KR101806633B1

KR101806633B1 - 하이브리드 dct 차량의 변속제어방법

Info

Publication number: KR101806633B1
Application number: KR1020150172936A
Authority: KR
Inventors: 이영준
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2015-12-07
Filing date: 2015-12-07
Publication date: 2017-12-07
Also published as: KR20170066817A

Abstract

본 발명 하이브리드 DCT 차량의 변속제어방법은, 컨트롤러가 파워오프 업쉬프트 상황인지를 판단하는 변속상태판단단계와; 파워오프 업쉬프트 상황인 경우, 상기 컨트롤러가 해방측 클러치를 해제하는 클러치해제단계와; 상기 클러치해제단계 수행 후, 상기 컨트롤러가 모터의 속도제어로 엔진 속도를 목표변속단의 속도에 동기시키는 모터제어단계와; 상기 모터제어단계에 의해 엔진 속도가 목표변속단 속도에 동기되면, 상기 컨트롤러가 결합측 클러치를 체결시키는 클러치체결단계를 포함하여 구성된다.

Description

하이브리드 DCT 차량의 변속제어방법{SHIFT CONTROL METHOD FOR HYBRID VEHICLE WITH DCT}

본 발명은 하이브리드 DCT 차량의 변속제어방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 운전자가 가속페달을 놓음에 따라 상위 변속단으로 변속을 수행하는 파워오프 업쉬프트의 제어방법에 관한 기술이다.

하이브리드 DCT(Dual Clutch Transmission) 차량은 엔진과 모터에 의해 구동력을 발생시켜서 DCT를 통해 변속을 수행한 후, 구동륜을 구동하도록 구성된다.

상기한 바와 같은 하이브리드 DCT 차량에서 운전자가 가속페달을 밟고 있다가 놓음에 의해 상위 변속단으로 변속을 수행하게 되는 파워오프 업쉬프트 (POWER OFF UPSHIFT) 시에는, 엔진의 속도는 현재까지 연결되어 있던 현재 변속단의 변속기 입력축 속도로부터 새로 연결될 목표 변속단이 배치된 변속기 입력축 속도를 향해 하강하여, 궁극적으로 최적 운전점에서 운전될 수 있도록 제어된다.

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 10-2015-0125756 A

본 발명은 DCT를 탑재한 하이브리드 차량에서, 파워오프 업쉬프트 시에, 버려지는 에너지를 회수하면서, 변속에 소요되는 시간을 축소하고 엔진 부밍을 방지하여, 신속하고 경쾌한 변속감을 얻을 수 있도록 하여, 궁극적으로 차량의 상품성을 향상시킬 수 있도록 한 하이브리드 DCT 차량의 변속제어방법을 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 하이브리드 DCT 차량의 변속제어방법은,

컨트롤러가 파워오프 업쉬프트 상황인지를 판단하는 변속상태판단단계와;

파워오프 업쉬프트 상황인 경우, 상기 컨트롤러가 해방측 클러치를 해제하는 클러치해제단계와;

상기 클러치해제단계 수행 후, 상기 컨트롤러가 모터의 속도제어로 엔진 속도를 목표변속단의 속도에 동기시키는 모터제어단계와;

상기 모터제어단계에 의해 엔진 속도가 목표변속단 속도에 동기되면, 상기 컨트롤러가 결합측 클러치를 체결시키는 클러치체결단계를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

상기 변속상태판단단계 이후, 상기 모터제어단계 이전에 모터의 속도제어가 가능한 상황인지를 판단하는 모터제어상태판단단계를 더 구비하고, 모터의 속도제어가 가능한 경우에만 상기 모터제어단계를 수행하도록 할 수 있다.

상기 변속상태판단단계 이후, 변속이 진행되는 상황을 일련의 변속페이즈로 구분하고, 각 변속페이즈에 따라, 상기 클러치해제단계와, 모터제어단계 및 클러치체결단계를 수행하도록 할 수 있다.

상기 일련의 변속페이즈는, 변속준비페이즈, 이너셔페이즈, 토크페이즈, 변속완료페이즈로 구분되고;

상기 변속준비페이즈에는 상기 클러치해제단계를 수행하고;

상기 이너셔페이즈에는 상기 모터제어단계를 수행하며;

상기 토크페이즈에는 상기 클러치체결단계를 수행하도록 할 수 있다.

