KR20190096225A - Dct 차량의 크립주행 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량이 주차편의모드 작동 중인 경우, 컨트롤러는 단수가 높아질수록 변속비가 작아지는 일련의 변속단들 중, 차량이 목표 크립 속도로 주행하는 동안 구동측클러치의 내구성 확보가 가능한 범위 내에서 가급적 고단의 변속기어를 체결하는 변속기어체결단계와; 상기 변속기어체결단계에 의해 변속기어가 체결되면, 상기 컨트롤러가 클러치를 작동하여 상기 목표 크립 속도로 차량을 제어하는 크립제어단계;를 포함하여 구성된다.

Description

DCT 차량의 크립주행 제어방법{CREEP DRIVING CONTROL METHOD FOR VEHICLE WITH DCT}

본 발명은 DCT(DUAL CLUTCH TRANSMISSION)가 탑재된 차량의 크립주행을 제어하는 기술에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 차량의 주차편의기능 구현 시 차량의 크립주행을 제어하는 기술에 관한 것이다.

최근 차량의 자율 주행 기능이 한층 강화되어 가고 있는데, 주차/출차 부담을 경감해 주기 위한 목적으로 운전자가 탑승 또는 하차 상태에서 주차/출차를 보조하는 주차편의시스템을 개발 중이며, 이러한 주차편의시스템 중에는 RSPA(Remote Smart Parking Assist)와 같은 것이 있다.

RSPA는 좁은 주차공간과 같은 운전자의 승/하차가 어려운 환경에서 주차/출차를 수행하기 위해 원격으로 차량을 이동하는 기술로 차량이 자체적으로 이동할 수 있도록 제어가 된다. 이 때 파워트레인 측면에서 RSPA 기능 수행을 위해 DCT는 클러치의 체결/해제를 통해 목표 크립 속도를 만족시키기 위한 제어가 필요하며, 크립 주행 시 클러치 슬립에 의한 클러치 과열이 되지 않는 방향으로 제어가 되어야 한다.

DCT를 탑재한 차량이 RSPA 기능을 수행하기 위해서는 1~2KPH의 저속 크립주행이 요구되고, 가급적 주행 속도의 정밀한 제어가 필요하며, 상기한 바와 같이 클러치의 과열을 방지할 수 있어야 한다.

참고로, 이하에서 상기한 바와 같은 RSPA 기능 등과 같은 주차편의기능을 수행하는 운전모드를 통칭하여 '주차편의모드'라고 칭하기로 한다.

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 10-2016-0036129

본 발명은 상기한 바와 같은 필요성에 따라 안출된 것으로서, DCT탑재 차량이 주차편의모드 구현 시, 가급적 정밀한 속도제어로 저속 크립주행의 목표속도를 적절히 추종하도록 하면서도 클러치의 과열을 방지할 수 있도록 하여, 클러치의 내구성을 향상시키고 궁극적으로 차량의 상품성 향상에 기여할 수 있도록 한 DCT 차량의 크립주행 제어방법을 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 DCT 차량의 크립주행 제어방법은

차량이 주차편의모드 작동 중인 경우, 컨트롤러는 단수가 높아질수록 변속비가 작아지는 일련의 변속단들 중, 차량이 목표 크립 속도로 주행하는 동안 구동측클러치의 내구성 확보가 가능한 범위 내에서 가급적 고단의 변속기어를 체결하는 변속기어체결단계와;

상기 변속기어체결단계에 의해 변속기어가 체결되면, 상기 컨트롤러가 클러치를 작동하여 상기 목표 크립 속도로 차량을 제어하는 크립제어단계;

를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

상기 변속기어체결단계에서는, 상기 DCT가 구현할 수 있는 일련의 변속단들 중 상대적으로 변속비가 큰 복수개의 변속단들을 가용변속단으로 정해두고, 도로의 등판 구배가 작을수록 상기 가용변속단들 중 상대적으로 고단의 변속기어를 체결하도록 할 수 있다.

상기 컨트롤러는 도로가 등판 구배로인 경우에는 상기 가용변속단 중 상대적으로 저단의 변속기어를 체결하고, 등판 구배로가 아닌 경우에는 상기 가용변속단 중 상대적으로 고단의 변속기어를 체결하도록 할 수 있다.

