KR20170010124A

KR20170010124A - 차량의 크립 주행 제어방법

Info

Publication number: KR20170010124A
Application number: KR1020150100149A
Authority: KR
Inventors: 김진성; 남주현
Original assignee: 현대자동차주식회사; 기아자동차주식회사
Priority date: 2015-07-15
Filing date: 2015-07-15
Publication date: 2017-01-26
Also published as: DE102015119394A1; CN106352070A; DE102015119394B4; US20170016494A1; US9618063B2; CN106352070B

Abstract

본 발명은, 건식클러치를 제어하는 컨트롤러가, 건식클러치의 전달토크가 0 이하이고, 크립목표속도에서 현재 차속을 뺀 값인 제어에러가 0 이하인지의 조건을 판단하는 조건판단단계와, 상기 조건판단단계의 조건이 만족되는 경우, 상기 컨트롤러가 크립 주행 제어를 위한 적분제어 성분의 누적을 중지하는 누적중지단계를 포함하여 구성된다.

Description

차량의 크립 주행 제어방법{CONTROL METHOD FOR CREEP DRIVING OF VEHICLE}

본 발명은 차량의 크립 주행 제어방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 구동력을 건식클러치를 통해 변속기 입력축으로 인가하도록 되어 있는 AMT나 DCT 등을 탑재한 차량에서 차량의 크립 주행을 구현하는 방법에 관한 것이다.

건식클러치를 사용하는 AMT(Automated Manual Transmission)나 DCT(Dual Clutch Transmission) 등은, 엔진이나 모터 등으로부터의 동력을 토크컨버터 없이 건식클러치를 통해 변속기 입력축으로 공급받도록 되어 있어서, 상기 건식클러치의 제어 성능이 차량의 발진 및 변속성능에 큰 영향을 미친다.

크립 주행의 경우, 운전자가 가속페달을 조작하지 않는 상황에서 일정한 크립목표속도를 추종하기 위해 상기 건식클러치를 제어하게 되며, 역시 상기 건식클러치의 제어 성능은 크립 주행감 및 이후에 연결되는 가속 주행시의 가속감 등에 큰 영향을 미치게 된다.

종래에는 상기와 같은 크립 주행을 제어하기 위해 PI제어기 (Proportional Integral Controller)를 사용하며, 단순하게 크립목표속도와 현재속도의 차이에 대해, 비례제어성분과 적분제어 성분을 계산하고, 이를 합하여 새로운 크립제어신호를 출력하는 방식이 사용되고 있다.

그런데, 상기와 같이 단순한 PI제어기에 의해 차량의 크립 주행을 제어하게 되면, 차량이 내리막길을 주행하는 상황 등에서는, 차량이 자체적으로 가속되어 크립목표속도를 넘어서서 주행하게 되는 상황이 발생하는데, 이때 실질적으로 건식클러치는 이미 완전히 분리되어 전달토크가 0가 되어 있는 상황에서도 PI제어기는 차속이 크립목표속도를 초과하고 있으므로 적분제어 성분을 마이너스 방향으로 계속해서 누적하게 되고, 이렇게 적분제어 성분이 마이너스로 누적된 상황에서, 내리막길이 종료되고 다시 오르막이 도래하여 차량이 다시 가속되어야 하는 경우에는 이전에 마이너스 방향으로 누적된 적분제어 성분이 0까지 다시 누적되기까지는 올바른 적분제어 성분이 크립제어신호에 반영되지 못하게 되므로, 크립토크 증가의 지연으로 차량의 재가속 성능이 떨어지게 된다.

또한, 차량이 정체구간에서 가다 서다를 반복하게 되는 경우에, 운전자의 브레이크 조작에 의해 차량이 정차할 때, 현재까지 누적된 적분제어 성분이 잔존하다가, 다시 차량이 크립 주행으로 출발하게 되면 적분제어 성분을 다시 누적하게 되는 현상이 반복되게 되고, 이렇게 증가된 적분제어 성분이 너무 커지면 다시 크립 주행이 개시될 때, 건식클러치의 전달토크를 과도하게 제어하도록 함으로써, 건식클러치의 충격을 유발하고 과격한 크립감을 발생시키는 원인이 된다.