상기 변속상태판단단계 이후, 상기 변속페이즈를 확인하는 페이즈확인단계를 반복적으로 수행하고;

상기 페이즈확인단계를 반복적으로 수행하면서, 변속페이즈가 변속준비페이즈인 동안에는 상기 클러치해제단계를 수행하고, 이너셔페이즈인 동안에는 상기 모터제어단계를 수행하며, 토크페이즈인 동안에는 상기 클러치체결단계를 수행하고, 변속완료페이즈인 동안에는 결합측클러치를 상기 토크페이즈에서보다 더 높은 목표토크로 제어하고 해방측클러치를 완전히 해제하여 변속을 완료하도록 할 수 있다.

본 발명은 DCT를 탑재한 하이브리드 차량에서, 파워오프 업쉬프트 시에, 버려지는 에너지를 회수하면서, 변속에 소요되는 시간을 축소하고 엔진 부밍을 방지하여, 신속하고 경쾌한 변속감을 얻을 수 있도록 하여, 궁극적으로 차량의 상품성을 향상시킬 수 있도록 한다.

도 1은 본 발명이 적용될 수 있는 하이브리드 DCT 차량의 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 하이브리드 DCT 차량의 변속제어방법의 실시예를 도시한 순서도,
도 3은 본 발명에 따른 하이브리드 DCT 차량의 변속제어방법을 설명한 블록도,
도 4는 본 발명의 효과를 종래기술과 비교하여 설명한 속도와 토크에 관한 그래프이다.

도 1은 본 발명이 적용될 수 있는 하이브리드 DCT(Dual Clutch Transmission) 차량의 구성도로서, 엔진(1)은 엔진클러치(3)를 통해 모터(5)에 연결되고, 모터(5)는 DCT(7)에 연결되어 동력을 구동륜(9)으로 인출할 수 있도록 구성되며, 상기 엔진(1)에는 HSG(Hybrid Starter Generator; 11)가 연결되어 엔진(1)의 시동 및 발전이 가능하도록 되어 있다.

도 1에서 컨트롤러(13)는 상기 DCT(7) 및 모터(5)를 함께 제어하는 것으로 표시되었으나, 상기 모터(5)는 별도의 MCU(Motor Control Unit)에 의해 제어되도록 구성할 수 있으며, 이 경우, 상기 컨트롤러와 MCU의 협조제어를 통해 원하는 제어를 구현할 수 있음은 물론이다.

도 2는 본 발명에 따른 하이브리드 DCT 차량의 변속제어방법의 실시예를 도시한 것으로서, 컨트롤러(13)가 파워오프 업쉬프트 상황인지를 판단하는 변속상태판단단계(S10)와; 파워오프 업쉬프트 상황인 경우, 상기 컨트롤러가 해방측 클러치를 해제하는 클러치해제단계(S30)와; 상기 클러치해제단계 수행 후, 상기 컨트롤러가 모터의 속도제어로 엔진 속도를 목표변속단의 속도에 동기시키는 모터제어단계(S40)와; 상기 모터제어단계에 의해 엔진 속도가 목표변속단 속도에 동기되면, 상기 컨트롤러가 결합측 클러치를 체결시키는 클러치체결단계(S50)를 포함하여 구성된다.

즉, 본 발명은 하이브리드 DCT 차량에서, 운전자가 가속페달을 해제하여 파워오프 업쉬프트가 발생하는 상황이 되면, 상기 클러치해제단계(S30)를 통해 현재변속단을 해제한 후, 상기 엔진클러치가 체결된 상태에서 상기 모터를 적극적으로 제어하여 궁극적으로 상기 엔진의 속도가 새로 변속될 목표변속단의 속도와 동기되도록 상기 모터제어단계(S40)를 수행한 후, 상기 클러치체결단계(S50)를 통해 목표변속단으로의 변속이 이루어지도록 하는 것이다.

