KR102305612B1

KR102305612B1 - Dct 시스템에서 피구동축 제어 장치 및 그 방법

Info

Publication number: KR102305612B1
Application number: KR1020200130221A
Authority: KR
Inventors: 서현덕
Original assignee: 비테스코 테크놀로지스 게엠베하
Priority date: 2020-10-08
Filing date: 2020-10-08
Publication date: 2021-09-27

Abstract

DCT 시스템에서 피구동축 제어 장치 및 그 방법이 개시된다. 본 발명의 일 측면에 따른 DCT 시스템의 피구동축 제어 장치는, DCT(Double Clutch Transmission) 시스템에서 클러치를 해제한 상태를 유지하는 피구동축의 제어 장치에 있어서, 상기 피구동축의 기어 위치를 확인하고, 상기 기어 위치에 기초하여 상기 피구동축의 기어가 중립 상황인지를 확인하는 제어 시점 판단부, 상기 피구동축의 기어가 중립 상황인 경우, 클러치 제어 지령을 상기 피구동축의 클러치에 인가하여 상기 피구동축의 동작을 제어하고, 상기 클러치 제어 지령에 따른 응답정보에 기초하여 상기 피구동축의 정상 동작 여부를 모니터링하는 동작 모니터링부를 포함한다.

Description

DCT 시스템에서 피구동축 제어 장치 및 그 방법{APPARATUS FOR CONTROLLING DRIVE SHAFT IN DOUBLE CLUTCH TRANSMISSION SYSTEM AND METHOD OF THE SAME}

본 발명은 DCT(Double Clutch Transmission) 시스템에서 피구동축 제어 장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 DCT 시스템에서 피구동축 클러치의 동작을 제어하고, 그 동작 제어에 대한 응답성을 확인함으로써 고장 상황을 미리 감지할 수 있는 DCT 시스템에서 피구동축 제어 장치 및 그 방법에 관한 것이다.

듀얼 클러치 변속기(dual clutch transmission)는 자동 변속기내의 2개의 클러치를 포함하는 포함하는 것으로서, 엔진으로부터 입력되는 회전력을 2개의 클러치를 이용하여 2개의 입력축에 선택적으로 전달하고, 2개의 입력축 상에 배치되는 기어의 기어비에 따라 변속을 행한 후 출력하게 되는 것이다.

이러한 듀얼 클러치 변속기는 5단 이상의 고단 변속기를 컴팩트하게 구현하기 위하여 시도되고 있는 것으로서, 2개의 클러치와, 변속기 내의 동기 치합장치를 컨트롤러에 의해 제어함으로써, 운전자의 수동적인 변속이 불필요하게 하는 ASG(Automated Shift Gear)로 구현되고 있다.

듀얼 클러치 변속기의 일 예를 살펴보면, 도 1에서와 같이, 엔진 동력단속수단, 입력수단, 동력 전달수단, 역진수단, 출력수단을 포함하여 이루어진다.

엔진 동력 단속수단은 2개의 클러치(C1)(C2)를 포함하여 이루어지며, 제1, 2 클러치(C1)(C2)는 메인 입력축(2)과, 메인 입력축(2)과 동일축선상에 배치되는 제1, 2 입력축(4)(6)으로 형성되는 입력수단 사이에 개재되어 엔진(ENG)의 회전동력이 메인 입력축(2)을 통해 선택적으로 입력수단인 제1, 2 입력축(4)(6)에 전달될 수 있도록 하는 동력 단속 기능을 수행하게 된다.

물론 제1, 2 클러치(C1)(C2)는 자동 변속기에서와 같이 미도시한 변속제어기에 의해 제어되는 유압 제어 시스템으로부터 공급되는 유압에 의하여 제어된다.

그리고 입력수단은 메인 입력축(2)과 동일축선상에 배치되고, 제1 클러치(C1)를 통해 메인 입력축(2)과 가변적으로 연결되는 제1 입력축(4)과, 중공축으로 이루어져 제1 입력축(4)의 외주측에 상호 회전 간섭없이 중첩 배치되는 제2 입력축(6)을 포함하여 이루어진다.

또한, 제1 입력축(4)에는 제1, 3, 5속 입력기어(G1)(G3)(G5)가 상호 소정의 간격을 두고 배치되는데, 이들 기어는 제2 입력축(6)을 관통한 후측부분에 위치하며, 중간부분에 제1속 입력기어(G1)을 두고, 전측에는 제3속 입력기어(G3), 후측에는 제5속 입력기어(G5)가 배치된다.

그리고 제2 입력축(6)에는 제2, 4, 6속 입력기어(G2)(G4)(G6)가 상호 소정의 간격을 두고 배치되는데, 이들 기어는 전측으로부터 제2, 4, 6 속 입력기어(G2)(G4)(G6) 순으로 배치된다.

이러한 제1 클러치(C1) 및 제2 클러치(C2)는 모터에 의해 직결/해지하여 엔진 동력을 변속기로 전달되고, 제1 클러치 및 제2 클러치의 위치에 따라 엔진 동력의 전달 토크량은 조절된다.

상술한 바와 같이 DCT(dual clutch transmission) 시스템은, 엔진이 생성하는 구동력을 전달하기 위한 엔진 출력단과 연결되어 변속기가 구비되되, 엔진의 출력단과 2개의(듀얼) 축이 나란히 배치되어 엔진의 출력단과 치합을 번갈아 가며 변속을 진행한다. 이때, 엔진 동력을 차량에 전달하여 주행을 하기 위해서는 기어가 치합된 상태에서 해당 축의 클러치를 인가하는 제어를 수행하여야 한다. 예를 들어 도 1과 같은 6단 DCT 시스템에서는 6단에 해당하는 기어가 치합된 후 제2 클러치를 인가하도록 액추에이터를 동작시킨다. 이렇게 주행을 위해 실제 동력을 전달하는 축을 구동축, 동력 전달을 하지 않고 대기하는 축을 피구동축으로 정의한다. 즉, DCT 시스템의 2개(듀얼)의 축을 각각 구동축 및 피구동축으로 표현하며, 피구동축은 현재 엔진의 출력단과 치합되지 않으며, 엔진의 출력단의 회전속도를 추종하며 비치합상태로 회전하는 축을 지칭한다. 구동축은 클러치를 제어하여 동력을 전달하고, 피구동축은 클러치를 해제한 상태를 유지하게 된다.

