KR20130061828A - 런칭 클러치를 가지는 오토 트랜스미션의 파워 온 다운쉬프트시 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 각 변속단별로 급가속시 슬립이 이루어지면서 변속될 기어를 미리 선택하는 프리 셀렉트 구역을 지나 변속이 완료되도록 미리 엔진 RPM의 예상 궤적을 정의하고, 실제 엔진 RPM이 이 예상 궤적 곡선을 따라 가도록 클러치의 해제와 구속에 필요한 유압을 제어함으로써, 충분한 프리 셀렉트 구간의 시간을 확보하여 확실한 변속작용이 이루어지도록 한 런칭 클러치를 가지는 오토 트랜스미션의 파워 온 다운쉬프트시 제어방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
특히, 본 발명은 급가속과 동시에 슬립이 이루어지게 함으로써, 킥 다운 등이 발생하더라도 변속단의 기어를 선택할 수 있는 충분한 시간을 확보할 수 있도록 한 런칭 클러치를 가지는 오토 트랜스미션의 파워 온 다운쉬프트시 제어방법을 제공하는데 다른 목적이 있다.
그리고, 본 발명은 프리 셀렉트 구역을 지나 클러치의 출력 RPM과 엔진 RPM을 동기화하여 변속 제어를 완료할 수 있도록 한 런칭 클러치를 가지는 오토 트랜스미션의 파워 온 다운쉬프트시 제어방법을 제공하는데 또 다른 목적이 있다.

Description

런칭 클러치를 가지는 오토 트랜스미션의 파워 온 다운쉬프트시 제어방법{CONTROLLING METHOD OF POWER ON DOWNSHIFT FOR AUTO TRANSMISSION EQUIPPED WITH LAUNCHING CLUTCH }

본 발명은 런칭 클러치를 가지는 오토 트랜스미션의 파워 온 다운쉬프트시 제어방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 급가속시 슬립구간을 가지면서 변속될 기어단을 미리 선택하는 프리 셀렉트 구간을 지나 변속제어가 완료될 수 있도록 엔진 RPM을 제어함으로써, 클러치의 반응시간을 충분하게 확보하여 안정적으로 기어변속이 이루어질 수 있도록 한 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로 운전자가 가속패달을 급격하게 밟음에 따라 발생되는 파워 온 다운쉬프트시에는 엔진의 RPM은 급격하게 올라가나, 터빈 RPM은 클러치를 해제(Release Duty)할 때까지 그래도 유지되어 슬립 현상이 발생한다. 특히, 이러한 슬립 현상은 토크 컨버터로 출력을 전달하는 경우 자주 발생하였다.

이러한 토크 컨버터를 이용한 종래의 파워-온 다운쉬프트 제어에 대하여 도 1을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 도 1에서는 "i"단으로부터 "j"단으로 기어변속이 일어나는 것으로 가정하여 설명한다.

운전자가 가속패달을 밞음에 따라 엔진의 RPM(Eng.RPM)은 올라가게 되고, 목표 변속단이 결정되게 되면 변속제어를 시작하게 된다. 도면부호 "SS"는 급가속시 변속제어를 시작하는 시기를 나타낸다.

한편, 이처럼 변속제어가 시작되게 되면, i단을 구속하던 클러치는 구속을 해제(Release Duty)하게 되고, 동시에 j단을 구속하기 위한 클러치가 동작하여 해당 클러치를 구속(Apply Duty)하게 된다.

이때, i단의 클러치 동작을 위한 유압의 구속 해제(Release Duty)로 인하여 터빈에서는 RPM(Turbine RPM)의 슬립이 발생하게 된다. 도면부호 "SB"는 슬립이 발생하는 시점을 나타낸다.

이처럼 슬립이 발생한 뒤에는 터빈의 RPM이 적절한 변화율을 유지할 수 있도록 i단을 구속하던 클러치의 해제(Release Duty) 압력을 제어하게 된다. 이때, 이러한 제어를 위하여 터빈이 적절한 RPM에 도달할 때까지 유압을 피드백(FEEDBACK) 제어하게 된다.

마지막으로, 터빈의 RPM이 목표로 했던 j단의 회전수에 도달(SYR)하게 되면, i단측의 클러치는 완전히 해제(Release Duty)되게 하고, 반대로 j단측의 클러치는 완전히 구속(Apply Duty) 상태가 되게 한다.

