KR20150074810A

KR20150074810A - 진동 감소 장치 및 이를 이용한 진동 감소 방법

Info

Publication number: KR20150074810A
Application number: KR1020130162943A
Authority: KR
Inventors: 고영관; 정태영; 임형빈
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2013-12-24
Filing date: 2013-12-24
Publication date: 2015-07-02
Also published as: KR101996830B1

Abstract

본 발명의 실시 예에 따른 진동 감소장치는, 차량의 기어 변속이 P단이 되면 파킹 기어에 기계적으로 체결되는 파킹 스프라그를 포함한 기어부; 및 상기 파킹 스프라그가 체결된 시점에서의 구동 축의 위치와 현재 시점에서의 상기 구동축의 위치를 이용하여 상기 구동축의 비틀림 정도를 판단하고, 상기 구동축의 비틀림이 기 설정된 임계 비틀림 이상이면 제어 시작으로 판단하고, 상기 구동축의 비틀림이 상쇄 되도록 상기 모터의 목표 위치를 생성하고, 제어 종료로 판단한 시점에 상기 목표 위치로 상기 구동축의 위치를 제어하는 ECU를 포함한다.

Description

진동 감소 장치 및 이를 이용한 진동 감소 방법{Vibration Decreasing Appatus and Vibration Decreasing Method Using the same}

본 발명은 진동 감소 장치 및 이를 이용한 진동 감소 방법으로서, 더욱 상세하게는 차량의 파킹 변속 해제 시 발생하는 진동 감소 장치 및 이를 이용한 진동 감소 방법에 관한 기술이다.

일반적으로 경사로에서 차량의 파킹 변속(P단) 후에 운전자가 브레이크를 해제하게 되면 구동축에 비틀림이 발생하게 되고, 이때 P단을 해제하게 되면 비틀림에 구동축 탄성 에너지가 방출되며 차량에 진동이 발생하게 되는 문제점이 발생한다.

이와 같은 문제점은 기존 내연기관 차량에서도 발생하는 문제이지만, 친환경자동차의 경우에는 기존 내연기관에 비하여 변속기 구조가 단순해지거나 토크 컨버터와 같이 댐핑 역할을 해주는 구조가 없어 그와 같은 진동이 더 크게 생성된다는 문제점이 있다.

본 발명은 상술한 문제점을 극복하기 위한 것으로서, 본 발명의 실시 예에 따른 진동 감소 장치 및 이를 이용한 진동 감소 방법은 P단 해제 시 구동모터를 능동적으로 제어하여 기계적인 개선 없이 진동을 감소하기 위함이다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 본 발명의 기재로부터 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 실시 예에 따른 진동 감소 장치 및 이를 이용한 진동 감소 방법은 변속기의 P단 해제 시 구동모터를 능동적으로 제어하여 기계적인 개선 없이 진동을 감소하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 진동 감소 장치의 구성을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 진동 감소 방법을 도시한 흐름도이다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 또한, 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "…부", "…기", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 진동 감소 장치의 구성을 도시한 도면이다.

이하, 도 1을 이용하여 본 발명의 실시 예에 따른 진동 감소 장치에 대해서 설명한다.

본 발명의 실시 예에 따른 진동 감소 장치(1)는 구동부(10), 기어부(20), MCU(30), 인버터(31), BMS(40) 및 배터리(41)를 포함한다.

구동부(10)는 구동 바퀴, 기어비FGR를 갖는 기어 및 기어와 구동 바퀴 사이에 위치하여 구동 바퀴를 회전하는 구동 축을 포함한다.

기어부(20)는 차량의 기어 변속이 P단이 되면 파킹 기어에 기계적으로 체결되는 파킹 스프라그를 포함한다. 파킹 기어는 와이어로 구성될 수 있다.

MCU(30)는 차량의 기어 변속이 P단으로 변속 되어 파킹 스프라그가 체결되었는지를 판단할 수 있다.

