KR20150125065A

KR20150125065A - Dct차량의 클러치토크 제어방법

Info

Publication number: KR20150125065A
Application number: KR1020140051452A
Authority: KR
Inventors: 조성현; 김정철
Original assignee: 현대자동차주식회사; 기아자동차주식회사
Priority date: 2014-04-29
Filing date: 2014-04-29
Publication date: 2015-11-09
Also published as: CN105020297A; DE102014117980A1; CN105020297B; US20150308522A1; KR101583919B1; JP2015209973A

Abstract

본 발명은 저장되어 있는 TS 커브특성에 따라 건식클러치를 제어하면서 변속이 이루어질 때, 사용되고 있는 TS 커브특성을 적절히 보정하도록 함으로써, 보다 정확한 건식클러치의 제어에 의해 변속품질을 향상시키고 엔진 플레어 등과 같은 부적절한 상황을 배제시킬 수 있도록 한다.

Description

DCT차량의 클러치토크 제어방법{CLUTCH TORQUE CONTROL METHOD FOR VEHICEL WITH DCT}

본 발명은 DCT차량의 클러치토크 제어방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 DCT를 구성하는 건식클러치의 클러치토크를 제어하는 방법에 관한 기술이다.

DCT(DUAL CLUTCH TRANSMISSION)는 두 개의 클러치를 통해 엔진과 같은 동력원으로부터 동력을 전달받아, 두 개의 입력축으로 선택적으로 동력을 전달할 수 있도록 하면서, 두 입력축은 일련의 변속단들 중 각각 홀수단과 짝수단의 변속단을 구현할 수 있도록 설정되어, 변속단들의 순차적인 변속시 실질적인 변속이 두 클러치 중 하나는 체결하고 하나는 해제하는 토크 핸드오버(TORQUE HANDOVER)에 의해 이루어지도록 하여 변속시의 토크 저하 현상을 배제하면서 변속이 완료될 수 있도록 한다.

DCT 중에는 상기 두 입력축에 연결되는 두 클러치를 습식클러치로 사용하는 것이 있는 한편, 건식클러치를 사용하는 것이 있는데, 이 건식클러치는 습식클러치와는 다르게, 건식클러치를 구동하는 액츄에이터의 스트로크에 대한 건식클러치의 전달토크 특성(TOQUE-STROKE CURVE CHARACTERISTIC: TS 커브특성)이 계속적으로 변화하기 때문에, 이 특성을 가급적 자주 학습하여 정확한 TS 커브특성을 확보하고, 그에 따라 액츄에이터를 제어하도록 해야 안정된 변속작동을 구현할 수 있다.

그러나, 현실적으로 건식클러치의 TS 커브특성을 매 순간 학습하는 것은 불가능하기 때문에, 갑자기 변화되거나 학습이 완료되지 않은 상태에서 가장 최근의 TS 커브특성을 이용하여 변속제어를 수행하는 경우, 실질적으로는 잘못된 정보를 근거로 액츄에이터를 제어하게 되기 때문에, 변속충격이나 엔진의 회전수가 급상승하는 엔진플레어(ENGINE FLARE) 현상 등이 발생할 수 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

10-1355620

B1

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 저장되어 있는 TS 커브특성에 따라 건식클러치를 제어하면서 변속이 이루어질 때, 사용되고 있는 TS 커브특성을 적절히 보정하도록 함으로써, 보다 정확한 건식클러치의 제어에 의해 변속품질을 향상시키고 엔진 플레어 등과 같은 부적절한 상황을 배제시킬 수 있도록 한 DCT차량의 클러치토크 제어방법을 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 DCT차량의 클러치토크 제어방법은

운전자가 가속페달을 밟아 현재보다 하위의 변속단으로 변속이 이루어지는 파워온 다운쉬프트가 개시되었는지를 판단하는 변속개시판단단계와;

파워온 다운쉬프트가 개시된 경우, 엔진회전수가 변화하는 실변속구간 내에서 해방측클러치를 제어하기 위한 TS 커브특성에 따른 기본제어토크를 토크옵저버에 의해 계산된 옵저버토크에 의해 보정하여 해방측클러치 제어토크로 산출하는 토크보정단계;

를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 DCT차량의 클러치토크 제어방법의 실시예를 도시한 순서도,
도 2는 본 발명에 따라 파워온 다운쉬프트시의 클러치토크와 엔진회전수 등을 시간의 경과에 따라 표시한 그래프이다.

도 1과 도 2를 참조하면, 운전자가 가속페달을 밟아 현재보다 하위의 변속단으로 변속이 이루어지는 파워온 다운쉬프트(POWER ON DOWN SHIFT)가 개시되었는지를 판단하는 변속개시판단단계(S10)와; 파워온 다운쉬프트가 개시된 경우, 엔진회전수가 변화하는 실변속구간 내에서 해방측클러치를 제어하기 위한 TS 커브특성에 따른 기본제어토크를 토크옵저버에 의해 계산된 옵저버토크에 의해 보정하여 해방측클러치 제어토크로 산출하는 토크보정단계(S40);를 포함하여 구성된다.

