KR101401551B1 - Method and apparatus for estimation of automotive clutch torque - Google Patents

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Abstract

본 발명은 차량용 마찰 클러치 토크 예측 방법 및 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 토크 센서 혹은 다른 추가적인 센서를 사용하지 않고, 기존의 차량에서 얻을 수 있는 계측신호만을 활용하여, 클러치 토크를 예측하는 차량용 마찰 클러치 토크 예측 방법 및 장치에 관한 것이다.
본 발명에 의하면, 토크센서 혹은 다른 추가적인 센서를 사용하지 않고, 기존의 차량에서 얻을 수 있는 계측신호만을 활용하여, 클러치 토크를 예측하도록 한다. 즉, 속도센서 측정값들과 그 차이의 적분을 이용한 토크 예측기를 우선 설계하고, 엔진토크 값을 추가정보로 사용하여 예측기를 설계함으로써 클러치 토크 예측 결과 값의 정확도를 높이도록 하는 효과가 있다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and apparatus for predicting a friction clutch torque for a vehicle and more particularly to a friction friction torque estimating method and apparatus for estimating a friction torque of a vehicle using only a measurement signal obtainable in a conventional vehicle without using a torque sensor or other additional sensors And a method and apparatus for predicting the clutch torque.
According to the present invention, the clutch torque is predicted by using only the measurement signals obtained in the existing vehicle, without using the torque sensor or other additional sensors. That is, the torque predictor using the integral of the speed sensor measurement values and the difference is first designed, and the predictor is designed by using the engine torque value as the additional information, thereby improving the accuracy of the clutch torque prediction result value.

Description

차량용 마찰 클러치 토크 예측 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR ESTIMATION OF AUTOMOTIVE CLUTCH TORQUE}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a friction clutch torque estimation method,

본 발명은 차량용 마찰 클러치 토크 예측 방법 및 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 토크 센서 혹은 다른 추가적인 센서를 사용하지 않고, 기존의 차량에서 얻을 수 있는 계측신호만을 활용하여, 클러치 토크를 예측하는 차량용 마찰 클러치 토크 예측 방법 및 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and apparatus for predicting a friction clutch torque for a vehicle and more particularly to a friction friction torque estimating method and apparatus for estimating a friction torque of a vehicle using only a measurement signal obtainable in a conventional vehicle without using a torque sensor or other additional sensors And a method and apparatus for predicting the clutch torque.

차량용 변속기의 클러치 체결 및 분리를 위한 토크제어는 승차감, 내구성 등을 결정하는 매우 중요한 요소이다. 그러나 직접적인 클러치 토크 값의 측정은 매우 힘들기 때문에 적절한 제어기 설계 혹은 시스템 모니터링을 하는데 있어 매우 큰 어려움이 있다.Torque control for clutch engagement and disengagement of a transmission for a vehicle is a very important factor for determining ride comfort, durability and the like. However, since the measurement of the direct clutch torque value is very difficult, there is a great difficulty in proper controller design or system monitoring.

현재 차량용 변속기 분야의 시장동향 및 기술개발 추세는 변속기 시스템의 자동화이다. 기존 유성기어식 자동변속기는 다단화에 따라 효율이 점차 증가하는 추세이다. 또한 새로운 형태의 자동변속기인 자동화수동변속기(AMT), 듀얼클러치변속기(DCT)등이 개발되어, 운전자의 편의성과 연비효율 향상이라는 두 가지 요구조건을 모두 만족시키기 위한 여러 기술들이 개발되고 있다. 운전자가 직접 조작하여 자동제어가 필요 없는 수동변속기와 달리, 이러한 자동변속기시스템은 차량의 상태와 운전자의 의도에 맞춰 자동으로 클러치의 체결 및 분리를 제어해 주어야 한다. 그러나, 제어 대상인 클러치 토크를 직접 측정할 수 없기 때문에, 피드백제어가 매우 어렵다. 토크센서의 경우 매우 고가의 부품이기 때문에 실제 양산용 차량에 장착하는 것은 불가능에 가깝다. 토크컨버터가 장착된 유성기어식 자동변속기 (AT)의 경우, 터빈토크를 정확히 모델링하여 클러치 토크를 예측할 수 있다. 그러나 토크컨버터가 없는 AMT 및 DCT등에서는 다른 방법이 요구된다. 만일 추가적인 센서를 장착할 경우 토크컨버터의 효율저하에 상응하는 비용에 요구되어, 전반적으로는 DCT등의 효율개선 장점이 상쇄될 수 있다.Currently, market trends and technology development trends in the field of vehicle transmissions are automation of transmission systems. Conventional planetary gear type automatic transmissions tend to increase efficiency according to multi-shoe. In addition, a new type of automatic transmission such as an automatic manual transmission (AMT) and a dual clutch transmission (DCT) have been developed, and various technologies have been developed to meet both requirements of driver convenience and fuel efficiency improvement. Unlike manual transmissions that are not directly controlled by the driver and require no automatic control, these automatic transmission systems must automatically control the engagement and disengagement of the clutch in accordance with the vehicle condition and the driver's intention. However, since the clutch torque to be controlled can not be directly measured, feedback control is very difficult. In the case of a torque sensor, it is very expensive and it is almost impossible to mount it on a real production vehicle. In the case of a planetary automatic transmission (AT) equipped with a torque converter, the clutch torque can be predicted by accurately modeling the turbine torque. However, other methods are required for AMT and DCT without torque converter. If additional sensors are installed, the cost corresponding to the efficiency reduction of the torque converter is required, and overall efficiency improvement benefits such as DCT can be offset.

이처럼, 클러치 토크값을 찾아내는 것은 비용절감 및 제어성능 향상을 위해 필수적이지만, 기술적으로는 매우 어려운 일이다. 결과적으로 부품단가를 최소화해야 하는 자동차산업의 특성상, 최소한의 비용을 사용하여, 토크값을 예측하는 것이 매우 중요하다. As such, finding the clutch torque value is essential for cost reduction and improved control performance, but it is technically very difficult. As a result, due to the nature of the automotive industry, where component costs are to be minimized, it is very important to predict torque values using minimal cost.

인용발명 1(R. A. Masmoudi and J. K. Hedrick, "Estimation of Vehicle shaft torque using nonlinear observers," Trans. ASME, J. Dyn. Syst., Meas., Contr., vol., 114 no. 3, pp. 394-400, 1992)에서는, 슬라이딩 모드 관측기(sliding mode observer)를 사용하여, 구동축 토크를 예측하였으며, 속도센서만을 활용하였다. 따라서, 속도센서의 해상도 및 노이즈에 따라 출력이 매우 민감해지는 문제가 발생할 수 있다. 슬라이딩 모드 관측기의 경우 채터링(chattering) 문제로 인해 노이즈로 인한 문제를 더욱 심각하게 만들 수 있다.
No. 3, pp. 394-401, for example, RA Masmoudi and JK Hedrick, "Estimation of Vehicle Shaft Torque Using Nonlinear Observers," Trans. ASME, J. Dyn. Syst., Meas., Contr., Vol. 400, 1992), a sliding mode observer was used to predict the drive shaft torque and only the speed sensor was utilized. Therefore, the output may become very sensitive depending on the resolution and noise of the speed sensor. In the case of a sliding mode observer, the chattering problem can make the problem of noise more serious.

