KR101836637B1

KR101836637B1 - 차량의 크립 주행 제어방법

Info

Publication number: KR101836637B1
Application number: KR1020160062262A
Authority: KR
Inventors: 김진성; 하상모
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2016-05-20
Filing date: 2016-05-20
Publication date: 2018-03-08
Also published as: US20170335904A1; KR20170131079A; US10125826B2; CN107399316A; CN107399316B

Abstract

본 발명 차량의 크립 주행 제어방법은, 컨트롤러가 변속기의 입력축 속도를 소정의 크립기준속도와 비교하여, 상기 입력축 속도가 크립기준속도보다 작은 것으로 판단하면, 차량의 크립 주행을 제어하기 위한 클러치의 크립최소토크를 0보다 큰 소정의 하한토크로 설정하는 제한설정단계와; 상기 크립최소토크가 상기 하한토크로 제한되는 도중, 상기 컨트롤러가 상기 입력축 속도가 상기 크립기준속도 이상으로 커지는 것으로 판단하면, 상기 크립최소토크를 0으로 설정하는 제한해제단계를 포함하여 구성된다.

Description

차량의 크립 주행 제어방법{CREEP DRIVING CONTROL METHOD FOR VEHICLE}

본 발명은 차량의 주행 제어방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 엔진과 변속기 사이에 건식클러치를 통하여 동력을 전달하는 차량의 크립 주행 제어방법에 관한 기술이다.

엔진의 동력을 건식클러치를 사용하여 Automated Manual Transmission (AMT) 나 Dual Clutch Transmission (DCT)로 전달하도록 구성된 차량에서는, 토크컨버터 등과 같은 댐핑 요소가 없기 때문에, 상기 건식클러치의 적절한 제어가 이루어지지 못하면 충격이 발생하는 등, 차량의 운전성에 큰 영향을 미치게 된다.

특히, 차량의 크립 주행 중 운전자가 가속페달을 밟아 차량이 발진 상황으로 전환되는 경우에는, 건식클러치(이하 단순히 "클러치"로 칭하기로 한다)가 터치포인트를 지날 때 터치포인트의 위치 부정확성에 의해, 차량의 울컥거림 및 충격이 발생하는 경향이 있다.

물론, 상기한 바와 같은 크립(CREEP) 주행 중 가속페달을 밟기 시작하는 팁인(TIP-IN) 상황에서 상기 클러치의 위치를 보다 천천히 이동시켜서 결합시킴에 의해 터치포인트의 민감도를 줄여 충격을 저감하도록 할 수는 있으나, 차량의 가속 응답성이 저하되는 단점이 있다.

상기 발명의 배경이 되는 기술로서 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.

KR 10-2014-0039811 A

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 크립 주행 중 팁인 상황에서, 차량의 응답성이 저하되지 않으면서도 클러치에 의한 충격 발생을 저감 내지는 방지하도록 하고, 나아가 차량의 가속 응답성을 오히려 더욱 향상시킬 수 있도록 한 차량의 크립 주행 제어방법을 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 차량의 크립 주행 제어방법은, 컨트롤러가 변속기의 입력축 속도를 소정의 크립기준속도와 비교하여, 상기 입력축 속도가 크립기준속도보다 작은 것으로 판단하면, 차량의 크립 주행을 제어하기 위한 클러치의 크립최소토크를 0보다 큰 소정의 하한토크로 설정하는 제한설정단계와; 상기 크립최소토크가 상기 하한토크로 제한되는 도중, 상기 컨트롤러가 상기 입력축 속도가 상기 크립기준속도 이상으로 커지는 것으로 판단하면, 상기 크립최소토크를 0으로 설정하는 제한해제단계를 포함하여 구성된다.

상기 제한설정단계의 하한토크는 0보다 크지만 평지에서 차량을 가속시키지는 못하는 범위에서 설정될 수 있다.

