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KR101526216B1 - 스피드 센서 값을 이용한 클러치 이상감지방법 - Google Patents

스피드 센서 값을 이용한 클러치 이상감지방법 Download PDF

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KR101526216B1
KR101526216B1 KR1020130108701A KR20130108701A KR101526216B1 KR 101526216 B1 KR101526216 B1 KR 101526216B1 KR 1020130108701 A KR1020130108701 A KR 1020130108701A KR 20130108701 A KR20130108701 A KR 20130108701A KR 101526216 B1 KR101526216 B1 KR 101526216B1
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speed
neutral
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brake
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조명수
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현대 파워텍 주식회사
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Abstract

본 발명은 스피드 센서 값을 이용한 클러치 이상감지방법에 관한 것으로, 자동변속기의 입력 회전수(Nt)와 출력 회전수(No), 및 엔진 회전수(Ne)를 검출하는 단계와, 상기 자동변속기 제어를 위한 변속레버의 위치 및 변속 동작을 검출하는 단계와, 상기 변속레버의 위치가 중립(N)이거나, 후진(R)에서 중립(N)으로 변속되거나, 혹은 주행(Dx)에서 중립(N)으로 변속되는 경우, 각 경우에 대하여 미리 설정된 회전수 조건과 비교하는 단계 및 상기 비교 결과에 따라, 상기 자동변속기를 구성하는 다수의 클러치 중 특정 클러치의 정상 혹은 비정상 작동을 판단하는 단계를 포함한다.

Description

스피드 센서 값을 이용한 클러치 이상감지방법{METHOD FOR SENSING ABNORMAL CLUTCH OPERATION OF VEHICLE USING SPEED SENSOR VALUE}
본 발명은 스피드 센서 값을 이용한 클러치 이상감지방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 자동변속기의 스피드 센서 정보와 작동 조건별 유성기어 특성을 이용하여 자동변속기의 클러치 이상을 감지할 수 있도록 하는 스피드 센서 값을 이용한 클러치 이상감지방법에 관한 것이다.
일반적으로 자동변속기가 장착되어 있는 차량은, 차량의 주행 속도와 스로틀 밸브 개도량에 따라 설정되어 있는 변속범위 안에서 유압을 제어하여 변속기어를 목표 변속단으로 자동 변속시켜 동작될 수 있도록 한다.
따라서 상기와 같이 유압에 따라 동작 상태가 제어되는 자동변속기가 장착된 차량은, 해당하는 변속 기어의 동작 상태를 가변시키기 위해 엔진과의 동력을 차단시키는 클러치 페달(Clutch Pedal)의 동작이 필요치 않으므로 운전자의 운전피로를 경감시킬 수 있고, 주행중 운전자의 오동작이나 운전미숙 등으로 인한 엔진 스톨(Engine Stall)이 발생하지 않으므로 초보자일 경우에도 운전 동작을 용이하게 할 수 있다.
상기의 자동변속기는 토크 컨버터(Torque Converter)가 엔진(Engine)의 회전동력을 변화시키고, 차량의 운행 상태에 따라 변속 제어 장치(TCU : Transmission Control Unit)에서 인가되는 제어신호에 의해 솔레노이드 밸브가 제어되어 해당 마찰 요소가 동작될 수 있도록 유압회로를 형성하여 자동 변속 동작을 실행한다.
따라서 상기의 자동변속기는 운전자의 변속레버 선택 위치와 차속, 스로틀 밸브의 개도량에 따라 해당되는 제어신호를 출력하고, 상기 출력된 제어신호에 의해 해당 솔레노이드 밸브가 구동되어 유압회로의 밸브 포트 변환을 이루고, 그에 따라 오일펌프로부터 공급되는 유압에 의해 변속기어 메카니즘의 기어단 중 어느 하나의 변속단을 선택하기 위한 작동마찰 요소의 동작 상태를 제어한다. 클러치와 브레이크로 이루어져 있는 상기 마찰 요소는, 마찰요소의 선택적인 동작에 따라 유성 기어 장치의 작동상태가 전환되어, 적절한 변속비로 가변되어진 후 드라이브 기어로 전달된다.
상기와 같이 자동변속기는 운전자의 편의성을 향상시키는 장점이 있지만, 8속 자동변속기의 경우 변속레버 중립(예 : N 단에서 B1 브레이크만 체결, 도 3 참조)에서 제4 클러치(C4)가 비정상적으로 작동할 경우(예 : C4 클러치 및 B1 브레이크 체결, 도 3 참조) 차량이 후진하게 되는 문제점이 발생한다.
