KR100471278B1 - 차량용 자동 변속기의 변속 제어방법 - Google Patents

Abstract

라인압 가변 제어 중 변속 패턴선을 미리 선독(先讀)하여 라인압 복귀 대기시간을 변속 판단전에 이루어지도록 함으로써, 라인압을 최대압으로 복귀시킨 후에 변속이 이루어지도록 하여 변속 개시의 지연을 최소화하고 변속 제어 응답성을 향상시킬 수 있도록 한 차량용 자동 변속기의 변속 제어방법을 제공할 목적으로;

차량의 주행중 차속 및 스로틀 개도각의 변화가 각 변속단을 구획하는 시프트 선을 통과하면서 변속이 이루어지는 차량용 자동 변속기에 있어서,

각 변속단의 업 시프트 선의 전측부와 각 다운 시프트 선의 전측부의 옵셋 시킨 부분에 각각의 선독선을 설정하여 상기 업 시프트 선과 선독선, 다운 시프트선과 선독선 사이에 각각 업 시프트와 다운 시프트 선독 영역을 설정하되, 스로틀 개도 및 차속 상태가 이 선독 영역내에 진입하면 최대 라인압으로 복귀제어가 이루어진 후 변속제어가 이루어지도록 한 차량용 자동 변속기의 변속제어방법을 제공한다.

Description

차량용 자동 변속기의 변속 제어방법{METHOD OF CONTROLLING SHIFT FOR A AUTOMATIC TRANSMISSION}

본 발명은 차량용 자동 변속기의 변속 제어방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 라인압 가변 제어 중 변속 패턴선을 미리 선독(先讀)하여 라인압 복귀 대기시간을 변속 판단전에 이루어지도록 함으로써, 라인압을 최대압으로 복귀시킨 후에 변속이 이루어지도록 하여 변속 개시의 지연을 최소화하고 변속 제어 응답성을 향상시킬 수 있도록 한 차량용 자동 변속기의 변속 제어방법에 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, 유압 제어시스템의 매뉴얼 밸브 포트 변환이 이루어지면서 오일펌프로부터 공급되는 유압을 솔레노이드 밸브의 듀티 제어에 따라 변속기어 메카니즘(파워 트레인)의 여러 작동요소(클러치 및 브레이크)를 선택적으로 작동시켜 변속이 이루어지는 것이다.

이에 따라 자동 변속기에서는 파워 트레인을 운용하는 유압 제어시스템을 어떻게 구성하고 어떻게 제어하느냐에 따라 변속 성능 및 변속감에 큰 영향을 미치게 되는데, 유압 제어시스템의 라인압의 경우에는 작동유압의 근원이 되므로 변속상황에 따라 최적의 라인압이 공급되어야만 한다.

이와 같은 유압 제어시스템의 라인압을 제어함에 있어서, 라인압을 가변 제어하는 과정에서 변속제어가 실시되는 경우, 반드시 라인압이 최대압(원압)으로 복귀해야만 하는데, 종래에는 변속지령이 나오고 나서 라인압을 최대압으로 복귀시키게 되는 바, 반드시 지연시간이 발생되었으며, 이의 지연에 따른 변속감 확보를 위하여 라인압 복귀 지연시간 만큼 변속을 지연시키는 제어를 실시하는 것이 보편적이었다.

그러나 상기와 같이 라인압 복귀 지연시간 만큼 변속을 지연시키는 경우에는 탑승자로 하여금 변속이 지연되고 있음을 쉽게 느낄 수 있도록 함은 물론 특히, 변속 지연 시간동안 엔진의 토크 변화에 의하여 변속감이 떨어진다는 문제점을 내포하고 있다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 본 발명의 목적은 라인압 가변 제어 중 변속 패턴선을 미리 선독(先讀)하여 라인압 복귀 대기시간을 변속 판단전에 이루어지도록 함으로써, 라인압을 최대압으로 복귀시킨 후에 변속이 이루어지도록 하여 변속 개시의 지연을 최소화하고 변속 제어 응답성을 향상시킬 수 있도록 한 차량용 자동 변속기의 변속 제어방법을 제공함에 있다.

