KR102044210B1 - 유성기어를 이용한 전기화 수동변속기 기반 하이브리드 파워트레인 제어 방법 - Google Patents

유성기어를 이용한 전기화 수동변속기 기반 하이브리드 파워트레인 제어 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR102044210B1
KR102044210B1 KR1020180084287A KR20180084287A KR102044210B1 KR 102044210 B1 KR102044210 B1 KR 102044210B1 KR 1020180084287 A KR1020180084287 A KR 1020180084287A KR 20180084287 A KR20180084287 A KR 20180084287A KR 102044210 B1 KR102044210 B1 KR 102044210B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
planetary gear
manual transmission
engine
vehicle
mode
Prior art date
Application number
KR1020180084287A
Other languages
English (en)
Inventor
김경수
임미림
최경환
금동석
Original Assignee
한국과학기술원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국과학기술원 filed Critical 한국과학기술원
Priority to KR1020180084287A priority Critical patent/KR102044210B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102044210B1 publication Critical patent/KR102044210B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/10—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of change-speed gearings
    • B60W10/11—Stepped gearings
    • B60W10/115—Stepped gearings with planetary gears
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/22—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs
    • B60K6/24—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the combustion engines
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/22—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs
    • B60K6/26—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the motors or the generators
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/22—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs
    • B60K6/28—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the electric energy storing means, e.g. batteries or capacitors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/22—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs
    • B60K6/36—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the transmission gearings
    • B60K6/365—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the transmission gearings with the gears having orbital motion
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/04—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units
    • B60W10/06—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units including control of combustion engines
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W20/00—Control systems specially adapted for hybrid vehicles
    • B60W20/10—Controlling the power contribution of each of the prime movers to meet required power demand
    • B60W20/13—Controlling the power contribution of each of the prime movers to meet required power demand in order to stay within battery power input or output limits; in order to prevent overcharging or battery depletion
    • B60W20/14—Controlling the power contribution of each of the prime movers to meet required power demand in order to stay within battery power input or output limits; in order to prevent overcharging or battery depletion in conjunction with braking regeneration
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W30/00—Purposes of road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub-unit, e.g. of systems using conjoint control of vehicle sub-units
    • B60W30/18—Propelling the vehicle
    • B60W30/18009—Propelling the vehicle related to particular drive situations
    • B60W30/18027—Drive off, accelerating from standstill
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2200/00—Type of vehicle
    • B60Y2200/90—Vehicles comprising electric prime movers
    • B60Y2200/92—Hybrid vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2400/00—Special features of vehicle units
    • B60Y2400/70—Gearings
    • B60Y2400/73—Planetary gearings
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/62—Hybrid vehicles

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

본 발명은 유성기어를 이용한 전기화 수동변속기 기반 하이브리드 파워트레인 제어 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 유성기어를 이용하여 동력분배가 가능하며, 별도의 엔진 스타터 모터가 필요없고, 충격없이 엔진시동이 가능한, 유성기어를 이용한 전기화 수동변속기 기반 하이브리드 파워트레인 제어 방법에 관한 것이다.
본 발명에 의하면, 유성기어를 적용한 전기화 수동변속기를 채택하고, 유성기어 적용시의 다양한 연결조합 중 최적의 구조를 선택하며, 엔진 시동시에 시동 충격없이 빠른 시간 내에 안정된 구동 모드로 운행되도록 하는, 유성기어를 이용한 전기화 수동변속기 기반 하이브리드 파워트레인 제어 방법을 제공한다. 또한 구동중의 토크 및 엔진 스피드 그래프에서 연료 소모가 적은 구간에서 재충전(recharge)이 많이 작동되도록 할 뿐 아니라, 많은 비율의 재충전이 동력분배를 통한 재충전 모드로 구동함으로써 유성기어의 유연한 사용에 의해 연비를 향상시키는, 유성기어를 이용한 전기화 수동변속기 기반 하이브리드 파워트레인 제어 방법을 제공한다.

