KR102012570B1 - Dct 클러치 변속 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 토크 페이즈 제어 과정에서 엔진 RPM 변화량을 관측하여 결합측 클러치 목표 토크에 피드백 보정 항을 추가하여 플레어 현상 및 인터락 현상을 개선하는 DCT 클러치 변속 제어방법에 관한 것이다. 이를 위해 본 발명에 따른 DCT 클러치 변속 제어방법은, DCT(Double Clutch Transmission) 클러치 변속 제어방법에 있어서, DCT의 변속 제어 과정 중 두 클러치가 토크를 교환하는 토크 페이즈에서 목표 엔진 RPM 변화량 대비 실제 값의 오차를 관측하면서 결합측 클러치 토크에 대해 피드백 제어를 하는 단계를 포함하며, 상기 토크 페이즈에서는 지정된 시간 안에 해방측 클러치 토크를 0Nm까지 감속시키고 결합측 클러치 토크를 목표값으로 상승시키는 것을 특징으로 한다.

Description

DCT 클러치 변속 제어방법{METHOD FOR HOW TO CONTROL DCT CLUTCH SHIFT}

본 발명은 DCT 클러치 변속 제어방법에 관한 것으로, 특히 토크 페이즈 제어 과정에서 엔진 RPM 변화량을 관측하여 플레어 현상 및 인터락 현상을 개선하는 DCT 클러치 변속 제어방법에 관한 것이다.

DCT(Double Clutch Transmission)는 수동변속기에 클러치/기어 시프트 액츄에이터를 장착한 AMT(Automated Manual Transmission)의 한 종류이다.

DCT의 변속 과정에서 클러치 액츄에이터는 TCU에 저장된 T-S 커브(목표 토크 대비 스트로크 곡선)를 토대로 제어한다. 건식 클러치 특성 상 클러치 특성의 변화폭이 커서 T-S커브 학습을 상시 실시하지만, 만약 실제 클러치 특성이 급격히 변하여 T-S커브와 오차가 생기면 클러치 목표 토크를 정확히 만족하지 못하게 된다.

종래의 변속 제어 과정 중 해방 클러치 토크와 결합 클러치 토크가 교차되는 제어 과정을 ‘토크 페이즈(Torque Phase)’라고 하는데, T-S커브의 오차에 의해 정확한 클러치 토크 제어가 되지 않으면, 엔진 RPM이 순간적으로 상승하는 ‘플레어(Flare) 현상’이나 두 클러치가 엔진 RPM을 다른 방향으로 잡아당겨 토크 페이즈 마지막 순간에 충격이 나는 ‘인터락(Interlock) 현상’이 발생하게 되는 문제점이 있었다.

대한민국 등록특허공보 제10-1583919호 (2016년01월04일)

본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 극복하기 위한 것으로서, 토크 페이즈 제어 과정에서 엔진 RPM 변화량을 관측하여 결합측 클러치 목표 토크에 피드백 보정 항을 추가하여 플레어 현상 및 인터락 현상을 개선하는 DCT 클러치 변속 제어방법을 제공하는 데에 그 목적이 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급된 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 DCT 클러치 변속 제어방법은, DCT(Double Clutch Transmission) 클러치 변속 제어방법에 있어서, DCT의 변속 제어 과정 중 두 클러치가 토크를 교환하는 토크 페이즈에서 목표 엔진 RPM 변화량 대비 실제 값의 오차를 관측하면서 결합측 클러치 토크에 대해 피드백 제어를 하는 단계를 포함하며, 상기 토크 페이즈에서는 지정된 시간 안에 해방측 클러치 토크를 0Nm까지 감속시키고 결합측 클러치 토크를 목표값으로 상승시킨다.

상기 결합측 클러치 토크 목표값은 수학식 “ Tc=Te - Ie * We “ 과 같이 계산될 수 있다.

여기서, Tc는 클러치 목표 토크값, Te는 엔진 토크, Ie는 엔진 회전 관성, We는 엔진 각가속도이다.

또한, 본 발명은 a)EMS로부터 실시간으로 엔진 토크(Te) 정보를 수신하는 단계; b)차량 엔진에 대한 고유 특성인 엔진 회전 관성(Ie)과, 엔진 각가속도(We)를 곱한 값을 취하여 상기 엔진 토크(Te)에 가감하는 단계; c)상기 엔진 토크와 엔진 RPM 각가속도에 의해 클러치 목표 토크(Tc.int)가 계산되어 결정되는 단계; d)클러치 목표 토크 보정량(x)을 산출하는 피드백 컨트롤 단계를 추가하여, 클러치 제어를 수행하는 단계; e)상기 피드백 컨트롤 단계에 따라 목표 토크가 보정된 최종 클러치 목표 토크값(Tc.final)이 결정되는 단계를 포함한다.

상기　c)단계에서 계산된 클러치 목표 토크(Tc.int)에 대한 제어에 의하여 엔진　RPM과 해방측 클러치　RPM이　일정한　슬립(Slip)RPM을　유지하며 상승할　수 있다.

