KR100916200B1 - 클로즈루프를 이용한 댐퍼클러치 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 클로즈루프를 이용한 댐퍼클러치 제어방법에 관한 것으로서, 특히, 자동변속기 차량에 있어서 클로즈루프를 이용하여 댐퍼클러치를 제어하기 위한 방법에 관한 것으로서, 변속제어의 시작을 판단하는 제1단계(S10)와; 상기 제1단계(S10)에서 변속제어가 시작된 경우, 노멀라이즈 목표 슬립을 선택하는 제2단계(S20)와; 상기 제2단계(S20) 이후, 변환 계산을 통해 실제 목표 슬립을 계산하는 제3단계(S30)와; 상기 제3단계(S30) 이후, 현재 슬립을 목표 슬립에 근접시키기 위한 PID압 계산 및 실시간 모니터링을 통해 클로즈루프 제어를 실시하는 제4단계(S40)와; 상기 제4단계(S40) 이후, 변속제어의 종료를 판단하는 제5단계(S50)로 구성되어, 기존의 오픈루프 제어에 비해 맵핑이 간단하고 다양한 조건 및 하드웨어 편차에 대응할 수 있도록 하는 것이다.

클로즈루프, 오픈루프, 댐퍼클러치, 변속, 슬립

Description

클로즈루프를 이용한 댐퍼클러치 제어방법{Control method of damper clutch for utilizing close loop}

본 발명은 클로즈루프를 이용한 댐퍼클러치 제어방법에 관한 것으로서 특히, 자동변속기 차량에 있어서 클로즈루프를 이용하여 댐퍼클러치를 제어하기 위한 방법으로써, 기존의 오픈루프 제어에 비해 맵핑이 간단하고 다양한 조건 및 하드웨어 편차에 대응할 수 있는 방법에 관한 것이다.

일반적으로 엔진회전수(Ne)와 터빈회전수(Nt)가 직결되어 있다면 변속 시 충격을 유발하므로, 변속 시에는 댐퍼클러치 유압을 하향시켜(엔진회전수와 터빈회전수를 직결 해제 시켜) 원활한 변속이 이루어지도록 해야한다.

이와 같이, 변속 시 댐퍼클러치 제어 유압을 적절하게 인가시켜 변속제어가 원활하게 이루어지도록 하는 것을 댐퍼클러치 제어라 한다.

도 1은 종래의 오픈루프를 이용한 댐퍼클러치 제어를 도시하는 선도이다.

종래의 오픈루프를 이용한 댐퍼클러치 제어는 도 1에 도시한 바와 같이, 오 프루프(open loop) 방식으로서, 댐퍼클러치에 대한 제어 듀티의 오프셋(offset)과 구배(gradient)를 이용하고 있다.

그러나, 상기와 같은 종래의 오픈루프를 이용한 댐퍼클러치 제어방법은 맵핑(mapping)에 많은 시간과 노력이 필요하며, 댐퍼클러치의 제어에 영향을 주는 인자는 엔진토크, 기어단수, 변속기 오일 온도 등으로서, 이러한 각 인자는 댐퍼클러치 제어에 큰 영향을 주게 된다는 단점이 있고, 특히, 영향 인자는 많은 반면 메모리 및 시간의 한계 등으로 모든 조건을 만족하는 정확한 맵핑 또한 불가능하며, 하드웨어 편차 대응이 어렵다는 기술상의 문제점이 있었다.

본 발명은 상기의 문제점을 해소하기 위한 것으로, 자동변속기 차량에 있어서 클로즈루프를 이용하여 댐퍼클러치를 제어함으로써, 기존의 오픈루프 제어에 비해 맵핑이 간단하고 다양한 조건 및 하드웨어 편차에 대응할 수 있도록 하는 클로즈루프를 이용한 댐퍼클러치 제어방법을 제공하고자 한다.

이러한 본 발명은 변속제어의 시작을 판단하는 제1단계와; 상기 제1단계에서 변속제어가 시작된 경우, 노멀라이즈 목표 슬립을 선택하는 제2단계와; 상기 제2단계 이후, 변환 계산을 통해 실제 목표 슬립을 계산하는 제3단계와; 상기 제3단계 이후, 현재 슬립을 목표 슬립에 근접시키기 위한 PID압 계산 및 실시간 모니터링을 통해 클로즈루프 제어를 실시하는 제4단계와; 상기 제4단계 이후, 변속제어의 종료를 판단하는 제5단계로 구성함으로써 달성된다.

