KR101704279B1 - Dct의 클러치 고장진단방법 - Google Patents

Dct의 클러치 고장진단방법 Download PDF

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Abstract

본 기술의 DCT의 클러치 고장진단방법은 제어부가 차량의 휠토크와 주행부하토크를 비교하는 단계; 비교단계 수행결과, 휠토크가 주행부하토크보다 큰 경우, 제어부가 차량의 주행여부를 확인하는 단계; 확인단계 수행결과, 차량이 정차상태인 경우, 제어부가 비구동축에 체결된 기어단을 해제하는 단계; 해제단계 후, 제어부가 차량의 주행여부를 재확인하는 단계; 및 재확인단계 수행결과, 차량이 주행되는 경우, 제어부가 비구동축 변속기 클러치를 고장인 것으로 판단하는 단계;를 포함할 수 있다.

Description

DCT의 클러치 고장진단방법 {CLUTCH FAILURE DIAGNOSTIC METHOD FOR DCT}
본 발명은 DCT의 클러치 고장진단방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 차량에 탑재된 DCT에서 클러치가 정상적으로 작동하지 않는 STUCK ON 현상이 발생하는 경우, 이를 적절히 진단해낼 수 있도록 하는 기술에 관한 것이다.
최근 자동변속기의 운전 편의성과 수동변속기의 연비성능 및 높은 동력 효율을 동시에 달성할 수 있는 자동화 수동변속기 개발이 많이 이루어지고 있으며, DCT(Dual Clutch Transmission)는 상기와 같은 자동화 수동변속기의 일종으로 볼 수 있다.
자동화 수동변속기는 수동변속기를 기반으로 클러치 작동 및 기어 변속을 자동으로 수행하는 시스템으로써 이러한 작동은 유압 또는 모터로 구동되는 액추에이터를 이용하여 이루어진다. 특히, 클러치가 건식 클러치로 구동되고, 이를 모터를 이용하여 제어할 시 복잡한 링크 구조로 클러치를 제어하도록 구성되는데, 링크의 고장이나 클러치의 Stuck이 발생할 경우 엔진의 스톨(Stall)을 발생시켜 상품성을 크게 떨어뜨리거나 급발진을 일으켜 운전자를 위험한 상황으로 빠뜨릴 수 있기 때문에 고장을 정확히 판단해야 한다.
도 1은 클러치1이 Stuck ON되어 엔진과 클러치1이 거의 직결된 상태에서 엔진의 크랭킹이 이루어지는 상황을 도시한 것으로서, 엔진의 크랭킹에 의해 엔진속도가 상승함에 따라 클러치1의 속도가 엔진 속도와 동기된 상태로 상승하게 되는 것을 표현하고 있다. 따라서, 이러한 클러치 1의 속도와 엔진 속도의 동기상태에 기반하여 클러치1의 Stuck고장 여부를 판단할 수 있다.
하지만, 차량이 하이브리드 차량으로써 주행모드가 EV모드인 경우에는, 엔진 시동이 꺼져있기 때문에 엔진 속도와 변속기 클러치의 속도 동기를 이용하여 클러치의 Stuck 여부를 진단할 수 없다. 이로 인해 기어체결이 정상상태라고 오진단하여 엔진 스톨(Stall) 또는 급발진 현상이 발생할 수 있다는 문제가 있다.
상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.
KR10-2012-0038797A
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, DCT가 탑재된 차량이 EV모드일 경우, DCT의 클러치에 Stuck현상이 발생하는지 판단하기 위한 DCT의 클러치 고장진단방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 DCT의 클러치 고장진단방법은 제어부가 차량의 휠토크와 주행부하토크를 비교하는 단계; 상기 비교단계 수행결과, 상기 휠토크가 주행부하토크보다 큰 경우, 상기 제어부가 차량의 주행여부를 확인하는 단계; 상기 확인단계 수행결과, 상기 차량이 정차상태인 경우, 상기 제어부가 비구동축에 체결된 기어단을 해제하는 단계; 상기 해제단계 후, 상기 제어부가 차량의 주행여부를 재확인하는 단계; 및 상기 재확인단계 수행결과, 상기 차량이 주행되는 경우, 상기 제어부가 비구동축 변속기 클러치를 고장인 것으로 판단하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 제어부는 차량의 주행모드가 EV모드일 경우, 상기 비교단계를 실시하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 제어부는 엔진클러치가 해제된 경우, 상기 비교단계를 실시하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 재확인단계 수행결과, 차량이 정차상태인 경우, 상기 제어부는 상기 비구동축 변속기 클러치가 정상인 것으로 판단하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 해제단계에서, 상기 제어부는 변속레버가 R레인지에 위치하면 1단 기어를 해제하고, 변속레버가 N레인지 또는 D레인지에 위치하면 2단 기어를 해제하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상술한 바와 같은 구조로 이루어진 DCT의 클러치 고장진단방법에 따르면, DCT가 탑재된 차량이 EV모드이더라도, DCT 클러치에 Stuck ON 현상이 발생하는 경우, 이를 조기에 적절히 진단해낼 수 있도록 하여 차량의 상품성 및 안전성을 확보할 수 있다.
도 1은 클러치1이 Stuck ON된 상태에서 엔진의 크랭킹이 이루어지는 상황을 도시한 그래프이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 DCT의 클러치 고장진단방법을 도시한 순서도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 DCT의 클러치 고장진단장치를 도시한 블록도이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 DCT의 클러치 고장진단방법에 대하여 살펴본다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 DCT의 클러치 고장진단방법을 도시한 순서도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 DCT의 클러치 고장진단장치를 도시한 블록도이다.
