KR102588930B1

KR102588930B1 - Dct 차량의 변속 제어 방법

Info

Publication number: KR102588930B1
Application number: KR1020190020831A
Authority: KR
Inventors: 조성현
Original assignee: 현대자동차주식회사; 기아 주식회사
Priority date: 2019-02-22
Filing date: 2019-02-22
Publication date: 2023-10-16
Anticipated expiration: 2039-02-22
Also published as: DE102019120280A1; KR20200103208A

Abstract

본 발명은 컨트롤러가 해방측클러치 해제를 개시하는 해제개시단계와; 해방측클러치 토크 모델을 이용하여 산출한 해방측클러치 토크를 피드포워드 토크로 설정하고, 상기 해방측클러치 토크를 소정의 제1기준시간 동안 상기 피드포워드 토크로 수렴시키는 제1초기화단계와; 상기 제1기준시간이 경과하면, 클러치슬립변화율에 따른 피드백 토크를 산출하여, 상기 해방측클러치 토크를 상기 피드포워드 토크와 상기 피드백 토크의 합으로 제어하는 제1피드백제어단계와; 상기 제1피드백제어단계 수행 중, 토크페이즈의 수행 준비가 완료되었다고 판단하면, 소정의 제2기준시간 동안 상기 해방측클러치를 해제하면서, 결합측클러치 토크를 엔진토크에 상응하게 상승시키는 제1토크핸드오버단계를 포함하여 구성된다.

Description

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

본 발명은 DCT(Dual Clutch Transmission)가 탑재된 차량의 변속 제어에 관한 기술이다.

파워 온 다운쉬프트(Power On Downshift)는 운전자가 가속페달을 밟은 상태에서 현재단 보다 하위의 목표단으로 변속이 이루어지는 과정이다.

이때, 이너셔페이즈(Inertia Phase)와 토크페이즈(Torque Phase)를 차례로 수행함에 의해 변속이 이루어지는데, 상기 이너셔페이즈에서는 해방측클러치를 해제하기 시작하여 엔진속도가 현재단에 연결된 해방측클러치 속도로부터 이탈하여 목표단이 연결된 결합측클러치 속도를 향해 상승하도록 하고, 엔진속도가 결합측클러치 속도에 동기되면, 상기 토크페이즈를 수행하는 바, 상기 결합측클러치의 토크를 엔진토크에 상응하게 상승시키면서 동시에 해방측클러치를 완전히 해제하여 변속을 완료하도록 한다.

상기 이너셔페이즈에서 엔진속도를 해방측클러치 속도로부터 증가시켜 결합측클러치 속도로 동기시키는 제어가 안정되고 적절하게 수행되면, 원활한 변속으로 변속감이 향상된다.

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 1020150125756 A

본 발명은 DCT 탑재 차량이 파워 온 다운쉬프트 수행 시, 보다 안정되고 적절한 클러치 제어를 통해, 신속하고 부드러운 변속으로 변속감을 향상시켜서 궁극적으로 차량의 상품성을 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,

파워 온 다운쉬프트가 개시되면, 컨트롤러가 해방측클러치 해제를 개시하여 엔진속도가 해방측클러치 속도보다 상승되도록 유도하는 해제개시단계와;

상기 컨트롤러가 해방측클러치 토크 모델을 이용하여 산출한 해방측클러치 토크를 피드포워드 토크로 설정하고, 상기 해방측클러치 토크를 소정의 제1기준시간 동안 상기 피드포워드 토크로 수렴시키는 제1초기화단계와;

상기 제1기준시간이 경과하면, 상기 컨트롤러가 클러치슬립변화율에 따른 피드백 토크를 산출하여, 상기 해방측클러치 토크를 상기 피드포워드 토크와 상기 피드백 토크의 합으로 제어하는 제1피드백제어단계와;

상기 제1피드백제어단계 수행 중, 상기 컨트롤러가 토크페이즈의 수행 준비가 완료되었다고 판단하면, 소정의 제2기준시간 동안 상기 해방측클러치를 해제하면서, 결합측클러치 토크를 엔진토크에 상응하게 상승시키는 제1토크핸드오버단계;

를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

상기 해제개시단계 이후 상기 제1초기화단계 이전에, 상기 컨트롤러는 엔진속도와 해방측클러치 속도의 차이가 소정의 제1기준값 이상이 되는 것으로 판단하면, 상기 해방측클러치 토크를 저감시키는 기울기를 조정하는 변화율조정단계를 더 수행하도록 구성될 수 있다.

