KR101846658B1 - 차량의 변속기 제어방법 및 그 제어시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 차량의 변속기 제어방법 및 그 제어시스템에 관한 것으로, 토크컨버터가 구비된 변속기에 있어서, 현재 이그니션 스위치 온 신호가 수신된 경우, 현재 직전의 이그니션 스위치 온 상황에서 상기 변속기의 변속요소 제어 기록이 존재하는지 판단하는 기록판단단계; 변속레인지 변경에 의해 상기 변속요소의 결합이 요구되면 상기 최종 소킹시간이 기준소킹시간 이상이며, 상기 변속요소의 작동유 유온이 기준유온 이하인지 판단하는 냉간소킹판단단계; 및 변속요소결합과정에서 상기 변속요소에 대한 작동유압상승율을 기설정값보다 감소시키는 변속요소제어단계;를 포함하는 차량의 변속기 제어방법이 소개된다.

Description

차량의 변속기 제어방법 및 그 제어시스템{CONTROL METHOD OF TRANSMISSION FOR VEHICLE AND CONTROL SYSTEM FOR THE SAME}
본 발명은 차량의 변속기 제어방법 및 그 제어시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 토크컨버터가 구비된 자동변속기의 제어방법 및 그 제어시스템에 관한 것이다.
토크컨버터가 구비된 자동변속기는 터빈과 터크컨버터의 직결을 수행하기 위한 댐퍼클러치가 마련된다. 또한, 상기 댐퍼클러치는 제어성의 향상을 위해 복수의 클러치디스크가 포함된 별실다판 구조로 구비될 수 있다.
별실다판 구조의 댐퍼클러치가 적용된 경우, 댐퍼클러치의 클러치디스크 사이의 간극이 일반적인 댐퍼클러치에 비해 좁게 형성되고, 냉간 중의 장시간 소킹(SOAKING)이 발생하면 상기 간극 사이에 위치되는 오일의 높은 점성에 의해 클러치 해제상태에도 불구하고 터빈의 회전이 일정수준 이상 터크컨버터의 회전에 구속된다.
이에 따라, 냉간 장시간 소킹 이후 첫 시동에 따른 변속기 제어 시, 별실다판 구조의 댐퍼클러치에 형성된 간극상에서 높은 점도로 존재하는 오일에 의한 엔진의 회전부하를 조절하는 것이 중요한 과제가 된다.
상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.
KR 10-2003-0049144 A1
본 발명은 별실다판 구조의 댐퍼클러치가 적용된 토크컨버터가 구비된 자동변속기에 있어서, 냉간 중 장시간 소킹 이후 첫 변속 시 발생하는 엔진의 회전부하를 효과적으로 저감시키는 데에 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 차량의 변속기 제어방법은 토크컨버터가 구비된 변속기에 있어서, 현재 이그니션 스위치 온 신호가 수신된 경우, 제어부는 현재 직전의 이그니션 스위치 온 상황에서 상기 변속기의 변속요소 제어 기록이 존재하는지 판단하는 기록판단단계; 상기 기록판단단계에서 상기 변속요소 제어 기록이 존재하지 않는 것으로 판단한 경우, 상기 제어부가 현재 직전의 이그니션 스위치 온 상황에서 기록된 차량의 소킹시간을 현재 소킹시간과 합산하여 최종 소킹시간을 산출하는 제1소킹시간결정단계; 변속레인지 변경에 의해 상기 변속요소의 결합이 요구되면 상기 제어부가 상기 최종 소킹시간이 기준소킹시간 이상이며, 상기 변속요소의 작동유 유온이 기준유온 이하인지 판단하는 냉간소킹판단단계; 및 상기 냉간소킹판단단계에서 상기 최종 소킹시간이 상기 기준소킹시간 이상이며, 상기 유온이 상기 기준유온 이하인 것으로 판단된 경우, 상기 제어부는 변속요소결합과정에서 상기 변속요소에 대한 작동유압상승율을 기설정값보다 감소시켜 엔진의 회전부하를 감소시키는 변속요소제어단계;를 포함한다.
상기 토크컨버터의 댐퍼클러치는 복수의 클러치디스크로 구성된 별실다판구조로 마련될 수 있다.
상기 제어부는 현재 직전의 이그니션 스위치 오프 시 상기 작동유의 유온과 현재 이그니션 스위치 온 시 상기 작동유의 유온을 비교하여 상기 현재 소킹시간을 산출할 수 있다.
상기 기록판단단계에서 상기 변속요소 제어 기록이 존재하는 것으로 판단한 경우, 상기 현재 소킹시간을 상기 최종 소킹시간으로 결정하는 제2소킹시간결정단계;를 더 포함할 수 있다.
상기 냉간소킹판단단계에서는 상기 최종 소킹시간이 상기 기준소킹시간 이상이며, 상기 작동유 유온이 상기 기준유온 이하인 경우로서 엔진 시동 경과시간이 기준시간 이하인지 판단하고, 상기 변속요소제어단계에서는 상기 최종 소킹시간이 상기 기준소킹시간 이상이며, 상기 유온이 상기 기준유온 이하인 경우로서 상기 엔진 시동 경과시간이 상기 기준시간 이하인 경우, 상기 작동유압상승율을 상기 기설정값보다 감소시킬 수 있다.
상기 냉간소킹판단단계에서는 상기 최종 소킹시간이 상기 기준소킹시간 이상이며, 상기 작동유 유온이 상기 기준유온 이하인 경우로서 토크컨버터의 슬립량이 기준슬립량 이하인지 판단하고, 상기 변속요소제어단계에서는 상기 최종 소킹시간이 상기 기준소킹시간 이상이며, 상기 유온이 상기 기준유온 이하인 경우로서 상기 슬립량이 상기 기준슬립량이하인 경우, 상기 작동유압상승율을 상기 기설정값보다 감소시킬 수 있다.