이를 실현하기 위하여 본 발명은, 차량의 주행중 차속 및 스로틀 개도각의 변화가 각 변속단을 구획하는 시프트 선을 통과하면서 변속이 이루어지는 차량용 자동 변속기에 있어서,

각 변속단의 업 시프트 선의 전측부와 각 다운 시프트 선의 전측부의 옵셋 시킨 부분에 각각의 선독선을 설정하여 상기 업 시프트 선과 선독선, 다운 시프트선과 선독선 사이에 각각 업 시프트와 다운 시프트 선독 영역을 설정하되, 스로틀 개도 및 차속 상태가 이 선독 영역내에 진입하면 최대 라인압으로 복귀제어가 이루어진 후 변속제어가 이루어지도록 한 차량용 자동 변속기의 변속제어방법을 제공한다.

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

도 1은 엔진과 자동 변속기를 총합적으로 제어할 수 있는 총합제어 시스템의 블록도로서, 엔진 제어 감지부(10)를 형성하는 각종 센서로부터 현재 차량의 운행 상태가 ECU(20)로 입력되면, ECU(20)에서는 이들 정보를 미리 입력되어져 있던 데이터와 비교 판단하여 엔진제어 구동부(30)를 제어하여 엔진을 최적의 상태로 제어하게 된다.

이와 동시에 ECU(20)에서는 변속 제어에 필요한 정보가 있으면, 트랜스밋션 제어유닛(40, 이하 TCU로 칭함)으로 정보를 보내어 변속제어가 이루어지도록 하는데, 이때 TCU에서는 상기 ECU(20)로부터 전달되는 정보와 변속제어 감지부(50)로부터 입력되는 정보를 미리 입력되어진 데이터와 비교 판단하여 변속제어 구동부(60) 및 라인압 제어부(70)를 제어함으로써, 최적의 변속 제어가 이루어지게 하는 것이다.

상기에서 엔진 제어 감지부(10)라고 함은, 공지에서와 같이, 차속센서, 크랭크 각 센서, 엔진 회전수 센서, 냉각수온 센서, 터빈 회전수 센서, 스로틀 포지션 센서 등등 엔진 제어에 필요한 모든 정보를 검출하는 것을 의미하며, 변속 제어 감지부(50)는 입,출력측 속도 센서, 유온센서, 인히비터 스위치, 브레이크 스위치등 변속제어에 필요한 모든 정보를 제공하는 센서들을 의미한다.

그리고 엔진 제어구동부(30)는 엔진 제어를 위한 모든 구동부를 의미하며, 변속 제어 구동부(60)는 자동 변속기의 유압 제어수단에 적용되는 모든 솔레노이드 밸브를 의미하는 것이다.

또한, 상기 라인압 제어부(70)에서는 트랜스밋션 제어유닛(TCU)에 의해 제어되는 레귤레이터 밸브용 솔레노이드 밸브의 듀티 제어에 의하여 라인압을 제어함으로써, 불필요한 오일펌프의 부하로 인한 연비와 구동손실을 최소화할 수 있는 제어가 이루어지게 되는 것이다.

그리고 상기 ECU(20)에서 TCU(40)로 정보를 보냄에 있어서는 여러 가지가 있으나, 그 일예로서는 CAN 통신을 들 수가 있다.

상기 CAN 통신은 CAN 버스 라인을 통해 데이터를 다중 통신하는 것으로서, 각 컨트롤러에 상호 필요한 모든 정보를 주고 받을 수 있고, 어떤 컨트롤러에 추가 정보 필요시 하드웨어 변경없이 소프트웨어만을 변경하여 대응 가능하다.

도 2는 본 발명의 라인압 제어 개념을 설명하기 위한 변속제어 패턴도로서, 본 발명은 업 시프트시에는 업 시프트선 이전을 선독하고, 다운 시프트시에는 다운 시프트선 이전을 선독하여 라인압을 변속전에 미리 최대압으로 복귀 제어할 수 있도록 하는 개념이다.

보다 구체적으로는, 시프트 패턴 선을 기준으로 각 변속단 마다 업 시프트에서는 각 업 시프트선(1→2)(2→3)(3→4)(4→5)(5→6)의 좌측에, 다운 시프트에서는 각 다운 시프트선(1←2)(3←2)(4←3)(5←4)(6←5)의 우측에 몇 번인가 옵 셋시킨 부분에서 선독선(先讀線)(U1)(U2)(U3)(U4)(U5),(D1)(D2)(D3)(D4)(D5)을 설정하고, 각 시프트 선으로 선독선으로 둘러쌓인 영역을 선독 영역(UZ1)(UZ2)(UZ3)(UZ4)(UZ5), (DZ1)(DZ2)(DZ3)(DZ4)(DZ5)으로 설정하여 스로틀 및 차속 상태가 이 선독 영역내에 진입하면 최대 라인압으로 복귀제어가 이루어지도록 한 것이다.

