KR20120089899A - 자동 변속기의 댐퍼 클러치 제어 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동 변속기의 댐퍼 클러치 제어 방법이 개시되어 있다. 이러한 본 발명은, a) 외부로부터 공급되는 쓰로틀 밸브의 개도 및 차속 정보를 읽은 단계; b) 상기 a) 단계의 쓰로틀 개도 및 차속 정보에 대한 메모리 값을 기초로 상기 댐퍼 클러치의 완전 직결 제어 영역인 지를 체크하는 단계; c) 상기 완전 직결 제어 영역인 경우 상기 댐퍼 클러치의 완전 직결 제어에 대한 학습 제어 조건을 만족하는 지를 체크하는 단계; 및d) 상기 c) 단계를 통해 상기 댐퍼 클러치 완전 직결 제어에 대한 학습 제어 조건을 만족하는 경우 상기 학습 제어를 실행하고 상기 학습 제어를 통해 얻어진 댐퍼 클러치 제어 시간 및 제어 듀티값으로 상기 댐퍼 클러치를 완전 직결하는 단계를 포함한다.

Description

자동 변속기의 댐퍼 클러치 제어 방법 {METHOD FOR CONTROLLING DAMPER CLUTCH OF AUTOMATIC TRANSMITON}

본 발명은 자동 변속기의 댐퍼 클러치 제어 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 댐퍼 클러치의 완전 직결 제어에 대한 학습 제어를 실행하여 변속 시 변속감 및 연비를 향상할 수 있도록 한 방법에 관한 것이다.

일반적으로 자동 변속기가 장착되는 자동차는 주행 속도에 따라 설정되는 변속 범위 안에서 유압을 제어하여 자동으로 목표 변속단으로 변속기어가 동작될 수 있도록 한다.

그러므로, 엔진(Engine)이 출력 동력에 따라 토크 컨버터(Torque Converter)를 동작시켜 유체의 회전력을 제어하고, 자동차의 동작 상태에 따른 해당 변속 기어가 동작될 수 있도록 변속 제어장치에 인가되는 제어 신호에 따라 해당 밸브로 유압이 작용하여 변속 동작이 이루어질 수 있도록 한다.

즉, 자동 변속기는 엔진의 동력이 토오크 컨버터를 통하여 변속기의 입력축으로 전달하게 되는데, 동력전달 효율을 높혀주기 위하여 터어빈과 임펠러 커버 사이에 설치되는 댐퍼 클러치는 작동영역에서 엔진과 변속기의 입력축을 직결시키게 된다.

이러한 댐퍼 클러치의 작동 영역은 스로틀 밸브의 개도와 차속에 따라 정해져 있는데, 이를 위하여 자동 변속기는 스로틀 밸브의 개도 신호와 차속 신호를 받아서 결정하게 된다.

제1도는 일반적인 자동 변속기의 댐퍼 클러치 작동상태를 설명하기 위한 도면으로서, 토오크 컨버터(2)의 임펠러 커버(4)와 터어빈(6)사이에 설치된 댐퍼 클러치(8)는 자동 변속 유닛(TCU)에 의해 듀티 제어되는 댐퍼 클러치 컨트롤 솔레노이드 밸브(10)에 의해 작동하거나 작동하지 않게 되어 있다.

상기한 댐퍼 클러치 컨트롤 솔레노이드 밸브(10)는 작동영역에 진입되면 자동 변속 유닛(TCU)에 의해 온 상태로 제어되어 댐퍼 클러치 컨트롤 밸브(12)의 쳄버(A) 유압을 배출시키게 된다.

따라서 댐퍼 클러치 컨트롤 밸브(12)의 밸브 스풀의 우측면에 작용하는 유압에 의해 밸브 스풀은 좌측으로 이동하게 되므로 오일펌프에서 관로(14)로 흐르는 유압이 바이패스 관로(16)를 통하여 작동관로(18)측으로 흐르면서 토오크 컨버터(2)내로 유입되면서 댐퍼 클러치(8)를 임펠러 커버(4)측으로 밀어 직결시키게 된다.

