KR100412882B1 - 차량용 자동 변속기의 댐퍼 클러치 제어 방법 - Google Patents

Abstract

변속 제어 장치의 메모리에 맵핑된 기본 가속도 및 저항력 데이터를 바탕으로 실제 차량의 가속도를 산출 및 비교를 통해 차량의 부하가 초기 대비 일정 값 이상 감소 혹은 증가시 댐퍼 클러치 작동 및 해방 시점을 조정할 목적으로;주행중인 차량에서 댐퍼 클러치 작동 조건을 만족하면, 현재 주행중인 차량의 부하도를 산출하는 단계와;상기 단계에서 산출된 차량의 부하도에 따라, 다수의 댐퍼 클러치 제어패턴중 적정의 댐퍼 클러치 제어패턴을 선정하고, 그에 해당하는 댐퍼 클러치 작동 제어신호를 출력하는 단계;댐퍼 클러치 작동 해제 조건을 만족여부에 따라 댐퍼 클러치 해제 제어 신호를 출력하는 단계로 이루어지되;

상기 차량 부하도는 실제 주행중인 차량의 가속도와 현재 차량의 차속 대비 스로틀 개도로부터 맵핑된 기본 가속도와의 차이에 대한 백분율로 산출하되, 하기의 관계식으로부터 산출되어서, 댐퍼 클러치 동작 제어에 따른 최적의 연비, NVH 및 동력 성능 등을 향상시킬 수 있다.

Description

차량용 자동 변속기의 댐퍼 클러치 제어 방법{A Method For Damper Clutch Controlling of Automatic Transmission in Vehicle}

본 발명은 자동 변속기에 관한 것으로 더욱 상세하게는 자동 변속기의 댐퍼 클러치 제어 방법에 관한 것이다.

일반적으로 도 1에 도시되어 있는 바와 같이 댐퍼 클러치의 작동 제어 판정은 도 5에 도시되어 있는 바와 같이 변속 제어 장치의 메모리에 작동 영역 맵과 목표 슬립량이 프로그램 되어 있어서, 차량 주행상태 변화에 따른 스로틀 밸브 개도(Th)와 터빈 회전수(Nt)에 따라 작동 제어를 판정하여 댐퍼 클러치의 작동 유무를 결정한다.

즉, 상기한 자동 변속기 댐퍼 클러치는 차량의 연비향상 및 NVH향상을 위해 일정 기어 단수와 차속이 만족되면, 변속 제어 장치에 의해 도 1에 도시되어 있는 바와 같이 토어크 컨버터(이하 T/C 라 칭함)내의 댐퍼 클러치(10)가 T/C 의 프런트 커버(20)측으로 이동해 유체 커플링(Coupling)에 의해 전달되던 엔진의 구동력을 기계적인 결속상태로 만들어 준다.

따라서, 종래에는 도 5에 도시되어 있는 바와 같이 댐퍼 클러치 작동 패턴에 따라 변속이 수행되는 자동 변속기의 경우, 스로틀 개도(Th)가 'C'에서 차속이 'b'를 만족하면, 변속 제어 장치는 댐퍼 클러치용 솔레노이드 밸브에 댐퍼 클러치 작동 '온' 명령을 내린다. 이에 따라 솔레노이드 밸브는 유압의 흐름을 도 1에 도시되어 있는 바와 같이 'C' →'B'로 바꿔 댐퍼 클러치(10)와 프론트 커버(20)사이에 유압을 해제시킴과 동시에 댐퍼 클러치 후면에 작동하는 유압을 'D' →'C' 방향으로 바꿔, 변속기의 클러치 디스크에 부착되어 있는 것과 같은 페이싱(FACING :30)이 프론트 커버(20)에 밀착되어, 엔진의 동력은 유체손실 없이 1:1의 회전비와 토오크비로 자동변속기에 입력된다.

반대로 댐퍼 클러치가 해제되기 위해서는 도 5에 도시되어 있는 바와 같이 스로틀 개도 'c'와 차속 'a'가 만족된 상태에서 변속 제어 장치의 명령에 따라 솔레노이드 밸브는 유압 흐름을 도 1에 도시되어 있는 바와 같이 'A'와 'D'로 이동시켜 댐퍼 클러치(10)가 프론트 커버(20)로부터 해방되게 된다.

그러나, 상기한 같은 방법은 소정의 스로틀 밸브 개도량 신호를 입력받고, 이에 해당되는 소정 차속을 받으면, 차량의 부하 조건에 관계없이 초기 세팅된 변속 패턴대로 댐퍼 클러치를 작동 '온'/'오프'시킨다.