상기 가용변속단은 1단, 2단 및 3단으로 구성되고, 평지에서는 2단을 체결하고, 등판 구배가 양수인 오르막길에서는 1단을 체결하며, 등판 구배가 음수인 내리막길에서는 3단을 체결할 수 있다.

상기 컨트롤러는 상기 변속기어체결단계에서 체결할 변속기어를 결정한 후, 나머지 비구동측입력축의 변속기어는 1단기어와 R단기어 중 어느 하나로 예치합시키고,

상기 크립제어단계에서, 차속이 목표 크립 속도를 초과하면 비구동측클러치를 슬립시켜서 차속을 감소시키도록 할 수 있다.

상기 변속기어체결단계에서 체결할 변속기어가 홀수 변속단의 변속기어인 경우, 상기 비구동측입력축의 변속기어는 R단 변속기어를 예치합시키고,

상기 변속기어체결단계에서 체결할 변속기어가 짝수 변속단의 변속기어인 경우, 상기 비구동측입력축의 변속기어는 1단 변속기어를 예치합시킬 수 있다.

본 발명은 DCT탑재 차량이 주차편의모드 구현 시, 가급적 정밀한 속도제어로 저속 크립주행의 목표속도를 적절히 추종하도록 하면서도 클러치의 과열을 방지할 수 있도록 하여, 클러치의 내구성을 향상시키고 궁극적으로 차량의 상품성 향상에 기여할 수 있도록 한다.

도 1은 본 발명이 적용될 수 있는 DCT차량의 구성을 예시한 도면,
도 2는 본 발명에 따른 DCT 차량의 크립주행 제어방법의 실시예를 도시한 순서도,
도 3은 본 발명에 따른 DCT 차량의 크립주행 제어방법의 다른 실시예를 도시한 순서도,
도 4는 본 발명에 따른 예치합 전략의 예를 나타낸 도표,
도 5는 본 발명에 따른 크립제어의 개념을 종래기술과 비교하여 도시한 도면이다.

도 1은 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 구성된다.

상기 두 클러치(CL1, CL2)는 변속 시에, 현재 변속단을 구현하고 있던 것과 새로운 목표 변속단을 구현하는 데에 사용될 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 하며, 변속이 완료된 후에는 구동력을 전달하고 있는 입력축을 '구동측입력축', 구동력을 전달하지 않고 있는 나머지 한 입력축을 '비구동측입력축' 이라 하고, 두 클러치를 통칭하는 경우에는 단순히 '클러치'라고 하기로 한다.

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

한편, 상기 두 입력축 중 하나는 주로 홀수 변속단을 구현하는 데에 사용되도록 구성되어 홀수축이라고 칭하기도 하고, 나머지 하나는 짝수 변속단 및 후진단인 R단을 구현하는 데에 사용되도록 구성되어 짝수축이라고 칭하기도 하는 바, 예컨대 전진 6단 변속기인 경우 홀수축은 1, 3, 5단을 구현하도록 구성되고, 짝수축은 2, 4, 6, R단을 구현하도록 구성된다.

도 2를 참조하면, 본 발명 DCT 차량의 크립주행 제어방법은, 차량이 RSPA 등과 같은 주차편의모드 작동 중인 경우, 컨트롤러(CLR)는 단수가 높아질수록 변속비가 작아지는 일련의 변속단들 중, 차량이 목표 크립 속도로 주행하는 동안 구동측클러치의 내구성 확보가 가능한 범위 내에서 가급적 고단의 변속기어를 체결하는 변속기어체결단계(S10)와; 상기 변속기어체결단계(S10)에 의해 변속기어가 체결되면, 상기 컨트롤러가 클러치를 작동하여 상기 목표 크립 속도로 차량을 제어하는 크립제어단계(S20)를 포함하여 구성된다.

