KR102365179B1 - Tmed 차량의 변속기 제어 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 변속레버에 의해 D레인지와 R레인지 사이의 전환이 발생하는지 판단하는 단계와; 상기 변속레버에 의해 전환된 변속레인지에 상응하는 모터 토크 지령이 발생하였는지를 판단하는 단계와; 상기 모터 토크 지령이 전환된 변속레인지에 상응하지 않는 경우, 변속기를 중립상태로 전환시키는 단계를 포함하여 구성된다.

Description

TMED 차량의 변속기 제어 방법{TRANSMISSION CONTROL METHOD FOR TMED TYPE VEHICLE}

본 발명은 전기로 구동되는 모터가 변속기 쪽에 장착된 TMED(Transmission Mounted Electric Device) 방식 차량에서 변속기를 제어하는 기술에 관한 것이다.

TMED 차량은 전기 장치인 모터가 엔진과 변속기 중, 변속기 쪽에 장착된 하이브리드 차량으로서, 모터는 변속기 입력축에 장착되어 항상 함께 회전하도록 구성되며, 엔진은 엔진클러치에 의해 상기 모터 및 변속기와 연결 및 차단되도록 구성되어 있다.

엔진은 항상 한 방향으로만 회전하므로, 종래의 엔진과 변속기가 직접 연결되는 파워트레인에서 변속기 입력축에는 항상 정방향(엔진 회전방향)의 토크만 입력되므로, 차량의 후진을 위해서는 별도의 후진기어를 구비하여, 엔진으로부터 입력되는 동력의 방향을 바꾸어 구동륜으로 출력하도록 한다.

한편, 모터는 정방향 및 역방향 구동이 가능하여, 하이브리드 차량에서는 변속기에 후진기어를 구비하지 않는 경우에도 모터를 역방향으로 구동하여 후진단의 구성이 가능하다.

그러나, 하이브리드 차량에서도 모터의 용량이나, 기존 변속기의 활용 등의 여러가지 이유로 반드시 모터의 역회전에 의해 후진단을 구현하는 것은 아니고, 후진단 구현을 위해 변속기에 후진기어가 별도로 구비된 경우도 많다.

한편, 최근에는 운전자의 변속 조작을 입력 받는 변속레버 장치와 변속기 사이에 기계적인 연결을 배제하고, 전기적 연결에 의해 운전자의 변속 조작을 입력 받아 변속기를 제어하는 SBW(Shift By Wire) 기술이 개발 및 적용되고 있다.

이러한 기술이 적용된 차량에서는 운전자의 변속 조작 입력을 모니터링 하는 SCU(Shift Control Unit)가 제공하는 신호에 의해 HCU(Hybrid Control Unit)와 같은 상위 제어기가 MCU(Motor Control Unit) 및 TCU(Transmission Control Unit) 등에 제어명령을 인가하여, 차량의 변속 및 주행이 이루어지도록 한다.

상기와 같은 차량에서는 항상 정상적인 제어의 안정성이 확보되어야 하는 것이 매우 중요하다.

상기 발명의 배경이 되는 기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.

본 발명은 사용자가 변속레버를 조작한 상태와 다르게 차량의 구동이 일어날 수 있는 상황에 대비하여, 이와 같은 상황에 대한 안전조치를 제공할 수 있도록 함으로써, 차량의 안전성을 더욱 향상시킬 수 있도록 한 TMED 차량의 변속기 제어 방법을 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 TMED 차량의 변속기 제어 방법은,

변속레버에 의해 D레인지와 R레인지 사이의 전환이 발생하는지 판단하는 단계와;

상기 변속레버에 의해 전환된 변속레인지에 상응하는 모터 토크 지령이 발생하였는지를 판단하는 단계와;

상기 모터 토크 지령이 전환된 변속레인지에 상응하지 않는 경우, 변속기를 중립상태로 전환시키는 단계;

를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

상기 전환된 변속레인지에 상응하는 모터 토크 지령이 발생하였는지를 판단하는 단계는, 상기 변속레버에 의한 D레인지와 R레인지 사이의 전환이 발생한 후, 브레이크페달의 해제가 확인된 경우에 수행할 수 있다.

상기 변속기를 중립상태로 전환시키는 단계에서는, 추가적으로 차량에 이상 상황이 발생하였음을 운전자에게 경고할 수 있다.

상기 변속기를 중립상태로 전환시키는 단계에서는, 추가적으로 제동장치를 구동하여 차량을 제동시킬 수 있다.

