KR102551679B1

KR102551679B1 - 하이브리드 dct 차량의 클러치 제어방법

Info

Publication number: KR102551679B1
Application number: KR1020180146119A
Authority: KR
Inventors: 권기영; 황경훈; 이경택; 한훈; 임현우; 신동준
Original assignee: 현대자동차주식회사; 기아 주식회사
Priority date: 2018-11-23
Filing date: 2018-11-23
Publication date: 2023-07-07
Also published as: US11325585B2; KR20200062400A; US20200164865A1

Abstract

본 발명은 컨트롤러가 변속레인지 선택상태와, 운전자의 가속페달 및 브레이크페달 조작 상태 및 도로의 구배를 기반으로 에너지 세이빙 가능 구간을 판단하는 단계와; 상기 컨트롤러가 현재 차량의 상태가 상기 에너지 세이빙 가능 구간인 것으로 판단하면, 1단 변속단을 구현하도록 구비된 클러치를 체결 상태로 유지시키기 위한 작동전류를 0A로 설정하는 단계를 포함하여 구성된다.

Description

하이브리드 DCT 차량의 클러치 제어방법{CLUTCH CONTROL METHOD FOR HYBRID VEHICLE WITH DCT}

본 발명은 DCT(Dual Clutch Transmission)를 탑재한 하이브리드 차량의 클러치 제어방법에 관한 기술이다.

DCT는 두개의 클러치에 각각 연결된 두 입력축으로 동력을 전달받고, 1단부터 N단에 이르는 일련의 변속단들 중, 홀수 변속단과 짝수 변속단을 두 입력축이 각각 구현할 수 있도록 구성되어, 상기 두 입력축을 홀수단입력축 및 짝수단입력축으로 구분할 수 있다.

따라서, 상기 두 클러치도 상기 홀수단입력축에 연결된 것을 홀수측클러치, 짝수단입력축에 연결된 것을 짝수측클러치로 구분할 수 있다.

상기한 바와 같은 DCT의 두 클러치는 전기에 의해 구동되는 클러치액츄에이터에 의해 구동되는 바, 상기 클러치액츄에이터도 짝수측 클러치액츄에이터와 홀수측 클러치액츄에이터로 구별할 수 있다.

DCT탑재 하이브리드 차량이 정차 시에는, 이후 운전자의 가속 요구 시, 차량의 좋은 가속 반응성을 도모하기 위해 1단기어를 치합한 상태에서 홀수측클러치를 체결상태로 제어하며 유지하는 경우가 있다.

그러나, 상기한 바와 같이 홀수측클러치를 체결상태로 유지하기 위해 홀수측 클러치액츄에이터에 계속해서 작동전류를 인가하는 것은 결과적으로 하이브리드 차량의 연비 하락 및 주행거리 감소를 초래한다.

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 1020150138761 A

본 발명은 DCT를 탑재한 하이브리드 차량이 정차한 상황에서, 이후의 가속요구 시, 차량의 우수한 가속 반응성을 확보할 수 있도록 하면서도, 가급적 전력의 소모를 최소화하여 연비 및 주행거리의 저감을 최소화할 수 있도록 한 하이브리드 DCT 차량의 클러치 제어방법을 제공함에 그 목적이 있다.

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

컨트롤러가 현재의 변속레인지가 D레인지인지 확인하는 단계와;

상기 컨트롤러가 현재 주행 중인 도로의 구배와 운전자의 정차요구를 파악하는 단계와;

현재의 변속레인지가 D레인지이고, 도로의 구배가 등판 주행이 필요한 구배가 아니며, 운전자의 정차요구가 있는 상황으로 판단되면, 상기 컨트롤러가 1단 변속기어로 동력을 전달하도록 구비된 클러치의 클러치액츄에이터에 공급하는 작동전류를 차단시키는 단계;

를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

상기 컨트롤러는 현재 주행 중인 도로의 구배를, 경사각센서의 신호값이 소정의 제1기준경사각보다 크면 등판 주행이 필요한 구배로 판단하고, 상기 제1기준경사각 이하이면서 제2기준경사각 이상이면 평지 주행이 필요한 구배로 판단하며, 상기 제2기준경사각 미만이면 강판 주행이 필요한 구배로 판단할 수 있다.

