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듀얼 클러치 변속기가 장착된 차량의 클러치 및 구동축 토크 추정
김수영(Sooyoung Kim),최세범(Seibum Choi) 한국자동차공학회 2017 한국자동차공학회 부문종합 학술대회 Vol.2017 No.5
본 논문은 듀얼 클러치 변속기(DCT)가 장착된 차량 구동계에서의 각 클러치와 구동축에 전달되는 토크의추정 방법을 다루었다. 클러치 토크와 구동축 토크를 실시간으로 아는 것은 차량 파워트레인 제어 시 매우 유용하게 사용될 수 있다. 예를 들어, DCT 장착 차량의 경우, 원하는 변속 성능을 내기 위해서는 변속기 내 두 클러치를 통해 전달되는 토크를 정확하게 제어해주는 것이 중요한데, 이 때 실시간 전달 토크를 알 수 있다면 클러치 제어 성능을 급격히 향상시킬 수 있다. 그러나 양산 차량에는 가격, 공간 부족 등의 문제로 구동계에 토크 센서가 장착될 수가 없다. 본 논문에서는 이러한 토크 센서를 대체할 수 있는 구동계 토크 관측기를 개발하였다. 개발된 토크 관측기는 적응 슬라이딩 모드 관측기 (adaptive sliding mode observer)의 형태를 가지며, 클러치 마찰 계수와 엔진 토크의 불확실성에 강건한 특성을 가진다. 또한 관측기의 안정성을 Lyapunov stability 분석을 통해 수학적으로 검증하였고, 토크 센서가 장착된 DCT 테스트 벤치를 활용하여 토크 관측기의 추정 성능을 실험적으로 검증하였다.
최규정 ( Kyujeong Choi ),안다빈 ( Da-vin Ahn ),김경대 ( Kyeong-dae Kim ),이진웅 ( Jinwoong Lee ),박진감 ( Jinkam Park ),천수환 ( Suhwan Cheon ),박영준 ( Young-jun Park ) 한국농업기계학회 2021 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.26 No.2
전자비례감압밸브(Electronic Proportional Pressure Reducing Valve, EPPR Valve)는 입력전류에 비례하여 토출압력을 제어하는 밸브이며 정밀한 압력제어가 가능하기 때문에 트랙터 변속기 제어를 위하여 주로 이용되고 있다. 특히 듀얼 클러치 변속기(Dual Clutch Transmission, DCT)를 적용한 트랙터는 전·후진 클러치, 홀·짝수 클러치, 주·부변속 싱크로나이저의 압력을 모두 정밀하게 제어해야 하므로 기존 변속 방식의 트랙터보다 전자비례감압밸브의 중요성이 증가하였다. 본 연구에서는 트랙터의 듀얼 클러치 변속기에 사용되는 전자비례감압밸브 시뮬레이션 모델을 개발하였다. 전자비례감압밸브의 형상 기반 모델링을 위해 밸브 역설계를 진행하여 스풀, 슬리브, 스프링 등의 치수를 획득하였다. 솔레노이드의 특성을 획득하기 위하여 전류, 변위 조건에 따른 힘 측정 시험을 수행하였다. 전자비례감압밸브 단품 특성 획득을 위하여 유압파워팩을 사용하여 밸브의 정특성 및 동특성 시험을 수행하였다. 최종적으로 밸브 형상, 솔레노이드 특성 선도를 사용하여 전자비례감압밸브 시뮬레이션 모델을 개발하고 밸브단품 특성을 기준으로 모델 검증을 완료하였다.