인용발명 2(K. Yi, B.-K. Shin, and K.-I. Lee, "Estimation of turbine torque of automatic transmissions using nonlinear observers," Trans. ASME, J. Dyn. Syst., Meas., Contr., vol. 122, no. 2, pp. 276-283, 2000.)는 자동변속기가 장착된 시스템의 토크를 예측하는 방법이다. 역시 속도센서와 슬라이딩 모드 관측기를 사용하였다. 자동변속기는 토크컨버터를 장착하고 있기 때문에 터빈 측 토크를 예측하여 클러치에 전달되는 토크를 추정할 수 있다. 그러나 이러한 방법 역시 노이즈에 민감한 단점을 가진다. 또한 토크컨버터가 없는 변속기에는 적용할 수 없다.
Estimation of turbine torque of automatic transmissions using nonlinear observers, "Trans. ASME, J. Dyn. Syst., Meas., &Quot; K. Yi, B.-K. Shin, and K.-I. Lee, Contr., Vol. 122, no. 2, pp. 276-283, 2000.) is a method for predicting the torque of a system equipped with an automatic transmission. We also used a speed sensor and a sliding mode observer. Since the automatic transmission is equipped with the torque converter, the torque transmitted to the clutch can be estimated by predicting the turbine side torque. However, this method also has drawbacks that are sensitive to noise. It is also not applicable to transmissions without a torque converter.

인용발명 3(P. Li, T. Jin, and xiuxia Du, "Torque observer modeling for vehicle transmission shifting processing based on neural networks," in Proceedings of the 17th IFAC World Congress, Seoul, Korea, July 2008. pp. 16 039 - 16 044.)에서는, 신경망회로(neural network)를 이용한 토크관측기를 제안하였다. 파워트레인 시스템은 매우 비선형적 동적특성을 가지기 때문에 정확한 수학적 모델링이 어렵다. 이러한 문제점을 극복하기 위하여 신경망 모델을 이용하여 전달 토크를 예측하는 방법을 제시하였다. 자세한 수학적 모델의 사용을 피할 수 있는 장점이 있으나, 계산량 증가 문제로 인해 실시간 사용이 어려우며, 제어기 활용에도 시간지연 등의 문제가 발생할 가능성이 있다.
Proceeding of the 17th IFAC World Congress, Seoul, Korea, July 2008. pp. 16 " 039 - 16 044) proposed a torque observer using a neural network. Powertrain systems have very nonlinear dynamics, making accurate mathematical modeling difficult. To overcome this problem, we proposed a method of predicting the transmission torque using a neural network model. Although it has the advantage of avoiding the use of a detailed mathematical model, it is difficult to use in real time due to the problem of increase in the amount of calculation, and there is a possibility of problems such as time delay in using the controller.

인용발명 4(US2009/0105039 A1)에서는, 변속기 내에서 클러치를 동작시키는 유압시스템의 상태를 파악하여 토크를 예측한다. 유압시스템의 압력, 스프링 힘, 궤환 압력 등을 통해 밸브의 위치를 파악한다. 밸브의 위치에 따른 유동량을 계산하여 클러치 구동을 위한 유압 볼륨을 계산한다. 최종적으로 유압 볼륨에 상응하는 클러치 압력을 계산하여, 클러치 로드를 파악하는 방법이다. 이러한 방법은, 유압제어가 매우 정확하다는 가정 하에서 활용이 가능하며, 전기모터 등을 이용한 구동시스템에서는 적용이 불가능하다.
In Reference 4 (US2009 / 0105039 A1), the state of the hydraulic system operating the clutch in the transmission is grasped to predict the torque. The position of the valve is determined by the pressure of the hydraulic system, the spring force, and the feedback pressure. The hydraulic volume for driving the clutch is calculated by calculating the amount of flow depending on the position of the valve. And finally calculating the clutch pressure corresponding to the hydraulic volume, thereby grasping the clutch load. This method can be utilized under the assumption that the hydraulic control is very accurate, and is not applicable to a drive system using an electric motor or the like.

인용발명 5(US2008/0147295 A1, Method for estimating clutch engagement parameters in a strategy for clutch management in a vehicle powertrain)는 클러치가 슬립상태에 있을 때 발생하는 뒤틀림 각과 그로 인해 발생하는 토크 사이의 관계를 이용하여, 클러치 토크를 예측하는 방법이다. 차량 구동계 시스템의 동적 모델을 이용하여 얻은 값과 실제 주행 중 얻은 속도센서 값을 비교하여, 비틀림각-클러치 토크 사이의 관계식의 파라미터를 규명하는 방법이다. 최적화 과정을 통해 비교적 정확한 관계식을 얻어낼 수 있는 장점이 있다. 여기서, 최적화과정은 오프라인 상에서 이루어진다. 또한, 특정 상황에서의 실험결과만을 기반으로 하기 때문에, 주행 시 발생할 수 있는 동적 상황에 대응하기에는 미흡하다고 볼 수 있다.
[0004] In US patent application Ser. No. 08 / 0147,295 A1, a method for estimating clutch engagement parameters is disclosed, which utilizes a relationship between a torque generated due to a twist angle generated when the clutch is in a slip state, Thereby estimating the clutch torque. This is a method of identifying the parameters of the relational expression between the twist angle and the clutch torque by comparing the value obtained using the dynamic model of the vehicle drive system with the speed sensor value obtained during the actual running. There is an advantage that a relatively precise relation can be obtained through the optimization process. Here, the optimization process takes place off-line. In addition, since it is based only on the experimental results in a specific situation, it can not be considered to cope with the dynamic situation that may occur when driving.

인용발명 6(US 6,640,178 B2, Process for estimating drive torque in vehicle, 2001)에서는, 토크컨버터의 특성을 이용하여 클러치토크를 예측하였다. 토크컨버터의 입출력 속도 비(출력속도/입력속도)를 우선 계산한 뒤 이를 기준 값으로 구동토크를 어떻게 추정할 것인지 결정한다. 실제 토크컨버터 입출력 속도 비가 모델 값보다 클 경우에, 추정 엔진토크와 토크컨버터 토크 비를 사용하여, 구동토크를 구한다. 이 경우 토크컨버터의 특성값(capacity)가 부정확하다는 의미이므로 엔진토크 값을 사용한다. 반대로 토크컨버터 입출력 속도 비가 모델 값보다 작을 때에는 구동토크를 엔진속도와 토크컨버터 속도 비를 이용해서 구한다. 이 경우 엔진토크가 구동축 토크보다 빨리 커지고, 반응지연이 일어나기 때문에 엔진토크 값보다 엔진속도 값을 이용하는 것이 좋다. 또한 변속 시에는 휠속도 값을 이용한다. 이러한 방법은 이미 검증된 토크컨버터의 기본적 성질을 활용한 것이지만, 토크컨버터가 없는 AMT, DCT 등에는 활용이 불가능하다. 또한 토크컨버터의 모델검증 수준에 따라 성능이 좌우되는 단점이 있다.
In US 6,640,178 B2, Process for estimating drive torque in vehicle, 2001, the clutch torque was predicted using the characteristics of the torque converter. First, calculate the input / output speed ratio (output speed / input speed) of the torque converter and then decide how to estimate the drive torque based on the reference value. When the actual torque converter input / output speed ratio is larger than the model value, the drive torque is obtained using the estimated engine torque and the torque converter torque ratio. In this case, the engine torque value is used because it means that the capacity of the torque converter is inaccurate. Conversely, when the torque converter input / output speed ratio is smaller than the model value, the drive torque is obtained using the engine speed and the torque converter speed ratio. In this case, since the engine torque becomes faster than the drive shaft torque and reaction delay occurs, it is better to use the engine speed value than the engine torque value. Also, the wheel speed value is used for shifting. This method utilizes the basic characteristics of a torque converter that has already been proven, but it is not applicable to AMT, DCT, etc., which do not have a torque converter. In addition, there is a disadvantage that the performance depends on the model verification level of the torque converter.

본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 토크센서 혹은 다른 추가적인 센서를 사용하지 않고, 기존의 차량에서 얻을 수 있는 계측신호만을 활용하여, 클러치 토크를 예측하도록 하는데 그 목적이 있다. 즉, 속도센서 측정값들과 그 차이의 적분을 이용한 토크 예측기를 우선 설계하고, 엔진토크 값을 추가정보로 사용하여 예측기를 설계함으로써 클러치 토크 예측 결과 값의 정확도를 높이도록 하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and it is an object of the present invention to predict a clutch torque by using only a measurement signal obtained in a conventional vehicle without using a torque sensor or other additional sensors. That is, it is an object of the present invention to first design the torque predictor using the integral of the speed sensor measurement values and the difference, and to increase the accuracy of the clutch torque prediction result value by designing the predictor using the engine torque value as additional information.