상기 컨트롤러는 제어 개시 시에, 상기 입력축 속도가 상기 크립기준속도 이상인 것으로 판단되는 경우에는 상기 제한해제단계를 수행하고, 상기 입력축 속도가 상기 크립기준속도 미만인 것으로 판단되는 경우에는 상기 제한설정단계를 수행하도록 할 수 있으며;

상기 제한해제단계에 의해 상기 크립최소토크가 0으로 설정된 상태에서, 상기 입력축 속도가 상기 크립기준속도보다 작아지면 상기 제한설정단계를 수행하도록 할 수 있다.

상기 크립기준속도는 엔진 목표 아이들 속도로부터 소정의 여유속도를 차감하여 설정될 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 차량의 크립 주행 제어방법은, 컨트롤러는 차속이 크립목표차속보다 작은 것으로 판단되면, 차량의 크립 주행을 제어하기 위한 클러치의 크립최소토크를 0보다 큰 소정의 하한토크로 설정하는 제한설정단계와;

상기 크립최소토크가 상기 하한토크로 제한되는 도중, 상기 컨트롤러가 상기 차속이 상기 크립목표차속 이상으로 커지는 것으로 판단하면, 상기 크립최소토크를 0으로 설정하는 제한해제단계를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

본 발명은 차량의 크립 주행 중 팁인 상황에서, 차량의 응답성이 저하되지 않으면서도 클러치에 의한 충격 발생을 저감 내지는 방지하도록 하고, 나아가 차량의 가속 응답성을 오히려 더욱 향상시킬 수 있도록 한다.

도 1은 본 발명이 적용될 수 있는 차량의 파워트레인 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 차량의 크립 주행 제어방법을 설명한 순서도,
도 3은 본 발명에 따라 클러치를 제어하는 데에 사용될 최종 클러치토크 입력을 산출하는 과정을 설명한 블록도,
도 4는 본 발명에 따른 효과를 설명한 그래프이다.

도 1은 본 발명을 적용할 수 있는 차량의 파워트레인을 예시한 것으로서, 엔진(E)의 동력은 DCT(DUAL CLUTCH TRANSMISSION)를 통해 구동륜(W)으로 제공될 수 있도록 구성되고, DCT를 구성하는 두 클러치(1)는 각각 클러치액츄에이터(3)에 의해 제어되며, 각 변속단을 형성하는 변속기어들은 동기장치들을 선택하여 구동하는 변속액츄에이터(4)에 의해 변속이 이루어지며, 상기 클러치액츄에이터(3)와 변속액츄에이터(4)는 컨트롤러(5)에 의해 제어가 이루어지게 되어 있으며, 상기 컨트롤러는 가속페달 조작량을 입력 받기 위해 APS(ACCELERATOR POSITION SENSOR: 7)신호를 입력 받도록 되어 있다.

물론, 상기 컨트롤러(5)는 이외에도 엔진토크 및 엔진속도 등의 정보를 제공받도록 되어 있다.

여기서, "컨트롤러"는 별도의 접두어가 없는 한 DCT 등과 같은 변속기를 제어하는 변속기 컨트롤러이며, 엔진을 제어하는 컨트롤러는 구별을 위해 별도로 "엔진컨트롤러"로 칭하도록 한다.

도 2를 참조하면, 본 발명 차량의 크립 주행 제어방법의 실시예는, 컨트롤러(5)가 변속기의 입력축 속도 Ni를 소정의 크립기준속도와 비교하여, 상기 입력축 속도가 크립기준속도보다 작은 것으로 판단하면, 차량의 크립 주행을 제어하기 위한 클러치의 크립최소토크를 0보다 큰 소정의 하한토크로 설정하는 제한설정단계(S10)와; 상기 크립최소토크가 상기 하한토크로 제한되는 도중, 상기 컨트롤러가 상기 입력축 속도가 상기 크립기준속도 이상으로 커지는 것으로 판단하면, 상기 크립최소토크를 0으로 설정하는 제한해제단계(S20)를 포함하여 구성된다.

