KR101367287B1 - Method for estimating clutch temperature - Google Patents

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Abstract

본 발명에서는 클러치의 온도에 영향을 미치는 인자들을 고려하지 않고, 단순히 특정 시간의 특정 슬립 운행 구간에서 오픈 루프 제어에 그친 종래와는 달리 클러치의 슬립량, 쿨링 오일의 영향 및 오일 탱크에서 센싱된 센싱 정보등을 이용하여 클러치 온도를 정확하게 추정할 수 있다.The present invention does not consider the factors affecting the temperature of the clutch, and unlike the conventional loop-only control in a specific slip running section at a specific time, the slip amount of the clutch, the influence of cooling oil, and the sensing sensed in the oil tank The information on the clutch can be used to accurately estimate the clutch temperature.

Figure R1020110098299
Figure R1020110098299

Description

클러치 온도 추정 방법{METHOD FOR ESTIMATING CLUTCH TEMPERATURE}Clutch temperature estimation method {METHOD FOR ESTIMATING CLUTCH TEMPERATURE}

본 발명은 클러치 온도 추정 방법에 관한 것으로서, 클러치 CVT 타입에서 클러치 온도 측정 방법에 관한 것으로, 특히 오일 온도의 변화에 따른 클러치 온도 변화를 모델링함으로써, 차량 운전 상황에 따른 클러치 온도를 추정함으로써 클러치 온도를 측정할 수 있는 클러치 CVT 타입에서 클러치 온도 추정 방법에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a clutch temperature estimation method. The present invention relates to a clutch temperature measurement method in a clutch CVT type. In particular, by modeling a clutch temperature change according to a change in oil temperature, the clutch temperature is estimated by estimating the clutch temperature according to a vehicle driving situation. A clutch temperature estimation method in a clutch CVT type that can be measured.

통상 클러치(clutch)는 엔진의 동력을 변속기로 연결해주거나 연결을 끊어주는 장치를 말하며, 최근 이러한 클러치를 슬립 상태로 제어하는 기술이 최근 개발된 바 있다. 예컨대, 차량의 차량 테이크 오프(Take-off)시나 발진, 저속 구간 운행 동안 클러치를 완전 락 상태로 하지 않고, 차량 쇼크(Shock), 서지(Surge) 및 쥬더(judder) 등을 방지하기 위하여, 차량이 슬립(slip) 상태로 제어된다. 이때, 차량의 과다한 슬립 구간 운행에 따라 클러치의 슬립 마찰열이 발생하게 되어 클러치 온도가 높아지고, 미션 오일이 열화하는 등 차량의 클러치 수명과 미션 오일 수명을 단축시킬 수 있다.Clutch generally refers to a device that connects or disconnects power from an engine to a transmission. Recently, a technology for controlling the clutch to a slip state has been recently developed. For example, in order to prevent vehicle shock, surge and judder, and the like, the vehicle is not completely locked during take-off, start-up, or low speed section operation of the vehicle. It is controlled to this slip state. At this time, the slip friction heat of the clutch is generated according to the excessive slip section operation of the vehicle, thereby increasing the clutch temperature and deteriorating the clutch life and the mission oil life of the vehicle.

이러한 문제점을 해결하기 위해서는 무엇보다도 클러치의 과열 정도를 정확하게 인지하는 것이 선행되어야 한다.In order to solve this problem, first of all, it is necessary to accurately recognize the degree of overheating of the clutch.

클러치의 과열 상태를 인지할 수 있는 가장 손쉬운 방법은 클러치에 온도를 측정할 수 있는 온도 센서를 설치하는 것이지만, 클러치는 움직이는 회전체이기 때문에 상기와 같은 온도 센서의 설치가 용이하지 않다.The easiest way to recognize the overheating state of the clutch is to install a temperature sensor that can measure the temperature in the clutch, but since the clutch is a rotating body, the installation of such a temperature sensor is not easy.

종래의 관련 기술들에서는, 특정 슬립 구간이 정해진 시간 동안 지속하는 경우, 이를 직결하여 클러치의 파손을 방지하는 로직 구현에만 그치고 있어, 실질적인 클러치의 온도를 알 수가 없다. 이로 인해 클러치의 과열 상태 및 미션 오일의 열화 상태를 알 수가 없어, 적절한 조치를 취할 수 있는 방안이 없다.
In the related arts, when a particular slip period lasts for a predetermined time, only a logic implementation that directly connects and prevents a clutch breakage is not known, and thus the actual clutch temperature is unknown. As a result, the overheated state of the clutch and the degraded state of the mission oil are not known, and there is no way to take appropriate measures.

