KR20100019237A - 하이브리드 자동차의 변속 제어 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

하이브리드 자동차의 변속 제어 장치 및 방법이 개시되어 있고, 이러한 본 발명은, 하이브리드 자동차의 변속 제어 장치에 있어서, 하이브리드 자동차의 변속 제어 장치에 있어서, 가속 페달; 및 상기 가속 페달의 조작에 따라 팁 인(tip-in)되어 엔진 클러치의 직결 요구 신호가 발생되고 파워 킥 다운 시프트 변속 중인 경우 현재 엔진 클러치의 직결 상태를 유지하고 엔진 클러치의 목표 슬립 회전수를 유지하며, 변속 완료된 경우 핸드 쉐이킹을 실행하여 엔진 토오크 및 모터 토오크를 재설정하는 하이브리드 제어부를 포팜하고, 본 발명에 의하면, 주행 중 운전자의 의지에 따라 탑 인되어 엔진 클러치의 직결 요구 신호가 발생되고 킥 다운 시프트 변속 중인 경우 엔진 클러치의 현재 직결 상태를 유지하고 엔진 클러치의 목표 슬립 회전수를 유지하며 변속 완료인 경우 핸드 쉐이킹을 실행하여 엔진 토오크 및 모터 토오크를 재설정함으로써, 엔진 클러치의 갑작스런 직결으로 인해 발생하는 변속 충격을 방지할 수 있어 킥 다운 시프트 변속 품질을 향상시킬 수 있게 된다.

자동차, 하이브리드, 자동 변속기, 킥 다운 시프트, 모터, 엔진, 하이브리드 제어부

Description

하이브리드 자동차의 변속 제어 장치 및 방법{METHOD AND APPARATUS FOR TRANSMISSING HYBRID ELECTRICAL VEHICLE}

본 발명은 하이브리드 자동차의 변속 제어 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 모터에 의한 주행 중 킥 다운 변속 요구 시 발생하는 변속 충격을 최소로 줄일 수 있도록 한 장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적인 하이브리드 자동차(Hybrid Electric Vehicle, HEV)는 하나의 자동차에 2 종류 이상의 엔진을 장착한 자동차를 말하는데, 기존 휘발유, 디젤 등의 내연기관 엔진과 전기 모터를 동시에 장착한 형태가 대표적이다.

현재의 하이브리드 자동차는 출발 등 저속 주행시 전기 모터를 사용하고 높은 출력이 필요할 경우 내연기관 엔진을 가동시키는 방식이 주류를 이루고 있다. 전기 모터 구동에 필요한 전력은 차량 내에 장착된 2차 전지를 통해 얻는데, 브레이크 페달을 밟을 때 나오는 잉여의 에너지로 충전하거나, 주행시 바퀴의 회전을 통해 충전하는 방식으로 운행 전 오랜 시간 동안 충전해야 하는 전기 자동차(전기 모터로 구동)와 구별된다.

따라서, 이러한 하이브리드 자동차는 전기와 연료를 함께 사용함으로써 기존 내연기관 자동차보다 월등한 연비를 얻을 수 있는 장점이 있다.

또한 하이브리드 자동차는 연료 소비를 최소화함으로써 일반 자동차 대비 50~90% 가량 오염물질 배출을 줄일 수 있는 저공해 친환경 자동차이다. 즉, 저속에서 전기 모터로 구동하는 하이브리드 자동차는 도심 주행시 이산화탄소 등 오염 물질 배출을 크게 줄일 수 있는 강점을 지닌 것으로 평가된다.

이러한 하이브리드 자동차에서, 모터 구동에 의한 주행 중 운전자의 가속 의지에 따라 킥 다운(kick down) 시프트 변속 요구 시 도 1에 도시된 바와 같이, 가속의 응답성을 향상시키기 위해 킥 다운 시프트와 동시에 엔진 클러치가 직결(engage)되는데, 엔진 클러치의 급격한 직결으로 인해 변속 충격이 발생하여 승차감이 저하되는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 주행 중 운전자의 가속 의지에 따라 팁 인되어 킥 다운 시프트 변속 요구에 따라 엔진 클러치의 직결 요구 신호가 발생되고 킥 다운 시프트 변속 중인 경우 엔진 클러치의 현 상태 유지 후 목표 슬립 회전수를 유지하고 변속 종료인 경우 핸드 쉐이킹을 실행하여 엔진 토오크 및 모터 토오크를 재설정함으로써, 엔진 클러치의 갑작스런 직결으로 인해 발생하는 변속 충격을 방지할 수 있어 킥 다운 시프트 변속 품질을 향상시킬 수 있는 하이브리드 자동차의 변속 제어 장치 및 방법을 제공하고자 함에 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1 관점에 따른 기술적 과제는,

