KR100916459B1 - 하이브리드 차량의 클러치 특성 보정 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 하이브리드 차량의 클러치 특성 보정 방법에 관한 것으로서, 변속기의 동력 전달이 차단된 상태 및 엔진의 연료 컷 상태에서, 전동 발전기를 구동하고, 이때 전동 발전기의 구동력을 반 클러치상태의 클러치를 통해 전달하여 엔진을 공회전시키는 단계와; 이후 클러치 전달 토크 추정수단이 엔진 및 전동 발전기의 회전수가 일정해지는 회전수 안정화 상태를 판단하여, 전동 발전기 토크로부터 클러치 전달 토크를 추정한 뒤, 추정된 상기 클러치 전달 토크를 기초로 클러치 특성을 보정하는 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 클러치 특성 보정 방법에 관한 것이다.

또한 본 발명은 변속기의 동력 전달이 차단된 상태에서, 엔진을 시동한 뒤 엔진의 구동력을 반 클러치상태의 클러치를 통해 전달하여 전동 발전기를 회전시키는 단계와; 이후 클러치 전달 토크 추정수단이 엔진 및 전동 발전기의 회전수가 일정해지는 회전수 안정화 상태를 판단하여, 전동 발전기 토크로부터 클러치 전달 토크를 추정한 뒤, 추정된 상기 클러치 전달 토크를 기초로 클러치 특성을 보정하는 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 클러치 특성 보정 방법에 관한 것이다.

상기한 본 발명에 의하면, 주행상태의 전환시에 운전자가 의도하지 않은 차량 구동력 변동이 발생하는 것을 피할 수 있고, 운전자가 의도하는 차량 구동력을 안정되게 얻을 수 있게 되며, 종래의 토크 컨버터를 삭제할 수 있어 하이브리드 시 스템의 경량화 및 원가 절감이 가능해진다.

하이브리드, 엔진, 전동 발전기, 모터, 클러치, 특성보정

Description

하이브리드 차량의 클러치 특성 보정 방법{Calibration method for clutch property of hybrid electric vehicle}

본 발명은 하이브리드 차량의 클러치 특성 보정 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 미리 정해진 복수의 제어용 클러치 전달 토크 특성 맵 중에 현 주행상황에 가장 가까운 특성 맵을 선택한 뒤 이 선택된 특성 맵을 이용하여 오픈 루프(Open Loop)로 클러치의 전달 토크를 제어함으로써, 클러치 접속시의 진동이나 쇼크를 경감시킬 수 있는 하이브리드 차량의 클러치 특성 보정 방법에 관한 것이다.

일반적으로 넓은 의미의 하이브리드 차량은 서로 다른 두 종류 이상의 동력원을 효율적으로 조합하여 차량을 구동시키는 것을 의미하나, 대부분의 경우는 연료를 사용하여 구동력을 얻는 엔진과 배터리의 전력으로 구동되는 전기모터에 의해 구동력을 얻는 차량을 의미하며, 이를 하이브리드 전기 차량(Hybrid Electric Vehicle, HEV)이라 부르고 있다.

최근 연비를 개선하고 보다 환경친화적인 제품을 개발해야 한다는 시대적 요청에 부응하여 하이브리드 전기 차량에 대한 연구가 더욱 활발히 진행되고 있다.

하이브리드 전기 차량(이하, 하이브리드 차량으로 약칭함)은 엔진과 전기모터를 동력원으로 하여 다양한 구조를 형성할 수 있는데, 현재까지 연구되고 있는 대부분의 차량은 병렬형이나 직렬형 중에서 하나를 채택하고 있다.

이 중에서 병렬형은 엔진이 배터리를 충전시키기도 하나 전기모터와 함께 차량을 직접 구동시키도록 되어 있는 것으로, 구조가 직렬형보다 상대적으로 복잡하고 제어로직이 복잡하다는 단점은 있지만, 엔진의 기계적 에너지와 배터리의 전기에너지를 동시에 사용할 수 있어 에너지를 효율적으로 사용할 수 있다는 장점 때문에 승용차 등에 널리 채택되고 있는 구조이다.

