KR100976951B1 - Method and apparatus for regenerating break of hybrid vehicle - Google Patents
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Abstract
하이브리드 자동차의 브레이크 제어 장치 및 방법이 개시되어 있고, 이러한 본 발명은, 가속 패달; 및 가속 패달로부터 공급되는 가속 종료 의지 신호가 수신될 때 모터 및 변속기를 제어하여 회생 제동하는 IPM을 포함하되, 상기 변속기는, 상기 가속 패달로부터 발생한 가속 의지 종료 신호가 수신되어 IPM의 제어에 따라 구동하는 모터의 역토오크가 수신되면, 실제 변속 시점 이후에 제1 소정 시간 동안 제1 기울기로 감소하고 상기 제1 소정 시간 경과 후 제2 기울기로 제2 소정 시간 동안 증가하는 유압 듀티 패턴으로 해방측 클러치의 유압을 제어하도록 구비되고, 본 발명에 의하면, 해방측 클러치의 유압 제어로 인해 터빈 회전수가 목표치 이하로 낮아지는 것을 방지하여 변속감 및 변속 효율을 최대로 증가할 수 있게 된다. Disclosed is a brake control apparatus and method for a hybrid vehicle, and the present invention provides an acceleration pedal; And an IPM for controlling regenerative braking by controlling the motor and the transmission when the acceleration end will signal supplied from the acceleration pedal is received, wherein the transmission is driven under the control of the IPM by receiving the acceleration will end signal generated from the acceleration pedal. When the reverse torque of the motor is received, the clutch is released with a hydraulic duty pattern that decreases to the first slope for the first predetermined time after the actual shift time and increases to the second slope for the second predetermined time after the first predetermined time elapses. It is provided to control the hydraulic pressure of, according to the present invention, it is possible to prevent the turbine rotation speed is lowered below the target value due to the hydraulic control of the release-side clutch to increase the shifting feeling and the transmission efficiency to the maximum.
자동차, 하이브리드, 변속기, 모터, 엔진, IPM Car, hybrid, transmission, motor, engine, IPM
Description
본 발명은 하이브리드 차량의 브레이크 제어 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하세는, 가속 패달의 조작 정지에 의해 발생한 가속 종료 요구에 따른 회생 제동 시 터빈 회전수가 목표치 이하로 감소되는 방지하여 변속감을 증가할 수 있도록 한 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a brake control apparatus and method for a hybrid vehicle, and more particularly, to increase the feeling of shifting by preventing the turbine rotation speed from being lowered below a target value when regenerative braking according to an acceleration termination request generated by an operation stop of an acceleration pedal. It relates to a device and a method to be able to.
일반적으로 내연기관 자동차에 의한 대기 오염을 줄이기 위한 환경 친화적인 하이브리드(Hybrid) 자동차는 내연기관인 엔진과 전기 모터를 사용하는 방식으로, 각각의 주행상황에 대응하여 내연기관의 연비가 가장 높게 운전되도록 제어되고 제동 시와 감속 시에 모터가 발전기로 작동하여 회생 제동 에너지를 전기 에너지로 회수하여 배터리를 충전시켜, 가솔린 엔진에 비해 연비 향상을 이룰 수 있으며 시내 구간에서 엔진을 작동하지 않은 상태에서 배터리의 전압만으로 주행할 수 있게 된다.In general, an environmentally friendly hybrid vehicle for reducing air pollution by an internal combustion engine vehicle uses an engine and an electric motor, which are internal combustion engines, so that the fuel economy of the internal combustion engine is driven to the highest in response to each driving situation. When braking and decelerating, the motor operates as a generator to recover the regenerative braking energy as electrical energy to charge the battery, resulting in improved fuel economy compared to gasoline engines. You can drive alone.
이러한, 하이브리드 차량은 동력원인 내연기관 엔진과 별도의 동력원인 모터를 이중으로 채용해, 엔진의 운전영역을 최고 효율 점에 놓고 가속이나 감속 시 필 요한 동력은 모터를 통해 부과하여 엔진의 부담을 줄임으로서, 연비와 배기가스를 줄일 수 있는 하이브리드용 동력시스템(Hybrid electric vehicle)이 사용되며, 이는 통상적으로 엔진과 변속기(Transmission)사이에, 내연기관의 운전영역을 최고 효율점에 놓고 가속이나 감속 시 필요한 동력을 부과하여 엔진의 부담을 줄이기 위한 모터가 장착되며, 모터와 엔진 사이에는 엔진과 모터간 회전을 일치하기 위한 이중 클러치가 구비되어진다.The hybrid vehicle employs a dual-use internal combustion engine engine and a separate power source motor, so that the operating area of the engine is at the highest efficiency point and the power required for acceleration or deceleration is imposed through the motor to reduce the burden on the engine. As a hybrid vehicle, a hybrid electric vehicle is used to reduce fuel consumption and exhaust gas, and is typically used between the engine and the transmission to accelerate or decelerate the operating area of the internal combustion engine at the highest efficiency point. A motor is mounted to reduce the burden on the engine by applying necessary power, and a double clutch is provided between the motor and the engine to match rotation between the engine and the motor.
