KR102053431B1 - Ｄｃｔ차량의 기어치합 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기어 치합 실패 원인에 따라 기어의 예치합 전략을 차별화하여 불필요한 기어 치합 고장 진단을 방지하는 기술에 관한 것으로, 본 발명에서는 특정 주행단으로 주행 요구시, 특정 주행단 기어의 예치합을 시도하고; 상기 특정 주행단 기어의 예치합 실패시, 기어 보킹현상에 의해 예치합이 실패했는지 판단하며; 기어 보킹현상에 의한 예치합 실패로 판단시, 상기 특정 주행단의 상위 또는 하위 주행단 기어를 치합하여 차량을 주행하는고; 상기 특정 주행단 기어의 예치합을 재시도하여 특정 주행단 기어를 치합 결합하는 것을 특징으로 하는 DCT차량의 기어치합 제어방법이 소개된다.

Description

ＤＣＴ차량의 기어치합 제어방법{METHOD FOR CONTROLLING GEAR SHIFTING OF VEHICLES WITH DUAL CLUTCH TRANSMISSION}

본 발명은 기어 치합 실패 원인에 따라 기어의 예치합 전략을 차별화하여 대응함으로써, 불필요한 기어 치합 고장 진단을 방지하는 DCT차량용 기어 치합 불량시 제어방법에 관한 것이다.

자동화 수동변속기(DCT, AMT)는 수동변속기를 기반으로 클러치 작동 및 기어 변속을 자동으로 수행하는 시스템으로써 이러한 작동은 유압 또는 모터로 구동되는 액추에이터를 이용하여 이루어진다.

다만, 수동변속기와 동일한 기어 변속 구조를 갖고 있기 때문에 주행단 기어의 치합시 슬리브기어와 단기어가 맞물려 치합이 이루어지지 않는 기어보킹 현상이 발생하게 된다.

이처럼, 기어보킹 현상이 발생하는 경우 기존에는 해당 기어의 치합을 여러번 반복하여 시도하고, 이 후에도 기어 치합이 실패하면 고장으로 진단을 한다.

그러나, 기어보킹 현상과 같은 일시적인 기능 이상에 대해 고장 진단을 수행함으로써, 불필요한 필드 클레임 비용이 발생하게 되는 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 10-2016-0065616 A

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 기어 치합 실패 원인에 따라 기어의 예치합 전략을 차별화하여 대응함으로써, 불필요하게 기어 치합 고장 진단이 발생하는 것을 방지하는 DCT차량용 기어 치합 불량시 제어방법을 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은, 컨트롤러가 특정 주행단으로 주행 요구시, 특정 주행단 기어의 예치합을 시도하는 단계; 컨트롤러가 상기 특정 주행단 기어의 예치합 실패시, 기어 보킹현상에 의해 예치합이 실패했는지 판단하는 단계; 컨트롤러가 기어 보킹현상에 의한 예치합 실패로 판단시, 상기 특정 주행단의 상위 또는 하위 주행단 기어를 치합하여 차량을 주행하는 단계; 및 컨트롤러가 상기 특정 주행단 기어의 예치합을 재시도하여 특정 주행단 기어를 치합 결합하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 특정 주행단의 시프팅경로 끝부분으로 시프팅 이동한 컨트롤핑거의 최대 스트로크가 설정된 보킹구간 내에 속하는 경우, 기어 보킹현상에 의해 예치합이 실패한 것으로 판단할 수 있다.

상기 특정 주행단 기어의 예치합을 재시도하여 치합 결합하는 단계 이 후에, 상위 또는 하위 주행단에서 특정 주행단으로 변속을 실시하여 주행하도록 제어할 수 있다.

상기 특정 주행단 기어는 1단 기어이고, 기어 보킹현상에 의한 예치합 실패시 치합하는 주행단 기어는 2단 기어일 수 있다.

상기 특정 주행단 기어의 예치합이 실패한 상태에서 기어 보킹현상에 의한 예치합 실패가 아닌 것으로 판단시, 특정 주행단의 시프팅경로와 마주하는 다른 주행단의 시프팅경로 끝부분에 컨트롤핑거를 이동하여 양쪽 시프팅경로의 풀스트로크와 상기 풀스트로크 중심의 기준점을 연산하는 단계; 상기 기준점으로 컨트롤핑거를 이동하여 컨트롤핑거의 중립위치를 재설정하는 단계; 상기 특정 주행단 기어의 예치합을 재시도하여 특정 주행단 기어를 치합 결합하는 단계;를 포함할 수 있다.

