KR20160035937A

KR20160035937A - 변속제어시스템 및 그 방법

Info

Publication number: KR20160035937A
Application number: KR1020140127927A
Authority: KR
Inventors: 최금림
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2014-09-24
Filing date: 2014-09-24
Publication date: 2016-04-01
Also published as: KR101619250B1

Abstract

변속제어시스템 및 그 방법에 관한 것이다.
변속제어시스템은, 가속페달 조작상태를 검출하는 가속페달 검출모듈, 그리고 상기 가속페달 조작상태를 토대로 킥다운(kick down) 요청을 검출하며, 전기차량 모드(electric vehicle mode)에서 하이브리드 차량 모드(hybrid electric vehicle mode)로 주행모드 변경 시 상기 킥다운 요청이 발생하면, 킥다운 변속을 수행한 후에 변속기의 엔진 클러치를 접합하는 경우의 제1동력 전달력과, 상기 엔진 클러치를 접합한 후에 상기 킥다운 변속을 수행하는 경우의 제2동력 전달력을 비교하여 상기 엔진 클러치의 접합과 상기 킥다운 변속의 수행 시점을 제어하는 제어부를 포함할 수 있다

Description

변속제어시스템 및 그 방법{SYSTEM AND METHOD FOR CONTROLLING SHIF OF HYBRID VEHICLE}

본 발명은 변속제어시스템 및 그 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 하이브리드 차량의 변속제어시스템 및 그 방법에 관한 것이다.

일반적으로 하이브리드 차량은 저속에서는 상대적으로 저속토크특성이 좋은 모터를 주 동력원으로 사용하고, 고속에서는 상대적으로 고속토크특성이 좋은 엔진을 주 동력원으로 사용한다. 이에 따라, 하이브리드 차량은 저속구간에서 화석 연료를 사용하는 엔진의 작동이 정지되고 모터를 주 동력원으로 사용함으로써, 연비 개선과 배기가스의 저감에 우수한 효과가 있다.

하이브리드 차량은, 모터의 동력만을 이용하는 순수 전기차량 모드인 EV 모드(electric vehicle mode), 엔진의 회전력을 주동력으로 하면서 모터의 회전력을 보조동력으로 이용하는 하이브리드 차량 모드인 HEV 모드(hybrid electric vehicle mode), 차량의 제동 혹은 관성에 의한 주행 시 제동 및 관성 에너지를 모터의 발전을 통해 회수하여 배터리에 충전하는 회생제동 모드인 RB 모드(regenerative braking mode) 등의 주행모드로 운행할 수 있다.

변속기(transmission)는, 엔진에서 발생하는 동력을 차량의 주행속도에 따라 필요한 회전력으로 바꾸어 전달하는 기능을 수행한다. 변속기는 운전자에 의해서 조절되는 수동 변속기(Manual Transmission, MT)와 차량의 주행 속도에 따라서 자동으로 변속이 조절되는 자동 변속기(Automatic Transmission, AT)를 포함한다.

최근에는, 수동 변속기를 동작원리를 기반으로 동작하되, 운행 중 운전자의 조작이 필요 없는 듀얼 엔진 클러치 변속기(Dual Clutch Transmission DCT)가 제안되었다.

듀얼 엔진 클러치 변속기는 변속기내에 두 개의 엔진 클러치를 포함하며, 엔진으로부터 입력되는 동력을 두 개의 엔진 클러치를 이용하여 어느 하나의 입력축에 선택적으로 전달한다. 또한, 두 개의 입력축 상에 배치되는 기어의 선택으로 변속비를 조정하여 파워 트레인으로 동력을 출력시킨다.

하이브리드 차량에 듀얼 엔진 클러치 변속기를 탑재하는 경우, 하이브리드 차량은 EV 모드로 주행 시 두 개의 엔진 클러치를 모두 해제하여 엔진과 구동축의 동력을 끊고 후륜 모터의 동력만으로 차량을 구동한다. 또한, EV 모드에서 HEV 모드로 변경하기 위해서는, 엔진을 시동하고 속도제어를 실시하여 목표속도 근방이 되면 엔진 클러치와 접합하는 과정을 거친다.

