KR101786653B1

KR101786653B1 - 하이브리드 차량의 엔진클러치의 동작 학습 방법 및 시스템

Info

Publication number: KR101786653B1
Application number: KR1020120126233A
Authority: KR
Inventors: 박준영
Original assignee: 현대자동차주식회사; 기아자동차주식회사
Priority date: 2012-11-08
Filing date: 2012-11-08
Publication date: 2017-11-15
Also published as: US20140129104A1; DE102013207246A1; CN103802824B; US9410585B2; DE102013207246B4; CN103802824A; KR20140059613A

Abstract

본 발명은 하이브리드 차량에서 유압센서와 모터를 이용하여 엔진클러치의 동작을 학습하는 하이브리드 차량의 엔진클러치의 동작 학습 방법 및 시스템에 관한 것이다. 이를 위한 본 발명의 실시예는, 엔진클러치를 통해 연결 또는 차단되는 엔진과 모터의 출력으로 구동되는 하이브리드 차량의 엔진클러치의 동작을 학습하는 방법에 있어서, 상기 엔진과 모터의 출력을 전달하는 변속기의 동력전달이 차단된 상태인지 판단하는 단계; 상기 변속기의 동력전달이 차단된 상태이면, 엔진클러치의 목표압력을 설정비율로 증가시키는 단계; 상기 설정비율로 증가하는 목표압력에 따라 작용하는 상기 엔진클러치의 실제 압력을 유압센서로 측정하는 단계; 상기 유압센서로 측정된 압력과 상기 목표압력의 차이값을 산출하는 단계; 상기 차이값을 기초로 상기 엔진클러치의 작용 압력이 상기 목표압력에 일치하도록 보상하는 단계;를 포함할 수 있다.

Description

하이브리드 차량의 엔진클러치의 동작 학습 방법 및 시스템 {Method and system for learning operation of engine clutch for hybrid electric vehicle}

본 발명은 하이브리드 차량에서 유압센서와 모터를 이용하여 엔진클러치의 동작을 학습하는 하이브리드 차량의 엔진클러치의 동작 학습 방법 및 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 하이브리드 차량은 엔진뿐만 아니라 모터를 동력원으로 사용하여, 배기가스 저감 및 연비 향상을 도모할 수 있다. 이러한 하이브리드 차량은 도 1에 도시된 바와 같이 엔진(11), 모터(12), 변속기(13)가 일렬로 배치될 수 있다.

이러한 하이브리드 차량(10)은 엔진(11)과 모터(12) 사이에 구동력 전달 및 차단을 위한 엔진클러치(14)가 장착될 수 있다. 이러한 엔진클러치(14)의 개념도를 도 2에 나타내 보였다.

도 2에 도시한 바와 같이, 엔진클러치(14)는 솔레노이드 밸브(SOL)의 동작에의해 그 양이 제어되는 유체(오일)(FL)의 압력(유압)에 의해 움직이는 마찰재(PE)와, 마찰재(PE)에 동작 유압이 인가되지 않을 때 마찰재(PE)를 원상 복귀시키는 리턴 스프링(SP)을 포함할 수 있다. 상기 솔레노이드 밸브(SOL)는 통상적으로 전류로 제어된다. 그리고, 상기 솔레노이드 밸브(SOL)에서 엔진클러치(14)에 실제 인가되는 압력(유압)은 유압센서에 의해 측정될 수 있다. 상기 유압센서는 일례로 DCT(dual clutch transmission)에 적용되는 유압센서로 할 수 있다.

상기 솔레노이드 밸브(SOL)는 인가되는 전류가 증가할수록 마찰재(PE)에 가해지는 유압이 커지도록 동작한다. 마찰재(PE)에 가해지는 유압이 커지면, 마찰재(PE)의 접촉 마찰력이 증가하게 된다. 따라서, 솔레노이드 밸브(SOL)에 인가되는 전류에 비례하여 엔진클러치(14)에 의해 전달되는 토크가 커지게 된다.

한편, 하이브리드 차량(10)에 있어서, 상기 엔진(11)에는 엔진(11)을 기동시키거나, 제너레이터(generator) 역할을 할 수 있는 ISG(15: Integrated Starter & Generator)가 장착될 수 있다. 상기 ISG(15)는 업계에서 HSG(Hybrid Starter & Generator)로 호칭되기도 한다.

상기 하이브리드 차량(10)은 상기 모터(12)의 동력만을 이용하는 순수 전기자동차 모드인 EV(Electric Vehicle) 모드로 주행할 수 있다. 또한 상기 하이브리드 차량(10)은 엔진(11)의 회전력을 주동력으로 하면서 상기 모터(12)의 회전력을 보조 동력으로 이용하는 HEV(Hybrid Electric Vehicle) 모드로 주행할 수 있다.

또한, 상기 하이브리드 차량(10)은 차량의 제동 혹은 관성에 의한 주행 시 차량의 제동 및 관성 에너지를 상기 모터에서 발전을 통하여 회수하여 배터리에 충전하는 회생제동(RB: Regenerative Braking) 모드로 주행할 수 있다.

