KR102579351B1 - 차량의 클러치 제어방법 및 그 제어시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 차량의 클러치 제어방법 및 그 제어시스템에 관한 것으로, 클러치의 터치포인트값에 대한 학습조건이 충족된 상황인지 제어부가 판단하는 학습조건판단단계; 상기 학습조건이 충족된 경우, 상기 제어부가 상기 클러치의 액츄에이터 유압을 상기 터치포인트값보다 더 높은 제1기준값으로부터 기준유압만큼 상승시키는 데에 소요되는 기준응답시간을 측정하는 제1측정단계; 상기 제1측정단계 이후, 상기 제어부가 상기 액츄에이터의 유압을 상기 터치포인트값보다 더 낮은 제2기준값으로부터 상기 터치포인트값 이상이 되도록 상기 기준유압만큼 상승시키는 데에 소요되는 비교응답시간을 측정하는 제2측정단계; 및 상기 비교응답시간 및 기준응답시간의 편차값을 산출하고, 상기 편차값에 따라 상기 터치포인트값을 보정하는 보정단계;를 포함하는 차량의 클러치 제어방법이 소개된다.
Description
본 발명은 차량의 클러치 제어방법 및 그 제어시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 변속기에 구비된 클러치의 터치포인트를 학습하는 제어방법 및 그 제어시스템에 관한 것이다.
차량의 변속기에는 엔진, 모터 등으로 구성될 수 있는 구동원과의 동력 연결을 단속하는 클러치가 마련될 수 있다. 클러치가 결합되면 구동원의 동력이 변속기를 통해 차륜측으로 전달될 수 있으며, 클러치가 해제되면 구동원의 동력은 차륜측으로 전달되지 못하고 차단된다.
상기의 클러치는 유체를 통해 동력을 전달하는 토크컨버터 또는 마찰력을 이용해 동력을 전달하는 마찰식 클러치 등 다양한 타입이 있을 수 있다. 또한, 듀얼클러치 타입의 변속기에는 상기 클러치가 복수개(바람직하게는 2개) 구비되어 복수개로 마련된 입력축에 대한 동력 전달을 각각 단속한다.
한편, 마찰식 클러치에는 건식 클러치 또는 습식 클러치 등 다양한 타입이 존재할 수 있다. 이와 같은 마찰식 클러치는 구체적으로 엔진의 크랭크샤프트에 구비되는 플레이트 형상의 회전체와 변속기의 입력축에 구비된 마찰식 플레이트가 상호 압착되면서 마찰력을 통해 동력을 전달하는 방식을 취함이 일반적이다.
이 때, 상기 마찰식 클러치가 크랭크샤프트의 회전체와 접촉되기 시작하여 클러치가 토크를 전달하기 시작하는 상황에서의 액츄에이터의 스트로크량 또는 유압 등을 터치포인트라 하며, 상기 터치포인트를 정확히 찾는 것이 클러치 제어에 있어 중요한 과제가 된다.
상기의 배경기술로서 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.
본 발명은 회전속도 및 온도 등에 영향으로 상시 변화할 수 있는 클러치의 터치포인트를 정확하고 신뢰도 높게 파악하여 보정함으로써, 클러치의 안정적이고 정확한 제어를 가능하게 하는 클러치의 제어방법 및 제어시스템을 제공하는 데에 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 차량의 클러치 제어방법은 클러치의 터치포인트값에 대한 학습조건이 충족된 상황인지 제어부가 판단하는 학습조건판단단계; 상기 학습조건이 충족된 경우, 상기 제어부가 상기 클러치의 액츄에이터 유압을 상기 터치포인트값보다 더 높은 제1기준값으로부터 기준유압만큼 상승시키는 데에 소요되는 기준응답시간을 측정하는 제1측정단계; 상기 제1측정단계 이후, 상기 제어부가 상기 액츄에이터의 유압을 상기 터치포인트값보다 더 낮은 제2기준값으로부터 상기 터치포인트값 이상이 되도록 상기 기준유압만큼 상승시키는 데에 소요되는 비교응답시간을 측정하는 제2측정단계; 및 상기 비교응답시간 및 기준응답시간의 편차값을 산출하고, 상기 편차값에 따라 상기 터치포인트값을 보정하는 보정단계;를 포함한다.
상기 클러치는 변속기에 마련된 복수의 습식 클러치 중 어느 하나일 수 있다.
상기 제어부는 변속기가 중립상태에 해당되거나 상기 클러치가 장착된 입력축의 기어단이 해제된 상태이고, 상기 클러치의 결합이 해제된 경우에 상기 학습조건이 충족된 상황으로 판단할 수 있다.
상기 학습조건판단단계 이후로서 상기 제1측정단계 이전에, 상기 제어부가 상기 액츄에이터의 유압을 상기 제1기준값으로 제어하는 제1준비단계; 및 상기 제1측정단계 이후로서 상기 제2측정단계 이전에, 상기 제어부가 상기 액츄에이터의 유압을 상기 제2기준값으로 제어하는 제2준비단계;를 더 포함할 수 있다.
