KR100350150B1 - 차량용 자동변속기의 댐퍼 클러치 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량 주행시 엔진 가속 중에 엑셀 페달을 놓았을 때 댐퍼 클러치를 직결하여 엔진 회전수와 터빈 회전수를 같게 만들어 연료 차단을 길게 하고, 다시 엑셀 페달 조작시 엔진 회전수를 높은 상태에서 바로 상승하도록 하여 가속 성능 및 변속 쇼크를 방지하고자 한 차량용 자동변속기의 댐퍼 클러치 제어 방법에 관한 것으로,

본 발명은 파워 오프시 댐퍼 클러치가 비작동 영역에서 변속이 일어나지 않는 경우와 변속이 일어나는 경우 회전수와 터빈 회전수 차이에 따른 슬립량과 차속별로 설정된 맵에서 댐퍼 클러치 듀티 선정 및 출력 후 차속별 슬립량에 따른 댐퍼 클러치 베이스 듀티를 설정하여 출력하는 단계와; 상기 단계에서 설정 출력된 베이스 듀티를 슬립량이 임의로 설정된 목표 슬립량을 추종하여 슬립량이 목표 슬립량 이상이면 목표 슬립량 추종을 중지하고 댐퍼 클러치 베이스 듀티로 환원하는 단계와; 상기 댐퍼 클러치가 작동 영역에서 변속이 일어나는 경우 변속 완료 시점에서 댐퍼 클러치가 작동되게 댐퍼 클러치 제어를 변속 완료 지점과 달리 설정 제어하는 단계로 이루어짐을 특징으로 한다.

Description

차량용 자동변속기의 댐퍼 클러치 제어방법{METHOD FOR CONTROLLING DAMPER CLUTCH OF AUTO TRANSMISSION IN VEHICLE}

본 발명은 차량용 자동변속기의 댐퍼 클러치 제어방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 차량 주행시 엔진 가속 중에 엑셀 페달을 놓았을 때 댐퍼 클러치를 직결하여 엔진 회전수와 터빈 회전수를 같게 만들어 연료 차단을 길게 하고, 다시 엑셀 페달 조작시 엔진 회전수를 높은 상태에서 바로 상승하도록 하여 가속 성능 및 변속 쇼크를 방지하고자 한 차량용 자동변속기의 댐퍼 클러치 제어방법에 관한 것이다.

통상적으로 엔진과 변속기 사이에 토크 컨버터에 의한 변속기의 동작을 제어하는 자동변속기는 자동차의 주행 상태에 따라 엔진의 구동력을 직접 이용하기 위하여 토크 컨버터 내에 댐퍼 클러치가 장착되어 있다.

상기 댐퍼 클러치의 작동은 자동변속기의 입력측으로 사용되는 터빈축의 회전수와 운전자의 운전 상태에 따른 가속페달의 동작에 따라 개도 정도가 변화하는 스로틀 밸브의 개도 상태에 의하여 변화한다.

그러므로 터빈축의 회전수나 스로틀 밸브의 개도 정도가 댐퍼 클러치의 작동 영역에 포함되면, 변속 제어장치는 댐퍼 클러치 제어 솔레노이드 밸브로 구동 신호를 출력하여 댐퍼 클러치를 작동시킨다.

이때 댐퍼 클러치는 가속페달의 동작에 따른 스로틀 밸브의 개도 정도나 터빈축의 회전수에 따라 정해진 영역에서 작동 및 비작동을 하게 된다.

따라서 차량 주행중 엑셀 페달을 밟았다가 놓으면 즉 변속이 일어나지 않을 때 댐퍼 클러치를 극히 일정 조건에서만 작동시키게 되므로 도 1a 에 도시한 바와같이, 상기 엔진과 터빈간에 슬립 발생 및 엔진 회전수가 터빈 회전수보다 낮아지게 되고, 재차 엑셀 페달을 밟으면(변속이 일어날 때)가속 성능 저하 및 도 1b 에 도시한 바와 같이, 엔진 회전수와 터빈 회전수의 역전에 의한 백라쉬(backlash)쇼크를 유발시키게 된다.

