KR100384177B1 - 차량용 자동 변속기의 댐퍼 클러치 제어방법 - Google Patents

Abstract

가감속 운전조건에서 댐퍼 클러치의 사용빈도를 증대시켜 연비 향상을 도모하고, 빈번한 작동제어에 의한 소음 발생을 억제하며, 가속 페달의 팁 오프시에도 엔진의 고속 RPM이 유지되어 재가속시 가속성을 향상시킬 수 있는 댐퍼 클러치 제어방법을 제공할 목적으로;

차량의 운행중 오프 슬립 조건에 만족하면, 댐퍼 클러치의 작동 상태를 판단하여, 댐퍼 클러치가 록 상태이면, 록에서 오프 슬립 제어를 실시하고, 슬립 상태이면, 슬립에서 오프 슬립 제어를 실시하는 제1 단계와; 상기 제1 단계에서의 록으로부터 오프 슬립 제어를 실시하는 과정에서 오프 슬립 제어시간이 기준값 보다 크면, 학습 조건을 만족하는가를 판단하여 오프 - 슬립 초기 듀티학습을 실시한 후와, 상기 슬립에서 오프 슬립 제어를 실시한 후에 해제 조건을 만족하는지를 판단하는 제2 단계와; 상기 제2 단계에서 해제조건을 만족하면 리턴하고, 만족하지 않으면 록에서 오프 슬립을 개시한 후 스로틀이 설정값 보다 큰 가를 판단하여, 조건을 만족하면 록 또는 슬립 제어로 변환하는 제3 단계를 포함하여 이루어지는 차량용 자동 변속기의 댐퍼 클러치 제어방법을 제공한다.

Description

차량용 자동 변속기의 댐퍼 클러치 제어방법 {METHOD OF CONTROLLING A DAMPER CLUTCH IN AN AUTOMATIC TRANSMISSION FOR VEHICLES}

본 발명은 차량용 자동변속기의 댐퍼 클러치 제어방법에 관한것으로서, 보다 상세하게는 가감속 운전 조건에서 댐퍼 클러치의 작동 빈도를 증대시켜 연비향상을 도모할 수 있도록 한 댐퍼 클러치의 제어방법에 관한 것이다.

예컨대, 자동차에 적용되는 자동 변속기는 자동차의 주행속도와 스로틀 밸브의 개도율 및 제반 검출조건에 따라 변속제어장치가 다수의 솔레노이드 밸브를제어하여 유압을 제어함으로써, 목표 변속단의 변속기어가 동작되어 자동으로 변속이 이루어지게 하는 것이다.

그리고 상기의 자동 변속기는 오일을 매개체로 하여 터빈을 회전시켜 동력을 전달하는 토오크 컨버터을 적용하고 있기 때문에 보통의 마찰 클러치 처럼 100% 힘이 전달되지 않는 단점이 있는 바, 이를 보완하기 위하여 토오크 컨버터내에는 직결시켜 줄 수 있는 댐퍼 클러치가 배치되어 있다.

이에따라 상기 댐퍼 클러치는 차량의 운전 조건에 따은 트랜스밋션 제어유닛의 제어에 의하여 록(Lock. 작동), 오프 슬립(Off-Slip. 반 작동), 슬립(Slip. 비작동) 상태로 제어되면서 동력을 전달하게 된다.

그러나 상기와 같이 댐퍼 클러치에 있어서는 반 슬립 작동의 선행조건이 댐퍼 클러치가 록 상태에서 연료 컷 상태이어야 하므로 실제 도로의 운전 조건에서는 빈도가 사용빈도가 낮고, 또한 오프 슬립 상태에서의 가속시 슬립 상태로 제어됨으로써, 가감속 운전 조건이 많은 상황에서는 작동시간이 적어 연비 향상에 큰 도움을 주지 못한다는 문제점을 내포하고 있다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 본 발명의 목적은 가감속 운전조건에서 댐퍼 클러치의 사용빈도를 증대시켜 연비 향상을 도모하고, 빈번한 작동제어에 의한 소음 발생을 억제하며, 가속 페달의 팁 오프시에도 엔진의 고속 RPM이 유지되어 재가속시 가속성을 향상시킬 수 있는 댐퍼 클러치 제어방법을 제공함에 있다.

