KR102136276B1

KR102136276B1 - 다단 변속기 킥다운 변속 시 클러치 발열량 감소를 위한 해방제어 구조 및 그 방법

Info

Publication number: KR102136276B1
Application number: KR1020180155350A
Authority: KR
Inventors: 김진영; 김병옥; 유연호
Original assignee: 현대트랜시스 주식회사
Priority date: 2018-12-05
Filing date: 2018-12-05
Publication date: 2020-07-21
Also published as: KR20200068402A

Abstract

본 발명은 다단 변속기 킥다운 변속 시 클러치 발열량 감소를 위한 해방제어 구조에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 킥다운 변속 이너셔 구간의 변속시간 중 일정 시간이 지난 후 유압을 재생성하여 발열량 축소 해방 제어를 구현한 구조에 관한 것이다.
본 발명은 킥다운 변속의 이너셔 구간을 줄여 해방 제어 클러치의 발열을 낮추고 클러치의 크기를 작게 만들 수 있다.

Description

다단 변속기 킥다운 변속 시 클러치 발열량 감소를 위한 해방제어 구조 및 그 방법{STRUCTURE FOR KICK DOWN SHIFT CONTROL OF RELEASE OIL PRESSURE IN MULTI SPEED TRANSMISSION AND THE METHOD USING IT}

본 발명은 다단 변속기 킥다운 변속 시 클러치 발열량 감소를 위한 해방제어 구조에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 킥다운 변속 이너셔 구간의 변속시간 중 일정 시간이 지난 후 유압을 재생성하여 발열량 축소 해방 제어를 구현한 구조에 관한 것이다.

일반적으로 운전자가 엑셀레이터 페달을 밟아 킥다운 변속을 요청하면, TCU(transmission Control Unit)는 지정된 변속선에 의거 타겟 단을 설정하며 현재 단에서 타겟 단까지 킥다운 변속을 구현한다.

도 1과 도 2에 도시된 바와 같이 유압이 존재하는 구간에서 RPM 변동(클러치 슬립) 발생 시 열이 발생된다.

즉 다단화 변속기에서 단간비가 큰 킥다운 변속시(예 : 킥다운 8-3 변속) RPM 상승 구간(이너셔 구간)이 길어진다.

종래의 킥다운 변속의 이너셔 구간이 길어지면 해방 제어 클러치의 발열이 높아질 수 밖에 없다.

한국등록특허 제1349539호 한국등록특허 제1822274호 한국등록특허 제1506033호

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 해방 제어 클러치의 발열과 클러치 사이즈 확대의 문제를 해결하기 위해 다단 변속기 킥다운 변속 시 클러치 발열량 감소를 위한 해방제어 구조를 제공하는 데 목적이 있다.

상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 TCU가 킥다운 변속 이너셔 구간의 변속시간 중 일정 시간이 지난 후 유압을 재생성하여 발열량 축소 해방 제어를 구현한다.

상기 킥다운 변속 이너셔 구간의 변속시간을 예측하는 것은 현재단 및 타겟단 RPM, 차량 가속도, 엑셀레이터 페달량, 및 엔진 토크를 통해 TCU가 계산하여 예측한다.

상기 변속시간의 예측 시간이 설정값 이상인 경우 TCU가 클러치 발열량 축소 해방 제어한다.

상기 클러치 발열량 축소 해방 제어는 TCU가 변속 시작 시 완전 해방 후 일정 시간이 지난 후 제어를 위한 유압을 재생성하여 클러치 발열량 축소 해방 제어한다.

상기 변속시간의 예측 시간이 설정값 이하인 경우 기존 해방 제어와 동일하게 TCU가 지정된 변속선에 의거 타겟 단을 설정하며 현재 단에서 타겟 단까지 킥다운 변속을 구현한다.

본 발명은 운전자가 엑셀레이터를 조작하면, 이너셔 구간의 변속시간을 예측하는 단계; 상기 변속시간이 설정값 A 이상인가 판단하는 단계; 상기 설정값 A 이상인 경우 클러치 발열량 축소 해방 제어하는 단계; 상기 설정값 A 이하인 경우 기존 해방 제어하는 단계;로 이루어진다.

상기 이너셔 구간의 변속시간을 예측하는 단계에서, 상기 이너셔 구간의 변속시간은 현재단/타겟단 RPM, 차량 가속도, 엑셀레이터 페달량, 엔진토크를 통해 계산하여 예측한다.

상기와 같이 이루어지는 본 발명은 킥다운 변속의 이너셔 구간을 줄여 해방 제어 클러치의 발열을 낮추고 클러치의 크기를 작게 만들 수 있다.

또한 본 발명은 클러치 크기의 축소로 원가 절감 및 중량 저감이 가능하다.

도 1은 종래 발명에 따른 변속의 이너셔 구간이 길어지면 해방 제어 클러치의 발열이 높아지는 것을 보여주는 그래프 도면이다.
도 2는 종래 발명에 따른 킥다운 변속 구현의 플로챠트 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따라 다단 변속기 킥다운 변속 시 클러치 발열량 감소를 위한 해방제어 구조에 대응하는 구성도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따라 다단 변속기 킥다운 변속 시 클러치 발열량 감소를 위한 해방제어 구조에 대응하는 플로챠트이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따라 발열량 축소 해방 제어를 구현하는 것을 보여주는 그래프 도면이다.

