KR20060134423A - 이중 클러치를 사용하는 변속기 제어 방법 - Google Patents

이중 클러치를 사용하는 변속기 제어 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차량의 변속기의 제 1 클러치와 제 2 클러치를 엔진의 동력축에 직결시켜 변속 지연을 줄이고 연비 손실을 방지하도록 하는 이중 클러치를 사용하는 자동 변속기 제어 방법에 관한 것으로서, 이중 클러치를 사용하는 변속기 제어 방법에 있어서, 제 1 클러치(C1)와 제 2 클러치(C2)가 엔진에 연결되는 단계(ST10), 변속 단계(ST20), 제 1 클러치(C1) 또는 제 2 클러치(C2)를 중립으로 설정하는 단계(ST30), 변속을 종료하는 단계(ST50), 중립으로 설정된 클러치를 재연결하는 단계(ST60)로 구성된다.
차량, 변속기, 이중 클러치

Description

이중 클러치를 사용하는 변속기 제어 방법{A transmission controll method by using twin clutch}
도 1은 종래의 기술에 의한 이중 클러치를 사용하는 변속기의 구성을 나타내는 회로도.
도 2는 본 발명에 의한 이중 클러치를 사용하는 변속기 제어 방법을 나타내는 순서도.
- 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 -
C1 : 제 1 클러치 C2 : 제 2 클러치
IN1 : 제 1 입력축 IN2 : 제 2 입력축
본 발명은 동축 이중 클러치를 사용하는 자동 변속기를 사용함에 있어 변속 지연을 줄이고 연비 손실을 방지하도록 하는 이중 클러치를 사용하는 변속기 제어 방법에 관한 것이다.
일반적으로 자동 변속기가 장착되어 있는 자동차는, 자동차의 주행 속도와 스로틀 밸브 개도량에 따라 설정되어 있는 변속 범위 안에서 유압을 제어하여 변속 기어를 목표 변속단으로 자동 변속시켜 동작될 수 있도록 한다.
따라서 상기와 같이 유압에 따라 동작 상태가 제어되는 자동 변속기가 장착된 자동차는, 해당하는 변속 기어의 동작 상태를 가변시키기 위해 엔진과의 동력을 차단시키는 클러치 페달(clutch pedal)의 동작이 필요치 않으므로 운전자의 운전 피로를 경감시킬 수 있고, 주행중 운전자의 오동작이나 운전 미숙 등으로 인한 엔진 스톨(engine stall)이 발생하지 않으므로 초보자일 경우에도 운전 동작을 용이하게 할 수 있다.
자동 변속기는 토크 컨버터(torque converter)가 엔진(engine)의 회전동력을 변화시키고, 자동차의 운행 상태에 따라 변속 제어 장치에서 인가되는 제어 신호에 의해 솔레노이드 밸브가 제어되어 해당 마찰 요소가 동작될 수 있도록 유압회로를 형성하여 자동 변속 동작을 실행한다.
토크 컨버터는 전형적으로 내연기관으로 부터 토크 인풋과 회전 작동하도록 연결된 임펠러 조립체, 이 입펠러 조립체와 유체적으로 피동관계로 연결되는 터빈 조립체 및 스테이터 또는 반응 조립체를 포함한다. 종래 토크 컨버터의 스테이터 조립체는 일 방향으로는 회전이 차단되나, 임펠러 조립체와 터빈 조립체의 회전 방향으로는 축 둘레를 자유 회전한다. 스테이터 조립체가 회전에 대하여 차단될때, 토크는 토크 컨버터에 의하여 배가된다. 토크 증가중 출력 토크는 토크 컨버터의 입력 토크보다 크다. 그러나, 토크 증가가 없다면, 토크 컨버터는 유체 커플링이 되고, 유체 커플링은 고유한 슬립을 가진다. 토크 컨버터 슬립은 속도비가 1.0 (토크 컨버터의 RPM 입력〉RPM 출력)일 때 존재한다. 고유 슬립은 토크 컨버터의 효율 을 감소시킨다.
토크 컨버터들이 엔진과 변속기 사이에 매끄러운 결합을 제공하지만, 토크 컨버터의 슬립은 기생 손실을 유발하여, 전체 파워 트레인의 효율을 저하시킨다. 이러한 것은 자동 변속기가 컨버터 결합 및 변속 모두를 위해 필요한 유압을 제공하도록 큰 용량의 펌프를 가져야만 한다는 것을 의미한다. 펌프를 구동하고 유체를 압축하는데 필요한 동력은 자동 변속기에서 효율의 추가적인 기생 손실을 이끈다.
