KR100851239B1 - 디젤자동차에서 변속기 프릭션 저감장치 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 동절기시 엔진 RPM 보상을 이용하여 변속기 프릭션을 줄이도록 한 디젤자동차에서 변속기 프릭션 저감장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 이러한 본 발명은, 변속기의 오일 온도를 검출하는 변속기 오일 온도센서와; 엔진 냉각수의 온도를 검출하는 엔진 냉각수 온도센서와; 디젤자동차의 전체 동작을 제어하되, 상기 변속기의 변속시 토크 변화 및 변속 충격을 줄이기 위한 이상적인 목표 기어 신호와 터빈 속도를 캔(CAN) 통신을 통해 입력받아 변속 상태를 인식하고, 상기 인식한 변속 상태와 검출한 변속기 오일 온도 및 엔진 냉각수의 온도에 따라 냉간시 공회전 상승분을 산출하고, 그 산출한 공회전 상승분에 대응하게 엔진의 구동을 제어하여 초기 냉간시 프릭션을 줄이는 전자제어장치(ECU)를 구현함으로써, 동절기시 엔진 RPM 보상을 통해 변속기 프릭션을 줄이게 되는 것이다.

디젤자동차, 변속기 프릭션, 프릭션 저감, 엔진 RPM보상

Description

디젤자동차에서 변속기 프릭션 저감장치 및 그 방법{Device and method for reduction of a transmission friction for diesel automobile}

도 1은 본 발명에 따른 디젤자동차에서 변속기 프릭션 저감장치의 구성을 보인 블록도.

도 2는 본 발명에 따른 디젤자동차에서 변속기 프릭션 저감 방법을 보인 흐름도.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

110 : 변속기 오일 온도 센서 120 : 엔진 냉각수 온도센서

130 : 전자제어장치(ECU) 140 : 엔진

본 발명은 소형디젤자동차에서 변속기 프릭션(Transmission Friction) 저감에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 동절기시 엔진 RPM 보상을 이용하여 변속기 프릭션을 줄이도록 한 디젤자동차에서 변속기 프릭션 저감장치 및 그 방법에 관한 것이다.

일반적으로 디젤 엔진은 가솔린 엔진과 달리 점화 장치가 설치되어 있지 않은 상태에서 연료를 고온, 고압으로 압축하여 폭발시키게 되는 소위 압축 착화 방식을 사용하게 됨으로써 점화 장치가 필요 없는 엔진이다.

그래서, 상기한 디젤 엔진에는 연소실에 고온, 고압으로 연료를 분사하게 되는 연료 분사 펌프(Injection pump)가 설치되며 상기 연료 분사 펌프는 엔진의 회전과 연동하여 연료를 분사하게 된다.

즉, 엔진의 회전력을 전달받는 캠 샤프트의 회전에 따라 작동되는 플런저 펌프에 의해 연료를 적절히 펌핑 하도록 된 것으로서, 상기와 같은 연료 분사 펌프는 운전자의 가속페달 조작이나 조속기의 작동에 의해 연료의 분사량을 조절하여 엔진의 작동속도를 결정하도록 하는 것이다.

현재 Common Rail을 사용하는 디젤자동차는 기어 변속시의 쉬프팅 쇽(Shifting Shock)을 완화하기 위해 CAN 또는 K-Line 등의 통신 프로토콜을 사용하여 기어 검출을 하고, 비례 적분 미분(PID) 제어 로직을 이용하여 변속시의 변속 충격을 완화하였다.

그 중 엔진 냉간시 엔진 오일 및 변속기 오일의 큰 점도에 의해 발생하는 엔진 및 변속기의 프릭션 때문에 냉간시 시동 성능이 크게 악화 된다.

주지한 바와 같이 냉간시 시동 성능의 악화를 방지하고 냉간시 Cold Startability 개선을 위해 기존에 제안된 기술로는, 엔진 냉각제(coolant) 및 그로우잉 모듈 유니트(GMU: Glowing Module Unit)를 사용하여 디젤의 초기 시동시 시동 타임 및 이에 따른 엔진 rpm을 엔진 냉각제의 함수로서 구현한 기술이 있다.

상기와 같은 기존 제안 기술은, 디젤엔진에 적용되고 있으며, 특히 Daimerchrysler(DC)의 변속기일 경우에 더욱 효과가 크며, 향후 타 변속기의 경우에 터빈 속도(Turbine speed) 및 변속기의 오일 온도의 감지가 가능할 경우 더욱 효과적으로 사용될 수 있다.

