KR101694019B1

KR101694019B1 - Dct 하이브리드 차량의 제어방법

Info

Publication number: KR101694019B1
Application number: KR1020150091362A
Authority: KR
Inventors: 윤영민; 정성환
Original assignee: 현대자동차주식회사; 기아자동차주식회사
Priority date: 2015-06-26
Filing date: 2015-06-26
Publication date: 2017-01-09
Also published as: KR20170001894A

Abstract

본 발명은 모터만에 의해 차량의 구동이 가능한 상태인지를 컨트롤러가 판단하는 상태파악단계와; 모터만에 의해 차량의 구동이 가능한 경우, R레인지가 선택되면, 상기 컨트롤러가 짝수축의 모든 변속단기어를 해제상태로 하고 홀수축의 1단 변속단기어를 체결상태가 되도록 하는 1단확보단계와; 상기 1단확보단계 후, 상기 컨트롤러는 상기 모터를 1단 주행시와는 반대방향으로 구동하도록 하여 후진주행을 구현하는 모터역전단계를 포함하여 구성된다.

Description

DCT 하이브리드 차량의 제어방법{METHOD FOR CONTROLLING HYBRID VEHICLE WITH DCT}

본 발명은 DCT가 탑재된 하이브리드 차량의 제어방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 운전자에 의한 D레인지와 R레인지 사이의 전환 조작에 따른 변속제어에 관한 기술이다.

DCT(Dual Clutch Transmission)는 전진단 다수개와 후진단 1개를 가지고 있으며, 두 클러치 중 어느 하나로부터 회전력을 전달받도록 된 입력축은 홀수 변속단을 형성할 수 있도록 구성되고, 다른 하나로부터 회전력을 전달받도록 된 또 다른 입력축은 짝수 변속단과 후진단인 R단을 구현할 수 있도록 구성되는 바, 통상 홀수 변속단 형성에 사용되는 입력축을 홀수축, 짝수 변속단 및 R단 구현에 사용되는 입력축을 짝수축이라고 한다.

종래에는 후진 주행을 위해 운전자가 변속레버를 R레인지로 선택하면, 짝수축의 R단 기어를 체결하여 후진 동력을 전달할 수 있도록 함과 아울러, 홀수축에 체결되어 있던 변속단(주로 1단 변속단)은 해제하도록 하여, R단 주행 시 홀수축에 체결되어 있는 변속단에 의해 발생할 수 있는 기어 소음을 방지하도록 하는 방법이 사용되는 경우가 있다.

또한, 전진 변속단 주행 시에는 마찬가지의 이유로 R단 기어를 해제하여, 전진 주행중 R단 형성을 위한 기어들에 의해 발생되는 소음을 방지할 수 있도록 한다.

그런데, 상기한 바와 같은 변속기 제어전략을 사용하는 경우, 차량이 저속으로 운전되는 상황에서 운전자가 변속레버를 D레인지에서 R레인지로 전환하거나 그 반대로 조작하는 경우, 즉 저속 R-D, D-R Lurch 주행 상황에서는 1단 기어와 R단 기어가 하나는 해제되고 다른 하나는 체결되어야 하므로, 변속 응답성 지연이 발생할 가능성이 높아지고, 저속 주행 상황이므로 상대적으로 다른 소음이 저감됨에 따라 기어의 체결 및 해제에 의한 소음이 과도한 소음 문제로 부각될 염려가 있다.

상기 발명의 배경이 되는 기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.

KR

1020130077148

A

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 저속 R-D, D-R Lurch 주행 상황에서, 가급적 기어들의 체결 및 해제의 회수를 줄일 수 있도록 하여, 주행 응답성 지연 발생 가능성을 줄이고, 소음의 발생을 줄여서, 궁극적으로 차량의 상품성을 향상시킬 수 있도록 한 DCT 하이브리드 차량의 제어방법을 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 DCT 하이브리드 차량의 제어방법은

모터만에 의해 차량의 구동이 가능한 상태인지를 컨트롤러가 판단하는 상태파악단계와;

모터만에 의해 차량의 구동이 가능한 경우, R레인지가 선택되면, 상기 컨트롤러가 짝수축의 모든 변속단기어를 해제상태로 하고 홀수축의 1단 변속단기어를 체결상태가 되도록 하는 1단확보단계와;

상기 1단확보단계 후, 상기 컨트롤러는 상기 모터를 1단 주행시와는 반대방향으로 구동하도록 하여 후진주행을 구현하는 모터역전단계를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

본 발명은 상기 컨트롤러가 상기 상태파악단계 수행결과, 모터만에 의한 차량 구동이 불가능한 상태로 판단되는 경우에는, R레인지가 선택되면, 짝수축의 R단 변속단기어를 체결시키는 R단체결단계를 더 포함하여 구성될 수 있다.

