KR101251364B1

KR101251364B1 - 자동변속기 파워오프 업시프트시 일방향 클러치 충격 제어방법

Info

Publication number: KR101251364B1
Application number: KR1020060056149A
Authority: KR
Inventors: 오세풍
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2006-06-22
Filing date: 2006-06-22
Publication date: 2013-04-05
Also published as: KR20070121294A

Abstract

본 발명은 자동변속기 파워오프 업시프트시 일방향 클러치 충격 제어방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 액셀 페달 오프시 역구동에 의하여 발생하는 엔진rpm과 터빈rpm의 거동을 이용하여 일방향 클러치충격 발생시점을 정확히 알아내어 엔진제어 토크를 실시하는 방법에 관한 것이다.

본 발명에 따른 자동변속기 파워오프 업시프트시 일방향 클러치 충격 제어방법은 자동변속기에서 킥다운 변속요구에 따라 저속으로 변속을 완료한 후에 액셀 페달에서 발을 떼는 LFU(Lift Foot Up)으로 업시프트하는 도중에 엔진rpm과 터빈rpm의 상호 슬립량의 변화량(미분값,(A(t)))을 계산하는 단계와, 상기 A(t)에서 그 이전시점에서 슬립량의 변화량(A(t-1))을 뺀 값을 문턱값(B)과 비교하여 일방향 클러치 충격 시점을 찾아내는 단계와, 상기 A(t)-A(t-1) > B인 경우에 엔진토크 제어를 수행하여 업시프트중 일방향 클러치 충격에 대한 엔진토크를 안정되게 제어하는 단계를 포함한다.

업시프트, 일방향 클러치 충격, 엔진rpm, 터빈rpm, 슬립량

Description

자동변속기 파워오프 업시프트시 일방향 클러치 충격 제어방법{One-Way Cluch Shock Controlling Method at Power-Off Up-Shift of AT}

도 1은 일반적인 파워오프 업시프트시 일방향 클러치 충격 발생 거동의 예를 나타내는 도면,

도 2는 정구동에서 역구동으로 바뀌는 순간 엔진rpm과 터빈rpm의 슬립량 거동을 나타내는 도면,

도 3은 본 발명에 따른 일방향 클러치 충격 제어장치의 구성도,

도 4는 본 발명에 따른 일방향 클러치 충격 제어방법의 순서도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

32: TCU 34: ECU

36: 엔진rpm 검출부 38: 터빈rpm 검출부

본 발명은 자동변속기 파워오프(power-off) 업시프트(up-shift)시 일방향 클러치 충격 제어방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 액셀 페달 오프시 역구동에 의하여 발생하는 엔진rpm과 터빈rpm의 거동을 이용하여 일방향 클러치(OWC) 충격 발생시점을 정확히 알아내어 엔진제어 토크를 실시하는 방법에 관한 것이다.

차량용 자동변속기는 차량의 주행속도와 부하에 따라 변속비를 자동으로 조절하는 변속제어장치를 구비하고 있다.

상기 변속제어장치는 기어 트레인에 설치된 다수개의 클러치 및 브레이크를 작동 또는 미작동 상태로 제어하여 유성기어장치의 출력단 회전수를 조절하여 변속을 수행하게 된다.

상기 클러치 및 브레이크는 유압의 작동에 의하여 연결되므로 유압의 맥동 및 그 크기에 의하여 변속시 충격을 발생시키는 필연적인 구조로 되어 있다.

이를 보완하기 위하여 유압에 의한 작동이 아니고 기계적으로 각 요소를 결합시켜 주는 요소가 존재하는데 이것이 바로 원웨이클러치(이하 '일방향 클러치')이다.

즉, 일방향 클러치는 업시프트(up-shift)시의 변속 충격을 방지하기 위해, 그리고 특히 낮은 기어 속력에서 엔진 브레이크에 의해 발생하는 감속 느낌을 제거하기 위해 특정 기어 속력에서 사용된다.

