KR20080111102A - 더블 클러치 변속기의 클러치 제어 적응 방법 및 그 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 더블 클러치 변속기의 클러치 제어 적응 방법에 관한 것이다. 본원의 적응 방법에 따라, 기어 변속 시에 개방 클러치로부터 전달될 수 있는 토크와 체결 클러치로부터 전달될 수 있는 토크는 설정 곡선에 상응하게 제어되고, 기어 변속 중에 설정값과 실제값 간의 차이가 산출되며, 상기 클러치들 중에 적어도 일측의 클러치의 설정 곡선이 설정값과 실제값 간의 차이를 감소시키도록 후속되는 기어 변속을 위해 적응된다.

더블 클러치 변속기, 클러치, 개방 클러치, 체결 클러치, 토크

Description

더블 클러치 변속기의 클러치 제어 적응 방법 및 그 장치{METHOD AND DEVICE FOR ADAPTING THE CONTROL OF THE CLUTCHES OF A DOUBLE CLUTCH GEAR}

본 발명은 더블 클러치 변속기의 클러치의 제어를 적응시키기 위한 방법 및 그 장치에 관한 것이다.

더블 클러치 변속기 또는 병렬형 변속기는 통상적인 기계식 수동 변속기의 우수한 효율을 유지하면서도 견인력이 차단되지 않는 기어비 변경을 가능케 한다. 도8은 상기와 같은 더블 클러치 변속기의 구성을 개략적으로 도시하고 있다.

엔진(10), 예컨대 내연기관에 의해 구동되는 구동축(12)은 클러치(K1)를 통해서, 클러치 및 부분 변속기로 형성되는 더블 클러치 변속기의 제1 부분 변속기(14)와 연동되고, 클러치(K2)를 통해서는 상기 더블 클러치 변속기의 제2 부분 변속기(16)와 연동된다. 부분 변속기들(14, 16)의 출력부들은 공동의 축(18)에 작용하고, 이 축(18)은 차동 기어(20)를 통해 자동차의 바퀴들을 구동한다. 부분 변속기(14)는 예컨대 더블 클러치 변속기의 홀수 기어단을 포함하고, 부분 변속기(16)는 더블 클러치 변속기의 짝수 기어단을 포함한다. 클러치들(K1, K2)을 제어하고, 부분 변속기들(14, 16)에서 기어를 맞물리게 하기 위해, 전자 제어 장치(22)가 제공된다. 이 전자 제어 장치의 출력단들은 클러치들 및 부분 변속기들 을 위한 액추에이터들과 연결되고, 전자 제어 장치의 입력단들은 차량의 센서 또는 기타 제어 장치와 연결된다. 상기 센서 또는 제어 장치는 클러치들의 제어와 부분 변속기들 내 기어의 맞물림 및 물림 해제에 관한 신호들을 수신한다.

상기와 같은 더블 클러치 변속기 또는 병렬형 변속기의 구성 및 기능은 공지되어 있으므로, 본원에서는 상세하게 설명되지 않는다.

도9는 실시예별 기어 변속을 그래프로 도시하고 있으며, 가로 좌표에는 시간이 도시되고 세로 좌표에는 토크가 도시되어 있다. 점선은 예컨대 가속 페달을 통해 설정되고 구동축(12)에 존재하는 운전자 요구 토크(M_FW)를 나타낸다. 파선은 클러치(K1)를 통해 전달될 수 있는 클러치 토크(M_K1)를 나타낸다. 그리고 실선은 클러치(K2)를 통해 전달될 수 있는 클러치 토크(M_K2)를 나타낸다.

