KR20000055666A

KR20000055666A - 자동 변속 차량의 주행도로 구배도에 따른 변속 제어장치 및 그 방법

Info

Publication number: KR20000055666A
Application number: KR1019990004419A
Authority: KR
Inventors: 김기우
Original assignee: 정몽규; 현대자동차 주식회사
Priority date: 1999-02-09
Filing date: 1999-02-09
Publication date: 2000-09-15

Abstract

자동 변속 차량에서 구배로 주행여부에 따라 구배정도를 판단하여 정확한 자동 변속기의 변속단을 설정하여 줌으로써, 상향 구배로 주행시 운전자의 가속페달 조작에 따른 불필요한 업 쉬프트 변속을 방지하고, 하향 구배로 주행시 엔진 브레이크를 작동시키기 위한 다운 쉬프트 변속을 수행하기 위해 G센서에서 검출되는 종가속도 신호를 이용 차량의 구배로 주행여부를 판단한 후, 소정시간 이상으로 일정한 구배로를 주행하고 있는가를 판단한다. 차량이 소정시간 이상으로 일정한 구배로를 주행하고 있다면, 주행 구배로의 상태가 상향 또는 하향 구배로인가를 판단하여 주행 구배로 상태에 맞는 구배각을 산출한 후, 산출된 구배각에 해당하는 변속단을 Lock-Up Table을 이용하여 설정하고, 설정된 변속단에 해당하는 변속제어신호를 구동수단에 출력하여 자동 변속기를 제어한다.

이로써, 자동 변속기의 신뢰성을 향상시킬 수 있고, 안정된 승차감을 제공할 수 있다.

Description

자동 변속 차량의 주행도로 구배도에 따른 변속 제어장치 및 그 방법{SHIFT CONTROL UNIT AND METHOD ACCORDING TO THE ANGLE OF INCLINATION A ROUTE OF AUTOMATIC TRANSMISSION}

본 발명은 자동 변속 차량에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 주행차량의 구배도로 주행 여부를 판단하여 주행중인 구배도로에 따라 해당 변속단을 설정한 후 해당 변속 제어신호를 출력하기 위한 자동 변속 차량의 주행도로 구배도에 따른 변속 제어장치 및 그 방법에 관한 것이다.

일반적으로 자동 변속기 차량은 주행 차속과 스로틀 밸브 개도량, 엔진 회전수 변화량 및 흡입 공기량 등을 검출하여 차량 주행을 위한 변속단을 결정하고, 그에 따른 변속제어 신호를 구동 수단인 자동 변속기의 각 제어밸브에 출력함으로써, 변속단을 제어하였다.

따라서, 상기한 자동 제어가 이루어지는 자동 변속기 차량이 오르막 또는 내리막길을 주행할 시에 종래에는 엔진으로 흡입되는 공기량과, 엔진 회전수, 차속,핸들 각도, 가속페달 개도 및 브레이크 스위치 등의 신호를 인가 받아 엔진의 출력, 공기 저항치, 전후 가속도, 종가속도 등을 계산하여 구동력 여유, 도로구배, 도로 굴곡 정도, 감속비등을 산출한 다음 그에 따른 운전 조건과 운전자의 의지 및 도로상태등을 파악하였다.

상기에서 파악된 운전자의 의지와 운전조건 및 도로 상태등에 따라 변속제어장치(이하 TCU라 칭함)는 내리막길에서는 적당한 엔진 브레이크를 작동시킬 수 있는 다운 쉬프트 제어신호를 구동수단인 자동 변속기에 출력하여 차량의 차속을 감속 시켰다.

또한, 오르막길에서는 운전자의 가속페달 작동에 따른 변속단의 업 쉬프트를 방지하기 하기 위한 제어 신호를 변속 제어 수단에서 출력하여 줌으로써, 높은 엔진 출력에 따른 저 변속단에서 오르막길을 주행할 수 있도록 제어하였다.

그러나, 상기한 종래의 제어방법은 차량이 구배도가 있는 도로를 주행할 때 많은 검출 센서들로부터 검출 데이터를 인가 받아 많은 량의 데이터를 계산하기 때문에 계산속도가 느리고, 계산이 부정확하게 이루어져 변속제어가 정확하게 이루어지지 못하는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로써, TCU에서 캔(CAN) 통신을 이용하여 능동 현가장치(이하 G센서라 칭함)로부터 차량의 요철 주행여부를 판단하기 위한 가속도계 검출 센서(이하 G센서 라칭함)의 데이터를 인가 받아 주행도로의 구배정도를 검출하여 구배 정도에 알맞은 정확한 변속제어를 수행하여 운전 편의성을 제공하기 위한 것이다.

