KR20180067783A - Dct 차량의 제어방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 DCT 차량의 제어방법은 제어부가 차량의 주행변속단, 노면의 경사도 및 차속을 감지하는 단계; 감지단계 후, 주행변속단이 1단이고 노면의 경사도가 설정영역 내에 포함되며 차속이 설정차속 이하일 경우, 제어부가 변속기의 홀수단 클러치 온도를 설정온도와 비교하는 단계; 및 비교단계 수행결과, 홀수단 클러치 온도가 설정온도 이상일 경우, 제어부가 주행변속단이 2단으로 변속되도록 변속패턴을 조정하는 단계;를 포함할 수 있다.

Description

DCT 차량의 제어방법 {CONTROL METHOD FOR VEHICLE WITH DCT}
본 발명은 DCT 차량이 저구배로를 1단으로 반복 팁인(tip-in) 주행할 경우에 DCT의 클러치가 과열되는 것을 방지하는 제어방법에 관한 것이다.
DCT(Dual Clutch Transmission)는 수동변속기 메커니즘을 자동적으로 제어하도록 하는 시스템으로, 토크 컨버터와 습식 다판 클러치를 사용하는 일반 자동변속기와는 달리 건식클러치를 이용하여 엔진 토크를 변속메커니즘에 전달한다.
이렇게 건식클러치를 이용하는 DCT는 디스크 마찰재의 마찰력에 의해 동력을 전달하는 과정에서 클러치 슬립에 의한 토크 손실이 열에너지로 변환되어 발열 요인으로 작용하며 습식 DCT와 달리 시스템에 별도의 냉각요소가 없어 발열에 취약하다.
특히, 저구배로에서 정지-1단 발진을 반복적으로 수행하는 운전조건에서는 클러치 발열이 홀수단 변속기 클러치에 집중되어 일반 변속과 달리 클러치 과열이 쉽게 발생할 수 있다는 문제점이 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.
KR 10-1999-0047660 A JR 2013-079675 A
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, DCT 차량이 저구배로를 정지-1단발진을 반복적으로 실시하는 상황일 경우에 홀수단 클러치 온도에 따라 2단 변속이 바로 실시되도록 하여 홀수단 클러치가 과열되는 것을 방지하는 DCT 차량의 제어방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 DCT 차량의 제어방법은 제어부가 차량의 주행변속단, 노면의 경사도 및 차속을 감지하는 단계; 상기 감지단계 후, 주행변속단이 1단이고 노면의 경사도가 설정영역 내에 포함되며 차속이 설정차속 이하일 경우, 상기 제어부가 변속기의 홀수단 클러치 온도를 설정온도와 비교하는 단계; 및 상기 비교단계 수행결과, 홀수단 클러치 온도가 설정온도 이상일 경우, 상기 제어부가 주행변속단이 2단으로 변속되도록 변속패턴을 조정하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 조정단계 시, 상기 제어부는 기존변속패턴에 비해 낮은 차속에서 업시프트되도록 업시프트 변속패턴을 하향 조정하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 조정단계 시, 상기 제어부는 가속페달 답입량에 따른 엔진토크가 증가되도록 토크맵의 게인(Gain)값을 상향 조정하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 제어부는 상기 감지단계 시, 홀수단 클러치 온도 기울기를 추가적으로 더 감지하고, 홀수단 클러치 온도 기울기가 설정기울기 이상일 경우에만 상기 비교단계를 실시하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 조정단계 후, 홀수단 클러치 온도가 설정온도 미만이거나 짝수단 클러치 온도가 설정온도 이상일 경우, 상기 제어부가 변속패턴을 기준변속패턴으로 정상화하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 조정단계 후, 홀수단 클러치 온도가 설정온도 미만이거나 짝수단 클러치 온도가 설정온도 이상일 경우, 상기 제어부가 변속패턴을 기준변속패턴으로, 토크맵을 기준토크맵으로 정상화하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상술한 바와 같은 구조로 이루어진 DCT 차량의 제어방법에 따르면 저구배로에서 정지와 1단 발진을 반복적으로 실시하는 상황일 경우, 홀수단 변속기 클러치의 과열상황을 방지할 수 있는바, 변속기 내구성을 확보할 수 있다.
도 1은 DCT 차량의 구조를 도시한 도면,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 DCT 차량의 제어방법을 도시한 순서도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 변속패턴 변화를 도시한 그래프,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 토크맵 변화를 도시한 그래프이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 DCT 차량의 제어방법에 대하여 살펴본다.
도 1은 DCT 차량의 구조를 도시한 도면이다. 도 1을 참조하면, DCT 차량은 엔진(10)의 동력이 변속기(20) 내부에 형성된 복수의 클러치를 통해 선택적으로 차동장치 측으로 전달되도록 마련된다. 상기 변속기(20)는 엔진을 홀수단 기어들이 마련된 기어박스 측과 연결시키는 홀수단 클러치와 엔진을 짝수단 기어들이 구비된 기어박스 측과 연결시키는 짝수단 클러치로 구성된 DCT(Dual Clutch Transmission)이다.