이러한 작용으로 엔진의 동력이 변속기의 입력축으로 직접 전달되기 때문에 토오크 컨버터(2)내의 유체슬립이 발생하기 않게 되어 동력전달 효율을 높일 수 있게 된다.

그런데 상기한 댐퍼 클러치 작동은 스로틀 밸브의 개도와 차속에 관련하여 결정되기 때문에 도 2에 도시된 바와 같이 경우 댐퍼 클러치는 완전 직결 제어(full lock-up control)를 실행한다.

이러한 통상적인 댐퍼 클러치의 완전 직결 제어 방식에서 상기 댐퍼 클러치의 제어 듀티는 쓰로틀 개도에 따라 가변되나, 다양한 차종에 따른 다양한 댐퍼 클러치의 특성에 따라 실제 댐퍼 클러치의 제어 속도 및 시간이 늘어지거나 줄어들어 변속 시 변속감 및 연비가 저하되는 문제점이 종종 발생하였다.

본 발명은, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 제안된 것으로서, 본 발명의 목적은 완전 직결 제어 영역에서 댐퍼 클러치의 제어 속도 및 시간을 일정하게 유지하기 위해 자동 변속 유닛이 소정의 조건을 만족하는 경우 댐퍼 클러치의 완전 직결 제어에 대한 학습 제어를 실행함으로써, 댐퍼 클러치의 완전 직결 시 변속감 향상 및 연비를 최소로 줄일 수 있는 자동 변속기의 댐퍼 클러치 제어 방법을 제공하고자 함에 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 기술적 수단은,

자동 변속기의 댐퍼 클러치 제어 방법에 있어서,

a) 외부로부터 공급되는 쓰로틀 밸브 개도 및 엔진 회전수 및 터빈 회전수를 읽은 단계;

b) 상기 a) 단계의 쓰로틀 개도 및 엔진 회전수 및 터빈 회전수에 대한 메모리 값을 기초로 상기 댐퍼 클러치의 완전 직결 제어 영역인 지를 체크하는 단계;

c) 상기 완전 직결 제어 영역인 경우 상기 댐퍼 클러치의 완전 직결 제어에 대한 학습 제어 조건을 만족하는 지를 체크하는 단계; 및

d) 상기 c) 단계를 통해 상기 댐퍼 클러치의 완전 직결 제어에 대한 학습 제어 조건을 만족하는 경우 상기 학습 제어를 실행하고 상기 학습 제어를 통해 얻어진 댐퍼 클러치 제어 시간 및 제어 듀티값으로 상기 댐퍼 클러치를 완전 직결하는 단계를 포함하고,

여기서, 상기 학습 실행 시간은 상기 댐퍼 클러치의 필(fill) 타임이 끝난 시점인 학습 제어 개시점(Ta)부터 댐퍼 클러치가 완전 직결되는 시점(Tb)까지의 시간으로 엔진 회전수와 토크 회전수가 일치하는 시간인 것을 특징으로 하며,

여기서, 상기 학습 제어는, 수신되는 엔진 회전수에 대한 상기 댐퍼 클러치 제어 시간이 저장된 룩 업 테이블 값과 각 제어 시간에 대한 제어 듀티값이 저장된 룩 업 테이블 값으로 이루어지는 것을 특징으로 하고,

여기서, 상기 c) 단계의 학습 제어 조건은, 현재 변속 중이 아니고, 쓰로틀 밸브 개도 변화량이 미리 설정된 제1 소정치 이하이며, 상기 엔진 회전수와 토크 회전수의 차가 소정 영역 내에 존재하고, 상기 도로 구배도가 미리 설정된 제2 소정치이하인 것을 특징으로 한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 자동 변속기의 댐퍼 클러치 제어 방법은, 댐퍼 클러치의 완전 직결 제어 영역에서 댐퍼 클러치의 제어 속도 및 시간을 일정하게 유지하기 위해 자동 변속 유닛이 소정의 조건을 만족하는 경우 댐퍼 클러치의 완전 직결 제어에 대한 학습 제어를 실행함으로써, 댐퍼 클러치의 완전 직결 시 변속감 향상 및 연비를 최소로 줄일 수 있는 효과를 얻는다.

