KR101030424B1 - 하이브리드 자동차의 회생 제동 방법 - Google Patents

Abstract

회생 제동 시 기 설정된 유압 듀티 패턴으로 해방측 요소를 해지하는 과정에서 런 다운 발생 시 학습값으로 유압 듀티값을 보정하고 보정된 유압 듀티 패턴으로 해방측 요소를 해지하여 런 다운시 발생하는 입력 토오크의 역회전에 따른 에너지 효율을 향상할 수 있도록 한 하이브리드 자동차의 회생 제동 방법이 개시되어 있다.

본 발명에 의하면, 수신되는 터빈 회전수에 따라 기 설정된 해방측 요소의 유압 듀티 패턴에 따라 해방측 요소가 해지되는 과정에서 런 다운 발생 시 학습값으로 유압 듀티값을 보정하고 보정된 유압 듀티 패턴으로 해방측 요소를 해지함에 따라 런 다운 시 입력측 토오크의 역회전에 따라 저하된 모터의 에너지 회수율을 증가할 수 있고, 나아가 해방측 요소의 유압 듀티를 최적화하여 변속 품질 및 내구성을 향상할 수 있는 효과를 얻는다.

하이브리드 자동차, 해방측 요소, 터빈 회전수

Description

하이브리드 자동차의 회생 제동 방법{METHOD FOR BREAKING RECHARGMENT OF HYBRID VEHICLE}

본 발명은 회생 제동 요구 시 변속감을 향상하기 위한 방안에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 회생 제동 시 터빈 회전수의 역회전을 방지하여 모터의 구동력에 대한 회수율을 증가할 수 있도록 한 하이브리드 자동차의 회생 제동 방법에 관한 것이다.

일반적인 하이브리드 차(Hybrid Electric Vehicle, HEV)는 내연 엔진과 모터의 출력을 함께 사용하는 차량으로서, 내연 엔진만을 장착한 일반적인 자동차에 비해 유해 가스 배출량을 획기적으로 줄이는 것이 가능하여, 일반적으로 환경 자동차(echo-car)로 부른다.

종래의 하이브리드차는 차속에 따라 주행 모드가 다르게 선택되어 주행이 이루어지는 것이 가능하다.

하이브리드차는 차량은 출발 또는 저속 주행 시에는 배터리의 전원을 공급받는 전동 모터에 의해 출력을 제공받아 구동 휠이 회전하며, 통상 주행 시에는 차속에 따라 내연 엔진과 전동 모터를 조합하여 운행이 이루어지는 데, 특히 고속 운행 시에는 전동 모터에 동력이 내연 엔진의 동력을 보조하여 내연 엔진과 전동 모터에 의한 동력이 함께 구동 휠(W)을 회전시킨다. 그리고 감속 시 또는 회생 제동 시에는 전동 모터를 발전기로 이용하여 배터리를 충전시킴으로써 에너지를 회수하게 되며, 정지 시에는 자동적으로 정지하여 불필요한 연료 소비 및 배출 가스를 저감시키게 된다.

이러한 회생 제동 시 도 1의 a)에 도시된 바와 같이, 터빈 회전수는 변속 개시 시점(SB) 이후 증가하게 되고, 이때 해방측 요소는 도 1의 b)에 도시된 바와 같이 설정된 유압 듀티 패턴에 의거하여 해방된다. 또한, 결합측 요소는 도 1의 c)에 도시된 바와 같이 기 설정된 유압 듀티 패턴에 의거하여 결합된다.

이때 해방측 요소의 유압 듀티값이 변속 시작 시점(SS) 이후 변속 개시 시점(SB)에 도달되기 이전까지 기 설정된 설정치로 유압 듀티값이 설정된 경우 입력측 토오크 가 출력측 토오크 보다 크면 모터의 역회전이 발생하게 되므로, 모터에 대한 에너지 회수율이 감소하게 된다.