상기 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 1020120058147 A

본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 건식클러치를 구비한 AMT나 DCT 등을 탑재한 차량에서, 크립 주행을 제어할 때, 부적절한 적분제어 성분에 의해 크립제어가 영향받는 것을 감소 또는 방지할 수 있도록 함으로써, 차량의 크립주행시 재가속감 지연 및 과격한 크립감의 발생을 방지할 수 있도록 한 차량의 크립 주행 제어방법을 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 차량의 크립 주행 제어방법은

건식클러치를 제어하는 컨트롤러가, 건식클러치의 전달토크가 0 이하이고, 크립목표속도에서 현재 차속을 뺀 값인 제어에러가 0 이하인지의 조건을 판단하는 조건판단단계와;

상기 조건판단단계의 조건이 만족되는 경우, 상기 컨트롤러가 크립 주행 제어를 위한 적분제어 성분의 누적을 중지하는 누적중지단계를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

상기 컨트롤러는 자체적으로 가지고 있는 전달토크 정보와 외부로부터 차속을 입력받아 상기 조건판단단계 및 누적중지단계를 수행하고, 크립제어 신호를 생성하여 상기 건식클러치를 구동하는 클러치액츄에이터에 명령함으로써, 상기 건식클러치를 피이드백 제어하도록 구성할 수 있다.

상기 컨트롤러는 상기 누적중지단계 개시 후, 상기 누적중지단계 개시 직전의 적분제어 성분을 상기 조건판단단계의 조건이 만족하는 동안 시간의 경과에 따라 소정의 비율로 감소시키는 적분량감소단계를 더 수행하도록 구성될 수 있다.

상기 컨트롤러는 상기 적분량감소단계를 수행하면서 출력되는 적분제어 성분에 비례제어 성분을 더하여 상기 건식클러치를 제어할 크립제어 신호를 생성하도록 구성될 수 있다.

상기 적분량감소단계에서 적분제어 성분이 감소하는 상기 소정의 비율은, 상기 컨트롤러의 샘플링타임마다 포겟팅팩터를 곱하여 구현되도록 하며;

상기 포겟팅팩터는 0 내지 1 사이의 값으로 설정되도록 할 수 있다.

본 발명은 건식클러치를 구비한 AMT나 DCT 등을 탑재한 차량에서, 크립 주행을 제어할 때, 부적절한 적분제어 성분에 의해 크립제어가 영향받는 것을 감소 또는 방지할 수 있도록 함으로써, 차량의 크립주행시 재가속감 지연 및 과격한 크립감의 발생을 방지할 수 있도록 한다.

도 1은 본 발명이 적용될 수 있는 건식클러치를 탑재한 차량의 개념도,
도 2는 본 발명에 따른 차량의 크립 주행 제어방법의 실시예를 도시한 순서도,
도 3은 본 발명에 따른 제어방법을 구현하기 위한 제어기의 개념도이다.

도 1은 본 발명이 적용될 수 있는 건식클러치를 탑재한 차량의 개념도를 예시한 것으로서, 엔진(E)과 변속기(TM) 사이에는 엔진의 동력을 변속기로 제공하는 상태를 전환할 수 있는 건식클러치(CL)가 구비되어 있고, 상기 건식클러치를 구동하는 클러치액츄에이터(CA)를 컨트롤러(C)가 제어할 수 있도록 되어 있으며, 상기 컨트롤러는 차속센서(S)로부터 차속 정보를 입력받을 수 있도록 되어 있다.

물론, 상기 컨트롤러(C)는 상기와 같이 차속센서로부터 직접 차속 정보를 받는 것이 아니라 CAN(Controller Area Network) 통신을 통해 차속 정보를 전달받을 수 있도록 구성될 수 있으며, 이외에 엔진이나 변속기 및 상기 건식클러치로부터 다양한 정보를 전달받을 수 있도록 구성될 수 있다.

또한, 상기 변속기는 건식클러치를 통해 엔진으로부터 동력을 전달받을 수 있는 모든 형식의 것이 사용될 수 있는바, 예컨대 DCT, AMT 등이 될 수 있을 것이다.

도 2를 참조하면, 본 발명 차량의 크립 주행 제어방법의 실시예는, 건식클러치를 제어하는 컨트롤러(C)가, 건식클러치의 전달토크가 0 이하이고, 크립목표속도에서 현재 차속을 뺀 값인 제어에러가 0 이하인지의 조건을 판단하는 조건판단단계(S10)와, 상기 조건판단단계의 조건이 만족되는 경우, 상기 컨트롤러가 크립 주행 제어를 위한 적분제어 성분의 누적을 중지하는 누적중지단계(S20)를 포함하여 구성된다.