따라서, 본 발명의 목적은 클러치에 온도 센서를 설치하지 않고, 차량의 다른 정보들을 이용하여 클러치의 과열 상태(또는 온도 상태)를 추정할 수 있는 클러치 온도 추정 방법을 제공하는 데 있다.
Accordingly, an object of the present invention is to provide a clutch temperature estimation method capable of estimating an overheated state (or a temperature state) of a clutch using other information of a vehicle without installing a temperature sensor on the clutch.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일면에 따른 클러치 온도 추정 방법은, 차량 테이크 오프(Take-off)시나 발진, 저속 구간 운행 동안 클러치를 완전 락 상태로 전환되지 않는 슬립(slip) 상태로 제어되는 클러치의 과열 상태를 판단하기 위한 클러치 온도 추정 방법으로서, 구체적으로, 상기 클러치의 슬립량에 기초하여 계산된 상기 클러치에서 발생한 제1 열 에너지와 엔진의 속도에 따른 쿨링 오일의 토출량에 기초하여 계산된 상기 쿨링 오일로 흡수되는 제2 열 에너지 간의 차이로부터 현재의 클러치 열 에너지를 계산하는 단계와, 계산된 상기 현재의 클러치 열 에너지와 상기 클러치를 구성하는 플레이트의 무게 및 플레이트의 비열에 기초하여 상기 클러치의 현재 상승 온도를 계산하는 단계 및 계산된 상기 클러치의 현재 상승 온도에 상기 쿨링 오일이 수용된 오일 탱크의 최초 온도를 합산하여 현재의 클러치 추정 온도를 계산하는 단계를 포함한다.
Clutch temperature estimation method according to an aspect of the present invention for achieving the above object, in a slip state that does not switch the clutch to the fully locked state during the take-off of the vehicle, starting or low speed section operation A clutch temperature estimation method for determining an overheated state of a controlled clutch, specifically, based on a first heat energy generated in the clutch calculated based on a slip amount of the clutch and a discharge amount of cooling oil according to an engine speed Calculating a current clutch heat energy from the difference between the calculated second heat energy absorbed by the cooling oil, and based on the calculated current clutch heat energy and the weight of the plate constituting the clutch and the specific heat of the plate. Calculating the present elevated temperature of the clutch and the calculated present elevated temperature of the clutch Calculating the current clutch estimated temperature by summing the initial temperatures of the oil tank containing the cooling oil.

본 발명에 의하면, 클러치의 온도에 영향을 미치는 인자들을 고려하지 않고, 단순히 특정 시간 특정 슬립 운행 구간에서 오픈 루프 제어에 그친 종래와는 달리 본 발명에서는 클러치의 슬립량, 쿨링 오일의 영향 및 오일 탱크에서 센싱된 센싱값을 사용하여 클러치 온도를 정확하게 추정하고, 추정된 결과에 따라 운전자는 클러치의 과열 상태를 용이하게 인지시켜 적절한 조치를 취할 수 있게 함으로써, 과열에 따른 클러치 고장을 사전에 방지할 수 있다.
According to the present invention, in contrast to the conventional one, which merely controls the open loop in a specific time period of slip operation without considering factors influencing the temperature of the clutch, in the present invention, the amount of slip of the clutch, the influence of cooling oil and the oil tank The clutch temperature is accurately estimated using the sensed value, and according to the estimated result, the driver can easily recognize the overheat condition of the clutch and take appropriate measures, thereby preventing the clutch failure due to overheating in advance. have.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 클러치 온도 추정 장치의 내부 구성을 나타내는 블록도이다.
도 2는 도 1에 도시된 클러치 온도 추정 장치를 구성하는 각 구성 블록들을 상세히 보여주는 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 클러치 온도 추정 방법을 나타내는 순서도이다.1 is a block diagram showing an internal configuration of a clutch temperature estimating apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing in detail the respective building blocks constituting the clutch temperature estimating apparatus shown in FIG. 1.
3 is a flowchart illustrating a clutch temperature estimation method according to an embodiment of the present invention.

본 발명에서는 클러치에 온도 센서를 설치하지 않고, 클러치의 과열상태를 예측하는 방안이 기술된다. 즉, 클러치의 온도에 영향을 미치는 인자들을 고려하지 않고, 단순히 특정 시간의 특정 슬립 운행 구간에서 오픈 루프 제어에 그친 종래와는 달리 본 발명에서는 클러치의 슬립량, 쿨링 오일의 영향 및 오일 탱크에서 센싱된 센싱 정보등을 이용하여 클러치 온도를 정확하게 추정할 수 있는 방안이 기술된다.In the present invention, a method for predicting an overheating state of a clutch is described without installing a temperature sensor on the clutch. In other words, the present invention is not limited to the factors affecting the temperature of the clutch and, unlike the conventional art, which merely controls the open loop in a specific slip running section at a specific time, in the present invention, the amount of slip of the clutch, the influence of cooling oil, and the sensing in the oil tank A method for accurately estimating the clutch temperature using the sensed sensing information and the like is described.

클러치의 온도 상승 값은 클러치 내의 슬립(slip) 속도량(또는 클러치 슬립량), 클러치에 가해진 토크량(이하, 클러치 토크량) 및 시간에 비례한다. 또한, 클러치 슬립으로 발생한 열은 클러치의 온도를 상승시키고, 상승한 온도의 일부는 쿨링 오일의 온도를 상승시킨다.The temperature rise value of the clutch is proportional to the slip speed amount (or clutch slip amount), the torque amount applied to the clutch (hereinafter, the clutch torque amount), and the time. In addition, the heat generated by the clutch slip raises the temperature of the clutch, and part of the elevated temperature raises the temperature of the cooling oil.

