KR101013875B1 - 소프트 하이브리드 차량의 클러치 고착 판단방법 - Google Patents

소프트 하이브리드 차량의 클러치 고착 판단방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 소프트 하이브리드 차량의 클러치 고착 판단방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 소프트 하이브리드 차량의 클러치 오픈 제어 모드에서 클러치 양단의 속도를 비교하여 클러치의 고착 상태 여부를 판단하는 방법에 관한 것이다.
이에 따라 본 발명은 클러치 오픈 제어 모드에서 클러치 전단과 후단의 속도차를 산출하여 클러치의 고착상태를 판단함으로써 아이들 스탑 해제 및 키(key) 시동을 사전에 금지하여 재시동으로 인해 모터토크와 엔진토크가 구동축으로 그대로 전달되는 것을 방지하여 차량의 급발진을 방지하고 차량 안전을 확보할 수 있다.
하이브리드, 클러치, 엔진, 모터, 변속기, 고착

Description

소프트 하이브리드 차량의 클러치 고착 판단방법{Judging method clutch sticking of soft hybrid electric vehicle}
본 발명은 소프트 하이브리드 차량의 클러치 고착 판단방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 소프트 하이브리드 차량의 클러치 오픈 제어 모드에서 클러치 양단의 속도를 비교하여 클러치의 고착 상태 여부를 판단하는 방법에 관한 것이다.
일반적으로 엔진과 모터가 장착되어 저속에서는 모터로 구동하고 중고속에서는 엔진을 단독으로 구동하거나 엔진과 모터를 함께 구동시키는 하이브리드 차량이 최근 고유가와 환경 문제 등으로 인해 각광을 받고 있다.
도 1은 일반적인 소프트 하이브리드 차량의 동력전달장치를 도시한 개략적인 구성도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 상기와 같은 하이브리드 차량에는 엔진(1) 및 모터(2)의 구동력을 변속기(4)로 전달하기 위하여 클러치(3)가 사용되며, 이 클러치(3)는 구동력을 전달하는 기능 이외에 높은 토크가 전달되는 것을 방지하는 토크 흡수기로서의 기능도 수행한다.
즉, 하이브리드 차량에 설치되는 클러치는 엔진과 모터에 연결된 변속기를 단속하는 기능을 갖으며, 그 전단은 엔진 및 모터와 직결되고 후단은 변속기의 1차 풀리와 직결된다.
이와 같은 소프트 하이브리드 차량에서 아이들 스탑은 운전자가 브레이크 페달을 밟거나 엑셀 페달에서 발을 떼는 동작에 의해 차량이 정지하면 엔진을 정지시키는 기능으로서, 운전자가 다시 출발하기 위해 브레이크 페달에서 발을 떼거나 엑셀 페달을 다시 밟으면 아이들 스탑이 해제되면서 엔진은 모터에 의해 재시동된다.
이렇게 아이들 스탑이 해제되면 클러치를 슬립시켜 엔진과 모터의 동력을 구동축에 서서히 전달하기 시작하고 클러치 전/후단의 속도가 거의 같아지면 클러치를 락(lock) 상태로 결합시킨다.
이러한 클러치는 클러치 유압 제어와 상관없이 항상 락(lock) 상태로 고착되는 문제가 발생할 수 있다. 클러치가 고착된 상태에서 아이들 스탑을 해제하게 되면 재시동시 모터 토크와 엔진 토크가 구동축으로 그대로 전달되어 운전자의 의지와 상관없이 차량이 갑자기 튀어나가는 급발진 사고를 초래할 수 있으며, 이로 인해 대형 사고가 일어날 수 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명한 것으로서, 소프트 하 이브리드 차량의 클러치 오픈 제어 모드에서 클러치 양단의 속도차를 산출하여 클러치의 고착 상태 여부를 판단함으로써, 클러치 고착시 아이들 스탑 해제 및 키(key) 시동을 금지하여 차량 안전을 확보하도록 한 소프트 하이브리드 차량의 클러치 고착 판단방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 소프트 하이브리드 차량의 클러치 오픈 제어 모드에서 클러치의 전단속도와 후단속도 간에 속도차를 산출하고, 그 속도차가 소정값 미만인지 판단하는 것을 특징으로 하는 소프트 하이브리드 차량의 클러치 고착 판단방법을 제공한다.
여기서, 상기 클러치의 전단속도는 엔진속도 또는 모터속도이며, 클러치의 후단속도는 변속기의 1차 풀리속도인 것을 특징으로 한다.
그리고 바람직하게, 상기 클러치의 전단속도와 후단속도 간에 속도차가 소정값 미만인 경우, 클러스터에 마련된 변속기 경고램프 또는 시스템 경고램프를 점등하고, 아이들 스탑의 해제 및 키(key) 시동을 금지하여 급발진을 방지하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 클러치 고착 판단방법은 클러치 오픈 제어 모드에서 클러치 전단과 후단의 속도차를 산출하여 클러치의 고착상태를 판단함으로써 아이들 스탑 해제 및 키(key) 시동을 사전에 금지하여 재시동으로 인해 모터토크와 엔진토크가 구동축으로 그대로 전달되는 것을 방지하여 차량의 급발진을 방지하고 차량 안전을 확보하는 효과가 있다.
본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니며, 단수의 표현은 문맥상 명백히 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다.
본 발명의 실시 예로는 다수 개가 존재할 수 있으며, 설명에 있어서 종래의 기술과 동일한 부분에 대하여 중복되는 설명은 생략되는 것도 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.
