KR20160081218A

KR20160081218A - 자동변속기의 제어방법

Info

Publication number: KR20160081218A
Application number: KR1020140194698A
Authority: KR
Inventors: 조명수
Original assignee: 현대 파워텍 주식회사
Priority date: 2014-12-31
Filing date: 2014-12-31
Publication date: 2016-07-08
Also published as: KR101673722B1

Abstract

본 발명은 상세하게는 클러치 내부의 라인압력을 최대로 상승시키지 않고 현재의 압력을 이용함으로써 변속시간이 감소되도록 한 자동변속기의 제어방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 자동변속기의 제어방법은, TCU(Transmission Control Unit)은 현재의 변속단으로부터 다른 변속단으로 변속이 개시되어야 하는지를 판단하는 변속개시 판단단계(S110)와, 상기 자동변속기의 내부에 설치되고, 현재 변속단의 동력을 전달하기 위해 체결된 클러치를 현재의 클러치 내부의 라인압력으로 해방되도록 변속제어를 개시하는 변속개시단계(S120)와, 현재의 라인압력이 최대 라인압력인지를 판단하는 라인압력 판단단계(S130)와, 현재의 라인압력이 최대 라인압력이 아니면, 현재단의 클러치를 해방하고, 목표단의 클러치를 체결시키기 위해 작동하는 솔레노이드 작동압력의 보상량을 결정하는 작동압력 보상단계(S140)와, 현재단의 클러치를 해방시키고, 목표단의 클러치를 체결하여 목표단으로 변속되게 하는 클러치 제어단계(S150)를 포함한다.

Description

자동변속기의 제어방법{METHOD FOR CONTROLLING OF AUTOMATIC TRANSMISSION IN VEHICLE}

본 발명은 차량에 탑재되는 자동변속기의 제어방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 클러치 내부의 라인압력을 최대로 상승시키지 않고 현재의 압력을 이용함으로써 변속시간이 감소되도록 한 자동변속기의 제어방법에 관한 것이다.

자동변속기가 장착된 차량에서의 변속제어는 엔진으로부터 입력되는 입력토크가 현재단의 클러치로부터 목표단의 클러치로 이동시키는 일련의 연속적인 과정이다.

예컨대, 도 1에는 종래기술에 따른 자동변속기의 변속기의 터빈의 회전수(rpm)과 클러치 내부의 라인 압력이 도시되어 있다.

자동변속기에서 현재단으로부터 목표단으로 변경하는 과정은 A~E의 5구간으로 나눌 수 있다.

변속 시작시(A구간)에는 클러치 내부의 라인압력을 최대로 상승시켜 변속제어의 경계조건을 만든다. 또한, 클러치 내부의 라인압력을 최대로 상승시킴으로써, 변속시 충분한 압력으로 상기 클러치를 제어할 수 있도록 한다.

그 다음 구간(B구간)은 토크영역에 해당하는 구간으로, 엔진의 토크를 담당하는 비율을 현재단으로부터 목표단으로 이동시키는 과정이다. 토크전달측면에서는 변속이 완료된 상황이나, 터빈의 회전수는 아직 현재단의 회전수에 머물고 있다.

이 후(C구간)는 토크 담당율이 현재단으로부터 목표단으로 완전히 이전시키고, 현재단의 터빈 회전수와 목표단의 터빈회전수 사이에 존재하는 슬립을 줄여 완전히 락(lock)시키는 제어영역이다. 상기 C구간에서는 터빈 회전수의 변화율을 피드백 제어하여 터빈의 회전수를 목표단의 터빈회전수에 도달시킨다.

목표단의 터빈회전수에 도달하면, 상기 클러치 내부의 제어압력을 상승시켜 클러치를 완전 체결시키고(D구간), 변속제어가 종료되면 클러치 내부의 라인압력을 최대로 상승시켜 변속 종료시점의 경계조건을 만든다(E구간). 변속제어 종료시 터빈의 관성변화는 토크컨버터에서 슬립으로 흡수한다.

한편, 변속제어구간(A구간~E구간)을 제외한 정속단, 즉 현재단과 목표단에서는 엔진으로부터 변속기로 입력되는 토크의 수준에 맞게 최대 라인압력에 비례하는 라인압력으로 감소시켜 오일펌프의 부하를 저감시킨다.

