KR20090040009A

KR20090040009A - 자동변속기의 라인압 제어장치 및 방법

Info

Publication number: KR20090040009A
Application number: KR1020070105553A
Authority: KR
Inventors: 여창기
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2007-10-19
Filing date: 2007-10-19
Publication date: 2009-04-23
Also published as: US20090105045A1; US7850571B2

Abstract

본 발명은 주변속수단과 부변속수단을 갖는 자동변속기에서 라인압 제어를 개선하여 변속단의 스킵이 발생하는 파워 온 다운 시프트(Power On Down Shift)시에 신속한 응답성을 제공하는 것이다.

본 발명은 주행 중 파워 온 다운 시프트의 요구가 검출되면 결합측 제어요소 및 해방측 제어요소의 작동을 위해 라인압 제어 듀티를 100%로 출력하는 과정, 라인압 제어듀티를 100%로 출력하는 과정에서 제1변속이 검출되면 라인압 제어 듀티를 감압하여 D_LP%로 출력하는 과정, 제1변속이 동기되어 터빈 회전수의 상승이 검출되면 그 시점에서 라인압 제어 듀티를 100%로 출력하는 과정을 포함한다.

자동변속기, 라인압, 파워 온 다운 시프트, 응답성

Description

자동변속기의 라인압 제어장치 및 방법{SYSTEM FOR LINE PRESSURE CONTROL OF AUTOMATIC TRANSMISSION ON VEHICLE AND METHOD THEREOF}

본 발명은 자동변속기에 관한 것으로, 더 상세하게는 주변속수단과 부변속수단을 갖는 자동변속기에서 라인압 제어를 개선하여 변속단의 스킵이 발생하는 파워 온 다운 시프트(Power On Down Shift)시에 신속한 응답성을 제공하는 자동변속기의 라인압 제어장치 및 방법 관한 것이다.

자동변속기는 차량의 주행속도와 스로틀 밸브의 개도율 및 제반 검출조건에 따라 변속 제어수단이 작동요소인 다수의 액추에이터를 유압으로 구동시켜 목표 변속단으로 자동변속이 이루어지게 하는 시스템이다.

이와 같이 다수개의 작동요소에 유압을 공급하기 위해서는 라인압과 제어압이 형성된다.

라인압은 제어압을 형성하는 액추에이터에 공급되는 압력으로, 변속 응답성에 아주 중요한 영향을 미친다.

종래 주변속수단과 부변속수단을 갖는 자동변속기에 적용되고 있는 라인압 제어 동작을 도 4를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

일 예를 들어, 변속제어수단이 5속 변속단을 동기시켜 운행하는 상태에서 5속에서 3속 혹은 2속으로의 파워 온 다운 시프트, 즉 킥다운(Kick Down) 변속 요구가 검출되는지 판단한다.

이때, 파워 온 다운 시프트를 요구하는 팁 인(Tip In)이 검출되면 변속제어수단은 팁 인이 검출되는 시점에서 라인압의 듀티를 100%로 출력하여 풀 라인압(Full Line Pressure)을 형성하고, 주변속수단 및 부변속수단의 결합측 제어요소 및 해방측 제어요소의 압력을 제어하여 제1목표 변속단인 5→4 변속과 제2목표 변속단인 4→3 혹은 4→2 변속이 순차적으로 진행되도록 한다.

이와 같이 종래의 자동변속기에 적용되어 있는 라인압 제어로직은 파워 온 다운 시프트 변속이 발생되는 경우 풀 라인압을 형성한 다음 최종 목표 변속단의 변속 동기가 이루어질 때까지 유지하도록 되어 있어 해방측 제어요소의 압력을 구속하는 결과를 초래한다.

따라서, 파워 온 다운 시프트에 의해 스킵 변속이 발생하는 경우 해방측 제어요소의 압력 해제가 지연되어 변속 응답성이 저하되는 문제점이 발생한다.

이외에 자동변속기에는 파워 온 다운 시프트 변속에서 응답성을 개선하기 위한 다양한 기술들이 제시되어 있다.

