자동변속기의 변속공정 제어에 관한 연구

Dec 14, 2023

Scientific Reports 12권, 기사 번호: 13054(2022) 이 기사 인용

1874년 액세스

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측정항목 세부정보

자동 변속기의 변속 품질은 인간이 느끼는 편안함과 자동 변속기의 내구성에 직접적인 영향을 미칩니다. 일반적으로 제조 오류, 수명주기 변화 또는 기타 유압 특성 변화로 인한 불일치는 변속 품질에 영향을 미치는 주요 원인이며, 이는 변속 과정에서 적응형 제어로 보상되어야 합니다. 본 논문에서는 먼저 변속 공정 제어에서 비례 솔레노이드 전류, 클러치 압력, 속도 및 토크 간의 관계에 대한 심층 분석을 제공합니다. 그런 다음 토크 단계와 관성 단계에 대해 각각 두 가지 효율적인 적응 제어 전략을 제안합니다. 두 알고리즘 모두 폭동 다용도 차량에서 테스트 및 검증되었습니다. 실험 결과는 본 논문에서 제안하는 적응 제어 전략이 토크 단계의 엔진 플레어와 클러치 타이업을 효과적으로 보상하고 관성 단계를 적절한 시간 범위 내에서 유지할 수 있음을 나타냅니다.

최근 과학기술의 발달로 자동변속기를 장착한 차량은 조작이 간편하고 토크가 크다는 장점으로 소비자들의 선호를 받고 있다. 차량의 연비를 향상시키기 위해 자동 변속기 기어 수에 대한 수요도 증가하고 있으며, 이로 인해 소프트웨어 제어가 더욱 복잡해지고 교정 작업량이 증가합니다. 기어비 간 변속 시 변속기 제어 장치(TCU)는 다가오는 클러치의 결합과 나가는 클러치의 분리를 동기화해야 하며, 이 프로세스를 클러치 간 변속 제어라고 합니다1. 클러치 간 변속2,3에서 변속의 부드러움을 위해서는 다가오는 클러치와 나가는 클러치4를 포함하는 제어 동작 간의 타이밍 조정이 필요합니다. 유압이 적절하게 제어되지 않으면 클러치가 너무 빨리 체결되어 운전자와 탑승자가 충격을 느낄 수도 있고, 너무 느리게 체결되어 기어 변속을 완료하는 데 오랜 시간이 걸릴 수도 있습니다5. 변속 품질은 인간의 인지 편의성 및 자동 변속기의 내구성과 직접적인 관련이 있습니다. 일반적으로 제조 오류, 수명주기 변경 또는 기타 유압 특성 변화로 인한 불일치가 변속 품질에 영향을 미치는 주요 원인입니다. 그러나 우수한 변속 품질을 보장하기 위해 수동 보정6에 의존하는 것은 노동 집약적이고 재정적으로 비용이 많이 들며 시장 법률의 요구 사항을 충족하지 않습니다7.

자동변속기의 변속 품질 향상이라는 핵심 이슈와 관련하여 많은 연구자들이 적응 제어의 적용에 집중해 왔습니다. 적응형 제어는 제어 매개변수를 조정하여 물리적 특성의 변화와 동기화할 수 있으므로 변속 품질을 지속적으로 개선할 수 있습니다. 김덕호 등8은 적응형 뉴로-퍼지 추론 시스템을 슈퍼바이저로 활용하고 교대 특성 조사를 기반으로 적응형 보상 방식을 설계하는 반면, 이 방법은 선택된 실험 데이터와 알고리즘은 훈련 데이터에 민감합니다. 문헌 9는 AT의 습식 클러치 충진 과정을 위한 이중 입력 및 이중 출력 퍼지 로직 컨트롤러와 이산 반복 방법을 포함하는 적응형 퍼지 반복 제어 전략의 수립에 중점을 두고 있습니다. 이 알고리즘의 구현은 복잡하고 높은 컨트롤러 하드웨어가 필요하며, 알고리즘과 관련된 많은 매개변수는 주로 경험에 의존합니다. Jinrank와 Seibum10은 변속 과정의 적응 제어를 구현하기 위해 클러치 마찰 모델을 이용한 토크 추정 방법을 제안했지만, 실제 차량 적용에서는 센서 피드백 데이터를 통해 모델을 설정하는 과정이 복잡하며, 설정한 모델은 충분히 정확하지 않습니다. 문헌11은 클러치 표면의 마찰계수 관련 매개변수를 기반으로 세 가지 적응형 보상 전략을 제안하며 이는 문헌10과 본질적으로 동일합니다. 이론적 분석에 중점을 두고 실제 차량에 적용되는 방법을 설명하지 않습니다. 문헌12,13,14은 클러치 압력 특성의 변화를 분석하고 클러치 압력을 정량적으로 조정하여 빌드 간 변화 및 수명주기 변화가 변속 프로세스에 미치는 영향을 보상하는 데 전념하고 있지만 현재 제어 프로세스에 대해서는 거의 설명하지 않습니다. . 실제 제어 과정에서 솔레노이드 밸브 전류는 제어기의 직접 출력 변수로서 가장 중요한 부분이며, 중간 관찰 변수인 클러치 압력은 가변 결합 인자의 영향을 받기 때문에 정량적으로 제어하기가 어렵습니다.