이와 같이 종래에는 엑셀 페달을 놓았을 때 엔진 회전수와 터빈 회전수의 차이 발생으로 엔진 회전수 하강(DROP)이 빨리 일어남에 따라 연료 차단 시간이 짧아지고 연비 소모가 많으며, 재차 엑셀 페달을 밟았을 때 엔진 회전수가 낮은 회전수에서 높은 회전수까지 상승해야 함으로써 가속 성능이 저하되고, 이때 엔진 회전수와 터빈의 역전에 의한 백라쉬 쇼크가 발생되어 승차감을 저하시키게 되는 문제점을 가지게 되었다.

그래서 상기 문제점을 해소하기 위하여 도 2 에 도시한 바와 같이, 댐퍼 클러치 작동 또는 비작동 상태에서 엑셀 페달 오프시 변속 발생 또는 변속 발생이 되지 않는 경우에 따라 댐퍼 클러치를 감속 직결하도록 하여 도 3 a 에 도시한 바와 같이, 댐퍼 클러치 작동이 아닌 상태에서 엑셀 페달 오프시 변속이 발생되지 않는 경우 감속 직결 파형도로서, 먼저 변속 제어 수단(15)는 파워 오프로 판정, 엔진 회전수(Ne) ＞ 1050 rpm, 차속 ＞ 40 kph, 3 이상에서만 작동하는 조건에서 감속 직결 제어가 이루어지게 되는바, 즉 초기 필 타임(Tf)과 필 듀티(fill duty)를 엔진 회전수(Ne)와 터빈 회전수(Nt)차이에 따른 슬립량과 차속별 설정된 맵에서 설정 및 출력후, 차속별, 슬립량에 따른 베이스 듀티를 선정 및 출력한다.

상기 차속별 설정된 목표 슬립량을 맵에서 선정하고, 베이스 듀티에서 임의로 설정된 기울기로 듀티를 상승시켜 목표 슬립량에 도달할 때까지 제어한다.

이어서 상기 목표 슬립량에 도달하면 듀티치를 유지하나, 이 값이 차속별 최대 듀티치와 비교하여 클 때에 최대 듀티치를 유지하게 된다.

도 3 b 에 도시한 바와 같이, 댐퍼 클러치 작동 상태이고 변속이 발생되지 않는 상태에서는 댐퍼 클러치 듀티 시간을 소정의 시간동안 0% 로 유지후, 초기 필 타임(Tf)과 필 듀티(fill duty)를 엔진 회전수(Ne)와 터빈 회전수(Nt)차이에 따른 슬립량과, 차속별 설정된 맵에서 설정 및 출력후, 차속별, 슬립량에 따른 베이스 듀티를 선정 및 출력한다.

상기 차속별 설정된 목표 슬립량을 맵에서 선정하고, 베이스 듀티에서 임의로 설정된 기울기로 듀티를 상승시켜 목표 슬립량에 도달할 때까지 제어한다.

이어서 상기 목표 슬립량에 도달하면 듀티치를 유지하나, 이 값이 차속별 최대 듀티치와 비교하여 클 때에 최대 듀티치를 유지하게 된다.

그리고 도 3 c 에 도시한 바와 같이, 댐퍼 클러치 작동 영역이 아니고, 엑셀 페달 오프로 변속이 발생하는 경우, 차속별, 슬립량에 따라 베이스 듀티 선정 변속 완료점까지 유지하고, 이어서 변속 완료점에서 댐퍼 클러치 듀티를 일정량 상승시켜 목표 슬립량에 도달까지 제어하고, 상기 실제 슬립량이 최대 슬립량 이상인가를 판단하여 실제 슬립량이 최대 슬립량 이상이면 베이스 듀티를 유지하도록 한다.

