KR20190061749A - Dct 차량의 변속 제어 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 컨트롤러가 휠슬립대응장치가 작동 중이고, 상기 휠슬립대응장치로부터의 변속금지요청이 유효한지를 판단하는 슬립대응판단단계와; 상기 슬립대응판단단계의 판단 조건을 만족하는 상황에서, 차량의 구동륜 평균 차속과 현재 변속단을 기초로 업쉬프트가 이루어지지 않으면 엔진 오버런이 발생할 상황인지를 상기 컨트롤러가 판단하는 오버런판단단계와; 상기 오버런판단단계의 판단 조건을 만족하면, 상기 컨트롤러가 상기 차량의 비구동륜 평균 차속이 소정의 기준차속 이상인 경우, 변속을 허용하고 개시하는 변속결정단계와; 상기 변속결정단계에 의해 수행되는 변속과정이 토크 페이즈를 경과하면, 상기 컨트롤러가 이후부터는 다른 변속 중 변속은 금지하고 진행하던 변속만을 마무리 하는 변속정리단계를 포함하여 구성된다.

Description

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

본 발명은 DCT(DUAL CLUTCH TRANSMISSION) 탑재 차량의 변속 제어 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 TCS(TRACTION CONTROL SYSTEM)나 ESP(ELECTRONIC STABILITY PROGRAM)가 작동하는 상황에서의 변속 제어 기술에 관한 것이다.

변속기 출력축 속도 센서를 별도로 구비하지 않은 DCT가 탑재된 차량에서는 ESP제어기 또는 TCS제어기로부터 휠 속도 정보를 받아서, 이 휠 속도를 바탕으로 변속시점을 판단하게 되며, 상기 휠 속도는 주로 전륜 속도이기 때문에, 변속기 컨트롤러인 TCU(TRANSMISSION CONTROL UNIT)는 결과적으로 차량의 전륜 휠 속도의 평균을 기준으로 Upshift/Downshift를 판단하게 된다.

하지만, 저마찰로와 같이 휠 속도의 변동이 과도하게 발생하는 상황에서는, 변속의 기준이 되는 휠 속도의 급변에 따라 변속 중 새로운 변속을 수행해야 하는 상황이 빈번하게 발생한다.

이때, ESP나 TCS에서 요구하는 엔진토크에 대비해서 변속에 필요한 엔진토크를 더 적게 ECU로 요청을 하게 되면, ECU는 TCS와 TCU의 양 측 요구 토크 중 더 작은 엔진토크를 기준으로 엔진을 제어하게 됨에 따라서, 차량은 구동력 저하 현상이 발생하게 된다.

따라서, ESP나 TCS는 통상 그 작동 시에 TCU에 변속을 금지할 것을 요청하는데, 예외적으로 변속이 이루어지지 않으면, 엔진 오버런(Engine Overrun)으로 엔진 내구성 저하 및 엔진 보호 로직 작동에 의한 엔진출력의 급격한 저하 등의 문제가 발생할 수 있는 특수한 상황이 되면 TCU는 변속을 수행한다.

참고로, 상기 엔진 오버런이란 엔진속도가 지나치게 높아 엔진의 작동 허용 회전수 이상의 영역인 레드존(Red Zone)으로 진입하는 상황을 의미한다.

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 1020170001892 A

본 발명은 DCT 차량이 저마찰로에서 ESP나 TCS의 작동 중 엔진 오버런 방지를 위해 변속이 요구되는 상황에서, 차량의 구동력을 최대한 확보할 수 있도록 하면서 불필요한 변속은 최대한 억제하고 부득이한 변속은 안정적으로 이루어질 수 있도록 하여 차량의 구동성능 및 주행 안정성을 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,

컨트롤러가 휠슬립대응장치가 작동 중이고, 상기 휠슬립대응장치로부터의 변속금지요청이 유효한지를 판단하는 슬립대응판단단계와;

상기 슬립대응판단단계의 판단 조건을 만족하는 상황에서, 차량의 구동륜 평균 차속과 현재 변속단을 기초로 업쉬프트가 이루어지지 않으면 엔진 오버런이 발생할 상황인지를 상기 컨트롤러가 판단하는 오버런판단단계와;

상기 오버런판단단계의 판단 조건을 만족하면, 상기 컨트롤러가 상기 차량의 비구동륜 평균 차속이 소정의 기준차속 이상인 경우, 변속을 허용하고 개시하는 변속결정단계와;

