KR102507271B1 - 차량의 크립 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 컨트롤러가 차량이 크립 주행 중인지를 판단하는 크립판단단계와; 차량이 크립 주행 중인 경우, 상기 컨트롤러가 2단으로 크립 주행이 가능한지를 판단하는 2단크립검토단계와; 상기 컨트롤러가 2단 크립 주행이 가능하다고 판단되면, 2단으로 변속을 실시하고, 2단으로 크립 주행을 수행하는 2단크립단계와; 상기 컨트롤러가 2단 크립 주행 중, 브레이크의 조작이 발생하면, 1단으로 크립 주행을 수행하도록 전환하는 1단크립전환단계를 포함하여 구성된다.

Description

차량의 크립 제어방법{CREEP CONTROL METHOD FOR VEHICLE}

본 발명은 차량의 크립 제어방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 엔진의 동력을 건식 클러치를 통해 전달받는 변속기를 탑재한 차량의 크립 주행(CREEP DRIVING) 제어 기술에 관한 것이다.

AMT(Automated Manual Transmission)는 종래 수동변속기에 사용되는 싱크로메시 타입 변속 메커니즘(Synchromesh Type Shifting Mechanism)을 사용하여, 동력 전달 효율을 극대화하면서도, 자동화된 변속에 의해 사용자의 편의성을 크게 증대시킬 수 있도록 한다.

상기와 같은 AMT는 엔진으로부터의 동력을 클러치를 통해 전달받는데, 보다 간단한 구성과 비용 저감을 위해 습식클러치 보다는 주로 건식클러치를 사용한다.

상기 건식클러치를 기반으로 하는 AMT를 탑재한 차량에서는 클러치 저더(Judder) 및 클러치 발열이 주요한 기술적 문제로 대두되어 있다.

특히, 도심 등에서 장시간 발생될 수 있는 꼬리물기 주행은 크립 속도만으로는 앞차와의 간격을 유지하기 부족한 경우 가속페달을 밟아 발진 주행으로 전환했다가 곧 바로 차속을 낮추어 크립 주행으로 전환하기를 반복하게 되는데, 이와 같은 잦은 크립 주행 상태와 발진 주행 상태의 반복은 클러치의 과열을 초래하기 쉽고, 이 경우 클러치 보호를 위한 클러치 강제 오픈 로직이 실행되게 되므로, 소비자의 불만을 초래하는 주요한 원인이 된다.

또한, 클러치 저더는 엔진의 아이들 회전수 근처의 700 내지 1000RPM 범위 내에서 주로 발생하는 경향이 있어서, 차량이 1단 변속단으로 크립 주행 시, 클러치 발열 등에 의해 주로 발생되어, 차량의 진동 및 떨림으로 탑승자에게 불쾌감을 주게 된다.

참고로, 이하에서 상기 건식클러치는 단순히 "클러치"로 표현하기로 한다.

상기 발명의 배경이 되는 기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.

KR 1020140118028 A

본 발명은 AMT차량의 크립 주행 시 클러치의 발열을 저감시켜서 클러치의 강제 오픈 상황이 발생하는 빈도를 저감시키도록 함과 아울러, 클러치 저더에 의한 차량의 진동 및 떨림이 발생하는 상황을 가급적 회피할 수 있도록 하여, 차량의 주행 안정성 및 승차감의 향상을 도모할 수 있도록 한 차량의 크립 제어방법을 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 차량의 크립 제어방법은,

컨트롤러가 차량이 크립 주행 중인지를 판단하는 크립판단단계와;

차량이 크립 주행 중인 경우, 상기 컨트롤러가 2단으로 크립 주행이 가능한지를 판단하는 2단크립검토단계와;

상기 컨트롤러가 2단 크립 주행이 가능하다고 판단되면, 2단으로 변속을 실시하고, 2단으로 크립 주행을 수행하는 2단크립단계와;

상기 컨트롤러가 2단 크립 주행 중, 브레이크의 조작이 발생하면, 1단으로 크립 주행을 수행하도록 전환하는 1단크립전환단계;

를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

상기 2단크립검토단계에서는

차량이 현재 주행하고 있는 도로의 실구배가 소정의 구배기준값 미만이고, 현재 클러치온도가 소정의 기준온도 미만인 경우에 2단으로 크립 주행이 가능한 것으로 판단할 수 있다.