차량의 제어부(50)는 엔진RPM과 엔진토크를 ECU(30)를 통해 제어하고, 변속단 제어 및 변속기(20) 내부의 클러치온도를 TCU(40)를 통해 예측한다. 아울러, 본 기술에서 제어부(50)는 경사도센서(60)와 차속센서(70)를 통해 차량 주행 중 노면의 경사도 및 차속 정보를 센싱한다. 상술한 DCT 차량 구성들의 구체적인 동작에 대하여는 후술하도록 하겠다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 DCT 차량의 제어방법을 도시한 순서도이다. 도 2를 참조하면, DCT 차량의 제어방법은 제어부(50)가 차량의 주행변속단, 노면의 경사도 및 차속을 감지하는 단계(S100); 상기 감지단계(S100) 후, 주행변속단이 1단이고 노면의 경사도가 설정영역 내에 포함되며 차속이 설정차속 이하일 경우, 상기 제어부(50)가 변속기(20)의 홀수단 클러치 온도를 설정온도와 비교하는 단계(S110); 상기 비교단계(S110) 수행결과, 홀수단 클러치 온도가 설정온도 이상일 경우, 상기 제어부(50)가 주행변속단이 2단으로 변속되도록 변속패턴을 조정하는 단계(S120);를 포함할 수 있다.
상기 감지단계(S100)는 운전자에 의해 차량이 저구배로에서 정지와 1단 발진을 반복적으로 교번하며 주행되는지를 판단하기 위한 것이다. 이 경우, 1단 기어와 연결된 홀수단 클러치는 체결/해제/슬립 동작을 반복하면서 발열되기 때문에 홀수단 클러치에만 열이 집중되어 과열될 수 있다. 따라서, 홀수단 클러치의 과열을 방지하는 제어로직이 요구된다.
예를 들어, 설정영역을 평지 대비 5~15%의 오르막 상황에 대응되는 경사도영역으로 설정하고, 상기 설정차속을 30kph으로 설정하였다고 가정하면, 상기 제어부(50)가 감지단계(S100)를 통해 주행변속단이 1단이고, 노면의 경사도가 5~15% 설정영역 내에 포함되며, 차속이 30kph 이하임을 감지한 경우, 차량이 저구배로에서 정지와 1단 발진을 반복적으로 교번실시하는 저구배 반복 팁-인(tip in) 조건이라고 판단하여 홀수단 클러치의 과열을 방지하기 위한 후속 로직을 수행할 수 있다.
여기서, 설정영역과 설정차속은 실험을 통해 설정되는 값으로서, 차량 또는 설계자에 따라 가변될 수 있는바 특정 수치로 한정되어서는 안될 것이다.
후속 로직으로서 제어부(50)는 TCU(40)를 통해 홀수단 클러치의 온도를 예측하고, 예측된 온도를 설정온도와 비교하는 비교단계(S110)를 실시하여 홀수단 클러치의 발열 정도를 파악한다.
만약, 홀수단 클러치 온도가 설정온도 이상이면, 제어부(50)는 변속패턴을 조정하여 주행변속단이 2단으로 조정되도록 제어한다. 이렇게 2단 변속이 실시되면, 홀수단 클러치는 회전을 통한 강제 대류로 냉각되고, 짝수단 클러치는 발진 중 슬립에 의해 발열된다. 따라서, 홀수단 클러치로 집중되던 발열 현상을 짝수단 클러치로 분산시킬 수 있는바, 홀수단 클러치의 과열을 방지할 수 있다.
구체적으로, 상기 조정단계(S120) 시, 상기 제어부(50)는 기존변속패턴에 비해 낮은 차속에서 업시프트되도록 업시프트 변속패턴을 하향 조정할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 변속패턴 변화를 도시한 그래프이다. 도 3을 참조하면, 조정단계(S120)를 수행하기 전, 업시프트 변속패턴에서 1단 기존변속패턴은 점선과 같다. 하지만, 조정단계(S120)를 수행하면 화살표 끝에 도시된 실선과 같이 1단 업시프트 변속패턴이 하향 조정되어 기존보다 낮은 차속에서 2단 변속이 이루어지도록 유도할 수 있다.
따라서, 차량이 저구배로 반복 팁인 조건일 경우에 2단 변속을 신속히 수행하여 홀수단 클러치에 발열이 집중되는 것을 막을 수 있다.
아울러, 본 기술에서 상기 조정단계(S120) 시, 상기 제어부(50)는 가속페달 답입량에 따른 엔진토크가 증가하도록 토크맵의 게인(Gain)값을 상향 조정할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 토크맵 변화를 도시한 그래프이다. 도 4를 참조하면, 점선은 조정단계(S120)를 실시하기 전의 토크맵이고, 실선은 조정단계(S120) 이후의 토크맵을 도시한 것이다.