도시된 경우, 차량이 부분 변속기(14)에서 맞물린 3단 기어로 주행하고 있으며, 클러치(K1)가 체결되어 있다고 가정하였다. 부분 변속기(16)에서는 4단 기어가 맞물려 있고, 클러치(K2)는 개방되어 있다. 만일 시점(T₀)에서 3단 기어에서 4단 기어로 변속이 개시되어야 하는 경우, 클러치(K1)는 제어 장치(22)에 의해 제어되면서 개방되고, 클러치(K2)가 체결된다. 시점(T₁)에서 기어 변속이 종료되는데, 다시 말해 이에 따라 차량은 클러치(K2)를 통해 토크가 전달되면서 4단 기어로 주행한다. 클러치(K1)가 개방됨으로써, 부분 변속기(14)에서는 또 다른 기어 단계가 사전 선택되거나 또는 체결될 수 있다. 클러치들의 개방과 체결은 시점 T₀와 T₁ 사 이에서 본질적으로 선형으로 이루어지며, 기어 변속의 종료 시에 클러치(K2)로부터 전달될 수 있는 토크는, 시점(T₁)에 존재하는 엔진 토크를 수용하면서 기어 변속 전에 존재하던 엔진 토크와 동일할 수 있거나, 도시한 바와 같이 기어 변속 중에 변경되는 엔진 토크 또는 운전자 요구 토크에 적응될 수 있다. 그런 다음 클러치(K2)가 체결되는 기준이 되는 기울기는 기어 변속 중에 변경될 수 있다. 클러치(K1)가 완전하게 개방되고 클러치(K2)는 사전 지정된 클러치 토크가 전달될 수 있을 때까지 체결되는 시점(T₁) 이후에는, 클러치(K2)의 슬립이 검출되고, 클러치(K2)는, 계속해서 사전 지정된 슬립으로 주행이 이루어지거나, 상기 슬립이 점차 영으로 감소하는 방식으로 제어된다. T₀와 T₁ 사이의 기간은 예컨대 단지 0.1내지 0.4초 정도의 짧은 시간이므로, 매우 신속하면서도 견인력 차단이 이루어지지 않는 기어 변속이 가능하게 된다. 그러므로 엔진 토크 또는 운전자 요구 토크와 관련하여 T₀와 T₁ 사이에서 발생하는 변화는 일반적으로 적다. 중첩식 기어 변속(T₀와 T₁ 사이의 기간) 중에 차량 속도는 거의 변하지 않기 때문에, 엔진의 회전 속도 변화도 극미하므로, 시점(T₀)에서 부분 변속기들의 입력축과 엔진의 크랭크축 사이에 존재하던 슬립은 시점(T₁)에 이를 때까지 일정하게 유지될 수 있다.

실제로 더블 클러치 변속기의 기어 변속 시에 변속 쾌적성에 부정적인 영향을 미치는 문제가 발생한다. 예컨대 각각의 시점에 두 클러치로부터 전달될 수 있는 클러치 토크가, 클러치 작동들 간의 상호 작용에 의해, 또는 그 외 영향에 의해 감소하거나 갑작스럽게 증가하므로, 상기 클러치 토크는 도시한 바와 같이, 점선 곡선이 파선 곡선과 실선 곡선의 합과 거의 동일하게 되는, 제어되는 요구 토크에 상응하지 않게 된다. 이런 점은 기어 변속 중에 엔진의 바람직하지 못한 속도 급상승을 야기하거나, 바람직하지 못한 속도 급강하(undershoot)를 야기하며, 상기 속도 급강하는 동역학적 효과를 바탕으로 추가적인 문제를 야기한다. 또한, 만일 클러치(K2)에서 시점(T2)에 달성되는 전달 가능한 토크가 너무 작으면, 엔진은 바람직하지 못하게 고속 회전할 수 있다.

본 발명의 목적은 전술한 문제점을 위한 해결 방법을 제공하는 데 있다.

상기 목적은, 더블 클러치 변속기의 클러치들의 제어를 적응시키기 위한 방법에 의해 달성되며, 상기 적응 방법에서, 기어 변속 시에 개방 클러치(opening clutch)로부터 전달될 수 있는 토크와 체결 클러치(closing clutch)로부터 전달될 수 있는 토크가 설정 곡선에 상응하게 제어되고, 기어 변속 중에는 설정값과 실제값 간의 차이가 산출되며, 클러치들 중 적어도 일측의 클러치의 설정 곡선이 설정값과 실제값 사이의 차이를 감소시키도록 후속되는 기어 변속을 위해 적응된다.

예컨대 기어 변속 중에는 실제 합산 토크와 전달될 수 있는 설정 클러치 합산 토크로부터 차이가 산출될 수 있다.

실제 합산 토크는 예컨대 구동 엔진으로부터 변속기로 유도되는 정적 엔진 토크 및 동적 엔진 토크의 합계와 동일하다.

정적 엔진 토크는 가속 페달을 통해 입력되는 운전자 요구 토크와 동일할 수 있다.

