KR102246626B1

KR102246626B1 - 댐퍼클러치 제어방법 및 시스템

Info

Publication number: KR102246626B1
Application number: KR1020190162996A
Authority: KR
Inventors: 박정철
Original assignee: (주)현대케피코
Priority date: 2019-12-09
Filing date: 2019-12-09
Publication date: 2021-04-30
Anticipated expiration: 2039-12-09

Abstract

본 발명은 변속기 특성이 반영된 유압맵을 이용하여 댐퍼클러치의 슬립제어를 실시함으로써, 변속구간 전영역에서 보다 간편하고 안정적으로 댐퍼제어를 실시하는 기술에 관한 것으로, 본 발명에서는, 변속명령이 인가되는 경우, 현재 기어단의 유압 특성이 반영된 유압맵에 의해 댐퍼제어유압을 감소시켜 록업상태의 댐퍼클러치 슬립량을 목표슬립량으로 슬립시키고; 상기 댐퍼클러치의 슬립량이 상기 목표슬립량을 유지하면서 실변속되도록 댐퍼제어유압을 피드백 제어하며; 실변속이 완료된 시점에서 목표 기어단의 유압 특성이 반영된 유압맵에 의해 댐퍼제어유압을 증가시켜 댐퍼클러치를 재록업시키는 것을 특징으로 하는 댐퍼클러치 제어방법 및 시스템이 소개된다.

Description

댐퍼클러치 제어방법 및 시스템{METHOD AND SYSTEM FOR CONTROLLING DAMPER CLUTCH}

본 발명은 변속기 특성이 반영된 유압맵을 이용하여 댐퍼클러치의 슬립제어를 실시함으로써, 변속구간 전영역에서 보다 간편하고 안정적으로 댐퍼제어를 실시하는 댐퍼클러치 제어방법 및 시스템에 관한 것이다.

자동변속기는 운전자의 운전 편의성을 향상시키는 장점이 있지만, 토크컨버터 내의 유체 슬립에 따른 동력 손실에 의해 연료소모가 많아지는 단점이 있다.

이 같은 단점을 보완하기 위해, 토크컨버터 내에 댐퍼클러치를 장착하여 플라이휠과 직결 가능하게 구성함으로써, 주행 중 토크컨버터의 슬립을 최소화하여 연비를 향상시키고 있다.

하지만, 연비의 향상을 위해 댐퍼클러치를 직결하는 제어가 잦아지게 되면 댐퍼클러치를 체결 및 해제하는 과정에서 충격력이 발생되어 차량의 주행감 및 운전성이 악화되는 문제가 발생하게 된다.

이에, 최근에는 운전성이 악화되기 쉬운 영역 중, 특히 변속구간에서 댐퍼클러치에 적절한 슬립을 유발시켜 변속 충격이 발생할 수 있는 구간에서 충격을 흡수할 수 있도록 제어하고 있다.

예컨대, 변속구간을 세 구간으로 나누고, 각 구간별로 엔진토크와 슬립량을 축으로 하는 유압맵을 적용하여 캘리브레이션 작업을 수행하게 되며, 그 결과값이 TCU 내에 설정값으로 셋팅되어, 댐퍼클러치의 작동유압을 형성하게 된다.

하지만, 이 같은 제어방식은 각 구간별로 서로 다른 맵을 사용하기 때문에 한 개의 변속 제어를 위해 구간별로 맵이 있어야 하므로 로직의 용량이 커지가 복잡해지는 문제가 있다.

또한, 변속 충격을 완화하기 위해 변속 발생 가능영역을 시험을 통해 수행한후 이때의 최적의 슬립량을 확인하여 실제 제어 유압을 각각 설정해야 하고, 특히 자동변속기의 다단화에 따라 기어단이 증가될수록 엔지니어가 개발해야 하는 변속의 양이 더욱 증가되어 캘리브레이션의 작업이 점점 어려워지는 문제가 있다.

또한, 캘리브레이션 방법이 변속기의 특성에 근거하기 보다는 현상 재현후 최적 수치를 찾아가는 방법에 의존하기 때문에 그 결과의 신뢰성이 엔지니어의 노하우에 많이 의존된다는 단점을 가지고 있다.