이러한 하이브리드 자동차는, 제동(braking)시에 제동력의 일부를 발전에 사용하여 발생한 전기에너지를 배터리의 충전에 사용하는 시도가 이루어지고 있다. 즉, 자동차의 주행속도에 의한 운동에너지(kinetic energy)의 일부를, 발전기의 구동에 필요한 에너지로 사용함으로써, 운동에너지의 저감(즉, 주행속도의 감소)과 전기에너지의 발전을 동시에 구현하는 것이다. In such hybrid vehicles, attempts have been made to use electric energy generated by using a part of the braking force for power generation during braking to charge a battery. In other words, by using a part of the kinetic energy due to the driving speed of the vehicle as the energy required to drive the generator, the reduction of the kinetic energy (that is, the reduction of the traveling speed) and the development of the electric energy are simultaneously implemented. .
이러한 방식의 제동 방법을 회생 제동(regenerative braking)이라고 한다. 즉, 회생 제동시 전기에너지의 생성은, 별도의 발전기로써 혹은 상기 모터를 역구동함으로써 이루어질 수 있다. 따라서, 회생 제동(regenerative braking) 제어에 의하여 전기자동차의 주행거리(mileage)를 향상시킬 수 있다. 이 경우 연비(fuel mileage)를 향상함과 아울러, 유해 배기가스(noxious exhaust gas) 배출을 줄일 수 있다.This method of braking is called regenerative braking. That is, the generation of electrical energy during regenerative braking may be performed by a separate generator or by reverse driving the motor. Therefore, the mileage of the electric vehicle can be improved by regenerative braking control. In this case, fuel mileage can be improved and noxious exhaust gas emissions can be reduced.
또한, 상기 하이브리드 차량에 있어서, 가속 패달에서 발을 땐 상태(Lift Foot Up)에서 발생한 가속 의지 종료 신호를 수신한 엔진 제어부는 엔진 회전수를 줄이고 변속기는 파워 오프 업 시프트 변속을 실행한다.Further, in the hybrid vehicle, the engine control unit that receives the acceleration will end signal generated in the lift foot up state decreases the engine speed and the transmission executes the power off up shift shift.
이때 상기 회생 제동 시 발생하는 모터의 역토오크가 변속기에 수신되면 도 1에 a) 도시된 바와 같이 미리 정해진 해방측 클러치의 유압 제어 패턴으로 바와 같이 해방측 클러치의 유압을 제어하고, 이러한 유압 듀티 패턴으로 제어되는 해방측 클러치의 제어 상태에 따라 상기 터빈 회전수는 도 1의 b)에 도시된 바와 같이 감소하게 된다.At this time, when the reverse torque of the motor generated during the regenerative braking is received in the transmission, as shown in a) of FIG. 1, the hydraulic control pattern of the release clutch is controlled as the hydraulic control pattern of the release clutch, and the hydraulic duty pattern is controlled. The turbine rotation speed is reduced as shown in b) of FIG.
그러나, 이러한 해방측 클러치의 유압 듀티 패턴으로 해방측 클러치의 유압에 제어되는 경우 도 1의 b)에 도시된 바와 같이, 해방측 클러치의 유압이 최소치로 유지되는 시점에서 터빈 회전수가 실제 목표치 보다 낮게 하강하게 되므로, 이 시점에서 변속 충격이 발생하게 되고, 따라서, 변속 효율이 감소하는 문제점이 있었다.However, when the hydraulic pressure pattern of the release clutch is controlled by the hydraulic pressure of the release clutch, as shown in b) of FIG. 1, the turbine rotation speed is lower than the actual target value when the hydraulic pressure of the release clutch is kept at a minimum value. Since it descends, a shift shock occurs at this point, and thus there is a problem that the shift efficiency decreases.
