KR100245733B1 - 자동 변속 장치의 열화 방지 장치 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

이 발명은 자동 변속장치의 열하 방지 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 변속장치내의 변속 오일의 온도를 감지하여 해당하는 신호를 출력하는 변속 오일 온도 감지 수단과; 변속 장치의 입출력과 연결되어 있는 토크 컨버터의 터빈축의 회전속도를 감지하여 해당하는 신호를 출력하는 터빈축 회전수 감지수단과; 변속 장치의 출력축인 아웃풋 샤프트의 회전속도를 감지하여 해당하는 신호를 출력하는 아웃풋 샤프트 회전수 감지수단과; 엔진의 동작에 따라 회전 속도가 가변되는 크랭크축의 회전 속도에 따라 출력신호의 상태가 가변되는 엔진 회전수 감지수단과; 상기 변속 오일의 온도가 설정온도 이상이고, 상기 변속 장치의 출력축 회전수가 일정 범위안에 있고, 변속단의 위치가 3단 또는 4단이며, 토크 컨버터에서 발생하는 슬립량이 기준이 되는 설정량 보다 클 경우에 댐퍼 클러치를 작동시키기 위한 구동신호를 출력하고, 댐퍼 클러치의 슬립량이 상기 설정량 보다 작을 경우에는 현재 변속 상태를 판단하여 변속 상태가 2단이면 1단으로 다운 시프트 하도록 제어신호를 출력하는 동작 제어 수단과; 상기 동작 제어 수단에서 인가되는 구동신호에 따라 동작 상태가 가변되어 댐퍼 클러치를 작동시키는 댐퍼 클러치 컨트롤 솔레노이드 밸브로 이루어져 있다.

Description

자동 변속 장치의 열화 방지 장치 및 그 방법

제1도는 이 발명의 실시예에 따른 자동 변속 장치의 열화 방지 장치의 블럭도이다.

제2도는 이 발명의 실시예에 따른 자동 변속 장치의 열화 방지 방법의 동작 순서도이다.

이 발명은 자동 변속 장치의 열화 방지 장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 특히, 자동 변속 장치의 동작상태가 설정된 조건에 진입할 경우 댐퍼 클러치(damper clutch)를 동작시키는 자동 변속 장치의 열화 방지 장치 및 그 방법에 관한 것이다.

일반적으로 자동 변속장치가 장착되어 있는 자동차는, 자동차의 주행 속도에 따라 설정되어 있는 변속 범위안에서 유체의 흐름을 제어하여 자동으로 해당하는 목표 변속단의 변속기어가 동작될 수 있도록 구성되어 있다.

그러므로 엔진(engine)의 출력 동력에 따라 토크 컨버터(torque converter)를 동작시켜 유체의 회전력을 제어하고, 자동차의 동작 상태에 따른 해당 변속 기어가 동작될 수 있도록 변속 제어 장치에서 인가되는 제어 신호에 따라 해당 밸브로 유체가 작용하여 연속 동작이 이루어질 수 있도록 한다.

상기와 같이 유체의 흐름에 따라 동작 상태가 제어되는 자동 변속 장치가 장착된 자동차는, 해당하는 변속 기어의 동작 상태를 가변시키기 위해 엔진과의 동력을 차단시키는 별도의 클러치 페달(clutch pedal)의 동작이 필요하지 않으므로 운전자의 운전 피로를 경감시킬 수 있고, 주행중 운전자의 오동작이나 운전미숙 등으로 인한 엔진 스톨(engine stall)이 발생하지 않으므로 초보자일 경우에도 운전동작을 용이하게 할 수 있다.

그리고 저속시의 구동력이 크기 때문에 등판 발진이 쉽고, 엔진 토오크의 전달이 유체로 이루어지기 때문에 자동차의 승차감이 좋다.

상기와 같은 역할을 수행하기 위해, 자동 변속 장치는 운전자에 의한 변속 레버의 선택 위치에 따라 포트 변환이 이루어져 오일 펌프로부터 유체압을 공급받고, 상기 유체압에 의해 유압 밸브의 동작 상태가 가변되어 변속 기어 메카니즘의 기어단중 어느 하나의 변속단을 선택하기 위한 유압 작동 마찰 요소의 동작 상태를 제어한다.

