KR20160069211A - 듀얼 클러치 변속기의 제어 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 듀얼 클러치 변속기의 제어 방법에 관한 것으로, 제어부가 차량의 변속 요청을 감지하는 단계, 변속 요청이 감지되면, 상기 제어부는 가속 페달 눌림 정보나 차량의 주행 속도 변화 정보에 기초하여 미리 설정된 변속 맵이나 변속 알고리즘에 따라 목표 변속단을 판단하는 단계, 상기 목표 변속단이 현재 변속단으로부터 짝수 변속을 수행해야 할 변속단인지 아니면 홀수 변속을 수행해야 할 변속단인지 판단하는 단계, 상기 목표 변속단이 짝수 변속을 수행해야 할 변속단인 경우, 상기 제어부는 상기 목표 변속단으로부터 산정된 복수의 후보 변속단 중 최적 변속단을 판단하는 단계, 및 상기 제어부가 상기 최적 변속단으로 판단된 해당 후보 변속단으로 변속을 수행하는 단계를 포함한다.

Description

듀얼 클러치 변속기의 제어 방법{METHOD FOR CONTROLLING A DUAL CLUTCH TRANSMISSION}

본 발명은 듀얼 클러치 변속기의 제어 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 듀얼 클러치의 홀수단에서 홀수단으로의 변속, 혹은 짝수단에서 짝수단으로의 변속과 같이 서로 같은 클러치를 사용해야 하는 짝수 간격 변속 시 변속감과 변속 성능을 향상시킬 수 있도록 하는 듀얼 클러치 변속기의 제어 방법에 관한 것이다.

일반적으로 듀얼 클러치 변속기(Dual Clutch Transmission)는 종래 단판 클러치 변속기 시스템과 달리 2조의 클러치로 구성되어, 제1 클러치는 홀수단 기어를, 제2 클러치는 짝수단 기어를 단속할 수 있도록 구성된 변속 시스템으로서 자동 변속기처럼 운전이 편할 뿐만 아니라, 수동 변속기 차량보다도 더 높은 연비 개선 효과를 얻을 수 있는 장점이 있다.

또한, 상기 듀얼 클러치 변속기는 단판 클러치 변속기에서 발생되는 가속 정지감 현상이 없기 때문에 변속감 또한 매우 우수한 장점이 있다.

상기와 같은 듀얼 클러치 변속기를 제어하는데 있어서 필수적인 것들은, 도 1에 도시된 바와 같이, 클러치 단속을 담당하는 클러치 액츄에이터(110)와, 변속기의 쉬프트포크를 제어하여 실제 기어변속을 수행하는 변속장치(120) 및 이러한 변속장치(120)를 차속 및 가속페달 눌림 등에 따라 제어하는 제어부(130)가 있다.

여기서, 상기 변속장치(120)에는, 단순히 기어 변속을 시켜주는 것뿐만 아니라, 홀수단과 짝수단으로 나뉘어지는 두 변속계통에 각각 속하는 변속단을 하나씩 동시에 치합시켜 두고 두 클러치의 체결 및 해제상태의 전환만으로 변속이 이루어질 수 있도록 하는 프리셀렉트 기능이 갖추어져야만 한다.

또한, 동일 변속계통에 속하는 두 변속단이 동시에 치합되지 못하도록 변속에 관여하지 않은 동일 변속계통의 변속러그를 중립상태로 유지하는 액티브 인터록 기능이 갖추어져야 한다. 물론, 상기 변속장치는 상기한 바와 같은 기본적인 기능을 간단한 구성 및 구조로 제공할 수 있어야 하고, 그 내구성이 확보되어야 함은 물론 안정되고 확실한 작동성을 확보할 수 있어야 한다.

그런데 상기 듀얼 클러치 변속기(DCT)는 홀수단(예 : 1, 3, 5 등)에서 짝수단(예 : 2, 4, 6 등)으로 변속하는 경우 및 짝수단(예 : 2, 4, 6 등)에서 홀수단(예 : 1, 3, 5 등)으로 변속하는 경우와 같이 서로 다른 클러치를 사용하는 홀수 변속(예 : 1단에서 2단으로 변속, 6단에서 3단으로 변속과 같이 홀수 간격을 두고 수행되는 변속 등)에서는 한 번에 변속이 가능하여 최적의 성능을 나타낸다.