상기 제1초기화단계 이전에, 상기 컨트롤러는 이축변속인지 동축변속인지 판단하는 변속종류판단단계를 더 수행하여, 이축변속인 경우 상기 제1초기화단계를 수행하도록 구성될 수 있다.

상기 컨트롤러가 상기 변속종류판단단계 수행결과, 동축변속 상황인 경우,

상기 컨트롤러가 해방측클러치 토크 모델을 이용하여 산출한 해방측클러치 토크를 피드포워드 토크로 설정하고, 상기 해방측클러치 토크를 소정의 제3기준시간 동안 상기 피드포워드 토크로 수렴시키는 제2초기화단계와;

상기 제3기준시간이 경과하면, 상기 컨트롤러가 클러치슬립변화율에 따른 피드백 토크를 산출하여, 상기 해방측클러치 토크를 상기 피드포워드 토크와 상기 피드백 토크의 합으로 제어하는 제2피드백제어단계와;

상기 제2피드백제어단계 수행 중, 상기 컨트롤러가 토크페이즈의 수행 준비가 완료되었다고 판단하면, 소정의 제4기준시간 동안 상기 해방측클러치를 해제하면서, 결합측클러치 토크를 엔진토크에 상응하게 상승시키는 제2토크핸드오버단계와;

상기 제4기준시간이 경과하면, 상기 컨트롤러는 상기 결합측클러치와 해방측클러치의 역할을 서로 전환하여, 지금까지 결합측클러치로 작용하던 클러치를 해방측클러치로 하고, 이 해방측클러치의 토크를 상기 해방측클러치 토크 모델로부터 산출한 피드포워드 토크와 클러치슬립변화율에 따른 피드백 토크의 합으로 제어하는 제3피드백제어단계와;

상기 제3피드백제어단계 수행 중, 상기 컨트롤러가 토크페이즈의 수행 준비가 완료되었다고 판단하면, 소정의 제5기준시간 동안 상기 해방측클러치를 해제하면서, 결합측클러치 토크를 엔진토크에 상응하게 상승시키는 제3토크핸드오버단계;

를 더 수행하도록 구성될 수 있다.

상기 해방측클러치 토크 모델은 다음 수식,

; 해방측클러치 토크

; 엔진토크

; 엔진 관성모멘트

Slip; Ne-Ni

Ne; 엔진회전수

Ni; 결합측클러치 회전수

; 구동계 관성에 기인한 토크

와 같이 구성될 수 있다.

상기 컨트롤러는 상기 제1피드백제어단계 수행 중, 목표단기어의 치합이 완료되고, 변속진행율이 소정의 제2기준값 이상이거나 엔진속도와 결합측클러치 속도의 차이가 제3기준값 이상이고, 결합측클러치의 체결준비가 완료된 경우, 토크페이즈의 수행 준비가 완료된 것으로 판단하도록 구성될 수 있다.

상기 컨트롤러는 상기 제2피드백제어단계 수행 중, 목표단기어의 치합이 완료되고, 변속진행율이 소정의 제4기준값 이상이거나 엔진속도와 결합측클러치 속도의 차이가 제5기준값 이상이고, 결합측클러치의 체결준비가 완료된 경우, 토크페이즈의 수행 준비가 완료된 것으로 판단하도록 구성될 수 있다.

상기 컨트롤러는 상기 제3피드백제어단계 수행 중, 목표단기어의 치합이 완료되고, 변속진행율이 소정의 제6기준값 이상이거나 엔진속도와 결합측클러치 속도의 차이가 제7기준값 이상이고, 결합측클러치의 체결준비가 완료된 경우, 토크페이즈의 수행 준비가 완료된 것으로 판단하도록 구성될 수 있다.

상기 피드백 토크는 목표 클러치슬립 변화율과 측정된 엔진속도와 클러치속도의 차이로부터 산출되는 측정 클러치슬립 변화율의 차이를 이용하여 산출되며;

상기 피드포워드 토크를 산출하는 해방측클러치 토크 모델은 상기 목표 클러치슬립 변화율을 이용하도록 구성될 수 있다.