상기 e)단계에서 상기 피드백 컨트롤 단계에서의 목표량은 차량 휠스피드와 기어비로 역산한 가상의 클러치 RPM의 각가속도(Wc.virtual)이며, 엔진 각가속도와의 차이를 에러로 계산하여, 목표 각가속도와 실제 엔진 각가속도(We.real)를 같게 만들도록 PI 계수(x=Pe+Pi)를 설정후 클러치 목표 토크 보정량(x)을 산출할 수 있다.

본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 DCT 클러치 변속 제어방법에 의하면, 토크 페이즈 제어 과정에서 엔진 RPM 변화량을 관측하여 결합측 클러치 목표 토크에 피드백 보정 항을 추가하여 플레어 현상 및 인터락 현상을 방지함으로써, 변속 품질을 향상시킬 수 있으며, SW를 통한 로직 구현이므로 제조 원가를 상승시키지 않고도 플레어 현상 및 인터락 현상을 개선할 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급된 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 DCT 클러치 변속 제어방법으로서, 클러치 목표 토크 제어를 나타낸 흐름도,
도 2는 본 발명에 따른 DCT 클러치 변속 제어방법으로서, 목표 엔진 RPM 변화량 피드백 제어를 나타낸 흐름도,
도 3은 본 발명에 따른 DCT 상단 변속 과정을 나타낸 그래프,
도 4는 본 발명에 따른 토크페이즈 클러치 토크 피드백 제어를 나타낸 그래프이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 제한되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 기술자에게 본 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 명세서 전체에 걸쳐 동일한 도면 부호는 동일한 구성 요소를 지칭하며, "및/또는"은 언급된 구성요소들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. 비록 "제1", "제2" 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.

공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 구성요소와 다른 구성요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작시 구성요소들의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들어, 도면에 도시되어 있는 구성요소를 뒤집을 경우, 다른 구성요소의 "아래(below)"또는 "아래(beneath)"로 기술된 구성요소는 다른 구성요소의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 구성요소는 다른 방향으로도 배향될 수 있으며, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 DCT 클러치 변속 제어방법으로서, 클러치 목표 토크 제어를 나타낸 흐름도이고, 도 2는 본 발명에 따른 DCT 클러치 변속 제어방법으로서, 목표 엔진 RPM 변화량 피드백 제어를 나타낸 흐름도이다.

또한, 도 3은 본 발명에 따른 DCT 상단 변속 과정을 나타낸 그래프이고, 도 4는 본 발명에 따른 토크페이즈 클러치 토크 피드백 제어를 나타낸 그래프이다.

본 발명은 DCT(Double Clutch Transmission)의 변속 제어 과정 중 두 클러치가 토크를 교환하는 토크 페이즈에서 목표 엔진 RPM 변화량 대비 실제 값의 오차를 관측하면서 결합측 클러치 토크에 대해 피드백 제어를 하는 것이다.

토크 페이즈에서는 지정된 시간 안에 해방측 클러치 토크를 0Nm까지 감속시키고 결합측 클러치 토크를 목표값으로 상승시키는데 이때, 결합측 클러치 토크 목표값은 다음의 수학식 1과 같이 계산된다.

여기서, Tc는 클러치 목표 토크값, Te는 엔진 토크, Ie는 엔진 회전 관성, We는 엔진 각가속도이다.

도 1을 참조하면, 먼저 EMS로부터 실시간으로 엔진 토크(Te) 정보를 수신한다(S10).

또한, 차량 엔진에 대한 고유 특성인 엔진 회전 관성(Ie)과, 엔진 각가속도(We)를 곱한 값을 취하여 상기 엔진 토크(Te)에 가감한다(S11). 이때, 상기 엔진 각가속도(We)는 엔진 스피드 센서로부터 수신되는 RPM을 각속도계로 변환하여 미분한 값이다.

결국 위 수학식 1에 의하여 클러치 목표 토크(Tc.int)는 엔진 토크와 엔진 RPM 각가속도에 의해 계산되어 결정된다(S20).

이렇게 계산된 클러치 목표 토크(Tc.int)에 대해 정확한 제어가 되는 경우 도　3에 도시된 바와 같이,　엔진　RPM과 해방측 클러치　RPM이 일정한 슬립(Slip) RPM을 유지하며 상승한다.

하지만, 클러치 토크 제어가 부정확할 경우(클러치 하드웨어 특성이 급격히 변하거나, 토크-스트로크 커브 학습값이 부정확한 경우), 엔진 RPM이 순각적으로 상승하는 '플레어(Flare) 현상'이나 두 클러치가 엔진 RPM을 다른 방향으로 잡아당겨 토크 페이즈 마지막 순간에 충격이 나는 '인터락(Interlock) 현상'이 발생하게 된다.

본 발명은 이러한 현상을 개선하기 위해 클러치 목표 토크 보정량(x)을 산출하는 피드백 컨트롤 단계를 추가하여, 플레이 현상이나 인터락 현상을 미리 방지할 수 있도록 클러치 제어를 수행한다(S30).

