KR102567339B1 - 회생제동량 증가를 위한 변속기 제어방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 회생제동량 증가를 위한 변속기 제어방법에 관한 것으로서 보다 상세하게는, 연비향상을 달성하기 위한 회생제동량 증가를 위한 변속기 제어방법에 관한 것으로서, 하이브리드 차량의 회생제동량 증가를 위한 변속기 제어방법에 있어서, 브레이크 작동 판단단계(S10); 상기 브레이크의 제동토크가 기설정회생제동토크와 비교판단하는 제동토크 판단단계(S20); 상기 브레이크의 제동토크가 기설정회생제동토크보다 작은 경우 상기 차량의 속도와 시프트라인의 변속속도를 비교하는 차속 판단단계(S30); 상기 차량의 속도가 시프트라인의 변속속도 보다 작은 경우 브레이크 오프상태 또는 회생제동 종료를 판단하는 상황종료 판단단계(S40); 를 포함하되, 상기 차속 판단단계(S30)에서 상기 차량의 속도가 목표 기어단수(N)의 시프트라인 변속속도 보다 큰 경우에는 변속하지 않고 현재 단수를 유지하는 단수 유지단계(S31)를 수행하면서 회생제동시키는 것을 특징으로 하는 회생제동량 증가를 위한 변속기 제어방법을 제공하여, 고단 유지를 연장하여 회생제동 효율을 높이고 최종적으로 연비를 향상시키는 강점이 발휘된다.

Description

회생제동량 증가를 위한 변속기 제어방법{A transmission control method for increasing regenerative braking}
본 발명은 회생제동량 증가를 위한 변속기 제어방법에 관한 것으로서 보다 상세하게는, 연비향상을 달성하기 위한 회생제동량 증가를 위한 변속기 제어방법에 관한 것이다.
하이브리드 시스템에서 브레이크는 회생제동방식과 일반 브레이크인 유압제동 방식인 두 가지를 조합하여 사용한다.
일반 브레이크의 유압제동 방식에 비해 회생제동시의 브레이크 느낌은 다소 이질적일 수 있다.
한편, 특정 조건하에서는 유압제동을 하지 않고 회생제동만으로 제동력을 얻게 되는데, 브레이크 느낌(일정한 휠토크 인가)을 위해서 회생제동 토크는 저단으로 갈수록 낮아지게 된다.
즉, 종래 기술과 같은 회생제동 토크의 감소는 일정한 휠토크 인가를 통해 저단으로 갈수록 회생제동 효율이 낮아지는 문제가 있다.
특히 병렬형 하이브리드는 고단에서 저단으로 변속을 하게 된다.
다시 말해서, 병렬형 하이브리드는 변속기와 모터가 같이 연결되어 있기 때문에 잦은 변속으로 인해 회생제동 효율이 낮은 단점이 있다.
이와 같은 종래의 기술은 내연기관 특성 상 제때 변속이 이루어지지 않을 경우 시동꺼짐의 문제가 발생될 수 있다.
따라서, 차속이 줄어들수록 저단으로 변속해주어야 하는데, 내연기관 차량의 제동 토크는 하이브리드 차량의 제동토크에 비해 훨씬 크다.
따라서, 변속기제어에 있어 유압을 많이 사용하게 되어 변속 충격 등으로 변속감이 매끄럽지 못한 단점이 있게 된다.
도 1 및 도 2와 같이 종래의 회생제동 토크는 차속의 감소에 따라 단계적으로 저단으로 감소함을 알 수 있는데, 잦은 변속으로 인하여 변속감이 매끄럽지 못하다.
뿐만 아니라 이와 같은 기계적 하향식 변속은 회생제동을 극대화하지 못하는단점을 가진다.
KR 2020-0071216 A1
위와 같은 종래 기술의 문제점을 극복하기 위한 본 발명은 고단 유지를 연장하여 회생제동 효율을 높이고 최종적으로 연비를 향상시키는 것에 목적이 있다.