상기와 같이 최근 자동변속기의 고단화에 따라 작동요소(즉, 클러치)가 많아지고, 작동요소의 비정상적인 작동을 유압회로 상의 페일세이프(Fail-Safe) 밸브만으로는 대응하기 어려워짐에 따라 압력스위치의 사용이 증가되고 있다. 상기 압력스위치는 특정 조건에서 특정 클러치 압력이 비정상적으로 작동할 경우 이를 관측하고, 특정 클러치의 이상 작동 시 그에 대응하는 대응로직을 작동시켜 위험상황을 회피하도록 제어한다.
그러나 최근 자동변속기의 청정도 문제로 인한 압력스위치 신호의 신뢰성 저하 등의 품질 문제가 발생하고 있을 뿐만 아니라, 압력스위치 부품 수 증가로 비용이 상승하고 있기 때문에 감지 성능은 유지하면서 비용을 절감할 수 있는 대체방법이 절실히 필요한 상황이다.
또한 자동변속기 작동요소의 비정상 작동을 감지하는 방법으로 동기판정방법을 사용하고 있는데, 상기 동기판정방법은 각 단별 기어비와 출력 스피드 센서 값을 활용하여 계산되어진 입력 스피드 값과 실제로 계측된 입력 스피드 센서 값을 비교하여 각 정속단에서의 동기판정을 수행함으로써 해당 변속단의 제어요소(즉, 클러치 유압) 이상을 판단할 수 있도록 하는 방법이다. 그러나 상기 동기판정방법은 각 단별 기어비를 전혀 모르거나, 알고 있다고 하더라도 정확히 알지 못할 경우에는 정확성이 떨어져 제대로 활용하지 못하는 문제점이 있다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 등록특허 10-0302725호(2001.07.05.등록, 자동변속기의 출력축 회전수 검출센서 고장진단방법)에 개시되어 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창작된 것으로서, 자동변속기의 스피드 센서 정보와 작동 조건별 유성기어 특성을 이용하여 자동변속기의 클러치 이상을 감지할 수 있도록 하는 스피드 센서 값을 이용한 클러치 이상감지방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한 본 발명은 자동변속기에 구비된 엔진 스피드 센서 값(Ne), 입력 스피드 센서 값(Nt), 출력 스피드 센서 값(No)의 속도 상관관계를 이용하여 클러치의 이상 작동을 검출할 수 있도록 하는 스피드 센서 값을 이용한 클러치 이상감지장치방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 스피드 센서 값을 이용한 클러치 이상감지방법은, 자동변속기의 입력 회전수(Nt)와 출력 회전수(No), 및 엔진 회전수(Ne)를 검출하는 단계; 상기 자동변속기 제어를 위한 변속레버의 위치 및 변속 동작을 검출하는 단계; 상기 변속레버의 위치가 중립(N)이거나, 후진(R)에서 중립(N)으로 변속되거나, 혹은 주행(Dx)에서 중립(N)으로 변속되는 경우, 각 경우에 대하여 미리 설정된 회전수 조건과 비교하는 단계; 및 상기 비교 결과에 따라, 상기 자동변속기를 구성하는 다수의 클러치 중 특정 클러치의 정상 혹은 비정상 작동을 판단하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 특정 클러치는, 후륜 8속 자동변속기의 제4 클러치(C4)인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 후륜 8속 자동 변속기는, 4개의 유성기어셋트를 4개의 클러치(C1 ~ C4)와 2개의 브레이크(B1,B2)로 조합하여 제어하도록 이루어진 것으로, 제1속에서는 상기 제1 클러치(C1)와 제1 브레이크(B1), 일방향 클러치(OWE : One Way Clutch)가 작동하여 변속이 이루어지고, 제2속에서는 상기 제1 클러치(C1)와 제2 브레이크(B2)가 작동하여 변속이 이루어지며, 제3속에서는 상기 제1 클러치(C1)와 제4 클러치(C4)가 작동하여 변속이 이루어지고, 제4속에서는 상기 제1 클러치(C1)와 제3 클러치(C3)가 작동하여 변속이 이루어지며, 제5속에서는 상기 제3 클러치(C3)와 제4 클러치(C4)가 작동하여 변속이 이루어지고, 제6속에서는 상기 제2 클러치(C2)와 제3 클러치(C3)가 작동하여 변속이 이루어지며, 제7속에서는 상기 제3 클러치(C3)와 제2 브레이크(B2)가 작동하여 변속이 이루어지고, 제8속에서는 상기 제3 클러치(C3)와 제1 브레이크(B1)가 작동하여 변속이 이루어지며, 후진 변속단(R)에서는 상기 제4 클러치(C4)와 제1 브레이크(B1)가 작동하여 변속이 이루어지고, 중립 변속단(N)에서는 상기 제1 브레이크(B1)가 작동하도록 이루어진 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 특정 클러치의 정상 혹은 비정상 작동을 판단하는 단계에서, 변속레버가 중립(N단) 위치에 있을 경우, 상기 입력 회전수(Nt)가 엔진 회전수(Ne)에 가까운 회전수(Nt
