KR101519729B1

KR101519729B1 - 차량의 변속시 회생제동 제어방법

Info

Publication number: KR101519729B1
Application number: KR1020130115817A
Authority: KR
Inventors: 오경철; 신덕근; 허지욱
Original assignee: 현대자동차주식회사; 기아자동차주식회사
Priority date: 2013-09-30
Filing date: 2013-09-30
Publication date: 2015-05-21
Also published as: CN104512262B; US20150094889A1; US20170217316A1; US10363821B2; CN104512262A; KR20150036862A; US9656652B2

Abstract

본 발명은 차량의 변속시 회생제동을 제어하는 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 유단변속기를 탑재한 차량의 회생제동 중 변속 발생시 구동모터의 특성에 따라 회생제동실행량을 결정하는 회생제동 제어방법에 관한 것이다.
이에 본 발명은, 회생제동 중인 차량의 변속시 회생제동실행량을 제어하는 방법으로, 모터토크가 정파워 모드 상태인지 여부를 판단하는 제1과정; 모터토크가 정토크 모드 상태인지 여부를 판단하는 제2과정; 모터토크가 정파워 모드에서 정토크 모드로 모드 변환되는지 여부를 판단하는 제3과정;을 포함하며, 상기 제1과정 내지 제3과정의 판단 결과에 따라 회생제동실행량을 결정하는 것을 특징으로 하는 차량의 변속시 회생제동 제어방법을 제공한다.

Description

차량의 변속시 회생제동 제어방법 {METHOD FOR CONTROLLING REGENERATIVE BRAKING OF VEHICLE}

본 발명은 차량의 변속시 회생제동을 제어하는 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 유단변속기를 탑재한 차량의 회생제동 중 변속 발생시 구동모터의 특성에 따라 회생제동실행량을 결정하는 회생제동 제어방법에 관한 것이다.

회생제동 기술은 친환경자동차의 연비를 극대화하기 위해 제동 중 발생하는 에너지를 이용하여 전기모터에 역토크를 가함으로써 전기에너지를 발생시키고, 발생된 전기에너지를 고전압 배터리에 저장하여 차량 구동 시에 재사용을 가능하게 하는 기술로 하이브리드 자동차, 전기차, 연료전지자동차 등 친환경 차량에 대부분 적용된다.

차량의 제동시 운전자의 제동 요구에 의해 총제동량이 결정되고, 총제동량 중 일부를 회생제동이 담당하게 되고, 회생제동을 제외한 제동은 유압제동을 사용하게 된다. 따라서 휠에 전달되는 회생제동 토크를 정확히 추정할 수 있다면 감속도 변동 없이 안정적인 제동이 가능하게 된다.

그러나 유단변속기를 장착한 차량의 경우에는 회생제동 중 변속시 정확한 회생제동 제어의 어려움으로 감속도가 변동되는 현상이 발생할 수 있는 단점이 있다.

도 1에 나타낸 바와 같이, 종래에는 운전자의 제동의지가 입력되면(S10) 그에 따라 필요한 총제동량을 결정하고(S11), 상기 총제동량 중 회생제동허용량을 결정한 뒤(S12), 회생제동 가능 여부를 판단한다(S13). 회생제동이 가능한 경우 회생제동실행량을 결정하고(S14) 상기 회생제동실행량을 보상한 뒤(S15) 유압제동량을 결정하며(S16), 회생제동이 불가능한 경우에는 바로 유압제동량을 결정한다.

이때 변속기 CAN 신호를 통해 변속 중인지 여부를 판단하며, 변속 중인 경우 실제 변속비를 연산하여 회생제동실행량을 연산하며, 목표 기어 스텝(Target Gear Step)과 변속 페이즈(Phase)에 따라 실제 변속비와 근사한 값을 가질 수 있도록 회생제동실행량을 보상한다.

그러나, 이러한 종래의 방법은 도 2에 보이듯이, 제동 정도 및 변속 상황에 따라 회생제동실행량의 보상 불량 현상이 발생할 수 있고, 회생제동실행량의 급변으로 유압제동량의 급변을 유발할 수 있으며, 또한 감속감 급변으로 제동 선형성을 악화할 우려가 있다.

본 발명은 상기와 같은 점을 개선하기 위해 고안한 것으로서, 회생제동 중 변속 발생시 모터 특성을 고려하여 회생제동실행량을 적절히 결정함으로써 감속도 변동 없이 안정적인 제동을 도모하는 회생제동 제어방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 회생제동 중인 차량의 변속 시 모터의 운전 영역을 판단하고, 그 판단 결과에 따라 회생제동실행량을 결정하는 것을 특징으로 하는 차량의 변속시 회생제동 제어방법을 제공한다.