상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.

JP 2005-299860 A

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 변속기 특성이 반영된 유압맵을 이용하여 댐퍼클러치의 슬립제어를 실시함으로써, 변속구간 전영역에서 보다 간편하고 안정적으로 댐퍼제어를 실시하는 댐퍼클러치 제어방법 및 시스템을 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은, 컨트롤러가, 변속명령이 인가되는 경우, 현재 기어단의 유압 특성이 반영된 유압맵에 의해 댐퍼제어유압을 감소시켜 록업상태의 댐퍼클러치 슬립량을 목표슬립량으로 슬립시키는 변속준비단계; 컨트롤러가, 상기 댐퍼클러치의 슬립량이 상기 목표슬립량을 유지하면서 실변속되도록 댐퍼제어유압을 피드백 제어하는 실변속단계; 및 컨트롤러가, 실변속이 완료된 시점에서 목표 기어단의 유압 특성이 반영된 유압맵에 의해 댐퍼제어유압을 증가시켜 댐퍼클러치를 재록업시키는 변속완료단계;를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 유압맵은 기어단의 유압 특성과, 엔진토크와, 변속기입력축 회전속도의 관계로 결정될 수 있다.

상기 변속준비단계 이전에, 각 기어단 별로 댐퍼클러치의 목표슬립량이 설정되고, 상기 목표슬립량으로 슬립시키기 위한 목표슬립유압이 설정될 수 있다.

상기 변속준비단계에서는, 변속명령이 인가된 시점부터 댐퍼클러치의 슬립량을 점진적으로 증가시켜 목표슬립량에 도달하도록 댐퍼제어유압의 기울기 제어를 실시할 수 있다.

상기 실변속단계에서는, 현재 기어단의 유압 특성이 반영된 유압맵을 이용하여 댐퍼제어유압을 피드백 제어할 수 있다.

상기 변속완료단계에서는, 상기 댐퍼클러치의 슬립량을 점진적으로 감소시켜 재록업되도록 댐퍼제어유압의 기울기 제어를 실시할 수 있다.

본 발명의 구성은, 댐퍼클러치의 목표슬립량에 따른 댐퍼제어유압의 유압맵을 각 기어단 별로 설정하여 저장한 유압맵저장부; 변속명령이 인가되는 경우, 현재 기어단의 유압 특성이 반영된 유압맵에 의해 댐퍼제어유압을 감소시켜 록업상태의 댐퍼클러치 슬립량을 목표슬립량으로 슬립시키고, 상기 댐퍼클러치의 슬립량이 상기 목표슬립량을 유지하면서 실변속되도록 댐퍼제어유압을 피드백 제어하며, 실변속이 완료된 시점에서 목표 기어단의 유압 특성이 반영된 유압맵에 의해 댐퍼제어유압을 증가시켜 댐퍼클러치를 재록업시키는 컨트롤러;를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기한 과제 해결수단을 통해 본 발명은, 변속이 이루어지는 구간별로 변속 전후의 기어단 특성이 반영된 유압맵을 이용하여 댐퍼의 슬립 제어를 실시하게 됨으로써, 변속이 이루어지는 과정에서 보다 안정적인 댐퍼제어가 이루어지게 되어, 차량의 주행 안정성을 향상시키는 효과가 있다.

더욱이, 변속구간 별로 적정한 목표슬립량을 설정하는 것만으로, 댐퍼제어의 구현이 가능하고, 또한 엔진토크 또는 기타 엔진요소가 변경되더라도 변속구간 별로 유압맵을 일일이 조절할 필요가 없이 유압맵의 변경만으로 모든 변속구간의 댐퍼 제어가 가능함으로써, 댐퍼제어가 쉽고 간편하게 이루어지는 효과도 있다.