상기 일방향 클러치 기어 속력으로부터 보다 높은 기어 속력으로의 업시프트는 하나의 마찰 변속 결합 요소의 상태를 미결합 상태에서 결합 상태로 변경함으로써 달성된다.

그리고 자동변속기는 차속과 스로틀밸브의 개도 변화에 따라 임의의 목표 변속단으로 변속 제어가 수행될 시 목표 변속단에 적합한 엔진토크 유지를 위한 엔진 토크 저감(Engine Torque Reduction) 제어가 현재의 변속단을 기준으로 하여 제어를 수행하도록 설정된다.

예를 들어 도 1에서와 같이 현재의 변속단이 4속을 유지하는 주행상태에서 운전자의 급가속을 요구하는 목표 변속단이 2속인 킥다운(kick down 변속 명령이 입력되면 변속제어장치는 4 → 2 엔진 토크 저감 맵을 참조하여 엔진 토크 저감량과 시간을 결정한 다음 변속 제어를 수행한다.

운전자의 4 → 2 킥다운 변속요구에 따라 목표 변속단인 2속으로 변속을 완료한 상태에서 운전자가 액셀 페달에서 발을 떼는 LFU(Lift Foot Up)으로 2 → 4 업시프트 변속 요구가 검출되면 변속제어장치는 2속에서 목표 변속단인 4속으로 스킵 변속을 제어한다.

이와 같이 자동변속기의 업시트프 변속중 파워오프 업시프트(가속중 액셀 페달을 리프트하여 업시프트시킴) 실시하는 경우에 동력전달 방향이 구동방향에서 역전이 되므로 엔진 브레이크 현상 시작과 동시에 변속기 내부의 일방향 클러치 충격이 발생한다.

상기 파워오프는 액셀 페달을 밟는 힘을 완화해 스로틀밸브를 닫는 것을 의미하고, 스로틀밸브를 열고 닫는 정도에 따라 자동차의 구동력이 달라지고 가속 또는 감속이 이뤄진다.

상기 변속기 내부의 일방향 클러치 충격을 제어하기 위하여 종래에는 터빈 속도(speed)의 변화량을 계측하여 일방향 클러치 충격 시점을 예측하고 엔진토크 제어(ETR: 충격순간 스파크 진각량 제어) 시점과 기간을 정하였다.

그러나 종래의 일방향 클러치 충격 제어방법은 정확한 일방향 클러치 충격 시점을 찾기가 어려워서 실제로는 진각시점을 필요 이상 빨리 시작하고 진각제어 기간을 길게 취하거나, 진각제어를 실시하지 아니하므로), 변속충격을 효과적으로 감소시키기에는 어려운 면이 많은 문제점이 있었다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 액셀 페달 오프시 역구동에 의하여 발생하는 엔진rpm과 터빈rpm의 거동을 이용하여 일방향 클러치 충격 발생시점을 정확히 찾아내고 그 시점에서 엔진토크 제어를 하여 변속충격을 효과적으로 감소시킬 수 있는 자동변속기 파워오프 업시프트시 일방향 클러치 충격 제어방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 자동변속기 파워오프 업시프트시 일방향 클러치 충격 제어방법은 자동변속기에서 킥다운 변속요구에 따라 저속으로 변속을 완료한 후에 액셀 페달에서 발을 떼는 LFU(Lift Foot Up)으로 업시프트하는 도중에 엔진rpm과 터빈rpm의 상호 슬립량의 변화량(미분값,(A(t)))을 계산하는 단계와, 상기 A(t)에서 그 이전시점에서 슬립량의 변화량(A(t-1))을 뺀 값을 문턱값(B)과 비교하여 일방향 클러치 충격 시점을 찾아내는 단계와, 상기 A(t)-A(t-1) > B인 경우에 엔진토크 제어를 수행하여 업시프트중 일방향 클러치 충격에 대한 엔진토크를 안정되게 제어하는 단계를 포함한다.