즉, 주차편의모드 구현을 위한 크립 주행 시에는 목표 차속을 빠르게 만족시키도록 제어하기 보다는 목표 차속에 도달한 후, 그 속도를 일정하게 유지하도록 제어하는 것이 더욱 바람직한 바, 컨트롤러(CLR)가 가능한 범위 내에서 고단의 변속기어를 선택하여 체결하도록 함으로써, 구동측클러치의 제어에 의한 구동륜의 속도변화가 상대적으로 작아질 수 있게 하여, 안정된 차속 유지에 유리하게 제어하는 것이다.

상기 변속기어체결단계(S10)에서는, 상기 DCT가 구현할 수 있는 일련의 변속단들 중 상대적으로 변속비가 큰 복수개의 변속단들을 가용변속단으로 정해두고, 도로의 등판 구배가 작을수록 상기 가용변속단들 중 상대적으로 고단의 변속기어를 체결하도록 한다.

즉, 상기 변속기어체결단계(S10)에서 구동측클러치의 내구성 확보가 가능한 범위라는 것은, 실질은 구동측클러치가 차량의 목표 크립 속도를 추종하도록 슬립 제어됨에 의한 발열에도 내구성 확보가 가능한 범위를 의미하는 것이고, 이와 같은 슬립 제어 상황에서 구동측클러치의 발열은 차량이 주행하는 도로의 구배에 따라 가장 큰 영향을 받게 되므로, 상기와 같이 변속비가 큰 변속단들로 이루어진 가용변속단 중 현재 도로 상황에서 가급적 고단의 변속기어가 체결되어 크립 주행이 이루어지도록 하는 것이다.

예컨대, 도 2의 실시예와 같이, 상기 컨트롤러는 도로가 등판 구배로인 경우에는 상기 가용변속단 중 상대적으로 저단의 변속기어를 체결하고, 등판 구배로가 아닌 경우에는 상기 가용변속단 중 상대적으로 고단의 변속기어를 체결하도록 할 수 있다.

또는, 예컨대 도 3의 실시예와 같이, 상기 가용변속단은 1단, 2단 및 3단으로 구성되어, 상기 컨트롤러는 평지에서는 2단을 체결하고, 등판 구배가 양수인 오르막길에서는 1단을 체결하며, 등판 구배가 음수인 내리막길에서는 3단을 체결하도록 할 수 있는 것이다.

또한, 상기한 바와 같이 등판 구배가 클수록 저단의 변속기어를 선택하여 체결하는 것은 차량의 등판 성능 확보에도 부합하는 것이며, 차속의 유지 측면에 있어서도 결합측클러치의 전달토크 변화에 대하여, 구배저항에 의해 상대적으로 차속의 변화가 완만하게 발생하기 때문에 목표 크립 속도의 유지 확보가 가능하게 되는 것이다.

한편, 차량의 후진에 의해 목표 크립 속도를 확보 및 유지해야 하는 상황에서는 후진을 구현할 수 있는 변속단은 통상 변속기에 R단 하나만 존재하므로, 이 경우에는 상기 변속기어체결단계(S10)에서 R단을 체결하고 상기 크립제어단계(S20)로 이행하게 된다.

한편, 상기 컨트롤러는 상기 변속기어체결단계(S10)에서 체결할 변속기어를 결정한 후, 나머지 비구동측입력축의 변속기어는 1단기어와 R단기어 중 어느 하나로 예치합시킨 상태에서, 상기 크립제어단계(S20)를 수행하는 바, 차속이 목표 크립 속도를 초과하면 비구동측클러치를 슬립시켜서 차속을 감소시키도록 한다.

예컨대, 상기 변속기어체결단계(S10)에서 체결할 변속기어가 홀수 변속단의 변속기어인 경우, 상기 비구동측입력축의 변속기어는 R단 변속기어를 예치합시키고, 상기 변속기어체결단계(S10)에서 체결할 변속기어가 짝수 변속단의 변속기어인 경우, 상기 비구동측입력축의 변속기어는 1단 변속기어를 예치합시키는 것이다.