본 발명은 DCT 탑재 차량이 파워 온 다운쉬프트 수행 시, 보다 안정되고 적절한 클러치 제어를 통해, 신속하고 부드러운 변속으로 변속감을 향상시켜서 궁극적으로 차량의 상품성을 향상시킬 수 있도록 한다.

도 1은 본 발명이 적용될 수 있는 DCT 탑재 차량의 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 DCT 차량의 변속 제어 방법의 실시예를 도시한 순서도,
도 3은 본 발명의 변속제어 방법을 설명한 블록도이다.

도 1은 본 발명이 적용될 수 있는 DCT 탑재 차량의 구성도로서, 엔진(E)의 동력이 제1클러치(CL1) 및 제2클러치(CL2)를 통해 각각 DCT의 제1입력축(IN1) 및 제2입력축(IN2)으로 전달되어 변속된 후 출력축(OUT)을 통해 구동륜(W)으로 공급되도록 되어 있다.

또한, 상기 제1클러치(CL1) 및 제2클러치(CL2)를 구동하기 위한 클러치액츄에이터(CA)와, 셀렉팅 및 쉬프팅 기능으로 변속을 수행하기 위한 변속액츄에이터(SA)가 구비되어 컨트롤러(CLR)에 의해 제어됨으로써, 자동적으로 변속이 이루어지도록 구성된다.

상기 컨트롤러(CLR)는 운전자의 가속페달 조작량을 APS(Accelerator Position Sensor)를 통해 입력 받고, 그 외 엔진의 속도와 토크 및 차속 등의 정보를 전달받아 상기 클러치액츄에이터(CA)와 변속액츄에이터(SA)를 제어하여 차량의 주행상황에 맞게 자동적으로 DCT의 변속을 수행하도록 구성된다.

한편, 상기 엔진은 별도의 EMS(Engine Management System)에 의해 제어되며, 상기 컨트롤러(CLR)는 상기 EMS와 통신함으로써, 상기 엔진의 정보를 전달받을 수 있으며, 차량의 주행 상황 및 변속 상황에 따라 엔진의 토크를 조절하여 줄 것을 상기 EMS에게 요청하면, 상기 EMS가 그 요청을 감안하여 상기 엔진을 제어하도록 구성되어 있다.

참고로, 상기한 바와 같은 컨트롤러(CLR)는 TMS(Transmission Management System)로 구성될 수 있으며, 경우에 따라서는 상기 EMS와 TMS를 통합한 통합 컨트롤 시스템으로 구성할 수도 있을 것이다.

여기서, 상기 제1클러치(CL1)와 제2클러치(CL2)는 변속 시에 어느 하나는 해방되면서 다른 하나는 결합되는 작용을 수행하게 되는 바, 그 변속 상황에 따라 두 클러치 중 하나는 엔진으로부터 분리되는 해방측클러치가 되고 다른 하나는 상기 엔진에 결합되는 결합측클러치가 되는 것이다.

도 2를 참조하면, 본 발명 DCT 차량의 변속 제어 방법의 실시예는, 파워 온 다운쉬프트가 개시되면, 컨트롤러가 해방측클러치 해제를 개시하여 엔진속도가 해방측클러치 속도보다 상승되도록 유도하는 해제개시단계(S10)와; 상기 컨트롤러가 해방측클러치 토크 모델을 이용하여 산출한 해방측클러치 토크를 피드포워드 토크로 설정하고, 상기 해방측클러치 토크를 소정의 제1기준시간 동안 상기 피드포워드 토크로 수렴시키는 제1초기화단계(S40)와; 상기 제1기준시간이 경과하면, 상기 컨트롤러가 클러치슬립변화율에 따른 피드백 토크를 산출하여, 상기 해방측클러치 토크를 상기 피드포워드 토크와 상기 피드백 토크의 합으로 제어하는 제1피드백제어단계(S50)와; 상기 제1피드백제어단계(S50) 수행 중, 상기 컨트롤러가 토크페이즈의 수행 준비가 완료되었다고 판단하면, 소정의 제2기준시간 동안 상기 해방측클러치를 해제하면서, 결합측클러치 토크를 엔진토크에 상응하게 상승시키는 제1토크핸드오버단계(S60)를 포함하여 구성된다.

