KR20010039157A

KR20010039157A - 자동 변속기가 장착된 차량의 댐퍼 클러치 제어 방법

Info

Publication number: KR20010039157A
Application number: KR1019990047435A
Authority: KR
Inventors: 유평환
Original assignee: 이계안; 현대자동차 주식회사
Priority date: 1999-10-29
Filing date: 1999-10-29
Publication date: 2001-05-15
Also published as: AU6958900A; US6478717B1; JP2001141049A; DE10052181A1; AU765748B2; KR100326667B1; JP4587546B2; DE10052181B4

Abstract

이 발명은 자동 변속기 장착 차량의 댐퍼 클러치 제어 방법에 관한 것으로, 스로틀 개도량, 엔진 회전수 및 터빈축 회전수를 감지하는 단계; 스로틀 개도량의 감소에 따른 리프트 풋 업 변속을 수행하는 단계; 엔진 회전수와 터빈 회전수의 차이가 설정치이하 인지를 판단하는 단계; 엔진 회전수와 터빈 회전수의 차이가 설정치이하가 되는 시점에서 댐퍼 클러치를 일정 시간 일정 듀티로 제어하는 단계; 및 댐퍼 클러치의 듀티 제어를 일정 듀티로 일정 시간한 후에, 계합 듀티로 제어하는 단계를 수행하여, LFU시 댐퍼 클러치를 작동시킴으로써 터빈 회전수와 엔진 회전수의 차이가 없어 팁 인에 의한 댐퍼 클러치 해제시에도 팁 인에 의한 백 래쉬 쇼크를 없앨 수 있는 효과가 있다.

Description

자동 변속기가 장착된 차량의 댐퍼 클러치 제어 방법{A METHOD FOR CONTROLLING A OPERATION OF DAMPER CLUTCH WITH AUTOMATIC TRANSMISSION}

이 발명은 자동차의 자동 변속기에 관한 것으로, 특히, 변속 중 잦은 가속 페달의 조작으로 인해 발생하는 쇼크를 저감시키기 위한 자동 변속기가 장착된 차량의 댐퍼 클러치 제어 방법에 관한 것이다.

엔진과 변속기 사이에 토크 컨버터에 의한 변속기의 동작을 제어하는 자동 변속기는 자동차의 주행 상태에 따라 토크 컨버터를 거치지 않고 엔진의 구동력을 직접 이용하기 의해 토크 컨버터 내에 댐퍼 클러치(DAMPER CLUTCH:이하 'D/C'라 한다.)가 장착되어 있다.

D/C의 작동 영역은 자동 변속기의 입력축으로 사용되는 터빈(turbine)축의 회전수와 운전자의 운전 상태에 따른 가속 페달의 동작 상태에 따라 개도 정도가 변화하는 스로틀 밸브의 개도 정도에 따라 변화한다.

따라서 터빈축의 회전수나 스로틀 밸브의 개도 정도가 D/C의 작동 영역에 포함되면, 변속 제어 유닛(TRANSMISSION CONTROL UNIT)는 D/C 제어 솔레노이드 밸브로 구동 신호를 출력하여, D/C가 작동할 수 있도록 한다.

도1은 종래의 D/C 작동 영역을 도시한 도면이다. 도1에 도시되어 있듯이, D/C는 가속 페달의 동작에 따른 스로틀 밸브의 개도 정도나 터빈축의 회전수에 따라 비작동 영역(A, C)와 작동 영역(B)으로 구분된다.

도1에서 보면, D/C가 비작동 영역에 속하는 경우는 해제선(1)내(A)에 스로틀 밸브의 개도량과 터빈축 회전수가 포함되거나, 스로틀 밸브의 개도량이 작아 파워 모드 온(ON)-오프(OFF) 판정선(3)의 아래인 오프 영역 즉, C 영역에 위치할 때이다.

일반적으로, 스로틀 밸브 개도량이 많은 주행 상태에서 갑자기 운전자가 가속 페달에서 발을 떼어 스로틀 밸브를 오프하여 리프트 풋 업 시프트가 발생하거나, 운전자가 가속 페달을 재차 밟을 때 즉, 팁-인(tip-in)시 스로틀 밸브의 개도량과 터빈축 회전수(Nt) 및 엔진 회전수(Ne)는 도2와 같이 변화하고, 그에 따라 D/C는 비작동 영역(C)에 포함된다.