일본공개특허 평14-295663호에서는 다운 시프트 변속이 검출되는 경우 수치화되는 다운 시프트의 형태에 따라 해방측 제어요소의 해방 패턴을 결정하여 해방 제어한다.

일본공개특허 평5-312261호에서는 다운 시프트 변속이 검출되면 소정 시간이 경과할 때까지 해방측 제어요소의 듀티 비율을 값 Dr0로 설정하여 작동 유압을 유지하며, 소정 시간의 경과 후 피드백 제어를 실행한다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 발명한 것으로, 그 목적은 주변속수단과 부변속수단을 갖는 자동변속기에서 라인압 제어를 개선하여 변속단의 스킵이 발생하는 파워 온 다운 시프트가 검출되면 해방측 제어요소의 압력 해제가 신속하게 이루어지도록 제어하여 파워 온 다운 시프트에 신속한 응답성을 제공되고, 이에 따라 차량의 성능 향상을 제공하도록 한다.

상기한 목적을 실현하기 위한 본 발명의 특징에 따른 주변속수단과 부변속수단을 갖는 자동변속기의 라인압 제어장치는, 차량의 주행 중에 자동변속 제어에 필요한 제반적인 인자(정보)를 검출하는 운전정보 검출부; 상기 운전정보 검출부의 정보에서 파워 온 다운 시프트를 위한 팁 인이 검출되면 그 시점에서 주변속수단 및 부변속수단에 구성되는 결합측 제어요소 및 해방측 제어요소를 작동시키기 위하여 라인압을 결정 및 제어하는 제어부; 상기 제어부의 제어신호에 따라 결합측 제어요소 및 해방측 제어요소의 작동을 위한 라인압을 드라이브하는 구동부 및; 상기 구동부의 라인압에 의해 작동되어 목표 변속단의 변속 동기를 실행시키는 액추에이터를 포함한다.

본 발명의 특징에 따른 자동변속기의 라인압 제어방법은, 주행 중 파워 온 다운 시프트의 요구가 검출되면 결합측 제어요소 및 해방측 제어요소의 작동을 위해 라인압 제어 듀티를 100%로 출력하는 과정; 라인압 제어듀티를 100%로 출력하는 과정에서 제1변속이 검출되면 라인압 제어 듀티를 감압하여 D_LP%로 출력하는 과정; 제1변속이 동기되어 터빈 회전수의 상승이 검출되면 그 시점에서 라인압 제어 듀티를 100%로 출력하는 과정을 포함한다.

본 발명의 특징에 따른 자동변속기의 라인압 제어방법은, 5속으로 주행하는 중에 5→3속 혹은 5→2속의 파워 온 다운 시프트가 검출되는지 판단하는 과정; 5→3속 혹은 5→2속의 파워 온 다운 시프트가 검출되면 라인압 제어 듀티를 100%로 제어하는 과정; 5→4속의 제1변속이 검출되면 라인압 제어 듀티를 감압하여 D_LP%로 제어하는 과정; 라인압 제어 듀티가 D_LP%로 제어되는 상태에서 5→4속의 동기에 의해 터빈 회전수의 상승이 검출되는지 판단하는 과정; 터빈 회전수의 상승이 검출되면 그 시점에서 라인압 제어 듀티를 100%로 제어하는 과정을 포함한다.

전술한 구성에 의하여 본 발명에 따른 자동변속기는 파워 온 다운 시프트에서 라인압 제어를 통해 해방측 제어요소의 압력 해제를 신속하게 제공하여 신속한 응답성 및 향상된 차량 성능을 제공하는 효과를 기대할 수 있다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상 세히 설명한다.

본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 자동변속기의 라인압 제어장치 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.

도시된 바와 같이 본 발명은 운전정보 검출부(100)와 제어부(200), 구동부(300) 및 액추에이터(400)를 포함한다.

운전정보 검출부(100)는 자동변속기 차량의 주행 중에 자동변속 제어에 필요한 제반적인 인자(정보)를 검출하여 제어부(200)에 제공한다.

