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KR20120001430A - 자동변속기의 변속제어장치 및 방법 - Google Patents

자동변속기의 변속제어장치 및 방법 Download PDF

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KR20120001430A KR1020100062195A KR20100062195A KR20120001430A KR 20120001430 A KR20120001430 A KR 20120001430A KR 1020100062195 A KR1020100062195 A KR 1020100062195A KR 20100062195 A KR20100062195 A KR 20100062195A KR 20120001430 A KR20120001430 A KR 20120001430A
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권정호
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현대자동차주식회사
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Abstract

본 발명은 자동변속기에서 감속 및 정지상태에서 중립 제어를 수행하여 연비향상 및 NVH성능 향상을 제공하는 것이다.
운전운전정보가 주행 변속단 선택이고, 감속 주행인지 판단하는 과정, 주행 변속단이고 감속 주행이면 주행 변속단의 요구 연료량과 중립 변속단의 요구 연료량을 계산하는 과정, 주행 변속단의 요구 연료량이 중립 변속단의 요구 연료량을 초과하면 변속기의 입력축과 관련되는 클러치를 해제시켜 중립 제어를 실행하는 과정을 포함한다.

Description

자동변속기의 변속제어장치 및 방법{SYSTEM FOR SHIFT CONTROLLING OF AUTOMATIC TRANSMISSION VEHICLE AND METHOD THEREOF}
본 발명은 자동변속기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 감속 및 정지상태에서 중립 제어를 수행하여 연비향상 및 NVH(Noise Vibration Harshness)성능 향상을 제공하는 자동변속기의 변속제어장치 및 방법에 관한 것이다.
차량에 적용되는 자동변속기는 주행속도와 스로틀 밸브의 개도량 및 차량의 제반조건에 따라 변속제어수단(TCU)이 다수의 액추에이터를 작동시켜 유압을 제어함으로써, 목표 변속단으로 자동 변속이 실행된다.
자동변속기는 변속의 실행에 따라 작동상태에서 해제되는 마찰요소와 해제상태에서 작동상태로 변환되는 마찰요소를 보유하고, 이들 마찰요소의 작동은 유압에 의해 실행되며 작동 해제 및 작동 타이밍에 따라 자동변속기의 성능이 결정되므로 보다 나은 변속성능 향상을 위한 연구가 활발하게 진행되고 있다.
자동변속기는 주행 상태에서 가속페달을 오프하게 되면 정지 관성력에 의하여 속도가 감소되므로, 스로틀 밸브의 개도율과 차속의 조건으로 설정되는 변속 패턴에 따라 정지 전 다운 변속을 수행한다.
이와 같이 운전자의 가속의지가 없는 비구동 영역에서도 연료가 지속적으로 소모되고, 토크 컨버터 내부의 터빈과 임펠러 사이의 슬립에 따른 에너지 손실이 발생되어 연비 악화를 초래시킨다.
따라서, 종래의 차량에서는 상기한 조건에서 연비를 향상 위하여 댐퍼 클러치를 직결시켜 연료차단제어를 수행하고 있으나, 감속 중 댐퍼 클러치 직결을 위한 영역이 매우 제한적이므로 연비 악화를 근본적으로 해소할 수 없는 단점이 있다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 본 발명의 목적은 감속상태에서 주행 변속단의 요구 연료량이 중립 변속단의 요구 연료량을 초과하는 경우 중립 제어가 실행되어 연비 향상과 스마트한 주행 변속단의 거동을 제공하도록 하는 것이다.
또한, 브레이크 페달의 작동에 의한 정지 상태에 진입되면 중립 제어가 실행되도록 하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 실시예에 따르면, 차량의 운전정보를 검출하는 정보검출부; 정보검출부에서 제공되는 운전정보를 분석하여 가속페달의 작동이 검출되지 않는 감속 주행이면 주행 변속단에서의 요구 연료량과 중립 변속단에서의 요구 연료량을 비교하여 주행 변속단의 요구 연료량이 중립 변속단의 요구 연료량을 초과하면 중립 변속단으로 절환 제어하는 제어부; 상기 제어부의 제어에 따라 결합요소 및 해제요소를 작동시키는 액추에이터를 포함하는 자동변속기의 변속제어장치를 제공한다.
상기 정보검출부는 시프트 레버로 선택된 변속단 정보를 제어부에 제공하는 변속단 검출부; 가속페달의 변위 정보를 제어부에 제공하는 가속페달검출부; 주행 차속 정보를 제어부에 제공하는 차속검출부; 브레이크 페달의 변위 정보를 제어부에 제공하는 브레이크 검출부를 포함하는 자동변속기의 변속제어장치를 제공한다.
