KR101878028B1

KR101878028B1 - 차량용 클러치 과열 방지방법

Info

Publication number: KR101878028B1
Application number: KR1020160032940A
Authority: KR
Inventors: 조운기
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2016-03-18
Filing date: 2016-03-18
Publication date: 2018-07-16
Also published as: US9878716B2; US20170267240A1; CN107200006A; KR20170109186A; CN107200006B

Abstract

본 기술의 차량용 클러치 과열 방지방법은 제어부에서 변속기 내부의 클러치 온도와 제1설정온도를 비교하는 제1비교단계; 제1비교단계 수행결과, 클러치 온도가 제1설정온도보다 높은 경우, 제어부가 가속페달맵의 게인을 상향제어하는 가속페달맵상향단계; 가속페달맵상향단계 후, 제어부가 상기 클러치 온도와 제1설정온도보다 낮게 설정된 제2설정온도를 비교하는 제2비교단계; 및 제2비교단계 수행결과, 클러치 온도가 제2설정온도보다 낮은 경우, 제어부가 가속페달맵의 게인을 기준값으로 복구제어하는 가속페달맵복구단계;를 포함할 수 있다.

Description

차량용 클러치 과열 방지방법 {OVERHEAT PREVENTING METHOD OF CLUTCH FOR VEHICLE}

본 발명은 변속기 클러치가 과열될 경우 가속페달맵의 게인(Gain)을 상향제어하여 구동휠의 슬립을 유발시킴으로써 클러치의 과열을 방지하는 방법에 관한 것이다.

자동화 수동변속기는 수동변속기 메커니즘을 자동적으로 제어하도록 하는 시스템으로, 토크 컨버터와 습식 다판 클러치를 사용하는 일반 자동변속기와는 달리 건식클러치를 이용하여 엔진 토크를 변속메커니즘에 전달한다.

이러한 건식클러치는 구성요소들의 단품 공차와 내구 진행에 따른 마모도, 고온에 의한 열변형 및 디스크의 마찰계수 변화 등 수많은 인자에 따라 건식클러치 전달토크가 변화하고, 특히 온도에 따라 크게 변화하는 특성을 가진다.

상기 건식클러치는 습식클러치에 비해 구배저항이 발생하는 등판 발진 조건에서 많은 양의 슬립이 발생하는데 이는 클러치의 온도를 과도하게 상승시키는 요인이 된다. 상술한 바와 같이 변속기 클러치의 온도가 과도하게 상승할 경우 열변형으로 인해 클러치에 충격이 발생하거나 토크전달이 제대로 이루어지지 않는 현상이 발생할 수 있다는 문제점이 있다.

상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.

KR

10-2015-0069398

A

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 변속기 클러치의 온도가 과도해질 경우 가속페달맵의 게인을 상향제어하여 클러치의 슬립량을 저감함으로써 클러치의 온도를 저감하는 차량용 클러치 과열 방지방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 차량용 클러치 과열 방지방법은 제어부에서 변속기 내부의 클러치 온도와 제1설정온도를 비교하는 제1비교단계; 상기 제1비교단계 수행결과, 상기 클러치 온도가 제1설정온도보다 높은 경우, 상기 제어부가 가속페달맵의 게인을 상향제어하는 가속페달맵상향단계; 상기 가속페달맵상향단계 후, 상기 제어부가 상기 클러치 온도와 상기 제1설정온도보다 낮게 설정된 제2설정온도를 비교하는 제2비교단계; 및 상기 제2비교단계 수행결과, 상기 클러치 온도가 제2설정온도보다 낮은 경우, 상기 제어부가 가속페달맵의 게인을 기준값으로 복구제어하는 가속페달맵복구단계;를 포함할 수 있다.

상기 가속페달맵상향단계 후, 상기 제어부가 차량의 종가속도를 감지하는 가속도센서의 센싱값과 기준영역값을 비교하는 제3비교단계;를 더 포함하고, 상기 제3비교단계 수행결과, 상기 센싱값이 기준영역값에 포함된 경우, 상기 제어부는 상기 제2비교단계를 실시하는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 제3비교단계 수행결과, 상기 센싱값이 기준영역값에 포함되지 않는 경우, 상기 제어부가 상기 센싱값과 기준영역값의 최소치를 비교하는 제4비교단계;를 더 포함하고, 상기 제4비교단계 수행결과, 상기 센싱값이 기준영역값의 최소치보다 작은 경우, 상기 제어부는 상기 가속페달맵상향단계를 재실시하는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 제4비교단계 수행결과, 상기 센싱값이 기준영역값의 최소치 보다 작지 않은 경우, 상기 제어부가 가속페달맵의 게인을 하향제어하는 가속페달맵하향단계;를 더 포함할 수 있다.