본 발명은 상기 R단체결단계 후, 상기 컨트롤러가 엔진의 동력으로 짝수축을 구동하도록 하여 후진주행을 구현하는 엔진구동단계를 더 포함하여 구성될 수 있다.

상기 1단확보단계에서, 상기 컨트롤러는 짝수축의 변속단기어를 조작하는 짝수축 쉬프팅액츄에이터를 조작하여 짝수축의 모든 변속단기어를 중립 상태로 해제시키고, 홀수축의 변속단기어를 조작하는 홀수축 쉬프팅액츄에이터를 조작하여 1단 변속단기어를 체결하도록 할 수 있다.

상기 컨트롤러가 1단확보단계 수행시, R레인지 선택 이전의 변속레인지에서 이미 1단 변속단기어가 체결되어 있는 경우에는, 1단 변속단기어 체결상태를 그대로 유지하도록 할 수 있다.

또한, 본 발명 DCT 하이브리드 차량의 제어방법은,

상기 상태파악단계 수행결과, 모터만에 의해 차량의 구동이 가능한 경우, 상기 컨트롤러는 변속레인지들의 전환이 있어도, 홀수축의 1단 변속단기어가 체결된 상태를 지속적으로 유지하는 변속단유지단계를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

본 발명은 상기 변속단유지단계 수행중, 후진 주행이 요구되면, 상기 컨트롤러는 상기 모터를 1단 주행시와는 반대방향으로 구동하도록 하여 후진주행을 구현하는 모터역전단계를 포함하여 구성될 수 있다.

본 발명은 저속 R-D, D-R Lurch 주행 상황에서, 가급적 기어들의 체결 및 해제의 회수를 줄일 수 있도록 하여, 주행 응답성 지연 발생 가능성을 줄이고, 소음의 발생을 줄여서, 궁극적으로 차량의 상품성을 향상시킬 수 있도록 한다.

도 1은 본 발명이 적용될 수 있는 DCT 하이브리드 차량의 파워트레인을 도시한 개념도,
도 2는 본 발명에 따른 DCT 하이브리드 차량의 제어방법의 제1실시예를 도시한 도면,
도 3은 본 발명에 따른 DCT 하이브리드 차량의 제어방법의 제2실시예를 도시한 도면,
도 4는 본 발명에 따른 DCT 하이브리드 차량의 제어방법의 제3실시예를 도시한 도면이다.

도 1은 본 발명이 적용될 수 있는 DCT 하이브리드 차량의 파워트레인을 도시한 것으로서, 엔진(E)은 엔진클러치(EC)를 통해 모터(M)와 연결되어 있고, 모터는 DCT에 연결되어 있으며, DCT는 홀수축(ODD)과 짝수축(EVEN) 및 출력축(OUT)을 구비하고 있고, 상기 모터와 홀수축 사이에는 제1클러치(CL1)가, 상기 모터와 짝수축 사이에는 제2클러치(CL2)가 구비되어 있으며, 상기 홀수축의 변속단기어들을 체결 및 해제시키도록 구성된 홀수축의 쉬프팅액츄에이터(OA)와 상기 짝수축의 변속단기어를 체결 및 해제시키도록 구성된 짝수축의 쉬프팅액츄에이터(EA)가 구비되어 있으며, 상기 출력축에는 디퍼렌셜(DIFF)을 통해 구동륜(DW)이 연결된 구성이다.

컨트롤러(C)는 상기 엔진, 엔진클러치, 모터, 제1클러치, 제2클러치, 짝수축의 쉬프팅액츄에이터 및 홀수축의 쉬프팅액츄에이터를 제어할 수 있도록 구성되어 있다.

물론, 도면에는 상기 컨트롤러 하나가 상기한 요소들을 모두 제어하는 것으로 표현되어 있으나, 상기 컨트롤러는 다수의 컨트롤러로 분리될 수 있을 것인 바, 예컨대, 엔진을 제어하는 엔진컨트롤러, 모터를 제어하는 모터컨트롤러, DCT의 구성요소들을 제어하는 변속기컨트롤러, 이들 엔진컨트롤러 모터컨트롤러 및 변속기컨트롤러를 상위에서 제어하는 하이브리드컨트롤러 등과 같이 다수의 컨트롤러로 구성할 수도 있을 것이지만, 본 발명 개념의 명확한 이해를 위해, 이러한 컨트롤러 구성의 변화를 모두 포함하는 개념으로 하나의 상징적인 컨트롤러가 상기한 요소들을 모두 제어하는 것으로 표현하고 있으므로, 도면에 의해 컨트롤러의 구성이 제한되어 해석되어서는 아니된다.