본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 부재는 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 또한, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.

도 3에 도시된 바와 같이 본 발명은 TCU(100) 내에 이너셔 구간 계산부(110), 클러치 발열량 축소 해방 제어부(120), 기존 해방 제어부(130)을 포함하고, 이외에 유압 생성부(200)와 센서부(300)를 포함한다.

이너셔 구간 계산부(110)는 다단 변속기 킥다운 변속 시 클러치 발열량 감소를 위한 해방 제어하는 변속 시간을 예측하기 위하여 이너셔 구간을 계산하는 모듈이다.

예를 들어 이너셔 구간 계산에 현재단 및 타겟단 RPM 등을 참고할 수 있으나 이에 한정된 것은 아니다.

클러치 발열량 축소 해방 제어부(120)는 클러치 발열량 축소를 위해 해방 제어하도록 제어하는 모듈로서, 미리 지정한 설정값에 따라 작동시킬 수 있다.

기존 해방 제어부(130)는 종래 발명에 설명된 바와 같은 일반적인 해방 제어 방법을 사용하여 제어하는 모듈이다. 즉 상기 설정값 보다 작은 경우 작동되는 모듈이다.

유압 생성부(200)는 상기 TCU(100)가 변속 시작 시 완전 해방 후 일정 시간이 지난 후 제어를 위한 유압을 재생성하는 모듈이다.

센서부(300)는 현재단 및 타겟단 RPM, 차량 가속도, 엑셀레이터 페달량, 및 엔진 토크 등을 검출하는 모듈로서, 상기 TCU(100)에 실시간으로 전달한다.

도 4와 도 5에 도시된 바와 같이 본 발명은 다단 변속기 킥다운 변속 시 클러치 발열량 감소를 위한 해방 제어하는 변속 시간을 예측하여 TCU(100)가 제어하도록 한다. 즉 TCU(100)가 이너셔 구간의 변속시간을 예측하여, 필요시 발열량 축소 해방 제어를 구현한다.

왜냐하면 다단화 변속기에서 단간비가 큰 킥다운 변속시(예 : 킥다운 8-3 변속) RPM 상승 구간(이너셔 구간)이 길어지고, 킥다운 변속의 이너셔 구간이 길어지면 해방 제어 클러치의 발열이 높아지기 때문에 클러치 크기를 늘려야하는 문제가 있기 때문이다.
즉, 변속기 내부에서는 상기 해방 제어 클러치가 슬립하는 동안, 상기 해방 제어 클러치가 받는 토크의 크기에 의해 상기 변속기의 발열량이 결정된다. 이때, 상기 해방 제어 클러치가 받는 토크는 유압에 의하여 결정된다.
이에 따라, 본 발명에서는 상기 해방 제어 클러치가 슬립하는 구간에서 일정 시간을 완전 해방 유압제어(유압 = 0)으로 진행하면서, 상기 해방 제어 클러치가 받는 토크의 크기를 축소시키도록 하고, 일정 시간이 지난 다음 상기 해방 제어 클러치의 제어를 위한 유압을 재생성시킴으로써, 상기 해방 제어 클러치의 발열량이 축소되도록 한다.
상기 해방 제어 클러치가 받는 토크가 작용하는 시간을 감소됨에 따라 상기 해방 제어 클러치의 발열량을 감소시킬 수 있다.

도 4에 도시된 바와 같이 먼저 운전자가 엑셀레이터를 조작하면, 이너셔 구간의 변속시간을 예측한다(S101, S102).

상기 변속시간이 설정값 A 이상인가 판단한다(S103).

그리고, 상기 설정값 A 이상인 경우 클러치 발열량 축소 해방 제어하고, 상기 설정값 A 이하인 경우 기존 해방 제어한다(S104, S105).

구체적으로 살펴보면, 상기 TCU(100)가 킥다운 변속 이너셔 구간의 변속시간을 예측하면, 일정 시간이 지난 후 발열량 축소 해방 제어를 구현할 수 있다. 킥다운 변속 이너셔 구간의 변속시간은 일정 시간으로 고정할 수도 있고, 도면에서와 같이 현재단 및 타겟단 RPM, 차량 가속도, 엑셀레이터 페달량, 및 엔진 토크를 통해 TCU(100)가 계산하여 예측할 수 있다.

또는 현재단 및 타겟단 RPM, 차량 가속도, 엑셀레이터 페달량, 또는 엔진 토크를 통해 TCU(100)가 계산하여 예측할 수도 있다.

상기 킥다운 변속 이너셔 구간의 변속시간을 예측하는 것은 필요시 발열량 축소 해방 제어를 구현하기 위함이다.

따라서 킥다운 변속의 이너셔 구간을 줄여 해방 제어 클러치의 발열을 낮추고 클러치의 크기를 작게 만들 수 있다.