도 1은 본 발명에 따른 댐퍼클러치 제어방법을 순차적으로 나열한 순서도.
도 2는 본 발명의 댐퍼 제어과정과, 댐퍼 제어에 따른 댐퍼 슬립거동과 댐퍼제어압력을 설명하기 위한 도면.
도 3 내지 도 6은 2단 기준으로 목표슬립량이 0RPM, 100RPM, 200RPM, 300RPM일 때의 엔진토크와 변속기입력축 회전속도에 따른 목표제어유압을 예시한 도면.

본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 차량의 변속구간 전영역에서 기어단의 특성이 반영된 유압맵을 이용하여 댐퍼클러치의 슬립제어를 실시함으로써,댐퍼제어를 간편하고 안정적으로 실시하게 된다.

이에, 도 1에 따르면 본 발명에 따른 댐퍼클러치 제어방법은, 변속준비단계(S10)와, 실변속단계(S20) 및 변속완료단계(S30)를 포함하여 구성이 된다.

본 발명을 구체적으로 살펴보면, 변속준비단계(S10)에서는 컨트롤러가 변속명령이 인가되는 경우, 현재 기어단의 유압 특성이 반영된 유압맵에 의해 댐퍼제어유압을 감소시켜 록업상태의 댐퍼클러치 슬립량을 목표슬립량으로 슬립시킨다. 여기서, 상기 변속명령은 상위단으로 변속이 이루어지는 업시프트 변속일 수 있다.

실변속단계(S20)에서는, 컨트롤러가 상기 댐퍼클러치의 슬립량이 상기 목표슬립량을 유지하면서 실변속되도록 댐퍼제어유압을 피드백 제어한다.

변속완료단계(S30)에서는, 컨트롤러가 실변속이 완료된 시점에서 목표 기어단의 유압 특성이 반영된 유압맵에 의해 댐퍼제어유압을 증가시켜 댐퍼클러치를 재록업시킨다.

도 2는 본 발명의 댐퍼제어에 따른 댐퍼 슬립거동과 댐퍼제어압력을 예시하여 나타낸 것으로, 도면을 참조하여 구체적으로 설명하면, 업시프트 변속구간이 크게 3개의 구간으로 나뉘게 된다.

이 중, T1은 상기 변속준비단계(S10)를 통해 목표슬립량을 확보하는 제어구간으로, A와 B 사이의 구간이 된다.

여기서, 상기 A는 변속명령이 인가됨에 따라 변속제어가 시작되는 시점으로서 댐퍼클러치가 록업상태에서 슬립되기 시작되는 시점이 된다.

그리고, T1 종료시점에서의 S1은 실변속 시작시점에서 변속충격을 최소화하기 위한 슬립량이며, 이는 목표슬립량일 수 있다.

여기서, 상기 목표슬립량은 시험을 통해 결정될 수 있는 값으로서, 0RPM, 100RPM, 200RPM, 300RPM으로 총 4개의 목표슬립량이 설정될 수 있다.

아울러, T2는 상기 실변속단계(S20)를 통해 목표슬립량을 유지하는 제어구간으로, B와 C 사이의 구간이 된다.

여기서, B는 해당 업시프트 변속과정에서 실변속이 시작되는 시점으로서, 터빈회전속도가 하강하기 시작되는 시점이 된다. 참고로, 변속준비단계(S10)에 따라 B시점 전의 A'시점에서 댐퍼클러치의 슬립량이 목표슬립량으로 슬립 제어가 이루어진 상태가 된다.

그리고, T2 종료시점에서의 S2는 S1의 목표슬립량이 실변속 구간에서 유지될 수 있도록 하기 위한 슬립량이다.

계속해서, T3는 상기 변속완료단계(S30)를 통해 목표슬립량을 해제하여 댐퍼클러치를 재록업시키는 제어구간으로, C와 D 사이의 구간이 된다.

여기서, C는 실변속이 완료되는 시점이 되고, 이는 목표 기어단의 기어비에 도달하는 순간이 된다. 그리고, D는 해당 업시프트 변속이 완료되는 시점이 된다.

그리고, T3 종료시점에서의 S3는 변속제어 완료시점의 슬립량 즉, 댐퍼클러치의 재록업을 위한 슬립량이 된다.