한편, 종래에는 EV 모드에서 HEV 모드로 변경 중 킥다운(kick down) 요청이 발생하면, 킥다운 이전의 목표 기어단으로 엔진 클러치가 접합한 후에 킥다운이 이루어진다. 이에 따라, 킥다운에 대한 응답성이 떨어지게 된다.

본 발명의 실시 예를 통해 해결하려는 과제는 하이브리드 차량이 EV 모드에서 HEV 모드로 변경하는 경우의 킥다운 응답성을 향상시키기 위한 변속제어시스템 및 그 방법을 제공하는 것이다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 변속제어시스템은, 가속페달 조작상태를 검출하는 가속페달 검출모듈, 그리고 상기 가속페달 조작상태를 토대로 킥다운(kick down) 요청을 검출하며, 전기차량 모드(electric vehicle mode)에서 하이브리드 차량 모드(hybrid electric vehicle mode)로 주행모드 변경 시 상기 킥다운 요청이 발생하면, 킥다운 변속을 수행한 후에 변속기의 엔진 클러치를 접합하는 경우의 제1동력 전달력과, 상기 엔진 클러치를 접합한 후에 상기 킥다운 변속을 수행하는 경우의 제2동력 전달력을 비교하여 상기 엔진 클러치의 접합과 상기 킥다운 변속의 수행 시점을 제어하는 제어부를 포함할 수 있다

또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 변속제어시스템의 변속제어방법은, 전기차량 모드에서 하이브리드 차량 모드로 주행모드 변경이 요청됨에 따라, 킥다운 요청을 검출하는 단계, 킥다운 변속을 수행한 후에 변속기의 엔진 클러치를 접합하는 경우의 제1동력 전달력과, 상기 엔진 클러치를 접합한 후에 상기 킥다운 변속을 수행하는 경우의 제2동력 전달력 산출하는 단계, 그리고 상기 제1 및 제2동력 전달력을 비교하여 상기 엔진 클러치의 접합과 상기 킥다운 변속의 수행 시점을 제어하는 단계를 포함한다.

본 발명의 실시 예들에 따르면, 하이브리드 차량에서 킥다운 응답성을 향상시키는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 하이브리드 차량을 개략적으로 도시한 구조도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 변속제어시스템을 개략적으로 도시한 구조도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 변속제어시스템에서 동력 전달력을 산출하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 하이브리드 차량의 변속제어방법을 도시한 흐름도이다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예들에 한정되지 않는다.

본 발명의 실시 예를 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 차량의 구동력 및 엔진의 효율적인 운전점을 만족시키는 방향으로 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

이하, 필요한 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 하이브리드 차량의 변속제어 방법 및 이를 수행하는 시스템에 대해 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 변속제어 방법을 수행하는 하이브리드 차량의 개략적인 구성도(block diagram)이다.

도 1에서는 듀얼 엔진 클러치 변속기(Dual Clutch Transmission, DCT)를 탑재한 후륜 구동형 하이브리드 차량을 예로 들어 도시하였다. 그러나, 도 1은 본 발명의 일 실시 예를 설명하기 위한 것으로서, 본 발명의 기술적 사상은 이로써 한정되지 않는다. 본 발명의 기술적 사상은, 엔진과 모터가 별도로 분리된 동력 전달 경로를 가지도록 구현되는 모든 종류의 하이브리드 차량에 적용이 가능하다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 하이브리드 차량은, 엔진(10), 모터(20), 변속기(30), 배터리(40), 시동발전기(50), 차륜(61, 62) 등을 포함할 수 있다.

엔진(10)은 연료를 연소시켜 동력을 발생시킨다.

모터(20)는 제동 시 발전기로 동작하여 차륜(62) 구동을 위한 구동력을 제공할 수 있다. 모터(20)에 의해 생성된 전기 에너지는 배터리(40)에 저장될 수 있다.

변속기(30)는 복수의 엔진 엔진 클러치(미도시)를 포함하는 듀얼 엔진 클러치 변속기로 구현되면, 엔진(10)과 연결되어 엔진(10)에서 발생하는 동력을 속도에 따라 필요한 회전력으로 바꾸어 차륜(61)으로 전달할 수 있다.