상기 보정단계에서, 상기 제어부에는 상기 편차값에 따른 상기 터치포인트값의 보정값이 미리 결정된 데이터맵이 저장되고, 상기 제어부는 상기 편차값을 상기 데이터맵에 대입하여 상기 보정값을 결정할 수 있다.
상기 보정단계에서, 상기 제어부는 상기 비교응답시간이 상기 기준응답시간보다 클수록 상기 터치포인트값이 증가되도록 상기 터치포인트값을 보정할 수 있다.
한편, 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 차량의 클러치 제어시스템은 습식 타입으로서 변속기에 구비된 복수의 클러치; 상기 복수의 클러치 각각을 유압에 따라 결합 및 해제시키도록 마련된 액츄에이터; 상기 액츄에이터의 유압을 측정하도록 마련된 유압센서; 및 상기 복수의 클러치 중 어느 하나의 터치포인트값에 대한 학습조건이 충족된 상황인지 판단하고, 상기 학습조건이 충족된 클러치의 상기 액츄에이터 유압을 상기 터치포인트값보다 더 높은 제1기준값으로부터 기준유압만큼 상승시키는 데에 소요되는 기준응답시간을 측정하며, 상기 액츄에이터의 유압을 상기 터치포인트값보다 더 낮은 제2기준값으로부터 상기 터치포인트값 이상이 되도록 상기 기준유압만큼 상승시키는 데에 소요되는 비교응답시간을 측정하고, 상기 비교응답시간 및 기준응답시간의 편차값을 산출하며, 상기 편차값에 따라 상기 클러치의 상기 터치포인트값을 보정하도록 마련된 제어부;를 포함한다.
상술한 바와 같은 차량의 클러치 제어방법 및 그 제어시스템에 따르면, 회전속도 및 온도 등에 영향으로 상시 변화할 수 있는 클러치의 터치포인트를 정확하고 신뢰도 높게 파악하여 보정함으로써, 클러치의 안정적이고 정확한 제어를 가능하게 할 수 있다.
특히, 본 발명은 유압 제어식 액츄에이터를 사용하는 클러치에 있어서, 클러치의 터치포인트를 액츄에이터 유압 제어의 응답시간을 통해 파악함으로써, 유압 특성이 고려된 터치포인트를 파악하는 것이 가능하고 온도 및 회전속도 등에 의한 영향을 최소화시킨 상태에서 터치포인트를 파악할 수 있다.
또한, 본 발명은 습식 클러치를 이용하는 듀얼클러치식 변속기에 있어서, 유압 특성이 고려된 클러치의 터치포인트를 안정적이고 정확하게 파악하는 데에 특히 유리하다.
한편, 본 발명은 상기 유압 제어에 따른 응답시간 분석을 이용하되, 응답시간의 분석정보에 따라 터치포인트의 보정값이 미리 결정된 데이터맵을 이용함으로써, 신뢰도 높은 터치포인트 학습 또는 보정이 가능하다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량의 클러치 제어방법을 나타낸 순서도,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차량의 클러치 제어시스템을 개략적으로 나타낸 도면,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 차량의 클러치 제어방법에서 터치포인트 학습을 위한 액츄에이터 유압 제어 상황을 나타낸 그래프.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차량의 클러치 제어시스템을 개략적으로 나타낸 도면,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 차량의 클러치 제어방법에서 터치포인트 학습을 위한 액츄에이터 유압 제어 상황을 나타낸 그래프.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 살펴본다.
도 1 내지 3과 같이, 본 발명에 따른 차량의 클러치 제어방법은 클러치(120)의 터치포인트값에 대한 학습조건이 충족된 상황인지 제어부(200)가 판단하는 학습조건판단단계(S100); 상기 학습조건이 충족된 경우, 상기 제어부(200)가 상기 클러치(120)의 액츄에이터(140) 유압을 상기 터치포인트값보다 더 높은 제1기준값으로부터 기준유압만큼 상승시키는 데에 소요되는 기준응답시간을 측정하는 제1측정단계(S250); 상기 제1측정단계(S250) 이후, 상기 제어부(200)가 상기 액츄에이터(140)의 유압을 상기 터치포인트값보다 더 낮은 제2기준값으로부터 상기 터치포인트값 이상이 되도록 상기 기준유압만큼 상승시키는 데에 소요되는 비교응답시간을 측정하는 제2측정단계(S350); 및 상기 비교응답시간 및 기준응답시간의 편차값을 산출하고, 상기 편차값에 따라 상기 터치포인트값을 보정하는 보정단계(S400);를 포함한다.
이를 구체적으로 살펴보면 다음과 같다. 우선, 학습조건판단단계(S100)에서는 클러치(120)의 터치포인트값에 대한 학습조건이 충족된 상황인지 제어부(200)가 판단한다.
클러치(120)의 터치포인트를 학습하기 위해서는 우선 해당 클러치(120)가 차량의 주행에 영향을 미치지 않는 상태여야 한다.
따라서 제어부(200)는 상기 클러치(120)가 차량 주행을 위한 동력 전달경로에 해당되는 상황은 아닌지, 나아가 상기 클러치(120)가 구비된 입력축(180)의 기어단(190)이 동기되어 차륜과의 동력전달이 이루어지지는 않는지 등을 판단한다.