Description

유성기어를 이용한 전기화 수동변속기 기반 하이브리드 파워트레인 제어 방법{Method for controlling hybrid powertrain based on electrified manual transmission using a planetary gear}
본 발명은 유성기어를 이용한 전기화 수동변속기 기반 하이브리드 파워트레인 제어 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 유성기어를 이용하여 동력분배가 가능하며, 별도의 엔진 스타터 모터가 필요없고, 충격없이 엔진시동이 가능한, 유성기어를 이용한 전기화 수동변속기 기반 하이브리드 파워트레인 제어 방법에 관한 것이다.
근래 친환경 자동차에 대한 수요 증가에 따라 다양한 하이브리드 자동차에 관한 연구가 되어지고 있다. 도 1(a)는 종래 전기화 수동변속기 구조를 도시한 도면으로서, 일방향 클러치를 사용하면서 운전자의 클러치 페달 조작을 없앤 하이브리드 자동차이다. 그러나 이와 같은 하이브리드 자동차에서도, 엔진과 모터가 동시 구동되는 어시스트(assist) 모드가 불가능하며, 추가 엔진 스타터 모터(10)가 필요하다는 단점이 있었다.
KR 10-1459474 B1
본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 도 1(b)에 도시한 바와 같은 유성기어(110)를 적용한 전기화 수동변속기를 채택하되, 유성기어 적용시의 다양한 연결조합 중 최적의 구조를 선택하며, 엔진 시동시에 시동 충격없이 빠른 시간 내에 안정된 구동 모드로 운행되도록 하는, 유성기어를 이용한 전기화 수동변속기 기반 하이브리드 파워트레인 제어 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한 구동중의 토크 및 엔진 스피드 그래프에서 연료 소모가 적은 구간에서 재충전(recharge)이 많이 작동되도록 할 뿐 아니라, 많은 비율의 재충전이 동력분배를 통한 재충전 모드로 구동함으로써 유성기어의 유연한 사용에 의해 연비를 향상시키는, 유성기어를 이용한 전기화 수동변속기 기반 하이브리드 파워트레인 제어 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
이와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 유성기어를 이용한 전기화 수동변속기 기반 하이브리드 파워트레인 제어 방법은, (a) 차량을 모터구동(electric vehicle, EV) 모드로 구동하는 단계; (b) 요구되는 파워가 일정 수준까지 증가하면 엔진 시동을 켜는(engine start) 단계; (c) 유성기어(planetary gear, PG)에서 링기어(ring gear, R), 캐리어(carrier, C) 및 선기어(sun gear, S)의 회전각속도가 동일하게 된 경우(이하 '동기화'라 한다), 상기 R, C, S의 회전자유도가 1이 되도록 자유도 구속수단에 의한 잠금(이하 'PG lock'이라 한다)을 수행하는 단계를 포함한다.
상기 단계(c) 이후, (d1) 상기 차량을 엔진만으로 구동하는 단계(이하 '엔진 only 모드'라 한다); 또는 (d2) 상기 차량을 엔진 및 모터 동시 구동에 의해 구동하는 단계(이하 'assist 모드'라 한다)를 더 포함할 수 있다.
상기 단계(d1) 이후 또는 상기 단계(d2) 이후, (e) 배터리 잔량이 기준량 미만인 경우 엔진 구동에 의한 재충전을 수행하는 단계(이하 'recharging 모드'라 한다)를 더 포함할 수 있다.
상기 단계(e) 이전에, (e0) PG lock 상태인 경우, 상기 자유도 구속수단에 의한 잠금을 해제(이하 'PG unlock'이라 한다)하는 단계를 더 포함할 수 있다.
(f) 차량이 감속을 하는 경우, PG lock 상태에서 회생제동(regeneration)을 수행하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 유성기어를 이용한 전기화 수동변속기 기반 하이브리드 파워트레인 제어 방법은, (g) 차량이 정지한 상태에서 출발하는 경우, PG lock 상태에서 엔진 시동을 켜는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 유성기어를 이용한 전기화 수동변속기 기반 하이브리드 파워트레인을 제어하기 위하여 비일시적인 컴퓨터 판독가능 저장매체에 저장된 컴퓨터 프로그램은, 비일시적 저장 매체에 저장되며, 프로세서에 의하여, (a) 차량을 모터구동(electric vehicle, EV) 모드로 구동하는 단계; (b) 요구되는 파워가 일정 수준까지 증가하면 엔진 시동을 켜는(engine start) 단계; (c) 유성기어(planetary gear, PG)에서 링기어(ring gear, R), 캐리어(carrier, C) 및 선기어(sun gear, S)의 회전각속도가 동일하게 된 경우(이하 '동기화'라 한다), 상기 R, C, S의 회전자유도가 1이 되도록 자유도 구속수단에 의한 잠금(이하 'PG lock'이라 한다)을 수행하는 단계가 실행되도록 하는 명령을 포함한다.