상기 컨트롤러는 운전자의 가속페달 조작량이 소정의 기준가속조작량 이하이고, 브레이크페달 조작량이 소정의 기준제동조작량 이상이면, 운전자의 정차요구 상태로 판단할 수 있다.

상기 1단 변속기어로 동력을 전달하도록 구비된 클러치의 클러치액츄에이터는 홀수측 클러치액츄에이터일 수 있다.

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

컨트롤러가 변속레인지 선택상태와, 운전자의 가속페달 및 브레이크페달 조작 상태 및 도로의 구배를 기반으로 에너지 세이빙 가능 구간을 판단하는 단계와;

상기 컨트롤러가 현재 차량의 상태가 상기 에너지 세이빙 가능 구간인 것으로 판단하면, 1단 변속단을 구현하도록 구비된 클러치를 체결 상태로 유지시키기 위한 작동전류를 0A로 설정하는 단계를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

상기 컨트롤러는 APS(Accelerator Pedal Sensor)의 신호에 의해 상기 운전자의 가속페달 조작 상태를 판단하고, BPS(Brake Pedal Sensor)의 신호에 의해 상기 운전자의 브레이크페달 조작 상태를 판단하며, 경사각센서의 신호에 의해 도로의 구배를 판단하도록 구성될 수 있다.

상기 컨트롤러는 상기 APS 신호와 BPS 신호에 의해 운전자의 정차요구 여부를 판단할 수 있다.

상기 컨트롤러는 상기 APS 신호가 소정의 기준가속조작량 이하이고, 상기 BPS 신호가 소정의 기준제동조작량 이상이면, 운전자의 정차요구가 있는 것으로 판단할 수 있다.

상기 컨트롤러는 변속레인지가 D레인지이고, 운전자의 정차요구가 있는 것으로 판단되며, 차량이 등판 구배의 노면에 위치하지 않은 것으로 판단되면, 상기 에너지 세이빙 가능 구간인 것으로 판단할 수 있다.

상기 컨트롤러는 상기 변속레인지와, 운전자의 정차요구 및 도로의 구배 조건 이외에 차속을 더 고려하여, 차속이 0인 경우를 상기 에너지 세이빙 가능 구간으로 판단할 수 있다.

본 발명은 DCT를 탑재한 하이브리드 차량이 정차한 상황에서, 이후의 가속요구 시, 차량의 우수한 가속 반응성을 확보할 수 있도록 하면서도, 가급적 전력의 소모를 최소화하여 연비 및 주행거리의 저감을 최소화할 수 있도록 한다.

도 1은 본 발명이 적용될 수 있는 DCT 하이브리드 차량의 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 하이브리드 DCT 차량의 클러치 제어방법의 실시예를 도시한 순서도,
도 3은 본 발명에 따른 하이브리드 DCT 차량의 클러치 제어방법을 설명한 그래프이다.

도 1을 참조하면, 엔진(E)의 동력은 DCT(DUAL CLUTCH TRANSMISSION)를 통해 구동륜(W)으로 제공될 수 있도록 구성되고, DCT를 구성하는 두 클러치인 홀수측클러치(CL1)와 짝수측클러치(CL2)는 각각 홀수측 클러치액츄에이터(CA1) 및 짝수측 클러치액츄에이터(CA2)에 의해 제어되며, 각 변속단을 형성하는 변속기어들은 동기장치들을 선택하여 구동하는 변속액츄에이터(SA1, SA2)에 의해 변속이 이루어지며, 상기 액츄에이터들은 컨트롤러(5)에 의해 제어가 이루어지게 되어 있으며, 상기 컨트롤러는 가속페달 조작량을 입력 받기 위해 APS(ACCELERATOR POSITION SENSOR: 7)가 연결되고, 브레이크페달 조작량을 입력 받기 위해 BPS(BRAKE PEDAL SENSOR; 9)가 연결되어 있으며, 차량이 주행중인 노면의 경사도를 측정하기 위한 경사각센서(11)가 연결되어 있다.

상기 DCT의 입력축에는 모터(M)가 연결되어 있으며, 엔진클러치(EC)로 엔진(E)과 연결되어 하이브리드 파워트레인을 구성한다.

