KR101766075B1

KR101766075B1 - 하이브리드 차량의 변속제어방법

Info

Publication number: KR101766075B1
Application number: KR1020150173495A
Authority: KR
Inventors: 이승한; 송준걸; 허지욱; 정성환; 오경철
Original assignee: 현대자동차주식회사; 기아자동차주식회사
Priority date: 2015-12-07
Filing date: 2015-12-07
Publication date: 2017-08-08
Also published as: KR20170067228A

Abstract

검출수단에 의해 변속기의 변속단이 D단에 위치되어 있는지를 제어부가 확인하는 변속단 확인단계; 상기 제어부에서 브레이크 페달의 동작이 감지되었는지를 확인하는 제동확인단계; 상기 제어부에서 가속 페달이 상기 제어부에 기입력된 소정의 기준값 이상으로 동작된 것이 감지되었는지를 확인하는 가속확인단계; 상기 제어부에서 엔진클러치가 결합되었는지를 확인하는 엔진클러치 확인단계; 및 상기 제어부에서 상기한 단계들의 결과에 따라 상기 제어부에 기입력된 변속패턴을 선택하는 변속패턴 선택단계;를 포함하는 하이브리드 차량의 변속제어방법이 소개된다.

Description

하이브리드 차량의 변속제어방법 {SHIFTING CONTROL METHOD FOR HYBRID VEHICLE}

본 발명은 본 발명은 하이브리드 차량의 변속제어방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 유단변속기가 장착된 TMED(Transmission Mounted Electric Device) 방식의 하이브리드 차량에서 제동을 시도하였을 때의 변속패턴에 대한 하이브리드 차량의 변속제어방법에 관한 것이다.

엔진과 모터를 구비하고, 엔진과 모터 사이에 엔진클러치를 마련하며 유단변속기가 장착된 TMED 방식의 하이브리드 차량의 경우에는 변속이 빈번하게 일어나는 경우가 발생했다.

이러한 이유는 하이브리드 차량은 가속시 연비향상을 위해 고단으로 조기변속되도록 유도되기 때문이다. 그러나 제동시에는 회생제동의 극대화를 위해 높은 모터 회전속도가 필요하고, 높은 모터 회전속도를 유지하기 위해서는 기어단을 저단으로 조기 변속되도록 유도해야한다.

따라서, 도 1에 도시한 것처럼, 차량 주행 중 감속을 위해 제동을 한 뒤(① 상황) 브레이크 페달에서 발을 떼었을 경우(②상황), 고단 주행을 위해 변속패턴에 맞는 업 시프트(Up-Shift)가 일어나게 된다. 타행 주행시 업시프트를 시키는 이유는 동력원이 엔진인 일반적인 가솔린/디젤 차량의 경우 타행 주행시 최대한 엔진 회전속도를 낮게 유도하는 것이 연비에 유리하기 때문이다.

그러나, 하이브리드 차량의 경우 제동시 회생제동에 의한 충전량을 높이기 위해 모터 회전속도를 높게 유도시키게 되고, 이러한 이유로 보다 저단으로 유도되도록 제동 변속패턴을 갖고 있다.

그렇기 때문에 상기와 같은 이유로 도 1에서 도시한 것과 같은 상황은 하이브리드 차량에서 보다 빈번하게 발생하게 되어 잦은 변속으로 인하여 변속시 발생되는 에너지 손실(토크 인터벤션 제어, 클러치 슬립제어 등) 때문에 연비가 나빠지고, 변속구간동안 가속 발진감 및 변속 지연감이 들어 운전성이 악화되는 문제가 발생했다.

상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.