이하 본 발명의 실시예에 대하여 첨부된 도면을 참고로 그 구성 및 작용을 설명하기로 한다.

도 2는 정구동에서 역구동으로 바뀌는 순간 엔진rpm과 터빈rpm의 슬립량 거 동을 나타내는 도면이다.

현재의 변속단이 4속을 유지하는 주행상태에서 운전자의 급가속을 요구하는 목표 변속단이 2속인 킥다운 변속 명령이 입력되면 변속제어장치는 4 → 2 엔진 토크 저감 맵을 참조하여 엔진토크 저감량과 시간을 결정한 다음 변속 제어를 수행한다.

운전자의 4 → 2 킥다운 변속요구에 따라 목표 변속단인 2속으로 변속을 완료한 상태에서 운전자가 액셀 페달에서 발을 떼는 LFU로 2 → 4 업시프트 변속 요구가 검출되면, 변속제어장치는 2속에서 목표 변속단인 4속으로 스킵 변속을 제어한다.

이와 같이 LFU에 의해 2속에서 4속으로 변속이 진행되는 도중, 즉 액셀 페달 오프에 의해 정구동에서 역구동으로 바뀌는 순간 역구동에 의하여 엔진rpm과 터빈rpm의 상호 슬립량이 거의 없어지는 특성을 보이다가 일방향 클러치 충격 순간에 갑자기 상호 슬립량이 증가하는 현상이 발생한다.

도 3은 본 발명에 따른 일방향 클러치 충격 제어장치의 구성도이다.

도시된 바와 같이, 엔진rpm 검출부(36), 터빈rpm 검출부(38), TCU(32) 및 ECU(34)를 포함하여 구성된다.

엔진rpm 검출부(36)는 크랭크 샤프트의 회전수로부터 현재의 엔진 속도를 검출하여 그에 대한 전기적인 신호를 출력한다.

터빈rpm 검출부(38)는 현재 터빈의 rpm을 검출하여 그에 대한 전기적인 신호를 출력한다.

TCU(32)는 엔진rpm 검출부(36)와 터빈rpm검출부(38)에서 출력한 특정시점(t)에서의 엔진rpm과 터빈rpm의 상호 슬립량의 변화량(미분값)(A(t))을 계산하고, 그 슬립량의 변화량(A(t))에서 이전 슬립량의 변화량(A(t-1))을 빼서 그 뺀 값이 문턱값(B)보다 큰 경우에 엔진토크 제어를 수행한다.

ECU(34)는 상기 TCU(32)로부터 요구되는 엔진토크 제어에 따라 연소실에 유입되는 연료량과 분사 시기 등을 조정하여 업시프트중 일방향 클러치 충격에 대한 엔진토크를 안정되게 제어한다.

도 4는 본 발명에 따른 일방향 클러치 충격 제어방법의 순서도이다.

먼저, 엔진rpm 검출부(36)와 터빈rpm 검출부(38)는 특정시점(t)에서 엔진의 rpm과 터빈의 rpm을 검출하여 그에 대한 전기적인 신호를 TCU(32)에 출력한다(S402).

상기 TCU(32)는 엔진rpm과 터빈rpm의 상호 슬립량의 변화량(미분값,(A(t)))을 수학식 1을 이용하여 계산한다(S404).

[수학식 1]

A(t)={슬립량(t)-슬립량(t-1)}/dt

다음 상기 TCU(32)는 특정시점에서 슬립량의 변화량(A(t))에서 그 이전시점에서 슬립량의 변화량(A(t-1))을 뺀 값이 문턱값(B)보다 큰 지 판단한다(S406).

즉, A(t)-A(t-1)와 B을 비교하여 일방향 클러치 충격 시점을 찾아낸다.

