KR100986058B1

KR100986058B1 - 자동 변속기의 고장 진단 방법

Info

Publication number: KR100986058B1
Application number: KR1020040111288A
Authority: KR
Inventors: 김진석
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2004-12-23
Filing date: 2004-12-23
Publication date: 2010-10-07
Also published as: KR20060072607A

Abstract

본 발명은 3개의 싱글 피니언 유성기어셋트를 갖는 자동변속기에서, 리버스 브레이크의 소착에 의한 고장을 진단하여 변속기와 엔진의 출력을 제어할 수 있도록;

토크 컨버터를 통하여 엔진 출력측에 연결되는 입력축 상에 제1,2,3 싱글 피니언 유성기어셋트가 구성되어 다수의 전진 변속단 및 하나의 후진 변속단을 구현하도록 조합되는 자동 변속기에 있어서,

상기 자동 변속기의 중립단(N) 조작 상태에서, 상기 제1싱글 피니언 유성기어셋트의 제1유성 캐리어와 제3싱글 피니언 유성기어셋트의 제3링기어를 고정적으로 연결하는 동력전달부재(M3)의 회전수와 출력축의 회전수를 검출하여 상기 동력전달부재에 대한 출력축의 회전수 비 값의 절대값을 산출하고, 상기 검출에 의해 산출된 절대값과, 상기 자동 변속기의 후진단(R) 시의 상기 동력전달부재에 대한 출력축 회전수 비 값으로 설정된 비교값과의 차가 일정오차범위 내에 있으면, 상기 자동 변속기 내 리버스 브레이크의 고장으로 판단하여 상기 자동 변속기가 중립단(N)으로 조작됨과 동시에, 그 중립단의 제어요소를 해제시키고, 엔진은 무부하 상태로 제어하는 것을 특징으로 하는 자동 변속기의 고장 진단 방법을 제공한다.

자동 변속기. 고장 진단 방법, 리버스 브레이크

Description

자동 변속기의 고장 진단 방법{A 6TH-SPEED POWER TRAIN OF AN AUTOMATIC TRANSMISSION}

도 1은 본 발명이 적용되는 일반적인 후륜 5속 자동 변속기의 구성 단면도,

도 2는 도 1의 후륜 5속 자동 변속기의 파워 트레인의 구성도,

도 3은 도 1의 후륜 5속 자동 변속기의 작동 요소표,

도 4는 도 1의 후륜 5속 자동 변속기의 파워 트레인의 중립단에서의 동력 전달경로를 도시한 상태도,

도 5는 도 1의 후륜 5속 자동 변속기의 파워 트레인의 후진단에서의 동력 전달경로를 도시한 상태도,

도 6은 도 2에서 도시한 각 동력전달부재의 중립단과 후진단에서의 회전수를 나타내는 표, 및

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 자동 변속기의 고장 진단 방법에 따른 제어 흐름도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

2; 입력축 4; 변속기 케이스

(PG1)(PG2)(PG3); 제1,2,3 싱글 피니언 유성기어셋트

(OWC1); 제1원웨이 클러치 (OWC3); 제3원웨이 클러치

(OWC2); 포워드 원웨이 클러치 (F/B); 프론트 밴드 브레이크

(FWD/B); 포워드 브레이크 (LC/B); 로우 코우스트 브레이크

(I/C); 인풋 클러치 (HL&R/C); 하이로우 앤 리버스 클러치

(D/C); 다이렉트 클러치 (REV/B); 리버스 브레이크

(M3); 동력전달부재 (M_OUT); 출력축

본 발명은 차량용 자동 변속기의 고장 진단 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 3개의 싱글 피니언 유성기어셋트를 갖는 자동변속기에서, 리버스 브레이크의 소착에 의한 고장을 제어 알고리즘을 통하여 진단할 수 있도록 하는 자동변속기의 고장 진단 방법에 관한 것이다.

예컨대, 자동 변속기의 다단 변속기어 메카니즘은, 복수의 유성기어셋트의 조합으로 파워 트레인를 이루며, 이러한 복수의 유성기어셋트가 조합된 자동 변속기의 파워 트레인은 엔진 토크를 변환하여 전달하는 토크 컨버터로부터 회전동력이 입력되면 이를 다단으로 변속하여 출력측으로 전달하는 기능을 수행하게 된다.

이러한 자동 변속기의 파워 트레인의 일례로, 도 1에서는 3개의 싱글 피니언 유성기어셋트를 조합하여 파워 트레인을 구성한 후륜 5속 자동 변속기를 도시하고 있다.

