자동변속기 락업클러치의 모델 예측 슬립 제어

Abstract

자동 변속기의 락업 클러치는 토크 컨버터 내부의 유체로 인해 손실되는 동력을 줄이기 위해 임펠러와 터빈 사이를 물리적으로 연결하는 장치이다. 보통 기어변속 가능성이 없다는 판단하에서 고단에서만 활용해왔지만, 최근에는 변속기의 다단화와 클러치 내구도의 발전에 따라 저단에서 도락업 클러치의 적극적인 개입이 가능해졌다. 이에 따라 많은 연구가 진행되었지만, 대다수의 연구에서는 상위 제어기에서 형성한 슬립경로를 추종하는 하위제어기 개발을 중심으로 진행됐다. 그러나 해당 클러치의 슬립 경로는 연료효율, 엔진스톨, 주행상황에서의 저크등을 결정하는 주요한 최적화 문제임에도 불구하고 관련된 연구가 활발히 진행되지 않았다. 본 연구에서는 Kotwicki 토크 컨버터모델, 습식 클러치모델, 1차 지연엔진 토크모델, 2차 다항식 노면 저항 모델의 선형화를 통해 간략화된드 라이브라인 모델을 구성하였다. 이후 모델 예측제어를 활용하여 락업 클러치의 최적 제어 알고리즘을 제안하였다. 드라이브라인의 차량 장치들은 실험데이터를 기반으로 모델링을 진행했으며, 제어기 성능 및 알고리즘은 시뮬레이션 프로그램 Matlab & Simulink Simscape Driveline 을 통해서 검증하였다.