KR20170116308A - 전기자동차의 변속기 제어방법 - Google Patents

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Abstract

이 발명의 전기자동차의 변속기 제어방법은 제어부가 변속레버 조작을 감지하는 단계; 감지단계 수행결과, 변속레버가 P단으로 조작되거나 P단으로부터 해제되는 것을 감지할 경우, 제어부가 모터와 제1감속기 및 제2감속기 사이를 선택적으로 연결하는 싱크로장치를 해제하는 단계; 해제단계 후, 제어부가 노면의 경사도를 설정각도와 비교하는 단계; 및 비교단계 수행결과, 노면의 경사도가 설정각도 이상일 경우, 제어부가 모터와 제1감속기 사이를 연결하는 클러치를 슬립제어하는 단계;를 포함할 수 있다.

Description

전기자동차의 변속기 제어방법 {METHOD FOR CONTROLLING TRANSMISSION OF ELECTRIC VEHICLE}
본 발명은 2단 변속기가 적용된 전기자동차가 파킹 또는 파킹해제될 시, 구동계에 비틀림과 진동이 전달되는 것을 최소화하는 변속기 제어방법에 관한 것이다.
일반적으로 전기자동차는 모터의 출력이 바로 감속기로 전달되는 구조로, 모터와 감속기의 직결로 인한 다양한 장단점을 가지고 있다. 특히 파킹기구의 경우 스프래그(sprag)와 파킹기어의 치합에 의한 P(parking)단 형성으로 모터-감속기의 직결구조에 많은 영향을 받는다.
도 1은 종래의 전기자동차의 파킹기어 구속을 도시한 도면이고, 도 2는 종래의 전기자동차의 1단 변속기 연결관계를 도시한 도면이다. 먼저, 도 1을 참조하면, 전기자동차의 감속기(10)에 적용되는 파킹시스템은 변속레버에서 운전자의 P, R, N, D 조작을 시작으로 케이블을 통하여 감속기의 매뉴얼 샤프트(11)를 회전하고, 이는 다시 감속기 내부의 파킹로드(12)에 직선운동을 유발한다. 이 직선운동으로 각 단의 스트로크를 형성하여 P단 시에 캠(13)을 이동시켜 파킹기어(14)와 스프래그(15)의 치합을 유도한다.
하지만, 이런 구성을 이루는 전기자동차의 파킹시스템의 경우, 차량의 주행 상태 및 주행 조건에 영향을 많이 받게 되므로 감속기뿐 아니라 구동계 및 차량 구조에 따라 성능의 최적화의 여부가 달려있다.
만약에 운전자가 경사로에서 전기자동차의 변속레버(11)를 D단에서 P단으로 이동하고 브레이크 해제하면, 차량은 경사면과 차량 하중에 의하여 뒤로 밀리는 현상이 발생한다. 이때, 파킹기어(14)와 연결된 각 기어들에는 구배 하중으로 인한 구동계 비틀림이나 기어 백래쉬가 발생할 수 있다.
만약, 전기자동차가 도 2와 같이 구성된 경우라면 변속요소가 적용되지 않아 파킹 조작에 따른 구동계 비틀림이나 진동이 차량에 그대로 전달됨으로써 차량 상품성이 저하된다는 문제점이 있었다.
상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.