즉, 본 발명은 운전자의 가속페달 조작에 의해 하위 변속단으로 변속이 수행되는 파워온 다운쉬프트시에, 옵저버토크로 보정된 해방측클러치의 제어토크를 사용하여 실변속을 수행하도록 함으로써, 기존에 학습 등에 의해 미리 저장되어 있는 T-S 커브특성의 오류를 실시간으로 일부 보정하는 효과를 얻도록 함으로써, 보다 적절한 건식클러치의 제어에 의해 변속품질을 향상시키고 엔진 플레어 현상을 방지할 수 있도록 하는 것이다.

참고로, 상기 토크옵저버에 의해 계산되는 옵저버토크는, 본 출원인이 기존에 출원한 대한민국 특허 출원번호 10-2013-0143664, 명칭‘변속기 클러치토크 추정방법’및, 대한민국 특허 출원번호 10-2013-0155750, 명칭 ‘변속기 클러치토크 추정방법’에 소개된 방법 등에 의해 구해지는 것으로, 현재의 엔진토크와 엔진회전속도를 기초로 하여 해당 건식클러치의 토크를 산술적으로 추정한 것이다.

한편, 본 실시예에서 상기 토크보정단계(S40) 이전에는 실변속구간에 진입하였는지를 판단하기 위하여 엔진회전수와 해방측 입력축의 회전수 차이가 소정의 제1기준회전수를 초과하는지를 판단하여, 초과한 경우에만 상기 토크보정단계(S40)로 진입하도록 하는 실변속진입판단단계(S20)를 수행한다.

참고로, 상기 실변속구간이라 함은, 변속에 따라 실질적으로 엔진의 회전수가 변화하여, 처음에 해방측 입력축 회전수와 같은 상태로부터 점차 상승하여 결합측 입력축 회전수와 같게 되는 동안을 말하는 것으로서, 이너셔 페이즈(inertia phase) 라고도 한다. 또한, 상기 이너셔 페이즈 이후에 따라오는 토크 페이즈(torque phase)에서는 결합측 클러치는 체결하면서, 해방측 클러치는 해제하는 토크 핸드오버(torque handover)에 의해 변속을 마무리하게 되는 것이다.

상기 제1기준회전수는 예컨대 50 내지 100RPM 등과 같이 설정될 수 있으며, 엔진회전수가 해방측 입력축 회전수로부터 벗어나 실질적으로 상승하기 시작함을 가늠할 수 있는 수준을 나타내는 것이다.

본 실시예에서, 상기 실변속진입판단단계(S20) 이후 상기 토크보정단계(S40) 이전에는, 상기 기본제어토크와 상기 옵저버토크의 차이가 기준토크값 미만인 경우에만 상기 토크보정단계(S40)로 진입하도록 하여 변속제어의 안정성을 확보하는 안정성확보단계(S30)를 수행한다.

상기 기본제어토크는 실질적으로 본 발명을 적용하지 않는다면, 그 자체가 해방측 클러치 제어토크가 되었을 값이지만, 본 발명에서는 상기 옵저버토크에 의해 보정된 후 해방측 클러치 제어토크가 되는 값이므로 구분하여 기본제어토크라고 표현한 것이며, 이 값과, 상기 옵저버토크의 값은 이상적으로는 거의 차이가 없어야 하겠으나, 실질적으로는 차이가 발생할 것이며, 이때 현재의 엔진회전수와 엔진토크를 기초로 계산되는 상기 옵저버토크에 따라 상기 기본제어토크를 보정하면, 보다 현재 상황에 가까운 실질적인 건식클러치의 상태에 따른 제어가 될 것이라는 것이 본 발명의 기본적인 기술적 사상이다.

다만, 상기 기본제어토크와 옵저버토크가 상기 기준토크값 이상으로 크게 벌어지는 경우라면, 이는 옵저버토크가 노이즈 등에 의해 잘못 계산되었을 가능성이 높은 상황이므로, 이러한 경우에는 과도하게 상기 기본제어토크를 변화시킨 해방측 클러치 제어토크가 계산될 것이고, 이는 오히려 잘못된 변속제어를 유발할 가능성이 있으므로, 이러한 경우는 배제하고자 하는 것이다. 따라서, 상기 기준토크값은 상기와 같은 가능성을 가늠할 수 있는 수준으로 정해질 것인 바, 다수의 실험 및 해석에 의해 정해지는 것이 바람직할 것이다.