또한, 상기 제어부는 중립 변속단의 절환에서 라인압 제어맵을 적용하여 단계적인 변속이 발생되지 않도록 하며, 경사로의 내리막 주행에서는 중립 변속단의 절환 제어를 제한하는 것을 특징으로 하는 자동변속기의 변속제어장치를 제공한다.
그리고, 상기 제어부는 브레이크 페달의 작동에 의한 정지상태이면 주행 변속단에서 중립 변속단으로 절환 제어하는 것을 특징으로 하는 자동변속기의 변속제어장치를 제공한다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 운전정보가 주행 변속단 선택이고, 감속 주행인지 판단하는 과정; 주행 변속단이고 감속 주행이면 주행 변속단의 요구 연료량과 중립 변속단의 요구 연료량을 계산하는 과정; 주행 변속단의 요구 연료량이 중립 변속단의 요구 연료량을 초과하면 변속기의 입력축과 관련되는 클러치를 해제시켜 중립 제어를 실행하는 과정을 포함하는 자동변속기의 변속제어방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 주행 변속단이 결합된 상태에서 브레이크 페달의 작동에 의해 정차된 상태이면 변속기의 입력축과 관련되는 클러치를 해제시켜 중립 제어를 실행하는 과정을 더 포함하는 자동변속기의 변속제어방법을 제공한다.
이와 같이 본 발명에 따른 자동변속기 차량은 감속 주행 중에 설정된 조건에서 중립제어를 실행함으로써, 연비개선이 제공되고 무부하 주행이 제공되어 차량의 NVH 성능을 향상시킬 수 있다.
또한, 브레이크 페달에 의한 정지상태에서 중립제어가 실행됨으로써, 연료소모가 축소되어 연비향상을 제공할 수 있으며, 시프트 레버의 불필요한 조작이 배제되어 운행에 편리성과 오류에 대한 안정성을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 자동변속기의 변속제어장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 자동변속기의 변속제어절차를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 자동변속기의 변속단별 작동요소를 도시한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세하게 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으므로, 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않으며, 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 생략하였다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 자동변속기의 변속제어장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명은 변속단 검출부(11), 가속페달 검출부(12), 차속 검출부(13), 브레이크 검출부(14), 제어부(15) 및 액추에이터(16)를 포함한다.
변속단 검출부(11)는 시프트 레버로 선택되는 변속단을 검출하여 그에 대한 정보를 제어부(15)에 제공한다.
가속페달 검출부(12)는 운전자가 작동시키는 가속페달의 변위를 검출하여 그에 대한 정보를 제어부(15)에 제공한다.
차속검출부(13)는 변속기 출력축의 회전수로부터 주행 차속을 검출하여 그에 대한 정보를 제어부(15)에 제공한다.
상기 차속검출부(13)는 각 차륜에 장착되는 휠 센서로 적용될 수 있다.
브레이크 검출부(14)는 운전자가 작동시키는 브레이크 페달의 변위를 검출하여 그에 대한 정보를 제어부(15)에 제공한다.
제어부(15)는 차량의 운전정보를 분석하여 주행 변속단(D단)에서 가속페달의 변위가 검출되지 않는 감속 주행이면 주행 변속단(D단)에서의 요구 연료량(Fd)과 중립 변속단(N단)에서의 요구 연료량(Fn)을 계산하여 주행 변속단(D단)의 요구 연료량(Fd)이 중립 변속단(N단)의 요구 연료량(Fn)을 초과하면 주행 변속단(D단)에서 중립 변속단(N단)으로 절환한다.
상기 제어부(15)는 중립 변속단(N단)의 절환에서 변속 이질감이 발생되지 않도록 라인압 제어맵을 적용하여 단계적인 변속이 발생되지 않도록 하며, 주행 패턴 맵에 근거하여 차속에 따른 변속단을 계산하고 이에 따라 결합요소인 클러치 및 마찰요소인 브레이크를 제어한다.
상기 제어부(15)는 구배도를 검출하여 경사로의 내리막 주행으로 판정되면 관성력이 구동력 보다 크게 되므로 중립 변속단의 절환을 제한하며, 차량의 특성에 따라 내리막 정도가 서로 다르게 설정된다.
상기 제어부(15)는 브레이크 페달의 작동에 의해 차량이 정지되면 주행 변속단에서 중립 변속단으로 절환한다.
상기 제어부(15)는 중립 변속단이 제어되는 과정에서 중립 제어조건을 만족하지 않으면 주행 변속단으로 복귀된다.
상기 제어부(15)의 중립 변속단 절환의 조건은 다음과 같이 설정된다.