이상과 같은 본 발명은 자동변속기 차량에 있어서 클로즈루프를 이용하여 댐퍼클러치를 제어함으로써, 기존의 오픈루프 제어에 비해 맵핑이 간단하고 다양한 조건 및 하드웨어 편차에 대응할 수 있는 발명인 것이다.

도 2는 본 발명의 클로즈루프를 이용한 댐퍼클러치 제어방법을 도시하는 흐름도이며, 도 3은 본 발명의 클로즈루프를 이용한 댐퍼클러치 제어를 도시하는 선도이고, 도 4는 본 발명의 클로즈루프를 이용한 댐퍼클러치 제어방법에 있어서 노멀라이즈 화하는 것을 도시하는 선도이다.

본 발명의 실시예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 클로즈루프를 이용한 댐퍼클러치 제어방법은 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 목표 슬립(=목표 엔진회전수-목표 터빈회전수)과 현재 슬립(=현재 엔진회전수-현재 터빈회전수)의 차이인 슬립차(목표 슬립-현재 슬립)를 제어 목표로 설정하여 이 제어 목표을 추종하도록 PID게인을 설정함으로써, 클로즈루프를 이용하여 댐퍼클러치를 제어하는 것을 그 기술상의 기본 특징으로 한다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예의 각 구성단계를 도면을 참조하여 하나씩 살펴보면 다음과 같다.

우선, 제1단계(S10)는 메인루프(main loop) 상에서의 기존 제어 도중, 현재의 변속단에서 다른 변속단으로 변속제어의 시작을 판단하는 것으로, 이하에서는 2단에서 3단으로 변속제어가 실시되는 것을 예로 들어 설명한다.

만약, 상기 제1단계(S10)에서 변속제어가 시작된 경우로 판단되면, 제2단계(S20)가 시작되며, 이 제2단계(S20)에서는 노멀라이즈(normalized) 목표 슬립을 선택하게 된다.

이때, 목표 슬립이란 목표 엔진회전수와 목표 터빈회전수의 차이이고, 현재 슬립이란 현재 엔진회전수와 현재 터빈회전수의 차이로서, 이 목표 슬립과 현재 슬립의 차이인 슬립차를 클로즈루프의 제어 목표로 설정하였으나, 변속제어 시 목표 슬립을 정하는 것은 SQ(shift quality) 맵핑에 따라서 엔진회전수 및 터빈회전수의 거동이 다양하여 뚜렷하게 규정할 수 있는 방법이 없으므로, 제어 목표는 제1구간, 제2구간, 그리고 제3구간에 대해서 기울기로서 각각 제1구배, 제2구배, 그리고 제3구배를 준다.

이 제1구배, 제2구배, 그리고 제3구배에 대한 기울기는 각 변속단별로 세분화하여 맵핑 변수를 두며, 예를 들어 6속 자동변속기의 겨우 3×5인 15개의 변수만 있으면 된다.
이때 다양한 변속 조건들에 대한 대응을 위하여 노멀라이즈 화된 목표 슬립을 선택하게 된다.
예를 들어, 변속구간 제1구간, 제2구간, 그리고 제3구간 각각의 시간 및 터빈회전수 거동은 SQ 유압 맵핑을 어떻게 하느냐에 따라 그리고 엔진 토크 영역에 따라 크게 달라지므로, 그러한 다양한 조건들에 대해 일일이 댐퍼클러치 맵핑을 실시한다면 댐퍼클러치 매칭에 대한 많은 시간과 노력이 요구되므로 목표 슬립에 대하여 노멀라이즈를 실시하여 노멀라이즈 목표 슬립을 선택하는 것이다.

상기 제2단계(S20) 이후에는, 제3단계(S30)에서 변환 계산을 통해 노멀라이즈 목표 슬립으로부터 실제 목표 슬립을 계산하게 된다.
이때, 상기 실제 목표 슬립에 있어서 '실제'란 현재 시점을 의미하는 것이 아니고 리얼라이즈(realized)를 의미하는 것으로, 노멀라이즈의 반대 의미인 것이다.