상기 변속요소제어단계의 이전 단계로서, 상기 냉간소킹판단단계에서 상기 최종 소킹시간이 상기 기준소킹시간 이상이며 상기 작동유 유온이 상기 기준유온 이하인 것으로 판단된 경우, 상기 제어부가 상기 변속요소에 대한 작동유공급과정에서 작동유압을 기설정값보다 증가시키는 작동유공급단계;를 더 포함할 수 있다.
한편, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 차량의 변속기 제어시스템은 토크컨버터 및 변속요소가 구비된 변속기; 상기 변속기의 변속요소에 공급되는 작동유 유온 및 유압을 측정하는 센서부; 및 현재 이그니션 스위치 온 신호가 수신된 경우 현재 직전의 이그니션 스위치 온 상황에서 상기 변속기의 변속요소 제어 기록이 존재하는지 판단하고, 상기 변속요소 제어 기록이 존재하지 않는 것으로 판단한 경우 현재 직전의 이그니션 스위치 온 상황에서 기록된 차량의 소킹시간을 현재 소킹시간과 합산하여 최종 소킹시간을 산출하며, 변속레인지 변경에 의해 상기 변속요소의 결합이 요구되면 상기 최종 소킹시간이 기준소킹시간 이상이며 상기 변속요소의 작동유 유온이 기준유온 이하인지 판단하고, 상기 최종 소킹시간이 상기 기준소킹시간 이상이며 상기 유온이 상기 기준유온 이하인 것으로 판단한 경우 변속요소결합과정에서 상기 변속요소의 작동유압상승율을 기설정값보다 감소시켜 엔진의 회전부하를 감소시키도록 마련된 제어부;를 포함한다.
상술한 바와 같은 차량의 변속기 제어방법 및 그 제어시스템에 따르면, 별실다판 구조의 댐퍼클러치가 적용된 토크컨버터가 구비된 자동변속기에 있어서, 냉간 중 장시간 소킹 이후 첫 변속 시 발생하는 엔진의 회전부하를 효과적으로 저감시킬 수 있다.
특히, 현재 이그니션 스위치 온 신호가 수신되면 직전의 이그니션 스위치 온 상황에서 변속요소 제어기록이 있었는지 판단함으로써, 단순히 엔진 구동없이 이그니션 스위치가 온 되어 소킹시간이 리셋된 상황인지 파악할 수 있고, 실질적인 최종 소킹시간을 산출할 수 있다.
또한, 냉간 중 소킹시간이 기준소킹시간 이상인 경우, 변속요소 결합과정에서 상기 변속요소에 대한 작동유압상승율을 기설정값보다 감소시킴으로써, 변속요소 결합에 따른 변속기 입력축 회전부하가 엔진으로 전달되어 엔진의 회전부하가 발생되는 상황을 효과적으로 개선한다.
한편, 제어부는 소킹시간과 더불어 작동유의 유온 또는 토크컨버터의 슬립량을 각각의 기준값과 비교함으로써, 냉간 중 장시간 소킹에 따른 변속시 엔진 회전부하 증가 상황에 해당하는지 효과적으로 판단할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량의 변속기 제어방법을 나타낸 순서도,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차량의 변속기 제어시스템을 개략적으로 나타낸 도면,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 차량의 변속기 제어방법에 따라 변화하는 작동유의 제어압을 나타낸 그래프.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 살펴본다.
본 발명에 따른 차량의 변속기 제어방법은 도 1 내지 3과 같이, 토크컨버터(250)가 구비된 변속기(200)에 있어서, 현재 이그니션 스위치 온 신호가 수신된 경우, 제어부(150)는 현재 직전의 이그니션 스위치 온 상황에서 상기 변속기(200)의 변속요소(220) 제어 기록이 존재하는지 판단하는 기록판단단계(S100); 상기 기록판단단계(S100)에서 상기 변속요소(220) 제어 기록이 존재하지 않는 것으로 판단한 경우, 상기 제어부(150)가 현재 직전의 이그니션 스위치 온 상황에서 기록된 차량의 소킹시간을 현재 소킹시간과 합산하여 최종 소킹시간을 산출하는 제1소킹시간결정단계(S200); 변속레인지 변경에 의해 상기 변속요소(220)의 결합이 요구되면 상기 제어부(150)가 상기 최종 소킹시간이 기준소킹시간 이상이며, 상기 변속요소(220)의 작동유 유온이 기준유온 이하인지 판단하는 냉간소킹판단단계(S300); 및 상기 냉간소킹판단단계(S300)에서 상기 최종 소킹시간이 상기 기준소킹시간 이상이며, 상기 유온이 상기 기준유온 이하인 것으로 판단된 경우, 상기 제어부(150)는 변속요소결합과정(P2)에서 상기 변속요소(220)에 대한 작동유압상승율을 기설정값보다 감소시켜 엔진(10)의 회전부하를 감소시키는 변속요소제어단계(S500);를 포함한다.
이를 구체적으로 살펴보면, 기록판단단계(S100)에서는 토크컨버터(250)가 구비된 변속기(200)에 있어서, 현재 이그니션 스위치 온 신호가 수신된 경우, 제어부(150)는 현재 직전의 이그니션 스위치 온 상황에서 상기 변속기(200)의 변속요소(220) 제어 기록이 존재하는지 판단한다.
제어부(150)에는 차량의 이그니션 스위치 오프상태가 지속된 시간(이하 '소킹시간'이라 한다.)이 저장된다. 차량의 주차된 상태에서 다시 이그니션 스위치 온 신호가 수신되면, 제어부(150)는 현재의 소킹시간을 산출하고, 이후 이그니션 스위치 오프 시를 기준으로 다시 소킹시간을 측정하게 된다.