상기 운전정보 검출부(100)는 엔진 회전수 검출부(101)와 스로틀 개도 검출부(102), 변속단 검출부(103), 터빈 회전수 검출부(104). 가속페달 검출부(105)로 구성된다.

엔진 회전수 검출부(101)는 크랭크 위치 센서(Crank Position Sensor) 혹은 캠 각 센서(Cam Angle Sensor : CAS)로 이루어지며, 크랭크 축의 위치 변화 혹은 캠 축의 각도 변화로부터 엔진 회전수를 검출하여 제어부(200)에 제공한다.

스로틀 개도 검출부(102)는 차량의 감가속을 위해 작동시키는 가속페달에 연 동하여 동작되어 연소실로 흡입되는 공기량을 조정하는 스로틀 밸브의 개도량을 검출하여 제어부(200)에 제공한다.

변속단 검출부(103)는 현재 동기하고 있는 변속단을 검출하여 그에 대한 정보를 제어부(200)에 제공한다.

터빈 회전수 검출부(104)는 자동변속기의 출력인 터빈의 회전수를 검출하여 그에 대한 정보를 제어부(200)에 제공한다.

가속페달 검출부(105)는 운전자가 작동시키는 가속페달의 변위를 검출하여 그에 대한 정보를 제어부(200)에 제공한다.

제어부(200)는 상기 운전정보 검출부(100)에서 제공되는 다양한 정보를 분석하여 파워 온 다운 시프트가 발생되었는지를 판단하고, 파워 온 다운 시프트가 검출되면 그에 따른 목표 변속단을 결정한 다음 라인압 및 듀티압으로 결합측 제어요소 및 해방측 제어요소를 작동시켜 목표 변속단으로 변속이 진행되도록 한다.

상기 제어부(200)는 예를 들어 5속을 유지하는 주행에서 3속 혹은 2속으로의 파워 온 다운 시프트를 위한 팁 인이 검출되면 팁 인이 검출되는 시점에서 주변속수단 및 부변속수단에 구성되는 결합측 제어요소 및 해방측 제어요소를 작동시키기 위하여 라인압을 결정한 다음 구동부(300)를 통해 액추에이터(400)를 작동시킨다.

상기 제어부(200)는 파워 온 다운 시프트를 위한 팁 인이 검출되는 시점에서 100%의 풀 라인압 듀티를 출력한 다음 제1변속, 예를 들어 5→4속의 변속이 검출되면 라인압 듀티를 설정된 값, 예를 들어 50% 감압하여 D_LP 듀티를 출력함으로써, 주 변속수단에 구성되는 해방측 제어요소의 압력이 신속하게 해제될 수 있도록 한다.

상기와 같이 라인압을 감압하여 해방측 제어요소의 압력을 해제하는 과정에서 제1변속, 예를 들어 5→4속의 변속 동기로 터빈 회전수의 상승이 검출되면 그 시점(A)에서 100%의 풀 라인압 듀티를 출력하여 주변속수단의 결합측 제어요소 및 해방측 제어요소의 제어가 신속하게 이루어질 수 있도록 한다.

상기 라인압을 감압하여 D_LP 듀티를 출력한 다음 다시 100%의 풀 라인압 듀티를 출력하는 시점(A)은 파워 온 다운 시프트의 최종 목표 변속단을 동기하는 제2변속, 예를 들어 4→3속 혹은 4→2속의 변속이 검출되기 이전이다.

구동부(300)는 상기 제어부(200)에서 인가되는 제어신호에 따라 주변속수단 및 부변속수단에 구성되는 결합측 제어요소 및 해방측 제어요소의 작동을 위한 라인압을 드라이브한다.

액추에이터(400)는 주변속수단 및 부변속수단에 구성되는 제어요소로 상기 구동부(300)의 라인압에 의해 작동되어 결정되는 목표 변속단의 변속 동기가 신속하게 이루어질 수 있도록 한다.

전술한 바와 같은 기능을 포함하는 본 발명에서 라인압을 제어하는 동작에 대하여 도 2 및 도 3을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

임의의 변속단, 예를 들어 5속을 동기시켜 주행하는 상태에서(S101) 제어부(200)는 운전정보 검출부(100)내의 스로틀 개도 검출부(102) 및 가속페달 검출부(105)의 정보를 판독하여 파워 온 다운 시프트가 요구되는지를 판단한다(S102).

