KR101349539B1

KR101349539B1 - 퍼센트 토크용량을 이용한 자동변속기 클러치 변속제어방법

Info

Publication number: KR101349539B1
Application number: KR1020110126365A
Authority: KR
Inventors: 조명수
Original assignee: 현대 파워텍 주식회사
Priority date: 2011-11-29
Filing date: 2011-11-29
Publication date: 2014-01-08
Also published as: KR20130060071A

Abstract

본 발명은 토크 영역에서 엔진 입력토크가 변동될 경우 정확한 토크용량 프로파일의 구현이 불가능 하며, 특히 DCT(Dual Clutch Transmission)와 같이 상시 입력토크 변동에 따라 클러치 토크 용량을 변경해야 하는 시스템의 경우 변속 중에도 토크 변동에 따른 정확한 토크 프로파일링이 필요하므로 기존의 변속 듀티 구조를 사용할 수 없는 문제점을 해결하고자 한다.

Description

퍼센트 토크용량을 이용한 자동변속기 클러치 변속제어방법{Shift Control Method of Automatic Transmission Clutch by using percent Torque Capacity}

본 발명은 클러치 듀티 제어시 클러치 토크에 대한 퍼센트 용량개념을 활용하여 변속 중 입력토크 변화에 대하여도 듀티 프로파일을 정확하게 구현할 수 있는 제어이다.

기본적인 클러치 유압형성을 위한 듀티의 구성은 수평구간에 해당하는 베이스 듀티와 경사구간에 해당하는 경사 듀티의 합이며, 각 구간별 듀티는 엔진입력 토크, 자동변속기유체(ATF: Automatic Tranmission Fluid) 온도 등의 보상 맵의 합으로 구성된다.

만일, 도1의 "A"에서와 같이 토크 영역에서 다른 조건은 일정한 채, 악셀 패달만 100%에서 50%로 변경된다면 제어기는 입력토크의 변동에 따라 악셀패달 100%와 악셀패달 50%의 각 베이스 듀티의 차이 만큼 옵셋(도1의 가는 실선) 되고, 악셀패달 50%일 때의 토크 영역에서의 시간 누적분(도1의 가는 실선과 일점쇄선 영역)만큼 추가 옵셋되어, 악셀패달 50%에서의 100% 토크용량(도1의 일점쇄선)이 요구된다.

그러나, 이렇게 요구되는 토크용량은 악셀 패달 50% 개도시의 듀티(도1의 점선)와는 다른 궤적을 갖게 되며, 일정부분(도1의 일점쇄선과 점선 사이) 만큼 토크용량이 과다 공급되게 된다. 이러한 원인은 "A"이후의 경사 듀티만 수정되어 출력될 뿐, 경사 듀티 구간의 시간 누적분에 대한 옵셋이 되지 않기 때문이다.

따라서, 토크 영역에서 엔진 입력토크가 변동될 경우 정확한 토크용량 프로파일의 구현이 불가능 하며, 특히 DCT(Dual Clutch Transmission)와 같이 상시 입력토크 변동에 따라 클러치 토크 용량을 변경해야 하는 시스템의 경우 변속 중에도 토크 변동에 따른 정확한 토크 프로파일링이 필요하므로 기존의 변속 듀티 구조를 사용할 수 없는 문제점이 있다.

국내특허공개 10-2008-0023880(2008.3.17)은 자동변속기의 유압제어 장치 및 방법에 관한 것으로, 도 1-4참조

본 발명은 토크 영역에서 엔진 입력토크가 변동될 경우 정확한 토크용량 프로파일의 구현이 불가능 하며, 특히 DCT(Dual Clutch Transmission)와 같이 상시 입력토크 변동에 따라 클러치 토크 용량을 변경해야 하는 시스템의 경우 변속 중에도 토크 변동에 따른 정확한 토크 프로파일링이 필요하므로 기존의 변속 듀티 구조를 사용할 수 없는 문제점을 해결하고자 하는 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 "퍼센트 토크 용량 = 클러치 토크/엔진 입력토크x100"으로 정의하고, 클러치 제어 시 듀티 대신에 엔진 클러치 토크에 대한 퍼센트 용량제어를 함으로서 변속 중 입력토크 변화에 대하여도 토크 프로파일을 정확하게 구현함으로써 엔진 입력토크를 기준으로 한 클러치 토크의 퍼센트 용량 변화를 변속 제어의 구간별로 정의하고 이를 실시간으로 모니터링 하고, "A"이후의 경사 듀티만 수정되어 출력되는 것이 아니라, 경사 듀티 구간의 시간 누적분에 대한 부분도 옵셋되어 출력되도록 함으로써, 변속중 입력토크 변화에 대하여도 토크 프로파일을 정확하게 구현할 수 있다.

이러한 본 발명은 발진클러치를 갖는 차량과 같이 구동중 상시(정속단 및 변속시) 클러치 토크용량을 제어해야 하는 시스템의 경우 퍼센트 토크용량을 적용하여 제어로직을 구현하므로써 실시간 토크 담당율을 정확하게 제어 할 수 있으며, 변속시, 각 클러치의 거동을 정확하게 예측할 수 있으므로 변속감의 향상 효과가 있다.

도 1은 종래기술로서 업쉬프트(UPSHIFT) 시 체결측 클러치 듀티 변화 선도이며, 도 2는 퍼센트 토크용량을 이용한 솔레노이드 제어전류 산출 순서도이며, 도 3은 악셀 개도 변경에 따라 퍼센트 토크용량 제어를 통해 목표 클러치 토크/압력을 정확하게 나타내는 선도이다.