도 1은 일반적인 자동 변속기의 구성을 보인 도이다.
도 2는 도 1에 도시된 자동 변속기의 댐퍼 클러치의 제어 영역을 보인 그래프이다.
도 3은 본 발명이 적용되는 자동 변속기의 구성을 보인 도이다.
도 4 및 도 5는 도 3에 도시된 자동 변속기의 댐퍼 클러치 제어 듀티를 보인 그래프들이다.
도 6은 본 발명에 따른 자동 변속기의 댐퍼 클러치 제어 과정을 보인 흐름도이다.

이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조로 하여 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명의 실시 예가 적용되는 차량용 자동 변속기의 변속 제어 장치의 구성 블록도이다.

도 3을 참조하면, 차량 주행 상태 검출부(100), 변속 제어부(200), 및 상기 변속 제어 수단(200)에서 출력되는 소정의 변속 제어 신호에 듀티 제어 되어 목표 변속단으로 변속 실행하는 변속 구동부(300)을 포함하여 이루어져 있다.

상기 차량 주행 상태 검출 수단(100)은 차량의 주행 상태에 따라 가변되는 쓰로틀 밸브 개도량 검출부(110), 터빈 회전수 검출부(120), 변속단 검출부(130), 및 엔진 회전수 검출부(140)를 포함하여 이루어져 있다.

상기 쓰로틀 밸브 개도량 검출부(110)는 가속 페달의 동작 상태에 연동하여 개폐 상태가 가변되는 쓰로틀 밸브의 개도 정도를 감지하여 해당 신호를 출력한다.

상기 터빈 회전수 검출부(120)는 변속기의 입력축과 연결되어 있는 토오크 컨버터의 터빈축의 회전 속도를 감지하여 해당하는 신호를 출력한다.

상기 변속단 검출부(130)는 쓰로틀 밸브 개도량과 엔진 회전수에 따라 변속단이 가변되면, 상기 변속단의 가변 상태를 감지하여 해당하는 신호를 출력한다.

상기 엔진 회전수 검출부(140)는 쓰로틀 밸브의 개도에 따라 댐퍼 클러치의 제어 듀티를 가변하기 위해 엔진의 회전수를 검출하여 해당하는 신호로 출력한다.

상기 변속 제어부(200)는 상기 차량 주행 상태 검출 수단(100)에서 검출된 차량 주행 상태 신호를 받아 댐퍼 클러치의 완전 직결 영역인 지를 판단하여 상기 완전 직결 영역인 경우 필(fill) 타임 경과 후 댐퍼 클러치 완전 직결 제어에 대한 학습 제어를 실행하고, 학습 제어를 통해 얻어진 엔진 회전수에 대한 댐퍼 클러치 제어 시간과 제어 듀티값을 기초로 댐퍼 클러치 완전 직결 제어를 수행한다.

도 4는 도 3에 도시된 자동 변속기의 댐퍼 클러치 제어 방법을 나타낸 그래프이다, 도시된 그래프의 상단은 댐퍼 클러치(어플라이측 유압 제어) 제어 듀티를 나타낸 그래프이고, 하단은 터빈 회전수 및 엔진 회전수를 나타낸 그래프이다.

도시된 Ta는 초기 댐퍼 클러치의 제어 듀티를 100%로 설정하는 필 타임 구간을 끝나는 시점이고, Tb는 엔진 회전수(Ne)와 터빈 회전수(Nt)가 일치하는 시점으로 실제 댐퍼 클러치가 완전 직결되는 시점이며, 상기 Ta-Tb 구간은 제어 듀티가 100% 미만의 초기 듀티로부터 소정 듀티 증가율에 따라 상기 듀티를 증가하는 시점이다. 댐퍼 클러치 완전 직결 영역인 경우 이 시점(Ta-Tb) 동안 학습 제어가 실행된다.