이와 같이 하이브리드 차량(10)은 모드 변환 등을 위해서, 모터(12)와 엔진(11) 사이의 동력 전달 및 분리를 위해서 엔진클러치(14)를 동작시키게 된다.

이러한 상기 엔진클러치(14)의 동작을 결정하는 엔진클러치의 동작 유압은 하이브리드 차량의 운전성, 동력성능 및 연비 등을 크게 좌우할 수 있으므로, 정확하게 제어되어야 한다.

그런데, 엔진클러치의 동작은 도 3에 도시한 바와 같이 엔진클러치의 특성 및 사용환경 등에 의해 편차가 발생한다. 상기 편차 중에는 토크전달 시작유압과 관련한 오프셋 편차, 전달토크와 관련한 게인(gain) 편차 및 선형성 편차가 있을 수 있다.

상기 각 편차는 엔진클러치의 특성 및 솔레노이드 밸브의 특성 등에 의해 발생할 수 있다.

그리고, 상기 각 편차는 엔진클러치 단품 간의 차이; 예를 들면 부품 조립 공차, 솔레노이드 밸브의 전류 대 압력 특성 편차 및 사용기간 경과에 따른 특성 변화 등으로 인해서 발생할 수 있다.

상기 각 편차는 학습을 통해 적절히 보정하지 않으면, 하이브리드 차량의 운전성, 동력성능 및 연비 등에 좋지 않은 영향을 미칠 수 있다.

학습을 통해 상기 각 편차를 적절히 보정하기 위한 종래기술의 실시예는 유압센서 만을 이용하여 편차 학습을 하거나 또는 모터 만을 이용하여 편차 학습을 하고 있어, 학습의 정확성이 낮고 학습시간이 길어지는 문제점 등이 있었다.

즉, 상기 유압센서 만을 이용하여 학습을 하는 경우, 유압센서 차제의 오프셋 편차 및 게인 편차와, 압력 형성 이후의 엔진클러치 또는 솔레노이드 밸브의 기구적인 하드웨어 편차로 인해 학습의 정확성이 떨어지는 문제점이 있었다.

상기 모터 만을 이용하여 학습을 하는 경우, 선형성 편차 보상을 위해 압력 별로 일일이 학습을 해야 하므로 학습 시간이 길어지는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명이 해결하려는 과제는, 압력 제어 구간의 양 끝점에서는 슬립을 이용한 학습을 하고; 압력 제어 구간의 중간 영역에서는 목표압력을 유압센서로 측정한 측정압력과 비교하여 학습을 함으로써 고정밀 학습이 가능하고 학습 소요 시간을 단축할 수 있는 하이브리드 차량의 엔진클러치의 동작 학습 방법 및 시스템을 제공하는 것이다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 차량의 엔진클러치의 동작 학습 방법은, 엔진클러치를 통해 연결 또는 차단되는 엔진과 모터의 출력으로 구동되는 하이브리드 차량의 엔진클러치의 동작을 학습하는 방법에 있어서, 상기 엔진과 모터의 출력을 전달하는 변속기의 동력전달이 차단된 상태인지 판단하는 단계; 상기 변속기의 동력전달이 차단된 상태이면, 엔진클러치의 목표압력을 설정비율로 증가시키는 단계; 상기 설정비율로 증가하는 목표압력에 따라 동작(작용)하는 상기 엔진클러치의 실제 압력을 유압센서로 측정하는 단계; 상기 유압센서로 측정된 압력과 상기 목표압력의 차이값을 산출하는 단계; 상기 차이값을 기초로 상기 엔진클러치의 작용 압력이 상기 목표압력에 일치하도록 보상하는 단계;를 포함할 수 있다.

상기 엔진클러치의 목표압력을 설정비율로 증가시키는 단계에서는, 상기 목표압력을 계단식으로 증가시킬 수 있다.

상기 변속기는 자동변속기로서, 상기 변속기가 P단 또는 N단인 경우에는 상기 변속기의 동력전달이 차단된 상태로 판단할 수 있다.

상기 엔진클러치의 목표압력을 계단식으로 증가시키는 단계에서는, 계단의 수를 적어도 2개 이상으로 할 수 있다.

상기 엔진클러치의 압력을 유압센서로 측정하는 단계에서는, 상기 계단식으로 증가하는 목표압력을 적어도 2군데 이상에서 측정할 수 있다.

상기 엔진클러치의 압력을 유압센서로 측정하는 단계에서는, 상기 유압센서의 특성이 선형성을 유지하는 압력 범위에서 할 수 있다.