이 같은 구성에 따르면, 본 발명은 변속이 이루어지는 구간별로 변속 전후의 기어단 특성이 반영된 유압맵을 이용하여 댐퍼의 슬립 제어를 실시하게 된다.

부연하면, 자동변속기의 경우, 변속기 구조와 제어 특성에 따른 변속기 부하, 그리고 차속별 주행저항의 차이에 따른 요인 등으로 인해 각 기어단 별로 제어유압의 특성이 달라지게 된다.

이에, 제어유압의 특성 차이를 이용하여 변속준비구간에서는 현재 기어단 기준의 댐퍼제어유압으로 제어하고 변속완료구간에서는 목표 기어단 기준의 댐퍼제어유압으로 제어함으로써, 변속이 이루어지는 과정에서 보다 안정적인 댐퍼제어가 이루어지게 되는바, 차량의 주행 안정성을 향상시키게 된다.

한편, 본 발명의 유압맵은 기어단의 유압 특성과, 엔진토크와, 변속기입력축 회전속도의 관계로 결정될 수 있다.

도 3 내지 도 6은 본 발명에 적용 가능한 유압맵을 예시하여 나타낸 것으로, 2단 기어단 기준으로 목표슬립량이 0RPM, 100RPM, 200RPM, 300RPM일 때의 엔진토크와 변속기입력축 회전속도에 따른 목표제어유압을 예시하고 있다.

즉, 변속구간 별로 적정한 목표슬립량을 설정하는 것만으로, 댐퍼제어의 구현이 가능하고, 또한 엔진토크 또는 기타 엔진요소가 변경되더라도 변속구간 별로 유압맵을 일일이 조절할 필요가 없이 유압맵의 변경만으로 모든 변속구간의 댐퍼 제어가 가능함으로써, 댐퍼제어가 쉽고 간편하게 이루어지게 된다.

아울러, 본 발명은 상기 변속준비단계(S10) 이전에, 각 기어단 별로 댐퍼클러치의 목표슬립량이 설정되고, 상기 목표슬립량으로 슬립시키기 위한 목표슬립유압이 설정될 수 있다. 이에, 댐퍼 제어시, 댐퍼제어유압을 목표슬립유압으로 제어함으로써, 댐퍼클러치의 슬립량을 목표슬립량으로 슬립시키게 된다.

즉, 각 기어단 별로 목표슬립량에 따른 유압맵이 미리 설정되어 저장됨으로써, 기어 변속과정에서 현재 기어단과 목표 기어단에 대해 저장된 유압맵을 이용하여 댐퍼제어를 실시하게 된다.

더불어, 도 2를 참조하면, 본 발명의 상기 변속준비단계(S10)에서는, 변속명령이 인가된 시점부터 댐퍼클러치의 슬립량을 점진적으로 증가시켜 목표슬립량에 도달하도록 댐퍼제어유압의 기울기 제어를 실시하게 된다.

즉, 댐퍼클러치의 슬립량을 목표슬립량으로 즉각적으로 댐퍼 제어하는 경우, 급격한 댐퍼클러치의 슬립 발생으로 인해 댐퍼클러치의 슬립 충격이 유발될 수 있으므로, 댐퍼제어유압의 기울기 제어를 통해 댐퍼 유압 변동이 선형적으로 이루어지게 되어 댐퍼클러치의 슬립 충격 발생을 억제하게 된다.

아울러, 본 발명의 상기 실변속단계(S20)에서는, 현재 기어단의 유압 특성이 반영된 유압맵을 이용하여 댐퍼제어유압을 피드백 제어할 수 있다.

즉, 실변속구간은 변속준비구간에서 확보된 목표슬립량을 유지하는 구간으로, 현재 기어단의 유압맵을 적용하여 PID 보정을 통해 목표슬립량이 유지될 수 있도록 제어한다.

계속해서, 상기 변속완료단계(S30)에서는, 상기 댐퍼클러치의 슬립량을 점진적으로 감소시켜 재록업되도록 댐퍼제어유압의 기울기 제어를 실시하게 된다.