한편 상기 도 3 d 에 도시한 바와 같이, 댐퍼 클러치가 작동이고 엑셀 페달이 오프 상태에서 변속이 발생하는 경우, 댐퍼 클러치 듀티를 소정 시간동안 0% 로유지한 후, 차속별 슬립량에 따라 베이스 듀티 선정 변속 완료점까지 유지하고, 이어서 변속 완료점에서 댐퍼 클러치 듀티를 일정량 상승시켜 목표 슬립량에 도달까지 제어하고, 상기 실제 슬립량이 최대 슬립량 이상인가를 판단하여 실제 슬립량이 최대 슬립량 이상이면 최대 듀티를 유지하도록 하였다.

그러나 상기의 경우에서 댐퍼 클러치가 작동하지 않은 상태에서 변속이 발생되지 않거나, 혹은 댐퍼 클러치가 작동하는 상태에서 변속이 발생하는 경우, 엔진 회전수가 낮은 상태에서는 댐퍼 클러치 유압이 불안하고, 유압 자체가 낮아 목표 슬립량 추정시 듀티가 많아 올라가도 댐퍼 클러치가 직결되지 않고, 설령 직결되더라도 큰 충격이 발생은 문제점을 가지고 있다.

따라서 본 발명의 목적은 차량 주행시 엑셀 페달을 밟지 않았을 때 어떠한 경우라도 댐퍼 클러치 감속 직결을 함으로써, 엔진 회전수와 터빈 회전수를 같게 만들어 연료 차단 시간을 길게 하고, 재차 엑셀 페달을 밟았을 경우 엔진 회전수가 높은 상태에서 바로 상승하도록 함으로써, 가속 성능 향상 및 엔진 회전수와 터빈 회전수의 교차가 없음으로 인하여 백라쉬 쇼크 발생을 방지하여 승차감을 향상시키고자 하는데 있다.

도 1a는 종래 댐퍼 클러치 비작동시 변속이 발생되지 않는 쉬프트 선도.

도 1b는 종래 댐퍼 클러치 비작동시 변속이 발생되는 쉬프트 선도.

도 2는 종래 자동변속기의 댐퍼 클러치 제어 플로우 챠트.

도 3a는 종래 댐퍼 클러치 비작동시 변속이 발생되지 않는 쉬프트 선도.

도 3b는 종래 댐퍼 클러치 작동시 변속이 발생되지 않는 쉬프트 선도.

도 3c는 종래 댐퍼 클러치 비작동시 변속이 발생되는 쉬프트 선도.

도 3d는 종래 댐퍼 클러치 작동시 변속이 발생되는 쉬프트 선도.

도 4는 본 발명에 이용되는 자동변속기의 댐퍼 클러치 제어장치의 블럭도.

도 5는 본 발명 자동변속기의 댐퍼 클러치 제어방법의 플로우 챠트.

도 6a는 본 발명 댐퍼 클러치 비작동시 변속이 발생되지 않은 상태에서 실 슬립이 목표 슬립량을 초과했을 때 쉬프트 선도.

도 6b는 본 발명 댐퍼 클러치 작동시 변속이 발생되는 상태에서 실 슬립이 목표 슬립량을 초과했을 때 쉬프트 선도.

상기의 목적을 실현하기 위하여 본 발명은 파워 오프시 댐퍼 클러치가 비작동 영역에서 변속이 일어나지 않는 경우와 변속이 일어나는 경우 회전수와 터빈 회전수 차이에 따른 슬립량과 차속별로 설정된 맵에서 댐퍼 클러치 듀티 선정 및 출력 후 차속별 슬립량에 따른 댐퍼 클러치 베이스 듀티를 설정하여 출력하는 단계와; 상기 단계에서 설정 출력된 베이스 듀티를 슬립량이 임의로 설정된 목표 슬립량을 추종하여 슬립량이 목표 슬립량 이상이면 목표 슬립량 추종을 중지하고 댐퍼 클러치 베이스 듀티로 환원하는 단계와; 상기 댐퍼 클러치가 작동 영역에서 변속이 일어나는 경우 변속 완료 시점에서 댐퍼 클러치가 작동되게 댐퍼 클러치 제어를 변속 완료 지점과 달리 설정 제어하는 단계로 이루어짐을 특징으로 한다.