상기한 과제 해결수단을 통해 본 발명은, 목표하는 주행단 기어의 체결 실패시, 기어 체결의 실패 원인이 기어 보킹현상인 경우 상위 주행단 기어를 체결하여 차량을 움직인 후에 목표 주행단 기어를 체결하고, 기어 체결의 실패 원인이 컨트롤핑거의 유격과 같은 편심 발생 문제인 경우 편심 보정을 통해 중립위치를 재설정하여 목표 주행단 기어를 체결함으로써, 일시적인 기어 치합 불량 문제를 해소하게 되는바, 불필요한 기어 고장 진단을 방지하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 적용 가능한 DCT가 탑재된 파워트레인의 구성을 예시하여 나타낸 도면.
도 2는 본 발명에 따른 기어치합 불량시의 예치합 제어흐름을 나타낸 플로우차트.
도 3은 본 발명에서 기어액추에이터의 작동시 보킹을 판단하는 원리를 설명하기 위한 도면.
도 4는 본 발명에서 컨트롤핑거의 편심 발생시 이를 보정하는 원리를 설명하기 위한 도면.

본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 적용 가능한 DCT가 탑재된 차량의 파워트레인 구성을 예시하여 나타낸 것으로, DCT에 구비된 두 개의 클러치 중에서 결합측 클러치 및 해방측 클러치를 각각 CL1 및 CL2의 도면부호로 기재하고, 이들을 작동하는 결합측 클러치액추에이터 및 해방측 클러치액추에이터를 CLA1, CLA2의 도면부호로 표시하였으며, 결합측 입력축과 해방측 입력축을 각각 INPUT1 및 INPUT2의 도면부호로 표시하였다.

또한, 홀수단 기어의 선택을 위해 해당 싱크로기구를 작동하는 홀수단 기어액추에이터를 GA1, 짝수단 기어의 선택을 위해 해당 싱크로기구를 작동하는 짝수단 기어액추에이터를 GA2의 도면부호로 표시하였다.

다만, 이는 본 발명에 대한 이해의 편의를 위한 것일 뿐으로, 현재 변속단을 형성하고 있는 클러치와 목표 변속단 형성을 위한 클러치가 어떠한 클러치인지, 그리고 기어 배치 구조 등에 따라 변경이 가능할 수 있다.

한편, 상기한 도 1과 함께 도 2를 참조하여 본 발명에 따른 DCT차량의 기어치합 제어방법의 구성을 살펴보면, 먼저 컨트롤러(3)가 특정 주행단으로 주행 요구시, 특정 주행단 기어의 예치합을 시도할 수 있다. 예컨대, 상기 특정 주행단 기어는 1단 기어일 수 있다.

그리고, 상기 컨트롤러(3)가 상기 특정 주행단 기어의 예치합 실패시, 기어 보킹현상에 의해 예치합이 실패했는지 판단할 수 있다.

컨트롤러(3)의 판단 결과 기어 보킹현상에 의한 예치합 실패로 판단시, 상기 특정 주행단의 상위 또는 하위 주행단 기어를 치합하여 차량을 주행하도록 제어할 수 있다. 예컨대, 기어 보킹현상에 의한 예치합 실패시 치합이 이루어지는 주행단 기어는 2단 기어일 수 있다.

그리고, 컨트롤러(3)가 상기 특정 주행단 기어의 예치합을 재시도하여 특정 주행단 기어를 치합 결합할 수 있다.

즉, 차량의 주행을 위해 1단 기어를 치합해야 하는 상황에서 1단 기어의 체결이 실패한 경우, 기어 체결 실패의 원인을 판단한다. 판단 결과 기어 보킹현상에 의해 1단 기어가 체결되지 못한 것으로 판단하면, 2단 기어를 체결하여 2단으로 차량을 발진하고, 차량의 발진이 이루어진 후에, 다시 1단 기어를 예치합하게 된다.

따라서, 기어 보킹에 따라 1단 기어 치합이 실패한 경우, 임시로 2단 기어를 체결하여 차량을 움직인 후에 목표 주행단인 1단 기어를 치합 결합함으로써, 일시적인 기어 보킹현상을 해소하게 되고, 이에 불필요한 기어 고장 진단을 방지하게 된다.

계속해서, 본 발명에서는 상기 특정 주행단 기어의 예치합을 재시도하여 치합 결합하는 단계 이 후에, 상위 또는 하위 주행단에서 특정 주행단으로 변속을 실시하여 주행하도록 제어할 수 있다.

즉, 2단으로 차량을 움직인 후에 예치합된 1단으로 기어 변속을 실시함으로써, 1단 주행속도에 맞추어 차량을 주행할 수 있게 된다.

아울러, 본 발명에서 상기 기어 보킹현상에 의한 예치합 실패를 판단하는 방법으로, 상기 특정 주행단의 시프팅경로 끝부분으로 시프팅 이동한 컨트롤핑거(1)의 최대 스트로크가 설정된 보킹판단구간 내에 속하는 경우, 기어 보킹현상에 의해 예치합이 실패한 것으로 판단할 수 있다.

즉, 도 3을 참조하여 설명하면, 기어액추에이터를 작동하여 컨트롤핑거(1)를 기어중립 위치에서 1단 시프팅경로의 끝부분으로 이동시, 컨트롤핑거(1)가 끝까지 이동하지 못하고 보킹판단구간 내의 거리만큼만 이동한 경우 기어 보킹현상에 의해 1단 기어 치합이 실패한 것으로 판단하게 된다.

다만, 본 발명에서 상기 특정 주행단 기어의 예치합이 실패한 상태에서 기어 보킹현상에 의한 예치합 실패가 아닌 것으로 판단한 경우에는, 컨트롤핑거(1)의 유격에 의한 편심 발생에 의해 기어 치합이 실패한 것으로 판단하게 된다.

이 경우, 특정 주행단의 시프팅경로와 마주하는 다른 주행단의 시프팅경로 끝부분에 컨트롤핑거(1)를 이동하여 양쪽 시프팅경로의 풀스트로크와 상기 풀스트로크 중심의 기준점을 연산한다.

그리고, 상기 기준점으로 컨트롤핑거(1)를 이동하여 컨트롤핑거(1)의 중립위치를 재설정한다.

이어서, 상기 특정 주행단 기어의 예치합을 재시도하여 특정 주행단 기어를 치합 결합한다.

구체적으로 도 4를 참조하여 설명하면, 컨트롤핑거(1)의 유격에 의한 편심이 발생됨에 따라 기어 치합이 실패하는 경우, 1단 기어 치합을 위해 1단 시프팅경로의 끝부분으로 컨트롤핑거(1)가 이동됨으로써, 컨트롤핑거(1)가 1단 시프팅경로의 끝부분 위치를 확인하여 1단 시프팅경로의 스트로크(B-C)를 연산하게 된다.

이어서 반대편에 위치한 3단 시프팅경로의 끝부분으로 컨트롤핑거(1)가 이동되어 3단 시프팅경로의 끝부분 위치를 확인하여 3단 시프팅경로의 스트로크(A+C)를 연산하게 되는바, 상기 1단 시프팅경로와 3단 시프팅경로를 포함하는 전체 풀스트로크{(B-C)+(A+C)}를 확보할 수 있게 된다.

이에, 상기 풀스트로크의 1/2 지점을 연산할 수 있고, 연산된 지점을 기준점으로 재설정하여 컨트롤핑거(1)를 재설정된 기준점 위치에 이동시킨 후에, 1단 기어 치합을 재시도함으로써, 1단 기어를 치합 결합할 수 있게 된다.

따라서, 컨트롤핑거(1)의 유격에 의해 C구간과 같은 편심이 발생되어 기어 치합이 실패하게 되더라도, 상기한 편심 보정을 통해 중립위치를 재설정하여 1단 기어를 치합함으로써, 일시적인 기어 체결 불량 문제를 해결하게 되는바, 불필요한 기어 고장 진단을 방지하게 된다.

다만, 도시된 도면에서는 홀수단 기어액추에이터의 작동에 따라 1,3,5,7속의 홀수단 형성을 위해 이동하는 컨트롤핑거(1)만을 도시하여 설명하고 있으나, 본 발명은 7속 더블클러치 변속기에 적용될 수 있는 것으로, 짝수단 기어액추에이터의 작동에 따라 2,4,6,R속의 짝수단 형성을 위해 이동하는 컨트롤핑거가 구비될 수 있다.

도 2를 참조하여, 본 발명에 따른 DCT차량의 기어치합 불량시 제어과정을 순차적으로 설명하면, 차량의 주행을 위해 변속레버를 주행레인지에 위치한 상태에서 1단 기어를 예치합하여 예치합 성공 여부를 판단한다(S10).

S10에서 1단 기어 예치합이 실패한 것으로 판단시, 예치합 실패 원인이 기어 보킹현상에 의한 것인지 판단한다(S20).

S20에서 기어 보킹현상에 의해 1단 기어 예치합이 실패한 것으로 판단시, 2단 기어 예치합을 실시한다(S30).

이어서, 2단 기어 예치합이 완료되면(S40), 2단으로 차량을 발진제어하면서 1단 기어를 중립 위치로 이동시킨다(S40).

그리고, 차속 또는 입력축속도를 변화를 판단하여 차량의 움직임 여부를 판단하고(S60), 차량이 움직인 경우 1단 기어의 예치합을 재시도한다(S70).

S70에서의 재시도 결과 1단 기어 예치합이 완료되면(S80), 2단에서 1단으로 변속을 실시하여 차량을 주행하도록 제어하게 된다(S90).

아울러, S20에서의 판단 결과, 기어 보킹현상에 의한 1단 기어 예치합 실패가 아닌 것으로 판단한 경우, 3단 기어 예치합을 시도한다(S100).

이어서, 3단 기어 예치합이 완료되면(S110), 1단 및 3단 시프팅경로의 풀스트로크를 연산하고, 상기 풀스트로크의 중심 위치에 컨트롤핑거(1)를 위치시킨다(S120).

이어서, 1단 기어 예치합을 재시도하고(S130), 1단 기어 치합이 완료되면(S140), 1단으로 발진 주행하게 된다(S150).

상술한 바와 같이, 본 발명은 목표하는 주행단 기어의 체결이 실패한 경우 기어 체결의 실패 원인이 기어 보킹현상이면 상위 주행단 기어를 체결하여 차량을 움직인 후에 목표 주행단 기어를 체결하고, 기어 체결의 실패 원인이 컨트롤핑거(1)의 유격과 같은 편심 발생의 원인인 경우 편심 보정을 통해 중립위치를 재설정하여 목표 주행단 기어를 체결함으로써, 일시적인 기어 치합 불량 문제를 해소하게 되는바, 불필요한 기어 고장 진단을 방지하게 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.

1 : 컨트롤핑거 3 : 컨트롤러

Claims (5)

1. 컨트롤러가 특정 주행단으로 주행 요구시, 특정 주행단 기어의 예치합을 시도하는 단계;
   컨트롤러가 상기 특정 주행단 기어의 예치합 실패시, 기어 보킹현상에 의해 예치합이 실패했는지 판단하는 단계;
   컨트롤러가 기어 보킹현상에 의한 예치합 실패로 판단시, 상기 특정 주행단의 상위 또는 하위 주행단 기어를 치합하여 치합된 주행단 기어의 기어비로 차량을 발진 주행하는 단계; 및
   컨트롤러가 상기 특정 주행단 기어의 예치합을 재시도하여 특정 주행단 기어를 치합 결합하는 단계;를 포함하고,
   상기 특정 주행단의 시프팅경로 끝부분으로 시프팅 이동한 컨트롤핑거의 최대 스트로크가 설정된 보킹구간 내에 속하는 경우, 기어 보킹현상에 의해 예치합이 실패한 것으로 판단하며,
   상기 특정 주행단 기어는 1단 기어이고, 기어 보킹현상에 의한 예치합 실패시 치합하는 주행단 기어는 2단 기어이며,
   상기 특정 주행단 기어의 예치합이 실패한 상태에서 기어 보킹현상에 의한 예치합 실패가 아닌 것으로 판단시, 특정 주행단의 시프팅경로와 마주하는 다른 주행단의 시프팅경로 끝부분에 컨트롤핑거를 이동하여 양쪽 시프팅경로의 풀스트로크와 상기 풀스트로크 중심의 기준점을 연산하는 단계;
   상기 기준점으로 컨트롤핑거를 이동하여 컨트롤핑거의 중립위치를 재설정하는 단계;
   상기 특정 주행단 기어의 예치합을 재시도하여 특정 주행단 기어를 치합 결합하는 단계;를 포함하는 DCT차량의 기어치합 제어방법.
2. 삭제
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 특정 주행단 기어의 예치합을 재시도하여 치합 결합하는 단계 이 후에, 상위 또는 하위 주행단에서 특정 주행단으로 변속을 실시하여 주행하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 DCT차량의 기어치합 제어방법.
4. 삭제
5. 삭제

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