그러나, 상기와 같은 종래기술에 따른 자동변속기의 변속제어에 따르면, 변속시작과 종료시 에 클러치 내부의 라인압력을 최대로 상승시킴으로써, 변속에 소요되는 시간이 증가되는 문제점이 있다.

즉, 종래기술에 따른 자동변속기의 변속제어시에는 A구간으로부터 E구간이 총변속제어시간이 되는데, 변속제어에 직접적으로 관계가 없는 A구간과 E구간에서 클러치 내부의 라인압력을 최대로 상승시키는 시간이 소요된다. 예컨대, 8단 자동변속기라면, 1단으로부터 8단으로 변속될 때, 총 7번의 변속이 발생하는데, 상기 A구간과 E구간에 소요되는 시간이 각 변속마다 200ms라면, 1단으로부터 8단까지 별속할 때, 1.4초만큼의 시간이 불필요하게 소요되어 최대변속단까지 변속에 소요되는 누적변속제어시간이 늘어나게 되어 변속기의 다단화에 따른 효과가 감소한다.

이는 감속시, 고단으로부터 저단으로 변속할 때에도 마찬가지이고, 변속기가 다단화함에 따라 주행시 변속회수가 증가하는 바, 변속제어시간이 늘어나는 문제점이 있다.

한편, 하기의 선행기술문헌에는, '자동차의 라인압 제어 시스템 및 방법'에 관한 기술이 개시되어 있다.

KR 10-2010-0091498 A

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로서, 변속제어시간이 감소되도록 변속개시 시점 및 변속완료 시점에서 자동변속기의 클러치 내부의 라인압력을 최대로 상승시키는 과정을 생략하고, 각 변속제어단계마다 라인압력을 보상함으로써 라인압력을 최대로 상승시켰을 때와 동일한 응답이 가능하도록 한 자동변속기의 제어방법을 제공하는데 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 자동변속기의 제어방법은, 차량의 엔진과 연결되게 설치되어, 상기 엔진으로부터 출력된 회전력을 변속하여 구동륜을 전달하는 자동변속기를 제어하는 자동변속기의 제어방법에 있어서, TCU(Transmission Control Unit)은 현재의 변속단으로부터 다른 변속단으로 변속이 개시되어야 하는지를 판단하는 변속개시 판단단계와, 상기 자동변속기의 내부에 설치되고, 현재 변속단의 동력을 전달하기 위해 체결된 클러치를 현재의 클러치 내부의 라인압력으로 해방되도록 변속제어를 개시하는 변속개시단계와, 현재의 라인압력이 최대 라인압력인지를 판단하는 라인압력 판단단계와, 현재의 라인압력이 최대 라인압력이 아니면, 현재단의 클러치를 해방하고, 목표단의 클러치를 체결시키기 위해 작동하는 솔레노이드 작동압력의 보상량을 결정하는 작동압력 보상단계와, 현재단의 클러치를 해방시키고, 목표단의 클러치를 체결하여 목표단으로 변속되게 하는 클러치 제어단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 작동압력 보상단계는, 최대 라인압력에 대한 현재 라인압력에 대하여 미리 설정된 비율로, 상기 솔레노이드의 작동압력을 높여 라인압력을 보상하는 것을 특징으로 한다.

상기 작동압력 보상단계는, 상기 솔레노이드의 작동압력의 보상량은 상기 TCU의 내부에 미리 보상맵으로 저장되는 것을 특징으로 한다.

상기 자동변속기 내부의 오일(ATF; Automatic Transmission Fluid)의 온도가 설정된 온도 이하이면 점성 증가에 따른 제어 응답성 보상을 위하여 상기 솔레노이드 밸브의 작동압력의 보상량은 증가하고, 오일의 온도가 설정된 또 다른 온도 이상이면 상승 시 솔레노이드 밸브의 누유량 증가에 따른 제어유량 보상을 위하여 상기 솔레노이드의 작동압력 보상량을 증가하는 것을 특징으로 한다.

상기 엔진으로부터 상기 자동변속기로 입력되는 토크가 작을수록 상기 솔레노이드의 작동압력의 보상량은 증가하는 것을 특징으로 한다.