상기의 조건 외에도 클러치(120)의 터치포인트 학습을 위한 학습조건을 다양할 수 있으며, 자세한 내용은 이하에서 후술한다.
한편, 제1측정단계(S250)에서는 상기 학습조건이 충족된 경우, 상기 제어부(200)가 상기 클러치(120)의 액츄에이터(140) 유압을 상기 터치포인트값보다 더 높은 제1기준값으로부터 기준유압만큼 상승시키는 데에 소요되는 기준응답시간을 측정한다.
본 발명이 적용되는 클러치(120)는 유압식 액츄에이터(140)를 이용함이 바람직하다. 그러나 기타 방식의 액츄에이터(140)를 이용하는 경우에서 본 발명의 적용을 배제한다는 것은 아니다.
본 발명에서 학습조건이 충족된 클러치(120)는 결합 및 해제 여부가 차량의 주행 등에 영향을 미치지 않는 상태이며, 특히 클러치(120)가 해제된 상태에 해당된다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 유압식으로 구비되는 클러치(120)의 액츄에이터(140)는 제어부(200)에 의해 유압이 제어된다.
제어부(200)는 엔진 등을 제어하는 ECU에 해당될 수도 있으며, 상기 클러치(120) 또는 변속기의 제어를 위한 TCU일 수도 있다. 나아가, 상기 ECU 및 TCU와 별개로 마련된 또 다른 제어유닛일 수 있다.
한편, 본 발명의 클러치(120)는 바람직하게는 마찰식 클러치(120)에 해당된다. 즉, 마찰디스크가 크랭크샤프트에 장착된 드라이브플레이트에 밀착되어 상호 마찰력을 통해 토크를 전달하는 방식을 취한다.
터치포인트는 클러치(120) 전달토크가 0 이상이 되는 기준점을 의미한다. 본 발명과 같이 유압식 액츄에이터(140)를 사용하는 경우, 상기 터치포인트값을 액츄에이터(140)의 유압값으로서 측정할 수 있다.
한편, 본 발명은 액츄에이터(140) 유압 제어에 있어서, 제어목표값에 대한 실제 유압값의 추종에 소요되는 응답시간이 터치포인트 이전과 이후에 서로 상이한 것을 이용하여 터치포인트를 학습한다.
제1측정단계(S250)에서 제어부(200)가 상기 액츄에이터(140)의 유압을 터치포인트값 이상의 값을 가지는 제1기준값에서부터 기준유압만큼 상승시킨다. 즉, 제1측정단계(S250)에서 액츄에이터(140)의 유압은 터치포인트 이상의 값에서 기준유압만큼 상승 제어된다.
이 때, 상기 제어에 의해 기준유압만큼 액츄에이터(140)의 유압이 상승하는데에 소요되는 시간을 유압제어에 따른 응답시간으로 볼 수 있고, 본 발명은 제1측정단계(S250)에서의 상기 응답시간을 기준응답시간으로 정의한다.
상기 제1기준값은 터치포인트값 이상의 유압값에 해당되는데, 이는 터치포인트값에 대한 상대적인 값으로 이해됨이 바람직하다. 즉, 터치포인트값으로부터 소정의 값을 증가시킨 값이 제1기준값에 해당되며, 터치포인트가 보정되면 상기 제1기준값 또한 변화될 수 있다.
상기 기준유압 또한 제어부(200)에 미리 설정되는 값으로서, 터치포인트값 또는 제1기준값에 따라 변경될 수 있음은 물론이다.
제1측정단계(S250)에서 측정된 기준응답시간은 터치포인트 이상의 유압에서 액츄에이터(140)의 유압이 기준유압만큼 상승하는 데에 소요된 응답시간이라는 기술적 의미를 가진다.
클러치(120)가 터치포인트 이전 상황에 해당되면, 액츄에이터(140) 유압 상승을 위한 제어를 수행할 때, 상기 액츄에이터(140)의 오일경로상에 오일이 채워지는 데에 시간이 소요된다. 나아가, 클러치(120)의 마찰디스크가 드라이브플레이트에 접촉하기 이전에 해당되어 마찰디스크 이동에 방해가 없어서, 터치포인트 이상의 유압 상황 대비 유압의 상승에 소요되는 응답시간이 더 길다고 이해할 수 있다.
즉, 클러치(120)의 터치포인트 이전에는, 오일경로상에 오일이 채워지기 위한 소요시간과 마찰디스크 이동에 대한 반발력이 약하기 때문에, 터치포인트 이후의 상황보다 응답시간이 증가한다는 것이다.
결국, 본 발명은 위와 같은 특성을 고려하여, 제1측정단계(S250)에서 액츄에이터(140) 유압이 터치포인트 이상의 유압에서 기준유압만큼 상승하는 데에 소요되는 기준응답시간을 파악하는 것이다.
상기 제1측정단계(S250)에 따른 액츄에이터(140)의 유압 제어 상황이 도시된 그래프가 도 3에 나타나 있다. 도 3의 그래프에서 가로축은 시간을 나타내고, 세로축은 액츄에이터(140)의 유압을 나타낸다.