도 2 내지 도 3을 참조하면, DCT의 클러치 고장진단방법은 제어부(미도시)가 차량의 휠토크와 주행부하토크를 비교하는 단계(S10); 상기 비교단계(S10) 수행결과, 상기 휠토크가 주행부하토크보다 큰 경우, 상기 제어부가 차량의 주행여부를 확인하는 단계(S20); 상기 확인단계(S20) 수행결과, 상기 차량이 정차상태인 경우, 상기 제어부가 비구동축에 체결된 기어단을 해제하는 단계(S30); 상기 해제단계(S30) 후, 상기 제어부가 차량의 주행여부를 재확인하는 단계(S40); 및 상기 재확인단계(S40) 수행결과, 상기 차량이 주행되는 경우, 상기 제어부가 비구동축 변속기 클러치를 고장인 것으로 판단하는 단계(S50);를 포함할 수 있다.
특히, 상기 제어부는 차량의 주행모드가 EV모드일 경우, 또는 엔진클러치(110)가 해제된 경우, 상기 비교단계(S10)를 실시할 수 있다. 여기서, 엔진클러치(110)는 엔진(100)과 모터(120) 사이에 마련된 TMED(Transmission Mounted Electric Device) 타입 차량에 적용된 엔진클러치이다.
즉, 차량의 주행모드가 EV모드이거나 엔진클러치(110)가 해제된 상태인 경우, 엔진(100)이 구동계에 영향을 주지 않는 상황인바, 엔진속도와 변속기 클러치 속도의 동기여부를 통해 변속기(130) 클러치의 Stuck ON 고장을 진단할 수 없게 된다.
이러한 상황에서도 변속기(130)의 클러치 Stuck ON 고장을 감지하기 위해 제어부는 차량의 휠토크와 주행부하토크를 산출하여 비교할 수 있다. 상기 휠토크는 차량주행을 위해 차량 구동륜에 전달되는 토크를 나타내는 지표이고, 주행부하토크는 차량의 주행을 방해하는 저항토크값을 나타내는 지표라 할 수 있다.
여기서 제어부는 MCU(Motor Control Unit)을 통해 모터토크에 대한 정보를 입력받고, 입력된 모터토크에 기반하여 휠토크를 산출할 수 있다. 또한, 제어부는 차량의 구름저항 및 경사저항에 기반하여 주행부하토크를 산출할 수 있는데, 구체적으로 타이어 공기압, 타이어 마찰계수, 노면 경사도 등의 특성치들을 이용하여 차량의 구름저항과 경사저항을 산출할 수 있다. 상술한 타이어 공기압, 노면 경사도 등의 특성치들은 각각의 별도의 공기압 센서, 경사도 센서 등을 통해 입력받을 수 있다. 입력된 특성치들을 이용하여 휠토크와 주행부하토크를 산출하는 구체적인 방법에 관하여는 다양한 공지기술들이 개시되어 있는바, 자세한 설명은 생략하도록 하겠다.
상기 비교단계(S10) 수행결과, 휠토크가 주행부하토크보다 큰 경우라면, 상기 제어부는 차량의 정차여부를 판단한다(S20). 즉, 휠토크가 주행부하토크보다 큰 경우이면 차량이 주행되어야 하지만, 변속기(130)의 클러치가 Stuck 고장인 경우라면 차량 주행이 실시되지 않기 때문에 클러치의 Stuck 고장을 진단할 수 있는 것이다.
하지만, 상술한 조건만으로는 클러치의 Stuck 고장을 확정할 수 없는데 차량이 장애물에 의해 정지한 상황일 경우, 동일하게 차량 주행이 실시되지 않을 것이기 때문이다. 따라서, 제어부는 변속기(130) 클러치의 Stuck 고장 상황과 장애물에 의한 정지 상황을 구분할 필요가 있다.
이를 위해 상기 제어부는 변속기(130)의 비구동축에 체결된 기어단을 해제한 후(S30), 차량의 주행여부를 재확인한다(S40).
즉, 비구동축 클러치가 Stuck ON 고장이라면, 비구동축에 체결된 기어단이 해제될 시, 휠토크가 주행부하토크보다 크기 때문에 차량이 주행될 것이다. 반대로 차량이 장애물에 의해 정차상태를 유지하는 경우이면, 비구동축에 체결된 기어단이 해제되더라도 차량이 정차상태를 유지할 것이다. 따라서, 상기 재확인단계(S40) 수행결과, 차량이 정차상태인 경우라면, 제어부는 상기 비구동축 변속기(130) 클러치가 정상인 것으로 판단할 수 있다. 이를 통해 상기 제어부는 변속기(130) 비구동축 클러치의 Stuck ON 고장 여부를 정확히 진단할 수 있다.
조금 더 구체적으로 설명하자면, 상기 해제단계(S30)에서, 상기 제어부는 변속레버가 R레인지에 위치하면 1단 기어를 해제하고, 변속레버가 N레인지 또는 D레인지에 위치하면 2단 기어를 해제할 수 있다.
제어부는 변속레버와 연결된 인히비터 스위치를 통해서 변속레버의 레인지 위치를 감지할 수 있는데, 일반적으로 제어부는 변속레버의 위치가 R레인지인 경우 비구동축에 1단 기어를 체결하고, 변속레버의 위치가 D레인지인 경우 비구동축에 2단 기어를 체결하는 프리셀렉팅을 실시한다.
따라서, 차량의 휠토크가 주행부하토크보다 크며, 차량이 정차상태인 경우에 제어부는 변속레버의 레인지 위치에 따라 프리셀렉팅된 1단 기어 또는 2단 기어를 해제함으로써 비구동축 클러치의 Stuck ON 고장여부를 진단할 수 있다.
명확한 이해를 위해 덧붙이자면, 상기 변속기(130)는 복수의 클러치가 내부에 마련된 DCT(Dual Clutch Transmission)이고 상기 제어부는 TCU(Transmission Control Unit)이다.
상술한 바와 같은 구조로 이루어진 DCT의 클러치 고장진단방법에 따르면, DCT가 탑재된 차량이 EV모드이더라도, DCT 클러치에 Stuck ON 현상이 발생하는 경우, 이를 조기에 적절히 진단해낼 수 있도록 하여 차량의 상품성 및 안전성을 확보할 수 있다.
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 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
100: 엔진 110: 엔진클러치
120: 모터 130: 변속기

