KR100335948B1 - 원 웨이 클러치를 가진 자동 변속기의 페일 세이프 제어방법 - Google Patents

Abstract

중립단에서 주행단으로의 시프트가 완료되었는지를 판단하는 단계; 중립단에서 중립단으로의 시프트가 완료된 후 차량의 주행 상태가 1속 동기에 부합한지를 판단하는 단계; 및 차량의 주행 상태가 1속 동기에 어긋나면 원 웨이 클러치 롤 오버라고 판단하고, 마찰계합 요소를 제어하여 차량의 주행 상태를 강제로 1속에 동기되도록 하는 단계를 포함하며, 원 웨이 클러치의 롤 오버시 마찰계합 요소를 구동시켜 강제적으로 1속으로의 변속이 이루어지도록 하여 엔진 회전수가 급격히 급상승하는 것을 방지하는 효과가 있다.

Description

원 웨이 클러치를 가진 자동 변속기의 페일 세이프 제어 방법 {A METHOD FOR CONTROLLING A FAIL SAFE OF AUTOMATIC TRANSMISSION WITH A ONE WAY CLUTCH}

이 발명은 자동 변속 차량에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 일방향 클러치(one-way clutch)의 롤 오버(roll over) 발생시 강제 1속을 만든후 1속에서 2속으로의 시프트가 가능하도록 하여 페일 세이프(fail safe)에 대한 대체가 이루어지도록 하는 원 웨이 클러치를 가진 자동 변속기의 페일 세이프 제어 방법에 관한 것이다.

일반적으로 원 웨이 클러치는 스프래그(sprag)식으로 유성기어 세트의 캐리어와 센터 서포트 사이에 조립되어 있고, 또 하나는 토오크 컨버터의 스테이터에 조립되어, 한 방향으로만 동력이 전달되고 반대 방향으로는 동력이 전달되지 않는클러치이다.

유성기어 세트의 클러치는 매뉴얼 셀렉터 레버(maual select lever)의 'D'또는 '2'레인지의 1속일 경우 롱 피니온이 시계 방향으로 회전하기 때문에 캐리어가 반시계 방향으로 회전하려는 것을 저지하여 구동력을 롱 피니온으로부터 프렌아테리 기어 세트의 엔유라스 기어에 전달된다. 따라서 원 웨이 클러치의 바깥 레이스와 결합된 캐리어는 시계방향으로만 회전가능하며, 'D' 또는 '2' 레인지 1속시의 엔유라스 기어 측으로부터 회전되는 엔진 브레이크 시는 캐리어가 시계방향으로 공전하여 엔진 브레이크가 작동되지 않고, 1속과 2속간의 변속이 부드럽게 되도록 한다.

그러나, 변속기의 원 웨이 클러치가 롤 오버되는 경우가 발생하게 되면, 1속 주행이 불가능해지고 그에 따라 엔진 회전수만이 급상승하는 상황이 발생하여 운전자를 당황하게 한다. 그러나, 이러한 원 웨이 클러치의 롤 오버시에 대해 현재로서는 원 웨이 클러치의 고장을 운전자에게 알리는 동작을 수행할 뿐 적절한 대책이 제시되어 있지 않다.

따라서, 이 발명은 자동 변속기의 원 웨이 클럭치가 롤 오버시 강제적으로 1속이 되도록 한 후 2속으로의 시프트가 가능하도록 하여 페일 세이프에 대한 대체가 가능하도록 한다.

도1은 이 발명의 실시예에 따른 원 웨이 클러치를 가진 자동 변속기의 페일 세이프 제어 장치의 블록 구성도이다.

도2는 이 발명의 실시예에 따른 원 웨이 클러치를 가진 자동 변속기의 페일 세이프 제어 장치의 동작 순서도이다.

상기의 기술적 과제를 달성하기 위한 이 발명의 원 웨이 클러치를 가진 자동변속기의 페일 세이프 제어 방법은,

중립단에서 주행단으로의 시프트가 완료되었는지를 판단한 다음, 중립단에서 주행단으로의 시프트가 완료되었으면 차량의 주행 상태가 1속 동기에 부합한지를 판단하며, 차량의 주행 상태가 1속 동기에 부합하지 않으면 원 웨이 클러치 롤 오버라고 판단하고, 이 판단에 따라 마찰계합 요소를 제어하여 차량의 주행 상태를 강제로 1속에 동기되도록 한다.

여기서, 이 발명은 상기 중립단에서 주행단으로의 시프트가 완료된 후 차량의 주행 상태가 1속 동기에 부합한지를 판단하기 위해, 엔진 회전수가 450rpm이상이고 변속기 출력 회전수가 350rpm이상이며 터빈 회전수가 0rpm이 아니면서 인히비터 스위치의 입력 신호가 복수 동시입력 또는 무 입력 상태가 아닌지를 판단한다. 그리고, 인비터 스위치의 정상 신호 입력이면 변속시의 제1 터빈 회전수와 로우 리버스 브레이크 듀티를 0%로 하였을 때의 제2 터빈 회전수와의 차이가 설정치 이내로 설정 시간 이상 계속되는 지를 판단인 지를 판단한다. 그런 다음, 상기 판단 결과가 조건에 부합하면 1속 동기에 부합하지 않다고 판단한다.