시동발전기(50)는 엔진(10)을 시동하거나, 엔진(10)의 동력을 보조하는 기능을 수행할 수 있다. 시동발전기(50)는 ISG(integrated starter & generator) 또는 HSG(hybrid starter & generator)를 포함한다.

또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 하이브리드 차량은, 하이브리드 제어기(Hybrid Control Unit, HCU)(200), 엔진 제어기(Engine Control Unit, ECU)(110), 모터 제어기(Motor Control Unit, MCU)(120), 변속 제어기(Transmission Control Unit, TCU)(130), 배터리 제어기(Battery Control Unit)(140) 등 적어도 하나의 제어기를 포함할 수 있다.

하이브리드 제어기(200)는 최상위 제어기로, 네트워크로 연결되는 하위 제어기들을 통합 제어하고, 각 하위 제어기들의 정보를 수집 분석하여 하이브리드 차량의 전체 동작을 제어할 수하는 있다.

엔진 제어기(110)는 네트워크로 연결되는 HCU(200)와 연동하여 엔진(10)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다.

모터 제어기(120)는 네트워크로 연결되는 HCU(200)와 연동하여 모터(20)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다.

변속 제어기(130)는 네트워크로 연결되는 HCU(200)의 제어에 따라 변속기(30)에 구비되는 전기식 액추에이터 또는 유압식 액추에이터를 제어하여 목표 변속단의 기어 결합을 제어한다. 즉, 변속 제어기(130)는 액추에이터를 통해 변속기(30)를 구성하는 복수의 엔진 클러치를 제어함으로써, 엔진(10)에서 발생하는 동력의 단속을 제어할 수 있다.

배터리 제어기(140)는, 배터리(40)의 전압, 전류, 온도 등의 정보를 종합 검출하여 충전상태(State Of Charge, SOC)를 관리 제어하며, 배터리(40)의 충방전 전류량을 제어하여 한계전압 이하로 과방전되거나 한계전압 이상으로 과충전되지 않도록 한다.

전술한 구조의 하이브리드 차량은, 모터(20)의 동력만을 이용하는 순수 전기자동차 모드인 EV 모드(electric vehicle mode), 엔진(10)의 회전력을 주동력으로 하면서 모터(20)의 회전력을 보조동력으로 이용하는 하이브리드 차량 모드인 HEV 모드(hybrid electric vehicle mode), 차량의 제동 혹은 관성에 의한 주행 시 제동 및 관성 에너지를 모터(20)의 발전을 통해 회수하여 배터리(40)에 충전하는 회생제동 모드인 RB 모드(regenerative braking mode) 등의 주행모드로 운행할 수 있다.

전술한 구조의 하이브리드 차량은, 변속제어시스템(후술하는 도 2의 도면부호 300 참조)을 포함하며, 변속제어시스템(300)을 통해 차량의 주행모드에 따라서 차량의 변속을 제어할 수 있다.

한편, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 변속제어시스템(300)은 하이브리드 차량을 구성하는 적어도 하나의 제어기(110, 120, 130, 140, 200)에 포함될 수 있다. 예를 들어, 변속제어시스템(300)은 하이브리드 제어기(200)에 포함될 수 있다.

아래에서는, 도 2 및 도 3을 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 변속제어시스템에 대하여 상세하게 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 변속제어시스템을 개략적으로 도시한 구조도이다. 또한, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 변속제어시스템에서, 동력 전달력을 산출하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 2를 참조하면, 변속제어시스템(300)은, 가속페달 검출모듈(310), 엔진속도 검출모듈(320), 변속기 상태정보 검출모듈(330), 제어부(340) 등을 포함할 수 있다.

가속페달 검출모듈(310)은, 가속페달센서(Accelerator Pedal position Sensor, APS)를 통해 가속페달(Accelerator Pedal)의 조작상태 즉, 가속페달이 밟힌 정도를 검출할 수 있다. 가속페달의 조작상태는, 조작이 없는 상태를 0%, 최대로 밟힌 상태를 100%로 정의하고, 가속페달의 밟힌 정도에 따라서 0%에서 100%의 값으로 나타낼 수 있다.