상기 단계(c) 이후, (d1) 상기 차량을 엔진만으로 구동하는 단계(이하 '엔진 only 모드'라 한다); 또는 (d2) 상기 차량을 엔진 및 모터 동시 구동에 의해 구동하는 단계(이하 'assist 모드'라 한다)를 더 포함할 수 있다.
상기 단계(d1) 이후 또는 상기 단계(d2) 이후, (e) 배터리 잔량이 기준량 미만인 경우 엔진 구동에 의한 재충전을 수행하는 단계(이하 'recharging 모드'라 한다)를 더 포함할 수 있다.
상기 단계(e) 이전에, (e0) PG lock 상태인 경우, 상기 자유도 구속수단에 의한 잠금을 해제(이하 'PG unlock'이라 한다)하는 단계를 더 포함할 수 있다.
(f) 차량이 감속을 하는 경우, PG lock 상태에서 회생제동(regeneration)을 수행하는 단계를 더 포함할 수 있다.
(g) 차량이 정지한 상태에서 출발하는 경우, PG lock 상태에서 엔진 시동을 켜는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 유성기어를 이용한 전기화 수동변속기 기반 하이브리드 파워트레인을 제어하기 위한 장치는, 적어도 하나의 프로세서; 및 컴퓨터로 실행가능한 명령을 저장하는 적어도 하나의 메모리를 포함하되, 상기 적어도 하나의 메모리에 저장된 상기 컴퓨터로 실행가능한 명령은, 상기 적어도 하나의 프로세서에 의하여, (a) 차량을 모터구동(electric vehicle, EV) 모드로 구동하는 단계; (b) 요구되는 파워가 일정 수준까지 증가하면 엔진 시동을 켜는(engine start) 단계; (c) 유성기어(planetary gear, PG)에서 링기어(ring gear, R), 캐리어(carrier, C) 및 선기어(sun gear, S)의 회전각속도가 동일하게 된 경우(이하 '동기화'라 한다), 상기 R, C, S의 회전자유도가 1이 되도록 자유도 구속수단에 의한 잠금(이하 'PG lock'이라 한다)을 수행하는 단계가 실행되도록 한다.
본 발명에 의하면, 유성기어를 적용한 전기화 수동변속기를 채택하고, 유성기어 적용시의 다양한 연결조합 중 최적의 구조를 선택하며, 엔진 시동시에 시동 충격없이 빠른 시간 내에 안정된 구동 모드로 운행되도록 하는, 유성기어를 이용한 전기화 수동변속기 기반 하이브리드 파워트레인 제어 방법을 제공하는 효과가 있다.
또한 구동중의 토크 및 엔진 스피드 그래프에서 연료 소모가 적은 구간에서 재충전(recharge)이 많이 작동되도록 할 뿐 아니라, 많은 비율의 재충전이 동력분배를 통한 재충전 모드로 구동함으로써 유성기어의 유연한 사용에 의해 연비를 향상시키는, 유성기어를 이용한 전기화 수동변속기 기반 하이브리드 파워트레인 제어 방법을 제공하는 효과가 있다.
도 1은 종래 전기화 수동변속기 구조를 도시한 도면.
도 2는 유성기어를 적용한 전기화 수동변속기에서 연결가능한 조합의 구조들을 도시한 도면.
도 3은 도 2의 각 구조에 대하여, 모터구동(electric vehicle, EV) 모드에서 각 구성요소의 각속도를 나타내는 속도 선도(lever analogy)를 도시한 도면.
도 4는 도 2의 각 구조에 대하여, 엔진 스타트 모드에서의 속도 선도(lever analogy)를 도시한 도면.
도 5는 도 3 및 도 4의 과정을 통하여 선정된 본 발명의 유성기어를 이용한 전기화 수동변속기 파워트레인 구조를 나타내는 모식도.
도 6은 선정된 본 발명의 전기화 수동변속기 구조에 대하여, 각 구동 모드에서의 속도 선도(lever analogy)를 도시한 도면.
도 7은 각 기어 단수에 따른 엔진 시동시 차량의 속도 변화를 시뮬레이션한 결과를 나타내는 도면.
도 8은 엔진 시동시의 차량 구동부의 회전 각속도를 시뮬레이션한 그래프.
도 9는 EV 모드 구동 중 엔진 스타트를 거쳐 어시스트(assist) 모드로의 진행 과정에서 변속기로 입력되는 회전 속도와 차량 속도의 변화를 시뮬레이션한 그래프.
도 10은 각 수동 변속기 파워트레인 구조에서 연료 소모의 효율성을 나타내는 그래프.
도 11은 각 수동 변속기 파워트레인 구조에서 연비 및 배기가스 배출량을 비교한 도면.
이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 2는 유성기어를 적용한 전기화 수동변속기에서 연결가능한 조합의 구조들을 도시한 도면이다.
