KR20140055191A - 차량의 건식클러치 전달토크 예측 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 차량의 주행중에도 건식클러치의 액츄에이터 스트로크에 대한 전달토크 특성의 변화를 적절히 예측할 수 있도록 하여, 보다 적절한 건식클러치의 제어로 변속 충격을 방지하여 부드러운 변속감을 확보하고 건식클러치의 과도한 슬립을 방지하여 건식클러치의 내구성을 확보할 수 있도록 한다.

Description

차량의 건식클러치 전달토크 예측 방법{ESTIMATING METHOD FOR TRANSMITTING TORQUE OF DRY TYPE CLUTCH IN VEHICLE}
본 발명은 차량의 엔진과 변속기 사이에 배치되는 건식클러치의 전달토크를 예측하는 기술에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 AMT(AUTOMATED MANUAL TRANSMISSION) 등과 같은 자동화된 변속기에 사용되는 건식클러치를 액츄에이터로 적절하게 제어할 수 있도록, 상기 액츄에이터의 작동스트로크에 대한 상기 건식클러치의 전달토크와의 관계를 정확하게 예측할 수 있도록 하는 기술이다.
AMT나 DCT 등과 같은 자동화 수동변속기는 수동변속기 메커니즘을 자동적으로 제어하도록 하는 시스템으로, 토크 컨버터와 습식 다판 클러치를 사용하는 일반 A/T와는 달리 건식클러치를 이용하여 엔진 토크를 변속메커니즘에 전달한다.
상기 건식클러치는 구성요소들의 단품 공차와 내구 진행에 따른 마모도, 고온에 의한 열변형 및 디스크의 마찰계수 변화 등 수많은 인자에 따라 건식클러치 전달토크가 크게 변화하는 특성을 가지고 있어 주행 중 건식클러치에 전달되는 토크의 추정이 어렵다.
상기 건식클러치는 액츄에이터에 의해 제어되는데, 통상은 도 1에 도시된 바와 같은 액츄에이터의 스트로크에 대한 건식클러치의 전달토크 변화를 도시한 T-S 커브에 의해 상기 액츄에이터를 제어하도록 하는데, 상기한 바와 같이 건식클러치 전달토크가 여러 가지 원인에 의해 크게 변화하므로, 상기 건식클러치 제어 중 전달토크의 변화를 알지 못하고 제대로 반영하지 못할 시에는 건식클러치의 과도한 슬립이 발생하거나, 충격을 유발할 수 있기 때문에 실시간으로 건식클러치의 토크 특성을 예측하는 알고리즘이 필요하다.
상기의 발명의 배경이 되는 기술로서 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.
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 차량의 주행중에도 건식클러치의 액츄에이터 스트로크에 대한 전달토크 특성의 변화를 적절히 예측할 수 있도록 하여, 보다 적절한 건식클러치의 제어로 변속 충격을 방지하여 부드러운 변속감을 확보하고 건식클러치의 과도한 슬립을 방지하여 건식클러치의 내구성을 확보할 수 있도록 한 차량의 건식클러치 전달토크 예측 방법을 제공함에 그 목적이 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 차량의 건식클러치 전달토크 예측 방법은
엔진과 변속기 사이에서 하나의 클러치만 슬립하는 상황인지를 판단하는 슬립판단단계와;
상기 슬립판단단계 수행결과, 하나의 클러치만 슬립하고 있는 상황이면, 토크관측기를 이용하여 현재의 상기 클러치의 전달토크를 예측하는 전달토크예측단계와;
상기 전달토크예측단계에서 예측된 클러치의 전달토크와 그 때의 액츄에이터 스트로크를 T-S커브에 반영하는 업데이트단계;
를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
본 발명은 차량의 주행중에도 건식클러치의 액츄에이터 스트로크에 대한 전달토크 특성의 변화를 적절히 예측할 수 있도록 하여, 보다 적절한 건식클러치의 제어로 변속 충격을 방지하여 부드러운 변속감을 확보하고 건식클러치의 과도한 슬립을 방지하여 건식클러치의 내구성을 확보할 수 있도록 한다.
도 1은 액츄에이터의 스트로크에 대한 건식클러치의 전달토크 변화를 도시한 T-S 커브의 예,
도 2는 본 발명에 따른 차량의 건식클러치 전달토크 예측 방법의 실시예를 도시한 순서도,
도 3은 본 발명의 전달토크예측단계에서 사용되는 차량 구동계 모델 및 그 관계식을 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명 차량의 건식클러치 전달토크 예측 방법의 실시예는 엔진과 변속기 사이에서 하나의 클러치만 슬립하는 상황인지를 판단하는 슬립판단단계(S10)와; 상기 슬립판단단계(S10) 수행결과, 하나의 클러치만 슬립하고 있는 상황이면, 토크관측기를 이용하여 현재의 상기 클러치의 전달토크를 예측하는 전달토크예측단계(S20)와; 상기 전달토크예측단계(S20)에서 예측된 클러치의 전달토크와 그 때의 액츄에이터 스트로크를 T-S커브에 반영하는 업데이트단계(S40)를 포함하여 구성된다.
즉, 본 발명은 상기 슬립판단단계(S10)에 의해 하나의 클러치가 슬립하는 상황임이 판단되면, 상기 전달토크예측단계(S20)를 통해 그 때의 클러치의 전달토크를 수학적 모델로 예측하여, 이 예측된 전달토크를 이용하여 상기 업데이트단계(S40)를 통해 기존의 T-S커브를 업데이트하고, 이후에는 이 업데이트된 새로운 T-S커브를 이용하여 액츄에이터로 클러치의 전달토크를 제어함으로써, 보다 정확하게 건식클러치의 전달토크를 제어할 수 있어서 변속충격의 발생을 방지하고 불필요한 건식클러치의 슬립을 방지함으로써, 변속감을 향상시키고 건식클러치의 내구성을 향상시킬 수 있도록 한 것이다.
상기 슬립판단단계(S10)는 DCT가 탑재된 차량의 경우, 상기 DCT를 구성하는 두 클러치 중 어느 하나는 완전히 오픈되고, 나머지 하나가 슬립하는 경우에만 상기 클러치가 슬립하는 상황으로 판단한다.
이는 상기 전달토크예측단계(S20)에서 사용되는 상기 토크관측기는 DCT의 두 클러치가 동시에 작용하는 상황에서는 양 클러치의 토크를 구분하여 예측하는 것이 어렵기 때문에 하나의 클러치만 슬립하는 상황으로 제한하는 것이다.
물론, 본 발명은 하나의 클러치만이 엔진과 변속기 사이에 구비된 AMT 등에도 사용될 수 있는 바, 이 경우에는 상기와 같은 제약은 무의미한 것이다.
상기 전달토크예측단계(S20)에서는 도 3에 도시된 바와 같은 차량 구동계 모델로부터 다음과 같은 관계식,
Figure pat00001
으로부터, 다음의 토크관측기 모델 관계식,
Figure pat00002
을 통해, 엔진의 토크와 속도를 입력으로 하여, 상기 클러치의 전달토크를 예측한다.
한편, 상기 전달토크예측단계(S20)와 상기 업데이트단계(S40) 사이에는 상기 전달토크예측단계(S20)에서 예측된 클러치의 전달토크와 그 때의 액츄에이터 스트로크를 저장하는 데이터저장단계(S30)를 더 구비한다.
따라서, 상기한 바와 같이 데이터저장단계(S30)에서 저장해 둔 상기 액츄에이터 스트로크와 상기 토크관측기로 예측된 클러치 전달토크의 관계를 이용하여, 도 1과 같은 T-S커브를 적절히 변경하여 업데이트하고, 이후의 상기 액츄에이터 스트로크 제어는 상기 업데이트된 T-S커브를 기반으로 이루어지도록 함으로써, 보다 정확한 건식클러치 제어로 변속감을 향상시키고 건식클러치의 내구성을 확보할 수 있게 된다.
본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
S10; 슬립판단단계
S20; 전달토크예측단계
S30; 데이터저장단계
S40; 업데이트단계

