KR101846705B1 - 차량용 크립 주행 제어방법 - Google Patents

차량용 크립 주행 제어방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 터치포인트 학습값에 큰 오차가 발생하더라도 클러치를 체결하여 차량을 출발시킬 수 있는 기술에 관한 것으로, 크립 주행조건 만족시, 클러치의 터치포인트를 학습하고; 상기 터치포인트 학습값에 따라, 크립 주행시에 허용 가능하도록 설정된 크립 상한클러치토크를 가변하여 설정하며, 크립 주행을 위해 요구되는 크립 클러치토크를 상기 크립 상한클러치토크 이하의 값에서 출력하여 크립 주행하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 차량용 크립 주행 제어방법이 소개된다.

Description

차량용 크립 주행 제어방법{METHOD FOR CONTROLLING CREEP DRIVING OF VEHICLES}
본 발명은 터치포인트 학습값에 큰 오차가 발생하더라도 클러치를 체결하여 차량을 출발시킬 수 있는 차량용 크립 주행 제어방법에 관한 것이다.
일반적인 자동변속기 시스템은 토크컨버터가 유체클러치 역할을 하므로 댐핑 효과를 얻을 수 있어 발진/변속감 측면에서 유리하다.
반면, AMT 및 DCT 시스템은 수동변속 메커니즘을 기반으로 클러치를 자동으로 제어하는바, 토크컨버터를 사용하지 않아 연비효율이 높은 장점이 있다.
다만, 자동화 수동변속기 시스템은 엔진과 클러치 사이를 직결하여 연비와 동력전달효율을 높이는 대신 댐핑 요소가 없는 단점이 있어, 토크 변화에 대해 울컥거림이나 클러치 슬립 등이 발생할 수 있는 문제가 있고, 이에 실시간으로 클러치의 터치포인트를 학습하는 알고리즘이 필요하다.
이 같은 학습 과정에서 알 수 없는 외란에 의해 클러치의 터치포인트(클러치토크 인가 시점의 액추에이터 위치) 학습값이 실제 위치보다 크게 낮아지는 경우, 클러치를 체결시키지 못하는 문제가 발생한다.
다만, 이 경우 클러치 액추에이터의 스트로크(위치)가 기구적으로 허용하는 만큼 더 밀어주면 엔진토크를 전달할 수 있지만, 크립 주행 아이들속도에서 엔진이 낼 수 있는 토크한계가 있기 때문에 클러치토크를 무한정 증가시킬 경우 엔진 부조현상이 발생하게 된다.
따라서, 크립 주행시의 클러치토크는 상한치가 설정되어 있는바, 이에 클러치 액추에이터의 스트로크를 계속 증대시킬 수 없어 클러치가 체결되지 못하게 되면, 차량의 주행이 불가하여 차량의 고장 상황으로 오인식할 수 있는 문제가 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.
KR 10-2014-0060013 A
본 발명은 전술한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 터치포인트 학습값에 큰 오차가 발생하더라도 클러치를 체결하여 차량을 출발시킬 수 있는 차량용 크립 주행 제어방법을 제공하는 데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은, 제어부가 크립 주행조건 만족시, 클러치의 터치포인트를 학습하는 학습단계; 제어부가 상기 터치포인트 학습값에 따라, 크립 주행시에 허용 가능하도록 설정된 크립 상한클러치토크를 가변하여 설정하는 가변단계; 및 제어부가 크립 주행을 위해 요구되는 크립 클러치토크를 상기 크립 상한클러치토크 이하의 값에서 출력하여 크립 주행하도록 제어하는 주행제어단계;를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 가변단계에서는, 상기 터치포인트 학습값이 기준값 이하시, 상기 크립 상한클러치토크를 상향하여 설정할 수 있다.
상기 가변단계에서는, 상기 터치포인트 학습값이 기준값 이하시, 상기 크립 상한클러치토크를 터치포인트 학습값에 대해 반비례하도록 설정할 수 있다.
상기 주행제어단계에서는, 차량하중과 변속기 기어비의 관계로 크립 피드포워드 토크를 계산하는 피드포워드단계; 현재 차속이 목표 크립 차속을 추종하기 위한 크립 피드백 토크를 계산하는 피드백단계; 상기 크립 피드포워드 토크와 크립 피드백토크를 합산한 크립 연산토크와, 크립 상한클러치토크 중 작은 값을 크립 클러치토크로 최종 결정하여 출력하는 출력단계;를 포함할 수 있다.
상기 주행제어단계 이 후에, 현재 차속이 크립 차속을 초과시, 클러치의 터치포인트를 재학습하는 재학습단계;를 더 포함할 수 있다.
상기한 과제 해결수단을 통해 본 발명은, 클러치특성을 나타내는 T-S커브에 오차가 발생하여 터치포인트 학습값이 크게 줄어드는 경우에, 크립 상한클러치토크가 커지도록 설정함으로써, 클러치를 체결하여 차량을 발진시킬 수 있게 되는바, 차량의 고장 오진단을 방지하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 적용 가능한 DCT 구조를 예시하여 나타낸 도면.
도 2는 본 발명에 따른 크립 주행 제어 흐름을 나타낸 도면.
도 3은 본 발명의 클러치 터치포인트 학습값에 따라 크립 상한클러치토크를 변화하여 크립 클러치토크를 출력하는 작동을 설명하기 위한 도면.
본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 차량용 크립 주행 제어방법은 크게, 학습단계와, 가변단계 및 주행제어단계를 포함하여 구성할 수 있다.
도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명을 구체적으로 살펴보면, 먼저 학습단계에서는, 제어부(C)가 차속, APS개도량, 현재 변속단 등을 바탕으로 크립 주행조건을 만족하는 것으로 판단시, 클러치의 터치포인트를 학습할 수 있다.