차량의 APS(Acceleration Position Sensor)값이 증가할 수록 상기 솔레노이드의 작동압력의 보상량은 증가하는 것을 특징으로 한다.

상기 라인압력 판단단계에서 현재의 라인압력이 최대 라인압력이면, 상기 작동압력 보상단계이 수행되지 않고 상기 클러치 제어단계가 수행되는 것을 특징으로 한다.

상기 클러치 제어단계가 수행된 이후에는 차량의 주행여부를 판단하는 차량 주행 판단단계를 더 포함하고, 상기 차량 주행 판단단계에서 차량의 주행하는 것으로 판단되면, 상기 변속개시 판단단계로 리턴되는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 자동변속기의 제어방법에 따르면, 변속개시 시점과 변속완료 시점에서 클러치 내부의 라인압력을 최대로 상승시키는 과정에 불필요해지므로, 그만큼 변속시간이 줄어들게 된다.

상기와 같이, 변속시 소요되는 시간이 감소하므로, 변속기의 다단화에 따른 장점을 취할 수 있다.

또한, 최대 라인압력과 현재 라인압력의 차이는, 변속제어시 솔레노이드의 작동압력을 보상함으로써, 응답성은 그대로 유지하도록 한다.

아울러, 변속개시 시점과 변속완료 시점에서 라인압력을 최대로 높이지 않아도 되므로, 그 만큼 오일펌프의 부하가 저감되므로, 차량의 연비향상을 기대할 수 있다.

도 1은 종래기술에 따른 변속제어시의 터빈회전수와 클러치 내부의 라인압력을 도시한 그래프.
도 2는 본 발명에 따른 자동변속기의 제어방법을 도시한 순서도.
도 3은 본 발명에 따른 자동변속기의 제어방법에 의한 변속제어시의 터빈회전수와 클러치 내부의 라인압력을 도시한 그래프.
도 4는 본 발명에 따른 자동변속의 제어방법에 따른 클러치 내부의 라인압력을 종래기술의 라인압력과 도시한 그래프.

이하 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명에 따른 자동변속기의 제어방법에 대하여 자세히 설명하기로 한다.

본 발명에 따른 자동변속기의 제어방법은, TCU(Transmission Control Unit)은 현재의 변속단으로부터 다른 변속단으로 변속이 개시되어야 하는지를 판단하는 변속개시 판단단계(S110)와, 상기 자동변속기의 내부에 설치되고, 현재 변속단의 동력을 전달하기 위해 체결된 클러치를 현재의 클러치 내부의 라인압력으로 해방되도록 변속제어를 개시하는 변속개시단계(S120)와, 현재의 라인압력이 최대 라인압력인지를 판단하는 라인압력 판단단계(S130)와, 현재의 라인압력이 최대 라인압력이 아니면, 현재단의 클러치를 해방하고, 목표단의 클러치를 체결시키기 위해 작동하는 솔레노이드 작동압력의 보상량을 결정하는 작동압력 보상단계(S140)와, 현재단의 클러치를 해방시키고, 목표단의 클러치를 체결하여 목표단으로 변속되게 하는 클러치 제어단계(S150)를 포함한다.

변속개시 판단단계(S110)는 차량에 설치되어 변속을 제어하는 TCU(Transmission Control Unit)가 현재 변속단으로부터 다른 변속단으로 변속이 개시되어야 하는지를 판단한다. 상기 TCU는 차량의 속도, 엔진의 회전수, APS(Acceleration Position Sensor)값 등을 판단하여, 주행중이 차량의 변속단을 인접한 다른 변속단으로 변경해야 하는지를 판단한다.

상기 변속은 현재의 변속단으로부터 높은 변속단으로 변속할 수도 있고, 현재의 변속단으부터 낮은 변속단으로 변속할 수도 있다.

변속개시단계(S120)는 상기 TCU에의해 변속이 개시되어야 하는 것으로 판단되면, 현재의 변속을 개시한다. 이때, 상기 자동변속기 내부에 설치된 클러치 내부의 라인압력은 현재의 라인압력 그대로 변속을 개시한다.

특히, 본 발명에서는 앞서 살펴본 바와 같이, 상기 클러치 내부의 라인압력이 어느 수준이든지 항상 최대의 라인압력으로 상승시켰으나, 본 발명에서는 변속이 개시되면 현재의 라인압력으로 곧바로 변속제어를 한다.