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명하며, 이러한 실시예는 일례로서 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있는 바, 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않으며, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도1에서 나타나듯이, 기본적인 클러치 유압형성을 위한 듀티의 구성은 수평구간에 해당하는 베이스 듀티(10)와 경사구간에 해당하는 경사 듀티(20)의 합이며, 각 구간별 듀티는 엔진입력 토크, 자동변속기유체(ATF: Automatic Transmission Fluid) 온도 등의 보상 맵의 합으로 구성된다. 악셀 패달을 100%(WOT: Wide Open Throttle)로 밟고 가속 중에 업쉬프트(UPSHIFT) 할 경우 체결측 클러치의 듀티 선도는 도1의 실선(30)과 같으며, 토크 영역을 지난 후의 관성 영역에서의 듀티는 악셀 패달 100%에 대한 클러치의 100% 토크용량(40)에 해당한다. 또한, 악셀 패달을 50% 밟고 가속 중에 업쉬프트(UPSHIFT) 할 경우 체결측 클러치의 듀티 선도는 도1의 점선(50)과 같으며, 토크 영역을 지난 후의 관성 영역에서의 듀티는 악셀 50%에 대한 100% 토크 용량(60)에 해당한다.

만일, 도1의 "A"에서와 같이 토크 영역에서 다른 조건은 일정한 채, 운전 중 악셀 패달만 100%에서 50%로 변경된다면 제어기는 입력토크의 변동에 따라 악셀패달 100%와 악셀패달 50%의 각 베이스 듀티의 차이 만큼 옵셋(도1의 가는 실선, 70) 되고, 악셀패달 50%일 때의 토크 영역에서의 경사 듀티만큼 추가 옵셋되며, 이러한 조건(도1의 일점쇄선, 80)이 악셀패달 50%에서의 100% 토크용량에 해당된다. 그러나, 이렇게 요구되는 토크용량은 악셀 패달 50% 개도시의 듀티(도1의 점선, 60)와는 다른 궤적을 갖게 되며, 일정부분(도1의 일점쇄선과 점선 사이, 90) 만큼 토크용량이 과다 공급되게 된다.

이러한 과다 공급되는 토크용량 문제를 해결하고자, "퍼센트 토크 용량 = 클러치 토크/엔진 입력토크x100"으로 퍼센트 토크 용량의 개념을 정의함으로서, 기존의 듀티제어와 다르게 엔진 토크가 변화되어도 이에 정확한 클러치 토크 전달을 가능하게 하고자 한다. 변속제어란, 엔진으로부터의 입력토크의 담당을 현재단(해방측 클러치)에서 목표단(결합측 클러치)로 넘겨주는 변화의 과정으로서, 퍼센트 토크 용량의 프로파일은 변속 제어 과정 중의 여러 조건의 변화(엔진입력토크 변화, 차속 변화, 자동변속기유체(ATF: Automatic Transmission Fluid) 온도 등)에 무관하게 나타낼 수 있다.

이를 위해 도2에서와 같이 베이스(BASE) 퍼센트 토크용량(100)과 경사(GRADIENT) 퍼센트 토크용량(120)의 합으로부터 퍼센트 토크 용량을 계산한다(제1단계). 그리고, 실시간으로 입력되는 엔진 입력토크(140)로부터 목표 클러치토크를 계산하며(제2단계), 클러치 작동 조건(슬립량, 자동변속기유체 온도, 엔진 RPM, 목표토크 등)에 따른 기 설정된 토크-압력관계(160)를 활용하여 클러치 목표 압력을 계산한다(제3단계). 최종적으로 솔레노이드 전류-클러치 압력관계의 기 설정된 시험 데이터로부터 솔레노이드 제어 전류를 계산한다(제4단계)

이러한 과정을 통해 도3과 같이 업쉬프트(UPSHIFT)의 관성영역 중에 악셀개도를 100%에서 50%로 변경했을 경우에도 일정부분 악셀개도량이 급변하는 구간을 제외하고는, 결합측 클러치와 해방측 클러치가 0%에서 100%로, 100%에서 0%로 각각 변화되며, 엔진 입력토크가 변동되면 퍼센트 토크 용량 프로파일에 따라 목표 클러치 토크가 계산되고, 이에 따른 목표 클러치 압력과 최종적으로 솔레노이드 제어전류가 계산되므로, 엔진 입력토크가 실시간으로 변하여도 해방측/결합측 클러치의 토크 담당율 변화는 일정하게 유지할 수 있다.

10 : 베이스 듀티
20 : 경사 듀티
90 : 토크 과다 공급량

Claims

자동변속기의 변속제어로직에 있어서, 입력 토크 상황 별로 수평구간에서는 퍼센트 토크 베이스용량과 경사구간에서는 퍼센트 토크용량을 합산하는 제1단계;
상기 합산된 퍼센트 토크용량과 엔진입력 토크로부터 클러치 토크를 계산하는 제2단계;
상기 제2단계에서 계산된 클러치 토크가 목표 클러치 토크 [Nm]/압력 [bar] 그래프로부터 클러치 압력이 계산되는 제3단계;
상기 클러치 압력으로부터 솔레노이드 압력-전류 관계 데이터로부터 솔레노이드 제어 전류값을 산출하는 제4단계로 구성된 퍼센트 토크용량을 이용한 자동변속기 클러치 변속제어방법.
제1항에 있어서,
상기 제1단계에서 상기 퍼센트 토크용량은 엔진입력토크에 대한 클러치 토크의 백분율인 것을 특징으로 하는 퍼센트 토크용량을 이용한 자동변속기 클러치 변속제어방법
제2항에 있어서,
상기 퍼센트 토크용량은 변속과정 중의 엔진입력토크, 차속, 자동변속기 유체온도 변화에 대해 무관하게 나타낼 수 있는 것을 특징으로 하는 퍼센트 토크용량을 이용한 자동변속기 클러치 변속제어방법.