KR101988125B1 - 차량의 클러치 제어방법 - Google Patents

차량의 클러치 제어방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101988125B1
KR101988125B1 KR1020170115720A KR20170115720A KR101988125B1 KR 101988125 B1 KR101988125 B1 KR 101988125B1 KR 1020170115720 A KR1020170115720 A KR 1020170115720A KR 20170115720 A KR20170115720 A KR 20170115720A KR 101988125 B1 KR101988125 B1 KR 101988125B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
clutch
amount
control
feedback
slip
Prior art date
Application number
KR1020170115720A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20190029812A (ko
Inventor
김진성
남주현
Original Assignee
현대자동차주식회사
기아자동차주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 현대자동차주식회사, 기아자동차주식회사 filed Critical 현대자동차주식회사
Priority to KR1020170115720A priority Critical patent/KR101988125B1/ko
Publication of KR20190029812A publication Critical patent/KR20190029812A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101988125B1 publication Critical patent/KR101988125B1/ko

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D48/00External control of clutches
    • F16D48/06Control by electric or electronic means, e.g. of fluid pressure
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D2500/00External control of clutches by electric or electronic means
    • F16D2500/30Signal inputs
    • F16D2500/304Signal inputs from the clutch
    • F16D2500/30406Clutch slip
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D2500/00External control of clutches by electric or electronic means
    • F16D2500/70Details about the implementation of the control system
    • F16D2500/704Output parameters from the control unit; Target parameters to be controlled
    • F16D2500/70422Clutch parameters
    • F16D2500/70426Clutch slip
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D2500/00External control of clutches by electric or electronic means
    • F16D2500/70Details about the implementation of the control system
    • F16D2500/706Strategy of control
    • F16D2500/7061Feed-back
    • F16D2500/70615PI control
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D2500/00External control of clutches by electric or electronic means
    • F16D2500/70Details about the implementation of the control system
    • F16D2500/708Mathematical model
    • F16D2500/7082Mathematical model of the clutch
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Hydraulic Clutches, Magnetic Clutches, Fluid Clutches, And Fluid Joints (AREA)

Abstract

본 발명은 컨트롤러가 클러치의 슬립량에 따라 구한 목표슬립변화량에 파워트레인의 회전관성모멘트를 곱하여 클러치의 피드포워드 제어 입력량을 산출하는 피드포워드산출단계와; 상기 컨트롤러가 상기 클러치의 슬립량에 따라 비례제어성분과 적분제어성분의 피드백 제어 입력량을 산출하는 PI피드백산출단계와; 상기 컨트롤러가 상기 클러치의 슬립량에 따라 슬라이딩모드 제어에 의한 피드백 제어 입력량을 산출하는 슬라이딩피드백산출단계와; 상기 컨트롤러가 상기 피드포워드산출단계와 PI피드백산출단계 및 슬라이딩피드백산출단계의 출력들을 합하여 클러치 제어 입력토크를 산출하는 제어량산출단계와; 상기 컨트롤러가 상기 제어량산출단계에서 산출된 클러치 제어 입력토크에 따라 클러치를 제어하는 클러치제어단계를 포함하여 구성된다.