먼저, 상기한 후륜 5속 자동 변속기의 파워 트레인을 간단하게 살펴보면, 도 2에서 도시한 바와 같이, 토크 컨버터를 통하여 엔진 출력측에 연결되는 입력축(2)상에 제1,2,3 싱글 피니언 유성기어셋트(PG1)(PG2)(PG3)가 구성되어 전진 5속 및 후진 1속의 변속단을 구현하도록 조합된다.

상기 제1싱글 피니언 유성기어셋트(PG1)는 제1선기어(S1)와, 제1링기어(R1)와, 이들 제1선기어(S1)와 제1링기어(R1) 사이에 치합되는 제1유성기어(P1)을 회전 가능하게 지지하여 주는 프론트 유성 캐리어(PC1)를 포함한다.

상기 제2싱글 피니언 유성기어셋트(PG2)는 제2선기어(S2)와, 제2링기어(R2)와, 이들 제2선기어(S2)와 제2링기어(R2) 사이에 치합되는 제2유성기어(P2)을 회전 가능하게 지지하여 주는 미드 유성 캐리어(PC2)를 포함한다.

상기 제3싱글 피니언 유성기어셋트(PG3)는 제3선기어(S3)와, 제3링기어(R3)와, 이들 제3선기어(S3)와 제3링기어(R3) 사이에 치합되는 제3유성기어(P3)을 회전 가능하게 지지하여 주는 리어 유성 캐리어(PC3)를 포함한다.

상기 제1,2,3싱글 피니언 유성기어셋트(PG1)(PG2)(PG3)의 배열은 변속기 전측으로부터 제1,2,3 싱글 피니언 유성기어셋트(PG1)(PG2)(PG3)의 순서로 배치되며, 상기 작동요소들 중, 프론트 유성 캐리어(PC1)와 제3링기어(R3), 제2링기어(R2)와 제3유성 캐리어(PC3)는 각각 고정적으로 연결된다.

그리고 상기 제1선기어(S1)는 제3원웨이 클러치(OWC3)를 통하여 변속기 케이스(4)에 연결된 동시에, 프론트 밴드 브레이크(F/B)를 통하여 변속기 케이스(4)에 연결된다.

상기 제1링기어(R1)은 상기 입력축(2)에 고정적으로 연결되어 상시 입력요소로 작동한다.

상기 제2선기어(S2)는 변속기 케이스(4)에 직렬로 연결되는 포워드 브레이크(FWD/B)와 포워드 원웨이 클러치(OWC2)에 연결되며, 동시에 상기 포워드 브레이크(FWD/B)에 이웃하여 변속기 케이스(4)에 병렬로 구성되는 로우 코우스트 브레이크(LC/B)와도 연결된다.

그리고 상기 제2유성캐리어(PC2)는 출력요소로 구성되며, 제2링기어(R2)는 인풋 클러치(I/C)를 통하여 상기 입력축(2)과 가변 연결되어 가변 입력요소로 작동한다.

상기 제3선기어(S3)는 상기 제2선기어(S2)와의 사이에 제1원웨이 클러치(OWC1) 및 하이 로우 앤 리버스 클러치(HL&R/C)가 개재되며, 동시에 다이렉트 클러치(D/C)를 통하여 제3유성 캐리어(PC3)와 연결된다.

그리고 상기 제3유성 캐리어(PC3)는 리버스 브레이크(REV/B)를 통하여 변속기 케이스(4)에 연결된다.

이러한 구성을 갖는 후륜 5속 자동 변속기의 파워 트레인을 각 단별로 변속 구동시키기 위해서는, 도 3에서 도시한 바와 같은 작동 요소표에서와 같이, 해당 변속단에서 해당 브레이크 및 클러치에 유압이 공급되어 이를 작동시키게 된다.

그 작동예로, 도 4에서와 같이, 중립단(N)에서는 하이 로우 앤 리버스 클러치(HL&R/C)와 프론트 브레이크(F/B)가 작동하게 되며, 도 5에서와 같이, 후진단(R)에서는 리버스 브레이크(REV/B)와 제1, 제3원웨이 클러치(OWC1,OWC3)가 작동하게 된다.

그런데, 상기와 같은 3개의 싱글 피니언 유성기어셋트(PG1,PG2,PG3)를 갖는 후륜 5속 자동 변속기의 경우, 상기 리버스 브레이크(REV/B)가 소착되어 고장나는 경우, 변속레버를 중립단(N)으로 조작하였음에도 불구하고, 파워 트레인이 후진단(R)의 조작과 동일한 동력 전달경로를 형성하여 원치 않는 후진 구동이 이루어지는 문제점을 내포하고 있다.