도2는 LFU시 및 팁 인시의 스로틀 개도 및 차량 출력 상태를 나타낸 도면이다. 운전자가 가속 페달을 밟고 떼는 조작하면 그에 따라 도2에 도시된 바와 같이 스로틀 개도량(%)은 개도율이 급변하고, 엔진 회전수(Ne) 및 터빈 회전수(Nt)는 스로틀 밸브가 개도율에 따라 증가 또는 감소한다.

이때, 토크(T)는 스로틀 개도량이 급격히 떨어지는 시점에 동기하여 떨어지다가 터빈축 회전수(Nt)가 엔진 회전수(Ne)보다 커지는 시점 즉, 변속이 완료되는 시점에서 LFU의 쇼크(3)가 발생하고, 다시 스로틀 개도량이 급격히 증가하는 시점에서 터빈축 회전수(Nt)와 엔진 회전수(Ne)가 같아지는 시점에서 팁 인 쇼크(4)가 발생함을 알 수 있다.

따라서, 상기와 같이 D/C가 해제됨에 따라 엔진의 회전수는 감소하고 차속은 증가하므로 서로 상반된 관계에 의해 쇼크가 발생하여 자동차의 승차감을 감소시키는 문제가 발생한다.

따라서, 이 발명은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, LFU시 또는 팁 인시 발생하는 쇼크를 방지하기 위해 D/C의 작동 영역을 확장시켜 파워 오프 영역에서도 D/C가 작동하도록 한다.

도1은 종래의 D/C 작동 영역을 도시한 도면이다.

도2는 리프트 풋 업(LIFT FOOT UP) 변속시 및 팁 인(TIP-IN)시의 스로틀 개도 및 차량 출력 상태를 나타낸 도면이다.

도3은 이 발명의 실시예에 따른 자동 변속기가 장착된 차량의 댐퍼 클러치 제어 장치의 블록 구성도이다.

도4는 이 발명의 실시예에 따른 자동 변속기가 장착된 차량의 댐퍼 클러치 제어 장치에 의한 LFU의 댐퍼 클러치 작동 영역을 보인 도면이다.

도5는 이 발명의 실시예에 따른 자동 변속기가 장착된 차량의 댐퍼 클러치 제어 장치가 LFU 및 팁 인시의 듀티 제어를 나타낸 도면이다.

도6은 이 발명의 실시예에 따른 자동 변속기가 장착된 차량의 댐퍼 클러치 제어 장치이 동작 순서도이다.

상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 이 발명의 자동 변속기가 장착된 차량의 댐퍼 클러치 제어 장치는, 스로틀 개도 감지부, 터빈 회전수 감지부, 엔진 회전수 감지부, 제어부 및 D/C 구동부를 포함한다.

여기서, 스로틀 개도 감지부는 가속 페달의 동작상태에 연동하여 개폐 상태가 가변되는 스로틀 밸브의 개도 정도를 감지하여 소정의 신호를 출력하고, 터빈 회전수 감지부는 변속기의 입력축과 연결되어 있는 토오크 컨버터의 터빈축의 회전 속도를 감지하여 소정의 신호를 출력하며, 엔진 회전수 감지부는 엔진의 동작 상태에 따라 가변되는 크랭크축의 회전 속도를 검출하여 소정의 신호를 출력한다. 이렇게 출력된 각 감지부의 출력은 제어부로 입력되고, 제어부는 입력되는 신호로 차량의 주행 상태를 판단하고, 변속시 판단한 주행 상태에 따라 듀티를 조절하여 엔진 및 터빈축 회전수를 제어한다. 한편, D/C 구동부는 제어부의 제어 신호에 따라 댐퍼 클러치를 작동시킨다.

이상과 같이 구성된 이 발명의 특징에 따른 자동 변속기가 장착된 차량의댐퍼 클러치 제어 방법은 상기한 기술적 과제를 달성하기 위해,

스로틀 개도량, 엔진 회전수 및 터빈축 회전수를 감지하는 단계;

스로틀 개도량의 감소에 따른 리프트 풋 업 변속을 수행하는 단계;

엔진 회전수와 터빈 회전수의 차이가 설정치 이하인지를 판단하는 단계;

엔진 회전수와 터빈 회전수의 차이가 설정치 이하가 되는 시점에서 댐퍼 클러치를 일정 시간 일정 듀티로 제어하는 단계; 및

댐퍼 클러치의 듀티 제어를 일정 듀티로 일정 시간한 후에, 계합 듀티로 제어하는 단계를 포함한다.