Description

차량의 클러치 제어방법{CLUTCH CONTROL METHOD FOR VEHICLE}
본 발명은 차량의 클러치 제어방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 건식 클러치를 탑재한 차량의 주행 시, 클러치의 특성 학습을 위해 클러치의 토크를 제어하는 기술에 관한 것이다.
AMT(Automated Manual Transmission)나 DCT(Dual Clutch Transmission) 등과 같이 건식 클러치를 차량 동력계에 구비한 차량은 상기 클러치를 제어하는 컨트롤러가 상기 클러치의 전달토크 특성을 항상 정확하게 파악하고 있어야 정확한 클러치 전달토크의 제어가 가능하다.
상기 건식 클러치는 이를 작동시키는 액츄에이터의 스트로크에 대한 클러치 전달토크의 특성이 온도나 기타 여러 가지 요인에 의해 거의 매 순간 실시간으로 변화하기 때문에, 학습에 의해 가급적 실제 클러치의 특성에 근접한 데이터를 확보하도록 노력한다.
상기 액츄에이터의 스트로크에 대한 클러치 전달토크의 특성은 T-S커브라고 하는 클러치 전달토크와 액츄에이터 스트로크의 관계로 정의되어, 맵으로 구비하고 컨트롤러가 학습에 의해 상기 맵을 갱신하면서 항상 실제 클러치 특성에 근접한 데이터를 확보하도록 한다.
상기 컨트롤러가 클러치 특성을 학습하는 방법은 대체로 변속 등과 같은 이벤트가 없는 비교적 안정된 상황에서 클러치를 수십 RPM이내로 미소하게 슬립시키면서, 클러치와 엔진의 운동방정식에 근거하여, 그때의 액츄에이터 스트로크에 따른 클러치 전달토크를 연산하는 방법을 사용하며, 이러한 학습 조건을 충족시키기 위해 컨트롤러가 일부러 미소하게 클러치를 슬립시키는 상황을 마이크로슬립(MICRO-SLIP) 상황이라고 한다.
상기 마이크로슬립 상황은 상기한 바와 같이 클러치 특성의 학습을 위해서는 필요하지만, 역시 동력전달 손실을 초래하는 것이 사실이어서, 학습의 필요성이 상대적으로 떨어지는 일부 상황에서는 클러치를 완전체결 상태로 하여 차량의 연비를 향상시키도록 하는 바, 상기와 같은 클러치의 완전 체결 상태를 풀락(FULL LOCK)상태라고 한다.
한편, 컨트롤러가 상기와 같이 클러치 특성의 학습을 위해서는 마이크로슬립 상태를 형성하도록 클러치를 제어해야 하는데, 일정한 수준의 슬립을 형성 및 유지하도록 클러치를 제어하는 것이 실질적으로 용이하지 않다.
그 주된 이유는 우선 컨트롤러로 입력되는 엔진토크의 부정확성, 순간적인 차량의 부하 변화, 노면의 불균일 등과 같이 클러치의 양쪽으로 입력되는 토크의 외란이 지속적으로 발생하고, 클러치를 제어하는 액츄에이터의 응답지연에 따른 피드백 제어 응답속도의 한계 등이다.
특히, 클러치 액츄에이터의 백래쉬에 의해 제어입력이 양의 값과 음의 값으로 계속 변화하는 경우에는 그 응답은 더욱 느려지게 된다.
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 10-2014-0055192 A
본 발명은 건식 클러치 탑재 차량에서 클러치 특성의 학습을 위한 클러치의 마이크로슬립 상태를 안정적으로 유지할 수 있도록 함으로써, 클러치 특성의 학습이 보다 정확하고 신속하게 이루어져서, 궁극적으로는 차량의 변속 성능을 포함한 주행성능 전반의 향상을 도모할 수 있도록 한 차량의 클러치 제어방법을 제공함에 그 목적이 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 차량의 클러치 제어방법은,
컨트롤러가 클러치의 슬립량에 따라 구한 목표슬립변화량에 파워트레인의 회전관성모멘트를 곱하여 클러치의 피드포워드 제어 입력량을 산출하는 피드포워드산출단계와;
상기 컨트롤러가 상기 클러치의 슬립량에 따라 비례제어성분과 적분제어성분의 피드백 제어 입력량을 산출하는 PI피드백산출단계와;
상기 컨트롤러가 상기 클러치의 슬립량에 따라 슬라이딩모드 제어에 의한 피드백 제어 입력량을 산출하는 슬라이딩피드백산출단계와;
상기 컨트롤러가 상기 피드포워드산출단계와 PI피드백산출단계 및 슬라이딩피드백산출단계의 출력들을 합하여 클러치 제어 입력토크를 산출하는 제어량산출단계와;
상기 컨트롤러가 상기 제어량산출단계에서 산출된 클러치 제어 입력토크에 따라 클러치를 제어하는 클러치제어단계를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