첫째, 모터를 이용한 하이브리드 전기 자동차이기 때문에 모터 구동점에 대한 고려가 필요하다. 모터는 동일 파워에서 고속 저토크 영역에서 구동하는 것이 유리하므로, 각 구조에 따른 모터 구동점을 고려하여 구조를 선정하여야 한다.
둘째, 엔진 시동 문제로서, 추가 스타터 모터를 필요로 하지 않으면서 시동 충격이 없어야 한다.
따라서 이하에서는 도 2 내지 도 4를 참조하여 위와 같은 목표를 고려한 구조 선정에 대하여 설명하기로 한다.
도면에서 R, C, S는 유성기어(planetary gear)의 구성요소를 표시하는 것으로서, 각각 링기어(ring gear, R), 캐리어(carrier, C) 및 선기어(sun gear, S)를 의미한다.
도 2(a),(b)는 변속기(TM)와 캐리어(C)를 연결한 조합, 도 2(c),(d)는 엔진(ICE)과 캐리어(C)를 연결한 조합, 도 2(e),(f)는 모터/제너레이터(M/G)와 캐리어(C)를 연결한 조합으로서, 캐리어(C) 연결을 기준으로 이와 같이 3개의 조합으로 분류할 수 있다. 또한 동일한 캐리어 연결에서도 좌우 연결을 바꾼 2가지의 연결이 도시되어 있다. 즉, 예를 들어 엔진(ICE)과 캐리어(C)를 연결한 조합에서 링기어(R)와 선기어(S)가, 각각 변속기(TM)와 모터/제너레이터(M/G)에 연결된 조합(도 2(c))과, 각각 모터/제너레이터(M/G)와 변속기(TM)에 연결한 조합(도 2(d))가 가능하다. 이와 같은 방식으로 도 2에는 (a) 내지 (f)의 6가지 조합이 도시되어 있다.
또한 도 2의 각각은, 해당 조합에 있어서의 속도 선도(lever analogy)를 나타내며, 'k'는 링기어(R)의 기어 잇수에서 선기어(S)의 기어 잇수를 나눈 것으로서, 1보다 큰 값을 가지게 된다.
도 2의 각 구조에서, 자유도 구속수단(114)은 캐리어(C)와 선기어(S)에 연결되어 있다. 자유도 구속수단(114)이 unlock 된 경우, 캐리어(C)와 선기어(S), 그리고 링기어(R)는 각각 독립적인 회전이 가능하나, lock 된 경우 캐리어(C)와 선기어(S)는 함께 움직이게 되며, 나아가 선기어(S)까지도 함께 움직이게 되어, 유성기어 각 구성요소의 회전에 있어 자유도가 1로 줄어든다. 이와 같은 자유도 구속수단(114)에 의한 캐리어(C)와 선기어(S)의 lock 및 unlock은 제어가능하며, 이하에서는 각각 PG(planetary gear) lock, PG unlock으로 기술하기로 한다. 자유도 구속수단(114)은 반드시 캐리어(C)와 선기어(S)에 연결되어 있어야 하는 것은 아니며, 캐리어(C), 선기어(S) 및 링기어(R) 중 어느 2개를 연결하도록 구성할 수 있다.
이하에서는 이와 같은 6가지 구조 각각에 있어서, 모터구동(electric vehicle, EV) 모드에 대한 속도 선도(도 3)와, 엔진 스타트 모드에 대한 속도 선도(도 4)를 살펴보고, 위 6가지 구조 중 유성기어 연결의 최적 구조 선정 및 그 선정 이유를 설명하기로 한다.
도 3은 도 2의 각 구조에 대하여, 모터구동(electric vehicle, EV) 모드에서 각 구성요소의 각속도를 나타내는 속도 선도(lever analogy)를 도시한 도면이고, 도 4는 도 2의 각 구조에 대하여, 엔진 스타트 모드에서의 속도 선도(lever analogy)를 도시한 도면이다.
도 3의 (a),(b),(c) 구조는, 유성기어비에 따라 EV 모드 시 모터 구동에 있어서 고속 및 저토크가 요구되는 구조로서, 모터 구동을 위해 매우 유리한 구조가 된다. 반면 도 3의 (d),(e),(f) 구조는, 변속기 입력(input)단 속도 대비 모터 속도가 작게 요구되고 토크는 그에 반비례하여 고(high) 토크가 요구된다. 즉, 모터 구동점이 저속 고토크 구간으로 작동되며, 이것은 모터 구동에 있어서 불리한 구조가 된다.
도 4의 (a),(b) 구조는, 마찰 기반의 PG lock을 사용하여 시동을 걸어주어야 하므로 시동 충격이 있게 된다. 반면, 도 4의 (c) 내지 (f) 구조는, PG lock을 사용하지 않은 상태에서 시동을 걸어주게 되므로, 시동 충격이 없게 된다.
도 3 및 도 4에서 살펴본 바와 같이, EV 모드 시 모터 구동에 있어서 고속 및 저토크가 요구되는 구조인 동시에 엔진 스타트 모드에서 시동 충격을 제거할 수 있는 구조는 도 2의 (c) 구조임을 알 수 있으며, 본 발명에서는 이러한 도 2의 (c) 구조를 이용하여 전기화 수동변속기 기반 하이브리드 파워트레인 제어 방법을 제안한다. 도 5는, 이와 같은 도 2의 (c)에서와 같은 유성기어와 파워트레인의 연결 구조를 모식도로써 표현한 것이다.