특히, 엔진과 전기모터의 최적 작동영역을 이용하므로 구동 시스템 전체의 연비를 향상시킴은 물론 제동시에는 전기모터로 에너지를 회수하므로 효율적인 에너지의 이용이 가능하다.

첨부한 도 1은 병렬형 하이브리드 차량의 구동시스템 및 파워트레인 구성을 도시한 개략도로서, 이를 설명하면, 동력원으로 엔진(10), 전동 발전기(MG)(변속기측)(20)가 구비되고, 엔진(10)과 전동 발전기(20) 사이에 엔진클러치(12)가 개재되며, 전동 발전기(20)의 출력단이 자동변속기(30)에 연결되어 있다.

이러한 하이브리드 차량에서는 엔진클러치(12)의 접속 혹은 슬립의 상태에서 엔진(10)과 전동 발전기(20)를 병용하여 주행(HEV 주행)하거나 엔진만으로 주행(EG 주행)하고, 엔진(10)을 주행에 이용하지 않고 전동 발전기(20)만으로 주행(EV 주 행)할 때에는 엔진클러치(12)를 개방하여 엔진을 분리한 상태로 주행한다.

즉, 엔진클러치(12)는 엔진(10)과 전동 발전기(20) 사이에서 엔진 동력의 연결을 단속하는 역할을 하는데, 엔진클러치(12)가 접속 또는 개방된 상태에 따라 전동 발전기(20)의 회전력만을 이용하는 EV(Electric Vehicle) 모드, 엔진(10)의 회전력만을 이용하는 엔진 모드(EG 모드), 전동 발전기(20)와 엔진(10)의 회전력을 동시에 이용하는 HEV(Hybrid Electric Vehicle) 모드의 선택 및 전환이 가능하게 된다.

예를 들어, 초기 출발 및 저속 주행시에는 저 RPM에서 효율이 좋은 전동 발전기(20)를 이용하여 차량의 출발을 도모하며, 차량이 일정속도를 갖게 되면 ISG(Integrated Starter & Generator)(40)가 엔진(10)을 시동하여 엔진의 출력과 전동 발전기의 출력을 동시에 이용하게 된다.

엔진(10)과 전동 발전기(20)의 출력은 자동변속기(30)를 통해 변속된 뒤 구동축(50)에 전달되어 구동륜에 최종적으로 전달된다.

상기와 같이 초기 출발 및 저속 주행시에는 엔진클러치(12)를 개방함으로써 엔진(10) 연결이 해제된 상태로 전동 발전기(20)에 의해서만 차량 구동력을 얻으며, 차량의 초기 출발시 엔진(10)의 효율이 전동 발전기(20)의 효율에 비해 떨어지기 때문에 효율이 좋은 전동 발전기(20)를 이용하여 초기 출발을 시작하는 것이 차량의 연비 측면에서 유리하다.

또한 HEV 모드에서는 엔진클러치(12)를 접속시켜 엔진(10)을 전동 발전기(20)에 연결함으로써 엔진(10)과 전동 발전기(20)의 회전력이 함께 구동축(50)에 전달되도록 하고, 이에 엔진(10) 및 전동 발전기(20)의 회전력에 의해 차량이 주행되도록 한다.

상기와 같이 EV 모드와 HEV 모드의 주행모드 선택이 엔진클러치의 작동을 제어함으로써 수행되는데, 엔진클러치(12)의 작동은 유압장치에 의해 제어된다.

한편, 종래의 클러치 제어 과정에서는 다음과 같은 문제점이 있었다.

주행상태에 따라 하기와 같이 클러치의 개폐를 전환하고 있다.

A : 엔진만으로 주행 - 클러치 : 폐(閉)

B : 엔진 및 전동 발전기(모터)로 주행 - 클러치 : 폐(閉)

C : 전동 발전기만으로 주행 - 클러치 : 개(開)

그러나, 주행 중 C 주행에서 A, B 주행으로 전환되는 경우, 즉 주행 중 엔진의 지원을 얻기 위해 클러치가 닫히게 될 때, 클러치의 특성(클러치 디스크로의 스러스트력, 슬립률, 전달 토크, 및 온도ㆍ오일 종류 등의 관계)을 상세하게 파악하지 않고 사용하면, 클러치의 접속 제어가 잘 되지 않아(오픈 루프의 경우), 쇼크가 발생하여 위화감을 주는 경우가 있다.