상기 PI피드백산출단계에서는 목표슬립량과 슬립량의 차이인 슬립에러 S에 대한 시스템 응답특성을 다음의 수학식 1과 같이 가정하고,
Figure 112017087805303-pat00001
위 수학식 1을 일반적인 2차 시스템 응답특성을 나타내는 다음 수학식 2와 대응시키고,
Figure 112017087805303-pat00002
댐핑계수 ?를 1로 설정하여 파워트레인의 충격 및 울컥거림을 방지하도록 하면,
적분제어게인인 상기 수학식 1의 KI는 다음 수학식 3에 의해 결정되고;
Figure 112017087805303-pat00003
비례제어게인인 상기 수학식 1의 Kp는 클러치 액츄에이터의 응답속도와 오버슈트를 고려하여 설정하고,
상기 비례제어게인 Kp과 적분제어게인 KI에 상기 슬립에러 S를 각각 곱하고 그 결과를 더하여 상기 PI피드백산출단계에서의 피드백 제어 입력량을 산출하도록 할 수 있다.
상기 슬라이딩피드백산출단계는 상기 목표슬립량과 슬립량의 차이인 슬립에러 S에 대한 시스템 응답특성을 다음 수학식 4와 같이 가정하고,
Figure 112017087805303-pat00004
상기 수학식 4의 우변을 0로 만들기 위한 슬라이딩제어게인 Ks를 다음의 수학식 5의 범위 내에서 설정하여,
Figure 112017087805303-pat00005
상기 Kssgn(S)를 상기 슬라이딩피드백산출단계에서의 피드백 제어 입력량으로 산출하도록 할 수 있다.
상기 슬라이딩피드백산출단계는 상기 목표슬립량과 슬립량의 차이인 슬립에러 S에 대한 시스템 응답특성을 다음 수학식 6과 같이 가정하고,
Figure 112017087805303-pat00006
상기 수학식 6의 우변을 0로 만들기 위한 슬라이딩제어게인 Ks를 다음의 수학식 5의 범위 내에서 설정하여,
Figure 112017087805303-pat00007
상기
Figure 112017087805303-pat00008
를 상기 슬라이딩피드백산출단계에서의 피드백 제어 입력량으로 산출하도록 할 수 있다.
상기 클러치제어단계에서는 상기 제어량산출단계에서의 클러치 제어 입력토크에 해당하는 클러치 액츄에이터 스트로크를 T-S커브맵으로부터 산출하여 상기 클러치 액츄에이터를 제어하고;
상기 클러치 액츄에이터의 스트로크를 측정하여, 상기 클러치 제어 입력토크와 측정된 스크로크를 이용하여 상기 T-S커브맵을 갱신하는 클러치토크학습을 함께 수행하도록 할 수 있다.
본 발명은 건식 클러치 탑재 차량에서 클러치 특성의 학습을 위한 클러치의 마이크로슬립 상태를 안정적으로 유지할 수 있도록 함으로써, 클러치 특성의 학습이 보다 정확하고 신속하게 이루어져서, 궁극적으로는 차량의 변속 성능을 포함한 주행성능 전반의 향상을 도모할 수 있도록 한다.
도 1은 본 발명이 적용될 수 있는 DCT차량의 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 차량의 클러치 제어방법을 설명한 블록도,
도 3은 본 발명에서 sign함수의 특성을 설명한 도면,
도 4는 본 발명의 sliding surface 정의를 설명한 도면,
도 5는 본 발명에서 saturation함수의 특성을 설명한 도면,
도 6은 본 발명의 슬라이딩모드 제어를 설명한 도면,
도 7은 본 발명에 의해 마이크로슬립제어를 구현하는 것을 도시한 개념도이다.
도 1을 참조하면, 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.
상기 두 클러치(1)는 각각 두 입력축(IN)에 연결되며, 각 입력축(IN)의 회전속도를 측정하는 입력축속도센서(9)가 설치되어, 상기 컨트롤러(5)는 상기 입력축속도센서(9)로부터의 신호에 의해 상기 클러치(1)의 속도를 인식한다.
즉, 여기서, 상기 입력축의 속도는 연결된 클러치(1)의 속도와 같은 물리량을 의미한다.
물론, 상기 컨트롤러(5)는 이외에도 엔진토크 및 엔진속도 등의 정보를 제공받도록 되어 있으며, 상기 클러치액츄에이터(3)로부터 실제 작동된 스트로크 정보를 입력 받도록 구성된다.
한편, 상기 엔진(E)은 전기차나 하이브리드 차량 등의 경우에는 모터로 대체될 수 있을 것이다.