즉, 본 발명 실시예는 파워 온 다운쉬프트가 개시되면, 우선적으로 해방측클러치의 해제를 개시하여 엔진속도를 해방측클러치 속도로부터 벗어나서 상승할 수 있도록 한 후, 상기 해방측클러치 토크를 해방측클러치 토크 모델을 통해 산출된 피드포워드 토크로 수렴시키고, 이어 상기 해방측클러치 토크를 상기 피드포워드 토크와 피드백 토크의 합에 따라 피드백 제어함에 의해, 파워 온 다운쉬프트 이너셔페이즈를 신속하고 안정된 상태로 적절히 제어할 수 있도록 함으로써, 차량의 변속감을 향상시킬 수 있도록 한 것이다.

특히, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 피드백 토크는 목표 클러치슬립 변화율과 측정된 엔진속도와 클러치속도의 차이로부터 산출되는 측정 클러치슬립 변화율의 차이를 이용하여 산출되며, 상기 피드포워드 토크를 산출하는 해방측클러치 토크 모델은 상기 목표 클러치슬립 변화율을 이용하도록 구성됨으로써, 상기 피드포워드 토크와 피드백 토크가 모두 동일한 물리량인 목표 클러치슬립 변화율을 이용하여 산출되도록 함으로써, 제어의 일관성이 확보되어 해방측클러치의 적절한 제어가 보장되도록 한 것이다.

한편, 도 2의 실시예에서, 본 발명은 상기 해제개시단계(S10) 이후 상기 제1초기화단계(S40) 이전에, 상기 컨트롤러가 엔진속도와 해방측클러치 속도의 차이가 소정의 제1기준값 이상이 되는 것으로 판단하면, 상기 해방측클러치 토크를 저감시키는 기울기를 조정하는 변화율조정단계(S20)를 더 수행하도록 구성된다.

이는 상기 해제개시단계(S10)에서 해방측클러치의 토크를 저감시키기 시작하는 기울기와 상기 엔진속도와 해방측클러치 속도의 차이가 상기 제1기준값 이상이 된 이후의 해방측클러치 토크 저감 기울기를 다르게 설정할 수 있도록 함으로써, 보다 부드러운 이너셔페이즈의 개시와 보다 신속한 이너셔페이즈의 종료를 도모할 수 있도록 할 수 있도록 한다.

즉, 상기 해제개시단계(S10)에서 해방측클러치 토크를 저감시키기 시작하는 기울기는 상대적으로 작게 하여 엔진이 해방측클러치로부터 비교적 완만히 이격되도록 함으로써 부드러운 이너셔페이즈의 개시가 가능하도록 하고, 이후 상기 해방측클러치 토크의 저감 기울기를 상대적으로 크게 하여, 엔진속도가 보다 신속히 증가하여 보다 짧은 시간 내에 이너셔페이즈의 종료가 가능하도록 할 수 있는 것이다.

따라서, 상기 제1기준값은 상기한 바와 같은 취지에 따라 실험 및 해석에 의해 설계적으로 결정될 수 있을 것이며, 예컨대, 50RPM 등으로 설정될 수 있을 것이다.

한편, 본 실시예는 상기 제1초기화단계(S40) 이전에, 상기 컨트롤러가 이축변속인지 동축변속인지 판단하는 변속종류판단단계(S30)를 더 수행하여, 이축변속인 경우 상기 제1초기화단계(S40)를 수행하도록 하고, 상기 변속종류판단단계(S30) 수행결과, 동축변속 상황인 경우에는 다음의 단계들을 추가적으로 수행하도록 한다.

