KR20180001695A - Dct 차량의 변속 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명 DCT 차량의 변속 제어방법은 TCU가 파워온 다운쉬프트 이너셔 페이즈에 진입했는지의 여부를 판단하는 개시판단단계와; 파워온 다운쉬프트 이너셔 페이즈에 진입한 경우, 상기 TCU가 해방측 클러치 제어토크를 산출하여 해방측 클러치를 제어하는 클러치제어단계와; 상기 TCU가 상기 클러치제어단계 수행 중, 상기 해방측 클러치 제어토크가 소정의 제어최소토크 미만으로 작아지는지 판단하는 한계판단단계와; 상기 한계판단단계 수행결과, 상기 해방측 클러치 제어토크가 상기 제어최소토크 미만으로 작아진 경우, 상기 TCU가 추가로 요구되는 해방측 클러치 제어토크 저감량만큼을 엔진토크 상승요청량으로 ECU에게 요청하는 엔진보조요청단계를 포함하여 구성된다.

Description

DCT 차량의 변속 제어방법{SHIFT CONTROL METHOD FOR VEHICLE WITH DCT}

본 발명은 DCT를 탑재한 차량의 변속 제어방법에 관한 기술로서, 보다 상세하게는 파워온 다운쉬프트 제어방법에 관한 기술이다.

운전자의 가속페달 조작량에 따라 엔진의 동력을 이용하여 구동륜을 구동하는 상태를 파워 온(POWER ON)상태라고 하고, 이러한 상태에서 하위 변속단으로의 다운쉬프트가 일어나는 상황을 파워온 다운쉬프트(POWER ON DOWN SHIFT)라고 한다.

상기와 같은 파워온 다운쉬프트의 경우에는 해방측 클러치를 해제함에 따라 엔진은 엔진토크에 의해 속도가 상승하여 결합측 입력축 속도에 동기되도록 함으로써, 변속이 이루어지게 된다.

그런데, 운전자가 가속페달을 밟고 있기는 하지만, 그 양이 극히 작은 초 저 APS(Accelerator Position Sensor) 신호 출력 상황에서는, 해방측 클러치를 충분히 해제함에도 엔진의 토크가 부족하여 엔진의 속도가 목표로 하는 변화율로 상승하지 못하는 경우가 발생하면, 엔진속도가 결합측 입력축 속도에 동기되는 시간이 지연되어 변속 지연이 발생하는 등 원활한 변속이 이루어지지 못하게 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.

KR10-2015-0125756 A

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 운전자가 가속페달을 밟은 양이 매우 적은 초 저 APS 상황에서도, 안정적이고 신속한 변속이 이루어질 수 있도록 하여, 변속응답성과 안정성을 확보함으로써, 궁극적으로 차량의 상품성을 향상시킬 수 있도록 한 DCT 차량의 변속 제어방법을 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 DCT 차량의 변속 제어방법은,

TCU가 파워온 다운쉬프트 이너셔 페이즈에 진입했는지의 여부를 판단하는 개시판단단계와;

파워온 다운쉬프트 이너셔 페이즈에 진입한 경우, 상기 TCU가 해방측 클러치 제어토크를 산출하여 해방측 클러치를 제어하는 클러치제어단계와;

상기 TCU가 상기 클러치제어단계 수행 중, 상기 해방측 클러치 제어토크가 소정의 제어최소토크 미만으로 작아지는지 판단하는 한계판단단계와;

상기 한계판단단계 수행결과, 상기 해방측 클러치 제어토크가 상기 제어최소토크 미만으로 작아진 경우, 상기 TCU가 추가로 요구되는 해방측 클러치 제어토크 저감량만큼을 엔진토크 상승요청량으로 ECU에게 요청하는 엔진보조요청단계를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

상기 엔진보조요청단계는 엔진속도가 동기속도에 동기될 때까지 반복적으로 수행될 수 있다.

상기 클러치제어단계의 해방측 클러치 제어토크는 직전 해방측 클러치 제어토크에, 상기 이너셔페이즈 동안 목표엔진속도변화율을 형성하기 위해 산출되는 해제토크를 더하고, 상기 목표엔진속도변화율과 현재엔진속도변화율에 의해 결정되는 피드백량을 더하여 결정할 수 있다.

상기 한계판단단계의 제어최소토크는 0으로 설정될 수 있다.

상기 한계판단단계의 제어최소토크는 상기 해방측 클러치가 터치포인트에서 형성하는 클러치토크로 설정될 수 있다.