본 발명에 따른 변속시 회생제동 제어방법은, 상기 모터의 운전 영역을 판단하기 위해, 모터토크가 정파워 모드 상태인지 여부를 판단하는 과정, 모터토크가 정토크 모드 상태인지 여부를 판단하는 과정, 모터토크가 정파워 모드에서 정토크 모드로 모드 변환중인지 여부를 판단하는 과정을 포함하며, 모터토크가 상기 정파워 모드 상태인 경우 회생제동실행량은 TCU의 토크인터벤션 전 모터토크와 정파워 모드에서의 변속중기어비를 이용하여 결정하고, 모터토크가 상기 정토크 모드 상태인 경우 회생제동실행량은 TCU의 토크인터벤션 전 모터토크와 정토크 모드에서의 변속중기어비를 이용하여 결정하고, 모터토크가 상기 정파워 모드에서 정토크 모드로 모드 변환되는 경우 회생제동실행량은 정토크 모드로 고정된 일정값의 모터토크와 모드 변환시의 변속중기어비를 이용하여 결정하게 된다.

다시 말해 본 발명은, 회생제동 중인 차량의 변속시 회생제동실행량을 제어하는 방법으로, 모터토크가 정파워 모드 상태인지 여부를 판단하는 제1과정; 모터토크가 정토크 모드 상태인지 여부를 판단하는 제2과정; 모터토크가 정파워 모드에서 정토크 모드로 모드 변환중인지 여부를 판단하는 제3과정;을 포함하며, 상기 제1과정 내지 제3과정의 판단 결과에 따라 회생제동실행량을 결정하는 것을 특징으로 하는 차량의 변속시 회생제동 제어방법을 제공한다.

바람직하게, 모터토크가 상기 정파워 모드 상태인 경우,

을 통해 회생제동실행량을 결정하며, 상기 변속중기어비(GR_cal)는

을 통해 계산한 값을 이용한다.

또한 바람직하게, 모터토크가 상기 정토크 모드 상태인 경우,

을 통해 계산한 값을 이용한다.

이때, 상기 정토크 모드에서의 기어비기울기(α)는

을 통해 결정하며, 상기 단간비(GR_diff)는

을 통해 계산한 값을 이용한다.

또한 바람직하게, 모터토크가 상기 정파워 모드에서 정토크 모드로 모드 변환되는 경우,

을 통해 계산한 값을 이용한다.

이때, 상기 모드 변환시의 기어비기울기(γ)로는 정토크 모드의 기어비기울기(α)를 이용하며, 상기 기어비기울기(α)는

을 통해 계산한다.

본 발명에 따른 회생제동 제어방법에 의하면, 차량의 회생제동 중 변속시 모터 특성에 따라 회생제동실행량을 결정하여 휠에 전달되는 회생제동 토크를 적절하게 제어함으로써 감속도 변동 없이 안정적인 제동을 도모할 수 있게 된다.

도 1은 종래기술에 따른 유단변속기 탑재 차량의 변속시 회생제동 제어방법을 설명하기 위한 도면
도 2는 종래 유단변속기 탑재 차량의 변속시 회생제동 제어방법에 따른 문제점을 설명하기 위한 도면
도 3은 일반적인 차량용 구동모터의 특성을 설명하기 위한 도면
도 4는 본 발명에 따라 모터토크의 정파워 모드 조건에서 회생제동실행량을 제어한 결과를 종래와 비교하여 설명하기 위한 도면
도 5는 본 발명에 따라 모터토크의 정토크 모드 조건에서 회생제동실행량을 제어한 결과를 종래와 비교하여 설명하기 위한 도면
도 6은 본 발명에 따른 회생제동 제어방법 중 모터토크의 모드 변환시 기어비기울기의 선택 방식을 설명하기 위한 도면
도 7은 본 발명에 따른 회생제동 제어방법 중 모터토크의 모드 변환시 모터토크의 선택 방식을 설명하기 위한 도면
도 8은 본 발명에 따라 모터토크의 모드 변환 조건에서 회생제동실행량을 제어한 결과를 종래와 비교하여 설명하기 위한 도면
도 9는 본 발명에 따른 차량의 변속시 회생제동 제어방법을 설명하기 위한 순서도

이하, 본 발명을 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 설명하기로 한다.

본 발명은 유단변속기를 탑재한 차량의 회생제동 중 변속시 모터 특성을 고려하여 회생제동실행량을 결정 제어하는 방법에 관한 것으로, 먼저 회생제동에 사용되는 모터의 토크 특성을 살펴보도록 한다.

알려진 바와 같이, 모터는 운전 속도에 따라 크게 정토크 영역과 정파워 영역으로 나뉘며, 이때 두 운전 영역을 결정하는 모터속도를 기저속도(base rpm)라고 한다.

도 3에 보이듯이, 보통 모터는 기저속도 이하의 운전 영역에서 정토크 특성을 가진다. 즉, 정토크 영역에서 모터토크는 일정하며, 모터파워(모터토크×모터속도)의 절대값은 모터속도에 비례하여 일정하게 증가한다. 또한 모터는 기저속도 이상의 운전 영역에서 정파워 특성을 가진다. 즉, 정파워 영역에서 모터파워는 일정하며, 모터토크(모터파워/모터속도)의 절대값은 모터속도에 반비례하여 감소한다.

