KR20150071119A

KR20150071119A - Dct 차량의 변속 제어 방법

Info

Publication number: KR20150071119A
Application number: KR1020130157741A
Authority: KR
Inventors: 조성현; 허환; 남주현
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2013-12-18
Filing date: 2013-12-18
Publication date: 2015-06-26
Also published as: US9132828B2; CN104728424B; DE102014115047A1; JP2015117826A; US20150166040A1; KR101551009B1; CN104728424A; DE102014115047B4; JP6548876B2

Abstract

본 발명은 건식클러치를 구비한 DCT 차량에서 운전자가 가속페달을 밟지 않은 상태에서 하위 변속단으로 변속이 이루어지는 파워오프 다운쉬프트 중 차량이 험로에 진입하는 경우에 가급적 부드럽고 안정된 변속제어가 이루어질 수 있도록 하여, 변속충격 저감에 따른 클러치의 내구성을 향상시키고 차량의 상품성을 향상시킬 수 있도록 한다.

Description

DCT 차량의 변속 제어 방법{SHIFING CONTROL METHOD FOR VEHICLE WITH DCT}

본 발명은 DCT 차량의 변속 제어 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 파워 오프 다운쉬프트(POWER OFF DOWN SHIFT) 중 차량이 험로를 통과하게 되는 경우의 변속제어에 관한 기술이다.

DCT(DUAL CLUTCH TRANSMISSION)는 두 개의 클러치와 종래 수동변속기의 변속메커니즘을 사용하는 변속기로서, 변속시 목표 변속단의 변속단기어는 미리 체결된 상태에서 두 클러치의 결합상태를 전환함에 의해 실질적인 변속이 이루지게 된다.

종래의 토크컨버터가 구비된 자동변속기에서는 변속시 발생하는 충격을 토크컨버터에서 유체슬립으로 흡수하여 주므로, 부드럽고 적절한 변속감을 확보하기에 비교적 용이하지만, DCT의 경우 토크컨버터를 구비하지 않고 있어서, 변속시 발생하는 충격을 흡수할 장치가 없으므로 부드럽고 적절한 변속감 확보를 위해서는 변속시 상기 두 클러치의 제어가 매우 정밀하게 이루어져야 하며, 상기 두 클러치가 건식클러치로 이루어진 경우에는 더욱 더 세밀한 제어가 필요하다.

한편, 파워 오프 다운쉬프트 시에는 변속 제어를 위해 입력축 속도에 대한 미분 성분인 입력축 속도 변화율을 이용하게 되며, 이 입력축 속도 변화율은 차량이 주행 중인 도로의 상황에 따라서 영향을 크게 받는 바, 일반적인 평탄한 도로 상황에서는 크게 문제되지 않지만, 요철이나 험로에서는 안정적인 값을 얻을 수 없어서 변속제어가 원활히 이루어지기 곤란한 측면이 있다.

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.

KR

1007938860000

B1

본 발명은 건식클러치를 구비한 DCT 차량에서 운전자가 가속페달을 밟지 않은 상태에서 하위 변속단으로 변속이 이루어지는 파워오프 다운쉬프트 중 차량이 험로에 진입하는 경우에 가급적 부드럽고 안정된 변속제어가 이루어질 수 있도록 하여, 변속충격 저감에 따른 클러치의 내구성을 향상시키고 차량의 상품성을 향상시킬 수 있도록 한 DCT 차량의 변속 제어 방법을 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 DCT 차량의 변속 제어 방법은

파워오프 다운쉬프트가 개시되어 토크핸드오버가 시작되었는지 판단하는 변속판단단계와;

토크핸드오버가 시작된 경우, 차량이 험로에 진입하였는지를 판단하는 험로판단단계와;

상기 험로판단단계 수행결과, 차량이 험로에 진입한 것으로 판단되는 경우에는 험로에 진입한 것으로 판단되기 직전의 결합측입력축 속도의 변화율을 계산하여 저장하는 변화율확보단계와;