그러나 고속 도로와 같이 장시간 특정 기어단을 유지한 상태로 주행을 지속하는 경우 피구동축은 제어 휴지 시간이 길어지고, 이로 인해 제어 능력을 상실하게 되었음에도 불구하고 이를 감지할 수 있는 방법이 없었다.

본 발명의 배경기술은 대한민국 등록특허공보 제10-2019322호(2019.09.06. 공고)의 'DCT 차량의 변속 제어 방법'에 개시되어 있다.

본 발명은 전술한 문제점을 개선하기 위하여 인출된 것으로, 본 발명의 목적은 DCT 시스템에서 피구동축 클러치의 동작을 제어하고, 그 동작 제어에 대한 응답성을 확인함으로써, 차량의 안정적인 주행감을 확보하고 고장 상황을 미리 감지하여 그에 따른 기능 저하를 최소화하도록 하는 DCT 시스템에서 피구동축 제어 장치 및 그 방법을 제공하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제(들)로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제(들)은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 일 측면에 따른 DCT 시스템의 피구동축 제어 장치는, DCT(Double Clutch Transmission) 시스템에서 클러치를 해제한 상태를 유지하는 피구동축의 제어 장치에 있어서, 상기 피구동축의 기어 위치를 확인하고, 상기 기어 위치에 기초하여 상기 피구동축의 기어가 중립 상황인지를 확인하는 제어 시점 판단부, 상기 피구동축의 기어가 중립 상황인 경우, 클러치 제어 지령을 상기 피구동축의 클러치에 인가하여 상기 피구동축의 동작을 제어하고, 상기 클러치 제어 지령에 따른 응답정보에 기초하여 상기 피구동축의 정상 동작 여부를 모니터링하는 동작 모니터링부를 포함한다.

본 발명에서 상기 제어 시점 판단부는, 상기 피구동축의 기어가 중립 상황이 아닌 경우, 상기 DCT 시스템의 비정상 상황 여부를 판단하고, 비정상 상황인 경우 모니터링 구간에 상기 피구동축의 기어를 해제하여 중립 상태로 할 수 있다.

본 발명에서 상기 제어 시점 판단부는, 기 설정된 일정 주기로 상기 피구동축의 기어가 중립 상황인지를 확인하고, 이전 주기에서 상기 DCT 시스템의 비정상 상황을 감지한 경우, 상기 주기 및 빈도를 가변할 수 있다.

본 발명에서 상기 클러치 제어 지령은, 단계 응답 시험, 클러치 해제 시험, 레퍼런스 시험, 및 터치포인트 학습 시험 중 적어도 하나의 시험을 위한 지령을 포함할 수 있다.

본 발명에서 상기 동작 모니터링부는, 상기 단계 응답 시험을 위한 지령에 따라 상기 클러치를 위치 제어하고, 상기 위치 제어에 따른 응답 정보를 모니터링하며, 상기 응답 정보에 기초하여 정상 진단, rationality 진단 및 제어 파라미터 조정 중 적어도 하나를 수행하는 단계 응답 시험부를 포함할 수 있다.

본 발명에서 상기 동작 모니터링부는, 상기 클러치 해제 시험을 위한 지령에 따라 일정 위치까지 상기 클러치를 인가한 상태에서 상기 클러치를 해제하여 동력이 차단될 때까지의 응답 시간을 측정하고, 상기 응답 시간에 기초하여 정상 진단 및 rationality 진단 중 적어도 하나를 수행하는 클러치 해제 시험부를 포함할 수 있다.

본 발명에서 상기 동작 모니터링부는, 상기 레퍼런스 시험을 위한 지령에 따라 상기 클러치를 작동시켜 기구적인 끝점을 확인하고, 상기 확인 결과에 따라 정상 진단, rationality 진단 및 0점 재조정 중 적어도 하나를 수행하는 레퍼런스 시험부를 포함할 수 있다.

본 발명에서 상기 동작 모니터링부는, 상기 터치포인트 학습 시험을 위한 지령에 따라 상기 클러치를 인가하여 입력회전수가 엔진회전수에 동기되는 위치를 감지하고, 상기 감지된 위치에 기초하여 정상 진단, rationality 진단 및 터치포인트 학습 중 적어도 하나를 수행하는 터치포인트 학습부를 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 따른 DCT 시스템의 피구동축 제어 방법은, DCT(Double Clutch Transmission) 시스템에서 클러치를 해제한 상태를 유지하는 피구동축의 제어 방법에 있어서, 제어 시점 판단부가 상기 피구동축의 기어 위치를 확인하고, 상기 기어 위치에 기초하여 상기 피구동축의 기어가 중립 상황인지를 확인하는 단계, 상기 피구동축의 기어가 중립 상황인 경우, 동작 모니터링부가 클러치 제어 지령을 상기 피구동축의 클러치에 인가하여 상기 피구동축의 동작을 제어하고, 상기 클러치 제어 지령에 따른 응답정보에 기초하여 상기 피구동축의 정상 동작 여부를 모니터링하는 단계를 포함한다.

본 발명은 상기 피구동축의 기어가 중립 상황인지를 확인하는 단계에서, 상기 제어 시점 판단부는, 상기 피구동축의 기어가 중립 상황이 아닌 경우, 상기 DCT 시스템의 비정상 상황 여부를 판단하고, 비정상 상황인 경우 모니터링 구간에 상기 피구동축의 기어를 해제하여 중립 상태로 할 수 있다.