즉, 실변속이 완료된 후에 다시 슬립을 최소화시키게 되는데, 댐퍼클러치의 슬립량을 록업 상태를 이루는 목표슬립량으로 즉각적으로 댐퍼 제어하는 경우, 급격한 댐퍼클러치의 록업 발생으로 인해 댐퍼클러치의 체결 충격이 유발될 수 있으므로, 댐퍼제어유압의 기울기 제어를 통해 댐퍼 유압 변동이 선형적으로 이루어지게 되어 댐퍼클러치의 체결 충격 발생을 억제하게 된다.

한편, 본 발명에 따른 댐퍼클러치 제어시스템은, 유압맵저장부와, 컨트롤러를 포함하여 구성이 된다.

먼저, 유압맵저장부는 댐퍼클러치의 목표슬립량에 따른 댐퍼제어유압의 유압맵을 각 기어단 별로 설정하여 저장한다.

컨트롤러는, 변속명령이 인가되는 경우, 현재 기어단의 유압 특성이 반영된 유압맵에 의해 댐퍼제어유압을 감소시켜 록업상태의 댐퍼클러치 슬립량을 목표슬립량으로 슬립시키고, 상기 댐퍼클러치의 슬립량이 상기 목표슬립량을 유지하면서 실변속되도록 댐퍼제어유압을 피드백 제어하며, 실변속이 완료된 시점에서 목표 기어단의 유압 특성이 반영된 유압맵에 의해 댐퍼제어유압을 증가시켜 댐퍼클러치를 재록업시키는 역할을 하게 된다.

여기서, 상기 컨트롤러는 변속기의 전자 제어를 담당하는 TCU일 수 있고, 상기 TCU에 유압맵이 저장되어 있을수도 있다.

참고로, 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 컨트롤러는 차량의 다양한 구성 요소의 동작을 제어하도록 구성된 알고리즘 또는 상기 알고리즘을 재생하는 소프트웨어 명령어에 관한 데이터를 저장하도록 구성된 비휘발성 메모리(도시되지 않음) 및 해당 메모리에 저장된 데이터를 사용하여 이하에 설명되는 동작을 수행하도록 구성된 프로세서(도시되지 않음)를 통해 구현될 수 있다. 여기서, 메모리 및 프로세서는 개별 칩으로 구현될 수 있다. 대안적으로는, 메모리 및 프로세서는 서로 통합된 단일 칩으로 구현될 수 있다. 프로세서는 하나 이상의 프로세서의 형태를 취할 수 있다.

한편, 도 2를 참조하여 본 발명에 따른 댐퍼클러치 제어과정을 예시하여 설명하면, 차량의 주행상태를 반영하는 차속 및 APS신호에 의해 2단에서 3단으로 업시프트 변속이 요구되는 경우, 현재단인 2단 유압맵을 기반으로 A'시점에서의 목표슬립량인 S1이 설정된다.

이에, 2단 유압맵을 이용하여 A시점부터 A'시점까지 댐퍼제어유압을 목표슬립유압으로 기울기 제어하여 댐퍼클러치가 록업상태에서 목표슬립량으로 슬립 제어된다(S10).

이어서, 댐퍼클러치의 슬립량이 목표슬립량을 유지하도록 제어하면서 2단 유압맵을 기반으로 B시점까지 유지시킨 후, B시점부터 C시점까지의 실변속구간에서 상기 목표슬립량을 유지하도록 댐퍼제어유압을 피드백 제어한다(S20).

이 후, C시점에서 목표단인 3단 유압맵을 기반으로 록업 목표슬립량인 S3이 설정된다.

이에, 3단 유압맵을 이용하여 C시점부터 D시점까지 댐퍼제어유압을 록업을 위한 목표슬립유압으로 기울기 제어하여 댐퍼클러치가 슬립 상태에서 재록업상태로 제어된다(S30). 참고로, 상기 D시점 이후에는 C와 D 사이에서 이루어진 기울기 제어에 따라 댐퍼유압이 상승 제어됨으로써, 댐퍼클러치의 안정적인 록업상태를 이루게 된다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 변속이 이루어지는 구간별로 변속 전후의 기어단 특성이 반영된 유압맵을 이용하여 댐퍼의 슬립 제어를 실시하게 됨으로써, 변속이 이루어지는 과정에서 보다 안정적인 댐퍼제어가 이루어지게 되어, 차량의 주행 안정성을 향상시키게 된다.

