KR102212790B1 - Apparatus for controlling clutch at engine start of hybrid vehicle - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to an apparatus for clutch control at engine start of a hybrid vehicle, which prevents an abnormal operation from occurring through clutch control when starting an engine for switching from an electric vehicle (EV) mode to a hybrid electric vehicle (HEV) mode in a hybrid vehicle. According to the present invention, the apparatus comprises: a sensing unit for sensing vehicle information of the hybrid vehicle; and a control unit for controlling the states of a clutch and an engine clutch by controlling the clutch pressure and the engine clutch pressure, the motor speed (RPM) and the engine speed (RPM), and the motor torque and the engine torque for starting the engine when it is necessary to start the engine to switch from the EV mode to the HEV mode.

Description

하이브리드 차량의 엔진 시동 시 클러치 제어 장치{APPARATUS FOR CONTROLLING CLUTCH AT ENGINE START OF HYBRID VEHICLE}Clutch control device for engine start of hybrid vehicle {APPARATUS FOR CONTROLLING CLUTCH AT ENGINE START OF HYBRID VEHICLE}

본 발명은 하이브리드 차량의 엔진 시동 시 클러치 제어 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 하이브리드 차량에서 EV(Electric Vehicle) 모드에서 HEV(Hybrid Electric Vehicle) 모드로 전환하기 위한 엔진 시동 시 클러치 제어를 통해 이상 동작이 발생하지 않도록 하는, 하이브리드 차량의 엔진 시동 시 클러치 제어 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a clutch control device when starting an engine of a hybrid vehicle, and more particularly, abnormal operation through clutch control during engine startup for switching from an EV (Electric Vehicle) mode to an HEV (Hybrid Electric Vehicle) mode in a hybrid vehicle. It relates to a clutch control device during engine start of a hybrid vehicle to prevent this from occurring.

최근 차량에 대한 끊임없는 연비 향상의 요구와 각 나라의 배기가스 규제에 강화에 따라 친환경 차량에 대한 요구가 증가하고 있으며, 이에 대한 현실적인 대안으로 하이브리드 차량(Hybrid Electric Vehicle: HEV)가 제공되고 있다.Recently, the demand for eco-friendly vehicles is increasing due to the continuous demand for fuel efficiency improvement for vehicles and the strengthening of exhaust gas regulations in each country, and a hybrid electric vehicle (HEV) is provided as a realistic alternative to this.

이러한 하이브리드 차량은 전기모터를 동력으로 하는 순수 전기 차량(Electric Vehicle: EV)와 연료전지 차량(Fuel Cell Electric Vehicle: FCEV)을 포함하는 전기 차량의 한 분류이며, 구동모터와 엔진의 두 가지 이상의 동력원으로 동력을 공급받는다는 점에서 다른 전기차량과 구별된다. Such hybrid vehicles are a class of electric vehicles including electric vehicles (EV) and fuel cell electric vehicles (FCEV) powered by electric motors, and are two or more power sources of driving motors and engines. It is distinguished from other electric vehicles in that it is powered by the vehicle.

본 실시예에 따른 하이브리드 차량은 구동모터와 엔진 두 가지 이상의 동력으로 구성된 차량을 의미하며, 넓은 의미에서 플러그인 하이브리드 차량(Plug in Hybrid Electric Vehicle: PHEV)을 포괄한다.The hybrid vehicle according to the present embodiment refers to a vehicle composed of two or more power sources of a driving motor and an engine, and encompasses a plug in hybrid electric vehicle (PHEV) in a broad sense.

상기 하이브리드 차량은 2개 이상의 동력원(Power Source)을 사용하는 차량으로서, 여러 가지 방식으로 조합될 수 있다. The hybrid vehicle is a vehicle that uses two or more power sources and can be combined in various ways.

이때, 동력원으로는 기존의 화석 연료를 사용하는 가솔린 엔진 또는 디젤 엔진 및 전기 에너지에 의해 구동되는 구동모터가 혼합되어 사용되며, 하이브리드 차량은 주행 상황에 따라 엔진과 구동모터를 어떻게 조화롭게 동작시키느냐에 따라 최적의 출력 토크가 제공될 수 있다.At this time, as the power source, a gasoline engine or diesel engine using conventional fossil fuel and a driving motor driven by electric energy are mixed and used, and the hybrid vehicle depends on how the engine and the driving motor are harmoniously operated according to the driving situation. Optimal output torque can be provided.

예컨대 상기 하이브리드 차량은 AT(Automatic Transmission)가 장착되는 TMED(Transmission Mounted Electric Device), 및 FMED(Flywheel Mounted Electric Device) 방식이 적용될 수 있다.For example, the hybrid vehicle may employ a transmission mounted electric device (TMED) equipped with an automatic transmission (AT) and a flywheel mounted electric device (FMED) method.

이러한 하이브리드 차량에서 주행 중 변속이 발생하면 HCU(Hybrid Control Unit)는 차량의 속도 등을 이용하여 변속 중 토크 제어를 하고, TCU(Transmission Control Unit)는 변속 시 변속기에 인가되는 토크와 변속 시작 RPM 및 엔진 클러치의 체결 상태에 따라 변속기 내 클러치 및 브레이크 요소 별 유압을 이용하여 현재 기어단의 유압 요소 해방 제어 및 목표 기어단의 유압요소 체결 제어를 하게 된다.In such a hybrid vehicle, when a shift occurs while driving, the HCU (Hybrid Control Unit) controls the torque during shifting using the vehicle's speed, and the TCU (Transmission Control Unit) controls the torque applied to the transmission during shifting, the shift start RPM, and According to the engagement state of the engine clutch, the hydraulic component release control of the current gear stage and the hydraulic component engagement control of the target gear stage are controlled using the hydraulic pressure of each clutch and brake element in the transmission.

이에 따라 최근 하이브리드 차량에 적합한 다양한 변속 제어 방법이 개발되고 있으나, TMED(Transmission Mounted Electric Device) 타입 하이브리드 차량에서 EV(Electric Vehicle) 모드에서 HEV(Hybrid Electric Vehicle) 모드로 전환하기 위한 엔진 시동 시 갑작스런 부하의 발생으로 인한 이동 동작이 발생하지 않도록 하는 클러치 제어 방법이 필요한 상황이다.Accordingly, various shift control methods suitable for hybrid vehicles have been recently developed, but sudden loads when starting the engine to switch from EV (Electric Vehicle) mode to HEV (Hybrid Electric Vehicle) mode in TMED (Transmission Mounted Electric Device) type hybrid vehicle There is a need for a clutch control method that prevents the movement operation from occurring due to the occurrence of the signal.

본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허 10-2018-0068153호(2018.06.21. 공개, 하이브리드 차량용 변속 제어 장치 및 방법)에 개시되어 있다. The background technology of the present invention is disclosed in Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2018-0068153 (published on 21 June 2018, a shift control apparatus and method for a hybrid vehicle).

본 발명의 일 측면에 따르면, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창작된 것으로서, 하이브리드 차량에서 EV(Electric Vehicle) 모드에서 HEV(Hybrid Electric Vehicle) 모드로 전환하기 위한 엔진 시동 시 클러치 제어를 통해 이상 동작이 발생하지 않도록 하는, 하이브리드 차량의 엔진 시동 시 클러치 제어 장치를 제공하는 데 그 목적이 있다. According to an aspect of the present invention, the present invention was created to solve the above problems, and controls the clutch when starting the engine for switching from an electric vehicle (EV) mode to a hybrid electric vehicle (HEV) mode in a hybrid vehicle. It is an object of the present invention to provide a clutch control device during engine start of a hybrid vehicle that prevents abnormal operation from occurring.