상기 엔진보조요청단계의 상기 엔진토크 상승요청량은, 상기 해방측 클러치 제어토크 산출에 사용되는 상기 피드백량을 누적한 누적피드백량으로부터, 상기 해방측 클러치 제어토크가 소정의 제어최소토크 미만으로 작아지기 시작하는 시점까지 누적된 피드백량을 제외하고, 상기 시점 이후 누적된 피드백량으로 결정될 수 있다.

본 발명은 운전자가 가속페달을 밟은 양이 매우 적은 초 저 APS 상황에서도, 안정적이고 신속한 변속이 이루어질 수 있도록 하여, 변속응답성과 안정성을 확보함으로써, 궁극적으로 차량의 상품성을 향상시킬 수 있도록 한다.

도 1은 본 발명이 적용될 수 있는 DCT를 탑재한 차량의 파워트레인을 예시한 도면,
도 2는 본 발명 DCT 차량의 변속 제어방법의 실시예를 도시한 순서도,
도 3은 본 발명을 설명하기 위한 그래프이다.

도 1은 본 발명이 적용될 수 있는 DCT를 구비한 차량의 파워트레인을 예시한 것으로서, 엔진(E)의 동력을 두 개의 클러치(1)로 전달받는 DCT는 상기 동력을 변속하여 구동륜(W)으로 제공한다.

상기 두 클러치(1)는 변속 시 어느 하나는 해제되면서 다른 하나는 결합되므로, 변속 상황에 따라 상대적으로 해방측 클러치 또는 결합측 클러치의 역할을 수행하게 되며, 상기 각 클러치(1)에는 변속기 입력축이 연결되는데, 이전 변속단 형성에 관여하였던 해방측 클러치에 연결되는 입력축은 해방측 입력축, 목표 변속단 형성에 관여하는 결합측 클러치에 연결되는 입력축은 결합측 입력축이라고도 한다.

상기 두 클러치(1)는 실질적으로는 클러치의 스트로크를 제어함에 의해 해당 클러치에서 전달하는 클러치토크가 제어되도록 하는 클러치액츄에이터(3)에 의해 구동되며, 상기 클러치액츄에이터(3)는 TCU(TRANSMISSION CONTROL UNIT; 5)에 의해 제어된다.

상기 TCU(5)는 운전자의 가속페달 조작량을 APS(Accelerator Position Sensor; 7)로부터 입력 받고, 변속이 필요한 상황 여부 등을 판단하고, 상기 클러치액츄에이터(3)를 제어함과 아울러 상기 DCT의 동기장치를 구동하는 변속액츄에이터(4)를 제어하여 변속을 수행하며, 상기 엔진(E)을 제어하는 컨트롤러인 ECU(Engine Control Unit; 9)과 서로 통신하여, 엔진토크, 엔진속도 등의 정보를 입력 받고, 엔진토크를 조절해 줄 것을 요청하는 등의 기능을 수행한다.

물론, 상기 TCU와 ECU가 본 실시예에서는 별도로 구비된 것을 예시하고 있으나, 이들은 하나의 컨트롤러로 병합되는 것도 가능할 것이며, 그 이외의 다른 기능들을 겸하여 수행하도록 구성될 수 있을 것이다. 또한, TCU와 ECU간의 직접적인 통신만이 가능한 것이 아니라 CAN(Controller Area Network) 등과 같은 통신 방식에 의해 정보의 교환이 가능하도록 구성될 수도 있을 것이다.

도 2를 참조하면, 본 발명 DCT 차량의 변속 제어방법의 실시예는, TCU가 파워온 다운쉬프트 이너셔 페이즈에 진입했는지의 여부를 판단하는 개시판단단계(S10)와; 파워온 다운쉬프트 이너셔 페이즈에 진입한 경우, 상기 TCU가 해방측 클러치 제어토크를 산출하여 해방측 클러치를 제어하는 클러치제어단계(S20)와; 상기 TCU가 상기 클러치제어단계(S20) 수행 중, 상기 해방측 클러치 제어토크가 소정의 제어최소토크 미만으로 작아지는지 판단하는 한계판단단계(S30)와; 상기 한계판단단계(S30) 수행결과, 상기 해방측 클러치 제어토크가 상기 제어최소토크 미만으로 작아진 경우, 상기 TCU가 추가로 요구되는 해방측 클러치 제어토크 저감량만큼을 엔진토크 상승요청량으로 ECU에게 요청하는 엔진보조요청단계(S40)를 포함하여 구성된다.