하이브리드 차량의 회생제동량 증가를 위한 변속기 제어방법에 있어서, 브레이크 작동 판단단계(S10); 상기 브레이크의 제동토크가 기설정회생제동토크와 비교판단하는 제동토크 판단단계(S20); 상기 브레이크의 제동토크가 기설정회생제동토크보다 작은 경우 상기 차량의 속도와 시프트라인의 변속속도를 비교하는 차속 판단단계(S30); 상기 차량의 속도가 시프트라인의 변속속도 보다 작은 경우 브레이크 오프상태 또는 회생제동 종료를 판단하는 상황종료 판단단계(S40); 를 포함하되, 상기 차속 판단단계(S30)에서 상기 차량의 속도가 목표 기어단수(N)의 시프트라인 변속속도 보다 큰 경우에는 변속하지 않고 현재 단수를 유지하는 단수 유지단계(S31)를 수행하면서 회생제동시키는 것을 특징으로 하는 회생제동량 증가를 위한 변속기 제어방법을 포함한다.
또한, 상기 상황종료 판단단계(S40)에서 상기 브레이크 오프상태가 아니거나 상기 회생제동 종료가 아닌 경우, 상기 브레이크 오프시 또는 상기 회생제동 종료시에 대응되는 상기 목표 기어단수(N)에 따른 기설정된 압력으로 상기 변속기를 예압하는 예압 제어단계(S41)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 회생제동량 증가를 위한 변속기 제어방법을 포함한다.
또한, 상기 예압 제어단계(S41)는 상기 현재 단수 보다 1개 단수가 적은 제1 단수의 결합요소에 대한 제1 예압단계(A1); 상기 제1 예압단계(A1) 이후 상기 제1 단수 보다 1개 단수가 적은 제2 단수의 결합요소에 대한 제2 예압단계(A2); 를 포함하는 것을 특징으로 하는 회생제동량 증가를 위한 변속기 제어방법을 포함한다.
또한, 상기 제1 예압단계(A1)의 소요시간은 상기 제2 예압단계(A2)의 소요시간보다 긴 것을 특징으로 하는 회생제동량 증가를 위한 변속기 제어방법을 포함한다.
또한, 상기 목표 기어단수(N)는 상기 현재 단수보다 3개 단수가 적은 것을 특징으로 하는 회생제동량 증가를 위한 변속기 제어방법을 포함한다.
또한, 변속 시작은 상기 브레이크 오프 시점에 이루어지는 것을 특징으로 하는 회생제동량 증가를 위한 변속기 제어방법을 포함한다.
또한, 상기 제동토크 판단단계(S20)에서 상기 브레이크의 제동토크가 기설정회생제동토크보다 작은 경우 상기 시프트라인에 따라 변속하는 것을 특징으로 하는 회생제동량 증가를 위한 변속기 제어방법을 포함한다.
또한, 상기 하이브리드 차량은 병렬형 하이브리드 차량인 것을 특징으로 하는 회생제동량 증가를 위한 변속기 제어방법을 포함한다.
또한, 상기 회생제동량 증가를 위한 변속기 제어방법이 적용된 변속기를 포함한다.
또한, 상기 변속기는 병렬형 하이브리드 차량에 설치된 것을 특징으로 하는 변속기를 포함한다.
위와 같은 본 발명에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 고단 유지를 연장하여 회생제동 효율을 높이고 최종적으로 연비를 향상시키는 강점이 발휘된다.
둘째, 변속 최소화를 통한 변속감이 확보되는 장점이 있다.
셋째, 회생제동 효율 증대를 통한 연비 향상의 이점을 선사한다.
넷째, 브레이크 느낌에 이질감이 없이도 매끄러운 감속이 가능해지는 장점을 선사한다.
다섯 째, 고단 유지 후 해제하는 작동에 있어서 예압을 적용함으로써 변속 지연 현상의 해소 및 가속 지연 현상이 해소되는 장점이 있다.
도 1은 종래기술
도 2는 종래기술
도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 회생제동 제어의 제1 모식도
도 4는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 회생제동 제어의 제2 모식도
도 5는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 회생제동 제어 흐름도
도 6은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 시트프라인의 일 예
도 7은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 작동요소의 일 예
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 구체적으로 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용한다.