따라서, 본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 해방측 클러치의 유압 듀티 패턴을 재설정하여 해방측 클러치의 유압이 최소치에 도달되는 시점에서 터빈 회전수가 목표치 보다 낮게 되는 것을 방지하여 변속 충격을 방지하고 변속 효율을 향상시킬 수 있는 하이브리드 차량의 브레이크 제어 장치 및 방법을 제공하고자 함에 있다.Therefore, the present invention has been devised to solve such a problem, and an object of the present invention is to reset the hydraulic duty pattern of the release clutch so that the turbine speed becomes lower than the target value when the hydraulic pressure of the release clutch reaches a minimum value. It is an object of the present invention to provide a brake control apparatus and method for a hybrid vehicle that can prevent the shift shock and improve the shift efficiency.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1 관점에 따른 기술적 과제는,Technical problem according to the first aspect of the present invention for achieving this object is,
가속 패달; 및Acceleration pedals; And
가속 패달로부터 공급되는 가속 의지 종료 신호가 수신될 때 모터 및 변속기를 제어하여 회생 제동하는 IPM을 포함하되,An IPM controlling regenerative braking by controlling the motor and the transmission when an acceleration will end signal supplied from the acceleration pedal is received,
상기 변속기는,The transmission,
상기 가속 패달로부터 발생한 가속 의지 종료 신호가 수신되고 상기 IPM의 제어에 따라 구동하는 모터의 역토오크가 발생되면, 실제 변속 시점 이후에 제1 소정 시간 동안 제1 기울기로 감소하고 상기 제1 소정 시간 경과 후 제2 기울기로 제2 소정 시간 동안 증가하는 유압 듀티 패턴으로 해방측 클러치의 유압을 제어하도록 구비되는 것을 특징으로 한다.When the acceleration will end signal generated from the acceleration pedal is received and the reverse torque of the motor driven according to the control of the IPM is generated, after the actual shift time is reduced to the first slope for a first predetermined time and the first predetermined time elapses. It is characterized in that it is provided to control the hydraulic pressure of the release-side clutch in a hydraulic duty pattern that increases for a second predetermined time with a second slope.
즉, 상기 변속기는, That is, the transmission,
상기 변속 시작 시점(SS)부터 실제 변속 시점(SA)까지 미리 정해진 기울기로 순차 감소하고, 상기 실제 변속 시점(SA) 이후 미리 정해진 제1 소정 시간(T1a) 동안 상기 해방측 클러치의 유압을 미리 정해진 제1 기울기(S1)로 감소한 후 상기 제1 소정 시간(T1a) 경과 후 제2 소정 시간(T1b) 동안 미리 정해진 제2 기울기(S2)로 증가하며, 상기 제2 소정 시간(T1b) 경과 후 피드백 제어를 실행하는 유압 듀티 패턴으로 해방측 클러치를 제어하도록 구비되는 것을 특징으로 한다.From the shift start time point SS to the actual shift time SA sequentially decreases with a predetermined slope, and after the actual shift time SA, the hydraulic pressure of the released clutch is predetermined for a first predetermined time T1a. After decreasing to the first slope S1 and after the first predetermined time T1a has elapsed, it increases to a second predetermined slope S2 for a second predetermined time T1b, and after the second predetermined time T1b has elapsed. It is characterized in that it is provided to control the release side clutch in a hydraulic duty pattern for executing control.
본 발명의 다른 관점에 따른 기술적 과제는,Technical problem according to another aspect of the present invention,
a) 변속기에서 가속 패달로부터 공급되는 가속 의지 종료 신호를 수신하는 단계;a) receiving an acceleration will end signal supplied from an acceleration pedal at a transmission;
b) 충전 중 모터의 역토오크가 발생하면 상기 변속기에서 변속 시작 시점(SS)인 지를 판단하고 판단 결과 변속 시작 시점(SS)인 경우 해방측 클러치의 유 압을 미리 정해진 기울기로 순차 감소하는 단계;b) if reverse torque of the motor occurs during charging, determining whether the transmission start time (SS) is determined in the transmission, and when the determination result is the shift start time (SS), sequentially decreasing the hydraulic pressure of the release clutch to a predetermined slope;
c) 상기 변속기에서 실제 변속 시점(SA)에 도달한 경우 상기 해방측 클러치의 유압을 미리 정해진 제1 소정 시간(T1a) 동안 미리 정해진 제1 기울기(S1)로 감소하는 단계;c) reducing the hydraulic pressure of the release clutch to a first predetermined slope S1 for a first predetermined time T1a when the transmission reaches the actual shift time SA;
d) 상기 제1 소정 시간(T1a) 경과 후 상기 해방측 클러치의 유압을 미리 정해진 제2 기울기(S2)로 제2 소정 시간(T1b) 동안 증가하는 단계;d) increasing the hydraulic pressure of the release-side clutch after a first predetermined time T1a for a second predetermined time T1b at a second predetermined slope S2;