그리고, 상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 하이브리드 차량의 엔진클러치의 동작 학습 방법은, 엔진클러치를 통해 연결 또는 차단되는 엔진과 모터의 출력으로 구동되는 하이브리드 차량의 엔진클러치의 동작을 학습하는 방법에 있어서, 상기 엔진과 모터의 출력을 전달하는 변속기의 동력전달이 차단된 상태인지 판단하는 단계; 상기 변속기의 동력전달이 차단된 상태에서, 상기 엔진과 상기 모터를 상이한 속도로 제어하여 상기 모터의 속도가 정상상태(steady state)에 도달했을 때의 상기 모터의 토크를 제1 정상상태 토크로 설정하는 단계; 상기 엔진클러치의 작용 압력을 증가시켜 상기 모터의 토크를 상기 제1 정상상태 토크로부터 설정량 변동되게 한 작용 압력을 토크전달 시작압력으로 설정하는 단계; 상기 토크전달 시작압력보다 큰 임의의 학습압력을 상기 엔진클러치에 인가하고, 상기 모터의 속도가 다시 정상상태에 도달했을 때의 상기 모터의 토크를 제2 정상상태 토크로 설정하는 단계; 상기 토크전달 시작압력과 상기 학습압력의 차이 값과, 상기 제1 정상상태 토크와 상기 제2 정상상태 토크의 차이 값의 비율을 기초로 상기 엔진클러치의 작용압력과 상기 엔진클러치를 통해 전달되는 토크의 선형적인 관계를 학습하는 단계; 를 포함할 수 있다.

상기 엔진클러치의 작용압력과 상기 엔진클러치를 통해 전달되는 토크의 선형적인 관계를 학습하는 단계는, 상기 엔진클러치의 목표압력을 상기 토크전달 시작압력과 상기 학습압력 사이에서 설정비율로 증가시키는 단계; 상기 설정비율로 증가하는 목표압력에 따라 작용하는 상기 엔진클러치의 실제 압력을 유압센서로 측정하는 단계; 상기 유압센서로 측정된 압력과 상기 목표압력의 차이값을 산출하는 단계; 상기 차이값을 기초로 상기 엔진클러치의 작용 압력이 상기 목표압력에 일치하도록 보상하는 단계;를 구비하여 상기 토크전달 시작압력과 상기 학습압력 사이에서 발생할 수 있는 비선형적인 작용 압력 특성을 보정할 수 있다.

또한, 상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 하이브리드 차량의 엔진클러치의 동작 학습 시스템은, 하이브리드 차량에서 엔진과 모터 사이에 위치하여 상기 엔진과 모터를 결합또는 해지하는 엔진클러치; 상기 엔진클러치에 작용 압력을 제공하는 솔레노이드 밸브; 상기 엔진클러치의 작용 압력을 검출하는 압력 검출기; 상기 엔진을 기동시키거나 발전을 수행하는 일체형 시동-발전기(Integrated Starter & Generator; ISG); 변속단 레버의 조작에 따라 차륜에 인가되는 동력을 변속하여 제공하는 변속기; 및 상기 엔진, 모터, 변속기, ISG, 엔진클러치 및 솔레노이드 밸브를 조건이 맞는 상황에서 구동 제어하여 이들의 상태를 체크하는 것을 통해 상기 엔진클러치의 동작을 학습하는 제어유닛;을 포함하되,

상기 제어유닛은 상기 엔진과 모터의 출력을 전달하는 변속기의 동력전달이 차단된 상태인지 판단하는 단계; 상기 변속기의 동력전달이 차단된 상태이면, 엔진클러치의 목표압력을 설정비율로 증가시키는 단계; 상기 설정비율로 증가하는 목표압력에 따라 작용하는 상기 엔진클러치의 실제 압력을 유압센서로 측정하는 단계; 상기 유압센서로 측정된 압력과 상기 목표압력의 차이값을 산출하는 단계; 상기 차이값을 기초로 상기 엔진클러치의 작용 압력이 상기 목표압력에 일치하도록 보상하는 단계;를 포함하는 하이브리드 차량의 엔진클러치의 동작 학습 방법을 수행하기 위한 설정된 프로그램에 의해 동작할 수 있다.

나아가, 상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 하이브리드 차량의 엔진클러치의 동작 학습 시스템은, 하이브리드 차량에서 엔진과 모터 사이에 위치하여 상기 엔진과 모터를 결합또는 해지하는 엔진클러치; 상기 엔진클러치에 작용 압력을 제공하는 솔레노이드 밸브; 상기 엔진클러치의 작용 압력을 검출하는 압력 검출기; 상기 엔진을 기동시키거나 발전을 수행하는 일체형 시동-발전기(Integrated Starter & Generator; ISG); 변속단 레버의 조작에 따라 차륜에 인가되는 동력을 변속하여 제공하는 변속기; 및 상기 엔진, 모터, 변속기, ISG, 엔진클러치 및 솔레노이드 밸브를 조건이 맞는 상황에서 구동 제어하여 이들의 상태를 체크하는 것을 통해 상기 엔진클러치의 동작을 학습하는 제어유닛;을 포함하되,