회생제동실행량은 회생제동시 휠로 전달되는 모터토크를 추정하는 것으로, 아래 식 1과 같이 산출할 수 있다.

식 1 :

여기서 REGEN_AV 는 회생제동실행량이고, Tm 은 모터토크이고, GR은 기어비이고, Eff_TM 은 변속기효율이다.

그러나, 변속 중에는 다음과 같은 이유로 상기 식 1을 사용할 수 없다.

첫째로 모터는 TCU(transmission control unit)의 토크인터벤션(변속을 원활히 하기 위한 변속기 입력 토크를 TCU에서 요청함)에 의해 토크가 저감되기 때문에 변속 상황에 따라 다른 형태의 모터토크를 가지게 되며, 이러한 변속 메커니즘에 의해 회생제동실행량은 실제로 휠에 전달되는 토크를 추정하는 것이 어렵다.

둘째로 변속 중에는 기어비에도 변동이 생기게 되므로, 식 1과 같이 회생제동실행량을 계산할 경우 회생제동실행량이 실제 휠에 전달되는 회생제동 토크를 추정할 수 없을 뿐만 아니라 회생제동실행량의 급변으로 인해 상대적으로 반응이 느린 유압제동이 목표 값을 추정하지 못하여 감속감의 변동을 유발하게 된다.

이에 본 발명에서는 회생제동 중 변속시 회생제동실행량을 정확하게 계산하여 결정할 수 있도록 한다.

구체적으로는, 회생제동 중 변속 발생시 변속 전/후의 회생제동실행량을 고려하여 변속 중에 회생제동실행량을 일정하게 증가시킴으로써 유압제동이 목표 값을 용이하게 추종할 수 있게 하며, 이때 TCU는 토크인터벤션을 통해 회생제동실행량만큼 회생제동 토크가 휠에 전달되게 한다.

회생제동 중 변속시 회생제동실행량을 일정하게 증가시키는 방법은 다음과 같다.

우선 변속 중 회생제동실행량을 계산하기 위해서는 TCU의 토크인터벤션 후 실제 모터토크가 아닌 TCU의 토크인터벤션 전 모터토크를 사용한다. 토크인터벤션 전 모터토크는 모터속도에 종속되어 변화하기 때문에 변속 중 모터토크의 변화를 예측할 수 있다. 따라서 회생제동실행량 계산 시 사용하는 모터토크로는 TCU의 토크인터벤션 전 모터토크를 사용한다.

이때, 상기 TCU의 토크인터벤션은 차량의 원활한 변속을 위해 TCU에서 요청하는 변속기 입력토크, 즉 모터토크이다.

또한 이때의 모터토크(회생제동실행량의 계산시 사용되는 모터토크)는 모터 특성에 따라 정파워 모드, 정토크 모드, 모드변환 등 3가지로 구분하여 사용한다.

즉, 회생제동 중 변속시 모터 특성에 따라 정파워 모드, 정토크 모드, 모드변환 등 3가지로 구분한 모터토크를 사용하여 회생제동실행량을 계산하며, 이렇게 계산한 값으로 변속 중 회생제동실행량을 적절히 제어한다.

먼저, 정파워 모드에서의 회생제동실행량 제어방법(산출방법)을 설명한다.

정파워 모드에서의 기어비는 아래 식 2와 같이 실제 기어비에 가장 가까운 변속기 입력속도(ω_TmIn)와 변속기 출력속도(ω_TmOut)를 이용하여 계산된 변속중기어비(GR_cal)를 사용한다.

또한, 정파워 영역의 모터토크는 모터속도에 종속되어 변하기 때문에 아래 식 3과 같이 실제 기어비(GR_cal*Eff_TM)와 토크인터벤션 전 모터토크(T_{m_BeforeInt})를 승산하여(곱하여) 계산할 경우 회생제동실행량(REGEN_AV _{_} _StadyPower)은 일정하게 증가하여 변속 중 감속감 확보가 가능하다.

식 2 :

식 3 :

여기서 GR_cal은 계산된 변속중기어비이고, ω_TmIn은 변속기 입력속도이고, ω_TmOut은 변속기 출력속도이고, REGEN_AV _{_} _StadyPower는 정파워 모드에서의 회생제동실행량이고, T_m _{_} _BeforeInt은 토크인터벤션 전 모터토크이고, Eff_TM은 변속기효율이다.

또한 정파워 모드에서의 회생제동실행량(REGEN_AV _{_} _StadyPower)은 변속기효율을 고려하지 않고 아래 식 3-1과 같이 계산하는 것도 가능하다. 물론 변속기효율을 고려하여 상기 식 3과 같이 계산하는 경우 더욱 정확한 값을 산출하게 된다.