즉, 본 발명은 상기 입력축 속도 Ni가 상기 크립기준속도보다 작은 상황에서는, 차량의 크립 주행을 위한 최소한의 클러치 전달토크인 상기 크립최소토크를 0보다 큰 상기 하한토크로 설정함으로써, 클러치를 완전히 해제하지 않고 클러치가 터치포인트 이상 결합된 상태로 유지하도록 함으로써, 운전자의 갑작스러운 팁인에 따라 클러치를 신속히 결합시켜야 하는 상황에서 터치포인트를 통과하지 않고 바로 클러치의 전달토크를 상승시킬 수 있어서, 클러치의 신속한 체결로 가속응답성의 향상을 도모할 수 있음은 물론, 터치포인트의 부정확으로부터 비롯되는 충격의 발생을 방지할 수 있도록 한 것이다.

참고로, 상기 변속기 입력축 속도는 도 1과 같은 DCT에서는 구동륜에 동력을 전달할 수 있도록 변속단이 결합되어 있는 입력축의 속도를 말한다.

상기 제한설정단계(S10)의 하한토크는 0보다 크지만 평지에서 차량을 가속시키지는 못하는 범위에서 설정된다. 예컨대 5Nm 등과 같이 클러치를 터치포인트를 넘어서 결합시키고 있기는 하지만, 실질적으로 차량을 가속시키거나 거동을 변화시킬 수는 없는 작은 수준으로 설정하여, 크립 주행 중 상기 제한설정단계(S10)에 의해 하한토크 미만으로 클러치 전달토크가 떨어지지 않아도 실질적으로 차량의 크립 주행을 안정된 상태로 유지할 수 있는 수준인 것이다.

한편, 상기 크립기준속도는 엔진 목표 아이들 속도로부터 소정의 여유속도 α를 차감하여 설정된다.

운전자가 가속페달을 밟지 않아서 APS 신호가 0인 상태에서는 엔진컨트롤러가 엔진의 운전상태를 유지하기 위한 엔진 목표 아이들 속도를 결정하고 그에 따라 엔진은 상기 엔진 목표 아이들 속도로 제어되는데, 이 상태에서 운전자가 브레이크를 밟지 않은 경우 상기 컨트롤러는 상기 클러치를 슬립제어하여 전달되는 클러치 전달토크로 차량의 크립 주행에 필요한 구동력을 구동륜으로 전달함으로써, 차량을 약 5Kph 내외의 속도로 구동하는 크립 주행 제어를 수행한다.

상기와 같은 크립 주행을 위한 클러치의 슬립제어시에, 클러치를 결합함에 의해 변속기의 입력축 속도가 상승할 때, 상기 엔진 목표 아이들 속도보다 상기 여유속도 α만큼 낮은 속도인 상기 크립기준속도가 되면, 상기 컨트롤러는 클러치를 해제하여 가급적 차량이 크립 차속을 유지할 수 있도록 한다.

즉, 상기 크립기준속도를 결정하기 위한 상기 여유속도 α는 해당 차량의 크립 주행 전략에 따라 적절히 설계적으로 정해지는 값이다.

상기 컨트롤러는 제어 개시 시에, 도 2에 예시한 바와 같이, 상기 입력축 속도가 상기 크립기준속도 이상인 것으로 판단되는 경우에는 상기 제한해제단계(S20)를 수행하고, 상기 입력축 속도가 상기 크립기준속도 미만인 것으로 판단되는 경우에는 상기 제한설정단계(S10)를 수행하며, 상기 제한해제단계(S20)에 의해 상기 크립최소토크가 0으로 설정된 상태에서, 상기 입력축 속도가 상기 크립기준속도보다 작아지면 상기 제한설정단계(S10)를 수행하고, 또한, 상술한 바와 같이 상기 제한설정단계(S10)에 의해 상기 크립최소토크가 상기 제한토크로 설정된 상태에서 상기 입력축 속도가 상기 크립기준속도 이상으로 상승하게 되면, 상기 제한해제단계(S20)를 수행하여, 일단 제어가 개시되어, 상기 제한설정단계(S10) 및 제한해제단계(S20) 중 어느 하나로부터 시작되면, 상기 입력축 속도의 변화에 따라 상기 제한설정단계(S10)와 제한해제단계(S20)를 번갈아 수행하게 된다.

