KR101637753B1 - 하이브리드 차량의 출발단 치합 실패를 방지하는 변속 제어 방법 - Google Patents

하이브리드 차량의 출발단 치합 실패를 방지하는 변속 제어 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 하이브리드 차량의 출발단 치합 실패를 방지하는 변속 제어 방법에 관한 것으로, AMT(자동화 수동변속기; AUTOMATIC MANUAL TRANSMISSION)가 장착된 하이브리드 차량의 정차후 재출발시, AMT의 출발단이 비구현되면, AMT의 입력축에 가해지는 토크가 증가되거나 감소되도록 입력축과 직결된 구동모터의 RPM이 변동됨으로써, AMT-HEV가 정차 후 엔진 재시동 후 재출발할 때, 블록킹(BLOCKING) 현상이 발생하더라도, 구동모터에서 입력축으로 전달되는 토크가 적절하게 가감됨으로써, 입력축에 구속된 기어가 싱크로나이저와 다르게 회전하게 되고, 이로써 기어에 형성된 클러치기어의 치와 싱크로나이저 슬리브의 치가 일직선을 이뤄 발생되는 블록킹 현상이 해소되는 효과가 있는 하이브리드 차량의 출발단 치합 실패를 방지하는 변속 제어 방법을 제공한다.

Description

하이브리드 차량의 출발단 치합 실패를 방지하는 변속 제어 방법{THE SHIFT CONTROL METHOD OF A HYBRID VEHICLE FOR PREVENTING COUPLING FAILURE THE STARTING GEAR STAGE}
본 발명은 하이브리드 차량의 출발단 치합 실패를 방지하는 변속 제어 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 엔진과 변속기 사이에 구동모터가 구비된 차량의 정차 후 출발시 발생가능한 출발단 구현 방지를 해소할 수 있는 하이브리드 차량의 출발단 치합 실패를 방지하는 변속 제어 방법을 제공하는 것이다.
상용 하이브리드 차량(HEV; HYBRIDE ELECTRIC VEHICLE)에 적용된 하이브리드 구동 시스템은, 도 1에 도시된 바와 같이, 엔진(1), 클러치 엑츄에이터(2), 구동모터(3), AMT(4; 자동화 수동변속기; AUTOMATIC MANUAL TRANSMISSION)로 구성된다. AMT(4)는 종래 수동변속기에 자동 쉬프트 액츄에이터(5)를 장착하고, 클러치 자동 릴리즈 유닛을 장착한 형태이다.
이러한, AMT-HEV(6; 자동화 수동변속기가 장착된 하이브리드 차량)는 정차시 엔진을 정지하고 재출발시 AMT(4)의 입력축에 직결된 구동모터(3)로 엔진(1)을 재시동하게 된다. 엔진(1)을 재시동하기 위해 AMT(4)는 중립상태를 유지하게 된다. 엔진(1) 재시동 후에 AMT(4)는 출발단 상태가 되고, 구동모터(3)에서 발생되는 동력을 구동력으로 출발하게 된다.
그러나, 정차 후 재출발시에, 도 2에 도시된 바와 같은, AMT(4)의 출발단을 구현하는 기어(7)에 형성된 클러치기어(8)의 치와 싱크로나이저 슬리브(9)의 치가 일직선을 이뤄, 기어(7)와 싱크로나이저(11)가 치합되지 못하고 치와 치가 부딪힘에 의해 기어치합이 실패하는 블록킹(BLOCKING) 현상이 발생 될 여지가 있다.
대한민국 공개특허공보 제10-2012-0062340호(2012.06.14.)
이에 상기와 같은 점을 감안하여 발명된 본 발명의 목적은, 구동모터 제어를 통하여, AMT-HEV의 정차 후 출발시 발생가능한 블록킹(BLOCKING) 현상을 방지하는 하이브리드 차량의 출발단 치합 실패를 방지하는 변속 제어 방법을 제공하는 것이다.