참고로, 상기 홀수축에는 상기 DCT에서 구현하고자 하는 일련의 변속단들 중 홀수 변속단을 구현하기 위한 변속단기어들이 배치되고, 상기 짝수축에는 짝수 변속단 및 R단을 구현하기 위한 변속단기어들이 배치되어 있으며, 이러한 기어배치는 일반적인 DCT의 구성과 동일하므로, 상세한 설명을 생략한다.

도 2는 본 발명에 따른 DCT 하이브리드 차량의 제어방법의 제1실시예를 예시한 것으로서, 모터만에 의해 차량의 구동이 가능한 상태인지를 컨트롤러가 판단하는 상태파악단계(S10)와; 모터만에 의해 차량의 구동이 가능한 경우, R레인지가 선택되면, 상기 컨트롤러가 짝수축의 모든 변속단기어를 해제상태로 하고 홀수축의 1단 변속단기어를 체결상태가 되도록 하는 1단확보단계(S20)와; 상기 1단확보단계 후, 상기 컨트롤러는 상기 모터를 1단 주행시와는 반대방향으로 구동하도록 하여 후진주행을 구현하는 모터역전단계(S30)를 포함하여 구성된다.

즉, EV주행이 가능한 상태와 같이, 모터만에 의해 차량의 구동이 가능하다고 판단되는 경우에는, 비록 운전자가 변속레버로 R레인지를 선택하여도, R단 변속단기어를 체결하지 않고 1단 변속단기어가 체결된 상태를 확보한 후, 상기 모터를 1단 주행시와는 반대방향으로 주행하도록 하여 후진주행을 구현하도록 함으로써, 운전자가 변속레버로 D레인지에서 R레인지로 전환하거나 그 반대로 조작하는 R-D, D-R Lurch 주행 상황에서 불필요하게 1단 변속단기어와 R단 변속단기어가 체결되고 해제되는 동작을 수행하지 않아도 되므로, 기어의 체결 및 해제에 따른 소음이 방지되고, 변속 응답성이 크게 향상될 수 있는 것이다.

상기 컨트롤러가 1단확보단계 수행시, R레인지 선택 이전의 변속레인지에서 이미 1단 변속단기어가 체결되어 있는 경우에는, 1단 변속단기어 체결상태를 그대로 유지하도록 한다.

예컨대, R레인지 이전에 D레인지에 있었고, D레인지에서 1단 변속단기어가 치합되어 있었다면, 변속레버가 R레인지로 전환되는 경우에, 1단 변속단기어가 체결된 상태를 그대로 유지하도록 하여, 상기 1단확보단계를 완료하고, 운전자가 후진을 하기 위해 가속페달을 밟는 경우에는 상기 모터를 역회전시켜서 후진주행을 구현하도록 하는 것이다.

상기 컨트롤러가 상기 상태파악단계 수행결과, 모터만에 의한 차량 구동이 불가능한 상태로 판단되는 경우에는, R레인지가 선택되면, 짝수축의 R단 변속단기어를 체결시키는 R단체결단계(S40)를 수행하고, 상기 R단체결단계 후, 상기 컨트롤러가 엔진의 동력으로 짝수축을 구동하도록 하여 후진주행을 구현하는 엔진구동단계(S50)를 더 포함하여 구성된다.

즉, 배터리의 충전량이 부족하거나 모터를 구동하는 전기계통의 고장 등과 같이 EV주행이 불가능한 상태라고 판단되면, 일반적인 DCT의 후진 구현과 마찬가지로, 변속레버가 운전자에 의해 R레인지로 선택되면, 짝수축에 위치한 R단 변속단기어를 체결하고 엔진클러치를 결합하여 엔진으로부터 발생되는 동력으로 후진 주행을 구현하는 것이다.

도 3은 본 발명에 따른 제2실시예를 예시한 것으로서, 본 발명은 모터만에 의해 차량의 구동이 가능한 상태인지를 컨트롤러가 판단하는 상태파악단계(S10)와; 상기 상태파악단계 수행결과, 모터만에 의해 차량의 구동이 가능한 경우, 상기 컨트롤러는 변속레인지들의 전환이 있어도, 홀수축의 1단 변속단기어가 체결된 상태를 지속적으로 유지하는 변속단유지단계(S20')를 포함하여 구성된다.

즉, 본 실시예에서는, 모터만으로 차량의 구동이 가능한 상태에서는, 변속레버로 변속레인지를 P, R, N, D의 어느 레인지로 전환하여도, 항상 1단 변속단기어가 체결된 상태를 지속적으로 유지하도록 하는 것이다.

