KR20060064376A

KR20060064376A - 자동 변속기 차량의 가감속시 쇼크 제어장치 및 방법

Info

Publication number: KR20060064376A
Application number: KR1020040103200A
Authority: KR
Inventors: 이상훈
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2004-12-08
Filing date: 2004-12-08
Publication date: 2006-06-13

Abstract

자동 변속기가 적용되는 차량에서 엔진 회전수와 터빈 회전수의 관계로부터 댐퍼 클러치(Damper Clutch)의 직결여부를 판정하고, 이를 이용하여 댐퍼 클러치의 직결시와 해제시의 엔진 토크 제어맵을 구분 적용하여 각각의 운전 조건에 대하여 안정된 운전성 매칭이 제공되도록 하는 것으로,

주행상태에서 변속단, 엔진 회전수, 터빈 회전수, 스로틀 개도의 정보를 판독하며, 엔진 회전수 및 터빈 회전수의 관계로부터 댐퍼 클러치가 직결 혹은 해제 상태로 운전되는지 판단하는 과정과, 댐퍼 클러치의 직결 상태 운전 영역이면 스로틀 개도의 변화율로부터 가감속이 검출되는지 판단하는 과정과, 가감속이 검출되지 않으면 현재의 조건으로 엔진 토크를 제어하고, 가감속이 검출되면 댐퍼 클러치 직결 운전영역의 토크 맵에서 가감속에 따른 제어 토크량을 계산하여 점화시기를 제어하는 과정과, 댐퍼 클러치의 해제 상태의 운전영역이면 스로틀 개도의 변화율로부터 가감속이 검출되는지 판단하여 가감속이 검출되지 않으면 현재의 조건으로 엔진 토크를 제어하고, 가감속이 검출되면 댐퍼 클러치 해제 운전영역의 토크 맵에서 가감속에 따른 제어 토크량을 계산하여 점화시기를 제어하는 과정을 포함한다.

댐퍼 클러치, 토크 제어, 점화시기, 토크 맵

Description

자동 변속기 차량의 가감속시 쇼크 제어장치 및 방법{SHOCK CONTROL SYSTEM WHEN ACCELERATION AND DECELERATION FOR AUTOMATIC TRANSMISSION VEHICLE AND METHOD THEREOF}

도 1은 본 발명에 따른 자동 변속기 차량의 가감속시 쇼크 제어장치에 대한 개략적인 구성 블록도.

도 2는 본 발명에 따라 자동 변속기 차량에서 가감속시 쇼크 제어를 수행하는 일 실시예의 흐름도.

본 발명은 자동 변속기가 적용되는 차량에 관한 것으로, 더 상세하게는 엔진 회전수와 터빈 회전수의 관계로부터 댐퍼 클러치(Damper Clutch)의 직결여부를 판정하고, 이를 이용하여 댐퍼 클러치의 직결시와 해제시의 엔진 토크 제어맵을 구분 적용하여 각각의 운전 조건에 대하여 안정된 운전성 매칭이 제공되도록 하는 자동 변속기 차량의 가감속시 쇼크 제어장치 및 방법에 관한 것이다.

차량에서 엔진제어수단인 ECU(Electric Control Unit)는 차속과 엔진 회전수, 엔진 부하, 스로틀 개도의 변화율, 변속단 등의 정보를 검출하여 차량의 운행 중 점화시기 제어를 하며, 최고의 출력(토크)과 최저 연료 소비량으로 최적 운전성이 구현될 수 있도록 엔진을 제어한다.

따라서, 엔진 토크의 변화가 적은 구간을 운전중일 경우 ECU 프로그램에 의해 최적의 운전상태 구현이 가능하고, 갑작스런 엔진의 토크변화가 요구되는 운전구간에서도 어느 정도는 최적의 운전상태를 구현하는 것이 가능하다.

그러나, 갑작스런 운전조건의 변화시(Transient구간) ECU 프로그램뿐 아니라 엔진, 변속기 등의 하드웨어의 조건에 의한 운전성 최적화에는 아직 어려운 점들이 많이 있다.

특히, 요즘 장착 비율이 늘어나는 자동 변속기의 경우 수동 변속기에 비해 운전성 측면에서 유리한 것은 사실이나 자동 변속기의 특성에 의해 원하지 않던 운전성 문제점이 발생하는 경우가 있다.