상기 변속결정단계에 의해 수행되는 변속과정이 토크 페이즈를 경과하면, 상기 컨트롤러가 이후부터는 다른 변속 중 변속은 금지하고 진행하던 변속만을 마무리 하는 변속정리단계;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

상기 오버런판단단계에서 엔진 오버런이 발생할 상황인지를 판단하는 방법은 상기 구동륜 평균 차속이 노멀변속패턴 또는 매뉴얼변속패턴 상에서 현재 변속단 보다 상위 변속단으로 변속해야 하는 상황인 것으로 판단되고, 현재 변속단과 상기 구동륜 평균 차속으로 연산한 엔진속도가 엔진 레드존 하한 속도보다 소정의 여유속도만큼 낮은 속도 범위에 속하는 경우, 엔진 오버런이 발생할 상황으로 판단할 수 있다.

본 발명은 상기 오버런판단단계의 판단 조건을 만족하더라도, 상기 차량의 비구동륜 평균차속이 상기 기준차속 미만인 경우, 변속을 허용하지 않고 현재 변속단을 유지하는 변속단유지단계를 더 포함하여 구성될 수 있다.

상기 변속결정단계에서 사용되는 기준차속은 15 내지 25Km/h의 범위 내에서 설정됨으로써, 구동륜의 일시적 비정상적 스핀 상황에서는 상기 변속단유지단계를 수행하여 불필요한 변속을 방지하도록 할 수 있다.

상기 컨트롤러는 상기 차량에 탑재된 DCT에 출력축 속도센서가 구비되지 않아서, 상기 휠슬립대응장치로부터 구동륜의 휠 속도를 입력 받아, 구동륜 평균 차속으로 환산하여 사용하도록 할 수 있다.

본 발명은 DCT 차량이 저마찰로에서 ESP나 TCS의 작동 중 엔진 오버런 방지를 위해 변속이 요구되는 상황에서, 차량의 구동력을 최대한 확보할 수 있도록 하면서 불필요한 변속은 최대한 억제하고 부득이한 변속은 안정적으로 이루어질 수 있도록 하여 차량의 구동성능 및 주행 안정성을 향상시킬 수 있도록 한다.

도 1은 본 발명이 적용될 수 있는 DCT 차량의 구성을 예시한 도면,
도 2는 본 발명에 따른 DCT 차량의 변속 제어 방법의 실시 예를 도시한 순서도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명이 적용될 수 있는 DCT 차량의 구성을 예시한 것으로서, 엔진(E)의 동력은 DCT의 두 클러치(CL1, CL2)를 통해 두 입력축(I1, I2)에 선택적으로 제공되며, DCT에서 변속이 완료된 동력은 구동륜(W)으로 제공되도록 되어 있다.

컨트롤러(CLR)는 엔진 토크 등과 같은 정보를 공급받고 엔진(E)에 토크 저감 등과 같은 요청을 할 수 있도록 ECU(Engine Control Unit)에 연결되며, 상기 DCT의 두 클러치를 제어하는 클러치액츄에이터(CA)와 DCT의 기어 치합 상태를 바꾸는 기어액츄에이터(GA)를 제어하도록 연결된다.

상기 컨트롤러(CLR)는 가속페달센서(APS)의 신호를 입력 받도록 구성되며, 상기 DCT의 각 입력축(I1, I2)의 회전속도 등을 입력 받을 수 있도록 구성되며, TCU(Transmission Control Unit)일 수 있다.

상기 두 클러치는 변속 시에, 현재 변속단을 구현하고 있던 것과 새로운 목표 변속단을 구현하는 데에 사용되는 것으로 구분할 수 있는 바, 이하에서는 현재 변속단을 구현하고 있다가 변속의 진행에 따라 해제되어야 하는 클러치를 '해방측클러치'라고 하고, 목표 변속단을 구현하기 위해 점차 결합되는 클러치를 '결합측클러치'라고 하기로 한다.

또한, 상기한 클러치의 구분에 따라, 상기 해방측클러치가 연결된 입력축을 해방측입력축, 결합측클러치가 연결된 입력축을 결합측입력축이라고 한다.

또한, 이하에서 '목표 변속단 입력축 속도'란 목표 변속단의 변속기어가 체결되었을 때, 해당 목표 변속단의 구현에 사용되는 입력축의 회전속도를 의미한다.

한편, 상기 차량에는 TCS(Traction Control System)가 구비되어 차량이 빙판길이나 눈길 등에서 급격한 휠 슬립이 발생하는 경우, 제동장치 작동 및 엔진토크 저감 등으로 차량의 구동력을 적절한 상태로 확보할 수 있도록 구성되어 있다.