본 발명의 일 측면에 따른 하이브리드 차량의 엔진 시동 시 클러치 제어 장치는, 하이브리드 차량의 차량 정보를 센싱하는 센싱부; 및 EV(Electric Vehicle) 모드에서 HEV(Hybrid Electric Vehicle) 모드로 전환하기 위한 엔진 시동이 필요한 경우, 엔진 시동을 위하여 클러치 압력과 엔진 클러치 압력, 모터 속도(RPM)와 엔진 속도(RPM), 및 모터 토크와 엔진 토크를 제어하여 클러치와 엔진 클러치의 상태를 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.A clutch control apparatus for starting an engine of a hybrid vehicle according to an aspect of the present invention includes: a sensing unit that senses vehicle information of the hybrid vehicle; And when engine start is required to switch from EV (Electric Vehicle) mode to HEV (Hybrid Electric Vehicle) mode, clutch pressure and engine clutch pressure, motor speed (RPM) and engine speed (RPM), and motor to start engine It characterized in that it comprises a; a control unit for controlling the state of the clutch and engine clutch by controlling the torque and engine torque.

본 발명에 있어서, 상기 제어부는, 엔진 제어기(ECU), 모터 제어기(MCU), 및 변속기 제어기(TCU)와 연계하여, 터빈 속도(RPM), 모터 속도(RPM), 엔진 속도(RPM), 모터 토크, 터빈 토크, 엔진 토크, 클러치 압력, 엔진 클러치 압력, EV/HEV 모드, 클러치 상태, 및 엔진 클러치 상태;를 포함하는 복수의 차량 정보를 바탕으로 클러치와 엔진 클러치의 상태를 제어하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the control unit, in conjunction with an engine controller (ECU), a motor controller (MCU), and a transmission controller (TCU), the turbine speed (RPM), the motor speed (RPM), the engine speed (RPM), the motor It is characterized by controlling the states of the clutch and the engine clutch based on a plurality of vehicle information including torque, turbine torque, engine torque, clutch pressure, engine clutch pressure, EV/HEV mode, clutch state, and engine clutch state. do.

본 발명에 있어서, 상기 클러치는, 제어부의 제어에 따라 작동되는, 엔진과 모터 사이에 배치되어 엔진과 모터간의 동력 전달을 단속하는 엔진 클러치와, 모터와 변속기를 연결하는 클러치를 포함하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the clutch includes an engine clutch disposed between the engine and the motor to regulate power transmission between the engine and the motor, and a clutch connecting the motor and the transmission, which is operated under control of a control unit. do.

본 발명에 있어서, 상기 제어부는, 유압 제어를 통해 상기 클러치와 엔진 클러치의 상태를 제어하며, 유압 제어를 위해서 지정된 동역학 방정식{P_App=((T_App/2*μ*n*R_m) + F_spring)/A_piston}을 이용해 유압값(P_App)을 결정하는 것을 특징으로 한다.여기서 상기 동역학 방정식에 사용되는 값은, 클러치의 유효지름(R_m), 모터로부터 전달받는 토크(T_App), 클러치의 마찰계수(μ), 다판 클러치의 클러치판수(n), 클러치 피스톤의 면적(A_piston), 그리고 클러치 리턴 스프링의 작동힘(F_spring)이다.In the present invention, the control unit controls the state of the clutch and the engine clutch through hydraulic control, and a dynamic equation designated for hydraulic control (P _App =((T _App /2*μ*n*R _m ) + It is characterized by determining the hydraulic pressure value (P _App ) using F _spring )/A _piston }. Here, the values used in the dynamics equation are the effective diameter of the clutch (R _m ), and the torque received from the motor (T _App). ), the friction coefficient of the clutch (μ), the number of clutch plates of the multi-plate clutch (n), the area of the clutch piston (A _piston ), and the operating force of the clutch return spring (F _spring ).

본 발명에 있어서, 상기 제어부는, EV 모드에서 HEV 모드로 전환하기 위한 엔진 시동이 필요한 경우, 클러치 압력을 미리 지정된 기울기로 감소시키기 시작하여 미리 지정된 설정값 아래로 감소시켜 클러치의 상태를 직결 상태에서 슬립 상태로 전환하고, 엔진 클러치 압력을 상승 제어하여, 엔진 클러치를 해방 상태에서 슬립 상태로 전환하며, 모터 회전수, 터빈 회전수, 엔진 회전수, 모터 토크, 터빈 토크, 및 엔진 토크가 미리 지정된 상태가 되었을 때 엔진 클러치 압력을 상승시켜 엔진 클러치를 슬립 상태에서 직결 상태로 전환하고, 엔진 클러치가 직결 상태로 전환된 후, 모터 토크, 터빈 토크, 및 엔진 토크가 미리 지정된 상태가 되었을 때 클러치 압력을 상승시켜 클러치를 슬립 상태에서 직결 상태로 전환하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the control unit, when it is necessary to start the engine for switching from the EV mode to the HEV mode, starts to decrease the clutch pressure to a predetermined slope and decreases it below a predetermined set value, thereby reducing the state of the clutch in a direct connection state. It switches to the slip state, controls the engine clutch pressure to rise, and switches the engine clutch from the released state to the slip state, and the motor speed, turbine speed, engine speed, motor torque, turbine torque, and engine torque are preset. When the state is reached, the engine clutch pressure is raised to switch the engine clutch from the slip state to the direct connection state, and after the engine clutch is switched to the direct connection state, the clutch pressure when the motor torque, turbine torque, and engine torque are preset It is characterized in that by raising the clutch to switch from the slip state to the direct connection state.

본 발명에 있어서, 상기 제어부는, 클러치 압력을 미리 지정된 기울기로 감소시키기 시작할 경우, 모터 회전수를 미리 지정된 기울기로 상승시키기 시작하여, 상기 모터 회전수가 미리 지정된 모터 회전수 설정값보다 위가 될 때까지 증가시키며, 상기 모터 회전수가 미리 지정된 모터 회전수 설정값보다 위가 되면 모터 회전수를 유지하고, 엔진 회전수가 모터 회전수와 같아지면, 이때부터 상기 엔진 회전수와 모터 회전수가 터빈 회전수와 같아지는 시점까지 지정된 기울기로 회전수를 서서히 감소시키고, 상기 같아진 엔진 회전수와 모터 회전수가 터빈 회전수와 같아지는 시점부터 회전수를 계속 유지하며, 상기 엔진 회전수와 모터 회전수가 터빈 회전수와 같아지는 시점에 엔진 클러치를 슬립 상태에서 직결 상태로 전환시키는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the control unit, when starting to decrease the clutch pressure to a predetermined slope, starts to increase the motor rotation speed to a predetermined slope, and when the motor rotation speed is higher than a preset motor rotation speed set value. When the motor rotation speed is higher than the preset motor rotation speed set value, the motor rotation speed is maintained, and when the engine rotation speed is equal to the motor rotation speed, the engine rotation speed and the motor rotation speed The number of revolutions is gradually decreased by a specified slope until the same point, and the number of revolutions is maintained from the point when the same engine revolutions and motor revolutions are equal to the turbine revolutions, and the engine revolutions and motor revolutions are turbine revolutions. It is characterized in that the engine clutch is switched from a slip state to a direct connection state at a time equal to.

본 발명에 있어서, 상기 제어부는, 상기 모터 회전수가 증가하기 시작함에 따라 모터 토크와 터빈 토크는 감소시키며, 상기 증가하던 모터 회전수가 유지되기 시작하면서 지정된 기울기로 모터 토크를 상승시키기 시작하고, 상기 모터 토크가 상승하기 시작하더라도, 상기 터빈 토크는 엔진 클러치가 직결 상태로 전환되기 전까지 감소된 터빈 토크 상태를 유지하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the control unit decreases the motor torque and the turbine torque as the number of rotations of the motor starts to increase, and starts to increase the motor torque at a specified inclination while maintaining the increased number of rotations of the motor, and the motor Even if the torque starts to rise, the turbine torque is characterized by maintaining the reduced turbine torque state until the engine clutch is switched to the direct connection state.