도 2를 참조하면, 본 발명 차량의 클러치 제어방법은, 컨트롤러(5)가 클러치의 슬립량에 따라 구한 목표슬립변화량에 파워트레인의 회전관성모멘트를 곱하여 클러치의 피드포워드 제어 입력량을 산출하는 피드포워드산출단계(S10)와; 상기 컨트롤러가 상기 클러치의 슬립량에 따라 비례제어성분과 적분제어성분의 피드백 제어 입력량을 산출하는 PI피드백산출단계(S20)와; 상기 컨트롤러가 상기 클러치의 슬립량에 따라 슬라이딩모드 제어에 의한 피드백 제어 입력량을 산출하는 슬라이딩피드백산출단계(S30)와; 상기 컨트롤러가 상기 피드포워드산출단계(S10)와 PI피드백산출단계(S20) 및 슬라이딩피드백산출단계(S30)의 출력들을 합하여 클러치 제어 입력토크를 산출하는 제어량산출단계(S40)와; 상기 컨트롤러가 상기 제어량산출단계(S40)에서 산출된 클러치 제어 입력토크에 따라 클러치를 제어하는 클러치제어단계(S50)를 포함하여 구성된다.
상기 클러치의 슬립량은 결국, 엔진의 속도와 상기 입력축 속도의 차이가 되며, 도 2에서는 상기 클러치 슬립량 계산에 상기 입력축 속도를 그대로 사용하지 않고 휠속도센서(미도시)로부터 획득된 휠속도를 해당 입력축 속도로 환산한 환산값을 이용하여 상기 입력축속도센서(9)에서 측정된 측정값을 필터링함으로써, 보다 안정된 입력축 속도(클러치 속도)를 산출하여 상기 엔진속도와의 차로 상기 클러치 슬립량을 산출하도록 하고 있다.
상기 피드포워드산출단계(S10)에서 상기 클러치 슬립량에 따라 목표슬립변화량을 구하는 것은 도시된 바와 같이 클러치 슬립량을 입력변수로 하여 원하는 마이크로슬립 상태를 구현하기 위한 목표슬립변화량을 출력으로 하는 목표슬립변화량맵(11)을 사전에 구비해 두고, 상기 계산된 클러치 슬립량에 해당하는 목표슬립변화량을 상기 목표슬립변화량맵(11)으로부터 구하는 것이다.
상기 목표슬립변화량에 곱하는 파워트레인의 회전관성모멘트란 결국 제어 대상 클러치에 연결된 모든 회전 부품들의 회전관성모멘트를 의미하는 것으로, 이렇게 구해진 피드포워드 제어 입력량은, 물리적으로 목표로 하는 클러치의 마이크로슬립 상태를 구현하기 위해 현재 필요한 클러치 전달토크가 되는 것이다.
물론, 상기한 바와 같은 피드포워드 제어 입력량만으로 클러치의 마이크로슬립 상태가 원하는 수준으로 유지되면 바람직하겠지만, 각종 외란과 오차 등에 의해 추가적인 제어가 필요하며, 본 발명에서는 이러한 추가적인 제어를 상기 PI피드백산출단계(S20)와 상기 슬라이딩피드백산출단계(S30)에 의해 구해지는 피드백 제어 입력량들을 추가로 구하여 제어에 활용함으로써, 보다 정확하고 안정된 마이크로슬립 상태를 구현할 수 있도록 하는 것이다.
상기 PI피드백산출단계(S20)에서는 목표슬립량과 슬립량의 차이인 슬립에러 S에 대한 시스템 응답특성을 다음의 수학식 1과 같이 가정한다.
Figure 112017087805303-pat00009
여기서, 상기 슬립에러 S = ωslip - ωslip _ target이며,
ωslip은 상기 클러치 슬립량이며, ωslip _target은 마이크로슬립을 구현하기 위한 클러치 슬립량으로 예컨대 15RPPM, 20RPM 등으로 정해지는 목표슬립량이다.
위 수학식 1을 일반적인 2차 시스템 응답특성을 나타내는 다음 수학식 2와 대응시키고,
Figure 112017087805303-pat00010
상기 수학식 2의 댐핑계수 ζ를 1로 설정하여 파워트레인의 충격 및 울컥거림을 방지하도록 하면,
적분제어게인인 상기 수학식 1의 KI는 다음 수학식 3에 의해 결정되고;
Figure 112017087805303-pat00011
비례제어게인인 상기 수학식 1의 Kp는 클러치 액츄에이터의 응답속도와 오버슈트를 고려하여 실험적, 설계적으로 설정하여,
상기 비례제어게인 Kp과 적분제어게인 KI에 상기 슬립에러 S를 각각 곱하고 그 결과를 더하여 상기 PI피드백산출단계(S20)에서의 피드백 제어 입력량을 산출하는 것이다.
참고로, 상기 ωn은 질량체가 댐퍼와 스프링으로 구속되어 있는 1자유도계의 일반적인 2차 시스템 응답에 나타나는 고유진동수를 의미한다.
한편, 상기 슬라이딩피드백산출단계(S30)는 상기 목표슬립량과 슬립량의 차이인 슬립에러 S에 대한 시스템 응답특성을 다음 수학식 4와 같이 가정하고,
Figure 112017087805303-pat00012
상기 수학식 4의 우변을 0로 만들기 위한 슬라이딩제어게인 Ks를 다음의 수학식 5의 범위 내에서 설정하여,
Figure 112017087805303-pat00013