이와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른, 차량용 마찰 클러치 토크 예측 장치가 마찰 클러치 토크를 예측하는 방법은, (a) ECU(electronic control unit)로부터 클러치 속도값 및 휠 속도값(이하 '속도센서 측정값'이라 한다)을 수신하는 단계; (b) 상기 클러치 속도값 및 휠 속도값으로부터 구동축 토크의 1차 예측 미분값(이하 '클러치 토크 1차 예측 미분값'이라 한다)을 산출하는 단계; (c) ECU(electronic control unit)로부터 엔진토크값을 수신하는 단계; (d) 상기 단계(b)에서 산출된 클러치 토크 1차 예측 미분값 및 상기 단계(c)의 엔진토크값을, 구동축 토크의 최종 예측값(이하 '클러치 토크 최종 예측값'이라 한다) 산출을 위한 미분방정식에 대입하는 단계; 및 (e) 상기 단계(d)의 미분방정식을 연산하여 상기 클러치 토크 최종 예측값을 산출하는 단계를 포함하고, 상기 클러치 토크 1차 예측 미분값은,

Figure 112014019794379-pat00064
로 결정되고, 상기 클러치 토크 최종 예측값 산출을 위한 미분방정식은,
Figure 112014019794379-pat00065

이며, 상기 k0 는 구동축 강성, 상기 l0 는 튜닝 파라미터, 상기 ωc는 클러치 속도, 상기 ωw는 휠속도, 상기 it 는 변속기 기어비, 상기 if 는 종감속 기어비, 상기
Figure 112014019794379-pat00066
는 등가 기어비, 상기 ωe는 엔진 RPM, 상기 α는 스로틀 입력, 상기 Te (ωe,α)는 엔진토크, 상기
Figure 112014019794379-pat00067
는 클러치 토크 최종 예측값 및, 상기
Figure 112014019794379-pat00068
는 상기 클러치 토크 최종 예측값의 미분형을 의미한다.
상기
Figure 112014019794379-pat00069
는, 클러치 속도에 따라 동적으로 설정되는 값일 수 있다.
상기 ECU에서 산출되는 상기 속도센서 측정값의 정확도와 상기 엔진토크 값의 정확도를 미리 비교하여 산출된 데이터로부터, 상기 속도센서 측정값의 정확도가 더 높을 경우, 상기
Figure 112014019794379-pat00070
는 기 설정된 기준값보다 작은 값으로 설정되고, 상기 엔진토크값의 정확도가 더 높을 경우, 상기
Figure 112014019794379-pat00071
는 기 설정된 기준값보다 큰 값으로 설정될 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 차량용 마찰 클러치 토크 예측 장치는, ECU(electronic control unit)로부터 클러치 속도값 및 휠 속도값(이하 '속도센서 측정값'이라 한다) 및, 엔진토크값을 포함하는 구동축 토크의 최종 예측값(이하 '클러치 토크 최종 예측값'이라 한다) 산출용 데이터를 수신하는 데이터 수신모듈; 상기 클러치 속도값 및 휠 속도값으로부터 구동축 토크의 1차 예측 미분값(이하 '클러치 토크 1차 예측 미분값'이라 한다)을 산출하고, 상기 클러치 토크 1차 예측 미분값 및 상기 엔진토크값을, 클러치 토크 최종 예측값 산출을 위한 미분방정식에 대입하고, 상기 미분방정식을 연산하여 상기 클러치 토크 최종 예측값을 산출하는 클러치 토크 예측값 산출모듈; 상기 클러치 토크 최종 예측값 산출용 데이터를 저장하는 데이터 저장부; 및 상기 각 구성요소를 제어하여 클러치 토크 최종 예측값 산출을 위한 일련의 처리를 수행하는 제어부를 포함하고, 상기 클러치 토크 1차 예측 미분값은,
Figure 112014019794379-pat00072
로 결정되고, 상기 클러치 토크 최종 예측값 산출을 위한 미분방정식은,
Figure 112014019794379-pat00073

이며, 여기서, 상기 k0 는 구동축 강성, 상기 l0 는 튜닝 파라미터, 상기 ωc는 클러치 속도, 상기 ωw는 휠속도, 상기 it 는 변속기 기어비, 상기 if 는 종감속 기어비, 상기
Figure 112014019794379-pat00074
는 등가 기어비, 상기 ωe는 엔진 RPM, 상기 α는 스로틀 입력, 상기 Te (ωe,α)는 엔진토크, 상기
Figure 112014019794379-pat00075
는 클러치 토크 최종 예측값 및, 상기
Figure 112014019794379-pat00076
는 상기 클러치 토크 최종 예측값의 미분형을 의미한다.
상기 차량용 마찰 클러치 토크 예측 장치는, 상기
Figure 112014019794379-pat00077
를 클러치 속도에 따라 동적으로 조정하는 튜닝 파라미터 조정모듈을 더 포함할 수 있다.
상기 클러치 토크 예측값 산출용 데이터에는 튜닝 파라미터
Figure 112014019794379-pat00078
를 더 포함하고, 상기 ECU에서 산출되는 상기 속도센서 측정값의 정확도와 상기 엔진토크 값의 정확도를 미리 비교하여 산출된 데이터로부터, 상기 속도센서 측정값의 정확도가 더 높을 경우, 상기
Figure 112014019794379-pat00079
는 기 설정된 기준값보다 작은 값으로 설정되고, 상기 엔진토크값의 정확도가 더 높을 경우, 상기
Figure 112014019794379-pat00080
는 기 설정된 기준값보다 큰 값으로 설정될 수 있다.In order to achieve the above object, a method for predicting a friction clutch torque for a vehicle according to the present invention for estimating a friction clutch torque comprises the steps of: (a) calculating a clutch speed value and a wheel speed value from an electronic control unit (ECU) Quot; measurement value "); (b) calculating a primary predicted differential value (hereinafter referred to as 'clutch torque primary differential value') of the drive shaft torque from the clutch speed value and the wheel speed value; (c) receiving an engine torque value from an electronic control unit (ECU); (d) calculating the clutch torque first-order differential value calculated in the step (b) and the engine torque value of the step (c) as a derivative for calculating a final predicted value of the drive shaft torque (hereinafter referred to as clutch torque final predicted value) Into an equation; And (e) computing a differential equation of the step (d) to calculate the clutch torque final predicted value, wherein the clutch torque first-
Figure 112014019794379-pat00064
And the differential equation for calculating the final clutch torque torque value is determined as:
Figure 112014019794379-pat00065

And, wherein k 0 is a rigid drive shaft, wherein l 0 is a tuning parameter, ω c is the clutch speed, the wheel speed ω w is the i t is the transmission gear ratio, the reduction gear ratio i f the species, the
Figure 112014019794379-pat00066
Is equivalent to the gear ratio, the ω e of the engine RPM, the α is the throttle input, and the T e (ω e, α) is the engine torque, the
Figure 112014019794379-pat00067
Is the clutch torque final predicted value,
Figure 112014019794379-pat00068
Means the differential type of the final estimated value of the clutch torque.
remind
Figure 112014019794379-pat00069
May be a value dynamically set according to the clutch speed.
When the accuracy of the speed sensor measured value is higher than the calculated data by comparing the accuracy of the speed sensor measured value calculated by the ECU with the accuracy of the engine torque value in advance,
Figure 112014019794379-pat00070
Is set to a value smaller than a preset reference value, and when the accuracy of the engine torque value is higher,
Figure 112014019794379-pat00071
May be set to a value larger than a preset reference value.
According to another aspect of the present invention, there is provided an apparatus for predicting a friction clutch torque for a vehicle, including: a clutch torque sensor for detecting a friction torque applied to a drive shaft including a clutch speed value and a wheel speed value A data receiving module that receives data for calculating a final estimated value of the torque (hereinafter referred to as " clutch torque final predicted value "); (Hereinafter referred to as " clutch torque first-order predicted differential value ") from the clutch speed value and the wheel speed value, and outputs the clutch torque first-order differential value and the engine torque value, A clutch torque predicted value calculating module that calculates a final clutch torque predicted value by calculating the differential equation for calculating a final clutch torque predicted value; A data storage unit for storing the clutch torque final predicted value calculation data; And a controller for controlling each of the components to perform a series of processes for computing a final clutch torque estimate, wherein the clutch torque first-
Figure 112014019794379-pat00072
And the differential equation for calculating the final clutch torque torque value is determined as:
Figure 112014019794379-pat00073