Figure 112013082841810-pat00001
Ne)이면 정상으로 판단하고, 상기 입력 회전수(Nt)와 엔진 회전수(Ne)의 차이가 미리 설정된 상수 값보다 크면(Ne - Nt > 상수) 비정상으로 판단하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 특정 클러치의 정상 혹은 비정상 작동을 판단하는 단계에서, 변속레버를 후진(R단)에서 중립(N단)으로 변속하는 경우, 상기 입력 회전수(Nt)가 0보다 크고(Nt > 0), 또한 상기 입력 회전수(Nt)가 엔진 회전수(Ne)에 가까운 회전수(Nt
Figure 112013082841810-pat00002
Ne)가 되면 정상으로 판단하고, 상기 입력 회전수(Nt)가 0이 되거나(Nt = 0), 혹은 상기 입력 회전수(Nt)가 엔진 회전수(Ne)와 같지 않으면(Nt
Figure 112013082841810-pat00003
Ne) 비정상으로 판단하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 특정 클러치의 정상 혹은 비정상 작동을 판단하는 단계는, 상기 변속레버를 주행에서 중립으로 변속하는 경우, 상기 자동변속기를 구성하는 4개의 유성기어셋트 중 하나인 제2 유성기어셋트의 제2 유성 캐리어(PC2)의 회전수(Npc2)를 검출하는 단계;를 포함하고, 상기 제2 유성 캐리어(PC2)의 회전수(Npc2)와 출력 회전수(No)가 같으면(Npc2 = No) 비정상으로 판단하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 각 단별 기어비를 모르더라도 자동변속기에 구비된 엔진회전수 검출센서 값(Ne), 입력측 회전수 검출센서 값(Nt), 출력측 회전수 검출센서 값(No)의 속도 상관관계를 이용하여 N(Neutral) 단에서 클러치의 이상 작동을 소프트웨어적으로 감지할 수 있도록 함으로써 기존의 압력스위치를 대체하여 원가를 절감할 수 있도록 하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스피드 센서 값을 이용한 클러치 이상감지장치의 개략적인 구성을 보인 예시도.
도 2는 본 발명에 관련된 후륜 8속 자동변속기의 개략적인 구조를 보인 예시도.
도 3은 상기 도 2에 있어서, 후륜 8속 각단별 작동요소 테이블을 보인 예시도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 스피드 센서 값을 이용한 클러치 이상감지방법을 설명하기 위하여 작동 조건에 따른 유성기어 멤버의 속도 특성을 정상 작동할 경우와 비정상 작동할 경우로 비교하여 보인 예시도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 스피드 센서 값을 이용한 클러치 이상감지 방법을 설명하기 위한 흐름도.
도 6은 상기 도 5에 있어서, 중립(N단) 진입 조건별 제4 클러치의 비정상 작동 판단 조건을 테이블로 보인 예시도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 스피드 센서 값을 이용한 클러치 이상감지방법의 일 실시예를 설명한다.
이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스피드 센서 값을 이용한 클러치 이상감지장치의 개략적인 구성을 보인 예시도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 스피드 센서 값을 이용한 클러치 이상감지장치는, 엔진의 스피드(또는 회전수)를 검출하는 엔진 스피드 센서(110), 입력측의 스피드(또는 회전수)를 검출하는 입력 스피드 센서(120), 출력측의 스피드(또는 회전수)를 검출하는 출력 스피드 센서(130), 및 상기 각 스피드 센서(110 ~ 130)를 통해 검출된 센서 값(예 : Ne, Nt, No)을 이용하여 8속 자동변속기에서 제4 클러치(C4)의 이상동작을 감지하여 대응로직(150)에 제어신호를 출력하는 제어부(140)를 포함한다.
