KR101000417B1 - 하이브리드 차량의 변속 중 클러치 유압제어방법 - Google Patents

하이브리드 차량의 변속 중 클러치 유압제어방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 하이브리드 차량의 변속 중 클러치 유압제어방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 하이브리드 차량에서 메인클러치 접합과 변속이 동시에 수행될 필요가 있을 경우 클러치 작동유 초기충진 단계에서 설정되는 초기충진유압 또는 클러치 결합 준비 상태를 유지하는 유압을 기존값과 다른 값으로 사용함으로써, 변속 중 변속감을 개선할 수 있는 하이브리드 차량의 변속 중 클러치 유압제어방법에 관한 것이다.
이를 위해, 본 발명은 클러치 결합이 필요한지 여부를 판단하는 단계; 상기 클러치 결합이 필요한 경우 변속기제어기로부터 변속 중인지 여부를 판단하는 단계; 상기 변속 중인 경우 변속 상황에 맞춰진 클러치 작동유를 기설정된 초기 충진 유압으로 주입하는 단계; 상기 변속 중인 경우 변속 상황에 맞춰진 클러치 결합 준비상태 유지 압력값으로 유압을 인가하여 클러치 결합을 준비하는 단계를 포함하고, 상기 클러치 작동유 초기 충진 단계에서 설정된 초기충진유압 또는 클러치 결합 준비 상태를 유지하는 유압을 변속중이 아닐 때와 다른 값으로 사용하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 변속 중 클러치 유압제어방법을 제공한다.
클러치, 초기 충진, 유압, 변속기, 하이브리드 차량, 엔진, 모터