엔진속도 검출모듈(320)은, 엔진회전속도센서(Engine Speed Sensor)를 통해 엔진의 속도를 검출할 수 있다.

변속기 상태정보 검출모듈(330)은, 변속기(30)를 구성하는 도그 클러치의 체결상태, 엔진 엔진 클러치의 압력 등 변속기(30)의 상태정보를 획득할 수 있다.

제어부(340)는, 변속제어시스템(300)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다.

제어부(340)는 차량의 주행모드를 검출할 수 있다. 제어부(340)는 운전자 조작부(미도시)를 통해 입력되는 운전자 조작, 배터리(40)의 SOC, 가속페달 조작상태 등을 토대로, 차량의 주행모드를 검출할 수 있다. 여기서, 배터리 SOC는 BCU(140)를 통해 획득할 수 있으며, 가속페달 조작상태는 가속페달 검출모듈(310)을 통해 검출할 수 있다.

하이브리드 차량의 경우, 주행모드는, EV 모드, HEV 모드, RB 모드 등을 포함할 수 있다.

제어부(340)는 차량의 주행모드에 따라서, 엔진(10)과 모터(20)를 제어할 수도 있다.

예를 들어, 제어부(340)는, 차량의 주행모드가 EV 모드인 경우, 엔진(10)을 오프(off)하고, 모터(20)를 구동하여 차량 주행을 위한 동력을 전달한다. 또한, 차량의 주행모드가 HEV 모드인 경우, 엔진(10)을 시동하여 목표 속도에 동기화하도록 제어할 수 있다.

제어부(340)는 가속페달 검출모듈(310)을 통해 획득한 가속페달 조작상태를 토대로 킥다운 조건이 발생을 검출할 수 있다.

킥다운은, 운전자가 가속페달을 밟는 힘을 갑자기 증가시킬 경우, 차량은 큰 구동력이 필요하다고 판단하여 변속기(30)의 목표 기어단을 낮추는 것을 의미한다. 따라서, 제어부(340)는 가속페달 조작상태가 기 설정된 수준 이상이면, 킥 다운 조건이 발생한 것으로 판단할 수 있다.

예를 들어, 차속이 40kph, 목표 기어단 4단, 가속페달의 조작상태가 30%인 상태로 구동 중 가속페달의 조작상태가 90%로 갑자기 증가하면, 제어부(340)는 킥다운 조건이 발생한 것으로 판단하고, 목표 기어단을 2단으로 낮출 수 있다.

한편, 제어부(340)는 주행모드가 EV 모드에서 HEV 모드로 변경되는 상황에서 킥다운 응답성을 향상시키기 위해, 킥다운 발생에 따른 엔진 엔진 클러치 접합시점을 제어할 수 있다.

제어부(340)는 엔진 클러치 접합 시점을 결정하기 위해, 엔진 클러치 접합 후 킥다운이 실시되는 경우와, 킥다운 실시 후 엔진 클러치를 접합하는 경우의 동력 전달력을 각각 산출한다. 이하, 도 3을 참조하여, 엔진 클러치 접합 시점에 따라서 동력 전달력을 산출하는 방법을 설명하기로 한다.

도 3의 (a) 및 (b)는 각각 엔진 클러치 접합이 킥다운보다 먼저 수행되는 경우와 킥다운 후에 엔진 클러치 접합이 이루어지는 경우에 대해, 엔진(10)의 속도(speed) 및 토크(torque) 변화, 기어비 변화, 엔진 클러치 상태 변화 등을 도시한 그래프이다.

도 3의 (a)를 참조하면, 엔진 클러치를 접합 후에 킥다운을 수행하는 경우, 변속기(30)는 킥다운 조건이 발생하고, 엔진(10)이 목표속도에 동기화하는 시점(A)에 엔진 클러치의 접합을 허가한다. 그리고, 엔진 클러치가 접합된 후, 기어비를 3단, 2단으로 순차적으로 다운시프트(down shift)하여 킥다운을 수행하고, 최종적으로 엔진 클러치를 락업(B)하게 된다.

도 3의 (a)를 참조하면, 킥다운이 발생하기 전 엔진 클러치가 접합된 시점(A)부터는 엔진 클러치가 슬립(slip)하여 변속기(30)를 통해 구동축으로 동력 전달이 가능함을 알 수 있다.