이때 상기 제어부(140)는 변속 제어 장치(TCU)를 이용하여 구성될 수도 있다. 따라서 상기 제어부(140)는 기존의 변속 제어 장치(TCU)에서 수행하는 기능들도 수행할 수 있을 것이다. 다만 본 발명의 실시예에서는 상기 제어부(140)의 클러치 이상감지기능에 대해서 주로 설명한다.
이하, 상기 제어부(140)의 클러치 이상감지기능에 대해서 도 2 내지 도 6을 참조하여 구체적으로 설명한다.
도 2는 본 발명에 관련된 후륜 8속 자동변속기의 개략적인 구조를 보인 예시도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 관련된 후륜 8속 자동변속기는, 4개의 유성기어셋트를 4개의 클러치(C1 ~ C4)와 2개의 브레이크(B1)(B2)가 조합되어 제어하도록 이루어진다.
상기 4개의 유성기어셋트는, 각기 선기어, 유성 캐리어, 링기어를 보유한다.
편의상 상기 4개의 유성기어셋트 중, 제1 유성기어셋트는 제1 선기어(S1), 제1 유성 캐리어(PC1), 제1 링기어(R1)를 보유한 것으로 기재한다. 그리고 제2 유성기어셋트는 제2 선기어(S2), 제2 유성 캐리어(PC2), 제2 링기어(R2)를 보유한 것으로 기재한다. 마찬가지로 제3 유성기어셋트는 제3 선기어(S3), 제3 유성 캐리어(PC3), 제3 링기어(R3)를 보유한 것으로 기재하며, 제4 유성기어셋트는 제4 선기어(S4), 제4 유성 캐리어(PC4), 제4 링기어(R4)를 보유한 것으로 기재한다.
상기 4개의 유성기어셋트를 조합함에 있어서, 상기 제1 링기어(R1)를 입력측에 직접적으로 연결하여 입력이 이루어지도록 하고, 상기 제3,4 링기어(R34)를 출력측에 직접적으로 연결하여 출력요소로 작동할 수 있도록 한 상태에서, 상기 제1 유성 캐리어(PC1)와 제2 선기어(S2)를 물리적으로 연결하여(또는 링크시켜) 같은 속도를 얻을 수 있도록 하고, 제2 유성 캐리어(PC2)와 제3 선기어(S3)를 물리적으로 연결하여(또는 링크시켜) 같은 속도를 얻을 수 있도록 한다.
그리고 상기 제1 클러치(C1)는 상기 제2 선기어(S2)와 제4 선기어(S4)를 연결하여 클러치 온(Clutch On) 시 상기 제2 선기어(S2)와 제4 선기어(S4)의 상대속도가 0이 되게 하고, 마찬가지로 상기 제2 클러치(C2)는 상기 제2 링기어(R2)와 제2 유성 캐리어(PC2)를 연결하여 클러치 온 시 상대속도가 0이 되게 하며, 상기 제3 클러치(C3)는 상기 제1 링기어(R1)와 제3,4 유성 캐리어(PC34)를 연결하여 클러치 온 시 상대속도가 0이 되게 하고, 제4 클러치(C4)는 상기 제3 선기어(S3)와 제3,4 링기어(R34)를 연결하여 상대속도가 0이 되게 한다.
한편 상기 제1,2 브레이크(B1, B2)는 상대속의 멤버가 케이스(또는 변속기 하우징)인 것으로, 즉, 케이스에 기어를 구속시키는 것으로, 상기 제1 브레이크(B1)는 클러치 온 시 상기 제2 링기어(R2)를 구속하고, 상기 제2 브레이크(B2)는 클러치 온 시 상기 제2 유성 캐리어(PC2)와 제3 선기어(S3)를 구속한다.
이때 상기 제1 선기어(S1)는 자체적으로 케이스에 고정되어 있다. 즉, 상기 제1 선기어(S1)는 항상 구속 상태에 있도록 구성되어 있다. 그리고 상기 제2 유성 캐리어(PC2)는 상/하 2조로 구성됨으로써 상호간에 회전력을 전달하도록 구성되어 있으며, 상기 제3 링기어 및 제4 링기어(R3 & R4)는 물리적으로 결합 고정되어 일체로 회전하도록 구성되어 있고, 상기 제3 유성 캐리어 및 제4 유성 캐리어(PC3 & PC4)도 물리적으로 결합 고정되어 일체로 회전하도록 구성되어 있다.
