KR20030083550A - 자동변속기의 클러치 제어장치 - Google Patents

Abstract

전자 파우더 클러치의 전달토크 여자전류의 관계를 변경한 경우의 차량에 의한 재 매칭의 필요가 없고 양호한 주행필링을 얻는다.

동기 맞물림식 변속기는 변속개시시 및 변속 종료시에 동력의 전달, 차단 및 크리프제어를 하는 전자 파우더 클러치를 포함하고, 제어수단은 시프트 위치가 주행레인지 또는 리버스 레인지일 때 전자 파우더 클러치에 여자전류를 공급함으로서 전자 파우더 클러치를 체결 또는 반체결 상태로해서 차량을 저속 주행시키는 클러치 제어부를 포함하고 클러치 제어부는 브레이크 스위치 및 액셀포지션에 의한 검출이 없을때 목표차속과 실차속의 편차에 따른 폐 루프제어에 의해 얻어지는 편차신호에 따라 산출된 클러치 전달토크를 여자전류와의 소정의 관계 특성에 따라 여자전류로 변환한다.

Description

자동변속기의 클러치 제어장치{CLUTCH CONTROL SYSTEM FOR AUTOMATIC TRANSMISSION}

본 발명은 자동변속기의 클러치 제어장치에 관해 특히 크리프 주행중의 안정된 주행기술에 관한 것이다.

종래 차량엔진의 클러치 제어방법으로는 예를들면 일본국 특개평 6 - 159398호 공보에 참조된 것이 있다.

주지하는 바와 같이 자동 변속기는 크리프 기능을 가지고 있고, 레인지 스위치에 의한 신호에 의해 시프트 위치가 전진 또는 후퇴위치인 것이 검지되는 동시에 액셀포지션센서에 의한 신호에 의해 액셀을 밟고있지 않은 저속 주행상태인 것이 인식 되었을 때는 침체도로나 차고에 넣을때등의 운전이 쉽게할 수 있도록 크리프 전류를 흘리고 있다.

상기 공보기재의 장치에서는 전자 파우더 클러치를 체결 또는 반 체결상태로 해서 차량을 저속 주행시키고 있는 상태로 액셀을 밟고있지 않을 때 상기 전자 파우더 클러치에 통전하는 여자전류치, 즉 크리프 전류치를 프로그램 맵으로 부터 그 차속에 대응해서 산출하거나 차속을 변수로해서 산출함으로서 차량의 부하, 도로상태등에 의해 차속이 변화하는 것을 방지하고 있다.

종래의 자동변속기의 클러치 제어장치는 이상과 같이 크리프 전류치를 산출하고 있으므로 설계변경등에 의해 전자 파우더 클러치의 전달토크 여자전류의 관계가 변경된 경우에 차량에 의한 재 매칭의 필요가 발생한다는 문제점이 있었다.

또, 프로그램 맵에서 차속에 대응한 크리프 전류치를 산출하는 경우 약간의 오르막길등의 구배에 대해 적절한 구동력이 얻어지지 않는다는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 된 것으로 전자 파우더 클러치의 전달토크 여자전류의 관계를 변경한 경우의 차량에 의한 재 매칭의 필요가 없고 오르막길등의 노면의 상황에 의해 주행필링이 변하지않는 자동변속기의 클러치 제어장치를 얻는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 관한 자동변속기의 클러치 제어장치는 다수의 기어단을 자동적으로 전환하는 자동변속기의 클러치 제어장치로 엔진의 회전속도를 검출하는 엔진 회전센서와 브레이크 페달을 밟고있는 상태를 검출하는 브레이크 스위치와, 주행레인지, 뉴트럴레인지 및 리버스레인지의 어느 것인지 시프트위치를 검출하는 레인지 스위치와 액셀페달의 밟는량을 액셀개도로 검출하는 액셀포지션센서와 동기 맞물림식 변속기의 출력 회전속도를 차속으로 해서 검출하는 차속센서와, 상기 엔진 회전센서, 상기 브레이크 스위치, 상기 레인지 스위치 상기 액셀포지션센서 및 상기 차속센서의 검출신호에 따라 상기 동기 맞물림식 변속기의 변속상태를 전환하는 제어수단을 구비하고, 상기 동기 맞물림식 변속기는 변속개시시 및 변속 종료시에 동력의 전달, 차단 및 크리프제어를 하는 전자 파우더 클러치를 포함하는 상기 제어수단은 상기 시프트 위치가 상기 주행레인지 또는 상기 리버스레인지일 때 상기 전자 파우더 클러치에 여자전류를 공급함으로서 상기 전자 파우더 클러치를 체결 또는반체결상태로 해서 차량을 저속 주행시키는 클러치 제어부를 포함하고, 상기 클러치 제어부는 상기 브레이크 스위치 및 상기 액셀포지션센서에 의한 검출이 없을 때 목표차속과 실차속의 편차에 따른 폐 루프제어에 의해 얻어지는 편차신호에 따라 산출된 클러치 전달토크를 상기 여자전류와의 소정의 관계특성에 따라 여자전류로 변환하는 것이다.