따라서, 제어부(340)는, 동력 전달력을 산출하기 위해, 엔진(10)이 목표속도에 동기화하는 시점(A), 기어비가 다운시프트(Down shift)되어 엔진 클러치가 락업(lock up)되는 시점(B) 등을 획득하고, 엔진 클러치가 접합된 시점(A)부터 락업되는 시점(B)까지의 동력 전달력(전달토크)를 산출할 수 있다. 여기서, 전달토크(동력 전달력)는, 변속기(30)를 구성하는 엔진 클러치의 압력, 엔진(10)의 속도, 관성 및 토크를 이용하여 산출한 수 있다.

도 3의 (b)를 참조하면, 킥다운을 수행한 후에 엔진 클러치를 접합하는 경우, 킥다운 조건이 발생하면 바로 킥다운을 수행하여 목표 기어단을 4단에서 2단으로 다운시킨다. 또한, 다운된 목표 기어단에 대응하는 속도로 목표속도를 높이고 엔진(10)이 목표속도에 동기화(C)하기까지 대기한다. 이후, 엔진(10)이 목표속도에 동기화하면(C), 엔진 클러치를 접합을 허가한다.

도 3의 (b)를 참조하면, 속도 동기화가 완료되어 엔진 클러치가 접합한 시점(C)부터는 엔진 클러치가 슬립하여 변속기(30)를 통해 구동축으로 동력 전달이 가능함을 알 수 있다.

따라서, 제어부(340)는, 동력 전달력을 산출하기 위해, 킥다운 조건이 발생하여 목표속도에 동기화하여 엔진 클러치가 접합한 시점(C), 엔진 클러치가 락업되는 시점(D) 등을 획득하고, 엔진 클러치가 접합된 시점(D)부터 락업되는 시점(B)까지의 동력 전달력(전달토크)를 산출할 수 있다.

전술한 도 3에 도시된 바와 같이, 엔진 클러치의 락업 이후 휠 토크는 엔진 클러치 접합 시점과 상관 없이 동일하다. 따라서, 제어부(340)는 두 경우의 락업 시점 중 늦은 락업 시점을, 비교 대상이 되는 동력 전달력을 계산하는 기준점으로 선택한다. 즉, 엔진 클러치가 접합하여 동력 전달이 가능한 시점부터, 기준점으로 선택된 락업 시점까지의 동력 전달력을 산출하여 서로 비교할 수 있다.

예를 들어, 엔진 클러치 접합을 먼저 수행한 경우의 락업 시점(B)이 킥다운을 먼저 수행한 경우의 락업 시점(D)보다 늦은 경우, B가 기준이 될 수 있다. 따라서, 제어부(340)는 엔진 클러치 접합 후에 킥다운 변속이 수행되었을 때의 동력 전달력을, A시점부터 B시점까지의 토크를 누적한 값으로부터 산출할 수 있다. 또한, 킥다운 변속 후 엔진 클러치를 접합한 경우의 동력 전달력은, C시점부터 D 시점까지의 토크를 누적한 값과, D 시점부터 B시점까지의 토크를 누적한 값을 합한 값으로부터 산출할 수 있다.

전술한 바와 같이, 엔진 클러치 접합 후 킥다운이 실시되는 경우와, 킥다운 실시 후 엔진 클러치를 접합하는 경우의 동력 전달력을 각각 산출한 제어부(340)는, 어느 경우의 동력 전달력이 더 큰지 비교한다.

그리고, 비교 결과에 따라서, 엔진 클러치 접합 시점 및 킥다운 시점을 결정한다.

예를 들어, 제어부(340)는 킥다운을 먼저 실시하고 엔진 클러치 접합을 수행하는 경우가 동력 전달력이 더 크다고 판단되면, 킥다운을 통해 목표기어단을 낮춘 후에 엔진 클러치가 접합되도록 변속기(30)를 제어할 수 있다. 반면에, 엔진 클러치 접합을 킥다운 이전에 수행하는 경우가 동력 전달력이 더 크다고 판단되면, 클러치 접합을 먼저 수행하여 현재 목표 기어단에 클러치를 접합한 후에 킥다운을 실시하여 목표 기어단을 낮추도록 변속기(30)를 제어할 수 있다.