결과적으로, 클러치의 열 에너지는 클러치의 슬립 마찰로 발생한 열 에너지(이하, 클러치에서 발생한 제1 열 에너지(Q1))와, 상기 발생한 열 에너지(Q1)의 일부를 흡수한 쿨링 오일의 열 에너지(이하, 쿨링 오일로 흡수된 제2 열 에너지(Q2))간의 차이로 계산될 수 있다.As a result, the thermal energy of the clutch is the thermal energy generated by the slip friction of the clutch (hereinafter, the first thermal energy Q1 generated in the clutch) and the thermal energy of the cooling oil absorbing a part of the generated thermal energy Q1 ( Hereinafter, it may be calculated as the difference between the second thermal energy (Q2) absorbed into the cooling oil.

여기서, 클러치에서 발생한 제1 열 에너지(Q1)는 단위 시간 동안 발생한 열에너리지로서, 클러치의 슬립량, 클러치에 가해진 토크량 및 상기 단위 시간으로 구성된 시간의 곱으로 계산될 수 있으며, 아래의 수학식 1로 표현될 수 있다.
Here, the first thermal energy Q1 generated in the clutch is a thermal energy generated during the unit time, and may be calculated as a product of the slip amount of the clutch, the amount of torque applied to the clutch, and the time configured as the unit time. It can be expressed by Equation 1.

Figure 112011075783286-pat00001
Figure 112011075783286-pat00001

여기서, 클러치 슬립량은 엔진의 속도값(engine speed value)과 차량 변속기를 구성하는 기어 셋트의 입력 축의 회전 속도값(input shaft speed value)의 차이이며, 클러치 토크량은 클러치에 가해지는 토크량으로서, 클러치에 가해진 유압과 토크 간의 관계를 통해 산출되는 값으로서, 예컨대, 유압 센서와 토크 센서로 이루어진 센서를 통해 측정될 수 있는 값이다. Here, the clutch slip amount is a difference between an engine speed value and an input shaft speed value of an input shaft of a gear set constituting the vehicle transmission, and the clutch torque amount is a torque amount applied to the clutch. The value calculated through the relationship between the hydraulic pressure applied to the clutch and the torque is, for example, a value that can be measured through a sensor consisting of a hydraulic sensor and a torque sensor.

그리고, 쿨링 오일로 흡수된 제2 열 에너지(Q2)는 아래의 수학식 2로 표현될 수 있다.
In addition, the second heat energy Q2 absorbed by the cooling oil may be expressed by Equation 2 below.

Figure 112011075783286-pat00002
Figure 112011075783286-pat00002

여기서, 상기

Figure 112011075783286-pat00003
는 상기 쿨링 오일의 비열이고, 상기
Figure 112011075783286-pat00004
는 단위 시간당 쿨링 오일의 토출량과 쿨링 오일의 비중의 곱셈 결과치이고, 상기
Figure 112011075783286-pat00005
는 이전의 클러치 추정 온도와 상기 오일 탱크의 최초 온도 간의 차이값이다.Here,
Figure 112011075783286-pat00003
Is the specific heat of the cooling oil, and
Figure 112011075783286-pat00004
Is a multiplication result of the discharge amount of cooling oil and the specific gravity of cooling oil per unit time,
Figure 112011075783286-pat00005
Is the difference between the previous clutch estimated temperature and the initial temperature of the oil tank.

상술한 바와 같이, 클러치의 열 에너지는 클러치의 슬립 마찰로 발생한 열 에너지와 상기 발생한 열 에너지의 일부를 흡수한 쿨링 오일의 열 에너지(이하, 쿨링 오일로 흡수된 제2 열 에너지(Q2))간의 차이로 계산되므로, 클러치의 열 에너지를 변수 A라 가정하면, 클러치의 열 에너지를 계산하는 식을 아래의 수학식 3으로 표현될 수 있다.
As described above, the thermal energy of the clutch is between the thermal energy generated by the slip friction of the clutch and the thermal energy of the cooling oil absorbing a part of the generated thermal energy (hereinafter referred to as the second thermal energy Q2 absorbed by the cooling oil). Since it is calculated as a difference, assuming that the thermal energy of the clutch is a variable A, the equation for calculating the thermal energy of the clutch can be expressed by the following equation (3).

Figure 112011075783286-pat00006
Figure 112011075783286-pat00006

이때, 상기 수학식 3으로 표현되는 클러치의 열 에너지(A)는 단위 시간 동안 발생한 클러치의 열 에너지로서, 시간 t에서의 최종 클러치의 열 에너지는 시간 t시점까지 단위 시간별로 계산된 각 클러치의 열 에너지를 모두 합산한 값이다. 따라서, 시간 t에서의 클러치 에너지를 A(t)로 정의할 때, 시간 t에서의 최종 클러치의 열 에너지(Total Clutch Heat Energy)는 아래의 수학식 4로 표현될 수 있다.
In this case, the thermal energy A of the clutch represented by Equation 3 is the thermal energy of the clutch generated during the unit time, and the thermal energy of the final clutch at the time t is the heat of each clutch calculated by the unit time until the time t. It is the sum of all the energy. Therefore, when defining the clutch energy at time t as A (t), the total clutch heat energy of the final clutch at time t can be expressed by Equation 4 below.