KR 10-0878618 B1
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 전기자동차의 변속상태에 따라 변속기 내부의 싱크로장치와 클러치를 제어하여 구동계 비틀림이나 기어간 백래쉬가 차량에 전달되는 것을 방지하는 전기자동차의 변속기 제어방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전기자동차의 변속기 제어방법은 제어부가 변속레버 조작을 감지하는 단계; 상기 감지단계 수행결과, 상기 변속레버가 P단으로 조작되거나 P단으로부터 해제되는 것을 감지할 경우, 상기 제어부가 모터와 제1감속기 및 제2감속기 사이를 선택적으로 연결하는 싱크로장치를 해제하는 단계; 상기 해제단계 후, 상기 제어부가 노면의 경사도를 설정각도와 비교하는 단계; 및 상기 비교단계 수행결과, 상기 노면의 경사도가 설정각도 이상일 경우, 상기 제어부가 모터와 제1감속기 사이를 연결하는 클러치를 슬립제어하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 제1감속기는 제1입력축에 장착된 제1구동기어와 출력축에 장착된 제1피동기어를 포함하고, 상기 제2감속기는 제1입력축에 장착된 제2구동기어와 출력축에 장착된 제2피동기어를 포함하며, 상기 제1구동기어는 제1피동기어와, 상기 제2구동기어는 제2피동기어와 서로 치합된 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 싱크로장치는 모터가 장착된 제2입력축에 장착되고, 상기 제1피동기어 또는 제2피동기어에 선택적으로 연결되도록 마련된 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 클러치는 모터가 장착된 제2입력축에 장착되고, 상기 제1피동기어에 연결제어되는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 비교단계 수행결과, 상기 노면의 경사도가 설정각도 미만일 경우, 상기 제어부가 상기 클러치를 해제제어하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
상기 슬립제어단계 이후, 상기 제어부는 상기 변속레버의 레인지 위치 변화에 따라 출력축과 연결된 파킹기어의 구속을 제어하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상술한 바와 같은 구조로 이루어진 전기자동차의 변속기 제어방법에 따르면, 변속레버가 P단으로 조작되거나 P단으로부터 해제될 경우, 모터와 감속기 사이를 단절시킴으로써 구동계 비틀림이나 백래쉬가 차량으로 전달되는 것을 방지하여 차량 진동을 저감할 수 있다.
또한, 전기자동차가 등판 주행 중일 경우에, 클러치를 슬립 제어함으로써 차량의 밀림현상을 효과적으로 방지할 수 있다.
도 1은 종래의 전기자동차의 파킹기어 구속을 도시한 도면,
도 2는 종래의 전기자동차의 1단 변속기 연결관계를 도시한 도면,
도 3은 이 발명의 일 실시예에 따른 전기자동차의 변속기 제어방법을 도시한 순서도,
도 4는 이 발명의 일 실시예에 따른 전기자동차의 변속기 연결관계를 도시한 도면이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 전기자동차의 변속기 제어방법에 대하여 살펴본다.
도 3은 이 발명의 일 실시예에 따른 전기자동차의 변속기 제어방법을 도시한 순서도이고, 도 4는 이 발명의 일 실시예에 따른 전기자동차의 변속기 연결관계를 도시한 도면이다.
도 3 내지 도 4를 참조하면 전기자동차의 변속기 제어방법은 제어부(200)가 변속레버(180) 조작을 감지하는 단계(S300); 상기 감지단계(S300) 수행결과, 상기 변속레버(180)가 P단으로 조작되거나 P단으로부터 해제되는 것을 감지할 경우, 상기 제어부(200)가 모터(100)와 제1감속기(140) 및 제2감속기(150) 사이를 선택적으로 연결하는 싱크로장치(120)를 해제하는 단계(S310); 상기 해제단계(S310) 후, 상기 제어부(200)가 노면의 경사도를 설정각도와 비교하는 단계(S320); 및 상기 비교단계(S320) 수행결과, 상기 노면의 경사도가 설정각도 이상일 경우, 상기 제어부(200)가 모터(100)와 제1감속기(140) 사이를 연결하는 클러치(130)를 슬립제어하는 단계(S330);를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 제어부(200)는 도 4의 연결관계와 같이 변속레버(180)로부터 변속조작에 따른 신호를 수신하고, 싱크로 액추에이터(220)를 제어하여 싱크로장치(120)의 동작을 제어하며, TCU(Transmission Control Unit, 210)와의 통신을 통해 클러치 액추에이터(230)를 제어하여 클러치(130)의 동작을 제어하는 차량제어기(VCU:Vehicle Control Unit)일 수 있다.