전술한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 변속제어시스템(300)은, 동력 전달력을 기준으로 킥다운 시점과 엔진 클러치 접합 시점을 결정함으로써, 동력 전달력의 손실을 최소화하면서 킥다운 응답성을 향상시킬 수 있다.

이하, 도 4를 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 변속제어시스템의 변속제어방법에 대하여 상세하게 설명하기로 한다.

도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 변속제어시스템(300)에서 변속패턴을 제어하는 방법을 도시한 흐름도이다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 변속제어시스템(300)은, EV 모드로 주행 중 HEV 모드로 변경이 요청되는지 판단한다(S100, S110).

상기 S110 단계에서, 변속제어시스템(300)은 운전자 조작, 배터리(40)의 SOC, 가속페달의 조작상태 등을 토대로 주행모드 변경 요청 발생을 판단할 수 있다.

상기 S110 단계를 통해, 주행모드가 EV모드에서 HEV 모드로 변경 요청된 것으로 판단되면, 변속제어시스템(300)은 엔진(10)을 시동하도록 시동발전기(50)를 제어한다(S120).

또한, 엔진(10)이 목표속도로 동기화하도록 ECU(110)를 통해 엔진(10)의 구동을 제어한다(S130).

또한, 변속제어시스템(300)은 변속기(30)의 도그 클러치(Dog Clutch)의 체결상태를 확인하여, 도그 클러치가 목표 기어단에 체결되어 있는지 판단한다(S140).

하이브리드 차량은, EV 모드로 주행 시 불필요한 드레그(dreg) 요소를 제거하기 위해, 도그 클러치의 체결을 해제한 상태를 유지할 수도 있다. 따라서, 변속제어시스템(300)은 엔진 클러치를 접합하기 전에 도그 클러치의 체결상태를 확인한다.

판단결과, 도그 클러치가 해제된 상태이면, 변속제어시스템(300)은 도그 클러치를 목표 기어단에 체결하도록 제어한다(S150).

도그 클러치가 목표 기어단에 체결된 상태이면, 변속제어시스템(300)은 킥다운(kick down) 요청이 발생하는지 지속적으로 모니터링한다(S160).

상기 S160 단계에서, 변속제어시스템(300)은 주행모드 변경을 위해 엔진(10)을 시동하고 속도를 제어하는 중에, 가속페달의 조작상태가 기 설정된 수준 이상이면, 킥다운 조건이 발생한 것으로 판단한다.

상기 S160 단계에서, 킥다운 요청이 발생하는 경우, 변속제어시스템(300)은 킥다운과 엔진 클러치 접합을 수행하는 순서에 따른 동력 전달력을 산출한다(S170).

상기 S170 단계에서, 변속제어시스템(300)은 목표 기어단에 엔진 클러치를 접합하고 킥다운을 실시하는 경우와, 킥다운을 실시하고 엔진 클러치를 접합하는 경우의 동력 전달력을 각각 산출한다.

그리고, 변속제어시스템(300)은, 킥다운을 수행하고 엔진 클러치를 접합하는 경우와, 엔진 클러치를 접합하고 킥다운을 수행하는 경우의 동력 전달력을 서로 비교한다(S180).

상기 S180 단계에서, 변속제어시스템(300)은 킥다운을 먼저 수행하고 엔진 클러치 접합을 하는 것이, 킥다운을 나중에 수행하는 경우에 비해 동력 전달력이 더 크다고 판단되면, 킥다운 변속을 실시하여 목표 기어단을 낮춘다 (S190). 그리고, 변경된 목표 기어단에 따라서 변속기(30)의 엔진 클러치를 접합한다(S210).

반면에, 상기 S180 단계에서, 변속제어시스템(300)은 킥다운을 엔진 클러치 접합 이후에 수행하는 것이, 킥다운을 먼저 수행하는 경우에 비해 동력 전달력이 더 크다고 판단되면, 엔진 클러치를 현재 목표 변속단에 접합하고(S210), 킥다운 변속을 수행한다.