실변속구간에 진입하면, 상기 변화율확보단계에서 저장된 결합측입력축 속도 변화율을 사용하여 목표 결합측클러치 전달토크를 계산하고, 상기 목표 결합측클러치 전달토크에 도달할 때까지 결합측클러치 전달토크를 점진적으로 상승시키는 전달토크상승단계와;

상기 전달토크상승단계 이후, 슬립비가 소정의 기준값에 도달할 때까지 상기 목표 결합측클러치 전달토크를 유지하도록 제어하는 전달토크유지단계와;

상기 전달토크유지단계가 완료되면, 상기 전달토크상승단계에서 상승시킨 토크만큼 점진적으로 상기 결합측클러치 전달토크를 하강시켜서 변속을 완료하는 변속완료단계;

를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 DCT 차량의 변속 제어 방법의 실시예를 도시한 순서도,
도 2는 본 발명에 따른 DCT 차량의 변속 제어 방법을 설명한 그래프이다.

도 1과 도 2를 참조하면, 본 발명 DCT 차량의 변속 제어 방법의 실시예는, 파워오프 다운쉬프트가 개시되어 토크핸드오버가 시작되었는지 판단하는 변속판단단계(S10)와; 토크핸드오버가 시작된 경우, 차량이 험로에 진입하였는지를 판단하는 험로판단단계(S20)와; 상기 험로판단단계(S20) 수행결과, 차량이 험로에 진입한 것으로 판단되는 경우에는 험로에 진입한 것으로 판단되기 직전의 결합측입력축 속도의 변화율을 계산하여 저장하는 변화율확보단계(S30)와; 실변속구간에 진입하면, 상기 변화율확보단계(S30)에서 저장된 결합측입력축 속도 변화율을 사용하여 목표 결합측클러치 전달토크를 계산하고, 상기 목표 결합측클러치 전달토크에 도달할 때까지 결합측클러치 전달토크를 점진적으로 상승시키는 전달토크상승단계(S40)와; 상기 전달토크상승단계(S40) 이후, 슬립비가 소정의 기준값에 도달할 때까지 상기 목표 결합측클러치 전달토크를 유지하도록 제어하는 전달토크유지단계(S50)와; 상기 전달토크유지단계(S50)가 완료되면, 상기 전달토크상승단계(S40)에서 상승시킨 토크만큼 점진적으로 상기 결합측클러치 전달토크를 하강시켜서 변속을 완료하는 변속완료단계(S60)를 포함하여 구성된다.

즉, 본 발명은 파워오프 다운쉬프트 중 상기 험로판단단계(S20)에 의해 차량이 험로에 진입한 것으로 판단되는 경우에는, 험로 진입 전에 측정된 결합측입력축 속도에 따라 그 변화율을 계산하여 이후의 제어에 사용하도록 함으로써, 차량이 변속 중에 험로에 진입한 상황에서 결합측입력축 속도의 급격한 변화에 따른 부적절한 변속제어를 방지할 수 있도록 한 것이다.

예컨대, 차량이 요철이나 비포장도로 등과 같은 험로에 진입한 경우에는 실변속구간에 결합측클러치 전달토크를 제어함에 있어서, 목표 결합측클러치 전달토크를 상기 차량이 험로에 진입하기 전에 측정된 결합측입력축 속도에 따라 계산된 변화율을 가지고 계산하도록 하는 것이다.

물론, 차량이 험로에 진입하지 않은 경우에는 종래와 마찬가지로 현재 계속적으로 측정되고 있는 결합측입력축 속도에 따라 그 변화율을 계산하고, 그 계산된 값을 사용하여, 상기 목표 결합측클러치 전달토크를 계산하고, 이와 같이 계산된 목표 결합측클러치 전달토크에 따라 결합측클러치를 제어하도록 한다.

여기서, 상기 차량이 험로에 진입한 것으로 판단된 경우에 사용하는 상기 험로 진입 직전에 측정된 결합측클러치 속도는 험로 진입 직전까지 계산된 결합측클러치 속도의 평균값으로 대체될 수도 있을 것이다. 즉, 험로 진입 전까지 일정한 시간동안 측정된 결합측클러치 속도의 평균값이나, 험로 진입 직전의 어느 한 순간에 측정된 결합측클러치 속도를 사용할 수 있을 것이다.