상기 S102의 판단에서 파워 온 다운 시프트가 검출되지 않으면 현재의 변속 제어를 유지한다.

그러나, 파워 온 다운 시프트가 검출되면 목표 변속단을 결정하며, 도 3에 도시된 바와 같이 파워 온 다운 시프트를 요구하는 팁 인이 검출되는 시점에서 주변속수단 및 부변속수단에 구성되는 결합측 제어요소 및 해방측 제어요소를 작동시키기 위하여 100%의 풀 라인압을 출력하여 구동부(300)를 통해 액추에이터(400)를 작동시킨다(S103).

이후, 변속단 검출부(103)로부터 파워 온 다운 시프트의 요구에 따른 제1변속이 검출되는지를 판단하여(S104), 제1변속이 검출되면 100%의 풀 라인압을 설정된 양, 예를 들어 50%로 감압하여 D_LP 듀티를 출력함으로써, 주변속수단에 구성되는 해방측 제어요소의 압력이 신속하게 해제될 수 있도록 한다(S105).

상기와 같이 라인압을 감압하여 해방측 제어요소의 압력을 해제하는 과정에서 제1변속의 변속 동기로 터빈 회전수의 상승이 검출되는지를 판단한다(S106).

상기 S106의 판단에서 터빈 회전수의 상승이 검출되지 않으면 상기 S105의 과정을 유지하고, 터빈 회전수의 상승이 검출되면 그 시점(A)에서 100%의 풀 라인압 듀티를 출력하여 주변속수단의 결합측 제어요소 및 해방측 제어요소의 제어가 신속하게 이루어질 수 있도록 한다(S107).

예를 들어, 5속 주행에서 3속 혹은 2속으로의 파워 온 다운 시프트를 위한 팁 인이 검출되면 팁 인이 검출되는 시점에서 주변속수단 및 부변속수단에 구성되 는 결합측 제어요소 및 해방측 제어요소를 작동시키기 위하여 100%의 풀 라인압 듀티를 출력한다.

이후, 5→4속의 제1변속이 검출되면 라인압 듀티를 설정된 값, 예를 들어 50% 감압하여 D_LP 듀티를 출력함으로써, 해방측 제어요소의 압력이 신속하게 해제될 수 있도록 한다.

상기와 같이 라인압을 감압하여 해방측 제어요소의 압력을 해제하는 과정에서 5→4속의 변속 동기로 터빈 회전수의 상승이 검출되면 그 시점(A)에서 100%의 풀 라인압 듀티를 출력하여 주변속수단의 결합측 제어요소 및 해방측 제어요소의 제어가 신속하게 이루어질 수 있도록 한다.

주변속수단과 부변속수단을 갖는 자동변속기는 5속에서 주변속수단은 "OD 클러치"와 "2ND 클러치"를 결합요소로 작동시키고 있으며, 부변속수단은 "DIR 클러치"를 결합요소로 작동시키고 있다.

이 상태에서 5→3속으로의 파워 온 다운 시프트가 검출되면 5→4→3속의 순차적인 변속이 진행되므로, 5→4속에서 주변속수단은 "2ND 클러치"를 해방측 제어요소로 제어하고, "UD 클러치"를 결합측 제어요소로 제어한다.

이 과정에서 부변속수단은 "DIR 클러치"를 결합요소로 제어하므로, 5속에서와 동일한 상태를 유지한다.

따라서, 변속제어수단은 5→4속으로 변환되는 제1변속이 검출되면 100% 풀 라인압을 감압하여 설정된 값, 예를 들어 50%의 라인압을 공급하여 주변속수단의 "2ND 클러치"의 해제가 신속하게 진행되도록 한다.