상기 TCU(32)는 A(t)-A(t-1) > B 이면 그 특정시점이 일방향 클러치 충격 시점이므로 ECU(34)를 제어하여 엔진토크 제어를 수행하고, ECU(34)는 TCU(32)로부터 요구되는 엔진토크 제어에 따라 연소실에 유입되는 연료량과 분사 시기 등을 조정하여 업시프트중 일방향 클러치 충격에 대한 엔진토크를 안정되게 제어한다(S408).

상기 S406단계에서 A(t)-A(t-1) > B가 아니면 그 특정시점이 일방향 클러치 충격 시점이 아니므로 S402단계로 되돌아가 엔진rpm과 터빈rpm의 검출을 수행한다.

상기 S406단계에서 엔진토크 제어를 한 후에, 특정시점에서 슬립량의 변화량(A(t))에서 그 이전시점에서 슬립량의 변화량(A(t-1))을 뺀 값이 최소값(C)보다 작은지 판단한다(S410).

즉, A(t)-A(t-1)과 C를 비교하여 엔진토크 제어를 다시 해야 하는지 판단한다.

여기서 문턱값(B)과 최소값(C)은 각각 매칭 변수로서 다수의 실험을 통해 결정되는 변수이고 항상 B > C이며, C는 엔진토크 제어가 필요한 최소값이다.

상기 TCU(32)는 A(t)-A(t-1) > C 이면 엔진토크 제어가 더 필요하므로 S408단계로 되돌아가 엔진토크 제어를 하고, A(t)-A(t-1) < C 이면 그 엔진토크 제어를 더 필요로 하지 않으므로 엔진토크 제어를 종료한다.

이상에서와 같이, 도 3의 제어장치와 도 2에 설명한 엔진rpm과 터빈rpm의 독특한 거동을 이용하여 일방향 클러치 충격 순간 갑자기 상호 슬립량이 증가하는 현상을 피드백으로 비교 추적해서 정확한 일방향 클러치 충격 발생시점을 찾아낸다.

이로 인하여 정확한 엔진토크 제어 개시시점과 유지시간을 매칭하며 변속충격을 감소시킬 수 있다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 의하면, 액셀 페달 오프시 역구동에 의하여 발생하는 엔진rpm과 터빈rpm의 거동을 이용하여 일방향 클러치 충격 발생시점을 정확히 찾아내고 그 시점에서 엔진토크 제어를 하여 변속충격을 효과적으로 감소시킬 수 있다.

Claims

자동변속기에서 킥다운 변속요구에 따라 저속으로 변속을 완료한 후에 액셀 페달에서 발을 떼는 LFU(Lift Foot Up)으로 업시프트하는 도중에 엔진rpm과 터빈rpm의 상호 슬립량의 변화량(미분값,(A(t)))을 계산하는 단계와,

상기 A(t)에서 그 이전시점에서 슬립량의 변화량(A(t-1))을 뺀 값을 문턱값(B)과 비교하여 일방향 클러치 충격 시점을 찾아내는 단계와,

상기 A(t)-A(t-1) > B인 경우에 엔진토크 제어를 수행하여 업시프트중 일방향 클러치 충격에 대한 엔진토크를 안정되게 제어하는 단계를 포함하는 자동변속기 파워오프 업시프트시 일방향 클러치 충격 제어방법.
제 1 항에 있어서,

상기 엔진토크 제어를 한 후에, A(t)-A(t-1)를 엔진토크 제어 최소값(C)과 비교하여 엔진토크 재제어가 필요한지 판단하는 단계를 더 수행하고,

A(t)-A(t-1) ＞ C인 경우에 엔진토크 제어를 재수행하는 것을 특징으로 하는 자동변속기 파워오프 업시프트시 일방향 클러치 충격 제어방법.
제 2 항에 있어서,

상기 매칭 변수 B와 C는 다수의 실험을 통해 결정되는 변수인 것을 특징으로 하는 자동변속기 파워오프 업시프트시 일방향 클러치 충격 제어방법.