상기 토크보정단계(S40)에서, 상기 해방측클러치 제어토크는 기존에 학습되어 있는 TS 커브특성에 의해 구해진 기본제어토크에서 토크옵저버에서 계산된 옵저버토크를 뺀 값을 독립변수로 하는 함수관계에 의해 정해지는 보정값을 상기 기본제어토크에 가감연산하여 산출한다.

상기 토크보정단계(S40)를 실변속구간 내에서만 수행하도록 하기 위하여, 상기 토크보정단계(S40)를 수행하면서, 실변속이 완료되었는지를 확인할 수 있도록, 엔진회전수와 결합측입력축 회전수의 차이가 소정의 제2기준회전수 미만이 되는지를 반복적으로 판단하여, 미만이 되는 경우 상기 토크보정단계(S40)를 종료하도록 하는 실변속종료판단단계(S50)를 수행한다.

따라서, 상기 제2기준회전수는 엔진회전수가 결합측 입력축 회전수와 거의 같아져서, 결합측 클러치를 체결하여 엔진이 결합측 입력축과 함께 회전하도록 해도 충격이 발생하지 않을 정도이면서도, 신속한 변속을 위해 가급적 빠른 시간 내에 결합측 클러치를 체결하도록 하는 것이 바람직함을 고려하여 적절한 회전수 차이로 설정되어야 할 것인 바, 다수의 실험 및 해석에 의해 결정할 수 있을 것이다.

도 2를 참고로 보면, 파워온 다운쉬프트의 실변속구간 내에서 당초 TS 커브 특성에 의한 기본제어토크는 하측의 점선으로 나타나는데, 그 때 토크옵저버에 의해 계산된 옵저버토크가 상측의 점선으로 나타나면, 이때 본 발명을 적용하여 상기 두 점선 사이의 실선이 나타내는 해방측 클러치 제어토크로 제어가 이루어지도록 하면, 실제 건식클처치의 토크 특성에 더욱 가까운 상태로 변속제어가 이루어지게 되어, 변속품질이 향상되고 엔진 플레어 등이 방지되는 것이다.

본 발명은 특정한실시예에 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; 변속개시판단단계
S40; 토크보정단계
S20; 실변속진입판단단계
S30; 안정성확보단계
S50; 실변속종료판단단계

Claims

운전자가 가속페달을 밟아 현재보다 하위의 변속단으로 변속이 이루어지는 파워온 다운쉬프트가 개시되었는지를 판단하는 변속개시판단단계(S10)와;
파워온 다운쉬프트가 개시된 경우, 엔진회전수가 변화하는 실변속구간 내에서 해방측클러치를 제어하기 위한 TS 커브특성에 따른 기본제어토크를 토크옵저버에 의해 계산된 옵저버토크에 의해 보정하여 해방측클러치 제어토크로 산출하는 토크보정단계(S40);
를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 DCT차량의 클러치토크 제어방법.
청구항 1에 있어서,
상기 토크보정단계(S40) 이전에는 실변속구간에 진입하였는지를 판단하기 위하여 엔진회전수와 해방측 입력축의 회전수 차이가 소정의 제1기준회전수를 초과하는지를 판단하여, 초과한 경우에만 상기 토크보정단계(S40)로 진입하도록 하는 실변속진입판단단계(S20);
를 더 구비한 것을 특징으로 하는 DCT차량의 클러치토크 제어방법.
청구항 2에 있어서,
상기 실변속진입판단단계(S20) 이후 상기 토크보정단계(S40) 이전에는, 상기 기본제어토크와 상기 옵저버토크의 차이가 기준토크값 미만인 경우에만 상기 토크보정단계(S40)로 진입하도록 하여 변속제어의 안정성을 확보하는 안정성확보단계(S30)를 더 포함하여 구성된 것
을 특징으로 하는 DCT차량의 클러치토크 제어방법.
청구항 1에 있어서,
상기 토크보정단계(S40)에서, 상기 해방측클러치 제어토크는 기존에 학습되어 있는 TS 커브특성에 따른 기본제어토크에서 토크옵저버에서 계산된 옵저버토크를 뺀 값을 독립변수로 하는 함수관계에 의해 정해지는 보정값을 상기 기본제어토크에 가감연산하여 산출하는 것
을 특징으로 하는 DCT차량의 클러치토크 제어방법.
청구항 1에 있어서,
상기 토크보정단계(S40)를 실변속구간 내에서만 수행하도록 하기 위하여, 상기 토크보정단계(S40)를 수행하면서, 실변속이 완료되었는지를 확인하기 위하여, 엔진회전수와 결합측입력축 회전수의 차이가 소정의 제2기준회전수 미만이 되는지를 반복적으로 판단하여, 미만이 되는 경우 상기 토크보정단계(S40)를 종료하도록 하는 실변속종료판단단계(S50)를 더 구비한 것
을 특징으로 하는 DCT차량의 클러치토크 제어방법.