즉, 자동 변속기 차량의 부하 변동에 따라 댐퍼 클러치 작동 영역이 변동되지 않으므로, 연비, NVH 및 동력성능이 나빠지는 문제점을 내포하고 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 변속 제어 장치의 메모리에 맵핑된 기본 가속도 및 저항력 데이터를 바탕으로 실제 차량의 가속도를 산출 및 비교를 통해 차량의 부하가 초기 대비 일정 값 이상 감소 혹은 증가시 댐퍼 클러치 작동 및 해방 시점을 조정해 최적의 연비, NVH 및 동력 성능을 얻을 수 있는 차량용 자동 변속기의 댐퍼 클러치 제어 방법을 제공하기 위한 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은,주행중인 차량에서 댐퍼 클러치 작동 조건을 만족하면, 현재 주행중인 차량의 부하도를 산출하는 단계와;상기 단계에서 산출된 차량의 부하도에 따라, 다수의 댐퍼 클러치 제어패턴중 적정의 댐퍼 클러치 제어패턴을 선정하고, 그에 해당하는 댐퍼 클러치 작동 제어신호를 출력하는 단계;댐퍼 클러치 작동 해제 조건을 만족여부에 따라 댐퍼 클러치 해제 제어 신호를 출력하는 단계로 이루어지되;

상기 차량 부하도는 실제 주행중인 차량의 가속도와 현재 차량의 차속 대비 스로틀 개도로부터 맵핑된 기본 가속도와의 차이에 대한 백분율로 산출하되, 하기의 관계식으로부터 산출되는 것을 특징으로 한다.

도 1은 일반적인 차량용 자동 변속기의 댐퍼 클러치 단면도이고,

도 2는 본 발명에 따른 차량용 자동 변속기의 댐퍼 클러치 제어 장치 구성 블록도 이고,

도 3은 본 발명에 적용되는 차량용 자동 변속기의 댐퍼 클러치 제어 방법 동작 순서도 이고,

도 4는 본 발명에 따른 차량용 자동 변속기의 댐퍼 클러치 제어 패턴도 이고,

도 5는 종래의 차량용 자동 변속기의 댐퍼 클러치 제어 패턴도 이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

100 : 차량 주행상태 검출장치 110 : 스로틀 밸브 개도 검출부

120 : 터빈 회전수 검출부 130 : 출력축 회전수 검출부

140 : 엔진 회전수 검출부 150 : 유온 검출부

200 : 변속 제어 장치 300 : 구동장치

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 차량용 자동 변속기의 댐퍼 클러치 제어 장치 구성 블록도로서, 차량 주행 상태 검출 장치(100)는 차량의 동작 상태에 따라 가변 출력되는 차량 주행 상태를 검출한다.

변속 제어 장치(200)는 상기 차량 주행 상태 검출 장치(100)에서 검출된 신호를 입력받고자 소정의 제어신호를 상기 차량 동작 상태 검출 장치에 출력하고, 상기 제어신호에 따라 동기 되어 출력되는 스로틀 밸브 개도, 터빈 회전수, 출력축 회전수, 엔진 회전수 및 유온을 입력받아 주행중인 차량에서 주행중인 차량에서 댐퍼 클러치 작동 조건을 만족하면 소정의 댐퍼 클러치 작동 제어신호를 출력하고, 주행 차량의 부하도를 판단하여 메모리에 저장되어 있는 댐퍼 클러치 변속 패턴을 설정하고, 그에 해당하는 변속 제어 신호를 출력한 후, 댐퍼 클러치 작동 해제 조건을 만족하면 소정의 댐퍼 클러치 해제 제어 신호를 출력한다.

구동장치(300)는 상기 변속 제어 장치(200)에서 출력되는 소정의 변속제어 신호에 동기되어 유압의 흐름을 제어하여 댐퍼 클러치 작동 및 비작동 제어를 수행한다.

