KR20160065617A - 하이브리드 차량의 출발단 구현 실패를 방지하는 변속 제어방법 - Google Patents

하이브리드 차량의 출발단 구현 실패를 방지하는 변속 제어방법 Download PDF

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장상필
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Abstract

본 발명은 하이브리드 차량의 출발단 구현 실패를 방지하는 변속 제어방법에 관한 것으로, AMT가 장착된 하이브리드 차량의 정차후 재출발시, AMT의 출발단이 비구현되면, 입력축에 구속된 클러치기어가 기어치 1개 만큼 회전되도록 구동모터가 작동됨으로써, AMT-HEV가 정차 후 엔진 재시동 후 재출발할 때, 블록킹(BLOCKING) 현상이 발생하더라도, 입력축에 구속된 클러치기어가 기어치 1개 만큼 회전되고, 클러치기어의 치와 싱크로나이저 슬리브의 치가 어긋나게 됨으로써, 클러치기어의 치와 싱크로나이저 슬리브의 치가 일직선을 이뤄 발생되는 블록킹 현상이 해소되는 효과가 있는 하이브리드 차량의 출발단 구현 실패를 방지하는 변속 제어방법을 제공한다.

Description

하이브리드 차량의 출발단 구현 실패를 방지하는 변속 제어방법{THE SHIFT CONTROL METHOD FOR PREVENTING A FAILED START-STAGE IMPLEMENTATION OF THE HYBRID VEHICLE}
본 발명은 하이브리드 차량의 출발단 구현 실패를 방지하는 변속 제어방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 엔진과 변속기 사이에 구동모터가 구비된 차량의 정차 후 출발시 발생가능한 출발단 구현 방지를 해소할 수 있는 하이브리드 차량의 출발단 구현 실패를 방지하는 변속 제어방법에 관한 것이다.
상용 하이브리드 차량(HEV; HYBRIDE ELECTRIC VEHICLE)에 적용된 하이브리드 구동 시스템은, 도 1에 도시된 바와 같이, 엔진(1), 클러치 엑츄에이터(2), 구동모터(3), AMT(4; 자동화 수동변속기; AUTOMATIC MANUAL TRANSMISSION)로 구성된다. AMT(4)는 종래 수동변속기에 자동 쉬프트 액츄에이터(5)를 장착하고, 클러치 자동 릴리즈 유닛을 장착한 형태이다.
이러한, AMT-HEV(6; 자동화 수동변속기가 장착된 하이브리드 차량)는 정차시 엔진을 정지하고 재출발시 AMT(4)의 입력축에 직결된 구동모터(3)로 엔진(1)을 재시동하게 된다. 엔진(1)을 재시동하기 위해 AMT(4)는 중립상태를 유지하게 된다. 엔진(1) 재시동 후에 AMT(4)는 출발단 상태가 되고, 구동모터(3)에서 발생되는 동력을 구동력으로 출발하게 된다.
그러나, 정차 후 재출발시에, 도 2에 도시된 바와 같은, AMT(4)의 출발단을 구현하는 기어(7)에 형성된 클러치기어(8)의 치와 싱크로나이저 슬리브(9)의 치가 일직선을 이뤄, 기어(7)와 싱크로나이저(11)가 치합되지 못하고 치와 치가 부딪힘에 의해 기어치합이 실패하는 블록킹(BLOCKING) 현상이 발생 될 여지가 있다.
대한민국 공개특허공보 제10-2012-0062340호(2012.06.14.)
이에 상기와 같은 점을 감안하여 발명된 본 발명의 목적은, 구동모터 제어를 통하여, AMT-HEV의 정차 후 출발시 발생가능한 블록킹(BLOCKING) 현상을 방지하는 하이브리드 차량의 출발단 구현 실패를 방지하는 변속 제어방법을 제공하는 것이다.