식 3-1 :

도 4를 보면, 모터토크의 정파워 모드 조건에서 변속 중 회생제동실행량을 제어한 결과, 본 발명에 의해 상기 식 3을 통해 산출한 값에 따라 회생제동실행량을 제어하는 경우 회생제동실행량이 일정하게 증가하여 종래 대비 변속 중 감속감 확보가 가능한 것을 확인할 수 있다.

다음, 정토크 모드에서의 회생제동실행량 제어방법(산출방법)을 설명한다.

정토크 모드에서의 기어비는 변속 전/후의 단간비(혹은 단간 기어비)(식 4의 GR_diff)를 고려하여 아래 식 5의 기어비기울기(α)를 이용하여 증가시킨 변속중기어비(GR_cal)를 사용한다. 이때 변속중기어비(GR_cal)는 아래 식 6과 같이 계산할 수 있다.

정토크 모드에서 토크인터벤션 전 모터토크(T_{m_BeforeInt})는 모터속도에 무관하게 변동이 없고 변속중기어비(GR_cal)는 아래 식 6과 같이 산출되므로, 토크인터벤션 전 모터토크(T_{m_BeforeInt})와 계산된 변속중기어비(GR_cal)를 승산하여 회생제동실행량(REGEN_AV _{_} _StadyTorque)을 계산할 경우 회생제동실행량(REGEN_AV _{_} _StadyTorque)이 일정하게 증가하여 변속 중 감속감 확보가 가능하게 된다.

식 4 :

식 5 :

식 6 :

식 7 :

여기서 GR_diff는 단간비이고, GR_after는 변속후기어비이고, GR_before는 변속전기어비이고, α는 정토크 모드에서의 기어비기울기이고, ΔT_shift는 변속시간이고, GR_cal은 계산된 변속중기어비이고, REGEN_AV _{_} _StadyPower는 정토크 모드에서의 회생제동실행량이고, T_m _{_} _BeforeInt은 토크인터벤션 전 모터토크이고, Eff_TM은 변속기효율이고, T_{shift_end}는 변속종료시간이다.

또한 정토크 모드에서의 회생제동실행량(REGEN_AV _{_} _StadyTorque)은 변속기효율을 고려하지 않고 아래 식 7-1과 같이 계산하는 것도 가능하다. 물론 변속기효율을 고려하여 상기 식 7과 같이 계산하는 경우 더욱 정확한 값을 산출하게 된다.

식 7-1 :

도 5를 보면, 모터토크의 정토크 모드 조건에서 변속 중 회생제동실행량을 제어한 결과, 본 발명에 의해 상기 식 7을 이용하여 산출한 값에 따라 회생제동실행량을 제어하는 경우 회생제동실행량이 일정하게 증가하여 종래 대비 변속 중 감속감 확보가 가능한 것을 알 수 있다.

마지막으로, 모드 변환 시의 회생제동실행량 제어방법(산출방법)을 설명한다. 다시 말해, 회생제동 중 정파워 모드에서 정토크 모드로 모드 변환시 회생제동실행량을 제어하는 방법을 설명한다.

회생제동 중 변속시 모터토크는 모터속도의 변동에 따라 정파워 모드에서 정토크 모드로 진입할 경우 대부분 변속이 종료됨과 동시에 정토크 모드에서 다시 정파워 모드로 진입하게 된다. 정파워 모드에서 모터속도가 감소하면 모터토크의 절대값은 증가하게 되지만, 정토크 모드에서 모터토크는 모터속도와 관계없이 일정하게 유지되기 때문에, 모터의 모드 변환시에는 정토크 모드와 정파워 모드를 구분하여 변속중기어비를 산출하고 산출한 변속중기어비를 이용하여 회생제동실행량을 제어해야 한다.

따라서, 도 6에 나타낸 바와 같이 변속 중에(S20) 모터토크가 정토크 모드(혹은 정토크 영역)에 진입한 상태인지 여부를 판단하여(S21), 모터토크가 정토크 모드로 진입한 상태인 경우에는 변속 전/후의 단간비(식 2 참조)를 고려하여 상기 식 5의 기어비기울기(α, 이하 '정토크기어비기울기'라고 함)를 모드 변환시의 기어비기울기(γ)로 선택하여(S22) 상기 정토크기어비기울기(α)로 변속중기어비를 증가시키고, 정토크 모드로 미진입한 상태인 경우 다시 말해 정파워 모드 상태인 경우에는 시험으로 도출한 시험값인 기어비기울기(β, 이하 '정파워기어비기울기'라고 함)를 모드 변환시의 기어비기울기(γ)로 선택하여(S23) 상기 정파워기어비기울기(β)로 변속중기어비를 증가시킨다.

즉, 회생제동실행량의 계산에 사용할 기어비기울기(혹은 기어비 상승 기울기)로는 정토크기어비기울기(α)와 정파워기어비기울기(β) 중 선택한 기울기를 모드 변환시의 기어비기울기(γ)로 사용하며, 모드 변환시의 변속중기어비(GR_cal)는 아래 식 8과 같이 산출할 수 있다.