그러나 이러한 기존 제안 기술은 냉간시 엔진오일 및 변속기 각 부의 마찰에 따른 초기 프릭션은 냉간 시동에 많은 어려움이 있으며, 이러한 문제점을 개선하기 위한 일환으로 기존에 AQGS(Advanced Quick Glowing System)를 적용한 경우도 있는 데, 이 경우도 부하가 큰 각종 엔진 및 미션 각 부의 프릭션을 감소시키기에는 한계가 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 종래 디젤자동차에서 동절기시 엔진 및 변속기의 프릭션때문에 냉간시 시동 성능이 저하되는 문제점을 해결하기 위해서 제안된 것으로서,

본 발명의 목적은, 동절기시 엔진 RPM 보상을 이용하여 변속기 프릭션을 줄이도록 한 디젤자동차에서 변속기 프릭션 저감장치 및 그 방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 디젤엔진의 초기 냉간시 엔진 냉각수 및 변속기 오일의 온도를 검출하여 공회전(idle rpm)을 보상함으로써, 차량의 냉간 상태에서 높은 점도의 엔진오일 및 변속기 오일의 프릭션을 감소시켜 최적의 냉간 시동을 구현 할 수 있도록 한 디젤자동차에서 변속기 프릭션 저감장치 및 그 방법을 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 "디젤자동차에서 변속기 프릭션 저감장치"는,

변속기의 오일 온도를 검출하는 변속기 오일 온도센서와;

엔진 냉각수의 온도를 검출하는 엔진 냉각수 온도센서와;

디젤자동차의 전체 동작을 제어하되, 상기 변속기의 변속시 토크 변화 및 변속 충격을 줄이기 위한 이상적인 목표 기어 신호와 터빈 속도를 캔(CAN) 통신을 통해 입력받아 변속 상태를 인식하고, 상기 인식한 변속 상태와 검출한 변속기 오일 온도 및 엔진 냉각수의 온도에 따라 냉간시 공회전 상승분을 산출하고, 그 산출한 공회전 상승분에 대응하게 엔진의 구동을 제어하여 초기 냉간시 프릭션을 저감하는 전자제어장치(ECU)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 "디젤자동차에서 변속기 프릭션 저감방법"은,

변속기의 변속시 토크 변화 및 변속 충격을 줄이기 위한 이상적인 목표 기어 신호와 터빈 속도를 캔(CAN) 통신을 통해 입력받아 변속 상태를 인식하는 단계와;

변속기의 오일 온도 및 엔진 냉각수의 온도를 검출하는 단계와;

상기 인식한 변속 상태와 검출한 변속기 오일 온도 및 엔진 냉각수의 온도에 따라 냉간시 공회전 상승분을 산출하는 단계와;

상기 산출한 아이들 회전수 상승분에 대응하게 엔진의 구동을 제어하여 초기 냉간시 프릭션을 줄이는 단계를 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.

이러한 본 발명에 따르면, 디젤엔진의 초기 냉간시 기어 변속 상태와 엔진 냉각수 및 변속기 오일의 온도를 검출하여 공회전을 보상함으로써, 차량의 냉간 상태에서 높은 점도의 엔진오일 및 변속기 오일의 프릭션을 감소시켜 최적의 냉간 시동을 구현할 수 있는 장점이 있다.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명을 설명하기에 앞서 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 1은 본 발명에 따른 "디젤자동차에서 변속기 프릭션 저감장치"의 구성을 보인 블록도로서, 참조부호 110은 변속기의 오일 온도를 검출하는 변속기 오일 온도센서를 나타내고, 참조부호 120은 엔진 냉각수의 온도를 검출하는 엔진 냉각수 온도센서를 나타낸다.