도 5는 도 3 및 도 4의 과정을 통하여 선정된 본 발명의 유성기어를 이용한 전기화 수동변속기 파워트레인(100) 구조를 나타내는 모식도이고, 도 6은 선정된 본 발명의 전기화 수동변속기 구조에 대하여, 각 구동 모드에서의 속도 선도(lever analogy)를 도시한 도면이다.
각 구동 모드로의 제어는, 차량의 제어장치에 의해 자동으로 이루어진다. 즉, 제어장치에서 구동되는 소프트웨어 프로그램에 의해 각 단계의 구동 모드로의 제어가 이루어지게 된다.
먼저 모터(140)에 의해 차량이 구동되는 모터구동(electric vehicle, EV) 모드로 구동하다가(S501), 엔진(130) 스타트를 할 시에 마찰 기반의 PG lock을 사용하지 않은 상태로 엔진 스타트를 수행한다(S502). 즉, EV 모드에서 구동하다가(S501) 운전자가 액셀 등에 의해 속도를 높이는 등으로 요구 파워가 증가하게 되면, PG lock을 걸지 않은 상태로 엔진(130) 스타트를 함으로써, 시동 충격 없이 엔진 시동이 가능하게 한다(S502). 이후, 링기어(R,111), 캐리어(C,112) 및 선기어(S,113)의 3개 축이 속도가 같아지는 순간, 즉, 동기화되는 순간에 PG lock을 걸어주게 되고, 이에 의하여 엔진(130)만의 구동(engine only) 모드로 구동되거나(S503), 엔진(130)과 모터(140)의 동시구동 모드(assist) 모드로 구동될 수 있다(S504). 또는 엔진(130)만의 구동 모드(S503)를 거쳐 엔진(130)과 모터(140)의 동시구동 모드(assist)로 구동(S504)될 수도 있다. 이와 같이 EV 모드로부터 엔진(130)만의 구동 모드(S503) 또는 엔진(130)과 모터(140)의 동시구동 모드(assist)(S504)로의 진행에 있어서의 전술한 바와 같은 본원발명의 제어 방법으로 진행시의 차별적 효과에 대하여는 도 8 및 도 9를 참조하여 후술하기로 한다.
엔진(130)만의 구동 모드(S503) 또는 엔진(130)과 모터(140)의 동시구동 모드(assist)로 구동(S504) 중, 배터리의 충전이 필요하다고 판단될 경우, 재충전(recharging) 모드로 제어될 수 있다(S505). 이 경우, 엔진(130) 구동에 의한 재충전 모드(S505)로의 진행은 PG lock 상태에서도 이루어질 수 있으나, 더욱 바람직하게는 먼저 PG unlock을 수행하여 유성기어(110)의 각 요소인 R(111), C(112), S(113)를 독립적으로 움직일 수 있도록 한 후 재충전 모드(S505)로 진행하는 것이 좋다. PG lock 상태일 경우에는, 재충전 모드라도 차량 운행 중 엔진(130)이, 유성기어(110)에 의해 동기화되어 모터(140) 및 변속기(120)와 함께 회전하므로, 엔진(130)을 적절한 구간에서 사용하기 어렵다. 그러나 PG unlock 상태일 경우에는 엔진(130) 구동을 독립적으로 제어할 수 있기 때문에, 유성기어(110)의 각 요소인 R(111), C(112), S(113)를 이용하여 변속기(120), 엔진(130), 모터(140)에 대한 동력분배를 유연하게 제어하는 것이 가능하다. 즉, 재충전(recharging)을 위한 엔진(130) 구동을, 가장 연료 소모가 적은 구간 등에서 적절하게 사용함으로써 연비를 향상시킬 수 있는 장점이 있다. 이와 같이, PG unlock 상태에서 재충전 모드로 전환할 경우 유성기어(110)를 이용한 유연한 동력분배의 차별적 효과에 대하여는 도 10 및 도 11을 참조하여 후술하기로 한다.
단계 S506은 회생제동(regeneration) 모드, 즉 차량에 브레이크가 걸렸을 때 PG lock 상태에서 제동력으로부터 발전이 이루어지는 경우이며, 단계 S507은 운행중 정지 상태에서 출발할 때, PG lock 상태에서 엔진 시동을 켜는 경우를 나타낸다.
도 7은 각 기어 단수에 따른 엔진 시동시 차량의 속도 변화를 시뮬레이션한 결과를 나타내는 도면이고, 도 8은 그와 같은 엔진 시동시의 차량 구동부의 회전 각속도를 시뮬레이션한 그래프이다.
도 7의 (a)는 시뮬레이션을 위해 형성한 유성기어(planetary gear, PG) 모델이다. 엔진 시동을 위하여 선기어(sun gear)에 연결되는 모터의 토크를 50Nm를 적용하였고, 엔진에 연결되는 캐리어(carrier)의 경우 앞서 엔진 내부 마찰 토크인 30Nm와 엔진의 관성(inertia)을 적용하였다. 또한 변속기 인풋단의 링기어(ring gear)의 초기 속도는 200rad/sec로 설정하고 시뮬레이션을 진행하였다. 도 7의 (b)는 그와 같은 시뮬레이션에 의해 측정된, 각 기어 단수에 따른 엔진 시동시 차량의 속도 변화를 나타낸다.