즉, 본 발명은 컨트롤러가 크립 주행 제어를 진행하던 중, 건식클러치의 전달토크가 0 이하가 되어, 실질적으로 건식클러치는 이미 완전히 해제되어 동력을 변속기로 전달하지 않는 상태가 되었는데, 차속이 크립목표속도 보다 높아서 제어에러가 0 보다 작은 상태가 되면, 상기 누적중지단계에 의해 더 이상 제어에러에 따른 적분제어 성분을 마이너스 방향으로 누적하지 않도록 함으로써, 이후 이어지는 크립 제어시에 상기 불필요하게 누적된 적분제어 성분의 해소에 따른 차량의 가속 지연감 발생을 방지할 수 있도록 하는 것이다.

상기 컨트롤러는 자체적으로 가지고 있는 전달토크 정보와 외부로부터 차속을 입력받아 상기 조건판단단계 및 누적중지단계를 수행하고, 크립제어 신호를 생성하여 상기 건식클러치를 구동하는 클러치액츄에이터에 명령함으로써, 상기 건식클러치를 피이드백 제어한다.

상기 건식클러치의 전달토크는 상기 컨트롤러가 이미 계산해서 제어하고자 하는 제어 목표값으로 가지고 있는 것을 사용할 수도 있고, 상기 건식클러치 또는 클러치액츄에이터로부터 피이드백 되는 정보 등을 이용하여 계산하여 확보할 수도 있을 것이다.

상기 컨트롤러는 상기 누적중지단계 개시 후, 상기 누적중지단계 개시 직전의 적분제어 성분을 상기 조건판단단계의 조건이 만족하는 동안 시간의 경과에 따라 소정의 비율로 감소시키는 적분량감소단계(S30)를 더 수행하도록 구성된다.

따라서, 차량이 정체구간에서 가다 서다를 반복하게 됨에 따라 누적되는 적분제어 성분이, 상기 적분량감소단계에 의해 해소됨으로써, 정차 후 다시 크립 주행이 개시될 때 발생할 염려가 있는 충격 및 과격한 크립감을 방지할 수 있게 된다.

즉, 차량이 정체구간에서 가다 서다를 반복하는 동안에도 차속이 크립목표속도에 이미 도달하여 일정한 상황에서는, 실질적으로 건식클러치를 통해 전달되는 클러치전달토크가 0가 되고, 제어에러가 0가 되므로, 상기 조건판단단계의 조건이 만족되어 상기 누적중지단계가 개시된 후 상기 적분량감소단계가 실행됨으로써, 누적되어 있던 적분제어 성분이 제거되도록 하여, 정차 후 다시 크립 주행이 개시될 때 과도한 적분제어 성분의 적용으로 충격 및 과격한 크립감이 발생하게 되는 것을 방지할 수 있게 되는 것이다.

본 실시예에서, 상기 적분량감소단계에서 적분제어 성분이 감소하는 상기 소정의 비율은, 상기 컨트롤러의 샘플링타임마다 포겟팅팩터를 곱하여 구현되도록 한다. 이때, 상기 포겟팅팩터는 0보다 크고 1보다 작은 값으로 설정되는 것이 바람직하다.

예컨대, 상기 누적중지단계 개시 직전의 적분제어 성분이 10이었고, 포겟팅팩터가 0.9로 정해졌다면, 상기 누적중지단계 개시 후 첫번째 샘플링타임에서는 10*0.9=9와 같이 계산하여, 9를 해당 샘플링타임에서 건식클러치 제어에 사용될 적분제어 성분으로 하고, 두번째 샘플링타임에서는 9*0.9=8.1의 계산에 의해, 8.1을 해당 샘플링타임에 사용될 적분제어 성분으로 하는 것이다.

이와 같이 상기 조건판단단계의 조건이 지속적으로 만족되고 있는 동안에는, 상기 컨트롤러의 샘플링타임이 경과함에 따라 상기 적분제어 성분에 포겟팅팩터를 반복하여 곱하여, 누적되어 있던 적분제어 성분을 점차 0으로 수렴시키도록 함으로써, 갑작스러운 적분제어 성분의 변화로 인한 충격의 발생을 방지할 수 있다.

물론, 상기 컨트롤러는 상기 적분량감소단계를 수행하면서 출력되는 적분제어 성분에 비례제어 성분을 더하여 상기 건식클러치를 제어할 크립제어 신호를 생성하도록 기본적으로는 PI제어기의 구성을 가진다.