상기 제어부는 상기 가속페달맵하향단계 후, 상기 제3비교단계를 재실시하는 것을 특징으로 할 수 있다.

상술한 바와 같은 구조로 이루어진 차량용 클러치 과열 방지방법에 따르면, 변속기 클러치가 과도하게 발열되는 것을 막음으로써 클러치에 충격이 발생하거나 고장이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

또한, 차량 종가속도를 설정범위 내로 유지하도록 제어하는바, 휠슬립 현상에 의해 주행 안정성이 저하되는 것을 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 클러치 과열 방지방법을 도시한 순서도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 클러치 과열 방지장치를 도시한 도면,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 가속페달맵 변화를 도시한 그래프이다.

먼저, 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 클러치 과열 방지장치를 도시한 도면이다. 도 1을 참조하면, 엔진(10)은 변속기(20)를 매개로 차량의 차동장치와 연결된다. 특히, 상기 변속기(20)는 클러치(23)와 기어박스(25)로 구성되어 클러치(23)의 체결유무에 따라 엔진(10)과 차량의 휠을 직결 또는 해제하는 것을 특징으로 한다. 만약, 클러치(23)가 결합된 상태라면 엔진(10)의 구동력은 직접적으로 휠에 전달될 것이고, 클러치(23)가 해제된 상태라면 엔진(10)의 구동력이 휠로 전달되지 않을 것이다. 상기 엔진(10)과 변속기(20)는 각각 ECU(Engine Control Unit, 30)와 제어부(40)에 의해 제어되며 ECU(30)와 제어부(40)는 서로 캔(CAN)통신을 통해 제어신호를 송수신한다. 아울러, 제어부(40)는 가속도센서(50)를 통해 차량의 종방향 움직임을 감지할 수 있다. 위의 구성들의 구체적인 동작에 관하여는 후술하도록 하겠다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 차량용 클러치 과열 방지방법에 대하여 살펴본다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 클러치 과열 방지방법을 도시한 순서도이다. 도 1 내지 도 2를 참조하면, 차량용 클러치 과열 방지방법은 제어부(40)에서 변속기(20) 내부의 클러치(23) 온도와 제1설정온도를 비교하는 제1비교단계(S100); 상기 제1비교단계(S100) 수행결과, 상기 클러치(23) 온도가 제1설정온도보다 높은 경우, 상기 제어부(40)가 가속페달맵의 게인(Gain)을 상향제어하는 가속페달맵상향단계(S110); 상기 가속페달맵상향단계(S110) 후, 상기 제어부(40)가 상기 클러치(23) 온도와 상기 제1설정온도보다 낮게 설정된 제2설정온도를 비교하는 제2비교단계(S130); 및 상기 제2비교단계(S130) 수행결과, 상기 클러치(23) 온도가 제2설정온도보다 낮은 경우, 상기 제어부(40)가 가속페달맵의 게인(Gain)을 기준값으로 복구제어하는 가속페달맵복구단계(S140);를 포함할 수 있다.

먼저, 제어부(40)는 상기 변속기(20) 내부에 마련된 클러치(23)의 온도를 추정하고, 추정된 클러치 온도를 제1설정온도와 비교한다(S100). 여기서, 제어부(40)는 변속기 클러치(23)의 온도를 추정하기 위해 클러치 슬립량, 슬립시간, 전달 토크, 변속기 오일온도 등의 인자들을 각종 센서들을 통해 측정하여 산출할 수 있는데, 클러치의 온도 산출방법은 현재 종래기술들로 다양하게 개시되어 있는바 구체적인 설명은 생략하도록 하겠다.

상기 클러치(23)의 온도와 비교되는 제1설정온도는 클러치(23)가 과열된다고 판단되는 시점의 클러치(23) 온도로 설정될 수 있다. 이는 차량, 클러치 또는 설계자에 따라 가변되어 설정될 수 있는 값인바, 특정값으로 한정되어서는 안될 것이다.