And, where k 0 is the rigid drive shaft, wherein l 0 is a tuning parameter, ω c is the clutch speed, the wheel speed ω w is the i t is the transmission gear ratio, the reduction gear ratio i f the species, the
Figure 112014019794379-pat00074
Is equivalent to the gear ratio, the ω e of the engine RPM, the α is the throttle input, and the T e (ω e, α) is the engine torque, the
Figure 112014019794379-pat00075
Is the clutch torque final predicted value,
Figure 112014019794379-pat00076
Means the differential type of the final estimated value of the clutch torque.
The vehicle friction clutch torque predicting apparatus according to claim 1,
Figure 112014019794379-pat00077
And a tuning parameter adjustment module that dynamically adjusts the clutch speed according to the clutch speed.
The clutch torque predictive value calculation data includes a tuning parameter
Figure 112014019794379-pat00078
Wherein when the accuracy of the speed sensor measured value is higher than the calculated data by comparing the accuracy of the speed sensor measured value calculated by the ECU with the accuracy of the engine torque value in advance,
Figure 112014019794379-pat00079
Is set to a value smaller than a preset reference value, and when the accuracy of the engine torque value is higher,
Figure 112014019794379-pat00080
May be set to a value larger than a preset reference value.

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본 발명에 의하면, 토크센서 혹은 다른 추가적인 센서를 사용하지 않고, 기존의 차량에서 얻을 수 있는 계측신호만을 활용하여, 클러치 토크를 예측하도록 한다. 즉, 속도센서 측정값들과 그 차이의 적분을 이용한 토크 예측기를 우선 설계하고, 엔진토크 값을 추가정보로 사용하여 예측기를 설계함으로써 클러치 토크 예측 결과 값의 정확도를 높이도록 하는 효과가 있다.According to the present invention, the clutch torque is predicted by using only the measurement signals obtained in the existing vehicle, without using the torque sensor or other additional sensors. That is, the torque predictor using the integral of the speed sensor measurement values and the difference is first designed, and the predictor is designed by using the engine torque value as the additional information, thereby improving the accuracy of the clutch torque prediction result value.

도 1은 차량의 구동계 모델의 개략도.
도 2는 노이즈가 포함된 구동축의 회전속도 및 휠속도 신호 측정값의 실시예를 나타내는 도면.
도 3은 노이즈가 포함된 구동축의 회전속도 및 휠속도 신호 측정값에 기반한 토크 예측 결과값 및 구동축 상에서 실제 전달되고 있는 토크값의 실시예를 나타내는 도면.
도 4는 본 발명에 따른 토크 예측을 위한 시스템 구성을 나타내는 도면.
도 5는 본 발명에 따른 차량용 마찰 클러치 토크 예측 장치의 내부 구성을 나타내는 도면.
도 6은 차량 구동계의 엔진속도 및 클러치 속도 출력값을 나타내는 도면.
도 7은 엔진토크값에 의해 보정된 토크 예측 결과값 및 구동축 상에서 실제 전달되고 있는 토크값의 실시예를 나타내는 도면.1 is a schematic view of a drive system model of a vehicle;
Fig. 2 is a view showing an embodiment of a rotational speed and a wheel speed signal measurement value of a drive shaft including noise; Fig.
3 shows an embodiment of the torque prediction result value based on the rotational speed of the drive shaft and the wheel speed signal measurement value including the noise and the actual torque value actually transmitted on the drive shaft.
4 is a diagram showing a system configuration for torque prediction according to the present invention;
5 is a view showing an internal configuration of a vehicle friction clutch torque predicting device according to the present invention.
6 is a view showing an engine speed and a clutch speed output value of a vehicle drive system;
7 is a view showing an embodiment of a torque prediction result value corrected by the engine torque value and an actually transmitted torque value on the drive shaft;

이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Prior to this, terms and words used in the present specification and claims should not be construed as limited to ordinary or dictionary terms, and the inventor should appropriately interpret the concepts of the terms appropriately It should be interpreted in accordance with the meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention based on the principle that it can be defined. Therefore, the embodiments described in this specification and the configurations shown in the drawings are merely the most preferred embodiments of the present invention and do not represent all the technical ideas of the present invention. Therefore, It is to be understood that equivalents and modifications are possible.

도 1은 차량의 구동계 모델의 개략도이다.1 is a schematic view of a drive system model of a vehicle.

본 도면은 구동계 모델 각 부분에 걸리는 힘, 토크, 각속도 등을 표시한 도면이다. 엔진부(110)에서 Je 는 엔진 관성 모멘트, Te 는 엔진토크, ωe는 엔진 RPM, α는 스로틀 입력을 의미하고, 클러치부(120)에서, Jc 는 클러치 관성 모멘트, Tc 는 클러치 토크, ωc는 클러치 속도, Fn 은 클러치 체결력을 의미한다. 트랜스미션부(130)에서 it 는 변속기(131)의 기어비, if 는 종감속기어(132)의 기어비, b0 는 댐핑계수, k0 는 구동축 강성을 의미하고, T0 는 클러치 토크 예측을 위한 구동축 토크(변속기 후단에서 종감속기어 사이, 이하 '클러치 토크 예측값'이라 한다)를 의미한다. 또한 Jv 는 차량 몸체부(vehicle mass)(140) 전체의 관성 모멘트를 의미한다.
This figure shows the force, torque, angular velocity and the like applied to each part of the drivetrain model. In J e of the engine moment of inertia, T e is engine torque, ω e of the engine RPM, α refers to a throttle input, and the clutch unit 120 in the engine unit (110), J c is the clutch moment of inertia, T c is clutch torque, ω c is, F n clutch speed means a clutch engaging force. In the transmission part 130, i t denotes a gear ratio of the transmission 131, i f denotes a gear ratio of the longitudinal reduction gear 132, b 0 denotes a damping coefficient, k 0 denotes drive shaft stiffness, T 0 denotes clutch torque prediction (Hereinafter referred to as " clutch torque predicted value "). J v denotes the moment of inertia of the entire vehicle mass 140.

도 2는 노이즈가 포함된 구동축의 회전속도 및 휠속도 신호 측정값의 실시예를 나타내는 도면이다.2 is a view showing an embodiment of a rotational speed and a wheel speed signal measurement value of a drive shaft including noise.

자동변속기의 일종인 듀얼클러치변속기(DCT)의 경우, 2000년대 초반에 폭스바겐의 골프에 장착된 이래, 여러 양산 차량에 장착되어 성공적인 상용화를 이루어가고 있다. 현재까지 장착된 시스템의 형태는, 유압시스템을 이용한 제어를 통해, 습식클러치를 사용하는 것이었다. 습식클러치는 냉각효과 및 완충효과를 얻을 수 있어 유리하다. 유압시스템의 사용은 작은 압력을 이용하여 매우 큰 힘을 얻을 수 있는 특징을 활용하여, 엔진토크를 커버할 수 있는 구동시스템을 제공한다.In the case of the dual clutch transmission (DCT), which is a kind of automatic transmission, since it was installed in Volkswagen's golf in the early 2000s, it has been installed in various mass-production vehicles and has been successfully commercialized. Until now, the type of system installed was to use a wet clutch through control using a hydraulic system. The wet clutch is advantageous in that a cooling effect and a buffering effect can be obtained. The use of a hydraulic system provides a drive system that can cover the engine torque utilizing features that can achieve very high forces using small pressures.