참조부호 130은 디젤자동차의 전체 동작을 제어하되, 상기 변속기의 변속시 토크 변화 및 변속 충격을 줄이기 위한 이상적인 목표 기어 신호와 터빈 속도를 캔(CAN) 통신을 통해 입력받아 변속 상태를 인식하고, 상기 인식한 변속 상태와 검출한 변속기 오일 온도 및 엔진 냉각수의 온도에 따라 냉간시 공회전 상승분을 산출하고, 그 산출한 공회전 상승분에 대응하게 엔진(140)의 구동을 제어하여 초기 냉간시 프릭션을 저감하는 전자제어장치(ECU)를 나타낸다.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 "디젤자동차에서 변속기 프릭션 저감장치"는, DC자동변속기의 경우 이상적인 목표 기어 신호(actual target gear signal)와 터빈 속도(turbine speed)를 캔(CAN) 통신을 통하여 전자제어장치(ECU)(130)에 전달한다. 여기서 기어위치가 P(정지)/N(대기)에서 D(드라이브)(또는, 후진(R))로의 변속상태일 경우에는 약간의 시간 지연을 갖고 전자제어장치(130)에 이상적인 목표 기어 신호와 터빈 속도 신호가 입력된다. 이것은 전자제어장치(130)의 입장에서 보면 최종 기어 신호의 계산은 실제 기어 변속보다도 느리게 되며, 이러한 이유는 실제 기어 상태를 좀 더 정밀하게 계산하고자 실제 기어 신호보다 먼저 이상적인 목표 기어 신호를 이용하여 토크 변화 및 변속시 발생하는 변속 충격을 줄이기 위한 것이다.

전자제어장치(130)는 입력되는 이상적인 목표 기어 신호와 터빈 속도를 분석하여 변속 상태를 인식하게 된다. 즉, 변속기의 위치가 P/N일 경우에 미션의 터빈 속도는 엔진 속도와 거의 유사한 값을 가진다. 그러나 변속상태일 경우에는 터빈 속도는 0rpm쪽으로 가까워진다. 이 상태를 전자제어장치(130)가 모니터링하여 실제 기어 비가 0단이고 터빈 속도가 엔진 속도보다 낮은 상태라면 비로소 P/N에서 D(또는, R) 단으로의 변속이라고 인식을 하게 된다.

변속 상태의 인식이 완료되면, 변속기 오일 온도 센서(110)와 엔진 냉각수 온도 센서(120)를 통해 각각 검출한 미션오일 온도와 냉각수 온도 데이터를 이용하여 냉간 변속시 최종 공회전을 상승분을 산출하고, 이를 이용하여 엔진(140)의 구 동을 제어함으로써 초기 냉간시 미션 및 엔진으로의 프릭션을 줄이게 되는 것이다.

도 2는 본 발명에 따른 "디젤자동차에서 변속기 프릭션 저감방법"을 보인 흐름도로서, 변속기의 변속시 토크 변화 및 변속 충격을 줄이기 위한 이상적인 목표 기어 신호와 터빈 속도를 캔(CAN) 통신을 통해 입력받아 변속 상태를 인식하는 단계(S101 ~ S103)와; 변속기의 오일 온도 및 엔진 냉각수의 온도를 검출하는 단계(S105 ~ S107)와; 상기 인식한 변속 상태와 검출한 변속기 오일 온도 및 엔진 냉각수의 온도에 따라 냉간시 공회전 상승분을 산출하는 단계(S109)와; 상기 산출한 아이들 회전수 상승분에 대응하게 엔진의 구동을 제어하여 초기 냉간시 프릭션을 줄이는 단계(S111)로 이루어진다.

이와 같이 이루어지는 본 발명에 따른 "디젤자동차에서 변속기 프릭션 저감방법"은, 단계 S101에서 DC자동변속기의 경우 이상적인 목표 기어 신호(actual target gear signal)와 터빈 속도(turbine speed)를 캔(CAN) 통신을 통하여 전자제어장치(ECU)에 전달한다. 여기서 기어위치가 P(정지)/N(대기)에서 D(드라이브)(또는, 후진(R))로의 변속상태일 경우에는 약간의 시간 지연을 갖고 전자제어장치에 이상적인 목표 기어 신호와 터빈 속도 신호가 입력된다. 이것은 전자제어장치의 입장에서 보면 최종 기어 신호의 계산은 실제 기어 변속보다도 느리게 되며, 이러한 이유는 실제 기어 상태를 좀 더 정밀하게 계산하고자 실제 기어 신호보다 먼저 이상적인 목표 기어 신호를 이용하여 토크 변화 및 변속시 발생하는 변속 충격을 줄이기 위한 것이다.