위와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일실시예의 하이브리드 차량의 출발단 치합 실패를 방지하는 변속 제어 방법은, AMT가 장착된 하이브리드 차량의 정차후 재출발시, AMT의 출발단이 비구현되면, AMT의 입력축에 가해지는 토크가 증가되거나 감소되도록 입력축과 직결된 구동모터의 RPM이 변동된다.
위와 같은 본 발명의 하이브리드 차량의 출발단 치합 실패를 방지하는 변속 제어 방법에 따르면, AMT-HEV가 정차 후 엔진 재시동 후 재출발할 때, 블록킹(BLOCKING) 현상이 발생하더라도, 구동모터에서 입력축으로 전달되는 토크가 적절하게 가감됨으로써, 입력축에 구속된 클러치기어가 싱크로나이저와 다르게 회전하게 되고, 이로써 기어에 형성된 클러치기어의 치와 싱크로나이저 슬리브의 치가 일직선을 이뤄 발생되는 블록킹 현상이 해소되는 효과가 있다.
또한, 블록킹 현상으로 인하여, AMT-HEV 정차시 엔진 시동을 끄는 ISG(IDLE STOP AND GO)기능이 미사용될 여지가 있었으나, 본 발명을 통하여 블록킹 현상이 해소되므로, ISG기능 사용이 증대될 것으로 기대되며, 이로써 AMT-HEV의 연비가 더욱 향상될 수 있다.
도 1은 종래 AMT-HEV의 구동 시스템의 개요도,
도 2는 종래 수동변속기의 요부 분해 사시도,
도 3은 종래 AMT-HEV의 블록킹 현상의 예시도,
도 4는 블록킹 발생시, 구동모터의 RPM, 토크, 스토로크의 변화 그래프,
도 5는 본 발명의 일실시예의 하이브리드 차량의 출발단 치합 실패를 방지하는 변속 제어 방법의 절차도,
도 6은 도 5의 하이브리드 차량의 출발단 치합 실패를 방지하는 변속 제어 방법에 따라 블록킹 현상이 해소되는 상태의 상태 예시도,
도 7은 도 5의 하이브리드 차량의 출발단 치합 실패를 방지하는 변속 제어 방법에 따라 블록킹 현상이 해소되는 상태에서의 구동모터의 RPM, 토크, 스토로크의 변화 그래프,
도 8은 도 5의 하이브리드 차량의 출발단 치합 실패를 방지하는 변속 제어 방법에 따라 블록킹 현상이 해소되는 상태에서의 구동모터의 RPM, 토크, 스토로크의 다른 변화 그래프이다.
본 발명의 실시예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 블록킹 현상은, 싱크로나이저 슬리브(9)가 싱크로나이저 링(10)을 통해 클러치기어(8)와 동기화되었으나, 클러치기어(8)의 치와 싱크로나이저 슬리브(9)의 치가 직렬을 이루어 맞부딪혀 발생 된다.
이때, 도 4에 도시된 바와 같이, AMT의 스트로크(12) 즉, 싱크로나이저 슬리브(9)의 이동거리는 정상치에 비하여 짧음과 동시에 출발단 구현을 위해서 여러번 반복된다. 또한, 구동모터(4) 좀더 정확히는 입력축에 구속된 클러치기어(8)에 싱크로나이저 슬리브(9)가 출발단을 구현하기 위해서 반복적으로 접촉하게 되므로, 구동모터(4)의 RPM(13)은 적정치를 유지하지 못하고 변화하게 된다.
이때, 구동모터(4)에서 입력축으로 전달되는 토크(14)는 일정하게 유지된다. 즉, 싱크로나이저 링(10)을 통한, 클러치기어(8)와 싱크로나이저 슬리브(9)의 회전 동기화를 깨고 둘 중 어느 하나를 더 회전시킬 수 있는 토크를 제공하지 못하는 것이다.