최근에는 좀 더 높은 에너지 효율 향상을 위하여, 건식클러치와 전기모터를 사용한 형태의 시스템이 개발되고 있다. 건식클러치는 토크전달효율이 높은 대신 발열 및 마모의 문제가 있으며, 전기모터는 온도에 민감한 특성이 있다. 이러한 어려움들은 올바른 제어기 설계를 통하여 개선될 수 있으며, 이를 위해서는 우선적으로 클러치 토크의 예측이 필요하다. 피드백제어기를 설계하기 위해서는 계측 값을 이용하여 에러 값을 계산해야 하기 때문이다.In recent years, a system using a dry clutch and an electric motor has been developed for higher energy efficiency. The dry clutch has a problem of heat generation and wear instead of high torque transmission efficiency, and the electric motor has a temperature sensitive characteristic. These difficulties can be improved through proper controller design, which requires predicting the clutch torque first. This is because the error value must be calculated using the measured values in order to design the feedback controller.

일반적인 방법은 변속기 후면에 위치한 구동축의 회전속도, 즉 클러치 속도값과 휠 속도값의 차이를 통해 토크를 얻어내는 방법이다. 이를 속도센서 기반 토크예측기라 하자. 이러한 회전속도 값과 휠 속도값 등은 차량의 ECU(electronic control unit)에 포함된 속도센서 등에 의해 측정될 수 있다. 구동축의 강성은 변속기의 강성보다 작은 값을 가진다. 기어변속과 같이 전달 토크의 변화가 순간적으로 발생할 경우에 이와 같은 방법을 사용할 수 있다. 개요는 다음과 같다.A typical method is to obtain the torque through the difference between the rotational speed of the drive shaft located at the rear of the transmission, that is, the clutch speed value and the wheel speed value. This is called a torque sensor based torque estimator. The rotational speed value, the wheel speed value, and the like can be measured by a speed sensor included in an electronic control unit (ECU) of the vehicle. The rigidity of the drive shaft is smaller than the rigidity of the transmission. Such a method can be used when a change in transmission torque occurs instantaneously, such as in a gear shift. The outline is as follows.

클러치 토크 예측을 위한 구동축 토크(변속기 후단에서 종감속기어 사이), 즉 전술한 바와 같은 클러치 토크 예측값을 표현하면, 수학식 1과 같은 토션바 모델 (torsion bar)을 사용하여 나타낼 수 있다.
Expression of the drive shaft torque for predicting the clutch torque (between the longitudinal reduction gear at the rear end of the transmission), that is, the clutch torque predicted value as described above, can be expressed using a torsion bar model as shown in Equation (1).

Figure 112012053091319-pat00018
Figure 112012053091319-pat00018

여기서 T0 는 클러치 토크 예측값, k0 는 구동축 강성, b0 는 댐핑계수를 나타낸다. θc,θw 는 각각 클러치와 휠의 회전각 위치를 나타내며, ωc, ωw 는 각각 클러치와 휠의 회전속도를 나타낸다. it, if 는 각각 변속기 기어비와 종감속 기어비를 나타낸다.Where T 0 is the clutch torque predicted value, k 0 is the drive shaft stiffness, and b 0 is the damping coefficient. θ c and θ w denote the rotational angular positions of the clutch and the wheel, respectively , and ω c and ω w denote the rotational speeds of the clutch and the wheel, respectively. i t and i f denote the transmission gear ratio and the longitudinal reduction gear ratio, respectively.

여기서 측정할 수 있는 항 만을 남기면, 수학식 2로서 재표현된 식을 통해 예측 토크값

Figure 112012053091319-pat00019
를 구할 수 있다.
Here, if only the term that can be measured is left, the predicted torque value < RTI ID = 0.0 >
Figure 112012053091319-pat00019
Can be obtained.

Figure 112012053091319-pat00020
Figure 112012053091319-pat00020

이로부터, ω c , ω w 값을 측정할 수 있다면 수치적분을 통해 클러치 토크의 예측값을 구해낼 수 있다. 그러나 일반적으로는 모든 센서에 노이즈가 포함되어 있기 때문에 전술한 방법은 문제를 발생시킬 수 있다. 즉, 도 2에 나타난 바와 같이 구동축의 회전속도 및 휠속도 측정값에 노이즈가 포함되어 있는 경우, 적분으로 인한 문제가 발생한다.
From this, there can be measured ω c, ω w value can save about the predicted value of the clutch torque through the numerical integration. However, in general, since all the sensors include noise, the above-described method can cause problems. That is, as shown in FIG. 2, when noise is contained in the rotational speed and wheel speed measurement value of the drive shaft, a problem arises due to integration.

도 3은 노이즈가 포함된 구동축의 회전속도 및 휠속도 신호 측정값에 기반한 토크 예측 결과값 및 구동축 상에서 실제 전달되고 있는 토크값의 실시예를 나타내는 도면이다.3 is a view showing an embodiment of a torque prediction result value based on the rotational speed of the drive shaft including noise and the measured value of the wheel speed signal and a torque value actually transmitted on the drive shaft.

차량이 정지 상태에서 출발하는 동작을 시뮬레이션 하였을 때, 예측된 클러치 토크는 위의 식에서 구한 값에 변속기 해당 기어비를 곱해준 것으로 구할 수 있다. 도 2에서와 같이 노이즈가 포함된, 구동축의 회전속도 및 휠속도 측정 센서 값을 그대로 사용할 경우, 도 3에 나타난 바와 같이 클러치 토크 예측값은 실제 클러치 토크 값에 수렴하지 않는 것을 확인할 수 있다.
When simulating an operation in which the vehicle starts from a standstill, the predicted clutch torque can be obtained by multiplying the value obtained by the above equation by the corresponding gear ratio of the transmission. As shown in FIG. 2, when the rotational speed of the drive shaft and the wheel speed measurement sensor value including the noise are used as they are, it can be seen that the clutch torque predicted value does not converge to the actual clutch torque value as shown in FIG.

도 4는 본 발명에 따른 토크 예측을 위한 시스템 구성을 나타내는 도면이다.4 is a diagram illustrating a system configuration for torque prediction according to the present invention.

클러치 액츄에이터(clutch actuator)(410)는 클러치가 체결되어 주행중 안정적으로 체결상태가 유지되도록 제어한다. 도면에서 F n 은 클러치 체결력을 의미한다. 이러한 클러치 액츄에이터(410)에 의해 체결된 클러치에 실제 걸리고 있는 클러치 토크값 T c 가 차량 구동축(vehicle driveline)(420)으로 전달된다. 차량 구동축으로부터 발생되는 엔진 RPM ω e 값은 엔진(430)으로 전달되고, 이러한 ω e 값 및 스로틀(throttle) 입력 α로부터 엔진토크값 T e 가 산출된다. 또한 차량 구동축으로부터 발생되는 클러치 속도 ω c , 휠 속도ω w 값 및, 전술한 엔진 RPM ω e 값과 엔진토크값 T e 는 차량용 마찰 클러치 토크 예측 장치(500)로 전달되어, 클러치의 예측 토크값을 산출하게 된다.The clutch actuator 410 controls the clutch so that the clutch is engaged and stably maintained in the engaged state during running. In the drawing, F n denotes a clutch engagement force. The clutch torque value T c actually applied to the clutch engaged by the clutch actuator 410 is transmitted to the vehicle driveline 420. Engine RPM ω e value is generated from the vehicle drive shaft is transmitted to the engine 430, the engine torque T e is calculated from this value ω e and the throttle (throttle) type α. The clutch speed ? C , the wheel speed ? W , and the engine RPM ? E and the engine torque value T e , which are generated from the vehicle drive shaft, are transmitted to the vehicle friction clutch torque predicting apparatus 500, .

이러한 클러치 속도, 휠 속도 및 엔진토크 등은 차량의 ECU(미도시)에서 측정할 수 있다.The clutch speed, the wheel speed, the engine torque, and the like can be measured by an ECU (not shown) of the vehicle.