도 3은 상기 도 2에 있어서, 후륜 8속 각단별 작동요소 테이블을 보인 예시도이다.
상기와 같이 조합 구성되는 후륜 8속 자동변속기는, 도 3에 도시된 바와 같이, 제1속에서는 상기 제1 클러치(C1)와 제1 브레이크(B1), 일방향 클러치(OWE : One Way Clutch)가 작동하여 변속이 이루어지고, 제2속에서는 상기 제1 클러치(C1)와 제2 브레이크(B2)가 작동하여 변속이 이루어지며, 제3속에서는 상기 제1 클러치(C1)와 제4 클러치(C4)가 작동하여 변속이 이루어지고, 제4속에서는 상기 제1 클러치(C1)와 제3 클러치(C3)가 작동하여 변속이 이루어지며, 제5속에서는 상기 제3 클러치(C3)와 제4 클러치(C4)가 작동하여 변속이 이루어지고, 제6속에서는 상기 제2 클러치(C2)와 제3 클러치(C3)가 작동하여 변속이 이루어지며, 제7속에서는 상기 제3 클러치(C3)와 제2 브레이크(B2)가 작동하여 변속이 이루어지고, 제8속에서는 상기 제3 클러치(C3)와 제1 브레이크(B1)가 작동하여 변속이 이루어지며, 후진 변속단(R)에서는 상기 제4 클러치(C4)와 제1 브레이크(B1)가 작동하여 변속이 이루어지고, 중립 변속단(N)에서는 상기 제1 브레이크(B1)가 작동하도록 이루어진다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 스피드 센서 값을 이용한 클러치 이상감지방법을 설명하기 위하여 작동 조건에 따른 유성기어 멤버의 속도 특성을 정상 작동할 경우와 비정상 작동할 경우로 비교하여 보인 예시도이다.
도 4의 (a)는 제4 클러치(C4)가 정상 작동할 경우의 속도 특성을 보인 것이고, 도 4의 (b)는 제4 클러치(C4)가 비정상 작동할 경우의 속도 특성을 보인 것이다. 참고로, 상기 제4 클러치(C4)는 상기 8속 각단별 작동요소 테이블(도 3 참조)에 도시된 바와 같이, 3단, 5단, R단에서 작동한다고 하여 "35R 클러치"라고도 한다. 또한 제1 브레이크(B1)는 상기 8속 각단별 작동요소 테이블(도 3 참조)에 도시된 바와 같이, 8단, 1단(또는 L단), R단에서 작동한다고 하여 "8LR 브레이크"라고도 한다.
이하 상기 제4 클러치(C4)의 비정상 작동을 감지하는 방법을 설명한다.
먼저, 도 4의 (a)를 참조하면, 변속레버 중립(N단) 위치에서 제4 클러치(C4)가 정상 작동(클러치 Off)할 경우, 입력 스피드 센서 값(Nt), 즉, 입력 회전수(Nt)는 토오크 컨버터(미도시)의 작동으로, 엔진 스피드 센서 값(Ne), 즉, 엔진 회전수(Ne)에 가까운 회전수(Nt
Figure 112013082841810-pat00004
Ne)로 자유 회전한다.
이때 상기 제4 클러치(C4)의 정상 작동(클러치 Off)이란, 변속레버를 중립(N단) 위치에 놓았을 때, 제4 클러치(C4)가 완전히 열리고 제1 브레이크(B1)가 잠기는 상태를 의미한다. 그래서 입력측의 회전력이 출력측으로 전달되지 않아야 한다.
참고로, 상기 입력 스피드 센서 값(Nt)은 상기 입력 스피드 센서(120)를 통해 자동변속기의 입력측과 연결되어 있는 토오크 컨버터(미도시)의 터빈축 회전속도를 감지하여 해당하는 입력 회전수(Nt)을 출력한다.
다시 말해, 상기 제4 클러치(C4)가 정상 작동(클러치 Off)할 경우, 상기 제3 선기어(S3)와 제3,4 링기어(R34)가 연결되지 않으므로, 상기 제3 선기어(S3)의 스피드(즉, 회전수)는 감소하지 않는다. 따라서 상기 제3 선기어(S3)와 직접적으로 연결되어 있는 상기 제2 유성 캐리어(PC2)의 스피드(즉, 회전수)도 감소하지 않게 되며, 그에 따라 상기 제2 선기어(S2)와 직접적으로 연결되어 있는 제1 유성 캐리어(PC1)의 스피드(즉, 회전수)도 감소하지 않게 된다.