Claims (4)

  1. 엔진과 변속기 사이에서 하나의 클러치만 슬립하는 상황인지를 판단하는 슬립판단단계(S10)와;
    상기 슬립판단단계(S10) 수행결과, 하나의 클러치만 슬립하고 있는 상황이면, 토크관측기를 이용하여 현재의 상기 클러치의 전달토크를 예측하는 전달토크예측단계(S20)와;
    상기 전달토크예측단계(S20)에서 예측된 클러치의 전달토크와 그 때의 액츄에이터 스트로크를 T-S커브에 반영하는 업데이트단계(S40);
    를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 차량의 건식클러치 전달토크 예측 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 슬립판단단계(S10)는 DCT가 탑재된 차량의 경우, 상기 DCT를 구성하는 두 클러치 중 어느 하나는 완전히 오픈되고, 나머지 하나가 슬립하는 경우에만 상기 클러치가 슬립하는 상황으로 판단하는 것
    을 특징으로 하는 차량의 건식클러치 전달토크 예측 방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 전달토크예측단계(S20)에서는 다음의 차량 구동계 모델 관계식,
    Figure pat00003

    으로부터, 다음의 토크관측기 모델 관계식,
    Figure pat00004

    을 통해, 엔진의 토크와 속도를 입력으로 하여, 상기 클러치의 전달토크를 예측하는 것
    을 특징으로 하는 차량의 건식클러치 전달토크 예측 방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 전달토크예측단계(S20)와 상기 업데이트단계(S40) 사이에는 상기 전달토크예측단계(S20)에서 예측된 클러치의 전달토크와 그 때의 액츄에이터 스트로크를 저장하는 데이터저장단계(S30)를 더 구비한 것
    을 특징으로 하는 차량의 건식클러치 전달토크 예측 방법.
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