상기 제한해제단계(S20)에서는 변속기 입력축 속도가 상기 크립기준속도 이상으로 커지는 경우에는 차속을 최대한 줄여서 차량의 크립 주행상태를 유지하기 위해 상기 크립최소토크를 0으로 설정하여, 실질적으로는 클러치가 터치포인트를 넘어서까지 해제되어 구동륜으로는 조금의 구동토크도 전달되지 않도록 하는 것이다.

물론, 상기 제한해제단계(S20)에 의해 크립최소토크가 0로 설정되어 있는 상황에서도 운전자의 팁인 조작이 있을 수 있는데, 이 경우에는 상기 제한설정단계(S10)에 의해 크립최소토크가 상기 제한토크로 설정되어 있는 경우에 비해 상대적으로 차속이 빠른 경우로 볼 수 있고, 이 상황에서는 상대적으로 서서히 클러치를 결합시켜서 차량의 가속을 구현하여도 운전자의 가속감을 크게 해치지 않으므로, 클러치의 터치포인트 통과시의 충격 방지를 위한 적절한 클러치 결합시간의 확보가 가능할 것이다.

즉, 본 발명은 상기 제한설정단계(S10)에 의해 설정된 0보다 큰 크립최소토크에 의해 크립 주행이 이루어지고 있는 상황에서, 운전자의 팁인 조작이 있게 되면, 클러치는 이미 터치포인트는 넘어서서 결합되어 있는 상태이므로, 터치포인트 통과시 발생하던 충격의 발생이 방지되고, 아울러 보다 신속한 클러치 결합에 의한 가속응답성의 향상을 얻을 수 있는 것이다.

참고로, 도 3은 본 발명에 따라 클러치를 제어하는 데에 사용될 최종 클러치토크 입력을 산출하는 과정을 예시한 블록도로서, 현재의 변속기 기어단에 따라 차속설정맵으로부터 크립목표차속을 산출하고, 이를 실제차속과 비교한 제어에러를 구하여 피드백하기 위한 제어토크입력을 산출하여 클러치를 제어하기 위한 클러치 토크 입력으로 하는 종래의 제어방법에 본 발명에 따른 제어방법을 추가한 것을 예시하고 있다.

즉, 상기한 바와 같은 종래의 제어방법에 의해 제어토크입력을 산출한 후, 본 발명에 따라 엔진속도와 입력축속도 및 엔진 목표 아이들 속도를 입력 받아 상기한 바와 같은 제한설정단계 또는 제한해제단계에 의해 제한된 크립최소토크를 상기 제어토크입력과 비교하여 둘 중 최대값으로 최종 클러치토크 입력으로 삼아 클러치를 제어하도록 하는 것이다.

따라서, 예컨대 종래의 제어방법에 의해 산출된 제어토크입력이 본 발명의 제한설정단계에 의해 하한토크로 결정된 크립최소토크보다 작은 경우에는 상기 본 발명에 의해 설정된 하한토크로 클러치가 제어되게 됨에 따라, 클러치는 터치포인트를 넘어서 결합되어 있는 상태가 되어, 상술한 바와 같은 운전자의 팁인 상황에서, 충격 방지 및 가속응답성 향상의 효과를 얻을 수 있게 된다.

도 4에는 A부분에서 상기와 같이 크립최소토크가 하한토크의 일 예인 5Nm로 제어되는 상황에서 운전자의 팁인에 의해 APS신호가 상승함에도 차량의 종가속도센서 값, 즉 g값이 부드러운 상태를 유지하여 충격이 발생하지 않음을 보이고 있다.