바람직하게는 기어 변속 중에 개방 클러치의 슬립이 설정 슬립과 비교되며, 체결 클러치의 설정 토크는 슬립의 증가 시에 마찬가지로 증가한다.

본 발명의 적응 방법과 관련한 추가적인 실시예에 따르면, 체결 클러치의 설정 곡선은 개방 클러치에서 중첩식 기어 변속의 종료 시에 존재하는 슬립의 편차에 상응하게 적응된다.

체결 클러치의 설정 곡선은, 예컨대 가속 페달을 통해 입력되는 운전자 요구 토크에 따라 그리고 중첩식 기어 변속의 종료 시 슬립에 따라 적응되는 보정 계수로 보정될 수 있다.

더블 클러치 변속기의 클러치들의 제어를 적응시키기 위한 적응 장치는, 클러치들 각각을 위한 액추에이터와, 중첩식 기어 변속 중에 클러치들 중 일측의 클러치의 개방과 각각의 타측의 클러치의 동시 체결을 제어하기 위한 전자 제어 장치를 포함하며, 이 제어 장치는 전술한 적응 방법들 중 어느 하나에 따라 클러치들을 제어하는 데 적합하다.

본 발명은 다음에서 개략적인 도면에 따라 실시예로서, 추가로 상세하게 설명된다.

도1은 전달될 수 있는 클러치 토크들의 특성 곡선들을 각각 도시한 그래프이다.

도2는 도1의 토크 강하의 결과로 엔진에서 발생하는 속도 피크를 도시한 그 래프이다.

도3은 본 발명에 따른 적응 방법을 설명하기 위한 토크 및 엔진 속도의 특성 곡선들을 도시한 그래프이다.

도4는 본 발명에 따른 적응 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

도5는 엔진의 속도 피크에 대한 추가적인 원인을 설명하기 위한 속도 특성 곡선을 도시한 그래프이다.

도6은 속도 피크의 방지를 설명하기 위해 도1과 유사하게 도시한 그래프이다.

도7은 추가적인 본 발명에 따른 적응 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

도8은 공지된 더블 클러치 변속기를 개략적으로 도시한 블록선도이다.

도9는 공지된 기어 변속을 개략적으로 도시한 개략적인 그래프이다.

도1은 예컨대 1단 기어에서 2단 기어로, 또는 2단 기어에서 3단 기어로 변속되는 구동 업시프트 시의 토크 특성 곡선을 도시하고 있다. M_sKg는 아웃고잉 클러치(outgoing clutch)(개방 클러치)로부터 전달될 수 있는 토크를 나타내고, 이 토크는 제어 장치에 저장된 프로그램에 상응하게 T₀과 T₁ 사이에서 선형으로 감소한다. M_sKk는 인커밍 클러치(incoming clutch)(체결 클러치)로부터 전달될 수 있고 제어 장치에 저장된 토크이며, 그래프에는 파선으로 도시되어 있다.

M_s∑K는 전달될 수 있는 클러치 합산 토크를 나타내고, 이는 M_sKg와 M_sKk의 합 으로 구해진 합계로부터 제공된다.

중첩식 기어 변속을 개시하기 전에, 아웃고잉 클러치로부터 전달될 수 있는 토크는 바람직하게는 인가되는 엔진 토크보다 극미하게 낮은 값으로 설정되므로, 아웃고잉 클러치는 시점(T₀)에 사전 지정된 슬립으로 작동되고, 이런 슬립은 중첩식 기어 변속 시에 (시점 T₁까지) 바람직하게는 본질적으로 일정하게 유지된다. 인커밍 클러치가 토크 전달을 수행하게 되는 시점(T₁)부터, 인커밍 클러치의 제어는 슬립 제어로 전환되므로, 전달 가능한 클러치 토크는 우선 엔진 속도를 감소시킬 수 있도록 상승하고, 그런 다음 새로 체결된 클러치가 본질적으로 슬립 없이 토크를 전달하게 되는 값으로 제어된다.