도 1에서, 미설명 부호 "SYR"은 터빈 RPM이 목표했던 단수의 회전수에 도달하는 시점이며, "SYR" 이후에 클러치의 해제(Release Duty)와 구속(Apply Duty)이 이루어진다. "SF"는 변속제어가 완료되는 시점을, "APS"는 가속패달의 개도를, "Eng.Tq"는 엔진의 토크를 각각 나타낸다.

하지만, 이러한 종래의 파워-온 다운쉬프트의 제어방법을 런칭 클러치를 가지는 오토 트랜스미션에 적용할 경우 다음과 같은 문제가 발생할 수 있다.

1) 가속패달을 밟아서 급가속으로 킥다운이 발생시 제어가 시작하기 전에 클러치의 슬립이 발생하는 경우가 있는데, 이 경우 슬립의 발생위치를 정확하게 알 수 없기 때문에 이러한 종래의 제어방법으로는 킥 다운시 제어가 이루어지지 못하는 문제가 발생하였다.

2) 이처럼 킥 다운시에는 변속제어가 시작된 후에 목표로 하는 기어를 선택하는 프리 셀렉트가 시작되기 때문에 프리 셀렉트 제어 이전에는 변속을 종료시킬 수 없는 문제가 발생하였다. 즉, 변속제어는 프리 셀렉트 제어의 종료 후 목표로 하는 단수의 RPM에 도달해야 종료할 수 있기 때문에, 프리 셀렉트 제어 이전에는 제어를 종료할 수 없게 되는 것이다.

본 발명은 이러한 점을 감안하여 안출한 것으로, 각 변속단별로 급가속시 슬립이 이루어지면서 변속될 기어를 미리 선택하는 프리 셀렉트 구역을 지나 변속이 완료되도록 미리 엔진 RPM의 예상 궤적을 정의하고, 실제 엔진 RPM이 이 예상 궤적 곡선을 따라 가도록 클러치의 해제와 구속에 필요한 유압을 제어함으로써, 충분한 프리 셀렉트 구간의 시간을 확보하여 확실한 변속작용이 이루어지도록 한 런칭 클러치를 가지는 오토 트랜스미션의 파워 온 다운쉬프트시 제어방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

특히, 본 발명은 급가속과 동시에 슬립이 이루어지게 함으로써, 킥 다운 등이 발생하더라도 변속단의 기어를 선택할 수 있는 충분한 시간을 확보할 수 있도록 한 런칭 클러치를 가지는 오토 트랜스미션의 파워 온 다운쉬프트시 제어방법을 제공하는데 다른 목적이 있다.

그리고, 본 발명은 프리 셀렉트 구역을 지나 클러치의 출력 RPM과 엔진 RPM을 동기화하여 변속 제어를 완료할 수 있도록 한 런칭 클러치를 가지는 오토 트랜스미션의 파워 온 다운쉬프트시 제어방법을 제공하는데 또 다른 목적이 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 런칭 클러치를 가지는 오토 트랜스미션의 파워 온 다운쉬프트시 제어방법은, 파워 온 다운 쉬프트시 제어방법에 있어서, 각 변속단에 따라 토크 컨버터를 이용한 종래방법으로 제어했을 때 얻어지는 엔진 RPM 곡선(1)보다 슬립되게 하면서 변속될 기어를 미리 선택하는 프리 셀렉트 구간을 지나서 변속 제어가 완료되도록 엔진 RPM 곡선(Target Eng.RPM)을 미리 정의하고;, 급가속시 엔진 RPM 곡선(2)이 상기 엔진 RPM 곡선(Target Eng.RPM)을 따라가도록 변속전인 "i"단의 클러치 해제(Release)와 변속 후인 "j"단의 클러치 구속(Apply Duty)이 이루어지도록 더블 클러치의 유압을 제어하는 것을 특징으로 한다.

특히, 상기 엔진 RPM 곡선은 급가속되는 시점부터 미리 정해진 구간만큼 엔진 RPM의 슬립구간을 갖도록 정의하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 엔진 RPM 곡선은 종래 엔진 RPM 곡선보다 낮은 회전수를 갖는 것을 특징으로 한다.

마지막으로, 상기 엔진 RPM 곡선은 프리 셀렉트 구간을 지난 후에 클러치의 출력 RPM(청색)과 동기화되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 런칭 클러치를 가지는 오토 트랜스미션의 파워 온 다운쉬프트시 제어방법에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.