식 8 :

여기서 GR_cal은 모드 변환시의 변속중기어비이고, GR_before는 변속전기어비이고, γ는 모드 변환시의 기어비기울기이고, T_shift _{_} _end는 변속종료시간이다.

그리고, 모드 변환시의 모터토크로는 TCU의 토크인터벤션 전 모터토크를 사용한다.

변속 중에 모터토크는 모드 변환시 대부분 정파워 모드에서 정토크 모드로 모드 변환되었다가 변속이 끝나면서 다시 정파워 모드로 진입하게 된다.

이에 본 발명에서는 변속 중 모터토크가 정파워 모드에서 정토크 모드로 진입하는 경우 모터토크의 모드 변환이 발생한 것으로 판단하고, 이러한 모드 변환시 모터토크는 정파워 모드에서 정토크 모드로 운전되다가 정파워 모드로 재진입을 하므로 모터토크가 정파워로 재진입할 경우 정토크 모드로 가정하여 고정된 일정값의 모터토크를 사용하며, 변속중기어비 역시 정토크 모드의 기어비기울기인 정토크기어비기울기(α)를 사용하여 계산한 기어비(식 8 참조)를 적용한다.

여기서 모터토크를 정토크 모드로 가정하여 일정값을 사용하는 이유는, 변속시간이나 도로 및 환경 등의 영향으로 변속 종료 시점을 정확히 추정하기가 쉽지 않기 때문이다. 실제 변속 시작 시점에서 모터는 정토크 영역으로 운전되기 때문에 무조건 실제 변속 시작 시 모터토크를 고정시킴으로써 정토크로 가정하고 기어비 기울기도 정토크기어비기울기(α)로 가정하여 회생제동실행량의 선형성 및 휠에 전달되는 회생제동 토크를 실제에 최대한 가깝게 추정할 수 있다.

다시 말해, 도 7에 나타낸 바와 같이, 회생제동 중 변속시(S30) 모터토크의 모드 변환 여부를 판단하여(S31) 정토크 모드에서 정파워 모드로의 모드 변환이 발생한 경우에는, 정토크 모드로 고정된 일정값의 모터토크(T_{m_Virtual})를 모터토크로 사용하며(S32), 상기 일정값의 모터토크를 이용하여 회생제동실행량을 계산하게 된다.

그리고, 회생제동실행량을 제어하는 중 변속 종료 여부를 판단하여(S33), 변속 종료시에는 토크인터벤션 전 모터토크를 모터토크로 사용하고(S34), 변속 미종료시에는(즉, 변속 중에는) 모터토크로서 정토크로 고정된 일정값의 모터토크(T_{m_Virtual})를 사용한다(S32).

그리고, 변속 중에 모터토크의 모드 변환 여부를 판단하여 정파워 모드에서 정토크 모드로의 모드 변환이 미발생한 경우에는, 다시 말해 모드 변환이 미발생한 정토크 모드 또는 정파워 모드 상태인 경우에는, 토크인터벤션 전 모터토크를 변속 중 모터토크로 사용한다.

상기 일정값의 모터토크(T_{m_Virtual})와 계산된 변속중기어비(GR_cal)를 승산하여 계산할 경우 변속 중 모드 변환시의 회생제동실행량(REGEN_AV _{_} _ModeChange)은 일정하게 증가하여 변속 중 감속감 확보가 가능하다.

식 9 :

여기서 REGEN_AV _{_} _ModeChange는 모드 변환시의 회생제동실행량이고, T_m _{_} _Virtual은 정토크 모드로 고정된 일정값의 모터토크이고, GR_cal은 계산된 변속중기어비이고, Eff_TM은 변속기효율이다.

또한 모드 변환 시의 회생제동실행량(REGEN_AV _{_} _ModeChange)은 변속기효율을 고려하지 않고 아래 식 9-1과 같이 계산하는 것도 가능하다. 물론 변속기효율을 고려하여 상기 식 9와 같이 계산하는 경우 더욱 정확한 값을 산출하게 된다.

식 9-1 :

도 8을 보면, 모터토크의 모드 변환 조건에서 변속 중 회생제동실행량을 제어한 결과, 본 발명에 의해 상기 식 9를 이용하여 산출한 값에 따라 회생제동실행량을 제어하는 경우 회생제동실행량이 일정하게 증가하여 종래 대비 변속 중 감속감 확보가 가능한 것을 확인할 수 있다.

이하, 차량의 변속시 회생제동실행량을 제어하는 방법을 도 9를 참조하여 설명하도록 한다.

도 9에 나타낸 바와 같이, 운전자의 제동의지가 입력되면(S100) 그에 따라 필요한 총제동량을 결정하고(S110), 결정한 총제동량 중 회생제동허용량을 결정한 뒤(S120), 회생제동 가능 여부를 판단한다(S130).