상기 댐퍼 클러치 완전 직결 제어에 대한 학습 제어는, 엔진 회전수에 대한 댐퍼 클러치 제어 시간의 룩 업 테이블 값과 해당 댐퍼 클러치 제어 시간에 대한 댐퍼 클러치 제어 듀티값의 룩 업 테이블 값으로 이루어지고, 댐퍼 클러치의 완전 직결 제어를 위한 제어 듀티 증가율은 상기 댐퍼 클러치 제어 시간에 대해 룩 업 테이블값으로 설정된 제어 듀티값으로 이루어진다. 즉, 하기의 표 1에 도시된 바와 같이 엔진 토크값(Tini)이 소정의 기준치(Tq1) 이하인 경우 해당 엔진 회전수에 대응되는 제1 제어 시간(T[0]) 동안 제어 듀티값(-ΔD2)으로 설정된다.

엔진 회전수 댐퍼 클러치 제어 시간 제어 듀티값

Tini<Tq1 T[0] -ΔD2

Tq1<Tini<Tq2 T[1] -ΔD1

Tq2<Tini<Tq3 T[2] -ΔD0

여기서, 상기 Tq1<Tq2<Tq3의 조건을 만족하고, -ΔD2<-ΔD1<-ΔD0의 조건을 만족한다.

도 5는 도 3의 변속 제어부(200)의 학습 제어를 통해 얻어진 댐퍼 클러치의 제어 듀티 증가율을 보인 그래프이다.

상기한 도면에서 도시된 ?Δt3는 댐퍼 클러치 제어 시간에 대한 메모리값과 상기 표 1의 댐퍼 클러치 제어 시간(T[0])의 차이고, 도시된 -ΔD2는 상기 해당 댐퍼 클러치 제어 시간(?Δt3) 동안의 댐퍼 클러치의 제어 듀티값을 보인 도이다.

상기 표 1의 룩 업(lock- up) 테이블 값 들은 해당 엔진 회전수를 기준으로 소정 회의 실험을 통해 얻어진 결과값이고, 이 결과값은 상기 변속 제어부(200)의 메모리(미도시됨)에 저장된다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 자동 변속기의 댐퍼 클러치 제어 방법을 도시한 순서도 이다. 도시된 도 3 및 도 4 및 도 5와 동일한 부분에 대해서는 동일한 참조 번호를 붙이고 그 상세한 설명은 생략한다.

상기 변속단 검출부(140)로부터 발생된 변속 요구 신호가 상기 변속 제어부(200)에 수신되면, 상기 변속 제어부(200)는 상기 쓰로틀 밸브 개도량 검출부(110)로부터 공급되는 쓰로틀 밸브의 개도 및 상기 터빈 회전수 검출부(120)의 터빈 회전수 및 상기 엔진 회전수 검출부(140)의 엔진 회전수를 읽는다(단계 501).

이어 상기 변속 제어부(200)는 상기 쓰로틀 밸브 개도 및 터빈 회전수 정보를 기초로 댐퍼 클러치 완전 직결 영역인 지를 체크하고(단계 503), 여기서, 댐퍼 클러치 완전 직결 영역인 경우 초기 댐퍼 클러치의 제어 듀티를 초기 필 타임(fill time) 동안 100%로 설정한다(단계 505). 여기서, 상기 초기 필 타임 시간은 실험치에 의해 설정된다.

또한, 상기 변속 제어부(200)는 상기 초기 필 타임(fill time)이 경과되었는 지를 체크하고(단계 507). 필 타임이 끝났다고 판정되는 경우 상기 시점(Ta)에서 댐퍼 클러치 완전 직결 제어에 대한 학습 제어를 실행하기 위한 조건을 만족하는 지를 체크하고(단계 509), 상기 조건을 만족하는 경우 완전 직결 제어에 대한 학습을 실행한다(단계 511). 즉, 상기 학습 제어는 해당 엔진 회전수에 대한 댐퍼 클러치 제어 시간과 해당 댐퍼 클러치 제어 시간에 대한 댐퍼 클러치 제어 듀티값을 나타내는 룩 업 테이블 값을 기초로 실행된다.