즉, 본 발명 실시예는, 상기 변속종류판단단계(S30) 수행결과, 동축변속 상황인 경우, 상기 컨트롤러가 해방측클러치 토크 모델을 이용하여 산출한 해방측클러치 토크를 피드포워드 토크로 설정하고, 상기 해방측클러치 토크를 소정의 제3기준시간 동안 상기 피드포워드 토크로 수렴시키는 제2초기화단계(S70)와; 상기 제3기준시간이 경과하면, 상기 컨트롤러가 클러치슬립변화율에 따른 피드백 토크를 산출하여, 상기 해방측클러치 토크를 상기 피드포워드 토크와 상기 피드백 토크의 합으로 제어하는 제2피드백제어단계(S80)와; 상기 제2피드백제어단계(S80) 수행 중, 상기 컨트롤러가 토크페이즈의 수행 준비가 완료되었다고 판단하면, 소정의 제4기준시간 동안 상기 해방측클러치를 해제하면서, 결합측클러치 토크를 엔진토크에 상응하게 상승시키는 제2토크핸드오버단계(S90)와; 상기 제4기준시간이 경과하면, 상기 컨트롤러는 상기 결합측클러치와 해방측클러치의 역할을 서로 전환하여, 지금까지 결합측클러치로 작용하던 클러치를 해방측클러치로 하고, 이 해방측클러치의 토크를 상기 해방측클러치 토크 모델로부터 산출한 피드포워드 토크와 클러치슬립변화율에 따른 피드백 토크의 합으로 제어하는 제3피드백제어단계(S100)와; 상기 제3피드백제어단계(S100) 수행 중, 상기 컨트롤러가 토크페이즈의 수행 준비가 완료되었다고 판단하면, 소정의 제5기준시간 동안 상기 해방측클러치를 해제하면서, 결합측클러치 토크를 엔진토크에 상응하게 상승시키는 제3토크핸드오버단계(S110)를 더 수행하도록 구성된 것이다.

참고로, 상기 제1기준시간과 시점은 상기 변화율조정단계(S20) 완료 후 또는 상기 변속종류판단단계(S30) 완료 후로 설정할 수 있을 것이며, 그 길이는 상기 해방측클러치 토크 모델에 의해 산출된 피드포워드 토크와 상기 제1기준시간의 시점에서의 해방측클러치 토크의 차이에 따라 그 차이가 클수록 보다 긴 시간이 확보되도록 하는 맵 등에 의해 구해지도록 구성할 수 있을 것이다.

즉, 상기 제1기준시간은 상기 해방측클러치 토크가 상기 피드포워드 토크로 수렴하는 데에 소요되는 시간으로 볼 수 있으므로, 그 차이가 클수록 긴 시간이 확보되는 맵을 구비하고, 그 차이에 따라 적절한 시간 값이 선택되도록 구성하는 것이다.

또한, 상기 제3기준시간도 상기 제1기준시간과 거의 동일한 기술적 의미를 가지며, 상기 제3기준시간은 단지 상기 제1기준시간이 이축변속인 경우에 사용되는 것과 구별하여 동축변속인 경우에 사용하기 위한 것으로서, 상기 제1기준시간과 마찬가지로, 그 시점은 상기 변화율조정단계(S20) 완료 후 또는 상기 변속종류판단단계(S30) 완료 후로 설정할 수 있을 것이며, 이 시점에서의 해방측클러치 토크와 해방측클러치 토크 모델에 의해 결정된 피드포워드 토크의 차이에 따른 맵 등을 통해 결정되도록 할 수 있다.

상기 해방측클러치 토크 모델은 다음 수학식 1과 같이 표현될 수 있다.

여기서,

; 해방측클러치 토크

; 엔진토크

; 엔진 관성모멘트

Slip; Ne-Ni (=클러치슬립)

Ne; 엔진회전수

Ni; 결합측클러치 회전수 (=결합측입력축 회전수)

; 구동계 관성에 기인한 토크

한편, 상기 피드백 토크는 상술한 바와 같이, 상기 목표 클러치슬립 변화율과, 측정된 엔진속도와 클러치속도의 차이로부터 산출되는 측정 클러치슬립 변화율의 차이인 클러치슬립변화율에러를 이용하여, 종래 공지의 PID제어(Proportional Integral Derivative Control)에 의하여 산출하는 것과 동일한 방법에 의해 피드백 토크를 산출하도록 구성할 수 있을 것이다.

상기 컨트롤러는 상기 제1피드백제어단계(S50) 수행 중, 목표단기어의 치합이 완료되고, 변속진행율이 소정의 제2기준값 이상이거나 엔진속도와 결합측클러치 속도의 차이가 제3기준값 이상이고, 결합측클러치의 체결준비가 완료된 경우, 토크페이즈의 수행 준비가 완료된 것으로 판단하도록 구성된다.

여기서, 상기 변속진행율은 다음의 수학식 2에 의해 계산된다.

즉, 상기 변속진행율은 엔진속도가 해방측클러치속도로부터 얼마만큼 결합측클러치속도(=동기속도)에 가까워졌는지를 나타낸다.