도 3에는 제1측정단계(S250)와 제2측정단계(S350)에서의 유압 제어 상황이 도시되어 있는데, 시간 순서상 먼저 수행되는 유압 제어가 제1측정단계(S250)에 해당된다. 도 3에서, 제1측정단계(S250)의 기준유압 상승은 터치포인트값 이상의 값에서 시작됨을 확인할 수 있으며, 상기 기준유압만큼 상승제어되기 시작한 유압값이 제1기준값에 해당된다.
한편, 제2측정단계(S350)에서는 상기 제1측정단계(S250) 이후, 상기 제어부(200)가 상기 액츄에이터(140)의 유압을 상기 터치포인트값보다 더 낮은 제2기준값으로부터 상기 터치포인트값 이상이 되도록 상기 기준유압만큼 상승시키는 데에 소요되는 비교응답시간을 측정한다.
제1측정단계(S250)에서 기준응답시간을 측정한 이후, 제어부(200)는 액츄에이터(140)의 유압을 다시 터치포인트 이하로 감소시킨다. 특히, 제어부(200)는 제2측정단계(S350)에서 상기 액츄에이터(140)의 유압을 터치포인트값보다 더 낮은 제2기준값으로부터 기준유압만큼 상승시킨다.
터치포인트값보다 낮은 값에서 상승되는 액츄에이터(140)의 유압은 오일이 오일경로상에 채워지는 소요시간이 있을 수 있고, 나아가 터치포인트값 이상에서의 유압 상승시보다 마찰디스크가 작용하는 반발력이 작아 유압 상승에 따른 응답시간이 지연될 수 있다.
즉, 제2측정단계(S350)에서 기준유압만큼 상승하는 액츄에이터(140)의 유압은 터치포인트값보다 낮은 구간을 거쳐 터치포인트보다 높은 구간에 속하게 되고, 온전히 터치포인트값보다 높은 구간에서 기준유압만큼 상승하는 유압 대비 응답시간이 증가된다.
결국, 본 발명은 터치포인트값 이상에서 액츄에이터(140) 유압이 기준유압만큼 상승하는 데에 소요된 기준응답시간을 기준으로, 터치포인트 이하의 값에서부터 기준유압만큼 상승되는 데에 소요된 비교응답시간을 비교하여, 그 응답시간의 차이를 통해 터치포인트의 보정을 수행하게 된다.
제2측정단계(S350)에서의 제2기준값 또한 제1기준값과 마찬가지로 유압에 대한 절대값이 아니라 터치포인트값을 기준으로 결정되는 상대값에 해당된다. 제1기준값과 제2기준값은 다양한 값으로 결정될 수 있다.
바람직하게는, 현재의 학습 기준이 되는 터치포인트값보다 실제의 터치포인트값이 더 높은 상황 또는 더 낮은 상황을 고려하여, 상기 제1기준값 및 제2기준값은 실제 보정될 터치포인트값을 충분히 반영할 수 있도록 현재의 터치포인트값과 차이를 가지도록 한다. 이 때, 터치포인트값의 보정값을 통계적으로 산출하여 제1기준값 및 제2기준값 설정에 고려할 수 있을 것이다.
본 발명의 일실시예에서는 하나의 오프셋값을 설정하고, 현재 터치포인트값에서 상기 오프셋값만큼 증가시킨 값을 제1기준값으로 설정할 수 있으며, 현재 터치포인트값에서 상기 오프셋값만큼 감소시킨 값을 제2기준값으로 설정할 수 있다. 이 외에도 다양한 방식이 적용될 수 있다.
도 3에는 시간 순서상 상기 제1측정단계(S250) 이후 수행되는 제2측정단계(S350)에서의 유압 제어 상황이 나타나 있다. 제2측정단계(S350)에서는 제1측정단계(S250)에서의 제1기준값보다 더 낮음은 물론 상기 터치포인트값보다 더 낮은 값인 제2기준값으로부터 액츄에이터(140)의 유압이 기준유압만큼 증가되는 모습을 확인할 수 있다.
이 때, 상기 제2기준값으로부터 기준유압만큼 상승된 값은 현재의 터치포인트값 이상의 값이 되도록 설정됨이 바람직하다. 비교응답시간은 터치포인트값 이전과 이후의 유압에서의 응답시간이 모두 반영된 것이어야 기준응답시간과의 비교를 통해 터치포인트값의 보정이 이루어질 수 있기 때문이다.
한편, 도 3에서 살펴보면 기준유압만큼 증가하는 데에 소요되는 기준응답시간 및 비교응답시간이 가로축에 표시되어 있다. 제2측정단계(S350)에서 측정된 비교응답시간이 상기 제1측정단계(S250)에서 측정된 기준응답시간보다 더 증가된 값을 가짐을 확인할 수 있다.
한편, 보정단계(S400)에서는 상기 비교응답시간 및 기준응답시간의 편차값을 산출하고, 상기 편차값에 따라 상기 터치포인트값을 보정한다.
구체적으로, 현재의 터치포인트값이 정확한 값을 가지는 경우, 제2측정단계(S350)를 수행함에 있어, 터치포인트값 이하의 구간에서 액츄에이터(140)의 유압이 상승하는 유압 상승량이 예견될 수 있다.