본 발명은 상기 피구동축의 기어 중립 상황인지를 확인하는 단계에서, 상기 제어 시점 판단부는, 기 설정된 일정 주기로 상기 피구동축의 기어 중립 상황인지를 확인하고, 이전 주기에서 상기 DCT 시스템의 비정상 상황을 감지한 경우, 상기 주기 및 빈도를 가변할 수 있다.

본 발명은 상기 피구동축의 정상 동작 여부를 모니터링하는 단계에서, 상기 동작 모니터링부는, 상기 단계 응답 시험을 위한 지령에 따라 상기 클러치를 위치 제어하고, 상기 위치 제어에 따른 응답 정보를 모니터링하며, 상기 응답 정보에 기초하여 정상 진단, rationality 진단 및 제어 파라미터 조정 중 적어도 하나를 수행할 수 있다.

본 발명은 상기 피구동축의 정상 동작 여부를 모니터링하는 단계에서, 상기 동작 모니터링부는, 상기 클러치 해제 시험을 위한 지령에 따라 일정 위치까지 상기 클러치를 인가한 상태에서 상기 클러치를 해제하여 동력이 차단될 때까지의 응답 시간을 측정하고, 상기 응답 시간에 기초하여 정상 진단 및 rationality 진단 중 적어도 하나를 수행할 수 있다.

본 발명은 상기 피구동축의 정상 동작 여부를 모니터링하는 단계에서, 상기 동작 모니터링부는, 상기 레퍼런스 시험을 위한 지령에 따라 상기 클러치를 작동시켜 기구적인 끝점을 확인하고, 상기 확인 결과에 따라 정상 진단, rationality 진단 및 0점 재조정 중 적어도 하나를 수행할 수 있다.

본 발명은 상기 피구동축의 정상 동작 여부를 모니터링하는 단계에서, 상기 동작 모니터링부는, 상기 터치포인트 학습 시험을 위한 지령에 따라 상기 클러치를 인가하여 입력회전수가 엔진회전수에 동기되는 위치를 감지하고, 상기 감지된 위치에 기초하여 정상 진단, rationality 진단 및 터치포인트 학습 중 적어도 하나를 수행할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 DCT 시스템에서 피구동축 제어 장치 및 그 방법은, DCT 시스템에서 피구동축 클러치의 동작을 제어하고, 그 동작 제어에 대한 응답성을 확인함으로써 차량의 안정적인 주행감을 확보하고 고장 상황을 미리 감지하여, 그에 따른 기능 저하를 최소화할 수 있다.

한편, 본 발명의 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 이하에서 설명할 내용으로부터 통상의 기술자에게 자명한 범위 내에서 다양한 효과들이 포함될 수 있다.

도 1은 듀얼 클러치 변속기를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 DCT 시스템에서 피구동축 제어 장치를 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 DCT 시스템의 피구동축 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 DCT 시스템에서 피구동축 제어 방법을 상세히 설명하기 위한 흐름도이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 DCT 시스템에서 피구동축 제어 장치 및 그 방법을 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 본 명세서에서 설명된 구현은, 예컨대, 방법 또는 프로세스, 장치, 소프트웨어 프로그램, 데이터 스트림 또는 신호로 구현될 수 있다. 단일 형태의 구현의 맥락에서만 논의(예컨대, 방법으로서만 논의)되었더라도, 논의된 특징의 구현은 또한 다른 형태(예컨대, 장치 또는 프로그램)로도 구현될 수 있다. 장치는 적절한 하드웨어, 소프트웨어 및 펌웨어 등으로 구현될 수 있다. 방법은, 예컨대, 컴퓨터, 마이크로프로세서, 집적 회로 또는 프로그래밍 가능한 로직 디바이스 등을 포함하는 프로세싱 디바이스를 일반적으로 지칭하는 프로세서 등과 같은 장치에서 구현될 수 있다. 프로세서는 또한 최종-사용자 사이에 정보의 통신을 용이하게 하는 컴퓨터, 셀 폰, 휴대용/개인용 정보 단말기(personal digital assistant: "PDA") 및 다른 디바이스 등과 같은 통신 디바이스를 포함한다.

또한, 본 명세서에서 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" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

이하, 본 발명에 따른 실시 예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 DCT 시스템에서 피구동축 제어 장치를 개략적으로 나타낸 블록도이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 DCT 시스템에서 피구동축 제어 장치(100)는 제어 시점 판단부(110), 및 동작 모니터링부(120)를 포함할 수 있다.

제어 시점 판단부(110)는 피구동축 기어가 중립 상황인지 확인하고, 기어 중립 상황인 경우 피구동축 제어 시점으로 판단할 수 있다. 이때, 제어 시점 판단부(110)는 피구동축의 기어 위치를 확인하고, 기어 위치에 기초하여 피구동축의 기어가 중립 상황인지를 확인할 수 있다. 즉, 제어 시점 판단부(110)는 피구동축의 기어가 중립에 위치하는 경우 피구동축 제어 시점으로 판단할 수 있다.

DCT 차량이 주행 중이더라도 피구동축은 변속이 발생할 때까지 대기하고 있으므로, 피구동축 기어가 중립일 경우 피구동축을 동작시켜 거동을 모니터링하여도 실제 주행에는 큰 영향을 미치지 않으며 운전자는 이를 인지할 수 없다. 이에, 피구동축의 제어를 위해서는 피구동축 기어가 중립임을 전제로 할 수 있고, 제어 시점 판단부(110)는 피구동축 기어의 중립 상황을 확인할 수 있다.