도 1은 본 발명을 운용하기 위한 엔진 총합시스템의 블록도.

도 2은 본 발명에 의한 작동 흐름도.

도 3은 본 발명에 적용되는 작동 상태에서 반 슬립 상태로의 제어시 시간 패턴도.

도 4는 본 발명에 적용되는 슬립 상태에서 반 슬립 상태로의 제어시 시간 패턴도.

도 5는 반 슬립 상태 제어중 연료 컷 오프 요구시의 패턴도이다.

이를 실현하기 위하여 본 발명은, 차량의 운행중 오프 슬립 조건에 만족하면, 댐퍼 클러치의 작동 상태를 판단하여, 댐퍼 클러치가 록 상태이면, 록에서 오프 슬립 제어를 실시하고, 슬립 상태이면, 슬립에서 오프 슬립 제어를 실시하는 제1 단계와;

상기 제1 단계에서 록에서 오프 슬립 제어를 실시하는 과정에서 오프 슬립 제어시간이 기준값 보다 크면, 학습 조건을 만족하는가를 판단하여 오프 - 슬립 초기 듀티학습을 실시한 후와, 상기 슬립에서 오프 슬립 제어를 실시한 후에 해제 조건을 만족하는지를 판단하는 제2 단계와;

상기 제2 단계에서 해제조건을 만족하면 리턴하고, 만족하지 않으면 록에서 오프 슬립을 개시한 후 스로틀이 설정값 보다 큰 가를 판단하여, 조건을 만족하면 록 또는 슬립 제어로 변환하는 제3 단계를 포함하여 이루어지는 차량용 자동 변속기의 댐퍼 클러치 제어방법을 제공한다.

이하, 상기의 목적을 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 엔진과 자동 변속기를 총합적으로 제어할 수 있는 총합제어 시스템의 블록도로서, 엔진 제어감지부(10)를 형성하는 각종 센서로부터 현재 차량의 운행 상태가 ECU(20)로 입력되면, ECU(20)에서는 이들 정보를 미리 입력되어져 있던 데이터와 비교 판단하여 엔진제어 구동부(30)를 제어하여 엔진을 최적의 상태로 제어하게 된다.

이와 동시에 ECU(20)에서는 변속 제어에 필요한 정보가 있으면, 트랜스밋션 제어유닛(40, 이하 TCU로 칭함)으로 정보를 보내어 변속제어가 이루어도록 하는데, 이때 TCU에서는 상기 ECU(20)로부터 전달되는 정보와 변속제어 감지부(50)로부터 입력되는 정보를 미리 입력되어진 데이터와 비교 판단하여 변속제어 구동부(60) 및 댐퍼 클러치 제어부(70)를 제어함으로써, 최적의 변속 제어가 이루어지게 하는 것이다.

상기에서 엔진 제어 감지부(10)라고 함은, 공지에서와 같이, 차속센서,크랭크 각 센서, 엔진 회전수 센서, 냉각수온 센서, 터빈 회전수 센서, 스로틀 포지션 센서 등등 엔진 제어에 필요한 모든 정보를 검출하는 것을 의미하며, 변속 제어감지부(50)는 입,출력측 속도 센서, 유온센서, 인히비터 스위치, 브레이크 스위치등 변속제어에 필요한 정보를 제공하는 센서들을 의미한다.

그리고 엔진 제어구동부(30)는 엔진 제어를 위한 모든 구동부를 의미하며, 변속 제어 구동부(60)는 자동 변속기의 유압 제어수단에 적용되는 모든 솔레노이드 밸브를 의미하는 것이다.

또한, 상기 댐퍼 클러치 제어부(70)에서는 트랜스밋션 제어유닛(TCU)에 의해 제어되는 댐퍼 클러치 컨트롤 솔레노이드 밸브의 듀티제어에 의하여 댐퍼 클러치로 공급되는 작동유압을 제어함으로써, 댐퍼 클러치의 록, 오프 슬립, 슬립 제어가 이루어지게 되는 것이다.