회생제동 가능 여부를 판단한 결과 회생제동이 불가능한 경우 유압제동량을 총제동량과 동일하게 결정하며, 회생제동이 가능한 경우에는 차량의 변속 여부를 판단하고(S140) 그 결과에 따라 회생제동실행량을 제어한다.

여기서 상기 회생제동허용량은 차량의 회생제동을 통해 생성가능한 최대제동량이고, 상기 회생제동실행량은 차량의 제동시 운전자의 제동의지에 따라 결정된 총제동량 중 회생제동을 통해 발생하는 실제제동량이며, 상기 회생제동실행량은 회생제동허용량 이하로 결정 제어된다.

회생제동 중 비변속시에는 실제 모터토크와 실제 기어비를 이용하여(S150) 회생제동실행량을 계산/결정하고(S210), 회생제동 중 변속시에는 모터토크의 정파워 모드 진입 여부를 판단한다(S160).

모터토크가 정파워 모드에 진입한 경우에는, 즉 모터토크가 정파워 모드 상태인 경우에는, TCU의 토크인터벤션 전 모터토크와 상기의 식 2를 이용하여 계산한 변속중기어비를 이용하여(S170) 회생제동실행량을 결정한다(S210).

다시 말해, 모터토크가 정파워 모드에 진입한 경우에는 TCU의 토크인터벤션 전 모터토크와, 상기 식 2에 따라 변속기 입력속도 및 변속기 출력속도를 이용하여 계산한 변속중기어비를 이용하여 회생제동실행량을 결정한다.

모터토크의 정파워 모드 조건에서 회생제동실행량은 상기의 식 3을 이용하여 계산 가능하다.

모터토크가 정파워 모드에 미진입한 경우에는 모터토크의 정토크 모드 진입 여부를 판단한다(S180).

모터토크가 정토크 모드에 진입한 경우에는, 즉 모터토크가 정토크 모드 상태인 경우에는, TCU의 토크인터벤션 전 모터토크와 상기의 식 6을 이용하여 계산한 변속중기어비를 이용하여(S190) 회생제동실행량을 결정한다(S210).

모터토크의 정토크 모드 조건에서 회생제동실행량은 상기의 식 7을 이용하여 계산 가능하다.

모터토크가 정토크 모드에 미진입한 경우에는 모터토크가 모드 변환 중인 것으로 판단하여(S200), 정토크 모드로 고정된 일정값의 모터토크와 상기의 식 8을 이용하여 계산한 변속중기어비를 이용하여(S200) 회생제동실행량을 결정한다(S210).

모터토크의 모드 변환 조건에서 회생제동실행량은 상기의 식 9를 이용하여 계산 가능하다.

회생제동 중 변속 발생시 상기와 같은 과정을 통해 회생제동실행량을 결정한(S210) 뒤에는, 결정한 회생제동실행량을 제외한 나머지 제동량을 유압제동량으로 결정한다(S220).

즉, 상기 결정한 회생제동실행량을 총제동량에서 차감한 나머지 제동량을 유압제동량으로 결정한다.

이렇게 결정한 회생제동실행량과 유압제동량에 따라 회생제동과 유압제동을 제어함으로써 안정적인 차량 제동을 도모할 수 있게 된다.

이와 같이 본 발명에 따른 회생제동 제어방법에 의하면, 유단변속기를 장착한 하이브리드 자동차의 종래 문제점(회생제동 중 변속 시 감속감 변동 문제로 인해 회생제동을 제한하는 단점)을 개선함으로써 제동시 회생제동을 극대화할 수 있게 된다.

이에 본 발명에 의하면 원가 상승 없이 연비 개선의 효과를 크게 얻을 수 있을 뿐만 아니라, 제동시 감속감 변동을 최소화함으로써 운전자의 안전성 및 운전성도 확보할 수 있게 된다.

Claims

회생제동 중인 차량의 변속 시 모터의 운전 영역을 판단하고, 그 판단 결과에 따라 회생제동실행량을 결정하며,
상기 모터의 운전 영역을 판단하기 위해, 모터토크가 정파워 모드에서 정토크 모드로 모드 변환되는지 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 차량의 변속시 회생제동 제어방법.
청구항 1에 있어서,
상기 모터의 운전 영역을 판단하기 위해, 모터토크가 정파워 모드 상태인지 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 차량의 변속시 회생제동 제어방법.
청구항 1에 있어서,
상기 모터의 운전 영역을 판단하기 위해, 모터토크가 정토크 모드 상태인지 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 차량의 변속시 회생제동 제어방법.
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청구항 2에 있어서,
모터토크가 상기 정파워 모드 상태인 경우, 회생제동실행량은 TCU의 토크인터벤션 전 모터토크와 정파워 모드에서의 변속중기어비를 이용하여 결정하는 것을 특징으로 하는 차량의 변속시 회생제동 제어방법.
청구항 2 또는 5에 있어서,
모터토크가 상기 정파워 모드 상태인 경우, 회생제동실행량은,