도 2는 소프트 하이브리드 차량의 감속시 클러치 오픈 제어에 의해 클러치 전단과 후단에 발생하는 속도차를 나타낸 그래프이다.
통상적으로 소프트 하이브리드 차량은 클러치가 고착되어 있지 않은 경우 감속이 발생하게 되면 클러치 오픈 제어에 의해 클러치 전단과 후단에 속도 차이가 발생하면서 도 2와 같이 아이들 스탑과 무관하게 서서히 속도가 줄게 된다.
이에 따라 본 발명은 클러치 오픈 제어 모드에서 클러치 전단과 후단의 속도를 비교하여 클러치의 고착 상태를 판단한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 클러치의 전단은 엔진 및 모터와 직결되어 있으므 로 클러치의 전단속도(rpm)를 모터속도 또는 엔진속도라고 할 수 있으며, 클러치의 후단은 변속기의 1차 풀리와 직결되어 있으므로 클러치의 후단속도(rpm)를 1차 풀리속도로 정할 수 있다.
여기서, 상기 1차 풀리속도는 1차 풀리에 속도감지센서가 장착되어 있는 경우 센서값을 이용하고, 속도감지센서가 없다면 차속을 이용하여 아래 수학식 1과 같이 계산하여 사용한다.
1차 풀리(rpm)=60/(2π)*풀리비*종감속비/타이어반경/3.6*차속(kph)
첨부한 도 3은 클러치 오픈 제어 모드에서 클러치의 정상/고착 상태에 따라 클러치의 전단과 후단에 발생하는 속도차를 도시한 그래프이고, 도 4는 본 발명에 따라 클러치의 고착상태를 판단하여 차량의 급발진을 방지토록 하는 방법을 개략적으로 나타낸 도면이며, 도 5는 본 발명에 따른 소프트 하이브리드 차량의 클러치 고착 판단과정을 도시한 흐름도이고, 도 6은 본 발명에 따라 클러치의 고착상태를 판단하여 차량의 급발진을 방지토록 하는 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 클러치 상태가 정상인 경우 클러치 오픈 제어가 시작되면 클러치가 오픈되면서 클러치의 전단과 후단에 속도차가 발생하지만, 클러치가 고착된 상태에서는 클러치의 전단과 후단이 락(lock) 상태로 결합되어 있기 때문에 클러치 오픈 제어를 하더라도 클러치의 양단에 속도차가 발생하지 않는다.
따라서, 클러치 오픈 제어 모드에서 클러치 양단에 속도차가 발생하지 않으면, 구체적으로 클러치 오픈 제어시부터 차량 정지 전까지 클러치 양단의 속도차가 소정값(예를 들면, 50rpm) 이내를 유지하면 클러치가 고착 상태인 것으로 판단한다.
상기에서 클러치 양단의 속도차의 발생을 판단하는데 있어서 소정값을 설정하는 것은 신호처리 및 연산처리하는 과정이나 실제로 클러치가 슬립을 하는 경우에서 클러치의 전단속도와 후단속도에 오차가 발생할 수 있기 때문에 오판을 방지하기 위함이다.
반면에 클러치 오픈 제어 시작시부터 차량 정지 전까지 클러치 양단의 속도차가 소정값보다 크게 되면 클러치 고착상태가 아닌 것으로 판단하고 제어를 종료한다.
전술한 바와 같이, 클러치가 고착 상태로 판단되면, 운전자가 차량에 문제가 발생했다는 것을 인지할 수 있도록 하기 위하여 클러스터에 마련된 변속기 경고램프 또는 시스템 경고램프 등을 점등하도록 한다.
그리고, 아이들 스탑 상태인 경우에는 아이들 스탑의 해제를 금지하여 운전자가 재출발을 위해 브레이크 페달에서 발을 떼거나 엑셀 페달을 밟더라도 아이들 스탑이 해제되지 않도록 하여 엔진 정지 상태를 계속 유지한다.
만약, 차량이 아이들 스탑에 진입하지 않고 정지하였을지라도 클러치가 고착된 상태이기 때문에 엔진은 구동축에 종속되며 구동축이 정지되면서 엔진도 정지하게 되고 결국 엔지 스톨 상태가 된다. 그리고, 엔진 시동이 꺼진 후 운전자가 키(key) 시동을 재시도할 수도 있으므로 클러치가 고착상태로 판정되면 키(key) 시동도 금지시킨다.
이는 아이들 스탑 해제나 키(key) 시동 모두 클러치가 고착상태인 경우에는 기어단이 중립단(P단 또는 N단)일지라도 엔진/모터와 구동축이 직결되어 있어서 재시동시 차량의 급발진을 유발할 수 있기 때문이다.
그리고, 엔지 스톨 상태에서 이그니션 키 오프(Ignition key off) 후 운전자가 시동을 시도할 경우를 위하여, 이그니션 키 오프로 제어기에 전원공급이 중단되어도 지워지지 않는 비휘발성메모리(NVRAM)에 클러치의 고착상태 정보를 저장하여 이그니션 키 오프 후에도 클러치의 고착상태 정보를 제공할 수 있도록 한다.
본 발명은 상기와 같이 소프트 하이브리드 차량에서 클러치가 고착되는 경우 아이들 스탑 해제 및 키(key) 시동에 의한 차량 급발진을 방지하여 차량의 안전을 도모할 수 있다.
이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 이러한 실시예에 한정되지 않으며, 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 실시할 수 있는 다양한 형태의 실시예들을 모두 포함한다.
도 1은 일반적인 소프트 하이브리드 차량의 동력전달장치를 도시한 개략적인 구성도,
도 2는 소프트 하이브리드 차량의 감속시 클러치 오픈 제어에 의해 클러치 전단과 후단에 발생하는 속도차를 나타낸 그래프,
도 3은 클러치 오픈 제어 모드에서 클러치의 정상/고착 상태에 따라 클러치의 전단과 후단에 발생하는 속도차를 도시한 그래프,
도 4는 본 발명에 따라 클러치의 고착상태를 판단하여 차량의 급발진을 방지토록 하는 방법을 개략적으로 나타낸 도면,
도 5는 본 발명에 따른 소프트 하이브리드 차량의 클러치 고착 판단과정을 도시한 흐름도,
도 6은 본 발명에 따라 클러치의 고착상태를 판단하여 차량의 급발진을 방지토록 하는 방법을 나타낸 흐름도.