즉, 이러한 파워 트레인의 각 단별로의 변속 중에서, 상기 도 4에서와 같이, 중립단(N)에서는 하이 로우 앤 리버스 클러치(HL&R/C)와 프론트 브레이크(F/B)가 작동하게 되는데, 만약 도 5에서와 같이, 후진단(R)에서 유압에 의해 작동하는 리버스 브레이크(REV/B)가 소착된 상태에서는 상기 자동 변속기의 중립단(N)의 작동 시의 작동요소가 상기 후진단(R)에서의 작동요소와 동일하게 작동하게 되어 차량이 원치 않은 후진 구동을 하게 되는 것이다.

따라서, 본 발명은 상기 종래 기술의 문제점을 해겨하기 위하여 발명된 것으로서, 본 발명의 목적은 3개의 싱글 피니언 유성기어셋트를 갖는 자동변속기에서, 리버스 브레이크의 소착에 의한 고장을 진단하여 변속기와 엔진의 출력을 제어할 수 있도록 그 제어 알고리즘에 의한 자동변속기의 고장 진단 방법을 제공하는 것이다.

상기의 목적을 실현하기 위한 본 발명의 자동 변속기의 고장 진단 방법은 토 크 컨버터를 통하여 엔진 출력측에 연결되는 입력축 상에 제1,2,3 싱글 피니언 유성기어셋트가 구성되어 다수의 전진 변속단 및 하나의 후진 변속단을 구현하도록 조합되는 자동 변속기에 있어서,

상기 자동 변속기의 중립단(N) 조작 상태에서, 상기 제1싱글 피니언 유성기어셋트의 제1유성 캐리어와 제3싱글 피니언 유성기어셋트의 제3링기어를 고정적으로 연결하는 동력전달부재(M3)의 회전수와 출력축의 회전수를 검출하여 상기 동력전달부재에 대한 출력축의 회전수 비 값의 절대값을 산출하고, 상기 검출에 의해 산출된 절대값과, 상기 자동 변속기의 후진단(R) 시의 상기 동력전달부재에 대한 출력축 회전수 비 값으로 설정된 비교값과의 차가 일정오차범위 내에 있으면, 상기 자동 변속기 내 리버스 브레이크의 고장으로 판단하여 상기 자동 변속기가 중립단(N)으로 조작됨과 동시에, 그 중립단의 제어요소를 해제시키고, 엔진은 무부하 상태로 제어하는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 제1실시예를 첨부한 도면을 참조하여 더욱 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명이 적용되는 후륜 5속 자동 변속기의 파워 트레인의 일례를 도시한 구성도이고, 도 3은 그 작동 요소표이며, 도 4와 도 5는 상기 후륜 5속 자동 변속기의 파워 트레인의 중립단(N) 및 후진단(R)에서의 동력 전달경로를 도시한 상태도이다.

즉, 본 발명이 적용되는 후륜 5속 자동 변속기의 경우, 상기에 언급한 바와 같이, 토크 컨버터를 통하여 엔진 출력측에 연결되는 입력축(2)상에 제1,2,3 싱글 피니언 유성기어셋트(PG1)(PG2)(PG3)가 구성되어 전진 5속 및 후진 1속의 변속단을 구현하도록 조합된다.

그리고 상기 제1선기어(S1)는 제3원웨이 클러치(OWC3)를 통하여 변속기 케이스(4)에 연결된 동시에, 밴드 브레이크로 이루어지는 프론트 브레이크(F/B)를 통하여 변속기 케이스(4)에 연결된다.

본 발명은 이러한 구성을 갖는 파워 트레인의 각 변속단별로의 변속 중에서, 상기에서 언급한 바와 같이, 후진단(R)에서 유압에 의해 작동하는 리버스 브레이크(REV/B)가 소착된 상태로, 상기 자동 변속기의 중립단(N)의 작동 시, 원치 않은 후진 구동을 방지하기 위한 제어 알고리즘을 수립하게 된다.

즉, 본 발명은, 도 6에서 도시한 바와 같이, 상기 자동 변속기의 중립단(N) 과 후진단(R)에서, 상기 리버스 브레이크(REV/B)가 정상적으로 작동할 경우에는 상기 제1싱글 피니언 유성기어셋트(PG1)의 제1유성 캐리어(PC1)와 제3싱글 피니언 유성기어셋트(PG3)의 제3링기어(R3)를 고정적으로 연결하는 동력전달부재(M3)의 회전수가 동일하며, 출력축(M_OUT)의 회전수는 다르게 나타난다.

