자동 변속기의 변속 제어장치 및 방법

자동 변속기의 변속 제어장치 및 방법{APPARATUS FOR SHIFT CONTROLLING IN AUTOMATIC TRANSMISSION OF VEHICLE AND METHOD THEREOF}

본 발명은 클러치 대 클러치의 변속 구조를 갖는 자동 변속기의 결합측 클러치의 초기 필 타임 학습 제어와 해방측 클러치의 초기 해방시간 학습 제어를 통해 항상 일정한 변속감을 제공하는 한 자동 변속기의 변속 제어장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로 클러치 대 클러치의 변속구조를 갖는 자동 변속기는 클러치 대 원 웨이 클러치(One Way Clutch)의 방식과 다르게 결합측 클러치와 해방측 클러치 두 요소의 제어하여 차속과 스로틀 개도에 따른 목표 변속단의 변속 동기를 위한 유압의 듀티 제어를 수행한다.

상기한 클러치 대 클러치의 변속구조를 갖는 자동 변속기에서 파워 온 업 시프트시 실행하는 종래의 듀티 학습제어는 결합측 클러치에 대한 학습과 해방측 클러치에 대한 학습으로 구분되는데, 결합측 클러치에 대한 학습은 파워 온 업 시프트에 의한 변속으로 목표 변속단으로의 변속 동기가 이루어지는 과정에서 플래어(Flare)가 발생하는 경우 초기 필 타임(Fill Time)과 계측 초기 필 타임의 차이를 다음 변속시에 반영하고, 플래어가 발생하지 않는 경우 플래어 발생될 때까지 필 타임을 마이너스(Minus) 보정을 실시한다.

또한, 해방측 클러치에 대한 학습은 파워 온 업 시프트에 의한 변속으로 목표 변속단으로의 변속 동기가 이루어지는 과정에서 플래어가 발생하는 경우 설정된 릴리즈 타임(Release Time)과 계측 릴리즈 타임의 차이를 다음 변속시에 반영하고 있다.

이와 같은 종래의 학습 제어에서 결합측 클러치의 학습시는 플래어 발생시플래어가 발생되는 방향으로 학습되어 오히려 변속감을 악화시키는 문제점을 발생시키고, 학습 허용 스로틀 조건이 높은 영역만 가능하므로 운전 성향에 따라 학습 제어가 수행되지 않아 변속 쇼크의 발생에 따른 운전자의 불만을 발생시키는 문제점이 있다.

또한, 해방측 클러치의 학습시는 플래어 발생시 해방측 학습이 플래어가 발생하는 방향으로 학습되어 결합측 학습을 유도하므로 과도한 결합측 학습 결과로 심한 변속 충격을 유발시키는 문제점을 발생시키며, 한번 변속 충격이 발생되는 해소 기능이 없어 연속적인 변속 충격이 존재하게 되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명한 것으로, 그 목적은 플래어 발생시 결합측 클러치의 학습은 플래어가 없어지는 방향으로 학습하여 제어 유압의 최적화하고, 학습 허용 스로틀 조건을 일반 운전 성향으로 설정하여 운전자 성향 대응력을 갖도록 하며, 해방측 클러치의 학습은 플래어가 발생되는 방향으로 학습함으로, 유온의 변화나 엔진 회전수의 변동, 생산편차, 내구 마모 등에도 항상 일정한 변속감을 유지하도록 한 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 자동 변속기의 변속 제어장치에 대한 개략적인 구성 블록도.

도 2는 본 발명에 따른 자동 변속기의 변속 제어장치에서 변속 제어를 수행에 대한 일 실시예의 흐름도.

도 3은 도 2에 따른 변속 제어의 수행에서 결합측 솔레노이드의 초기 필 타임 학습 보정 듀티 맵.

도 4는 도 2에 따른 변속 제어의 수행에서 해방측 솔레노이드의 초기 필 타임 학습 보정 듀티 맵.