상기 1단크립전환단계에서는

운전자의 브레이크 조작에 더하여, 차속이 소정의 기준차속 미만인 경우에 1단 크립 주행을 수행하도록 전환할 수 있다.

운전자의 가속페달 조작량이 소정의 기준조작량을 초과하고, 엔진토크가 소정의 기준토크를 초과하는 경우, 차량의 발진요구가 있는 것으로 판단하는 발진요구판단단계와;

차량의 발진요구가 판단되면, 이전까지의 크립제어를 종료하고 발진제어를 수행하는 발진제어단계;

를 더 포함하여 구성될 수 있다.

상기 2단크립단계에서는 크립차속을 1단 크립 주행 시 보다 높은 2단크립차속으로 설정하고,

상기 2단크립차속 확보를 위해 필요한만큼 엔진토크를 상승시킬 수 있다.

또한, 상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 차량의 크립 제어방법은,

컨트롤러가 차량이 1단으로 크립 주행 중, 소정의 조건이 만족되면 2단으로 변속하여, 1단크립차속보다 높은 2단크립차속을 목표로 2단 크립 주행을 수행하도록 하는 단계와;

상기 컨트롤러가 차량이 1단 크립 주행 중이거나 2단 크립 주행 중, 운전자의 발진요구가 발생되면, 발진제어로 전환하는 단계;

를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

상기 1단 크립 주행으로부터 2단 크립 주행으로 전환하기 위한 조건은, 차량이 현재 주행하고 있는 도로의 실구배가 소정의 구배기준값 미만이고, 현재 클러치온도가 소정의 기준온도 미만인 경우에 만족하는 것으로 판단할 수 있다.

상기 컨트롤러가 2단 크립 주행 수행 중, 브레이크 페달 조작에 따른 BPS 신호가 ON되고, 차속이 소정의 기준차속 미만이 되면, 1단으로 변속하고 1단 크립 주행을 수행할 수 있다.

상기 운전자의 발진요구는 가속페달 조작에 따른 APS신호가 소정의 기준조작량에 해당하는 값 이상을 나타내고, 그에 따른 엔진토크가 소정의 기준토크를 초과할 때, 운전자의 발진요구가 있는 것으로 판단할 수 있다.

본 발명은 AMT차량의 크립 주행 시 클러치의 발열을 저감시켜서 클러치의 강제 오픈 상황이 발생하는 빈도를 저감시키도록 함과 아울러, 클러치 저더에 의한 차량의 진동 및 떨림이 발생하는 상황을 가급적 회피할 수 있도록 하여, 차량의 주행 안정성 및 승차감의 향상을 도모할 수 있도록 한다.

도 1은 본 발명이 적용될 수 있는 AMT를 탑재한 차량의 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 차량의 크립 제어방법의 실시예를 도시한 순서도이다.

도 1은 본 발명이 적용될 수 있는 AMT를 탑재한 차량의 구성도로서, 엔진(E)의 동력은 클러치(CL)를 통해 AMT로 입력되며, 컨트롤러(CLR)는 클러치액츄에이터(CA)를 통해 상기 클러치(CL)를 제어하고 변속액츄에이터(SA)를 통해 상기 AMT를 제어하여 변속을 수행하도록 구성되며, 상기 AMT를 통과한 동력은 디퍼렌셜(DF)을 통해 구동륜(W)으로 전달되도록 되어 있다.

상기 컨트롤러(CLR)는 운전자의 가속페달 조작량을 입력 받기 위해 APS(Accelerator Position Sensor)에 연결되고, 브레이크페달 조작량을 입력 받기 위해 BPS(Brake pedal Position Sensor)에 연결되며, 차량이 주행하고 있는 도로의 구배를 감지할 수 있는 구배센서(GS)가 연결되어 있다.