그러나 홀수단에서 홀수단으로의 변속, 혹은 짝수단에서 짝수단으로의 변속과 같이 서로 같은 클러치를 사용해야 하는 짝수 변속(예 : 4단에서 2단으로 변속, 5단에서 3단으로 변속과 같이 짝수 간격을 두고 수행되는 변속 등)에서는 그 변속 중에 반대쪽 클러치(예 : 짝수단 클러치, 홀수단 클러치)를 거쳐야 하므로 변속이 매끄럽지 못하여 변속감이 떨어지고, 변속이 느려지는 등의 변속 성능이 떨어지는 문제점이 있다.

본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허 10-2011-0029644호(2011.03.23.공개, 듀얼클러치 변속기의 변속장치)에 개시되어 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창작된 것으로서, 듀얼 클러치의 홀수단에서 홀수단으로의 변속, 혹은 짝수단에서 짝수단으로의 변속과 같이 서로 같은 클러치를 사용해야 하는 짝수 간격 변속 시 변속감과 변속 성능을 향상시킬 수 있도록 하는 듀얼 클러치 변속기의 제어 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 일 측면에 따른 듀얼 클러치 변속기의 제어 방법은, 제어부가 차량의 변속 요청을 감지하는 단계; 변속 요청이 감지되면, 상기 제어부는 가속 페달 눌림 정보나 차량의 주행 속도 변화 정보에 기초하여 미리 설정된 변속 맵이나 변속 알고리즘에 따라 목표 변속단을 판단하는 단계; 상기 목표 변속단이 현재 변속단으로부터 짝수 변속을 수행해야 할 변속단인지 아니면 홀수 변속을 수행해야 할 변속단인지 판단하는 단계; 상기 목표 변속단이 짝수 변속을 수행해야 할 변속단인 경우, 상기 제어부는 상기 목표 변속단으로부터 산정된 복수의 후보 변속단 중 최적 변속단을 판단하는 단계; 및 상기 제어부가 상기 최적 변속단으로 판단된 해당 후보 변속단으로 변속을 수행하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 변속 요청을 감지하는 단계에서, 상기 제어부는, 가속 페달 눌림 정보나 차량의 주행 속도 변화 정보를 바탕으로 변속 요청 여부를 감지하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 홀수 변속은, 현재의 변속단이 홀수단인 경우에 짝수단으로 변속하는 경우 및 현재의 변속단이 짝수단인 경우에 홀수단으로 변속하는 경우로서, 서로 다른 클러치를 사용하는 변속단으로 변속되는 것이고, 상기 짝수 변속은, 현재의 변속단이 홀수단인 경우에 홀수단으로 변속하는 경우 및 현재의 변속단이 짝수단인 경우에 짝수단으로 변속하는 경우로서, 서로 같은 클러치를 사용하는 변속단으로 변속되는 것임을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 목표 변속단이 홀수 변속을 수행해야 할 변속단인 경우, 상기 제어부는, 상기 목표 변속단으로 변속을 수행하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 목표 변속단은, 가속 페달 눌림 정보나 차량의 주행 속도 변화 정보에 기초하여 미리 설정된 변속 맵이나 변속 알고리즘에 따라 판단된 변속단인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 최적 변속단은, 상기 목표 변속단으로 변속 시 예상되는 목표 가속도와 목표 토크를 유지하면서 변속감과 변속 성능은 떨어지지 않게 변속할 수 있는 변속단인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 후보 변속단은, 상기 미리 설정된 변속 맵이나 변속 알고리즘에 따라 판단한 목표 변속단, 상기 목표 변속단+1단, 및 상기 목표 변속단-1단 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 복수의 후보 변속단 중 최적 변속단을 판단하는 단계에서, 상기 제어부는, 상기 목표 변속단 및 각 후보 변속단에 대한 예상 가속도와 예상 토크를 미리 설정된 임의의 알고리즘이나 맵을 이용해 각각 산출하고, 상기 목표 변속단으로 변속할 경우의 예상 가속도 및 예상 토크와 상기 각 후보 변속단으로 변속할 경우의 예상 가속도 및 예상 토크를 비교하여 그 차이를 산출하고, 상기 목표 변속단과 상기 각 후보 변속단 간의 예상 가속도 및 예상 토크의 차이가 미리 설정된 허용 범위 내에서 더 근접한 후보 변속단을 최적 변속단으로 판단하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 목표 변속단과 상기 각 후보 변속단 간의 예상 가속도 및 예상 토크의 차이가 미리 설정된 허용 범위를 벗어나는 경우, 상기 제어부는 상기 목표 변속단을 최적 변속단으로 판단하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 최적 변속단으로 판단된 해당 후보 변속단으로 변속을 수행하는 단계 이후에, 상기 제어부는, 상기 목표 변속단으로 변속했을 경우와 동등한 가속 성능을 유지시키기 위하여 엔진 토크의 증가나 감소 요청을 실행하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 엔진 토크의 증가나 감소 요청을 실행하는 단계에서, 상기 제어부는, 상기 최적 변속단으로 판단된 후보 변속단이 상기 목표 변속단보다 높은 변속단인 경우에는 엔진 토크 증가 요청을 실행하고, 상기 최적 변속단으로 판단된 후보 변속단이 상기 목표 변속단보다 낮은 변속단인 경우에는 엔진 토크 감소 요청을 실행하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 듀얼 클러치의 홀수단에서 홀수단으로의 변속, 혹은 짝수단에서 짝수단으로의 변속과 같이 서로 같은 클러치를 사용해야 하는 짝수 간격 변속 시 변속감과 변속 성능을 향상시킬 수 있도록 한다.