또, 상기 클러치 전달토크에 상한치를 설치하고, 상기 클러치 제어부는 상기 전달토크가 상한치 이상이 되는 경우에는 소정의 여자전류로 변환하는 것이다.

또, 상기 클러치 제어부는 상기 엔진 회전수가 소정의 범위외가 될 때 상기 클러치 전달토크에 대해 소정의 보정을 하는 것이다.

도 1은 본 발명의 실시의 형태 1의 구성도,

도 2는 본 발명의 실시의 형태 1의 블록선도,

도 3은 본 발명의 실시의 형태 1의 클러치 전달토크와 클러치 여자전류의 관계특성을 표시하는 데이터맵,

도 4는 본 발명의 실시의 형태 1의 타이밍 차트도,

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 엔진,2 : 전자 파우더 클러치,

3 : 유단변속기(동기 맞물림식 변속기),4 : 컨트롤 유닛(제어수단),

8 : 출력 회전속도 센서(차속센서),13 : 액셀포지션센서,

14 ; 시프트 레버(레인지 스위치),15 : 엔진 회전센서,

17 : 브레이크 스위치.

실시의 형태 1,

이하, 도면을 참조하면서 본 발명의 실시의 형태 1에 대해 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시의 형태 1을 개략적으로 표시하는 블록 구성도이다.

도 1에서 엔진(1)의 크랭크축(21)에는 전자 파우더 클러치(2)를 통해서 동기 맞물림식 자동 변속기를 구성하는 동기 맞물림식의 유단변속기(3)(이하 단순하게 「유단변속기 3」이라 함)이 연결되어 있다.

컨트롤 유닛(4)은 각종 연산기능을 갖는 마이크로 컴퓨터를 포함하고 엔진 (1)의 운전상태를 포함하는 각종 센서정보에 따라 엔진(1), 전자 파우더 클러치(2)및 유단변속기(3)을 제어한다.

시프트 셀렉트 액추에이터(5)는 컨트롤 유닛(4)의 제어하에 유단변속기(3)를 구동한다. 시프트 셀렉트 포지션센서(6)은 유단변속기(3)의 실제의 시프트 셀렉트 위치 VY,VX를 검출해서 컨트롤 유닛(4)에 입력한다.

유단변속기(3)의 인풋 샤프트(22)에는 프라이머리 기어로서 기능하는 4속기어(23)가 직결되어 있다.

4속기어(23)의 후단에는 3속기어(24), 2속기어(25), 5속기어(27) 및 후퇴기어(28)가 순차 배열되어 있다.

각 기어(23 ~ 28) 사이에는 3개의 슬리브 기어(29)가 배치되어 있다.

각 슬리브 기어(29)는 유단변속기(3)의 아웃풋 샤프트(30)에 직결되는 동시에 축방향으로 이동 가능하게 되어 있다.

또, 각 기어(23 ~ 28)는 아웃풋 샤프트(30)에 병설된 카운터 샤프트(31)에 직결된 기어와 세트를 구성하고 있고 카운터 샤프트(31)상의 기어와 항상 맞물려 있다.

상기 구성에 의해 아웃풋 샤프트(30)는 슬리브 기어(29)를 통해서 각 기어 (23 ~ 28)의 어느 것인가에 직결됨으로서 인풋 샤프트(22)에 직결되게 되어 있다.