또한, 상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 TMED 차량의 변속기 제어 방법은,

변속레버가 R레인지에서 D레인지로 변경되고, 브레이크가 해제되어, 모터 토크 지령이 발생된 경우, 상기 모터 토크 지령이 차량의 전진 방향을 구현하도록 변속기 입력축에 작용하는 토크를 나타내는지를 판단하는 단계와;

상기 모터 토크 지령이 차량의 전진 방향이 아니라 후진 방향을 구현하도록 변속기 입력축에 작용하는 토크를 나타내는 경우에는, 변속기를 중립상태로 전환시키는 단계;

를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

상기 변속기를 중립상태로 전환시키는 경우에는, 운전자에게 차량의 이상 상황 발생을 경고하도록 할 수 있다.

상기 변속기를 중립상태로 전환시키는 경우에는, 차량의 제동장치를 구동하여 차량의 움직임을 방지하도록 할 수 있다.

또한, 상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 TMED 차량의 변속기 제어 방법은,

변속레버가 D레인지에서 R레인지로 변경되고, 브레이크가 해제되어, 모터 토크 지령이 발생된 경우, 상기 모터 토크 지령이 차량의 후진 방향을 구현하도록 변속기 입력축에 작용하는 토크를 나타내는지를 판단하는 단계와;

상기 모터 토크 지령이 차량의 후진 방향이 아니라 전진 방향을 구현하도록 변속기 입력축에 작용하는 토크를 나타내는 경우에는, 변속기를 중립상태로 전환시키는 단계;

를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

상기 변속기를 중립상태로 전환시키는 경우에는, 운전자에게 차량의 이상 상황 발생을 경고함과 아울러 차량의 제동장치를 작동시켜 차량의 움직임을 방지할 수 있다.

본 발명은 사용자가 변속레버를 조작한 상태와 다르게 차량의 구동이 일어날 수 있는 상황에 대비하여, 이와 같은 상황에 대한 안전조치를 제공할 수 있도록 함으로써, 차량의 안전성을 더욱 향상시킬 수 있도록 한다.

도 1은 본 발명이 적용될 수 있는 TMED 차량의 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 TMED 차량의 변속기 제어 방법의 실시예를 도시한 순서도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명이 적용될 수 있는 TMED 방식의 하이브리드 파워트레인은, 변속기(TM)와 엔진클러치(EC)로 연결된 엔진(E) 및 변속기(TM)와 직결된 모터(M)를 구비하여, 엔진(E)과 모터(M)의 동력을 적절히 변속기(TM)를 통해 구동륜(W)으로 인출할 수 있도록 구성되어 있다.

상기 엔진(E)은 ECU(Engine Control Unit)에 의해 제어되며, 상기 모터(M)는 MCU(Motor Control Unit)에 의해 제어되고, 상기 변속기(TM)는 TCU(Transmission Control Unit)에 의해 제어되도록 구성되어 있으며, 상위제어기인 HCU(Hybrid Control Unit)는 차량의 주행상황에 따라 상기 ECU, MCU, 및 TCU에 적절한 명령을 제공하여 차량의 원활하고 경제적인 주행을 도모하도록 한다.

상기 HCU는 운전자가 조작하는 변속레버(1)의 조작상태에 대한 정보를 SCU(Shit Control Unit)를 통해 전달받으며, 브레이크페달(3)의 작동상태를 BPS(Brake Pedal Sensor)를 통해 전달받도록 구성되어 있다.

물론, 도 1의 구성은 본 발명의 이해를 돕기 위하여, 본 발명이 적용될 수 있는 다양한 TMED 방식의 하이브리드 파워트레인 중 일 예를 예시한 것으로서, 상기 제어기들의 존부 및 연결관계 등과 같은 구체적인 구성에서 차이가 있는 차량에도 본 발명이 적용될 수 있음은 물론이다.

도 2를 참조하면, 본 발명 TMED 차량의 변속기(TM) 제어 방법의 실시예는, 변속레버(1)에 의해 D레인지와 R레인지 사이의 전환이 발생하는지 판단하는 단계(S10)와; 상기 변속레버에 의해 전환된 변속레인지에 상응하는 모터 토크 지령이 발생하였는지를 판단하는 단계(S20)와; 상기 모터 토크 지령이 전환된 변속레인지에 상응하지 않는 경우, 변속기(TM)를 중립상태로 전환시키는 단계(S30)를 포함하여 구성된다.

즉, 본 발명은 운전자의 변속레버 조작에 따른 D레인지 또는 R레인지의 선택 시, 그 선택된 변속레인지에 따라 모터(M)가 그에 적합한 방향의 토크를 변속기(TM) 입력축으로 공급하도록 해야 하지만, 어떤 이유로든 상기 모터(M)로 지시되는 모터 토크 지령이 운전자가 선택한 변속레인지와는 다른 변속레인지에 적합한 것인 경우에는, 상기 TCU와 같은 컨트롤러가 이를 판단하여, 변속기(TM)를 중립상태로 전환시킴으로써, 운전자가 예기치 못한 차량 움직임에 의해 당황하거나 사고가 발생하는 것을 방지하도록 하는 것이다.