시프트 레버로 선택되는 변속단이 주행 변속단이고, 가속페달의 변위가 0%로 가속 의지가 없는 상태이며, 변속기 오일의 온도가 설정된 기준온도 범위에 포함되는 조건 모두를 만족하는 상태이다.
액추에이터(16)는 결합요소 및 해제요소를 작동시키는 다수개의 솔레노이드 밸브로, 상기 제어부(15)에서 인가되는 제어신호에 따라 작동되어 주행 변속단에서 중립 변속단으로 절환하거나 중립 변속단에서 주행 변속단으로 절환시킨다.
예를 들어, 4속 자동변속기가 적용되는 경우 결합요소인 프론트 클러치, 리어 클러치, 엔드 클러치를 동작 온/오프시킨다.
전술한 바와 같은 기능이 포함되는 본 발명의 동작을 도 2를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
본 발명이 적용되는 자동변속기를 장착한 차량이 운행되면 제어부(15)는 운행에 따른 제반적인 주행 상태정보 및 운전정보를 검출 분석한다(S101).
예를 들어, 시프트 레버로 선택된 변속단, 가속페달의 변위, 차속, 브레이크 변위, 구배도, 유온, 냉각수온 등을 포함한다.
제어부(15)는 시프트 레버가 주행 변속단(D단)으로 선택되어 있고, 가속페달의 변위가 검출되지 않으며(TPS = 0%), 감속 주행되고 있는지를 판단한다(S102).
상기 S102에서 주행 변속단(D단)에서 감속이면 주행 변속단(D단)에서의 요구 연료량(Fd)과 중립 변속단(N단)에서의 요구 연료량(Fn)을 계산한다(S103).
그리고, 차속검출부(13)의 정보를 분석하여 차량이 주행 중에 있는지를 판단한다(S104).
상기 S104에서 차속이 검출되지 않으면 브레이크 페달의 작동에 의한 정지 상태인지를 판단한다(S105).
상기 S105에서 브레이크 페달이 작동되고 있지 않으면 상기 S103의 과정으로 리턴된다.
상기 S104에서 감속 주행 중으로 판단되면 상기 S103에서 계산된 주행 변속단(D단)에서의 요구 연료량(Fd)과 중립 변속단(N단)에서의 요구 연료량(Fn)을 비교하여 주행 변속단(D단)에서의 요구 연료량(Fd)이 중립 변속단(N단)에서의 요구 연료량 보다 큰 상태인지를 판단한다(S106).
상기 S106에서 주행 변속단(D단)에서의 요구 연료량(Fd)이 중립 변속단(N단)에서의 요구 연료량(Fn) 보다 작은 상태이면 현재의 운전조건을 유지한다(S107).
그러나, 상기 S106에서 주행 변속단(D단)에서의 요구 연료량(Fd)이 중립 변속단(N단)에서의 요구 연료량(Fn) 보다 큰 상태이면 액추에이터(16)를 제어하여 변속기의 입력축과 관련된 클러치를 해제하고, 차종의 특성에 따라 공기량 제어나 연료량 제어를 실행한다(S108).
즉, 가솔린 엔진이 적용되는 차량인 경우 공기량 제어를 실행하고, 디젤 엔진이 적용되는 차량인 연료량 제어를 실행한다.
예를 들어 4속 자동변속기인 경우 도 3에서 알 수 있는 바와 같이, 변속단을 결합시키는 결합요소로 프론트 클러치와 리어 클러치 및 엔드 클러치로 구성되고, 마찰요소로 킥다운 브레이크와 리버스 브레이크가 구성된다.
따라서, 제어부(15)는 액추에이터(16)를 제어하여 주행 변속단(D단)에서 중립 변속단(N단)으로 절환시키기 위하여 결합요소인 프론트 클러치와 리어 클러치 및 엔드 클러치를 해제한다.
상기 중립 변속단으로 절환하는 과정에서 차속에 따른 단수를 판단하고, 그에 따라 클러치 해제를 실행한다(S109).
예를 들어, 도 3에서 알 수 있는 바와 같이 주행 변속단(D단)에서 1속과 2속인 경우 결합요소인 엔드 클러치를 해제하고, 3속인 경우 결합요소인 프론트 클러치와 리어 클러치 및 엔드 클러치를 해제하며, 4속인 경우 결합요소인 엔드 클러치를 해제한다.
또한, 상기 S105의 판단에서 브레이크 페달의 작동에 의해 차량이 정지된 상태이면 전술한 S108의 과정에서 설명한 바와 같이 제어부(15)는 액추에이터(16)를 제어하여 주행 변속단(D단)에서 중립 변속단(N단)으로 절환한다.
따라서, 연료소모가 최소되므로 연비 향상을 제공한다.
그러나, 제어부(15)는 감속 주행이 실행되고 있으나, 경사로의 내리막길을 주행하고 있는 상태이면 관성력이 엔진 구동력 보다 큰 상태이므로, 중립 변속단(N단)으로 절환을 실행하지 않는다.
상기 경사로의 정도에 따라 중립 변속단의 절환은 차량의 특성에 따라 설정된다.
또한, 상기와 같이 중립 변속단(N단)으로 제어되는 상태에서 가속페달의 작동되어 가속조건이나 출발조건으로 전환되는 경우 제어부(15)는 액추에이터(16)를 제어하여 주행 변속단(D단)으로 복귀시킨다.
이상에서는 본 발명의 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 구성요소의 부가, 변경, 추가, 삭제 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 포함된다고 할 것이다.
11 : 변속단 검출부 12 : 가속페달 검출부
13 : 차속검출부 14 : 브레이크 검출부
15 : 제어부 16 : 액추에이터