이 경우 유단변속기(3)은 카운터 샤프트형의 5단기어 변속기이고 기어비가 다른 5조의 전진용 기어세트와, 1조의 후퇴용 기어세트와 기어 맞물림 상태 전환용의 3개의 슬리브 기어를 구비하고 있다.

인풋 샤프트(22)상의 4속기어(23)에는 유단변속기(3)의 입력 회전속도(Ni)를검출하기 위한 입력 회전속도 센서(7)이 설치되어 있다.

아웃풋 샤프트(30)에는 유단변속기(3)의 출력 회전속도를 차속(Vr)로 해서 검출하기 위한 출력 회전속도 센서(8)가 설치되어 있다.

엔진(1)의 흡기관(9)에는 스로틀 액추에이터(11)에 의해 구동되는 스로틀 밸브(10)가 설치되어 있다.

스로틀 포지션센서(12)는 스로틀 밸브(10)의 개도(θ)를 검출한다.

액셀포지션센서(13)는 운전자에 의한 액셀페달(도시않음)의 밟는량에 비례한 신호를 액셀개도()로서 컨트롤 유닛(4)에 입력한다.

컨트롤 유닛(4)은 액셀포지션센서(13)의 출력신호를 처리해서 액셀개도()에 따른 목표 스로틀 개도(θ)를 연산하고, 스로틀개도(θ)를 피드백(F/B)제어 하면서 θ= θ가 되도록 스로틀 액추에이터(11)을 통해서 스로틀 밸브(10)를 구동한다.

시프트 레버(14)는 운전자에 의해 조작된 시프트 위치(예를들면 패킹레인지 P, 리버스레인지 R, 뉴트럴레인지 N, 주행레인지 D)을 컨틀로 유닛(4)에 입력한다.엔진 회전속도 센서(15)는 엔진(1)의 회전속도(Ne)를 검출해서 컨트롤 유닛(4)에 입력한다.

유단변속기(3)내의 후퇴기어(28)에는 후퇴기어 스위치(16)가 설치되어 있고, 후퇴기어의 동작상태가 검출되어 있다.

브레이크 스위치(17)는 운전자가 브레이크 페달(도시않음)을 밟고있는 브레이크 동작상태를 표시하는 신호를 컨트롤 유닛(4)에 입력한다.

컨트롤 유닛(4)은 각종 센서신호에 따라 변속판정을 하는 동시에 변속판정에 따라 시프트 셀렉트 액추에이터(5)를 제어하고, 액셀개도() 및 차속(Vr)에 의한 시프트 패턴(시프트 선도)로 부터 구해지는 변속단에 기어단을 설정하고 유단변속기(3)의 다수의 기어단을 자동적으로 전환한다.

다음 도 1에 표시한 본 발명의 실시의 형태 1에 의한 기본적인 동작에 대해 설명한다.

전자 클러치(2)는 컨트롤 유닛(4)의 제어하에 클러치 전달토크에 비례한 클러치 여자전류에 의해 구동되고 엔진(1)의 크랭크 축(21)에서 유단변속기(3)의 인풋 샤프트(22)에의 동력전달(또는 차단)을 제어한다.

유단변속기(3)에서 입력 회전은 우선 최전방의 프라이머리 기어(인풋 샤프트 22)에서 카운트 샤프트(31)에 전해진다.

아웃풋 샤프트(30)은 3속 기어세트의 전방까지 연장되어 있고 이 위의 기어중 어느 것을 연결하는가에 의해 전달경로 및 변속비(프라이머리 기어의 기어비 ×각속 기어의 기어비)가 변화한다.

4속에서는 인풋 샤프트(22)와 아웃풋 샤프트(30)가 직결상태가 된다. 유단변속기(3)는 기어 전환용의 시프트 셀렉트 액추에이터(5)에 의해 슬리브 기어(29)가 시프트 제어되어 변속조작 된다.

즉, 유단변속기(3)는 슬리브 기어(29)의 시프트 제어에 의해 현재의 변속단의 톱니 바퀴끼리의 기계적 맞물림을 이탈시키는 개방작동과 다음의 변속단의 톱니바퀴끼리를 기계적으로 맞물리는 연결작동으로 전환된다.