한편, 상기 S210 단계에서, 변속제어시스템(300)은 엔진 클러치 접합을 수행하기 전 엔진(10)이 목표 속도에 도달하였는지를 확인하고(S200), 목표 속도에 도달하면, 엔진 클러치를 접합한다(S210).

전술한 바에 따르면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 변속제어시스템은, 동력 전달력을 계산하여 킥다운 이후에 엔진 클러치 접합을 수행해도 되는 경우, 킥다운을 먼저 수행한 후에 엔진 클러치를 접합하여 응답성을 향상시킬 수 있다. 반면에, 동력 전달력을 계산하여 킥다운 이전에 엔진 클러치를 접합하는 것이 동력 전달력 측면에서 효율적이라고 판단되면, 엔진 클러치를 접합한 후에 킥다운 변속을 실시함으로써, 동력 전달력 손실이 발생하지 않도록 한다.

본 발명의 실시 예에 의한 하이브리드 차량의 변속제어 방법은 소프트웨어를 통해 실행될 수 있다. 소프트웨어로 실행될 때, 본 발명의 구성 수단들은 필요한 작업을 실행하는 코드 세그먼트들이다. 프로그램 또는 코드 세그먼트들은 프로세서 판독 기능 매체에 저장되거나 전송 매체 또는 통신망에서 반송파와 결합된 컴퓨터 데이터 신호에 의하여 전송될 수 있다.

컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록 장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 장치의 예로는, ROM, RAM, CD-ROM, DVD_ROM, DVD_RAM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 하드 디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있다. 또한, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 장치에 분산되어 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.

지금까지 참조한 도면과 기재된 발명의 상세한 설명은 단지 본 발명의 예시적인 것으로서, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 용이하게 선택하여 대체할 수 있다. 또한 당업자는 본 명세서에서 설명된 구성요소 중 일부를 성능의 열화 없이 생략하거나 성능을 개선하기 위해 구성요소를 추가할 수 있다. 뿐만 아니라, 당업자는 공정 환경이나 장비에 따라 본 명세서에서 설명한 방법 단계의 순서를 변경할 수도 있다. 따라서 본 발명의 범위는 설명된 실시형태가 아니라 특허청구범위 및 그 균등물에 의해 결정되어야 한다.