차량은 특히 냉간 중의 소킹시간이 일정시간 이상에 해당되면, 특히 차량의 시동시에 다양한 부분이 특별히 취급될 필요가 있기 때문에, 이러한 소킹시간은 차량 제어에 있어 중요한 요소가 된다.
한편, 차량의 정상적인 주행을 한 뒤 이그니션 스위치가 오프된 경우는 문제되지 않지만, 엔진(10)의 구동 등이 없이 단순히 이그니션 스위치만 온 시킨 경우 또는 엔진(10)을 일시적으로 구동시켰다가 다시 정지시킨 경우에는, 당시의 이그니션 스위치 온 직전의 소킹시간에서 연장되어 소킹시간이 측정되어야 실질적인 소킹시간에 부합할 것이나, 제어부(150)가 엔진(10) 또는 변속기(200)의 작동여부와 관계없이 이그니션 스위치 오프 시부터 다시 소킹시간을 리셋하여 측정하므로, 실질적인 소킹시간에 부합하지 않는 경우가 발생할 수 있는 것이다.
이에 따라, 본 발명의 경우 현재의 이그니션 스위치 온 신호가 수신되면, 현재 이그니션 스위치 조작 직전의 이그니션 스위치 온 상황에서 변속기(200)의 변속요소(220) 제어 기록이 있는지 판단하는 것이다.
만약 현재 직전의 이그니션 스위치 온 상황에서 일시적인 엔진(10) 구동만이 존재하였거나 엔진(10) 구동없이 단순히 이그니션 스위치만이 온 된 경우라면 변속요소(220)의 제어 기록이 존재하지 않을 것이고, 이러한 경우에는 현재 측정된 소킹시간에 종전에 측정된 소킹시간이 포함되어야 실질적인 차량의 냉간 중 소킹시간을 파악할 수 있는 것이다.
본 발명에서 변속요소(220)란, 변속기(200)의 변속단측에 마련되어 변속단을 이루는 기어장치의 회전을 선택적으로 구속하기 위한 브레이크 및 클러치 등을 전체로서 아우르는 표현이다. 클러치요소라고도 한다.
결국, 본 발명의 기록판단단계(S100)에서는 현재 이그니션 스위치 온 상황에서 측정된 소킹시간이 실질적인 소킹시간에 부합하는지를 판단함으로써, 측정된 소킹시간의 신뢰성을 판단하는 것이다.
한편, 제1소킹시간결정단계(S200)에서는 상기 기록판단단계(S100)에서 상기 변속요소(220) 제어 기록이 존재하지 않는 것으로 판단한 경우, 상기 제어부(150)가 현재 직전의 이그니션 스위치 온 상황에서 기록된 차량의 소킹시간을 현재 소킹시간과 합산하여 최종 소킹시간을 산출한다.
앞서 살핀 바와 같이, 현재 직전의 이그니션 스위치 온 상황에서 변속요소(220) 제어 기록이 존재하지 않는다면, 해당 이그니션 스위치 온 상황은 소킹시간을 리셋하기에는 부적절한 상황으로 볼 것이며, 제어부(150)는 이러한 경우 현재 이그니션 스위치 온 시 측정된 소킹시간과 현재의 직전에 해당하는 이그니션 스위치 온 상황에서 기록된 차량의 소킹시간을 합산하여 최종 소킹시간을 산출하는 것이다.
이에 따라, 본 발명은 현재 직전의 이그니션 스위치 온 상황에서 변속요소(220) 제어 기록이 존재하지 않는다면, 현재 직전의 이그니션 스위치 온 상황에서 기록된 소킹시간과 현재 이그니션 스위치 온 상황에서 측정된 소킹시간을 합산하여 차량 제어에 의미있는 실질적인 최종 소킹시간을 산출 할 수 있게 된다.
한편, 냉간소킹판단단계(S300)에서는 변속레인지 변경에 의해 상기 변속요소(220)의 결합이 요구되면 상기 제어부(150)가 상기 최종 소킹시간이 기준소킹시간 이상이며, 상기 변속요소(220)의 작동유 유온이 기준유온 이하인지 판단한다.
구체적으로, 최종 소킹시간이 산출되고 나면 제어부(150)는 상기 최종 소킹시간이 기준소킹시간 이상인지 판단한다. 기준소킹시간은 차량이 소킹되어 냉간 중 특별한 차량 제어가 필요한 상황인지 판단하기 위한 기준이 되는 것으로서, 냉간 중의 소킹에 대한 실험적인 결과 또는 이론적인 예상을 토대로 다양한 값으로 결정될 수 있으며, 특히 엔진(10) 및 변속기(200) 제어에 대한 전략적인 측면을 고려하여 다양하게 결정될 수 있다.
또한, 본 발명에서 제어부(150)는 최종 소킹시간이 기준소킹시간 이상인 경우 변속요소(220)에 대한 작동유 유온이 기준유온 이하인지 판단하여 냉간 중의 소킹상태였는지 판단한다.
차량이 장시간 소킹상태를 유지하였다고 하더라도, 그것이 냉간 중의 소킹이 아닌 상황이 있을 수 있고, 특히 냉간 중의 소킹이 유지되었다고 해도 다양한 이유로 작동유 유온이 기준유온 이상일 수 있다.
작동유의 유온이 기준유온 이상이 되면 작동유의 점도가 일정수준 이하에 머물러 본 발명에서 의미있는 냉간 중 소킹상황에 해당되지 않는다. 이러한 경우 본 발명의 특별한 변속기(200) 제어전략을 취할 필요가 없으므로 특히 작동유의 유온이 기준유온 이하인지를 판단하게 된다.