참고로, 크립 주행이란, 운전자가 가속페달과 브레이크페달을 조작하지 않은 상태에서, 5Km/h 근처의 차속으로 주행하는 상태를 말하는 것으로서, AMT탑재 차량에서 크립 제어는 상기와 같은 크립 차속을 목표로 클러치의 슬립량을 조절하는 것을 기본으로 한다.

일반적인 크립 주행은 변속기의 변속단이 1단인 상태에서 구현되는 것이므로, 후술하는 바와 같이 특별히 2단 크립 주행이라고 한정하지 않고, 단순히 크립 주행이라고 언급한 것은 1단 크립 주행을 의미하는 바, 상기 5Km/h의 차속은 1단크립차속을 의미한다.

또한, 후술하는 발진 제어는, 정차 상태 또는 크립 주행 상태로부터 운전자의 가속페달 조작에 따른 목표엔진(E)속도를 추종하도록 클러치를 슬립시키면서 점차 클러치를 결합하여 차량을 가속하는 제어를 의미한다.

도 2를 참조하면, 본 발명 차량의 크립 제어방법은, 컨트롤러(CLR)가 차량이 크립 주행 중인지를 판단하는 크립판단단계(S10)와; 차량이 크립 주행 중인 경우, 상기 컨트롤러(CLR)가 2단으로 크립 주행이 가능한지를 판단하는 2단크립검토단계(S20)와; 상기 컨트롤러(CLR)가 2단 크립 주행이 가능하다고 판단되면, 2단으로 변속을 실시하고, 2단으로 크립 주행을 수행하는 2단크립단계(S30)와; 상기 컨트롤러(CLR)가 2단 크립 주행 중, 브레이크의 조작이 발생하면, 1단으로 크립 주행을 수행하도록 전환하는 1단크립전환단계(S40)를 포함하여 구성된다.

상기 크립판단단계(S10)에서는 차량이 기본적으로 크립 주행을 수행할 때 사용하는 변속단인 1단 크립 주행 중인지를 판단하는 것이다.

즉, 본 발명은 상기 컨트롤러(CLR)가 차량이 1단으로 크립 주행 중, 소정의 조건이 만족되면 2단으로 변속하여 2단 크립 주행을 수행함으로써, 저더가 발생하기 쉬운 운전 영역을 빠르게 지나가도록 하여 운전자가 저더에 의한 진동이나 떨림을 감지하기 어렵게 하고, 불필요한 발진 주행을 방지하여 클러치의 발열을 억제하는 것이다.

상기 2단크립검토단계(S20)에서는, 차량이 현재 주행하고 있는 도로의 실구배가 소정의 구배기준값 미만이고, 현재 클러치온도가 소정의 기준온도 미만인 경우에 2단으로 크립 주행이 가능한 것으로 판단한다.

즉, 도로의 실구배가 상기 구배기준값 이상인 경우에는 등판 상황으로서, 보다 높은 구동토크를 필요로 하므로 2단으로의 변속은 부적절하기 때문이고, 클러치온도가 기준온도 이상으로 높은 상황에서는 변속에 의한 추가적인 클러치 슬립을 발생시키지 않는 것이 바람직하기 때문이다.

따라서, 상기 구배기준값과, 상기 기준온도는 상기한 바와 같은 취지에 따라 다수의 실험 및 해석에 의해 설계적으로 해당 차종에 적합하게 설정되는 것이 바람직하다.

상기 2단크립단계(S30)에서는 크립차속을 1단 크립 주행 시 보다 높은 2단크립차속으로 설정하고, 상기 2단크립차속 확보를 위해 필요한만큼 엔진토크를 상승시키도록 한다.

즉, 상기 1단크립차속이 5Km/h인 경우, 2단크립차속은 6~7Km/h 등과 같이 설정하고, 상기 2단크립단계(S30)에서는 2단크립차속을 목표로 클러치와 엔진(E)을 제어하게 되는 바, 그에 따라 엔진토크가 상승될 수 있는 것이다.