상기 예견된 터치포인트값 이하 구간에서의 유압상승량에 따라, 현재의 유압 특성이 반영되어 터치포인트값 이상의 구간에서 기준유압만큼 상승하는 데에 소요되는 기준응답시간 대비 증가되는 시간이 실험적 또는 이론적으로 결정될 수 있다.
즉, 현재의 터치포인트값을 전제로, 기준응답시간 대비 비교응답시간의 증가분이 예상될 수 있다는 것이며, 그 결과를 보정단계(S400)에서 판단한다.
만약, 상기 기준응답시간 대비 비교응답시간의 증가량이 현재의 터치포인트값을 전제로 한 예상값보다 증가한 경우, 제2측정단계(S350)에서 액츄에이터(140) 유압이 기준유압만큼 상승하는 과정은 현재의 터치포인트값을 기준으로 한 예상보다 터치포인트값 이하의 구간에서 더 많은 유압 상승을 겪었다는 것을 의미한다.
즉, 현재의 클러치(120) 환경 및 액츄에이터(140)의 유압 특성 등이 반영된 실제의 터치포인트값은 현재 설정된 터치포인트값보다 더 높은 값에 해당됨을 의미하고, 이를 통해 터치포인트값을 보정할 수 있게 된다.
반대로, 상기 기준응답시간 대비 비교응답시간의 증가량이 예상값보다 감소된 경우, 제2측정단계(S350)에서 액츄에이터(140) 유압이 기준유압만큼 상승하는 과정은 예상보다 터치포인트값 이하의 구간에서 더 작은 유압 상승을 겪었다는 것을 의미하는 것이고, 이는 현재의 실제 터치포인트값이 제어부(200)에 설정된 터치포인트값보다 더 낮은 것을 의미한다.
이와 같이, 현재의 클러치(120) 환경 및 액츄에이터(140) 유압 특성 등을 반영하여 온전히 터치포인트 이상의 값에서 기준유압 상승에 소요된 기준응답시간을 기준으로, 비교응답시간을 비교하여 도출되는 편차값을 분석함으로써, 터치포인트값을 실제 터치포인트값으로 보정할 수 있게 된다.
여기서 상기 편차값과 터치포인트의 보정값의 상관관계는 기준응답시간, 제1기준값, 제2기준값, 보정값, 기준유압 등을 고려하여 이론적으로 산출할 수 있으며, 나아가 실험적인 결과를 통계적으로 결정할 수 있다.
결국, 본 발명은 클러치(120)의 터치포인트값 이하에서와 이상에서의 유압 제어에 대한 응답시간을 비교 분석함으로써, 온도 등의 환경에 따른 영향을 충분히 배제하고, 유압 특성이 반영된 정확하고 신뢰도 높은 터치포인트의 학습이 가능하다.
도 1에는 본 발명에 따른 제어방법의 순서가 도시되어 있고, 도 2에는 이러한 제어방법이 적용된 제어시스템이 개략적으로 도시되어 있으며, 도 3에는 상기한 바와 같이 본 발명에 따른 액츄에이터(140)의 유압 제어 상황이 개략적으로 도시되어 있다.
한편, 도 2와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 차량의 클러치 제어방법에서, 상기 클러치(120)는 변속기에 마련된 복수의 습식 클러치(120) 중 어느 하나에 해당된다.
구체적으로, 클러치(120)는 다양한 종류로 마련될 수 있는데, 본 발명의 실시예는 특히 습식 타입으로서 복수로 마련된 클러치(120) 중 어느 하나의 터치포인트를 학습한다.
바람직하게는 클러치(120)가 2개 구비된 듀얼클러치식 변속기에 있어서, 상기 클러치(120)가 습식 클러치로 마련되고, 더욱 바람직하게 상기 클러치(120)는 습식 다판 클러치에 해당된다.
듀얼클러치의 경우, 주행이 이루어지는 과정에서 구동축과 비구동축이 수시로 교번하므로, 비구동축의 클러치(120) 터치포인트를 학습하는 것이 클러치 제어에 있어 특히 중요하다. 또한, 차량이 주행중임에도 불구하고 비구동축의 클러치(120)는 해제 상태를 이룰 수 있어, 본 발명의 터치포인트 학습 방식이 특히 유리할 수 있다.
나아가, 습식 클러치의 경우 오일에 잠겨진 상태로 작동하므로 클러치(120)의 터치포인트 학습에 있어 클러치(120)의 해제에도 불구하고 유체의 점성이 작용함에 따라, 클러치(120) 또는 입력축(180)의 회전속도 등을 분석하여 터치포인트를 학습하는 것에 제한이 많고 불리하다.
본 발명은 특히 액츄에이터(140)의 유압 제어로부터 도출되는 정보를 분석하여 터치포인트를 학습하므로, 상기 와 같은 습식 클러치에 있어서 터치포인트를 학습하는 데에 특히 유리하다. 유체의 점성 등 기타 터치포인트 학습에 영향을 미칠 수 있는 요소를 충분히 배제한 채 터치포인트를 학습할 수 있기 때문이다.
결국, 본 발명의 실시예는 복수로 마련된 습식 클러치 중 어느 하나의 터치포인트를 학습함으로써, 기타 방식에 의해서는 제한이 많고 불확실성이 증가된 상황에도 불구하고, 터치포인트를 정확하고 신뢰도 높게 학습 및 보정할 수 있어 유리하다.