본 발명에 있어서, 상기 제어부는, 상기 상승하던 모터 토크가 미리 지정된 설정값 이상이 되는 시점부터, 엔진의 회전수를 상승시키며, 엔진 회전수와 모터 회전수가 같아지는 시점까지 모터 토크를 유지하다가 클러치가 다시 모터에 직결될 때까지 지정된 기울기로 서서히 감소시키는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the control unit increases the number of rotations of the engine from a point in time when the rising motor torque becomes equal to or greater than a preset value, and maintains the motor torque until the number of rotations of the engine and the number of motors become the same. It is characterized in that it gradually decreases to a specified slope until is directly connected to the motor again.

본 발명에 있어서 상기 제어부는, 상기 엔진 회전수와 모터 회전수가 같아지는 시점부터 상기 같아진 엔진 회전수와 모터 회전수가 터빈 회전수와 같아지는 시점까지 지정된 기울기로 회전수를 감소시키고, 상기 엔진 회전수와 모터 회전수가 터빈 회전수와 같아지는 시점에 엔진 클러치를 슬립 상태에서 직결 상태로 전환시키는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the control unit reduces the number of revolutions at a specified inclination from the point when the engine revolution number and the motor revolution number become equal to the point where the same engine revolution number and the motor revolution number become equal to the turbine revolution number, and It is characterized in that the engine clutch is switched from a slip state to a direct connection state when the number and the motor rotation speed become the same as the turbine rotation speed.

본 발명 있어서, 상기 제어부는, 엔진 클러치가 슬립 상태에서 직결 상태로 전환되면, 모터 토크가 지정된 조건을 만족할 때까지 엔진의 연료 분사를 통해 엔진 토크를 지정된 기울기로 서서히 증가시키고, 모터 토크는 지정된 기울기로 계속해서 감소시키는 협조 제어를 수행하되, 상기 지정된 조건은, "모터 시동전 모터 토크 - (현재 엔진 토크 + 모터 토크) ≤ 제4 설정값, & 모터 토크 < 제5 설정값"인 것을 특징으로 한다.In the present invention, when the engine clutch is switched from a slip state to a direct connection state, the control unit gradually increases the engine torque to a specified slope through fuel injection of the engine until the motor torque satisfies a specified condition, and the motor torque is the specified slope. The cooperative control is continuously reduced to, but the specified condition is "motor torque before starting the motor-(current engine torque + motor torque) ≤ 4th set value, & motor torque <5th set value". do.

본 발명에 있어서, 상기 제어부는, 엔진 클러치가 슬립 상태에서 직결 상태로 전환됨에 따라, 엔진 토크를 지정된 기울기로 서서히 증가시키기 시작하여 터빈 토크도 증가시키며, 상기 엔진 토크가 증가됨에 따라 터빈 토크가 지정된 터빈 토크 설정값이 되면, 클러치 유압 제어를 통해 클러치를 슬립 상태에서 직결 상태로 전환하며, 상기 지정된 터빈 토크 설정값은 시동 전 터빈 토크 값인 것을 특징으로 한다.In the present invention, the control unit, as the engine clutch is switched from the slip state to the direct connection state, starts to gradually increase the engine torque to a specified slope to increase the turbine torque, and the turbine torque is designated as the engine torque increases. When the turbine torque set value is reached, the clutch is switched from a slip state to a direct connection state through clutch hydraulic control, and the designated turbine torque set value is a turbine torque value before starting.

본 발명의 일 측면에 따르면, 본 발명은 하이브리드 차량에서 EV(Electric Vehicle) 모드에서 HEV(Hybrid Electric Vehicle) 모드로 전환하기 위한 엔진 시동 시 클러치 제어를 통해 이상 동작이 발생하지 않도록 한다.According to an aspect of the present invention, the present invention prevents abnormal operation from occurring through clutch control when an engine is started for switching from an electric vehicle (EV) mode to a hybrid electric vehicle (HEV) mode in a hybrid vehicle.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 관련된 TMED 타입 하이브리드 차량의 구성을 개략적으로 보인 예시도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 차량의 엔진 시동 시 클러치 제어 장치의 개략적인 구성을 보인 예시도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 차량의 엔진 시동 시 클러치 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도.
도 4는 상기 도 3에 있어서, 클러치 제어 단계(phase)별 모터와 엔진의 상태 변화를 설명하기 위하여 보인 예시도.1 is an exemplary view schematically showing the configuration of a TMED type hybrid vehicle according to an embodiment of the present invention.
2 is an exemplary view showing a schematic configuration of a clutch control apparatus when starting an engine of a hybrid vehicle according to an embodiment of the present invention.
3 is a flowchart illustrating a clutch control method when starting an engine of a hybrid vehicle according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is an exemplary view showing changes in the state of the motor and the engine for each clutch control phase in FIG. 3.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 하이브리드 차량의 엔진 시동 시 클러치 제어 장치의 일 실시예를 설명한다. Hereinafter, an embodiment of a clutch control apparatus for starting an engine of a hybrid vehicle according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.In this process, the thickness of the lines or the size of components shown in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience of description. In addition, terms to be described later are terms defined in consideration of functions in the present invention and may vary according to the intention or custom of users or operators. Therefore, definitions of these terms should be made based on the contents throughout the present specification.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 관련된 TMED 타입 하이브리드 차량의 구성을 개략적으로 보인 예시도이다.1 is an exemplary view schematically showing the configuration of a TMED type hybrid vehicle according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 관련된 TMED 타입 하이브리드 차량은, 모터와 엔진 사이에 클러치가 장착되며, 클러치 제어를 통해 모터로만 주행하는 EV 모드가 가능하다. Referring to FIG. 1, in a TMED type hybrid vehicle according to an embodiment of the present invention, a clutch is mounted between a motor and an engine, and an EV mode in which only the motor is driven is possible through clutch control.

상기 EV 모드 구동이 가능한 TMED는 "hard type hybrid"라고도 부르며, 구동 모터를 이용하여 엔진시동을 걸어주는 시스템이다. 이러한 TMED 방식의 하이브리드 자동차는 출발 및 저속 주행에서는 모터로만 주행하는 EV 모드로 주행한다.The TMED capable of driving the EV mode is also referred to as a "hard type hybrid", and is a system that starts the engine using a driving motor. Such a TMED hybrid vehicle runs in the EV mode in which only motors are used for starting and low speed driving.

그리고 고속 주행과 가속/등판 주행 시에는 모터가 엔진을 보조하여 모터와 엔진이 동시에 구동하게 되며, 엔진의 효율이 좋은 구간에서는 엔진으로만 주행하고, 주행 시 배터리가 부족할 때는 엔진을 통해 배터리를 충전하면서 주행할 수 있다. 또한 브레이크 페달을 밟거나 페달을 아무것도 밟지 않을 때는 회생제동 모드로 충전한다.And during high-speed driving and acceleration/gradient driving, the motor assists the engine to drive the motor and the engine at the same time. In the section where the engine's efficiency is good, the engine runs only, and when the battery runs low, the engine charges the battery. You can drive while doing. It also charges in regenerative braking mode when the brake pedal is pressed or nothing is pressed.

