KR20140060010A - 변속기의 클러치 액츄에이터 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 클러치 액츄에이터의 보다 효율적인 제어를 통해 클러치 액츄에이터가 소모하는 전기에너지를 최대한 저감시킬 수 있도록 함으로써, 궁극적으로 차량의 연비 개선에 기여할 수 있도록 한다.

Description

변속기의 클러치 액츄에이터 제어방법{CONTROL METHOD FOR CLUTCH ACTUATOR OF TRANSMISSION}

본 발명은 변속기의 클러치 액츄에이터 제어방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 차량에 탑재된 AMT(AUTOMATED MANUAL TRANSMISSION), DCT(DOUBLE CLUTCH TRANSMISSION) 등의 클러치를 작동시키는 클러치 액츄에이터를 제어하는 기술에 관한 것이다.

AMT나 DCT 등은 클러치 액츄에이터에 의해 자동적으로 동력을 단속할 수 있는 클러치를 구비하며, 상기 클러치 액츄에이터는 모터에 의해 구동되는 경우가 많다.

모터에 의해 구동되는 클러치 액츄에이터는 그 구조상 클러치의 특정 상태를 계속적으로 유지하기 위해서는 지속적으로 모터에 전류를 제공하여야 하므로 소모되는 전류가 많다는 문제점이 있다.

도 1은 종래의 DCT에 적용된 클러치 액츄에이터 제어방법에 의한 토크와 속도의 시간에 따른 변화를 도시한 그래프로서, 엔진토크보다 높은 쪽의 클러치토크는 현재 동력을 전달하고 있는 클러치의 클러치토크로서, 엔진토크의 충실한 전달을 위해 엔진토크에 일정 마진율을 적용한 것이므로, 그 프로파일이 엔진토크의 프로파일과 동일한 모양을 가지면서 상측으로 오프셋시켜 놓은 것처럼 보이게 된다.

즉, 클러치가 완전히 체결된 상태에서도 엔진의 토크변화에 따라 지속적으로 클러치 액츄에이터의 모터를 제어하는 구동 전류를 제어하여 상기 엔진의 토크변화를 추종하도록 제어하는 것이다.

따라서, 클러치가 완전히 체결된 상태를 그대로 유지하여, 실질적으로 클러치의 위치변화는 없는 상황에서도, 엔진 토크의 변화를 추종하여 모터를 구동하는 전류를 계속해서 소모하게 되는 것이다.

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, 클러치 액츄에이터의 보다 효율적인 제어를 통해 클러치 액츄에이터가 소모하는 전기에너지를 최대한 저감시킬 수 있도록 함으로써, 궁극적으로 차량의 연비 개선에 기여할 수 있도록 한 변속기의 클러치 액츄에이터 제어방법을 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 변속기의 클러치 액츄에이터 제어방법은

클러치의 목표위치변화가 0인지를 판단하는 목표판단단계와;

클러치가 오픈상태 또는 록킹상태인지를 판단하는 상태판단단계와;

상기 클러치의 목표위치변화가 0이고 클러치가 오픈상태 또는 록킹상태인 경우에는 클러치 액츄에이터의 모터의 로터를 고정하는 전자식 브레이크를 작동시키는 브레이크구동단계;

를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 변속기의 클러치 액츄에이터 제어방법은

클러치의 체결시 슬립제어가 완료되는지를 확인하는 슬립완료확인단계와;

상기 슬립완료확인단계 수행결과, 클러치의 슬립이 완료된 경우에는 클러치의 목표클러치토크를 일정값으로 유지하는 목표고정단계와;

상기 목표고정단계에 의해 목표클러치토크를 일정값으로 유지하는 동안에는 클러치 액츄에이터의 모터의 로터를 고정하는 전자식 브레이크를 작동시키는 브레이크구동단계;

를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

본 발명은 클러치 액츄에이터의 보다 효율적인 제어를 통해 클러치 액츄에이터가 소모하는 전기에너지를 최대한 저감시킬 수 있도록 함으로써, 궁극적으로 차량의 연비 개선에 기여할 수 있도록 한다.