상기 제어유닛은, 상기 엔진과 모터의 출력을 전달하는 변속기의 동력전달이 차단된 상태인지 판단하는 단계; 상기 변속기의 동력전달이 차단된 상태에서, 상기 엔진과 상기 모터를 상이한 속도로 제어하여 상기 모터의 속도가 정상상태(steady state)에 도달했을 때의 상기 모터의 토크를 제1 정상상태 토크로 설정하는 단계; 상기 엔진클러치의 작용 압력을 증가시켜 상기 모터의 토크를 상기 제1 정상상태 토크로부터 설정량 변동되게 한 작용 압력을 토크전달 시작압력으로 설정하는 단계; 상기 토크전달 시작압력보다 큰 임의의 학습압력을 상기 엔진클러치에 인가하고, 상기 모터의 속도가 다시 정상상태에 도달했을 때의 상기 모터의 토크를 제2 정상상태 토크로 설정하는 단계; 상기 토크전달 시작압력과 상기 학습압력의 차이 값과, 상기 제1 정상상태 토크와 상기 제2 정상상태 토크의 차이 값의 비율을 기초로 상기 엔진클러치의 작용압력과 상기 엔진클러치를 통해 전달되는 토크의 선형적인 관계를 학습하는 단계;를 포함하는 하이브리드 차량의 엔진클러치의 동작 학습 방법을 수행하기 위한 설정된 프로그램에 의해 동작할 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따르면, 압력 제어 구간의 양 끝점에서는 슬립을 이용한 학습을 하고, 압력 제어 구간의 중간 영역에서는 목표 압력을 유압센서로 측정한 측정 압력과 비교하여 학습을 함으로써 고정밀 학습이 가능하고 학습 소요 시간을 단축할 수 있고, 관련 부품의 내구성을 향상시킬 수 있다.

도 1은 일반적인 하이브리드 차량의 구성을 도시한 개략도이다.
도 2는 일반적인 엔진클러치의 구성을 도시한 개략도이다.
도 3은 일반적인 엔진클러치의 동작 편차를 보이기 위한 그래프이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 차량의 엔진클러치의 동작 학습 시스템의 구성도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 차량의 엔진클러치의 동작 학습 방법의 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 하이브리드 차량의 엔진클러치의 동작 학습 방법의 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 선형성 편차 학습을 설명하기 위한 그래프이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 오프셋(토크전달 시작압력) 편차 학습을 설명하기 위한 그래프이다.
도 9은 본 발명의 실시예에 따른 게인 편차 학습을 설명하기 위한 그래프이다.
도 10은 본 발명의 실시예의 의해 학습된 후의 엔진클러치의 동작 그래프이다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 4은 본 발명의 실시예에 따른 엔진클러치의 동작 학습 시스템을 개략적으로 도시한 블록도이다.

본 발명의 실시예에 따른 엔진클러치의 동작 학습 시스템은, 하이브리드 차량의 EV 모드 또는 HEV 모드 주행을 위해 엔진과 모터를 접합 또는 해지하는 엔진클러치의 동작(작용)을 학습하는 시스템이다.

이러한 본 발명의 실시예에 따른 엔진클러치의 동작 학습 시스템은, 하이브리드 차량의 엔진(110)과 모터(120) 및 상기 엔진(110)과 모터(120)의 구동력을 변속하여 휠(WH)에 전달 또는 차단하는 변속기(130); 상기 엔진(110)과 모터(120) 사이에 위치하여 상기 엔진(110)과 모터(120)를 접합(결합) 또는 해지하는 엔진클러치(140); 상기 엔진(110)을 기동시키거나 발전을 하는 일체형 시동-발전기(Integrated Starter & Generator; ISG)(150); 상기 엔진클러치(140)에 작용 압력(유압)을 제공하는 솔레노이드 밸브(180); 상기 엔진클러치(140)의 작용 압력을 검출하는 압력 검출기(185); 및 상기 엔진(110), 구동모터(120), 변속기(130), ISG(150), 솔레노이드 밸브(180) 및 엔진클러치(140)를 조건이 맞는 상황에서 적절히 구동 제어하면서 이들의 상태를 체크하는 것을 통해 상기 엔진클러치(140)의 동작을 학습하는 제어유닛(170);을 포함할 수 있다.

상기 엔진(110), 구동모터(120), 변속기(130), 엔진클러치(140) 및 ISG(150)는 하이브리드 차량(100)에 일반적으로 장착되는 부품들이기 때문에 본 명세서에서 이에 대한 구체적인 언급은 생략한다.

상기 솔레노이드 밸브(180)는 도 2를 참조하면서 설명한 솔레노이드 밸브에 상당하는 것으로 할 수 있지만, 본 발명의 보호범위가 반드시 이에 한정된 것으로 이해되어서는 안된다. 이와 다른 구성이라도 상기 엔진클러치(140)를 동작시키기 위한 실질적인 압력(유압)을 제공하는 구성이라면 본 발명의 기술적 사상이 적용될 수 있다.

상기 압력 검출기(185)는 엔진클러치(140)에 작용하는 압력을 검출하는 유압 센서로서, 일례로 DCT(double clutch transmission)에 적용되는 유압 센서에 상당하는 것으로 형성될 수 있지만, 본 발명의 보호범위가 반드시 이에 한정된 것으로 이해되어서는 안된다. 이와 다른 구성이라도 상기 엔진클러치(140)의 작용 압력을 실질적으로 검출할 수 있는 구성이라면 본 발명의 기술적 사상이 적용될 수 있다.