보다 적은 결점을 가진 변속기의 이점을 가지는 차량 변속기를 제공하도록 진행중인 시도에 있어서, 종래의 수동 및 자동 변속기의 조합들이 개발되었다. 보다 최근에, 차량 작업자로부터의 어떠한 입력없이 자동적으로 변속하는 종래의 수동 변속기의 자동화된 변형예들이 개발되었다. 이러한 동력 변속되는 자동화된 수동 변속기들의 예로서 트윈 클러치형 변속기 또는 이중 클러치형 변속기가 제안되어 있다.
이러한 변속기들은 두개의 클러치들을 포함하고 있고, 하나의 엔진 플라이휠 배열로부터 동력 입력을 유도하도록 대부분 동축으로 구성된다. 그러나, 어떤 설계는 동축이지만 변속기 본체의 양측부에 위치된 클러치들과 함께 상이한 입력원들을 가지는 이중 클러치 조립체를 가진다. 이러한 방식에 있어서, 수동 변속기의 높은 기계적 효율과 함께 기어들 사이의 연속된 동력 가속 및 감속 변속은 자동 변속기 형태로 이용할 수 있다. 그러므로, 연료 경제성 및 차량 성능에 있어서 상당한 증진들이 어떤 자동화된 수동 변속기들의 효율적인 사용을 통하여 이루어질 수도 있다.
이중 클러치 변속기 구조는 두개의 건식 클러치 디스크들의 결합 및 분리를 독자적으로 제어하도록 그 자신의 클러치 액튜에이터를 각각 구비하는 두개의 디스크 클러치들을 포함한다. 클러치 액튜에이터들은 전자-기계적 형태의 것이지만, 변속기 내의 윤활 시스템이 여전히 펌프를 요구하기 때문에, 어떤 이중 클러치 변속기는 유압 시프팅 및 클러치 제어를 이용한다. 이러한 펌프들은 전형적으로 토크 컨버터를 공급해야만 하지 않기 때문에 종래의 자동 변속기에서 사용되는 것들보다 훨씬 작다. 그러므로, 어떠한 기생 손실들이 작게 유지된다. 시프팅은 시프팅에 앞서 필요한 기어를 결합하고 또한 대응하는 클러치를 순서적으로 결합하는 것에 의하여 이루어진다. 두개의 클러치들과 두개의 입력축들을을 구비한 이중 클러치 변속기는 어떤 시점에 한번에 두개의 상이한 기어비로 있을 수도 있지만, 단지 하나의 클러치가 결합되어 주어진 순간에 동력을 전달한다. 다음의 보다높은 기어로 시프팅하도록, 먼저 구동중인 아닌 클러치 조립체의 입력축 상의 필요한 기어들이 결합되고, 그런 다음 구동중인 클러치가 해제되고 구동중이 아닌 클러치가 결합된다.
도 1은 이중 클러치를 사용하는 변속기의 구성을 나타내는 회로도로서, 제 1 입력축(IN1)에 연결된 제 1 클러치(C1)는 제 1, 3, 5 단(1, 3, 5)의 기어에 동력을 전달하고, 제 2 입력축(IN2)에 연결된 제 2 클러치(C2)는 제 2, 4, 6 단(2, 4, 6)의 기어에 동력을 전달하도록 구성되어 있음을 알 수 있다.
상기한 구조의 변속기를 이용하여 3단으로 설정되어 있는 변속기를 2단으로 다운 시프트 변속을 하는 경우 다음과 같이 동작함을 알 수 있다.
제 1 클러치(C1)는 구동원과 연결되어 제 3 단 기어(3)로 동력을 전달하고 있고, 제 2 클러치(C2)는 연결되어 있지 않아, 제 2 입력축(IN2)은 정지 상태이다.
변속이 시작되면 제 2 클러치(C2)가 동력을 전달하기 시작하고, 제 2-N 동기부(2-N sync)가 이동하여 제 2 입력축(IN2)에는 제 2 단 기어(2)가 맞물리게 된다.
제 2 클러치(C2)의 연결에 의해 제 2 입력축(IN2)으로 동력이 전달되어 엔진(미도시)과 같은 속도의 회전이 시작된다. 이때 제 2 클러치(C2)를 통해 동력을 전달하기 위해서는 정지 상태의 제 2 클러치(C2)로 동력이 전달되어 제 2 클러치(C2)가 동작이 되어야 하므로 정지 상태에서 동작 상태로 변환시 변속 충격이 발생되는 문제점이 있었다. 또한, 변속 충격을 방지하기 위해서 제 2 클러치(C2)의 동작 개시 속도를 완화시키는 경우에는 연비 저하와 변속 지연이 발생되는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 창안된 것으로서, 이중 클러치를 사용하는 변속기를 사용함에 있어 변속 지연을 줄이고 연비 손실을 방지하도록 하는 이중 클러치를 사용하는 변속기 제어 방법을 제공한다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 이중 클러치를 사용하는 변속기에 포함되어 있는 2개를 클러치가 엔진에 연결되도록 제어하여 2개 클러치가 같은 속도로 회전하도록 한다.
