프로그램과 변속패턴의 맵 및 솔레노이드 밸브(107)의 제어전류를 결정하는 맵이 설정된다.
솔레노이드 밸브(107)는 변속 제어부(105)에서 인가되는 PWM 제어 듀티에 작 동되어 마찰요소인 클러치 및 브레이크에 유압을 공급하며, 공급량과 그 압력을 조정한다.
전술한 바와 같은 기능을 포함하는 본 발명에 따른 자동변속기의 동작에 대하여 설명하면 다음과 같다.
엔진이 시동 온을 유지하는 정상적인 운전상태에서 차속과 스로틀 밸브의 개도율 및 기타의 부하 조건이 적용되는 운전조건에 따라 변속을 제어하는 동작은 통상적인 자동변속기에 실행되는 동작과 동일 내지 유사하므로, 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
본 발명은 엔진의 시동전 및 시동 후 특정의 솔레노이드 밸브를 작동 제어하는 기술인 바, 이에 대하여 도 2를 참조하여 구체적으로 설명한다.
키 홀더에 이그니션 키가 삽입되고(S201) 키 접점 검출부(101)에서 이그니션 키의 "온" 접점 선택이 변속 제어부(105)에 검출되면(S202) 변속 제어부(105)는 A/D변환부(104)에서 디지털 신호로 변환되어 검출되는 엔진 회전수 검출부(102)의 정보를 분석하여 엔진 시동이 온을 유지하고 있는 상태인지 판단한다(S203).
상기 S203의 판단에서 엔진 시동이 온 되지 않은 상태, 즉 엔진 시동 온 전의 조건이면 변속 제어부(105)는 제1제어 듀티를 결정한 다음(S204) 솔레노이드 밸브(107)를 작동시킨다(S205).
상기 변속 제어부(105)에서 결정되는 제1제어 듀티는 솔레노이드 밸브(107)가 갖는 고유의 탄성 반발력을 극복할 수 있는 최소의 제어전류로, 대략 200mA의 제어 전류이다.
따라서, 상기 솔레노이드 밸브(107)는 제1제어 듀티에 의해 작동되어 소음의 발생을 야기하지 않게 된다.
상기와 같이 제1제어 듀티로 솔레노이드 밸브(107)의 작동이 유지되는 상태에서 변속 제어부(105)는 상기 S203의 과정으로 리턴되어 엔진회전수 검출부(102)에서 검출되는 정보가 엔진 시동 온인지를 판단한다.
상기의 판단에서 제1제어 듀티로 솔레노이드 밸브(107)를 작동시킨 상태에서 엔진의 시동 온이 판단되면 변속 제어부(105)는 제2제어 듀티를 결정하여(S206) 솔레노이드 밸브(107)를 작동시킨다(S207).
상기 제2제어 듀티는 엔진의 작동에 의해 변속기의 밸브바디에 형성되는 오일의 압력이 솔레노이드 밸브(107)에 반발력으로 작동하는 댐핑력과 솔레노이드 밸브(107)가 갖는 고유의 탄성 반발력을 극복할 수 있는 최대의 제어전류로, 대략 1000mA의 제어 전류이다.
따라서, 엔진 시동 이후 정지 변속인 N → D 변속의 진행에 있어 신속한 응답성이 확보될 수 있도록 한다.
상기한 제어의 결과 도 3에 도시된 바와 같이 종래의 자동변속기에서 솔레노이드 주파수 300Hz에서 발생되던 작동 소음과 700Hz에서 발생되는 가진 여음이 발생되지 않게 되어 운전성 및 상품성을 향상시킨다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 포함된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 자동변속기의 변속제어장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 자동변속기의 변속제어 절차를 도시한 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 자동변속기의 변속 제어기 소음 저감 특성을 도시한 도면이다.