상기와 같은 라인압 듀티 제어가 진행되는 과정에서 5→4속의 동기가 진행되어 터빈 회전수의 상승이 검출되면 그 시점(A)에서 다시 100% 풀 라인압을 공급하여 결합측 제어요소 및 해방측 제어요소를 통해 파워 온 다운 시프트의 목표 변속단인 5→3 혹은 5→2의 동기가 안정되고 신속하게 진행될 수 있도록 한다.

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 속한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 자동변속기에서 라인압 제어를 실행 절차를 도시한 흐름도이다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 자동변속기에서 라인압 제어 듀티를 도시한 도면이다.

도 4는 종래의 자동변속기에서 라인압 제어 듀티를 도시한 도면이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100 : 운전정보 검출부 200 : 제어부

300 : 구동부 400 : 액추에이터

Claims

주변속수단과 부변속수단을 갖는 자동변속기에 있어서,

차량의 주행 중에 자동변속 제어에 필요한 제반적인 인자(정보)를 검출하는 운전정보 검출부;

상기 운전정보 검출부의 정보에서 파워 온 다운 시프트를 위한 팁 인이 검출되면 그 시점에서 주변속수단 및 부변속수단에 구성되는 결합측 제어요소 및 해방측 제어요소를 작동시키기 위하여 라인압을 결정 및 제어하는 제어부;

상기 제어부의 제어신호에 따라 결합측 제어요소 및 해방측 제어요소의 작동을 위한 라인압을 드라이브하는 구동부 및;

상기 구동부의 라인압에 의해 작동되어 목표 변속단의 변속 동기를 실행시키는 액추에이터를 포함하는 자동변속기의 라인압 제어장치.
제1항에 있어서,

상기 운전정보 검출부는 엔진 회전수를 검출하여 제어부에 제공하는 엔진 회전수 검출부;

스로틀 밸브의 개도량을 검출하여 제어부에 제공하는 스로틀 개도 검출부;

현재 동기하고 있는 변속단을 검출하여 제어부에 제공하는 변속단 검출부;

자동변속기의 출력인 터빈의 회전수를 검출하여 제어부에 제공하는 터빈 회전수 검출부;

가속페달의 변위를 검출하여 제어부에 제공하는 가속페달 검출부를 포함하는 자동변속기의 라인압 제어장치.
제1항에 있어서,

상기 제어부는 파워 온 다운 시프트를 위한 팁 인이 검출되는 시점에서 100%의 풀 라인압 듀티를 출력하고, 제1변속이 검출되면 라인압 듀티를 설정된 값으로 감압하여 D_LP 듀티를 출력하며, 제1변속 동기로 터빈 회전수의 상승이 검출되면 그 시점(A)에서 100%의 풀 라인압 듀티를 출력하여 주변속수단의 결합측 제어요소 및 해방측 제어요소의 제어를 실행시키는 자동변속기의 라인압 제어장치.
주행 중 파워 온 다운 시프트의 요구가 검출되면 결합측 제어요소 및 해방측 제어요소의 작동을 위해 라인압 제어 듀티를 100%로 출력하는 과정;

라인압 제어듀티를 100%로 출력하는 과정에서 제1변속이 검출되면 라인압 제어 듀티를 감압하여 D_LP%로 출력하는 과정;

제1변속이 동기되어 터빈 회전수의 상승이 검출되면 그 시점에서 라인압 제어 듀티를 100%로 출력하는 과정을 포함하는 자동변속기의 라인압 제어방법.
5속으로 주행하는 중에 5→3속 혹은 5→2속의 파워 온 다운 시프트가 검출되는지 판단하는 과정;

5→3속 혹은 5→2속의 파워 온 다운 시프트가 검출되면 라인압 제어 듀티를 100%로 제어하는 과정;

5→4속의 제1변속이 검출되면 라인압 제어 듀티를 감압하여 D_LP%로 제어하는 과정;

라인압 제어 듀티가 D_LP%로 제어되는 상태에서 5→4속의 동기에 의해 터빈 회전수의 상승이 검출되는지 판단하는 과정;

터빈 회전수의 상승이 검출되면 그 시점에서 라인압 제어 듀티를 100%로 제어하는 과정을 포함하는 자동변속기의 라인압 제어방법.