따라서 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 수신되는 터빈 회전수에 따라 기 설정된 해방측 요소의 유압 듀티 패턴에 따라 해방측 요소가 해지되는 과정에서 런 다운 발생 시 학습값으로 유압 듀티값을 보정하고 보정된 유압 듀티 패턴으로 해방측 요소를 해지함에 따라 런 다운 시 입력측 토오크의 역회전에 따라 저하된 모터의 에너지 회수율을 증가할 수 있 고, 나아가 해방측 요소의 유압 듀티를 최적화하여 변속 품질 및 내구성을 향상할 수 있는 하이브리드 자동차의 회생 제동 방법을 제공하고자 함에 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 기술적 과제에 따라,

회생 제동 시 변속 시작 시점(SS)에서 터빈 회전수를 모니터링하는 단계;

상기 터빈 회전수에 따라 해방측 요소의 유압 듀티값을 보정하고 보정된 유압 듀티 패턴으로 해방측 요소를 제어하는 단계;

실제 변속이 실행하는 변속 개시 시점(SB)에 도달한 경우 상기 해방측 요소의 유압 듀티값을 최저 듀티값으로 설정하여 해방측 요소를 구동하는 단계를 포함한다.

여기서, 상기 보정 유압 듀티 패턴은,

변속 시작 시점(SS)에서 기 설정된 제1 소정 시간 동안 최대 유압 듀티값으로 설정하는 단계;

이어 기 설정된 제2 소정 시간 동안 유압 듀티값을 최소 유압 듀티값으로 설정한 후 기 설정된 제1 유압 듀티값으로 증가하고 이어 미리 정해진 제1 소정 기울기로 감소하는 단계;

상기 제2 소정 시간 경과 후 기 설정된 제3 소정 시간 동안 기 설정된 제2 유압 듀티값으로 유지하는 단계;

상기 제3 소정 시간 경과 후 기 설정된 제4 소정 시간 동안 기 설정된 제2 소정 기울기로 유압 듀티값을 감소하는 단계;

상기 제4 소정 시간 경과 후 기 설정된 제 5 소정 시간 동안 기 설정된 제3 소정 기울기로 유압 듀티값을 감소하는 단계; 및

상기 제5 소정 시간 경과 후 변속 개시 시점(SB)에 도달한 경우 최소 유압 듀티값으로 유지하는 단계를 포함한다.

상기 방법은,

상기 제4 소정 시간이 경과되었는 지를 판단하고 판단 결과 제4 소정 시간이 경괴된 경우 수신된 터빈 회전수가 기 설정된 기준치 이하로 하강하는 런 다운(run down)이 발생하는 지를 판단하고,

런 다운 발생 시 터빈 회전수의 실측 시간과 목표 시간과의 차에 대한 맵 테이블 값인 학습값으로 유압 듀티값을 보정하며,

보정된 기울기의 유압 듀티값을 설정하는 단계를 더 포함한다.

상기 방법의 유압 듀티값의 보정은, 상기 제2 기울기로 감소된 유압 듀티값에서 상기 학습값을 감소하고, 이어 기 설정된 제3 소정 기울기로 감소하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 하이브리드 자동차의 변속 제어 방법은, 수신되는 터빈 회전수에 따라 기 설정된 해방측 요소의 유압 듀티 패턴에 따라 해방측 요소가 해지되는 과정에서 런 다운 발생 시 학습값으로 유압 듀티값을 보정하고 보정된 유압 듀티 패턴으로 해방측 요소를 해지함에 따라 런 다운 시 입력측 토오크의 역회전에 따라 저하된 모터의 에너지 회수율을 증가할 수 있고, 나아가 해방측 요소의 유압 듀티를 최적화하여 변속 품질 및 내구성을 향상할 수 있는 효과를 얻는다.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 첨부 도면 및 도면에 기재된 내용을 참조하여야 한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.

도 2는 본 발명의 구성을 보인 도면으로서, 본 발명에 따른 자동 변속기의 전반적인 작동을 제어하는 자동차는, 엔진 제어 감지부(11)로부터 제공되는 각종 센서로부터 현재 차량의 운행 정보가 엔진 제어부(13)로 입력되면, 상기 엔진 제어부(13)는 이들 정보를 미리 입력된 데이터와 비교 판단하여 엔진 제어 구동부(15)를 통해 엔진을 최적의 상태로 제어하게 된다.

또한, 상기 엔진 제어부(13)는, 변속 제어에 필요한 정보가 있으면, 변속 제어부(17)로 정보를 보내어 변속 제어가 이루어지도록 하는데, 이때 상기 변속 제어부(17)는 상기 엔진 제어부(13)로부터 공급되는 정보와 변속 제어 감지부(19)로부터 입력되는 정보를 미리 저장된 데이터와 비교하여 변속 제어 구동부(21)를 제어함에 따라 최적의 상태로 변속 제어하게 된다.