상기와 같은 변속단유지단계 수행중, 운전자가 브레이크페달을 놓거나 가속페달을 밟아 후진 주행이 요구되면, 상기 컨트롤러는 상기 모터를 1단 주행시와는 반대방향으로 구동하도록 하여 후진주행을 구현하는 모터역전단계(S30)를 수행하고, D레인지가 선택되고 운전자가 브레이크페달을 놓거나 가속페달을 밟으면, 모터를 정회전시켜서 1단 전진주행을 시작하는 것이다.

따라서, 운전자의 잦은 D-R전환 또는 R-D전환에도 변속단기어의 새로운 해제와 결합이 없이 전진과 후진을 극히 용이하고 신속하게 구현할 수 있어서, 기어의 치합 및 해제에 따른 소음 발생이 방지되고 변속 응답성이 향상되게 되는 것이다.

물론, 상기 컨트롤러가 상기 상태파악단계 수행결과, 모터만에 의한 차량 구동이 불가능한 상태로 판단되는 경우에는, R레인지가 선택되면, 짝수축의 R단 변속단기어를 체결시키는 R단체결단계(S40)를 수행하고, 상기 R단체결단계 후, 운전자가 차량을 출발시키면 상기 컨트롤러가 엔진의 동력으로 짝수축을 구동하도록 하여 후진주행을 구현하는 엔진구동단계(S50)를 수행한다.

도 4는 본 발명의 다른 실시예로서, 하이브리드 차량의 상태가 엔진이 정지해 있고 모든 전원이 차단된 OFF상태와, 오디오 등과 같은 액세서리 전기기기에 전원이 공급되는 ACC상태와, 일단 엔진이 시동되거나 모터가 구동 가능하여 차량의 주행상태를 유지할 수 있는 ON상태 및 종래의 엔진 스타트 상태에 대응되도록 차량의 실질적인 출발 준비가 이루어지는 HEV READY상태가 규정된 차량에서, HEV READY상태를 판단하여 (S100), HEV READY가 아니면, P, R, N, D의 모든 변속레인지에서 홀수축과 짝수축 모두 아무런 변속단기어도 체결하지 않고 중립을 유지하도록 하고 (S150), HEV READY상태인 경우에는 다시 모터만에 의해 차량의 구동이 가능한지를 EV모드 가능여부로 판단한다 (S200).

EV모드가 가능한 경우에는, 상기한 제2실시예와 마찬가지로 모든 변속레인지에서 1단 변속단기어가 체결된 상태를 유지하고(S250), 모터의 회전방향 전환으로 R단구동과 1단구동을 구현할 수 있도록 함으로써, 변속레버의 R-D조작 및 D-R조작시 기어 체결상태의 전환에 따른 소음이 방지되고 신속한 변속 응답성을 확보할 수 있도록 한다.

EV모드가 불가능한 경우라고 판단되면, 홀수축은 기본적으로 모든 변속레인지에서 1단 변속단기어를 체결하도록 하고, 짝수축은 P단 및 R단에서 R단 변속단기어를 체결하여(S300), 후진단 구현시 엔진의 동력에 의해 짝수축을 구동하여 후진을 구현하도록 한다.

참고로, R레인지에서 홀수축은 1단이 아니라 N단으로 하여 후진중, 홀수축의 1단 변속단기어에 의한 기어소음을 방지하도록 할 수도 있어서, 도 4에 "1/N"과 같이 표시된 것이다.

본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.

S10; 상태파악단계
S20; 1단확보단계
S20'; 변속단유지단계
S30; 모터역전단계
S40; R단체결단계
S50; 엔진구동단계

Claims

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모터만에 의해 차량의 구동이 가능한 상태인지를 컨트롤러가 판단하는 상태파악단계와;
상기 상태파악단계 수행결과, 모터만에 의해 차량의 구동이 가능한 경우, 상기 컨트롤러는 변속레인지들의 전환이 있어도, 홀수축의 1단 변속단기어가 체결된 상태를 지속적으로 유지하는 변속단유지단계;
를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 DCT 하이브리드 차량의 제어방법.
청구항 6에 있어서,
상기 컨트롤러가 상기 상태파악단계 수행결과, 모터만에 의한 차량 구동이 불가능한 상태로 판단되는 경우에는, R레인지가 선택되면, 짝수축의 R단 변속단기어를 체결시키는 R단체결단계;
를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 DCT 하이브리드 차량의 제어방법.
청구항 7에 있어서,
상기 R단체결단계 후, 상기 컨트롤러가 엔진의 동력으로 짝수축을 구동하도록 하여 후진주행을 구현하는 엔진구동단계;
를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 DCT 하이브리드 차량의 제어방법.
청구항 6에 있어서,
상기 변속단유지단계 수행중, 후진 주행이 요구되면, 상기 컨트롤러는 상기 모터를 1단 주행시와는 반대방향으로 구동하도록 하여 후진주행을 구현하는 모터역전단계;
를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 DCT 하이브리드 차량의 제어방법.