따라서, 클러치의 특성을 더욱 명확하게 파악하는 것이 요구되고 있다.

관련된 종래의 기술로서, 일본 특허 제3657902호의 차량용 동력전달장치에서는 클러치 접속시의 제어방법으로 피드백(Feedback) 방식을 적용하고 있으나, 이 방식에서는 클러치 접속시에 과도적 현상으로 진동이 발생하는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명한 것으로서, 클러치 제어 정밀도를 향상시켜 주행상태의 전환시에 운전자가 의도하지 않은 차량 구동력 변동이 발생하는 것을 피할 수 있고(쇼크 발생 방지), 운전자가 의도하는 차량 구동력을 안정되게 얻을 수 있도록 하는 하이브리드 차량의 클러치 특성 보정 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, 전동 발전기, 그 회전수 검출수단, 전동 발전기 제어수단, 및 전동 발전기 출력 토크 추정수단과; 엔진, 그 회전수 검출수단, 및 엔진 제어수단과; 상기 전동 발전기와 엔진의 동력을 차륜에 전달 내지 전달의 차단을 수행하는 클러치와 변속기를 포함한 동력 전달 제어장치, 및 복수의 제어용 클러치 전달 토크 특성 맵;을 포함하는 동력발생기관을 구비한 하이브리드 차량의 클러치 특성 보정 방법에 있어서, 변속기의 동력 전달이 차단된 상태 및 엔진의 연료 컷 상태에서, 전동 발전기를 구동하고, 이때 전동 발전기의 구동력을 반 클러치상태의 클러치를 통해 전달하여 엔진을 공회전시키는 단계와; 이후 클러치 전달 토크 추정수단이 엔진 및 전동 발전기의 회전수가 일정해지는 회전수 안정화 상태를 판단하여, 전동 발전기 토크로부터 클러치 전달 토크를 추정한 뒤, 추정된 상기 클러치 전달 토크를 기초로 클러치 특성을 보정하는 단계 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 클러치 특성 보정 방법을 제공한다.

여기서, 상기 추정된 클러치 전달 토크와, 전동 발전기 토크가 서로 같아진 것으로 간주하여 클러치 특성을 보정하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 클러치 특성을 보정하는 단계는, 상기 추정된 클러치 전달 토크와, 추정시 전동 발전기 회전수와 엔진 회전수 차이(회전차)를 기초로 하여 미리 등록된 복수의 클러치 전달 토크 특성 맵 중에 하나를 제어용 맵으로 선택하여 사용하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 미리 등록된 복수의 클러치 전달 토크 특성 맵중, 추정된 클러치 전달 토크 및 추정시 전동 발전기 회전수와 엔진 회전수간의 차이(회전차)에 가장 가까운 특성 맵을 제어용 맵으로 선택하는 것을 특징으로 한다.

상기한 본 발명의 클러치 특성 보정 방법에 의하면, 변속기의 동력 전달이 차단되고 엔진의 연료 컷 상태에서, 전동 발전기의 출력 토크를 반 클러치로 전달하여 엔진을 공회전시키고, 이후 엔진 및 전동 발전기의 회전수가 일정해지는 회전수 안정화 상태를 판단하여, 전동 발전기 토크로부터 클러치 전달 토크를 추정한 뒤, 추정된 클러치 전달 토크를 기초로 하여 클러치 특성을 보정하도록 구성함으로써, 다음과 같은 효과가 있다.

1) 클러치 제어 정밀도가 향상됨에 따라 HEV/EG/EV 각 주행상태의 전환시에 운전자가 의도하지 않은 차량 구동력 변동이 발생하는 것을 피할 수 있게 된다.

2) HEV/EG 주행상태에서 운전자가 의도하는 차량 구동력을 안정되게 얻을 수 있도록 한다.