컨트롤 유닛(4)은 시프트 레버(14)의 조작위치 액셀개도(), 브레이크 페달 (도시하지 않는다)의 밟는상태 회전속도(Ne) 및 차속(Vr)에 따른 시프트 패턴에서 최적 변속단을 설정하고 시프트 셀렉트 포지션센서(6)로 시프트 셀렉트 위치를 검출 하면서 시프트 셀렉트 액추에이터(5)를 제어한다.

슬리브 기어(29)의 동기상태는 각 센서(7),(8)에 의해 검출된 입,출력 회전속도 관계에서 검출된다.

변속시에는 스로틀 액추에이터(11)에 의해 스로틀 개도(θ)를 소정의 개도위치로 조이고 전자 클러치(2)의 여자전류를 0으로 해서 유단변속기(3)을 파워 오프 상태로 해서 변속단의 전환을 한다.

다음 도 2의 크리프 피드백제어 블록선도를 참조 하면서 이 발명의 실시의 형태 1에 의한 구체적인 동작에 대해 설명한다.

도 2는 크리프 폐 루프제어시의 클러치 여자전류치를 계산하는 부분의 블록선도이다.

도 2에서 100은 목표차속과 실차속의 편차를 계산하는 감산기, 110은 감산기 (100)에 의한 편차에 따른 폐 루프제어에 의해 얻어진 편차신호에 대해 비례계수 (Kp)를 곱하는 비례게인이고 비례항(P항)을 계산하고 있다.

또, 120은 적분항(I항)을 계산하는지의 여부를 전환하는 스위치(SW)이다.

이 스위치(120)은 후술하는 클러치 전달토크치의 상한처리에서 상한치에 걸렸을 때에는 적분치(I항)의 계산을 정지하는 경우에 사용한다. 또 스위치(120)에서적분항(I항)의 계산이 있음이 선택된 경우 1/S130과 적분게인 K_I140에서 적분항(I항)을 계산한다.

이상과 같이 각각 계산한 비례항(P항)과 적분항(I항)은 가산기(150)에서 가산되고 클러치 전달토크치가 산출된다.

다음 160은 엔진 회전속도 센서(15)에 의해 검출된 엔진(1)의 회전속도(Ne)가 소정의 상한치, 하한치를 초과하는 경우에 클러치 전달토크치에 대해 소정의 보정을 실시하는 토크보정부이고 가산기(165)에 의해 미리 정해진 보정량이 가산된다.

상기 토크보정부(160)의 처리에 의해 엔진 회전 저회전시의 엔진 스로틀의 방지 및 엔진 고회전시의 엔진의 꺼짐을 방지하는 효과가 얻어진다.

계속해, 상한 처리부(170)에서는 클러치 전달토크치의 상한처리를 한다. 즉, 상한처리부(170)에 입력된 클러치 전달토크치가 미리 설정된 값보다 큰 경우에는 소정의 클러치 전달토크치를 출력으로 함으로서 일정한 값을 초과하는 클러치 전달토크치가 출력되지 않게 처리되어 있다.

이와같이 상한처리를 설치함으로서 본 자동변속기의 클러치 제어장치를 구비한 차량은 어느 정도의 구배의 언덕까지는 강하게 등판하는 동시에 그 이상의 구배를 갖는 언덕에서는 엔진 스로틀을 방지할 수가 있다.

또, 테이블 변환부(180)에서는 상한 처리된 클러치 전달토크치를 도 3에 표시한 바와 같은 클러치 전달토크와 클러치 여자전류와의 소정의 관계특성을 표시하는 맵 데이터에 맞추어줌으로서 클러치 여자전류를 산출한다.

이와같은 도 3에 표시한 맵데이터는 일예이고 전자 파우더 클러치(2)의 특성 예를들면 전자 파우더 클러치(2)를 구성하고 있는 전자권선수나 내부의 파우더 량에 의해 다르다.

또, 도 4에는 차량 정지상태로 부터의 클러치 실전류와 실차속의 변화를 타이밍 챠트도로 해서 표시 하였다.

도 4에서 브레이크 SW가 OFF가 되면 클러치 실전류(클러치 여자전류)는 어느정도의 제어시간차를 갖고 도 2에서 표시한 폐 루프제어에 따라 계산되는 실차속을 목표차속으로 하는데 필요한 클러치 전달토크에 대응하는 전류치까지 인상된다.