상기 Kssgn(S)를 상기 슬라이딩피드백산출단계(S30)에서의 피드백 제어 입력량으로 산출하는 것이며, 이는 상기 수학식 4의 우변을 0로 만들어서 결과적으로는 상기 수학식 4가 상기 수학식 1과 같은 상태가 될 수 있도록 하기 위한 제어 입력량을 의미한다.
여기서, 상기 TL/JC는 차량이 주행하는 노면 상황이나 차량의 충격 등과 같이 시간에 따라 해당 클러치로 입력되는 외란을 의미하는 바, 구체적으로 상기 TL은 클러치로 제공되는 외란에 의한 토크성분이고, JC는 클러치의 관성모멘트이다.
상기 sgn(S)는 sign함수 또는 switching함수라고 하며, 도 3에 도시된 바와 같은 특성을 가지는 함수를 의미한다.
도 4는 본 발명에서 상기 슬라이딩모드 제어의 sliding surface를 정의한 것을 도시한 것으로서, 초기 에러 상태로부터 슬라이딩모드 제어에 의한 피드백 제어 입력량 Kssgn(S)를 적용함에 따라 점차 슬립에러가 0로 수렴해 가는 것을 설명하고 있다.
여기서, 상기 Ks_MAX는 본 슬라이딩모드 제어에 의한 비선형 제어의 최대값을 제한하고자 하는 슬라이딩제어게인 최대치로서, 예컨대 1Nm 등과 같이 설정될 수 있을 것이며, 이러한 크기의 Ks_MAX는 예컨대 일반적인 승용차량의 DCT 등에서 클러치 전달토크가 약 50 내지 80Nm인 영역에서 클러치액츄에이터 스트로크로는 약 0.3mm에 해당할 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시예로서, 상기 슬라이딩피드백산출단계(S30)는 상기 목표슬립량과 슬립량의 차이인 슬립에러 S에 대한 시스템 응답특성을 다음 수학식 6과 같이 가정할 수 있다.
Figure 112017087805303-pat00014
여기서도 상기와 마찬가지로 상기 수학식 6의 우변을 0로 만들기 위한 슬라이딩제어게인 Ks를 다음과 같은 상기 수학식 5의 범위 내에서 설정하여,
Figure 112017087805303-pat00015
상기
Figure 112017087805303-pat00016
를 상기 슬라이딩피드백산출단계(S30)에서의 피드백 제어 입력량으로 산출하는 것이다.
여기서, 상기
Figure 112017087805303-pat00017
는 도 5와 같은 saturation함수를 의미하는 바, 그 의미를 도 6을 참조하여 살펴보면, 본 슬라이딩모드 제어에 의해 마이크로슬립 목표인 sliding surface를 따라 클러치 슬립에러가 0으로 수렴해 가도록 함에 있어서, 비선형입력으로 빠르게 피드백 제어 입력량을 가할 슬립에러의 범위σ는 ±5RPM이며, 여기서 슬립에러 S가 ±5RPM 이내의 범위인 상황에서는 상기 슬라이딩모드 제어에 의한 피드백 제어 입력량
Figure 112017087805303-pat00018
는 상기 슬립에러 S에 비례하여 커지지만, 상기 범위σ를 벗어나면, Ks로 일정한 값이 됨을 의미하며, 이 Ks는 슬라이딩모드 제어에 의한 피드백 제어 입력량인 토크값을 의미한다.
결국, 상기 saturation 함수를 이용함에 의해 상기 슬립에러의 범위σ 내에서는 슬립에러의 크기에 따라 비례하여 커지는 피드백 제어 입력량을 제공하고, 이 범위σ를 벗어나더라도 슬라이딩모드 제어에 의한 피드백 제어 입력량은 상기 Ks로 한정한다는 것이다.
참고로, 도 4와 도 6의 λ는 sliding surface의 기울기를 의미한다.
한편, 상기 클러치제어단계(S50)에서는 상기 제어량산출단계(S40)에서의 클러치 제어 입력토크에 해당하는 클러치 액츄에이터 스트로크를 T-S커브맵으로부터 산출하여 상기 클러치 액츄에이터를 제어하고, 상기 클러치 액츄에이터의 스트로크를 측정하여, 상기 클러치 제어 입력토크와 측정된 스크로크를 이용하여 상기 T-S커브맵을 갱신하는 클러치토크학습을 함께 수행한다.
이러한 클러치토크학습에 의해 보다 클러치의 현 상태에 적합한 T-S커브맵의 상태를 확보하여, 이후 제어의 정확성을 확보할 수 있게 된다.
참고로, 도 7은 상기한 바와 같은 차량의 클러치 제어방법에 의해 클러치의 마이크로슬립 상태를 형성하는 것을 개념적으로 도시하고 있다.
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
9; 입력축속도센서
E; 엔진
W; 구동륜
IN; 입력축
S10; 피드포워드산출단계
S20; PI피드백산출단계
S30; 슬라이딩피드백산출단계
S40; 제어량산출단계
S50; 클러치제어단계