따라서, 수동 변속기와는 다르게 나타날 수 있는 자동 변속기의 운전조건에 따라 독립적인 제어를 수행할 경우 상기한 문제점들을 개선할 수 있으므로 상품성 향상을 위해 필수적이다.

현재의 엔진제어장치인 ECU에 설정되어 있는 로직으로는 가감속에 따른 엔진 출력 토크제어의 제어에 대하여 자동 변속기의 댐퍼 클러치 직결여부에 관계없이 이루어지고 있다.

따라서, 가감속에 따른 갑작스런 운전조건의 변화에 대하여 엔진 출력토크의 매칭이 댐퍼 클러치의 직결상태를 기준으로 매칭되었을 경우 댐퍼 클러치의 해제상태에서 가감속이 이루어 질 경우 엔진 제어에 필요한 토크량이 정확하지 않아 쇼크 가 발생한다.

반대로, 엔진 출력토크의 매칭이 댐퍼 클러치의 해제상태를 기준으로 매칭되었을 경우 댐퍼 클러치의 직결상태에서 가감속이 이루어질 경우 엔진 제어에 필요한 토크량이 정확하지 않아 가감속에 대한 응답성이 저하되는 단점이 발생한다.

근래에는 자동 변속기의 수요가 많아지고 있는 것과 함께 친환경 저연비 차량의 개발이 이슈가 되고 있는 만큼 자동 변속기가 적용되는 차량의 연비 개선에도 많은 노력이 수반되고 있으며, 그 방법중의 하나인 댐퍼 클러치의 직결 상태에서의 운전영역을 확대하여 엔진의 열효율을 높이는 방법을 적극 이용하고 있다.

그러나, 이 경우 댐퍼 클러치의 직결, 해제 상태에 따라(변속기와 엔진에 따라 그 정도는 다르지만) 가감속시 의도하지 않았던 쇼크가 발생하여 자동 변속기의 최대 장점중 하나인 편안한 운전성 구현을 해치는 결과가 발생되는 단점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명한 것으로, 그 목적은 엔진 회전수와 터빈 회전수를 이용하여 댐퍼 클러치의 직결 여부를 판정하고, 이를 이용하여 댐퍼 클러치의 직결시와 해제시의 엔진 토크제어 맵을 구분 적용하여 각각의 운전조건에 대해 안정된 운전성 매칭이 구현되도록 함으로써, 갑작스런 운전 조건의 변환시에 안정된 토크 제어가 수반되도록 한 것이다.

상기와 같은 목적을 실현하기 위한 본 발명은 주행상태에서 변속단, 엔진 회전수, 터빈 회전수, 스로틀 개도의 정보를 판독하며, 엔진 회전수 및 터빈 회전수 의 관계로부터 댐퍼 클러치가 직결 혹은 해제 상태로 운전되는 영역인지 판단하는 과정과; 댐퍼 클러치의 직결 상태 운전 영역이면 스로틀 개도의 변화율로부터 가감속이 검출되는지 판단하는 과정과; 가감속이 검출되지 않으면 현재의 조건으로 엔진 토크를 제어하고, 가감속이 검출되면 댐퍼 클러치 직결 운전영역의 토크 맵에서 가감속에 따른 제어 토크량을 계산하여 점화시기를 제어하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 변속기 차량의 가감속시 쇼크 제어방법을 제공한다.

또한, 댐퍼 클러치의 해제 상태의 운전영역이면 스로틀 개도의 변화율로부터 가감속이 검출되는지 판단하는 과정과; 가감속이 검출되지 않으면 현재의 조건으로 엔진 토크를 제어하고, 가감속이 검출되면 댐퍼 클러치 해제 운전영역의 토크 맵에서 가감속에 따른 제어 토크량을 계산하여 점화시기를 제어하는 과정으로 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 변속기 차량의 가감속시 쇼크 제어방법을 제공한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 자동 변속기 차량의 가감속시 쇼크 제어장치는 변속단 검출부(10)와, 엔진 회전수 검출부(20), 터빈 회전수 검출부(30), 스로틀 개도 검출부(40), 제어부(50) 및 점화장치(60)를 포함하여 구성된다.

변속단 검출부(10)는 차속과 스로틀 개도에 따라 설정된 변속 패턴의 맵 테이블에 의해 선택된 현재의 변속단의 정보를 검출하여 그에 대한 정보를 제어부(50)에 출력한다.