도1은 본 발명의 실시예에 따른 자동 변속 차량의 주행도로 구배도에 따른 변속 제어장치 구성 블록도이고,

도2는 본 발명의 실시예에 따른 자동 변속 차량의 주행도로 구배도에 따른 변속 제어방법 동작 순서도이고,

도3의 a와 b는 본 발명의 실시예에 따른 자동 변속 차량의 구배도로 주행상태도이고,

도3의 c는 본 발명의 실시예에 따른 자동 변속 차량의 구배 검출 그래프이고,

도4는 본 발명의 실시에에 따른 자동 변속 차량의 험로 주행시 검출되는 그래프이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은,

차량의 앞바퀴 임의의 위치에 위치하여 주행차량의 종가속도를 검출하여 소정의 전기 신호를 출력하는 G센서와;

상기 G센서에서 출력되는 신호를 인가 받아 CAN통신을 이용 차량의 종가속도 데이터를 출력하는 ECS와;

상기 ECS에서 출력되는 신호를 CAN통신에 의해 인가 받아 차량의 주행도로 상태를 판단하고, 주행도로의 구배정도를 판단하여 변속단 제어를 위한 소정의 변속 제어신호를 출력하는 TCU와;

상기 TCU와 ECS에서 출력되는 변속 제어신호에 의해 자동 변속기를 변속 구동시키는 구동수단으로 이루어져 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 또 다른 본 발명은,

주행중인 도로의 구배정도를 검출하는 단계와;

상기에서 검출된 데이터에 의해 주행도로의 구배주행 여부를 판단하고, 차량의 험로 주행여부를 판단하는 단계와;

차량이 상향 구배도로를 주행하고 있는가를 판단하는 단계와;

차량이 상향 구배도로를 주행하고 있는 경우, 설정된 Lock-up Table에 의해 주행도로의 구배정도에 상응하는 변속단을 설정하여 해당하는 제어신호를 출력하는 단계로 이루어져 있다.

이하, 상기한 목적을 구체적으로 달성하여 실현할 수 있는 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참조로 상세히 설명한다.

도1에 도시되어 있는바와 같이, TCU(30)는 ECS(20)와 CAN통신을 이용하여 서로의 정보를 교환하며, 교환된 정보에 의해 주행도로의 구배여부를 판단하고, 판단된 주행도로의 구배여부에 따라 안정된 주행에 적합한 변속제어를 수행한다.

따라서, 중행중인 도로의 구배여부를 판단하는 방법을 설명하자면, 먼저 ECS(20)는 차량의 종가속도를 검출하여 전기신호로 출력하는 G센서(10)로 종가속도를 인가 받아 데이터 신호로 변환하여 TCU(30)에 전송한다.

TCU(30)는 상기 ECS(20)에서 전송되어져온 G센서(10)의 종가속도 데이터 신호에 의해 차량이 구배로를 주행하고 있는가를 판단한다(S100,S110).

상기에서, TCU(30)가 주행 차량의 구배로 주행여부를 판단하는 방법은 ECS(20)에서 전송되어져온 G센서(10)의 종가속도 데이터 전압값(Va)을 하기 수학식 1과 같이 비교판단하여 차량의 구배로 주행여부를 판단한다.

-0.2V ≥ Va ≥ 0.2V

(상기에서 Va는 변환된 종가속도 전압값이고,

-0.2V는 하향구배 판단 기준 전압값이고,

0.2V는 상향구배 판단 기준 전압값이다.)

상기에서 판단된 주행도로가 구배가 없는 평로인 경우, TCU(30)는 메모리에 저장되어 있는 평로 주행모드에 따른 변속제어를 수행하고 메인 루틴으로 리턴 한다(S111).

하지만, 주행도로가 구배가 있는 도로로 판단되어지면, TCU(30)는 주행도로가 요철이 포함된 험로를 주행하고 있는가를 비교 판단한다(S120).

상기에서 요철이 포함된 험로 주행여부를 판단하는 방법은, 첨부한 도4의 그래프에 도시되어 있는바와 같이 구배 판정 설정 기준 시간인 100ms동안 G센서 검출 데이터 피크 전압값이 1회이상 변경된 것으로 판단되면, TCU(30)는 주행도로가 요철이 포함된 험로를 주행하고 있는 것으로 판단한다.

따라서, TCU(3)는 요철을 포함하는 험로 주행에 다른 현가제어를 위한 현가 제어요구 신호를 ECS(20)로 전송한다.(S121)

ECS(20)는 상기 TCU(30)에서 전송되온 현가제어 요구신호에 따라 차량에 가해지는 충격을 완화하기 위한 현가제어 수행을 위한 제어신호를 구동수단(40)으로 출력한다.