상기에서 차량 주행 상태 검출 장치(100)는 운전자의 가속페달 조작상태에 따라 연동하는 스로틀 밸브의 개도량을 검출하여 변속단 결정시 적용되는 스로틀 밸브 개도량 검출부(110)와; 차량 주행상태 변화에 따라 가변되는 터빈 회전수를 검출하여 변속단 결정시 적용되는 터빈 회전수 검출부(120)와; 주행중인 차량의 차속에 상응하는 신호로서, 자동 변속기의 출력축의 회전수를 검출하여 변속단 결정시 적용되는 출력축 회전수 검출부(130)와; 주행중인 차량의 엔진의 회전수를 검출하여 변속단 결정시 적용되는 엔진 회전수 검출부(140)와; 차량 주행상태에 따라 가변되는 유온을 검출하여 변속단 결정시 적용되는 유온 검출부(150)로 구비되어 이루어져 있다.

상기한 구성으로 이루어진 차량용 자동 변속기의 댐퍼 클러치 제어 동작을 첨부한 도 3 및 도 4를 첨부하여 상세히 설명한다.

주행중인 차량에서 차량 주행 상태 검출 장치(100)는 차량 주행 상태에 따라 가변되는 스로틀 밸브 개도, 터빈 회전수, 출력축 회전수, 엔진 회전수, 변속레버 위치, 가속페달 작동상태 및 유온 등을 검출한다.

이에 변속 제어 장치(200)는 소정의 제어신호를 상기 차량 주행 상태 검출 장치(100)로 출력하고, 차량 주행 상태 검출 장치(100)는 상기 변속 제어장치(200)에서 출력된 소정의 제어신호에 의해 동기 되어 검출된 스로틀 밸브 개도, 터빈 회전수, 출력축 회전수, 엔진 회전수 및 유온 등을 출력한다.

변속 제어 장치(200)는 상기 차량 주행상태 검출장치(300)에서 출력되는 스로틀 밸브 개도, 터빈 회전수, 출력축 회전수, 엔진 회전수 및 유온 등을 입력받아, 주행중인 차량의 댐퍼 클러치의 작동 조건을 만족하는 가를 판단한다(S100,S110).

상기에서 댐퍼 클러치 작동 조건은, 변속레버 위치 전진'D'레인지, 변속단 4속 및 차량 부하도에 따른 댐퍼 클러치 작동 진입 조건 만족하면, 변속 제어 장치(200)는 댐퍼 클러치에 작동 제어신호를 출력하게 되는 데, 이에 앞서 변속 제어 장치(200)는 먼저 차량 부하도(ReRatio)를 산출하게 된다.이때, 차량 부하도(ReRatio)의 산출은 다음과 같은 방법으로 이루어진다.즉, 변속 제어 장치(200)는 엔진으로부터 엔진토크를 입력받은 다음, 토크 컨버터의 토크비를 고려하여 입력토크를 산출한다.이어 산출된 입력토크로부터 현재 차량이 출력할 수 있는 실제 가속도를 산출하고, 산출된 실제 가속도를 현재 차속 대비 스로틀 개도로부터 변속 제어 장치(200)내에서 맵핑된 기본 가속도와 비교하여, 이들 사이의 차이가 일정값 이상인지를 비교 판단하여 차량의 부하도(ReRatio)를 산출하게 된다.이 경우, 입력토크와, 현재 차량이 출력할 수 있는 실제 가속도 및, 기본 가속도는 각각 하기의 관계식으로부터 산출된다.(관계식)입력토크 = 엔진토크 ×토오크 컨버터의 토크비실제 가속도 = {차속(100ms 전 값) - 현재 차속} / 100ms기본 가속도 = 입력토크 ×(현재 기어비 ×종감속비 ×전달효율 / 타이어의 동 반경) - 차량 총 저항) / 차량 중량차량 부하도(ReRatio) = (실제 가속도 - 기본 가속도)의 백분율다음, 변속 제어 장치(200)는 현재 산출된 실제 가속도와 기본 가속도 사이의 차이를 백분율로 구해, 실제 가속도와 기본 가속도 사이의 차이, 즉 차량 부하도(ReRatio)의 정도에 따라, 댐퍼 클러치의 제어패턴을 선정하게 된다. 이때, 실제 가속도와 기본 가속도 사이의 차이는 하기의 제1 내지 제3 조건으로 구분된다.이를 보다 상세하게 설명하면, 다음과 같다.

상기와 같은 과정을 통해 주행중인 현재의 차량 부하도(ReRatio)가 산출되면, 변속 제어 장치(200)는 상기에서 산출된 차량 부하도(ReRatio)가 제1 조건을 만족하면, 도 4에 도시되어 있는 바와 같이 제1 댐퍼 클러치 제어패턴(기본적으로 설정된 것임)을 적용하여, 댐퍼 클러치 작동 '온'을 위한 소정의 댐퍼 클러치 제어신호를 출력한다(S120,S130).