이때 도 1에는 도시되어 있지 않지만, 상기 엔진을 제어하기 위한 엔진 제어기(ECU), 모터를 제어하기 위한 모터 제어기(MCU), 변속기를 제어하기 위한 변속기 제어기(TCU), 및 상기 각 제어기(ECU, MCU, TCU)를 연계하여 하이브리드 차량을 제어하기 위한 하이브리드 제어기(HCU)를 포함할 수 있다.At this time, although not shown in FIG. 1, the engine controller (ECU) for controlling the engine, the motor controller (MCU) for controlling the motor, the transmission controller (TCU) for controlling the transmission, and each of the controllers (ECU, It may include a hybrid controller (HCU) for controlling the hybrid vehicle by linking the MCU and TCU).

참고로 상기 엔진은 연료를 연소시켜 동력을 발생시키며, 엔진이 시동된 상태에서 제너레이터(Generator)로 작동하여 전기 에너지를 생성하며, 상기 클러치는 엔진과 모터(또는 모터발전기) 사이에 배치되어 엔진과 모터간의 동력 전달을 단속한다. 즉, 상기 클러치는 EV(Electric Vehicle) 모드와 HEV(Hybrid Electric Vehicle) 모드의 절환에 따라 엔진과 모터간의 동력을 연결하거나 차단한다.For reference, the engine generates power by burning fuel, operates as a generator when the engine is started to generate electrical energy, and the clutch is disposed between the engine and the motor (or motor generator) to generate power. It regulates power transmission between motors. That is, the clutch connects or blocks power between the engine and the motor according to the switching between the EV (Electric Vehicle) mode and the HEV (Hybrid Electric Vehicle) mode.

상기 모터(또는 모터발전기)는 배터리에서 인버터를 통해 인가되는 3상 교류전압에 의해 동작되어 토크를 발생시키며, 상기 모터는 타행 주행 또는 회생 제동 시 발전기로 동작되어 회생 에너지를 배터리에 공급하여 충전한다.The motor (or motor generator) is operated by a three-phase AC voltage applied from the battery through an inverter to generate torque, and the motor is operated as a generator when driving or regenerative braking to supply regenerative energy to the battery for charging. .

상기 배터리는 다수개의 단위 셀로 이루어지며, 모터에 구동 전압을 제공하기 위한 고전압이 저장되고, EV 모드나 HEV 모드에서 모터에 구동 전압을 공급하고, 회생 제동 시 모터에서 발전되는 전압으로 충전된다.The battery consists of a plurality of unit cells, stores a high voltage for providing a driving voltage to the motor, supplies a driving voltage to the motor in EV mode or HEV mode, and is charged with a voltage generated by the motor during regenerative braking.

상기 변속기는 클러치의 결합 및 해제에 따라 결정되는 엔진의 출력 토크와 모터의 출력 토크의 합이 입력 토크로 공급되며, 차속과 운행 조건에 따라 임의의 기어단이 선택되어 구동력을 구동휠에 출력함으로써 주행한다.In the transmission, the sum of the output torque of the engine and the output torque of the motor determined according to the engagement and disengagement of the clutch is supplied as an input torque, and an arbitrary gear is selected according to the vehicle speed and driving conditions, and the driving force is output to the drive wheel. Drive.

상기 도시되지 않은 엔진 제어기(ECU)는 네트워크를 통해 하이브리드 제어기(HCU)와 연결되며, 하이브리드 제어기(HCU)와 연동되어 운전자의 요구토크 신호, 냉각수온, 엔진 회전수, 스로틀 밸브 개도, 흡기량, 산소량 및 엔진 토크 등 엔진 동작 상태에 따라 엔진의 전반적인 동작을 제어하며, 엔진 제어기(ECU)는 엔진의 동작 상태를 하이브리드 제어기(HCU)에 제공한다.The engine controller (ECU), not shown above, is connected to the hybrid controller (HCU) through a network, and is interlocked with the hybrid controller (HCU) to provide the driver's required torque signal, coolant temperature, engine speed, throttle valve opening, intake air, and oxygen. And the overall operation of the engine according to the engine operating state such as engine torque, and the engine controller ECU provides the operating state of the engine to the hybrid controller HCU.

또한 모터 제어기(MCU)는 하이브리드 제어기(HCU)의 제어에 따라 모터의 구동 및 토크를 제어하고, 회생 제동 시 모터에서 발전되는 전압을 배터리에 저장하며, 운전자의 요구토크 신호와 차량의 주행 모드 및 배터리의 SOC(State Of Charge) 상태에 따라 모터의 전반적인 동작을 제어한다.In addition, the motor controller (MCU) controls the driving and torque of the motor according to the control of the hybrid controller (HCU), stores the voltage generated by the motor during regenerative braking in the battery, and stores the required torque signal from the driver and the driving mode of the vehicle. It controls the overall operation of the motor according to the state of charge (SOC) of the battery.

또한 변속기 제어기(TCU)는 엔진 제어기(ECU)와 모터 제어기(MCU)의 각 출력토크에 따라 변속비를 제어하고, 회생 제동량을 결정하는 등 변속기의 전반적인 동작을 제어하며, 변속기의 동작 상태를 하이브리드 제어기(HCU)로 제공한다.In addition, the transmission controller (TCU) controls the overall operation of the transmission, such as controlling the transmission ratio according to the output torque of the engine controller (ECU) and the motor controller (MCU), determining the amount of regenerative braking, and controlling the operation state of the transmission. Provided to the controller (HCU).

또한 하이브리드 제어기(HCU)(이하에서는 간단히 제어부(120)로 기재할 수 있다)는, 하이브리드 주행 모드 설정, 차량의 전반적인 동작을 제어하는 최상위 제어기로서, 네트워크를 통해 연결된 하위 제어기들(예 : ECU, MCU, TCU)을 통합 제어한다.In addition, the hybrid controller (HCU) (hereinafter, it can be simply described as the controller 120) is a top-level controller that controls the hybrid driving mode setting and the overall operation of the vehicle, and lower controllers (e.g., ECU, etc.) connected through a network MCU, TCU) integrated control.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 차량의 엔진 시동 시 클러치 제어 장치의 개략적인 구성을 보인 예시도이다.2 is an exemplary view showing a schematic configuration of a clutch control device when starting an engine of a hybrid vehicle according to an embodiment of the present invention.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 하이브리드 차량의 엔진 시동 시 클러치 제어 장치는, TMED 타입 하이브리드 차량의 클러치 제어를 위하여, 센싱부(110), 제어부(120), 및 클러치(130)를 포함한다.As shown in FIG. 2, the clutch control apparatus for starting the engine of the hybrid vehicle according to the present embodiment includes a sensing unit 110, a control unit 120, and a clutch 130 for clutch control of a TMED type hybrid vehicle. Includes.

상술한 바와 같이 상기 제어부(120)(또는 하이브리드 제어기(HCU))는, 하위 제어기들(예 : ECU, MCU, TCU)과 연계하여, 각 제어기들(예 : ECU, MCU, TCU)에 연결된 센싱부(110)를 통해 복수의 차량 정보(예 : 터빈 속도(RPM), 모터 속도(RPM), 엔진 속도(RPM), 모터 토크, 터빈 토크, 엔진 토크, 클러치 압력, 엔진 클러치 압력, EV/HEV 모드, 클러치 상태, 엔진 클러치 상태 등)를 센싱한다.As described above, the control unit 120 (or hybrid controller (HCU)) is connected to sub-controllers (eg ECU, MCU, TCU) and senses connected to each controller (eg ECU, MCU, TCU). Through the unit 110, a plurality of vehicle information (e.g., turbine speed (RPM), motor speed (RPM), engine speed (RPM), motor torque, turbine torque, engine torque, clutch pressure, engine clutch pressure, EV/HEV) Mode, clutch status, engine clutch status, etc.) are sensed.