실제로 확인된 바에 따르면, 엔진은 클러치 작동의 중첩 단계 동안 도2처럼 프로그램된 라인(n_M)에 상응하게 고속 구동된다. 도2에 따르면, n_M으로 지시되는 라인은 시간(t)에 걸쳐 나타나는 엔진 속도의 특성 곡선을 의미한다. n_Gg는 아웃고잉(개방) 클러치에 할당된 변속기의 입력축의 회전 속도 특성 곡선을 나타낸다. 도면으로부터 알 수 있듯이, 대응하는 변속기의 입력축과 엔진(10)으로부터 구동되는 구동축(12)(도8) 사이의 슬립은 갑자기 증가하며, 이런 점은 너무 낮은 실제 총 클러치 토크를 의미한다. 이는 도1에서 일점쇄선(M_aΣK)으로 도시되어 있는 바와 같다. 목표 되거나 프로그램된 합산 클러치 토크와 실제 합산 클러치 토크 사이의 차이는 도1에 △로 표시되어 있다.

소정의 가속도 강하와 결부되기도 하는, 엔진의 바람직하지 못한 회전 속도 피크 또는 고속 구동에 대해 설명한 현상은 도3에 개략적으로 도시한 바와 같이 하기와 같은 방식으로 제거될 수 있다:

T₀와 T₁ 사이에서 이루어지는 중첩 단계는 지지점들(S₁ 내지 S₅)을 갖는 영역들로 분리된다. 상기 지지점 각각에는 클러치 오차(△Sn)가 할당된다. 이 클러치 오차는 연속해서 하기와 같이 결정된다:

a) 중첩식 기어 변속 중 사전 지정된 시점들에 상응하는 지지점들에서, 클러치 오차는 지지점들에서 측정된 슬립 회전 속도에 따라 산출된다. 2개의 지지점(S_n과 S_n+1) 사이에서 상승하는 슬립은 너무 낮은 클러치 토크를 의미한다. 이런 점은, 후속되는 기어 변속에서 제어되는 클러치 토크를 상기 대응하는 지지점에서 증가시킴으로써 보정될 수 있다. 이와 반대로 연속되는 2개의 지지점 사이에서 감소하는 슬립은 너무 높은 클러치 토크를 의미하며, 이런 점은 후속되는 기어 변속에서 각각의 시점에 제어되는 클러치 토크의 감소에 의해 보정될 수 있다.

b) 클러치 오차는, 엔진 파라미터로부터 측정되고 실제로 존재하는 순간적인 합산 클러치 토크와, 제어되는 클러치 토크의 합계를 지시하는 곡선(M_s∑K)의 비교에 의해서도 결정될 수 있다. 이런 점은 하기와 같이 설명된다.

M_Mdyn = M_M + I_M x dω/dt이며, 위의 식에서, M_M은, 엔진의 스테이션 맵과 엔진의 부하 제어 부재의 위치로부터 결정되는 정적 엔진 토크이고, I_M x dω/dt는 엔 진 토크의 동적 성분을 결정한다. 그리고 I_M은 엔진의 질량 관성 모멘트이고, dω/dt는 엔진의 회전 속도 변화이다.

두 변수 M_{s ∑K}와 M_Mdyn은 2가지 방식으로 비교될 수 있다. 비교는 하기와 같이 이루어진다.

a) 퍼센트 오차의 결정:

△K = (M_{s ∑K}/M_Mdyn) x 100% 또는

b) 퍼센트 토크 차이의 결정:

△K = [(M_{s ∑K} - M_Mdyn) / 기저값(base)] x 100%

위의 식에서 기저값으로서는, 임의의 고정값이 이용되거나, 예컨대 운전자 요구 토크와 같이 가변의 기준 변수가 이용될 수 있다.

위의 두 경우에, 평균값은 다수의 측정값으로 구해야 한다.

만일 중첩식 기어 변속이 슬립하는 클러치로 실시된다면, 바람직하게는, 아웃고잉 변속기의 입력축과 엔진 사이의 슬립은 가능한 일정하게 유지되어야 한다. 이를 달성하기 위해, 하기의 방정식을 적용해야 한다.

M_{s ∑K} = M_M - I_m x dω_ig/dt

위의 식에서, ω_ig는 슬립이 일정하게 유지되어야 하는 변속기 입력축의 회전 속도이다. 각각의 토크 품질에 따라, 그리고 전자 장치로부터 엔진에 대해 능동적인 간섭이 이루어질 시에는, 바람직하게는 엔진 토크(M_M) 대신에, 가속 페달을 통해 입력되는 운전자 요구 토크를 이용할 수 있다.

