KR101305655B1 - 하이브리드 차량의 발전 쇼크 저감 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 하이브리드 차량이 저속 또는 중속의 속도에서 팁 아웃(Tip Out)에 의한 발전 쇼크가 저감 가능하도록 변속기에 구비된 구동풀리와 종동풀리의 반경을 조절하여 현 상태의 발전량은 유지하면서 충격 발생은 최소화 되도록 하이브리드 차량의 차속을 체킹하고 상기한 하이브리드 차량의 차속이 변속기에 구비된 구동 및 종동 풀리의 반경이 조절 가능한 기준 차속에 해당되는지 판단하는 차속 판단 단계와; 하이브리드 차량에 탑승한 운전자의 악셀 페달이 팁인(Tip in) 또는 팁 아웃(Tip Out) 상태인지 판단하는 단계와; 팁인 상태일 경우에는 하이브리드 차량의 주행에 따른 정상적인 변속상태를 유지하고 팁 아웃일 경우에는 변속기에 구비된 구동풀리와 종동풀리의 반경을 조절하여 발전 쇼크를 최소화하는 발전 쇼크 조절 단계; 및 발전 쇼크 정상화 이후 차속에 따른 구동풀리와 종동풀리의 반경을 차속에 따라 조절하는 정상제어 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 발전 쇼크 저감 방법을 제공한다.

하이브리드, 구동풀리, 종동풀리, 발전, 쇼크

Description

하이브리드 차량의 발전 쇼크 저감 방법{Method for Regenerating Shock Reducing for Hybrid Vehicle}

본 발명은 하이브리드 차량에 구비된 변속기의 구동풀리와 종동풀리의 반경을 조절하여 제너레이터 발전에 의한 충격 발생을 최소화할 수 있는 하이브리드 차량의 발전 쇼크 저감 방법에 관한 것이다.

일반적으로 하이브리드(Hybrid) 자동차는 두개의 동력원(모터, 엔진)을 이용하여 구동이 이루어지는 차량을 말한다.

소프트 하이브리드 차량의 경우에는 차체에 엔진과 제네레이터 기능이 내장된 구동모터와 발진클러치 및 변속기의 결합 구조를 갖도록 구성되어 있다. 상기한 소프트 하이브리드 차량은 에너지 회생시에 구동축으로부터 동력이 전달되어 발진클러치가 인게이지(Engage)된 상태에서 구동모터는 제너레이터의 역활을 하게 된다.

상기한 소프트 하이브리드 차량에 탑승한 운전자가 도로를 따라 차량 주행을 실시하면서 악셀페달을 밝다가 떼는 팁 아웃(Tip-out) 운전을 실시하게 되면 구동축으로부터 회생에너지를 회수하기 위해 발진클러치가 결합되고, 구동모터는 제너 레이터의 역활을 하게 된다. 상기한 제너레이터에 의한 발전 부하는 저속 또는 중속 영역에서 팁 아웃(Tip-out) 운전을 실시하게 되면서 감속도가 크게 작용하여 차량에 탑승한 운전자는 진동 및 충격을 감지하게 되고, 하이브리드 차량에 대한 신뢰감 저하와 함께 차량 주행에 대한 불안감을 야기시킬 수 있는 문제점을 안고 있었다.

상기한 저, 중속 영역에서 팁 아웃(Tip-out) 운전에 의한 진동 및 충격 발생은 발진클러치의 결합을 해제하거나 슬립을 유도하여 진동 및 충격을 저감시킬 수 있으나 상기한 발진클러치의 해제는 회생에너지의 회수를 불가하게 함으로써 발진클러치 자체의 소성변형을 유발하게 됨으로써 영구적인 해결책이 되지 못해 이에 대한 시급한 대책을 필요로 했다.

본 발명의 목적은 소프트 하이브리드 차량에 탑승한 운전자가 저, 중속 영역에서 팁 아웃(Tip in) 운전에 의한 진동 및 충격 발생을 방지하여 차량의 상품성을 향상시킬 수 있는 하이브리드 차량의 발전 쇼크 저감 방법을 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에 의한 하이브리드 차량의 발전 쇼크 저감 방법은 하이브리드 차량의 차속을 체킹하고 상기한 하이브리드 차량의 차속이 변속기에 구비된 구동 및 종동 풀리의 반경이 조절 가능한 기준 차속에 해당되는지 판단하는 차속 판단 단계와; 하이브리드 차량에 탑승한 운전자의 악셀 페달이 팁인(Tip in) 또는 팁 아웃(Tip Out) 상태인지 판단하는 단계와; 팁인 상태일 경우에는 하이브리드 차량의 주행에 따른 정상적인 변속상태를 유지하고 팁 아웃일 경우에는 변속기에 구비된 구동풀리와 종동풀리의 반경을 조절하여 발전 쇼크를 최소화하는 발전 쇼크 조절 단계; 및 발전 쇼크 정상화 이후 차속에 따른 구동풀리와 종동풀리의 반경을 차속에 따라 조절하는 정상제어 단계를 포함하여 구성된다.