또한, 본 발명의 다른 실시예는, 컨트롤러가 차속이 크립목표차속보다 작은 것으로 판단하면, 크립최소토크를 0보다 큰 소정의 하한토크로 설정하는 제한설정단계(S10)와; 상기 크립최소토크가 상기 하한토크로 제한되는 도중, 상기 컨트롤러가 상기 차속이 상기 크립목표차속 이상으로 커지는 것으로 판단하면, 상기 크립최소토크를 0으로 설정하는 제한해제단계(S20)를 포함하여 구성될 수 있다.

물론, 상기 제한설정단계(S10)의 하한토크는 0보다 크지만 평지에서 차량을 가속시키지는 못하는 범위에서 설정되는 것이다.

즉, 이 실시예에서는 상기 컨트롤러가 변속기 입력축 속도를 상기 크립기준속도와 비교하는 대신, 차속을 크립목표차속과 비교하여 상기 제한설정단계(S10) 및 제한해제단계(S20)를 수행하도록 한 것으로, 그 실질은 상기 실시예와 동일한 것이다.

본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.

1; 클러치
3; 클러치액츄에이터
4; 변속액츄에이터
5; 컨트롤러
E; 엔진
S10; 제한설정단계
S20; 제한해제단계

Claims

컨트롤러가 변속기의 입력축 속도를 소정의 크립기준속도와 비교하여, 상기 입력축 속도가 크립기준속도보다 작은 것으로 판단하면, 차량의 크립 주행을 제어하기 위한 클러치의 크립최소토크를 0보다 큰 소정의 하한토크로 설정하는 제한설정단계와;
상기 크립최소토크가 상기 하한토크로 제한되는 도중, 상기 컨트롤러가 상기 입력축 속도가 상기 크립기준속도 이상으로 커지는 것으로 판단하면, 상기 크립최소토크를 0으로 설정하는 제한해제단계;
를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 차량의 크립 주행 제어방법.
청구항 1에 있어서,
상기 제한설정단계의 하한토크는 0보다 크지만 평지에서 차량을 가속시키지는 못하는 범위에서 설정되는 것
을 특징으로 하는 차량의 크립 주행 제어방법.
청구항 1에 있어서,
상기 컨트롤러는 제어 개시 시에, 상기 입력축 속도가 상기 크립기준속도 이상인 것으로 판단되는 경우에는 상기 제한해제단계를 수행하고, 상기 입력축 속도가 상기 크립기준속도 미만인 것으로 판단되는 경우에는 상기 제한설정단계를 수행하며;
상기 제한해제단계에 의해 상기 크립최소토크가 0으로 설정된 상태에서, 상기 입력축 속도가 상기 크립기준속도보다 작아지면 상기 제한설정단계를 수행하는 것
을 특징으로 하는 차량의 크립 주행 제어방법.
청구항 1에 있어서,
상기 크립기준속도는 엔진 목표 아이들 속도로부터 소정의 여유속도를 차감하여 설정되는 것
을 특징으로 하는 차량의 크립 주행 제어방법.
컨트롤러는 차속이 크립목표차속보다 작은 것으로 판단되면, 차량의 크립 주행을 제어하기 위한 클러치의 크립최소토크를 0보다 큰 소정의 하한토크로 설정하는 제한설정단계와;
상기 크립최소토크가 상기 하한토크로 제한되는 도중, 상기 컨트롤러가 상기 차속이 상기 크립목표차속 이상으로 커지는 것으로 판단하면, 상기 크립최소토크를 0으로 설정하는 제한해제단계;
를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 차량의 크립 주행 제어방법.
청구항 5에 있어서,
상기 제한설정단계의 하한토크는 0보다 크지만 평지에서 차량을 가속시키지는 못하는 범위에서 설정되는 것
을 특징으로 하는 차량의 크립 주행 제어방법.