도 1은 종래의 DCT에 적용된 클러치 액츄에이터 제어방법에 의한 토크와 속도의 시간에 따른 변화를 도시한 그래프,
도 2는 본 발명을 적용하기 위해 클러치 액츄에이터에 구비된 전자식 브레이크의 개념을 설명한 도면,
도 3은 본 발명에 따른 변속기의 클러치 액츄에이터 제어방법의 실시예를 도시한 순서도,
도 4는 본 발명의 제어 개념을 설명한 그래프,
도 5는 도 1에 대응하는 본 발명의 작용을 설명한 그래프이다.

본 발명은 클러치 액츄에이터의 모터 구동에 소비되는 전기에너지를 최소화하기 위하여, 클러치 액츄에이터에 도 2에 도시된 바와 같은 전자식브레이크를 구비한 경우에 적용할 수 있도록 안출된 것이다.

도 1을 참조하면, 모터의 하우징(1)에 설치된 솔레노이드(3)에 전기가 제공되어, 모터의 로터축(5)에 연결된 제동플레이트(7)가 상기 하우징(1)에 밀착되면, 모터의 구동전류를 공급하지 않아도 모터의 로터는 하우징(1)과 일체화되어 정지됨으로써, 궁극적으로 클러치의 상태가 일정한 상태를 유지할 수 있게 되며, 상기 솔레노이드(3)의 전기를 차단하면, 탄성적으로 상기 제동플레이트(7)가 상기 하우징(1)으로부터 이격되어 로터의 회전이 가능해지도록 된 것이다.

물론, 상기 모터를 구동하는 전류보다는 상기 전자식 브레이크의 솔레노이드(3)에 제공되는 전류가 현저히 작다.

따라서, 상기한 바와 같은 전자식 브레이크를 구비한 클러치 액츄에이터는 상기 전자식 브레이크를 얼마나 효율적으로 사용할 수 있는가에 의해, 소모되는 전기에너지의 저감량이 결정되게 된다.

상기한 바와 같은 전자식 브레이크를 구비한 클러치 액츄에이터를 전제로 하여, 소비되는 전류를 최소화 하기 위한 본 발명의 변속기의 클러치 액츄에이터 제어방법은, 도 2에 도시된 바와 같이, 클러치의 목표위치변화가 0인지를 판단하는 목표판단단계(S10)와; 클러치가 오픈상태 또는 록킹상태인지를 판단하는 상태판단단계(S30)와; 상기 클러치의 목표위치변화가 0이고 클러치가 오픈상태 또는 록킹상태인 경우에는 클러치 액츄에이터의 모터의 로터를 고정하는 전자식 브레이크를 작동시키는 브레이크구동단계(S40)를 포함하여 구성된다.

즉, 클러치의 목표위치변화가 없다는 것은 클러치 체결의 경우에 클러치가 완전히 체결되어 실질적으로 클러치 액츄에이터의 모터를 구동하여도 클러치의 위치변화는 없다는 것으로, 이 상태에서는 상기 브레이크구동단계(S40)를 통해 클러치 액츄에이터를 고정시키고 모터의 로터에 제공되는 구동전류는 차단함으로써, 전류의 소모를 최소화시키도록 하는 것이다.

상기 상태판단단계(S30)는 클러치가 완전히 체결된 록킹상태이거나 완전히 해제된 오픈상태인지를 다시 한 번 더 확인하여, 상기 전자식 브레이크를 구동하도록 함으로써, 보다 확실한 상태에서 상기 전자식 브레이크를 작동하기 위한 것이다.

또한, 상기 목표판단단계(S10) 수행결과, 클러치의 목표위치변화가 0인 경우에는, 그 상태가 소정의 기준시간 이상 유지되는지를 확인하여, 유지되는 경우에만 상기 상태판단단계(S30)를 수행하도록 하는 안정확인단계(S20)를 더 추가할 수 있는 바, 이에 의해 제어의 안정성을 더욱 담보할 수 있도록 하는 것이다.

물론, 상기 기준시간은 클러치의 목표위치변화가 0이어서 상기 전자식 브레이크를 구동하는 것이 지극히 타당한 확실성을 담보할 수 있는 수준과, 가급적 신속히 상기 전자식 브레이크를 작동시켜 전류 소모를 최소화 할 수 있도록 하는 수준 사이에서 실험과 해석 및 설계 의도에 따라 적절히 선정될 수 있는 값이다.

물론, 상기 목표판단단계(S10) 수행결과 클러치의 목표위치변화가 0가 아니거나, 상기 상태판단단계(S30) 수행결과 클러치가 오픈상태 또는 록킹상태가 아닌 경우에는 상기 전자식 브레이크를 해제하는 브레이크해제단계(S50)를 수행한다.