Figure 112011075783286-pat00007
Figure 112011075783286-pat00007

상기한 수학식 4에 의해 구해진 시간 t에서의 클러치의 열 에너지를 이용하여 클러치 추정 온도(Estimated Clutch Temperature)가 계산되는데, 클러치 추정 온도는 아래의 수학식 5로 표현될 수 있다.
The estimated clutch temperature is calculated by using the thermal energy of the clutch at the time t obtained by Equation 4, which can be expressed by Equation 5 below.

Figure 112011075783286-pat00008
Figure 112011075783286-pat00008

여기서, 오일 탱크 온도는 오일 탱크에 설치된 온도 센서롤 통해 획득되는 값으로서, 외부와 어떠한 에너지의 교환도 이루어지지 않은 상태 즉, 최초 측정된 오일 탱크의 온도로 이해되어야 한다. 그리고, 클러치 상승 온도는 상기 수학식 4를 통해 계산된 시간 t에서의 최종 클러치의 열 에너지(Total Clutch Heat Energy)에 기초하여 계산되는 값으로서, 아래의 수학식 6으로 표현될 수 있다.
Here, the oil tank temperature is a value obtained through a temperature sensor roll installed in the oil tank, and should be understood as a state in which no energy is exchanged with the outside, that is, the temperature of the first measured oil tank. The clutch rising temperature is a value calculated based on the total clutch heat energy of the final clutch at the time t calculated through Equation 4, and may be expressed by Equation 6 below.

Figure 112011075783286-pat00009
Figure 112011075783286-pat00009

여기서, 클러치 플레이트 무게는 클러치의 형상을 구성하는 플레이트 무게이며, 클러치 프레이트 비열은 상기 플레이트의 비열을 나타낸다.Here, the clutch plate weight is the plate weight constituting the shape of the clutch, and the clutch plate specific heat represents the specific heat of the plate.

이와 같이, 클러치에 온도 센서를 설치하지 않고도, 클러치의 슬립량, 쿨링 오일과 관련된 각종 정보 및 오일 탱크에서 센싱된 온도 정보 등을 이용하여 클러치 온도를 정확하게 추정할 수 있다. 따라서, 운전자는 상기와 같은 클러치 추정 온도를 통해 클러치의 과열 상태를 인지하고, 그에 따른 적절한 조치를 취함으로써, 클러치의 과열 상태에 따른 파손을 미연에 방지할 수 있게 된다.
As such, the clutch temperature can be accurately estimated using the slip amount of the clutch, various information related to the cooling oil, temperature information sensed in the oil tank, and the like, without installing the temperature sensor on the clutch. Therefore, the driver can recognize the overheated state of the clutch through the clutch estimated temperature as described above, and take appropriate measures accordingly, thereby preventing damage due to the overheated state of the clutch in advance.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 상기와 같은 수학식들을 계산하는 구체적인 클러치 온도 추정 장치에 대해 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, a detailed clutch temperature estimation apparatus for calculating the above equations with reference to the accompanying drawings will be described in detail.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 클러치 온도 추정 장치의 내부 구성을 나타내는 블록도이다.1 is a block diagram showing an internal configuration of a clutch temperature estimating apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 클러치 온도 추정 장치(100)는 제1 열 에너지 계산부(110)(Q1 계산부), 제2 열 에너지 계산부(130)(Q2 계산부), 클러치 열 에너지 계산부(150)(

Figure 112011075783286-pat00010
) 및 클러치 추정 온도 계산부(170)를 포함한다. Referring to FIG. 1, the clutch temperature estimating apparatus 100 according to an exemplary embodiment may include a first heat energy calculator 110 (Q1 calculator) and a second heat energy calculator 130 (Q2 calculator). ), Clutch thermal energy calculation unit 150 (
Figure 112011075783286-pat00010
) And the clutch estimation temperature calculator 170.

제1 열 에너지 계산부(110)는 상술한 수학식 1로 표현되는 알고리즘을 수행하는 구성으로서, 클러치의 슬립량(Clutch_Slip)과 클러치의 토크량(Clutch_Torqud)을 이용하여 클러치에서 발생한 제1 열 에너지(Q1)를 계산한다. 이러한 제1 열 에너지 계산부(110)는 수학식 1로 표현되는 알고리즘을 탑재한 메모리와 이 메모리에 탑재된 알고리즘에 기초하여 제1 열 에너지(Q1)를 연산하는 중앙 처리 유닛(CPU) 등으로 구현될 수 있다. 제1 열 에너지 계산부(110)에 의해 계산된 제1 열 에너지(Q1)는 클러치 열 에너지 계산부(150)로 전달된다.The first heat energy calculation unit 110 performs the algorithm represented by Equation 1 above, and uses the slip amount Clutch_Slip of the clutch and the torque amount Clutch_Torqud of the clutch to generate the first heat energy generated by the clutch. Calculate (Q1). The first heat energy calculator 110 may include a memory including an algorithm represented by Equation 1 and a central processing unit (CPU) that calculates the first heat energy Q1 based on the algorithm mounted in the memory. Can be implemented. The first heat energy Q1 calculated by the first heat energy calculator 110 is transmitted to the clutch heat energy calculator 150.