만약, 차량이 등판 발진 등의 상황으로 인해서 클러치(23) 온도가 제1설정온도보다 높아질 경우, 제어부(40)는 클러치(23)가 과열되었다고 판단하여 가속페달맵의 게인(Gain)을 상향제어하는데(S110), 여기서 가속페달맵은 APS(Accelerator Pedal Sensor) 측정값에 따른 엔진토크 및 엔진RPM변화를 나타내는 맵이다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 가속페달맵을 도시한 그래프이다. 도 3a는 클러치 온도가 정상일 경우에 기준값이 되는 가속페달맵을 도시한 것이다. 하지만 클러치 온도가 제1설정온도보다 높아지면 도 3b와 같이 제어부는 APS 측정값 대비 엔진토크를 상향제어함을 알 수 있다.

이와 같이 동일한 APS측정값이더라도 클러치 온도가 제1설정온도를 초과하면 엔진토크가 상향되도록 제어함으로써 구동 휠의 슬립을 유발시킨다. 즉, 차량 주행 시 구동 휠의 슬립없이 주행이 이루어질 경우보다 구동 휠에 슬립이 발생하도록 주행되는 경우, 발열에너지 및 클러치의 온도 증대량이 적어진다. 따라서, 의도적으로 APS측정값 대비 엔진토크를 증대시켜 구동 휠과 지면 사이의 슬립을 유발시키고 이에 따라 클러치 슬립량을 저감하여 클러치의 과열을 방지하는 것이다.

이후, 상기 제어부(40)는 제1설정온도보다 낮게 설정된 제2설정온도보다 클러치(23) 온도가 낮아질 경우, 가속페달맵의 게인(Gain)을 기준값 즉, 도 3a와 같이 가속페달맵을 복구제어할 수 있다.

상술한 바와 같이 가속페달맵의 게인(Gain)을 상향제어하면 구동계의 회전 이너셔가 짧은 시간동안 급감하면서 클러치의 슬립량과 슬립시간이 저감되어 클러치 발열에너지가 감소한다. 하지만, 구동계의 이너셔 변동에 의해 차량 전후방향으로 진동이 발생한다는 문제가 있다.

따라서, 본 기술은 상기 가속페달맵상향단계(S110) 후, 상기 제어부(40)가 차량의 종가속도를 감지하는 가속도센서(50)의 센싱값과 기준영역값을 비교하는 제3비교단계(S120);를 더 포함하고, 상기 제3비교단계(S120) 수행결과, 상기 센싱값이 기준영역값에 포함된 경우 상기 제어부(40)는 상기 제2비교단계(S130)를 실시할 수 있다.

즉, 제어부(40)는 가속도센서(50)를 통해 차량의 전후방향 움직임을 감지하고, 가속도센서(50)의 센싱값이 기준영역값에 포함될 경우에만 차량이 정상적인 상태라고 판단하여 상기 제2비교단계(S130)를 실시하는 것이다. 여기서, 상기 기준영역값은 차량 및 설계자에 따라 가변되어 설정될 수 있다.

하지만, 상기 제3비교단계(S120) 수행결과, 상기 센싱값이 기준영역값에 포함되지 않는 경우, 상기 제어부(40)가 상기 센싱값과 기준영역값의 최소치를 비교하는 제4비교단계(S150);를 더 포함하고, 상기 제4비교단계(S150) 수행결과, 상기 센싱값이 기준영역값의 최소치보다 작은 경우, 상기 제어부(40)는 상기 가속페달맵상향단계(S110)를 재실시할 수 있다.

즉, 제어부(40)는 가속도센서(50) 센싱값이 기준영역값의 최소치보다 작으면 차량의 종방향 진동이 매우 적음을 의미하는바, 오히려 가속페달맵의 게인(Gain)을 상향제어함으로써 클러치(23)의 슬립량을 저감할 수 있다. 이에 따라 클러치(23)의 과도한 온도 상승을 방지할 수 있다.

반대로, 본 기술은 상기 제4비교단계(S150) 수행결과, 상기 센싱값이 기준영역값의 최소치보다 작지 않은 경우, 상기 제어부(40)가 가속페달맵의 게인(Gain)을 하향제어하는 가속페달맵하향단계(S160);를 더 포함할 수 있다.