만일, 클러치 제어 장치가 전술한 클러치 합산 토크를 조정하는 점으로부터 출발한다면, 클러치 합산 토크는 전술한 공식으로 결정될 수 있다. 이에 따라 경우에 따라 제어 장치에서 발생하는 부정확성은, 액추에이터 시스템의 지연 시간(dead time)과 같이, 적응될 수도 있다.

전술한 방법들 중 어느 하나의 방법에 따라 계산된 오차는 소정의 기간에 걸쳐 평균값으로 계산되어 지지점들(S₁ 내지 S₅)에 할당된다. 이와 관련하여 각각의 지지점에 존재해야 하는 클러치 설정 토크의 조정 시점과 오차가 검출되는 시점 사이에서 발생할 수 있는 시간 변위를 고려해야 한다. 이런 변위는 신호 여파, 신호 평균화 또는 시스템의 지연 시간에 의해 달성될 수 있다. 만일 모든 오차가 지지점들에서 확정되어 있다면, 상기 오차들은 오차 맵에 저장될 수 있고, 곧바로 후속되는 기어 변속 시에 클러치 설정 토크의 적응을 위해 이용될 수 있다. 각각의 오차는 클러치에 따라 저장되어야 한다. 왜냐하면, 각각의 클러치는 또 다른 오차 패턴을 포함할 수 있기 때문이다.

지지점들(S₁ 내지 S₅) 간의 오차는 선형으로 보간된다. 저장된 오차 맵은 바람직하게는 중첩 시에, 불안정성을 방지할 수 있도록 하기 위해, 두 클러치 중 일측의 클러치에만, 바람직하게는 인커밍 클러치에만 적용된다. 또한, 오차를 두 클러치 모두에 분배할 수도 있다.

도1은 적응을 도시하고 있다.

기어 변속 시에, 클러치들은 라인(M_sKg 및 M_sKk)에 상응하게 제어된다고 가정하였다. 이와 관련하여 설명했듯이 저장된 클러치 합산 토크(M_{s ∑K})와 실제로 측정된 클러치 합산 토크(M_{a ∑K}) 간에는 도시한 편차가 생성된다. 이에 따라, 제어되는 클러치 특성 곡선이 보정됨으로써, 클러치 특성 곡선(M_kKg 또는 M_kKk)이 보정되며, 이런 보정된 특성 곡선은 후속되는 기어 변속에 대해 효과적으로 작용하고, 이로 인해 △로 지시되는 오차는 최소화된다. 도시한 실시예로부터 알 수 있듯이, 두 클러치 특성 곡선 모두 적응된다. 바람직하게는 오차를 산출하기 위해, 개방 클러치 또는 아웃고잉 클러치에서 슬립을 측정하고, 인커밍 클러치의 제어되는 클러치 토크를 적응시킨다.

적응을 통해, 도2에서 알 수 있는 엔진의 회전 속도 상승은 방지된다. 시점(T₁)에서 엔진은 적응 후에는, T₀에서의 회전 속도에 비해 본질적으로 차량 속도의 상승에 따라 결정되는 상승 정도만큼만 증가한 회전 속도로 구동된다. 그리고 T₁ 이후 엔진은, 토크를 전달하는 클러치의 슬립 제어에 의해 새로운 설정 슬립 조건으로 구동되거나, 새로 체결된 부분 변속기의 변속기 입력축에 존재하는 회전 속도로 감소하여 슬립이 없는 상태로 구동된다.

도4는 전술한 적응 방법을 설명하기 위한 흐름도를 도시하고 있다.

단계 60에서, 바람직하게는 매번 기어 변속이 이루어질 때마다 실시되는 적응 루틴이 개시된다. 단계 62에서, 지지점들(S₁ 내지 S_n)은 T₀와 T₁ 사이에 시간 간 격을 두고 결정된다. 단계 64에서는, 아웃고잉 클러치에 슬립이 존재하는지 여부가 확인된다. 만일 슬립이 존재한다면, 단계 66에서 클러치 합산 토크 오차(△∑K)가 계산된다. 이런 계산은, 일반적으로 2개의 인접한 지지점 사이의 이격 간격보다 분명히 더욱 큰 시스템 주파수로 이에 상응하게 이루어진다. 단계 68에서는, 지지점에 도달했는지 여부가 검사된다. 만일 지지점에 도달했다면, 단계 70에서 실제 지지점에 실제 클러치 합산 토크 오차가 할당된다.