KR

2003-0033971

A

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 하이브리드 차량의 잦은 변속을 자제하도록 함으로써, 연비를 증대시키고, 운정성을 향상시키는 하이브리드 차량의 변속제어방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 하이브리드 차량의 변속제어방법은 검출수단에 의해 변속기의 변속단이 D단에 위치되어 있는지를 제어부가 확인하는 변속단 확인단계; 상기 제어부에서 브레이크 페달의 동작이 감지되었는지를 확인하는 제동확인단계; 상기 제어부에서 가속 페달이 상기 제어부에 기입력된 소정의 기준값 이상으로 동작된 것이 감지되었는지를 확인하는 가속확인단계; 상기 제어부에서 엔진클러치가 결합되었는지를 확인하는 엔진클러치 확인단계; 및 상기 제어부에서 상기한 단계들의 결과에 따라 상기 제어부에 기입력된 변속패턴을 선택하는 변속패턴 선택단계;를 포함한다.

상기 제동확인단계에서 상기 제어부는 상기 브레이크 페달의 동작이 감지되면, 상기 엔진클러치가 결합되었는지를 확인하는 상기 엔진클러치 확인단계를 수행할 수 있다.

상기 엔진클러치 확인단계에서 상기 제어부는 상기 엔진클러치가 결합되지 않은 것으로 판단되면, 상기 제어부에 기입력된 제동 변속패턴을 선택하고 수행하는 상기 변속패턴 선택단계를 수행할 수 있다.

상기 엔진클러치 확인단계에서 상기 제어부는 상기 엔진클러치가 결합된 것으로 판단되면, 상기 제어부에 기입력된 가속 변속패턴을 선택하고 수행하는 상기 변속패턴 선택단계를 수행할 수 있다.

상기 제동확인단계에서 상기 제어부는 상기 브레이크 페달의 동작이 감지되지 않으면, 상기 가속 페달의 동작이 감지되었는지를 확인하는 상기 가속확인단계를 수행할 수 있다.

상기 가속확인단계에서 상기 제어부에 기입력된 기준값은 상기 가속 페달의 개도량일 수 있다.

상기 가속확인단계에서 상기 제어부에 기입력된 기준값은 차량의 속도일 수 있다.

상기 가속확인단계에서 상기 제어부는 상기 가속 페달이 상기 제어부에 기입력된 기준값 이상으로 동작한 것으로 확인되면, 상기 제어부에 기입력된 가속 변속패턴을 선택하고 수행하는 상기 변속패턴 선택단계를 수행할 수 있다.

상기 가속확인단계에서 상기 제어부는 상기 가속 페달이 상기 제어부에 기입력된 기준값 미만으로 동작한 것으로 확인되면, 상기 엔진클러치가 결합되었는지를 확인하는 상기 엔진클러치 확인단계를 수행할 수 있다.

상술한 바와 같은 구조로 이루어진 하이브리드 차량의 변속제어방법에 따르면 사용자가 차량의 브레이크 페달을 동작하였을 경우, 제어부에서 차량의 속도를 다운시키기 위하여 변속단을 점차 낮춘 후 브레이크 페달의 동작을 해제하더라도 제동 변속패턴을 유지하도록 하는 기술이다. 따라서, 상기 브레이크 페달의 동작 후에 가속 페달의 동작을 수행하는 경우에는 엔진클러치의 결합 유무, 차속의 증가 유무를 판단하여 상기 엔진클러치가 결합된 상태이거나, 상기 가속 페달이 소정의 기준값 이상 동작하였을 경우에는 상기 제어부에 기입력된 가속 변속패턴으로 천이하여 동작하도록 하는 것이다. 즉, 제동이 끝난 후에도 상기 엔진클러치의 결합상태와 상기 가속 페달의 소정의 기준값 이상 동작 여부 및 차속 혹은 차속의 증가량을 종합적으로 판단한 후 변속 패턴이 천이되는 것으로서, 잦은 변속이 줄어들고, 효율적인 변속 기어단이 유도되는 효과가 있다.

따라서, 변속시 발생되는 에너지 손실(토크 인터벤션 제어, 클러치 슬립제어 등)을 방지하여 연비가 개선되고, 변속구간동안 가속 발진감 및 변속 지연감이 들었던 것을 제거하여 운전성을 향상시키는 장점이 있게 된다.