이하, 첨부한 도1을 참조로 이 발명의 실싱에 따른 원 웨이 클러치를 가진 자동 변속기의 페일 세이프 제어 방법을 설명한다.

도1은 이 발명의 실시예에 따른 원 웨이 클러치를 가진 자동 변속기의 페일 세이프 제어 장치의 블록 구성도이다. 도1에 도시되어 있듯이, 이 발명의 실시예에 따른 원 웨이 클러치를 가진 자동 변속기의 페일 세이프 제어 장치는, 인히비터 스위치(100), 스로틀 포지션 센서(200), 유온 센서(300), 터빈축 회전수감지부(400), 변속기 출력 감지부(500), ECU(electric controlled unit)(600) 및 LRB(low reverse brake) 구동부(700)를 포함한다.

인히비터 스위치(100)는 변속 레버의 시프트 이동을 감지하여, 변속 레버의 위치 정보 신호를 출력하고, 스로틀 포지션 센서(200)는 가속 페달에 미치는 사용자의 힘에 의한 스로틀 밸브의 개도량을 감지하며, 유온 센서(300)는 ATF 온도를 검출한다.

터빈축 회전수 감지부(400)는 변속에 따라 가변하는 터빈축 회전수를 감지하고, 변속기 출력 감지부(500)는 터빈축에서 변속기에 전달된 동력이 변속기를 통하여 가변되어 출력되는 회전수를 감지하여 해당하는 전기적 신호를 출력한다.

ECU(600)는 인히비터 스위치(100), 각 센서(200, 300)와 감지부(400, 500)에서 출력하는 신호를 입력받아 차량의 변속 상태 및 원 웨이 클러치가 롤 오버가 발생하였는지를 판단하고, 원 웨이 클러치 롤 오버시 차량이 2속으로 변속되도로 LRB 구동부(700)를 제어한다. LRB 구동부(700)는 ECU(600)에서 출력하는 제어 신호에 따라 로우 리버스 브레이크를 제어하여 차량이 강제 1속이 되도록 한다.

이하, 도2를 참조로 이 발명의 실시예에 따른 원 웨이 클러치의 롤 오버 대처 장치가 원 웨이 클러치 롤 오버시 대처하는 동작을 설명한다.

도2는 이 발명의 실시예에 따른 원 웨이 클러치의 롤 오버 대처 장치의 동작 순서도이다.

정지된 차량을 구동시키기 위해 운전자가 변속 레버를 N에서 D로 시프트시키면(S100), 인히비터 스위치(100)는 변속 레버의 시프트를 감지하여 변속 레버가 D에 위치하고 있음에 대한 전기적 신호를 ECU(600)로 출력하고, 유온 센서(300)는 ATF 온도를 검출하여 ECU(600)로 출력한다(S200).

ECU(600)는 인히비터 스위치(100)와 유온 센서(300)에서 출력하는 신호를 입력받아 변속 레버가 N단에서 D단으로 변속되었는 지를 판단한다. 즉, ECU(600)는 인히비터 스위치(100)의 출력 전압이 10V이상이고, 유온 센서(300)의 값이 23°C이상인지를 판단하여, 이를 만족하면 N단에서 D단으로 변속 시기를 제어하여, N→D 변속을 완료시킨다(S300).

이때, 운전자는 주행단인 D단에 변속 레버를 위치시키면 차량을 주행시키기 위해 가속 페달을 밟게 되는데(S400), 스로틀 포지션 센서(200)는 이러한 가속 페달에 미치는 운전자의 힘을 스로틀 밸브의 개도량을 감지한 신호로서 ECU(600)에 인가한다.

그러면, ECU(600)는 스로틀 포지션 센서(200)에서 출력하는 신호를 입력받아 차량이 주행 상태임을 판단하여, 변속 완료후 2초 이후에 터빈축 회전수 감지부(400)와 변속기 출력 감지부(500)로부터 입력되는 신호로서 차량의 변속 상태에 따른 변속기의 입, 출력 상태를 판단한다(S500).

여기서, ECU(600는 터빈축 회전수(Nt)가 0rpm이 아니고, 변속기 출력 회전수(No)가 기준치이상이면서 인히비터 스위치의 입력이 복수 동시 입력 또는 무입력이 아닌 상태라고 판단하면 LRB 듀티를 0%로 한 신호를 LRB 구동부(700)로 출력하고, 이에 따라 LRB 구동부(700)는 LRB 제어를 수행하지 않는다(S600, S700).

그런 다음, ECU(600)는 LRB 듀티가 0%일때의 터빈축 회전수 감지부(400)에서출력하는 신호를 입력받아 LRB 듀티 0%일때와 터빈축 회전수(Nt1)와 N→D 시프트시의 터빈축 회전수(Nt)의 차이를 구한다(S800, S900).