1) 미리 각 변속단에 따라 정의되는 엔진 RPM 곡선이 슬립구간을 갖도록 구성함으로써, 킥 다운시 슬립이 일어나더라도 이 슬립구간에서 해제되는 클러치의 유압조절을 통하여 킥 다운 현상을 제어할 수 있게 된다.

2) 미리 정의된 엔진 RPM 곡선에서 변속될 기어를 선택하는 프리 셀렉트 구역을 지나서 변속제어가 완료되기 때문에, 그만큼 슬립 제어에 필요한 충분한 시간을 확보할 수 있다.

3) 클러치의 출력 RPM과 엔진 RPM이 프리 셀렉트 구간을 지나서 동기화가 이루어지기 때문에 보다 정확한 변속 작용을 할 수 있게 된다.

도 1은 종래의 토크 컨버터를 가지는 오토 트랜스미션에서 파워 온 다운쉬프트 제어하는데 필요한 제어요소들의 제어상태를 보여주기 위한 그래프.
도 2는 본 발명에 따른 런칭 클러치를 가지는 오토 트랜스미션의 파워 온 다운쉬프트 제어하는데 필요한 제어요소들의 제어상태를 보여주기 위한 그래프.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

(구성)

도 2는 본 발명에 따른 파워 온 다운쉬프트 제어하는데 필요한 제어요소들의 제어상태를 보여주기 위한 그래프이다. 도면부호 "i"는 변속전의 단수를, "j"는 변속후의 단수를 각각 나타낸다.

본 발명에서 런칭 클러치란 유체가 아닌 마찰재를 매개로 엔진과 트랜스미션사이의 동력을 연결하거나 차단하는 클러치를 말한다.

본 발명에 따른 파워 온 다운 쉬프트 제어방법은, 각 변속 단수별로 종래 방법으로 제어했을 때에 엔진으로부터 얻어지는 엔진 RPM 곡선(1)보다 슬립되게 하면서 프리 셀렉트(Pre-select) 구간을 지나서 변속 제어가 완료되도록 엔진 RPM 곡선(2)을 정의한 다음, 실제 급가속시 이 엔진 RPM 곡선(2)을 따라 움직일 수 있도록 변속 전인 클러치의 해제(Release Duty)와 변속 후의 클러치 구속(Apply Duty)을 제어하는 것이다.

이러한 구성에 대하여 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 제어방법은, 우선, 도 2와 같이, 런칭 클러치를 종래의 방법으로 제어하였을 때의 엔진 RPM 곡선(1)보다 슬립되게 엔진 RPM 곡선(Target Eng. RPM)을 정의한다. 여기서, 종래의 엔진 RPM 곡선(1)은 토크 컨버터를 이용하는 제어방식을 런칭 클러치에 적용하는 경우 얻어지는 엔진 RPM 곡선을 의미한다. 그리고, 정의된 엔진 RPM 곡선(Target Eng. RPM)은 이 엔진 RPM 곡선(1)보다 슬립되게 구성한 이론적인 곡선을 의미한다.

특히, 상기 엔진 RPM 곡선(Target Eng. RPM)은 다운 쉬프트 제어가 시작되는 시작점(SS)으로부터 미리 정해진 "구간1"만큼 슬립되게 형성함으로써, 이 구간에서 슬립 제어가 가능하게 되어 킥 다운과 같은 경우에도 이를 제어할 수 있게 된다.

이때, 상기 엔진 RPM 곡선(Target Eng. RPM)은, 엔진 RPM 곡선(1)의 RPM보다 낮게 하면서도 특히, 프리 셀렉트(Pre-select) 구간을 지나서 변속 제어가 완료되도록 곡선을 정의하는 것이 바람직하다. 여기서, 프리 셀렉트는 변속하고자 할 때에 변속될 기어를 미리 선택하기 위한 시간(구간)을 의미한다.

여기서, 도면부호 "SYR"은 본 발명에 따라 정의된 엔진 RPM 곡선(Target Eng. RPM)이 목표했던 단수의 회전수에 도달되는 시점을 나타낸다.

이어, 실질적으로 i단에서 j단으로 변속이 이루어질 수 있도록 엔진 RPM(2)을 제어한다. 이때의 제어는 통상적으로 런칭 클러치의 유압제어를 통해 이루어진다. 즉, i단을 구속하고 있던 클러치의 구속을 해제(Releas Duty)시켜 주고, 동시에 j단의 구속하기 위한 클러치를 구속(Apply Duty)시켜 주게 된다.