엔진 회전수 검출부(20)는 크랭크 샤프트의 회전각으로부터 현재의 엔진 회 전수를 검출하여 그에 대한 정보를 제어부(50)에 출력한다.

터빈 회전수 검출부(30)는 유성기어 매커니즘의 입력요소인 터빈의 회전수를 검출하여 그에 대한 정보를 제어부(50)에 출력한다.

스로틀 개도 검출부(40)는 가속페달의 구동에 연동되어 동작되는 스로틀 밸브의 개도 변화를 검출하여 그에 대한 정보를 제어부(50)에 출력한다.

제어부(50)는 댐퍼 클러치의 직결 및 해제 조건에서의 엔진 토크 제어 맵이 각각 설정되며, 엔진 회전수 및 터빈 회전수의 관계로부터 현재의 운전 영역이 댐퍼 클러치의 직결 영역인지 혹은 해제 영역인지를 판단하여, 그에 대한 엔진 토크 제어 맵을 적용하고, 스로틀 개도의 변화로부터 가감속에 대한 갑작스런 운전조건의 변화가 검출되면 현재의 운전영역에 매칭된 제어 맵에 따라 토크 제어량을 계산하고, 이에 따른 점화시기 제어값을 산출하여 출력한다.

점화장치(60)는 상기 제어부(50)에서 인가되는 제어신호에 따라 점화시기를 조정하여 가감속에 대한 갑작스런 운전조건의 변화에 대하여 엔진 토크량을 매칭시킨다.

전술한 바와 같은 기능을 포함하여 구성되는 본 발명에서 가감속시 쇼크 제어를 수행하는 동작에 대하여 도 2를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

자동 변속기를 적용한 차량이 임의의 목적지를 향하여 엔진의 토크가 제어되어 소정의 속도로 주행하는 상태에서(S101) 제어부(50)는 차속과 스로틀 개도의 조건으로 선택된 현재의 변속단과, 크랭크 샤프트의 회전각 변화로부터 엔진 회전수, 터빈 회전수, 스로틀 개도의 정보를 판독한다(S102).

이후, 엔진 회전수에서 터빈 회전수를 차 연산한 다음 절대값을 취하여 회전수의 변화량(Delta_N = ｜엔진 회전수 - 터빈 회전수｜)을 산출한 다음(S103) 산출된 회전수의 변화량이 댐퍼 클러치의 직결 조건(Delta_N < 일정치)을 만족하는지 판단한다(S104).

상기 댐퍼 클러치의 직결 조건은 엔진 회전수와 터빈 회전수의 비교값이 설정된 일정치 이하의 값을 유지하는 상태이다.

상기 S104의 판단 결과 댐퍼 클러치의 직결 조건을 만족하는 상태이면 댐퍼 클러치가 직결되어 있는 운전영역으로 판정하여, 스로틀 개도의 변화율로부터 가감속 조건 판정을 만족하는지 판단한다(S105).

상기 가감속 조건의 판정은 스로틀 개도의 변화율(Delta_TPS)이 설정된 일정치 이상으로 검출되는 조건이다.

상기 S105의 판단에서 가감속 조건을 만족하지 않으면 현재의 점화시기 제어를 유지하여 엔진 토크를 유지하고(S107), 가감속 조건을 만족하는 상태이면 댐퍼 클러치의 직결 운전영역에 대한 토크 맵을 적용하여, 가감속에 따른 갑작스런 운전 조건의 변화에 대하여 제어 토크량을 계산한다(S106).

이후, 상기 계산된 제어 토크량으로 점화시기를 제어하여 댐퍼 클러치의 직결 운전영역에서 엔진 토크 제어를 안정되게 유지하여 준다(S107).

또한, 상기 S104에서 댐퍼 클러치의 직결 조건을 만족하지 않으면 댐퍼 클러치가 해제되어 있는 운전영역으로 판정하여, 스로틀 개도의 변화율로부터 가감속 조건 판정을 만족하는지 판단한다(S108).

상기 S108의 판단에서 가감속 조건을 만족하지 않으면 현재의 점화시기 제어를 유지하여 엔진 토크를 유지하고(S107), 가감속 조건을 만족하는 상태이면 댐퍼 클러치의 해제 운전영역에 대한 토크 맵을 적용하여, 가감속에 따른 갑작스런 운전 조건의 변화에 대하여 제어 토크량을 계산한다(S109).