도 2에 본 발명의 바람직한 일실시예가 도시되어 있는데, 듀얼클러치식 변속기에 있어서, 상기 듀얼클러치가 습식 다판 클러치로 마련된 모습이 도시되어 있다.
한편, 도 2와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 차량의 클러치 제어방법에서, 상기 제어부(200)는 변속기가 중립상태에 해당되거나 상기 클러치(120)가 장착된 입력축(180)의 기어단(190)이 해제된 상태이고, 상기 클러치(120)의 결합이 해제된 경우에 상기 학습조건이 충족된 상황으로 판단한다.
앞서 설명한 바와 같이, 본 발명의 학습조건은 결국 클러치(120)의 제어 및 차량의 주행상황이 상호간에 영향을 미치지 않는 상황을 충족하는 조건에 해당된다. 특히, 본 발명의 실시예에서는 변속기가 중립상태로 제어되거나, 해당 클러치(120)가 장착된 입력축(180)의 기어단(190)이 해제된 상태로서, 상기 클러치(120)가 해제된 상태를 본 발명에 따른 학습조건 충족 상황으로 판단한다.
구체적으로, 변속기의 중립상태는 클러치(120) 및 입력축(180)의 기어단(190)이 모두 해제된 상태를 의미할 수 있다. 이 경우 차륜에서 전달되는 토크 등이 클러치(120)가 장착된 입력축(180)에 전달되지 않으며 엔진 등의 구동원에서 전달되는 토크가 클러치(120)측으로 전달되지 않아 터치포인트 학습이 방해할 수 있는 요소가 충분히 배제된 것으로 판단한다.
한편, 듀얼클러치식 변속기 등 복수개의 클러치(120)가 마련되는 경우, 변속기가 중립상태에 해당되지 않더라도 터치포인트 학습이 요구되는 클러치(120)가 해제 상태일 수 있고, 상기 클러치(120)가 장착된 입력축(180)의 기어단(190) 역시 해제된 상태일 수 있다.(이는 해당 입력축(180)이 비구동축인 경우로 이해될 수 있다.)
위와 같이, 본 발명의 실시예에서는 클러치(120)의 터치포인트 학습을 위한 학습조건으로서, 변속기의 중립 제어 또는 해당 클러치(120)의 해제와 더불어 해당 클러치(120)가 장착된 입력축(180) 기어단(190)의 해제 상태를 판단함으로써, 구동원 또는 차량 주행의 영향이 충분히 배제된 상태에서 터치포인트를 학습할 수 있도록 한다.
한편, 도 2와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 차량의 클러치 제어방법에서, 상기 학습조건판단단계(S100) 이후로서 상기 제1측정단계(S250) 이전에, 상기 제어부(200)가 상기 액츄에이터(140)의 유압을 상기 제1기준값으로 제어하는 제1준비단계(S200); 및 상기 제1측정단계(S250) 이후로서 상기 제2측정단계(S350) 이전에, 상기 제어부(200)가 상기 액츄에이터(140)의 유압을 상기 제2기준값으로 제어하는 제2준비단계(S300);를 더 포함한다.
구체적으로, 제1측정단계(S250)의 수행을 위해서는 액츄에이터(140)의 유압이 제1기준값에 해당될 것이 요구된다. 다만, 제1측정단계(S250) 수행을 위해 제어부(200)가 유압의 제어목표값을 제1기준값으로 설정하더라도, 상기한 것처럼 응답시간이 발생하여 액츄에이터(140)의 유압이 제1기준값이 도달되지 못한 상태일 수 있다.
따라서, 본 발명의 실시예에서는 제1측정단계(S250) 수행에 앞서 제1준비단계(S200)를 수행한다. 제1준비단계(S200)에서는 임의의 값을 가지고 있는 액츄에이터(140)의 유압을 제1기준값에 추종시키게 된다.
제1준비단계(S200)를 수행함에 따라, 제1측정단계(S250)에서의 기준응답시간 측정이 확실하고 신뢰도 높게 이루어질 수 있다.
마찬가지로, 제2측정단계(S350)의 수행에 앞서 본 발명의 실시예에서는 제2준비단계(S300)를 수행한다. 제2준비단계(S300)에서는 특히 제1측정단계(S250)를 수행하면서 제2기준값과 상이한 값으로 제어된 액츄에이터(140)의 유압을 제2기준값에 추종시킨다.
이에 따라, 제1측정단계(S250) 수행 이후 비교응답시간 측정을 위한 제2측정단계(S350)의 수행이 확실하고 신뢰도 높게 이루어질 수 있다.
도 1에는 상기의 제1준비단계(S200) 및 제2준비단계(S300)가 포함된 본 발명의 실시예에 따른 제어방법 순서가 도시되어 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 차량의 클러치 제어방법은, 상기 보정단계(S400)에서, 상기 제어부(200)에는 상기 편차값에 따른 상기 터치포인트값의 보정값이 미리 결정된 데이터맵이 저장되고, 상기 제어부(200)는 상기 편차값을 상기 데이터맵에 대입하여 상기 보정값을 결정한다.