제2 열 에너지 계산부(130)는 상술한 수학식 2로 표현될 수 있는 알고리즘을 수행하는 구성으로서, 엔진 속도에 따른 쿨링 오일의 토출량(Cooler Flow Rate), 쿨링 오일의 비열(Oil Specific Heat), 쿨링 오일의 비중(Oil Density) 상기 쿨링 오일의 온도 변화량을 이용하여 상기 클러치에서 발생한 제1 열 에너지(Q1)가 상기 쿨링 오일로 흡수되는 제2 열 에너지(Q2)를 계산한다. 상기 제1 열 에너지 계산부(110)와 유사하게 제2 열 에너지 계산부(130) 또한 수학식 2로 표현되는 알고리즘을 탑재한 메모리와 이 메모리에 탑재된 알고리즘에 기초하여 제2 열 에너지(Q2)를 연산하는 중앙 처리 유닛(CPU) 등으로 구현될 수 있다. 제2 열 에너지 계산부(110)에 의해 계산된 제2 열 에너지(Q2)는 클러치 열 에너지 계산부(150)로 전달된다.The second heat energy calculation unit 130 is configured to perform an algorithm that can be expressed by the above Equation 2, and a coolant flow rate of cooling oil and an oil specific heat of cooling oil according to the engine speed. Oil Density Calculates the second heat energy Q2 in which the first heat energy Q1 generated in the clutch is absorbed into the cooling oil by using the temperature change amount of the cooling oil. Similarly to the first heat energy calculator 110, the second heat energy calculator 130 also includes a memory having an algorithm represented by Equation 2 and a second heat energy Q2 based on the algorithm mounted in the memory. ) May be implemented as a central processing unit (CPU) or the like. The second heat energy Q2 calculated by the second heat energy calculator 110 is transmitted to the clutch heat energy calculator 150.

클러치 열 에너지 계산부(150)는 상술한 수학식 3 및 4로 표현될 수 있는 계산 알고리즘을 수행하는 구성으로서, 상기 제1 및 제2 열 에너지 계산부(110, 130)에 의해 각각 계산된 클러치에서 발생한 제1 열 에너지(Q1)와 쿨링 오일로 흡수되는 제2 열 에너지(Q1)를 전달받아서, 제1 열 에너지와 제2 열 에너지 간의 차이로부터 클러치 열 에너지(

Figure 112011075783286-pat00011
)를 계산한다. 계산된 클러치 에너지(A(t))는 클러치 추정 온도 계산부(170)로 전달된다. The clutch heat energy calculator 150 is a component that performs a calculation algorithm that can be represented by the above Equations 3 and 4, and the clutches calculated by the first and second heat energy calculators 110 and 130, respectively. Receives the first thermal energy Q1 and the second thermal energy Q1 absorbed by the cooling oil, and the clutch thermal energy (
Figure 112011075783286-pat00011
). The calculated clutch energy A (t) is transmitted to the clutch estimated temperature calculator 170.

클러치 추정 온도 계산부(170)는 상기 클러치 열 에너지 계산부(150)로부터 전달된 클러치 열 에너지(

Figure 112011075783286-pat00012
)와, 사전에 측정된 클러치 플레이트 무게, 클러치 플레이트 비열을 이용하여 클러치의 상승 온도를 계산하고, 이 계산된 클러치 상승 온도와 오일 탱크에 설치된 센서를 통해 획득된 오일 탱크의 온도를 합산하여, 클러치 추정 온도를 계산한다. The clutch estimation temperature calculator 170 may calculate the clutch thermal energy transmitted from the clutch thermal energy calculator 150.
Figure 112011075783286-pat00012
), The clutch temperature is calculated using the previously measured clutch plate weight and the clutch plate specific heat, and the clutch clutch temperature and the temperature of the oil tank obtained through the sensor installed in the oil tank are summed. Calculate the estimated temperature.

이하, 도 2를 참조하여 클러치 온도 추정 장치를 구성하는 각 구성 블록들 즉, 제1 및 제2 열 에너지 계산부(110, 130), 클러치 에너지 계산부(150) 및 클러치 추정 온도 계산부(170)에 대해 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, with reference to FIG. 2, the respective building blocks constituting the clutch temperature estimating apparatus, that is, the first and second heat energy calculators 110 and 130, the clutch energy calculator 150, and the clutch estimated temperature calculator 170. ) Will be described in detail.

도 2는 도 1에 도시된 클러치 온도 추정 장치를 구성하는 각 구성 블록들을 상세히 보여주는 블록도이다.FIG. 2 is a block diagram showing in detail the respective building blocks constituting the clutch temperature estimating apparatus shown in FIG. 1.

도 2를 참조하면, 제1 열 에 에너지 계산부(110)는 제1 곱셈기(112) 및 제2 곱셈기(114)를 포함한다. 제1 곱셈기(112)는 엔진의 속도값(engine speed value)과 입력 축의 회전 속도값(input shaft speed value)의 차이(u)의 절대값으로 나타나는 클러치 슬립량(Clutch_Slip:

Figure 112011075783286-pat00013
)과 클러치에 가해지는 클러치 토크량(Clutch_Torque)을 전달받고, 클러치 슬립량(Clutch_Slip)과 클러치 토크량(Clutch_Torque)을 곱셈 연산한다. 제2 곱셈기(114)는 제1 곱셈기(112)의 곱셈 결과치와 사전에 설정된 단위 시간(Uinit Time)을 곱셈 연산하여 클러치에서 발생한 제1 열 에너지(Q1)를 계산한다. Referring to FIG. 2, the energy calculator 110 in the first column includes a first multiplier 112 and a second multiplier 114. The first multiplier 112 is a clutch slip amount Clutch_Slip: expressed as an absolute value of a difference u between an engine speed value and an input shaft speed value of the input shaft.
Figure 112011075783286-pat00013
) And the clutch torque amount Clutch_Torque applied to the clutch, are multiplied by the clutch slip amount Clutch_Slip and the clutch torque amount Clutch_Torque. The second multiplier 114 multiplies the multiplication result of the first multiplier 112 by a preset unit time Uinit Time to calculate the first heat energy Q1 generated in the clutch.

제2 열 에너지 계산부(130)는 제3 내지 제8 곱셈기(131, 132, 133, 134, 135, 138)를 포함한다. 제3 곱셈기(131)는 엔진 속도에 따른 오일 토출량(Cooler Flow Rate)(Volume/sec)과 쿨러 오일 비중(Oil Density)을 전달받아서 곱셈 연산한다. 제4 곱셈기(132)는 제3 곱셈기(131)의 결과치와 오일 비열(Oil Specific Heat: 수학식 3에 나타나는 변수 c)을 전달받아서 곱셈 연산한다. 제5 곱셈기(133)는 이전에 계산된 클러치 추정 온도(Estimated Clutch Temp)와 오일 탱크의 최초 온도(Oil Tank Temp)를 곱셈 연산한다. 제6 곱셈기(134)는 제4 곱셈기(132)의 결과치와 제5 곱셈기(133)의 결과치를 전달받아서 곱셈 연산한다. 제7 곱셈기(135)는 제6 곱셈기(134)의 결과치와 단위 시간을 곱셈 연산한다. 제8 곱셈기(136)는 제7 곱셈기의 결과치와 쿨링 효율 상수(Cooling Efficiency)를 곱셈 연산하여, 최종적으로 전술한 수학식 2로 계산되는 제2 열 에너지(Q2)를 계산한다. The second heat energy calculator 130 includes third to eighth multipliers 131, 132, 133, 134, 135, and 138. The third multiplier 131 receives the oil flow rate (Volume / sec) and the cooler oil specific gravity (Oil Density) according to the engine speed and multiplies the multiplier. The fourth multiplier 132 multiplies the result of the third multiplier 131 and the oil specific heat (variable c shown in Equation 3). The fifth multiplier 133 multiplies the previously calculated clutch estimated temperature by the initial temperature of the oil tank. The sixth multiplier 134 multiplies the result of the fourth multiplier 132 and the result of the fifth multiplier 133. The seventh multiplier 135 multiplies the result of the sixth multiplier 134 by the unit time. The eighth multiplier 136 multiplies the result of the seventh multiplier by the cooling efficiency constant, and finally calculates the second heat energy Q2 calculated by Equation 2 described above.

클러치 열 에너지 계산부(150)는 현재의 클러치 에너지(Clutch Heat Energy:

Figure 112011075783286-pat00014
)를 계산하기 위한 구성으로, 이를 위하여 덧셈 및 뺄셈 연산을 수행하는 가감산기(152)와 이 가감산기(152)에 의해 계산되 결과치를 일정 시간 지연시켜 가감산기의 입력측으로 피드백하는 지연기(154)를 포함한다. 구체적으로 가감산기(152)는 제1 열 에너지 계산부(110)에 의해 계산된 제1 열 에너지(Q1)와 제2 열 에너지 계산부(130)에 의해 계산된 제2 열 에너지(Q2)를 뺄셈 연산한다. 뺄셈 연산된 결과치(Q1-Q2 = A(t): 단위시간 동안 발생한 클러치 열 에너지)는 상기 지연기(154)를 통해 일정 시간 지연되어, 다시 상기 가감산기(152)의 입력측으로 전달되고, 가감산기(152)는 피드백된 상기 뺄셈 연산된 결과치(Q1-Q2 = A(t))와 현재 계산된 뺄셈 연산된 결과치와 다시 합산된다. 즉, t 시간까지 뺄셈 연산된 결과치(Q1-Q2 = A(t)) 모두가 합산된, 최종적으로 클러치 열 에너지(
Figure 112011075783286-pat00015
)가 계산된다.
Clutch heat energy calculation unit 150 is the current clutch heat energy (Clutch Heat Energy:
Figure 112011075783286-pat00014
In this configuration, an adder and subtracter 152 for performing addition and subtraction operations and a delayer 154 for feeding back the input value of the adder and subtractor by delaying the resultant value for a predetermined time. ). In detail, the adder / subtractor 152 may calculate the first heat energy Q1 calculated by the first heat energy calculator 110 and the second heat energy Q2 calculated by the second heat energy calculator 130. Subtraction operation The result of the subtraction operation (Q1-Q2 = A (t): clutch heat energy generated during the unit time) is delayed for a predetermined time through the delay unit 154, and then transferred to the input side of the adder / subtractor 152 again. The adder 152 adds back the subtracted result value (Q1-Q2 = A (t)) and the currently calculated subtraction result value. That is, the clutch thermal energy (final) is finally summed up by the sum of all the resultant values Q1-Q2 = A (t) subtracted up to time t.
Figure 112011075783286-pat00015
) Is calculated.

클러치 추정 온도 계산부(170)는 상기 클러치 열 에너지 계산부(150)에 의해 계산된 클러치 열 에너지(

Figure 112011075783286-pat00016
)와 클러치 플레이트 무게와 클러치 플레이트 비열 및 오일 탱크의 온도를 전달받아서 클러치 추정 온도를 계산 추정한다. 이를 위해, 클러치 추정 온도 계산부(170)는 클러치 상승 온도를 계산하는 제1 및 제2 나눗셈 연산기(172, 174)를 포함하는 나눗셈 연산기 및 상기 나눗셈 연산기의 결과치와 오일 탱크 온도를 가산하는 가산기(176)를 포함한다. The clutch estimation temperature calculator 170 may calculate the clutch thermal energy calculated by the clutch thermal energy calculator 150.
Figure 112011075783286-pat00016
) And calculate the estimated clutch temperature by receiving the clutch plate weight, clutch plate specific heat and oil tank temperature. To this end, the clutch estimation temperature calculator 170 includes a division calculator including first and second division calculators 172 and 174 for calculating the clutch rising temperature, and an adder for adding the oil tank temperature and the resultant value of the division calculator ( 176).

제1 나눗셈 연산기(172)는 클러치 열 에너지 계산부에 의해 계산도니 클러치 열 에너지와 클러치 플레이트 무게(Clutch Plate Mass)를 전달받아서 나눗셈 연산한다. 제2 나눗셈 연산기(174)는 상기 제1 나눗셈 연산기(172)의 결과치와 클러치 플레이트 비열을 전달받아서 나눗셈 연산 수행하여, 상술한 수학식 6으로 표현되는 상기 클러치 상승 온도를 계산한다. 가산기(176)는 제2 나눗셈 연산기(174)에 의해 계산된 클러치 상승 온도와 오일 탱크에 설치된 온도 센서로부터 오일 탱크 온도를 전달받아서 이들을 가산하여, 상술한 수학식 5로 표현되는 클러치 추정 온도를 계산한다. The first division calculator 172 receives the calculated clutch heat energy and the clutch plate mass by the clutch heat energy calculator to perform a division operation. The second division calculator 174 receives the result of the first division calculator 172 and the clutch plate specific heat to perform a division operation to calculate the clutch rise temperature represented by Equation 6 described above. The adder 176 receives the oil tank temperature from the clutch rising temperature calculated by the second division calculator 174 and the temperature sensor installed in the oil tank, adds them, and calculates the clutch estimated temperature represented by Equation 5 described above. do.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 클러치 온도 추정 방법을 나타내는 순서도이다.3 is a flowchart illustrating a clutch temperature estimation method according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 먼저, 클러치의 슬립량에 기초하여 상기 클러치에서 발생한 제1 열 에너지(Q1)가 계산된다(S310).Referring to FIG. 3, first, first thermal energy Q1 generated in the clutch is calculated based on the slip amount of the clutch (S310).

이어, 엔진의 속도에 따른 쿨링 오일의 토출량에 기초하여 상기 쿨링 오일로 흡수되는 제2 열 에너지(Q2)가 계산된다(S320). Subsequently, based on the discharge amount of the cooling oil according to the speed of the engine, the second thermal energy Q2 absorbed into the cooling oil is calculated (S320).

이어, 계산된 제1 열 에너지와 제2 열 에너지 간의 차이로부터 클러치 열 에너지(A(t))가 계산된다(S330). Subsequently, the clutch thermal energy A (t) is calculated from the calculated difference between the first thermal energy and the second thermal energy (S330).

이어, t 시간까지 계산된 클러치 열 에너지(A(t))를 모두 합산하여 전체 클러치 열 에너지(

Figure 112011075783286-pat00017
)가 계산된다(S340). Subsequently, the total clutch thermal energy (A (t)) calculated up to time t is added together to obtain the total clutch thermal energy (
Figure 112011075783286-pat00017
) Is calculated (S340).

이어, 전술한 수학식 6으로 표현되는 계산 알고리즘에 기초하여 현재의 클러치 상승 온도가 계산된다(S350). Subsequently, the current clutch rising temperature is calculated based on the calculation algorithm represented by Equation 6 (S350).

이어, 계산된 상기 클러치의 현재 상승 온도에 상기 쿨링 오일이 수용된 오일 탱크의 최초 온도를 합산하여 현재의 클러치 추정 온도가 계산된다. Then, the current clutch estimated temperature is calculated by summing the initial temperature of the oil tank containing the cooling oil to the calculated current rise temperature of the clutch.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에서는 클러치의 온도에 영향을 미치는 인자들을 고려하지 않고, 단순히 특정 시간의 특정 슬립 운행 구간에서 오픈 루프 제어에 그친 종래와는 달리 클러치의 슬립량, 쿨링 오일의 영향 및 오일 탱크에서 센싱된 센싱 정보등을 이용하여 클러치 온도를 정확하게 추정할 수 있다.
As described above, in the present invention, the slip amount of the clutch, the influence of the cooling oil, and the oil are different from the conventional art, which merely controls the open loop in a specific slip running section at a specific time without considering factors influencing the temperature of the clutch. The clutch temperature can be accurately estimated using the sensing information sensed from the tank.