310: 가속페달 검출모듈
320: 엔진속도 검출모듈
330: 변속기 상태정보 검출모듈
340: 제어부

Claims

가속페달 조작상태를 검출하는 가속페달 검출모듈, 그리고
상기 가속페달 조작상태를 토대로 킥다운(kick down) 요청을 검출하며, 전기차량 모드(electric vehicle mode)에서 하이브리드 차량 모드(hybrid electric vehicle mode)로 주행모드 변경 시 상기 킥다운 요청이 발생하면, 킥다운 변속을 수행한 후에 변속기의 엔진 클러치를 접합하는 경우의 제1동력 전달력과, 상기 엔진 클러치를 접합한 후에 상기 킥다운 변속을 수행하는 경우의 제2동력 전달력을 비교하여 상기 엔진 클러치의 접합과 상기 킥다운 변속의 수행 시점을 제어하는 제어부
를 포함하는 변속제어시스템.
제1항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 제1동력 전달력이 상기 제2동력 전달력보다 큰 경우, 상기 킥다운 변속을 수행한 후 상기 엔진 클러치를 접합하는 변속제어시스템.
제1항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 제2동력 전달력이 상기 제1동력 전달력보다 큰 경우, 상기 엔진 클러치를 접합한 이후에 상기 킥다운 변속을 수행하는 변속제어시스템.
제1항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 킥다운 변속을 수행한 후에 상기 엔진 클러치를 접합하는 경우의 제1락업(lock up) 시점과, 상기 엔진 클러치를 접합한 후에 상기 킥다운 변속을 수행하는 경우의 제2락업 시점 중 어느 하나를 기준시점으로 상기 제1 및 제2동력 전달력을 산출하는 변속제어시스템.
제4항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 제1락업 시점과 상기 제2락업 시점 중 늦은 락업 시점을 상기 기준시점으로 선택하는 변속제어시스템.
제4항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 엔진 클러치가 접합한 시점부터 상기 기준시점까지의 토크 누적값을 상기 제1 및 제2동력 전달력으로 산출하는 변속제어시스템.
제1항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 전기차량 모드(electric vehicle mode)에서 상기 하이브리드 차량 모드(hybrid electric vehicle mode)로 주행모드 변경이 요청되면, 엔진을 시동하고 상기 엔진이 목표속도로 동기화하도록 제어하는 변속제어시스템.
제7항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 엔진이 상기 목표속도로 동기화하면 상기 엔진 클러치의 접합을 허가하는 변속제어시스템.
제7항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 주행모드 변경이 요청되면, 상기 변속기의 도그 클러치 체결 상태에 따라서 상기 도그 클러치의 체결을 제어하는 변속제어시스템.
제1항에 있어서,
엔진 및 모터를 구비하며 상기 엔진과 모터가 별도의 동력 전달 경로를 가지는 하이브리드 차량에 탑재되는 변속제어시스템.
전기차량 모드에서 하이브리드 차량 모드로 주행모드 변경이 요청됨에 따라, 킥다운 요청을 검출하는 단계,
킥다운 변속을 수행한 후에 변속기의 엔진 클러치를 접합하는 경우의 제1동력 전달력과, 상기 엔진 클러치를 접합한 후에 상기 킥다운 변속을 수행하는 경우의 제2동력 전달력 산출하는 단계, 그리고
상기 제1 및 제2동력 전달력을 비교하여 상기 엔진 클러치의 접합과 상기 킥다운 변속의 수행 시점을 제어하는 단계
를 포함하는 변속제어시스템의 변속제어방법.
제11항에 있어서,
상기 제어하는 단계는,
상기 제1동력 전달력이 상기 제2동력 전달력보다 큰 경우, 상기 킥다운 변속을 수행한 후 상기 엔진 클러치를 접합하는 단계를 포함하는 변속제어시스템의 변속제어방법.
제11항에 있어서,
상기 제어하는 단계는,
상기 제2동력 전달력이 상기 제1동력 전달력보다 큰 경우, 상기 엔진 클러치를 접합한 이후에 상기 킥다운 변속을 수행하는 단계를 포함하는 변속제어시스템의 변속제어방법.
제11항에 있어서,
상기 산출하는 단계는,
상기 킥다운 변속을 수행한 후에 상기 엔진 클러치를 접합하는 경우의 제1락업(lock up) 시점과, 상기 엔진 클러치를 접합한 후에 상기 킥다운 변속을 수행하는 경우의 제2락업 시점 중 어느 하나를 기준시점으로 상기 제1 및 제2동력 전달력을 산출하는 단계인 변속제어시스템의 변속제어방법.
제14항에 있어서,
상기 제1 및 제2동력 전달력을 산출하는 단계는,
상기 제1락업 시점과 상기 제2락업 시점 중 늦은 락업 시점을 상기 기준시점으로 선택하는 단계를 포함하는 변속제어시스템의 변속제어방법.
제14항에 있어서,
상기 제1 및 제2동력 전달력을 산출하는 단계는,
상기 엔진 클러치가 접합한 시점부터 상기 기준시점까지의 토크 누적값을 상기 제1 및 제2동력 전달력으로 산출하는 단계인 변속제어시스템의 변속제어방법.
제11항에 있어서,
상기 주행모드 변경이 요청되면, 엔진을 시동하는 단계, 그리고
상기 엔진이 목표속도로 동기화하도록 제어하는 단계를 더 포함하는 변속제어시스템의 변속제어방법.
제17항에 있어서,
상기 제어하는 단계는,
상기 엔진이 상기 목표속도로 동기화하면 상기 엔진 클러치의 접합을 허가하는 단계를 더 포함하는 변속제어시스템의 변속제어방법.
제17항에 있어서,
상기 주행모드 변경이 요청되면, 상기 변속기의 도그 클러치 체결 상태를 확인하는 단계, 그리고
상기 도그 클러치가 체결되지 않은 상태이면, 상기 도그 클러치를 체결하는 단계를 더 포함하는 변속제어시스템의 변속제어방법.
제11항 내지 제19항 중 어느 한 항의 방법을 실행시키기 위해 기록매체에 저장된 프로그램.