이하, 첨부한 도3 내지 도6을 참조로 하여 이 발명의 실시예에 따른 자동 변속기가 장착된 차량의 댐퍼 클러치 제어 장치의 동작을 설명한다.

도3에 도시되어 있듯이, 이 발명의 실시예에 따른 쇼크 방지용 자동 변속기 제어 장치는 가속 페달에 미치는 운전자의 힘에 따라 달리하는 스로틀밸브 개도량을 검출하는 스로틀 포지션 센서(100)와, 변속기의 입력축과 연결되어 있는 토오크 컨버터의 터빈축의 회전 속도를 감지하는 터빈 회전수 감지부(200)와, 엔진의 동작 상태에 따라 가변되는 크랭크축의 회전 속도를 검출하여 소정의 신호를 출력하는 엔진 회전수 감지부(300)와, 스로틀 포지션 센서(100), 터빈 회전수 감지부(200)와 엔진 회전수 감지부(300)에서 출력하는 신호에 따라 LFU 제어 및 팁 인시 쇼크가 발생하지 않도록 댐퍼 클러치 해제 영역에서도 D/C의 듀티를 제어하는 신호를 출력하는 TCU(400), 및 TCU(400)에서 출력하는 제어 신호에 따라 D/C를 구동시키는 D/C 구동부(500)를 포함한다.

이상과 같이 구성된 이 발명의 실시예에 따른 자동 변속기가 장착된 차량의 댐퍼 클러치 제어 장치는 스로틀 포지션 센서(100), 터빈 회전수 감지부(200) 및, 엔진 회전수 감지부(300)를 통해 차량의 주행 상태를 검출한다(S100).

차량이 일정 속도 이상으로 주행하고 경우의 스로틀 개도량은 도5의 ① 구간과 같이 일정치 이상 스로틀 밸브가 개도되어 있고, 이때의 엔진 회전수 감지부(300) 및 터빈 회전수 감지부(20)에서 검출되는 엔진 회전수(Ne) 및 터빈 회전수(Nt)는 도4의 B 영역에 위치한다. 따라서, D/C는 작동 영역에 위치하여 설정 듀티에 따라 동작하고 있다.

그러나, 운전자가 가속 페달에서 발을 떼면 스로틀 개도량은 급격히 줄어들 점차 감소하며, 그에 따라 TCU(400)는 주행중에 스로틀 개도량이 갑자기 떨어지게 됨에 따라 LFU 제어 조건이 충족되어 업 시프트 변속을 수행하게 된다(S200).

이때, 엔진 회전수(Ne) 및 터빈 회전수(Nt)는 도5에 도시된 바와 같이 점차 감소하게 되어 D/C의 동작 영역이 비작동 영역인 파워 모드 오프 영역에 속하게 된다. 그러나, 일반적인 경우 변속중에는 엔진 회전수(Ne) 및 터빈 회전수(Nt)가 일정치 이하로 떨어지면 D/C를 락(LOCK)시키는 것이 원칙이나, 이 경우 D/C를 락시키면 종래와 같이 LFU 및 팁 인 쇼크가 발생하게 된다.

그래서, 이 발명의 특징에 따른 TCU(400)는 LFU 제어를 수행하여야 함을 판단하고, D/C 작동 영역이 파워 오프 모드에 속한다고 판단하면, LFU 제어 및 팁 인시의 쇼크를 방지하기 위해 D/C를 일시 해제한다.

즉, TCU(400)는 터빈 회전수 감지부(200)와 엔진 회전수 감지부(300)에서 출력하는 신호를 입력받아 터빈 회전수(Nt)와 엔진 회전수(Ne)를 판단하고 있다가, 엔진 회전수(Ne)-터빈 회전수(Nt)가 100rpm이하가 되는 t1 시점에서 D/C 듀티를 일정 시간, 일정 듀티로 유지시키는 제어 신호를 D/C 구동부(500)로 출력한다(S300).

여기서, 엔진 회전수(Ne) - 터빈 회전수(Nt)가 100rpm이하가 아니면, TCU(400)는 D/C 락을 그대로 유지시킨다(S400).

한편, D/C 구동부(500)는 TCU(400)에서 출력하는 제어 신호를 입력받아 D/C 듀티에 따라 DCCV(damper clutch control valve) 좌단에 작용하는 유압을 저하시켜 D/C 작동 유압의 유로를 크게 열어 D/C가 강한 힘으로 토크 컨버터에 밀착되어 슬립율이 낮도록 한다.

이때, TCU(400)는 D/C 작동 응답을 향상시키기 위하여 D/C 듀티를 증가시키는 제어 신호를 일정 시간(t1-t2)동안 출력하도록 한다(S500).

그런 다음, TCU(400)는 t2 시점에서부터 검출되는 엔진 회전수(Ne)와 터빈 회전수(Nt)를 입력받고 비교하여, 도5의 t2-t3 구간과 같이 엔진 회전수(Ne)와 터빈 회전수(Nt)가 부합되도록 하는 계합 D/C 듀티 신호를 D/C 구동부(500)로 출력한다(S600).

D/C 구동부(500)는 TCU(400)에서 출력하는 계합 D/C 듀티 신호에 따라 댐퍼 클러치를 제어하여 엔진 회전수(Ne)와 터빈 회전수(Nt)가 같아지도록 한다.

TCU()400)에서 출력하는 계합 D/C 듀티 신호는 운전자가 다시 가속 페달을 밟아 스로틀 개도량이 급격히 증가되는 시점(t3)에서 개도량이 설정된 변화량 이상일 경우 D/C 해제가 발생되어 D/C 작동을 해제한다(S700, 800)

따라서, LFU시의 D/C 작동 영역은 도4와 같아지게 된다. 도4에서 A영역은 D/C 비작동 영역이고, B는 작동 영역이다. 여기서, 도4와 도1을 비교해보면, 도4의 LFU시 D/C의 작동 영역이 도2의 파워 모드 오프 영역인 비작동 영역을 포함하게 됨을 알 수 있다.

그리고, LFU시 엔진 회전수(Ne)와 터빈 회전수(Nt)가 파워 모드 오프 영역에 있을 때 도5에 도시된 바와 같이 D/C 듀티를 제어함으로써, 엔진 회전수와 터빈 회전수가 같게 되고 이때, 팁 인에 의한 D/C 해제시 엔진 회전수와 터빈 회전수의 차이가 없기 때문에 백 래쉬의 쇼크가 발생하지 않는 토크(T)의 변화가 나타난다.

여기서, 이 발명의 실시예에 따른 도5의 토크(T) 변화와, 도2의 토크(T) 변화를 비교해보면, LFU시 쇼크(3)가 발생하거나 팁 인시에 쇼크(4)가 발생하지 않게 됨을 알 수 있다.

이 발명은 LFU 및 팁 인시 댐퍼 클러치가 해제되지 않도록 하고 엔진 회전수와 터빈 회전수에 따라 댐퍼 클러치 듀티를 조절하여 토크의 쇼크가 발생하지 않도록 하는 효과가 있다.

Claims

스로틀 개도량, 엔진 회전수 및 터빈축 회전수를 감지하는 단계;

스로틀 개도량의 감소에 따른 리프트 풋 업 변속을 수행하는 단계;

엔진 회전수와 터빈 회전수의 차이가 설정치 이하인지를 판단하는 단계; 및

엔진 회전수와 터빈 회전수의 차이가 설정치 이하가 되는 시점에서 댐퍼 클러치를 듀티 제어하는 단계를 포함하는 자동 변속기 장착 차량의 댐퍼 클러치 제어 방법.
제1항의 엔진 회전수와 터빈 회전수의 차이가 설정치 이하인지를 판단하는 단계에 있어서,

상기 설정치는 상기 엔진 회전수가 상기 터빈 회전수에 수혐하는 상태값으로서 100rpm 부근값을 갖도록 하는 것을 특징으로 하는 자동 변속기 장착 차량의 댐퍼 클러치 제어 방법.
제1항의 댐퍼 클러치를 듀티 제어하는 단계에 있어서,

상기 듀티 제어는 일정시간 일정 듀티로 제어한 후 계합 듀티로 제어하는 것을 특징으로 하는 자동 변속기 장착 차량의 댐퍼 클러치 제어 방법.