참고로, 이하에서는 TCS나 ESP와 같이 급격한 휠 슬립에 대한 대응으로 엔진토크 저감 및 변속금지요청을 할 수 있는 장치를 '휠슬립대응장치'로 통칭하기로 한다.

도 2를 참조하면, 본 발명 DCT 차량의 변속 제어 방법의 실시 예는, 컨트롤러가 휠슬립대응장치가 작동 중이고, 상기 휠슬립대응장치로부터의 변속금지요청이 유효한지를 판단하는 슬립대응판단단계(S10)와; 상기 슬립대응판단단계(S10)의 판단 조건을 만족하는 상황에서, 차량의 구동륜 평균 차속과 현재 변속단을 기초로 업쉬프트가 이루어지지 않으면 엔진 오버런이 발생할 상황인지를 상기 컨트롤러가 판단하는 오버런판단단계(S20)와; 상기 오버런판단단계(S20)의 판단 조건을 만족하면, 상기 컨트롤러가 상기 차량의 비구동륜 평균 차속이 소정의 기준차속 이상인 경우, 변속을 허용하고 개시하는 변속결정단계(S30)와; 상기 변속결정단계(S30)에 의해 수행되는 변속과정이 토크 페이즈를 경과하면, 상기 컨트롤러가 이후부터는 다른 변속 중 변속은 금지하고 진행하던 변속만을 마무리 하는 변속정리단계(S40)를 포함하여 구성된다.

즉, 본 실시예는 휠슬립대응장치가 변속금지요청을 발생시키고 작동 중인 상황에서, 상위 변속단으로 변속이 이루어지지 않으면, 엔진 오버런이 발생할 염려가 있는 경우에는, 비록 상기 변속금지요청을 받았지만, 부득이 상위 변속단으로 변속을 수행하고, 이 변속과정 중 토크 페이즈를 경과한 후에는 다른 새로운 목표 변속단으로의 변속이 요구되는 상황이 되어도 변속 중 변속을 금지하고 진행하던 변속을 마무리하도록 함으로써, 차량의 구동력을 최대한 확보할 수 있도록 하면서 불필요한 변속은 최대한 억제하고 부득이한 변속은 안정적으로 이루어질 수 있도록 하여 차량의 구동성능 및 주행 안정성을 향상시킬 수 있도록 하는 것이다.

또한, 본 실시예는 상기 오버런판단단계(S20)의 판단 조건을 만족하더라도, 상기 차량의 비구동륜 평균차속이 상기 기준차속 이상인 경우에만 상기와 같이 변속결정단계(S30)를 통해 상위 변속단으로 변속을 수행하고, 상기 비구동륜 평균차속이 상기 기준차속 미만인 경우에는, 변속을 허용하지 않고 현재 변속단을 유지하는 변속단유지단계(S50)를 수행하도록 한다.

이는 구동륜만의 일시적이고 비정상적인 스핀 상황에서는 상기 변속단유지단계(S50)를 수행함으로써 불필요한 변속을 수행하지 않도록 하기 위한 것으로서, 상기 변속결정단계(S30)에서 사용되는 기준차속은 15 내지 25Km/h의 범위 내에서 설정될 수 있을 것이다.

이때, 상기 컨트롤러는 상기 변속단유지단계(S50)의 수행을 위해 목표 변속단을 현재 변속단으로 갱신함으로써, 상위 변속단으로의 변속을 방지하고, 현재 변속단을 유지하도록 할 수 있다.

한편, 상기 오버런판단단계(S20)에서 엔진 오버런이 발생할 상황인지를 판단하는 방법은 여러 가지가 있을 수 있겠지만, 예컨대 상기 구동륜 평균 차속이 노멀변속패턴 또는 매뉴얼변속패턴 상에서 현재 변속단 보다 상위 변속단으로 변속해야 하는 상황인 것으로 판단되고, 현재 변속단과 상기 구동륜 평균 차속으로 연산한 엔진속도가 엔진 레드존 하한 속도보다 소정의 여유속도만큼 낮은 속도 범위에 속하는 경우, 엔진 오버런이 발생할 상황으로 판단하도록 구성할 수 있을 것이다.

이 경우, 상기 여유속도는 엔진 레드존 하한 속도보다 수백RPM 낮은 속도로 설정될 수 있을 것이다.