즉, 이 발명은 운전자에 의해 변속레버(180)가 D→P단으로 조작되거나 P→D단으로 조작될 경우, 모터(100)와 감속기들(140,150) 사이에 마련된 싱크로장치(120)를 해제시킴으로써, 파킹기어(170)와 구동륜이 연결된 출력축(160)과 모터(100)를 단절시킴으로써 구동계 비틀림이나 기어 백래쉬 충격이 모터(100) 측으로 전달되는 것을 막는다.
특히, 전기자동차가 오르막길 상에 있는 경우, 즉 노면의 경사도가 설정각도 이상일 경우에 모터(100)와 제1감속기(140) 사이에 마련된 클러치(130)를 슬립제어함으로써 전기자동차의 후방밀림 현상을 방지한다.
예를 들어, 변속레버(180)의 레인지 위치가 D→P단으로 변화하고, 노면의 경사도가 설정각도 이상인 상태이면, 제어부(200)는 파킹기어(170)를 이용한 파킹을 더욱 안정하게 실시하기 위해서 출력축(160) 측에 모터(100)의 회전관성을 부가하도록 클러치(130)를 슬립시킨다. 하지만, 종래와 같이 출력축과 모터가 직결되는 것이 아니라 슬립을 통해 연결되는바, 파킹시스템을 통한 구동계 비틀림이나 기어 백래쉬 충격이 모터로 전달되는 것을 최소화할 수 있다.
좀 더 구체적으로, 이 발명의 상기 제1감속기(140)는 제1입력축(110)에 장착된 제1구동기어(143)와 출력축(160)에 장착된 제1피동기어(145)를 포함하고, 상기 제2감속기(150)는 제1입력축(110)에 장착된 제2구동기어(153)와 출력축(160)에 장착된 제2피동기어(155)를 포함하며, 상기 제1구동기어(143)는 제1피동기어(145)와, 상기 제2구동기어(153)는 제2피동기어(155)와 서로 치합된 것을 특징으로 할 수 있다.
아울러, 상기 싱크로장치(120)는 모터(100)가 장착된 제2입력축(115)에 장착되고, 상기 제1피동기어(145) 또는 제2피동기어(155)에 선택적으로 연결되도록 마련될 수 있다.
즉, 상기 제1감속기(140)와 제2감속기(150)는 상기 제1입력축(110)과 출력축(160) 사이에 연결되고, 상기 제1입력축(110)은 제2입력축(115)와는 별도로 회전되나, 싱크로장치(120) 또는 클러치(130)가 체결되면 함께 회전한다.
따라서, 제어부(200)는 해제단계(S310)시, 상기 싱크로장치(120)를 해제함으로써 모터(100)가 장착된 제2입력축(115)과 출력축(160)을 단절시켜 파킹기어(170) 동작에 의한 충격이 모터(100)로 전달되는 것을 방지한다.
또한, 상기 클러치(130)는 모터(100)가 장착된 제2입력축(115)에 장착되고, 상기 제1피동기어(145)에 연결제어되는 것을 특징으로 할 수 있다.
즉, 제어부(200)는 슬립단계(S330) 시, 상기 클러치(130)를 슬립제어하여 제2입력축(115)과 출력축(160)을 연결함으로써, 모터(100)관성을 출력축(160)에 부가하여 차량의 밀림을 방지하면서도 파킹기어(170) 동작으로 인한 충격이 모터(100)로 전달되는 것을 최소화할 수 있다.
한편, 이 발명은 상기 비교단계(S320) 수행결과, 상기 노면의 경사도가 설정각도 미만일 경우, 상기 제어부(200)가 상기 클러치(130)를 해제제어하는 단계(S340);를 더 포함할 수 있다.