로 결정하며, 상기 변속중기어비(GR_cal)는

을 통해 계산한 값을 이용하는 것을 특징으로 하는 차량의 변속시 회생제동 제어방법.
여기서 GR_cal은 정파워 모드에서의 변속중기어비이고, ω_TmIn은 변속기 입력속도이고, ω_TmOut은 변속기 출력속도이고, REGEN_AV _{_} _StadyPower는 정파워 모드에서의 회생제동실행량이고, T_m _{_} _BeforeInt은 토크인터벤션 전 모터토크이다.
청구항 2 또는 5에 있어서,
모터토크가 상기 정파워 모드 상태인 경우, 회생제동실행량은,

로 결정하며, 상기 변속중기어비(GR_cal)는

을 통해 계산한 값을 이용하는 것을 특징으로 하는 차량의 변속시 회생제동 제어방법.
여기서 Eff_TM은 변속기효율이다.
청구항 3에 있어서,
모터토크가 상기 정토크 모드 상태인 경우, 회생제동실행량은 TCU의 토크인터벤션 전 모터토크와 정토크 모드에서의 변속중기어비를 이용하여 결정하는 것을 특징으로 하는 차량의 변속시 회생제동 제어방법.
청구항 3에 있어서,
모터토크가 상기 정토크 모드 상태인 경우, 회생제동실행량은,

로 결정되며, 상기 변속중기어비(GR_cal)는

을 통해 계산한 값을 이용하는 것을 특징으로 하는 차량의 변속시 회생제동 제어방법.
여기서 GR_cal은 정토크 모드에서의 변속중기어비이고, GR_before는 변속전기어비이고, α는 정토크 모드에서의 기어비기울기이고, REGEN_AV _{_} _StadyTorque는 정토크 모드에서의 회생제동실행량이고, T_m _{_} _BeforeInt은 토크인터벤션 전 모터토크이고, T_shift _{_} _end는 변속종료시간이다.
청구항 3에 있어서,
모터토크가 상기 정토크 모드 상태인 경우, 회생제동실행량은,

로 결정되며, 상기 변속중기어비(GR_cal)는

을 통해 계산한 값을 이용하는 것을 특징으로 하는 차량의 변속시 회생제동 제어방법.
청구항 9 또는 10에 있어서,
상기 정토크 모드에서의 기어비기울기(α)는

을 통해 결정하며, 상기 단간비(GR_diff)는

을 통해 계산한 값을 이용하는 것을 특징으로 하는 차량의 변속시 회생제동 제어방법.
여기서 GR_after는 변속후기어비이고, GR_before는 변속전기어비이고, ΔT_shift는 변속시간이다.
청구항 1에 있어서,
모터토크가 상기 정파워 모드에서 정토크 모드로 모드 변환되는 경우,
회생제동실행량은 정토크 모드로 고정된 일정값의 모터토크와 모드 변환시의 변속중기어비를 이용하여 결정하는 것을 특징으로 하는 차량의 변속시 회생제동 제어방법.
청구항 1에 있어서,
모터토크가 상기 정파워 모드에서 정토크 모드로 모드 변환되는 경우, 회생제동실행량은,

로 결정하며, 상기 변속중기어비(GR_cal)는

을 통해 계산한 값을 이용하는 것을 특징으로 하는 차량의 변속시 회생제동 제어방법.
여기서 REGEN_{AV_ModeChange}는 모드 변환시의 회생제동실행량이고, T_{m_Virtual}은 정토크 모드로 고정된 일정값의 모터토크이고, GR_cal은 모드 변환시의 변속중기어비이고, Eff_TM은 변속기효율이고, GR_before는 변속전기어비이고, γ는 모드 변환시의 기어비기울기이고, T_{shift_end}는 변속종료시간이다.
청구항 1에 있어서,
모터토크가 상기 정파워 모드에서 정토크 모드로 모드 변환되는 경우, 회생제동실행량은,

로 결정하며, 상기 변속중기어비(GR_cal)는

을 통해 계산한 값을 이용하는 것을 특징으로 하는 차량의 변속시 회생제동 제어방법.
청구항 13 또는 14에 있어서,
상기 모드 변환시의 기어비기울기(γ)로는 모터토크가 정토크 모드인 경우의 기어비기울기(α)를 이용하며, 상기 기어비기울기(α)는

을 통해 계산하는 것을 특징으로 하는 차량의 변속시 회생제동 제어방법.
여기서 GR_diff는 단간비이고, ΔT_shift는 변속시간이다.
회생제동 중인 차량의 변속시 회생제동실행량을 제어하는 방법으로,
모터토크가 정파워 모드 상태인지 여부를 판단하는 제1과정;
모터토크가 정토크 모드 상태인지 여부를 판단하는 제2과정;
모터토크가 정파워 모드에서 정토크 모드로 모드 변환되는지 여부를 판단하는 제3과정;
을 포함하며, 상기 제1과정 내지 제3과정의 판단 결과에 따라 회생제동실행량을 결정하는 것을 특징으로 하는 차량의 변속시 회생제동 제어방법.
청구항 16에 있어서,
모터토크가 상기 정파워 모드 상태인 경우, 회생제동실행량은 TCU의 토크인터벤션 전 모터토크와 정파워 모드에서의 변속중기어비를 이용하여 결정하는 것을 특징으로 하는 차량의 변속시 회생제동 제어방법.
청구항 16 또는 17에 있어서,
모터토크가 상기 정파워 모드 상태인 경우, 회생제동실행량은,