만약 피구동축 기어가 치합된 상태일 경우, 제어 시점 판단부(110)는 모니터링 구간에 피구동축 기어를 해제하여 중립 상태로 진입하게 할 수 있고, 모니터링 종료 후 피구동축 기어를 다시 예치합 상태로 복귀시킬 수 있다. 즉, 피구동축의 기어가 중립이 아닌 경우, 제어 시점 판단부(110)는 클러치 시스템의 비정상 상황 여부를 판단하고, 비정상 상황인 경우 모니터링 구간에 피구동축 기어를 해제하여 중립 상태로 진입하게 할 수 있고, 모니터링 종료 후 피구동축 기어를 다시 예치합 상태로 복귀시킬 수 있다. 여기서, 클러치 시스템의 비정황 상황은 클러치 결합 불가 상황, 클러치 해제 불가 상황 및 클러치 제어 응답 시간 불안정 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 클러치 결합 불가 상황은 클러치 해제 상태에서 클러치 결합이 불가능한 상황을 의미하는 것으로, 엔진으로부터의 동력 전달을 하지 못한 결과로 차량이 정차 중인 경우 차량 주행이 불가하고, 경사로에서 차량 밀림이 발생할 수 있다. 그리고 차량이 주행 중일 경우, 관성 주행을 지속하여 가속이 불가능한 상황이 될 수 있다. 클러치 해제 불가 상황은 동력이 전달되는 상태에서 동력 해제가 불가능한 상황으로, 차량 감속이 되지 않고 시동이 꺼지는 상황이 발생할 수 있다. 클러치 제어 응답 시간 불안정은 클러치 제어가 불안정하여 응답 시간이 불규칙한 경우로, 급격한 클러치 결합으로 인한 급발진이나 꿀렁거림 등 운전자에게 불쾌감을 제공할 수 있고, 변속 중 양 축 클러치가 과도하게 결합된 결과로 휠블록이 발생하여 급격한 차량 감속이 발생할 가능성이 있다.

제어 시점 판단부(110)는 일정 주기마다 모니터링 제어를 수행하거나 이전 제어 상황에서 이상 현상을 감지한 경우 모니터링 제어 시기 및 빈도를 가변할 수 있다. 즉, 제어 시점 판단부(110)는 기 설정된 일정 주기로 피구동축의 기어 중립 상황인지를 확인하고, 이전 주기에서 DCT 시스템의 비정상 상황을 감지한 경우, 주기 및 빈도를 가변할 수 있다.

피구동축 기어 중립 상황인 경우, 동작 모니터링부(120)는 피구동축의 동작(거동)을 제어하여 피구동축의 정상 동작 여부를 모니터링할 수 있다. 이때, 동작 모니터링부(120)는 다양한 클러치 목표 지령에 따른 응답성을 확인함으로써, 다양한 방향으로 피구동축의 정상 동작 여부를 모니터링할 수 있다.

구체적으로, 동작 모니터링부(120)는 클러치 제어 지령을 피구동축의 클러치에 인가하여 상기 피구동축의 동작을 제어하고, 클러치 제어 지령에 따른 응답정보에 기초하여 피구동축의 정상 동작 여부를 모니터링할 수 있다. 여기서, 클러치 제어 지령은, 단계 응답 시험, 클러치 해제 시험, 레퍼런스 시험, 및 터치포인트 학습 시험 중 적어도 하나의 시험을 위한 지령을 포함할 수 있다. 단계 응답 시험을 위한 지령은 예컨대, 클러치 목표 위치 지령일 수 있다. 클러치 해제 시험을 위한 지령은 예컨대, 클러치 해제 목표 위치 지령일 수 있다. 레퍼런스 시험을 위한 지령은 예컨대, 클러치 끝점 확인 지령일 수 있다.

이러한 동작 모니터링부(120)는 단계 응답 시험부(122), 클러치 해제(Self Opening) 시험부, 레퍼런스 시험부(126) 및 터치포인트 학습부(128)를 포함할 수 있다.

단계 응답 시험부(122)는 단계 응답 시험을 위한 지령에 따라 피구동축 클러치의 위치 제어에 따른 응답 정보를 모니터링하고, 그 모니터링 결과에 따라 정상 진단, rationality 진단 및 제어 파라미터 조정 중 적어도 하나를 수행할 수 있다.

단계 응답 시험부(122)는 목표 위치 지령에 따라 피구동축 클러치를 위치 제어하고, 그 위치 제어에 따른 응답 정보(즉, 목표 위치까지의 도달 시간 및 위치 유지 전류)를 모니터링하며, 그 응답 정보에 기초하여 정상 진단, rationality 진단 및 제어 파라미터 조정 중 적어도 하나를 수행할 수 있다. 응답 정보(모니터링 결과값)가 스펙에 없는 경우, 단계 응답 시험부(122)는 제어 불가라고 판단하여 주행 전략에 반영할 수 있고 상황에 따라 OBD-II 진단을 확정할 수 있다. 또한 응답 정보(모니터링 결과값)가 스펙에 있으나, 기 설정된 범위를 벗어나면, 단계 응답 시험부(122)는 제어 파라미터를 조정할 수 있다. 여기서, 제어 파라미터는 예컨대, 피드백 게인(feedback gain tuning) 등을 포함할 수 있다.

예를 들어, 목표 위치가 20m이고, 스펙의 응답 시간이 1분, 정상 범위가 0.3초 이내라고 가정하여 설명하기로 한다. 20m까지의 도달 시간이 1분 1초이면, 단계 응답 시험부(122)는 rationality 진단을 확정할 수 있다. 만약, 20m까지의 도달 시간이 0.4초이면, 단계 응답 시험부(122)는 피드백 게인을 조정할 수 있다.

클러치 해제 시험부(124)는 클러치 해제 시험을 위한 지령에 따라 일정 위치까지 클러치를 인가한 상태에서 클러치를 해제하여 동력이 차단될 때까지의 응답 시간을 측정하고, 그 응답 시간에 기초하여 정상 진단 및 rationality 진단 중 적어도 하나를 수행할 수 있다. 이때, 클러치 해제 시험부(124)는 응답 시간에 기초하여 페일 세이프 확보 여부를 판단할 수 있다.