Claims (3)

  1. 소프트 하이브리드 차량의 클러치 오픈 제어 모드에서 클러치의 전단속도와 후단속도 간에 속도차를 산출하고, 그 속도차가 소정값 미만인지 판단하여, 소정값 미만이면 클러치가 고착 상태인 것으로 판단하는 소프트 하이브리드 차량의 클러치 고착 판단방법에 있어서,
    클러치가 고착 상태로 판단되면,
    클러스터에 마련된 변속기 경고램프 또는 시스템 경고램프를 점등하고,
    아이들 스탑 상태인 경우, 아이들 스탑의 해제를 금지하여 운전자가 재출발을 위해 브레이크 페달에서 발을 떼거나 엑셀 페달을 밟더라도 아이들 스탑이 해제되지 않도록 하여 엔진 정지 상태를 계속 유지하고,
    아이들 스탑에 진입하지 않고 정지하여 엔진이 정지한 상태에서 운전자가 키 시동을 재시도하는 경우, 키 시동을 금지시키고,
    엔진 스톨 상태에서 이그니션 키 오프 후 운전자가 시동을 시도할 경우, 비휘발성메모리에 클러치의 고착 상태 정보를 저장하여 이그니션 키 오프 후에도 클러치의 고착 상태 정보를 제공할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 소프트 하이브리드 차량의 클러치 고착 판단방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 클러치의 전단속도는 엔진속도 또는 모터속도이며, 클러치의 후단속도는 변속기의 1차 풀리속도인 것을 특징으로 하는 소프트 하이브리드 차량의 클러치 고착 판단방법.
  3. 삭제
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