e) 상기 제2 소정 시간(T1b) 경과 후 피드백 제어를 실행하고 이어 변속 종료 시점(SE)에 도달된 경우 해방측 클러치의 유압을 최소치로 유지하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.e) performing feedback control after the second predetermined time T1b has elapsed, and then maintaining the hydraulic pressure of the release-side clutch to a minimum value when the shift end time SE is reached.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 가속 패달의 조작 정지에 의해 발생된 가속 의지 종료 신호와 회생 제동으로 발생한 모터의 역토오크를 수신한 변속기에서 변속 시작 시점에서부터 실제 변속 시점까지 미리 정해진 기울기로 순차 감소하고 이어 실제 변속 시점 이 후 미리 정해진 제1 소정 시간 동안 제1 기울기로 감소하며 상기 제1 소정 시간 경과 후 미리 정해진 제2 소정 시간 동안 제2 기울기로 증가하는 유압 듀티 패턴으로 해방측 클러치를 제어함으로써, 해방측 클러치의 유압 제어로 인해 터빈 회전수가 목표치 이하로 낮아지는 것을 방지하여 변속감 및 변속 효율을 최대로 증가할 수 있는 효과를 얻는다. As described above, according to the present invention, in the transmission which receives the acceleration will end signal generated by the operation stop of the acceleration pedal and the reverse torque of the motor generated by the regenerative braking, it is determined by the predetermined slope from the shift start time to the actual shift time. The releasing clutch is sequentially reduced by a hydraulic duty pattern which decreases to a first slope for a first predetermined time after the actual shift time point and increases to a second slope for a second predetermined time after the first predetermined time passes. By controlling it, the turbine rotational speed is prevented from lowering below the target value due to the hydraulic control of the release clutch, thereby obtaining an effect of maximally increasing the feeling of shifting and shifting efficiency.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 첨부 도면 및 도면에 기재된 내용을 참조하여야 한다. DETAILED DESCRIPTION In order to fully understand the present invention, the operational advantages of the present invention, and the objects achieved by the practice of the present invention, reference should be made to the accompanying drawings that illustrate preferred embodiments of the present invention.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Like reference numerals in the drawings denote like elements.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 하이브리드 자동차의 구성을 보인 블럭 구성도가 도시되어 있고, 도 3은 도 2의 각 부의 출력 신호를 보인 파형도이다.2 is a block diagram showing the configuration of a hybrid vehicle according to an embodiment of the present invention, Figure 3 is a waveform diagram showing the output signal of each part of FIG.
도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 하이브리드 자동차는 본 발명의 일 실시 예에 따른 하이브리드 차량의 구성은, 도 2에 도시된 바와 같이, 가속 패달(1); 외부로부터 공급되는 신호들을 근거로 전체적인 하이브리드 차량의 동작을 제어하는 IPM(Integrated Powertrain Managment: 10)과, 상기 IPM(10)의 요청에 따라 발생한 구동력으로 엔진을 구동하는 모터(20)와, 상기 IPM(10)으로부터 공급되는 모터(20)의 토오크를 제공받아 다수의 클러치의 유압을 제어하는 변속기(30)를 포함한다.As shown in the figure, the hybrid vehicle according to an embodiment of the present invention, the configuration of the hybrid vehicle according to an embodiment of the present invention, as shown in Figure 2, the acceleration pedal (1); Integrated Powertrain Managment (IPM) 10 for controlling the operation of the entire hybrid vehicle based on signals supplied from the outside, a
여기서, 운전자가 가속 패달(1)에서 발을 띤 상태에서 발생하는 상기 가속 패달(1)의 가속 의지 종료 신호와 상기 IPM(10)의 회생 제동 제어에 따라 모터(20)에서 발생한 역토오크가 변속기(30)에 수신하게 된다.Here, the reverse torque generated in the
상기 가속 패달(1)의 가속 의지 종료 신호 및 IPM(10)의 제어에 따라 발생한 모터(20)의 역토오크를 수신한 변속기(30)는 해방측 클러치의 유압을 도 3의 a)에 도시된 유압 듀티 패턴에 따라 제어한다.The
즉, 도 3을 참조하여 변속기(30)에서 해방측 클러치의 유압을 제어하는 과정을 설명한다.That is, a process of controlling the hydraulic pressure of the release clutch in the
즉, 상기 변속기(30)는 도 3의 b)에 도시된 바와 같이, 변속 시작 시점(SS)에 도달된 경우 상기 해방측 클러치의 유압을 미리 정해진 기울기로 순차 감소하고 이어 실제 변속 시점(SA)에 도달되는 경우 미리 정해진 제1 기울기로 미리 정해진 제1 소정 시간(T1a) 동안 감소한다.That is, as shown in b) of FIG. 3, when the transmission start time SS is reached, the
이 후 상기 변속기(30)는 상기 해방측 클러치의 유압을 상기 제1 소정 시간(T1a)이 경과한 경우 미리 정해진 제2 기울기로 제2 소정 시간(T1b) 동안 증가하고, 이어 상기 제2 소정 시간(T1b)가 경과한 경우 피드백 제어를 통해 해방측 클러치의 유압을 제어한다.Thereafter, the
상기 변속기(30)는 변속 종료 시점(SE)에 도달한 경우 상기 해방측 클러치의 유압을 최소치(0%)로 제어한다. 이때 상기 터빈 회전수는 도 3의 b)에 도시된 바와 같이 목표치에 도달하게 된다.The
또한, 해방측 클러치의 유압 제어에 따라 결합측 클러치의 유압 제어는 도 3의 c)에 도시된 유압 듀티 패턴을 통해 이루어지고, 이러한 결합측 클러치의 유압이 최대값으로 제어되면 변속이 종료된다. In addition, according to the hydraulic control of the release side clutch, the hydraulic control of the engagement side clutch is made through the hydraulic duty pattern shown in FIG.