제 1, 제 2등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요소는 제 2구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다. "및/또는" 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다.
일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않아야 한다.
먼저 설명에 앞서 용어를 정리한다.
어느 기어단수에 대한 결합요소의 예압이라 함은 해당 기어단수로 체결되기 위해 미리 압력을 준비하는 동작이나 그에 수반되는 가압 매커니즘을 의미할 수 있다.
본 설명에서는 현재 주행단수가 6단이며, 목표 단수는 3단(N=3)으로 가정하여 설명하고 있음을 일러둔다.
N+3단이 체결된 상태로 주행하다가 N+2단의 결합요소의 예압을 적용하는 것은 실제로 N+2단이 체결된 것은 아니고 미리 N+2단에 대응되는 압력으로 변속 오일 압력을 셋팅하는 것을 의미할 수 있는 것이다. 즉, N+2단 결속에 위한 압력을 미리 준비하는 것이다.
예를 들면, 현재 6단 기어가 체결된 상태로 주행중에 5단 기어에 대한 제1 예압과 4단 기어에 대한 제2 예압을 차속의 감속에 대응되도록 순차적으로 준비하였다가, 3단 기어 단수에 대응되는 차속까지 감속되면 준비된 예압을 통해 곧바로 3단 체결이 신속하게 이루어질 수 있게 하는 것이다.
한편, 이 때 결합요소라 함은 변속기를 구성하고 있는 복수의 오버드라이브 클러치, 복수의 클러치 브레이크 등을 가리키며, 각 변속 단수는 복수의 오버드라이브 클러치와 복수의 클러치 브레이크의 조합에 따라 결정될 수 있다.
결합요소에 대하여는 도 7에 예시되어 있는데, 여기서 예를 들어 현재 단수가 6단인 경우 클러치 D와 클러치 E 그리고 클러치 C가 결합요소가 된다.
6단에서 5단으로 변속시 브레이크 B가 결합되고, 클러치 E는 해제되면서 변속이 이루어진다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 회생제동 제어의 제1 모식도다.
A영역은 회생제동 토크가 일정하게 유지되는 영역이며, B영역은 브레이크 오프 후 변속이 일어나는 영역이다.
A영역에서는 고단을 유지하고 있으며 변속을 수행하지 않는다.
따라서, 회생제동 토크가 일정하게 유지될 수 있다.
한편, A영역에서 B영역으로 전환되는 시점은 브레이크 오프 시점이며, 변속 시작이 브레이크 오프 시점에서 일어나며, 이 때부터 변속이 저단으로 해당차속 목표단까지 수행되는 것이다.
보다 상세하게는 위와 같은 브레이크 오프 시점 직전과 직후의 변속제어가 도 4에 도시되고 있다.
예압제어 영역(100)은 A영역을 나타내고 있다.
예압단계(A)는 다시 제1 예압단계(A1)와 제2 예압단계(A2)로 구분될 수 있다.
예를 들면, 목표단수가 3단(N=3)이라 할 때, 도 4에서는 예압제어 영역(100) 영역에서 6단(N+3단)이 유지되고 있다.
이 때, 제1 예압단계(A1)에서는 5단(N+2단)의 결합요소의 예압이 적용되고 있게 되며, 제1 예압단계(A1)에서는 제1 결합요소의 예압단계가 적용될 수 있다.
제1 예압단계(A1) 이후에 제2 예압단계(A2)에서는 4단(N+1단)의 결합요소의 예압이 적용되고 있게 되며, 제2 예압단계(A2)에서는 제2 결합요소의 예압단계가 적용될 수 있다.
한편, 변속영역(200)은 변속이 이루어지는 구간이다.
목표단수 영역(300)은 해당 차속에 대응되는 목표 단수인 3단(N단)으로 적용된다.