도 1은 일반적인 듀얼 클러치 변속기 제어 장치의 개략적인 구성을 보인 예시도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 듀얼 클러치 변속기의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 듀얼 클러치 변속기의 제어 방법의 일 실시예를 설명한다.

이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 듀얼 클러치 변속기의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 제어부(130)는 먼저 변속 요청을 감지한다(S101).

예컨대 상기 제어부(130)는 가속 페달 눌림 정보나 차량의 주행 속도 변화 정보를 바탕으로 변속 요청 여부를 감지한다. 즉, 차량의 주행 속도가 미리 설정된 기준 이상 증가하는 경우에 고단으로 변속하고, 차량의 주행 속도가 미리 설정된 기준 이하로 감소하는 경우에 저단으로 변속하는 것이다.

상기 변속 요청이 감지되면, 상기 제어부(130)는 상기 가속 페달 눌림 정보나 차량의 주행 속도 변화 정보에 기초하여 미리 설정된 변속 맵이나 변속 알고리즘에 따라 목표 변속단을 판단한다.

그리고 상기 판단한 목표 변속단이 짝수 변속인지 아니면 홀수 변속인지 판단한다(S102).

여기서 상기 홀수 변속은, 현재의 변속단이 홀수단(예 : 1, 3, 5 등)인 경우에 짝수단(예 : 2, 4, 6 등)으로 변속하는 경우 및 현재의 변속단이 짝수단(예 : 2, 4, 6 등)인 경우에 홀수단(예 : 1, 3, 5 등)으로 변속하는 경우와 같이 서로 다른 클러치를 사용하는 변속단으로 변속(즉, 현재 변속단과 목표 변속단이 홀수 간격으로 변속)되는 것을 의미한다.

그리고 상기 짝수 변속은, 현재의 변속단이 홀수단(예 : 1, 3, 5)인 경우에 홀수단으로 변속하는 경우 및 현재의 변속단이 짝수단(예 : 2, 4, 6 등)인 경우에 짝수단으로 변속하는 경우와 같이 서로 같은 클러치를 사용하는 변속단으로 변속(즉, 현재 변속단과 목표 변속단이 짝수 간격으로 변속)되는 것을 의미한다.

상기 판단(S102) 결과에 따라, 상기 목표 변속단이 홀수 변속인 경우(S102의 아니오), 상기 제어부(130)는 기존의 변속 제어를 실행한다(S103).

즉, 상기 제어부(130)는 미리 설정된 변속 맵이나 변속 알고리즘에 따라 판단한 목표 변속단으로 그대로 변속을 수행한다.

그러나 상기 판단(S102) 결과에 따라, 상기 목표 변속단이 짝수 변속인 경우(S102의 예), 상기 제어부(130)는 최적단(즉, 최적 변속단) 판단을 수행한다(S104).

여기서 최적단(즉, 최적 변속단)이란, 기존의 변속 제어 실행을 통한 변속 시 예상되는 목표 가속도(예 : 5단에서 3단으로 변속 시 예상되는 목표 가속도)와 목표 토크(예 : 5단에서 3단으로 변속 시 예상되는 목표 토크)를 유지하면서 변속 시 변속감과 변속 성능은 떨어지지 않는 변속단을 의미한다.

예컨대 상기 최적단(즉, 최적 변속단)은 현재 변속단(예 : 5단)에서"본래의 목표 변속단(예 : 미리 설정된 변속 맵이나 변속 알고리즘에 따라 판단한 목표 변속단으로서, 3단)", "본래의 목표 변속단+1(예 : 3단+1=4단)", "본래의 목표 변속단-1(예 : 3단-1=2단)"의 후보 변속단 중 어느 하나이다.