클러치 해제 시험부(124)는 클러치 엑추에이터(모터, 미도시)의 구동에 의해 클러치가 체결된 후 클러치 엑추에이터를 오프시키고, 클러치가 엔진 동력을 차단하기 위한 해제 상태에 도달하는데 소요되는 시간을 측정하기 위해 클러치 엑추에이터가 오프된 시점으로부터 경과되는 시간을 카운트하며, 클러치가 미리 설정된 기준 시간 이내에 해제 상태에 도달하지 못한 경우 클러치에 고착이 발생한 것으로 판단할 수 있다. 이때, 클러치가 해제 상태에 도달하는데 소요되는 시간은, 클러치 엑추에이터의 구동에 의해 가압되어 클러치를 체결 또는 해제시키는 탄성 부재(즉, 다이어프램 스프링)의 반력(Reaction Force)에 의한 자체 해제 시간(Self Opening Time)을 의미한다.

한편, 클러치 해제 시험부(124)는 클러치에 고착이 발생하지 않은 정상 상태에서의 클러치의 위치 및 자체 해제 시간 간의 관계 정보가 미리 설정되어 있다. 이에 따라, 클러치 해제 시험부(124)는 클러치 엑추에이터가 오프된 시점에서의 클러치의 위치에 대한 자체 해제 시간을 상기 관계 정보로부터 추출하고, 클러치가 상기 추출된 자체 해제 시간 이내에 해제 상태에 도달하지 못한 경우 클러치에 고착이 발생한 것으로 판단할 수 있다.

레퍼런스 시험부(126)은 레퍼런스 시험을 위한 지령에 따라 피구동축 클러치를 작동시켜 기구적인 끝점을 확인하고, 그 확인 결과에 따라 정상 진단, rationality 진단 및 클러치의 기준위치(0점) 재조정 중 적어도 하나를 수행할 수 있다.

레퍼런스 시험부(126)는 피구동축 클러치를 아래쪽으로 이동시켜 기구적인 끝점을 확인할 수 있고, 그 확인 결과에 기초하여 rationality 진단 및 기준 위치(0점)를 재조정할 수 있다. 여기서, 기구적인 끝점은 피구동축 클러치가 더 이상 내려오지 않은 위치일 수 있다.

즉, 피구동축 클러치의 기구적인 끝점 확인 결과, 그 값이 스펙에 없는 경우, 레퍼런스 시험부(126)는 제어 불가라고 판단하여 주행 전략에 반영할 수 있고 상황에 따라 OBD-II 진단을 확정할 수 있다. 또한 끝점 확인 값이 스펙에 있으나, 기 설정된 범위를 벗어나면, 레퍼런스 시험부(126)는 레퍼런스 위치를 조정할 수 있다.

예를 들어, 기준 위치가 -0.5mm라고 가정하여 설명하기로 한다. 레퍼런스 시험부(126)가 피구동축 클러치를 제어하여 끝점을 확인한 결과 -3mm이라면, 레퍼런스 시험부(126)는 스펙에 설정된 기준 위치가 아니라고 판단하여 OBD-II 진단을 확정할 수 있다. 만약, 끝점을 확인한 결과 기 설정된 범위내인 -1mm이라면, 레퍼런스 시험부(126)는 0점을 재조정할 수 있다.

터치포인트 학습부(128)는 터치포인트 학습 시험을 위한 지령에 따라 클러치를 인가하여 입력회전수가 엔진회전수에 동기되는 위치를 감지하고, 감지된 위치에 기초하여 정상 진단, rationality 진단 및 터치포인트 학습 중 적어도 하나를 수행할 수 있다. 터치포인트 학습부(128)는 피구동축 클러치를 인가하여 입력회전수가 엔진회전수에 동기되는 위치를 감지하여 클러치의 터치포인트(동력 전달 가능 위치)를 학습할 수 있다.

터치포인트 학습부(128)는 클러치를 인가하여 입력회전수가 엔진회전수에 동기되는 위치가 스펙에 포함되지 않으면, rationality 진단으로 확정할 수 있다. 또한, 터처포인트 학습부(128)는 클러치를 인가하여 입력회전수가 엔진회전수에 동기되는 위치가 스펙에 포함되나 기 설정된 정상 범위를 벗어나면, 터치포인트 학습부(128)는 터치포인트를 조정할 수 있다. 즉, 터치포인트 학습부(128)는 피구동축 클러치의 회전수를 엔진의 회전수에 추종되도록 제어하면서 입력축 회전속도의 변곡점을 확인하고, 그 변곡점이 확인되는 시점에서 입력 회전속도의 변화율을 이용하여 클러치의 터치포인트를 학습할 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 DCT 시스템의 피구동축 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

도 3을 참조하면, 피구동축 제어 장치(100)는 피구동축의 기어가 중립 상황이면(S310), 피구동축 클러치의 위치 제어에 따른 응답 정보를 모니터링하는 단계 응답 시험을 수행한다(S320).

S320 단계가 수행되면, 피구동축 제어 장치(100)는 일정 위치까지 클러치를 인가한 상태에서 클러치를 해제하여 동력이 차단될 때까지의 응답 시간을 모니터링하는 자체 해제 시험을 수행한다(S330).

S330 단계가 수행되면, 피구동축 제어 장치(100)는 피구동축 클러치를 작동시켜 기구적인 끝점을 확인하는 레퍼런스 시험을 수행한다(S340).

S340 단계가 수행되면, 피구동축 제어 장치(100)는 비구동축 클러치를 인가하여 입력회전수가 엔진회전수에 동기되는 위치를 감지하는 터치포인트 학습을 수행한다(S350).

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 DCT 시스템에서 피구동축 제어 방법을 상세히 설명하기 위한 흐름도이다.

도 4를 참조하면, 피구동축 제어 장치(100)는 피구동축의 기어가 중립 상황인지를 판단한다(S402).