Claims (5)

  1. 컨트롤러가 클러치의 슬립량에 따라 구한 목표슬립변화량에 파워트레인의 회전관성모멘트를 곱하여 클러치의 피드포워드 제어 입력량을 산출하는 피드포워드산출단계와;
    상기 컨트롤러가 상기 클러치의 슬립량에 따라 비례제어성분과 적분제어성분의 피드백 제어 입력량을 산출하는 PI피드백산출단계와;
    상기 컨트롤러가 상기 클러치의 슬립량에 따라 슬라이딩모드 제어에 의한 피드백 제어 입력량을 산출하는 슬라이딩피드백산출단계와;
    상기 컨트롤러가 상기 피드포워드산출단계와 PI피드백산출단계 및 슬라이딩피드백산출단계의 출력들을 합하여 클러치 제어 입력토크를 산출하는 제어량산출단계와;
    상기 컨트롤러가 상기 제어량산출단계에서 산출된 클러치 제어 입력토크에 따라 클러치를 제어하는 클러치제어단계;
    를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 차량의 클러치 제어방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 PI피드백산출단계에서는 목표슬립량과 슬립량의 차이인 슬립에러 S에 대한 시스템 응답특성을 다음의 수학식 1과 같이 가정하고,
    Figure 112017087805303-pat00019