도 3은 상기한 바와 같은 본 발명의 제어방법을 구현하는 PI제어기의 개념도로서, 목표크립속도와 현재 차속의 차이인 제어에러로부터 적분제어 성분과 비례제어 성분을 각각 구하고, 상기 적분제어 성분은 상기 조건판단단계의 조건이 만족하지 않는 동안에는 유닛딜레이(unit delay: UD)에 의해 제공되는 이전 샘플링타임의 적분제어 성분에 더해진 후, 상기 비례제어 성분과 합산되어 최종적인 크립제어 신호를 형성하게 된다.

상기 조건판단단계의 조건이 만족하는 경우에는, 상기 제어에러로부터 생성된 적분제어 성분은 무시하고 0의 값을 상기 유닛딜레이를 통해 제공되는 이전 샘플링타임의 적분제어 성분에 더한 후 상기 비례제어 성분과 합산함으로써, 최종적인 크립제어 신호를 형성하게 되므로, 결국 새로운 적분제어 성분의 누적이 중지되게 되어, 상기 누적중지단계가 구현되는 것이다.

여기서, 상기 유닛딜레이를 통해 제공되는 이전 샘플링타임의 적분제어 성분은 상기 조건판단단계의 조건이 만족하므로, 0 내지 1 사이의 값으로 정해지는 포겟팅팩터와 곱해진 후에 사용되므로, 결과적으로 샘플링타임이 반복될수록 적분제어 성분은 점차 0으로 수렴해가게 되어, 상기 적분량감소단계가 구현되는 것이다.

참고로, 상기 포겟팅팩터가 1에 가까운 값으로 설정되면, 상기 적분제어 성분은 상대적으로 천천히 감소하게 되며, 0에 가까운 값으로 설정되면, 보다 빨리 감소하게 되므로, 다수의 실험 등에 의해 적절히 선정되는 것이 바람직할 것이다.

또한, 상기 제어에러로부터 생성되는 적분제어 성분과 상기 유닛딜레이를 통해 제공되는 이전 샘플링타임의 적분제어 성분을 더한 후에는 도 3에 예시한 바와 같이 레이트리미터(RL)를 사용하여, 상기와 같이 더해진 적분제어 성분이 소정의 비율 이상 급격히 변화하는 것을 방지하도록 함으로써, 제어의 안정성을 더욱 확보하도록 할 수도 있을 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; 조건판단단계
S20; 누적중지단계
S30; 적분량감소단계
C; 컨트롤러
E; 엔진
TM; 변속기
CA; 클러치액츄에이터
CL; 건식클러치
S; 차속센서

Claims

건식클러치를 제어하는 컨트롤러가, 건식클러치의 전달토크가 0 이하이고, 크립목표속도에서 현재 차속을 뺀 값인 제어에러가 0 이하인지의 조건을 판단하는 조건판단단계와;
상기 조건판단단계의 조건이 만족되는 경우, 상기 컨트롤러가 크립 주행 제어를 위한 적분제어 성분의 누적을 중지하는 누적중지단계;
를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 차량의 크립 주행 제어방법.
청구항 1에 있어서,
상기 컨트롤러는 자체적으로 가지고 있는 전달토크 정보와 외부로부터 차속을 입력받아 상기 조건판단단계 및 누적중지단계를 수행하고, 크립제어 신호를 생성하여 상기 건식클러치를 구동하는 클러치액츄에이터에 명령함으로써, 상기 건식클러치를 피이드백 제어하는 것
을 특징으로 하는 차량의 크립 주행 제어방법.
청구항 1에 있어서,
상기 컨트롤러는 상기 누적중지단계 개시 후, 상기 누적중지단계 개시 직전의 적분제어 성분을 상기 조건판단단계의 조건이 만족하는 동안 시간의 경과에 따라 소정의 비율로 감소시키는 적분량감소단계를 더 수행하도록 구성된 것
을 특징으로 하는 차량의 크립 주행 제어방법.
청구항 3에 있어서,
상기 컨트롤러는 상기 적분량감소단계를 수행하면서 출력되는 적분제어 성분에 비례제어 성분을 더하여 상기 건식클러치를 제어할 크립제어 신호를 생성하도록 구성된 것
을 특징으로 하는 차량의 크립 주행 제어방법.
청구항 3에 있어서,
상기 적분량감소단계에서 적분제어 성분이 감소하는 상기 소정의 비율은, 상기 컨트롤러의 샘플링타임마다 포겟팅팩터를 곱하여 구현되도록 하며;
상기 포겟팅팩터는 0보다 크고 1보다 작은 값으로 설정되는 것
을 특징으로 하는 차량의 크립 주행 제어방법.