상기 클러치(130)는, 상기 제어부(120)(또는 하이브리드 제어기(HCU))의 제어에 따라, 엔진과 모터(또는 모터발전기) 사이에 배치되어 엔진과 모터간의 동력 전달을 단속하는 엔진 클러치와, 모터와 변속기를 연결하는 클러치(C1, C2)를 포함한다. 상기 클러치는 EV(Electric Vehicle) 모드와 HEV(Hybrid Electric Vehicle) 모드의 절환에 따라 엔진과 모터간의 동력을 연결하거나 차단한다.The clutch 130, under the control of the control unit 120 (or hybrid controller (HCU)), is disposed between the engine and the motor (or motor generator) to regulate the transmission of power between the engine and the motor, It includes clutches C1 and C2 connecting the motor and the transmission. The clutch connects or blocks power between the engine and the motor according to switching between the EV (Electric Vehicle) mode and the HEV (Hybrid Electric Vehicle) mode.

보다 구체적으로 상기 제어부(120)는 EV 모드에서 HEV 모드로 전환 시, 엔진 시동을 위하여 클러치 압력과 엔진 클러치 압력, 모터 속도(RPM)와 엔진 속도(RPM), 및 모터 토크와 엔진 토크를 제어하여 클러치와 엔진 클러치의 상태를 제어한다. More specifically, when switching from the EV mode to the HEV mode, the control unit 120 controls the clutch pressure, the engine clutch pressure, the motor speed (RPM) and the engine speed (RPM), and the motor torque and engine torque to start the engine. Controls the state of the clutch and engine clutch.

이하 상기 제어부(120)의 동작에 대해서 도 3 및 도 4를 참조하여 설명한다.Hereinafter, the operation of the control unit 120 will be described with reference to FIGS. 3 and 4.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 차량의 엔진 시동 시 클러치 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이며, 도 4는 상기 도 3에 있어서, 클러치 제어 단계(phase)별 모터와 엔진의 상태 변화를 설명하기 위하여 보인 예시도이다.3 is a flowchart illustrating a clutch control method when starting an engine of a hybrid vehicle according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a flowchart illustrating changes in states of a motor and an engine for each clutch control phase in FIG. 3. It is an exemplary diagram shown for explanation.

도 3을 참조하면, 상기 제어부(120)(또는 하이브리드 제어기(HCU))는 EV 모드 주행 중 엔진 시동이 필요할 경우(S101), 현재 차량이 어떤 변속단으로 주행하고 있는지 파악한다. 즉, 변속기에 어떤 클러치(예 : C1 or C2)가 연결(체결)되어 있는지 체크한다(S102).Referring to FIG. 3, the control unit 120 (or hybrid controller (HCU)) determines in which shift stage the vehicle is currently traveling when the engine needs to be started while driving in the EV mode (S101). That is, it is checked which clutch (eg, C1 or C2) is connected (fastened) to the transmission (S102).

참고로 본 실시예에서 차량은 6단 듀얼 클러치 변속기(DCT)를 사용한 하이브리드 차량인 것으로 가정한다. 따라서 상기 제어부(120)는 모터의 동력이 전달되는 클러치(예 : C1 or C2)를 파악하기 위해 어떤 변속단으로 주행하고 있는지 파악한다. 가령 듀얼 클러치 변속기(DCT)는 두 개의 클러치(C1,C2)를 포함하는데, 이미 알려진 바와 같이, 1단 기어(D1)가 선택된 상태에서는 홀수 기어를 맡은 클러치(C1)가 연결되어 동력을 전달하는 동안 2단 기어(D2)도 함께 회전하고 짝수 기어를 맡은 클러치(C2)가 분리되어 있어 동력은 전달되지 않는다. 이때 1단에서 2단으로 변속하면 홀수 기어를 맡은 클러치(C1)가 분리됨과 동시에 짝수 기어를 맡은 클러치(C2)가 연결되어 2단 기어가 연결되는 것이다. 이때 상기 제1 클러치(C1)와 제2 클러치(C2)가 변속단에 따라 교번하여 연결 및 해제를 반복한다. For reference, it is assumed that the vehicle in this embodiment is a hybrid vehicle using a six-speed dual clutch transmission (DCT). Accordingly, the control unit 120 determines at which speed the motor is traveling in order to determine the clutch (eg, C1 or C2) to which the motor power is transmitted. For example, the dual clutch transmission (DCT) includes two clutches (C1, C2). As is known, when the first gear (D1) is selected, the clutch (C1) in charge of the odd gear is connected to transmit power. During the second gear (D2) also rotates, and the clutch (C2) in charge of the even gear is separated, so power is not transmitted. At this time, when shifting from the first gear to the second gear, the clutch (C1) in charge of the odd-numbered gear is separated and the clutch (C2) in charge of the even-numbered gear is connected to connect the second gear. At this time, the first clutch C1 and the second clutch C2 are alternately connected and released according to the shift stage.

다만 상기 제1,제2 클러치(C1, C2)가 연결되는 동작은 클러치의 종류에 따라 다를 수 있다. 가령, 클러치의 종류에 따라, 4단 이하의 경우에는 C1 클러치, 5/6단의 경우에는 C2 클러치를 연결하기 위한 유압 제어를 수행할 수도 있다.However, the operation in which the first and second clutches C1 and C2 are connected may differ depending on the type of clutch. For example, depending on the type of clutch, hydraulic control for connecting the C1 clutch in the case of 4th or less and the C2 clutch in the case of 5/6th may be performed.

참고로 상기 유압 제어를 위해서 지정된 동역학 방정식{P_App=((T_App/2*μ*n*R_m) + F_spring)/A_piston}을 이용해 유압값(P_App)을 결정할 수 있다. 이때 상기 동역학 방정식에 사용되는 값은, 클러치의 유효지름(R_m), 모터로부터 전달받는 토크(T_App), 클러치의 마찰계수(μ), 다판 클러치의 클러치판수(n), 클러치 피스톤의 면적(A_piston), 그리고 클러치 리턴 스프링의 작동힘(F_spring)이다.For reference, the hydraulic pressure value (P _App ) can be determined using the dynamic equation specified for the hydraulic control {P _App =((T _App /2*μ*n*R _m ) + F _spring )/A _piston }. At this time, the values used in the dynamic equation are the effective diameter of the clutch (R _m ), the torque received from the motor (T _App ), the friction coefficient of the clutch (μ), the number of clutch plates of the multi-plate clutch (n), and the area of the clutch piston. (A _piston ), and the working force of the clutch return spring (F _spring ).

이때 변속기에 어떤 클러치(예 : C1 or C2)가 연결(체결)되어 있는지 체크(S102)한 결과, 제1 클러치(C1)가 연결되어 있으면(S102의 예) 제1 클러치(C1)의 유압을 미리 지정된 제1 설정값 아래로 감소할 때까지 감소시킨다(S103, S104). 이와 마찬가지로 제2 클러치(C2)가 연결되어 있으면(S102의 아니오) 제2 클러치(C2)의 유압을 미리 지정된 제2 설정값 아래로 감소할 때까지 감소시킨다(S105, S106).At this time, as a result of checking (S102) which clutch (eg, C1 or C2) is connected (fastened) to the transmission, if the first clutch (C1) is connected (example of S102), the hydraulic pressure of the first clutch (C1) is It decreases until it decreases below a predetermined first set value (S103, S104). Likewise, if the second clutch C2 is connected (No in S102), the hydraulic pressure of the second clutch C2 is decreased until it decreases below a predetermined second set value (S105, S106).

이때 상기 제1 설정값 및 상기 제2 설정값은 같은 값으로 설정될 수 있다.In this case, the first set value and the second set value may be set to the same value.