    위 수학식 1을 일반적인 2차 시스템 응답특성을 나타내는 다음 수학식 2와 대응시키고,
    Figure 112017087805303-pat00020

    댐핑계수 ζ를 1로 설정하여 파워트레인의 충격 및 울컥거림을 방지하도록 하면,
    적분제어게인인 상기 수학식 1의 KI는 다음 수학식 3에 의해 결정되고;
    Figure 112017087805303-pat00021

    비례제어게인인 상기 수학식 1의 Kp는 클러치 액츄에이터의 응답속도와 오버슈트를 고려하여 설정하고,
    상기 비례제어게인 Kp과 적분제어게인 KI에 상기 슬립에러 S를 각각 곱하고 그 결과를 더하여 상기 PI피드백산출단계에서의 피드백 제어 입력량을 산출하는 것
    을 특징으로 하는 차량의 클러치 제어방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 슬라이딩피드백산출단계는 목표슬립량과 슬립량의 차이인 슬립에러 S에 대한 시스템 응답특성을 다음 수학식 4와 같이 가정하고,
    Figure 112018114356069-pat00022

    상기 수학식 4의 우변을 0로 만들기 위한 슬라이딩제어게인 Ks를 다음의 수학식 5의 범위 내에서 설정하여,
    Figure 112018114356069-pat00023

    상기 Kssgn(S)를 상기 슬라이딩피드백산출단계에서의 피드백 제어 입력량으로 산출하는 것
    을 특징으로 하는 차량의 클러치 제어방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 슬라이딩피드백산출단계는 목표슬립량과 슬립량의 차이인 슬립에러 S에 대한 시스템 응답특성을 다음 수학식 6과 같이 가정하고,
    Figure 112018114356069-pat00024

    상기 수학식 6의 우변을 0로 만들기 위한 슬라이딩제어게인 Ks를 다음의 수학식 5의 범위 내에서 설정하여,
    Figure 112018114356069-pat00025

    상기
    Figure 112018114356069-pat00026
    를 상기 슬라이딩피드백산출단계에서의 피드백 제어 입력량으로 산출하는 것
    을 특징으로 하는 차량의 클러치 제어방법.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 클러치제어단계에서는 상기 제어량산출단계에서의 클러치 제어 입력토크에 해당하는 클러치 액츄에이터 스트로크를 T-S커브맵으로부터 산출하여 상기 클러치 액츄에이터를 제어하고;
    상기 클러치 액츄에이터의 스트로크를 측정하여, 상기 클러치 제어 입력토크와 측정된 스크로크를 이용하여 상기 T-S커브맵을 갱신하는 클러치토크학습을 함께 수행하는 것
    을 특징으로 하는 차량의 클러치 제어방법.
KR1020170115720A 2017-09-11 2017-09-11 차량의 클러치 제어방법 KR101988125B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170115720A KR101988125B1 (ko) 2017-09-11 2017-09-11 차량의 클러치 제어방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170115720A KR101988125B1 (ko) 2017-09-11 2017-09-11 차량의 클러치 제어방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190029812A KR20190029812A (ko) 2019-03-21
KR101988125B1 true KR101988125B1 (ko) 2019-06-12