Description

하이브리드 차량의 변속 중 클러치 유압제어방법{Hydraulic pressure control method for clutch during transmission of HEV}
본 발명은 하이브리드 차량의 변속 중 클러치 유압제어방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 하이브리드 차량에서 메인클러치 접합과 변속이 동시에 수행될 필요가 있을 경우 메인클러치의 유압 프로파일의 변화를 통해 변속감을 개선하는 하이브리드 차량의 변속 중 클러치 유압제어방법에 관한 것이다.
통상적으로, 2개 이상의 동력원을 사용하는 하이브리드 전기 자동차는 엔진과 모터를 동력원으로 하여 다양한 동력 전달 구조를 구성할 수 있으며, 현재 하이브리드 차량의 대부분은 병렬형이나 직렬형의 동력전달 구성중 하나를 채택하고 있다.
직렬형은 엔진과 모터가 직결된 형태로서 병렬형에 비하여 상대적으로 구조가 간단하고, 제어로직이 간단하다는 장점은 있으나, 엔진으로부터의 기계적 에너지를 배터리에 저장하였다 다시 모터를 이용하여 차량을 구동하여야 하기 때문에 에너지 변환시의 효율 측면에서 불리하다는 문제점이 있으며, 반면에 병렬형 구조가 직렬형보다 상대적으로 복잡하고, 제어로직이 복잡하다는 단점은 있지만, 엔진의 기계적 에너지와 배터리의 전기 에너지를 동시에 사용할 수 있어 에너지를 효율적으로 사용할 수 있다는 장점이 있기 때문에 승용차 등에 채택되고 있는 추세에 있다.
병렬형 하이브리드 차량의 시스템 구성은 그 일례로서, 첨부한 도 1에 도시된 바와 같이 동력원으로서 엔진과 모터, 엔진(10)과 모터(12) 사이에 동력을 단속하는 메인클러치(11)와, 모터(12)의 축에 연결된 변속기(13)를 포함한다.
도 2 내지 도 4는 일반적인 메인클러치(11)의 작동상태를 나타내는 도면으로서, 메인클러치(11)의 결합과정을 시작하기 전에는 도 2에 도시한 바와 같이 메인클러치(11)가 완전히 떨어져 있다. 이 상태로 클러치를 붙이게 되면 유압제어가 원활하지 못해서 충격이 발생하게 된다.
따라서, 클러치(11) 결합 제어 과정을 원활하게 하기 위해 작동유를 초기 충진하는 과정을 갖게 된다. 초기 충진과정을 거치고 나면, 도 3과 같은 상태가 되어 있어야 한다. 즉, 클러치(11) 마찰면이 접촉하기 직전이거나, 접촉하더라도 살짝 붙어있어 클러치(11)를 통해 전달되는 토크가 거의 없는 상태여야 한다.
그러나, 유압 밸브나 클러치 등의 단품간 편차로 인해 실제로 도 4에 도시한 바와 같이 클러치가 직접 접촉하는 경우가 종종 발생하게 된다. 또한 클러치를 통해 토크도 위의 경우보다 상대적으로 많은 양이 전달되게 되나, 일반적으로 위의 경우가 발생했다고 할 지라도 차량에 큰 진동이 발생하지 않는다.
한편, 상기 변속기(13)에서 변속이 진행 중일 때 변속기 내부 클러치(14)의 해제 및 접합 시 일정한 변속감을 구현하기 위해서는 메인클러치(11)가 완전히 결합되어 있거나, 완전히 분리되어 있어야 한다.
왜냐하면, 메인클러치(11)가 미끄러지고 있는 경우에는 메인클러치(11)를 통해 전달되는 토크량을 알기가 어렵기 때문에 변속기(13)의 내부클러치(14)를 어떻게 접합을 해야 할 지가 불분명해지기 때문이다.
그러나, 일반적인 차량 주행시 메인클러치의 접합과 변속이 동시에 필요한 경우가 종종 발생하게 되며, 메인클러치의 접합과 변속이 동시에 필요한 경우에 총시간을 단축하려다 보면, 메인클러치의 접합과정과 변속과정의 간섭으로 인해 변속감이 안 좋아지는 경향이 있다.
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 하이브리드 차량에서 메인클러치 접합과 변속이 동시에 수행될 필요가 있을 경우 클러치 작동유 초기충진 단계에서 설정되는 초기충진유압 또는 클러치 결합 준비 상태를 유지하는 유압을 기존값과 다른 값으로 사용함으로써, 변속 중 변속감을 개선할 수 있는 하이브리드 차량의 변속 중 클러치 유압제어방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적은 하이브리드 차량의 변속 중 클러치 유압제어방법에 있어서,
클러치 결합이 필요한지 여부를 판단하는 단계; 상기 클러치 결합이 필요한 경우 변속기제어기로부터 변속 중인지 여부를 판단하는 단계; 상기 변속 중인 경우 변속 상황에 맞춰진 클러치 작동유를 기설정된 초기 충진 유압으로 주입하는 단계; 상기 변속 중인 경우 변속 상황에 맞춰진 클러치 결합 준비상태 유지 압력값으로 유압을 인가하여 클러치 결합을 준비하는 단계를 포함하고, 상기 클러치 작동유 초기 충진 단계에서 설정된 초기충진유압 또는 클러치 결합 준비 상태를 유지하는 유압을 변속중이 아닐 때와 다른 값으로 사용하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 변속 중 클러치 유압제어방법에 의해 달성된다.
바람직하게는, 상기 클러치 작동유 초기 충진 단계에서 설정된 초기충진유압은 변속 중이 아닐 때의 값보다 작은 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 클러치 결합 준비 상태를 유지하는 유압은 변속중이 아닐 때의 값보다 작은 것을 특징으로 한다.
이에 따라 본 발명에 따른 하이브리드 차량의 변속 중 클러치 유압제어방법에 의하면, 하이브리드 차량에서 메인클러치 접합과 변속이 동시에 수행될 필요가 있을 경우 클러치 작동유 초기충진 단계에서 설정되는 초기충진유압 또는 클러치 결합 준비 상태를 유지하는 유압을 기존값과 다른 값으로 사용함으로써, 변속 중 변속감을 개선할 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조로 상세하게 설명한다.
본 발명은 메인클러치(11) 접합과 변속이 동시에 수행될 필요가 있을 경우 클러치(11) 작동유 초기 충진 단계에서 유압을 기존값보다 작은 값을 사용하여 변속감을 개선할 수 있는 하이브리드 차량의 변속 중 클러치(11) 유압제어방법에 관한 것이다.