본 발명에서 기준유온은 차량의 냉간상태를 대표할 수 있는 기준으로서 실험적인 결과를 통해 다양하게 결정될 수 있다. 예컨대, 작동유의 유온이 낮아 그 점도가 일정수준 이상이 되어 엔진(10) 시동에 영향을 끼칠 수 있는 상황에서의 유온을 대표할 수 있도록 실험적인 결과값을 평균하여 도출하는 등 다양한 방식을 통해 결정될 수 있을 것이다.
한편, 변속요소제어단계(S500)에서는 상기 냉간소킹판단단계(S300)에서 상기 최종 소킹시간이 상기 기준소킹시간 이상이며, 상기 유온이 상기 기준유온 이하인 것으로 판단된 경우, 상기 제어부(150)는 변속요소결합과정(P2)에서 상기 변속요소(220)에 대한 작동유압상승율을 기설정값보다 감소시켜 엔진(10)의 회전부하를 감소시킨다.
구체적으로, 상기 냉간소킹판단단계(S300)에서 차량이 냉간 중 일정수준 이상으로 소킹된 것으로 판단된 경우, 제어부(150)는 현재 이그니션 스위치 온 이후 엔진(10)이 구동되고 변속기(200)의 작동이 수행되면 펌프(25)를 구동하며 변속요소결합과정(P2)에서 변속요소(220)의 작동유압상승율을 기설정값보다 감소시키게 된다.
차량이 냉간 중에 소킹되어 변속기(200) 작동유의 유온이 기준유온 이하가 되면 작동유의 점도가 정상상태보다 일정수준 이상 증가한다. 작동유의 점도가 지나치게 증가되면 토크컨버터(250)의 댐퍼클러치(256)가 해제된 상태에서도 토크컨버터(250) 임펠러(252)의 회전이 터빈(254)에 미치는 영향력이 대폭 증가한다.
즉, 변속기(200)의 변속요소(220)를 결합시켜 입력축의 회전을 구속시키더라도 토크컨버터(250)는 댐퍼클러치(256)가 해제된 상태이므로 회전을 유지하여야 하나, 일정수준 이상의 점도를 가진 작동유의 영향으로 해제상태의 댐퍼클러치(256)와 토크컨버터(250) 하우징간에 일정수준 이상의 회전 구속력이 발생하게 되고, 이에 따라 터빈(254)의 고정상태가 엔진(10) 회전에 부하로 작용하여 엔진(10)의 시동이 정지해버리는 상황을 야기할 수 있는 것이다.
본 발명에서는 위와 같이 비정상적인 엔진(10) 시동 정지를 야기할 수 있는 점도를 이루는 작동유의 온도를 기준유온으로 설정함이 바람직하며, 상기한 상황을 개선하기 위해 변속요소(220)의 작동유압상승율을 종래의 기설정값보다 감소시켜 터빈(254)의 회전 구속과정을 지연시킴으로써 엔진(10)의 회전부하가 지나치게 상승하는 것을 방지한다.
이를 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
이그니션 스위치가 온 되고 엔진(10)이 시동된 상황에서는 차량이 중립상태에 해당할 것이고, 변속요소(220)는 해제상태가 되어 차량의 정지상태와는 무관하게 변속기(200) 입력축이 자유회전한다.
이 때, 차량이 주행하기 위해 변속기(200)의 작동이 수행되면 우선 드레인(DRAIN)된 변속요소(220)의 작동유를 공급하는 작동유공급과정(P1)이 수행되고, 작동유공급과정(P1) 이후에는 변속요소(220) 결합을 위해 작동유압을 상승시키는 변속요소결합과정(P2)이 수행된다. 이러한 과정은 도 3의 그래프상에 도시되어 있다.
한편, 작동유압이 상승하면 변속요소(220)가 결합되고 변속기(200)의 입력축은 어느 하나의 변속단에 대한 변속요소(220) 결합에 의해 그 회전이 변속기(200) 출력축에 구속되되, 차량이 정지상태를 이루므로 출력축과 함께 입력축의 회전이 정지하게 된다.
토크컨버터(250) 내부에 구비된 터빈(254)은 입력축에 그 회전이 구속되도록 마련되므로, 변속요소결합과정(P2)이 수행되면 입력축과 함께 터빈(254)이 정지하게 된다. 이 때, 바람직하게는 터빈(254)과 임펠러(252)(또는 토크컨버터(250) 하우징) 상호간에는 작동유에 의한 영향밖에 없으므로 터빈(254)이 정지하더라도 임펠러(252)는 계속 회전하여야 한다.
다만, 본 발명에서 개선하고자 하는 상황과 같이 차량이 냉간 중 소킹되어 작동유의 유온이 기준유온 이하가 되면 작동유의 점도가 지나치게 높아지게 되고, 특히 해제상태의 댐퍼클러치(256)와 토크컨버터(250) 사이에는 일반적인 경우보다 큰 토크 작용이 상호간에 발생한다.
즉, 터빈(254)이 정지한 상태에서 댐퍼클러치(256)가 해제된 상황이라도 댐퍼클러치(256)와 토크컨버터(250) 하우징 사이의 간극에 존재하는 작동유의 높은 점도에 의해 터빈(254)의 회전 구속력이 토크컨버터(250)의 회전에 크게 영향을 미치고, 이는 엔진(10)의 회전에 대한 부하로 작용하여 엔진(10)이 최소RPM을 충족하지 못하고 시동 정지하게 되는 것이다.
이에 따라, 본 발명의 경우 변속요소결합과정(P2)에서 작동유압상승율을 종래의 기설정값보다 감소시킨다. 기설정값은 본 발명에서 냉간 중의 소킹상황이 아닌 일반적인 상황에서 적용되는 값이다.
변속요소(220)의 작동유압상승율이 기설정값보다 감소되면 변속요소(220)의 결합 또한 서서히 일어나게 되고, 따라서 입력축의 회전 제한도 일반적인 겨우보다 서서히 발생한다.