하이브리드 자동차의 변속 제어 장치에 있어서,

가속 페달; 및

상기 가속 페달의 조작에 따라 팁 인(tip-in)되어 엔진 클러치의 직결 요구 신호가 발생되고 파워 킥 다운 시프트 변속 중인 경우 현재 엔진 클러치의 직결 상태를 유지하고 엔진 클러치의 목표 슬립 회전수를 유지하며, 변속 완료된 경우 핸드 쉐이킹을 실행하여 엔진 토오크 및 모터 토오크를 재설정하는 하이브리드 제어부를 포함하고,

본 발명의 하이브리드 자동차의 변속 제어 방법은,

a) 가속 페달의 조작 상태를 검출하는 단계;

b) 상기 a) 단계에서 가속 페달의 조작 상태에 따라 팁 인(tip-in)된 경우 엔진 클러치의 직결 요구 신호가 수신되었는 지를 판단하는 단계;

c) 상기 b) 단계의 판단 결과 엔진 클러치의 직결 요구 신호가 수신된 경우 킥 다운 시프트 변속 중인 지를 판단하고 판단 결과 킥 다운 시프트 변속 중인 경우 현재 엔진 클러치의 직결 상태를 유지하고 엔진 클러치의 목표 슬립 회전수를 유지하는 단계; 및

d) 상기 c) 단계의 판단 결과 변속 완료된 경우 핸드 쉐이킹을 실행하여 엔진 토오크 및 모터 토오크를 재설정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 주행 중 운전자의 의지에 따라 탑 인되어 엔진 클러치의 직결 요구 신호가 발생되고 킥 다운 시프트 변속 중인 경우 엔진 클러치의 현재 직결 상태를 유지하고 엔진 클러치의 목표 슬립 회전수를 유지하며 변속 완료인 경우 핸드 쉐이킹을 실행하여 엔진 토오크 및 모터 토오크를 재설정함으로써, 엔진 클러치의 갑작스런 직결으로 인해 발생하는 변속 충격을 방지할 수 있어 킥 다운 시프트 변속 품질을 향상시킬 수 있는 효과를 얻는다.

이하 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 하이브리드 자동차의 구성을 보인 블럭 구성도가 도시되어 있고, 도 3은 도 2의 하이브리드 제어부의 변속 제어 과정을 보인 흐름도이다.

도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 하이브리드 자동차는 동력원으로서 엔진(11)과 모터/발전기 유닛(motor/generator unit; 이하 M/G유닛이라 한다)(13)를 포함한다.

상기 M/G유닛(13)는, 구동상태에 따라 모터로 또는 발전기로 선택적으로 기능하는 장치(device)로서, 당업자에게 자명하다. 따라서, 이하의 설명에서는 이해의 편의상 상기 M/G유닛(22)을 모터(22) 혹은 발전기(22)와 같은 명칭으로 사용할 수 있으나, 모두 동일한 구성요소를 지칭하는 것이다.

본 발명의 실시예에 의한 전기자동차에서는, 상기 엔진(20)과 상기 모터(22)가 직렬로 변속기(transmission)(15)에 연결되어 있다.

상기 M/G유닛(22)은 모터 제어 유닛(motor control unit; MCU)(17)의 제어에 따라 인버터(inverter)(19)의 신호에 의해 구동된다. 상기 인버터(19)는, 상기 MCU(17)의 제어에 의하여, 배터리(21)에 저장된 전기에너지를 이용하여 상기 M/G유닛(13)을 동력원으로서 구동하고, 또한, 상기 M/G유닛(13)을 발전기로 구동하는 경우에 상기 M/G유닛(13)에서 발전된 전기에너지를 배터리(21)에 충전한다.

엔진(11) 및 M/G유닛(13)의 동력은 엔진 클러치(23)를 통해 모터(22)로 전달된다.

또한, 하이브리드 자동차는, 상기 MCU(17)와의 통신(communicate)을 통해 엔진(11) 및 엔진 클러치(23)를 제어함으로써 본 발명의 실시예에 의한 파워 오프 업 시프트변속을 구현하기 위한 상기 하이브리드 제어부(45)를 포함한다.

