자기 강화 클러치 액추에이터 시스템 모델 기반 클러치 토크 추정 및 제어

Abstract

최근 자동차 시장에서 높은 에너지 효율 및 승차감 개선을 위한 연구로 듀얼 클러치 변속기(DCT)가 활발히 연구되어 왔다. DCT는 2개의 클러치를 사용하여 동력을 전달하기 때문에 수동변속기보다 승차감이 좋으며 자동변속기보다 에너지 효율이 높다. 하지만 토크 컨버터의 댐핑 충격 감쇠 효과가 없기 때문에 정밀한 토크 제어가 필수적이다. 효과적인 변속 제어를 위해서는 정확한 토크를 아는 것이 중요하다. 따라서 본 논문에서는 자기 강화 클러치 액추에이터가 장착된 DCT에서의 클러치 토크 추정 및 제어에 대한 내용을 다룬다. 기존의 토크 추정 연구들의 경우 클러치 토크를 추정하기 위해 파워트레인 다이나믹스를 기반으로 한, 토크 컴플라이언스 모델을 사용하였다. 이러한 파워트레인 다이나믹스를 기반으로 토크를 추정하는 경우 시스템의 민감도가 크며, 차량에 존재하는 기어와 CV 조인트가 가지는 백래쉬로 인해 오차가 발생할 수 있다. 또한 다이나믹스의 입력값의 정보에 대한 정확성이 떨어지기 때문에 클러치 토크 추정 정확성이 떨어지며, 파라미터 변화에 대한 강건성이 떨어진다. 이에 따라 본 논문에서는 이러한 한계점을 극복하기 위해 파워트레인 다이나믹스를 사용하는 것이 아닌 자기 강화 클러치 액추에이터 모델을 통해 클러치 토크를 추정한다. 액추에이터 모델 기반 추정기의 성능을 높이기 위해 액추에이터 모델이 가진 히스테리시스 모델링을 진행하며 추정된 토크를 기반으로 클러치 토크 제어를 수행한다.