이후, 상기 계산된 제어 토크량으로 점화시기를 제어하여 댐퍼 클러치의 해제 운전영역에서 엔진 토크 제어를 안정되게 유지하여 준다(S107).

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 자동변속기가 적용되는 차량에서 주행중 가감속시에 댐퍼 클러치의 직결 혹은 해제 상태 여부를 미리 판단하여 엔진 토크를 제어함으로써, 자유로운 엔진 토크 제어에 의해 가감속시 수반되는 쇼크를 방지하며, 가감속시 쇼크 발생이 없어지므로 운전성이 개선되고, 운전자가 느낄수 있는 불만이나 불안감(차량의 이상으로 발생하는 충격이 아닌가 하는 의구심)을 해소할 수 있으므로 신뢰감이 향상된다.

또한, 운전성 개선에 의해 댐퍼 직결 영역 확대가 가능해 지므로 자동 변속기 차량의 연비 개선을 제공한다.

Claims

자동 변속기 장착 차량에 있어서,

차속과 스로틀 개도에 따라 설정된 변속 패턴의 맵 테이블에 의해 선택된 변속단을 검출하는 변속단 검출부와; 크랭크 샤프트의 회전각으로부터 엔진 회전수를 검출하는 엔진 회전수 검출부와; 유성기어 매커니즘의 입력요소인 터빈의 회전수를 검출하는 터빈 회전수 검출부와; 가속페달의 구동에 연동되어 동작되는 스로틀 밸브의 개도 변화를 검출하는 스로틀 개도 검출부를 포함하며,

댐퍼 클러치의 직결 및 해제 조건에서의 엔진 토크 제어 맵이 각각 설정되며, 엔진 회전수 및 터빈 회전수의 관계로부터 현재의 운전 영역이 댐퍼 클러치의 직결 영역인지 혹은 해제 영역인지를 판단하여, 그에 대한 엔진 토크 제어 맵을 적용하고, 스로틀 개도의 변화로부터 가감속이 검출되면 현재의 운전영역에 매칭된 제어 맵에 따라 토크 제어량을 계산하여 점화시기 제어값을 산출하는 제어부 및;

상기 제어부에서 인가되는 제어신호에 따라 점화시기를 조정하여 가감속에 따른 갑작스런 운전조건의 변화에 대하여 엔진 토크량을 매칭시키는 점화장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 변속기 차량의 가감속시 쇼크 제어장치.
주행상태에서 변속단, 엔진 회전수, 터빈 회전수, 스로틀 개도의 정보를 판독하며, 엔진 회전수 및 터빈 회전수의 관계로부터 댐퍼 클러치가 직결 혹은 해제 상태로 운전되는 영역인지 판단하는 과정과;

댐퍼 클러치의 직결 상태 운전 영역이면 스로틀 개도의 변화율로부터 가감속이 검출되는지 판단하는 과정과;

가감속이 검출되지 않으면 현재의 조건으로 엔진 토크를 제어하고, 가감속이 검출되면 댐퍼 클러치 직결 운전영역의 토크 맵에서 가감속에 따른 제어 토크량을 계산하여 점화시기를 제어하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 변속기 차량의 가감속시 쇼크 제어방법.
제2항에 있어서,

상기 댐퍼 클러치의 해제 상태의 운전영역이면 스로틀 개도의 변화율로부터 가감속이 검출되는지 판단하는 과정과;

가감속이 검출되지 않으면 현재의 조건으로 엔진 토크를 제어하고, 가감속이 검출되면 댐퍼 클러치 해제 운전영역의 토크 맵에서 가감속에 따른 제어 토크량을 계산하여 점화시기를 제어하는 과정으로 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 변속기 차량의 가감속시 쇼크 제어방법.
제2항에 있어서,

상기 댐퍼 클러치의 직결 혹은 해제의 판정은 엔진 회전수와 터빈 회전수의 차이값이 설정된 일정치 이하를 유지하는 조건으로 설정되는 것을 특징으로 하는 자동 변속기 차량의 가감속시 쇼크 제어방법.
제2항 또는 제3항중 어느 한 항에 있어서,

상기 가감속의 판정 조건은 스로틀 개도의 변화율이 설정된 일정치 이상으로 검출되는 조건으로 설정되는 것을 특징으로 하는 자동 변속기 차량의 가감속시 쇼크 제어방법.