이러한 점을 감안하여 본 발명은, AMT(4)의 출발단이 비구현되면, AMT(4)의 입력축에 가해지는 토크가 증가되거나 역방향으로 증가되도록 AMT(4)의 입력축과 직결된 구동모터(4)의 RPM을 변동시키게 된다. 이를 좀더 자세히 설명하면 다음과 같다.
도 5 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 하이브리드 차량의 출발단 치합 실패를 방지하는 변속 제어 방법은, 적정 RPM이 되도록 하이브리드 차량에 구비된 구동모터가 작동되는 단계(S100)와, 차량에 구비된 AMT(자동화 수동변속기; AUTOMATIC MANUAL TRANSMISSION)가 출발단을 구현하도록 작동되는 단계(S299) 및, 출발단이 구현되지 않을 때, 구동모터의 RPM 변화를 감지하고, 구동모터의 RPM변화에 따라 구동모터의 RPM을 높이거나 낮추는 단계(S300)를 포함한다.
구동모터의 RPM이 적정치인지 판단하고(S110), 적정치 일 때, AMT가 출발단을 구현하도록 싱크로나이저가 작동된다. AMT에 구비된 싱크로나이저의 스토로크 변화량이 작을 때, 출발단이 구현되지 않은 것으로 판단하게 된다(S310). 출발단이 구현되지 않을 때, 싱크로나이저를 이루는 싱크로나이저 슬리브(1000)가 AMT에 구비된 클러치기어(3000)와 직렬을 이룬 상태로 판단하게 된다.
출발단이 구현되는 순간부터 출발단이 구현되지 않은 것으로 판단되는 순간까지의 구동모터 RPM의 변화량을 측정하고, RPM이 적정 RPM에서 감소하였는지 증가 되었는지를 판단하게 된다(S320). 구동모터의 RPM이 적정치 보다 크면, 구동모터의 RPM을 증가시키고(S330), 구동모터의 RPM이 적정치 보다 작으면, 구동모터의 RPM을 감소시키게 된다(S340).
구동모터의 RPM 변화 후, AMT가 출발단을 구현하였는지 판단하게 된다(S400). AMT가 출발단을 구현하지 못하면, AMT가 중립상태를 구현하도록 작동된다(S410). AMT가 중립상태를 구현한 후에, 출발단 상태를 구현하도록 AMT가 작동된다.
위와 같이 구성되는 본 발명의 하이브리드 차량의 출발단 치합 실패를 방지하는 변속 제어 방법은, 앞서 기술한 바와 같이, AMT의 출발단이 비구현되면, AMT의 입력축에 가해지는 토크가 증가되거나 역방향으로 증가되도록 입력축과 직결된 구동모터의 RPM을 변동시킨다.
도 7에 도시된 바와 같이, 싱크로나이저 슬리브(1000)의 변화량이 작아(100), AMT의 출발단이 비구현된다고 판단됨과 동시에, 구동모터의 RPM이 감소(120)되면, 구동모터는 입력축에 가해지는 토크가 감소(130)되도록 RPM을 감소(140)시키게 된다.
한편, 도 8에 도시된 바와 같이, 싱크로나이저 슬리브(1000)의 변화량이 작아(210), AMT의 출발단이 비구현된다고 판단됨과 동시에, 구동모터의 RPM이 증가(220)되면, 구동모터는 입력축에 가해지는 토크가 증가(230)되도록 RPM을 증가(240)시키게 된다.