3) 상기 1), 2)를 해결하기 위하여 필요로 하고 있던 토크 컨버터를 삭제할 수 있게 됨에 따라 하이브리드 시스템의 경량화 및 원가 절감이 가능해진다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 대해 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 엔진클러치의 슬립 중에 전달 토크 제어에 이용하는 클러치 특성 맵을 높은 정밀도로 자기보정을 수행함으로써 제어 정밀도를 확보하는 하이브리드 시스템의 제어 기술에 관한 것이다.

본 발명에서는, 엔진클러치(이하, 클러치로 약칭함)를 제어함에 있어서, 미리 정해진 복수의 제어용 클러치 전달 토크 특성 맵 중에 현 주행상황에 가장 가까운 특성 맵을 선택한 뒤 이 선택된 맵을 이용하여 오픈 루프(Open Loop)로 클러치의 전달 토크를 제어함으로써, 클러치 접속시의 진동이나 쇼크를 경감할 수 있게 된다.

특히, 현 주행상황에서의 클러치 특성을 추정하여 맵을 선택(클러치 특성의 추정치(계산치)로부터 맵을 선택)하기 위해서는 엔진 토크보다 정밀도가 높은 전동 발전기(모터) 토크의 추정치(계산치)를 이용하여 클러치 특성을 추정한다.

본 발명의 일 실시예로서, 적어도 한 개 이상의 전동 발전기, 그 회전수 검출수단, 전동 발전기 제어수단, 및 전동 발전기 출력 토크 추정수단과; 엔진, 그 회전수 검출수단, 및 엔진 제어수단과; 상기 전동 발전기와 엔진의 동력을 차륜에 전달 내지 전달의 차단을 수행하는 클러치와 변속기를 포함한 동력 전달 제어장치, 및 복수의 제어용 클러치 전달 토크 특성 맵;을 포함하여 구성되는 동력발생기관에 있어서, 클러치 전달 토크 추정수단은, 상기 동력 전달 제어장치의 동력 전달이 차단된 상태가 되면, 클러치를 전동 발전기 출력 토크에 의해 슬립시켜, 그때의 전동 발전기의 회전수, 토크 계산치(추정치) 및 엔진의 회전수로부터 클러치의 슬립량(슬립률), 전달 토크를 추정하고, 이 추정치를 이용하여 상기 복수의 클러치 전달 토크 특성 맵 중에 가장 가까운 것을 선택함으로써 하이브리드 차량의 클러치 특성 보정을 수행한다.

첨부한 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 구동시스템의 구동상태를 도시한 개략도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 차량의 클러치 보정 방법을 나타낸 순서도이다.

구체적으로는, 비구동 범위 또는 구동 범위에서의 정차시에 변속기(30)를 비구동상태로 하고, 전동 발전기(20)의 토크를 출력하면서, 반 클러치상태의 클러치(12)를 통해 엔진(10)을 공전시킨다.

즉, 차량 정차시에 전동 발전기(20)와 차륜 사이에 위치하는 변속기(30)를 중립상태 또는 파킹상태로 한 뒤, 전동 발전기(20)의 토크를 출력하면서, 전동 발전기(20)의 구동력을 반 클러치로 전달하여 엔진(10)을 회전시키는 것이다.

이때, 엔진(10)은 연료 컷 상태로 하여 운전하지 않으며, 엔진 마찰로 전동 발전기의 구동력을 흡수하게 된다.

그리고, 전동 발전기 토크의 조절에 의해 엔진 회전수를 일정하게 유지하는데, 전동 발전기 구동 토크, 클러치 전달 토크, 엔진 마찰 토크가 조화되어 엔진 및 전동 발전기의 회전수가 일정하게 안정화되면, 전동 발전기 토크의 추정치로부터 클러치 전달 토크를 추정하여, 그때의 슬립 회전수(그리고 회전률)로부터 그것에 가장 가까운 맵을 선택하게 된다.