즉, 상기 하이브리드 제어부(45)는 운전자의 의지가 반영된 가속 페달(41)의 조작 상태에 따라 킥 다운 시프트 변속 요구 시 엔진 클러치(23)의 직결 요구 신호가 발생되고 킥 다운 시프트 변속 중인 경우 엔진 클러치의 현재 직결 상태를 유지하고 엔진 클러치의 목표 슬립 회전수를 유지하며 변속 완료인 경우 핸드 쉐이킹을 실행하여 엔진 토오크 및 모터 토오크를 재설정하도록 구비된다.

상기 하이브리드 제어부(45)는 마이크로프로세서로 구현되고, 이들 마이크로프로세서들에 의하여 설정된 프로그램이 수행되는데, 상기 설정된 프로그램은 후술하는 본 발명의 실시예의 변속 제어 방법을 수행하기 위한 일련의 명령으로 할 수 있다. 상기 설정된 프로그램에 포함된 명령들은 해당 제어유닛에서 수행될 명령들이 각 제어유닛 내에 내장된다.

도 3은 도 2에 도시된 하이브리드 제어부(45)에 의해 하이브리드 자동차의 변속 제어 과정을 보인 흐름도가 도시되어 있다. 도면을 참조하여 하이브리드 자동차의 변속 제어 과정을 설명한다.

우선, 상기 하이브리드 제어부(45)는 단계(101)를 통해 가속 패달(41)의 조작 상태를 수신하고, 단계(103)를 통해 상기 단계(101)로부터 공급되는 가속 패달 조장 상태 정보를 근거로 팁 인(tip in) 되었는 지를 판단한 후 단계(105)로 진행한다.

상기 단계(105)에서, 상기 하이브리드 제어부(45)는 팁 인된 경우 엔진 클러치(23)의 직결 요구 신호가 발생하였는 지를 판단하고, 판단 결과 엔진 클러치(23)의 직결 요구 신호가 발생한 경우 단계(107)에서, 현재 킥 다운 시프트 변속 중인 지를 판단한다.

상기 단계(107)에서 현재 킥 다운 시프트 변속 중인 경우 상기 하이브리드 제어부(45)는 단계(109)를 통해 엔진 클러치의 현재 직결 상태를 유지하고, 이어 단계(111)를 통해 현재 엔진 클러치의 목표 슬립 회전수를 유지한 후 단계(113)로 진행한다.

이때 상기 하이브리드 제어부(45)는 상기 단계(113)를 통해 변속이 종료되었는 지를 판단하고, 판단 결과 변속이 종료된 경우 단계(115)로 진행하고, 상기 단계(115)에서는 핸드 쉐이킹을 실행하여 이어 단계(117)로 진행하며, 상기 단계(117)에서는 모터 토오크 및 엔진 토오크를 재설정한 후 본 프로그램을 종료한다.

이와 같이 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자는 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징으로 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허 청구범위 의해 나타내어지며, 특허 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

도 1은 일반적인 하이브리드 자동차의 각 부의 출력 신호를 보인 파형도이다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 하이브리드 자동차의 변속 제어 장치 의 구성을 보인 도이다.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 하이브리드 자동차의 변속 제어 과정을 보인 흐름도이다.

Claims (2)

1. 하이브리드 자동차의 변속 제어 장치에 있어서,

   가속 페달; 및

   상기 가속 페달의 조작에 따라 팁 인(tip-in)되어 엔진 클러치의 직결 요구 신호가 발생되고 파워 킥 다운 시프트 변속 중인 경우 현재 엔진 클러치의 직결 상태를 유지하고 엔진 클러치의 목표 슬립 회전수를 유지하며, 변속 완료된 경우 핸드 쉐이킹을 실행하여 엔진 토오크 및 모터 토오크를 재설정하는 하이브리드 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 자동차의 변속 제어 장치.
2. a) 가속 페달의 조작 상태를 검출하는 단계;

   b) 상기 a) 단계에서 가속 페달의 조작 상태에 따라 팁 인(tip-in)된 경우 엔진 클러치의 직결 요구 신호가 수신되었는 지를 판단하는 단계;

   c) 상기 b) 단계의 판단 결과 엔진 클러치의 직결 요구 신호가 수신된 경우 킥 다운 시프트 변속 중인 지를 판단하고 판단 결과 킥 다운 시프트 변속 중인 경우 현재 엔진 클러치의 직결 상태를 유지하고 엔진 클러치의 목표 슬립 회전수를 유지하는 단계; 및

   d) 상기 c) 단계의 판단 결과 변속 완료된 경우 핸드 쉐이킹을 실행하여 엔진 토오크 및 모터 토오크를 재설정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 자동차의 변속 제어 방법.

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