즉, 현재 차량이 1단으로 크립 주행을 하고 있는 상황에서, 차속이 목표 크립 속도를 초과하게 되면, 종래에는 도 5에 비교 도시된 바와 같이 브레이크를 작동시켜서 차속을 떨어뜨리도록 하였으나, 상기와 같은 브레이크의 제동력 제어는 상대적으로 정밀성이 떨어져서 과도한 제동에 따른 차속의 과다 저하와 구동측클러치 전달토크의 증대를 통한 차속의 증가가 반복적으로 이루어지면서 목표 크립 속도를 안정되게 유지하기 어렵게 한다는 단점이 있지만, 이에 비해 본 발명에서는 비구동측입력축의 R단을 체결한 상태에서 비구동측클러치를 슬립제어함에 의해 인터록 상황을 만들어 차속을 상대적으로 정밀하게 저감시킬 수 있어서, 목표 크립 속도의 유지에 훨씬 유리한 것이다. 따라서 목표 크립 속도를 더욱 용이하게 안정된 상태로 유지할 수 있게 되는 것이다.

상기한 바와 같이 비구동측클러치를 슬립제어함에 의해 차속을 저감시키기 위해, 비구동측입력축의 예치합 전략을 도 4에 도시된 바와 같이 모든 변속레인지에서 홀수측입력축은 1단으로 체결하고 짝수측입력축은 R단으로 체결하도록 구성할 수 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.

E; 엔진
CL1, CL2; 클러치
I1, I2; 입력축
W; 구동륜
CLR; 컨트롤러
ECU; Engine Control Unit
CA; 클러치액츄에이터
GA; 기어액츄에이터
APS; 가속페달센서
S10; 변속기어체결단계
S20; 크립제어단계

Claims (6)

1. 차량이 주차편의모드 작동 중인 경우, 컨트롤러는 단수가 높아질수록 변속비가 작아지는 일련의 변속단들 중, 차량이 목표 크립 속도로 주행하는 동안 구동측클러치의 내구성 확보가 가능한 범위 내에서 가급적 고단의 변속기어를 체결하는 변속기어체결단계(S10)와;
   상기 변속기어체결단계(S10)에 의해 변속기어가 체결되면, 상기 컨트롤러가 클러치를 작동하여 상기 목표 크립 속도로 차량을 제어하는 크립제어단계(S20);
   를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 DCT 차량의 크립주행 제어방법.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 변속기어체결단계(S10)에서는, 상기 DCT가 구현할 수 있는 일련의 변속단들 중 상대적으로 변속비가 큰 복수개의 변속단들을 가용변속단으로 정해두고, 도로의 등판 구배가 작을수록 상기 가용변속단들 중 상대적으로 고단의 변속기어를 체결하는 것
   을 특징으로 하는 DCT 차량의 크립주행 제어방법.
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 컨트롤러는 도로가 등판 구배로인 경우에는 상기 가용변속단 중 상대적으로 저단의 변속기어를 체결하고, 등판 구배로가 아닌 경우에는 상기 가용변속단 중 상대적으로 고단의 변속기어를 체결하는 것
   을 특징으로 하는 DCT 차량의 크립주행 제어방법.
4. 청구항 2에 있어서,
   상기 가용변속단은 1단, 2단 및 3단으로 구성되고, 평지에서는 2단을 체결하고, 등판 구배가 양수인 오르막길에서는 1단을 체결하며, 등판 구배가 음수인 내리막길에서는 3단을 체결하는 것
   을 특징으로 하는 DCT 차량의 크립주행 제어방법.
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 컨트롤러는 상기 변속기어체결단계(S10)에서 체결할 변속기어를 결정한 후, 나머지 비구동측입력축의 변속기어는 1단기어와 R단기어 중 어느 하나로 예치합시키고,
   상기 크립제어단계(S20)에서, 차속이 목표 크립 속도를 초과하면 비구동측클러치를 슬립시켜서 차속을 감소시키는 것
   을 특징으로 하는 DCT 차량의 크립주행 제어방법.
6. 청구항 5에 있어서,
   상기 변속기어체결단계(S10)에서 체결할 변속기어가 홀수 변속단의 변속기어인 경우, 상기 비구동측입력축의 변속기어는 R단 변속기어를 예치합시키고,
   상기 변속기어체결단계(S10)에서 체결할 변속기어가 짝수 변속단의 변속기어인 경우, 상기 비구동측입력축의 변속기어는 1단 변속기어를 예치합시키는 것
   을 특징으로 하는 DCT 차량의 크립주행 제어방법.

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