따라서 상기와 같이 유압 제어에 의해 클러치와 브레이크로 이루어져 있는 마찰 요소가 선택적으로 작동됨에 따라 유성 기어 장치의 작동이 전환되어, 적절한 변속비가 행해진 후 드라이브 기어로 전달된다.

상기 드라이브 기어로 변속된 동력이 전달되면, 상기 드라이브 기어와 치차 결합된 드리븐 기어에 의해 종감속 기어와 치차 결합된 종속 기어로 전달되어, 결국 변속된 기관의 동력이 출력축으로 전달되어 바퀴의 회전 동작을 제어한다.

그러므로 자동차의 주행 상태에 따라 각 설정된 기어로의 변속 동작이 자동으로 이루어지는 자동 변속 장치는 가속 페달의 동작 정도에 따라 개도 상태가 가변되는 스로틀 밸브의 개도 정도와 자동 변속장치의 드리븐 기어축의 회전수에 따라 판단되는 차속신호에 따라 변속동작을 제어하는 변속 패턴이 이미 설정되어 있다.

따라서 자동차의 주행 상태에 해당하는 변속 패턴에 따른 기어단으로 변속 장치가 동작될 수 있도록 한다.

상기와 같이 자동 변속 제어장치는 유체를 매체로 하는 토크 컨버터의 회전 동작에 의해 엔진의 동력을 전달하여 변속 동작을 실행하므로, 많은 마찰열이 발생한다.

특히, 토크 컨버터의 슬립이 발생할 경우, 마찰열의 발생 정도가 더욱 심화되어, 변속 장치가 과열된다.

따라서 변속 장치 내에 장착되어 있는 다수개의 마찰 요소나 제어 밸브 등이 과열되어, 동작 특성이 변질되거나 손상되어 정확한 기능을 수행하지 못하는 문제가 발생 하나, 상기와 같이 발생하는 마찰열로 인하여 변속 장치가 열화될 경우에, 종래에는 이미 설정된 변속 패턴에 따라 변속단을 가변시킨다.

따라서 자동차의 주행 상태에 따라 설정되는 변속단보다 다소 낮은 변속단으로 다운 시프트시켜 엔진의 부하를 감소시키므로 변속 장치의 슬립 현상을 가소시킬 있도록 하였다.

그러나 상기와 같이 변속단을 가변시켜 변속 장치의 슬립 발생 정도를 감소시킬 경우, 갑작스런 변속단의 가변으로 심한 변속 충격이 발생하여 자동차의 승차감을 떨어뜨리는 문제가 발생한다.

그러므로 이 발명의 목적은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 자동 변속 장치의 상태가 과열 상태로 판단되면, 댐퍼 클러치를 동작시켜 토크 컨버터의 슬립 발생 현상을 방지할 수 있도록 하는 자동 변속 장치의 열화 방지 장치 및 그 방법을 제공하기 위한 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 이 발명의 구성은, 변속 장치 내의 변속 오일의 온도를 감지하여 해당하는 신호를 출력하는 변속 오일 온도 감지 수단과;

변속 장치의 입력축과 연결되어 있는 토크 컨버터의 터빈축의 회전속도를 감지하여 해당하는 신호를 출력하는 터빈축 회전수 감지부와, 변속 장치의 출력축인 아웃풋 샤프트의 회전 속도를 감지하여 해당하는 신호를 출력하는 아웃풋 샤프트 회전수 감지부와;

엔진의 동작에 따라 회전 속도가 가변되는 크랭크 축의 회전 속도에 따라 출력 신호의 상태가 가변되는 엔진 회전수 감지부와; 변속 오일의 온도와 변속 장치의 출력축 회전수와 변속단의 위치와 토크 컨버터에서 발생하는 슬립량이 설정 량 보다 클 경우 댐퍼 클러치를 작동시키기 위한 구동 신호를 출력하고, 댐퍼 클러치의 슬립량이 설정량 보다 작을 경우엔, 현재 변속 상태를 판단하여 변속 상태가 "2"단일 경우엔 "1"단 다운 시프트할 수 있는 제어 신호를 출력하는 동작 제어부와;