도 1은 종래의 제동시 변속단의 변화와 변속맵을 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 차량의 변속제어방법에 따른 제동시 변속단의 변화와 변속맵을 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 차량의 변속제어방법의 순서도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 차량의 변속제어방법의 구성을 간략하게 나타낸 블록도.
도 5 내지 도 6은 엔진 및 모터의 효율을 도시한 효율맵.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 하이브리드 차량의 변속제어방법에 대하여 살펴본다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 차량의 변속제어방법에 따른 제동시 변속단의 변화와 변속맵을 도시한 도면이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 차량의 변속제어방법의 순서도이며, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 차량의 변속제어방법의 구성을 간략하게 나타낸 블록도이다. 또한, 도 5 내지 도 6은 엔진(100) 및 모터(300)의 효율을 도시한 효율맵이다.

본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 하이브리드 차량의 변속제어방법은 검출수단(600)에 의해 변속기(400)의 변속단이 D단에 위치되어 있는지를 제어부(500)가 확인하는 변속단 확인단계(S100); 상기 제어부(500)에서 브레이크 페달(700)의 동작이 감지되었는지를 확인하는 제동확인단계(S300); 상기 제어부(500)에서 가속 페달(800)이 상기 제어부(500)에 기입력된 소정의 기준값(X, Y) 이상으로 동작된 것이 감지되었는지를 확인하는 가속확인단계(S500); 상기 제어부(500)에서 엔진클러치(200)가 결합되었는지를 확인하는 엔진클러치 확인단계(S700); 및 상기 제어부(500)에서 상기한 단계들의 결과에 따라 상기 제어부(500)에 기입력된 변속패턴을 선택하는 변속패턴 선택단계(S900);를 포함한다.

차량의 구동이 시작되면, 상기 제어부(500)에서는 상기 검출수단(600)에 의해 상기 변속기(400)가 D단에 위치되어 있는지를 확인하는 변속단 확인단계(S100)를 수행한다. 상기 검출수단(600)은 변속단 위치 센서(Transmission Shift Position Sensor)일 수 있다. 상기 변속단 확인단계(S100)에서 변속단이 D단에 위치되어 있지 않으면, 반복적으로 변속단이 D단에 위치되어 있는지를 확인하는 변속단 확인단계(S100)를 수행하게 된다.

상기 변속단 확인단계(S100)에서 변속단이 D단에 위치되어 있는 것으로 확인되면, 검출수단(600)을 통해 상기 브레이크 페달(700)의 동작이 감지되었는지를 확인한다. 상기 검출수단(600)은 브레이크 페달 센서(Brake Pedal Sensor)일 수 있다. 상기 제동확인단계(S300)에서는 상기 브레이크 페달(700)이 0%를 초과하여 동작한 것으로 확인되면 동작한 것으로 간주하고 제어를 수행한다. 따라서, 상기 제동확인단계(S300)에서 상기 제어부(500)는 상기 브레이크 페달(700)의 동작이 감지되면, 상기 엔진클러치(200)가 결합되었는지를 확인하는 상기 엔진클러치 확인단계(S700)를 수행한다.

상기 엔진클러치 확인단계(S700)에서는 상기 제어부(500)에서 엔진(100)과 모터(300) 사이에 마련된 엔진클러치(200)가 결합되었는지를 확인하는 것으로서, 상기 엔진클러치(200)가 결합된 것으로 확인되면, 차량이 가속상황이라고 판단하고, 상기 제어부(500)에서는 상기 제어부(500)에 기입력된 가속 변속패턴을 선택하여 그에 따라 제어하는 상기 변속패턴 선택단계(S900)를 수행한다.

그러나 반대로, 상기 엔진클러치 확인단계(S700)에서 상기 제어부(500)는 상기 엔진클러치(200)가 결합되지 않은 것으로 판단되면, 상기 제어부(500)에 기입력된 제동 변속패턴을 선택하고 수행하는 상기 변속패턴 선택단계(S900)를 수행하게 된다.