즉, 업 시프트 과정에서 스로틀 및 차속 상태가 상기 업 시프트의 선독 영역(UZ1)(UZ2)(UZ3)(UZ4)(UZ5)에 진입하면, 라인압을 최대압으로 제어하고, 다운 시프트 과정의 스로틀 및 차속 상태가 상기 다운 시프트의 선독 영역(DZ1)(DZ2)(DZ3)(DZ4)(DZ5)에 진입하면 라인압을 최대압으로 제어하게 되는 것이다.

상기와 같은 라인압 제어과정에서 실제 변속은 시프트 패턴 선(1→2)(2→3)(3→4)(4→5)(5→6), (1←2)(3←2)(4←3)(5←4)(6←5)을 가로지를 때에 개시되므로, 선독 영역에 진입하더라도 반드시 변속제어가 실시되는 것은 아니다.

상기에서 옵 셋 양은 시프트 패턴 선의 스로틀 방향, 차속에서 각각 변속 개시 지연이 적게, 그리고 라인압 가변 제어할 수 있는 영역이 넓어지도록 설정한다.

이를 위하여, 먼저 라인압의 응답 지연(tp)을 구하게 되는데, 여기에서는 대략 200msec로 가정하였다.

그리고 차량의 최대 가속도(ΔV /Δt)을 대략 계산하여 구하고, 이에 응답 지연(tp)를 곱한 값으로 옵 셋선을 설정하게 되는데, 일예로 최대 가속도(ΔV /Δt)가 20Km/h/sec라고 한다면, 이에 200msec를 곱하면 4Km/h가 되지만 이때 여유를 고려하여 5Km/h로 설정하면 바람직하다.

이점에서 볼 때 스로틀이 등속으로 개도되는 경우에는 변속지연이 불필요하게 된다.

또한, 스로틀 방향은 사람이 액셀 페달을 0 → 100% 밟을 때 대략 0.1 ~ 0.2 msec 걸리게 되는데, 복귀하는 시간보다 짧은 시간에 액셀 페달을 밟기 때문에 리프트 풋업, 킥 다운시에는 완전히 지연을 없애는 것이 불가능하다는 것을 염두에 두고, 시프트 패턴선에 여러 조건의 옵 셋선을 설정하고 라인압 가변 제어를 할 수 있는 면적과 최대 라인압의 면적으로 비교하여 본 바, 옵 셋 양을 5 %로 하는 것이 바람직하며, 이 경우 스로틀 변화량이 5%/200msec로 천천히 이루어질 때는 변속 지연이 불필요하게 된다.

그리고 상기에서 구해진 옵 셋선의 안쪽 보다 선독 영역이 넓게 취해진 옵 셋을 선독선으로 설정하는 것이 바람직하다.

상기와 같이 선독하여 라인압을 최대압으로 복귀시킨 후에 변속제어를 실시하기 위해서는 라인압이 최대압이 될 때까지 변속제어를 지연시킬 수 밖에 없는데, 이때 신속한 라인압 복귀를 위하여 시프트 패턴의 선독이나 VFS(가변 솔레노이드 밸브)의 전류에 대하여 스로틀 보정을 행할 수 있으나, 변속개시의 지연 회피를 할 수 없는 경우도 많이 있으므로 지연을 하고 대응하는 것이 바람직하다.

이와 같이 라인압의 복귀 제어를 위한 상세한 작동 흐름은 도 3과 같은 흐름으로 이루어지게 되는데, 먼저, 차량의 운행중 변속제어 또는 댐퍼 클러치 제어등에 의한 제어가 이루어지고 있음이 판단되면, 현재의 차량이 선독 영역인가를 판단하게 된다(S100).

상기 S100 단계에서 선독 영역이라고 판단되면, 라인압이 복귀되었다고 인식하면서(S110) 보다 정확한 복귀가 이루어질 수 있도록 라인압 복귀 제어를 실시한 후(S120), 상기 제어 동작이 변속제어 또는 댐퍼 클러치 제어인가를 판단하게 된다(S130).

그리고 상기 S100 단계에서 선독 영역이 아니라고 판단되면, 라인압 복귀가 이루어지지 않았다고 인식하면서(S111), 상기 S130 단계로 진입한다.