상기 동작 제어부에서 인가되는 구동신호에 따라 동작 상태가 가변되어 댐퍼 클러치를 작동시키는 댐퍼 클러치 컨트롤 솔레노이드 밸브로 이루어져 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 이 발명의 또 다른 구성은,

플래그 값을 판독하고 현재 변속단의 위치를 판단하는 단계와; 판단된 변속단의 위치가 1단이 아니고, 판독된 플래그의 상태가 초기상태를 유지하거나 또는 플래그의 상태가 가변된 후 변속 장치의 열화 제어를 위한 동작 시간이 설정시간을 경과하지 않을 경우에, 변속 오일의 온도가 설정온도 이상이고 변속 장치의 출력축 회전수가 일정 범위안에 있고 변속단의 위치가 3단 또는 4단인지를 판단하는 단계와;

상기 변속 오일의 온도가 설정온도 이상이고, 상기 변속 장치의 출력축 회전수가 일정 범위안에 있고, 변속단의 위치가 3단 또는 4단이면, 토크 컨버터에서 발생하는 슬립량을 계산하여 기준이 되는 설정량과 비교 판단하는 단계와;

비교 판단된 상기 슬립량이 상기 설정량 보다 클 경우에 상기 플래그의 상태를 가변시킨 후 댐퍼 클러치를 작동시키는 단계와;

비교 판단된 상기 슬립량이 상기 설정량 보다 작을 경우에 현재 변속단의 상태를 판단하여 변속 상태가 2단이면 1단으로 다운 시프트 하도록 제어신호를 출력한 후 상기 플래그의 상태를 가변시키는 단계로 이루어져 있다.

이하, 첨부된 도면을 참고로 하여 이 발명의 실시예를 상세히 설명한다.

제1도는 이 발명의 실시예에 따른 자동 변속 장치의 열화 방지 장치의 블록도이고,

제2도는 이 발명의 실시예에 따른 자동 변속 장치의 열화 방지 장치의 동작순서도이다.

제1도를 참고로 하여 이 발명의 구성을 살펴보면,

변속 장치 내의 변속 오일의 온도를 감지하여 해당하는 신호를 출력하는 변속 오일 온도 감지부(11)와,

변속 장치의 입력축과 연결되어 있는 토크 컨버터의 터빈축의 회전속도를 감지하여 해당하는 신호를 출력하는 터빈축 회전수 감지부(12)와,

변속 장치의 출력축인 아웃풋 샤프트의 회전 속도를 감지하여 해당하는 신호를 출력하는 아웃풋 샤프트 회전수 감지부(13)와,

크랭크 축의 회전 동작에 따라 출력 신호의 상태가 가변되는 크랭크 포지션 감지부(14)와, 상기 감지부(11∼14)와 연결되어 설정되어 있는 변속 장치의 열화 조건을 만족하고 터빈축의 회전수가 설정 회전수보다 낮을 경우에 댐퍼 클러치를 동작시키기 위한 구동 신호를 출력하는 변속 제어부(2)와, 상기 변속 제어부(2)와 연결되어 인가되는 제어신호에 따라 온, 오프 상태가 가변되어 댐퍼 클러치의 동작 상태를 가변시키는 댐퍼 클러치 컨트롤 솔레노이드 밸브(31)와,

상기 변속 제어부(2)와 연결되어 인가되는 제어신호의 상태에 따라 동작 상태가 가변되어 변속 동작을 제어하는 제1 및 제2 시프트 컨트롤 솔레노이드 밸브(32, 33)로 이루어져 있다.

상기와 같이 이루어져 있는 이 발명의 동작은 다음과 같다.