Claims (9)

  1. 차량의 운전정보를 검출하는 정보검출부;
    정보검출부에서 제공되는 운전정보를 분석하여 가속페달의 작동이 검출되지 않는 감속 주행이면 주행 변속단에서의 요구 연료량과 중립 변속단에서의 요구 연료량을 비교하여 주행 변속단의 요구 연료량이 중립 변속단의 요구 연료량을 초과하면 중립 변속단으로 절환 제어하는 제어부;
    상기 제어부의 제어에 따라 결합요소 및 해제요소를 작동시키는 액추에이터
    를 포함하는 자동변속기의 변속제어장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 정보검출부는 시프트 레버로 선택된 변속단 정보를 제어부에 제공하는 변속단 검출부;
    가속페달의 변위 정보를 제어부에 제공하는 가속페달검출부;
    주행 차속 정보를 제어부에 제공하는 차속검출부;
    브레이크 페달의 변위 정보를 제어부에 제공하는 브레이크 검출부;
    를 포함하는 자동변속기의 변속제어장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 중립 변속단의 절환에서 라인압 제어맵을 적용하여 단계적인 변속이 발생되지 않도록 하는 것을 특징으로 하는 자동변속기의 변속제어장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 경사로의 내리막 주행에서는 중립 변속단의 절환 제어를 제한하는 것을 특징으로 하는 자동변속기의 변속제어장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 브레이크 페달의 작동에 의한 정지상태이면 주행 변속단에서 중립 변속단으로 절환 제어하는 것을 특징으로 하는 자동변속기의 변속제어장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제어부의 중립 변속단 절환의 조건은, 변속단이 주행 변속단이고, 가속페달의 변위가 0%이며, 변속기 오일 온도가 설정된 기준온도 범위에 포함되는 모든 조건을 만족하는 것으로 설정되는 것을 특징으로 하는 자동변속기의 변속제어장치.
  7. 운전정보가 주행 변속단 선택이고, 감속 주행인지 판단하는 과정;
    주행 변속단이고 감속 주행이면 주행 변속단의 요구 연료량과 중립 변속단의 요구 연료량을 계산하는 과정;
    주행 변속단의 요구 연료량이 중립 변속단의 요구 연료량을 초과하면 변속기의 입력축과 관련되는 클러치를 해제시켜 중립 제어를 실행하는 과정;
    을 포함하는 자동변속기의 변속제어방법.
  8. 제7항에 있어서,
    주행 변속단이 결합된 상태에서 브레이크 페달의 작동에 의해 정차된 상태이면 변속기의 입력축과 관련되는 클러치를 해제시켜 중립 제어를 실행하는 과정을 더 포함하는 자동변속기의 변속제어방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 주행 변속단이고, 감속 주행이나 내리막길 주행이면 중립 제어를 제한하는 것을 특징으로 하는 자동변속기의 변속제어방법.
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KR20140126159A (ko) * 2013-04-22 2014-10-30 콘티넨탈 오토모티브 시스템 주식회사 차량의 비상정지시스템 작동 방법
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