결과적으로 상기 제1,제2 클러치(C1, C2) 중 어떤 클러치가 연결(체결)되어 있는지 여부에 관계없이, 클러치(C1 or C2) 압력을 미리 지정된 기울기로 감소시키기 시작하여(도 4의 (b)의 ① 시점) 미리 지정된 설정값 아래(도 4의 (b)의 ② 시점에서의 설정값 ⓑ 아래)로 감소되면(S104의 예, S106의 예), 도 4의 (a)와 같이 클러치의 상태가 직결 상태에서 슬립 상태(도 4의 (a)에서 ② ~ ④ 구간)로 전환된다(S107). As a result, regardless of whether any of the first and second clutches C1 and C2 are connected (fastened), the pressure of the clutches C1 or C2 begins to decrease to a predetermined slope (( When it decreases below the pre-specified set value (below the set value ⓑ at the point ② in Fig. 4(b)) (the example of S104, the example of S106), the clutch as shown in Fig. 4(a) The state of is converted from the direct connection state to the sleep state (section ② to ④ in Fig. 4 (a)) (S107).

이때 클러치의 상태 정보는 제어부(120)에 전달된다.At this time, the status information of the clutch is transmitted to the control unit 120.

이와 동시에 상기 제어부(120)는 엔진 클러치의 압력을 상승 제어하여(도 4의 (b)에서 ② ~ ③ 구간), 엔진 클러치를 해방 상태에서 슬립 상태(도 4의 (a)에서 ② ~ ③ 구간)로 전환한다(S108).At the same time, the control unit 120 increases the pressure of the engine clutch (section ② to ③ in Fig. 4(b)), and in the slip state (section ② to ③ in Fig. 4(a)) ) To switch to (S108).

한편 상기 클러치(C1 or C2) 압력을 지정된 기울기로 감소시키기 시작(도 4의 (b)의 ① 시점)할 경우, 상기 제어부(120)는 모터의 회전수를 미리 지정된 기울기로 상승시키기 시작(도 4의 (c)의 ① 시점)하여(S109), 상기 모터의 회전수가 미리 지정된 제3 설정값(즉, 모터 회전수 설정값)보다 위(도 4의 (c)의 ② 시점에서의 설정값 ⓔ 위)가 될 때까지 증가시킨다(S109, S110).Meanwhile, when the pressure of the clutch (C1 or C2) starts to decrease to a specified slope (point ① in Fig. 4(b)), the control unit 120 starts to increase the number of rotations of the motor to a predetermined slope (Fig. 4(c), point ①) (S109), the number of rotations of the motor is higher than the third preset value (that is, the set value of the number of rotations of the motor) (the set value at the point ② of FIG. 4(c)) Ⓔ Increase it until it becomes (S109, S110).

상기 모터의 회전수가 미리 지정된 제3 설정값보다 위(도 4의 (c)의 ② 시점에서의 설정값 ⓔ의 위)가 되면 모터 회전수를 유지한다. When the number of rotations of the motor is higher than the predetermined third set value (above the set value ⓔ at point ② in Fig. 4(c)), the number of rotations of the motor is maintained.

이때 상기 모터의 회전수가 증가하기 시작(도 4의 (c)의 ① 시점)함에 따라 모터 토크와 터빈 토크는 감소하게 되고(도 4의 (d) 참조), 상기 증가하던 모터 회전수가 유지되기 시작(도 4의 (c)의 ② 시점)하면서 지정된 기울기로 모터 토크를 상승시키기 시작한다. 다만 모터 토크가 상승하기 시작하더라도 상기 터빈 토크는 클러치도 슬립 상태이고 엔진 클러치도 슬립 상태이므로 엔진 클러치가 직결 상태로 전환되기 전까지 감소된 터빈 토크 상태가 유지된다.At this time, as the number of rotations of the motor starts to increase (point ① in Fig. 4(c)), the motor torque and the turbine torque decrease (see Fig. 4(d)), and the increased motor speed starts to be maintained. While (point ② in Fig. 4(c)) starts to increase the motor torque at the specified slope. However, even if the motor torque starts to rise, the clutch is in a slip state and the engine clutch is in a slip state, so the reduced turbine torque state is maintained until the engine clutch is switched to the direct connection state.

즉, 모터는 엔진의 시동을 걸기 위해 모터 회전수를 상승시킨 상태에서 모터 토크를 상승시키는 제어를 한다.That is, the motor controls to increase the motor torque while the motor rotation speed is increased to start the engine.

이때 상승하던 모터 토크가 미리 지정된 설정값 이상(도 4의 (d)의 ⓕ 이상)이 되면, 엔진의 회전수가 상승하게 되며(도 4의 (c) 참조), 상기 엔진 회전수와 모터 회전수가 같아지는 시점(도 4의 (c)의 ⓖ 시점)까지 모터 토크를 유지하다가 클러치가 다시 모터에 직결될 때까지(도 4의 (a)의 ④ 시점까지) 지정된 기울기로 서서히 감소시킨다. At this time, when the rising motor torque becomes more than a predetermined set value (more than ⓕ in Fig. 4(d)), the engine speed increases (see Fig. 4(c)), and the engine speed and motor speed The motor torque is maintained until the same point (point ⓖ in Fig. 4(c)), and then gradually decreases to the specified slope until the clutch is directly connected to the motor again (until the point ④ in Fig. 4(a)).

이때 상기 엔진 회전수와 모터 회전수가 같아지는 시점(도 4의 (c)의 ⓖ 시점)부터 두 회전수(즉, 엔진 회전수와 모터 회전수)는 터빈 회전수와 같아지는 시점(도 4의 (c)의 ③)까지 지정된 기울기로 회전수를 감소시키고, 상기 두 회전수(즉, 엔진 회전수와 모터 회전수)가 터빈 회전수와 같아지는 시점(도 4의 (c)의 ③)에 엔진 클러치가 슬립 상태에서 직결 상태(도 4의 (a)의 ③ 이후부터 직결 상태)로 전환된다(S111).At this time, from the point when the engine revolution number and the motor revolution number become the same (point ⓖ in Fig. 4(c)), the two revolution numbers (that is, the engine revolution number and the motor revolution number) become the same as the turbine revolution number (Fig. Decrease the number of revolutions by the slope specified up to ③) of (c), and at the point when the above two revolutions (ie, engine revolutions and motor revolutions) are equal to the turbine revolutions (③ in Fig. 4(c)). The engine clutch is switched from a slip state to a direct connection state (a direct connection state after ③ in FIG. 4A) (S111).

이로부터 모터 토크가 지정된 조건(즉, 시동전 모터 토크 - (현재 엔진 토크 + 모터 토크) ≤ 제4 설정값(즉, 지정된 토크 설정값), & 모터 토크 < 제5 설정값(즉, 지정된 모터 토크 설정값) 아래로 감소될 때까지)을 만족할 때까지, 엔진의 연료 분사를 통해 엔진 토크를 지정된 기울기로 서서히 증가시키고 모터 토크는 지정된 기울기로 계속해서 감소시키는 협조 제어를 수행한다(S112, S113).From this, the condition for which the motor torque is specified (i.e., motor torque before starting-(current engine torque + motor torque) ≤ 4th set value (i.e., specified torque set value), & motor torque <5th set value (i.e. designated motor Until the torque setting value) decreases below) is satisfied, the engine torque is gradually increased to a specified slope through fuel injection of the engine, and the motor torque is continuously reduced to the specified slope (S112, S113). ).

이때 상기 엔진 토크가 서서히 증가되기 시작(도 4의 (d)의 ③ 시점)하면서 터빈 토크도 증가되기 시작하며, 상기 엔진 토크가 증가되어 터빈 토크가 지정된 설정값(즉, 시동전 터빈 토크와 같은 값)이 되면(도 4의 (c)의 ④ 시점), 클러치 유압 제어를 통해 클러치(모터와 변속기간의 클러치)를 슬립 상태에서 직결 상태로 전환한다(S114).At this time, the engine torque gradually starts to increase (point ③ in Fig. 4(d)) and the turbine torque also starts to increase, and the engine torque is increased to set the turbine torque to a specified set value (that is, the same as the turbine torque before starting). Value) (point ④ in Fig. 4(c)), the clutch (motor and clutch in the transmission period) is switched from the slip state to the direct connection state through the clutch hydraulic control (S114).