이 과정에서, 도 3에 나타낸 바와 같이, 전동 발전기(MG)의 회전수는 회전수 목표 설정치로 간주하여 추정하고, 클러치 제어 유압 듀티는 설정치로 간주하여 추정한 뒤, 엔진 회전수 변동치와 전동 발전기 회전수 변동치가 모두 설정치보다 작아지게 되어 엔진 및 전동 발전기의 회전수가 모두 안정화되면, 전동 발전기 토크(추정치) = 클러치 실전달 토크로 간주하여 클러치 특성의 보정을 수행한다.

클러치 특성의 보정은, 전동 발전기 토크 추정치로 구해진 클러치 실전달 토크 및 클러치 차회전(差回轉)(엔진과 전동 발전기의 차회전)으로부터 미리 정한 복수의 클러치 특성 후보로부터 가장 가까운 것을 제어용 맵으로 선택하여 보정한다.

이때, 클러치 실전달 토크 측정시 회전차, 즉 ｜전동 발전기 회전수 - 엔진 회전수｜를 구하며, 클러치 실전달 토크와 클러치 실전달 토크 측정시 상기 회전차를 기초로 하여 미리 정한 복수의 클러치 특성 맵 중에서 클러치 실전달 토크치 및 회전차에 가장 가까운 특성 맵을 제어용 맵으로 선택하게 된다.

첨부한 도 4는 본 발명에서 클러치 전달 토크 추정치로부터 제어용 맵을 선 택하는 방법을 설명하기 위한 도면으로서, 도시된 바와 같이, 구해진 회전차에서의 토크치가 상기 클러치 실전달 토크에 가장 가까운 특성 맵1을 제어용 맵으로 선택하게 된다.

한편, 본 발명의 다른 실시예로서, 적어도 한 개 이상의 전동 발전기, 그 회전수 검출수단, 전동 발전기 제어수단, 및 전동 발전기 출력 토크 추정수단과; 엔진, 그 회전수 검출수단, 및 엔진 제어수단과; 상기 전동 발전기와 엔진의 동력을 차륜에 전달 내지 전달의 차단을 수행하는 클러치와 변속기를 포함한 동력 전달 제어장치, 및 복수의 제어용 클러치 전달 토크 특성 맵;을 포함하여 구성되는 동력발생기관에 있어서, 클러치 전달 토크 추정수단은, 상기 동력 전달 제어장치의 동력 전달이 차단된 상태가 되면, 클러치를 엔진 출력 토크에 의해 슬립시켜, 그때의 클러치 전달 토크를 전동 발전기로 흡수하고, 그때의 전동 발전기의 회전수, 토크 계산치(추정치) 및 엔진의 회전수로부터 클러치의 슬립량(슬립률), 전달 토크를 추정한 뒤, 이 추정치를 이용하여 상기 복수의 클러치 전달 토크 특성 맵 중에 가장 가까운 것을 선택함으로써 하이브리드 차량의 클러치 특성 보정을 수행한다.

첨부한 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 구동시스템의 구동상태를 도시한 개략도이고, 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 하이브리드 차량의 클러치 보정 방법을 나타낸 순서도이다.

구체적으로는, 비구동 범위 또는 구동 범위에서의 정차시에 변속기(30)를 비구동상태로 하고, ISG(도 1에서 도면부호 40임)를 기동하여 엔진(10)을 시동한 뒤, 엔진 토크를 출력하면서 엔진 구동력으로 전동 발전기(20)를 회전시킨다.

즉, 차량 정차시에 전동 발전기(20)와 차륜 사이에 위치하는 변속기(30)를 중립상태 또는 파킹상태로 한 뒤, 엔진(10)을 시동하여 엔진의 토크를 출력하면서, 엔진의 출력 토크를 반 클러치상태의 클러치(12)를 통해 전달하여 전동 발전기(20)를 회전시키는 것이다.

이때, 전동 발전기에 엔진 토크를 흡수시켜 전동 발전기의 회전수가 일정하게 되도록 제어하는데, 엔진 출력 토크, 클러치 전달 토크, 전동 발전기 토크가 조화되어 엔진 및 전동 발전기의 회전수가 일정하게 안정화되면, 전동 발전기 토크의 추정치로부터 클러치 전달 토크를 추정하여, 그때의 슬립 회전수(그리고 회전률)로부터 그것에 가장 가까운 맵을 선택하게 된다.