따라서, 입력축에 구속된 터빈(254)의 회전 정지도 일반적인 상황보다 더 지연되면서 발생하게 되고, 엔진(10)으로 전달될 수 있는 터빈(254) 정지에 의한 부하 발생량을 그 증가가 완만히 이루어져 엔진(10)의 시동이 정지하는 상황을 방지할 수 있게 되는 것이다.
즉, 본 발명의 경우 현재의 이그니션 스위치 온 시, 현재 직전의 이그니션 스위치 온 상황에서 변속요소(220) 제어 기록이 존재하지 않는 경우에는 현재 직전의 이그니션 스위치 온 상황에서 기록된 소킹시간을 현재의 소킹시간과 합산하여 최종 소킹시간을 산출함으로써 현실에 부합하는 실질적인 차량의 소킹시간을 파악할 수 있는 것이다.
또한, 차량이 결국 냉간 중 소킹상태로 판단되어 일반적인 변속기(200) 제어 수행시 엔진(10)의 시동 꺼짐이 발생될 수 있는 상황에서는 변속요소(220)의 작동유압상승율을 기설정값보다 감소시킴으로써, 터빈(254)의 회전 구속 과정을 지연시키고 냉간상태로서 점도가 상승된 작동유를 통해 엔진(10)으로 전달되는 터빈(254) 회전 구속의 영향을 감소시켜, 결국 엔진(10)에 작용하는 회전 부하를 감소시켜 엔진(10)의 구동이 정지되는 것을 효과적으로 방지할 수 있는 것이다.
한편, 도 2 내지 3과 같이, 본 발명의 실시예에 따른 차량의 변속기(200) 제어방법에서 상기 토크컨버터(250)의 댐퍼클러치(256)는 복수의 클러치디스크로 구성된 별실다판구조로 마련된다.
구체적으로, 자동변속기(200)의 토크컨버터(250)에는 입력축에 장착된 터빈(254)의 회전을 토크컨버터(250)에 구속시키기 위한 댐퍼클러치(256)가 구비된다. 댐퍼클러치(256)는 터빈(254)과 함께 회전되도록 마련되고 토크컨버터(250) 하우징에 선택적으로 결합되도록 마련됨으로써, 엔진(10) 토크가 손실없이 터빈(254)으로 전달될 수 있도록 한다.
한편, 댐퍼클러치(256)의 종류는 다양할 수 있는데, 본 발명의 실시예에서는 댐퍼클러치(256)가 복수의 클러치디스크로 구성된 별실다판구조로 마련된 것을 특징으로 한다.
별실다판구조의 댐퍼클러치(256)는 복수개의 클러치디스크가 구비되고, 각 클러치디스크 사이에는 드라이브디스크가 마련된다. 드라이브디스크는 토크컨버터(250) 하우징에 그 회전이 구속되도록 마련되고, 댐퍼클러치(256) 결합 시 클러치디스크와 함께 회전하면서 클러치디스크의 회전을 토크컨버터(250) 하우징에 구속시킨다. 이와 같은 구조는 단일 클러치디스크로 구비된 댐퍼클러치(256)에 비해 그 제어성이 향상되어 유리한다.
다만, 상기한 별실다판구조의 댐퍼클러치(256)는 클러치디스크 상호간의 간극이 좁고, 댐퍼클러치(256) 해제시에도 간극상에 존재하는 작동유의 점성에 의한 영향이 단일 클러치디스크로 구성된 댐퍼클러치(256)보다 높아, 본 발명에서 개선하고자 하는 냉간 중 소킹시의 엔진(10) 시동 꺼짐 문제가 보다 쉽게 발생한다.
작동유의 점성에 의한 영향은 각 회전체간의 이격거리에 따라 크게 변화하는데, 특히 별실다판구조와 같이 클러치디스크간 또는 클러치디스크와 드라이브디스크간 이격거리고 작고 조밀하게 형성된 구조에서는 작동유의 점성에 의한 영향이 더욱 커지게 되는 것이다.
따라서, 본 발명의 실시예에서는 특히 별실다판구조로 마련된 댐퍼클러치(256)가 구비된 자동변속기(200) 타입에서, 냉간 중 소킹상태에 해당되면, 변속요소결합과정(P2)에서 작동유압상승율을 일반적인 상황을 위한 기설정값보다 감소시킴으로써, 첫 변속상황에 따른 엔진(10)의 시동꺼짐 발생을 효과적으로 방지하는 것이다.
한편, 도 1 내지 3과 같이, 본 발명의 실시예에 따른 차량의 변속기 제어방법에서 상기 제어부(150)는 현재 직전의 이그니션 스위치 오프 시 상기 작동유의 유온과 현재 이그니션 스위치 온 시 상기 작동유의 유온을 비교하여 상기 현재 소킹시간을 산출한다.
구체적으로, 제어부(150)는 이그니션 스위치 오프 시 작동유의 유온을 기록한다. 이후 이그니션 스위치 온 상황에서 작동유의 유온을 측정한 뒤, 이그니션스위치 오프 당시의 유온과 비교함으로써 현재의 소킹시간을 산출할 수 있게 된다.
유온 차이에 따른 구체적인 소킹시간 산출방식은 이론적인 계산을 토대로 결정되거나 실험적인 결과를 토대로 결정될 수 있다. 해당 상황에서의 대기온을 변수로 포함하는 것이 정확도에 있어 바람직할 것이다.
이러한 과정을 통해, 제어부(150)는 전원이 차단된 경과시간에 해당하는 소킹시간을 특별한 수단 없이도 파악할 수 있게 되는 것이다.