물론, 상기 컨트롤러(5)는 이외에도 변속레인지 선택상태, 엔진토크 및 엔진속도 등의 정보를 제공받도록 되어 있다.

도 2를 참조하면, 본 발명 하이브리드 DCT 차량의 클러치 제어방법의 실시예는, 컨트롤러가 현재의 변속레인지가 D레인지인지 확인하는 단계(S10)와; 상기 컨트롤러가 현재 주행 중인 도로의 구배와 운전자의 정차요구를 파악하는 단계(S20)와; 현재의 변속레인지가 D레인지이고, 도로의 구배가 등판 주행이 필요한 구배가 아니며, 운전자의 정차요구가 있는 상황으로 판단되면, 상기 컨트롤러가 1단 변속기어로 동력을 전달하도록 구비된 클러치의 클러치액츄에이터에 공급하는 작동전류를 차단시키는 단계(S30)를 포함하여 구성된다.

즉, 본 발명은 변속레인지와 도로의 구배 및 운전자의 정차요구를 종합적으로 고려하여, 차량이 등판 상황이 아니면서 운전자의 정차요구에 의해 D레인지 1단 정차상태가 확보된 경우, 1단 변속기어로 동력을 전달하도록 구비된 클러치액츄에이터(이하, 홀수측 클러치액츄에이터)에 작동전류를 공급하지 않도록 함으로써, 불필요한 전력 소모는 방지하면서, 상기 조건들을 만족하지 않는 상황에서는 종래와 같이 상기 홀수측 클러치액츄에이터에 작동전류를 공급하는 상태를 유지함으로써, 운전자의 가속요구에 신속한 반응성을 제공할 수 있도록 한 것이다.

여기서, 상기 조건들을 만족하지 않아 홀수측 클러치액츄에이터에 작동전류를 계속 공급하는 상황은, 운전자가 가속을 요구하는 상황이나, 가속페달과 브레이크페달을 동시에 조작하는 양발 운전 상황, 또는 가속페달과 브레이크페달 모두 조작하지 않아 크립주행이 이루어지는 상황 등이 있을 수 있는 바, 이러한 상황에서는 운전자의 가속요구에 따른 신속한 반응성을 확보할 수 있는 것이다.

따라서, 본 발명은 하이브리드 차량의 전력 소모를 저감하여 차량의 연비 및 주행거리 향상을 가져오면서도, 정차 후 재가속 시 신속한 가속응답성을 제공할 수 있도록 함으로써, 궁극적으로 차량의 상품성을 극대화시킬 수 있는 것이다.

상기 컨트롤러는 현재 주행 중인 도로의 구배를, 경사각센서의 신호값이 소정의 제1기준경사각보다 크면 등판 주행이 필요한 구배로 판단하고, 상기 제1기준경사각 이하이면서 제2기준경사각 이상이면 평지 주행이 필요한 구배로 판단하며, 상기 제2기준경사각 미만이면 강판 주행이 필요한 구배로 판단한다.

즉, 상기 제1기준경사각은 제2기준경사각보다 큰 값이며, 상기 컨트롤러는 상기 경사각센서의 신호값이 상기 제1기준경사각 미만이면, 일단 상기 홀수측 클러치액츄에이터의 작동전류를 차단하기 위한 도로 구배 조건은 만족하는 것으로 판단하는 것이다.

따라서, 상기 제1기준경사각과 제2기준경사각은 경사각센서의 특성에 따라 실험 및 해석에 의해 본 발명의 취지를 충족시키도록 설계적으로 설정되는 것이 바람직하다.

상기 컨트롤러는 운전자의 가속페달 조작량이 소정의 기준가속조작량 이하이고, 브레이크페달 조작량이 소정의 기준제동조작량 이상이면, 운전자의 정차요구 상태로 판단한다.

상기 컨트롤러는 APS(Accelerator Pedal Sensor)의 신호에 의해 상기 운전자의 가속페달 조작 상태를 판단하고, BPS(Brake Pedal Sensor)의 신호에 의해 상기 운전자의 브레이크페달 조작 상태를 판단하며, 경사각센서의 신호에 의해 도로의 구배를 판단하도록 구성될 수 있는 바, 상기 APS 신호와 BPS 신호에 의해 운전자의 정차요구 여부를 판단하도록 할 수 있다.