이때에, DCT가 탑재된 차량에서 건식클러치를 사용하는 경우에는, 차량의 주행 중에 건식클러치의 전달토크 맵 특성 곡선(Torque-Stroke Curve : T-S커브)을 예측하는 클러치 제어를 통해서 클러치의 전달토크 특성을 예측할 수 있고, 이를 통해 클러치의 터치포인트를 실시한 학습할 수 있게 된다.
여기서, T-S커브는 클러치 액추에이터의 이동량(Stroke)에 따른 건식 클러치의 전달토크 특성을 데이터화한 곡선이다.
그리고, 도 1은 본 발명에 적용 가능한 DCT의 구성을 예시하여 나타낸 것으로, DCT에 구비된 두 개의 클러치 중에서 결합측 클러치 및 해방측 클러치를 각각 CL1 및 CL2의 도면부호로 표시하였고, 이들을 작동하는 결합측 클러치액추에이터 및 해방측 클러치액추에이터를 CLA1, CLA2의 도면부호로 표시하였으며, 결합측 입력축과 해방측 입력축을 각각 INPUT1 및 INPUT2의 도면부호로 표시하였다. 다만, 이는 본 발명에 대한 이해의 편의를 위한 것일 뿐으로, 현재 변속단을 형성하고 있는 클러치와 목표 변속단 형성을 위한 클러치가 어떠한 클러치인지에 따라 결합측과 해방측은 서로 바뀔 수 있을 것이다.
즉, 본 발명에서는 크립 주행조건을 만족시, 차량의 발진에 사용되는 결합측 클러치의 터치포인트를 학습할 수 있게 된다.
그리고, 도 2 및 도 3과 같이, 가변단계에서는, 제어부(C)가 상기 터치포인트 학습값에 따라, 크립 주행시에 허용 가능하도록 설정된 크립 상한클러치토크를 가변하여 설정할 수 있다.
구체적으로, 상기 가변단계에서는, 상기 터치포인트 학습값이 기준값(α) 이하시, 상기 크립 상한클러치토크를 상향하여 설정할 수 있다.
바람직하게는, 상기 터치포인트 학습값이 기준값(α) 이하시, 상기 크립 상한클러치토크를 터치포인트 학습값에 대해 반비례하도록 설정할 수 있다.
즉, 크립 주행시에 출력 가능한 최대 크립 클러치토크는 크립 상한클러치토크에 제한되는데, 터치포인트 학습값이 오차로 인해 크게 줄어드는 경우 이 크립 상한클러치토크를 상향하여 설정하는 것이다.
주행제어단계에서는, 제어부(C)가 크립 주행을 위해 요구되는 크립 클러치토크를 상기 크립 상한클러치토크 이하의 값에서 출력하여 크립 주행하도록 제어할 수 있다.
상기한 구성에 따르면, 클러치특성을 나타내는 T-S커브에 오차가 발생하여 터치포인트 학습값이 크게 줄어드는 경우에, 터치포인트가 작을수록 크립 상한클러치토크가 커지도록 설정함으로써, 클러치의 체결이 가능하게 되고, 이에 차량을 출발시켜 크립 주행할 수 있게 된다.
아울러, 상기 주행제어단계는 피드포워드단계와, 피드백단계 및 출력단계를 포함하여 구성할 수 있다.
도 2를 참조하면, 피드포워드단계에서는, 차량하중과 변속기 기어비의 관계로 크립 피드포워드 토크(A)를 계산할 수 있다.
피드백단계에서는, 현재 차속과 목표 크립차속의 차이를 이용하여 현재 차속이 목표 크립 차속을 추종하기 위해 필요한 크립 피드백 토크(B)를 계산할 수 있다.
출력단계에서는, 상기 크립 피드포워드 토크와 크립 피드백토크를 합산하여 크립 연산토크(C)를 계산하고, 계산된 크립 연산토크(C)와 크립 상한클러치토크(MAX) 중 작은 값을 크립 클러치토크(D)로 최종 결정하여 출력함으로써, 클러치의 구동을 제어할 수 있다.
즉, 터치포인트 학습값이 크게 줄어드는 경우, 크립 클러치토크의 피드백 제어를 통해 클러치를 체결할 수 있게 된다. 다만, 크립 주행은 엔진(E)이 아이들속도로 제어되는 구간이므로, 크립 클러치토크를 무한적으로 증대시킬 수 없는바, 크립 상한클러치토크의 설정을 통해 피드백량의 범위를 제한하면서 클러치를 체결하도록 제어하게 된다.
더불어, 상기 주행제어단계 이 후에는, 현재 차속이 설정된 크립 차속을 초과시, 클러치의 터치포인트를 재학습하여 보정하는 재학습단계를 더 포함할 수 있다.
즉, 터치포인트 학습값에 오차가 있는 경우, 일단 차량을 발진시키는 것이 중요하므로 크립 상한클러치토크의 상향 제어를 통해 클러치를 체결하여 차량을 발진시키고, 이 후 가속페달을 인가하여 높은 토크로 발진시에 터치포인트의 재학습을 통해 터치포인트의 보정이 가능하므로, 과도한 피드백량에 의한 엔진 부조현상의 가능성을 방지하게 된다.
이하에서는, 본 발명의 차량용 크립 주행 제어과정에 대해 살펴보기로 한다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 차량의 크립 주행조건 만족시, 크립 피드포워드 토크 및 크립 피드백 토크를 계산한다(S10,S20).
그리고, 발진에 사용되는 결합측 클러치의 터치포인트 학습값을 측정하여 터치포인트 학습값을 기준값(α)과 비교 판단하고(S30), 터치포인트 학습값이 기준값 이하인 경우에 크립 상한클러치토크를 상향 설정한다(S40). 이때에, 터치포인트 학습값이 낮을수록 크립 상한클러치토크를 상향하여 설정할 수 있다.
이어서, 크립 피드포워드 토크와 크립 피드백 토크를 합산하여 크립 연산토크를 연산하고(S50), 계산된 크립 연산토크와 크립 상한클러치토크 중 작은 값을 크립 클러치토크로 최종 결정하여 클러치 액추에이터를 작동 제어한다(S60).
즉, 현재 차속과 목표 크립차속의 에러값을 제거하여 목표 크립차속을 추종하기 위한 클러치 액추에이터의 피드백 제어 작동을 통해 클러치를 체결하여 차량을 발진할 수 있으며, 이에 목표 크립차속에 맞추어 차량을 크립 주행할 수 있게 된다.
아울러, 클러치 액추에이터의 작동에 의한 클러치의 체결에 의해 현재 차속이 목표 크립차속을 초과하는 경우에는, 터치포인트를 재학습하여 터치포인트를 보정한다(S70).
상술한 바와 같이, 본 발명은 클러치특성을 나타내는 T-S커브에 오차가 발생하여 터치포인트 학습값이 크게 줄어드는 경우에, 크립 상한클러치토크가 커지도록 설정함으로써, 클러치를 체결하여 차량을 발진시킬 수 있게 되는바, 차량의 고장 오진단을 방지할 수 있게 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.
E : 엔진 C : 제어부