한편, 도 1 내지 2와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 차량의 변속기 제어방법은 상기 기록판단단계(S100)에서 상기 변속요소(220) 제어 기록이 존재하는 것으로 판단한 경우, 상기 현재 소킹시간을 상기 최종 소킹시간으로 결정하는 제2소킹시간결정단계(S250);를 더 포함한다.
상기한 바와 같이, 현재 이그니션 스위치가 온 되면 제어부(150)는 현재 직전의 이그니션 스위치 온 상황에서 변속요소(220) 제어 기록이 존재하는지 판단하게 되는데, 만일 상기 변속요소(220) 제어 기록이 존재한다고 판단되면 차량이 주행되었던 상황으로 간주할 수 있고, 가사 주행까지 이루어진 상황이 아니더라도 변속요소(220)의 결합이 이루어져 토크컨버터(250)의 댐퍼클러치(256)가 토크컨버터(250) 하우징 사이에 존재하는 작동유에 유동이 발생하여 유체로서의 고착 수준이 단순 소킹상황에 비해 더 낮아진 상황임을 파악할 수 있게 된다.
즉, 현재 직전의 이그니션 스위치 온 상황에서 변속요소(220) 제어 기록이 존재한다면 댐퍼클러치(256)와 토크컨버터(250) 하우징 사이의 슬립이 충분히 발생한 이후부터 소킹시간이 측정된 것으로 판단할 수 있으므로, 제어부(150)는 현재 이그니션 스위치 온 상황에서 측정된 현재의 소킹시간을 최종 소킹시간으로 결정하는 것이다.
한편, 도 1 내지 3과 같이, 본 발명의 실시예에 따른 차량의 변속기 제어방법은 상기 냉간소킹판단단계(S300)에서는 상기 최종 소킹시간이 상기 기준소킹시간 이상이며, 상기 작동유 유온이 상기 기준유온 이하인 경우로서 엔진(10) 시동 경과시간이 기준시간 이하인지 판단하고, 상기 변속요소제어단계(S500)에서는 상기 최종 소킹시간이 상기 기준소킹시간 이상이며, 상기 유온이 상기 기준유온 이하인 경우로서 상기 엔진(10) 시동 경과시간이 상기 기준시간 이하인 경우, 상기 작동유압상승율을 상기 기설정값보다 감소시킨다.
구체적으로, 차량의 최종 소킹시간이 기준소킹시간 이상이고 작동유의 유온이 기준유온 이하인 경우라도, 엔진(10) 시동 경과시간이 기준시간 이상인 경우에는 토크컨버터(250)내의 작동상황이 정상 상황인 것으로 판단하게 된다.
이는 특히 엔진(10) 구동시간이 기준시간 이상인 경우 댐퍼클러치(256)와 토크컨버터(250) 하우징 사이에 존재하는 작동유가 지속적인 회전에 영향을 받아 온도가 상승하거나 그 점도가 낮아지는 효과를 고려한 것이다.
본 발명의 실시예에서 기준시간은 냉간 중 엔진(10)이 구동되어 변속요소결합과정(P2) 이후 엔진(10)의 시동이 정지하지 않게 되는 시간을 실험적으로 도출하거나, 이와 유사한 상황을 토대로 이론적인 예상을 통해 도출될 수 있는 등 다양한 방식으로 통해 결정될 수 있으며, 그 값 또한 냉간으로 정의한 유온이나 엔진(10) 종류에 따라 다양하게 결정될 수 있다.
즉, 본 발명의 실시예에서는 작동유 유온, 최종 소킹시간 및 엔진(10) 구동 경과시간을 통해 본 발명에 따른 작동유압상승율 증가가 요구되는 상황을 정확히 판단함으로써, 효율적인 변속기(200) 제어를 수행하는 데에 유리한 것이다.
한편, 도 1 내지 2와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 차량의 변속기 제어방법은 상기 냉간소킹판단단계(S300)에서는 상기 최종 소킹시간이 상기 기준소킹시간 이상이며, 상기 작동유 유온이 상기 기준유온 이하인 경우로서 토크컨버터(250)의 슬립량이 기준슬립량 이하인지 판단하고, 상기 변속요소제어단계(S500)에서는 상기 최종 소킹시간이 상기 기준소킹시간 이상이며, 상기 유온이 상기 기준유온 이하인 경우로서 상기 슬립량이 상기 기준슬립량 이하인 경우, 상기 작동유압상승율을 상기 기설정값보다 감소시킨다.
최종 소킹시간이 기준소킹시간 이상이고 작동유 유온이 기준유온 이하인 경우라도, 토크컨버터(250) 내부에서 터빈(254)과 토크컨버터(250) 하우징 사이에서 발생되는 슬립량이 기준슬립량 이상인 경우에는 작동유에 의한 영향이 일정수준 이하인 상황에 해당하므로, 본 발명에 따른 냉간 중의 특별한 작동유압상승율 제어를 요하지 않게 된다.
구체적으로, 냉간 중 소킹상태에 해당되어 작동유의 점도가 일정수준 이상에 도달하면 변속기(200) 중립상태에서 댐퍼클러치(256)가 해제된 상태라도 터빈(254)과 토크컨버터(250) 하우징간의 회전속도 차이가 일정범위 내에 속하게 된다. 즉, 토크컨버터(250)의 슬립량이 일정 수준 이하로 작게 발생한다는 것이다.
반면, 토크컨버터(250)의 슬립량이 크다는 것은 댐퍼클러치(256)와 토크컨버터(250) 하우징 사이의 작동유 영향이 일정수준 이하에 해당하는 상황이라는 것이고, 이러한 상황에서는 변속요소결합과정(P2)에서 변속요소(220)의 작동유압상승율을 기설정값으로 결정하더라도 토크컨버터(250)내에서 충분한 슬립이 발생할 수 있어 엔진(10)의 시동이 정하지 않는다.