이때, Nt-Nt1의 결과가 1초이상 200rpm이상이고 도시하지 않은 크랭크축의 회전수(Ne)가 450rpm이상이며, 차량의 상태가 1속 변속에 동기되지 않았다고 판단한다.

이와 같이 차량의 상태가 1속 변속에 동기되지 않았다고 판단하면, 자기 진단 횟수를 판단한 후 자기 진단 횟수가 4회 이하이면(S910), ECU(600)는 차량의 상태가 1속에 동기되도록 하는 자기 진단을 수행한 다음(S1000), 다시 한번 차량의 상태가 1속 변속에 동기되는지를 판단하는 과정(S400∼S900)한다.

상기 과정(S400∼S900)을 다시 한번 수행한 결과, 여전히 차량의 상태가 1속 변속에 동기되지 않았으면, ECU(600)는 3회까지 자기 진단을 수행한다.

3번의 과정(S400∼S900)을 수행한 결과, 여전히 차량의 상태가 1속 변속에 동기되지 않으면, ECU(600)는 자기 진단 횟수가 4회임을 판단한 후(S920), LRB를 제어하는 신호의 듀티를 100%로 하는 제어 신호를 LRB 구동부(700)로 출력한다.

그러면, LRB 구동부(700)는 ECU(600)의 제어 신호에 따라 LRB를 작동시켜 캐리어를 고정시킴으로써 상태가 강제로 1속이 되도록 한다.

이 발명은 원 웨이 클러치의 롤 오버시 LRB를 구동시켜 강제적으로 1속으로의 변속이 이루어지도록 하여 급격하게 엔진 회전수만 급상승하는 것을 방지하는 효과가 있다.

Claims (7)

1. 중립단에서 주행단으로의 시프트가 완료되었는지를 판단하는 단계;

   중립단에서 주행단으로의 시프트가 완료된 후 차량의 주행 상태가 1속 동기에 부합한지를 판단하는 단계; 및

   차량의 주행 상태가 1속 동기에 어긋나면 원 웨이 클러치 롤 오버라고 판단하고, 마찰계합 요소를 제어하여 차량의 주행 상태를 강제로 1속에 동기되도록 하는 단계를 포함하는 원 웨이 클러치를 가진 자동 변속기의 페일 세이프 제어 방법.
2. 제1항에서,

   상기 중립단에서 주행단으로의 시프트가 완료된 후 차량의 주행 상태가 1속 동기에 부합한지를 판단하는 단계는,

   엔진 회전수가 450rpm이상이고 변속기 출력 회전수가 350rpm이상이며 터빈 회전수가 0rpm이 아니면서 인히비터 스위치의 입력 신호가 복수 동시입력 또는 무 입력 상태 인지의 여부를 판단하는 단계와, 상기 인히비터 스위치의 정상 신호 입력으로 판단하면 변속시의 제1 터빈 회전수와 로우 리버스 브레이크 듀티를 0%로 하였을 때의 제2 터빈 회전수와의 차이가 설정치 이내로 설정 시간 이상 계속되는 지를 판단하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 원 웨이 클러치를 가진 자동 변속기의 페일 세이프 제어 방법.
3. 제1항에서,

   상기 원 웨이 클러치 롤 오버라고 판단하고, 마찰계합 요소를 제어하여 차량의 주행 상태를 강제로 1속에 동기되도록 하는 단계는

   로우 리버스 브레이크를 제어하는 신호의 듀티를 100%로 하여 차량의 상태가 1속에 동기되도록 하는 것을 특징으로 하는 원 웨이 클러치를 가진 자동 변속기의 페일 세이프 제어 방법.
4. 제3항에서,

   상기 원 웨이 클러치 롤 오버라고 판단하고, 마찰계합 요소를 제어하여 차량의 주행 상태를 강제로 1속에 동기되도록 하는 단계는,

   차량의 주행 상태가 1속 동기에 어긋났다고 판단되면 자기 진단을 수행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 원 웨이 클러치를 가진 자동 변속기의 페일 세이프 제어 방법.
5. 제4항에서,

   자기진단을 수행하는 단계는, 적어도 3회 이상 반복 수행하는 것을 특징으로 하는 원 웨이 클러치를 가진 자동 변속기의 페일 세이프 제어 방법.
6. 제4항에서,

   상기 차량의 주행 상태가 1속 동기에 어긋났다고 판단되면 자기 진단을 수행하는 단계는.

   1속 동기 부합이 지속되는 경우 원 웨이 클러치가 롤 오버로 판단하여 운전자가 이를 알 수 있도록 하는 경고 신호를 출력하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 원 웨이 클러치를 가진 자동 변속기의 페일 세이프 제어 방법.
7. 제1항에서,

   상기 N에서 D로 시프트가 완료되었는지를 판단하는 단계는,

   변속이 완료되었다고 판단하면, 마찰계합 요소를 제어하는 신호의 듀티가 0%가 되도록 하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 원 웨이 클러치를 가진 자동 변속기의 페일 세이프 제어 방법.