위와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일실시예의 하이브리드 차량의 출발단 구현 실패를 방지하는 변속 제어방법은, AMT가 장착된 하이브리드 차량의 정차후 재출발시, AMT의 출발단이 비구현되면, 입력축에 구속된 클러치기어가 기어치 1개 만큼 회전되도록 구동모터가 작동된다.
위와 같은 본 발명의 하이브리드 차량의 출발단 구현 실패를 방지하는 변속 제어방법에 따르면, AMT-HEV가 정차 후 엔진 재시동 후 재출발할 때, 블록킹(BLOCKING) 현상이 발생하더라도, 입력축에 구속된 클러치기어가 기어치 1개 만큼 회전되고, 클러치기어의 치와 싱크로나이저 슬리브의 치가 어긋나게 됨으로써, 클러치기어의 치와 싱크로나이저 슬리브의 치가 일직선을 이뤄 발생되는 블록킹 현 상이 해소되는 효과가 있다.
또한, 블록킹 현상으로 인하여, AMT-HEV 정차시 엔진 시동을 끄는 ISG(IDLE STOP AND GO)기능이 미사용될 여지가 있었으나, 본 발명을 통하여 블록킹 현상이 해소되므로, ISG기능 사용이 증대될 것으로 기대되며, 이로써 AMT-HEV의 연비가 더욱 향상될 수 있다.
도 1은 종래 AMT-HEV의 구동 시스템의 개요도,
도 2는 종래 수동변속기의 요부 분해 사시도,
도 3은 종래 AMT-HEV의 블록킹 현상의 예시도,
도 4는 블록킹 발생시, 구동모터의 RPM, 토크, 스토로크의 변화 그래프,
도 5는 본 발명의 일실시예의 하이브리드 차량의 출발단 구현 실패를 방지하는 변속 제어방법의 절차도,
도 6은 도 5의 하이브리드 차량의 출발단 구현 실패를 방지하는 변속 제어방법에 따라 블록킹 현상이 해소되는 상태의 상태 예시도,
도 7은 도 5의 하이브리드 차량의 출발단 구현 실패를 방지하는 변속 제어방법에 따라 블록킹 현상이 해소되는 상태에서의 구동모터의 RPM, 토크, 스트로크의 변화 그래프이다.
본 발명의 실시예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 블록킹 현상은, 싱크로나이저 슬리브(9)가 싱크로나이저 링(10)을 통해 클러치기어(8)와 동기화되었으나, 클러치기어(8)의 치와 싱크로나이저 슬리브(9)의 치가 직렬을 이뤄 맞부딪혀 발생 된다.
이때, 도 4에 도시된 바와 같이, AMT의 스트로크(12) 즉, 싱크로나이저 슬리브(9)의 이동은 정상치에 비하여 짧음과 동시에 출발단 구현을 위해서 여러번 반복된다. 또한, 구동모터(4) 좀더 정확히는 입력축에 구속된 클러치기어(8)에 싱크로나이저 슬리브(9)가 출발단을 구현하기 위해서 반복적으로 접촉하게 되므로, 구동모터(4)의 RPM(13)은 적정치를 유지하지 못하고 변화하게 된다.
이때, 구동모터(4)에서 입력축으로 전달되는 토크(14)는 일정하게 유지된다. 좀더 정확히는, 구동모터(4)가 멈춘 상태로 제공되는 토크(14)는 수치상으로 0이다. 즉, 싱크로나이저 링(10)을 통한, 클러치기어(8)와 싱크로나이저 슬리브(9)의 회전 동기화를 깨고 둘 중 어느 하나를 더 회전시킬 수 있는 토크를 제공하지 못하는 것이다.
이러한 점을 감안하여 본 발명은, AMT(4)의 출발단이 비구현되면, AMT(4)의 입력축에 구속된 클러치기어(8)가 클러치기어(8)의 기어치 1개 만큼 회전되도록, 구동모터(4)를 작동시키게 된다. 이를 좀더 자세히 설명하면 다음과 같다.
도 5 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 하이브리드 차량의 출발단 구현 실패를 방지하는 변속 제어방법은, 적정 RPM이 되도록 하이브리드 차량에 구비된 구동모터가 작동되는 단계(S100)와, 차량에 구비된 AMT(자동화 수동변속기; AUTOMATIC MANUAL TRANSMISSION)가 출발단을 구현하도록 작동되는 단계(S200) 및, 출발단이 구현되지 않을 때, AMT는 중립단을 구현하고 입력축에 구속된 클러치기어(3000)가 기어치 1개 만큼 회전되도록 구동모터가 작동되는 단계(S300)를 포함한다.