차량용 마찰 클러치 토크 예측 장치(500)는 다음의 프로세스에 의해 클러치 토크값을 예측해 낼 수 있다. 즉, 차량용 마찰 클러치 토크 예측 장치(500)는 ECU로부터 클러치 속도값 및 휠 속도값(이하 '속도센서 측정값'이라 한다)을 수신하고, 상기 클러치 속도값 및 휠 속도값으로부터 구동축 토크의 1차 예측 미분값(이하 '클러치 토크 1차 예측 미분값'이라 한다)을 산출할 수 있다. 이때 클러치 토크 1차 예측 미분값은,
The vehicle friction clutch torque prediction apparatus 500 can predict the clutch torque value by the following process. That is, the vehicular friction clutch torque predicting apparatus 500 receives the clutch speed value and the wheel speed value (hereinafter, referred to as 'speed sensor measurement value') from the ECU, (Hereinafter referred to as " clutch torque first-order differential value "). In this case, the clutch torque first-

Figure 112012053091319-pat00021
Figure 112012053091319-pat00021

와 같이 결정될 수 있다.. ≪ / RTI >

이후, 차량용 마찰 클러치 토크 예측 장치(500)는 ECU(electronic control unit)로부터 엔진토크값을 수신하여, 앞에서 산출된 클러치 토크 1차 예측 미분값 및 상기 엔진토크값을, 구동축 토크의 최종 예측값(이하 '클러치 토크 최종 예측값'이라 한다) 산출을 위한 미분방정식에 대입하고, 그 미분방정식을 연산하여 상기 클러치 토크 최종 예측값을 산출하게 된다.Thereafter, the vehicular friction clutch torque predicting apparatus 500 receives the engine torque value from the ECU (electronic control unit), and outputs the clutch torque first-order differential value and the engine torque value calculated in advance to the final predicted value (Hereinafter, referred to as " clutch torque final predicted value "), and calculates the final estimated value of the clutch torque by calculating the differential equation.

상기 클러치 토크 최종 예측값 산출을 위한 미분방정식은,
The differential equation for calculating the final estimated clutch torque value is:

Figure 112012053091319-pat00022
Figure 112012053091319-pat00022

이며, 여기서 클러치 토크 최종 예측값인

Figure 112012053091319-pat00023
의 해를 연산해 냄으로써 클러치 토크를 예측하게 된다., Where the clutch torque final predicted value
Figure 112012053091319-pat00023
Thereby estimating the clutch torque.

위 수학식 3, 4에서, k 0 는 구동축 강성, l 0 는 튜닝 파라미터, ωc는 클러치 속도, ωw는 휠속도, i t 는 변속기 기어비, i f 는 종감속 기어비,

Figure 112012053091319-pat00024
는 등가 기어비, ωe는 엔진 RPM, α는 스로틀 입력, T e (ωe,α)는 엔진토크,
Figure 112012053091319-pat00025
는 클러치 토크 최종 예측값 및,
Figure 112012053091319-pat00026
는 상기 클러치 토크 최종 예측값의 미분형을 의미한다.
In the above equation 3, 4, k 0 is a rigid drive shaft, l 0 is a tuning parameter, ω c is the clutch speed, ω w is the wheel speed, the transmission gear ratio i t, i f the species reduction gear ratio,
Figure 112012053091319-pat00024
E is the engine RPM, alpha is the throttle input, T e (? E ,?) Is the engine torque,
Figure 112012053091319-pat00025
Is the clutch torque final predicted value,
Figure 112012053091319-pat00026
Means the differential type of the final estimated value of the clutch torque.

전술한 바와 같이 클러치 토크를 예측하는 방법은 클러치 체결 및 분리과정에서 슬립이 일어날 때 뿐만 아니라, 체결이 완료된 상태에서도 적용이 가능하다. 즉, 양수의 값을 갖는 이득(gain)인 튜닝 파라미터

Figure 112012053091319-pat00027
을, 클러치 속도에 따라 변화시키면 클러치 체결상태에서도 전달토크를 비교적 정확하게 예측할 수 있다. 이와 같이
Figure 112012053091319-pat00028
는 클러치 속도에 따라 동적으로 설정되는 값으로 하는 것이 바람직하다.As described above, the method of predicting the clutch torque can be applied not only when the slip occurs in the clutch engagement and disengagement process, but also when the engagement is completed. That is, a tuning parameter that is a gain having a positive value
Figure 112012053091319-pat00027
Is varied according to the clutch speed, it is possible to predict the transmission torque relatively accurately even in the clutch engaged state. like this
Figure 112012053091319-pat00028
Is set to a value dynamically set according to the clutch speed.

한편,

Figure 112012053091319-pat00029
는 상기 속도센서 측정값과 엔진토크 값에 대하여 어느 값에 더 큰 비중을 둘 것인지를 선택하는 용도로 사용할 수 있다. 즉, 속도센서의 값이 더 정확하다면
Figure 112012053091319-pat00030
를 작은 값으로 정해주고, 반대로 엔진토크 값을 더 신뢰할 수 있다면
Figure 112012053091319-pat00031
를 큰 값으로 정하도록 한다.Meanwhile,
Figure 112012053091319-pat00029
Can be used to select which of the values of the speed sensor measurement value and the engine torque value is given a greater weight. That is, if the value of the speed sensor is more accurate
Figure 112012053091319-pat00030
To a smaller value, and conversely if the engine torque value is more reliable
Figure 112012053091319-pat00031
Is set to a large value.

예를 들어, 상기 ECU에서 산출되는 상기 속도센서 측정값의 정확도와 상기 엔진토크 값의 정확도를 미리 비교하여 산출된 데이터로부터 상기 속도센서 측정값의 정확도가 높아 더 신뢰성이 있다고 판단된 경우, 상기

Figure 112012053091319-pat00032
는 기 설정된 기준값보다 작은 값으로 설정되고, 반면에 상기 엔진토크값의 정확도가 높아 더 신뢰성이 있다고 판단될 경우, 상기
Figure 112012053091319-pat00033
는 기 설정된 기준값보다 큰 값으로 설정되도록 할 수 있는 것이다. 이와 같은 기술적 사상의 범위 안에서, 상기
Figure 112012053091319-pat00034
의 결정함에 있어 세부적으로는 다양한 방법을 택할 수 있음은 물론이다.
For example, if it is determined from the calculated data that the accuracy of the speed sensor measurement value calculated by the ECU is in advance with the accuracy of the engine torque value and the accuracy of the speed sensor measurement value is high and more reliable,
Figure 112012053091319-pat00032
Is set to a value smaller than a preset reference value, whereas when the accuracy of the engine torque value is high and it is determined that the engine torque value is more reliable,
Figure 112012053091319-pat00033
May be set to a value larger than a preset reference value. Within the scope of such technical ideas,
Figure 112012053091319-pat00034
It is needless to say that various methods can be selected in detail.

도 5는 본 발명에 따른 차량용 마찰 클러치 토크 예측 장치(500)의 내부 구성을 나타내는 도면이다.5 is a diagram showing an internal configuration of a vehicle friction clutch torque predicting apparatus 500 according to the present invention.

제어부(510)는 상기 각 구성요소를 제어하여 클러치 토크 최종 예측값 산출을 위한 일련의 처리를 수행한다.The control unit 510 controls the respective components to perform a series of processes for computing the final estimated clutch torque value.

데이터 수신모듈(520)은 ECU로부터 클러치 속도값 및 휠 속도값(이하 '속도센서 측정값'이라 한다) 및, 엔진토크값을 포함하는 클러치 토크 최종 예측값 산출용 데이터를 수신한다.The data receiving module 520 receives the clutch torque final predicted value calculation data including the clutch speed value and the wheel speed value (hereinafter, referred to as 'speed sensor measurement value') and the engine torque value from the ECU.