즉, 제어부(200)는 전기자동차가 경사로를 주행하고 있는 상황이 아니라고 판단하였을 경우에는, 클러치(130)를 해제함으로써 파킹기어(170)의 동작에 따른 구동계 비틀림이나 기어 백래쉬 충격이 상기 모터(100)에 전달되는 것을 완전히 차단한다. 따라서, 차량의 진동이 저감하여 상품성을 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 슬립제어단계(S330) 이후, 상기 제어부(200)는 상기 변속레버(180)의 레인지 위치 변화에 따라 출력축(160)과 연결된 파킹기어(170)의 구속을 제어할 수 있다.
이는, 운전자의 변속레버(180) 조작시, 스프래그를 파킹기어(170)에 치합시키기 전에 본 기술의 제어를 통해 싱크로장치(120)와 클러치(130)를 제어함으로써 스프래그가 파킹기어(170)에 치합되면서 발생하는 구동계 비틀림이나 백래쉬 진동이 모터(100)에 전달되는 것을 미리 방지할 수 있다.
상술한 바와 같은 구조로 이루어진 전기자동차의 변속기 제어방법에 따르면, 변속레버가 P단으로 조작되거나 P단으로부터 해제될 경우, 모터와 감속기 사이를 단절시킴으로써 구동계 비틀림이나 백래쉬가 차량으로 전달되는 것을 방지하여 차량 진동을 저감할 수 있다.
또한, 전기자동차가 등판 주행 중일 경우에, 클러치를 슬립 제어함으로써 차량의 밀림현상을 효과적으로 방지할 수 있다.
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 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
100: 모터 110: 제1입력축
115: 제2입력축 120: 싱크로장치
130: 클러치 140: 제1감속기
143: 제1구동기어 145: 제1피동기어
150: 제2감속기 153: 제2구동기어
155: 제2피동기어 160: 출력축
170: 파킹기어 180: 변속레버
200: 제어부 210: TCU
220: 싱크로 액추에이터 230: 클러치 액추에이터

Claims (6)

  1. 제어부가 변속레버 조작을 감지하는 단계;
    상기 감지단계 수행결과, 상기 변속레버가 P단으로 조작되거나 P단으로부터 해제되는 것을 감지할 경우, 상기 제어부가 모터와 제1감속기 및 제2감속기 사이를 선택적으로 연결하는 싱크로장치를 해제하는 단계;
    상기 해제단계 후, 상기 제어부가 노면의 경사도를 설정각도와 비교하는 단계; 및
    상기 비교단계 수행결과, 상기 노면의 경사도가 설정각도 이상일 경우, 상기 제어부가 모터와 제1감속기 사이를 연결하는 클러치를 슬립제어하는 단계;를 포함하는 전기자동차의 변속기 제어방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1감속기는 제1입력축에 장착된 제1구동기어와 출력축에 장착된 제1피동기어를 포함하고,
    상기 제2감속기는 제1입력축에 장착된 제2구동기어와 출력축에 장착된 제2피동기어를 포함하며,
    상기 제1구동기어는 제1피동기어와, 상기 제2구동기어는 제2피동기어와 서로 치합된 것을 특징으로 하는 전기자동차의 변속기 제어방법.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 싱크로장치는 모터가 장착된 제2입력축에 장착되고, 상기 제1피동기어 또는 제2피동기어에 선택적으로 연결되도록 마련된 것을 특징으로 하는 전기자동차의 변속기 제어방법.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 클러치는 모터가 장착된 제2입력축에 장착되고, 상기 제1피동기어에 연결제어되는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 변속기 제어방법.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 비교단계 수행결과, 상기 노면의 경사도가 설정각도 미만일 경우, 상기 제어부가 상기 클러치를 해제제어하는 단계;를 더 포함하는 전기자동차의 변속기 제어방법.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 슬립제어단계 이후, 상기 제어부는 상기 변속레버의 레인지 위치 변화에 따라 출력축과 연결된 파킹기어의 구속을 제어하는 것을 특징으로 하는 전기자동차의 변속기 제어방법.
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