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그리고, 상기 제3단계(S30) 후, 제4단계(S40)에서는 현재 슬립을 목표 슬립, 즉, 상술한 실제 목표 슬립에 근접시키기 위한 PID압 계산 및 실시간 모니터링을 통해 클로즈루프 제어를 실시하게 된다.

이때, 클로즈루프 PID 제어는 슬립차(Slip_Diff)가 "목표 슬립 - 현재 슬립"이고, 슬립차 변화량(Slip_Diff_D)이 "Slip_Diff(t)-Slip_Diff(t-1)"인 경우, 비례인자인 P압은 "P게인(gain)×Slip_Diff"이며, 적분인자인 I압은 "I게인×Slip_Diff"이고, 미분인자인 D압은 "D게인×Slip_Diff_D"이다.

즉, 최종적인 댐퍼클러치의 제어 듀티(%)는 "P압+I압+D압"이 되고, 이에 따라 제어 목표를 슬립차, 즉 목표 슬립과 현재 슬립의 차이로 두고 설정된 제어 목표를 추종하도록 P, I, D게인을 설정해 주는 것이다.

마지막으로, 상기 제4단계(S40) 이후에는 제5단계(S50)에서 변속제어의 종료를 판단하게 된다.

이때, 상기 제1단계(S10)에서 변속제어가 시작되지 않은 경우 또는 상기 제5단계(S50)에서 변속제어가 종료된 경우, 메인루프로 돌아가 기존 제어를 실시하게 되는 것이다.

또한, 상기 제5단계(S50)에서 변속제어가 종료되지 않은 경우, 상기 제4단 계(S40)가 다시 실시되는 것이다.

따라서, 상기와 같이 구성된 본 발명의 클로즈루프를 이용한 댐퍼클러치 제어방법은 변속 시 댐퍼클러치 제어를 클로즈루프 방식으로 구현하며, 기존의 오픈루프 방식에 비하여 맵핑에 시간과 노력이 절감되고, 다양한 조건 및 하드웨어 편차에 자동으로 대응이 가능하다는 탁월한 이점을 지닌 발명인 것이다.

상기 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 구체적으로 설명하기 위한 일례로서, 본 발명의 범위는 상기의 도면이나 실시예에 한정되지 않는다.

도 1은 종래의 오픈루프를 이용한 댐퍼클러치 제어를 도시하는 선도,

도 2는 본 발명의 클로즈루프를 이용한 댐퍼클러치 제어방법을 도시하는

흐름도,

도 3은 본 발명의 클로즈루프를 이용한 댐퍼클러치 제어를 도시하는 선도,

도 4는 본 발명의 클로즈루프를 이용한 댐퍼클러치 제어방법에 있어서

노멀라이즈 화하는 것을 도시하는 선도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

S10 : 제1단계 S20 : 제2단계

S30 : 제3단계 S40 : 제4단계

S50 : 제5단계

Claims (3)

1. 변속제어의 시작을 판단하는 제1단계와;

   상기 제1단계에서 변속제어가 시작된 경우, 노멀라이즈 목표 슬립을 선택하는 제2단계와;

   상기 제2단계 이후, 변환 계산을 통해 실제 목표 슬립을 계산하는 제3단계와;

   상기 제3단계 이후, 현재 슬립을 목표 슬립에 근접시키기 위한 PID압 계산 및 실시간 모니터링을 통해 클로즈루프 제어를 실시하는 제4단계와;

   상기 제4단계 이후, 변속제어의 종료를 판단하는 제5단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 클로즈루프를 이용한 댐퍼클러치 제어방법.
2. 제 1항에 있어서, 상기 제1단계에서 변속제어가 시작되지 않은 경우 또는 상기 제5단계에서 변속제어가 종료된 경우, 메인루프로 돌아가 기존 제어를 실시하는 것을 특징으로 하는 클로즈루프를 이용한 댐퍼클러치 제어방법.
3. 제 1항에 있어서, 상기 제5단계에서 변속제어가 종료되지 않은 경우, 상기 제4단계가 실시되는 것을 특징으로 하는 클로즈루프를 이용한 댐퍼클러치 제어방법.

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