상기 제어유닛(170)은 설정된 프로그램에 의하여 동작하는 하나 이상의 마이크로프로세서로서, 상기 설정된 프로그램은 후술하는 본 발명의 실시예에 따른 엔진클러치의 동작 학습 방법을 수행하기 위한 일련의 명령으로 형성될 수 있다.

본 발명의 실시예에서는, 상기 제어유닛(170)은 하이브리드 차량(100)의 엔진(110)을 제어하는 엔진 제어기(ECU; Engine Control Unit), 모터(120)를 제어하는 모터 제어기(MCU; Motor Control Unit), 그리고 하이브리드 차량(100)의 전체 동작을 제어하는 하이브리드 제어기(HCU; Hybrid Control Unit)를 포함할 수 있다. 후술하는 본 발명의 실시예에 따른 엔진클러치의 동작 학습 방법에서 그 일부 프로세서는 상기 엔진 제어기에 의하여, 다른 일부 프로세스는 상기 모터 제어기에 의하여, 또 다른 일부 프로세스는 상기 하이브리드 제어기에 의하여 수행되는 것으로 할 수 있다. 그러나 본 발명의 보호범위가 후술하는 실시에에서 설명되는 대로에 한정되는 것으로 이해되어서는 안된다. 본 발명의 실시예에서의 설명과 다른 조합으로 제어기를 구현할 수 있다. 또는 상기 엔진 제어기와 상기 모터 제어기 및 하이브리드 제어기가 실시예에서 설명된 것과는 다른 조합의 프로세스를 수행하는 것으로 할 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 학습 제어유닛(170)에 포함되는 상기 엔진 제어기, 모터 제어기 및 하이브리드 제어기는 통상적으로 하이브리드 차량에 장착되는 것으로서, 그 구성 및 작용 등은 당업자에게 자명하므로 상세한 기재를 생략한다.

이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 차량의 엔진클러치의 동작 학습 방법을 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 차량의 엔진클러치의 동작 학습 방법을 도시한 흐름도이다.

본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 차량의 엔진클러치의 동작 학습 방법은, 도 3에 도시한 도시한 엔진클러치의 선형성 편차(linearity variation)를 보정하여 엔진클러치가 도 10에 도시한 그래프와 같이 선형적으로 동작하도록 하는 하이브리드 차량의 엔진클러치의 동작 학습 방법이다.

이러한 본 발명의 실시예에 따른 엔진클러치의 동작 학습 방법을 달성하기 위해, 상기 학습 제어유닛(170)은, 도 5에 도시한 바와 같이 변속 기어단이 P단(Parking; 주차) 또는 N단(Neutral; 중립)이면 학습에 진입한다(S110).

변속 기어단이 P단 또는 N단일 때, 엔진(110) 및 모터(120)는 무부하 상태이고, 하이브리드 차량(100)은 움직이지 않는 상태이다. 즉, 변속 기어단이 P단 또는 N단일 때는 통상적으로 액셀 페달이 조작되지 않아(액셀 포지션 센서의 개도가 0%인 상태) 차량이 운행되지 않는 상태이다.

따라서, 본 발명의 실시예의 제어유닛(170)은 변속기(130)의 기어단이 P단 또는 N단인지 확인하여 변속기(130)의 기어단이 P단 또는 N단이면 이를 차량이 운행되지 않는 상태, 즉 학습을 진행해도 운행에 영향을 미치지 않는 상태라 판단하여 학습모드로 진입한다.

상기 변속 기어단이 P단 또는 N단인지의 판단은, 일례로 변속 레인지를 검출하는 인히비터 스위치(inhibitor switch)를 사용하여 용이하게 할 수 있다.

상기 학습모드로 진입한 후, 제어유닛(170)은 엔진클러치(140)의 목표압력을 설정비율로 증가시킨다(S122). 상기 목표압력은 후술할 토크전달 시작압력과 학습압력 사이에 위치한다. 도 10에서 상기 토크전달 시작압력은 시작 압력(kiss point)에 대응하고, 상기 학습압력은 최대 토크 전달 압력에 대응할 수 있다.

상기 제어유닛(170)은 상기 목표압력을 솔레노이드 밸브(180)를 제어하여 도 7에 도시한 바와 같이 계단식으로 증가시킬 수 있다.

상기 제어유닛(170)는 상기 계단식으로 목표압력을 증가시킬 때, 학습 후 도 10에 도시한 바와 같은 소정 기울기의 1차 함수 그래프와 같은 엔진클러치의 동작 특성을 얻기 위해 계단수를 적어도 2개 이상으로 할 수 있다.

상기 제어유닛(170)은 상기와 같이 엔진클러치(140)의 목표압력을 계단식으로 증가시키면서, 상기 엔진클러치(140)의 실제 압력을 유압 센서(185)로 측정한다.

상기 유압 센서(185)에 의해 측정되는 상기 엔진클러치(140)의 실제 압력의 일례를 도 7에 나타내 보였다.