따라서, 상기 제2기준값과 제3기준값은 실질적으로 엔진속도가 결합측클러치 속도에 거의 근접하여, 실질적인 이너셔페이즈의 종료 시점이 되었음을 확인할 수 있는 값들로 설정되는 바, 다수의 실험 및 해석에 의해 설계적으로 결정될 수 있다.

또한, 상기 결합측클러치의 체결준비가 완료된 경우란, 결합측클러치가 터치포인트 근처로 이동되어, 제어를 개시하면 즉각적으로 결합측클러치 토크가 발생할 수 있는 상황을 말하는 바, 예컨대 결합측클러치 토크가 -2Nm 이상이 되면, 체결준비가 완료된 것으로 할 수 있을 것이다.

참고로, 상기 제1초기화단계(S40)와 제1피드백제어단계(S50) 및 제1토크핸드오버단계(S60)는 이축변속 시 진행되는 단계들로서, 예컨대 상기 변속종류판단단계(S30)에서 [현재단-목표단 < 2단]인 경우, 즉, 현재단이 4단이고 목표단이 3단인 경우에 수행되는 일련의 단계들이다.

따라서, 상기와 같이 제1피드백제어단계(S50) 수행 중, 토크페이즈 수행 준비가 완료되었다고 판단되는 경우에는, 상기 컨트롤러가 상기 해방측클러치를 해제함과 동시에 결합측클러치를 엔진토크에 상응하도록 상승시키면서 토크페이즈를 수행하여 변속을 종료하도록 한다.

이때, 상기 컨트롤러는 소정의 제2기준시간 동안 상기 토크페이즈를 완료하도록 제어하는데, 이 제2기준시간은 차속 등을 고려하여 미리 설정된 값을 사용하도록 구성할 수 있다.

한편, 상기 변속종류판단단계(S30)에서 동축변속이라고 판단된 경우, 즉 현재단과 목표단의 차이가 2단이어서, 예컨대 현재단이 4단이고 목표단이 2단인 경우에는, 상기 제2초기화단계(S70), 제2피드백제어단계(S80), 제2토크핸드오버단계(S90), 제3피드백제어단계(S100), 및 제3토크핸드오버단계(S110)가 차례로 수행되어 동축변속을 완료하도록 되어 있다.

이하에서는 현재단이 4단이고, 최종적인 목표단이 2단인 경우를 가정하여 설명한다.

상기 컨트롤러는 상기 제2피드백제어단계(S80) 수행 중, 목표단기어의 치합이 완료되고, 변속진행율이 소정의 제4기준값 이상이거나 엔진속도와 결합측클러치 속도의 차이가 제5기준값 이상이고, 결합측클러치의 체결준비가 완료된 경우, 토크페이즈의 수행 준비가 완료된 것으로 판단하도록 구성된다.

이 경우, 상기 목표단기어는 3단의 기어를 말한다. 즉 동축변속은 4단에서 3단으로의 변속과 3단에서 2단으로의 변속이 연속해서 수행되는 방식으로 이루어지는 바, 이 단계에서는 우선적으로 목표단을 3단으로 하여 3단기어가 치합되었는지에 의해 토크페이즈의 수행 준비 완료 여부를 판정하도록 하는 것이다.

상기 제4기준값과 제5기준값도 상기 제2기준값 및 제3기준값과 마찬가지로, 실질적으로 엔진속도가 결합측클러치 속도(=동기속도)에 거의 근접하여, 실질적인 이너셔페이즈의 종료 시점이 되었음을 확인할 수 있는 값들로 설정되는 바, 다수의 실험 및 해석에 의해 설계적으로 결정될 수 있다.

상기 컨트롤러는 상기 제2피드백제어단계(S80) 수행 중, 토크페이즈의 수행 준비가 완료된 것으로 판단하면, 소정의 제4기준시간 동안 토크페이즈를 수행한다.

여기서, 상기 제4기준시간은 상기 제2기준시간과 마찬가지로, 차속 등을 고려하여 미리 설정된 값을 사용하도록 구성된다.

이로써, 실질적으로 DCT는 3단으로 거의 변속이 완료된 상태가 되고, 바로 이어서 2단으로의 변속이 이루어지게 되는 바, 상술한 바와 같이 지금까지 결합측클러치로 역할을 하던 클러치는 해방측클러치가 되고, 해방측클러치로 역할을 하던 클러치는 결합측클러치가 되는 것이다.