상기에서 제1 조건은 차량 주행 상태에 따른 차량 부하도(ReRatio) ≤제1 조건(예 : 약 -3%)인 조건을 만족해야 하는 조건이다.

하지만, 상기에서 주행중인 차량의 부하도(ReRatio)가 제1 조건을 만족하지 않으면, 변속 제어 장치(200)는 주행중인 차량의 부하도(ReRatio)가 제2 조건(-5% ≤차량 부하도 < -9%)을 만족하며, 소정의 제1 설정값(예 : 약 2sec) 이상을 유지하고 있는 가(TR(지연시간) ≥2초)를 비교 판단한다(S130,S140).

상기에서 주행중인 차량의 부하도(ReRatio)가 제2 조건을 만족하며, 소정의 제1 설정 값(예 : 약 2sec) 이상을 유지하고 있음이 판단되면, 변속 제어 장치(200)는 도 4에 도시되어 있는 바와 같이 제2 댐퍼 클러치 제어패턴을 적용하여 댐퍼 클러치를 작동 '온' 시키기 위한 소정의 제어신호를 출력한다(S150).

상기에서 제2 조건은, 현재 차량의 주행상태가 제1 댐퍼 클러치 제어패턴를 적용하는 경우에 비해, 차량 부하도(ReRatio)가 작은 조건이며, 이 경우 댐퍼 클러치 제어패턴을 도 4에서와 같이 좌측으로 이동하는 것은 더 낮은 차속에서 댐퍼 클러치의 직결을 도모함으로써, 연비의 향상을 도모하기 위함인 것이다.

하지만, 상기에서 제2 조건을 만족하지만, 제2 조건을 유지하는 제1 설정값을 유지하지 못하면, 변속 제어 장치(200)는 차량 주행상태에 따른 차량 부하도를 판단하는 단계(S120)로 리턴한다.

이어, 상기(S120)에서 현재 주행중인 차량의 부하도(ReRatio)가 제1 조건과 제2 조건을 만족하지 않으면, 변속 제어 장치(200)는 현재 주행중인 차량의 부하도(ReRatio)가 제3 조건(-9% ≤ 차량 부하도)을 만족하며, 소정의 제2 설정값(예 : 약 1sec) 이상을 유지하고 있는 가(TR(지연시간) ≥1초)를 비교 판단한다(S130,S160).

상기에서 주행중인 차량의 부하도(ReRatio)가 제3 조건을 만족하며, 소정의 제2 설정값(예 : 약 1sec) 이상을 유지하고 있음이 판단되면, 변속 제어 장치(200)는 도 4에 도시되어 있는 바와 같이 제3 댐퍼 클러치 제어패턴을 적용하여 댐퍼 클러치를 작동 '온' 시키기 위한 소정의 제어신호를 출력한다(S170).상기에서 제3 조건은 현재 차량의 주행상태가 제1 댐퍼 클러치 제어패턴을 적용하는 경우에 비해, 차량 부하도(ReRatio)가 훨씬 작은 조건이면서 아울러 제2 댐퍼 클러치 제어패턴을 적용하는 경우에 비해도 차량의 부하도(ReRatio)가 작은 조건이며, 이 경우 댐퍼 클러치 제어패턴을 도 4에서와 같이 제2 댐퍼 클러치 제어패턴에 비해 좌측으로 더 이동하는 것은 더욱 더 낮은 차속에서 댐퍼 클러치의 직결을 도모함으로써, 연비의 향상을 도모하기 위함인 것이다.

하지만, 상기에서 제3 조건을 만족하면서, 소정의 제2 설정값 이상을 유지하지 못하면, 변속 제어 장치(200)는 제1 또는 제2 댐퍼 클러치 제어패턴을 적용하여 댐퍼 클러치를 작동 '온' 제어하기 위한 소정의 댐퍼 클러치 제어신호를 출력한다(S180).

상기에서 출력되는 댐퍼 클러치 제어신호에 의해 동기되어 댐퍼 클러치가 작동 '온'됨에 따라, 엔진의 동력은 유체손실 없이 1:1의 회전비와 토오크비로 자동변속기에 전달되어 차량을 주행시킨다.

이 후, 변속 제어 장치(200)는 상기와 같이 댐퍼 클러치가 작동 '온'되어 주행중인 차량에서 댐퍼 클러치 해제 조건을 만족하는가를 비교 판단한다(S200).