결국, 상기 입력 회전수(Nt)는 엔진 회전수(Ne)에 근접한 회전수(Nt
Figure 112013082841810-pat00005
Ne)로 자유 회전한다.
그러나 제4 클러치(C4)가 비정상 작동(클러치 On)할 경우, 도 4의 (b)에 도시된 바와 같이, 상기 입력 회전수(Nt)와 엔진 회전수(Ne)에는 상당한 차이가 발생하게 된다(즉, Ne - Nt > 상수).
이때 상기 제4 클러치(C4)의 비정상 작동(클러치 On)이란, 변속레버를 중립(N단) 위치에 놓았을 때, 상기 제4 클러치(C4)가 완전히 열리지도 않고 완전히 잠기지도 않은, 즉, 미세하게 걸쳐있고 상기 제1 브레이크(B1)가 잠긴 상태를 의미한다. 상기 미세하게 걸치는 정도는 완전히 열린 상태와 완전히 잠긴 상태의 중간의 어느 한 상태이다. 따라서 상기 제4 클러치(C4)가 잠긴 정도(또는 열린 정도)에 따라 입력측의 회전력이 출력측으로 조금씩 전달되는 상태를 비정상 작동 상태라고 할 수 있다.
따라서 상기 도 4의 (b)를 참조하면, 변속레버 중립(N단) 위치에서 제4 클러치(C4)가 비정상 작동(클러치 On)할 경우, 제3 선기어(S3)의 스피드가 감소하고(즉, 0 방향으로 접근하고), 그에 따라 제1 유성 캐리어(PC1)의 스피드도 감소(즉, 0 방향으로 접근)하게 된다. 결국 엔진에 부착되어 회전하던 터빈의 회전수(Nt)도 감소하게 된다.
다시 말해, 상기 제4 클러치(C4)가 비정상 작동(클러치 On)할 경우, 상기 제3 선기어(S3)와 제3,4 링기어(R34)가 미세하게 연결되므로, 즉, 입력측의 회전력 일부가 출력측으로 전달되어 입력측과 출력측의 상대속도가 점차 0에 가까워지므로, 상기 제3 선기어(S3)의 스피드(즉, 회전수)는 감소하게 된다. 따라서 상기 제3 선기어(S3)와 직접적으로 연결되어 있는 상기 제2 유성 캐리어(PC2)의 스피드(즉, 회전수)도 감소하게 되며, 그에 따라 상기 제2 선기어(S2)와 직접적으로 연결되어 있는 제1 유성 캐리어(PC1)의 스피드(즉, 회전수)도 감소하게 된다.
결국, 상기 입력 회전수(Nt)가 감소하게 되므로, 상기 입력 회전수(Nt)와 엔진 회전수(Ne)에는 상당한 차이가 발생하게 된다(즉, Ne - Nt > 상수). 따라서 제4 클러치(C4)의 이상 동작을 감지할 수 있게 된다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 스피드 센서 값을 이용한 클러치 이상감지 방법을 설명하기 위한 흐름도이고, 도 6은 상기 도 5에 있어서, 중립(N단) 진입 조건별 제4 클러치의 비정상 작동 판단 조건을 테이블로 보인 예시도이다.
참고로, 변속레버 중립 시 자동변속기의 작동 특성을 살펴보면, 변속 클럭치가 중립(N : Neutral)인 경우, 입력 회전수(=터빈 회전수)(Nt)는 토크 컨버터(미도시)의 작동으로 엔진 회전수(Ne)와 동일한 값으로 회전하게 되며, 후진(R단)이나 전진(또는 주행)(Dx)으로 변속레버를 조작할 경우 입력 회전수(Nt)는 엔진 회전수(Ne)로부터 벗어나 계산상의 입력 회전수(즉, 출력 회전수(No) × 기어비)에 도달하게 된다.
이하, 도 5 및 도 6을 참조하여 중립(N단) 진입 조건별 제4 클러치(C4)의 정상 혹은 비정상 판단 방법을 설명한다.