상기 엔진 제어 감지부(11)는 공지에서와 같이 차속 센서, 크랭크 각 센서, 엔진 회전수 센서, 냉각수온 센서, 터빈 회전수 센서, 쓰로틀 밸브 개도 감지 센서 등의 엔진 제어에 필요한 모든 정보를 검출하여 엔진 제어부(13)로 공급되고, 변속 제어 감지부(19)는 입출력측 속도 센서, 유온 센서, 인히비터 스위치, 브레이크 스위치 등 변속 제어에 필요한 정보를 제공하는 센서들을 의미한다.

그리고, 상기 엔진 제어 구동부(15)는 엔진 제어를 위한 모든 구동부를 의미하며, 상기 변속 제어 구동부(21)는 해방측 요소 및 결합측 요소를 포함하는 자동 변속기의 유압 제어 수단에 적용되는 솔레노이드 밸브를 의미하는 것이다.

상기 변속 제어부(17)는 회생 제동 요구 시 변속 시작 시점(SS)부터 변속 개시 시점(SB) 초기 변속 동안 터빈 회전수에 근거로 기 설정된 유압 듀티 패턴으로 해방측 요소를 해지한다.

이때 회생 제동 시 기 설정된 변속 제어부(17)의 유압 듀티 패턴은 도 3에 도시된 바와 같다. 즉, 도 3의 a)는 회생 제동 요구에 따른 터빈 회전수를 보인 도면이고, 도 3의 b)는 해방측 요소에 대한 유압 듀티 패턴을 보인 도면이며, 도 3의 c)는 결합측 요소에 대한 유압 듀티 패턴을 보인 도면이다.

즉, 해방 제동 요구에 따른 해방측 요소의 유압 듀티 패턴은, 도 3의 b)에 도시된 바와 같이, 변속 시작 시점(SS)에서 기 설정된 제1 소정 시간(T1) 동안 최대 유압 듀티값으로 설정하고, 이어 기 설정된 제2 소정 시간 동안(T2) 유압 듀티값을 최소 유압 듀티값으로 설정한 후 기 설정된 제1 유압 듀티값(D1)으로 증가하고 이어 미리 정해진 제1 소정 기울기(dD1)로 감소하며, 상기 제2 소정 시간(T2) 경과 후 기 설정된 제3 소정 시간(T3) 동안 기 설정된 제2 유압 듀티값(D2)으로 유지한다.

이어 상기 해방측 요소의 유압 듀티 패턴은, 상기 제3 소정 시간(T3) 경과 후 기 설정된 제4 소정 시간(T4) 동안 기 설정된 제2 소정 기울기(dD2)로 유압 듀티값을 감소하고, 상기 제4 소정 시간(T4) 경과 후 기 설정된 제 5 소정 시간(T5) 동안 기 설정된 제3 소정 기울기(dD3)로 유압 듀티값을 감소하도록 설정된다.

또한, 해방측 요소의 유압 듀티 패턴은, 상기 제5 소정 시간(T5) 경과 후 변속 개시 시점(SB)에 도달한 경우 최소 유압 듀티값(0%)으로 유지하도록 설정된다.

여기서, 상기 제1 소정 시간 내지 제5 소정 시간(T1-T5) 및 제1 유압 듀티값(D1) 및 제2 유압 듀티값(D2) 및 제1 소정 기울기(dD1) 내지 제3 소정 기울기(dD3)는 다수의 실험을 통해 얻어진 결과값으로 최적의 해방측 요소를 구동하기 위한 멥 데이터값이며 상기 변속 제어부(17)에 기 저장되어 있다.

이때 상기 제5 소정 시간 동안 도 3의 a)에 도시된 바와 같이 런 다운이 발생한 경우 터빈 회전수에 대한 실측 시간과 목표 시간과의 차 대비 멥 테이블 값인 학습값으로 유압 듀티값을 보정한 후 상기 제3 소정 기울기(dD3)로 감소하는 유압 듀티 패턴으로 해방측 요소가 작동된다.

도 4a 및 도 4b는 본 발명에 따른 하이브리드 자동차의 변속 제어 과정을 보인 흐름도이다.

본 발명에 따른 하이브리드 자동차의 변속 과정을 첨부된 도면에 의거하여 설명한다. 우선, 상기 변속 제어부(17)는 단계(101)를 통해 회생 제동 요구된 경우 단계(103)를 통해 변속 시작 시점(SS)에 도달되었는 지를 판단하고, 판단 결과 변속 시작 시점(SS)에 도달된 경우 터빈 회전수를 감시한다(단계 105).