S402 단계의 판단결과, 피구동축의 기어가 중립 상황이면, 피구동축 제어 장치(100)는 단계 응답 시험을 수행한다(S404). 즉, 피구동축 제어 장치(100)는 목표 위치 지령에 따라 피구동축 클러치를 위치 제어하여, 목표 위치까지의 도달 시간 및 위치 유지 전류를 모니터링할 수 있다.

S404 단계가 수행되면, 피구동축 제어 장치(100)는 단계 응답 시험 결과가 기 설정된 스펙에 포함되는지를 판단한다(S406).

S406 단계의 판단결과, 단계 응답 시험 결과가 스펙에 포함되면, 피구동축 제어 장치(100)는 단계 응답 시험 결과가 기 설정된 정상 범위인지를 판단한다(S408).

S408 단계의 판단결과, 단계 응답 시험 결과가 정상 범위이면, 피구동축 제어 장치(100)는 자체 해제 시험(셀프 오프닝 테스트)을 수행한다(S410). 즉, 피구동축 제어 장치(100)는 일정 위치까지 클러치를 인가한 상태에서 클러치를 해제하여 동력이 차단될 때까지의 응답 시간을 측정할 수 있다. 구체적으로, 피구동축 제어 장치(100)는 클러치 엑추에이터(모터, 미도시)의 구동에 의해 클러치가 체결된 후 클러치 엑추에이터를 오프시키고, 클러치가 엔진 동력을 차단하기 위한 해제 상태에 도달하는데 소요되는 시간을 측정하기 위해 클러치 엑추에이터가 오프된 시점으로부터 경과되는 시간을 카운트할 수 있다.

S410 단계가 수행되면, 피구동축 제어 장치(100)는 자체 해제 시험 결과(즉, 응답 시간)가 기 설정된 스펙에 포함되는지를 판단한다(S412).

S412 단계의 판단결과, 자체 해제 시험 결과가 스펙에 포함되면, 피구동축 제어 장치(100)는 레퍼런스 시험을 수행한다(S414). 즉, 피구동축 제어 장치(100)는 피구동축 클러치를 아래쪽으로 이동시켜 기구적인 끝점을 확인할 수 있다.

S414 단계가 수행되면, 피구동축 제어 장치(100)는 레퍼런스 시험 결과(레퍼런스 위치)가 기 설정된 스펙에 포함되는지를 판단한다(S416).

S416 단계의 판단결과, 레퍼런스 시험 결과가 스펙에 포함되면, 피구동축 제어 장치(100)는 레퍼런스 시험 결과가 기 설정된 정상 범위인지를 판단한다(S418).

S418 단계의 판단결과, 레퍼런스 시험 결과가 정상 범위이면, 피구동축 제어 장치(100)는 터치포인트 학습을 수행한다(S420). 즉, 피구동축 제어 장치(100)는 피구동축 클러치를 인가하여 입력회전수가 엔진회전수에 동기되는 위치를 감지할 수 있다.

S420 단계가 수행되면, 피구동축 제어 장치(100)는 터치포인트 학습 결과가 기 설정된 스펙에 포함되는지를 판단한다(S422).

S422 단계의 판단결과, 터치포인트 학습 결과가 스펙에 포함되면, 피구동축 제어 장치(100)는 터치포인트 학습 결과가 기 설정된 정상 범위인지를 판단한다(S424).

S424 단계의 판단결과, 터치포인트 학습 결과가 정상 범위이면, 피구동축 제어 장치(100)는 단계를 종료한다.

S402 단계의 판단결과, 피구동축의 기어가 중립 상황이 아니면, 피구동축 제어 장치(100)는 DCT 시스템이 비정상 상황인지를 판단한다(S426). 여기서, 클러치 시스템의 비정황 상황은 클러치 결합 불가 상황, 클러치 해제 불가 상황 및 클러치 제어 응답 시간 불안정 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

S426 단계의 판단결과, DCT 시스템이 비정상 상황이면, 피구동축 제어 장치(100)는 모니터링 구간에 피구동축의 기어를 해제하여 중립 상태로 진입하게 한다(S428).

만약, S426 단계의 판단결과 비정상 상황이 아니면, 피구동축 제어 장치(100)는 기 설정된 일정 시간의 경과 여부를 판단하고(S430), 일정 시간이 경과한 경우 피구동축 제어 장치(100)는 S428 단계를 수행한다. 즉, 비정상 상황이 아니면, 피구동축 제어 장치(100)는 가장 최근에 모니터링한 시간이 기 설정된 모니터링 주기를 경과했는지를 판단할 수 있다.

만약, S406 단계의 판단결과 단계 응답 시험 결과가 스펙에 포함되지 않으면, 피구동축 제어 장치(100)는 rationality 진단으로 확정한다(S432). 즉, 단계 응답 시험 결과가 스펙에 포함되지 않으면, 피구동축 제어 장치(100)는 제어 불가라고 판단하여, 주행 전략에 반영할 수 있고 상황에 따라 OBD-II 진단을 확정할 수 있다. OBD-II 진단은 rationality 진단일 수 있다.

S408 단계의 판단결과, 단계 응답 시험 결과가 정상 범위가 아니면, 피구동축 제어 장치(100)는 제어 파라미터를 조정한다(S434). 여기서, 제어 파라미터는 예컨대, feedback gain tuning 일 수 있다.

S412 단계의 판단결과, 자체 해제 시험 결과가 스펙에 포함되지 않으면, 피구동축 제어 장치(100)는 rationality 진단으로 확정한다(S436). 즉, 단계 응답 시험 결과가 스펙에 포함되지 않으면, 피구동축 제어 장치(100)는 OBD-II 진단을 확정하거나 클러스터에 경고등을 점등할 수 있다.