따라서, 상기 컨트롤러는 상기 APS 신호가 상기 기준가속조작량 이하이고, 상기 BPS 신호가 상기 기준제동조작량 이상이면, 운전자의 정차요구가 있는 것으로 판단하도록 할 수 있다.

상기 기준가속조작량은 예컨대 5%, 상기 기준제동조작량은 예컨대 30% 등과 같이 APS나 BPS의 오차 등을 고려하여 운전자의 확실한 정차 의지를 확인할 수 있도록 센서들의 특성에 따라 실험 및 해석에 의해 적절히 설정될 수 있다.

참고로, 본 발명의 적용예를 도시하고 있는 도 3에서 APS 신호가 0인 상태에서 BPS 신호가 기준제동조작량 이상인 경우에 운전자의 정차요구가 있는 것으로 판단하여 홀수측 클러치액츄에이터에 공급하는 작동전류를 차단시켜서 에너지를 절약하고, BPS 신호가 상기 기준제동조작량-A 보다 작아지는 경우에는 운전자의 정차요구가 더 이상 지속되지 않는 것으로 판단하여, 홀수측 클러치액츄에이터에 작동전류를 공급하기 시작하여 운전자의 새로운 가속요구에 즉각적으로 반응할 수 있는 준비를 한다.

여기서, 상기 A는 히스테리시스를 형성하여 빈번한 제어변화를 방지함으로써 제어의 안정성을 확보하기 위한 값으로서, BPS의 오차와 해상도 등을 고려하여 설계적으로 적절히 설정한다.

상술한 바와 같이 상기 1단 변속기어로 동력을 전달하도록 구비된 클러치의 클러치액츄에이터는 홀수측 클러치액츄에이터로 표현하고 있으나, 이에 국한된 것은 아니고, 실질은 DCT에서 1단 변속단을 구현하도록 된 입력축에 연결된 클러치를 작동시키도록 설치된 클러치 액츄에이터를 의미하는 것이다.

상기한 바와 같은 본 발명은 컨트롤러가 변속레인지 선택상태와, 운전자의 가속페달 및 브레이크페달 조작 상태 및 도로의 구배를 기반으로 에너지 세이빙 가능 구간을 판단하는 단계와; 상기 컨트롤러가 현재 차량의 상태가 상기 에너지 세이빙 가능 구간인 것으로 판단하면, 1단 변속단을 구현하도록 구비된 클러치를 체결 상태로 유지시키기 위한 작동전류를 0A로 설정하는 단계로 표현할 수도 있다.

상기 컨트롤러는 변속레인지가 D레인지이고, 운전자의 정차요구가 있는 것으로 판단되며, 차량이 등판 구배의 노면에 위치하지 않은 것으로 판단되면, 상기 에너지 세이빙 가능 구간인 것으로 판단한다.

즉, 상기 에너지 세이빙 가능 구간은 상기 홀수측 클러치액츄에이터에 제공되는 작동전류를 0A로 하여 불필요한 전력 소모를 방지하도록 하기 위한 변속레인지와, 도로 구배 및 운전자의 정차요구에 대한 조건들이 모두 만족되는 구간인 것이다.

한편, 상기 컨트롤러는 상기 변속레인지와, 운전자의 정차요구 및 도로의 구배 조건 이외에 차속을 더 고려하여, 차속이 0인 경우를 상기 에너지 세이빙 가능 구간으로 판단하도록 할 수 있는 바, 이는 상기한 바와 같은 변속레인지, 가속페닥 조작량, 브레이크페달 조작량 및 도로 구배 등의 조건이 모두 만족된 상태에서도 차속이 0인지를 더 확인하도록 함으로써, 보다 안정된 제어가 가능하도록 하기 위한 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.