MCU(30)는 파킹 스프라그가 체결된 시점에서의 구동 축의 위치(θp)와 현재 시점에서의 상기 구동축의 위치(θ_m)를 이용하여 상기 구동축의 비틀림 정도를 판단하고, 상기 구동축의 비틀림이 기 설정된 임계 비틀림(θ_th)을 초과하면 제어 시작으로 판단할 수 있다.

MCU(30)는 제어 시작으로 판단한 이후, 구동축의 비틀림이 상쇄 되도록 모터의 목표 위치를 시작 판단한 시점의 모터위치로 설정하고, 목표 속도를 0으로 설정할 수 있다. MCU(30)는 구동축의 비틀림이 상쇄 되도록 모터의 목표 위치 및 목표 속도를 설정할 수 있다.

ECU(30)는 P단이 해제된 시점에 상기 제어 종료로 판단하고 목표 위치로 상기 구동축의 위치를 수학식 1(PID 제어방법)을 이용하여 제어할 수 있으며, 모터의 속도 제어를 수학식 2(PID 제어방법)를 이용하여 제어할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

[수학식1]

[수학식2]

MCU(30)는 모터를 모터의 목표 위치 및 목표 속도만큼 제어하여 비틀림 정도만큼 위치차이를 보상할 수 있다.

MCU(30)의 제어 시작 판단은 이하 상세하게 설명한다.

MCU(30)는 파킹 스프라그가 체결된 시점에서의 구동 축의 위치(θ_p)와 현재 시점에서의 상기 구동축의 위치의 차이인 파킹 비틀림이 기 설정된 임계 비틀림(θ_th) 이상이면 진동 비틀림이 발생했다고 판단할 수 있다. 이후, ECU(30)는 임의의 제1 시점과 제 2 시점 사이의 상기 구동축의 위치 차이인 현재 비틀림(△θm)과 기 설정된 정상 비틀림을 비교하여 상기 현재 비틀림이 정상인지 판단하고, 상기 비틀림 발생 기간(Stt_Cnt)을 변경할 수 있다.

구체적으로 설명하면, ECU(30)는 현재 비틀림(△θm)이 정상 비틀림 (θdel) 미만이면 현재 비틀림(△θm)은 비정상이라고 판단하고, 비틀림 발생 기간(Stt_Cnt)을 단위 시간(예를 들어 1초)만큼 증가할 수 있다. ECU(30)는 상기 현재 비틀림이 상기 정상 비틀림(θdel) 이상인 경우 상기 현재 비틀림(△θm)은 정상이라고 판단하고, 비틀림 발생 기간(Stt_Cnt)을 리셋할 수 있다.

ECU(30)는 상기 비틀림 발생 기간(Stt_Cnt)이 기 설정된 기준 시간(T)을 초과하면 제어 시작으로 판단할 수 있다. MCU(30)는 제어 시작 판단에 따라 구동축의 비틀림이 상쇄 되도록 모터의 목표 위치 및 목표 속도를 생성할 수 있다. 또한, ECU(30)는 비틀림 발생 기간(Stt_Cnt)이 기 설정된 기준 시간 이하이면 제어 시작 보류로 판단할 수 있다.

인버터(31)는 MCU(30)의 제어에 따라 구동 모터(32)를 제어할 수 있다.

구동모터(32)는 배터리(41)의 전압을 이용하여 차량을 구동할 수 있다.

BMS(40)는 구동모터(32)에 공급되는 전압을 일정하게 유지할 수 있다.

배터리(41)는 구동모터(32)에 구동 전류를 공급할 수 있다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 진동 감소 방법을 도시한 흐름도이다.

이하, 도 2를 이용하여 본 발명의 실시 예에 따른 진동 감소 방법에 대해서 설명한다.

상기 파킹 스프라그가 체결되었는지 판단하는 단계(S10)에서 MCU(30)는 차량의 기어 변속이 P단으로 변속 되어 파킹 스프라그가 체결되었는지를 판단한다.

제어 시작을 판단하는 단계(S20)에서 MCU(30)는 변경된 현재 비틀림 발생 시간을 이용하여 제어 시작을 판단한다.

모터 위치/속도 제어 단계(S30)에서 MCU(30)는 모터의 목표 위치 및 목표 속도를 생성한다.