이와 같은 시뮬레이션의 결과인 도 8을 참조하면, 1단부터 6단까지 모든 기어 단수에서, 엔진이 아이들(idle) 속도 이상으로 증가하여 엔진, 변속기 인풋(input) 및 모터/제너레이터 등 모든 속도가 같아지는, 즉 동기화 되기까지 걸리는 시간은 도시된 바와 같이 모두 1초 이내임을 볼 수 있다. 또한 도 7에서 시뮬레이션을 통하여 측정된 결과와 같이 차량의 속도 변화 정도가 매우 작은 것을 볼 때, 큰 시동 충격 없이 엔진 시동이 가능함을 알 수 있다.
도 9는 EV 모드 구동 중 엔진 스타트를 거쳐 어시스트(assist) 모드로의 진행 과정에서 변속기로 입력되는 회전 속도와 차량 속도의 변화를 시뮬레이션한 그래프이다.
본 발명은 도 6을 참조하여 전술한 바와 같이, EV 모드에서 구동하다가, 요구되는 파워가 증가하게 되면 엔진 시동을 켜도록 제어하고, 3개의 축(R,C,S)이 동기화 되는 순간 PG lock을 걸어, engine only 모드 또는 assist 모드로 구동하는 프로세스를 가진다.
도 9는 2단 기어에서 그와 같은 프로세스를 시뮬레이션 해본 결과로서, EV 모드에서 구동된 후 엔진 시동(engine start)를 거쳐 PG lock이 걸리도록 제어되면서 assist 모드로 진행하기까지 0.82초로 매우 빠르게 진행됨을 보여주며, 중간에 엔진 스타트 시의 속도 감소는 2.03k/h로 매우 작은 값을 가짐으로써, 매우 효과적인 엔진 스타트시의 속도 변화가 됨을 확인할 수 있다. 이러한 결과는 모든 기어 단수에서 도 9와 유사한 결과를 나타낸다.
도 10은 각 수동 변속기 파워트레인 구조에서 연료 소모의 효율성을 나타내는 그래프이다.
도 10(a)는 본 발명의, 유성기어를 이용한 전기화 하이브리드 수동변속기 파워트레인(이하 'eMT-P(electrified Manual Transmission using a Planetary gear)'라 한다)의 경우의 그래프이고, 도 10(b)는 기존 하이브리드 수동변속기 파워트레인인 parallel 타입(이하 'parallel'이라 한다)의 그래프이며, 도 10(c)는 도 1(a)에서와 같은, 유성기어를 이용하지 않는 전기화 하이브리드 수동변속기 파워트레인(이하 'eMT(electrified Manual Transmission)'라 한다)의 경우의 그래프이다.
각 구조에서 엔진 작동점을 비교하면, eMT-P(도 10(a))와 Parallel(도 10(b))은 eMT(도 10(c))와 달리, 빨간점으로 찍혀있는 구간에서 엔진과 모터 동시구동 모드, 즉 assist 모드를 활용하는 것을 알 수 있다.
특히, 도 5와 같이 제어되는 본 발명의 eMT-P 구조(도 10(a))는 유성기어를 활용하여 재충전(recharge) 모드시에 PG unlock 상태로 작동 가능하여, 링기어(R), 캐리어(C) 및 선기어(S) 각각으로 유연한 동력 분배가 가능하며, 이에 따라 연료 소모가 적은 구간에서 재충전(recharge)이 이루어지도록 제어함으로써 연비의 향상이 이루어진다. 도 10(a),(b),(c) 그래프 평면상에 표현된 다수의 곡선들은 각각, 해당 곡선 위에 숫자로 표시된 연료소모량을 가지는, 등-연료소모량 곡선이다.
도 10(a)에서 초록색 점들은, 본 발명의 eMT-P 구조(도 10(a))가 도 5와 같이 제어됨을 통하여 재충전(recharge) 모드로 작동하는 점을 나타내며, 연료소모량이 적은 구간에 집중되어 있는 것을 알 수 있다. 즉, 전술한 바와 같이 재충전(recharge) 모드시에 PG unlock 상태로 작동하도록 제어하여, 링기어(R), 캐리어(C) 및 선기어(S) 각각으로 유연한 동력 분배가 이루어지도록 하며, 이에 따라 연료 소모가 적은 구간(도 10(a)에서 초록색 점들이 위치한 구간)에서 재충전(recharge)이 이루어지도록 제어함으로써 연비의 향상이 이루어짐을 나타내고 있는 것이다. 도 10(a)에서, 전체 재충전(recharge) 모드 중 약 37%를 동력 분배를 통한 recharge 모드로 구동하였으며, 연료소모가 적은 구간에서 많이 작동하는 것을 확인할 수 있다.
도 11은 각 수동 변속기 파워트레인 구조에서 연비 및 배기가스 배출량을 비교한 도면이다.
Parallel과 대비하여 eMT는 assist 모드의 부재로 인한 연비가 감소한 것을 확인할 수 있으며 그에 따른 CO2 발생량도 증가한 것을 볼 수 있다. 본 발명의 eMT-P는 유성기어의 동력분배를 통한 재충전(recharge) 모드로 인하여 parallel과 대비하여서도 4.88% 연비가 향상되었으며 그에 따른 CO2발생량은 감소하였음을 알 수 있다.
100: 유성기어를 이용한 전기화 수동변속기 기반 하이브리드 파워트레인(eMT-P)
110: 유성기어(planetary gear, PG)
111: 링기어(ring gear, R)
112: 캐리어(carrier, C)
113: 선기어(sun gear, S)
114: 자유도 구속수단
120: 수동변속기
130: 엔진
140: 모터/제너레이터