참고로, 상기 토크핸드오버(TORQUE HANDOVER)는 변속을 위해 해방측클러치의 토크는 해제함과 동시에 결합측클러치의 토크는 상승시켜서 서로 반대의 상황이 되도록 제어하는 과정을 말하며, 상기 실변속구간이란, 상기와 같은 토크핸드오버 즉 토크만 변화하는 토크영역 이후에 엔진의 속도가 변화하며 실질적으로 변속이 이루어지는 관성영역을 의미한다. 도 2에서 A는 토크핸드오버 구간을 나타내고 B는 실변속구간을 나타내고 있다.

상기 험로판단단계(S20)에서 차량이 험로에 진입하였는지의 여부는, 현재의 결합측입력축 속도 변화율이 소정 기준시간 동안의 결합측입력축 속도 변화율의 평균값에 비하여 소정의 여유값 이상 차이가 발생하는 경우를 험로에 진입한 것으로 판단하도록 한다.

예컨대, 50ms단위로 결합측입력축 속도 변화율의 평균값을 계속해서 계산하고 있으면서, 현재 측정되는 결합측입력축 속도의 변화율이 상기 평균값 보다 지나치게 커지거나 작아져서, 상기 평균값을 중심으로 상기 여유값만큼 보다 커지거나 작아지게 되면, 이 상황을 험로에 진입한 상황으로 보는 것이다.

따라서, 상기 여유값은 험로임을 판단할 수 있는 수준으로 다수의 실험 및 해석에 의해 결정될 수 있다.

상기 전달토크상승단계(S40)에서 상기 목표 결합측클러치 전달토크는 엔진토크와 상기 입력축속도변화율과, 엔진관성모멘트 및 결합측입력축 속도와 엔진속도 사이의 차이에 대한 변화율에 의해 계산된다.

즉, 다음의 수 1에 의해 계산되는 것이다.

여기서,

Tc: 결합측클러치 전달토크

Te: 엔진토크

Je: 엔진의 관성모멘트

SLIP: Ni1-Ne

Ni1: 결합측입력축 속도

Ne: 엔진 속도 이다.

한편, 상기 전달토크유지단계(S50)에서 상기 슬립비는 결합측입력축 속도와 해방측입력축 속도의 차이에 대한, 상기 결합측입력축 속도와 엔진속도의 차이로 계산되는 바,

다음의 수 2에 의해 계산되는 것이다.

여기서, Ni2는 해방측입력축 속도 이다.

상기 전달토크유지단계(S50)에서 상기 슬립비의 기준값은 9/10 이상인 것이 바람직하다. 즉, 엔진속도가 결합측입력축 속도에 거의 근접하여 접근하였을 때, 상기 전달토크유지단계(S50)를 완료하고 다음의 변속완료단계(S60)를 수행하도록 하는 것이다.

상기 변속완료단계(S60)에서 상기 결합측클러치 전달토크를 상기 전달토크상승단계(S40)에서 상승시킨만큼 점진적으로 감소시키는 이유는 엔진 속도가 결합측입력축 속도에 근접하여 동기되는 동안에 결합측클러치 전달토크를 약간 줄여주어 충격이 발생하지 않도록 하기 위한 것이다.

이상과 같이 본 발명은, 차량이 험로에 진입한 것으로 판단되면, 결합측클러치 전달토크를 제어함에 있어서, 결합측클러치 속도 변화율을 험로에 진입하기 직전의 결합측클러치 속도에 의해 계산하여 일정한 값으로 고정한 상태에서 상기 전달토크상승단계(S40)와 전달토크유지단계(S50)를 통해 엔진속도와 결합측클러치 속도의 동기를 유도하고 상기 변속완료단계(S60)를 통해 점진적으로 상기 결합측클러치 전달토크를 감소시켜서 충격을 방지하면서 변속을 완료할 수 있도록 함으로써, 험로에서 불규칙적으로 급변하는 결합측클러치 속도에 의한 변속제어의 곤란성을 배제하고 안정되고 부드러운 변속이 완료될 수 있도록 함으로써 클러치들의 내구성을 향상시키고 도로 조건 변화에 대한 변속품질 안정화에 따른 차량의 상품성 향상에 기여할 수 있게 되는 것이다.