따라서, 현재의 라인압력을 최대 라인압력으로 상승시키는 과정이 불필요해진다.

라인압력 판단단계(S130)는 현재의 라인압력이 최대 라인압력과 같은지를 판단한다. 만약 변속 시작 전 현재의 라인압력이 최대 라인압력이었다면, 별도의 보상이 필요없지만, 그렇지 않다면, 즉 변속시작적 현재의 라인압력이 최대 라인압력이 아니라면 보상이 필요하므로, 현재의 라인압력을 최대 라인압력과 비교하는 것이 바람직하다.

만약, 상기 라인압력 판단단계(S130)에서 현재의 라인압력이 최대 라인압력이라면, 별도로 상기 솔레노이드의 작동압력을 보상할 필요가 없는 바, 후술되는 작동압력 보상단계(S140)가 수행되지 않고, 바로 클러치 제어단계(S150)가 수행된다.

작동압력 보상단계(S140)는 변속을 위해 자동변속기에서 해방측 클러치와 체결측 클러치의 작동에 사용되는 솔레노이드의 작동압력의 보상량을 결정하는 단계이다. 변속시에는 현재단의 클러치는 해방되고, 목표단의 클러치는 체결되는데, 상기 클러치의 해방, 체결동작은 상기 자동변속기 내부에 설치된 솔레노이드에 의해 이루어진다.

앞서 변속개시단계(S120)에서 현재의 라인압력 그대로 변속 제어에 진입하였는 바, 최대 라인압력 시에 비하여 응답속도가 느려지게 되므로, 현재 라인압력으로 변속 제어에 진입한 의미가 없어진다.

따라서, 상기 현재단의 클러치를 해방시키거나, 목표단의 클러치를 해방시키기 위해 작동하는 솔레노이드의 작동압력의 보상을 통하여 응답속도가 느려지는 현상을 방지해야 할 필요가 있다. 상기 작동압력 보상단계(S140)에서는 상기 솔레노이드의 작동압력의 보상량을 결정하고, 상기 보상량이 적용되도록 함으로써, 응답속도가 느려지는 문제점을 해결할 수 있다.

상기 솔레노이드의 작동압력의 보상량은 최대 압력에 대한 현재 압력에 대하여 미리 설정된 비율로 결정된다.

또한, 상기 솔레노이드의 작동압력의 보상량은 상기 TCU의 내부에 보상맵으로 저장되어, 주행중인 차량의 현재 조건에 대하여 적절한 보상량이 결정되도록 한다.

예컨대, 상기 솔레노이드의 작동압력의 보상량은 차량의 주행 조건에 따라 달라질 수 있다.

그 일례로, 상기 자동변속기 내부의 오일(ATF; Automatic Transmission Fluid)의 온도에 따라 달라질 수 있다.

예컨대, 상기 오일의 온도가 설정된 온도이하, 즉 극저온으로 낮아지면 점성 증가에 따른 제어 응답성을 보상하기 위하여 상기 솔레노이드 밸브의 작동압력의 보상량이 증가할 수 있다.

또한 상기 오일의 온도가 설정된 또 다른 온도 이상인 경우에도 상기 솔레노이드 밸브의 작동압력의 보상량이 증가하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 상기 오일의 온도가 100℃ 이상으로 상승하면, 솔레노이드 밸브의 누유량 증가에 따른 제어유량 보상을 위하여 상기 솔레노이드의 작동압력 보상량을 증가시킨다.

아울러, 상기 엔진으로부터 상기 자동변속기로 입력되는 토크가 작을수록 상기 솔레노이드의 작동압력의 보상량이 증가할 수 있다.

그리고, 차량의 APS(Acceleration Position Sensor)값이 증가할수록, 상기 솔레노이드의 작동압력의 보상량이 증가할 수 있다.

이외에도 차량의 다양한 조건에 따라 상기 솔레노이드의 작동압력의 보상량이 다르게 설정될 수 있다.

클러치 제어단계(S150)에서는 작동압력이 보상된 솔레노이드로 상기 현재단의 클러치를 해방시키고, 목표단의 클러치는 체결시켜 변속작업이 수행되도록 한다.