이와 같이 본 발명의 바람직한 회생제동시의 변속 제어 방법은 고단인 N+3단을 계속적으로 유지하면서도, 동시에 N+2단의 변속을 위한 N+2단의 결합요소의 예압 수행과, N+1단의 변속을 위한 N+1단의 결합요소의 예압을 준비하고 있기 때문에 고단유지를 통한 회생토크의 극대화를 달성할 수 있어 회생에너지 수율이 극대화되는 강점이 발휘될 수 있다.
동시에 미리 목표 단수를 위한 준비 행위인 예압설정을 수행하고 있기 때문에 변속 시에도 굼뜸 현상이 사라져 쾌속의 변속이 이루어질 수 있게 됨으로써 드라이빙의 퍼포먼스가 보장되는 강점이 발휘될 수 있는 것이다.
즉, 목표단수로의 변속 전환이 매우 신속하게 이루어질 수 있어 변속 지연으로 인한 운전자의 심리적 답답함이 해소될 수 있는 것이다.
위와 같은 본 발명의 바람직한 변속 방법에 대하여 도 5의 흐름도를 참조하여 상술한다.
본 발명의 바람직한 변속 방법은 브레이크 작동 판단단계(S10), 제동토크 판단단계(S20), 변속단계(S21), 차속 판단단계(S30), 단수 유지단계(S31), 상황종료 판단단계(S40), 예압 제어단계(S41), 종료단계(S50)를 거칠 수 있다
브레이크 작동 판단단계(S10)가 만족되면 제동토크 판단단계(S20)가 수행되며, 제동토크 판단단계(S20)가 만족되면 차속 판단단계(S30)가 수행되고, 상황종료 판단단계(S40)가 만족되면 종료단계(S50)로 진행한다.
이 때, 제동토크 판단단계(S20)에서 만족되지 못하면 변속단계(S21)가 수행된다.
또한, 차속 판단단계(S30)에서 만족되지 못하면 단수 유지단계(S31)가 수행된다.
또한, 상황종료 판단단계(S40)에서 만족되지 못하면 예압 제어단계(S41)가 수행된다.
먼저, 브레이크 작동 판단단계(S10)는 브레이크가 작동하는지를 판단하는 단계다.
제동토크 판단단계(S20)에서 토크가 기설정 회생제동 토크보다 작은지를 판단한다.
제동토크 판단단계(S20)는 브레이크의 제동토크가 기설정회생제동토크와 비교 판단하는 단계다.
이 때, 토크가 기설정 회생제동 토크보다 크게 되면 변속단계(S21)가 수행된다.
다시 말해, 제동토크 판단단계(S20)에서 브레이크의 제동토크가 기설정회생제동토크보다 작은 경우 도6과 같은 시프트라인에 따라 변속하게 된다.
차속 판단단계(S30)에서 차속이 목표 단수(N)에 대응되는 시프트라인 변속보다 느린지를 판단한다.
보다 상세하게는, 차속 판단단계(S30)는 브레이크의 제동토크가 기설정회생제동토크보다 작은 경우 차량의 속도와 시프트라인의 변속속도를 비교하는 단계이다.
이 때, 시프트라인은 기설정된 값으로서 변속기에 따라 정해질 수 있으며, 도 6은 그 중 일 예이다.
도 6에서의 점선이 바로 다운시프트 변속에 따른 시프트라인을 나타내고 있다.
만일 차속이 목표 단수에서의 시프트라인 속도보다 빠르다면 단수 유지단계(S31)가 수행된다.
다시 말해서, 단수 유지단계(S31)에서는 변속이 이루어지지 않고 예압제어 영역(100)처럼 현재의 단수가 유지된다.
상황종료 판단단계(S40)에서 차량의 속도가 시프트라인의 변속속도 보다 작은 경우 브레이크 오프상태 또는 회생제동 종료를 판단하게 된다.
상황종료 판단단계(S40)에서는 브레이크가 종료되지 않았거나 회생제동이 종료되지 않았다 판단되면 예압 제어단계(S41)가 수행된다.
예압 제어단계(S41)에서는 각 단의 결합요소에 맞는 예압을 제어하게 된다.