위치/속도 제어 종료 판단 단계(S40)에서 MCU(30)는 제어 종료 시점을 판단한다.

모터 위치/속도 제어 종료단계에서 MCU(30)는 생성된 모터의 목표 위치 및 목표 속도로 구동 모터(32)를 제어한다.(S50)

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 제어 시작을 판단하는 방법을 도시한 흐름도이다.

이하, 도 3을 이용하여 본 발명의 실시 예에 따른 제어 시작을 판단하는 방법에 대하여 설명한다.

진동 비틀림 발생을 판단하는 단계(S21)에서 ECU(30)는 파킹 비틀림을 이용하여 진동 비틀림 발생을 판단한다.

ECU(30)는 진동 비틀림이 발생한 경우, 현재 비틀림(△θm)이 정상인지 판단한다. (S22);

ECU(30)는 현재 비틀림(△θm)이 정상이라고 판단한 경우, 비틀림 발생 기간(Stt_Cnt)을 단위 시간만큼 증가한다. (S23)

ECU(30)는 진동 비틀림이 발생하지 않았다고 판단하거나, 비틀림(△θm)이 비정상이라고 판단한 경우 비틀림 발생기간을 리셋한다.(S24)

비틀림 발생 기간(Stt_Cnt)을 판단하는 단계(S25)에서 ECU(30)는 비틀림 발생 기간(Stt_Cnt)이 기 설정된 기준 시간(T)을 초과하면 구동모터(32)의 제어를 시작하고(S26), 기준 시간(T) 이하이면 제어 시작을 보류한다.(S27)

이상에서 본 발명의 일 실시 예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 든다고 할 것이다.