이 클러치 실전류의 공급에 따라 실차속은 서서히 목표차속으로 상승하고 목표전류에 도달한 후도 폐 루프제어에 의해 실차속은 목표전류에 수렴해서 안정된 주행필링을 제공할 수가 있다.

이상과 같이 본 실시의 형태에서의 자동변속기의 클러치 제어장치에 의하면 목표차속과 실차속의 편차에 따른 폐 루프제어에 의해 얻어지는 편차신호에 따라 산출된 크러치 전달토크치를 여자전류와의 소정의 관계특성(맵데이터)에 따라 여자전류로 변환함으로서 전자 파우더 클러치(2)의 전달토크 여자전류의 관계가 변경된 경우에 차량의 재 매칭을 할 필요가 없고, 또 안정된 주행필링을 제공할 수가 있다.

본 발명에 관한 자동변속기의 클러치 제어장치에 의하면 목표차속과 실차속과의 편차에 따른 폐 루프제어에 의해 얻어지는 편차신호에 따라 산출된 클러치 전달토크를 여자전류와의 소정의 관계식에 따라 여자전류로 변환함으로서 전자 파우더 클러치의 클러치 전달토크 클러치 여자전류의 관계가 변경된 경우에 차량의 재 매칭을 할 필요가 없다.

또, 클러치 전달토크에 상한치를 두고 클러치 제어부는 전달토크가 상한치 이상이 되는 경우에는 소정의 여자전류로 변환 함으로서 어느정도의 구배의 언덕까지는 힘있게 등판하고, 그 이상의 구배의 언덕에서는 엔진정지를 방지 시킬 수가 있다.

또, 클러치 제어부는 엔진 회전수가 소정의 범위외가될 때 클러치 전달토크에 대해 소정의 보정을 실시함으로서 엔진 회전이 급격히 저하 했을 때에는 클러치 전달토크를 내리고 엔진정지를 방지할 수가 있다.

Claims (3)

1. 다수의 기어단을 자동적으로 전환하는 자동변속기의 클러치 제어장치로 엔진의 회전속도를 검출하는 엔진 회전센서와, 브레이크 페달을 밟고있는 상태를 검출하는 브레이크 스위치와, 주행레인지, 뉴트럴레인지 및 리버스레인지의 어느 것인가 시프트위치를 검출하는 레인지 스위치와, 액셀페달을 밟는량을 액셀개도로서 검출하는 액셀포지션센서와, 동기 맞물림식 변속기의 출력 회전속도를 차속으로서 검출하는 차속센서와, 상기 엔진 회전센서, 상기 브레이크 스위치, 상기 레인지 스위치, 상기 액셀포지션센서 및 상기 차속센서의 검출신호에 따라 상기 동기 맞물림식 변속기의 변속상태를 전환하는 제어수단을 구비하고, 상기 동기 맞물림식 변속기는 변속개시시 및 변속 종료시에 동력의 전달, 차단 및 크리프제어를 하는 전자 파우더 클러치를 포함하고, 상기 제어수단은 상기 시프트 위치가 상기 주행레인지 또는 상기 리버스 레인지일 때에 상기 전자 파우더클러치에 여자전류를 공급함으로서 상기 전자 파우더 클러치를 체결 또는 반 체결상태로해서 차량을 저속 주행시키는 클러치 제어부를 포함하고, 상기 클러치 제어부는 상기 브레이크 스위치 및 상기 액셀포지션에 의한 검출이 없을때 목표차속과 실차속의 편차에 따른 폐 루프제어에 의해 얻어지는 편차신호에 따라 산출된 클러치 전달토크를 상기 여자전류와의 소정의 관계특성에 따라 여자전류로 변환하는 것을 특징으로 하는 자동변속기의 클러치 제어장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 클러치 전달토크에 상한치를 두고 상기 클러치 제어부는 상기 전달토크가 상한치 이상이 되는 경우에는 소정의 여자전류로 변환하는 것을 특징으로 하는 자동변속기의 클러치 제어장치.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 클러치 제어부는 상기 엔진 회전수가 소정의 범위외가 될때에 상기 클러치 전달토크에 대해 소정의 보정을 실시하는 것을 특징으로 하는 자동변속기의 클러치 제어장치.