먼저, 동작에 필요한 전원이 인가되면, 변속 제어부(2)는 변속 장치의 열화상태를 감소시키기 위한 동작을 수행하여(510), 해당 번지의 플래그(flag) 값을 판독한다(520).

그리고 변속 제어부(2)는 제1 및 제2 시프트 컨트롤 솔레노이드 밸브(32, 33)로 출력되는 신호 형태를 이용하여 현재 동작중인 변속단의 위치가 "1"단인지를 판단한다(530).

따라서 제1 및 제2시프트 컨트롤 솔레노이드 밸브(32, 33)로 출력되는 신호 상태에 따라 판단된 변속단의 위치가 "1"단일 경우엔, 더 이상의 제어가 불가능하므로 주 프로그램으로 되돌아간다(5).

그러나 동작중인 변속단의 위치가 "1"단이 아닌 다른 주행단일 경우에 변속 제어부(2)는 상기 단계(520)에서 판독된 플래그의 값이 "1"인지를 판단한다(540).

상기 플래그는 변속 장치의 동작 상태가 과열 상태로 판단되어 해당 제어동작을 실행할 경우, 변속 제어부(2)는 "0"에서 "1"로 가변시킨다.

따라서 상기 플래그의 값이 "1"이 아닐 경우엔, 변속 제어부(2)는 감지부(11∼14)에서 인가된 신호를 판독하여(550), 현재 변속 장치의 상태를 판단한다.

그리고 크랭크 포지션 감지부(14)에서 인가되는 신호와 터빈축 회전수 감지부(12)에서 인가되는 신호를 이용하여 토크 컨버터에서 발생하는 슬립량을 계산한 후(560), 설정값과 비교 판단한다(570).

상기 설정 조건은, 변속 오일 온도 감지부(11)에서 인가되는 신호에 의해 판단된 변속 오일의 온도가 설정온도 즉, 섭씨 124도 이상이고, 아웃풋 샤프트 회전수 감지부(13)에서 인가되는 신호에 의해 판단된 변속 장치의 출력축 회전수가 설정 범위 즉, 2800이하이거나, 954이상일 때, 그리고 자동차의 주행상태에 따라 판단된 변속단이 "3단" 또는 "4단"일 때, 슬립량(Ns)이 3단에서 490-0.108No이상이고, 4단에서 990-0.2No이상일 때이다. 여기서 No는 출력축 회전수이다.

상기 토크 컨버터의 슬립율을 산출하기 위해 변속 제어부(2)는 크랭크 포지션 감지부(14)와 터빈축 회전수 감지부(12)에서 인가되는 신호를 이용하여 판단된 토크 컨버터의 입, 출력 회전수의 차이를 이용하여 산출한다.

그러나, 변속 장치의 동작 상태가 상기 설정 조건을 모두 만족하지 않을 경우에, 변속 제어부(2)는 자동 변속 장치의 상태를 정상적인 동작을 수행할 수 있는 정상 상태로 판단한다. 즉, 3속이 3초 이상 지속되거나, 변속 오일의 온도가 섭씨 118도 이하이거나, 출력축 회전수가 2900이상이거나, 340이하일 때, 또는 변속단이 P, R, N, 2, 1 등의 위치일 때는 정상 상태로 판단한다.

그러므로 변속 제어부(2)는 댐퍼 클러치의 동작을 이미 설정되어 있는 제어 패턴에 따라 정상 제어하고(5160), 변속 장치의 과열 상태를 나타내는 플래그의 값을 "0"으로 리셋시킨 후(5170), 주 프로그램으로 되돌아간다(5210).

그러나 상기 단계(540)에서 판단된 플래그의 값이 "1"일 경우엔, 변속 제어부(2)는 이미 변속 장치의 상태를 과열 제어를 위한 동작 상태로 판단한다.

그러므로 해당 플래그 값이 "1"로 가변된 후 지속되는 지속 시간이 설정 시간을 초과했는지를 판단한다(5130).

따라서 지속 시간이 설정 시간을 초과할 경우엔, 변속 제어부(2)는 변속장치의 과열 현상을 방지하기 위해 동작중인 댐퍼 클러치의 동작을 중지시키기 위해, 플래그 값을 "0"으로 클리어시킨다(S140).