1: 진동 감소 장치
10: 구동부
20: 기어부
30: MCU
31: 인버터
32: 구동 모터
40: BMS
41: 배터리

Claims

차량의 기어 변속이 P단이 되면 파킹 기어에 기계적으로 체결되는 파킹 스프라그를 포함한 기어부; 및
상기 파킹 스프라그가 체결된 시점에서의 구동 축의 위치와 현재 시점에서의 상기 구동축의 위치를 이용하여 상기 구동축의 비틀림 정도를 판단하고, 상기 구동축의 비틀림이 기 설정된 임계 비틀림 이상이면 제어 시작으로 판단하고, 상기 구동축의 비틀림이 상쇄 되도록 상기 모터의 목표 위치를 생성하고, 제어 종료로 판단한 시점에 상기 목표 위치로 상기 구동축의 위치를 제어하는 ECU를 포함한 진동 감소 장치.
제2 항에 있어서,
상기 ECU는 상기 파킹 스프라그가 체결된 시점에서의 구동 축의 위치와 현재 시점에서의 상기 구동축의 위치의 차이인 파킹 비틀림이 기 설정된 임계 비틀림 이상이면 진동 비틀림이 발생했다고 판단하고,
상기 ECU는 상기 진동 비틀림이 발생했다고 판단한 시점 이후에, 임의의 제1 시점과 제 2 시점 사이의 상기 구동축의 위치 차이인 현재 비틀림과 기 설정된 정상 비틀림을 비교하여 상기 현재 비틀림이 정상인지 판단하고, 상기 현재 비틀림 발생 시간을 변경하는 진동 감소 장치.
제2 항에 있어서,
상기 ECU는 상기 현재 비틀림이 상기 정상 비틀림 미만인 경우 상기 현재 비틀림은 비정상이라고 판단하고, 상기 비틀림 발생기간을 단위 시간 증가시키는 진동 감소 장치.
제3 항에 있어서,
상기 ECU는 상기 현재 비틀림이 상기 정상 비틀림 이상인 경우 상기 현재 비틀림은 정상이라고 판단하고, 상기 비틀림 발생기간을 리셋하는 진동 감소 장치.
제3 항에 있어서,
상기 ECU는 상기 비틀림 발생기간이 기 설정된 기준 시간을 초과하면 상기 제어 시작으로 판단하는 진동 감소 장치.
제3 항에 있어서,
상기 ECU는 상기 비틀림 발생기간이 기 설정된 기준 시간 이하이면 상기 제어 시작 보류로 판단하는 진동 감소 장치.
제5 항에 있어서,
상기 ECU는 상기 P단이 해제된 시점에 상기 제어 종료로 판단하는 진동 감소 장치.
제7 항에 있어서,
상기 차량은 구동 모터로 움직이고, 상기MCU 는 상기 구동 모터를 제어하는 인버터를 제어하고,
상기 구동 모터의 구동 전류를 공급하는 배터리 및 상기 배터리의 상기 전류를 제어하는 배터리 제어기를 포함한 진동 감소 장치.
제8 항에 있어서,
상기 MCU는 상기 P단이 된 이후에 상기 차량의 브레이크 페달 값이 기 설정된 임계 브레이크 값 이하이면, 상기 제어 시작으로 판단하는 진동 감소 장치.
제9 항에 있어서,
상기 파킹 기어는 와이어로 구성된 진동 감소 장치.
차량의 기어 변속이 P단이 되면 파킹 기어에 기계적으로 체결되는 파킹 스프라그를 포함한 기어부, 상기 파킹 스프라그가 체결된 시점에서의 구동 축의 위치와 현재 시점에서의 상기 구동축의 위치를 이용하여 상기 구동축의 비틀림 정도를 판단하고, 상기 구동축의 비틀림이 기 설정된 임계 비틀림 이상이면 제어 시작으로 판단하고, 상기 구동축의 비틀림이 상쇄 되도록 상기 모터의 목표 위치를 생성하고, 제어 종료로 판단한 시점에 상기 목표 위치로 상기 구동축의 위치를 제어하는 ECU를 포함한 진동 감소 방법에 있어서,
차량의 기어 변속이 P단으로 변속 되었는지 판단하는 단계:
상기 위치 제어 시작을 판단하는 단계;
상기 모터의 목표 위치를 생성하는 단계; 및
제어 종료를 판단하고 상기 목표 위치로 상기 구동축의 위치를 제어하는 종료 단계를 포함한 진동 감소 방법.
제11 항에 있어서,
상기 위치 제어 시작을 판단하는 단계는
상기 파킹 스프라그가 체결된 시점에서의 구동 축의 위치와 현재 시점에서의 상기 구동축의 위치의 차이인 파킹 비틀림을 이용하여 진동 비틀림 발생을 판단하는 단계;
상기 ECU는 상기 제어 시작으로 판단한 시점 이후에, 임의의 제1 시점과 제 2 시점 사이의 상기 구동축의 위치 차이인 현재 비틀림과 기 설정된 정상 비틀림을 비교하여 상기 현재 비틀림이 정상인지 판단하는 단계;
상기 현재 비틀림 발생 시간을 변경하는 단계; 및
상기 변경된 현재 비틀림 발생 시간을 이용하여 상기 제어 시작을 판단하는 단계를 포함하는 진동 감소 방법.
제12 항에 있어서,
상기 현재 비틀림이 정상인지 판단하는 단계는, 상기 현재 비틀림이 상기 정상 비틀림 미만인 경우 상기 현재 비틀림은 비정상이라고 판단하고,
상기 현재 비틀림 발생 시간을 변경하는 단계에서 상기 비틀림 발생기간을 단위 시간 증가시키는 진동 감소 방법.
제13 항에 있어서,
상기 제어 시작을 판단하는 단계는, 상기 비틀림 발생기간이 기 설정된 기준 시간을 초과하면 상기 제어 시작으로 판단하는 진동 감소 방법.
제12 항에 있어서,
상기 현재 비틀림이 정상인지 판단하는 단계는, 상기 현재 비틀림이 상기 정상 비틀림 이상이면 상기 현재 비틀림은 정상이라고 판단하고,
상기 현재 비틀림 발생 시간을 변경하는 단계는, 상기 비틀림 발생기간을 리셋 하는 진동 감소 방법.
제13 항에 있어서,
상기 제어 시작을 판단하는 단계는 상기 비틀림 발생기간이 기 설정된 기준 시간 이하이면 상기 제어 시작 보류로 판단하는 진동 감소 방법.