로 결정하며, 상기 변속중기어비(GR_cal)는

을 통해 계산한 값을 이용하는 것을 특징으로 하는 차량의 변속시 회생제동 제어방법.
여기서 GR_cal은 정파워 모드에서의 변속중기어비이고, ω_TmIn은 변속기 입력속도이고, ω_TmOut은 변속기 출력속도이고, REGEN_AV _{_} _StadyPower는 정파워 모드에서의 회생제동실행량이고, T_m _{_} _BeforeInt은 토크인터벤션 전 모터토크이다.
청구항 16 또는 17에 있어서,
모터토크가 상기 정파워 모드 상태인 경우, 회생제동실행량은,

로 결정하며, 상기 변속중기어비(GR_cal)는

을 통해 계산한 값을 이용하는 것을 특징으로 하는 차량의 변속시 회생제동 제어방법.
청구항 16에 있어서,
모터토크가 상기 정토크 모드 상태인 경우, 회생제동실행량은 TCU의 토크인터벤션 전 모터토크와 정토크 모드에서의 변속중기어비를 이용하여 결정하는 것을 특징으로 하는 차량의 변속시 회생제동 제어방법.
청구항 16에 있어서,
모터토크가 상기 정토크 모드 상태인 경우, 회생제동실행량은,

로 결정되며, 상기 변속중기어비(GR_cal)는

을 통해 계산한 값을 이용하는 것을 특징으로 하는 차량의 변속시 회생제동 제어방법.
여기서 GR_cal은 정토크 모드에서의 변속중기어비이고, GR_before는 변속전기어비이고, α는 정토크 모드에서의 기어비기울기이고, REGEN_AV _{_} _StadyTorque는 정토크 모드에서의 회생제동실행량이고, T_m _{_} _BeforeInt은 토크인터벤션 전 모터토크이고, T_shift _{_} _end는 변속종료시간이다.
청구항 16에 있어서,
모터토크가 상기 정토크 모드 상태인 경우, 회생제동실행량은,

로 결정되며, 상기 변속중기어비(GR_cal)는

을 통해 계산한 값을 이용하는 것을 특징으로 하는 차량의 변속시 회생제동 제어방법.
청구항 21 또는 22에 있어서,
상기 정토크 모드에서의 기어비기울기(α)는

을 통해 결정하며, 상기 단간비(GR_diff)는

을 통해 계산한 값을 이용하는 것을 특징으로 하는 차량의 변속시 회생제동 제어방법.
여기서 GR_after는 변속후기어비이고, GR_before는 변속전기어비이고, ΔT_shift는 변속시간이다.
청구항 16에 있어서,
모터토크가 상기 정파워 모드에서 정토크 모드로 모드 변환되는 경우,
회생제동실행량은 정토크 모드로 고정된 일정값의 모터토크와 모드 변환시의 변속중기어비를 이용하여 결정하는 것을 특징으로 하는 차량의 변속시 회생제동 제어방법.
청구항 16에 있어서,
모터토크가 상기 정파워 모드에서 정토크 모드로 모드 변환되는 경우, 회생제동실행량은,

로 결정되며, 상기 변속중기어비(GR_cal)는

을 통해 계산한 값을 이용하는 것을 특징으로 하는 차량의 변속시 회생제동 제어방법.
여기서 REGEN_AV _{_} _ModeChange는 모드 변환시의 회생제동실행량이고, T_m _{_} _Virtual은 정토크 모드로 고정된 일정값의 모터토크이고, GR_cal은 모드 변환시의 변속중기어비이고, Eff_TM은 변속기효율이고, GR_before는 변속전기어비이고, γ는 모드 변환시의 기어비기울기이고, T_shift _{_} _end는 변속종료시간이다.
청구항 16에 있어서,
모터토크가 상기 정파워 모드에서 정토크 모드로 모드 변환되는 경우, 회생제동실행량은,

로 결정되며, 상기 변속중기어비(GR_cal)는

을 통해 계산한 값을 이용하는 것을 특징으로 하는 차량의 변속시 회생제동 제어방법.
청구항 25 또는 26에 있어서,
상기 모드 변환시의 기어비기울기(γ)로는 모터토크가 정토크 모드인 경우의 기어비기울기(α)를 이용하며, 상기 기어비기울기(α)는

을 통해 계산하는 것을 특징으로 하는 차량의 변속시 회생제동 제어방법.
여기서 GR_diff는 단간비이고, ΔT_shift는 변속시간이다.