일반적으로 하이브리드 차량에서는 EV모드에서 HEV 모드로 변환시 메인클러치(11)를 결합함으로써, 엔진(10)과 모터(12)의 동력을 변속기(13)에 전달하게 된다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 하이브리드 차량의 변속 중 클러치(11) 유압제어방법을 설명하기 위한 순서도이다.
상기와 같이 메인 클러치(11)의 결합이 필요한 것으로 판단된 경우 클러치 제어기에서 클러치(11) 결합을 요청한다.
상기 클러치(11) 결합을 요청하게 되면, 엔진(10)측에서는 ISG(15)에 의해 시동되어 엔진(10) RPM이 상승하며, 연료분사(엔진 인젝션)를 요청하게 되며 엔진 연소가 안정한 지 여부를 판단하여 안정하면 목표 엔진(10) RPM 및 목표 엔진 토크로 상승하게 된다.
클러치(11) 슬립 시작 RPM이 일정값에 도달했는지 여부를 판단하여 도달되면 클러치(11) 결합이 시작되면서 초기 유압 듀티 지령을 받는다.
한편, 클러치 제어기 측에서는 변속기 제어기로부터 신호를 입력받아 변속 중인지 여부를 판단하고, 변속중이면 변속 상황에 맞춰진 클러치(11) 작동유의 초기 충진값을 선택하고, 클러치(11) 작동유의 초기 충진을 수행한다. 이때 시험을 통해 미리 정해진 시간대로 초기 충진 압력값으로 유압을 인가한다.
그다음, 다시한번 변속기 제어기로부터 신호를 입력받아 변속 중인지 여부를 판단하여 변속중이면 변속 상황에 맞춰진 클러치(11) 결합 준비 상태 유지 압력 값을 선택하고, 클러치(11) 결합 준비상태 유지압력값으로 유압을 인가하여 클러치(11) 결합 준비를 완료한다.
상기와 같이 클러치(11) 결합 준비 상태가 완료되면 클러치(11) 결합 시작을 위해 초기 유압 듀티 지령을 받아 클러치(11) 결합 듀티를 진행하고, 클러치 싱크(Clutch Sync.)를 완료하며 클러치(11) 결합을 완료하면서 클러치 제어를 종료함 으로써 라인압 제어가 가능하게 된다.
이와 같이 본 발명에 따른 하이브리드 차량에서 변속 중 클러치 유압제어방법에 의하면, 클러치(11) 및 클러치제어기와, 변속기(13) 및 변속기제어기를 포함하는 하이브리드 시스템에서, 변속기(13)가 변속 중일때 클러치 제어기에서 클러치(11) 작동유 초기충진 단계에 설정되어 있는 초기 충진 유압을 기존값(변속중이 아닐 때의 값)보다 작은 값을 사용하도록 함으로써, 변속감을 개선할 수 있다.
또한, 상기 하이브리드 시스템에서 변속기(13)가 변속 중일때 클러치 제어기에서 클러치(11) 결합 준비상태를 유지하는 유압을 기존값(변속중이 아닐 때의 값)보다 작은 값을 사용하도록 함으로써, 변속감을 개선할 수 있다.
도 6은 본 발명에 따른 클러치(11) 유압과 클러치판(17)과의 관계를 나타내는 설명도이다.
본 발명에서 변속기(13)가 변속 중일 때 클러치제어기에서 클러치(11) 작동유 초기충진 유압은 도시한 바와 같이 예를 들어 기존값보다 10%정도 낮추고, 변속기(13) 변속 중일 때 클러치제어기에서 클러치(11) 결합 준비상태를 유지하는 유압은 스프링(18) 반력 상쇄 유압 대비 10% 정도 작은 유압으로 지령을 인가함으로써, 변속감을 개선하게 된다.
또한, 상기 변속기제어기에서 변속 중 인지 여부를 판단하는 방법은 통상적으로 변속기 제어기에는 변속 제어를 시작하는 조건이 있으며, 이 조건이 만족되면 변속 중임을 판단할 수 있으나, 다른 예로 아래와 같은 방법이 있을 수 있다.
첫째로, 변속기 제어기 내에 있는 변속 패턴에 변화가 발생하고, 변속기 내 부의 클러치 제어밸브(16)의 유압지령이 특정값 이하로 낮아지기 시작하면 변속 중이라고 판단한다.
두번째로, 변속기 입력부의 회전속도가 출력부의 회전속도×기어비의 값과 차이가 일정값 이상으로 존재할 때 변속 중이라고 판단한다.
도 1은 병렬형 하이브리드 차량의 시스템 구성도,
도 2 내지 도 4는 일반적인 메인클러치의 작동상태를 나타내는 도면,
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 하이브리드 차량의 변속 중 클러치 유압제어방법을 설명하기 위한 순서도,
도 6은 본 발명에 따른 클러치 유압과 클러치 판과의 관계를 나타내는 설명도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10 : 엔진 11 : 메인 클러치
12 : 모터 13 : 변속기
14 : 변속기 내부클러치 15 : ISG
16 : 클러치 제어밸브 17 : 클러치판
18 : 스프링

Claims (3)

  1. 하이브리드 차량의 변속 중 클러치 유압제어방법에 있어서,
    클러치 결합이 필요한지 여부를 판단하는 단계;
    상기 클러치 결합이 필요한 경우 변속기제어기로부터 변속 중인지 여부를 판단하는 단계;
    상기 변속 중인 경우 변속 상황에 맞춰진 클러치 작동유를 기설정된 초기 충진 유압으로 주입하는 단계;
    상기 변속 중인 경우 변속 상황에 맞춰진 클러치 결합 준비상태 유지 압력값으로 유압을 인가하여 클러치 결합을 준비하는 단계를 포함하고, 상기 클러치 작동유 초기 충진 단계에서 설정된 초기충진유압 또는 클러치 결합 준비 상태를 유지하는 유압을 변속중이 아닐 때와 다른 값으로 사용하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 변속 중 클러치 유압제어방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 클러치 작동유 초기 충진 단계에서 설정된 초기충진유압은 변속 중이 아닐 때의 값보다 작은 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 변속 중 클러치 유압제어방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 클러치 결합 준비 상태를 유지하는 유압은 변속중이 아닐 때의 값보다 작은 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 변속 중 클러치 유압제어방법.
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