즉, 본 발명 실시예는 파워온 다운쉬프트에 진입해서 해방측 클러치를 해제시킴에 따라, 엔진의 속도가 엔진 토크에 의해 결합측 입력축 속도와 동기되기 위해 상승해야 할 때, 해방측 클러치 제어토크를 제어최소토크까지 저감시켰음에도, 아직 엔진속도가 동기속도에 도달하지 못한 상태에서, 현재엔진속도변화율이 목표엔진속도변화율(목표dNe/dt)에 미치지 못한다면, 이는 운전자가 엔진속도 상승에 필요한 충분한 수준으로 가속페달을 밟지 않고 있는 초 저 APS상황으로서, 더 이상은 해방측 클러치를 제어하는 것만으로는 목표엔진속도변화율을 달성할 수 없어서 변속 지연이 초래될 것이므로, 이를 방지하기 위해, 상기 엔진보조요청단계(S40)를 통해 상기 목표엔진속도변화율을 추종하여 엔진속도가 상승할 수 있도록 엔진토크 상승요청량을 ECU에 요청하도록 하는 것이다.

상기 엔진보조요청단계(S40)는 엔진속도가 상기 동기속도, 즉 결합측 입력축 속도에 동기될 때까지 반복적으로 수행된다.

상기 TCU는 차량의 주행 상황을 판단하여 상기 파워온 다운쉬프트의 개시 여부를 판단하고, 아울러 엔진속도가 현재 변속단에 동기되어 있다가 목표 변속단의 속도로 변화하여 동기되는 이너셔페이즈(INERTIA PHASE)에 진입함을 판단하는데, 이는 종래 공지된 일반적인 기술을 사용한다.

참고로, 도 2의 순서도에서 상기 엔진속도가 동기속도에 도달되었는지는 그 차이가 소정의 동기를 확인할 수 있는 수준의 차이값인 A미만인 경우 동기가 이루어진 것으로 판단하도록 하였다. 물론 상기 A는 상기와 같이 동기를 확인할 수 있는 수준으로 적절히 선정될 수 있는 바, 수십 RPM 이내의 값으로 정해질 수 있을 것이다.

상기 클러치제어단계(S20)의 해방측 클러치 제어토크는 직전 해방측 클러치 제어토크에, 상기 이너셔페이즈 동안 목표엔진속도변화율을 형성하기 위해 산출되는 해제토크를 더하고, 상기 목표엔진속도변화율과 현재엔진속도변화율에 의해 결정되는 피드백량을 더하여 결정한다.

상기 직전 해방측 클러치 제어토크의 최초값은 상기 이너셔페이즈 진입 직전의 해방측 클러치 제어토크가 될 것이다.

상기 해제토크는 상기 TCU가 파워온 다운쉬프트를 수행하기 위해 요구되는 상기 목표엔진속도변화율을 결정한 후, 상기 목표엔진속도변화율을 따라 엔진속도를 상승시키기 위해 클러치를 해제시켜야 할 정도를 클러치토크 값으로 산출한 것이고, 상기 피드백량은 상술한 바와 같이 목표엔진속도변화율과 현재엔진속도변화율에 따라 그 차이를 제거하기 위해 필요로 하는 양을 클러치토크 값으로 계산한 것이다. 여기서, 상기 TCU는 상기 이너셔페이즈 개시 후 발생되는 피드백량을 누적하여 누적피드백량을 산출한다.

상기 한계판단단계(S30)의 제어최소토크는 상기 해방측 클러치가 터치포인트에서 형성하는 클러치토크로 설정될 수 있을 것이며, 실질적으로 상기 제어최소토크는 0으로 설정될 수 있을 것이다.

즉, 상기 해방측 클러치를 터치포인트까지 해제하여 클러치를 통해 전달될 수 있는 토크가 실질적으로 0 이하가 되면, 더 이상 클러치를 해제하여 클러치토크를 마이너스 값으로 떨어뜨린다고 해도, 실질적으로 엔진속도변화율에는 영향을 줄 수 없는 것이므로, 이러한 상황이 되면, 상기 엔진보조요청단계(S40)를 수행하도록 한 것이다.

상기 엔진보조요청단계(S40)의 상기 엔진토크 상승요청량은, 상기 해방측 클러치 제어토크 산출에 사용되는 상기 피드백량을 누적한 누적피드백량으로부터, 상기 해방측 클러치 제어토크가 상기 제어최소토크 미만으로 작아지기 시작하는 시점까지 누적된 피드백량인 기준피드백량을 제외하고, 상기 시점 이후 누적된 피드백량으로 결정된다.

여기서, 상기 기준피드백량을 제외하는 이유는 지금까지의 해방측 클러치제어에 이미 반영된 것이기 때문이다.