도 4는 종래의 자동변속기에서 변속 제어시 발생되는 소음 특성을 도시한 도면이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
101 : 키 접점 검출부 102 : 엔진회전수 검출부
103 : 차속 검출부 104 : A/D 변환부
105 : 변속 제어부 106 : 메모리부
107 : 솔레노이드 밸브

Claims (22)

  1. 이그니션 키에 의해 선택되는 접점을 검출하는 키 접점 검출부; 엔진의 회전수를 검출하는 엔진회전수 검출부; 변속기 출력축의 회전속도로부터 현재의 차속을 검출하는 차속검출부; 상기 키 접점 검출부, 엔진 회전수 검출부, 차속 검출부에서 제공되는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 A/D변환부; 운전조건에 따라 목표 변속단을 결정한 다음 유압의 구동으로 변속을 실행시키며, 시동 오프의 상태에서 이그니션 키의 온 접점 선택이 검출되면 제1제어 듀티로 솔레노이드 밸브를 작동시키고, 시동 온이 검출되면 제2제어 듀티로 솔레노이드 밸브를 작동시키는 변속 제어부; 변속 제어부의 동작 실행에 대한 운용 프로그램과 변속패턴의 맵 및 솔레노이드 밸브의 제어 듀티를 결정하는 맵이 설정되는 메모리부; 변속 제어부에서 인가되는 PWM 듀티에 작동되어 클러치 및 브레이크에 유압을 공급하고, 공급량과 그 압력을 조정하는 솔레노이드 밸브를 포함하는 자동변속기의 변속제어장치에 있어서,
    상기 변속 제어부에서 결정되는 제1제어 듀티는 솔레노이드 밸브가 갖는 고유의 탄성 반발력을 극복할 수 있는 제어전류로 설정되고, 제2제어 듀티는 엔진의 작동에 의해 변속기의 밸브바디에 형성되는 오일의 압력이 솔레노이드 밸브에 반발력으로 작동하는 댐핑력과 솔레노이드 밸브가 갖는 고유의 탄성 반발력을 극복할 수 있는 제어전류로 설정되는 것을 특징으로 하는 자동변속기의 변속제어장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 변속 제어부에서 결정되는 제1제어 듀티는 200mA의 제어전류로 설정되는 자동변속기의 변속제어장치.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 변속 제어부에서 결정되는 제2제어 듀티는 1000mA의 제어전류로 설정되는 자동변속기의 변속제어장치.
  8. 삭제
  9. 엔진 시동 오프의 상태에서 이그니션 키의 온 접점 선택이 검출되면 엔진 시동이 온을 유지하고 있는지 판단하는 과정; 엔진 시동이 오프를 유지하고 있으면 제1제어 듀티를 결정하여 솔레노이드 밸브를 작동시키는 과정; 상기 제1제어 듀티로 솔레노이드 밸브를 작동시키는 상태에서 엔진 시동 온이 검출되면 제2제어 듀티를 결정하여 솔레노이드 밸브를 작동시키는 과정을 포함하는 자동변속기의 변속제어방법에 있어서,
    상기 솔레노이드 밸브를 작동시키는 제1제어 듀티는 솔레노이드 밸브가 갖는 고유의 탄성 반발력을 극복하는 제어전류로 설정되고, 제2제어 듀티는 엔진의 작동으로 형성되는 오일의 압력이 솔레노이드 밸브에 반발력으로 작동하는 댐핑력과 솔레노이드 밸브가 갖는 고유의 탄성 반발력을 극복할 수 있는 제어전류로 설정되는 것을 특징으로 하는 자동변속기의 변속제어방법.
  10. 삭제
  11. 제9항에 있어서,
    상기 제1제어 듀티는 200mA의 제어전류로 설정되는 자동변속기의 변속제어방법.
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 제9항에 있어서,
    상기 제2제어 듀티는 1000mA의 제어전류로 설정되는 자동변속기의 변속제어방법.
  15. 삭제
  16. 엔진의 시동 전 이그니션 키의 온 접점이 검출되면 솔레노이드 밸브를 제1듀티로 제어하여 플런저의 움직임으로 제어하고, 엔진의 시동 온이 검출되면 솔레노이드 밸브를 제2듀티로 제어하여 플런저의 움직임을 제어하는 자동변속기의 변속제어방법에 있어서,
    상기 제1듀티는 솔레노이드 밸브가 갖는 고유의 탄성 반발력을 극복하는 제어전류로 설정되고,
    상기 제2듀티는 솔레노이드 밸브가 갖는 고유의 탄성 반발력과 엔진의 작동으로 형성되는 오일 압력의 댐핑력을 극복하는 제어전류로 설정되는 것을 특징으로 하는 자동변속기의 변속제어방법.
  17. 삭제
  18. 삭제
  19. 삭제
  20. 삭제
  21. 제16항에 있어서,
    상기 제1듀티는 200mA의 제어전류로 설정되는 자동변속기의 변속제어방법.
  22. 제16항에 있어서,
    상기 제2듀티는 1000mA의 제어전류로 설정되는 자동변속기의 변속제어방법.
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