즉, 제어부(40)는 가속도센서(50)의 센싱값이 기준영역값에 포함되지 않고 기준영역값의 최대치보다 큰 경우라면, 차량의 전후방향 진동이 강하게 발생한다고 판단할 수 있다. 따라서, 구동 휠 슬립을 저감하도록 가속페달맵의 게인(Gain)을 하향제어할 수 있다.

따라서, 구동 휠 슬립에 의한 차량 전후방향 진동이 발생하는 것을 방지할 수 있어 차량의 상품성을 유지시킬 수 있다. 또한, 차량의 진동 수준을 일정하게 유지하면서도 클러치(23)의 발열은 최대한 억제할 수 있다.

이때, 제어부(40)가 가속페달맵상향단계(S110)에서 가속페달맵의 게인(Gain)을 상향제어하는 비율보다 가속페달맵하향단계(S160)에서 가속페달맵의 게인(Gain)을 하향제어하는 비율을 더 작게 설정할 수 있다. 이는 지속적으로 차량의 진동이 적정한 상태에서 최대한 클러치(23)의 발열을 방지하기 위함이다.

일 예로 가속페달맵상향단계(S110) 시 제어부는 가속페달맵의 게인을 30% 상향시킬 수 있고, 가속페달맵하향단계(S160) 시 가속페달맵의 게인을 10% 하향시킬 수 있다. 하지만, 이는 설명을 위한 일 실시예일 뿐 차량 또는 설계자에 따라 가변설정될 수 있는바 특정 수치로 한정되어서는 안될 것이다.

아울러, 본 기술에서 상기 제어부(40)는 상기 가속페달맵하향단계(S160) 후, 상기 제3비교단계(S120)를 재실시할 수 있다. 즉, 가속페달맵의 게인(Gain)을 하향제어하였음에도 차량에 진동이 발생할 수 있는바, 이를 판단하기 위해 가속도센서(50)의 센싱값이 기준영역값에 포함되는지 비교할 수 있다(S120).

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.

10: 엔진 20: 변속기
23: 클러치 25: 기어박스
30: ECU 40: 제어부
50: 가속도 센서

Claims

제어부에서 변속기 내부의 클러치 온도와 제1설정온도를 비교하는 제1비교단계;
상기 제1비교단계 수행결과, 상기 클러치 온도가 제1설정온도보다 높은 경우, 상기 제어부가 가속페달맵의 게인을 상향제어하여 엔진 토크를 증가시키는 가속페달맵상향단계;
상기 가속페달맵상향단계 후, 상기 제어부가 상기 클러치 온도와 상기 제1설정온도보다 낮게 설정된 제2설정온도를 비교하는 제2비교단계;
상기 제2비교단계 수행결과, 상기 클러치 온도가 제2설정온도보다 낮은 경우, 상기 제어부가 가속페달맵의 게인을 기준값으로 복구제어하는 가속페달맵복구단계; 및
상기 가속페달맵상향단계 후, 상기 제어부가 차량의 종가속도를 감지하는 가속도센서의 센싱값과 기준영역값을 비교하는 제3비교단계;를 포함하고,
상기 제3비교단계 수행결과, 상기 센싱값이 기준영역값에 포함된 경우, 상기 제어부는 상기 제2비교단계를 실시하는 것을 특징으로 하는 차량용 클러치 과열 방지방법.
삭제
청구항 1에 있어서,
상기 제3비교단계 수행결과, 상기 센싱값이 기준영역값에 포함되지 않는 경우, 상기 제어부가 상기 센싱값과 기준영역값의 최소치를 비교하는 제4비교단계;를 더 포함하고,
상기 제4비교단계 수행결과, 상기 센싱값이 기준영역값의 최소치보다 작은 경우, 상기 제어부는 상기 가속페달맵상향단계를 재실시하는 것을 특징으로 하는 차량용 클러치 과열 방지방법.
청구항 3에 있어서,
상기 제4비교단계 수행결과, 상기 센싱값이 기준영역값의 최소치보다 작지 않은 경우, 상기 제어부가 가속페달맵의 게인을 하향제어하는 가속페달맵하향단계;를 더 포함하는 차량용 클러치 과열 방지방법.
청구항 4에 있어서,
상기 제어부는 상기 가속페달맵하향단계 후, 상기 제3비교단계를 재실시하는 것을 특징으로 하는 차량용 클러치 과열 방지방법.