상기 변속레버가 중립(N단) 위치에 있는 경우는 다음의 3가지 경우 중 어느 하나이다. 예컨대 변속레버가 후진(R단)에서 중립(N단)으로 변경되거나, 주행(Dx)에서 중립(Nx)으로 변경되거나, 또는 중립(N단) 위치에서 중립상태를 그대로 유지하고 있는 경우 중 어느 하나이다.
먼저, 변속레버가 중립(N단) 위치에 있을 경우(S101), 상기 제4 클러치(C4)가 정상 작동한다면 상기 입력 회전수(Nt)는 엔진 회전수(Ne)에 가까운 회전수(Nt
Figure 112013082841810-pat00006
Ne)로 자유 회전한다. 그러나 상기 제4 클러치(C4)가 비정상 작동한다면 상기 입력 회전수(Nt) 감소 및 차량이 후진될 수 있으며, 상기 입력 회전수(Nt)와 엔진 회전수(Ne)에는 상당한 차이가 발생하게 된다(즉, Ne - Nt > 상수)(S102).
다음, 변속레버를 후진(R단)에서 중립(N단)으로 변경할 경우(S103), 상기 제4 클러치(C4)가 정상 작동한다면, 입력측과 출력측의 동기가 해제되므로, 상기 입력 회전수(Nt)는 0보다 커지고(Nt > 0), 또한 상기 입력 회전수(Nt)는 엔진 회전수(Ne)에 가까운 회전수(Nt
Figure 112013082841810-pat00007
Ne)가 된다. 그러나 상기 제4 클러치(C4)가 비정상 작동한다면, 입력측과 출력측의 동기가 여전히 유지되므로, 상기 입력 회전수(Nt)는 0이 되거나(Nt = 0), 혹은 상기 입력 회전수(Nt)는 엔진 회전수(Ne)와 같지 않게 된다(Nt
Figure 112013082841810-pat00008
Ne)(S104).
이때 상술한 바와 같이, 상기 변속레버가 중립(N단) 위치에 있거나(S101), 상기 변속레버를 후진(R단)에서 중립(N단)으로 변경할 경우(S103)는 정지 중 상태로서 제1 브레이크(B1)가 체결된다. 따라서 상기 도 4를 참조로 설명한 바와 같이, 상기 제4 클러치(C4)가 비정상 작동할 경우 상기 제1 브레이크(B1)가 지지점이 되어 입력 회전수(Nt)에 영향을 주게 된다. 따라서 상기 입력 회전수(Nt)와 엔진 회전수(Ne)의 비교를 통해 상기 제4 클러치(C4)의 정상 혹은 비정상 작동 여부를 판단할 수 있게 되는 것이다.
한편, 상기 변속레버를 주행(Dx)에서 중립(Nx)으로 변경할 경우(S105), 상기 제4 클러치(C4)가 비정상 작동한다면, 출력측 유성기어 상대속도(즉, 출력 회전수)(No)가 0이 되므로, 상기 제3 선기어(S3)와 직접적으로 연결되어 있는 상기 제2 유성 캐리어(PC2)의 스피드(즉, 회전수)가 같아진다(Npc2 = No)(S106).
상술한 바와 같이 상기 제어부(140)는, 상기 도 5 및 도 6을 참조로 설명한 바와 같이, 변속레버의 중립(N단) 진입 조건에 따라 엔진 회전수(Ne)와 입력 회전수(Nt)를 비교하여 제4 클러치(C4)의 이상 작동 여부를 감지할 수 있게 된다.