데이터 저장부(530)는 상기 클러치 토크 최종 예측값 산출용 데이터를 저장한다.The data storage unit 530 stores the clutch torque final predicted value calculation data.

클러치 토크 예측값 산출모듈(540)은 상기 클러치 속도값 및 휠 속도값으로부터 클러치 토크 1차 예측 미분값을 산출하고, 상기 클러치 토크 1차 예측 미분값 및 상기 엔진토크값을, 클러치 토크 최종 예측값 산출을 위한 미분방정식에 대입하고, 상기 미분방정식을 연산하여 상기 클러치 토크 최종 예측값을 산출한다. 산출하는 상세한 방법은 도 4를 참조하여 전술한 바 있다.The clutch torque predicted value calculation module 540 calculates the clutch torque first-order differential value from the clutch speed value and the wheel speed value, and outputs the clutch torque first-order differential value and the engine torque value as the clutch torque final predicted value And the differential equation is calculated to calculate the final clutch torque predicted value. The detailed method of calculating is described above with reference to Fig.

튜닝 파라미터 조정모듈(550)은 상기

Figure 112012053091319-pat00035
를 클러치 속도에 따라 동적으로 조정하는 역할을 수행한다. 또한 속도센서 측정값과 엔진토크 값에 대하여 어느 값에 더 큰 비중을 둘 것인지를 선택하는 용도로 상기
Figure 112012053091319-pat00036
를 조정하는 역할을 수행할 수도 있다. 이와 같은
Figure 112012053091319-pat00037
값의 동적설정 및, 속도센서 측정값과 엔진토크 값에 대하여 어느 값에 더 큰 비중을 둘 것인지를 선택하는 용도로
Figure 112012053091319-pat00038
값을 사용하는 방법에 대하여도 도 4를 참조하여 전술한 바 있다.
The tuning parameter adjustment module 550 determines
Figure 112012053091319-pat00035
To adjust dynamically according to the clutch speed. In addition, as an application for selecting which of the values of the speed sensor measured value and the engine torque value will be given a greater weight,
Figure 112012053091319-pat00036
And the like. Such
Figure 112012053091319-pat00037
The dynamic setting of the value, and the selection of which value is to be given a greater weight for the speed sensor measured value and the engine torque value
Figure 112012053091319-pat00038
The method of using the values has been described above with reference to FIG.

도 6은 차량 구동계의 엔진속도 및 클러치 속도 출력값을 나타내는 도면이다.
6 is a diagram showing an engine speed and a clutch speed output value of the vehicle drive system.

도 7은 엔진토크값에 의해 보정된 토크 예측 결과값 및 구동축 상에서 실제 전달되고 있는 토크값의 실시예를 나타내는 도면이다.7 is a diagram showing an embodiment of the torque prediction result value corrected by the engine torque value and the torque value actually transmitted on the drive shaft.

도 3의 경우와 같은 조건으로 도 7의 경우에도 속도 계측신호에 노이즈가 포함되어 있다. 그러나 도 7의 경우는 본 발명에 따라 엔진토크를 이용하여 보정한 결과 그래프를 나타내는 것으로서, 클러치 토크의 예측값이 실제 토크 값에 수렴하는 것을 볼 수 있다. 따라서, 도 4 및 도 5를 참조하여 설명한 바와 같은, 본 발명에 따른 새로운 예측 방법은 기존 구동축 토크에만 의존한 예측기와 비교했을 때 노이즈에 강인한 성능을 가지는 것을 알 수 있다. 또한 실 토크 값에 근접한 예측 성능을 얻을 수 있다. 또한 도 4를 참조하여 전술한 바와 같이

Figure 112012053091319-pat00039
의 값을 조절하여, 구동축 속도와 엔진토크의 정확도에 따라 클러치 토크 예측값을 더욱 신뢰성 있게 결정할 수 있다.
In the case of FIG. 7 under the same condition as in FIG. 3, noise is included in the speed measurement signal. However, in the case of FIG. 7, a graph showing the result of correction using the engine torque according to the present invention shows that the predicted value of the clutch torque converges to the actual torque value. Therefore, it can be seen that the new prediction method according to the present invention as described with reference to FIGS. 4 and 5 has a noise-robust performance as compared with a predictor that depends only on the existing drive shaft torque. Further, prediction performance close to the actual torque value can be obtained. Also, as described above with reference to FIG. 4
Figure 112012053091319-pat00039
The clutch torque predicted value can be more reliably determined according to the accuracy of the drive shaft speed and the engine torque.

110: 엔진부 120: 클러치부
130: 트랜스미션부 131: 변속기
132: 종감속기어 140: 차량몸체부
410: 클러치 액츄에이터 420: 차량 구동축
430: 엔진 500: 차량용 마찰 클러치 토크 예측장치
510: 제어부 520: 데이터 수신모듈
530: 데이터 저장부 540: 클러치 토크 예측값 산출모듈
550: 튜닝 파라미터 조정모듈110: engine unit 120: clutch unit
130: transmission section 131: transmission
132: longitudinal reduction gear 140: vehicle body portion
410: clutch actuator 420:
430: engine 500: vehicle friction clutch torque predicting device
510: control unit 520: data receiving module
530: Data storage unit 540: Clutch torque predictive value calculation module
550: tuning parameter adjustment module

Claims (8)

차량용 마찰 클러치 토크 예측 장치가 마찰 클러치 토크를 예측하는 방법으로서,
(a) ECU(electronic control unit)로부터 클러치 속도값 및 휠 속도값(이하 '속도센서 측정값'이라 한다)을 수신하는 단계;
(b) 상기 클러치 속도값 및 휠 속도값으로부터 구동축 토크의 1차 예측 미분값(이하 '클러치 토크 1차 예측 미분값'이라 한다)을 산출하는 단계;
(c) ECU(electronic control unit)로부터 엔진토크값을 수신하는 단계;
(d) 상기 단계(b)에서 산출된 클러치 토크 1차 예측 미분값 및 상기 단계(c)의 엔진토크값을, 구동축 토크의 최종 예측값(이하 '클러치 토크 최종 예측값'이라 한다) 산출을 위한 미분방정식에 대입하는 단계; 및
(e) 상기 단계(d)의 미분방정식을 연산하여 상기 클러치 토크 최종 예측값을 산출하는 단계
를 포함하고,
상기 클러치 토크 1차 예측 미분값은,
Figure 112014019794379-pat00081

로 결정되고,
상기 클러치 토크 최종 예측값 산출을 위한 미분방정식은,
Figure 112014019794379-pat00082

이며,
상기 k0 는 구동축 강성, 상기 l0 는 튜닝 파라미터, 상기 ωc는 클러치 속도, 상기 ωw는 휠속도, 상기 it 는 변속기 기어비, 상기 if 는 종감속 기어비, 상기
Figure 112014019794379-pat00083
는 등가 기어비, 상기 ωe는 엔진 RPM, 상기 α는 스로틀 입력, 상기 Te (ωe,α)는 엔진토크, 상기
Figure 112014019794379-pat00084
는 클러치 토크 최종 예측값 및, 상기
Figure 112014019794379-pat00085
는 상기 클러치 토크 최종 예측값의 미분형을 의미하는 것
을 특징으로 하는 차량용 마찰 클러치 토크 예측 방법.
CLAIMS 1. A method for predicting a friction clutch torque for an automotive vehicle,
(a) receiving a clutch speed value and a wheel speed value (hereinafter referred to as 'speed sensor measurement value') from an ECU (electronic control unit);
(b) calculating a primary predicted differential value (hereinafter referred to as 'clutch torque primary differential value') of the drive shaft torque from the clutch speed value and the wheel speed value;
(c) receiving an engine torque value from an electronic control unit (ECU);
(d) calculating the clutch torque first-order differential value calculated in the step (b) and the engine torque value of the step (c) as a derivative for calculating a final predicted value of the drive shaft torque (hereinafter referred to as clutch torque final predicted value) Into an equation; And
(e) computing the differential equation of the step (d) and calculating the final estimated clutch torque value
Lt; / RTI >
The clutch torque first-order predictive differential value is calculated by:
Figure 112014019794379-pat00081