구동모터의 RPM이 적정치인지 판단하고(S110), 적정치 좀더 정확히는 수치상 0 일 때, AMT가 출발단을 구현하도록 AMT에 구비된 싱크로나이저가 작동된다. AMT에 구비된 싱크로나이저의 스토로크 변화량이 없는지 판단하게 된다(S310). 싱크로나이저의 스토로크 변화량이 없을 때, 출발단이 구현되지 않은 것으로 판단하게 된다. 또한, 출발단이 구현되지 않을 때, 싱크로나이저를 이루는 싱크로나이저 슬리브(1000)의 치가 클러치기어(3000)의 치와 직렬을 이룬 상태로 판단하게 된다.
본 발명의 일실시예에서는, 출발단이 구현되지 않은 것으로 판단하게 되면, 앞서 기술한 바와같이, AMT는 중립단을 구현하게 된다. 이와 동시에, AMT가 중립단을 구현하는 시간을 도출한다(S320).
또한, 본 발명의 일실시예는, AMT가 중립단을 구현한 상태에서, 구동모터의 작동이 AMT의 부품 중 입력축에 구속되지 않은 부품에 영향이 있는지를 판단하게 된다(S330).
구동모터의 작동이 AMT를 이루는 부품 중 입력축에 구속되지 않은 부품에 영향이 있다고 판단되면, 구동모터가 작동되지 않고 AMT가 재차 중립단을 구현하게 된다. AMT가 재차 중립단을 구현할 때, AMT에 구비된 싱크로나이즈 슬리브가 클러치기어(3000)로부터 멀어지게 된다.
구동모터 작동이 AMT의 부품 중 입력축에 구속되지 않은 부품에 영향이 없는 것으로 판단되면, AMT는 중립단을 구현함과 동시에 재차 출발단을 구현하게 된다. 이와 동시에, 도출된 시간 동안 클러치기어(3000)가 기어치 1개 만큼 회전되도록 구동모터가 작동된다(S340).
위와 같이 구성되는 본 발명의 하이브리드 차량의 출발단 구현 실패를 방지하는 변속 제어방법은, 앞서 기술한 바와 같이, AMT가 장착된 하이브리드 차량의 정차후 재출발시, AMT의 출발단이 비구현되면, 입력축에 구속된 클러치기어(3000)가 기어치 1개 만큼 회전되도록 구동모터가 작동된다.
도 7에 도시된 바와 같이, 싱크로나이저 슬리브(1000)의 스토로크의 변화량이 작아, AMT의 출발단이 비구현된다고 판단(110)되면, AMT는 중립단을 구현(120)하게 된다. 이때, AMT가 중립단을 구현하는 시간을 도출하고, 미리 계산된 구동모터의 회전수, 즉 클러치기어(3000)를 기어치 1개 만큼 회전시킬 수 있는 회전수로 도출된 시간 동안 구동모터를 작동(130)시키게 된다. AMT의 중립단 구현과 동시에 재차 출발단을 구현하도록 AMT는 작동(140)된다.
도 6에 도시된 바와 같이, 싱크로나이저 슬리브(1000)가 중립 상태에서, 클러치기어(3000)와 치합되도록 이동되는 동안에 클러치기어(3000)가 클러치기어(3000)의 기어치 1개 만큼 회전하도록 구동모터가 작동됨으로써, 싱크로나이저 슬리브(1000)의 치와 클러치기어(3000)의 치가 어긋난 상태가 되고, 최종적으로 싱크로나이저 슬리브(1000)의 치와 클러치기어(3000)의 치가 일직선을 이뤄 발생되던 블록킹이 해소되고, 싱크로나이저 슬리브(1000)와 싱크로나이저 링(2000) 및 클러치기어(3000)가 치합되어 출발단을 구현하게 된다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지시을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
1000: 싱크로나이저 슬리브
2000: 싱크로나이저 링
3000: 클러치기어