상기와 같이 클러치들의 역할 전환이 이루어진 후, 상기 제3피드백제어단계(S100)가 수행되며, 상기 컨트롤러는 상기 제3피드백제어단계(S100) 수행 중, 목표단기어의 치합이 완료되고, 변속진행율이 소정의 제6기준값 이상이거나 엔진속도와 결합측클러치 속도의 차이가 제7기준값 이상이고, 결합측클러치의 체결준비가 완료된 경우, 토크페이즈의 수행 준비가 완료된 것으로 판단하도록 구성된다.

이 경우, 상기 목표단기어는 2단기어를 말하고, 상기 제6기준값과 제7기준값도 상기 제2기준값이나 제3기준값과 같이 실질적으로 엔진속도가 결합측클러치 속도(=동기속도)에 거의 근접하여, 실질적인 이너셔페이즈의 종료 시점이 되었음을 확인할 수 있는 값들로서, 다수의 실험 및 해석에 의해 설계적으로 결정될 수 있다.

상기 컨트롤러는 상기 제3피드백제어단계(S100) 수행 중, 토크페이즈 수행 준비가 완료된 것으로 판단하면, 제5기준시간 동안 상기 해방측클러치를 해제함과 동시에 결합측클러치를 엔진토크에 상응하도록 상승시키면서 토크페이즈를 수행하여 변속을 종료하도록 한다.

여기서, 상기 제5기준시간도 차속 등을 고려하여 미리 설정된 값을 사용하도록 구성한다.

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; 제1클러치
CL2; 제2클러치
IN1; 제1입력축
IN2; 제2입력축
OUT; 출력축
W; 구동륜
CA; 클러치액츄에이터
SA; 변속액츄에이터
CLR; 컨트롤러
S10; 해제개시단계
S40; 제1초기화단계
S50; 제1피드백제어단계
S60; 제1토크핸드오버단계
S20; 변화율조정단계
S30; 변속종류판단단계
S70; 제2초기화단계
S80; 제2피드백제어단계
S90; 제2토크핸드오버단계
S100; 제3피드백제어단계
S110; 제3토크핸드오버단계

Claims

파워 온 다운쉬프트가 개시되면, 컨트롤러가 해방측클러치 해제를 개시하여 엔진속도가 해방측클러치 속도보다 상승되도록 유도하는 해제개시단계와;
상기 컨트롤러가 해방측클러치 토크 모델을 이용하여 산출한 해방측클러치 토크를 피드포워드 토크로 설정하고, 상기 해방측클러치 토크를 소정의 제1기준시간 동안 상기 피드포워드 토크로 수렴시키는 제1초기화단계와;
상기 제1기준시간이 경과하면, 상기 컨트롤러가 클러치슬립변화율에 따른 피드백 토크를 산출하여, 상기 해방측클러치 토크를 상기 피드포워드 토크와 상기 피드백 토크의 합으로 제어하는 제1피드백제어단계와;
상기 제1피드백제어단계 수행 중, 상기 컨트롤러가 토크페이즈의 수행 준비가 완료되었다고 판단하면, 소정의 제2기준시간 동안 상기 해방측클러치를 해제하면서, 결합측클러치 토크를 엔진토크에 상응하게 상승시키는 제1토크핸드오버단계;
를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 DCT 차량의 변속 제어 방법.
청구항 1에 있어서,
상기 해제개시단계 이후 상기 제1초기화단계 이전에, 상기 컨트롤러는 엔진속도와 해방측클러치 속도의 차이가 소정의 제1기준값 이상이 되는 것으로 판단하면, 상기 해방측클러치 토크를 저감시키는 기울기를 조정하는 변화율조정단계를 더 수행하도록 구성된 것
을 특징으로 하는 DCT 차량의 변속 제어 방법.
청구항 1에 있어서,
상기 제1초기화단계 이전에, 상기 컨트롤러는 이축변속인지 동축변속인지 판단하는 변속종류판단단계를 더 수행하여, 이축변속인 경우 상기 제1초기화단계를 수행하도록 구성된 것
을 특징으로 하는 DCT 차량의 변속 제어 방법.
청구항 3에 있어서,
상기 컨트롤러가 상기 변속종류판단단계 수행결과, 동축변속 상황인 경우,
상기 컨트롤러가 해방측클러치 토크 모델을 이용하여 산출한 해방측클러치 토크를 피드포워드 토크로 설정하고, 상기 해방측클러치 토크를 소정의 제3기준시간 동안 상기 피드포워드 토크로 수렴시키는 제2초기화단계와;
상기 제3기준시간이 경과하면, 상기 컨트롤러가 클러치슬립변화율에 따른 피드백 토크를 산출하여, 상기 해방측클러치 토크를 상기 피드포워드 토크와 상기 피드백 토크의 합으로 제어하는 제2피드백제어단계와;
상기 제2피드백제어단계 수행 중, 상기 컨트롤러가 토크페이즈의 수행 준비가 완료되었다고 판단하면, 소정의 제4기준시간 동안 상기 해방측클러치를 해제하면서, 결합측클러치 토크를 엔진토크에 상응하게 상승시키는 제2토크핸드오버단계와;
상기 제4기준시간이 경과하면, 상기 컨트롤러는 상기 결합측클러치와 해방측클러치의 역할을 서로 전환하여, 지금까지 결합측클러치로 작용하던 클러치를 해방측클러치로 하고, 이 해방측클러치의 토크를 상기 해방측클러치 토크 모델로부터 산출한 피드포워드 토크와 클러치슬립변화율에 따른 피드백 토크의 합으로 제어하는 제3피드백제어단계와;
상기 제3피드백제어단계 수행 중, 상기 컨트롤러가 토크페이즈의 수행 준비가 완료되었다고 판단하면, 소정의 제5기준시간 동안 상기 해방측클러치를 해제하면서, 결합측클러치 토크를 엔진토크에 상응하게 상승시키는 제3토크핸드오버단계;
를 더 수행하도록 구성된 것을 특징으로 하는 DCT 차량의 변속 제어 방법.
청구항 1에 있어서,
상기 해방측클러치 토크 모델은 다음 수식,