더욱이, 변속구간 별로 적정한 목표슬립량을 설정하는 것만으로, 댐퍼제어의 구현이 가능하고, 또한 엔진토크 또는 기타 엔진요소가 변경되더라도 변속구간 별로 유압맵을 일일이 조절할 필요가 없이 유압맵의 변경만으로 모든 변속구간의 댐퍼 제어가 가능함으로써, 댐퍼제어가 쉽고 간편하게 이루어지게 된다.

한편, 본 발명은 상기한 구체적인 예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

S10 : 변속준비단계
S20 : 실변속단계
S30 : 변속완료단계

Claims

컨트롤러가, 변속명령이 인가되는 경우, 현재 기어단의 유압 특성이 반영된 유압맵에 의해 댐퍼제어유압을 감소시켜 록업상태의 댐퍼클러치 슬립량을 목표슬립량으로 슬립시키는 변속준비단계;
컨트롤러가, 상기 댐퍼클러치의 슬립량이 상기 목표슬립량을 유지하면서 실변속되도록 댐퍼제어유압을 피드백 제어하는 실변속단계; 및
컨트롤러가, 실변속이 완료된 시점에서 목표 기어단의 유압 특성이 반영된 유압맵에 의해 댐퍼제어유압을 증가시켜 댐퍼클러치를 재록업시키는 변속완료단계;를 포함하고,
상기 유압맵은 기어단의 유압 특성과, 엔진토크와, 변속기입력축 회전속도의 관계로 결정되는 것을 특징으로 하는 댐퍼클러치 제어방법.
삭제
청구항 1에 있어서,
상기 변속준비단계 이전에,
각 기어단 별로 댐퍼클러치의 목표슬립량이 설정되고, 상기 목표슬립량으로 슬립시키기 위한 목표슬립유압이 설정되는 것을 특징으로 하는 댐퍼클러치 제어방법.
청구항 1에 있어서,
상기 변속준비단계에서는,
변속명령이 인가된 시점부터 댐퍼클러치의 슬립량을 점진적으로 증가시켜 목표슬립량에 도달하도록 댐퍼제어유압의 기울기 제어를 실시하는 것을 특징으로 하는 댐퍼클러치 제어방법.
청구항 1에 있어서,
상기 실변속단계에서는,
현재 기어단의 유압 특성이 반영된 유압맵을 이용하여 댐퍼제어유압을 피드백 제어하는 것을 특징으로 하는 댐퍼클러치 제어방법.
청구항 1에 있어서,
상기 변속완료단계에서는,
상기 댐퍼클러치의 슬립량을 점진적으로 감소시켜 재록업되도록 댐퍼제어유압의 기울기 제어를 실시하는 것을 특징으로 하는 댐퍼클러치 제어방법.
댐퍼클러치의 목표슬립량에 따른 댐퍼제어유압의 유압맵을 각 기어단 별로 설정하여 저장한 유압맵저장부;
변속명령이 인가되는 경우, 현재 기어단의 유압 특성이 반영된 유압맵에 의해 댐퍼제어유압을 감소시켜 록업상태의 댐퍼클러치 슬립량을 목표슬립량으로 슬립시키고, 상기 댐퍼클러치의 슬립량이 상기 목표슬립량을 유지하면서 실변속되도록 댐퍼제어유압을 피드백 제어하며, 실변속이 완료된 시점에서 목표 기어단의 유압 특성이 반영된 유압맵에 의해 댐퍼제어유압을 증가시켜 댐퍼클러치를 재록업시키는 컨트롤러;를 포함하고,
상기 유압맵은 기어단의 유압 특성과, 엔진토크와, 변속기입력축 회전속도의 관계로 결정되는 것을 특징으로 하는 댐퍼클러치 제어시스템.