그러므로 본 발명에 의하면, 주행시 엑셀 페달을 놓았을 때 댐퍼 작동 및 비작동과 변속 발생 여부에 따라 댐퍼 클러치 듀티 제어를 기 설정된 목표 슬립량 이상시 댐퍼 클러치 베이스 듀티로 환원 및 댐퍼 클러치 제어를 변속 완료 지점 이전에 설정하여 줌으로써, 엑셀 페달 조작시 엔진 회전수를 바로 상승할 수 있을 뿐만 아니라, 엔진 회전수와 터빈 회전수가 교차하지 않게 되어 백라쉬 충격을 감소할 수 있고, 뿐만 아니라, 변속 완료후 작동 응답을 향상시킬 수 있게 되는 것이다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부되는 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 4 는 본 발명에 이용되는 자동변속기의 변속 제어장치 제어 블록도 로서, 차량의 변속시 엑셀 페달의 동작 상태와 연동하여 개폐 상태가 가변되는 스로틀 밸브의 개도 정도를 감지하는 스로틀 밸브 개도 감지부(11)와; 상기 엑셀 페달의 동작에 따라 가변되는 엔진 크랭크축의 회전수를 감지하는 엔진 회전수 감지부(12)와; 상기 변속시 변속기의 입력측과 연결되어 있는 토오크 컨버터의 터빈축의 회전속도를 감지하여 해당하는 신호를 출력하는 터빈축 회전수 감지부(13)와; 상기 차량의 변속시 댐퍼 클러치 비동작 영역을 판정하기 위하여 변속 오일의 온도를 감지하는 유온 감지부(14)와; 상기 엑셀 페달 동작을 오프하였을 때 댐퍼 클러치 제어를 기 설정된 프로그램에 의하여 변속 완료점 이전에서 동작시키는 변속제어수단(15)과; 상기 변속제어수단(15)에서 출력되는 신호에 의하여 동작하는 댐퍼 클러치 구동부(16)로 구성되게 된다.

도 5 는 본 발명 자동변속기의 댐퍼 클러치 제어방법에 대한 플로우챠트로서, 자동변속기의 감속 직결 제어 조건이 설정된 상태에서, 파워 오프시 댐퍼 클러치가 비작동 영역인가를 판단하는 단계(501)와; 상기 단계(501)에서 댐퍼 클러치가 비동작 영역이면 엑셀 페달 오프 상태에서 변속이 일어나지 않는가를 판단하는 단계(502)와; 상기 단계(502)에서 엑셀 페달 오프 상태에서 변속이 일어나지 않았으면 회전수와 터빈 회전수 차이에 따른 슬립량과, 차속별로 설정된 맵에서 댐퍼 클러치 듀티 선정하여 출력하고, 그 후 차속별 슬립량에 따른 댐퍼 클러치 베이스 듀티를 설정하여 출력하는 단계(503)와; 상기 단계(503)에서 설정 출력된 댐퍼 클러치 베이스 듀티에서 댐퍼 클러치 듀티를 임의로 설정된 목표 슬립량을 추종하는 단계(504)와; 상기 단계(504)에서 댐퍼 클러치 듀티가 목표 슬립량 이상인가를 판단하는 단계(505)와; 상기 단계(505)에서 댐퍼 클러치 듀티가 목표 슬립량 이상이면 목표 슬립량 추종을 중지하고 댐퍼 클러치 베이스 듀티로 환원하는 단계(506)와; 상기 단계(501)에서 댐퍼 클러치가 비작동 영역이 아니면, 댐퍼 클러치 작동 영역인가를 판단하는 단계(507)와; 상기 단계(507)에서 댐퍼 클러치 작동 영역이면, 변속이 일어나는 가를 판단하는 단계(508)와; 상기 단계(508)에서 변속이 일어나는경우, 변속 완료 시점에서 댐퍼 클러치가 작동되게 댐퍼 클러치 제어를 변속 완료 지점과 달리 설정 제어하는 단계(509)로 이루어지게 된다.