상기와 같이 1단 크립 주행 중, 상기 크립판단단계(S10)와 2단크립검토단계(S20)를 거쳐 2단크립단계(S30)로 보다 높은 2단크립차속을 목표로 하여 크립 주행을 하게 되면, 1단 크립 주행으로는 따라가기 힘들어서 가속페달을 밟아 발진 주행으로 앞차와의 간격을 맞추었어야만 하는 상황에서도, 상기 2단 크립 주행으로 발진 주행이 필요하지 않도록 함으로써, 발진 주행과 크립 주행이 반복적으로 발생하면서, 클러치(CL)를 과열시키지 않도록 하는 것이다.

이는 운전자로 하여금 가속페달을 밟았다가 놓기를 반복하지 않도록 하여 운전자의 편의성을 증대시키는 효과도 있다.

물론, 상기와 같이 보다 높은 2단크립차속에 의해 차속이 너무 빠르다고 판단되거나, 앞차와의 거리가 좁아지면, 운전자가 브레이크페달을 밟게 되고, 이는 상기 1단크립전환단계(S40)를 수행하게 하여, 1단 크립 주행으로 전환되게 된다.

상기 1단크립전환단계(S40)에서는, 운전자의 브레이크 조작에 더하여, 차속이 소정의 기준차속 미만인 경우에 1단 크립 주행을 수행하도록 전환한다.

즉, 2단 크립 주행 수행 중, 브레이크 페달 조작에 따른 BPS 신호가 ON되고, 차속이 소정의 기준차속 미만이 되면, 1단으로 변속하고 1단 크립 주행을 수행하는 것이다.

이는 운전자의 브레이크 조작에 의해 실질적으로 차속이 유의미한 수준으로 저감되면, 운전자가 확실히 차속을 줄이고자 하는 의지가 있는 것으로 판단할 수 있기 때문이다.

따라서, 상기 기준차속은 상기한 바와 같은 취지에 따라 실험 및 해석에 의해 설계적으로 적절하게 설정하는 것이 바람직하다.

한편, 상기와 같이 1단 크립 주행 중, 상기 2단크립검토단계(S20)의 조건을 충족하면 바로 상기 2단크립단계(S30)로 전환하도록 함으로써, 엔진 회전수는 저더가 주로 발생하는 700 내지 1000RPM영역을 벗어나 1500RPM 근처로 변화하므로, 저더가 발생할 가능성이 높은 운전 영역을 가급적 신속히 회피하여, 차량에서 저더의 발생을 현저히 저감시킬 수 있게 된다.

한편, 본 발명은 상기한 바와 같은 1단 크립 주행 또는 2단 크립 주행 중, 운전자의 가속페달 조작량이 소정의 기준조작량을 초과하고, 엔진토크가 소정의 기준토크를 초과하는 경우, 차량의 발진요구가 있는 것으로 판단하는 발진요구판단단계(S50)와; 차량의 발진요구가 판단되면, 이전까지의 크립제어를 종료하고 발진제어를 수행하는 발진제어단계(S60)를 더 포함하여 구성된다.

즉, 1단 크립 주행 중이던, 2단 크립 주행 중이던, 운전자가 가속페달을 밟아서 엔진토크가 일정 수준 이상이 되면, 운전자의 발진 의지로 판단하여, 그에 따라 크립제어를 종료하고 발진제어를 수행하여 차량을 가속하도록 하는 것이다.

상기 운전자의 발진요구는 가속페달 조작에 따른 APS신호가 소정의 기준조작량에 해당하는 값 이상을 나타내고, 그에 따른 엔진토크가 소정의 기준토크를 초과할 때, 운전자의 발진요구가 있는 것으로 판단하는 것으로서, 상기 기준조작량과 기준토크는 상기한 바와 같은 취지에 따라 다수의 실험 및 해석에 의해 설계적으로 결정한다.

본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.