그리고 상기 ECU(20)에서 TCU(40)로 정보를 보냄에 있어서는 여러 가지가 있으나, 그 일예로서는 CAN 통신을 들 수가 있다.

상기 CAN 통신은 CAN 버스 라인을 통해 데이터를 다중 통신하는 것으로서, 각 컨트롤러에 상호 필요한 모든 정보를 주고 받을 수 있고, 어떤 컨트롤러에 추가 정보 필요시 하드 웨어 변경없이 소프트 웨어만을 변경하여 대응 가능하다.

이러한 총합 제어시스템에 있어서의 본 발명에 의한 댐퍼 클러치는 도 2와같은 흐름으로 작동이 이루어지게 된다.

즉, 차량의 운행중 오프 슬립(Off-Slip) 조건에 만족하는가를 판단하여 (S100)만족한다고 판단되면, 현재 댐퍼 클러치의 작동 상태 즉, 록(작동) 또는 슬립(비작동)의 상태를 판단하게 된다(S110).

상기 S100 단계에서의 오프 슬립(Off-Slip) 조건은 현재의 변속단이 3속 또는 4속인가와, 유온, 엔진 회전수, 스로틀 개도각, 터어빈 회전수가 각각 설정값 조건을 충족하는가와, 설정 시간 이전에 록 또는 슬립의 정상제어가 이루어졌는가이며, 이의 변수에 따라 오프 슬립(Off-Slip) 조건을 판단하게 되고, 이 조건을 만족하지 못할 때에는 계속 리턴하여 상기의 조건을 만족할 때까지 반복적으로 이루어진다.

그리고 상기 S110 단계에서 현재 댐퍼 클러치가 록 상태라고 판단되면, 록에서 오프 슬립(Lock to Off-Slip) 제어를 실시하고(S120), 슬립 상태라고 판단되면, 슬립에서 오프 슬립(Slip to Off-Slip) 제어를 실시하게 된다(S130).

상기 S120 단계에서의 록에서 오프 슬립(Lock to Off-Slip)로의 제어는 도 3에서와 같이 오프 슬립 제어 시작 후, 연료 컷 검출(fuel cut signal)전 까지 오픈 루프 제어를 수행하고 검출 후에는 피이드 백 제어(feedback control)로 전환하게된다.

또한, S120 단계 이후에는 오프 슬립 제어시간(off-slip control time)이 기준값(time_off_slip_2) 보다 큰 가를 판단하여(S121), 조건을 만족하지 못하면 S120단계로 리턴되고, 만족하면 학습조건을 만족하는가를 판단한다(S122).

상기 S122 단계에서의 조건은 엔진 회전수와 터어빈 회전수의 차이(Ne-Nt)가 설정값(slip_lock steady state) 보다 큰 가를 판단하는 것으로, 이의 조건을 만족하면 오프 - 슬립 초기 듀티학습이 이루어진 후(S123), 해제 조건을 만족하는 가를 판단하게 되며(S140), 조건을 만족하지 않는 경우에는 직접 상기 S140 단계로 진입한다.

상기 S123 단계에서의 학습은 도 3의 time_off_slip_2 듀티와 time_off_slip 1의 듀티 차이(δd)로 이루어진다.

그리고 상기 S130의 단계에서의 슬립에서 오프 슬립(slip to off-slip)로의 제어는 도 4에서와 같이, 오프 슬립 제어후 슬립까지의 홀드 타임(time_hold_slip)까지 오픈 루프 제어를 수행하다가 피이드 백 제어로 전환하는 제어가 이루어진후, 상기 S140 단계에서 해제 조건을 만족하지 못하면 록에서 오프 슬립(lock_off-slip)을 개시한 후(S150) 스로틀이 설정값 보다 큰가를 판단하여(S160), 조건을 만족하면 록 또는 슬립 제어로 변환되고(S170), 조건을 만족하지 못하면 다시 상기 S150 단계로 리턴한다.

이와같이 제어과정으로 오프 슬립 상태에서 록으로의 작동 영역 변환시에는 2가지의 조건을 갖게 되는데, 록에서 오프 슬립이전의 상태에서는 직접 록 정상제어가 이루어지고, 록에서 오프 슬립 이후의 상태에서는 록 컨트롤 진입 제어로 전환된다.