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이하에서는 첨부 도면을 참조하여 본 발명에 의한 하이브리드 차량의 발전 쇼크 저감 방법의 실시예를 설명한다.

첨부된 도 1은 본 발명에 의한 하이브리드 차량의 발전 쇼크 저감 방법을 도시한 순서도이고, 도 2는 본 발명에 의한 하이브리드 차량의 발전 쇼크 저감 방법의 실시예를 도시한 순서도이며, 도 3은 본 발명에 의한 하이브리드 차량의 발전 쇼크 저감 방법에 따라 차량이 발전상태에서의 동력 흐름을 도시한 도면이고, 도 4는 본 발명에 의한 하이브리드 차량의 발전 쇼크 저감 방법에 의한 구동 및 종동풀리의 작동 상태를 도시한 도면이다.

첨부된 도 1 내지 도 4를 참조하면, 하이브리드 차량의 차속을 체킹하고 상기한 하이브리드 차량의 차속이 변속기에 구비된 구동 및 종동 풀리(100,200)의 반경이 조절 가능한 기준 차속에 해당되는지 판단하는 차속 판단 단계(ST100)가 구성된다. 상기한 하이브리드 차량의 속도는 차속 센서(미도시)를 통해 차량의 속도를 감지한 후에 상기한 차속 센서의 감지된 신호값을 입력받는 제어부(미도시)로 입력되도록 구성된다. 상기한 제어부에는 구동 및 종동 풀리(100,200)의 반경이 조절 가능한 기준 차속에 대해 기 셋팅된 데이터가 메모리 되어 있으며, 상기 차속 센서로부터 입력된 입력값과 메모리된 기준 차속값에 대한 연산이 이루어져 현재 주행중인 차속의 상태를 판단하도록 구성된다.

하이브리드 차량에 탑승한 운전자의 악셀 페달이 팁인(Tip in) 또는 팁 아웃(Tip Out) 상태인지 판단하는 단계(ST200)는 운전자가 악셀페달을 밝다가 떼는 팁 아웃(Tip-out) 상태와 악셀페달을 밝고 있지 않다가 밝는 팁인 (Tip in) 상태를 악셀페달에 설치된 감지센서(미도시)에 의해 제어부로 입력되고 상기한 제어부는 악셀페달의 상태를 입력받아 차속과 함께 연산을 실시하도록 구성된다.

팁인 상태일 경우에는 하이브리드 차량의 주행에 따른 정상적인 변속상태를 유지하고 팁 아웃일 경우에는 변속기에 구비된 구동풀리(100)와 종동풀리(200)의 반경을 조절하여 발전 쇼크를 최소화하는 발전 쇼크 조절 단계(ST300)는 상기한 구동풀리(100)와 종동풀리(200)로 전달되는 동력은 일정하다는 전제로 작동됨을 의미한다. 즉, 구동풀리(100)에서 발생되는 토크×회전수(rpm1)와 종동풀리(200)에서 발생되는 토크×회전수(rpm2)는 같게 되며, 엔진에서 발생된 동력이 구동축으로 전달될 때 구동풀리(100)와 종동풀리(200)는 동일한 동력을 갖는 것을 알 수 있다. 이에 대한 상세한 설명은 후술하기로 한다. 여기서 구동풀리(100)와 종동풀리(200)간의 동력 전달에 따른 기계적 손실 및 전달효율은 고려하지 않는다.

상기 발전 쇼크 조절 단계(ST300)는 구동풀리의 반경과 종동풀리의 반경을 유사하게 조절하도록 구성된다.

발전 쇼크 정상화 이후 차속에 따른 구동풀리(100)와 종동풀리(200)의 반경을 차속에 따라 조절하는 정상제어 단계(ST400)를 포함하여 구성된다.

이와 같이 구성되는 본 발명에 의한 하이브리드 차량의 발전 쇼크 저감 방법의 작동 방법을 도면을 참조하여 설명한다.

첨부된 도 2 내지 도 4를 참조하면, 소프트 하이브리드 차량에 운전자가 탑승한 상태에서 차량 주행(ST10)이 이루어지면서 운전자는 악셀페달을 밝아 차속을 증가시킨다. 계속적인 주행과 동시에 차속센서에서는 현재 차량의 차속을 감지하여 제어부에 전송하고, 상기한 제어부는 차속센서에서 입력된 차속을 판단(ST100)하여 현 차량의 차속이 40KPH 이하의 상태인지를 판단한다. 본 발명의 실시예에서는 기 준 차속을 40KPH 이하로 설명하지만 차량의 배기량 및 기타의 조건에 따라 변경 가능함을 밝혀둔다.

제어부에 의해 기준 차속에 해당되지 않을 경우에는 변속기가 정상적으로 작동하여 차량 주행이 계속해서 이루어지게 된다(ST20). 여기서 변속기는 CVT변속기를 사용한다.