그리고 변속 제어부(2)는 변속 장치의 제어 동작을 통상적인 방법으로 제어하며, 주 프로그램으로 되돌아간다(S210).

그러나 해당 플래그 간이 "1"로 가변된 후 지속되는 시간이 설정 시간을 초과하지 않을 경우엔, 변속 제어부(2)는 상기 단계(S50)로 넘어가 다수개의 감지부(11∼14)에서 출력되는 신호를 판독한다.

그리고 상기한 동작과 같이 자동차의 주행 상태가 이미 설정된 조건을 만족했는지를 판단하고(560), 설정 조건을 만족할 경우 토크 컨버터의 슬립량을 계산하여(S70) 설정값과 비교 판단한다(S80).

따라서 현재 판단된 터빈축의 회전수가 설정값 보다 작을 경우, 즉, 이미 설정된 열화 판단 조건 이외에 터빈축의 회전수가 낮을 경우에, 변속 제어부(2)는 댐퍼 클러치를 동작시킨다.

따라서 상기 단계(S70)에서 비교 판단된 토크 컨버터의 슬립량이 설정값 보다 클 경우에, 변속 제어부(2)는 해당 플래그 값을 "1"로 가변시킨 후(S180), 댐퍼 클러치 컨트롤 솔레노이드 밸브(31)을 온시키기 위한 구동신호를 출력한다(S190).

상기 구동신호에 의해 토크 컨버터에 형성되어 있는 댐퍼 클러치가 작동하여 엔진의 구동력이 토크 컨버터의 유체의 회전 동작을 거치지 않고 변속 장치로 직접 전달된다.

따라서 엔진의 동작이 직접 변속 장치로 인가되므로, 토크 컨버터의 슬립 발생 현상을 방지한다.

상기와 같이 댐퍼 클러치 컨트롤 솔레노이드 밸브(31)를 동작시켜 댐퍼 클러치를 동작시킨 후, 변속 제어부(2)는 댐퍼 클러치의 동작 시간을 카운팅한 후(S200), 주 프로그램으로 되돌아간다(S210).

그러나 산출된 토크 컨버터의 슬립율이 설정값보다 작을 경우엔, 변속 제어부(2)는 현재 변속단의 위치를 판단한다(S90).

따라서 자동차의 주행 상태에 따라 변속 제어부(2)에서 판단된 변속단의 위치가 설정단인 "2단"일 경우엔, 변속 제어부(2)는 변속 장치의 상태가 열화 제어를 위한 영역을 벗어난 상태로 판단한다.

그러므로 변속 제어부(2)의 동작을 주 프로그램으로 되돌아간다(S210).

상기 단계(S90)에서 판단된 변속단의 위치가 열화 제어동작의 해제 조건인 "2단"이 아닐 경우엔, 변속 제어부(2)는 현재 판단된 자동차의 주행 변속단에서 "1단"을 다운 시프트 하는 해당 제어신호를 제1 및 제2시프트 컨트롤 솔레노이드밸브(32, 33)로 출력한다(S100).

그러므로 변속 제어부(2)는 자동차의 주행 상태에 따라 판단된 변속단의 위치에서 "1단"이 다운 시프트된 상태로 변속 상태를 제어하여, 자동차의 주행 속도를 감소시켜 변속 장치의 열화 상태를 감소시킬 수 있도록 한다.

그리고 변속 제어부(2)는 현재 자동 변속 장치의 동작 상태가 열화 상태를 감소시키기 위한 상태임을 인식할 수 있도록 플래그의 값을 "1"로 가변시킨 후(S110), 댐퍼 클러치의 동작 시간을 "0"으로 리셋시키고(S120) 주 프로그램으로 되돌아간다(S210).

상기와 같은 변속 제어부(2)는 변속 장치로 입력되는 입력축의 회전수가 설정 회전수 보다 낮을 경우에, 변속단의 다운 시프트 동작 뿐만 아니라 댐퍼 클러치를 작동시키므로 더욱 효율적으로 토크 컨버터의 슬립 현상을 감소시킬 수 있다.