도 5는 본 발명에 따른 변속 제어의 수행에서 플래어 발생시의 제어 과정을 도시한 타이밍도.

도 6은 본 발명에 따른 변속 제어의 수행에서 인터록 쇼크 발생시의 제어 과정을 도시한 타이밍도.

상기와 같은 목적을 실현하기 위한 본 발명은 가속페달의 구동에 따라 연동되는 스로틀 밸브의 개도 정보를 검출하는 스로틀 개도 검출부와; 임의의 목표 변속단 동기를 위해 라인압과 듀티압 형성시키는 오일의 온도를 검출하는 유온 검출부와; 엔진 회전수를 검출하는 엔진 회전수 검출부와; 변속기의 입력측인 터어빈의회전수를 검출하는 제1펄스 제너레이터와; 변속기의 출력측인 출력축의 회전수를 검출하는 제2펄스 제너레이터와; 상기 검출되는 각각의 정보를 분석하여 목표 변속단으로의 변속 동기를 위한 라인압 및 듀티압을 제어하며, 파워 온 업 시프트의 변속시 결합측 클러치 및 해방측 클러치의 듀티를 학습 제어하는 변속 제어부와; 상기 변속 제어부에서 인가되는 듀티 제어신호에 따라 결합측 클러치 및 해방측 클러치의 유압을 조정하는 결합측/해방측 솔레노이드 밸브를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 차량의 주행상태에서 파워 온 업 시프트의 변속요구가 검출되는지를 판단하는 과정과; 상기에서 파워 온 업 시프트의 변속요구가 검출되면 현재 듀티 학습 제어조건을 만족하는지를 판단하는 과정과; 상기에서 듀티 학습 제어 조건을 만족하지 않으면 통상의 기준값으로 결합측 클러치 및 해방측 클러치의 듀티 제어로 파워 온 업 시프트 변속을 제어하고, 듀티 학습 제어조건을 만족하면 터빈 슬립율을 기준값 이상인지를 판단하는 과정과; 상기에서 터빈 슬립율이 기준값 이상이면 플래어 발생으로 판단하여 결합측 클러치 및 해방측 클러치의 초기 필타임과 초기 해방시간을 학습하여 듀티 제어하는 과정과; 상기 플래어 발생에 따른 듀티 학습 제어가 수행되는 상태에서 인터록이 발생하는지를 판단하는 과정 및; 상기에서 인터록이 발생되지 않은 리턴되고, 인터록이 발생되면 결합측 클러치 및 해방측 클러치의 초기 필타임과 초기 해방시간을 학습하여 듀티 제어하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1에서 알 수 있는 바와 같이 본 발명에 따른 자동변속기의 변속 제어장치는 스로틀 개도 검출부(10)와 유온 검출부(20), 엔진 회전수 검출부(30), 제1펄스 제너레이터(40), 제2펄스 제너레이터(50), 변속 제어부(60), 결합측 솔레노이드 밸브 (70) 및 해방측 솔레노이드 밸브(80)로 이루어지는데, 스로틀 개도 검출부(10)는 가속페달의 구동에 따라 연동되는 스로틀 밸브의 개도 정보를 검출하여 그에 대한 정보를 변속 제어부(60)측에 제공한다.

유온 검출부(20)는 자동 변속기에서 임의의 목표 변속단 동기를 위해 라인압과 듀티압 형성시키는 오일의 온도를 검출하여 그에 대한 정보를 변속 제어부(60)에 제공한다.

엔진 회전수 검출부(30)는 크랭크 샤프트의 회전으로부터 엔진 회전수를 검출하여 그에 대한 정보를 변속 제어부(60)에 제공한다.

제1펄스 제너레이터(40)는 변속기의 입력측인 터어빈의 회전수를 검출하여 그에 대한 정보를 변속 제어부(60)에 제공한다.

제2펄스 제너레이터(50)는 변속기의 출력측인 출력축의 회전수를 검출하여 그에 대한 정보를 변속 제어부(60)에 제공한다.