즉, 본 발명의 실시예는 냉간 중 소킹상황이라도 엔진(10)의 시동 꺼짐이 발생되지 않는 상황을 결과적으로 구분한 것으로서, 이러한 상황을 특히 토크컨버터(250)의 슬립량을 기준으로 판단하도록 한 것이다.
여기서 기준슬립량은 실험적인 결과를 토대로 다양하게 도출될 수 있는 값에 해당하며, 특히 변속요소(220)를 종래와 같이 결합시키더라도 엔진(10)이 시동이 정지하지 않는 상황에서의 슬립량을 토대로 산출될 수 있다.
한편, 도 1 내지 3과 같이, 본 발명의 실시예에 따른 차량의 변속기 제어방법은 상기 변속요소제어단계(S500)의 이전 단계로서, 상기 냉간소킹판단단계(S300)에서 상기 최종 소킹시간이 상기 기준소킹시간 이상이며 상기 작동유 유온이 상기 기준유온 이하인 것으로 판단된 경우, 상기 제어부(150)가 상기 변속요소(220)에 대한 작동유공급과정(P1)에서 작동유압을 기설정값보다 증가시키는 작동유공급단계(S400);를 더 포함한다.
앞서 살핀 바와 같이, 차량이 중립상태에서 변속을 수행하게 되면 제어부(150)는 우선 소킹에 의해 드레인된 변속요소(220)의 작동유를 다시 공급하기 위해 작동유공급과정(P1)을 수행하고, 이후 변속요소결합과정(P2)을 수행하게 된다.
작동유공급과정(P1)은 특히 소킹시간이 길어 변속요소(220) 제어를 위한 작동유 유동라인상에 작동유가 작동유탱크(20)로 환류되어 부족한 경우를 보완하는 과정으로서, 작동유의 유동라인 및 변속요소(220) 내부에 일정수준의 유압을 가지는 충분한 양의 작동유가 존재하도록 함으로써, 작동유의 제어압 조절을 통한 변속요소(220) 제어시 응답성이 정상적인 상태를 유지할 수 있도록 하는 것이다.
다만, 본 발명의 실시예와 같이 차량의 최종 소킹시간이 기준소킹시간 이상이고, 작동유의 유온이 기준유온 이하인 경우에는 작동유의 유동라인에 작동유를 공급해야 하는 양이 증가하고, 특히 점도가 높에 작동유의 제어압을 일반적인 경우보다 상승시켜야할 필요가 있다.
따라서, 본 발명의 실시예에서는 냉간 중 소킹상태에 해당되면 변속요소결합과정(P2) 이전의 작동유공급과정(P1)에서 작동유압을 일반적인 기설정값보다 증가시켜 작동유의 공급이 원활히 이루어지도록 하는 것이다.
한편, 도 2와 같이, 본 발명에 따른 차량의 변속기 제어시스템은 토크컨버터(250) 및 변속요소(220)가 구비된 변속기(200); 상기 변속기(200)의 변속요소(220)에 공급되는 작동유 유온 및 유압을 측정하는 센서부(170); 및 현재 이그니션 스위치 온 신호가 수신된 경우 현재 직전의 이그니션 스위치 온 상황에서 상기 변속기(200)의 변속요소(220) 제어 기록이 존재하는지 판단하고, 상기 변속요소(220) 제어 기록이 존재하지 않는 것으로 판단한 경우 현재 직전의 이그니션 스위치 온 상황에서 기록된 차량의 소킹시간을 현재 소킹시간과 합산하여 최종 소킹시간을 산출하며, 변속레인지 변경에 의해 상기 변속요소(220)의 결합이 요구되면 상기 최종 소킹시간이 기준소킹시간 이상이며 상기 변속요소(220)의 작동유 유온이 기준유온 이하인지 판단하고, 상기 최종 소킹시간이 상기 기준소킹시간 이상이며 상기 유온이 상기 기준유온 이하인 것으로 판단한 경우 변속요소결합과정(P2)에서 상기 변속요소(220)의 작동유압상승율을 기설정값보다 감소시켜 엔진(10)의 회전부하를 감소시키도록 마련된 제어부(150);를 포함한다.
이를 구체적으로 살펴보면, 변속기(200)는 토크컨버터(250) 및 변속요소(220)가 구비된 상태로 마련된다. 즉, 본 발명에서 변속기(200)는 바람직하게는 토크컨버터(250)가 구비된 자동변속기(200)에 해당하고, 변속기(200) 내부에 형성된 변속단에는 작동유의 유압으로 제어되는 변속요소(220)가 마련된다.
한편, 센서부(170)는 상기 변속기(200)의 변속요소(220)에 공급되는 작동유 유온 및 유압을 측정한다. 센서부(170)에 의해 측정된 유온 및 유압값은 바람직하게는 제어부(150)로 송신된다.
한편, 제어부(150)는 현재 이그니션 스위치 온 신호가 수신된 경우 현재 직전의 이그니션 스위치 온 상황에서 상기 변속기(200)의 변속요소(220) 제어 기록이 존재하는지 판단하고, 상기 변속요소(220) 제어 기록이 존재하지 않는 것으로 판단한 경우 현재 직전의 이그니션 스위치 온 상황에서 기록된 차량의 소킹시간을 현재 소킹시간과 합산하여 최종 소킹시간을 산출하며, 변속레인지 변경에 의해 상기 변속요소(220)의 결합이 요구되면 상기 최종 소킹시간이 기준소킹시간 이상이며 상기 변속요소(220)의 작동유 유온이 기준유온 이하인지 판단하고, 상기 최종 소킹시간이 상기 기준소킹시간 이상이며 상기 유온이 상기 기준유온 이하인 것으로 판단한 경우 변속요소결합과정(P2)에서 상기 변속요소(220)의 작동유압상승율을 기설정값보다 감소시켜 엔진(10)의 회전부하를 감소시키도록 마련된다.