S416 단계의 판단결과, 레퍼런스 시험 결과가 스펙에 포함되지 않으면, 피구동축 제어 장치(100)는 rationality 진단으로 확정한다(S438).

S418 단계의 판단결과, 레퍼런스 시험 결과가 정상 범위가 아니면, 피구동축 제어 장치(100)는 레퍼런스 위치를 조정한다(S440).

S422 단계의 판단결과, 터치포인트 학습 결과가 스펙에 포함되지 않으면, 피구동축 제어 장치(100)는 rationality 진단으로 확정한다(S442).

S424 단계의 판단결과, 터치포인트 학습 결과가 정상 범위가 아니면, 피구동축 제어 장치(100)는 터치포인트를 조정한다(S444).

상술한 바와 같이 피구동축 제어 장치(100)는 피구동축의 거동(동작)을 통해서 정상 동작 여부를 확인하고 제어 파라미터를 학습함으로써, 미리 클러치 시스템의 상태 파악이 가능하고 안정적인 주행을 가능하게 할 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 DCT 시스템에서 피구동축 제어 장치(100) 및 그 방법은, DCT 시스템에서 피구동축 클러치의 동작을 제어하고, 그 동작 제어에 대한 응답성을 확인함으로써 차량의 안정적인 주행감을 확보하고 고장 상황을 미리 감지하여, 그에 따른 기능 저하를 최소화할 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.

100 : 피구동축 제어 장치
110 : 제어 시점 판단부
120 : 동작 모니터링부
122 : 단계 응답 시험부
124 : 클러치 해제 시험부
126 : 레퍼런스 시험부
128 : 터치포인트 학습부