또한, 상기 변속 제어부(17)는 기 설정된 유압 듀티 패턴을 통해 해방측 요소를 해지한다(단계 107).

이어 상기 변속 제어부(17)는 단계(108)를 통해 제4 소정 시간(T4)가 경과되었는 지를 판단하고 상기 제4 소정 시간(T4)가 경과된 경우 단계(109)를 통해 상기 해방측 요소의 해지 이전에 터빈 회전수를 근거로 런 다운이 발생하였는 지를 판단한다.

이어 상기 단계(109)의 판단 결과 런 다운이 발생한 경우 상기 변속 제어부(17)는 터빈 회전수의 실측 시간과 목표 시간과의 차 대비 멥 테이블 값인 학습값으로 기 설정된 유압 듀티값(D3)을 급상승한 후(단계 111) 기 설정된 제3 소정 기울기로 감소한다(단계 113).

이어 상기 변속 제어부(17)는 단계(115)를 통해 변속 개시 시점(SB)에 도달하였는 지를 판단하고 상기 단계(115)의 판단 결과 변속 개시 시점에 도달된 경우 기 설정된 유압 듀티 패턴으로 해방측 요소를 구동한다(단계 117).

이와 같이 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자는 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징으로 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허 청구범위 의해 나타내어지며, 특허 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

도 1은 일반적인 유압 듀티 패턴을 보인 도이다.

도 2는 본 발명에 의한 구성을 보인 도이다.

도 3은 본 발명에 의한 보정 유압 듀티 패턴을 보인 도이다.

도 4는 본 발명에 따른 하이브리드 자동차의 변속 제어 과정을 보인 흐름도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호설명>

11 : 엔진 제어 감지부

13 : 엔진 제어부

15 : 엔진 제어 구동부

17 : 변속 제어부

19 : 변속 제어 감지부

21 : 변속 제어 구동부

Claims (3)

1. 회생 제동 시 변속 시작 시점(SS)에서 터빈 회전수를 모니터링하는 단계;

   상기 터빈 회전수에 따라 해방측 요소의 유압 듀티값을 보정하고 보정된 유압 듀티 패턴으로 해방측 요소를 제어하는 단계;

   실제 변속이 실행하는 변속 개시 시점(SB)에 도달한 경우 상기 해방측 요소의 유압 듀티값을 최저 듀티값으로 설정하여 해방측 요소를 구동하는 단계를 포함하되,

   상기 보정 유압 듀티 패턴은,

   변속 시작 시점(SS)에서 기 설정된 제1 소정 시간 동안 최대 유압 듀티값으로 설정하는 단계;

   이어 기 설정된 제2 소정 시간 동안 유압 듀티값을 최소 유압 듀티값으로 설정한 후 기 설정된 제1 유압 듀티값으로 증가하고 이어 미리 정해진 제1 소정 기울기로 감소하는 단계;

   상기 제2 소정 시간 경과 후 기 설정된 제3 소정 시간 동안 기 설정된 제2 유압 듀티값으로 유지하는 단계;

   상기 제3 소정 시간 경과 후 기 설정된 제4 소정 시간 동안 기 설정된 제2 소정 기울기로 유압 듀티값을 감소하는 단계;

   상기 제4 소정 시간 경과 후 기 설정된 제 5 소정 시간 동안 기 설정된 제3 소정 기울기로 유압 듀티값을 감소하는 단계; 및

   상기 제5 소정 시간 경과 후 변속 개시 시점(SB)에 도달한 경우 최소 유압 듀티값으로 유지하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 자동차의 회생 제동 방법.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 방법은,

   상기 제4 소정 시간이 경과되었는 지를 판단하고 판단 결과 제4 소정 시간이 경괴된 경우 수신된 터빈 회전수가 기 설정된 기준치 이하로 하강하는 런 다운(run down)이 발생하는 지를 판단하고,

   런 다운 발생 시 터빈 회전수의 실측 시간과 목표 시간과의 차에 대한 맵 테이블 값인 학습값으로 유압 듀티값을 보정하며,

   보정된 기울기의 유압 듀티값을 설정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 자동차의 회생 제동 방법.
3. 청구항 2에 있어서, 상기 방법의 유압 듀티값의 보정은, 상기 제2 기울기로 감소된 유압 듀티값에서 상기 학습값을 감소하고, 이어 기 설정된 제3 소정 기울기로 감소하는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 자동차의 회생 제동 방법.

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