구체적으로, 제어부(200)에는 상기 기준응답시간 및 비교응답시간간의 편차값에 대한 터치포인트의 보정값이 미리 결정된 데이터맵이 저장된다. 본 발명과 같은 편차값과 보정값의 상관관계에는 영향을 미칠 수 있는 변수가 다양하고, 이론적으로 제어부(200)가 직접 산출하는 데에 부담이 크다.
이에 따라, 상기 보정값과 편차값간의 상관관계에 대해 미리 결정된 데이터맵을 제어부(200)에 미리 저장하고, 상기 제어부(200)는 현재의 편차값을 상기 데이터맵에 대입함으로써 터치포인트의 보정값을 정확하고 신속하게 도출할 수 있게 된다.
상기 보정값과 편차값간의 상관관계가 이론적인 계산으로 이루어질 수도 있을 것이나, 터치포인트는 클러치(120)의 작동 환경 등에 따라 민감하게 변화할 수 있는 것이고, 그 정확도의 향상을 위해, 바람직하게는 실험적이고 통계적으로 도출된 결과가 반영된 데이터맵을 이용한다.
결국, 본 발명의 실시예에서는 터치포인트 이전과 이후의 유압 상승에 대한 응답시간 차이를 이용하여 기준응답시간과 비교응답시간을 비교하고, 그 비교결과를 실험적이고 통계적인 결과가 반영된 데이터맵에 대입하여 터치포인트의 보정값을 도출함으로써, 정확하고 신속한 터치포인트의 보정을 가능하게 한다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 차량의 클러치 제어방법에서, 상기 보정단계(S400)에서, 상기 제어부(200)는 상기 비교응답시간이 상기 기준응답시간보다 클수록 상기 터치포인트값이 증가되도록 상기 터치포인트값을 보정한다.
앞서 설명한 바와 같이, 본 발명에서 터치포인트 이전의 액츄에이터(140) 유압 상승은 동일한 조건에서 터치포인트 이후의 액츄에이터(140) 유압 상승보다 응답시간이 증가되는 것으로 파악한다.
이는 오일경로상의 오일 충전 및 반발력 차이에 의한 것으로서, 위와 같은 터치포인트 전후의 응답시간 차이로 본 발명은 터치포인트를 보정한다.
위와 같은 결과는 기준응답시간과 비교응답시간과의 편차값에서도 드러난다. 기준응답시간를 기준으로 비교응답시간이 증가분이 더 커질수록, 제2측정단계(S350)에서의 액츄에이터(140) 유압 상승이 터치포인트 이하의 구간에서 증가하는 구간이 더 많았음을 의미하며, 이는 실제의 터치포인트가 현재 제어부(200)에 설정된 터치포인트값보다 더 크다는 것을 시사한다.
결국, 본 발명의 실시예에서 상기 비교응답시간이 기준응답시간보다 클수록, 제어부(200)에 저장된 터치포인트값을 증가시키기 위한 보정값이 더 커지는 것이며, 반대로 비교응답시간이 기준응답시간보다 작을수록 상기 제어부(200)에 저장된 터치포인트값을 감소시키는 보정량이 증가하게 된다.
한편, 도 2와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 차량의 클러치 제어시스템은 습식 타입으로서 변속기에 구비된 복수의 클러치(120); 상기 복수의 클러치(120) 각각을 유압에 따라 결합 및 해제시키도록 마련된 액츄에이터(140); 상기 액츄에이터(140)의 유압을 측정하도록 마련된 유압센서(160); 및 상기 복수의 클러치(120) 중 어느 하나의 터치포인트값에 대한 학습조건이 충족된 상황인지 판단하고, 상기 학습조건이 충족된 클러치(120)의 상기 액츄에이터(140) 유압을 상기 터치포인트값보다 더 높은 제1기준값으로부터 기준유압만큼 상승시키는 데에 소요되는 기준응답시간을 측정하며, 상기 액츄에이터(140)의 유압을 상기 터치포인트값보다 더 낮은 제2기준값으로부터 상기 터치포인트값 이상이 되도록 상기 기준유압만큼 상승시키는 데에 소요되는 비교응답시간을 측정하고, 상기 비교응답시간 및 기준응답시간의 편차값을 산출하며, 상기 편차값에 따라 상기 클러치(120)의 상기 터치포인트값을 보정하도록 마련된 제어부(200);를 포함한다.
구체적으로, 클러치(120)는 복수로 마련되며, 습식 클러치로서 구비된다. 바람직하게는 듀얼클러치식 변속기에 있어서 상기 클러치가 습식 클러치로 구비된다.
한편, 액츄에이터(140)는 유압식으로 마련되며, 상기 복수의 클러치(120) 각각의 전달토크를 유압으로 제어한다. 보다 구체적으로는 상기 복수의 클러치(120) 각각을 가압하는 유압을 조절함으로써 각 클러치(120)의 전달토크를 제어하는 것이다.
유압센서(160)는 상기 액츄에이터(140)의 유압을 측정하기 위해 마련되는데, 제어부(200)와 연결되어 액츄에이터(140)의 유압정보를 제어부(200)로 송신하도록 마련된다.