변속 제어부(60)는 검출되는 각각의 정보를 분석하여 목표 변속단으로의 변속 동기를 위한 라인압 및 듀티압을 제어하며, 파워 온 업 시프트의 변속시 결합측 클러치 및 해방측 클러치의 듀티를 학습 제어하며, 학습된 보정값을 감안하여 목표 변속단의 변속을 안정되게 제어한다.

결합측 솔레노이드 밸브(70)는 스로틀 개도의 변화에 의한 파워 온 업 시프트의 변속 요구가 변속 제어부(60)에 검출될시 변속 제어부(60)에서 인가되는 듀티 제어신호에 따라 목표 변속단의 동기를 위해 결합하는 클러치의 유압을 조정한다.

해방측 솔레노이드 밸브(80)는 스로틀 개도의 변화에 의한 파워 온 업 시프트의 변속 요구가 변속 제어부(60)에 검출될시 변속 제어부(60)에서 인가되는 듀티 제어신호에 따라 목표 변속단의 동기를 위해 해방되는 클러치의 유압을 조정한다.

상기한 결합측 솔레노이드 밸브(70)와 해방측 솔레노이드 밸브(80)를 포함하여 이루어지는 유압회로는 통상의 클러치 대 클러치 구조의 자동 변속기 유압회로를 그대로 적용하므로 이에 대한 설명은 생략한다.

상기한 바와 같은 기능을 구비하는 클러치 대 클러치 구조의 자동 변속기에서 계합측 클러치와 해방측 클러치의 학습 제어를 수행하는 동작에 대하여 설명하면 다음과 같다.

임의의 변속단을 계합하여 주행하는 상태에서 변속 제어부(60)는 차량에서 발생되는 제반적인 정보를 검출 분석하는데(S101), 스로틀 개도 검출부(10)로부터 검출되는 운전자의 주행요구가 파워 온 업 시프트의 변속요구인지를 판단한다 (S102).

상기에서 파워 온 업 시프트의 변속 요구가 검출되지 않은 상태이면 초기의 과정으로 리턴되고, 파워 온 업 시프트의 변속 요구가 검출되면 결합측 클러치 및 해방측 클러치의 학습조건을 만족하는지를 판단한다(S103).

상기 S103에서 학습조건은 스로틀 개도의 변화율이 파워 온 업 시프트의 변속 조건을 만족하고, 유온이 일정 온도 이상을 유지하며, 엔진 회전수가 일정 회전수 이상인 경우를 의미한다.

상기와 같은 학습 조건을 만족하지 않는 상태이면 초기의 과정으로 리턴되고, 상기한 조건을 전부 만족하는 학습조건이면 제1펄스 제너레이터(40)의 정보 분석을 통해 터빈 슬립율(△Nt)이 설정된 기준값 이상인지를 판단한다.

상기의 터빈 슬립율(△Nt)은 현재의 터빈 회전속도에서 목표 입력 회전속도를 뺀 값이다.

상기에서 터빈 슬립율(△Nt)이 설정된 기준값 이상인 것으로 판단되면 플래어의 발생으로 판단하여 결합측 솔레노이드 밸브(70) 및 해방측 솔레노이드 밸브(80)의 제어를 통해 결합측 클러치 및 해방측 클러치의 듀티 학습 제어를 수행한다(S105).

상기에서 계합측 클러치의 듀티 학습제어는 도 3의 A 그래프와 같이 클러치의 슬립율(△Nt)에 따라 초기 필 타임을 플러스(Plus)의 방향으로만 △tf 만큼 보정하여 클러치 듀티를 학습 제어하고, 해방측 클러치의 듀티 학습 제어는 도 4의 A' 그래프와 같이 클러치의 슬립율(△Nt)에 따라 초기 해방시간을 마이너스 방향으로만 -△tr2 만큼 보정하여 클러치 듀티를 학습 제어한다.

이에 대한 제어 타이밍은 도 5와 같이 된다.