Claims

DCT(Double Clutch Transmission) 시스템에서 클러치를 해제한 상태를 유지하는 피구동축의 제어 장치에 있어서,
상기 피구동축의 기어 위치를 확인하고, 상기 기어 위치에 기초하여 상기 피구동축의 기어가 중립 상황인지를 확인하는 제어 시점 판단부; 및
상기 피구동축의 기어가 중립 상황인 경우, 클러치 제어 지령을 상기 피구동축의 클러치에 인가하여 상기 피구동축의 동작을 제어하고, 상기 클러치 제어 지령에 따른 응답정보에 기초하여 상기 피구동축의 정상 동작 여부를 모니터링하는 동작 모니터링부를 포함하고,
상기 제어 시점 판단부는,
상기 피구동축의 기어가 중립 상황이 아닌 경우, 상기 DCT 시스템의 비정상 상황 여부를 판단하고, 비정상 상황인 경우 모니터링 구간에 상기 피구동축의 기어를 해제하여 중립 상태로 하며,
기 설정된 일정 주기로 상기 피구동축의 기어가 중립 상황인지를 확인하고, 이전 주기에서 상기 DCT 시스템의 비정상 상황을 감지한 경우, 상기 주기 및 빈도를 가변하는 것을 특징으로 하는 DCT 시스템의 피구동축 제어 장치.
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제1항에 있어서,
상기 클러치 제어 지령은,
단계 응답 시험, 클러치 해제 시험, 레퍼런스 시험, 및 터치포인트 학습 시험 중 적어도 하나의 시험을 위한 지령을 포함하는 것을 특징으로 하는 DCT 시스템의 피구동축 제어 장치.
제4항에 있어서,
상기 동작 모니터링부는,
상기 단계 응답 시험을 위한 지령에 따라 상기 클러치를 위치 제어하고, 상기 위치 제어에 따른 응답 정보를 모니터링하며, 상기 응답 정보에 기초하여 정상 진단, rationality 진단 및 제어 파라미터 조정 중 적어도 하나를 수행하는 단계 응답 시험부를 포함하는 것을 특징으로 하는 DCT 시스템의 피구동축 제어 장치.
제4항에 있어서,
상기 동작 모니터링부는,
상기 클러치 해제 시험을 위한 지령에 따라 일정 위치까지 상기 클러치를 인가한 상태에서 상기 클러치를 해제하여 동력이 차단될 때까지의 응답 시간을 측정하고, 상기 응답 시간에 기초하여 정상 진단 및 rationality 진단 중 적어도 하나를 수행하는 클러치 해제 시험부를 포함하는 것을 특징으로 하는 DCT 시스템의 피구동축 제어 장치.
제4항에 있어서,
상기 동작 모니터링부는,
상기 레퍼런스 시험을 위한 지령에 따라 상기 클러치를 작동시켜 기구적인 끝점을 확인하고, 상기 확인 결과에 따라 정상 진단, rationality 진단 및 0점 재조정 중 적어도 하나를 수행하는 레퍼런스 시험부를 포함하는 것을 특징으로 하는 DCT 시스템의 피구동축 제어 장치.
제4항에 있어서,
상기 동작 모니터링부는,
상기 터치포인트 학습 시험을 위한 지령에 따라 상기 클러치를 인가하여 입력회전수가 엔진회전수에 동기되는 위치를 감지하고, 상기 감지된 위치에 기초하여 정상 진단, rationality 진단 및 터치포인트 학습 중 적어도 하나를 수행하는 터치포인트 학습부를 포함하는 것을 특징으로 하는 DCT 시스템의 피구동축 제어 장치.
DCT(Double Clutch Transmission) 시스템에서 클러치를 해제한 상태를 유지하는 피구동축의 제어 방법에 있어서,
제어 시점 판단부가 상기 피구동축의 기어 위치를 확인하고, 상기 기어 위치에 기초하여 상기 피구동축의 기어가 중립 상황인지를 확인하는 단계; 및
상기 피구동축의 기어가 중립 상황인 경우, 동작 모니터링부가 클러치 제어 지령을 상기 피구동축의 클러치에 인가하여 상기 피구동축의 동작을 제어하고, 상기 클러치 제어 지령에 따른 응답정보에 기초하여 상기 피구동축의 정상 동작 여부를 모니터링하는 단계를 포함하고,
상기 피구동축의 기어가 중립 상황인지를 확인하는 단계에서,
상기 제어 시점 판단부는, 상기 피구동축의 기어가 중립 상황이 아닌 경우, 상기 DCT 시스템의 비정상 상황 여부를 판단하고, 비정상 상황인 경우 모니터링 구간에 상기 피구동축의 기어를 해제하여 중립 상태로 하며,
상기 제어 시점 판단부는, 기 설정된 일정 주기로 상기 피구동축의 기어 중립 상황인지를 확인하고, 이전 주기에서 상기 DCT 시스템의 비정상 상황을 감지한 경우, 상기 주기 및 빈도를 가변하는 것을 특징으로 하는 DCT 시스템의 피구동축 제어 방법.
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제9항에 있어서,
상기 클러치 제어 지령은,
단계 응답 시험, 클러치 해제 시험, 레퍼런스 시험, 및 터치포인트 학습 시험 중 적어도 하나의 시험을 위한 지령을 포함하는 것을 특징으로 하는 DCT 시스템의 피구동축 제어 방법.
DCT(Double Clutch Transmission) 시스템에서 클러치를 해제한 상태를 유지하는 피구동축의 제어 방법에 있어서,
제어 시점 판단부가 상기 피구동축의 기어 위치를 확인하고, 상기 기어 위치에 기초하여 상기 피구동축의 기어가 중립 상황인지를 확인하는 단계; 및
상기 피구동축의 기어가 중립 상황인 경우, 동작 모니터링부가 클러치 제어 지령을 상기 피구동축의 클러치에 인가하여 상기 피구동축의 동작을 제어하고, 상기 클러치 제어 지령에 따른 응답정보에 기초하여 상기 피구동축의 정상 동작 여부를 모니터링하는 단계를 포함하고,
상기 클러치 제어 지령은, 단계 응답 시험, 클러치 해제 시험, 레퍼런스 시험, 및 터치포인트 학습 시험 중 적어도 하나의 시험을 위한 지령을 포함하며,
상기 피구동축의 정상 동작 여부를 모니터링하는 단계에서,
상기 동작 모니터링부는, 상기 단계 응답 시험을 위한 지령에 따라 상기 클러치를 위치 제어하고, 상기 위치 제어에 따른 응답 정보를 모니터링하며, 상기 응답 정보에 기초하여 정상 진단, rationality 진단 및 제어 파라미터 조정 중 적어도 하나를 수행하는 것을 특징으로 하는 DCT 시스템의 피구동축 제어 방법.
DCT(Double Clutch Transmission) 시스템에서 클러치를 해제한 상태를 유지하는 피구동축의 제어 방법에 있어서,
제어 시점 판단부가 상기 피구동축의 기어 위치를 확인하고, 상기 기어 위치에 기초하여 상기 피구동축의 기어가 중립 상황인지를 확인하는 단계; 및
상기 피구동축의 기어가 중립 상황인 경우, 동작 모니터링부가 클러치 제어 지령을 상기 피구동축의 클러치에 인가하여 상기 피구동축의 동작을 제어하고, 상기 클러치 제어 지령에 따른 응답정보에 기초하여 상기 피구동축의 정상 동작 여부를 모니터링하는 단계를 포함하고,
상기 클러치 제어 지령은, 단계 응답 시험, 클러치 해제 시험, 레퍼런스 시험, 및 터치포인트 학습 시험 중 적어도 하나의 시험을 위한 지령을 포함하며,
상기 피구동축의 정상 동작 여부를 모니터링하는 단계에서,
상기 동작 모니터링부는, 상기 클러치 해제 시험을 위한 지령에 따라 일정 위치까지 상기 클러치를 인가한 상태에서 상기 클러치를 해제하여 동력이 차단될 때까지의 응답 시간을 측정하고, 상기 응답 시간에 기초하여 정상 진단 및 rationality 진단 중 적어도 하나를 수행하는 것을 특징으로 하는 DCT 시스템의 피구동축 제어 방법.
DCT(Double Clutch Transmission) 시스템에서 클러치를 해제한 상태를 유지하는 피구동축의 제어 방법에 있어서,
제어 시점 판단부가 상기 피구동축의 기어 위치를 확인하고, 상기 기어 위치에 기초하여 상기 피구동축의 기어가 중립 상황인지를 확인하는 단계; 및
상기 피구동축의 기어가 중립 상황인 경우, 동작 모니터링부가 클러치 제어 지령을 상기 피구동축의 클러치에 인가하여 상기 피구동축의 동작을 제어하고, 상기 클러치 제어 지령에 따른 응답정보에 기초하여 상기 피구동축의 정상 동작 여부를 모니터링하는 단계를 포함하고,
상기 클러치 제어 지령은, 단계 응답 시험, 클러치 해제 시험, 레퍼런스 시험, 및 터치포인트 학습 시험 중 적어도 하나의 시험을 위한 지령을 포함하며,
상기 피구동축의 정상 동작 여부를 모니터링하는 단계에서,
상기 동작 모니터링부는, 상기 레퍼런스 시험을 위한 지령에 따라 상기 클러치를 작동시켜 기구적인 끝점을 확인하고, 상기 확인 결과에 따라 정상 진단, rationality 진단 및 0점 재조정 중 적어도 하나를 수행하는 것을 특징으로 하는 DCT 시스템의 피구동축 제어 방법.
제12항에 있어서,
상기 피구동축의 정상 동작 여부를 모니터링하는 단계에서,
상기 동작 모니터링부는, 상기 터치포인트 학습 시험을 위한 지령에 따라 상기 클러치를 인가하여 입력회전수가 엔진회전수에 동기되는 위치를 감지하고, 상기 감지된 위치에 기초하여 정상 진단, rationality 진단 및 터치포인트 학습 중 적어도 하나를 수행하는 것을 특징으로 하는 DCT 시스템의 피구동축 제어 방법.