상기와 같이 이루어지는 본 발명은 먼저 주행중인 차량의 스로틀 밸브 개도 감지부(11), 엔진 회전수 감지부(12), 터빈 회전수 감지부(13)로부터 변속 제어장치(15)는 파워 오프, 엔진 회전수 ＞ 1050 rpm, 3속 ＞ 40kph, 3속 이상인가를 감지하여, 댐퍼 클러치의 감속 직결 조건인가를 확인한다(500),

이어서 상기 변속 제어장치(15)에서는 유온 감지부(14)를 통해서 댐퍼 클러치가 비작동 상태인가를 판단하게 되고(단계501), 이때 판단 결과 댐퍼 클러치가 비작동 상태이면, 스로틀 밸브 개도 감지부(11)를 통해서 엑셀 페달로부터 오프된 상태에서 변속이 발생되지 않았는가를 판단하게 된다(단계502).

이때 상기 변속 제어장치(15)에서 변속이 발생되지 않았으면, 상기 엔진 회전수 감지부(12) 및 터빈축 회전수 감지부(13)를 통해서 감지된 엔진 회전수와 터빈 회전수 차에 의한 슬립량과, 차속별로 설정된 맵을 선정하고, 차속별 슬립량에 따라 댐퍼 클러치 베이스 듀티를 선정하게 된다(단계503).

이어서 상기 변속 제어장치(15)에서는 차속별 기 설정된 목표 슬립량을 맵에서 선정하고, 이 기 선정된 목표 슬립량(350rpm)을 도 6 a 에 도시한 바와 같이, 베이스 듀티(base duty)를 기준하여 댐퍼 클러치 구동부(16)를 제어하여 댐퍼 클러치 듀티 제어를 소정의 기울기로 상승시켜 상기 목표 슬립량을 추종하게 된다(단계504).

그리고 상기 댐퍼 클러치 듀티 제어가 목표 슬립량을 추종시 변속제어장치(15)에서는 실제의 슬립량이 최대 슬립량(350rpm)이상이 되었는가를 판단하게 되고(단계505), 이때 실제의 슬립량이 최대 슬립량(350rpm) 이상이 되었으면 상기 변속 제어장치(15)에서는 기설정된 프로그램에 의하여 상기 댐퍼 클러치 구동부(16)를 제어하여 상기 댐퍼 클러치 듀티 제어를 상기 베이스 듀티로 환원시켜 상기 댐퍼 클러치의 감속 직결시 쇼크를 발생을 억제하게 된다(단계506).

한편 상기 댐퍼 클러치가 감속 직결 조건하에서 상기 변속 제어장치(15)는 유온 감지부(14)로부터 감지된 유온에 의하여 댐퍼 클러치가 비작동이 아닌 경우 상기 댐퍼 클러치 작동 상태인가를 판단하게 되고(단계507), 이때 판단 결과 댐퍼 클러치가 작동 상태이면, 스로틀 밸브 개도 감지부(11)를 통해서 엑셀 페달로부터 오프된 상태에서 변속이 발생되었는가를 판단하게 된다(단계508).

따라서 상기 댐퍼 클러치가 작동 상태에서 변속이 발생하였으면 도 6 b 에 도시한 바와 같이, 상기 변속제어수단(15)에서는 기 설정되어 있는 변속 제어 듀티의 변속 완료 지점(shift finish point)이전에 댐퍼 클러치 구동부(16)를 제어하여 댐퍼 클러치 듀티를 제어함으로써, 상기 변속 완료후 댐퍼 클러치 감속 직결을 수행하게 되어 변속 완료 후 작동 유압 응답을 향상할 수 있게 된다(단계509)

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 차량 주행시 엑셀 페달을 놓았을 때 댐퍼 작동 및 비작동과 변속 발생 여부에 따라 댐퍼 클러치 듀티 제어가 기설정된 실제 슬립량 이상시 댐퍼 클러치 베이스 듀티로 환원(직결제어포기)하고, 변속이 발생하는 경우는 댐퍼 클러치 제어를 변속 완료 지점 이전에 설정하여 댐퍼 클러치감속 직결을 시켜 줌으로써, 엔진 회전수와 터빈 회전수가 같게 되어 엑셀 페달 조작시 엔진 회전수를 바로 상승하여 가속 성능을 향상할 수 있고, 차단시간을 연장할 수 있어 연료 소모를 줄일 수 있으며, 또한 상기 엔진 회전수와 터빈 회전수가 교차하지 않게 되어 백라쉬 충격을 감소할 수 있고, 뿐만 아니라, 변속 완료후 작동 유압 응답을 향상시킬 수 있는 효과를 제공하게 되는 것이다.