상기와 같이 본 실시예는 하이브리드 차량에서 EV(Electric Vehicle) 모드에서 HEV(Hybrid Electric Vehicle) 모드로 전환하기 위한 엔진 시동 시 클러치 제어를 통해 이상 동작이 발생하지 않도록 하는 효과가 있다.As described above, the present embodiment has the effect of preventing abnormal operation from occurring through clutch control when the engine is started for switching from an electric vehicle (EV) mode to a hybrid electric vehicle (HEV) mode in a hybrid vehicle.

이상으로 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다. 또한 본 명세서에서 설명된 구현은, 예컨대, 방법 또는 프로세스, 장치, 소프트웨어 프로그램, 데이터 스트림 또는 신호로 구현될 수 있다. 단일 형태의 구현의 맥락에서만 논의(예컨대, 방법으로서만 논의)되었더라도, 논의된 특징의 구현은 또한 다른 형태(예컨대, 장치 또는 프로그램)로도 구현될 수 있다. 장치는 적절한 하드웨어, 소프트웨어 및 펌웨어 등으로 구현될 수 있다. 방법은, 예컨대, 컴퓨터, 마이크로프로세서, 집적 회로 또는 프로그래밍 가능한 로직 디바이스 등을 포함하는 프로세싱 디바이스를 일반적으로 지칭하는 프로세서 등과 같은 장치에서 구현될 수 있다. 프로세서는 또한 최종-사용자 사이에 정보의 통신을 용이하게 하는 컴퓨터, 셀 폰, 휴대용/개인용 정보 단말기(personal digital assistant: "PDA") 및 다른 디바이스 등과 같은 통신 디바이스를 포함한다.As described above, the present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, but these are only exemplary, and those of ordinary skill in the field to which the technology pertains, various modifications and other equivalent embodiments are possible. I will understand the point. Therefore, the technical protection scope of the present invention should be determined by the following claims. Also, the implementation described herein may be implemented in, for example, a method or process, an apparatus, a software program, a data stream or a signal. Although discussed only in the context of a single form of implementation (eg, only as a method), the implementation of the discussed features may also be implemented in other forms (eg, an apparatus or program). The device may be implemented with appropriate hardware, software and firmware. The method may be implemented in an apparatus such as a processor, which generally refers to a processing device including, for example, a computer, a microprocessor, an integrated circuit or a programmable logic device, or the like. Processors also include communication devices such as computers, cell phones, personal digital assistants (“PDAs”) and other devices that facilitate communication of information between end-users.

110 : 센싱부
120 : 제어부
130 : 클러치110: sensing unit
120: control unit
130: clutch

Claims (11)