물론, 상기 D레인지는 전진 변속단을 구현할 수 있는 전진 변속레인지를 의미하고, 상기 R레인지는 후진 변속단을 구현할 수 있는 변속레인지를 의미한다.

운전자가 변속레버(1)를 조작하여 D레인지 또는 R레인지를 선택한 후, 브레이크페달(3)을 해제하면, 상기 HCU는 그 상황을 상기 SCU 및 BPS로부터의 정보를 통해 인지하고, 그에 따라 차량의 크립 주행(CREEP DRIVING)을 구현하기 위해 MCU에게 모터 토크 지령을 전달하여, MCU로 하여금 상기 모터 토크 지령에 따른 모터 토크를 발생시키도록 상기 모터(M)를 제어함으로써, 크립 주행이 개시된다.

이때, 통상의 정상적인 상황에서, 상기 변속레버(1)가 D레인지로 전환된 경우, 상기 모터 토크 지령은 차량이 전진 구동을 구현할 수 있도록 정방향의 모터 토크를 변속기(TM) 입력축으로 제공하도록 발생되지만, 해킹이나, 정비 등의 경우에 모터(M)의 리졸버 옵셋 이상, HCU 이상 등의 비정상적인 상황이 원인이 되어, 상기 모터 토크 지령이 역방향의 모터 토크를 변속기(TM) 입력축으로 제공하도록 발생되면, 차량은 운전자가 예상했던 방향과 반대방향으로 크립 주행을 개시하게 되어 문제가 될 수 있으므로, 본 발명은 이와 같은 상황이 판단되면, 자동적으로 변속기(TM)를 중립상태로 제어하여 사고를 방지하도록 하는 것이다.

상기 전환된 변속레인지란, 운전자가 D레인지로부터 R레인지로 조작한 경우 R레인지를 의미하고, 운전자가 R레인지로부터 D레인지로 조작한 경우 D레인지를 의미한다.

상기 전환된 변속레인지에 상응하는 모터 토크 지령이란, R레인지에 의한 후진단 구현을 별도의 후진기어가 변속기에 구비되어 있어서, 회생제동 등과 같은 상황은 제외하고, 항상 변속기 입력축에는 정방향의 토크만 입력되어야 하는 경우에는, 상기 전환된 변속레인지가 D레인지이거나 R레인지인 경우 모두 정방향의 토크를 변속기 입력축에 제공하도록 하는 지령을 의미하는 것이고;

후진단 구현을 위한 별도의 후진기어가 구비되어 있지 않고, 후진을 모터의 역구동에 의해 구현하는 경우에는, 상기 전환된 변속레인지가 D레인지인 경우에는 정방향의 토크를 발생시키는 모터 토크 지령이 전환된 변속레인지에 상응하는 모터 토크 지령이 되며, 상기 전환된 변속레인지가 R레인지인 경우에는 역방향의 토크를 발생시키는 모터 토크 지령이 전환된 변속레인지에 상응하는 모터 토크 지령이 되는 것이다.

상기 전환된 변속레인지에 상응하는 모터 토크 지령이 발생하였는지를 판단하는 단계(S20)는, 상기 TCU 등과 같은 컨트롤러에서 수행할 수 있으며, 상기 변속레버에 의한 D레인지와 R레인지 사이의 전환이 발생한 후, 브레이크페달(3)의 해제가 확인된 경우에 수행한다.

즉, 변속레버 조작 후, 운전자가 브레이크페달(3)을 해제하여야 HCU가 그에 따라 크립주행을 위한 모터 토크 지령을 하게 되므로, 상기 TCU는 이러한 HCU로부터의 모터 토크 지령이 발생하였을 때, 그 지령이 현재 전환된 변속레인지에 적합한지를 판단하도록 하는 것이다.

한편, 상기 변속기(TM)를 중립상태로 전환시키는 단계에서는, 추가적으로 차량에 이상 상황이 발생하였음을 운전자에게 경고하도록 하는 것이 바람직할 것이다.

또한, 상기 변속기(TM)를 중립상태로 전환시키는 단계에서는, 추가적으로 제동장치를 구동하여 차량을 제동시키도록 하는 것도 바람직할 것이며, 상기 경고와 제동을 함께 실시하도록 하는 것도 바람직할 것이다.