그러나, 상기 리버스 브레이크(REV/B)가 소착되어 상시 작동하게 되는 경우에는, 상기 자동 변속기의 중립단(N)은 후진단(R)과 동일한 동력 전달경로를 형성하게 된다. 즉, 상기 자동 변속기를 중립단(N)으로 변속레버를 조작하였을 때, 그 때의 상기 동력전달부재(M3)와 출력축(M_OUT)의 회전수는 동일하게 나타나게 된다.

이러한 점에 착안하여 본 발명은 상기 리버스 브레이크(REV/B)가 소착되어 상시 작동하게 되는 경우, 상기 자동 변속기가 중립단(N)으로 조작된 상태에서, 그 때의 상기 동력전달부재(M3)에 대한 출력축(M_OUT)의 회전수 비 값의 절대값이 상기 자동 변속기의 후진단(R) 시의 상기 동력전달부재(M3)에 대한 출력축(M_OUT) 회전수 비 값으로 설정된 비교값과의 차가 일정오차범위 내에 있을 때, 상기 자동 변속기 내 리버스 브레이크(REV/B)의 고장으로 진단할 수 있을 것이다.

따라서, 이러한 회전수 비 값을 이용하는 본 발명의 자동 변속기의 고장 진단 방법은 먼저, 상기 자동 변속기가 중립단(N)으로의 조작 상태인가를 판단하게 된다.(S10)

상기 자동 변속기가 중립단(N)인 경우, 상기 제1싱글 피니언 유성기어셋트(PS1)의 제1유성 캐리어(PC1)와 제3싱글 피니언 유성기어셋트(PG3)의 제3링기어 (R3)를 고정적으로 연결하는 동력전달부재(M3)의 회전수와 출력축(M_OUT)의 회전수를 검출한다.

여기서, 상기 동력전달부재(M3)의 회전수는, 도 2에서 도시한 바와 같이 상기 동력전달부재(M3)에 대응하여 설치되는 제1회전수 검출센서(RS1)를 통하여 검출하게 되며, 출력축(M_OUT)의 회전수는 상기 출력축(M_OUT)에 대응하여 설치되는 제2회전수 검출센서(RS2)를 통하여 검출한다.

상기와 같이, 검출된 동력전달부재(M3)와 출력축(M_OUT)의 회전수를 이용하여 상기 동력전달부재(M3)에 대한 출력축(M_OUT)의 회전수 비 값의 절대값을 산출한다.(S30)

이 때, 산출된 절대값은 만약 리버스 브레이크(REV/B)가 소작딘 경우라면, 약 1.72 정도로 나타난다.

이어서, 산출된 상기 동력전달부재(M3)에 대한 출력축(M_OUT)의 회전수 비 값의 절대값과, 상기 자동 변속기의 후진단(R) 시의 상기 동력전달부재(M3)에 대한 출력축(M_OUT) 회전수 비 값으로 미리 설정된 비교값(1.72)과의 차가 일정오차범위 미만인가를 판단한다.(S40)

여기서, 상기 비교값은 상기 자동 변속기의 리버스 브레이크(REV/B)가 소착된 상태에서, 그 중립단(N)에서의 상기 동력전달부재(M3)에 대한 출력축(M_OUT)의 회전수 비 값의 절대값과 동일한 값으로 나타난다.

그리고 상기 단계(S10)와 단계(S40)에서 그 조건을 만족하지 않으면, 정상적으로 제어하게 되며,(S50) 상기 단계(S10)와 단계(S40)의 조건을 동시에 만족하는 경우에는 상기 자동 변속기 내 리버스 브레이크(REV/B)의 고장으로 진단하여 상기 자동 변속기의 중립단(N)의 제어요소를 해제시키고, 엔진은 무부하 상태로 운전되도록 상기 자동 변속기와 엔진을 제어한다.(S60)

또한, 상기 자동 변속기의 중립단 제어요소는 상기 제1싱글 피니언 유성기어셋트(PG1)의 제1선기어(S1)를 변속기 케이스(4)에 연결하는 프론트 밴드 브레이크(F/B)인 것이 바람직하다.

그리고 상기 엔진의 무부하 상태 제어는 엑셀 궤도와 상관없이 연료량 공급을 제어하여 엔진을 아이들 RPM 상태로 제어하는 것을 말한다.

이상에서와 같이 본 발명의 자동 변속기의 고장 진단 방법에 의하면, 3개의 싱글 피니언 유성기어셋트를 갖는 자동 변속기에서, 리버스 브레이크의 소착에 의한 고장을 제1유성 캐리어와 제3링기어를 연결하는 동력전달부재에 대한 출력축의 회전수 비를 이용하여 진단함으로써, 조기에 자동 변속기 및 엔진을 고장모드로 제어할 수 있도록 하여 안전사고의 위험을 배제할 수 있도록 하는 효과가 있다.