다시 말해, 예압 제어단계(S41)는 상황종료 판단단계(S40)에서 브레이크 오프상태가 아니거나 회생제동 종료가 아닌 경우, 브레이크 오프시 또는 회생제동 종료시에 대응되는 기어단수에 따른 기설정된 압력으로 미리 변속기를 예압 제어한다.
따라서, 브레이크 오프 시점에 이루어지는 변속이 즉각적이고 신속하게 이루어질 수 있게 되는 것이다.
기설정된 압력으로 미리 변속기를 예압제어하는 것은 목표 단수로의 신속한 변속을 위해 매우 효과적이다.
A1 : 제1 예압단계
A2 : 제2 예압단계
S10 : 브레이크 작동 판단단계
S20 : 제동토크 판단단계
S21 : 변속단계
S30 : 차속 판단단계
S31 : 단수 유지단계
S40 : 상황종료 판단단계
S41 : 예압 제어단계
S50 : 종료단계
100 : 예압제어 영역
200 : 변속영역
300 : 목표단수 영역

Claims (10)

  1. 하이브리드 차량의 회생제동량 증가를 위한 변속기 제어방법에 있어서,
    브레이크 작동 판단단계(S10);
    상기 브레이크의 제동토크가 기설정회생제동토크와 비교판단하는 제동토크 판단단계(S20);
    상기 브레이크의 제동토크가 기설정회생제동토크보다 작은 경우 상기 차량의 속도와 시프트라인의 변속속도를 비교하는 차속 판단단계(S30);
    상기 차량의 속도가 시프트라인의 변속속도 보다 작은 경우 브레이크 오프상태 또는 회생제동 종료를 판단하는 상황종료 판단단계(S40); 를 포함하되,
    상기 차속 판단단계(S30)에서 상기 차량의 속도가 목표 기어단수(N)의 시프트라인 변속속도 보다 큰 경우에는 변속하지 않고 현재 단수를 유지하는 단수 유지단계(S31)를 수행하면서 회생제동시키는 것을 특징으로 하는,
    회생제동량 증가를 위한 변속기 제어방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 상황종료 판단단계(S40)에서 상기 브레이크 오프상태가 아니거나 상기 회생제동 종료가 아닌 경우, 상기 브레이크 오프시 또는 상기 회생제동 종료시에 대응되는 상기 목표 기어단수(N)에 따른 기설정된 압력으로 상기 변속기를 예압하는 예압 제어단계(S41)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
    회생제동량 증가를 위한 변속기 제어방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 예압 제어단계(S41)는 상기 현재 단수 보다 1개 단수가 적은 제1 단수의 결합요소에 대한 제1 예압단계(A1);
    상기 제1 예압단계(A1) 이후 상기 제1 단수 보다 1개 단수가 적은 제2 단수의 결합요소에 대한 제2 예압단계(A2); 를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    회생제동량 증가를 위한 변속기 제어방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 예압단계(A1)의 소요시간은 상기 제2 예압단계(A2)의 소요시간보다 긴 것을 특징으로 하는,
    회생제동량 증가를 위한 변속기 제어방법.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 목표 기어단수(N)는 상기 현재 단수보다 3개 단수가 적은 것을 특징으로 하는,
    회생제동량 증가를 위한 변속기 제어방법.
  6. 제2항에 있어서,
    변속 시작은 상기 브레이크 오프 시점에 이루어지는 것을 특징으로 하는,
    회생제동량 증가를 위한 변속기 제어방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제동토크 판단단계(S20)에서 상기 브레이크의 제동토크가 기설정회생제동토크보다 작은 경우 상기 시프트라인에 따라 변속하는 것을 특징으로 하는,
    회생제동량 증가를 위한 변속기 제어방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 하이브리드 차량은 병렬형 하이브리드 차량인 것을 특징으로 하는,
    회생제동량 증가를 위한 변속기 제어방법.
  9. 제1항의 회생제동량 증가를 위한 변속기 제어방법이 적용된 변속기.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 변속기는 병렬형 하이브리드 차량에 설치된 것을 특징으로 하는,
    변속기.
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