상기한 바와 같이 본 발명은, 변속레버가 R레인지에서 D레인지로 변경되고, 브레이크가 해제되어, 모터 토크 지령이 발생된 경우, 상기 모터 토크 지령이 차량의 전진 방향을 구현하도록 변속기(TM) 입력축에 작용하는 토크를 나타내는지를 판단하고, 상기 모터 토크 지령이 차량의 전진 방향이 아니라 후진 방향을 구현하도록 변속기(TM) 입력축에 작용하는 토크를 나타내는 경우에는, 변속기(TM)를 중립상태로 전환시키도록 하는 것이며,

또한, 변속레버가 D레인지에서 R레인지로 변경되고, 브레이크가 해제되어, 모터 토크 지령이 발생된 경우, 상기 모터 토크 지령이 차량의 후진 방향을 구현하도록 변속기(TM) 입력축에 작용하는 토크를 나타내는지를 판단하고, 상기 모터 토크 지령이 차량의 후진 방향이 아니라 전진 방향을 구현하도록 변속기(TM) 입력축에 작용하는 토크를 나타내는 경우에는, 변속기(TM)를 중립상태로 전환시키도록 하는 것이다.

이와 같은 본 발명의 제어는, 운전자의 의도나 예상과는 다른 방향으로 차량이 구동됨에 의해 운전자가 당황하게 되는 상황을 초래하거나 사고가 발생하는 것을 효과적으로 방지할 수 있도록 한다.

참고로, 상기한 바와 같은 본 발명은 변속레버와 변속기가 기계적인 장치로 연결되지 않은 Shift By Wire 방식의 차량에서 변속제어의 신뢰성을 향상시키는 데에 더욱 크게 기여할 수 있을 것이다.

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 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.

1; 변속레버
3; 브레이크페달
TM; 변속기
EC; 엔진클러치
E; 엔진
M; 모터

Claims (9)

1. 변속레버에 의해 D레인지와 R레인지 사이의 전환이 발생하는지 판단하는 단계와;
   상기 변속레버에 의해 전환된 변속레인지에 상응하는 모터 토크 지령이 발생하였는지를 판단하는 단계와;
   상기 모터 토크 지령이 전환된 변속레인지에 상응하지 않는 경우, 변속기를 중립상태로 전환시키는 단계;
   를 포함하여 구성되고,
   상기 변속기를 중립상태로 전환시키는 단계에서는, 추가적으로 제동장치를 구동하여 차량을 제동시키는 것
   을 특징으로 하는 TMED 차량의 변속기 제어 방법.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 전환된 변속레인지에 상응하는 모터 토크 지령이 발생하였는지를 판단하는 단계는, 상기 변속레버에 의한 D레인지와 R레인지 사이의 전환이 발생한 후, 브레이크페달의 해제가 확인된 경우에 수행하는 것
   을 특징으로 하는 TMED 차량의 변속기 제어 방법.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 변속기를 중립상태로 전환시키는 단계에서는, 추가적으로 차량에 이상 상황이 발생하였음을 운전자에게 경고하는 것
   을 특징으로 하는 TMED 차량의 변속기 제어 방법.
4. 삭제
5. 변속레버가 R레인지에서 D레인지로 변경되고, 브레이크가 해제되어, 모터 토크 지령이 발생된 경우, 상기 모터 토크 지령이 차량의 전진 방향을 구현하도록 변속기 입력축에 작용하는 토크를 나타내는지를 판단하는 단계와;
   상기 모터 토크 지령이 차량의 전진 방향이 아니라 후진 방향을 구현하도록 변속기 입력축에 작용하는 토크를 나타내는 경우에는, 변속기를 중립상태로 전환시키는 단계;
   를 포함하여 구성되고,
   상기 변속기를 중립상태로 전환시키는 경우에는, 차량의 제동장치를 구동하여 차량의 움직임을 방지하는 것
   을 특징으로 하는 TMED 차량의 변속기 제어 방법.
6. 청구항 5에 있어서,
   상기 변속기를 중립상태로 전환시키는 경우에는, 운전자에게 차량의 이상 상황 발생을 경고하는 것
   을 특징으로 하는 TMED 차량의 변속기 제어 방법.
7. 삭제
8. 변속레버가 D레인지에서 R레인지로 변경되고, 브레이크가 해제되어, 모터 토크 지령이 발생된 경우, 상기 모터 토크 지령이 차량의 후진 방향을 구현하도록 변속기 입력축에 작용하는 토크를 나타내는지를 판단하는 단계와;
   상기 모터 토크 지령이 차량의 후진 방향이 아니라 전진 방향을 구현하도록 변속기 입력축에 작용하는 토크를 나타내는 경우에는, 변속기를 중립상태로 전환시키는 단계;
   를 포함하여 구성되고,
   상기 변속기를 중립상태로 전환시키는 경우에는, 운전자에게 차량의 이상 상황 발생을 경고함과 아울러 차량의 제동장치를 작동시켜 차량의 움직임을 방지하는 것
   을 특징으로 하는 TMED 차량의 변속기 제어 방법.
9. 삭제

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