상기 S130 단계에서 변속제어 또는 댐퍼 클러치 제어인가를 판단하여 조건을 만족하면, 라인압 복귀가 이루어지지 않았는지를 판단하여(S140), 라인압 복귀가 이루어지지 않았으면, 라인압 복귀 제어를 실시한 후(S150), 요구 제어에 따른 지연시간(TD)이 산출하여(S160) 변속 제어 조건에 따른 변속제어를 실시하게 된다(S170).

상기 S110 단계와 S150 단계에서의 라인압 복귀는 1, 2속에서는 라인압 최대값인 10.5kgf, 3내지 6속에서는 라인압 최대값인 8.5 kgf로 이루어진다.

상기 S150 단계에서 라인압 복귀가 이루어졌다고 판단되면, 직접 S160 단계로 진입하여 요구 제어에 따른 지연시간을 산출한 후 S170 단계에서 변속제어가 이루어지게 된다.

상기 S160 단계에서의 제어조건은 변속기내에서 발생될 수 있는 제어요소로서, 본 발명에서는 조건의 인자를 댐퍼 클러치 제어와, 파워 온 상태에서의 업 시프트, 파워 오프 상태에서의 업 시프트, 파워 온 상태에서의 다운 시프트, 파워 오프 상태에서의 다운 시프트등 5개의 제어 조건으로 나누어 그에 따른 각각의 지연시간을 계산할 수 있도록 하였다.

보다 구체적으로는 S140 단계와 S150 단계를 거쳐 제어가 시작되면, 먼저 댐퍼 클러치 제어인가를 판단하여(S161A) 댐퍼 클러치 제어가 이루어지는 경우에는 댐퍼 클러치 제어에 따른 지연시간을 계산한 후(S161B) S170 단계로 진입하고, 상기 S161A 단계에서 댐퍼 클러치 제어가 아니라고 판단되면, 파워 온 상태에서의 업 시프트인가를 판단한다(S162A).

상기 S162A 단계에서 조건을 만족하면, 파워 온 상태에서의 업 시프트에 대한 각 변속단별 지연시간을 계산하여(S162B) 그에 따른 변속제어가 이루어지도록 하고, 상기 S162A 단계에서의 조건을 만족하지 못하면, 파워 오프 상태에서의 업 시프트인 가를 판단한다(S163A).

상기 S163A 단계에서 조건을 만족하면, 파워 오프 상태에서의 업 시프트에 대한 각 변속단별 지연시간을 계산하여(S163B) 그에 따른 변속제어가 이루어지도록 하고, 상기 S163A 단계에서의 조건을 만족하지 못하면, 파워 온 상태에서의 다운 시프트인 가를 판단한다(S164A).

상기 S164A 단계에서 조건을 만족하면, 파워 온 상태에서의 다운 시프트에 대한 각 변속단별 지연시간을 계산하여(S164B), 그에 따른 변속제어가 이루어지도록 하고, 상기 S164A 단계에서의 조건을 만족하지 못하면, 파워 오프 상태에서의 다운 시프트인 가를 판단한다(S165A).

상기 S165A 단계에서 조건을 만족하면, 파워 오프 상태에서의 다운시프트에 대한 각 변속단별 지연시간을 계산하여(S165B) 그에 따른 변속제어가 이루어지도록 하고, 상기 S165A 단계에서의 조건을 만족하지 못하면 종료한다.

그리고 상기 각 제어 조건에 따른 지연시간을 산출하여 변속제어가 이루어진 후에는 최대 라인압을 홀드시키고(S180), 이의 상태에서 기준시간이 경과하면 종료하여 일반적인 변속제어가 이루어지게 되는 것이다.

상기와 같은 제어과정에서 S161B, S162B, S163B, S164B, S165B 단계에서의 지연시간은 각 제어조건의 특성에 따라 한가지 또는 각 변속단별로 계산되어 이의 지연시간이 경과한 후 에 변속제어가 이루어지게 되는 것이다.

상기에서와 같이 본 발명에 의하면, 라인압 가변 제어 중 변속 패턴선을 미리 선독(先讀)하여 변속판단 이전에 라인압을 최대압으로 복귀시킨 후에 변속이 이루어지도록 함으로써, 변속 개시의 지연을 최소화하고 변속 제어 응답성을 향상시킬 수 있는 발명인 것이다.

도 1은 본 발명을 운용하기 위한 엔진 총합시스템의 블록도.

도 2는 본 발명의 제어개념을 설명하기 위한 변속 패턴도.