; 해방측클러치 토크
; 엔진토크
; 엔진 관성모멘트
Slip; Ne-Ni
Ne; 엔진회전수
Ni; 결합측클러치 회전수
; 구동계 관성에 기인한 토크
와 같이 구성된 것을 특징으로 하는 DCT 차량의 변속 제어 방법.
청구항 1에 있어서,
상기 컨트롤러는 상기 제1피드백제어단계 수행 중, 목표단기어의 치합이 완료되고, 변속진행율이 소정의 제2기준값 이상이거나 엔진속도와 결합측클러치 속도의 차이가 제3기준값 이상이고, 결합측클러치의 체결준비가 완료된 경우, 토크페이즈의 수행 준비가 완료된 것으로 판단하도록 구성된 것
을 특징으로 하는 DCT 차량의 변속 제어 방법.
청구항 4에 있어서,
상기 컨트롤러는 상기 제2피드백제어단계 수행 중, 목표단기어의 치합이 완료되고, 변속진행율이 소정의 제4기준값 이상이거나 엔진속도와 결합측클러치 속도의 차이가 제5기준값 이상이고, 결합측클러치의 체결준비가 완료된 경우, 토크페이즈의 수행 준비가 완료된 것으로 판단하도록 구성된 것
을 특징으로 하는 DCT 차량의 변속 제어 방법.
청구항 4에 있어서,
상기 컨트롤러는 상기 제3피드백제어단계 수행 중, 목표단기어의 치합이 완료되고, 변속진행율이 소정의 제6기준값 이상이거나 엔진속도와 결합측클러치 속도의 차이가 제7기준값 이상이고, 결합측클러치의 체결준비가 완료된 경우, 토크페이즈의 수행 준비가 완료된 것으로 판단하도록 구성된 것
을 특징으로 하는 DCT 차량의 변속 제어 방법.
청구항 1에 있어서,
상기 피드백 토크는 목표 클러치슬립 변화율과 측정된 엔진속도와 클러치속도의 차이로부터 산출되는 측정 클러치슬립 변화율의 차이를 이용하여 산출되며;
상기 피드포워드 토크를 산출하는 해방측클러치 토크 모델은 상기 목표 클러치슬립 변화율을 이용하도록 구성된 것
을 특징으로 하는 DCT 차량의 변속 제어 방법.