상기 유압 센서(185)는 일반적으로 우수한 선형성(linearity)를 갖기 때문에, 이러한 유압 센서(1850)를 통해 엔진클러치(140)의 압력을 검출하여 학습하면, 학습 후 엔진클러치(140)을 도 10에 도시한 바와 같이 선형적으로 동작시킬 수 있다.

상기 제어유닛(170)은 상기 유압 센서(185)를 통해 상기 계단식으로 증가하는 목표압력에 따라 작용하는 상기 엔진클러치의 실제 압력을 적어도 2군데 계단 이상에서 측정한다(S124).

상기 계단식으로 증가하는 목표압력에 대응하는 엔진클러치(140)의 실제 압력을 측정했으면, 상기 제어유닛(170)은 상기 목표압력과 상기 측정 압력의 차이값을 산출한다(S126).

상기 차이값을 산출한 후, 상기 제어유닛(170)은 상기 차이값을 기초로 상기 엔진클러치의 작용 압력이 상기 목표압력에 일치하도록 보상값을 산출하여 상기 엔진클러치(140)의 실제 동작시 상기 보상값이 적용되도록 한다(S128).

이로써, 본 발명의 실시예에 따른 엔진클러치의 동작 학습 방법은, 우수한 선형 특성을 갖는 유압 센서를 통해 엔진클러치의 압력을 검출하고; 검출한 압력을 기초로 실제 작용 압력이 목표압력에 일치하도록 선형적인 보상값을 산출할 수 있다.

상기 S122 내지 S128로 이루어지는 본 발명의 실시예에 따른 엔진클러치의 동작 학습 방법은, 도 3에 도시한 바와 같은 선형성 편차를 학습하여 보정하기 위한 방법으로서, 도 5 및 도 6에서 S120으로 지시하였다.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 하이브리드 차량의 엔진클러치의 동작 학습 방법을 도시한 흐름도이다.

도 6에 도시한 본 발명의 다른 실시예에 따른 하이브리드 차량의 엔진클러치의 동작 학습 방법은, 앞서 도 5를 참조하여 설명한 선형성 편차 보정 학습과 토크전달 시작압력 학습 및 최대 전달 토크 압력 학습을 통합한 하이브리드 차량의 엔진클러치의 동작 학습 방법이다.

이러한 본 발명의 다른 실시예에 따른 엔진클러치의 동작 학습 방법을 달성하기 위해, 상기 학습 제어유닛(170)은, 변속 기어단이 P단(Parking; 주차) 또는 N단(Neutral; 중립)이면 학습에 진입한다(S110).

상기 제어유닛(170)은 상기 S110의 과정을 도 5의 경우와 동일하게 수행한다.

상기 학습모드로 진입한 후, 상기 제어유닛(170)은 도 3에 도시한 오프셋 편차를 보정하기 위해 엔진클러치(140)의 토크전달 시작압력의 학습을 수행한다(S112).

상기 제어유닛(170)은 상기 엔진(110)과 상기 모터(120)를 상이한 속도로 제어하면서 도 8에 도시한 바와 같이 상기 엔진클러치(140)의 작용 압력을 계단식으로 증가시켜 상기 모터(120)의 토크가 변동되게 한 작용 압력을 상기 토크전달 시작압력으로 설정하여 사용하게 할 수 있다.

즉, 상기 제어유닛(170)은 상기 엔진(110)과 상기 모터(120)를 상이한 속도로 제어하여 상기 모터(120)의 속도가 정상상태(steady state)에 도달했을 때의 모터 토크를 초기 정상상태 토크로 설정한다. 그 다음, 상기 제어유닛(170)은 상기 엔진클러치(140)의 작용 압력을 증가시켜 모터 토크를 상기 초기 정상상태 토크로부터 설정량 변동되게 한 작용 압력을 토크전달 시작압력으로 설정한다.

상기 제어유닛(170)이 S112에서 도 10에 도시한 바와 같은 상기 토크전달 시작압력을 설정했으면, 도 3에 도시한 게인 편차를 보정하기 위해 엔진클러치(140)의 최대 전달 토크 압력 학습을 수행한다(S114). 상기 최대 전달토크 압력은, 상기 토크전달 시작압력 보다 큰 임의의 학습압력에 해당한다.

상기 최대 전달토크 압력에서 최대란 용어는, 상기 토크전달 시작압력보다 크다는 의미를 강조하기 위해 사용한 것에 불과하다.

상기 제어유닛(170)은 상기 토크전달 시작압력 보다 큰 임의의 학습압력으로서 최대 전달 토크 압력의 학습을 위해, 상기 엔진(110)과 상기 모터(120)를 상이한 속도로 제어하면서 상기 학습압력을 상기 엔진클러치(140)에 인가하고, 이때 측정된 모터의 토크를 기초로 상기 엔진클러치의 최대 전달토크 압력을 설정할 수 있다.