여기서, 상기 댐퍼 클러치 완전 직결 제어에 대한 학습 조건은 현재 변속 중이 아니고, 쓰로틀 밸브 개도 변화량이 미리 설정된 제1 소정치 이하이며, 수신된 엔진 회전수 검출부(140)의 엔진 회전수와 상기 터빈 회전수 검출부(120)의 터빈 회전수의 차가 미리 설정된 소정 영역 내에 존재하고, 상기 도로 구배도가 미리 설정된 제2 소정치 이하이다. 여기서, 상기 제1 소정치 및 제2 소정치 및 소정 영역 값의 데이터 값은 다수의 실험을 통해 얻어진 결과이며, 이 결과값은 메모리(미도시됨)에 저장된다.

이어 상기 변속 제어부(200)는 수신된 엔진 회전수 검출부(140)와 터빈 회전수 검출부(120)의 엔진 회전수(Ne) 및 터빈 회전수(Nt)의 차가 0인 지를 체크하고(단계 513) 상기 엔진 회전수(Ne) 및 터빈 회전수(Nt)의 차가 0인 경우 상기 댐퍼 클러치는 완전 직결된다(단계 515).

이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 자동 변속기의 댐퍼 클러치 제어 방법은 실시하기 위한 하나의 실시 예에 불과한 것으로, 본 발명은 상기한 실시 예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.

댐퍼 클러치의 완전 직결 제어 영역에서 댐퍼 클러치의 제어 속도 및 시간을 일정하게 유지하기 위해 자동 변속 유닛이 소정의 조건을 만족하는 경우 댐퍼 클러치의 완전 직결 제어에 대한 학습 제어를 실행함으로써, 댐퍼 클러치의 완전 직결 시 변속감 향상 및 연비를 최소로 줄일 수 있는 자동 변속기의 댐퍼 클러치 제어 방법에 대한 효율면에서 매우 큰 진보를 가져올 수 있으며, 적용되는 차량의 시판 또는 영업의 가능성이 충분할 뿐만 아니라 현실적으로 명백하게 실시할 수 있는 정도이므로 산업상 이용 가능성이 있는 발명이다.

Claims (4)

1. 자동 변속기의 댐퍼 클러치 제어 방법에 있어서,
   a) 외부로부터 공급되는 쓰로틀 밸브의 개도 및 차속 정보를 읽은 단계;
   b) 상기 a) 단계의 쓰로틀 개도 및 차속 정보에 대한 메모리 값을 기초로 상기 댐퍼 클러치의 완전 직결 제어 영역인 지를 체크하는 단계;
   c) 상기 완전 직결 제어 영역인 경우 상기 댐퍼 클러치의 완전 직결 제어에 대한 학습 제어 조건을 만족하는 지를 체크하는 단계; 및
   d) 상기 c) 단계를 통해 상기 댐퍼 클러치 완전 직결 제어에 대한 학습 제어 조건을 만족하는 경우 상기 학습 제어를 실행하고 상기 학습 제어를 통해 얻어진 댐퍼 클러치 제어 시간 및 제어 듀티값으로 상기 댐퍼 클러치를 완전 직결하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 변속기의 댐퍼 클러치 제어 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 학습 실행 시간은 상기 댐퍼 클러치의 필(fill) 타임이 끝난 시점인 제어 개시점(Ta)부터 댐퍼 클러치가 완전 직결되는 시점(Tb)까지의 시간으로 엔진 회전수와 토크 회전수가 일치하는 시간인 것을 특징으로 하는 자동 변속기의 댐퍼 클러치 제어 방법.
3. 제2항에 있어서, 상기 학습 제어는, 수신되는 엔진 회전수에 대한 상기 댐퍼 클러치 제어 시간이 저장된 룩 업 테이블 값과 각 제어 시간에 대한 제어 듀티값이 저장된 룩 업 테이블 값으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동 변속기의 댐퍼 클러치 제어 방법.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 c) 단계의 학습 제어 조건은, 현재 변속 중이 아니고, 쓰로틀 밸브 개동 변화량이 미리 설정된 제1 소정치 이하이며, 상기 엔진 회전수와 토크 회전수의 차가 소정 영역 내에 존재하고, 상기 도로 구배도가 미리 설정된 제2 소정치 이하인 것을 특징으로 하는 자동 변속기의 댐퍼 클러치 제어 방법.
   

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