Claims

토크 컨버터를 통하여 엔진 출력측에 연결되는 입력축 상에 제1,2,3 싱글 피니언 유성기어셋트가 구성되어 다수의 전진 변속단 및 하나의 후진 변속단을 구현하도록 조합되는 자동 변속기에 있어서,

상기 자동 변속기의 중립단(N) 조작 상태에서, 상기 제1싱글 피니언 유성기어셋트의 제1유성 캐리어와 제3싱글 피니언 유성기어셋트의 제3링기어를 고정적으로 연결하는 동력전달부재(M3)의 회전수와 출력축의 회전수를 검출하여 상기 동력전달부재에 대한 출력축의 회전수 비 값의 절대값을 산출하고, 상기 검출에 의해 산출된 절대값과, 상기 자동 변속기의 후진단(R) 시의 상기 동력전달부재에 대한 출력축 회전수 비 값으로 설정된 비교값과의 차가 일정오차범위 내에 있으면, 상기 자동 변속기 내 리버스 브레이크의 고장으로 판단하여 상기 자동 변속기가 중립단(N)으로 조작됨과 동시에, 그 중립단의 제어요소를 해제시키고, 엔진은 무부하 상태로 제어하는 것을 특징으로 하는 자동 변속기의 고장 진단 방법.
청구항 1에 있어서, 상기 비교값은

상기 자동 변속기의 리버스 브레이크(REV/B)가 소착된 상태에서, 그 중립단에서의 상기 동력전달부재에 대한 출력축의 회전수 비 값의 절대값으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동 변속기의 고장 진단 방법.
청구항 1에 있어서, 상기 자동 변속기의 중립단 제어요소는

상기 제1싱글 피니언 유성기어셋트의 제1선기어를 변속기 케이스에 연결하는 프론트 밴드 브레이크(F/B)인 것을 특징으로 하는 자동 변속기의 고장 진단 방법.
청구항 1에 있어서, 상기 엔진의 무부하 상태 제어는

엑셀 궤도와 상관없이 연료량 공급을 제어하여 엔진을 아이들 RPM 상태로 제어하는 것을 특징으로 하는 자동 변속기의 고장 진단 방법.
토크 컨버터를 통하여 엔진 출력측에 연결되는 입력축 상에 제1,2,3 싱글 피니언 유성기어셋트가 구성되어 다수의 전진 변속단 및 하나의 후진 변속단을 구현하도록 조합되는 자동 변속기에 있어서,

상기 자동 변속기가 중립단(N)으로의 조작 상태인가를 판단하는 제1단계;

상기 제1싱글 피니언 유성기어셋트의 제1유성 캐리어와 제3싱글 피니언 유성기어셋트의 제3링기어를 고정적으로 연결하는 동력전달부재(M3)의 회전수와 출력축의 회전수를 검출하는 제2단계;

상기 동력전달부재에 대한 출력축의 회전수 비 값의 절대값을 산출하는 제3단계;

상기 검출에 의해 산출된 절대값과, 상기 자동 변속기의 후진단(R) 시의 상기 동력전달부재에 대한 출력축 회전수 비 값으로 설정된 비교값과의 차가 일정오차범위 미만인가를 판단하는 제4단계;

상기 제1단계와 제4단계에서 그 조건을 만족하지 않으면, 정상적으로 제어하는 제5단계; 및

상기 제1단계와 제4단계의 조건을 동시에 만족하는 경우, 상기 자동 변속기 내 리버스 브레이크의 고장으로 진단하여 상기 자동 변속기의 중립단의 제어요소를 해제시키고, 엔진은 무부하 상태로 운전되도록 제어하는 제6단계;로 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동 변속기의 고장 진단 방법
청구항 5에 있어서, 상기 비교값은

상기 자동 변속기의 리버스 브레이크(REV/B)가 소착된 상태에서, 그 중립단에서의 상기 동력전달부재에 대한 출력축의 회전수 비 값의 절대값으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동 변속기의 고장 진단 방법.
청구항 5에 있어서, 상기 자동 변속기의 중립단 제어요소는

상기 제1싱글 피니언 유성기어셋트의 제1선기어를 변속기 케이스에 연결하는 프론트 밴드 브레이크(F/B)인 것을 특징으로 하는 자동 변속기의 고장 진단 방법.
청구항 5에 있어서, 상기 엔진의 무부하 상태 제어는

엑셀 궤도와 상관없이 연료량 공급을 제어하여 엔진을 아이들 RPM 상태로 제어하는 것을 특징으로 하는 자동 변속기의 고장 진단 방법.