한편, 제어부(200)는 상기 복수의 클러치(120) 중 어느 하나의 터치포인트값에 대한 학습조건이 충족된 상황인지 판단하고, 상기 학습조건이 충족된 클러치(120)의 상기 액츄에이터(140) 유압을 상기 터치포인트값보다 더 높은 제1기준값으로부터 기준유압만큼 상승시키는 데에 소요되는 기준응답시간을 측정하며, 상기 액츄에이터(140)의 유압을 상기 터치포인트값보다 더 낮은 제2기준값으로부터 상기 터치포인트값 이상이 되도록 상기 기준유압만큼 상승시키는 데에 소요되는 비교응답시간을 측정하고, 상기 비교응답시간 및 기준응답시간의 편차값을 산출하며, 상기 편차값에 따라 상기 클러치(120)의 상기 터치포인트값을 보정하도록 마련된다.
이에 따라, 본 발명의 실시예에 따른 차량의 클러치 제어시스템은 클러치(120)의 회전속도 및 오일 온도 등에 영향으로 상시 변화할 수 있는 클러치(120)의 터치포인트를 정확하고 신뢰도 높게 파악하여 보정함으로써, 클러치(120)의 안정적이고 정확한 제어를 가능하게 한다.
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.
S100 : 학습조건판단단계 S250 : 제1측정단계
S350 : 제2측정단계 S400 : 보정단계
120 : 클러치 140 : 액츄에이터
200 : 제어부
S350 : 제2측정단계 S400 : 보정단계
120 : 클러치 140 : 액츄에이터
200 : 제어부
Claims (7)
- 클러치의 터치포인트값에 대한 학습조건이 충족된 상황인지 제어부가 판단하는 학습조건판단단계;
상기 학습조건이 충족된 경우, 상기 제어부가 상기 클러치의 액츄에이터 유압을 상기 터치포인트값보다 더 높은 제1기준값으로부터 기준유압만큼 상승시키는 데에 소요되는 기준응답시간을 측정하는 제1측정단계;
상기 제1측정단계 이후, 상기 제어부가 상기 액츄에이터의 유압을 상기 터치포인트값보다 더 낮은 제2기준값으로부터 상기 터치포인트값 이상이 되도록 상기 기준유압만큼 상승시키는 데에 소요되는 비교응답시간을 측정하는 제2측정단계; 및
상기 비교응답시간 및 기준응답시간의 편차값을 산출하고, 상기 편차값에 따라 상기 터치포인트값을 보정하는 보정단계;를 포함하는 차량의 클러치 제어방법. - 청구항 1에 있어서,
상기 클러치는 변속기에 마련된 복수의 습식 클러치 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 차량의 클러치 제어방법. - 청구항 1에 있어서,
상기 제어부는 변속기가 중립상태에 해당되거나 상기 클러치가 장착된 입력축의 기어단이 해제된 상태이고, 상기 클러치의 결합이 해제된 경우에 상기 학습조건이 충족된 상황으로 판단하는 것을 특징으로 하는 차량의 클러치 제어방법. - 청구항 1에 있어서,
상기 학습조건판단단계 이후로서 상기 제1측정단계 이전에, 상기 제어부가 상기 액츄에이터의 유압을 상기 제1기준값으로 제어하는 제1준비단계; 및
상기 제1측정단계 이후로서 상기 제2측정단계 이전에, 상기 제어부가 상기 액츄에이터의 유압을 상기 제2기준값으로 제어하는 제2준비단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 클러치 제어방법. - 청구항 1에 있어서,
상기 보정단계에서, 상기 제어부에는 상기 편차값에 따른 상기 터치포인트값의 보정값이 미리 결정된 데이터맵이 저장되고, 상기 제어부는 상기 편차값을 상기 데이터맵에 대입하여 상기 보정값을 결정하는 것을 특징으로 하는 차량의 클러치 제어방법. - 청구항 1에 있어서,
상기 보정단계에서, 상기 제어부는 상기 비교응답시간이 상기 기준응답시간보다 클수록 상기 터치포인트값이 증가되도록 상기 터치포인트값을 보정하는 것을 특징으로 하는 차량의 클러치 제어방법. - 습식 타입으로서 변속기에 구비된 복수의 클러치;
상기 복수의 클러치 각각을 유압에 따라 결합 및 해제시키도록 마련된 액츄에이터;
상기 액츄에이터의 유압을 측정하도록 마련된 유압센서;
상기 복수의 클러치 중 어느 하나의 터치포인트값에 대한 학습조건이 충족된 상황인지 판단하고, 상기 학습조건이 충족된 클러치의 상기 액츄에이터 유압을 상기 터치포인트값보다 더 높은 제1기준값으로부터 기준유압만큼 상승시키는 데에 소요되는 기준응답시간을 측정하며, 상기 액츄에이터의 유압을 상기 터치포인트값보다 더 낮은 제2기준값으로부터 상기 터치포인트값 이상이 되도록 상기 기준유압만큼 상승시키는 데에 소요되는 비교응답시간을 측정하고, 상기 비교응답시간 및 기준응답시간의 편차값을 산출하며, 상기 편차값에 따라 상기 클러치의 상기 터치포인트값을 보정하도록 마련된 제어부;를 포함하는 차량의 클러치 제어시스템.
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