상기와 같은 피드백 컨트롤 단계에 따라 목표 토크가 보정된 최종 클러치 목표 토크값(Tc.final)이 결정된다(S40).

상기 피드백 컨트롤 단계에서의 목표량은 차량 휠스피드와 기어비로 역산한 가상의 클러치 RPM의 각가속도(Wc.virtual)이며(S50), 엔진 각가속도와의 차이를 에러(e)로 계산하여(S52), 목표 각가속도와 실제 엔진 각가속도(We.real)를 같게 만들도록 에러(e)에 대한 비례제어 토크보정량(P.e)과 상기 에러(e)에 대한 적분제어 토크보정량(I.e)을 포함한 PI(Proportional Integral) 계수를 설정(S51)후 클러치 목표 토크 보정량(x=P.e+I.e)을 산출한다.

도 4에서 예를 들어 설명하면, 엔진 플레어 현상이 발생한 경우의 엔진 RPM(주황색 점선) 및 클러치 토크(하늘색 점선)을 나타낸다.

본 발명의 피드백 제어를 하는 경우, 엔진 각가속도와 계산된 목표 각가속도의 오차에 비례하여 클러치 목표토크를 보정(남색 실선)하기 때문에 이상적인 엔진 RPM(빨간색 실선)을 구현할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 상기와 같이 구성된 본 발명에 의하면, 토크 페이즈 제어 과정에서 엔진 RPM 변화량을 관측하여 결합측 클러치 목표 토크에 피드백 보정 항을 추가하여 플레어 현상 및 인터락 현상을 방지함으로써, 변속 품질을 향상시킬 수 있다.

본 명세서에 기재된 본 발명의 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시예에 관한 것으로 발명의 기술적 사상을 모두 포괄하는 것은 아니므로, 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다. 따라서, 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 권리범위 내에 있게 된다.

Claims (6)

1. DCT(Double Clutch Transmission) 클러치 변속 제어방법에 있어서,
   DCT의 변속 제어 과정 중 두 클러치가 토크를 교환하는 토크 페이즈에서 목표 엔진 RPM 변화량 대비 실제 값의 오차를 관측하면서 결합측 클러치 토크에 대해 피드백 제어를 하기위해,
   a)EMS로부터 실시간으로 엔진 토크(Te) 정보를 수신하는 단계;
   b)차량 엔진에 대한 고유 특성인 엔진 회전 관성(Ie)과, 엔진 각가속도(We)를 곱한 값을 취하여 상기 엔진 토크(Te)에 가감하는 단계;
   c)상기 엔진 토크와 엔진 RPM 각가속도에 의해 클러치 목표 토크(Tc.int)가 계산되어 결정되는 단계;
   d)클러치 목표 토크 보정량(x)을 산출하는 피드백 컨트롤 단계를 추가하여, 클러치 제어를 수행하는 단계;
   e)상기 피드백 컨트롤 단계에 따라 목표 토크가 보정된 최종 클러치 목표 토크값(Tc.final)이 결정되는 단계를 포함하고,
   상기 토크 페이즈에서는 지정된 시간 안에 해방측 클러치 토크를 0Nm까지 감속시키고 결합측 클러치 토크를 목표값으로 상승시키는 것을 특징으로 하는 DCT 클러치 변속 제어방법.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 결합측 클러치 토크 목표값은 수학식 “ Tc=Te - Ie * We “ 과 같이 계산되는 것을 특징으로 하는 DCT 클러치 변속 제어방법.
   여기서, Tc는 클러치 목표 토크값, Te는 엔진 토크, Ie는 엔진 회전 관성, We는 엔진 각가속도이다.
3. 삭제
4. 제 1항에 있어서,
   상기 b)단계에서 상기 엔진 각가속도(We)는 엔진 스피드 센서로부터 수신되는 RPM을 각속도계로 변환하여 미분한 값인 것을 특징으로 하는 DCT 클러치 변속 제어방법.
5. 제 1항에 있어서,
   상기　c)단계에서 계산된 클러치 목표 토크(Tc.int)에 대한 제어에 의하여 엔진　RPM과 해방측 클러치　RPM이　일정한 슬립(Slip)RPM을 유지하며 상승하는　것을　특징으로 하는　DCT　클러치 변속 제어방법.
6. 제 1항에 있어서,
   상기 e)단계에서 상기 피드백 컨트롤 단계에서의 목표량은 차량 휠스피드와 기어비로 역산한 가상의 클러치 RPM의 각가속도(Wc.virtual)이며, 엔진 각가속도와의 차이를 에러(e)로 계산하여, 목표 각가속도와 실제 엔진 각가속도(We.real)를 같게 만들도록 상기 에러(e)에 대한 비례제어 토크보정량(P.e)과 상기 에러(e)에 대한 적분제어 토크보정량(I.e)을 포함한 PI(Proportional Integral) 계수를 설정후 클러치 목표 토크 보정량(x=P.e+I.e)을 산출하는 것을 특징으로 하는 DCT 클러치 변속 제어방법.

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