E; 엔진
CL; 클러치
CLR; 컨트롤러
CA; 클러치액츄에이터
SA; 변속액츄에이터
DF; 디퍼렌셜
W; 구동륜
GS; 구배센서
S10; 크립판단단계
S20; 2단크립검토단계
S30; 2단크립단계
S40; 1단크립전환단계
S50; 발진요구판단단계
S60; 발진제어단계

Claims (9)

1. 컨트롤러가 차량이 크립 주행 중인지를 판단하는 크립판단단계와;
   차량이 크립 주행 중인 경우, 상기 컨트롤러가 2단으로 크립 주행이 가능한지를 판단하는 2단크립검토단계와;
   상기 컨트롤러가 2단 크립 주행이 가능하다고 판단되면, 2단으로 변속을 실시하고, 2단으로 크립 주행을 수행하는 2단크립단계와;
   상기 컨트롤러가 2단 크립 주행 중, 브레이크의 조작이 발생하면, 1단으로 크립 주행을 수행하도록 전환하는 1단크립전환단계;
   를 포함하여 구성되고,
   상기 2단크립검토단계에서는
   차량이 현재 주행하고 있는 도로의 실구배가 소정의 구배기준값 미만이고, 현재 클러치온도가 소정의 기준온도 미만인 경우에 2단으로 크립 주행이 가능한 것으로 판단하는 것
   을 특징으로 하는 차량의 크립 제어방법.
2. 삭제
3. 청구항 1에 있어서, 상기 1단크립전환단계에서는
   운전자의 브레이크 조작에 더하여, 차속이 소정의 기준차속 미만인 경우에 1단 크립 주행을 수행하도록 전환하는 것
   을 특징으로 하는 차량의 크립 제어방법.
4. 청구항 1에 있어서,
   운전자의 가속페달 조작량이 소정의 기준조작량을 초과하고, 엔진토크가 소정의 기준토크를 초과하는 경우, 차량의 발진요구가 있는 것으로 판단하는 발진요구판단단계와;
   차량의 발진요구가 판단되면, 이전까지의 크립제어를 종료하고 발진제어를 수행하는 발진제어단계;
   를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 차량의 크립 제어방법.
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 2단크립단계에서는 크립차속을 1단 크립 주행 시 보다 높은 2단크립차속으로 설정하고,
   상기 2단크립차속 확보를 위해 필요한만큼 엔진토크를 상승시키는 것
   을 특징으로 하는 차량의 크립 제어방법.
6. 컨트롤러가 차량이 1단으로 크립 주행 중, 소정의 조건이 만족되면 2단으로 변속하여, 1단크립차속보다 높은 2단크립차속을 목표로 2단 크립 주행을 수행하도록 하는 단계와;
   상기 컨트롤러가 차량이 1단 크립 주행 중이거나 2단 크립 주행 중, 운전자의 발진요구가 발생되면, 발진제어로 전환하는 단계;
   를 포함하여 구성되고,
   상기 1단 크립 주행으로부터 2단 크립 주행으로 전환하기 위한 조건은, 차량이 현재 주행하고 있는 도로의 실구배가 소정의 구배기준값 미만이고, 현재 클러치온도가 소정의 기준온도 미만인 경우에 만족하는 것으로 판단하는 것
   을 특징으로 하는 차량의 크립 제어방법.
7. 삭제
8. 청구항 6에 있어서,
   상기 컨트롤러가 2단 크립 주행 수행 중, 브레이크 페달 조작에 따른 BPS 신호가 ON되고, 차속이 소정의 기준차속 미만이 되면, 1단으로 변속하고 1단 크립 주행을 수행하는 것
   을 특징으로 하는 차량의 크립 제어방법.
9. 청구항 6에 있어서,
   상기 운전자의 발진요구는 가속페달 조작에 따른 APS신호가 소정의 기준조작량에 해당하는 값 이상을 나타내고, 그에 따른 엔진토크가 소정의 기준토크를 초과할 때, 운전자의 발진요구가 있는 것으로 판단하는 것
   을 특징으로 하는 차량의 크립 제어방법.
   
   

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