KR20030050766A - 자동 변속기 차량의 감속 직결 제어방법 - Google Patents

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Abstract

감속과정에서 ECU(엔진 제어유닛)과 TCU(트랜스밋션 제어유닛)의 동기 제어에 의하여 감속 직결 제어의 작동영역을 확대하여 연비를 개선하고, 댐퍼 클러치 직결시 변칙적인 충격 발생을 최소화할 수 있도록 한 자동 변속기 차량의 감속 직결 제어방법을 제공할 목적으로;
차량의 관성 주행시 댐퍼 클러치의 감속 직결 제어방법에 있어서,
감속 직결 제어 개시를 위한 조건을 만족하는지를 판단하는 제1 단계와; 상기 제1 단계의 조건을 만족하면, ECU에 터빈 RPM 동기 제어를 요청하고, 터빈 RPM 슬립량이 기준값 보다 작은 가를 판단하는 제2 단계와; 상기 제2 단계의 조건을 만족하면, 댐퍼 클러치의 직결 감속 제어를 실시함과 동시에 연료 차단 제어를 요청한 후 감속 직결 제어 해제 조건을 만족하는가를 판단하는 제3 단계와; 상기 감속 직결 제어 해제 조건을 만족하면, 댐퍼 클러치를 해제 제어한 후 종료하는 제4단계로 이루어지는 자동 변속기 차량의 감속 직결 제어방법을 제어한다.

Description

자동 변속기 차량의 감속 직결 제어방법{METHOD OF CONTROLLING A DIRECT CONNECTION OF THE REDUCTION FOR AN AUTOMATIC TRANSMISSION IN A VEHICLES}
본 발명은 자동 변속기 차량의 감속 직결 제어방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 감속과정에서 ECU(엔진제어유닛)과 TCU(트랜스밋션 제어유닛)의 동기 제어에 의하여 감속 직결 제어의 작동영역의 확대 및 댐퍼 클러치 직결시 충격 발생을 최소화할 수 있도록 한 자동 변속기 차량의 감속 직결 제어방법에 관한 것이다.
예컨대, 차량의 타행 주행중에는 차량 관성에 의하여 휠의 회전력이 변속기를 거쳐 엔진을 회전시키기 때문에 연료를 공급하지 않더라도 시동이 꺼지지 않게 되는 바, 연비를 개선하기 위하여 스로틀 밸브가 오프된 상태에서 일정 회전수 이상이 되면 연료 인젝션을 중지하고 있다.
이러한 연료 차단 제어는 수동 변속기의 경우 주행중 스로틀이 오프된 상태에서도 엔진이 변속기와 동일하게 회전하기 때문에 휠의 회전수에 기어비를 곱한 회전수로 엔진이 회전하게 된다.
그러나 자동 변속기의 경우에 있어서는 엔진은 토크 컨버터에서의 슬립으로 인하여 휠의 회전수에 기어비를 곱한 회전수 보다 낮은 회전수를 유지하게 되는 바, 터어빈 회전수가 엔진의 연료 차단 제어 회전수 보다 높아도 엔진의 회전수는 설정치 보다 낮은 경우가 많이 있기 때문에 수동 변속기 차량 보다 연료 차단 제어되는 경향이 줄어들기 때문에 큰 효용성을 갖지 못한다.
이에 따라 자동 변속기 차량에서는 타행 주행중 엔진 회전수를 변속기 입력 회전수와 동일하게 유지하여 연료 차단 제어 영역을 확장시키기 위한 수단으로 감속 직결 제어를 실시하게 된다.
이러한 감속 직결 제어방법의 종래의 일예를 살펴보면, 도 3에서와 같이, 감속 직결 제어 개시 조건을 만족하는가를 판단하여(S300) 만족하면, 감속 직결 제어(댐퍼 클러치 작동)를 실시하고(S310), 댐퍼 클러치가 작동하고 있는 과정에서 감속 직결제어 해제 조건인가를 판단하여(S320), 조건을 만족하면 댐퍼 클러치의 작동을 해제하는 제어를 실시하게 된다(S330).
상기 S300 단계에서의 감속 직결 제어 개시 조건은 변속중인 아닌 상태에서 변속단이 고속단이고, 유온, 엔진 회전수, 스로틀 개도, 터빈 회전수, 아이들 스위치 온등의 요소가 미리 입력되어진 설정 조건을 만족할 때이며, S330 단계에서의 감속 직결 제어 해제 조건은 상기 요소가 설정 기준에 미달할 때이다.
그러나 상기와 같은 감속 직결 제어는 ECU와 TCU 상호간에 제어의 교류없이 이루어지게 되는 바, 독립적으로 연료 차단 제어와 감속 직결 제어가 이루어짐으로써, 그 효율성이 떨어진다는 문제점을 내포하고 있다.
또한, 감속 직결 제어에 있어서는 파워 온 상태에서의 주행중 댐퍼 클러치의 비직결 상태이거나 변속이 이루어져 댐퍼 클러치가 해제되는 경우에는 감속 직결 제어를 행할 수 없는 바, 실제 주행중에 적용되는 영역이 적어서 실효성이 낮다는 문제점을 내포하고 있다.
그리고 댐퍼 클러치가 직결되지 않을 경우 스로틀 오프 상태에서 댐퍼 클러치를 직결시키는 제어는 엔진 회전수가 낮을 경우(1500rpm 이하), 오일 펌프에서 형성되는 유량이 적어 토크 컨버터 체적을 채워 댐퍼 클러치를 제어하는데 시간이 지연되기 때문에 특히 어렵기 때문에 현재의 직결 제어는 파워 온 상태에서 댐퍼 클러치가 작동하는 경우에만 적용되는 문제점을 내포하고 있다.
또한, 엔진 회전수가 낮고, 터빈의 슬립이 큰 상태에서 댐퍼 클러치를 직결시키고자 하는 경우에는 변칙적인 충격이 발생되는 등의 많은 문제점을 내포하고 있다.
따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 본 발명의 목적은, 감속과정에서 ECU(엔진제어유닛)과 TCU(트랜스밋션 제어유닛)의 동기 제어에 의하여 감속 직결 제어의 작동영역을 확대하여 연비를 개선하고, 댐퍼 클러치 직결시 변칙적인 충격 발생을 최소화할 수 있도록 한 자동 변속기 차량의감속 직결 제어방법을 제공함에 있다.
도 1은 본 발명을 운용하기 위한 시스템의 일반적인 블록도.
도 2는 본 발명에 의한 제어방법의 작동 흐름도.
도 3은 종래 학습제어의 작동 흐름도이다.
이를 실현하기 위하여 본 발명은, 차량의 관성 주행시 댐퍼 클러치의 감속 직결 제어방법에 있어서,
감속 직결 제어 개시를 위한 조건을 만족하는지를 판단하는 제1 단계와; 상기 제1 단계의 조건을 만족하면, ECU에 터빈 RPM 동기 제어를 요청하고, 터빈 RPM 슬립량이 기준값 보다 작은 가를 판단하는 제2 단계와; 상기 제2 단계의 조건을 만족하면, 댐퍼 클러치의 직결 감속 제어를 실시함과 동시에 연료 차단 제어를 요청한 후 감속 직결 제어 해제 조건을 만족하는가를 판단하는 제3 단계와; 상기 감속 직결 제어 해제 조건을 만족하면, 댐퍼 클러치를 해제 제어한 후 종료하는 제4단계로 이루어지는 자동 변속기 차량의 감속 직결 제어방법을 제공한다.
이하, 상기의 목적을 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명을 운용하기 위한 통합 제어시스템의 블록도로서, 엔진 제어 감지부(10)를 형성하는 각종 센서로부터 현재 차량의 운행 상태가 ECU(20)로 입력되면, ECU(20)에서는 이들 정보를 미리 입력되어져 있던 데이터와 비교 판단하여 엔진제어 구동부(30)를 제어하여 엔진을 최적의 상태로 제어하게 된다.
이와 동시에 ECU(20)에서는 변속 제어에 필요한 정보가 있으면, 트랜스밋션 제어유닛(40, 이하 TCU로 칭함)으로 정보를 보내어 변속제어가 이루어지도록 하는데, 이때 TCU에서는 상기 ECU(20)로부터 전달되는 정보와 변속제어 감지부(50)로부터 입력되는 정보를 미리 입력되어진 데이터와 비교 판단하여 변속제어 구동부(60)를 제어함으로써, 최적의 변속 제어가 이루어지게 하는 것이다.
상기에서 엔진 제어 감지부(10)라고 함은, 공지에서와 같이, 차속센서, 크랭크 각 센서, 엔진 회전수 센서, 냉각수온 센서, 터빈 회전수 센서, 스로틀 포지션 센서 등등 엔진 제어에 필요한 모든 정보를 검출하는 것을 의미하며, 변속 제어감지부(50)는 입,출력측 속도 센서, 유온센서, 인히비터 스위치, 브레이크 스위치등 변속제어에 필요한 정보를 제공하는 센서들을 의미한다.
그리고 엔진 제어구동부(30)는 엔진 제어를 위한 모든 구동부를 의미하는데 본 발명에서는 연료계통을 특정할 수 있으며, 변속 제어 구동부(60)는 자동 변속기의 유압 제어수단에 적용되는 모든 솔레노이드 밸브를 의미하는데, 본 발명에서는 댐퍼 클러치 컨트롤 솔레노이드 밸브로 특정할 수 있다.
또한, 상기 ECU(20)와 TCU(40) 사이의 정보 교환을 위한 통신 방법에는 CAN 통신과 시리얼(SIRIAL) 통신을 들 수가 있으며, 이들 중 어느 하나의 것을 선택하여 사용할 수 있다.
도 2는 본 발명에 의한 감속 직결 제어방법의 작동 흐름도로서, 먼저, 감속 직결 제어개시를 위한 조건이 만족하는지를 판단하게 된다(S100).
상기에서 감속 직결 제어 개시를 위한 조건은
1) 변속중 아님.
2) 유온이 기준값 이상.
3) 터빈 회전수(NT)가 각 변속단의 제2 기준값 이상이고, 각 변속단의 제3 기준값과 같거나 작은 범위내에 일 것.
4) 아이들 스위치 ON(아이들 스위치가 없는 차량의 경우에는 스로틀 각(VTH)이 기준값보다 작거나 같은 경우).
5) 통신이 정상적으로 이루어지는가를 통해 판단하게 된다.
그리고 상기의 S100 단계에서의 조건을 만족하면, ECU에 터빈 RPM 동기 제어를 요청 한 후(S110), "엔진 RPM(Ne) - 터빈 RPM(Nt)"로 터빈 RPM 슬립량을 산출하여 이 터빈 RPM 슬립량이 기준값 보다 작은 가를 판단하게 된다(S120).
상기 S120 단계에서 조건을 만족하지 못하면 S110단계로 리턴하여 반복적으로 실시하며, S120 단계의 조건을 만족하면, 직결 감속 제어를 실시하게 된다 (S130).
그리고 ECU에 연료 차단 제어를 요청한(S140) 상태에서 감속 직결 제어 해제 조건을 만족하는가를 판단하여(S150), 만족하지 않을 때에는 만족할 때까지 S130 단계로 리턴을 반복하고, 조건을 만족할 때에는 댐퍼 클러치를 해제 제어한 후(S160) 종료한다.
상기 S150 단계에서의
상기에서 감속 직결 제어 해제를 위한 조건은
1) 유온이 기준값 이상.
2) 터빈 회전수(NT)가 각 변속단의 제1 기준값과 같거나 작은 경우.
3) 터빈 회전수(NT)가 각 변속단의 제4 기준값 보다 클 경우.
4) 아이들 스위치 OFF(아이들 스위치가 없는 차량의 경우에는 스로틀 각(VTH)이 기준값보다 클 경우).
5) 연료 차단 상태가 아닐 경우.
6) 연료 차단 복귀 검출등으로 판단하게 된다.
상기에서 2)항은 연료 차단 해제시의 엔진 RPM과 유사한 값으로 설정되며, 3)항의 조건은 터빈 RPM이 고속인 경우와, 댐퍼 클러치의 비직결인 경우 연료 차단이 적용되어 불필요한 엔진 브레이크에 의해 차속이 빨리 감속되는 것을 방지하기 위함이다.
또한, 상기에서 터빈 RPM의 기준값은 어느 일정한 값으로 설정되는 것은 아니라, 차량의 특성에 달라질 수 있는데, 그 일예를 살펴보면 아래의 표 1과 같다.
변속단 제1 기준값 제2 기준값 제3 기준값 제4 기준값
1단 1200 1300 2000 2100
2단 1200 1250 2500 2600
3단 1200 1250 2600 2700
4단 1200 1250 2700 2800
상기와 같이 제어되는 발명에 의한 ECU - TCU 상호 동기 제어에 의한 감속 직결 제어에 의하여 제어될 수 있는 예를 들어 종래와 비교하여 설명하면, 다음과 같다.
1) 4속 비직결 중 감속 직결 제어 개시 터빈 RPM 조건이, 『 제4단 제2 기준값 < 터빈 회전수(N) ≤ 제4단 제3 기준값』을 만족한 상태에서 스로틀 오프 상태인 경우,
기존 감속 직결제어에서는 계속 댐퍼 클러치의 비직결 상태를 유지하여 연료 차단을 조기에 완료하게 되지만, 본 발명에서는 엔진 - 터빈 RPM 동기 제어후 감속 직결 제어가 이루어짐으로써, 연료 차단 제어시간을 연장할 수 있게 된다.
2) 고속 4속 직결 / 비직결 주행 중 감속 직결 제어 해제 터빈 RPM 조건이, 『 터빈 회전수(N) > 제4단 제4 기준값』상태에서 스로틀 오프후 계속 타행 주행하여 차속이 감소하는 경우,
기존 감속 직결 제어에서는 계속 댐퍼 클러치의 오프 후 계속 비직결 상태를 유지하여 연료 차단을 조기에 완료하게 되지만, 본 발명에서는 감속 직결 제어 개시 터빈 RPM 조건(『 터빈 회전수(N) ≤ 제4단 제3 기준값』) 만족시 엔진 - 터빈 RPM 동기 제어후 감속 직결 제어가 이루어짐으로써, 연료 차단 제어시간을 연장하게 된다.
3) 내리막길 저속 4속 직결 / 비직결 주행 중 감속 직결 제어 해제 터빈 RPM 조건이, 『 터빈 회전수(N) < 제4단 제1 기준값』상태에서 스로틀 오프 후 계속 타행 주행하여 차속이 증가하는 경우,
기존 감속 직결 제어에서는 계속 댐퍼 클러치의 오프 후 계속 비직결 상태를 유지하여 연료 차단을 조기에 완료하게 되지만, 본 발명에서는 감속 직결 제어 개시 터빈 RPM 조건(『 터빈 회전수(N) > 제4단 제2 기준값』) 만족시 엔진 - 터빈 RPM 동기 제어후 감속 직결 제어가 이루어짐으로써, 연료 차단 제어시간을 연장하게 된다.
4) 리프트 풋 업 3 → 4 변속에 의하여 댐퍼 클러치 해제후 터빈 RPM 조건이, 『 제4단 제2 기준값 < 터빈 회전수(N) ≤ 제4단 제3 기준값』을 만족한 상태에서 계속 타행 주행하는 경우,
기존 감속 직결제어에서는 계속 댐퍼 클러치의 비직결 상태를 유지하여 연료 차단을 조기에 완료하게 되지만, 본 발명에서는 엔진 - 터빈 RPM 동기 제어후 감속 직결 제어가 이루어짐으로써, 연료 차단 제어시간을 연장할 수 있게 된다.
5) 엔진 터빈 RPM 동기 제어에 의한 슬립량을 최소화 한 후, 감속 직결 제어의 적용에 의한 댐퍼 클러치의 충격을 개선할 수 있게 된다.
이상에서와 같이 본 발명에 의하면, ECU - TCU 상호 동기 제어 적용에 따라 연료 차단 제어의 적용이 가능한 주행상태(터빈 RPM이 일정 RPM 이상)에서는 항상 연료 차단 제어를 적용할 수 있기 때문에 연비 개선 효과를 극대화할 수 있게 되는 것이다.
또한, 내리막길에서 차속 증가에 의한 터빈 RPM 증가시 감속 직결 및 연료 차단 적용에 의한 연비 개선 및 엔진 브레이크의 적용으로 운전성 행상에도 기여할 수 있는 발명인 것이다.

Claims (7)

  1. 차량의 관성 주행시 댐퍼 클러치의 감속 직결 제어방법에 있어서,
    감속 직결 제어 개시를 위한 조건을 만족하는지를 판단하는 제1 단계와;
    상기 제1 단계의 조건을 만족하면, ECU에 터빈 RPM 동기 제어를 요청하고, 터빈 RPM 슬립량이 기준값 보다 작은 가를 판단하는 제2 단계와;
    상기 제2 단계의 조건을 만족하면, 댐퍼 클러치의 직결 감속 제어를 실시함과 동시에 연료 차단 제어를 요청한 후 감속 직결 제어 해제 조건을 만족하는가를 판단하는 제3 단계와;
    상기 제3 단계에서 감속 직결 제어 해제 조건을 만족하면, 댐퍼 클러치를 해제 제어한 후 종료하는 제4단계로 이루어지는 자동 변속기 차량의 감속 직결 제어방법.
  2. 제1항에 있어서, 제1 단계의 감속 직결 제어 개시를 위한 조건은, 변속중 아니고, 유온이 기준값 이상이며, 터빈 회전수(NT)가 각 변속단의 제2 기준값 이상이고 각 변속단의 제3 기준값과 같거나 작은 범위내이고, 아이들 스위치 ON(아이들 스위치가 없는 차량의 경우에는 스로틀 각(VTH)이 기준값보다 작거나 같은 경우) 상태이고, 통신이 정상일 때를 특징으로 하는 자동 변속기 차량의 감속 직결 제어방법.
  3. 제1항에 있어서, 제3 단계의 감속 직결 제어 해제를 위한 조건은,
    유온이 기준값 이상이고, 터빈 회전수(NT)가 각 변속단의 제1 기준값과 같거나 작은 경우 와 터빈 회전수(NT)가 각 변속단의 제4 기준값 보다 큰 경우이고, 아이들 스위치 OFF(아이들 스위치가 없는 차량의 경우에는 스로틀 각(VTH)이 기준값보다 클 경우) 상태이고, 연료 차단 제어와 연료 차단 복귀 검출일 때를 특징으로 하는 자동 변속기 차량의 감속 직결 제어방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 4속 비직결 중 감속 직결 제어 개시 터빈 RPM 조건이, 『 제4단 제2 기준값 < 터빈 회전수(N) ≤ 제4단 제3 기준값』을 만족한 상태에서 스로틀 오프 상태일 때,
    엔진 - 터빈 RPM 동기 제어후 감속 직결 제어가 이루어짐을 특징으로 하는 자동 변속기 차량의 감속 직결 제어방법.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 고속 4속 직결 / 비직결 주행 중 감속 직결 제어 해제 터빈 RPM 조건이, 『 터빈 회전수(N) > 제4단 제4 기준값』상태에서 스로틀 오프후 계속 타행 주행하여 차속이 감소할 때,
    감속 직결 제어 개시 터빈 RPM 조건(『 터빈 회전수(N) ≤ 제4단 제3 기준값』) 만족시 엔진 - 터빈 RPM 동기 제어후 감속 직결 제어가 이루어짐을 특징으로 하는 자동 변속기 차량의 감속 직결 제어방법.
  6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 내리막길 저속 4속 직결 / 비직결 주행 중 감속 직결 제어 해제 터빈 RPM 조건이, 『 터빈 회전수(N) < 제4단 제1 기준값』상태에서 스로틀 오프 후 계속 타행 주행하여 차속이 증가하는 경우,
    감속 직결 제어 개시 터빈 RPM 조건(『 터빈 회전수(N) > 제4단 제2 기준값』) 만족시 엔진 - 터빈 RPM 동기 제어후 감속 직결 제어가 이루어짐을 특징으로 하는 자동 변속기 차량의 감속 직결 제어방법.
  7. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 리프트 풋 업 3 → 4 변속에 의하여 댐퍼 클러치 해제후 터빈 RPM 조건이, 『 제4단 제2 기준값 < 터빈 회전수(N) ≤ 제4단 제3 기준값』을 만족한 상태에서 계속 타행 주행하는 경우, 엔진 - 터빈 RPM 동기 제어후 감속 직결 제어가 이루어짐을 특징으로 하는 자동 변속기 차량의 감속 직결 제어방법.
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