하지만, 상기에서 판단된 결과가 일정 각도를 갖는 구배로를 주행하고 있는 것으로 판단되면, TCU(30)는 주행중인 구배로가 상향 구배로인가를 판단한다(S130).

상기에서 주행중인 구배로의 방향을 판단하는 방법을 예를들어 설명하자면 첨부한 도3c의 그래프에 도시되어 있는 바와같이 G센서의 검출 데이터 피크 전압값(Va)이 0.2V이상의 값으로 구배 판정 설정 기준 시간인 100ms내에 1회 이상으로 검출될 때, TCU(30)는 첨부한 도3a에 도시되어 있는 바와같이 일정 구배가 있는 도로를 주행하고 있는 것으로 판단한다.

상기의 상향구배로를 판단함에 있어서, 첨부한 도3c에 도시되어 있는 그래프를 참조하여 예를들어 좀더 상세히 설명한다.

차량이 상향 구배로에 진입하여 주행하게되면, G센서(10)는 종가속도 신호를 구배로 진입과 동시에 출력하게 된다.

이에 TCU(30)는 상기 G센서가 출력하는 종가속도 신호를 인가 받아 첨부한 도3c와 같이 전압값(Va)으로 변환한다.

이 때, 전압으로 변환된 종가속도 신호는 순간 피크 전압값(Va)이 2V로 검출되고, 주행 구배로가 가변되지 않는 한 다시 기준 전압위치은 0V로 복귀한다

TCU(30)는 전압으로 변환된 종가속도 순간 피크 전압값(Va)이 검출된 후부터 구배 판정 설정 기준 시간인 100ms동안 또 다른 종가속도 순간 피크 전압값(Va)이 1회 이상 검출되었는가를 판단한다.

상기에서 종가속도 순간 피크 전압값(Va)이 구배 판정 설정 기준 시간인 100ms이내에 종가속도 순간 피크 전압값(Va)이 1회 이상으로 검출되면, TCU(30)는 구배로 주행을 판정한 후, 검출 변환된 종가속도 순간 피크 전압값(Va)을 시험 데이터에 의해 구하여 메모리에 저장시킨 하기 도표1인 Lock-up Table의 데이터와 비교하여 구배각도를 구하고, 그에 해당하는 소정의 변속단을 설정하여 구동수단(40)으로 소정의 변속제어신호를 출력한다.

입력	5V	4.9V	...	...	...	0V	...	...	...	-4.9V	-5V
출력	45°	43°	...	...	...	0°	...	...	...	-43°	-45°

즉, 도3c에 도시되어 있는 바와같이 검출 변환된 종가속도 순간 피크 전압값(Va)이 2V일 경우, 구배각도를 상향 30°로 구하고, 그에 해당하는 소정의 변속단을 설정한 후, 구동수단(30)에 소정의 변속단에 해당하는 변속제어신호를 출력함으로써, 상향 구배로 주행을 위한 운전자의 가속페달 조작에 따른 불필요한 업 쉬프트를 방지한다.

구동수단(40)은 TCU(30)에서 출력되는 소정의 변속제어신호를 인가 받아 자동변속기의 제어 밸브들을 구동시켜 소정의 변속단으로 상향 구배를 갖는 도로를 주행시킨다.

상기에서 구하여진 구배각도는 새로운 구배각도가 구하여질 때까지 계속 유지되며 새로운 구배각 데이터가 입력되면, 앞의 구배각도 데이터와 뒤의 구배각도 데이터를 비교 연산하여 새로운 구배각도를 산출한 후, 새로운 소정의 변속단을 설정하여 구동수단(40)으로 출력하여 가변된 구배로에 맞는 변속단으로 차량을 주행시킨다.

즉, 차량이 도3b에 도시되어 있는바와 같이 소정의 구배로 주행을 종료하고 평로에 접어들게 될 때, TCU(30)는 새로이 인가되는 G센서의 종가속도 순간 피크 전압값(Va)이 -3V에 해당하는 구배각인 -40°을 산출하여 주행 구배로의 데이터를 갱신하고, 갱신된 데이터에 맞는 소정의 변속단을 설정하여 소정의 변속제어신호를 구동수단(40)으로 출력한다.

상기에서 차량이 실제로 주행한 구배로의 경사도는 상향 구배로에서 하향 구배로를 연산하여 산출한 10°를 주행한 결과가 된다.