상기 클러치 제어단계(S160) 이후에는 차량의 주행여부를 판단하는 차량 주행 판단단계(S160)가 수행된다. 상기 차량 주행 판단단계(S160)에서 차량이 주행중인 것으로 판단되면, 상기 변속개시 판단단계(S110)로 리턴되어 상기의 과정이 차량의 주행중에는 반복수행된다.

본 발명에서는 도 3에 도시된 바 또는 도 4에 도시된 바와 같이, 클러치 내부의 압력을 최대로 상승시키는 구간(A구간, E구간)이 불필요해져 변속제어속도가 빨라진다.

S110 : 변속개시 판단단계
S120 : 변속개시단계
S130 : 라인압력 판단단계
S140 : 작동압력 보상단계
S150 : 클러치 제어단계
S160 : 차량 주행 판단단계

Claims

차량의 엔진과 연결되게 설치되어, 상기 엔진으로부터 출력된 회전력을 변속하여 구동륜을 전달하는 자동변속기를 제어하는 자동변속기의 제어방법에 있어서,
TCU(Transmission Control Unit)은 현재의 변속단으로부터 다른 변속단으로 변속이 개시되어야 하는지를 판단하는 변속개시 판단단계와,
상기 자동변속기의 내부에 설치되고, 현재 변속단의 동력을 전달하기 위해 체결된 클러치를 현재의 클러치 내부의 라인압력으로 해방되도록 변속제어를 개시하는 변속개시단계와,
현재의 라인압력이 최대 라인압력인지를 판단하는 라인압력 판단단계와,
현재의 라인압력이 최대 라인압력이 아니면, 현재단의 클러치를 해방하고, 목표단의 클러치를 체결시키기 위해 작동하는 솔레노이드 작동압력의 보상량을 결정하는 작동압력 보상단계와,
현재단의 클러치를 해방시키고, 목표단의 클러치를 체결하여 목표단으로 변속되게 하는 클러치 제어단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동변속기의 제어방법.
제1항에 있어서,
상기 작동압력 보상단계는,
최대 라인압력에 대한 현재 라인압력에 대하여 미리 설정된 비율로, 상기 솔레노이드의 작동압력을 높여 라인압력을 보상하는 것을 특징으로 하는 자동변속기의 제어방법.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 작동압력 보상단계는,
상기 솔레노이드의 작동압력의 보상량은 상기 TCU의 내부에 미리 보상맵으로 저장되는 것을 특징으로 하는 자동변속기의 제어방법.
제3항에 있어서,
상기 자동변속기 내부의 오일(ATF; Automatic Transmission Fluid)의 온도가 설정된 온도 이하이면 점성 증가에 따른 제어 응답성 보상을 위하여 상기 솔레노이드 밸브의 작동압력의 보상량은 증가하고, 오일의 온도가 설정된 또 다른 온도 이상이면 상승 시 솔레노이드 밸브의 누유량 증가에 따른 제어유량 보상을 위하여 상기 솔레노이드의 작동압력 보상량을 증가하는 것을 특징으로 하는 자동변속기의 제어방법.
제3항에 있어서,
상기 엔진으로부터 상기 자동변속기로 입력되는 토크가 작을수록 상기 솔레노이드의 작동압력의 보상량은 증가하는 것을 특징으로 하는 자동변속기의 제어방법.
제3항에 있어서,
차량의 APS(Acceleration Position Sensor)값이 증가할 수록 상기 솔레노이드의 작동압력의 보상량은 증가하는 것을 특징으로 하는 자동변속기의 제어방법.
제1항에 있어서,
상기 라인압력 판단단계에서 현재의 라인압력이 최대 라인압력이면,
상기 작동압력 보상단계이 수행되지 않고 상기 클러치 제어단계가 수행되는 것을 특징으로 하는 자동변속기의 제어방법.
제1항에 있어서,
상기 클러치 제어단계가 수행된 이후에는 차량의 주행여부를 판단하는 차량 주행 판단단계를 더 포함하고,
상기 차량 주행 판단단계에서 차량의 주행하는 것으로 판단되면, 상기 변속개시 판단단계로 리턴되는 것을 특징으로 하는 자동변속기의 제어방법.