도 2는 본 발명에 의한 이중 클러치를 사용하는 변속기 제어 방법을 나타내는 순서도로서, 이중 클러치를 사용하는 변속기 제어 방법에 있어서, 제 1 클러치 (C1)와 제 2 클러치(C2)가 엔진에 연결되는 단계(ST10), 변속 단계(ST20), 제 1 클러치(C1) 또는 제 2 클러치(C2)를 중립으로 설정하는 단계(ST30), 변속을 종료하는 단계(ST50), 중립으로 설정된 클러치를 재연결하는 단계(ST60)로 구성되어 있음을 도시하고 있다.
제 1 클러치(C1) 또는 제 2 클러치(C2)가 중립으로 설정되어도 클러치의 회전을 계속되도록 하는 단계(ST40)를 추가로 포함한다.
도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하면 다음과 같다.
엔진(미도시)이 시동되어 동작되면 엔진과 직결되어 해제 시기 보다 빠른 경우 쇼크가 발생될 수 있으므로 본 발명을 사용하도록 한다.
종래의 기술에서 설명한 바와 같이 3단으로 설정되어 있는 변속기를 2단으로 다운 시프트 변속을 하는 경우를 예로 들어 설명하면 다음과 같다.
차량이 정속 주행중인 경우에는 차량의 변속기는 별도의 변속 동작을 하지 않고, 제 1 클러치(C1)와 제 2 클러치(C2)는 엔진에 연결되어 있어 계속적으로 회전 상태를 유지하게 된다(ST10).
차량의 속도가 변화되면 변속기는 변속 동작(ST20)을 하게 되고, 3단으로 설정되어 있는 변속기가 2단으로 다운 시프트 변속하게 되면, 변속 제어부(TCU)에서 출력되는 변속 명령에 의해 제 2 클러치(C2)는 중립으로 설정(ST30)되지만 엔진과의 연결은 계속되어 회전이 정지되지는 않는다(ST40).
또한, 제 2-N 싱크로 기구(2-N sync)가 이동하여 제 2 단 기어(2)를 선택하도록 한다(ST50). 이후, 제 2 클러치(C2)는 중립 상태는 서서히 해제(ST60)되어 제 2 클러치(C2)를 통해 동력을 전달하기 시작하고, 제 2-N 싱크로 기구(2-N sync)가 이동하여 제 2 입력축(IN2)에는 제 2 단 기어(2)가 맞물리게 되어동력 전달은 제 3 단 기어(3)에서 제 2 단 기어(2)로 전환 완료된다.
이후 제 1 클러치(C1)에 연결되어 있던 1-3 싱크로 기구(1-3 sync)를 중립에 위치시키고 제 1 클러치(C1)를 다시 엔진과 직결시켜 제 1 및 제 2 입력축(IN1, IN2)이 엔진과 동일한 속도로 회전하도록 한다.
종래의 기술의 경우 제 2 클러치(C2)를 통해 동력을 전달하기 위해서는 정지 상태의 제 2 클러치(C2)로 동력이 전달되어 제 2 클러치(C2)가 동작이 되어야 하지만, 제 2 클러치(C2)는 엔진과 직결되어 있어 계속적으로 회전되고 있기 때문에 회전을 개시하기 위한 별도의 시간이 필요치 않게 된다.
이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 이러한 실시예에 한정되지 않으며, 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 실시할 수 있는 다양한 형태의 실시예들을 모두 포함한다.
이상에서와 같이 본 발명에 의하면, 차량의 변속기의 제 1 클러치와 제 2 클러치를 엔진의 동력축에 직결로 연결되어 있어 변속시 클러치의 회전이 정지되지 않도록 하여 변속 지연을 줄이고 연비 손실을 방지하도록 하는 효과를 갖는다.

Claims (2)

  1. 이중 클러치를 사용하는 변속기 제어 방법에 있어서, 제 1 클러치(C1)와 제 2 클러치(C2)가 엔진에 연결되는 단계(ST10), 변속 단계(ST20), 제 1 클러치(C1) 또는 제 2 클러치(C2)를 중립으로 설정하는 단계(ST30), 변속을 종료하는 단계(ST50), 중립으로 설정된 클러치를 재연결하는 단계(ST60)로 구성되는 것을 특징으로 하는 이중 클러치를 사용하는 변속기 제어 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 제 1 클러치(C1) 또는 제 2 클러치(C2)가 중립으로 설정되어도 클러치의 회전을 계속되도록 하는 단계(ST40)를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 이중 클러치를 사용하는 변속기 제어 방법.
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