또한, 상기 제동확인단계(S300)에서 상기 제어부(500)는 상기 브레이크 페달(700)의 동작이 감지되지 않으면, 상기 가속 페달(800)의 동작이 감지되었는지를 확인하는 상기 가속확인단계(S500)를 수행한다. 상기 검출수단(600)은 가속 페달 센서(Acceleration Pedal Sensor)일 수 있다. 상기 가속확인단계(S500)에서 상기 제어부(500)에 기입력된 기준값은 상기 가속 페달(800)의 개도량(X%)일 수 있다. 혹은 상기 가속확인단계(S500)에서 상기 제어부(500)에 기입력된 기준값은 차량의 속도(Y) 혹은 차량의 속도의 증가량일 수 있다.

상기 가속확인단계(S500)에서 상기 제어부(500)는 상기 가속 페달(800)이 상기 제어부(500)에 기입력된 기준값(X, Y) 이상으로 동작한 것으로 확인되면, 상기 제어부(500)에 기입력된 가속 변속패턴을 선택하고 수행하는 상기 변속패턴 선택단계(S900)를 수행한다. 그러나 상기 가속확인단계(S500)에서 상기 제어부(500)는 상기 가속 페달(800)이 상기 제어부(500)에 기입력된 기준값(X, Y) 미만으로 동작한 것으로 확인되면, 상기 엔진클러치(200)가 결합되었는지를 확인하는 상기 엔진클러치 확인단계(S700)를 수행한다.

상기한 바와 마찬가지로, 상기 엔진클러치 확인단계(S700)에서 상기 제어부(500)는 상기 엔진클러치(200)가 결합되지 않은 것으로 판단되면, 상기 제어부(500)에 기입력된 제동 변속패턴을 선택하고 수행하는 상기 변속패턴 선택단계(S900)를 수행한다. 반대로, 상기 엔진클러치 확인단계(S700)에서 상기 제어부(500)는 상기 엔진클러치(200)가 결합된 것으로 판단되면, 상기 제어부(500)에 기입력된 가속 변속패턴을 선택하고 수행하는 상기 변속패턴 선택단계(S900)를 수행한다. 물론, 상기 기준값(X, Y)와 변속패턴은 차종이나 환경, 설계에 따라 얼마든지 변경 가능하다.

본 발명은 상기 모터(300)와 상기 엔진(100)을 통해 구동력을 얻는 하이브리드 차량 중에서도 상기 엔진클러치(200)에 의해 상기 엔진(100)과 상기 모터(300)를 연결하는 TMED(Transmission Mounted Electric Device) 방식의 하이브리드 차량에 적용되는 것이 바람직할 것이다. 왜냐하면, 제동시 상기 엔진클러치(200)의 결합을 해제한 후 상기 엔진(100)을 끌 수 있기 때문인데, 이로써 타행 주행시 업 시프트(Up-Shift)를 유도하여 엔진 회전속도를 낮출 필요가 없기 때문이다.

또한, 상기 모터(300)로 주행시 상기 모터(300)는 보다 높은 회전속도에서 효율이 좋기 때문에 연비적으로 유리하게 된다. 이러한 내용은 도 5 내지 도 6에도시하였다. 도 5 내지 도 6은 상기 엔진(100) 및 상기 모터(300)의 효율을 도시한 효율맵으로서, 상기 엔진(100)에 비해 상기 모터(300)는 보다 높은 회전속도에서 효율적으로 운전되기 때문에, 상기 엔진(100)이 꺼져있는 구간에서는 상기 모터(300)는 보다 높은 회전속도를 가질 수 있도록 유도해 줘야 한다. 이러한 이유로, 일반 내연기관 엔진만 장착된 차량과 다른 변속제어를 해야하는 근거가 되는 것이다.

마지막으로, 저단으로 타행 주행 후 다시 상기 가속 페달(800)의 동작에 의한 재가속시 저단으로 발진이 가능하므로 재가속 발진에 유리한 이점을 가질 수 있다.