단계 S103 및 단계 S105에서 전자제어장치는 입력되는 이상적인 목표 기어 신호와 터빈 속도를 분석하여 변속 상태를 인식하게 된다. 즉, 변속기의 위치가 P/N일 경우에 미션의 터빈 속도는 엔진 속도와 거의 유사한 값을 가진다. 그러나 변속상태일 경우에는 터빈 속도는 0rpm쪽으로 가까워진다. 이 상태를 전자제어장치가 모니터링하여 실제 기어 비가 0단이고 터빈 속도가 엔진 속도보다 낮은 상태라면 비로소 P/N에서 D(또는, R)단으로의 변속이라고 인식을 하게 된다.

변속 상태의 인식이 완료되면, 단계 S107에서 변속기 오일 온도 센서와 엔진 냉각수 온도 센서를 통해 각각 미션오일 온도와 냉각수 온도를 검출하고, 단계 S109에서 그 검출한 미션오일 온도 데이터와 엔진 냉각수 온도 데이터를 이용하여 냉간 변속시 최종 공회전을 상승분을 산출하고, 단계 S111에서 이를 이용하여 엔진의 구동을 제어함으로써 초기 냉간시 미션 및 엔진으로의 프릭션을 줄이게 되는 것이다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

이상에서 상술한 본 발명에 따르면, 동절기시 엔진 RPM 보상을 이용하여 변속기 프릭션을 줄일 수 있는 장점이 있다.

또한, 디젤엔진의 초기 냉간시 엔진 냉각수 및 변속기 오일의 온도를 검출하 여 공회전(idle rpm)을 보상함으로써, 차량의 냉간 상태에서 높은 점도의 엔진오일 및 변속기 오일의 프릭션을 감소시켜 최적의 냉간 시동을 구현할 수 있는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 변속기의 오일 온도를 검출하는 변속기 오일 온도센서와;

   엔진 냉각수의 온도를 검출하는 엔진 냉각수 온도센서와;

   디젤자동차의 전체 동작을 제어하되, 상기 변속기의 변속시 토크 변화 및 변속 충격을 줄이기 위한 이상적인 목표 기어 신호와 터빈 속도를 캔(CAN) 통신을 통해 입력받아 변속 상태를 인식하고, 상기 인식한 변속 상태와 검출한 변속기 오일 온도 및 엔진 냉각수의 온도에 따라 냉간시 공회전 상승분을 산출하고, 그 산출한 공회전 상승분에 대응하게 엔진의 구동을 제어하여 초기 냉간시 프릭션을 저감하는 전자제어장치(ECU);로 이루어진 디젤자동차에서 변속기 프릭션 저감장치에 있어서,

   상기 변속 상태를 인식하는 전자제어장치(ECU)는,

   변속기의 위치가 P/N일 경우에 미션의 터빈 속도는 엔진 속도와 거의 유사한 값을 가지며, 변속상태일 경우 터빈 속도는 0rpm쪽으로 가까워지므로, 이 상태를 모니터링하여 실제 기어 비가 0단이고 터빈 속도가 엔진 속도보다 낮은 상태일 경우 P/N에서 D(또는, R)단으로의 변속이라고 인식을 하는 전자제어장치(ECU)인 것을 특징으로 하는 디젤자동차에서 변속기 프릭션 저감장치.
2. 삭제
3. 변속기의 변속시 토크 변화 및 변속 충격을 줄이기 위한 이상적인 목표 기어 신호와 터빈 속도를 캔(CAN) 통신을 통해 입력받아 변속 상태를 인식하는 단계와;

   변속기의 오일 온도 및 엔진 냉각수의 온도를 검출하는 단계와;

   상기 인식한 변속 상태와 검출한 변속기 오일 온도 및 엔진 냉각수의 온도에 따라 냉간시 공회전 상승분을 산출하는 단계와;

   상기 산출한 아이들 회전수 상승분에 대응하게 엔진의 구동을 제어하여 초기 냉간시 프릭션을 줄이는 단계;

   로 이루어진 디젤자동차에서 변속기 프릭션 저감방법에 있어서,

   상기 변속 상태를 인식하는 단계는,

   변속기의 위치가 P/N일 경우에 미션의 터빈 속도는 엔진 속도와 거의 유사한 값을 가지며, 변속상태일 경우 터빈 속도는 0rpm쪽으로 가까워지므로, 이 상태를 모니터링하여 실제 기어 비가 0단이고 터빈 속도가 엔진 속도보다 낮은 상태일 경우 P/N에서 D(또는, R)단으로의 변속이라고 인식을 하는 단계임을 특징으로 하는 디젤자동차에서 변속기 프릭션 저감방법.
4. 삭제

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