유압 엑추에이터를 사용한 DCT를 장착한 차량의 동적해석

Abstract

자동차 산업계는 강화되는 환경규제에 대응하기 위해 동력성능과 연비향상을 위하여 많은 투자를 하고 있다. 본 연구에서는 동력성능과 연비 효율이 우수한 듀얼 클러치 트랜스미션을 연구대상으로 하여 부피의 변화 없이 기존 전진 6단 및 후진 1단을 가지는 DCT를 기어만을 추가하여 전진 7단 및 후진 1단의 DCT를 모델링 하였다. 파워트레인은 엔진, 듀얼 매스 플라이휠, 듀얼클러치, 유압 시스템, 변속기, 싱크로나이저, 드라이브 액슬, 타이어, 주행저항 그리고 하중 천이 모델로 구성하였다. 엔진은 엔진맵을 이용하여 모델링 하였고, 유압 시스템은 밸브의 특성에 맞게 직경과 유로를 설계하여 압력방정식을 유도하였다. 그 외 파워트레인 구성요소는 본드그래프를 이용하여 각각의 메커니즘을 운동방정식으로 유도하였다. 변속기 기어박스는 정상상태와 과도상태에서의 특성을 고려하여 운동방정식을 표현하였다. 또한 3가지의 변속 스케쥴(파워, 노멀, 이코노믹)을 적용하여 모의주행 중 듀얼 클러치 변속기가 변속 스케쥴 의 특징에 따라 변속을 수행할 수 있도록 하였다. 컴퓨터 시뮬레이터는 MATLAB/SIMULINK를 기반으로 개발하였으며 파워트레인 구성요소들의 운동모델을 모듈화하여 구성하였다. 시뮬레이션을 통해 듀얼 클러치 변속기가 동력단절을 발생시키지 않으며 변속 중 정상적인 듀얼 클러치 메커니즘을 가진다는 것을 확인하였다. 또한 가속 성능평가를 통해 변형된 듀얼 클러치 변속기를 장착한 차량의 동적성능과 변속특징을 확인하였고, 3가지 변속 스케쥴에 따른 차이를 분석하였다. 마지막으로 fuel efficiency에 대한 평가를 위해 Japanese 1015와 NEDC driving cycle을 모의주행 하였고, fuel efficiency의 특징을 확인하였다.