E; 엔진
W; 구동륜
CL1; 홀수측클러치
CL2; 짝수측클러치
CA1; 홀수측 클러치액츄에이터
CA2; 짝수측 클러치액츄에이터
SA1, SA2; 변속액츄에이터
5; 컨트롤러
7; APS
9; BPS
11; 경사각센서
M; 모터
EC; 엔진클러치

Claims

컨트롤러가 현재의 변속레인지가 D레인지인지 확인하는 단계와;
상기 컨트롤러가 현재 주행 중인 도로의 구배와 운전자의 정차요구를 파악하는 단계와;
현재의 변속레인지가 D레인지이고, 도로의 구배가 등판 주행이 필요한 구배가 아니며, 운전자의 정차요구가 있는 상황으로 판단되면, 상기 컨트롤러가 1단 변속기어로 동력을 전달하도록 구비된 클러치의 클러치액츄에이터에 공급하는 작동전류를 차단시키는 단계;
를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 하이브리드 DCT 차량의 클러치 제어방법.
청구항 1에 있어서,
상기 컨트롤러는 현재 주행 중인 도로의 구배를, 경사각센서의 신호값이 소정의 제1기준경사각보다 크면 등판 주행이 필요한 구배로 판단하고, 상기 제1기준경사각 이하이면서 제2기준경사각 이상이면 평지 주행이 필요한 구배로 판단하며, 상기 제2기준경사각 미만이면 강판 주행이 필요한 구배로 판단하는 것
을 특징으로 하는 하이브리드 DCT 차량의 클러치 제어방법.
청구항 1에 있어서,
상기 컨트롤러는 운전자의 가속페달 조작량이 소정의 기준가속조작량 이하이고, 브레이크페달 조작량이 소정의 기준제동조작량 이상이면, 운전자의 정차요구 상태로 판단하는 것
을 특징으로 하는 하이브리드 DCT 차량의 클러치 제어방법.
청구항 1에 있어서,
상기 1단 변속기어로 동력을 전달하도록 구비된 클러치의 클러치액츄에이터는 홀수측 클러치액츄에이터인 것
을 특징으로 하는 하이브리드 DCT 차량의 클러치 제어방법.
컨트롤러가 변속레인지 선택상태와, 운전자의 가속페달 및 브레이크페달 조작 상태 및 도로의 구배를 기반으로 에너지 세이빙 가능 구간을 판단하는 단계와;
상기 컨트롤러가 현재 차량의 상태가 상기 에너지 세이빙 가능 구간인 것으로 판단하면, 1단 변속단을 구현하도록 구비된 클러치를 체결 상태로 유지시키기 위한 작동전류를 0A로 설정하는 단계;
를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 하이브리드 DCT 차량의 클러치 제어방법.
청구항 5에 있어서,
상기 컨트롤러는 APS(Accelerator Pedal Sensor)의 신호에 의해 상기 운전자의 가속페달 조작 상태를 판단하고, BPS(Brake Pedal Sensor)의 신호에 의해 상기 운전자의 브레이크페달 조작 상태를 판단하며, 경사각센서의 신호에 의해 도로의 구배를 판단하도록 구성된 것
을 특징으로 하는 하이브리드 DCT 차량의 클러치 제어방법.
청구항 6에 있어서,
상기 컨트롤러는 상기 APS 신호와 BPS 신호에 의해 운전자의 정차요구 여부를 판단하는 것
을 특징으로 하는 하이브리드 DCT 차량의 클러치 제어방법.
청구항 7에 있어서,
상기 컨트롤러는 상기 APS 신호가 소정의 기준가속조작량 이하이고, 상기 BPS 신호가 소정의 기준제동조작량 이상이면, 운전자의 정차요구가 있는 것으로 판단하는 것
을 특징으로 하는 하이브리드 DCT 차량의 클러치 제어방법.
청구항 8에 있어서,
상기 컨트롤러는 변속레인지가 D레인지이고, 운전자의 정차요구가 있는 것으로 판단되며, 차량이 등판 구배의 노면에 위치하지 않은 것으로 판단되면, 상기 에너지 세이빙 가능 구간인 것으로 판단하는 것
을 특징으로 하는 하이브리드 DCT 차량의 클러치 제어방법.
청구항 9에 있어서,
상기 컨트롤러는 상기 변속레인지와, 운전자의 정차요구 및 도로의 구배 조건 이외에 차속을 더 고려하여, 차속이 0인 경우를 상기 에너지 세이빙 가능 구간으로 판단하는 것
을 특징으로 하는 하이브리드 DCT 차량의 클러치 제어방법.