이 과정에서, 도 3에 나타낸 바와 같이, 클러치 제어 유압 듀티는 설정치로 간주하여 추정하고, 전동 발전기(MG)의 회전수는 회전수 목표 설정치로 간주하여 추정한 뒤, 전동 발전기의 회전수와 설정치 간의 차이가 회전수 오차 설정치보다 작고, 엔진 회전수 변동치와 전동 발전기 회전수 변동치가 모두 설정치보다 작아지게 되어 엔진 및 전동 발전기의 회전수가 모두 안정화되면, 전동 발전기 토크(추정치) = 클러치 전달 토크로 간주하여 클러치 특성의 보정을 수행한다.

클러치 특성의 보정은, 전동 발전기 토크 추정치로 구해진 클러치 전달 토크 및 클러치 차회전(差回轉)(엔진과 전동 발전기의 차회전)으로부터 미리 정한 복수의 클러치 특성 후보로부터 가장 가까운 것을 제어용 맵으로 선택하여 보정한다.

이때, 클러치 전달 토크 추정시의 회전차, 즉 ｜전동 발전기 회전수 - 엔진 회전수｜를 구하며, 클러치 실전달 토크와 클러치 실전달 토크 측정시 상기 회전차 를 기초로 하여 미리 정한 복수의 클러치 특성 맵 중에서 클러치 실전달 토크치 및 회전차에 가장 가까운 특성 맵을 제어용 맵으로 선택하게 된다.

첨부한 도 7은 본 발명에서 클러치 전달 토크 추정치로부터 제어용 맵을 선택하는 방법을 설명하기 위한 도면으로서, 도시된 바와 같이, 구해진 회전차에서의 토크치가 상기 클러치 실전달 토크에 가장 가까운 특성 맵1을 제어용 맵으로 선택하게 된다.

한편, 첨부한 도 8a와 도 8b는 본 발명의 효과를 종래기술과 비교하여 설명하기 위한 도면으로서, 도 8a는 종래기술에 따른 클러치 제어상태를, 도 8b는 본 발명에 따른 클러치 제어상태를 나타낸 도면이다.

우선, 도 8a를 참조하면, 하이브리드 차량에서 배터리 충전량이 떨어지면, 액셀 조작에 변화가 없더라도 자동으로 엔진을 시동하고, 이후 클러치 전달 토크에 제어 오차가 있게 되면, 전동 발전기(모터)만의 주행상태로부터 엔진 병용의 운전으로 전환될 때 차륜 구동 토크에 단차가 발생한다.

이와 같이 종래에는 엔진 토크를 이용하여 보정하므로 제어 정밀도가 낮아 제어 오차가 발생하였으며, 결국 차량 가속에 단차가 발생하게 된다.

반면, 본 발명에 따르면, 클러치 제어 정밀도가 향상되면서 차륜 구동 토크의 단차가 해소될 수 있게 된다.

도 8b를 참조하면, 엔진 토크가 회전수 제어에 의해 클러치 토크와 비슷한 토크로 수정되고, 전동 발전기 토크를 이용하여 보정하므로, 제어 정밀도가 높아 제어 오차가 작아지고, 차량 가속의 변화가 최소화될 수 있게 된다.

이와 같이 하여, 본 발명에서는 엔진, 클러치, 전동 발전기(모터), 변속기, 구동륜으로 이루어진 하이브리드 차량의 동력발생 및 구동시스템에서 변속기를 중립(또는 파킹)상태로 한 후, 전동 발전기를 작동시키고, 그 동력을 클러치의 반 클러치 상태를 경유하여 엔진에 전달한다. 이때, 엔진은 연료 컷 상태로 하여 동력의 흡수체로 사용한다.