Claims (5)

1. 파워 오프시 댐퍼 클러치가 비작동 영역에서 변속이 일어나지 않는 경우 회전수와 터빈 회전수 차이에 따른 슬립량과 차속별로 설정된 맵에서 댐퍼 클러치 듀티 선정 및 출력 후 차속별 슬립량에 따른 댐퍼 클러치 베이스 듀티를 설정하여 출력하는 단계와; 상기 단계에서 설정 출력된 베이스 듀티를 슬립량이 임의로 설정된 목표 슬립량을 추종하여 슬립량이 목표 슬립량 이상이면 목표 슬립량 추종을 중지하고 댐퍼 클러치 베이스 듀티로 환원하는 단계와; 상기 댐퍼 클러치가 작동 영역에서 변속이 일어나는 경우 변속 완료 시점에서 댐퍼 클러치가 작동되게 댐퍼 클러치 제어를 변속 완료 지점과 달리 설정 제어하는 단계로 이루어짐을 특징으로 하는 차량용 자동변속기의 댐퍼 클러치 제어방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 댐퍼 클러치가 작동 영역에서 변속이 일어나는 경우 변속 완료 시점에서 댐퍼 클러치 제어를 변속 완료 지점 이전에서 수행하는 단계로 이루어짐을 특징으로 하는 차량용 자동변속기의 댐퍼 클러치 제어방법.
3. 제 1 항에 있어서, 파워 오프시 댐퍼 클러치가 비작동 영역에서 변속이 일어나는 경우 변속 완료 시점에서 댐퍼 클러치가 작동되게 댐퍼 클러치 제어를 변속 완료 지점 이전에서 수행하는 단계로 이루어짐을 특징으로 하는 차량용 자동변속기의 댐퍼 클러치 제어방법.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 파워 오프시 댐퍼 클러치가 작동 영역에서 변속이 일어나지 않는 경우 회전수와 터빈 회전수 차이에 따른 슬립량과 차속별로 설정된 맵에서 댐퍼 클러치 듀티 선정 및 출력 후 차속별 슬립량에 따른 댐퍼 클러치 베이스 듀티를 설정하여 출력하는 단계와; 상기 단계에서 설정 출력된 베이스 듀티를 슬립량이 차속별로 설정된 목표 슬립량을 추종하여 슬립량이 최대 슬립량 이상이면 슬립량 추종을 중지하고 댐퍼 클러치 베이스 듀티로 환원하는 단계로 이루어짐을 특징으로 하는 차량용 자동변속기의 댐퍼 클러치 제어방법.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 파워 오프시 댐퍼 클러치가 작동 영역에서 변속이 일어나지 않는 경우 회전수와 터빈 회전수 차이에 따른 슬립량과 차속별로 설정된 맵에서 댐퍼 클러치 듀티 선정 및 출력 후 차속별 슬립량에 따른 댐퍼 클러치 베이스 듀티를 설정하여 출력하는 단계와; 상기 단계에서 설정 출력된 베이스 듀티를 슬립량이 차속별로 설정된 목표 슬립량을 추종하여 실제 슬립량이 차속별 설정된 목표 슬립량을 만족할 때까지 소정 기울기로 상승하다가 목표 슬립량을 만족할 때의 듀티로 고정하고, 듀티가 차속별 설정한 최대 듀티치와 비교하여 이 듀티가 최고 듀티보다 클 때 최고 듀티로 고정하는 것을 특징으로 하는 차량용 자동변속기의 댐퍼 클러치 제어방법.