적응형 피드-포워드 제어 기법을 이용한 습식 듀얼 클러치 변속기의 유압 클러치 충전 제어기 설계
정상훈(Sanghun Jung),최세범(Seibum B. Choi),김진성(Jinsung Kim),이호영(Hoyoung Lee),고영호(Youngho Ko) 한국자동차공학회 2019 한국자동차공학회 부문종합 학술대회 Vol.2019 No.5
본 논문은 습식 DCT에 적용되는 유압 클러치의 새로운 충전 제어 기법을 제안한다. 습식 DCT는 습식 클러치의 큰 드래그 토크로 인하여 정밀한 사전 충전 제어가 어려우며, 클러치 피스톤이 움직이는 충전 구간 제어 기술이 필수적으로 요구된다. 본 논문에서는 충전 구간을 보상 해주기 위해 여러 실용적인 문제를 고려한 감소 차수 모델을 제안한다. 제안된 감소 차수 모델은 유압 시스템의 충전 구간을 사실적으로 묘사한다. 제안된 감소 차수 모델은 충전 구간을 보상하는 피드-포워드 제어기를 구성하는데 이용된다. 피드-포워드 제어기는 모델 정보를 내포하기 때문에 다양한 입력에 맞춰 제어 출력을 생성하게 된다. 하지만, 유압 시스템의 여러 불확실성 및 외란으로 인해 감소 차수 모델의 변수가 변화하는 경우, 이에 대한 대응이 필요하게 된다. 본 논문에서는 측정된 클러치 내부 압력을 이용하여 모델의 변수를 실시간으로 업데이트 하는 적용형 피드-포워드 제어기를 제안한다. 제안된 제어기는 정확한 시뮬레이션 모델을 이용하여 검증되었다. 시뮬레이션 결과는 제안하는 제어기가 다양한 입력 상황 및 모델 변수의 변화에도 좋은 성능을 나타냄을 보여준다.
트랙터 듀얼 클러치 변속기의 변속품질 향상을 위한 싱크로나이저 사전선택 연구
변서정 ( Seo-jung Byeon ),박진감 ( Jin-kam Park ),박영준 ( Young-jun Park ),이진웅 ( Jin-woong Lee ) 한국농업기계학회 2023 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.28 No.1
트랙터를 이용한 농작업 수행 시 작업지의 불균일성과 운전자의 의지 변화에 따른 부하 변동이 자주 발생한다. 이에 따라 각각의 상황에 맞는 적합한 작업 속도로 신속하게 바꾸기 위한 변속 또한 빈번하게 이루어진다. 그러나 변속을 너무 빠르게 수행하거나 적절한 변속 단수를 선택하지 못하면 농작업 효율이 감소하고 변속감이 좋지 못하다는 문제점이 발생한다. 본 연구는 듀얼 클러치 변속기(Dual Clutch Transmission, DCT)의 변속품질 향상을 위해 기어 변경을 담당하는 핵심 부품인 싱크로나이저의 사전선택 전략을 제시하기 위한 사전 연구를 목적으로 수행되었다, DCT의 싱크로나이저 사전선택이란, 차기 변속단 싱크로나이저 제어를 통해 변속 목표 단수의 싱크로나이저를 클러치 동작 이전에 체결하여 준비하는 것을 말하며 DCT의 변속감 향상을 위해서는 매우 중요한 과정이다. 이 연구를 수행하기 위해 기존 연구결과를 활용하여 싱크로나이저의 구조와 변속 과정을 이해하고 사전선택 과정에 영향을 미치는 요인을 분석하도록 한다. 사전선택 제어에 영향을 주는 주요 요인들에 대한 민감도 및 반응 분석을 기반으로 제어 매개변수 최적화를 수행하도록 한다. 슬리브 질량, 콘 각도와 같은 구조 매개 변수에 대한 분석은 구조적인 문제이므로 이 연구에서는 고려하지 않는다. 이후 분석한 자료를 기반으로 현재 개발 중인 100kW급 DCT 장착된 트랙터에 적용하여 정확한 사전 변속을 실현하기 위한 제어 매개변수를 최적화한다. 도출한 매개변수 결과를 이용하여 싱크로나이저 작동력을 예측할 수 있으며 사전선택 제어 전략을 제시하는 데에 활용될 수 있을 것이다.