단계 68에서, 지지점에 도달하지 않은 것으로 확인된다면, 단계 72에서 클럭 주파수의 시간 간격으로 측정된 클러치 합산 토크 오차가 이에 상응하게 보간된다. 그리고 뒤이어 단계 74에서 중첩의 종료가 확인되면, 다시 말해, 시점(T₁)에, 인커밍 클러치가 토크 전달을 수행하는 사실이 확인되면, 단계 76에서 단계 70과 단계 72의 개연성 검사가 이루어진다. 다시 말하면, 예컨대 개별 지지점들과 이 지지점들 사이의 위치에 할당되는 클러치 합산 오차의 값들이 개연성이 있는지, 예컨대 평활 곡선에 의해 연결될 수 있는지 여부에 대한 검사가 이루어진다. 만일 개연성이 있다면, 클러치 제어의 기준이 되는, 저장된 클러치 토크가 단계 78에서 실현되며, 바람직하게는 인커밍 클러치의 제어 특성 곡선이 실현되고 후속되는 기어 변속을 위해 이용된다.

만일 단계 74에서 중첩의 종료가 확인되지 않으면, 개연성 검사 없이 보정이 이루어질 수 있다.

만일 단계 64에서 슬립이 확인되지 않으면, 단계 80에서 아웃고잉 클러치가 초과 적응되었는지 여부가 검사된다. 만일 초과 적응이 이루어진 경우라면, 단계 66을 실행하지 않고, 시스템은 곧바로 단계 68로 넘어간다. 만일 단계 80에서 초과 적응이 확인되지 않으면, 이 경우 계산될 수 없는 클러치 합산 토크 오차는 100% 이하의 값으로 설정된다.

전술한 적응 방법은 다양하게 수정할 수 있다. 예컨대 개연성 검사 단계 76이 생략되며, 이에 따라 단계 72도 마찬가지로 생략될 수 있다. 2회의 기어 변속 간에 일반적으로 T₀과 T₁ 사이의 시간 간격에 상대적으로 더욱 긴 기간이 이용되기 때문에, 기어 변속 중에 기록되는 클러치 합산 토크 오차의 값들은 모두 일반적인 산술 방법에 따라 개연성이 있는 평활 곡선으로 처리될 수 있으며, 이처럼 개연성 있는 평활 곡선에 상응하게, 전자 제어 장치에 저장된 제어 곡선이 각각의 후속되는 기어 변속을 위해 실현된다.

도5는 클러치들로부터 전달될 수 있는 토크와 관련하여 계획된 설정값과는 다른 상기 토크의 실제값의 영향을, 엔진 회전 속도의 특성 곡선에 따라 도시하고 있다. 도5는 시간에 걸친 회전 속도가 도시되어 있다. 또한, 엔진 속도를 지시하는 곡선은 n_M으로 표시되고, 아웃고잉 변속기와 인커밍 변속기의 입력축들의 회전 속도를 지시하는 곡선들은 각각 n_Gg와 n_Gk로 표시되어 있다. 도5의 그래프로부터 알 수 있듯이, 엔진의 회전 속도는, 중첩식 기어 변속이 종료되기 전에 강하게 상승하는데, 이는 그런 다음 인커밍 변속기의 클러치의 슬립 제어식 작동을 통해, 강하게 상승한 엔진의 회전 속도를 상기 인커밍 변속기의 입력축의 회전 속도로 강하시키 기 위한 것이다. 도3에서 알 수 있는 중첩식 기어 변속의 종료 전에 발생하는 엔진 회전 속도의 상승은 수많은 관점에서 바람직하지 못하다. 중첩식 기어 변속(T₀와 T₁ 사이) 중에 클러치들을 제어하기 위한 특성 곡선들은, 아웃고잉 클러치의 슬립이 중첩식 기어 변속의 종료 시점까지, 이 중첩식 기어 변속의 개시 시에 설정된 값으로, 거의 일정하게 유지되는 방식으로 설계된다.