상기에서 결합측 클러치의 학습 제어를 위한 학습 보정식은 하기의 수학식 1과 같이 된다.

여기서, tf(new)는 현재의 초기 필타임 학습 제어값이고, tf(old)는 이전 필 타임 학습값이며, sum((△tf)는 필 타임의 변화량 합이다.

또한, 해방측 클러치의 학습 제어를 위한 학습 보정식은 하기의 수학식 2와 같이 된다.

여기서, tr(new)는 현재의 초기 해방시간 제어값이고, tf(old)는 이전 해방시간 학습값이며, sum((△tf)는 해방시간의 변화량 합이다.

상기와 같이 파워 온 업 시프트의 변속 요구에 대하여 결합측 클러치와 해방측 클러치에 대하여 듀티값의 학습 보정이 이루어진 상태에서 인터록(Interlock)이 발생하였는지의 여부를 판단한다(S106).

상기의 인터록 판정조건은 해방측 클러치에 공급되는 압력 저하에 의해 유압 형성이 지연되어 짧은 시간동안 일정주기로 듀티값이 0%에서 100%로 가변되어 발생되는 뱅뱅(Bang Bang) 제어 듀티가 발생하지 않고, 해방측 클러치 제어영역내에서 dnt/dt ≥(dnt/dt_avg_zone_a + 설정치)이고, dnt/dt ≤(dnt/dt_avg_zone_a - 설정치)인 조건을 만족할시 인터록 하이(Interlock High)로 판정한다.

여기서, dnt/dt_avg_zone_a 는 계합측 클러치 제어영역에서 터빈 회전수 기울기의 평균값이다.

상기에서 인터록이 발생한 것으로 판단되면 결합측 솔레노이드 밸브(70) 및해방측 솔레노이드 밸브(80)의 제어를 통해 결합측 클러치 및 해방측 클러치의 듀티 학습 제어를 수행한다(S107).

상기에서 계합측 클러치의 듀티 학습제어는 도 3의 B 그래프와 같이 따라 초기 필 타임을 마이너스의 방향으로만 -△tf2 만큼 보정하여 클러치 듀티를 학습 제어하고, 해방측 클러치의 듀티 학습 제어는 도 4의 B' 그래프와 같이 초기 해방시간을 플러스 방향으로만 △tr1 만큼 보정하여 클러치 듀티를 학습 제어한다.

이에 대한 제어 타이밍은 도 6과 같이 된다.

상기와 같이 파워 온 업 시프트의 변속 요구에 따라 계합측 클러치 및 해방측 클러치의 듀티 제어에 대한 초기 필 타임과 초기 해방시간의 학습 제어가 수행되면 제어부(60)는 엔진 토크 및 각각의 변속단별로 학습된 값을 하기의 표 1과 같은 맵 테이블로 구성하여 설정하여 이후에 발생되는 파워 온 업 시프트의 변속에 기준 데이터로 적용한다(S108).

상기에서 'O' 은 직접실시를 의미하고, 'X'는 직접실시를 안하고 설정위치의 셀 데이터를 이용하는 것이다.

예를들어, 파워 온 업 시프트로 2-3변속시 해당 시점에서의 엔진 토크2가 X=1이면 1-2변속시의 엔진토크1의 결과치를 결합측 클러치 및 해방측 클러치의 초기 필타임 및 초기 해방시간의 학습값으로 이용한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 클러치 대 클러치의 구조를 갖는 자동 변속기에서 파워 온 업 시프트의 변속시에 플래어가 발생하는 경우 결합측 클러치의 학습을 플래어가 없어지는 방향으로 학습하고 해방측 클러치에 대하여 플래어가 발생하는 방향으로 학습하여 초기 필타임의 듀티 제어를 수행함으로써 유온의 변화나 엔진 회전수의 변동, 생산편차, 내구 마모 등에도 항상 일정한 변속감을 유지하여 안정성 및 신뢰성이 제공된다.