도 2를 참조하면, 상기 변속상태판단단계(S10) 이후, 파워오프업쉬프트가 진행되는 일련의 상황을 일련의 변속페이즈로 구분하고, 각 변속페이즈에 따라, 상기 클러치해제단계와, 모터제어단계 및 클러치체결단계를 수행하도록 구성하고 있다.
즉, 본 실시예에서 상기 컨트롤러는 상기 변속상태판단단계에 의해 파워오프 업쉬프트 상황이라고 판단되면, 파워오프 업쉬프트를 수행하기 위한 상기 클러치해제단계, 모터제어단계 및 클러치체결단계를 차례로 수행하기 위해, 이들 각 단계에 상응하는 일련의 상황을 일련의 변속페이즈로 구분해 두고, 상기 컨트롤러가 상기 변속페이즈의 변화에 따라 상기 클러치해제단계, 모터제어단계 및 클러치체결단계를 차례로 수행하도록 한 것이다.

상기 일련의 변속페이즈는, 변속준비페이즈, 이너셔페이즈, 토크페이즈, 변속완료페이즈로 구분되고, 상기 변속준비페이즈에는 상기 클러치해제단계(S30)를 수행하고, 상기 이너셔페이즈에는 상기 모터제어단계(S40)를 수행하며, 상기 토크페이즈에는 상기 클러치체결단계(S50)를 수행하는 것이다.

즉, 상기 변속상태판단단계(S10) 이후, 상기 변속페이즈를 반복적으로 확인하는 페이즈확인단계(S20)를 구비하여, 상기 페이즈확인단계(S20)를 반복적으로 수행하면서, 변속페이즈가 변속준비페이즈인 동안에는 상기 클러치해제단계(S30)를 수행하고, 상기 변속준비페이즈 이후 이너셔페이즈인 동안에는 상기 모터제어단계(S40)를 수행하며, 상기 이너셔페이즈 이후 토크페이즈인 동안에는 상기 클러치체결단계(S50)를 수행하고, 상기 토크페이즈 이후 변속완료페이즈인 동안에는 결합측클러치를 상기 토크페이즈에서보다 더 높은 목표토크로 제어하고 해방측클러치를 완전히 해제하여 변속을 완료하는 것이다.

삭제

상기 변속준비페이즈에서는 해방측 클러치를 해방시키고, 이때 당연히 결합측 클러치는 해방상태에 있다.

상기 이너셔페이즈는 실변속단계로서, 상기 모터는 속도제어를 수행하여 엔진속도를 목표변속단 속도에 동기시키도록 하고, 상기 결합측 클러치는 이후의 상기 클러치체결단계(S50)를 대비하여, 해방인 상태이기는 하지만, 이후의 제어에서 즉각적인 클러치 토크 인가를 위해 실질적으로는 상기 클러치해제단계(S30)에 비해 클러치는 상대적으로 결합 상태에 가까운 상태로 제어될 수 있다.

상기 토크페이즈에서 상기 결합측 클러치는 점차 전달토크를 증가시키면서 체결시키고, 상기 변속완료페이즈가 되면, 결합측 클러치 전달토크를 더욱 증대하여 완전한 변속완료 상태를 구현하도록 한다.

상기한 바와 같은 변속제어방법은 도 4에 종래의 경우와 비교하여 도시하고 있는 바와 같이, 상기 해방측 클러치를 해제하는 클러치해제단계(S30) 이후, 상기 모터의 속도를 적극적으로 제어하는 모터제어단계(S40)에 의해, 엔진이 가지고 있는 회전관성모멘트를 모터가 흡수하여 발전을 수행하도록 함에 의해, 결과적으로 엔진의 속도는 목표변속단 속도에 보다 빨리 동기될 수 있어서, 변속 속도가 빨라지게 되고, 종래에는 엔진의 드래그에 의해 버려질 엔진의 회전에너지를 모터로 회수하도록 하여, 차량의 연비 향상과, 신속한 변속 및 엔진 속도의 신속한 저감에 의한 부밍 소음 저감 등이 이루어지게 되는 것이다.

도 4에서는 모터의 적극적인 속도제어에 의해 엔진속도가 목표단속도에 보다 빨리 동기되는 것을 나타내고 있다.