Claims (5)

  1. 제어부가 크립 주행조건 만족시, 클러치의 터치포인트를 학습하는 학습단계;
    제어부가 터치포인트 학습값에 따라, 크립 주행시에 허용 가능하도록 설정된 크립 상한클러치토크를 가변하여 설정하는 가변단계; 및
    제어부가 크립 주행을 위해 요구되는 크립 클러치토크를 상기 크립 상한클러치토크 이하의 값에서 출력하여 크립 주행하도록 제어하는 주행제어단계;를 포함하고,
    상기 주행제어단계에서는,
    차량하중과 변속기 기어비의 관계로 크립 피드포워드 토크를 계산하는 피드포워드단계;
    현재 차속이 목표 크립 차속을 추종하기 위한 크립 피드백 토크를 계산하는 피드백단계;
    상기 크립 피드포워드 토크와 크립 피드백토크를 합산한 크립 연산토크와, 크립 상한클러치토크 중 작은 값을 크립 클러치토크로 최종 결정하여 출력하는 출력단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 크립 주행 제어방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 가변단계에서는,
    상기 터치포인트 학습값이 기준값 이하시, 상기 크립 상한클러치토크를 상향하여 설정하는 것을 특징으로 하는 차량용 크립 주행 제어방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 가변단계에서는,
    상기 터치포인트 학습값이 기준값 이하시, 상기 크립 상한클러치토크를 터치포인트 학습값에 대해 반비례하도록 설정하는 것을 특징으로 하는 차량용 크립 주행 제어방법.
  4. 삭제
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 주행제어단계 이 후에, 현재 차속이 크립 차속을 초과시, 클러치의 터치포인트를 재학습하는 재학습단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 크립 주행 제어방법.
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