그리고, 엔진과 전동 발전기의 회전수가 각각 일정하게 되었을 때, 전동 발전기의 구동 토크, 클러치의 전달 토크, 엔진의 수동 토크가 같은 값이 되는 것에 착안하여, 1) 소비 전력과 회전수를 명확하게 알 수 있기 때문에 전동 발전기의 구동 토크를 명확히 알 수 있고, 2) 엔진의 수동 토크가 모터의 구동 토크와 같은 값이고 회전수는 계측치로부터 명확하기 때문에 엔진의 소비 동력을 명확히 알 수 있으므로, 상기 1), 2)로부터 클러치 특성의 일단을 알 수 있으며, 그것을 기초로 사전에 설정 등록된 클러치 특성 맵 중에서 그 운전상태에 가장 가까운 것을 선택한 뒤, 그 특성을 이용하여 제어함으로써 클러치 접속시의 쇼크를 완화시킬 수 있다.

이러한 본 발명을 종래와 비교해보면, 일본 특허 제3657902호에는 차량의 동력 전달 클러치의 접속에 관한 제어장치가 개시되어 있으나, 이는 클러치 특성 보정 방법이 피드백 방식으로, 본 발명의 오픈 루프에서의 제어와는 다르다.

오픈 루프의 경우에는 상세한 클러치 특성이 요구되는데, 이 클러치 특성을 정확하고 용이하게 찾아내는 것이 본 발명의 포인트이다.

또한 상기 일본 특허는 제어 프로그램이 학습식으로, 먼저 기억하고 있던 것을 클러치의 사용상황에 따라 갱신해 가는 것이며, 본 발명은 사전에 복수의 클러 치 특성이 등록되어 있어 주행 환경에 따라 그때의 클러치 특성에 맞는 것을 선택하도록 되어 있는 것이다.

이와 같이 본 발명은 종래기술과 제어방식이 다르며(오픈 루프와 피드백 방식의 차이), 오픈 루프 쪽이 용이하게 클러치 접속시의 쇼크를 완화할 수 있다.

또한 제어에 사용되는 기준이 되는 것이 학습방식과는 달리 등록한 것으로부터 그때의 상황에 맞는 것을 선택하는 방식으로 되어 있어 종래기술과는 분명한 차이가 있다.

이러한 본 발명의 클러치 특성 보정 방법에 따르면, 클러치의 슬립상태에서의 토크 제어성을 높임으로써, 하기 3개의 목적을 동시에 만족시킬 수 있게 된다.

1) HEV/EG/EV 각 주행상태의 전환시에 운전자가 의도하지 않은 차량 구동력 변동이 발생하는 것을 피할 수 있게 된다.

2) HEV/EG 주행상태에서 운전자가 의도하는 차량 구동력을 안정되게 얻을 수 있도록 한다.

3) 상기 1), 2)를 해결하기 위하여 필요로 하고 있던 토크 컨버터를 삭제할 수 있게 됨에 따라 하이브리드 시스템의 경량화 및 원가 절감이 가능해진다.

도 1은 병렬형 하이브리드 차량의 구동시스템 및 파워트레인 구성을 도시한 개략도,

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 구동시스템의 구동상태를 도시한 개략도,

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 차량의 클러치 보정 방법을 나타낸 순서도,

도 4는 본 발명에서 클러치 전달 토크 추정치로부터 제어용 맵을 선택하는 방법을 설명하기 위한 도면,

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 구동시스템의 구동상태를 도시한 개략도,

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 하이브리드 차량의 클러치 보정 방법을 나타낸 순서도,

도 7은 본 발명에서 클러치 전달 토크 추정치로부터 제어용 맵을 선택하는 방법을 설명하기 위한 도면,

도 8a와 도 8b는 본 발명의 효과를 종래기술과 비교하여 설명하기 위한 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 엔진 12 : 클러치

20 : 전동 발전기 30 : 변속기

Claims (8)

1. 전동 발전기, 그 회전수 검출수단, 전동 발전기 제어수단, 및 전동 발전기 출력 토크 추정수단과; 엔진, 그 회전수 검출수단, 및 엔진 제어수단과; 상기 전동 발전기와 엔진의 동력을 차륜에 전달 내지 전달의 차단을 수행하는 클러치와 변속기를 포함한 동력 전달 제어장치, 및 복수의 제어용 클러치 전달 토크 특성 맵;을 포함하는 동력발생기관을 구비한 하이브리드 차량의 클러치 특성 보정 방법에 있어서,