참고로, 도 2에서 전달토크상승단계(S40)에서는 험로인 경우와 험로가 아닌 경우를 동일한 사선으로 표현하고 있지만 상기 수1에서 결합측클러치 속도 변화율이 계속 변화하므로 서로 달라질 수 있는 것이며, 이와 같이 서로 달라지는 것을 상기 전달토크유지단계(S50) 및 변속완료단계(S60)에서 점선과 실선으로 나누어 도시하였는 바, 점선은 본 발명에 따른 것을 나타내고, 실선은 종래와 같이 계속해서 변화하는 결합측클러치 속도의 변화율을 이용한 것을 나타내고 있는 것이다.

특히, 상기 전달토크유지단계(S50)에서 본 발명에 따라 차량이 험로에 진입한 경우 결합측클러치 속도 변화율이 일정한 값으로 고정되어, 실제 제어 목표가 되는 결합측클러치 전달토크는 일정한 수평선으로 표시되고 있는 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.

S10; 변속판단단계
S20; 험로판단단계
S30; 변화율확보단계
S40; 전달토크상승단계
S50; 전달토크유지단계
S60; 변속완료단계

Claims

파워오프 다운쉬프트가 개시되어 토크핸드오버가 시작되었는지 판단하는 변속판단단계(S10)와;
토크핸드오버가 시작된 경우, 차량이 험로에 진입하였는지를 판단하는 험로판단단계(S20)와;
상기 험로판단단계(S20) 수행결과, 차량이 험로에 진입한 것으로 판단되는 경우에는 험로에 진입한 것으로 판단되기 직전의 결합측입력축 속도의 변화율을 계산하여 저장하는 변화율확보단계(S30)와;
실변속구간에 진입하면, 상기 변화율확보단계(S30)에서 저장된 결합측입력축 속도 변화율을 사용하여 목표 결합측클러치 전달토크를 계산하고, 상기 목표 결합측클러치 전달토크에 도달할 때까지 결합측클러치 전달토크를 점진적으로 상승시키는 전달토크상승단계(S40)와;
상기 전달토크상승단계(S40) 이후, 슬립비가 소정의 기준값에 도달할 때까지 상기 목표 결합측클러치 전달토크를 유지하도록 제어하는 전달토크유지단계(S50)와;
상기 전달토크유지단계(S50)가 완료되면, 상기 전달토크상승단계(S40)에서 상승시킨 토크만큼 점진적으로 상기 결합측클러치 전달토크를 하강시켜서 변속을 완료하는 변속완료단계(S60);
를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 DCT 차량의 변속 제어 방법.
청구항 1에 있어서,
상기 험로판단단계(S20)에서 차량이 험로에 진입하였는지의 여부는, 현재의 결합측입력축 속도 변화율이 소정 기준시간 동안의 결합측입력축 속도 변화율의 평균값에 비하여 소정의 여유값 이상 차이가 발생하는 경우를 험로에 진입한 것으로 판단하는 것
을 특징으로 하는 DCT 차량의 변속 제어 방법.
청구항 1에 있어서,
상기 전달토크상승단계(S40)에서 상기 목표 결합측클러치 전달토크는 엔진토크와 상기 입력축속도변화율과, 엔진관성모멘트 및 결합측입력축속도와 엔진속도 사이의 차이에 대한 변화율에 의해 계산되는 것
을 특징으로 하는 DCT 차량의 변속 제어 방법.
청구항 1에 있어서,
상기 전달토크유지단계(S50)에서 상기 슬립비는 결합측입력축 속도와 해방측입력축 속도의 차이에 대한, 상기 결합측입력축 속도와 엔진속도의 차이로 계산되는 것
을 특징으로 하는 DCT 차량의 변속 제어 방법.
청구항 4에 있어서,
상기 전달토크유지단계(S50)에서 상기 슬립비의 기준값은 9/10 이상인 것
을 특징으로 하는 DCT 차량의 변속 제어 방법.