이에 따라, 본 발명은 차량의 소킹시간을 현실에 부합하도록 실질적인 값으로 산출할 수 있으며, 특히 차량의 최종 소킹시간이 기준소킹시간 이상이고 작동유 유온이 기준유온 이하인 냉간중 소킹상태에 해당되면, 변속기(200)의 변속요소(220)를 위한 작동유압상승율을 기설정값보다 감소시킴으로써, 토크컨버터(250)에서 발생하는 엔진(10)의 회전부하를 감소시켜 엔진(10)의 시동꺼짐을 효과적으로 방지할 수 있는 것이다.
본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
S100 : 기록판단단계 S200 : 제1소킹시간결정단계
S300 : 냉간소킹판단단계 S500 : 변속요소제어단계
150 : 제어부 200 : 변속기

Claims (8)

  1. 토크컨버터가 구비된 변속기에 있어서, 현재 이그니션 스위치 온 신호가 수신된 경우, 제어부는 현재 직전의 이그니션 스위치 온 상황에서 상기 변속기의 변속요소 제어 기록이 존재하는지 판단하는 기록판단단계;
    상기 기록판단단계에서 상기 변속요소 제어 기록이 존재하지 않는 것으로 판단한 경우, 상기 제어부가 현재 직전의 이그니션 스위치 온 상황에서 기록된 차량의 소킹시간을 현재 소킹시간과 합산하여 최종 소킹시간을 산출하는 제1소킹시간결정단계;
    변속레인지 변경에 의해 상기 변속요소의 결합이 요구되면 상기 제어부가 상기 최종 소킹시간이 기준소킹시간 이상이며, 상기 변속요소의 작동유 유온이 기준유온 이하이고, 토크컨버터의 슬립량이 기준슬립량 이하인지 판단하는 냉간소킹판단단계; 및
    상기 냉간소킹판단단계에서 상기 최종 소킹시간이 상기 기준소킹시간 이상이며, 상기 유온이 상기 기준유온 이하이고, 상기 슬립량이 상기 기준슬립량 이하인 것으로 판단된 경우, 상기 제어부는 변속요소결합과정에서 상기 변속요소에 대한 작동유압상승율을 기설정값보다 감소시켜 엔진의 회전부하를 감소시키는 변속요소제어단계;를 포함하는 차량의 변속기 제어방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 토크컨버터의 댐퍼클러치는 복수의 클러치디스크로 구성된 별실다판구조로 마련된 것을 특징으로 하는 차량의 변속기 제어방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부는 현재 직전의 이그니션 스위치 오프 시 상기 작동유의 유온과 현재 이그니션 스위치 온 시 상기 작동유의 유온을 비교하여 상기 현재 소킹시간을 산출하는 것을 특징으로 하는 차량의 변속기 제어방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 기록판단단계에서 상기 변속요소 제어 기록이 존재하는 것으로 판단한 경우, 상기 현재 소킹시간을 상기 최종 소킹시간으로 결정하는 제2소킹시간결정단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 변속기 제어방법.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 냉간소킹판단단계에서는 상기 최종 소킹시간이 상기 기준소킹시간 이상이며, 상기 작동유 유온이 상기 기준유온 이하인 경우로서 토크컨버터의 슬립량이 기준슬립량 이하이고, 엔진 시동 경과시간이 기준시간 이하인지 판단하며,
    상기 변속요소제어단계에서는 상기 최종 소킹시간이 상기 기준소킹시간 이상이며, 상기 유온이 상기 기준유온 이하인 경우로서 토크컨버터의 슬립량이 기준슬립량 이하이고, 상기 엔진 시동 경과시간이 상기 기준시간 이하인 경우, 상기 작동유압상승율을 상기 기설정값보다 감소시키는 것을 특징으로 하는 차량의 변속기 제어방법.
  6. 삭제
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 변속요소제어단계의 이전 단계로서, 상기 냉간소킹판단단계에서 상기 최종 소킹시간이 상기 기준소킹시간 이상이며 상기 작동유 유온이 상기 기준유온 이하인 것으로 판단된 경우, 상기 제어부가 상기 변속요소에 대한 작동유공급과정에서 작동유압을 기설정값보다 증가시키는 작동유공급단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 변속기 제어방법.
  8. 토크컨버터 및 변속요소가 구비된 변속기;
    상기 변속기의 변속요소에 공급되는 작동유 유온 및 유압을 측정하는 센서부; 및
    현재 이그니션 스위치 온 신호가 수신된 경우 현재 직전의 이그니션 스위치 온 상황에서 상기 변속기의 변속요소 제어 기록이 존재하는지 판단하고, 상기 변속요소 제어 기록이 존재하지 않는 것으로 판단한 경우 현재 직전의 이그니션 스위치 온 상황에서 기록된 차량의 소킹시간을 현재 소킹시간과 합산하여 최종 소킹시간을 산출하며, 변속레인지 변경에 의해 상기 변속요소의 결합이 요구되면 상기 최종 소킹시간이 기준소킹시간 이상이며 상기 변속요소의 작동유 유온이 기준유온 이하이고 토크컨버터의 슬립량이 기준슬립량 이하인지 판단하며, 상기 최종 소킹시간이 상기 기준소킹시간 이상이고 상기 유온이 상기 기준유온 이하이며 상기 슬립량이 상기 기준슬립량 이하인 것으로 판단한 경우 변속요소결합과정에서 상기 변속요소의 작동유압상승율을 기설정값보다 감소시켜 엔진의 회전부하를 감소시키도록 마련된 제어부;를 포함하는 차량의 변속기 제어시스템.
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JP2000179661A (ja) 1998-12-17 2000-06-27 Unisia Jecs Corp 車両用自動変速機の制御装置
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