양 경우 모두, 싱크로나이저 링(2000)을 통한 클러치기어(3000)와 싱크로나이저 슬리브(1000)의 동기화를 깨고, 입력축에 구속된 클러치기어(3000)의 회전속도와 싱크로나이저의 회전속도에 차이를 발생시킴으로써, 도 6에 도시된 바와 같이, 클러치기어(3000)의 치와 싱크로나이저 슬리브(1000)의 치가 서로 어긋난 상태로 전환되고, 이에 클러치기어(3000)의 치와 싱크로나이저 슬리브(1000)의 치합이 이루어질 수 있다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
1000: 싱크로나이저 슬리브
2000: 싱크로나이저 링
3000: 클러치기어

Claims (11)

  1. 적정 RPM이 되도록 하이브리드 차량에 구비된 구동모터가 작동되는 단계;
    상기 차량에 구비된 AMT(자동화 수동변속기; AUTOMATIC MANUAL TRANSMISSION)가 출발단을 구현하도록 작동되는 단계; 및
    상기 출발단이 구현되지 않을 때, 상기 구동모터의 RPM 변화를 감지하고, 상기 구동모터의 RPM변화에 따라 상기 구동모터의 RPM을 높이거나 낮추는 단계;를 포함하고,
    상기 구동모터의 RPM이 적정치 보다 크면 상기 구동모터의 RPM을 증가시키며, 상기 구동모터의 RPM이 적정치 보다 작으면 상기 구동모터의 RPM을 감소시키는 하이브리드 차량의 출발단 치합 실패를 방지하는 변속 제어 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 AMT에 구비된 싱크로나이저의 스토로크 변화량이 작을 때, 상기 출발단이 구현되지 않은 것으로 판단하는 하이브리드 차량의 출발단 치합 실패를 방지하는 변속 제어 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 출발단이 구현되는 순간부터 출발단이 구현되지 않은 것으로 판단되는 순간까지의 상기 구동모터의 RPM의 변화량을 측정하는 하이브리드 차량의 출발단 치합 실패를 방지하는 변속 제어 방법.


  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 구동모터의 RPM이 적정치 일 때, 상기 AMT가 출발단을 구현하도록 상기 AMT에 구비된 싱크로나이저가 작동되는 하이브리드 차량의 출발단 치합 실패를 방지하는 변속 제어 방법.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 출발단이 구현되지 않을 때, 상기 싱크로나이저를 이루는 싱크로나이저 슬리브가 상기 AMT에 구비된 클러치기어와 직렬을 이룬 상태로 판단하는 하이브리드 차량의 출발단 치합 실패를 방지하는 변속 제어 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 구동모터의 RPM 변화 후, 상기 AMT가 출발단을 구현하지 못하면,
    상기 AMT가 중립상태를 구현하도록 작동되는 하이브리드 차량의 출발단 치합 실패를 방지하는 변속 제어 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 AMT가 중립상태를 구현한 후에, 출발단 상태를 구현하도록 상기 AMT가 작동되는 하이브리드 차량의 출발단 치합 실패를 방지하는 변속 제어 방법.
  9. AMT가 장착된 하이브리드 차량의 정차후 재출발시, 상기 AMT의 출발단이 비구현되면, 상기 AMT의 입력축에 가해지는 토크가 증가되거나 감소되도록 상기 입력축과 직결된 구동모터의 RPM을 변동시키고,
    상기 구동모터의 RPM이 적정치 보다 크면 상기 구동모터의 RPM을 증가시키며, 상기 구동모터의 RPM이 적정치 보다 작으면 상기 구동모터의 RPM을 감소시키는 하이브리드 차량의 출발단 치합 실패를 방지하는 변속 제어 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 AMT의 출발단이 비구현될 때, 상기 구동모터의 RPM이 증가되면,
    상기 구동모터는 상기 입력축에 가해지는 토크가 증가되도록 RPM을 증가시키는 하이브리드 차량의 출발단 치합 실패를 방지하는 변속 제어 방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 AMT의 출발단이 비구현될 때, 상기 구동모터의 RPM이 감소되면,
    상기 구동모터는 상기 입력축에 가해지는 토크가 감소되도록 RPM을 감소시키는 하이브리드 차량의 출발단 치합 실패를 방지하는 변속 제어 방법.
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