Claims (13)

  1. 유성기어를 이용한 전기화 수동변속기 기반 하이브리드 파워트레인 제어 방법으로서,
    (a) 차량을 모터구동(electric vehicle, EV) 모드로 구동하는 단계;
    (b) 요구되는 파워가 일정 수준까지 증가하면 엔진 시동을 켜는(engine start) 단계;
    (c) 유성기어(planetary gear, PG)에서 링기어(ring gear, R), 캐리어(carrier, C) 및 선기어(sun gear, S)의 회전각속도가 동일하게 된 경우(이하 '동기화'라 한다), 상기 R, C, S의 회전자유도가 1이 되도록 자유도 구속수단에 의한 잠금(이하 'PG lock'이라 한다)을 수행하는 단계
    를 포함하는 유성기어를 이용한 전기화 수동변속기 기반 하이브리드 파워트레인 제어 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 단계(c) 이후,
    (d1) 상기 차량을 엔진만으로 구동하는 단계(이하 '엔진 only 모드'라 한다); 또는
    (d2) 상기 차량을 엔진 및 모터 동시 구동에 의해 구동하는 단계(이하 'assist 모드'라 한다)
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유성기어를 이용한 전기화 수동변속기 기반 하이브리드 파워트레인 제어 방법.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 단계(d1) 이후 또는 상기 단계(d2) 이후,
    (e) 배터리 잔량이 기준량 미만인 경우 엔진 구동에 의한 재충전을 수행하는 단계(이하 'recharging 모드'라 한다)
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유성기어를 이용한 전기화 수동변속기 기반 하이브리드 파워트레인 제어 방법.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 단계(e) 이전에,
    (e0) PG lock 상태인 경우, 상기 자유도 구속수단에 의한 잠금을 해제(이하 'PG unlock'이라 한다)하는 단계
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유성기어를 이용한 전기화 수동변속기 기반 하이브리드 파워트레인 제어 방법.
  5. 청구항 1에 있어서,
    (f) 차량이 감속을 하는 경우, PG lock 상태에서 회생제동(regeneration)을 수행하는 단계
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유성기어를 이용한 전기화 수동변속기 기반 하이브리드 파워트레인 제어 방법.
  6. 청구항 1에 있어서,
    (g) 차량이 정지한 상태에서 출발하는 경우, PG lock 상태에서 엔진 시동을 켜는 단계
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유성기어를 이용한 전기화 수동변속기 기반 하이브리드 파워트레인 제어 방법.
  7. 유성기어를 이용한 전기화 수동변속기 기반 하이브리드 파워트레인을 제어하기 위하여 비일시적인 컴퓨터 판독가능 저장매체에 저장된 컴퓨터 프로그램으로서,
    비일시적 저장 매체에 저장되며, 프로세서에 의하여,
    (a) 차량을 모터구동(electric vehicle, EV) 모드로 구동하는 단계;
    (b) 요구되는 파워가 일정 수준까지 증가하면 엔진 시동을 켜는(engine start) 단계;
    (c) 유성기어(planetary gear, PG)에서 링기어(ring gear, R), 캐리어(carrier, C) 및 선기어(sun gear, S)의 회전각속도가 동일하게 된 경우(이하 '동기화'라 한다), 상기 R, C, S의 회전자유도가 1이 되도록 자유도 구속수단에 의한 잠금(이하 'PG lock'이라 한다)을 수행하는 단계
    가 실행되도록 하는 명령을 포함하는, 유성기어를 이용한 전기화 수동변속기 기반 하이브리드 파워트레인을 제어하기 위하여 비일시적인 컴퓨터 판독가능 저장매체에 저장된 컴퓨터 프로그램.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 단계(c) 이후,
    (d1) 상기 차량을 엔진만으로 구동하는 단계(이하 '엔진 only 모드'라 한다); 또는
    (d2) 상기 차량을 엔진 및 모터 동시 구동에 의해 구동하는 단계(이하 'assist 모드'라 한다)
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유성기어를 이용한 전기화 수동변속기 기반 하이브리드 파워트레인을 제어하기 위하여 비일시적인 컴퓨터 판독가능 저장매체에 저장된 컴퓨터 프로그램.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 단계(d1) 이후 또는 상기 단계(d2) 이후,
    (e) 배터리 잔량이 기준량 미만인 경우 엔진 구동에 의한 재충전을 수행하는 단계(이하 'recharging 모드'라 한다)
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유성기어를 이용한 전기화 수동변속기 기반 하이브리드 파워트레인을 제어하기 위하여 비일시적인 컴퓨터 판독가능 저장매체에 저장된 컴퓨터 프로그램.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 단계(e) 이전에,
    (e0) PG lock 상태인 경우, 상기 자유도 구속수단에 의한 잠금을 해제(이하 'PG unlock'이라 한다)하는 단계
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유성기어를 이용한 전기화 수동변속기 기반 하이브리드 파워트레인을 제어하기 위하여 비일시적인 컴퓨터 판독가능 저장매체에 저장된 컴퓨터 프로그램.
  11. 청구항 7에 있어서,
    (f) 차량이 감속을 하는 경우, PG lock 상태에서 회생제동(regeneration)을 수행하는 단계
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유성기어를 이용한 전기화 수동변속기 기반 하이브리드 파워트레인을 제어하기 위하여 비일시적인 컴퓨터 판독가능 저장매체에 저장된 컴퓨터 프로그램.
  12. 청구항 7에 있어서,
    (g) 차량이 정지한 상태에서 출발하는 경우, PG lock 상태에서 엔진 시동을 켜는 단계
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유성기어를 이용한 전기화 수동변속기 기반 하이브리드 파워트레인을 제어하기 위하여 비일시적인 컴퓨터 판독가능 저장매체에 저장된 컴퓨터 프로그램.
  13. 유성기어를 이용한 전기화 수동변속기 기반 하이브리드 파워트레인을 제어하기 위한 장치로서,
    적어도 하나의 프로세서; 및
    컴퓨터로 실행가능한 명령을 저장하는 적어도 하나의 메모리를 포함하되,
    상기 적어도 하나의 메모리에 저장된 상기 컴퓨터로 실행가능한 명령은, 상기 적어도 하나의 프로세서에 의하여,
    (a) 차량을 모터구동(electric vehicle, EV) 모드로 구동하는 단계;
    (b) 요구되는 파워가 일정 수준까지 증가하면 엔진 시동을 켜는(engine start) 단계;
    (c) 유성기어(planetary gear, PG)에서 링기어(ring gear, R), 캐리어(carrier, C) 및 선기어(sun gear, S)의 회전각속도가 동일하게 된 경우(이하 '동기화'라 한다), 상기 R, C, S의 회전자유도가 1이 되도록 자유도 구속수단에 의한 잠금(이하 'PG lock'이라 한다)을 수행하는 단계
    가 실행되도록 하는, 유성기어를 이용한 전기화 수동변속기 기반 하이브리드 파워트레인 제어 장치.
KR1020180084287A 2018-07-19 2018-07-19 유성기어를 이용한 전기화 수동변속기 기반 하이브리드 파워트레인 제어 방법 KR102044210B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180084287A KR102044210B1 (ko) 2018-07-19 2018-07-19 유성기어를 이용한 전기화 수동변속기 기반 하이브리드 파워트레인 제어 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180084287A KR102044210B1 (ko) 2018-07-19 2018-07-19 유성기어를 이용한 전기화 수동변속기 기반 하이브리드 파워트레인 제어 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102044210B1 true KR102044210B1 (ko) 2019-11-13