도5에 따른 회전 속도 피크를 방지하기 위해, 인커밍 클러치의 설정 토크는 비선형값(M_Kkroh)과 적응 보정 계수(k_adp)에 상응하게 결정된다.

인커밍 클러치에 대한 설정 토크의 비선형값은 아웃고잉 클러치의 토크와 엔진 토크에 따라, 또는 더욱 바람직하게는 운전자 요구 토크에 따라 선택되고, 중첩 전략에 의해 결정된다.

M_Kkroh = f(M_KS; M_FW)

상기 식에서 M_KS는 중첩 전략을 포함한다.

따라서, 인커밍 클러치에 의해 전달될 수 있는 실제 토크에 대해서는, 다음 방정식이 적용된다.

M_kKk = M_Kkroh x k_adp

적응 계수(k_adp)의 계산 및 적응은 예컨대 항상 중첩의 종료 시점에 이루어진다. 실제로 존재하는 슬립(n_s)(T₁)은 측정되고, 목표값(ns_Ziel)과 비교된다. 중첩의 종료 시점에 슬립에 대한 표준 목표값은 50과 100min^-1 사이이다. 만일 슬립이 상기 목표값보다 더욱 크다면, 보정 계수가 상승하며, 이에 반해 슬립이 목표값보다 작거나, 아웃고잉 클러치가 중첩 중에 목표값의 절반으로 감소한다면, 보정 계수도 감소해야 한다.

적응 보정 계수의 계산에 대한 실제 동작점의 영향을 제한하기 위해, 기어 변속 중에 운전자 요구 토크(M_FW)의 특성 곡선으로부터 기준 토크(M_ref)가 계산된다. 이와 관련하여 기준 토크는 예컨대 기어 변속 중에 운전자 요구 토크의 평균값이다.

상기 기준 값을 이용하여, 중첩의 종료 시 슬립으로부터 적응 보정 계수는 항상 새로이 계산할 수 있다.

상기 식에서, k_adp = k_adpalt x k_neu이다.

적응을 바람직하게 초기화하기 위해, 최초 시스템의 작동 개시 시에 시작값은 1로 해야 한다. 적응 보정 계수는 바람직하게는 예컨대 0.75와 1.25 사이의 값으로 제한할 수 있다.

도6은, 도5에 따른 토크 피크를 야기하는 기어 변속 전에, 인커밍 클러치의 제어되는 특성 곡선(M_sKk)의 패턴을 도시하고 있다. 이점쇄선으로 도시된 라인은 적응 계수로 보정된 클러치 특성 곡선을 나타내고 있으며, 이런 클러치 특성 곡선 으로 인해, 도5에 따른 회전 속도 상승은 더 이상 발생하지 않는다.

도7은 전술한 적응 방법을 설명하기 위한 흐름도를 도시하고 있다.

도7에 따라, 단계 100에서 예컨대 변속기의 기어 변속을 위한 명령에 의해 야기되는 적응 주기가 개시된다고 가정하였다. 단계 102에서는, 중첩식 기어 변속이 활성화되는지 여부, 다시 말해 기어 전환을 목적으로 중첩식 기어 변속을 실행하기 위한 명령이 존재하는지 여부가 검사된다.

만일 상기 명령이 존재한다면, 단계 104에서는, 시스템이 중첩 단계에 있는지, 다시 말해 도5에 따라 시점 T₀과 T₁ 사이에 위치하는지 여부가 검사된다. 만일 중첩 단계에 있다면, 단계 106에서 진행 중인 기어 변속을 위한 기준 토크가 계산된다. 이에 따라 기준 토크에 의해, 단계 108에서 보정 계수가 적응되고, 클러치는 이에 상응하게 작동된다. 뒤이어 시스템은 종료된다(단계 110).

만일 단계 102에서, 중첩식 기어 변속이 활성화되지 않은 사실이 확인된다면, 시스템은 곧바로 단계 110으로 넘어간다.

만일 단계 104에서, 중첩 단계가 활성화되지 않은 사실이 확인된다면, 단계 112에서는, 시스템이 중첩 단계의 종료 시점에 있는지, 다시 말해 시점 T₁에 위치하는지 여부가 검사된다. 만일 시스템이 시점 T₁에 위치해 있다면, 단계 114에서, 인커밍 클러치의 토크 오차가 중첩식 기어 변속의 종료 시 슬립 편차로부터 산출되며, 단계 116에서 보정 계수가 상기 슬립 편차에 상응하게 적응된다. 그런 다음 적응된 보정 계수는 저장되고 새로운 기어 변속을 위해 이용될 수 있게 된다.