한편, 상기 컨트롤러는 상기 차량에 탑재된 DCT에 출력축 속도센서가 구비되지 않아서, 상기 휠슬립대응장치로부터 구동륜의 휠 속도를 입력 받아, 상기 구동륜 평균 차속으로 환산하여 사용하도록 구성되는 바, 이는 종래 통상의 DCT가 별도의 출력축 속도센서를 구비하고 있는 것에 대응한 구성이다.

물론, 상기 변속정리단계에서는 진행 중이던 변속과정의 토크 페이즈(Torque Phase) 이후, 이너셔 페이즈(Inertia Phase)를 진행하여 변속을 마무리하게 되며, 이 변속이 완료되면, 본 발명의 제어루틴 전체를 반복적으로 실행하여 이번 변속 제어 이후 추가의 변속 필요 상황에 대응하도록 할 수 있을 것이다.

참고로 이상에서, 상기 토크 페이즈(Torque Phase)는 엔진속도의 변화는 없이 해방측클러치 토크는 점차 해제하고 결합측클러치 토크는 점차 상승시키는 변속구간을 말하고, 이너셔 페이즈(Inertia Phase)는 실질적으로 엔진속도가 변화하여 목표 변속단 입력축 속도에 동기되는 변속구간을 말한다.

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.

E; 엔진
CL1, CL2; 클러치
I1, I2; 입력축
W; 구동륜
CLR; 컨트롤러
CA; 클러치액츄에이터
GA; 기어액츄에이터
APS; 가속페달센서
S10; 슬립대응판단단계
S20; 오버런판단단계
S30; 변속결정단계
S40; 변속정리단계
S50; 변속단유지단계

Claims (5)

1. 컨트롤러가 휠슬립대응장치가 작동 중이고, 상기 휠슬립대응장치로부터의 변속금지요청이 유효한지를 판단하는 슬립대응판단단계(S10)와;
   상기 슬립대응판단단계(S10)의 판단 조건을 만족하는 상황에서, 차량의 구동륜 평균 차속과 현재 변속단을 기초로 업쉬프트가 이루어지지 않으면 엔진 오버런이 발생할 상황인지를 상기 컨트롤러가 판단하는 오버런판단단계(S20)와;
   상기 오버런판단단계(S20)의 판단 조건을 만족하면, 상기 컨트롤러가 상기 차량의 비구동륜 평균 차속이 소정의 기준차속 이상인 경우, 변속을 허용하고 개시하는 변속결정단계(S30)와;
   상기 변속결정단계(S30)에 의해 수행되는 변속과정이 토크 페이즈를 경과하면, 상기 컨트롤러가 이후부터는 다른 변속 중 변속은 금지하고 진행하던 변속만을 마무리 하는 변속정리단계(S40);
   를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 DCT 차량의 변속 제어 방법.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 오버런판단단계(S20)에서 엔진 오버런이 발생할 상황인지를 판단하는 방법은 상기 구동륜 평균 차속이 노멀변속패턴 또는 매뉴얼변속패턴 상에서 현재 변속단 보다 상위 변속단으로 변속해야 하는 상황인 것으로 판단되고, 현재 변속단과 상기 구동륜 평균 차속으로 연산한 엔진속도가 엔진 레드존 하한 속도보다 소정의 여유속도만큼 낮은 속도 범위에 속하는 경우, 엔진 오버런이 발생할 상황으로 판단하는 것
   을 특징으로 하는 DCT 차량의 변속 제어 방법.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 오버런판단단계(S20)의 판단 조건을 만족하더라도, 상기 차량의 비구동륜 평균차속이 상기 기준차속 미만인 경우, 변속을 허용하지 않고 현재 변속단을 유지하는 변속단유지단계(S50);
   를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 DCT 차량의 변속 제어 방법.
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 변속결정단계(S30)에서 사용되는 기준차속은 15 내지 25Km/h의 범위 내에서 설정됨으로써, 구동륜의 일시적 비정상적 스핀 상황에서는 상기 변속단유지단계(S50)를 수행하여 불필요한 변속을 방지하도록 하는 것
   을 특징으로 하는 DCT 차량의 변속 제어 방법.
5. 청구항 1 내지 4항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 컨트롤러는 상기 차량에 탑재된 DCT에 출력축 속도센서가 구비되지 않아서, 상기 휠슬립대응장치로부터 구동륜의 휠 속도를 입력 받아, 구동륜 평균 차속으로 환산하여 사용하는 것
   을 특징으로 하는 DCT 차량의 변속 제어 방법.
   

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