Family

ID=68535051

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180084287A KR102044210B1 (ko) 2018-07-19 2018-07-19 유성기어를 이용한 전기화 수동변속기 기반 하이브리드 파워트레인 제어 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102044210B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112758095A (zh) * 2021-01-11 2021-05-07 安徽华菱汽车有限公司 能量控制方法、制动能量回馈***及计算机可读存储介质

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003247613A (ja) * 2002-02-26 2003-09-05 Nissan Motor Co Ltd ハイブリッド変速機
JP2003343667A (ja) * 2002-05-31 2003-12-03 Nissan Motor Co Ltd ハイブリッド変速機
KR100820402B1 (ko) * 2006-10-23 2008-04-08 현대자동차주식회사 하이브리드 파워트레인
JP2012116460A (ja) * 2010-12-03 2012-06-21 Hyundai Motor Co Ltd ハイブリッド車両の変速制御方法
KR101459474B1 (ko) 2013-10-07 2014-11-20 현대자동차 주식회사 4륜 구동 하이브리드 차량용 변속장치
JP2017150658A (ja) * 2015-12-29 2017-08-31 デーナ、オータモウティヴ、システィムズ、グループ、エルエルシー ２速電気駆動ユニット

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003247613A (ja) * 2002-02-26 2003-09-05 Nissan Motor Co Ltd ハイブリッド変速機
JP2003343667A (ja) * 2002-05-31 2003-12-03 Nissan Motor Co Ltd ハイブリッド変速機
KR100820402B1 (ko) * 2006-10-23 2008-04-08 현대자동차주식회사 하이브리드 파워트레인
JP2012116460A (ja) * 2010-12-03 2012-06-21 Hyundai Motor Co Ltd ハイブリッド車両の変速制御方法
KR101459474B1 (ko) 2013-10-07 2014-11-20 현대자동차 주식회사 4륜 구동 하이브리드 차량용 변속장치
JP2017150658A (ja) * 2015-12-29 2017-08-31 デーナ、オータモウティヴ、システィムズ、グループ、エルエルシー ２速電気駆動ユニット

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112758095A (zh) * 2021-01-11 2021-05-07 安徽华菱汽车有限公司 能量控制方法、制动能量回馈***及计算机可读存储介质

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6301991B2 (ja) ハイブリッド車両システム
CN105121244B (zh) 混合动力车辆的控制装置
CN101638091B (zh) 混合动力车辆的扭矩调节控制
CN106183776B (zh) 混合动力车辆
CN108238037B (zh) 混合动力车辆的控制装置
CN107249947A (zh) 混合动力车辆
JP2008221879A (ja) 車両の制御装置
JP6327238B2 (ja) ハイブリッド車両の駆動制御装置
JP6458794B2 (ja) ハイブリッド車両およびその制御方法
CN101612936A (zh) 混合动力电动车辆中变速器的输出扭矩调节控制
JP6817767B2 (ja) ハイブリッド車両システムの制御装置及び制御方法
US8562483B2 (en) Method and system for controlling an EV mode transition in a two-mode hybrid vehicle
CN112009449A (zh) 混合动力车辆发动机起动和换挡控制策略
CN109760665B (zh) 混合动力车辆的控制装置
JP6252616B2 (ja) ハイブリッド車両のエンジン始動制御装置
JP5288984B2 (ja) ハイブリッド車両
JP6070451B2 (ja) ハイブリッド車両の制御装置
JP2015120473A (ja) 動力伝達装置の制御装置
JP2014133529A (ja) ハイブリッド車両の動力伝達装置及びハイブリッドシステム
US20160129905A1 (en) Control system for hybrid vehicle
KR102044210B1 (ko) 유성기어를 이용한 전기화 수동변속기 기반 하이브리드 파워트레인 제어 방법
JP5141369B2 (ja) ハイブリッド車両の制御装置
US10710446B2 (en) Engine starting system for vehicle
JP2004204958A (ja) 変速機の制御装置
JP6318185B2 (ja) ハイブリッド車両の制御装置

Legal Events

Date Code Title Description
GRNT Written decision to grant