도 3은 본 발명에 의한 플로우 챠트이다.

Claims (6)

1. 차량의 주행중 차속 및 스로틀 개도각의 변화가 각 변속단을 구획하는 시프트 선을 통과하면서 변속이 이루어지는 차량용 자동 변속기에 있어서,

   각 변속단의 업 시프트 선의 전측부와 각 다운 시프트 선의 전측부의 옵셋 시킨 부분에 각각의 선독선을 설정하여 상기 업 시프트 선과 선독선, 다운 시프트 선과 선독선 사이에 각각 업 시프트와 다운 시프트 선독 영역을 설정하되, 스로틀 개도 및 차속 상태가 이 선독 영역내에 진입하면 최대 라인압으로 복귀제어가 이루어진 후 변속제어가 이루어지도록 함을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기의 변속제어방법.
2. 제1항에 있어서, 옵셋의 양은 차량의 최대 가속도(ΔV /Δt)에 라인압의 응답 지연시간의 곱한 값으로 설정함을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기의 변속제어방법.
3. 제1항에 있어서, 라인압 복귀 제어는 차량의 운행 중 변속기에서 어떤 제어가 검출되면, 현재의 차량이 선독 영역인가를 판단하는 제1 단계와;

   상기 제1 단계에서 선독 영역이라고 판단되면, 라인압 복귀 제어를 실시한 후, 상기 제어 동작이 변속제어 또는 댐퍼 클러치 제어인가를 판단하는 제2 단계와;

   상기 제2 단계에서 변속제어 및 댐퍼 클러치 제어가 아니라고 판단되면 종료되고, 변속 및 댐퍼 클러치 제어라고 판단되면, 라인압 복귀가 이루어졌는가를 판단하는 제3 단계와;

   상기 제3 단계에서 라인압 복귀가 안 이루어졌다고 판단되면, 라인압 복귀 제어를 실시한 후, 다수의 제어 조건에 부응하는 지연시간을 계산하고, 라인압 복귀가 이루어졌으면 직접 다수의 제어조건에 부응하는 지연시간을 계산하는 제4 단계와;

   상기 제4 단계에서 계산된 지연시간이 경과한 후 변속제어가 이루어지고, 최대 라인압을 일정시간 유지한 후 종료하는 제5단계로 이루어지는 차량용 자동 변속기의 변속 제어방법.
4. 제3항에 있어서, 라인압 복귀는 1, 2속에서는 높게 복귀되고, 3속 이상의 고속 변속단에서는 상대적으로 낮게 복귀됨을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기의 변속제어방법.
5. 제3항에 있어서, 제4 단계에서의 제어조건은 댐퍼 클러치 제어와, 파워 온 상태에서의 업 시프트, 파워 오프 상태에서의 업 시프트, 파워 온 상태에서의 다운 시프트, 파워 오프 상태에서의 다운 시프트등 5개의 제어 조건으로 설정됨을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기의 변속제어방법.
6. 제3항 또는 제5항에 있어서, 제4 단계에서의 제어조건에 대한 지연시간은,

   댐퍼 클러치 제어인가를 판단하여 댐퍼 클러치 제어가 이루어지는 경우 댐퍼 클러치 제어에 따른 지연시간을 계산하는 제1 과정과;

   상기 제1 단계에서 댐퍼 클러치 제어가 아니라고 판단되면, 파워 온 상태에서의 업 시프트인 가를 판단하여 조건을 만족하면 파워 온 상태에서의 업 시프트에 대한 각 변속단별 지연시간을 계산하는 제2 과정과;

   상기 제2 단계에서의 판단조건을 만족하지 못하면, 파워 오프 상태에서의 업 시프트인 가를 판단하여 조건을 만족하면, 파워 오프 상태에서의 업 시프트에 대한 각 변속단별 지연시간을 계산하는 제3 과정과;

   상기 제3 단계의 판단 조건을 만족하지 못하면, 파워 온 상태에서의 다운 시프트인 가를 판단하여 조건을 만족하면, 파워 온 상태에서의 다운 시프트에 대한 각 변속단별 지연시간을 계산하는 제4 과정과;

   상기 제4 단계의 판단 조건을 만족하지 못하면, 파워 오프 상태에서의 다운 시프트인 가를 판단하여 조건을 만족하면, 파워 오프 상태에서의 다운 시프트에 대한 각 변속단별 지연시간을 계산하는 제5 과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기의 변속 제어방법.