상기 제어부(130)는 상기 최적단(즉, 최적 변속단) 판단을 위해, 상기 본래의 목표 변속단(예 : 3단) 및 상기 각 후보 변속단(예 : 2단, 4단)에 대한 예상 가속도와 예상 토크를 미리 설정된 임의의 알고리즘(예 : 가속도 산출 알고리즘, 토크 산출 알고리즘)이나 맵을 이용해 산출한다.

그리고 본래의 목표 변속단(예 : 3단)으로 변속할 경우 예상 가속도 및 예상 토크와 상기 각 후보 변속단(예 : 2단, 4단)으로 변속할 경우의 예상 가속도 및 예상 토크를 비교하여 그 차이를 산출한다.

그리고 상기 제어부(130)는 상기 목표 변속단(예 : 3단)과 상기 각 후보 변속단(예 : 2단, 4단) 간의 예상 가속도 및 예상 토크의 차이가 미리 설정된 허용 범위 내에서 더 근접한 후보 변속단(예 : 2단 혹은 4단)을 최적단으로 판단한다.

그러나 만약 상기 목표 변속단(예 : 3단)과 상기 각 후보 변속단(예 : 2단, 4단) 간의 예상 가속도 및 예상 토크의 차이가 미리 설정된 허용 범위를 벗어나는 경우, 상기 제어부(130)는 본래의 목표 변속단(예 : 3단)을 최적단으로 판단한다.

상기와 같이 최적단 판단(S104) 실행 결과에 따라, 상기 판단된 최적단이 본래의 목표 변속단(즉, 상기 가속 페달 눌림 정보나 차량의 주행 속도 변화 정보에 기초하여 미리 설정된 변속 맵이나 변속 알고리즘에 따라 판단된 변속단)이면(S105의 예), 상기 제어부(130)는 기존의 변속 제어를 실행한다(S103).

즉, 상기 제어부(130)는 미리 설정된 변속 맵이나 변속 알고리즘에 따라 판단한 목표 변속단으로 그대로 변속을 수행한다.

그러나 상기 최적단 판단(S104) 실행 결과에 따라, 상기 후보 변속단(예 : 2단 혹은 4단) 중 어느 하나가 최적단으로 판단되면(S105의 아니오), 상기 제어부(130)는 상기 최적단으로 판단된 후보 변속단(예 : 2단 혹은 4단)으로 변속을 수행한다(S106).

그리고 상기 제어부(130)는 상기 최적단으로 판단된 후보 변속단(예 : 2단 혹은 4단)으로 변속을 수행한 후, 본래의 목표 변속단(예 : 3단)으로 변속했을 경우와 동등한 가속 성능을 유지시키기 위하여 실질적인 엔진 토크의 증가나 감소 요청을 실행한다(S107).

예컨대 상기 최적단으로 판단된 후보 변속단(예 : 4단)이 본래의 목표 변속단(예 : 3단)보다 높은 변속단(즉, 고단)인 경우에는 엔진 토크 증가 요청을 실행하고, 상기 최적단으로 판단된 후보 변속단(예 : 2단)이 본래의 목표 변속단(예 : 3단)보다 낮은 변속단(즉, 저단)인 경우에는 엔진 토크 감소 요청을 실행한다. 즉, 저단에서는 엔진 회전수가 증가하면서 토크도 증가하기 때문에 엔진 토크 감소 요청을 실행하고, 고단에서는 엔진 회전수가 감소하면서 토크도 감소하기 때문에 엔진 토크 증가 요청을 실행한다.

이에 따라 본 실시예에서는 서로 같은 클러치를 사용해야 하는 짝수 간격 변속 시 차량의 가속도나 토크는 본래의 목표 변속단으로 변속했을 경우와 크게 다르지 않게 유지하면서 변속감과 변속 성능은 향상시킬 수 있도록 하는 효과가 있다.

이상으로 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.

110 : 액츄에이터
120 : 변속장치
130 : 제어부

Claims (11)

1. 제어부가 차량의 변속 요청을 감지하는 단계;
   변속 요청이 감지되면, 상기 제어부는 가속 페달 눌림 정보나 차량의 주행 속도 변화 정보에 기초하여 미리 설정된 변속 맵이나 변속 알고리즘에 따라 목표 변속단을 판단하는 단계;
   상기 목표 변속단이 현재 변속단으로부터 짝수 변속을 수행해야 할 변속단인지 아니면 홀수 변속을 수행해야 할 변속단인지 판단하는 단계;
   상기 목표 변속단이 짝수 변속을 수행해야 할 변속단인 경우, 상기 제어부는 상기 목표 변속단으로부터 산정된 복수의 후보 변속단 중 최적 변속단을 판단하는 단계; 및
   상기 제어부가 상기 최적 변속단으로 판단된 해당 후보 변속단으로 변속을 수행하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 듀얼 클러치 변속기의 제어 방법.
   