따라서, 본 발명의 하이브리드 차량의 변속제어방법은 사용자가 차량의 브레이크 페달(700)을 동작하였을 경우, 도 2에 도시한 것처럼 상기 제어부(500)에서 차량의 속도를 다운시키기 위하여 변속단을 점차 낮춘 후 상기 브레이크 페달(700)의 동작을 해제하더라도 제동 변속패턴을 유지하도록 하는 기술로서, 상기 브레이크 페달(700)의 동작 후에 상기 가속 페달(800)의 동작을 수행하는 경우에는 상기 엔진클러치(200)의 결합 유무, 차속의 증가 유무를 판단하여 상기 엔진클러치(200)가 결합된 상태이거나, 상기 가속 페달(800)이 소정의 기준값(X,Y) 이상 동작하였을 경우에는 상기 제어부(500)에 기입력된 가속 변속패턴으로 천이하여 동작하도록 하는 것이다. 즉, 제동이 끝난 후에도 상기 엔진클러치(200)의 결합상태와 상기 가속 페달(800)의 소정의 기준값(X) 이상 동작 여부 및 차속 혹은 차속의 증가량(Y)을 종합적으로 판단한 후 변속 패턴이 천이되는 것으로서, 잦은 변속이 줄어들고, 효율적인 변속 기어단이 유도되는 효과가 있다.

본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.

100 : 엔진
200 : 엔진클러치
300 : 모터
400 : 변속기
500 : 제어부
600 : 검출수단
700 : 브레이크 페달
800 : 가속 페달
S100 : 변속단 확인단계
S300 : 제동확인단계
S500 : 가속확인단계
S700 : 엔진클러치 확인단계
S900 : 변속패턴 선택단계

Claims

검출수단에 의해 변속기의 변속단이 D단에 위치되어 있는지를 제어부가 확인하는 변속단 확인단계;
상기 제어부에서 브레이크 페달의 동작이 감지되었는지를 확인하는 제동확인단계;
상기 제어부에서 가속 페달이 상기 제어부에 기입력된 소정의 기준값 이상으로 동작된 것이 감지되었는지를 확인하는 가속확인단계;
상기 제어부에서 엔진클러치가 결합되었는지를 확인하는 엔진클러치 확인단계; 및
상기 제어부에서 상기한 단계들의 결과에 따라 상기 제어부에 기입력된 변속패턴을 선택하는 변속패턴 선택단계;를 포함하고,
상기 엔진클러치 확인단계에서 상기 제어부는 상기 엔진클러치가 결합된 것으로 판단되면, 상기 제어부에 기입력된 가속 변속패턴을 선택하고 수행하는 상기 변속패턴 선택단계를 수행하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 변속제어방법.
청구항 1에 있어서,
상기 제동확인단계에서 상기 제어부는 상기 브레이크 페달의 동작이 감지되면, 상기 엔진클러치가 결합되었는지를 확인하는 상기 엔진클러치 확인단계를 수행하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 변속제어방법.
청구항 1에 있어서,
상기 엔진클러치 확인단계에서 상기 제어부는 상기 엔진클러치가 결합되지 않은 것으로 판단되면, 상기 제어부에 기입력된 제동 변속패턴을 선택하고 수행하는 상기 변속패턴 선택단계를 수행하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 변속제어방법.
삭제
청구항 1에 있어서,
상기 제동확인단계에서 상기 제어부는 상기 브레이크 페달의 동작이 감지되지 않으면, 상기 가속 페달의 동작이 감지되었는지를 확인하는 상기 가속확인단계를 수행하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 변속제어방법.
청구항 1에 있어서,
상기 가속확인단계에서 상기 제어부에 기입력된 기준값은 상기 가속 페달의 개도량인 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 변속제어방법.
삭제
청구항 1에 있어서,
상기 가속확인단계에서 상기 제어부는 상기 가속 페달이 상기 제어부에 기입력된 기준값 이상으로 동작한 것으로 확인되면, 상기 제어부에 기입력된 가속 변속패턴을 선택하고 수행하는 상기 변속패턴 선택단계를 수행하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 변속제어방법.
청구항 1에 있어서,
상기 가속확인단계에서 상기 제어부는 상기 가속 페달이 상기 제어부에 기입력된 기준값 미만으로 동작한 것으로 확인되면, 상기 엔진클러치가 결합되었는지를 확인하는 상기 엔진클러치 확인단계를 수행하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 변속제어방법.