그리고 오프 슬립 상태에서 슬립으로의 작동 영역 변환시에도 상기와 마찬가지로 2가지의 조건을 갖게 되는데, 록에서 오프 슬립이전의 상태에서는 직접 슬립 정상제어가 이루어지고, 록에서 오프 슬립 이후의 상태에서는 슬립 컨트롤 진입 제어로 전환된다.

또한, 오프 슬립 중 연료 컷으로 RPM 저하 제어가 요구될 때에는 CAN 통신으로 ECU에 연료 컷 오프로 RPM 저하 제어를 지령하게 되는데, 연료 컷 오프 RPM 저하 조건은 엔진 회전수와 스로틀의 개도량이 설정값의 조건에 진입하거나 록에서 오프 슬립으로 제어가 이루어질 때 이루어지게 되며, 이는 점화시기 진각에 의하여 이루어지게 된다.

상기에서 엔진 회전수의 조건은, 도 5에서와 같이, 현재의 엔진 회전수가 엔진 컷 조건의 상한 설정값 보다 크고, 상기 상한 설정값이 아이들 회전수 보다 크거나 ( ne〉ne_fuel-cut_upper_2 at th 〉th_idle ), 현재의 엔진 회전수가 엔진 컷 조건의 하한 설정값 보다 크고, 상기 하한 설정값이 아이들 회전수 보다 큰 조건이다( ne〉ne_fuel-cut_lower_2 at th 〉th_idle ).

이상에서와 같이 본 발명에 의하면, 가,감속 운전조건에서 댐퍼 클러치의 사용빈도를 증대시켜 연비 향상을 도모하고, 빈번한 작동제어에 의한 소음 발생을 억제하며, 가속 페달의 팁 오프시에도 엔진의 고속 RPM이 유지되어 재가속시 가속성을 향상시킬 수 있는 발명인 것이다.

Claims (4)

1. 차량의 운행중 오프 슬립 조건에 만족하면, 댐퍼 클러치의 작동 상태를 판단하여, 댐퍼 클러치가 록 상태이면, 록에서 오프 슬립 제어를 실시하고, 슬립 상태이면, 슬립에서 오프 슬립 제어를 실시하는 제1 단계와;

   상기 제1 단계에서의 록에서 오프 슬립 제어를 실시하는 과정에서 오프 슬립 제어시간이 기준값 보다 크면, 학습 조건을 만족하는가를 판단하여 오프 - 슬립 초기 듀티학습을 실시한 후와, 상기 슬립에서 오프 슬립 제어를 실시한 후에 해제 조건을 만족하는지를 판단하는 제2 단계와;

   상기 제2 단계에서 해제조건을 만족하면 리턴하고, 만족하지 않으면 록에서 오프 슬립을 개시한 후 스로틀이 설정값 보다 큰 가를 판단하여, 조건을 만족하면 록 또는 슬립 제어로 변환하는 제3 단계를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기의 댐퍼 클러치 제어방법.
2. 제1항에 있어서, 제1 단계에서의 오프 슬립 조건은 현재의 변속단이 3속 또는 4속인가와, 유온, 엔진 회전수, 스로틀 개도각, 터어빈 회전수가 각각 설정값 조건을 충족하는가와, 설정 시간 이전에 록 또는 슬립의 정상제어가 이루어졌는가로 설정됨을 특징으로 하는 차량용 자동변속기의 댐퍼 클러치 제어방법.
3. 제1항에 있어서, 제1 단계에 있어서의 록에서 오프 슬립으로의 제어는 오프슬립 제어 시작 후, 연료 컷 검출전 까지 오픈 루프 제어를 수행하고 검출 후에는 피이드 백 제어로 전환함을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기의 댐퍼 클러치 제어방법.
4. 제1항에 있어서, 상게 제1 단계에서의 슬립에서 오프 슬립으로의 제어는 오프 슬립 제어후 슬립까지의 홀드 타임까지 오픈 루프 제어를 수행하다가 피이드 백 제어로 전환하는 제어가 이루어짐을 특징으로 하는 차량용 자동 변속기의 댐퍼 클러치 제어방법.