따라서, 상기와 같은 TCU의 엔진토크 상승요청량을 받은 상기 ECU는 운전자의 가속페달 조작량에 의해 결정된 엔진토크에 상기 엔진토크 상승요청량을 추가하여 엔진을 제어하여, 결과적으로 엔진의 속도변화율이 상기 목표엔진속도변화율을 추종하도록 함으로써, 변속지연을 방지하고, 원활한 파워온 다운쉬프트가 이루어질 수 있도록 하는 것이다.

참고로, 도 3에서 상기 해방측 클러치 제어토크가 0를 지나는 시점인 B지점까지는 해방측 클러치 토크의 피드백 제어에 의해, 종래의 기술에 의해서도 엔진속도가 목표엔진속도를 추종하지만, 그 이후에는 종래 기술에 의하면 도시된 바와 같이 목표엔진속도변화율보다 낮은 속도변화율로 상대적으로 천천히 동기속도를 향해 상승하게 되지만, 본 발명에 의하면 상기 B지점 이후에도 상기 엔진보조요청단계(S40)의 반복적인 수행에 의해, 엔진속도는 상기 목표엔진속도변화율을 형성하면서, 상기 목표엔진속도의 궤적을 따라 변화하게 되어 TCU가 목표로 하는 적절한 시점에 변속이 이루어지게 되는 것이다.

도 3에서 C는 엔진속도를 원하는 수준으로 상승시키기 위해 해방측 클러치를 해제해야 할 양을 클러치토크로 나타낸 것으로, 결국 상기 엔진토크 상승요청량이 되는 것이다.

참고로, 도 3에서 본 발명과 직접적인 관련이 없는 결합측 클러치 토크 및 토크페이즈(TORQUE PHASE) 부분의 내용은 생략하였다.

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.

1; 클러치
3; 클러치액츄에이터
4; 변속액츄에이터
5; TCU
E; 엔진
W; 구동륜
S10; 개시판단단계
S20; 클러치제어단계
S30; 한계판단단계
S40; 엔진보조요청단계

Claims (6)

1. TCU가 파워온 다운쉬프트 이너셔 페이즈에 진입했는지의 여부를 판단하는 개시판단단계와;
   파워온 다운쉬프트 이너셔 페이즈에 진입한 경우, 상기 TCU가 해방측 클러치 제어토크를 산출하여 해방측 클러치를 제어하는 클러치제어단계와;
   상기 TCU가 상기 클러치제어단계 수행 중, 상기 해방측 클러치 제어토크가 소정의 제어최소토크 미만으로 작아지는지 판단하는 한계판단단계와;
   상기 한계판단단계 수행결과, 상기 해방측 클러치 제어토크가 상기 제어최소토크 미만으로 작아진 경우, 상기 TCU가 추가로 요구되는 해방측 클러치 제어토크 저감량만큼을 엔진토크 상승요청량으로 ECU에게 요청하는 엔진보조요청단계;
   를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 DCT 차량의 변속 제어방법.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 엔진보조요청단계는 엔진속도가 동기속도에 동기될 때까지 반복적으로 수행되는 것
   을 특징으로 하는 DCT 차량의 변속 제어방법.
   
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 클러치제어단계의 해방측 클러치 제어토크는 직전 해방측 클러치 제어토크에, 상기 이너셔페이즈 동안 목표엔진속도변화율을 형성하기 위해 산출되는 해제토크를 더하고, 상기 목표엔진속도변화율과 현재엔진속도변화율에 의해 결정되는 피드백량을 더하여 결정하는 것
   을 특징으로 하는 DCT 차량의 변속 제어방법.
   
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 한계판단단계의 제어최소토크는 0으로 설정되는 것
   을 특징으로 하는 DCT 차량의 변속 제어방법.
   
5. 청구항 3에 있어서,
   상기 한계판단단계의 제어최소토크는 상기 해방측 클러치가 터치포인트에서 형성하는 클러치토크로 설정되는 것
   을 특징으로 하는 DCT 차량의 변속 제어방법.
   
6. 청구항 3에 있어서,
   상기 엔진보조요청단계의 상기 엔진토크 상승요청량은, 상기 해방측 클러치 제어토크 산출에 사용되는 상기 피드백량을 누적한 누적피드백량으로부터, 상기 해방측 클러치 제어토크가 소정의 제어최소토크 미만으로 작아지기 시작하는 시점까지 누적된 피드백량을 제외하고, 상기 시점 이후 누적된 피드백량으로 결정되는 것
   을 특징으로 하는 DCT 차량의 변속 제어방법.
   
   

Images