Lt; / RTI >
The differential equation for calculating the final estimated clutch torque value is:
Figure 112014019794379-pat00082

Lt;
Wherein k 0 is a rigid drive shaft, wherein l 0 is a tuning parameter, ω c is the clutch speed, the wheel speed ω w is the i t is the transmission gear ratio, the reduction gear ratio i f the species, the
Figure 112014019794379-pat00083
Is equivalent to the gear ratio, the ω e of the engine RPM, the α is the throttle input, and the T e (ω e, α) is the engine torque, the
Figure 112014019794379-pat00084
Is the clutch torque final predicted value,
Figure 112014019794379-pat00085
Means a differential type of the final estimated value of the clutch torque
Wherein the friction clutch torque estimating method comprises:
삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기
Figure 112014019794379-pat00045
는,
클러치 속도에 따라 동적으로 설정되는 값인 것
을 특징으로 하는 차량용 마찰 클러치 토크 예측 방법.The method according to claim 1,
remind
Figure 112014019794379-pat00045
Quot;
Which is dynamically set according to the clutch speed
Wherein the friction clutch torque estimating method comprises: 청구항 1에 있어서,
상기 ECU에서 산출되는 상기 속도센서 측정값의 정확도와 상기 엔진토크 값의 정확도를 미리 비교하여 산출된 데이터로부터,
상기 속도센서 측정값의 정확도가 더 높을 경우, 상기
Figure 112014019794379-pat00046
는 기 설정된 기준값보다 작은 값으로 설정되고,
상기 엔진토크값의 정확도가 더 높을 경우, 상기
Figure 112014019794379-pat00047
는 기 설정된 기준값보다 큰 값으로 설정되는 것
을 특징으로 하는 차량용 마찰 클러치 토크 예측 방법.The method according to claim 1,
From the data calculated by previously comparing the accuracy of the speed sensor measured value calculated by the ECU with the accuracy of the engine torque value,
When the accuracy of the speed sensor measurement value is higher,
Figure 112014019794379-pat00046
Is set to a value smaller than a preset reference value,
When the accuracy of the engine torque value is higher,
Figure 112014019794379-pat00047
Is set to a value larger than a preset reference value
Wherein the friction clutch torque estimating method comprises: 차량용 마찰 클러치 토크 예측 장치로서,
ECU(electronic control unit)로부터 클러치 속도값 및 휠 속도값(이하 '속도센서 측정값'이라 한다) 및, 엔진토크값을 포함하는 구동축 토크의 최종 예측값(이하 '클러치 토크 최종 예측값'이라 한다) 산출용 데이터를 수신하는 데이터 수신모듈;
상기 클러치 속도값 및 휠 속도값으로부터 구동축 토크의 1차 예측 미분값(이하 '클러치 토크 1차 예측 미분값'이라 한다)을 산출하고, 상기 클러치 토크 1차 예측 미분값 및 상기 엔진토크값을, 클러치 토크 최종 예측값 산출을 위한 미분방정식에 대입하고, 상기 미분방정식을 연산하여 상기 클러치 토크 최종 예측값을 산출하는 클러치 토크 예측값 산출모듈;
상기 클러치 토크 최종 예측값 산출용 데이터를 저장하는 데이터 저장부; 및
상기 각 구성요소를 제어하여 클러치 토크 최종 예측값 산출을 위한 일련의 처리를 수행하는 제어부
를 포함하고,
상기 클러치 토크 1차 예측 미분값은,
Figure 112014019794379-pat00086

로 결정되고,
상기 클러치 토크 최종 예측값 산출을 위한 미분방정식은,
Figure 112014019794379-pat00087

이며,
여기서, 상기 k0 는 구동축 강성, 상기 l0 는 튜닝 파라미터, 상기 ωc는 클러치 속도, 상기 ωw는 휠속도, 상기 it 는 변속기 기어비, 상기 if 는 종감속 기어비, 상기
Figure 112014019794379-pat00088
는 등가 기어비, 상기 ωe는 엔진 RPM, 상기 α는 스로틀 입력, 상기 Te (ωe,α)는 엔진토크, 상기
Figure 112014019794379-pat00089
는 클러치 토크 최종 예측값 및, 상기
Figure 112014019794379-pat00090
는 상기 클러치 토크 최종 예측값의 미분형을 의미하는 것
을 특징으로 하는 차량용 마찰 클러치 토크 예측 장치.
A friction torque estimating apparatus for a vehicle, comprising:
(Hereinafter referred to as " clutch torque final predicted value ") of a clutch torque value and a wheel speed value (hereinafter referred to as 'speed sensor measured value') and a driving shaft torque including an engine torque value from an electronic control unit (ECU) A data receiving module for receiving the data for the data;
(Hereinafter referred to as " clutch torque first-order predicted differential value ") from the clutch speed value and the wheel speed value, and outputs the clutch torque first-order differential value and the engine torque value, A clutch torque predicted value calculating module that calculates a final clutch torque predicted value by calculating the differential equation for calculating a final clutch torque predicted value;
A data storage unit for storing the clutch torque final predicted value calculation data; And
A controller for controlling each of the components and performing a series of processes for computing the final estimated clutch torque value
Lt; / RTI >
The clutch torque first-order predictive differential value is calculated by:
Figure 112014019794379-pat00086

Lt; / RTI >
The differential equation for calculating the final estimated clutch torque value is:
Figure 112014019794379-pat00087

Lt;
Where i 0 is a driving shaft stiffness, l 0 is a tuning parameter,? C is a clutch speed,? W is a wheel speed, i t is a transmission gear ratio, i f is a longitudinal reduction gear ratio,
Figure 112014019794379-pat00088
Is equivalent to the gear ratio, the ω e of the engine RPM, the α is the throttle input, and the T e (ω e, α) is the engine torque, the
Figure 112014019794379-pat00089
Is the clutch torque final predicted value,
Figure 112014019794379-pat00090
Means a differential type of the final estimated value of the clutch torque
Wherein the friction clutch torque estimating device estimates the frictional clutch torque.
삭제delete 청구항 5에 있어서,
상기
Figure 112014019794379-pat00053
를 클러치 속도에 따라 동적으로 조정하는 튜닝 파라미터 조정모듈
을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 마찰 클러치 토크 예측 장치.The method of claim 5,
remind
Figure 112014019794379-pat00053
Tuning parameter adjustment module for dynamically adjusting the clutch speed according to the clutch speed
The friction clutch torque estimating apparatus further comprising: 청구항 5에 있어서,
상기 클러치 토크 예측값 산출용 데이터에는 튜닝 파라미터
Figure 112014019794379-pat00054
를 더 포함하고,
상기 ECU에서 산출되는 상기 속도센서 측정값의 정확도와 상기 엔진토크 값의 정확도를 미리 비교하여 산출된 데이터로부터,
상기 속도센서 측정값의 정확도가 더 높을 경우, 상기
Figure 112014019794379-pat00055
는 기 설정된 기준값보다 작은 값으로 설정되고,
상기 엔진토크값의 정확도가 더 높을 경우, 상기
Figure 112014019794379-pat00056
는 기 설정된 기준값보다 큰 값으로 설정되는 것
을 특징으로 하는 차량용 마찰 클러치 토크 예측 장치.
The method of claim 5,
The clutch torque predictive value calculation data includes a tuning parameter
Figure 112014019794379-pat00054
Further comprising:
From the data calculated by previously comparing the accuracy of the speed sensor measured value calculated by the ECU with the accuracy of the engine torque value,
When the accuracy of the speed sensor measurement value is higher,
Figure 112014019794379-pat00055
Is set to a value smaller than a preset reference value,
When the accuracy of the engine torque value is higher,
Figure 112014019794379-pat00056
Is set to a value larger than a preset reference value
Wherein the friction clutch torque estimating device estimates the frictional clutch torque.
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