그리고 변속 장치의 열화 현상을 감소시키기 위해 실행되는 다운 시프트의 동작이 큰 폭으로 가변되지 않으므로 갑작스런 2단의 변속 동작으로 인한 변속 쇼크를 방지할 수 있다.

Claims (4)

1. 변속장치내의 변속 오일의 온도를 감지하여 해당하는 신호를 출력하는 변속 오일 온도 감지부(11)와;

   변속 장치의 입출력과 연결되어 있는 토크 컨버터의 터빈축의 회전속도를 감지하여 해당하는 신호를 출력하는 터빈축 회전수 감지부(12)와;

   변속 장치의 출력축인 아웃풋 샤프트의 회전속도를 감지하여 해당하는 신호를 출력하는 아웃풋 샤프트 회전수 감지부(13)와; 엔진의 동작에 따라 회전 속도가 가변되는 크랭크축의 회전 속도에 따라 출력신호의 상태가 가변되는 크랭크 포지션 감지부(14)와;

   상기 변속 오일의 온도가 설정온도 이상이고, 상기 변속 장치의 출력축 회전수가 일정 범위안에 있고, 변속단의 위치가 3단 또는 4단이며, 토크 컨버터에서 발생하는 슬립량이 기준이 되는 설정량 보다 클 경우에 댐퍼 클러치를 작동시키기 위한 구동신호를 출력하고, 댐퍼 클러치의 슬립량이 상기 설정량 보다 작을 경우에는 현재 변속 상태를 판단하여 변속 상태가 2단이면 1단으로 다운 시프트 하도록 제어신호를 출력하는 변속 제어부(2)와;

   상기 동작 제어부에서 인가되는 구동신호에 따라 동작 상태가 가변되어 댐퍼 클러치를 작동시키는 댐퍼 클러치 컨트롤 솔레노이드 밸브(31)로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 자동변속 장치의 열화 방지 장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 토크 컨버터에서 발생하는 슬립량을 산출하기 위해,

   상기 엔진 회전수 감지수단과 상기 터빈축 회전수 감지부(12)에서 인가되는 신호를 이용하는 것을 특징으로 하는 자동 변속 장치의 열화 방지 장치.
3. 플래그 값을 판독하고 현재 변속단의 위치를 판단하는 단계와; 판단된 변속단의 위치가 1단이 아니고, 판독된 플래그의 상태가 초기상태를 유지하거나 또는 플래그의 상태가 가변된 후 변속 장치의 열화 제어를 위한 동작 시간이 설정시간을 경과하지 않을 경우에, 변속 오일의 온도가 설정온도 이상이고 변속 장치의 출력축 회전수가 일정 범위안에 있고 변속단의 위치가 3단 또는 4단인지를 판단하는 단계와;

   상기 변속 오일의 온도가 설정온도 이상이고, 상기 변속 장치의 출력축 회전수가 일정 범위안에 있고, 변속단의 위치가 3단 또는 4단이며, 토크 컨버터에서 발생하는 슬립량을 계산하여 기준이 되는 설정량과 비교 판단하는 단계와;

   비교 판단된 상기 슬립량이 상기 설정량 보다 클 경우에 상기 플래그의 상태를 가변시킨 후 댐퍼 클러치를 작동시키는 단계와;

   비교 판단된 상기 슬립량이 상기 설정량 보다 작을 경우에 현재 변속단의 상태를 판단하여 변속 상태가 2단이면 1단으로 다운 시프트 하도록 제어신호를 출력한 후 상기 플래그의 상태를 가변시키는 단계로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 자동 변속 장치의 열화 방지 장치.
4. 제3항에 있어서,

   상기 토크 컨버터에서 발생하는 슬립량을 산출하기 위해,

   엔진 회전수 감지수단과 터빈축 회전수 감지수단에서 인가되는 신호를 판독하여 산출하는 것을 특징으로 하는 자동 변속 장치의 열화 방지 방법.