이상으로 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
110 : 엔진 스피드 센서 120 : 입력 스피드 센서
130 : 출력 스피드 센서 140 : 제어부
150 : 대응로직 C1 ~ C4 : 클러치
S1 ~ S4 : 제1 ~ 제4 선기어 R1, R2 : 제1,2 링기어
R34 : 제3,4 링기어 PC1, PC2 : 제1,2 유성 캐리어
PC34 : 제3,4 유성 캐리어 B1, B2 : 제1,2 브레이크

Claims (6)

  1. 자동변속기의 입력 회전수(Nt)와 출력 회전수(No), 엔진 회전수(Ne), 변속레버의 위치 및 변속 동작을 검출하는 단계;
    상기 변속레버의 위치가 중립(N)이거나, 후진(R)에서 중립(N)으로 변속되거나, 혹은 주행(Dx)에서 중립(N)으로 변속되는 것 중 어떤 경우인지 판단하는 단계;
    상기 각 경우에 대하여 미리 설정된 회전수 조건에 따라 상기 자동변속기를 구성하는 다수의 클러치 중 특정 클러치의 정상 혹은 비정상 작동을 판단하는 단계;를 포함하되,
    상기 변속레버가 중립(N단) 위치에 있을 경우, 상기 입력 회전수(Nt)가 엔진 회전수(Ne)에 가까운 회전수(Nt
    Figure 112014108832427-pat00018
    Ne)이면 상기 특정 클러치가 정상인 것으로 판단하고, 상기 입력 회전수(Nt)와 엔진 회전수(Ne)의 차이가 미리 설정된 상수 값보다 크면(Ne - Nt > 상수) 상기 특정 클러치가 비정상인 것으로 판단하며,
    상기 변속레버를 후진(R단)에서 중립(N단)으로 변속하는 경우, 상기 입력 회전수(Nt)가 0보다 크고(Nt > 0), 또한 상기 입력 회전수(Nt)가 엔진 회전수(Ne)에 가까운 회전수(Nt
    Figure 112014108832427-pat00019
    Ne)가 되면 상기 특정 클러치가 정상인 것으로 판단하고, 상기 입력 회전수(Nt)가 0이 되거나(Nt = 0), 혹은 상기 입력 회전수(Nt)가 엔진 회전수(Ne)와 같지 않으면(Nt
    Figure 112014108832427-pat00020
    Ne) 상기 특정 클러치가 비정상인 것으로 판단하며,
    상기 변속레버를 주행에서 중립으로 변속하는 경우, 상기 자동변속기를 구성하는 4개의 유성기어셋트 중 하나인 제2 유성기어셋트의 제2 유성 캐리어(PC2)의 회전수(Npc2)를 검출하는 단계;를 더 포함하고, 상기 제2 유성 캐리어(PC2)의 회전수(Npc2)와 출력 회전수(No)가 같으면(Npc2 = No) 상기 특정 클러치가 비정상인 것으로 판단하며,
    상기 특정 클러치는, 4개의 유성기어셋트를 4개의 클러치(C1 ~ C4)와 2개의 브레이크(B1)(B2)가 조합되어 제어하도록 이루어진 후륜 8속 자동변속기의 제4 클러치(C4)로서, 상기 4개의 유성기어셋트 중 제3 유성기어셋트의 제3 선기어(S3)와, 제3,4 유성기어셋트의 제3,4 링기어(R34)의 연결을 제어하는 클러치이며,
    상기 제1,2 브레이크(B1)(B2)는 상대속의 멤버가 변속기 하우징이고, 상기 제1 브레이크(B1)는 클러치 온 시 상기 4개의 유성기어셋트 중 제2 유성기어셋트의 제2 링기어(R2)를 구속하고, 상기 제2 브레이크(B2)는 클러치 온 시 상기 제2 유성 캐리어(PC2)와 상기 제3 선기어(S3)를 구속하는 것임을 특징으로 하는 스피드 센서 값을 이용한 클러치 이상감지방법.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서, 상기 후륜 8속 자동 변속기는,
    제1속에서는 상기 제1 클러치(C1)와 제1 브레이크(B1), 일방향 클러치(OWE : One Way Clutch)가 작동하여 변속이 이루어지고, 제2속에서는 상기 제1 클러치(C1)와 제2 브레이크(B2)가 작동하여 변속이 이루어지며, 제3속에서는 상기 제1 클러치(C1)와 제4 클러치(C4)가 작동하여 변속이 이루어지고, 제4속에서는 상기 제1 클러치(C1)와 제3 클러치(C3)가 작동하여 변속이 이루어지며, 제5속에서는 상기 제3 클러치(C3)와 제4 클러치(C4)가 작동하여 변속이 이루어지고, 제6속에서는 상기 제2 클러치(C2)와 제3 클러치(C3)가 작동하여 변속이 이루어지며, 제7속에서는 상기 제3 클러치(C3)와 제2 브레이크(B2)가 작동하여 변속이 이루어지고, 제8속에서는 상기 제3 클러치(C3)와 제1 브레이크(B1)가 작동하여 변속이 이루어지며, 후진 변속단(R)에서는 상기 제4 클러치(C4)와 제1 브레이크(B1)가 작동하여 변속이 이루어지고, 중립 변속단(N)에서는 상기 제1 브레이크(B1)가 작동하도록 이루어진 것을 특징으로 하는 스피드 센서 값을 이용한 클러치 이상감지방법.

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