도 3은 상기한 바와 같은 본 발명을 간략히 정리한 블록도로서, 별도로 MCU를 구비하여 모터제어는 MCU에 의한 협조제어로 이루어지고 있으며, 도 2의 순서도에 비해서는, 상기 변속상태판단단계(S10) 이후, 상기 모터제어단계(S40) 이전에 모터의 속도제어가 가능한 상황인지를 판단하는 모터제어상태판단단계(S25)를 더 구비하여, 모터의 속도제어가 가능한 경우에만 상기 모터제어단계(S40)를 수행하도록 구성할 수도 있음을 나타내고 있다.
참고로, 도 3의 실시예에서는 상기 모터제어상태판단단계(S25)를 구체적으로 상기 변속상태판단단계(S10) 이후, 상기 클러치해제단계(S30) 이전에 구비하고 있으나, 필요에 따라서는 판단시간을 좀 더 확보하기 위하여 모터의 속도제어가 구체적으로 이루어지는 모터제어단계(S40) 이전까지 모터의 속도제어가 가능한 상황인지를 상기 모터제어상태판단단계(S25)로 판단하도록 구성할 수도 있을 것이며, 이 경우 상기 클러치해제단계(S30)과 모터제어상태판단단계(S25)는 부분적으로나마 병렬적으로 수행될 수 있을 것이다.

상기 모터제어상태판단단계(S25)는 배터리의 충전량인 SOC(Storage Of Charge), 배터리 온도, 모터 및 인버터 온도 등을 고려하여, 상기 모터제어단계의 수행이 가능한지를 판단하는 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.

1; 엔진
3; 엔진클러치
5; 모터
7; DCT
9; 구동륜
13; 컨트롤러
S10; 변속상태판단단계
S20; 페이즈확인단계
S30; 클러치해제단계
S40; 모터제어단계
S50; 클러치체결단계

Claims

컨트롤러가 파워오프 업쉬프트 상황인지를 판단하는 변속상태판단단계와;
파워오프 업쉬프트 상황인 경우, 상기 컨트롤러가 해방측 클러치를 해제하는 클러치해제단계와;
상기 클러치해제단계 수행 후, 상기 컨트롤러가 모터의 속도제어로 엔진 속도를 목표변속단의 속도에 동기시키는 모터제어단계와;
상기 모터제어단계에 의해 엔진 속도가 목표변속단 속도에 동기되면, 상기 컨트롤러가 결합측 클러치를 체결시키는 클러치체결단계;
를 포함하고,
상기 변속상태판단단계 이후, 변속이 진행되는 일련의 상황을 일련의 변속페이즈로 구분하고, 각 변속페이즈에 따라, 상기 클러치해제단계와, 모터제어단계 및 클러치체결단계를 수행하는 것
을 특징으로 하는 하이브리드 DCT 차량의 변속제어방법.
청구항 1에 있어서,
상기 변속상태판단단계 이후, 상기 모터제어단계 이전에 모터의 속도제어가 가능한 상황인지를 판단하는 모터제어상태판단단계를 더 구비하고, 모터의 속도제어가 가능한 경우에만 상기 모터제어단계를 수행하는 것
을 특징으로 하는 하이브리드 DCT 차량의 변속제어방법.
삭제
청구항 1에 있어서,
상기 일련의 변속페이즈는, 변속준비페이즈, 이너셔페이즈, 토크페이즈, 변속완료페이즈로 구분되고;
상기 변속준비페이즈에는 상기 클러치해제단계를 수행하고;
상기 이너셔페이즈에는 상기 모터제어단계를 수행하며;
상기 토크페이즈에는 상기 클러치체결단계를 수행하는 것
을 특징으로 하는 하이브리드 DCT 차량의 변속제어방법.
청구항 4에 있어서,
상기 변속상태판단단계 이후, 상기 변속페이즈를 확인하는 페이즈확인단계를 반복적으로 수행하고;
상기 페이즈확인단계를 반복적으로 수행하면서, 변속페이즈가 변속준비페이즈인 동안에는 상기 클러치해제단계를 수행하고, 상기 변속준비페이즈 이후 이너셔페이즈인 동안에는 상기 모터제어단계를 수행하며, 상기 이너셔페이즈 이후 토크페이즈인 동안에는 상기 클러치체결단계를 수행하고, 상기 토크페이즈 이후 변속완료페이즈인 동안에는 결합측클러치를 상기 토크페이즈에서보다 더 높은 목표토크로 제어하고 해방측클러치를 완전히 해제하여 변속을 완료하는 것
을 특징으로 하는 하이브리드 DCT 차량의 변속제어방법.