이때, 상기 클러치들의 해제(Relase Duty)와 구속(Apply Duty)은 엔진 RPM 곡선(2)이 미리 정의된 엔진 RPM 곡선(Target Eng. RPM)의 형태가 되도록 런칭 클러치의 유압이 제어된다.

이에, 클러치의 해제(Release Duty)를 나타내는 곡선은, 엔진 RPM 곡선(2)과 마찬가지로, 구간1에서 변속 개시 전과 동일한 클러치 토크 마진이 확보될 때까지 위로 상승하고, 이어 구간2에서는 엔진 RPM 피드백 제어를 수행함으로써 정의된 엔진 RPM 곡선(Target Eng. RPM)과 유사한 형태가 되게 된다.

이와 같이 얻어진 엔진 RPM 곡선(2)은 프리 셀렉트 구간을 지나면서 변속단(j)의 적절한 회전수에 도달하거나 이보다 높아지게 되는데, 이는 런칭 클러치의 목표 입력 RPM(청색)과 동기화되어 적절한 변속 RPM을 유지하게 된다.

즉, 런칭 클러치의 목표단 입력 RPM(청색)은 슬립구간을 지나면서 급격하게 상승하여 프리 셀렉트 구간 내에서 변속단수(j)의 RPM까지 도달한다. 이에 엔진 RPM(2)은 프리 셀렉트 구간을 지나면서 변속 단수에 적절한 RPM에 도달하거나 높아지게 되는데, 이 시점(SYR)에서 엔진 RPM(2)과 상기 런칭 클러치의 목표단 입력 RPM(청색)과 동기화가 이루어지게 하여 안정적으로 변속 작용을 마치게 되는 것이다.

도 2에서, 도면부호 "SYR"은 엔진 RPM이 곡선이 목표단 입력RPM 도달하는 시점을, "SF"는 클러치의 해제(Release Duty)와 구속(Apply Duty)이 완료되는 시점을, "APS"는 가속패달의 개도를, "Eng.Tq"는 엔진의 토크를 각각 나타낸다.

이상에서 본 바와 같이 본 발명은 토크 컨버터를 이용하는 종래의 방법으로 런칭 클러치를 제어하였을 때에 얻어지는 엔진 RPM 곡선으로부터 일정 구간 슬립되게 하면서 프리 셀렉트 구간을 지나 변속이 완료되도록 엔진 RPM 곡선을 정의하고, 이 정의된 곡선을 따라가도록 실제 엔진 RPM을 제어함으로써, 슬립제어가 가능할 뿐만 아니라 프리 셀렉트가 끝날 때까지 최소 시간을 확보하여 보다 정확한 변속이 이루어질 수 있게 되는 것이다.

Claims (4)

1. 파워 온 다운 쉬프트 제어방법에 있어서,
   각 변속단에 따라 토크 컨버터를 이용한 종래방법으로 제어했을 때 얻어지는 엔진 RPM 곡선(1)보다 슬립되게 하면서 변속될 기어를 미리 선택하는 프리 셀렉트 구간을 지나서 변속 제어가 완료되도록 엔진 RPM 곡선(Target Eng.RPM)을 미리 정의하고,
   급가속시 엔진 RPM 곡선(2)이 상기 엔진 RPM 곡선(Target Eng.RPM)을 따라가도록 변속전인 "i"단의 클러치 해제(Release)와 변속 후인 "j"단의 클러치 구속(Apply Duty)이 이루어지도록 클러치의 유압을 제어하는 것을 특징으로 하는 런칭 클러치를 가지는 오토 트랜스미션의 파워 온 다운쉬프트시 제어방법.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 엔진 RPM 곡선(2)은 급가속되는 시점부터 미리 정해진 구간만큼 엔진 RPM의 슬립구간(구간1)을 갖도록 정의하는 것을 특징으로 하는 런칭 클러치를 가지는 오토 트랜스미션의 파워 온 다운쉬프트시 제어방법.
   
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 엔진 RPM 곡선(2)은 상기 종래 엔진 RPM 곡선(1)보다 낮은 회전수를 갖는 것을 특징으로 하는 런칭 클러치를 가지는 오토 트랜스미션의 파워 온 다운쉬프트시 제어방법.
   
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 엔진 RPM 곡선(2)은 프리 셀렉트 구간을 지난 후에 목표단 입력 RPM(청색)과 동기화되는 것을 특징으로 하는 런칭 클러치를 가지는 오토 트랜스미션의 파워 온 다운쉬프트시 제어방법.

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