Claims (6)

차량 테이크 오프(Take-off)시나 발진, 저속 구간 운행 동안 클러치를 완전 락 상태로 전환되지 않는 슬립(slip) 상태로 제어되는 클러치에서, 상기 클러치의 과열 상태를 추정하는 클러치 온도 추정 방법에 있어서,
상기 클러치의 슬립량에 기초하여 계산된 상기 클러치에서 발생한 제1열 에너지와 엔진의 속도에 따른 쿨링 오일의 토출량에 기초하여 계산된 상기 쿨링 오일로 흡수되는 제2 열 에너지 간의 차이에 기초하여 현재의 클러치 열 에너지를 계산하는 단계;
계산된 상기 현재의 클러치 열 에너지와 상기 클러치를 구성하는 플레이트의 무게 및 비열에 기초하여 상기 클러치의 현재 상승 온도를 계산하는 단계; 및
계산된 상기 클러치의 현재 상승 온도에 상기 쿨링 오일이 수용된 오일 탱크의 최초 온도를 합산하여 현재의 클러치 추정 온도를 계산하는 단계
를 포함하되,
상기 제1열 에너지는
단위 시간 동안 발생한 상기 클러치의 슬립량과 상기 클러치에 가해진 토크량 간의 곱셈 결과치인 것
인 클러치 온도 추정 방법.
A clutch temperature estimation method for estimating an overheat state of a clutch in a clutch controlled in a slip state in which a clutch is not switched to a fully locked state during vehicle take-off or during start-up and low speed section driving,
A current value based on a difference between first heat energy generated in the clutch calculated based on the slip amount of the clutch and second heat energy absorbed into the cooling oil calculated based on the discharge amount of the cooling oil according to the engine speed. Calculating clutch thermal energy;
Calculating a current rise temperature of the clutch based on the calculated current clutch thermal energy and the weight and specific heat of the plates constituting the clutch; And
Calculating a current clutch estimated temperature by adding the calculated initial rising temperature of the clutch to the initial temperature of the oil tank containing the cooling oil;
, ≪ / RTI &
The first heat energy is
A multiplication result between the slip amount of the clutch generated during the unit time and the torque applied to the clutch
Clutch temperature estimation method.
삭제delete 제1항에 있어서, 상기 클러치의 슬립량은,
상기 엔진의 속도값과 엔진 구동력을 차량 바퀴로 전달하는 유성 기어 셋트의 입력 축 속도값(input shaft speed) 간의 차이값인 것인 클러치 온도 추정 방법.
The method of claim 1, wherein the slip amount of the clutch,
And a difference value between the speed value of the engine and the input shaft speed of the planetary gear set that transmits the engine driving force to the vehicle wheels.
제1항에 있어서, 상기 쿨링 오일로 흡수되는 제2 열 에너지(
Figure 112011075783286-pat00018
)는,
Figure 112011075783286-pat00019
계산되며,
여기서, 상기
Figure 112011075783286-pat00020
는 상기 쿨링 오일의 비열이고,
상기
Figure 112011075783286-pat00021
는 단위 시간당 쿨링 오일의 토출량과 쿨링 오일의 비중의 곱셈 결과치이고,
상기
Figure 112011075783286-pat00022
는 이전의 클러치 추정 온도와 상기 오일 탱크의 최초 온도 간의 차이값인 것인 클러치 온도 추정 방법.
The method of claim 1, wherein the second thermal energy absorbed into the cooling oil (
Figure 112011075783286-pat00018
),
Figure 112011075783286-pat00019
Is calculated,
Here,
Figure 112011075783286-pat00020
Is the specific heat of the cooling oil,
remind
Figure 112011075783286-pat00021
Is the multiplication result of the discharge amount of cooling oil and the specific gravity of cooling oil per unit time,
remind
Figure 112011075783286-pat00022
Is the difference between the previous clutch estimated temperature and the initial temperature of the oil tank.
제1항에 있어서, 상기 현재의 클러치 열 에너지는,
단위 시간별로 계산된 각 클러치 열 에너지를 모두 합산한 값인 것을 특징으로 하는 클러치 온도 추정 방법.
The method of claim 1, wherein the current clutch thermal energy,
Clutch temperature estimation method characterized in that the sum of all the clutch thermal energy calculated for each unit time.
제5항에 있어서, 상기 클러치의 현재 상승 온도는,
단위 시간별로 계산된 각 클러치 열 에너지를 모두 합산한 상기 현재의 클러치 열 에너지를 상기 클러치를 구성하는 플레이트의 무게값으로 나눈 결과치를 상기 클러치를 구성하는 플레이트의 비열로 나눈 값인 것을 을 특징으로 하는 클러치 온도 추정 방법.




The method of claim 5, wherein the current rise temperature of the clutch,
And a result obtained by dividing the current clutch thermal energy, which is the sum of each clutch thermal energy calculated for each unit time, by the weight of the plate constituting the clutch, divided by the specific heat of the plate constituting the clutch. Temperature estimation method.




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