즉, 상기 제어유닛(170)은 상기 토크전달 시작압력보다 큰 임의의 학습압력을 상기 엔진클러치(140)에 인가하고, 상기 모터(120)의 속도가 정상상태(steady state)에 도달했을 때의 상기 모터(120)의 토크를 최대 전달토크 압력으로 설정할 수 있다.

한편, 상기 최대 토크전달 압력을 설정하기 위한 다른 실시예로서, 제어유닛(170)은 도 9에 도시한 바와 같이 상기 토크전달 시작압력 보다 큰 임의의 학습압력으로서 최대 목표압력을 엔진클러치(140)에 인가하기 직전에 상기 모터(120)의 토크(A)를 측정하고; 상기 최대 목표압력을 상기 엔진클러치(140)에 인가 완료한 직후에 상기 모터(120)의 토크(B)를 측정한다. 그 다음, 제어유닛(170)은 상기 토크(A)(B) 간의 차이값(B-A)을 산출하고; 상기 차이값(B-A)을 상기 엔진클러치(140)의 모델값인 특성 설계값(C)으로 나눈 값((B-A)/C)를 기초로 도 10에 도시한 바와 같은 최대 토크전달 압력을 설정할 수 있다.

상기 제어유닛(170)은, 상기 최대 토크전달 압력을 설정한 다음, 상기 토크전달 시작압력과 상기 학습압력의 차이 값과, 상기 초기 정상상태 토크와 상기 최대 정상상태 토크의 차이 값의 비율을 기초로 상기 엔진클러치의 작용압력과 상기 엔진클러치를 통해 전달되는 토크의 선형적인 관계를 학습한다.

즉, 상기 제어유닛(170)은, 도 5를 참조하면서 설명한 엔진클러치 선형성 편차 보정 학습을 수행한다.

상기와 같이 토크전달 시작압력과 최대 전달토크 압력 및 선형성 동작 압력이 학습되었으면, 상기 제어유닛(170)은 이들을 도 10과 같이 통합한다(S130).

즉, 상기 제어유닛(170)은 상기 토크전달 시작압력과 최대 토크전달 압력을 설정한 다음, 도 5를 참조하면서 설명한 엔진클러치 선형성 편차 보정 학습에 의해 획득한 동작 특성을 도 10의 선형성 구간에 삽입하여 상기 토크전달 시작압력, 상기 최대 전달토크 압력 및 선형성 동작 압력을 통합한다(S130).

이로써, 본 발명의 실시예는 토크전달 시작압력, 최대 전달토크 압력 및 선형성 동작 압력을 통합한 엔진클러치의 동작 학습을 달성할 수 있다.

이상으로 본 발명에 관한 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.

100: 하이브리드 차량 110: 엔진
120: 모터 130: 변속기
140: 엔진클러치 170: 제어유닛
180: 솔레노이드 밸브 185: 유압 센서