본 발명의 일실시예로서 상기 클러치 발열량 축소 해방 제어는 TCU(100)가 변속 시작 시 완전 해방 후 일정 시간이 지난 후 제어를 위한 유압을 재생성하여 클러치 발열량 축소 해방 제어한다.

상기 일정 시간은 현재단 및 타겟단 RPM, 차량 가속도, 엑셀레이터 페달량, 및 엔진 토크를 통해 계산할 수 있다.

상기 변속시간의 예측 시간이 설정값 이상인 경우 TCU(100)가 클러치 발열량 축소 해방 제어한다.

여기에서 상기 설정값은 미리 TCU(100)에 저장되거나 일정 공식에 의해 계산될 수 있다.

한편 상기 변속시간의 예측 시간이 설정값 이하인 경우 기존 해방 제어와 동일하게 TCU(100)가 지정된 변속선에 의거 타겟 단을 설정하며 현재 단에서 타겟 단까지 킥다운 변속을 구현한다.

유압이 존재하는 구간에서 RPM 변동(클러치 슬립) 발생 시 열이 발생하므로 본 발명은 지정된 변속선에 의거 타겟 단을 설정하여 클러치 발열량 축소 해방 제어를 실시하게 된다.

TCU(100)가 현재 단에서 타겟 단까지 킥다운 변속 동안 변속 시작 시 완전 해방 후 일정 시간이 지난 후 일정 유압을 형성토록 하여 클러치 발열량 축소 해방 제어를 실시하게 된다.

100 : TCU
110 : 이너셔 구간 계산부
120 : 클러치 발열량 축소 해방 제어부
130 : 기존 해방 제어부
200 : 유압 생성부
300 : 센서부

Claims

TCU가 킥다운 변속 이너셔 구간의 변속시간 중, 일정 시간 동안은 해방 제어 클러치가 받는 토크에 의해 슬립되면서 발열되는 것을 방지하기 위해 상기 해방 제어 클러치가 받는 토크를 결정하는 유압을 생성하지 않고, 일정 시간이 지난 후 유압을 재생성하여 발열량 축소 해방 제어를 구현하는 것을 특징으로 하는 다단 변속기 킥다운 변속 시 클러치 발열량 감소를 위한 해방제어 구조.
제1항에 있어서,
상기 킥다운 변속 이너셔 구간의 변속시간을 예측하는 것은 현재단 및 타겟단 RPM, 차량 가속도, 엑셀레이터 페달량, 및 엔진 토크를 통해 TCU가 계산하여 예측하는 것을 특징으로 하는 다단 변속기 킥다운 변속 시 클러치 발열량 감소를 위한 해방제어 구조.
제1항에 있어서,
상기 변속시간의 예측 시간이 설정값 이상인 경우 TCU가 클러치 발열량 축소 해방 제어하는 것을 특징으로 하는 다단 변속기 킥다운 변속 시 클러치 발열량 감소를 위한 해방제어 구조.
제3항에 있어서,
상기 클러치 발열량 축소 해방 제어는 TCU가 변속 시작 시 완전 해방 후 일정 시간이 지난 후 제어를 위한 유압을 재생성하여 클러치 발열량 축소 해방 제어하는 것을 특징으로 하는 다단 변속기 킥다운 변속 시 클러치 발열량 감소를 위한 해방제어 구조.
제1항에 있어서,
상기 변속시간의 예측 시간이 설정값 이하인 경우 기존 해방 제어와 동일하게 TCU가 지정된 변속선에 의거 타겟 단을 설정하며 현재 단에서 타겟 단까지 킥다운 변속을 구현하는 것을 특징으로 하는 다단 변속기 킥다운 변속 시 클러치 발열량 감소를 위한 해방제어 구조.
운전자가 엑셀레이터를 조작하면, 이너셔 구간의 변속시간을 예측하는 단계;
상기 변속시간이 설정값 A 이상인가 판단하는 단계;
상기 설정값 A 이상인 경우 클러치 발열량 축소 해방 제어하는 단계;
상기 설정값 A 이하인 경우 기존 해방 제어하는 단계;로 이루어진 다단 변속기 킥다운 변속 시 클러치 발열량 감소를 위한 해방제어 구조를 이용한 방법.
제6항에 있어서,
상기 이너셔 구간의 변속시간을 예측하는 단계에서,
상기 이너셔 구간의 변속시간은 현재단/타겟단 RPM, 차량 가속도, 엑셀레이터 페달량, 엔진토크를 통해 계산하여 예측하는 것을 특징으로 하는 다단 변속기 킥다운 변속 시 클러치 발열량 감소를 위한 해방제어 구조를 이용한 방법.
제6항에 있어서,
상기 클러치 발열량 축소 해방 제어는 TCU가 변속 시작 시, 일정 시간 동안 해방 제어 클러치가 받는 토크에 의한 슬립에 의해 발열을 되지 않도록 상기 해방 제어 클러치가 받는 토크를 결정하는 유압을 생성하지 않는 완전 해방 후 일정 시간이 지난 후 제어를 위한 유압을 재생성하여 클러치 발열량 축소 해방 제어하는 것을 특징으로 하는 다단 변속기 킥다운 변속 시 클러치 발열량 감소를 위한 해방제어 구조를 이용한 방법.