Claims (14)

  1. 적정 RPM이 되도록 하이브리드 차량에 구비된 구동모터가 작동되는 단계;
    상기 차량에 구비된 AMT(자동화 수동변속기; AUTOMATIC MANUAL TRANSMISSION)가 출발단을 구현하도록 작동되는 단계; 및
    상기 출발단이 구현되지 않을 때, 상기 AMT는 중립단을 구현하고 입력축에 구속된 클러치기어가 기어치 1개 만큼 회전되도록 상기 구동모터가 작동되는 단계를 포함하는 하이브리드 차량의 출발단 구현 실패를 방지하는 변속 제어방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 AMT가 중립단을 구현하는 시간을 도출하는 하이브리드 차량의 출발단 구현 실패를 방지하는 변속 제어방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 AMT가 중립단을 구현한 상태에서, 도출된 시간 동안 상기 클러치기어가 기어치 1개 만큼 회전되도록 상기 구동모터가 작동되는 하이브리드 차량의 출발단 구현 실패를 방지하는 변속 제어방법.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 AMT가 중립단을 구현함과 동시에,
    상기 AMT가 재차 출발단을 구현하는 하이브리드 차량의 출발단 구현 실패를 방지하는 변속 제어방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 AMT가 중립단을 구현한 상태에서,
    상기 구동모터의 작동이 상기 AMT의 입력축에 구속되지 않은 부품에 영향이 있는지를 판단하는 하이브리드 차량의 출발단 구현 실패를 방지하는 변속 제어방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 구동모터의 작동이 상기 AMT를 이루는 부품 중 상기 입력축에 구속되지 않은 부품에 영향이 있으면,
    상기 구동모터가 작동되지 않고 상기 AMT가 재차 중립단을 구현하는 하이브리드 차량의 출발단 구현 실패를 방지하는 변속 제어방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 AMT가 재차 중립단을 구현할 때, 상기 AMT에 구비된 싱크로나이즈 슬리브가 상기 클러치기어로부터 멀어지는 하이브리드 차량의 출발단 구현 실패를 방지하는 변속 제어방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 AMT에 구비된 싱크로나이저의 스토로크 변화량이 없을 때, 상기 출발단이 구현되지 않은 것으로 판단하는 하이브리드 차량의 출발단 구현 실패를 방지하는 변속 제어방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 구동모터의 RPM이 적정치 일 때, 상기 AMT가 출발단을 구현하도록 상기 AMT에 구비된 싱크로나이저가 작동되는 하이브리드 차량의 출발단 구현 실패를 방지하는 변속 제어방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 출발단이 구현되지 않을 때, 상기 싱크로나이저를 이루는 싱크로나이저 슬리브가 상기 클러치기어와 직렬을 이룬 상태로 판단하는 하이브리드 차량의 출발단 구현 실패를 방지하는 변속 제어방법.
  11. AMT가 장착된 하이브리드 차량의 정차후 재출발시, 상기 AMT의 출발단이 비구현되면, 입력축에 구속된 클러치기어가 기어치 1개 만큼 회전되도록 구동모터가 작동되는 하이브리드 차량의 출발단 구현 실패를 방지하는 변속 제어방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 AMT의 출발단이 비구현될 때 상기 AMT는 중립단을 구현하며,
    상기 AMT가 중립단을 구현하는 시간을 도출하는 하이브리드 차량의 출발단 구현 실패를 방지하는 변속 제어방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 도출된 시간 동안 상기 클러치기어가 기어치 1개 만큼 회전되도록 상기 구동모터가 작동되는 하이브리드 차량의 출발단 구현 실패를 방지하는 변속 제어방법.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 AMT가 중립단을 구현함과 동시에 상기 AMT는 재차 출발단을 구현하는 하이브리드 차량의 출발단 구현 실패를 방지하는 변속 제어방법.
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