Claims (5)

  1. 제어부가 차량의 휠토크와 주행부하토크를 비교하는 단계;
    상기 비교단계 수행결과, 상기 휠토크가 주행부하토크보다 큰 경우, 상기 제어부가 차량의 주행여부를 확인하는 단계;
    상기 확인단계 수행결과, 상기 차량이 정차상태인 경우, 상기 제어부가 비구동축에 체결된 기어단을 해제하는 단계;
    상기 해제단계 후, 상기 제어부가 차량의 주행여부를 재확인하는 단계; 및
    상기 재확인단계 수행결과, 상기 차량이 주행되는 경우, 상기 제어부가 비구동축 변속기 클러치를 고장인 것으로 판단하는 단계;를 포함하는 DCT의 클러치 고장진단방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부는 차량의 주행모드가 EV모드일 경우, 상기 비교단계를 실시하는 것을 특징으로 하는 DCT의 클러치 고장진단방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부는 엔진클러치가 해제된 경우, 상기 비교단계를 실시하는 것을 특징으로 하는 DCT의 클러치 고장진단방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 재확인단계 수행결과, 차량이 정차상태인 경우, 상기 제어부는 상기 비구동축 변속기 클러치가 정상인 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 DCT의 클러치 고장진단방법.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 해제단계에서,
    상기 제어부는 변속레버가 R레인지에 위치하면 1단 기어를 해제하고, 변속레버가 N레인지 또는 D레인지에 위치하면 2단 기어를 해제하는 것을 특징으로 하는 DCT의 클러치 고장진단방법.
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