2. 제 1항에 있어서, 상기 변속 요청을 감지하는 단계에서,
   상기 제어부는,
   가속 페달 눌림 정보나 차량의 주행 속도 변화 정보를 바탕으로 변속 요청 여부를 감지하는 것을 특징으로 하는 듀얼 클러치 변속기의 제어 방법.
   
3. 제 1항에 있어서,
   상기 홀수 변속은, 현재의 변속단이 홀수단인 경우에 짝수단으로 변속하는 경우 및 현재의 변속단이 짝수단인 경우에 홀수단으로 변속하는 경우로서, 서로 다른 클러치를 사용하는 변속단으로 변속되는 것이고,
   상기 짝수 변속은, 현재의 변속단이 홀수단인 경우에 홀수단으로 변속하는 경우 및 현재의 변속단이 짝수단인 경우에 짝수단으로 변속하는 경우로서, 서로 같은 클러치를 사용하는 변속단으로 변속되는 것임을 특징으로 하는 듀얼 클러치 변속기의 제어 방법.
   
4. 제 1항에 있어서,
   상기 목표 변속단이 홀수 변속을 수행해야 할 변속단인 경우,
   상기 제어부는,
   상기 목표 변속단으로 변속을 수행하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 듀얼 클러치 변속기의 제어 방법.
   
5. 제 4항에 있어서, 상기 목표 변속단은,
   가속 페달 눌림 정보나 차량의 주행 속도 변화 정보에 기초하여 미리 설정된 변속 맵이나 변속 알고리즘에 따라 판단된 변속단인 것을 특징으로 하는 듀얼 클러치 변속기의 제어 방법.
   
6. 제 1항에 있어서, 상기 최적 변속단은,
   상기 목표 변속단으로 변속 시 예상되는 목표 가속도와 목표 토크를 유지하면서 변속감과 변속 성능은 떨어지지 않게 변속할 수 있는 변속단인 것을 특징으로 하는 듀얼 클러치 변속기의 제어 방법.
   
7. 제 1항에 있어서, 상기 후보 변속단은,
   상기 미리 설정된 변속 맵이나 변속 알고리즘에 따라 판단한 목표 변속단, 상기 목표 변속단+1단, 및 상기 목표 변속단-1단 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 듀얼 클러치 변속기의 제어 방법.
   
8. 제 1항에 있어서,
   상기 복수의 후보 변속단 중 최적 변속단을 판단하는 단계에서,
   상기 제어부는,
   상기 목표 변속단 및 각 후보 변속단에 대한 예상 가속도와 예상 토크를 미리 설정된 임의의 알고리즘이나 맵을 이용해 각각 산출하고,
   상기 목표 변속단으로 변속할 경우의 예상 가속도 및 예상 토크와 상기 각 후보 변속단으로 변속할 경우의 예상 가속도 및 예상 토크를 비교하여 그 차이를 산출하고,
   상기 목표 변속단과 상기 각 후보 변속단 간의 예상 가속도 및 예상 토크의 차이가 미리 설정된 허용 범위 내에서 더 근접한 후보 변속단을 최적 변속단으로 판단하는 것을 특징으로 하는 듀얼 클러치 변속기의 제어 방법.
   
9. 제 8항에 있어서,
   상기 목표 변속단과 상기 각 후보 변속단 간의 예상 가속도 및 예상 토크의 차이가 미리 설정된 허용 범위를 벗어나는 경우,
   상기 제어부는 상기 목표 변속단을 최적 변속단으로 판단하는 것을 특징으로 하는 듀얼 클러치 변속기의 제어 방법.
   
10. 제 1항에 있어서, 상기 최적 변속단으로 판단된 해당 후보 변속단으로 변속을 수행하는 단계 이후에,
    상기 제어부는,
    상기 목표 변속단으로 변속했을 경우와 동등한 가속 성능을 유지시키기 위하여 엔진 토크의 증가나 감소 요청을 실행하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 듀얼 클러치 변속기의 제어 방법.
    
11. 제 10항에 있어서,
    상기 엔진 토크의 증가나 감소 요청을 실행하는 단계에서,
    상기 제어부는,
    상기 최적 변속단으로 판단된 후보 변속단이 상기 목표 변속단보다 높은 변속단인 경우에는 엔진 토크 증가 요청을 실행하고,
    상기 최적 변속단으로 판단된 후보 변속단이 상기 목표 변속단보다 낮은 변속단인 경우에는 엔진 토크 감소 요청을 실행하는 것을 특징으로 하는 듀얼 클러치 변속기의 제어 방법.

Images