하이브리드 차량의 차량 정보를 센싱하는 센싱부; 및
EV(Electric Vehicle) 모드에서 HEV(Hybrid Electric Vehicle) 모드로 전환하기 위한 엔진 시동이 필요한 경우, 엔진 시동을 위하여 클러치 압력과 엔진 클러치 압력, 모터 속도(RPM)와 엔진 속도(RPM), 및 모터 토크와 엔진 토크를 제어하여 클러치와 엔진 클러치의 상태를 제어하는 제어부;를 포함하고,
상기 제어부는,
EV 모드에서 HEV 모드로 전환하기 위한 엔진 시동이 필요한 경우,
클러치 압력을 미리 지정된 기울기로 감소시키기 시작하여 미리 지정된 설정값 아래로 감소시켜 클러치의 상태를 직결 상태에서 슬립 상태로 전환하고,
엔진 클러치 압력을 상승 제어하여, 엔진 클러치를 해방 상태에서 슬립 상태로 전환하며,
모터 회전수, 터빈 회전수, 엔진 회전수, 모터 토크, 터빈 토크, 및 엔진 토크가 미리 지정된 상태가 되었을 때 엔진 클러치 압력을 상승시켜 엔진 클러치를 슬립 상태에서 직결 상태로 전환하고,
엔진 클러치가 직결 상태로 전환된 후, 모터 토크, 터빈 토크, 및 엔진 토크가 미리 지정된 상태가 되었을 때 클러치 압력을 상승시켜 클러치를 슬립 상태에서 직결 상태로 전환하고,
상기 제어부는,
클러치 압력을 미리 지정된 기울기로 감소시키기 시작할 경우,
모터 회전수를 미리 지정된 기울기로 상승시키기 시작하여, 상기 모터 회전수가 미리 지정된 모터 회전수 설정값보다 위가 될 때까지 증가시키며,
상기 모터 회전수가 미리 지정된 모터 회전수 설정값보다 위가 되면 모터 회전수를 유지하고,
엔진 회전수가 모터 회전수와 같아지면, 이때부터 상기 엔진 회전수와 모터 회전수가 터빈 회전수와 같아지는 시점까지 지정된 기울기로 회전수를 서서히 감소시키고,
상기 같아진 엔진 회전수와 모터 회전수가 터빈 회전수와 같아지는 시점부터 회전수를 계속 유지하며,
상기 엔진 회전수와 모터 회전수가 터빈 회전수와 같아지는 시점에 엔진 클러치를 슬립 상태에서 직결 상태로 전환시키는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 엔진 시동 시 클러치 제어 장치.
A sensing unit that senses vehicle information of a hybrid vehicle; And
When engine start is required to switch from EV (Electric Vehicle) mode to HEV (Hybrid Electric Vehicle) mode, clutch pressure and engine clutch pressure, motor speed (RPM) and engine speed (RPM), and motor torque to start engine Includes; a control unit for controlling the state of the clutch and the engine clutch by controlling the engine torque and,
The control unit,
If engine start is required to switch from EV mode to HEV mode,
Starts to reduce the clutch pressure to a predetermined slope and decreases below the predetermined set value, changing the state of the clutch from the direct connection to the slip state,
By controlling the engine clutch pressure to rise, the engine clutch is switched from the released state to the slip state,
When the motor rotation speed, turbine rotation speed, engine rotation speed, motor torque, turbine torque, and engine torque are in a predetermined state, the engine clutch pressure is raised to switch the engine clutch from the slip state to the direct connection state,
After the engine clutch is switched to the direct connection state, the clutch pressure is raised when the motor torque, turbine torque, and engine torque are in a predetermined state to switch the clutch from the slip state to the direct connection state,
The control unit,
When starting to reduce the clutch pressure to a predefined slope
Starting to increase the motor rotation speed to a predetermined slope, increasing the motor rotation speed until the motor rotation speed is higher than the preset motor rotation speed set value,
When the motor rotation speed is higher than the preset motor rotation speed set value, the motor rotation speed is maintained,
When the engine rotational speed is equal to the motor rotational speed, the rotational speed is gradually decreased by a specified slope from this time until the engine rotational speed and the motor rotational speed become equal to the turbine rotational speed,
From the point when the engine speed and motor speed equal to the turbine speed,
The clutch control apparatus for starting an engine of a hybrid vehicle, wherein the engine clutch is switched from a slip state to a direct connection state when the engine rotation speed and the motor rotation speed become the same as the turbine rotation speed.
 제 1항에 있어서, 상기 제어부는,
엔진 제어기(ECU), 모터 제어기(MCU), 및 변속기 제어기(TCU)와 연계하여,
터빈 속도(RPM), 모터 속도(RPM), 엔진 속도(RPM), 모터 토크, 터빈 토크, 엔진 토크, 클러치 압력, 엔진 클러치 압력, EV/HEV 모드, 클러치 상태, 및 엔진 클러치 상태;를 포함하는 복수의 차량 정보를 바탕으로 클러치와 엔진 클러치의 상태를 제어하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 엔진 시동 시 클러치 제어 장치.
The method of claim 1, wherein the control unit,
In connection with the engine controller (ECU), motor controller (MCU), and transmission controller (TCU),
Turbine speed (RPM), motor speed (RPM), engine speed (RPM), motor torque, turbine torque, engine torque, clutch pressure, engine clutch pressure, EV/HEV mode, clutch state, and engine clutch state; including A clutch control device for starting an engine of a hybrid vehicle, comprising controlling states of a clutch and an engine clutch based on a plurality of vehicle information.
 제 1항에 있어서, 상기 클러치는,
제어부의 제어에 따라 작동되는, 엔진과 모터 사이에 배치되어 엔진과 모터간의 동력 전달을 단속하는 엔진 클러치와, 모터와 변속기를 연결하는 클러치를 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 엔진 시동 시 클러치 제어 장치.
The method of claim 1, wherein the clutch,
Clutch control when starting an engine of a hybrid vehicle, characterized in that it includes an engine clutch disposed between the engine and the motor to regulate power transmission between the engine and the motor and operated under the control of a control unit, and a clutch connecting the motor and the transmission Device.
 제 1항에 있어서, 상기 제어부는,
유압 제어를 통해 상기 클러치와 엔진 클러치의 상태를 제어하며,
유압 제어를 위해서 지정된 동역학 방정식{P_App=((T_App/2*μ*n*R_m) + F_spring)/A_piston}을 이용해 유압값(P_App)을 결정하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 엔진 시동 시 클러치 제어 장치.
여기서 상기 동역학 방정식에 사용되는 값은, 클러치의 유효지름(R_m), 모터로부터 전달받는 토크(T_App), 클러치의 마찰계수(μ), 다판 클러치의 클러치판수(n), 클러치 피스톤의 면적(A_piston), 그리고 클러치 리턴 스프링의 작동힘(F_spring)이다.
The method of claim 1, wherein the control unit,
Controlling the state of the clutch and the engine clutch through hydraulic control,
A hybrid vehicle characterized by determining the hydraulic pressure value (P _App ) using the specified dynamic equation {P _App =((T _App /2*μ*n*R _m ) + F _spring )/A _piston } for hydraulic control. Clutch control device when starting the engine of the vehicle.
Here, the values used in the dynamic equation are the effective diameter of the clutch (R _m ), the torque received from the motor (T _App ), the friction coefficient of the clutch (μ), the number of clutch plates of the multi-plate clutch (n), and the area of the clutch piston. (A _piston ), and the working force of the clutch return spring (F _spring ).
 삭제delete 삭제delete 제 1항에 있어서, 상기 제어부는,
상기 모터 회전수가 증가하기 시작함에 따라 모터 토크와 터빈 토크는 감소시키며, 상기 증가하던 모터 회전수가 유지되기 시작하면서 지정된 기울기로 모터 토크를 상승시키기 시작하고, 상기 모터 토크가 상승하기 시작하더라도, 상기 터빈 토크는 엔진 클러치가 직결 상태로 전환되기 전까지 감소된 터빈 토크 상태를 유지하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 엔진 시동 시 클러치 제어 장치.
The method of claim 1, wherein the control unit,
As the motor rotation speed starts to increase, the motor torque and the turbine torque decrease, and the motor torque starts to increase at a specified inclination while the increased motor rotation speed starts to be maintained, and even if the motor torque starts to rise, the turbine A clutch control device during engine start of a hybrid vehicle, characterized in that the torque maintains a reduced turbine torque state until the engine clutch is converted to a direct connection state.
 제 7항에 있어서, 상기 제어부는,
상기 상승하던 모터 토크가 미리 지정된 설정값 이상이 되는 시점부터,
엔진의 회전수를 상승시키며, 엔진 회전수와 모터 회전수가 같아지는 시점까지 모터 토크를 유지하다가 클러치가 다시 모터에 직결될 때까지 지정된 기울기로 서서히 감소시키는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 엔진 시동 시 클러치 제어 장치.
The method of claim 7, wherein the control unit,
From the point when the rising motor torque becomes more than a preset set value,
Clutch when starting the engine of a hybrid vehicle, characterized in that the engine speed is increased, the motor torque is maintained until the engine speed and the motor speed become the same, and then gradually decreases to a specified slope until the clutch is directly connected to the motor again. controller.
 제 8항에 있어서, 상기 제어부는,
상기 엔진 회전수와 모터 회전수가 같아지는 시점부터 상기 같아진 엔진 회전수와 모터 회전수가 터빈 회전수와 같아지는 시점까지 지정된 기울기로 회전수를 감소시키고,
상기 엔진 회전수와 모터 회전수가 터빈 회전수와 같아지는 시점에 엔진 클러치를 슬립 상태에서 직결 상태로 전환시키는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 엔진 시동 시 클러치 제어 장치.
The method of claim 8, wherein the control unit,
Reduce the number of revolutions by a specified slope from the point when the engine revolution number and the motor revolution number become the same to the point when the same engine revolution number and the motor revolution number become the same as the turbine revolution number,
The clutch control apparatus for starting an engine of a hybrid vehicle, wherein the engine clutch is switched from a slip state to a direct connection state when the engine rotation speed and the motor rotation speed become equal to the turbine rotation speed.
 제 9항에 있어서, 상기 제어부는,
엔진 클러치가 슬립 상태에서 직결 상태로 전환되면,
모터 토크가 지정된 조건을 만족할 때까지 엔진의 연료 분사를 통해 엔진 토크를 지정된 기울기로 서서히 증가시키고, 모터 토크는 지정된 기울기로 계속해서 감소시키는 협조 제어를 수행하되,
상기 지정된 조건은,
"모터 시동전 모터 토크 - (현재 엔진 토크 + 모터 토크) ≤ 제4 설정값, & 모터 토크 < 제5 설정값"인 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 엔진 시동 시 클러치 제어 장치.
The method of claim 9, wherein the control unit,
When the engine clutch is switched from slip to direct connection,
Cooperative control is performed in which the engine torque is gradually increased to the specified slope through fuel injection of the engine until the motor torque satisfies the specified condition, and the motor torque is continuously decreased to the specified slope,
The conditions specified above are:
The clutch control device for engine start-up of a hybrid vehicle, characterized in that "motor torque before motor start-(current engine torque + motor torque) ≤ 4th set value, & motor torque <5th set value".
 제 9항에 있어서, 상기 제어부는,
엔진 클러치가 슬립 상태에서 직결 상태로 전환됨에 따라,
엔진 토크를 지정된 기울기로 서서히 증가시키기 시작하여 터빈 토크도 증가시키며, 상기 엔진 토크가 증가됨에 따라 터빈 토크가 지정된 터빈 토크 설정값이 되면, 클러치 유압 제어를 통해 클러치를 슬립 상태에서 직결 상태로 전환하며,
상기 지정된 터빈 토크 설정값은 시동 전 터빈 토크 값인 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 엔진 시동 시 클러치 제어 장치.The method of claim 9, wherein the control unit,
As the engine clutch shifts from slip to direct connection,
The engine torque gradually starts to increase at the specified slope and the turbine torque is also increased, and when the turbine torque reaches the specified turbine torque set value as the engine torque increases, the clutch is switched from the slip state to the direct connection state through the clutch hydraulic control. ,
The specified turbine torque setting value is a turbine torque value before starting, wherein the clutch control device for starting an engine of a hybrid vehicle.
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