만일 단계 112에서, 시스템이 중첩 기어 변속의 종료 시점에 위치해 있지 않다는 사실이 확인된다면, 시스템은 곧바로 단계 110으로 진행한다.

전술한 시스템은 다양한 방식으로 수정하거나 개선할 수 있다.

예컨대, 만일 기어 변속 중에 운전자 요구 토크가 사전 지정된 값 이상만큼, 예컨대 30%만큼 변경된다면, k_neu에 대한 계산 결과를 이용하지 않을 수 있다.

기준 토크는 중첩의 종료 시 운전자 요구 토크이거나, 중첩의 개시 시 운전자 요구 토크이거나, 중첩식 기어 변속 중 평균값이거나, 운전자 요구 토크의 특성 곡선으로부터 유도되고 여파된 또 다른 값일 수 있다.

클러치 각각에 대해 바람직하게는 자체의 적응 보정 계수가 산출된다.

보정 계수들은 부분 부하, 평균 부하 및 완전 부하에 대해 서로 다르게 결정될 수 있다.

또한, 부하와 기어 단계에 따른 보정 계수 맵이 저장될 수도 있다.

<도면 부호 리스트>

10: 엔진

12: 구동축

14: 부분 변속기

16: 부분 변속기

18: 축

20: 차동 기어

22: 제어 장치

Claims (8)

1. 더블 클러치 변속기의 클러치 제어 적응 방법이며,

   기어 변속 시에 개방 클러치로부터 전달될 수 있는 토크와, 체결 클러치로부터 전달될 수 있는 토크는 설정 곡선들에 상응하게 제어되고, 기어 변속 중에 설정값과 실제값 간의 차이가 산출되며, 상기 클러치들 중 적어도 일측의 클러치의 설정 곡선이 설정값과 실제값 간의 차이를 감소시키도록 후속되는 기어 변속을 위해 적응되는, 더블 클러치 변속기의 클러치 제어 적응 방법.
2. 제1항에 있어서, 기어 변속 중에 실제 합산 토크와 전달될 수 있는 설정 클러치 합산 토크의 차이가 산출되는, 더블 클러치 변속기의 클러치 제어 적응 방법.
3. 제2항에 있어서, 상기 실제 합산 토크는, 구동 엔진으로부터 변속기로 유도되는 정적 엔진 토크 및 동적 엔진 토크의 합과 동일한, 더블 클러치 변속기의 클러치 제어 적응 방법.
4. 제3항에 있어서, 상기 정적 엔진 토크는 가속 페달을 통해 입력되는 운전자 요구 토크인, 더블 클러치 변속기의 클러치 제어 적응 방법.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 기어 변속 중에 개방 클러치의 슬립은 설정 슬립과 비교되며, 체결 클러치의 설정 토크는 슬립이 증가할 시에 증가하는, 더블 클러치 변속기의 클러치 제어 적응 방법.
6. 제1항에 있어서, 상기 체결 클러치의 설정 곡선은, 중첩식 기어 변속의 종료 시에 상기 개방 클러치에 존재하는 슬립의 편차에 상응하게 적응되는, 더블 클러치 변속기의 클러치 제어 적응 방법.
7. 제6항에 있어서, 상기 체결 클러치의 설정 곡선은 보정 계수로 보정되고, 이 보정 계수는 가속 페달을 통해 입력되는 운전자 요구 토크와 중첩식 기어 변속의 종료 시 슬립에 따라 적응되는, 더블 클러치 변속기의 클러치 제어 적응 방법.
8. 더블 클러치 변속기의 클러치 제어 적응 장치이며,

   상기 클러치들(K1, K2) 각각에 대한 액추에이터와, 중첩식 기어 변속 중에 상기 클러치들 중 일측 클러치의 개방과, 각각의 타측 클러치의 동시 체결을 제어하기 위해 제공되고, 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 상응하는 적응 방법에 따라 상기 클러치들을 제어하기에 적합한 전자 제어 장치(22)를 포함하는, 더블 클러치 변속기의 클러치 제어 적응 장치.

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