그러나, 상기(S130)에서 주행중인 도로의 구배도가 하향 구배로로 판단되어지면, TCU(30)는 하향 구배로의 주행각도를 상기의 도표1인 Lock-up Table에 의해 산출한 후, 하향 구배로 주행에 따른 엔진 브레이크 작동이 가능한 소정의 다운 쉬프트 변속단을 상기 도표1의 데이터에 의해 설정하여 구동수단(40)으로 소정의 변속제어신호를 출력한다(S131,S150).

따라서, 구동수단(40)은 TCU(30)에서 출력되는 하향 구배로에 적용되는 변속제어신호를 인가 받아 자동 변속기의 제어 밸브들을 구동시켜 차량 변속을 수행하여 주행시킨다.

하지만, 상기의 G센서의 값(Va)이 0.2V보다 작은 값인 -0.2V 작은 값으로 판단되면 TCU(30)는 차량이 하향 주행도로인 것으로 판단하여, TCU(30)는 상기에 도시되어 있는 도표1에 의해 같이 TCU(30)의 메모리에 저장되어 있는 Lock-up Table에 의거 하향 주행구배도로에 상응하는 변속단을 선택하여 해당하는 변속제어신호를 구동수단으로 출력한다.(S131,S150)

구동수단(30)은 상기 ECS(20)와 TCU(30)의 출력 제어 신호를 인가 받아 현가장치를 구동 제어하고, 변속단을 목표 변속단으로 변속 제어한다.

이상에서와 같이 본 발명의 실시예에 따른 자동 변속 차량의 주행도로 구배도에 따른 변속 제어장치 및 그 방법은 G센서에서 검출되어 인가되는 종가속도 데이터 값을 간단한 계산식에 의해 연산하여 산출함으로써, 차량의 구배주행 여부와 구배정도를 정확히 판단하여, 변속단을 설정하여 자동 변속기를 제어하기 위한 변속제어신호를 출력하여 줌으로써, 자동변속기의 신뢰성을 향상시킬 수 있으며, 안정된 승차감을 제공할 수 있는 효과가 있다.

Claims

차량의 앞바퀴 임의의 위치에 위치하여 주행차량의 종가속도를 검출하여 소정의 전기 신호를 출력하는 G센서와;

상기 G센서에서 출력되는 신호를 인가 받아 CAN통신을 이용 차량의 종가속도 데이터를 출력하는 ECS와;

상기 ECS에서 출력되는 신호를 CAN통신에 의해 인가 받아 차량의 주행도로 상태를 판단하고, 주행도로의 구배정도를 판단하여 변속단 제어를 위한 소정의 변속 제어신호를 출력하는 TCU와;

상기 TCU와 ECS에서 출력되는 변속 제어신호에 의해 자동 변속기를 변속 구동시키는 구동수단을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동 변속 차량의 주행도로 구배도에 따른 변속 제어장치.
검출되어져 인가되는 종가속도 신호에 의해 구배로 주행여부를 판단하는 단계와;

주행중인 구배로가 요철을 포함하는 험로인가를 판단하는 단계와;

주행중인 구배로가 상향 구배로인가를 판단하는 단계와;

주행중인 구배로가 상향 구배로인 경우, 설정된 Lock-up Table에 의해 주행도로의 구배정도에 상응하는 변속단을 설정하여 소정의 변속제어신호를 출력하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동 변속 차량의 주행도로 구배도에 따른 변속 제어방법.
청구항 2에 있어서, 구배로 주행여부를 판단하는 방법은 ECS에서 데이터 값으로 변환되어 출력되는 G센서의 종가속도 신호를 전압값으로 변환하고, 변환된 전압값을 구배 판정 설정 기준값과 비교판단하여 구배로 주행여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 자동 변속 차량의 주행도로 구배도에 따른 변속 제어방법.
청구항 2에 있어서, 요철이 포함된 험로 주행여부를 판단하는 방법은 구배로 주행여부 판단 후, 출력되는 종가속도 데이터 전압값이 구배 판정 설정 기준 시간인 100ms내에 1회 이상 가변되어 출력되면, 차량이 요철이 포함된 험로를 주행하고 있는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 자동 변속 차량의 주행도로 구배도에 따른 변속 제어방법.
청구항 2에 있어서, 상향 구배로 주행여부를 판단하는 방법은 구배 판정 설정 기준 시간인 100ms내에 종가속도 데이터 전압 피크 값이 양(+)의 값으로 구배판정 기준 값인 0.2V이상으로 출력되면 차량이 상향 구배로를 주행하고 있는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 자동 변속 차량의 주행도로 구배도에 따른 변속 제어방법.