Claims

엔진클러치를 통해 연결 또는 차단되는 엔진과 모터의 출력으로 구동되는 하이브리드 차량의 엔진클러치의 동작을 학습하는 방법에 있어서,
상기 엔진과 모터의 출력을 전달하는 변속기의 동력전달이 차단된 상태인지 판단하는 단계;
상기 변속기의 동력전달이 차단된 상태이면, 엔진클러치의 목표압력을 설정비율로 증가시키는 단계;
상기 설정비율로 증가하는 목표압력에 따라 작용하는 상기 엔진클러치의 실제 압력을 유압센서로 측정하는 단계;
상기 유압센서로 측정된 압력과 상기 목표압력의 차이값을 산출하는 단계;
상기 차이값을 기초로 상기 엔진클러치의 작용 압력이 상기 목표압력에 일치하도록 보상하는 단계;
를 포함하는 하이브리드 차량의 엔진클러치의 동작 학습 방법.
제1항에서,
상기 엔진클러치의 목표압력을 설정비율로 증가시키는 단계에서는, 상기 목표압력을 계단식으로 증가시키는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 엔진클러치의 동작 학습 방법.
제1항에서,
상기 변속기는 자동변속기로서,
상기 변속기가 P단 또는 N단인 경우에는 상기 변속기의 동력전달이 차단된 상태로 판단하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 엔진클러치의 동작 학습 방법.
제2항에서,
상기 엔진클러치의 목표압력을 계단식으로 증가시키는 단계에서는, 계단의 수를 적어도 2개 이상으로 하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 엔진클러치의 동작 학습 방법.
제4항에서,
상기 엔진클러치의 압력을 유압센서로 측정하는 단계에서는, 상기 계단식으로 증가하는 목표압력을 적어도 2군데 이상에서 측정하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 엔진클러치의 동작 학습 방법.
제4항에서,
상기 엔진클러치의 압력을 유압센서로 측정하는 단계에서는, 상기 유압센서의 특성이 선형성을 유지하는 압력 범위에서 하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 엔진클러치의 동작 학습 방법.
엔진클러치를 통해 연결 또는 차단되는 엔진과 모터의 출력으로 구동되는 하이브리드 차량의 엔진클러치의 동작을 학습하는 방법에 있어서,
상기 엔진과 모터의 출력을 전달하는 변속기의 동력전달이 차단된 상태인지 판단하는 단계;
상기 엔진과 상기 모터를 상이한 속도로 제어하여 상기 모터의 속도가 정상상태(steady state)에 도달했을 때의 상기 모터의 토크를 제1 정상상태 토크로 설정하는 단계;
상기 엔진클러치의 작용 압력을 증가시켜 상기 모터의 토크를 상기 제1 정상상태 토크로부터 설정량 변동되게 한 작용 압력을 토크전달 시작압력으로 설정하는 단계;
상기 토크전달 시작압력보다 큰 임의의 학습압력을 상기 엔진클러치에 인가하고, 상기 모터의 속도가 다시 정상상태에 도달했을 때의 상기 모터의 토크를 제2 정상상태 토크로 설정하는 단계;
상기 토크전달 시작압력과 상기 학습압력의 차이 값과, 상기 제1 정상상태 토크와 상기 제2 정상상태 토크의 차이 값의 비율을 기초로 상기 엔진클러치의 작용압력과 상기 엔진클러치를 통해 전달되는 토크의 선형적인 관계를 학습하는 단계;
를 포함하는 하이브리드 차량의 엔진클러치의 동작 학습 방법.
제7항에서,
상기 엔진클러치의 작용압력과 상기 엔진클러치를 통해 전달되는 토크의 선형적인 관계를 학습하는 단계는,
상기 엔진클러치의 목표압력을 상기 토크전달 시작압력과 상기 학습압력 사이에서 설정비율로 증가시키는 단계;
상기 설정비율로 증가하는 목표압력에 따라 작용하는 상기 엔진클러치의 실제 압력을 유압센서로 측정하는 단계;
상기 유압센서로 측정된 압력과 상기 목표압력의 차이값을 산출하는 단계;
상기 차이값을 기초로 상기 엔진클러치의 작용 압력이 상기 목표압력에 일치하도록 보상하는 단계;를
구비하는 하이브리드 차량의 엔진클러치의 동작 학습 방법.
하이브리드 차량에서 엔진과 모터 사이에 위치하여 상기 엔진과 모터를 결합또는 해지하는 엔진클러치;
상기 엔진클러치에 작용 압력을 제공하는 솔레노이드 밸브;
상기 엔진클러치의 작용 압력을 검출하는 압력 검출기;
상기 엔진을 기동시키거나 발전을 수행하는 일체형 시동-발전기(Integrated Starter & Generator; ISG);
변속단 레버의 조작에 따라 차륜에 인가되는 동력을 변속하여 제공하는 변속기; 및
상기 엔진, 모터, 변속기, ISG, 엔진클러치 및 솔레노이드 밸브를 조건이 맞는 상황에서 구동 제어하여 이들의 상태를 체크하는 것을 통해 상기 엔진클러치의 동작을 학습하는 제어유닛;을 포함하되,
상기 제어유닛은,
상기 엔진과 모터의 출력을 전달하는 변속기의 동력전달이 차단된 상태인지 판단하는 단계; 상기 엔진과 상기 모터를 상이한 속도로 제어하여 상기 모터의 속도가 정상상태(steady state)에 도달했을 때의 상기 모터의 토크를 제1 정상상태 토크로 설정하는 단계; 상기 엔진클러치의 작용 압력을 증가시켜 상기 모터의 토크를 상기 제1 정상상태 토크로부터 설정량 변동되게 한 작용 압력을 토크전달 시작압력으로 설정하는 단계; 상기 토크전달 시작압력보다 큰 임의의 학습압력을 상기 엔진클러치에 인가하고, 상기 모터의 속도가 다시 정상상태에 도달했을 때의 상기 모터의 토크를 제2 정상상태 토크로 설정하는 단계; 상기 토크전달 시작압력과 상기 학습압력의 차이 값과, 상기 제1 정상상태 토크와 상기 제2 정상상태 토크의 차이 값의 비율을 기초로 상기 엔진클러치의 작용압력과 상기 엔진클러치를 통해 전달되는 토크의 선형적인 관계를 학습하는 단계;를 포함하는 엔진클러치의 동작 학습 방법을 수행하기 위한 설정된 프로그램에 의해 동작하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 엔진클러치의 동작 학습 시스템.
제9항에서,
상기 제어유닛에서 수행되는, 상기 엔진클러치의 작용압력과 상기 엔진클러치를 통해 전달되는 토크의 선형적인 관계를 학습하는 단계는,
상기 엔진클러치의 목표압력을 상기 토크전달 시작압력과 상기 학습압력 사이에서 설정비율로 증가시키는 단계; 상기 설정비율로 증가하는 목표압력에 따라 작용하는 상기 엔진클러치의 실제 압력을 유압센서로 측정하는 단계; 상기 유압센서로 측정된 압력과 상기 목표압력의 차이값을 산출하는 단계; 상기 차이값을 기초로 상기 엔진클러치의 작용 압력이 상기 목표압력에 일치하도록 보상하는 단계;를 구비하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 엔진클러치의 동작 학습 시스템.