상기에서 댐퍼 클러치 해제 조건은 변속레버 위치가 전진 'D' 레인지 이외의 위치 또는 주행 변속단이 댐퍼 클러치 작동 변속단 이외의 변속단 및 차량 부하도에 따른 댐퍼 클러치 작동 해제 진입 조건을 만족하면 변속 제어 장치(200)는 댐퍼 클러치 작동 해제 제어신호를 출력하고 통상의 변속제어에 의한 차량을 주행시키며 주행한다(S210).

이로써, 주행중인 차량에서 차량 부하도에 따라 댐퍼 클러치 작동 영역을 변경하여 제어 해 줌으로써, 연비, NVH 및 동력성능 등을 향상시킬 수 있다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 차량용 자동 변속기의 댐퍼 클러치 제어 방법은 변속 제어 장치의 메모리에 맵핑된 기본 가속도 및 저항력 데이터를 바탕으로 실제 차량의 가속도를 산출 및 비교를 통해 차량의 부하도가 초기 대비 일정 값 이상 감소 혹은 증가시 댐퍼 클러치 작동 및 해방 시점을 적절하게 조정해 줌으로써, 댐퍼 클러치 동작 제어에 따른 최적의 연비, NVH 및 동력 성능 등을 향상시킬 수 있다.

Claims (8)

1. 주행중인 차량에서 댐퍼 클러치 작동 조건을 만족하면, 현재 주행중인 차량의 부하도를 산출하는 단계와;

   상기 단계에서 산출된 차량의 부하도에 따라, 다수의 댐퍼 클러치 제어패턴중 적정의 댐퍼 클러치 제어패턴을 선정하고, 그에 해당하는 댐퍼 클러치 작동 제어신호를 출력하는 단계;

   댐퍼 클러치 작동 해제 조건을 만족여부에 따라 댐퍼 클러치 해제 제어 신호를 출력하는 단계로 이루어지되;

   상기 차량 부하도는 실제 주행중인 차량의 가속도와 현재 차량의 차속 대비 스로틀 개도로부터 맵핑된 기본 가속도와의 차이에 대한 백분율로 산출하되, 하기의 관계식으로부터 산출되는 것을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기의 댐퍼 클러치 제어 방법.

   (관계식)

   입력토크 = 엔진토크 ×토오크 컨버터의 토크비

   실제 가속도 = {차속(100ms 전 값) - 현재 차속} / 100ms

   기본 가속도 = 입력토크 ×(현재 기어비 ×종감속비 ×전달효율 / 타이어의 동 반경) - 차량 총 저항) / 차량 중량

   차량 부하도(ReRatio) = (실제 가속도 - 기본 가속도)의 백분율
2. 제 1항에 있어서, 댐퍼 클러치 작동 조건은 변속레버 위치 전진'D'레인지, 변속단 4속 및 차량 부하도에 따른 댐퍼 클러치 작동 진입 조건 만족해야 하는 조건인 것을 포함하는 차량용 자동 변속기의 댐퍼 클러치 제어 방법.
3. 삭제
4. 제 1항에 있어서,

   차량 부하도에 따라 댐퍼 클러치 제어패턴을 선정하는 단계는,

   차량 부하도가 3% 미만의 제1 조건을 만족하면, 메모리에 저장되어 있는 기준의 제1 댐퍼 클러치 제어패턴을 설정하고;

   차량 부하도가 5% 이상이면서 9% 미만의 제2 조건을 만족하고, 이때의 조건을 제1설정값(2sec) 이상을 유지하면, 메모리에 저장되어 있는 제2 댐퍼 클러치 제어패턴을 설정하며;

   차량 부하도가 9% 이상의 제3 조건을 만족하고, 이때의 조건을 제2 설정 값(1sec) 이상을 유지하면, 메모리에 저장되어 있는 제3 댐퍼 클러치 제어패턴을 설정하고;

   상기에서 제1설정값과 제2설정값의 유지를 지속하지 못하면, 차량 부하도의 산출단계로 리턴하는 한편;

   상기 제1,제2,제3 댐퍼 클러치 제어패턴을 매개로 댐퍼 클러치의 체결시 차속 대비 댐퍼 클러치가 체결되는 순서는, 제3 댐퍼 클러치 제어패턴에서 제2 댐퍼 클러치 제어패턴을 거쳐 제1 댐퍼 클러치 제어패턴의 순서로 이루어는 것을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기의 댐퍼 클러치 제어 방법.
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