도 4의 그래프는 상기한 바와 같은 본 발명의 개념을 설명한 것으로서, 클러치의 목표위치변화가 0인 구간 내에서, 클러치의 상태가 록킹상태이거나 오픈상태인 동안에는 상기 전자식 브레이크를 작동시키는 것을 의미하고 있다.

또한, 본 발명은 다음과 같이 구성될 수도 있을 것인 바, 본 발명 실시예는 클러치의 체결시 슬립제어가 완료되는지를 확인하는 슬립완료확인단계와; 상기 슬립완료확인단계 수행결과, 클러치의 슬립이 완료된 경우에는 클러치의 목표클러치토크를 일정값으로 유지하는 목표고정단계와; 상기 목표고정단계에 의해 목표클러치토크를 일정값으로 유지하는 동안에는 클러치 액츄에이터의 모터의 로터를 고정하는 전자식 브레이크를 작동시키는 브레이크구동단계(S40)를 포함하여 구성된다.

즉, 클러치의 체결시에 클러치의 슬립이 완료되어 완전한 클러치 결합이 이루어진 상황에서는, 목표클러치토크를 엔진토크보다 높은 일정값으로 유지함으로써, 전자식 브레이크의 작동시간을 확보하도록 하고, 이때 상기 브레이크구동단계(S40)로 전자식 브레이크를 작동시켜, 클러치 액츄에이터에서 소모되는 전류를 최소화함으로써, 차량의 연비향상에 기여할 수 있도록 하는 것이다.

도 5를 참조하면, 도 1과는 달리 체결된 클러치의 토크가 엔진토크의 상측에 수평선의 형태로 나타나서, 엔진토크의 변화를 추종하는 것이 아니라 일정한 목표클러치토크를 설정함으로써, 전자식 브레이크(Electronic Brake: E-brake)의 작동 조건을 확보하도록 함을 나타내고 있다.

상기한 바와 같이 전자식 브레이크의 작동조건을 확보해줌에 의해 전자식 브레이크의 작동시간이 확보되어, 궁극적으로 클러치 액츄에이터의 전력 소모가 저감되는 것이다.

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.

1; 하우징
3; 솔레노이드
5; 로터축
7; 제동플레이트
S10; 목표판단단계
S20; 안정확인단계
S30; 상태판단단계
S40; 브레이크구동단계
S50; 브레이크해제단계

Claims (4)

1. 클러치의 목표위치변화가 0인지를 판단하는 목표판단단계(S10)와;
   클러치가 오픈상태 또는 록킹상태인지를 판단하는 상태판단단계(S30)와;
   상기 클러치의 목표위치변화가 0이고 클러치가 오픈상태 또는 록킹상태인 경우에는 클러치 액츄에이터의 모터의 로터를 고정하는 전자식 브레이크를 작동시키는 브레이크구동단계(S40);
   를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 변속기의 클러치 액츄에이터 제어방법.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 목표판단단계(S10) 수행결과, 클러치의 목표위치변화가 0인 경우에는, 그 상태가 소정의 기준시간 이상 유지되는지를 확인하여, 유지되는 경우에만 상기 상태판단단계(S30)를 수행하도록 하는 안정확인단계(S20);
   를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 변속기의 클러치 액츄에이터 제어방법.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 목표판단단계(S10) 수행결과 클러치의 목표위치변화가 0가 아니거나, 상기 상태판단단계(S30) 수행결과 클러치가 오픈상태 또는 록킹상태가 아닌 경우에는 상기 전자식 브레이크를 해제하는 브레이크해제단계(S50);
   를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 변속기의 클러치 액츄에이터 제어방법.
4. 클러치의 체결시 슬립제어가 완료되는지를 확인하는 슬립완료확인단계와;
   상기 슬립완료확인단계 수행결과, 클러치의 슬립이 완료된 경우에는 클러치의 목표클러치토크를 일정값으로 유지하는 목표고정단계와;
   상기 목표고정단계에 의해 목표클러치토크를 일정값으로 유지하는 동안에는 클러치 액츄에이터의 모터의 로터를 고정하는 전자식 브레이크를 작동시키는 브레이크구동단계;
   를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 변속기의 클러치 액츄에이터 제어방법.

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