첨부된 도 3 내지 도 4를 참조하면, 차량 주행이 이루어지면서 운전자가 악셀페달을 밝고 있다가 떼게 되면서(팁 아웃 상태) 구동축(10)으로부터 회생 에너지가 도면의 실선으로 도시된 바와 같이 종동풀리(200) 및 구동풀리(100)를 통해 구동모터(미도시)로 전달되어 발전이 이루어진다. 이때 구동축(10)으로부터 구동 및 종동풀리(100,200)로 전달되는 토크는 고 토크의 상태이므로 저 토크의 상태로 변경하기 위해서는 구동풀리(100)의 반경은 현재보다 작게하고, 종동풀리(200)의 반경은 현재보다 크게 컨트롤해야 한다.

첨부된 도 4를 참조하면, 구동풀리(100)의 f1은 구동풀리(100)가 변경전에 벨트에 가해지는 힘이고, f1'는 변경후에 벨트에 가해지는 힘이며, r1은 변경 전 구동풀리(100)의 반경이고, r1'는 변경 후 구동풀리(100)의 반경이며, RPM1은 구동풀리의 분당 회전수이다.

종동풀리(200)의 f2는 종동풀리(200)가 변경전에 벨트에 가해지는 힘이고, f2'는 변경후에 벨트에 가해지는 힘이며, r2는 변경 전 종동풀리(100)의 반경이고, r2'는 변경 후 종동풀리(200)의 반경이며, RPM2는 종동풀리의 분당 회전수이다.

실선으로 도시된 부분은 구동 및 종동풀리(100,200)의 반경이 변경되기 전 상태의 반경을 도시한 것이고, 점선으로 도시한 것은 구동 및 종동풀리(100,200)의 반경이 변경된 이후를 도시한 것이다.

첨부된 도 4를 참조하면, 발전쇼크를 최소화하기 위해서는 CVT에 공급되는 유압을 조절하여 구동풀리(100)의 반경을 점선 상태로 변경시키고, 종동풀리(200)의 반경은 실선상태에서 점선상태로 변경시키는데, 구동축(10)으로부터 오는 토크는 고토크의 상태이므로 상기한 구동축(10)으로부터 전달되는 발전 쇼크를 최소화하기 위해서는 구동풀리(100)의 반경은 r1'의 점선 상태로 작게 하고, 종동풀리(200)의 반경은 r2'의 점선 상태로 증가시켜 발전에 의한 쇼크 발생을 최소화한다. 여기서 벨트(10)의 길이는 일정하기 때문에 구동풀리(100)의 반경을 작게하면 상대적으로 종동풀리(200)의 반경은 커지는 원리를 적용한다.

이와 같이 회생에너지에 의한 발전 쇼크가 정상화된 이후에는 차속에 따른 구동풀리(100)와 종동풀리(200)의 반경을 차속에 맞추어 정상적으로 제어(ST400)하여 계속적인 차량 주행을 실시한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 하이브리드 차량의 발전 쇼크 저감 방법은 소프트 하이브리드 차량이 팁 아웃 상태에서 회생 에너지 발전에 따른 쇼크 발생이 억제되어 차량에서의 진동 및 충격 발생이 최소화 됨으로써 차량에 대한 상품성 향상 및 신뢰감이 향상되는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 의한 하이브리드 차량의 발전 쇼크 저감 방법을 도시한 순서도.

도 2는 본 발명에 의한 하이브리드 차량의 발전 쇼크 저감 방법의 실시예를 도시한 순서도.

도 3은 본 발명에 의한 하이브리드 차량의 발전 쇼크 저감 방법에 따라 차량이 발전상태에서의 동력 흐름을 도시한 도면.

도 4는 본 발명에 의한 하이브리드 차량의 발전 쇼크 저감 방법에 의한 구동 및 종동풀리의 작동 상태를 도시한 도면.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

10 ; 구동축 100 : 구동풀리

200 : 종동풀리

Claims (2)

1. 하이브리드 차량의 차속을 체킹하고 상기한 하이브리드 차량의 차속이 변속기에 구비된 구동 및 종동 풀리의 반경이 조절 가능한 기준 차속에 해당되는지 판단하는 차속 판단 단계;

   하이브리드 차량에 탑승한 운전자의 악셀 페달이 팁인(Tip in) 또는 팁 아웃(Tip Out) 상태인지 판단하는 단계;

   팁인 상태일 경우에는 하이브리드 차량의 주행에 따른 정상적인 변속상태를 유지하고 팁 아웃일 경우에는 변속기에 구비된 구동풀리와 종동풀리의 반경을 조절하여 발전 쇼크를 최소화하는 발전 쇼크 조절 단계; 및

   발전 쇼크 정상화 이후 차속에 따른 구동풀리와 종동풀리의 반경을 차속에 따라 조절하는 정상제어 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 발전 쇼크 저감 방법.
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