즉, 가속페달 답입량인 APS값을 기준으로 토크맵 게인(Gain)이 상향 조정됨으로써, 신속하게 2단 변속이 실시되더라도 1단 주행조건과 동등한 수준의 동력성능을 확보할 수 있다.
다시 도 2를 참조하면, 상기 제어부(50)는 상기 감지단계(S100) 시, 홀수단 클러치 온도 기울기를 추가적으로 더 감지하고, 홀수단 클러치 온도 기울기가 설정기울기 이상일 경우에만 상기 비교단계(S110)를 실시할 수 있다.
즉, 제어부(50)는 TCU(40)를 통해 홀수단 클러치 온도 변화에 따른 기울기를 예측하여, 홀수단 클러치 온도 기울기가 크다고 판단되면 과열현상이 발생할 가능성이 높다고 판단하여 상기 비교단계(S110)를 실시한다.
한편, 본 기술은 상기 조정단계(S120) 이후, 홀수단 클러치 온도가 설정온도 미만이거나 짝수단 클러치 온도가 설정온도 이상일 경우, 상기 제어부(50)가 변속패턴을 기준변속패턴으로 정상화하는 단계(S130);를 더 포함할 수 있다.
즉, 홀수단 클러치 온도가 정상화되거나 짝수단 클러치가 과열된다고 판단될 경우에는 1단 변속패턴을 기존변속패턴으로 상향 조정함으로써, 1단변속이 이루어지도록 유도할 수 있다.
이에 따라 최상의 차량 주행성능을 유지할 수 있고, 짝수단 클러치가 과열되는 현상을 방지할 수 있다.
만약, 조정단계(S120)에서 토크맵을 상향조정하였다면, 상기 조정단계(S120) 이후, 홀수단 클러치 온도가 설정온도 미만이거나 짝수단 클러치 온도가 설정온도 이상일 경우, 상기 제어부(50)가 변속패턴을 기준변속패턴으로, 토크맵을 기준토크맵으로 정상화하는 단계(S130);를 더 포함할 수 있다. 즉, 토크맵을 1단 변속에 대응되도록 정상화하여 기존의 차량 주행 성능으로 변환시키는 것이 바람직하다.
상술한 바와 같은 구조로 이루어진 DCT 차량의 제어방법에 따르면 저구배로에서 정지와 1단 발진을 반복적으로 실시하는 상황일 경우, 홀수단 변속기 클러치의 과열상황을 방지할 수 있는바, 변속기 내구성을 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.
10: 엔진 20: 변속기
30: ECU 40: TCU
50: 제어부 60: 경사도센서
70: 차속센서

Claims (6)

  1. 제어부가 차량의 주행변속단, 노면의 경사도 및 차속을 감지하는 단계;
    상기 감지단계 후, 주행변속단이 1단이고 노면의 경사도가 설정영역 내에 포함되며 차속이 설정차속 이하일 경우, 상기 제어부가 변속기의 홀수단 클러치 온도를 설정온도와 비교하는 단계; 및
    상기 비교단계 수행결과, 홀수단 클러치 온도가 설정온도 이상일 경우, 상기 제어부가 주행변속단이 2단으로 변속되도록 변속패턴을 조정하는 단계;를 포함하는 DCT 차량의 제어방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 조정단계 시, 상기 제어부는 기존변속패턴에 비해 낮은 차속에서 업시프트되도록 업시프트 변속패턴을 하향 조정하는 것을 특징으로 하는 DCT 차량의 제어방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 조정단계 시, 상기 제어부는 가속페달 답입량에 따른 엔진토크가 증가되도록 토크맵의 게인(Gain)값을 상향 조정하는 것을 특징으로 하는 DCT 차량의 제어방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부는 상기 감지단계 시, 홀수단 클러치 온도 기울기를 추가적으로 더 감지하고, 홀수단 클러치 온도 기울기가 설정기울기 이상일 경우에만 상기 비교단계를 실시하는 것을 특징으로 하는 DCT 차량의 제어방법.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 조정단계 후, 홀수단 클러치 온도가 설정온도 미만이거나 짝수단 클러치 온도가 설정온도 이상일 경우, 상기 제어부가 변속패턴을 기준변속패턴으로 정상화하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 DCT 차량의 제어방법.
  6. 청구항 3에 있어서,
    상기 조정단계 후, 홀수단 클러치 온도가 설정온도 미만이거나 짝수단 클러치 온도가 설정온도 이상일 경우, 상기 제어부가 변속패턴을 기준변속패턴으로, 토크맵을 기준토크맵으로 정상화하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 DCT 차량의 제어방법.
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