Family

ID=66036635

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170115720A KR101988125B1 (ko) 2017-09-11 2017-09-11 차량의 클러치 제어방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101988125B1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110347173B (zh) * 2019-08-21 2021-07-13 哈尔滨工业大学 一种基于非连续自适应控制的航天器姿态跟踪控制方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003172378A (ja) 2001-12-07 2003-06-20 Hitachi Ltd 自動変速機の制御装置及び制御方法
JP2010190283A (ja) 2009-02-17 2010-09-02 Nissan Motor Co Ltd クラッチ制御装置
US20160069402A1 (en) 2013-03-13 2016-03-10 Eaton Corporation System and Method for Clutch Pressure Control

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101401551B1 (ko) * 2012-07-03 2014-06-03 한국과학기술원 차량용 마찰 클러치 토크 예측 방법 및 장치
KR101393872B1 (ko) 2012-10-30 2014-05-12 기아자동차주식회사 차량의 건식클러치 전달토크 예측 방법

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003172378A (ja) 2001-12-07 2003-06-20 Hitachi Ltd 自動変速機の制御装置及び制御方法
JP2010190283A (ja) 2009-02-17 2010-09-02 Nissan Motor Co Ltd クラッチ制御装置
US20160069402A1 (en) 2013-03-13 2016-03-10 Eaton Corporation System and Method for Clutch Pressure Control

Also Published As

Publication number Publication date
KR20190029812A (ko) 2019-03-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN112088105B (zh) 牵引力控制系统
KR101724913B1 (ko) 듀얼클러치식 하이브리드차량의 변속 제어방법 및 그 제어시스템
KR101776499B1 (ko) 하이브리드 차량의 클러치 제어방법
US9663107B2 (en) Launch control method for vehicle with dry-type clutch
US7603219B2 (en) Method for estimating clutch engagement parameters in a strategy for clutch management in a vehicle powertrain
Van Berkel et al. Fast and smooth clutch engagement control for dual-clutch transmissions
CN108223608B (zh) 用于车辆的离合器控制方法
JP5152003B2 (ja) 前後加速度制御装置
CN102114835B (zh) 一种用于在车辆启动时控制离合器的方法
JP6262081B2 (ja) 変速機クラッチトルク推定方法
Lu et al. Data-driven predictive gearshift control for dual-clutch transmissions and FPGA implementation
Van Berkel et al. Fast and smooth clutch engagement control for a mechanical hybrid powertrain
KR101948647B1 (ko) Dct변속기 클러치 터치 포인트 학습방법
JP5746376B2 (ja) ハイブリッド電気自動車コントローラ及び、ハイブリッド電気自動車の制御方法
JP5098736B2 (ja) 車両速度制御装置
JP6289993B2 (ja) 変速機クラッチトルク推定方法
JP2015102241A5 (ko)
KR20130017403A (ko) 액추에이터 제어 장치 및 방법
CN1573172B (zh) 设备的控制装置
KR101988125B1 (ko) 차량의 클러치 제어방법
KR20190112537A (ko) 파워 트레인의 통합 제어 방법 및 통합 제어기
KR20200113527A (ko) 차량의 변속기 클러치토크 오학습 방지방법
KR20210110462A (ko) 차량의 클러치 제어방법
KR102391009B1 (ko) 차량의 클러치 제어방법
CN107914710B (zh) 用于车辆推进系统控制的系统和方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant