KR102212443B1 - 클러치 토크 학습 장치 및 그것의 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 클러치 토크 학습 장치의 동작 방법은, 적어도 하나의 구동 정보를 근거로 학습 금지인 지를 판단하는 단계, 및 상기 학습 금지가 아닐 때, 엔진과 클러치의 마이크로 슬립 제어를 통하여 엔진 토크에 대응하는 클러치 토크 및 액추에이터의 제어값을 이용하여 상기 클러치의 특성 커브를 학습하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

클러치 토크 학습 장치 및 그것의 방법{APPARATUS FOR LEARNING CLUTCH TORQUE AND OPERATING METHOD THEROF}

본 발명은 클러치 토크 학습 장치 및 그것의 동작 방법에 관한 것이다.

클러치를 동력 전달 장치로 사용하는 변속기에서 액추에이터 제어 변수와 이에 대한 클러치 토크 커브(이하, 클러치 특성 커브)는 변속감 및 주행 성능에 지대한 영향을 준다. 엔진 플레이트(plate)와 클러치 플레이트의 마이크로 슬립 제어를 통해 엔진 토크와 클러치를 제어하는 액추에이터값(stroke or pressure)인 클러치 특성 커브가 추종해야 하는 학습점으로 사용된다. 기존에는 상황에 따라 학습점의 분포가 넓게 퍼져 커브 학습 속도와 수렴성이 떨어져 빠른 시간에 적정한 클러치 특성을 찾는데 어려움이 있었다.

등록특허: 10-1755797, 등록일: 2017년 07월 03일, 제목: DCT 용 클러치 토크 학습 방법 및 장치. 등록특허: 10-1846916, 등록일: 2018년 04월 03일, 제목: 하이브리드 차량의 엔진 클러치 마찰계수 상향 학습 방법. 등록특허: 10-1832195, 등록일: 2018년 02월 20일, 제목: 클러치 특성 곡선 조정 방법.

본 발명의 목적은 학습점을 판단함에 있어 그 정확성을 높임으로 학습점의 편차를 줄여 잘못된 방향으로 클러치 특성 커브가 학습 되는 것을 방지하는 클러치 토크 학습 장치 및 그것의 동작 방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 클러치 토크 학습 장치의 동작 방법은: 적어도 하나의 구동 정보를 근거로 학습 금지인 지를 판단하는 단계; 및 상기 학습 금지가 아닐 때, 엔진과 클러치의 마이크로 슬립 제어를 통하여 엔진 토크에 대응하는 클러치 토크 및 액추에이터의 제어값을 이용하여 상기 클러치의 특성 커브를 학습하는 단계를 포함할 수 있다.

실시 예에 있어서, 상기 적어도 하나의 구동 정보는 클러치 히스테리시스에 관련된 정보인 것을 특징으로 한다.

실시 예에 있어서, 상기 학습 금지인 지를 판단하는 단계는, 상기 클러치 히스테리시스의 증가 혹은 감소가 소정의 시간 동안 유지될 때 학습을 허용하는 단계를 포함할 수 있다.

실시 예에 있어서, 상기 적어도 하나의 구동 정보는 엔진 속도와 클러치 속도 사이의 차이에 관련된 정보인 것을 특징으로 한다.

실시 예에 있어서, 상기 학습 금지인 지를 판단하는 단계는, 상기 엔진 속도와 상기 클러치 속도의 차이에 대한 절대값이 기준값 보다 클 때, 학습을 금지하는 단계를 포함할 수 있다.

실시 예에 있어서, 상기 적어도 하나의 구동 정보는 엔진 토크와 클러치 토크의 차이에 관련된 정보인 것을 특징으로 한다.

실시 예에 있어서, 상기 학습 금지인 지를 판단하는 단계는, 상기 엔진 토크와 상기 클러치 토크의 차이에 대한 절대값이 기준값 보다 클 때, 학습을 금지하는 단계를 포함할 수 있다.

실시 예에 있어서, 상기 학습 금지인 지를 판단하는 단계는, 상기 엔진 토크와 상기 클러치 토크 사이의 차이에 따라 학습 방향을 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다.

실시 예에 있어서, 상기 학습 방향을 결정하는 단계는, 상기 엔진 토크가 상기 클러치 토크보다 클 때, 상기 특성 커브에서 스트로크 학습이 (-) 방향으로 진행되는 지를 판단하는 단계; 및 상기 스트로크 학습이 (-) 방향으로 진행되지 않는다면 학습을 금지하는 단계를 포함할 수 있다.

실시 예에 있어서, 상기 학습 방향을 결정하는 단계는, 상기 엔진 토크가 상기 클러치 토크보다 작을 때, 상기 특성 커브에서 스트로크 학습이 (+) 방향으로 진행되는 지를 판단하는 단계; 및 상기 스트로크 학습이 (+) 방향으로 진행되지 않는다면, 학습을 금지하는 단계를 포함할 수 있다.

실시 예에 있어서, 상기 학습 금지일 때, 학습 금지 플래그를 설정하는 단계를 더 포함할 수 있다.

실시 예에 있어서, 상기 학습 금지 플래그 설정 후 학습 금지가 사전에 결정된 시간 동안 유지되는 것을 특징으로 한다.

실시 예에 있어서, 학습 구간 시작 상태와 학습 진행 상태를 구분하는 것을 특징으로 한다.

실시 예에 있어서, 슬립 판단을 강화하기 위하여 상기 학습 구간 시작 상태에서 슬립 유지 시간과 상기 학습 진행 상태에서 유지 시간이 가변되는 것을 특징으로 한다.

실시 예에 있어서, 상기 학습 금지 플래그가 검출될 때, 학습 구간 시작 플래그를 설정하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 클러치 토크 학습 장치는, 액츄에이터에 의한 결합 및 분리 작동을 통하여 엔진과 구동 모터 사이에 동력을 선택적으로 전달하거나 차단하는 클러치; 및 상기 클러치를 제어하는 제어기를 포함하고, 오학습을 방지하기 위하여 슬립 제어시 적어도 하나의 구동 정보를 근거로 하여 클러치에 관련된 스트로크 학습 금지 여부를 판단할 수 있다.

실시 예에 있어서, 상기 적어도 하나의 구동 정보는, 클러치 히스테리시스 관련된 정보, 엔진 속도와 클러치 속도 차이에 관련된 정보, 엔진 토크와 클러치 토크 차이에 관련된 정보, 및 슬립 유지 시간에 관련된 정보 중에서 적어도 하나는 포함할 수 있다.

실시 예에 있어서, 상기 제어기는 학습 금지 플래그, 학습 구간 시작 플래그, 및 카운터를 이용하여 슬립 제어 유지 시간을 관리하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 실시 예에 따른 클러치 토크 학습 장치의 동작 방법은: 적어도 하나의 구동 정보를 근거로 학습 금지인 지를 판단하는 단계; 상기 학습 금지가 아닐 때, 토크 영역이 저토크 영역인 지 고토크 영역인 지를 판단하는 단계; 상기 토크 영역이 상기 저토크 영역일 때, 시작점을 기준으로 제 1 기울기를 계산하는 단계; 상기 토크 영역이 상기 고토크 영역일 때, 상기 시작점을 기준으로 제 2 기울기를 계산하는 단계; 및 상기 제 1 기울기 및 상기 제 2 기울기를 사전에 결정된 팩터 테이블에 따라 조합함으로써 토크 기울기를 계산하는 단계를 포함할 수 있다.

실시 예에 있어서, 엔진 토크와 클러치 토크 사이의 차이를 근거로 하여 상기 토크 기울기의 적정성을 판단하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 클러치 토크 학습 장치 및 그것의 동작 방법은 특정 상황에서 학습 금지를 판단함으로써 오학습점을 회피할 수 있고, 그에 따른 클러치 특성 커브를 신뢰성 있게 보정할 수 있다.

이하에 첨부되는 도면들은 본 실시 예에 관한 이해를 돕기 위한 것으로, 상세한 설명과 함께 실시 예들을 제공한다. 다만, 본 실시예의 기술적 특징이 특정 도면에 한정되는 것은 아니며, 각 도면에서 개시하는 특징들은 서로 조합되어 새로운 실시 예로 구성될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 클러치 토크 학습 장치(100)을 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 클러치 토크 학습 장치(100)의 클러치 토크 학습 방법을 개념적으로 보여주는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 클러치 토크 학습 장치의 동작 방법을 예시적으로 보여주는 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 클러치 토크 학습 장치(100)의 학습 과정에 대한 실시 예를 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 클러치 토크 학습 방법에 따른 학습점 산포를 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 클러치 토크 학습 장치의 클러치 특성 커브를 보정하는 방법을 개념적으로 보여주는 도면이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 클러치 토크 학습 장치의 동작 방법을 예시적으로 보여주는 흐름도이다.
도 8는 본 발명의 실시 예에 따른 클러치 토크 학습 장치의 클러치 특성 커브 보정 효과를 예시적으로 보여주는 도면이다.

아래에서는 도면들을 이용하여 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명의 내용을 명확하고 상세하게 기재할 것이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 제 1, 제 2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다.

상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다. 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 혹은 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 혹은 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다. 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 출원에서, "포함하다" 혹은 "가지다" 등의 용어는 실시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 혹은 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 혹은 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 혹은 이들을 조합한 것들의 존재 혹은 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미이다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미인 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 클러치 토크 학습 장치(100)를 예시적으로 보여주는 도면이다. 도 1을 참조하면, 클러치 토크 학습 장치(100)는 엔진(110), 클러치(120), 구동 모터(130), 변속기(140), 및 제어기(150)를 포함할 수 있다.

클러치(120)는 클러치 액츄에이터에 의한 결합(lock up, engage) 및 분리(open, release) 작동을 통하여 엔진(110)과 구동 모터(130) 사이에 동력을 선택적으로 전달하거나 차단할 수 있다. 실시 예에 있어서, 클러치(120)는 병렬형 하이브리드 자동차에 적용되는 건식 엔진 클러치일 수 있다. 건식 엔진 클러치는 다이어프램 스프링의 압착력에 의한 마찰력으로 구동 토크를 전달하고, 전달 토크 지령에 따라 구동될 수 있다. 건식 엔진 클러치의 경우, 유압에 의한 클러치 동작 제어가 이루어지는 유체식과 달리, 전기적인 제어신호에 따라 구동되는 기구식 클러치 액츄에이터에 의해 동작 제어가 이루어질 수 있다. 이러한 클러치 액츄에이터는 하이브리드 자동차의 최상위 제어기인 하이브리드 제어기(HCU: hybrid control unit)의 제어신호에 따라 구동 제어되어서 클러치를 결합 내지 분리시킬 수 있다.

구동 모터(130)는 3상 교류전압에 의해 동작하는 토크를 발생시킬 수 있다. 실시 예에 있어서, 구동 모터(130)는 타행 주행 또는 회생 제동시 발전기로 동작되어 전류를 배터리에 공급할 수 있다.

변속기(140)는 구동 모터(130)의 출력 측에 연결되고, 엔진(110) 및 구동 모터(130)의 동력을 차량의 구동축으로 전달할 수 있다. 변속기(140)는 수동 변속기(MT: manual transmission), 자동 변속기(AT: automatic transmission), 자동화 수동 변속기(AMT: automatic manual transmission), 혹은 듀얼 클러치 변속기(DCT: double clutch transmission) 등 중에서 어느 하나일 수 있다.

한편, 하이브리드 자동차는 운전자의 액셀 페달과 브레이크 페달의 조작으로 판단되는 가/감속 의지, 부하, 차속, 배터리 충전상태(SOC; state of charge) 등에 따라 클러치를 결합하거나 분리하여 HEV(hybrid electric vehicle) 모드 및 EV(electric vehicle) 모드의 주행이 이루어진다. 또한, EV 모드의 주행에서 HEV 모드의 주행으로 전환될 때 엔진 속도와 구동모터 속도가 동기화된 이후 엔진 클러치를 결합함으로써 서로 다른 동력원인 엔진과 구동모터 간의 동력 전달 과정에서 토크 변동이 발생하지 않도록 하여 운전성이 확보될 수 있다.

예를 들어, EV(electric vehicle) 모드에서 HEV(hybrid electric vehicle) 모드로 전환하는 경우, 엔진 클러치에 일정한 유량으로 베이스 유압을 인가하여 초기 필(initial fill)을 확보하고, 엔진 클러치에 공급되는 유량을 설정된 기울기로 증가시킴과 더불어(유체식 엔진 클러치인 경우), 스타터-제너레이터에 의한 엔진 크랭킹(cranking) 후 엔진 클러치 양단의 속도, 즉 엔진 속도와 구동모터 속도를 제어함으로써 일정 속도차 이내로 진입하면 엔진 클러치를 슬립(slip) 제어한다. 엔진 클러치의 슬립 제어가 시작된 후 일정 시간이 경과하게 되면, 엔진 속도와 구동모터의 속도가 동기화된 것으로 판정함으로써 엔진 클러치를 완전 결합시켜 HEV 모드로의 전환이 완료된다.

상술된 바와 같이 클러치 슬립 및 클러치 양단 동기화 후 클러치 완전 결합이 이루어지는 과정은, 클러치 액츄에이터를 이용하는 건식 엔진 클러치에도 적용된다. 엔진 클러치 양단의 마찰면(클러치면) 간이 접촉하여 토크 전달이 시작되는 위치, 즉 슬립 상태가 시작되는 접촉점 위치는 엔진 클러치의 키스 포인트(토크 전달 시작점, KP: kiss point)라 불린다. 클러치 슬립을 통해 엔진 동력을 휠(모터) 쪽에 전달함에 있어서 가장 중요한 것은, 엔진 동력이 클러치를 통해 전달되기 시작하는 시점인 키스 포인트를 정확히 파악하는 것과, 엔진 클러치 전달 토크의 물리적인 전달량을 하이브리드 제어기가 정확히 탐지하는 것이다. 이 때문에 일반적인 하이브리드 시스템은 엔진 클러치 학습 제어를 도입하고 있다. 엔진 클러치 학습은 크게 키스 포인트 학습과 엔진 클러치 전달 토크 학습을 포함할 수 있다.

키스 포인트 학습은 엔진 클러치에 유압을 인가하여 엔진 동력이 휠 축으로 전달되는 시점의 유압을 찾거나(유체식 엔진 클러치), 엔진 동력이 휠 축으로 전달되는 시점의 클러치 액츄에이터 위치(변위)를 찾는 학습이다(건식 엔진 클러치).

키스 포인트가 잘못 학습될 경우, 원하지 않는 전달 토크가 생성되어서 이질감이 발생 할 수 있다. 또한 옵셋(offset)이 클 경우, 클러치 제어 응답성이 저하될 수 있다.

변속기(140)는 제어기(190)의 제어에 따라 기어비가 조정되며, 운전모드에 따라 엔진 클러치(120)를 통해 합산되어 인가되는 출력 토크를 기어비로 분배하여 구동휠(150)에 전달시켜 차량이 주행될 수 있도록 한다.

구동휠은 엔진(110) 혹은 구동 모터(130)에 의해 회전할 수 있다. 즉, 클러치(120)가 오픈(open)되어 있으면, 구동휠은 구동 모터(130)에 의해서만 회전하고, 클러치(120)가 접합되어 있으면, 구동휠은 엔진(110)으로만 회전하거나, 엔진(110)과 구동 모터(130)에 의해 회전할 수 있다.

제어기(150)는 엔진(110), 클러치(120), 구동 모터(130) 및 변속기(140)를 제어할 수 있다. 실시 예에 있어서, 제어기(150)는 차량의 운전 조건에 따라 엔진(110) 및 구동 모터(130)의 출력 토크를 제어함으로써, EV 모드와 HEV 모드 사이의 전환을 제어할 수 있다. 실시 예에 있어서, 전륜을 롤러에 안착시키거나, 리프트를 통해 차량을 공중으로 상승시킨 상태에서, 제어기(150)는 4개의 구동휠에 브레이크 압력을 인가하여 정지시킬 수 있다. 실시 예에 있어서, 제어기(150)는 클러치(120)를 오픈 상태로 위치시키고, 브레이크 압력을 인가함으로써 전륜에 인가되는 압력을 확인할 수 있다. 실시 예에 있어서, 제어기(150)는 브레이크 압력을 이용하여 브레이크 제동 토크를 확인할 수 있다.

제어기(150)는 엔진(110)의 출력 토크를 엔진 클러치(120)에 인가시킬 수 있다. 이때, 제어기(150)는 엔진 클러치(120)가 접합했을 때 구동휠이 회전할 수 있을 정도의 출력 토크를 클러치(120)에 인가할 수 있다.

제어기(150)는 클러치(120)를 서서히 접합시키면서 구동휠이 회전하는 시점을 확인하고, 구동휠이 회전하는 시점의 클러치(120)의 스트로크를 확인할 수 있다. 제어기(150)는 브레이크 제동 토크와 클러치(120)의 스트로크(stroke)를 기반으로 TS(torque stroke) 커브를 학습할 수 있다.

특히, 제어기(150)는 슬립 제어 시점 및 엔진(110)과 클러치(120)의 상대 가속도에 따라 기준 플래그(flag) 신호를 온/오프(on/off) 할 수 있다. 실시 예에 있어서, 제어기(150)는 플래그 온 일 때, 슬립 판단 시간을 일반 학습보다 길게 설정하고, 일정 시간 슬립 학습을 금지할 수 있다. 실시 예에 있어서, 제어기(150)는 플래그 오프 일 때 기존과 같은 슬립 판단 시간을 설정할 수 있다. 실시 예에 있어서, 플래그가 온 되는 시점은 클러치 드라이브(drive) 상태 진입 직후, 엔진(110)과 클러치(120)의 상대속도가 일정 값 이상 클 때 혹은 플래그 오프 후 일정시간이 지났을 때 이다. 여기서 최초 슬립 학습이 성공됨으로써 플래그가 오프 될 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 클러치 토크 학습 장치(100)은 유사 슬립에 의한 오학습을 방지하고, 신뢰도 높은 TS 커브를 학습함으로써 발진 및 변속 품질을 향상시킬 수 있다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 클러치 토크 학습 장치(100)의 클러치 토크 학습 방법을 개념적으로 보여주는 도면이다.

본 발명의 실시 예에 따른 클러치 토크 학습 방법은 우선적으로 학습 조건을 판단할 수 있다. 여기서 학습 조건 판단은 크게 3가지로 구성될 수 있다.

첫째로, 클러치 히스테리시스(hysteresis) 판단에 따라 학습 여부가 결정될 수 있다. 히스테리시스의 감소 혹은 증가 제어시에 학습이 금지될 수 있다. 또한, 클러치 히스테리시스를 고려하여 증가/감소 제어가 유지될 때만 학습이 수행될 수 있다.

둘째로, TP 상태 판단(슬립 구간)에 따라 학습 여부가 결정될 수 있다. 예를 들어, 반대 방향의 학습이 금지될 수 있다. 엔진(110) 및 클러치(120)의 속도 기울기의 차이나 토크 기울기의 값이 클 때, 학습이 금지될 수 있다. 또한, 슬립 구간에서 클러치 토크와 엔진 토크의 차이로 학습 방향이 결정될 수 있다.

슬립 제어 시, 엔진 토크와 클러치 토크의 크기에 따라 학습점의 방향이 오학습점인지 판단될 수 있다. 예를 들어, 슬립 제어시, 엔진 토크가 클러치 토크 보다 크다면, TS 커브에서 스트로크 학습 시 (-) 방향의 학습이 진행 되는지에 따라 학습 허가가 결정될 수 있다. 반면에, 엔진 토크가 클러치 토크보다 작다면, TS 커브에서 스트로크 학습 시 (+) 방향의 학습이 진행되는 지에 따라 학습 허가가 결정될 수 있다. 실시 예에 있어서, |엔진 토크 - 클러치 토크| < 기준값을 만족할 때, 학습이 금지될 수 있다.

셋째로, 슬립 제어 판단에 따라 학습 여부가 결정될 수 있다. 유사 슬립이 감지될 수 있다. 또한 토크 과도 구간에서는 학습이 금지될 수 있다.

실시 예에 있어서, 학습 판단할 때 유지 시간은 학습 구간의 시작 및 학습 진행 상태를 구분함으로써 카운터(counter)에 의해 결정될 수 있다. 불안정한 영역에서는 학습 조건이 강화되고, 일반적인 상태에서는 기존 학습 조건과 동일하게 함으로써, 기존의 학습 속도가 유지될 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 클러치 토크 학습 방법은 특정 상황에서 학습 금지를 판단함으로써 오학습점을 회피할 수 있고, 그에 따른 클러치 특성 커브를 신뢰성 있게 보정할 수 있다.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 클러치 토크 학습 장치의 동작 방법을 예시적으로 보여주는 흐름도이다. 도 1 내지 도 3을 참조하면, 클러치 토크 학습 장치(100)의 동작 방법은 다음과 같이 진행될 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 클러치 토크 학습 방법은, 클러치 특성 커브의 학습점을 탐색함에 있어서, 클러치의 제어 상태 및 입력 신호의 상태에 따라 편차가 큰 오학습점을 제한함으로써, 클러치 특성 커브의 학습이 수렴하는데 도움을 줄 수 있다. 통상적으로 엔진과 클러치의 마이크로 슬립 제어를 통하여 엔진 토크에 대응하는 클러치 토크와 그 액추에이터의 제어 값으로 특성 커브의 학습점이 탐색될 수 있다. 본 발명의 실시 예에 따른 클러치 토크 학습 방법은 슬립 제어 탐색 할 때 오학습점을 탐색하는 경우를 제한함으로써 그 학습점의 신뢰성을 높일 수 있다.

클러치 토크 학습점 탐색을 위한 기준 신호가 계산될 수 있다(S110). 여기서 기준 신호 계산은 토크 기울기 계산, 토크 속도 계산 등 을 포함할 수 있다. 이후 학습 조건인지(혹은 학습 금지 조건이 아닌지)가 판단될 수 있다(S120).

클러치 토크 학습 장치(100)에 대한 히스테리시스를 고려하여 클러치 액추에이터 제어 상태가 클로즈 혹은 오픈(close or open) 제어로써 일정값 이상 제어될 때만 학습점이 탐색될 수 있다. 실시 예에 있어서, 클러치 토크 학습 장치(100)의 특성에 따라 제어 기준값은 설정될 수 있다. 실시 예에 있어서, 클로즈 및 오픈 클러치 특성에 대한 학습점들의 각각이 탐색될 수 있다.

또한, 엔진 토크와 피드백 제어하는 클러치 토크의 차이의 부호에 따라 클러치 특성 커브의 학습 방향이 결정될 수 있다. 반대 방향의 학습점이 탐색될 때, 탐색된 학습점은 오학습점으로써 학습이 금지될 수 있다.

또한, 탐색 시점의 엔진(110, 도 1 참조)의 거동에 따라 동적 상태에서 엔진 토크의 신뢰성이 떨어지는 상태이고 슬립이 일시적으로 발생하여 적정한 슬립이 유지 안될 경우에, 잘못된 학습점이 탐색될 수 있다. 본 발명의 실시 예에 따른 클러치 토크 학습 방법은 이렇게 엔진(110)이 동적 상태일 때 탐색을 제한 할 수 있다. 예를 들어, 엔진 토크 기울기 > A(Nm/s)) 만족할 때, 학습점 탐색이 제한될 수 있다.

또한, 엔진 속도 기울기와 클러치의 속도 기울기 차이가 일정값 이상 일 때, 학습점 탐색이 제한될 수 있다. 예를 들어, 속도 기울기차 > B(rpm/s)을 만족할 때, 학습점 탐색이 제한될 수 있다.

S120 단계에서 학습 조건이 만족할 때, 학습 구간 시작 플래그가 1인 지 판단될 수 있다(S130).

만일, 학습 구간 시작 플래그가 1이라면, 제 1 카운트 값이 제 1 기준값(PDV1) 보다 큰 지가 판단될 수 있다(S140). 여기서 제 1 카운트 값은 확인 카운트 값일 수 있다. 만일, 제 1 카운트 값이 제 1 기준값(PDV1) 보다 크다면, 학습 금지 플래그는 0이고, 학습 구간 시작 플래그는 0으로 설정될 수 있다(S150). 반면에, 제 1 카운트 값이 제 1 기준값(PDV1) 보다 크지 않다면, S110 단계로 진입될 수 있다.

한편, 학습 구간 시작 플래그가 1이 아니라면, 제 2 카운트 값이 제 2 기준값(PDV2) 보다 큰 지가 판단될 수 있다(S145). 여기서 제 2 카운트 값은 확인 카운트 값일 수 있다. 만일, 제 2 카운트 값이 제 2 기준값(PDV2) 보다 크다면, 학습 금지 플래그는 0이고, 학습 구간 시작 플래그는 0으로 설정될 수 있다(S150). 반면에, 제 2 카운트 값이 제 2 기준값(PDV2) 보다 크지 않다면, S110 단계로 진입될 수 있다.

한편, S120 단계에서 학습 조건이 만족되지 않는다면, 즉, 학습 금지 조건을 만족할 때, 제 3 카운트 값이 제 3 기준값(PDV3) 보다 작은 지가 판단될 수 있다(S160). 여기서 제 3 카운트 값은 턴 오프 딜레이 카운트 값일 수 있다. 만일, 제 3 카운트 값이 제 3 기준값(PDV3) 보다 작다면, 학습 금지 플래그는 1이고, 학습 구간 시작 플래그는 1으로 설정될 수 있다(S170). 반면에, 제 3 카운트 값이 제 3 기준값(PDV3) 보다 작지 않다면, 학습 금지 플래그는 0으로 설정될 수 있다(S175). 이후, S110 단계로 진입될 수 있다.

상술 된 바와 같이, 불안정 구간이 검출되면, 이후 일정시간 동안 학습점 탐색 금지가 유지될 수 있다.

실시 예에 있어서, 학습 구간의 첫 슬립 유지시간과 학습진행 중 유지시간을 가변적으로 적용함으로써 슬립 판단이 강화될 수 있다. 예를 들어, 학습 금지 플래그가 한번이라도 검출되면, 학습 구간 시작 플래그가 설정됨으로써, 이후 학습 시도 시 첫 슬립 유지시간은 더 긴 확인 시간을 갖도록 한다.

본 발명에 따른 단계들 및/또는 동작들은 기술분야의 통상의 기술자에 의해 이해될 수 있는 것과 같이, 다른 순서로, 또는 병렬적으로, 또는 다른 에포크(epoch) 등을 위해 다른 실시 예들에서 동시에 일어날 수 있다.

실시 예에 따라서는, 단계들 및/또는 동작들의 일부 또는 전부는 하나 이상의 비-일시적 컴퓨터-판독가능 매체에 저장된 명령, 프로그램, 상호작용 데이터 구조(interactive data structure), 클라이언트 및/또는 서버를 구동하는 하나 이상의 프로세서들을 사용하여 적어도 일부가 구현되거나 또는 수행될 수 있다. 하나 이상의 비-일시적 컴퓨터-판독가능 매체는 예시적으로 소프트웨어, 펌웨어, 하드웨어, 및/또는 그것들의 어떠한 조합일 수 있다. 또한, 본 명세서에서 논의된 "모듈"의 기능은 소프트웨어, 펌웨어, 하드웨어, 및/또는 그것들의 어떠한 조합으로 구현될 수 있다.

본 발명의 실시 예들의 하나 이상의 동작들/단계들/모듈들을 구현/수행하기 위한 하나 이상의 비-일시적 컴퓨터-판독가능 매체 및/또는 수단들은 ASICs(application-specific integrated circuits), 표준 집적 회로들, 마이크로 컨트롤러를 포함하는, 적절한 명령들을 수행하는 컨트롤러, 및/또는 임베디드 컨트롤러, FPGAs(field-programmable gate arrays), CPLDs(complex programmable logic devices), 및 그와 같은 것들을 포함할 수 있지만, 여기에 한정되지는 않는다.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 클러치 토크 학습 장치(100)의 학습 과정에 대한 실시 예를 예시적으로 보여주는 도면이다. 도 4를 참조하면, 토크 기울기 혹은 엔진과 클러치 속도 기울기 차이가 기준값 이상일 때, 학습 금지 플래그가 온 되고, 일정 시간 동안 학습 금지가 유지될 수 있다.

학습 금지 플래그가 온일 때, 학습 구간 시작 플래그가 온이 될 수 있다. 이후 슬립 제어 시작할 때, 최초 슬립 판단 시간이 증가될 수 있다. 이후 슬립 판단 시간은 정상 시간을 유지할 수 있다.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 클러치 토크 학습 방법에 따른 학습점 산포를 예시적으로 보여주는 도면이다. 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 클러치 토크 학습 방법에 따른 학습점의 산포의 폭은 그렇지 않은 것의 학습점 산포의 폭보다 작다.

한편, 클러치 특성 커브를 보정하는 방법은 기울기를 구함에 있어 서로 다른 구간에서 2개 이상의 클러치의 기울기를 계산하여 계산할 수 있다. 실시 예에 있어서 기울기를 계산할 때, 현재 클러치 특성 커브의 직선구간 시작점을 기준으로 기울기를 구할 수 있다. 실시 예에 있어서, 기울기를 계산하는 구간은 토크 영역으로 구분하며 각 기울기 차이로부터 인자(factor)값을 적용하여 최종 기울기를 계산할 수 있다. 실시 예에 있어서, 최종 기울기 계산 후 미세 슬립제어시 엔진토크와 현재클러치 토크의 차이로 기울기 적정성을 판단할 수 있다.

도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 클러치 토크 학습 장치의 클러치 특성 커브를 보정하는 방법을 개념적으로 보여주는 도면이다. 도 6을 참조하면, 평균 기울기는, 저토크 영역의 제 1 기울기(Grad1)와 고토크 영역의 제 2 기울기(Grad2)의 적절한 조합으로 계산될 수 있다. 여기서, 제 1 기울기(Grad1)는 저토크 영역에서 기준값으로부터 기울기이고, 제 2 기울기(Grad2)는 고토크 영역에서 기준값으로부터 기울기일 수 있다.

새로운 기울기는 아래의 수학식을 만족할 수 있다.

NewGrad(SF) = Grad2 * Factor_table

팩터 테이블은 아래의 표를 만족할 수 있다.

x	-2	-1	0	1	2
y	0.9	0.95	1	1.05	1.1

여기서 x는 GradDiff=Grad1-Grad2 만족한다.고토크 영역에서의 토크 오차가 차량 변속 품질에 더 큰 영향을 미치므로 고토크 영역의 기울기값을 기준으로 새로운 기울기가 계산될 수 있다. 기울기 계산 중 고토크 저토크 영역의 기울기값 차이에 따라 고토크 기울기에 인자값을 적용함으로써 최종 기울기 계산값이 계산될 수 있다.

도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 클러치 토크 학습 장치의 동작 방법을 예시적으로 보여주는 흐름도이다. 도 1 및 도 7을 참조하면, 클러치 토크 학습 장치(100)의 학습 방법은 다음과 같이 진행될 수 있다.

학습 조건이 만족하는 지 판단될 수 있다(S210). 만일 학습 조건을 만족한다면, 토크 영역이 학습 대상의 영역이 저토크 영역인지 고토크 영역인지 가 판단될 수 있다(S220). 만일, 학습 대상의 영역이 저토크 영역이라면, 기준값으로부터 제 1 기울기(Grad1; 도 6 참조)이 계산될 수 있다(S230). 반면에, 학습 대상의 영역이 고토크 영역이라면, 기준값으로부터 제 2 기울기(Grad2; 도 6 참조)이 계산될 수 있다(S235). 이후, 도 6에서 설명된 바와 같이 제 1 및 제 2 기울기(Grad1, Grad2)와 팩터 테이블을 이용하여 새로운 기울기(NewGrad)가 계산될 수 있다. 카운트 값이 기준값(PDV)보다 큰 지와 최종 기울기인지 판단될 수 있다(S240). 만일, 새로운 기울기(NewGrad)가 최종 기울기라면, 최종 기울기가 업데이트 될 수 있다(S250). 반면에, 새로운 기울기(NewGrad)가 최종 기울기가 아니라면, S210 단계가 진행될 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 클러치 토크 학습 장치(100)는 클러치(120, 도 1 참조)를 동력 전달 장치로 사용하는 변속기(140, 도 1 참조)에서 액추에이터 제어 변수와 이에 대한 클러치 토크 커브(이하 클러치 특성 커브)는 변속감 및 주행 성능에 지대한 영향을 준다.

본 발명의 실시 예에 따른 클러치 토크 학습 장치(100)는 클러치 특성 커브가 1차식으로 표현되는 영역에 대한 특성 커브 기울기를 보정할 수 있다. 일반적인 클러치 특성 학습 방법은 엔진 속도와 클러치 속도가 미세 슬립제어를 하는 영역에 대해 엔진 토크를 클러치 토크로 간주하고, 그 때 대응하는 액추에이터 제어 물성치를 참고하여 클러치 특성 커브를 예측한다.

반면에, 본 발명의 클러치 특성 학습 방법은 슬립 제어시 슬립 안정성을 확인하는 학습조건부와, 현재 운전되는 엔진 토크 영역을 구분하는 토크 영역 판단부, 대응하는 토크 영역별로 학습값을 저장하여 기울기를 계산하는 기울기 계산부를 포함할 수 있다.

일정 학습값이 누적되면, 즉 카운트 값이 기준값(PDV) 보다 크면, 2개 이상의 기울기값으로 최종 기울기 값이 계산될 수 있다. 이로써, 학습목표 기울기가 계산될 수 있다.

차량 주행 중 슬립제어로 클러치 특성 커브 탐색 모드에서, 학습 조건이 만족되면, 엔진 토크 영역에 따라 각 토크 영역별 메모리 영역에 토크값과 액추에이터 제어값이 저장될 수 있다. 저장된 제어값의 평균값으로 각 영역의 클러치 특성 커브의 직선 구간이 시작되는 점과의 기울기 값이 계산될 수 있다. 메모리값이 일정 회수 이상이면, 최종 기울기가 계산될 수 있다. 대응하는 기울기값이 적정한 값인지 판단함으로써, 최종 기울기값이 업데이트될 수 있다. 한편, 최종 기울기 판단값의 적정성은, 클러치 슬립 구간에서 피드백 제어 시 엔진토크 대비 현재 클러치 토크 차이의 부호에 따라 기울기 증감 방향을 결정할 수 있다.

도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 클러치 토크 학습 장치의 클러치 특성 커브 보정 효과를 예시적으로 보여주는 도면이다. 기존에는 현재 커브와 무관한 학습점의 추세선이나 두 구간의 기울기로부터 기울기값을 산출하여 그 값의 편차가 크며 기준점에 대한 학습이 추가 고려되어야 했다. 반면에, 본 발명의 클러치 특성 커브 보정 방법은 현재 클러치 특성 커브의 기준점으로부터 각 구간의 기울기를 산출함으로써 현재 커브로부터 보정이 유리하며 실질적인 커브 보정의 효과를 가져올 수 있다.

한편, 상술 된 본 발명의 내용은 발명을 실시하기 위한 구체적인 실시 예들에 불과하다. 본 발명은 구체적이고 실제로 이용할 수 있는 수단 자체뿐 아니라, 장차 기술로 활용할 수 있는 추상적이고 개념적인 아이디어인 기술적 사상을 포함할 것이다.

100: 클러치 토크 학습 장치
110: 엔진
120: 클러치
130: 구동 모터
140: 변속기
150: 제어기

Claims (20)

1. 클러치 토크 학습 장치의 동작 방법에 있어서:
   엔진 토크와 클러치 토크의 차이에 관련된 정보를 포함하는 적어도 하나의 구동 정보를 근거로 학습 금지인 지를 판단하는 단계; 및
   상기 학습 금지가 아닐 때, 엔진과 클러치의 마이크로 슬립 제어를 통하여 엔진 토크에 대응하는 클러치 토크 및 액추에이터의 제어값을 이용하여 상기 클러치의 특성 커브를 학습하는 단계;를 포함하고,
   상기 학습 금지인 지를 판단하는 단계는,
   상기 엔진 토크와 상기 클러치 토크 사이의 차이에 따라 상기 특성 커브의 학습 방향을 결정하는 단계;를 더 포함하는 방법.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 적어도 하나의 구동 정보는 클러치 히스테리시스에 관련된 정보인 것을 특징으로 하는 방법.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 학습 금지인 지를 판단하는 단계는,
   상기 클러치 히스테리시스의 증가 혹은 감소가 소정의 시간 동안 유지될 때 학습을 허용하는 단계를 포함하는 방법.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 적어도 하나의 구동 정보는 엔진 속도와 클러치 속도 사이의 차이에 관련된 정보인 것을 특징으로 하는 방법.
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 학습 금지인 지를 판단하는 단계는,
   상기 엔진 속도와 상기 클러치 속도의 차이에 대한 절대값이 기준값 보다 클 때, 학습을 금지하는 단계를 포함하는 방법.
6. 삭제
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 학습 금지인 지를 판단하는 단계는,
   상기 엔진 토크와 상기 클러치 토크의 차이에 대한 절대값이 기준값 보다 클 때, 학습을 금지하는 단계를 포함하는 방법.
8. 삭제
9. 제 1 항에 있어서,
   상기 특성 커브의 학습 방향을 결정하는 단계는,
   상기 엔진 토크가 상기 클러치 토크보다 클 때, 상기 특성 커브에서 스트로크 학습이 (-) 방향으로 진행되는 지를 판단하는 단계; 및
   상기 스트로크 학습이 (-) 방향으로 진행되지 않는다면 학습을 금지하는 단계를 포함하는 방법.
10. 제 1 항에 있어서,
    상기 특성 커브의 학습 방향을 결정하는 단계는,
    상기 엔진 토크가 상기 클러치 토크보다 작을 때, 상기 특성 커브에서 스트로크 학습이 (+) 방향으로 진행되는 지를 판단하는 단계; 및
    상기 스트로크 학습이 (+) 방향으로 진행되지 않는다면, 학습을 금지하는 단계를 포함하는 방법.
11. 제 1 항에 있어서,
    상기 학습 금지일 때, 학습 금지 플래그를 설정하는 단계를 더 포함하는 방법.
12. 제 11 항에 있어서,
    상기 학습 금지 플래그 설정 후 학습 금지가 사전에 결정된 시간 동안 유지되는 것을 특징으로 하는 방법.
13. 제 11 항에 있어서,
    학습 구간 시작 상태와 학습 진행 상태를 구분하는 것을 특징으로 하는 방법.
14. 제 13 항에 있어서,
    슬립 판단을 강화하기 위하여 상기 학습 구간 시작 상태에서 슬립 유지 시간과 상기 학습 진행 상태에서 유지 시간이 가변되는 것을 특징으로 하는 방법.
15. 제 11 항에 있어서,
    상기 학습 금지 플래그가 검출될 때, 학습 구간 시작 플래그를 설정하는 단계를 더 포함하는 방법.
16. 액츄에이터에 의한 결합 및 분리 작동을 통하여 엔진과 구동 모터 사이에 동력을 선택적으로 전달하거나 차단하는 클러치; 및
    상기 클러치를 제어하는 제어기를 포함하고,
    오학습을 방지하기 위하여 슬립 제어시 엔진 토크와 클러치 토크의 차이에 관련된 정보를 포함하는 적어도 하나의 구동 정보를 근거로 하여 상기 클러치에 관련된 스트로크 학습 금지 여부를 판단하고,
    상기 학습 금지 여부 판단시 상기 엔진 토크와 상기 클러치 토크 사이의 차이에 따라 상기 클러치의 특성 커브의 학습 방향을 결정하는 클러치 토크 학습 장치.
17. 제 16 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 구동 정보는, 클러치 히스테리시스 관련된 정보, 엔진 속도와 클러치 속도 차이에 관련된 정보 및 슬립 유지 시간에 관련된 정보 중에서 적어도 하나를 포함하는 클러치 토크 학습 장치.
18. 제 16 항에 있어서,
    상기 제어기는 학습 금지 플래그, 학습 구간 시작 플래그, 및 카운터를 이용하여 슬립 제어 유지 시간을 관리하는 것을 특징으로 하는 클러치 토크 학습 장치.
19. 클러치 토크 학습 장치의 동작 방법에 있어서:
    엔진 토크와 클러치 토크의 차이에 관련된 정보를 포함하는 적어도 하나의 구동 정보를 근거로 학습 금지인 지를 판단하는 단계;
    상기 학습 금지가 아닐 때, 토크 영역이 저토크 영역인 지 고토크 영역인 지를 판단하는 단계;
    상기 토크 영역이 상기 저토크 영역일 때, 시작점을 기준으로 제 1 기울기를 계산하는 단계;
    상기 토크 영역이 상기 고토크 영역일 때, 상기 시작점을 기준으로 제 2 기울기를 계산하는 단계; 및
    상기 제 1 기울기 및 상기 제 2 기울기를 사전에 결정된 팩터 테이블에 따라 조합함으로써 토크 기울기를 계산하는 단계를 포함하는 방법.
20. 제 19 항에 있어서,
    엔진 토크와 클러치 토크 사이의 차이를 근거로 하여 상기 토크 기울기의 적정성을 판단하는 단계를 더 포함하는 방법.

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