   변속기의 동력 전달이 차단된 상태 및 엔진의 연료 컷 상태에서, 전동 발전기를 구동하고, 이때 전동 발전기의 구동력을 반 클러치상태의 클러치를 통해 전달하여 엔진을 공회전시키는 단계와;

   이후 클러치 전달 토크 추정수단이 엔진 및 전동 발전기의 회전수가 일정해지는 회전수 안정화 상태를 판단하여, 전동 발전기 토크로부터 클러치 전달 토크를 추정한 뒤, 추정된 상기 클러치 전달 토크를 기초로 클러치 특성을 보정하는 단계;

   를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 클러치 특성 보정 방법.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 추정된 클러치 전달 토크와, 전동 발전기 토크가 서로 같아진 것으로 간주하여 클러치 특성을 보정하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 클러치 특성 보정 방법.
3. 청구항 1에 있어서,

   상기 클러치 특성을 보정하는 단계는, 상기 추정된 클러치 전달 토크와, 추정시 전동 발전기 회전수와 엔진 회전수 차이(회전차)를 기초로 하여 미리 등록된 복수의 클러치 전달 토크 특성 맵 중에 하나를 제어용 맵으로 선택하여 사용하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 클러치 특성 보정 방법.
4. 청구항 3에 있어서,

   상기 미리 등록된 복수의 클러치 전달 토크 특성 맵중, 추정된 클러치 전달 토크 및 추정시 전동 발전기 회전수와 엔진 회전수간의 차이(회전차)에 가장 가까운 특성 맵을 제어용 맵으로 선택하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 클러치 특성 보정 방법.
5. 전동 발전기, 그 회전수 검출수단, 전동 발전기 제어수단, 및 전동 발전기 출력 토크 추정수단과; 엔진, 그 회전수 검출수단, 및 엔진 제어수단과; 상기 전동 발전기와 엔진의 동력을 차륜에 전달 내지 전달의 차단을 수행하는 클러치와 변속기를 포함한 동력 전달 제어장치, 및 복수의 제어용 클러치 전달 토크 특성 맵; 을 포함하는 동력발생기관을 구비한 하이브리드 차량의 클러치 특성 보정 방법에 있어서,

   변속기의 동력 전달이 차단된 상태에서, 엔진을 시동한 뒤 엔진의 구동력을 반 클러치상태의 클러치를 통해 전달하여 전동 발전기를 회전시키는 단계와;

   이후 클러치 전달 토크 추정수단이 엔진 및 전동 발전기의 회전수가 일정해지는 회전수 안정화 상태를 판단하여, 전동 발전기 토크로부터 클러치 전달 토크를 추정한 뒤, 추정된 상기 클러치 전달 토크를 기초로 클러치 특성을 보정하는 단계;

   를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 클러치 특성 보정 방법.
6. 청구항 5에 있어서,

   상기 추정된 클러치 전달 토크와, 전동 발전기 토크가 서로 같아진 것으로 간주하여 클러치 특성을 보정하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 클러치 특성 보정 방법.
7. 청구항 5에 있어서,

   상기 클러치 특성을 보정하는 단계는, 상기 추정된 클러치 전달 토크와, 추정시 전동 발전기 회전수와 엔진 회전수 차이(회전차)를 기초로 하여 미리 등록된 복수의 클러치 전달 토크 특성 맵 중에 하나를 제어용 맵으로 선택하여 사용하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 클러치 특성 보정 방법.
8. 청구항 7에 있어서,

   상기 미리 등록된 복수의 클러치 전달 토크 특성 맵중, 추정된 클러치 전달 토크 및 추정시 전동 발전기 회전수와 엔진 회전수간의 차이(회전차)에 가장 가까운 특성 맵을 제어용 맵으로 선택하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 클러치 특성 보정 방법.

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