따라서, 가속 패달의 조작 정지에 의해 발생된 가속 의지 종료 신호와 회생 제동으로 발생한 모터의 역토오크를 수신한 변속기에서 변속 시작 시점에서부터 실제 변속 시점까지 미리 정해진 기울기로 순차 감소하고 이어 실제 변속 시점 이 후 미리 정해진 제1 소정 시간 동안 제1 기울기로 감소하며 상기 제1 소정 시간 경과 후 미리 정해진 제2 소정 시간 동안 제2 기울기로 증가하는 유압 듀티 패턴으로 해방측 클러치를 제어함으로써, 해방측 클러치의 유압 제어로 인해 터빈 회전수가 목표치 이하로 낮아지는 것을 방지하여 변속감 및 변속 효율을 최대로 증가하게 된다.Therefore, in the transmission that receives the acceleration will end signal generated by the operation stop of the acceleration pedal and the reverse torque of the motor generated by the regenerative braking, the transmission gradually decreases with a predetermined inclination from the shift start point to the actual shift point, and then after the actual shift point. Hydraulic control of the release clutch by controlling the release clutch with a hydraulic duty pattern that decreases with a first slope for a first predetermined time and increases with a second slope for a second predetermined time after the first predetermined time elapses. This prevents the turbine speed from being lowered below the target value, thereby increasing the shifting speed and shifting efficiency to the maximum.
여기서, 상기 변속 시작 시점(SS), 실제 변속 시(SA), 변속 종료 시점(SE), 기울기, 제1 기울기(S1), 제2 기울기(S2), 제1 소정 시간(T1a), 제2 소정 시간(T1b), 및 목표치는 다수의 실험을 통해 얻어진 결과값으로서, 최적의 변속을 실행하기 위해 미리 변속기(10)에 저장된다.Here, the shift start time point SS, the actual shift time SA, the shift end time point SE, the slope, the first slope S1, the second slope S2, the first predetermined time T1a, and the second The predetermined time T1b and the target value are the result values obtained through a plurality of experiments, and are stored in the
이와 같이 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자는 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징으로 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허 청구범위 의해 나타내어지며, 특허 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.As such, those skilled in the art to which the present invention pertains will understand that the present invention may be embodied in other specific forms without changing to the technical spirit or essential features of the present invention. Therefore, the above-described embodiments are to be understood in all respects as illustrative and not restrictive. The scope of the invention is indicated by the following claims rather than the above description, and it should be construed that all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents are included in the scope of the invention. .
도 1은 일반적인 하이브리드 차량의 해방측 클러치의 유압 듀티 패턴과 터빈 회전수를 보인 파형도이다.1 is a waveform diagram showing a hydraulic duty pattern and a turbine speed of a release clutch of a general hybrid vehicle.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 하이브리드 차량의 브레이크 제어 장치의 구성을 보인 도이다.2 is a diagram illustrating a configuration of a brake control apparatus of a hybrid vehicle according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 2는 도 1에 도시된 각 부의 출력 신호를 보인 파형도들이다.FIG. 2 is a waveform diagram illustrating output signals of respective units shown in FIG. 1.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
1 : 가속 패달 10 : IPM1: acceleration pedal 10: IPM
20 : 모터 30 : 변속기20: motor 30: transmission
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