KR20200127672A - 차량의 진동 저감 제어 방법 - Google Patents

차량의 진동 저감 제어 방법 Download PDF

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현대자동차주식회사
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Abstract

본 발명은 차량의 진동 저감 제어 방법에 관한 것으로서, 경사로에서 P단 진입시 발생할 수 있는 진동을 효과적으로 줄여주는 차량의 진동 저감 제어 방법을 제공하는데 주된 목적이 있는 것이다. 상기한 목적을 달성하기 위해, 주차단으로의 변경 입력이 있는 경우 운전정보로부터 진동 저감 제어 모드의 진입 조건을 만족하는지를 판단하고, 상기 진입 조건을 만족하는 경우 운전정보로부터 파킹장치에서의 백래쉬로 인한 진동을 저감하기 위한 모터 토크를 연산하며, 상기 연산된 모터 토크를 출력하도록 구동모터에 대한 제어가 수행되고, 주차단 체결이 이루어지도록 파킹장치에 대한 제어가 수행된 후, 브레이크 해제가 이루어지는지를 판단하여 브레이크 해제가 이루어지면 상기 백래쉬로 인한 진동이 저감되도록 구동모터가 출력하는 토크를 감소시키는 차량의 진동 저감 제어 방법이 개시된다.

Description

차량의 진동 저감 제어 방법{Control method for vibration reduction of eco-friendly vehicle}
본 발명은 차량의 진동 저감 제어 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 경사로에서 주차단(P단) 진입시 발생할 수 있는 진동을 효과적으로 줄여주는 친환경자동차의 진동 저감 제어 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 친환경자동차는 전기모터로 주행하는 넓은 범위의 전기자동차로서, 내연기관 자동차와는 달리 배터리에 저장된 전기에너지로 모터를 구동하고, 모터 동력을 동력전달장치를 통해 차륜에 전달하여 주행하는 무공해 또는 저공해 자동차이다.
이러한 친환경자동차는 HEV(Hybrid Electric Vehicle), PHEV(Plug-in Hybrid Electric Vehicle), BEV(Battery Electric Vehicle) 등을 포함할 수 있다.
HEV는 내연기관과 모터의 복합 동력으로 주행할 수 있는 자동차이고, PHEV(Plug-in HEV)는 HEV의 배터리를 외부에서 충전해서 쓸수 있도록 설계한 자동차이며, BEV(Battery Electric Vehicle)는 배터리와 모터로만 주행하는 순수 전기자동차이다.
이와 같이 모터로 주행하는 친환경자동차는 전기에너지를 저장하고 공급하는 배터리, 배터리의 전기에너지를 토크로 변환하여 구동력을 발생시키는 모터, 모터를 구동 및 제어하는 인버터, 배터리에 전기에너지를 충전하는 충전장치, 모터 동력을 변속하여 구동륜에 전달하는 변속기, 그리고 파킹시 차량을 고정하는 파킹장치 등을 포함할 수 있다.
친환경자동차에서 변속기로는 자동 변속기가 널리 사용되고 있고, 변속 방식에 따라 와이어를 통한 기계적인 링크 구조로 변속하는 기계식 변속레버 시스템을 갖춘 자동 변속기와, 기계적인 링크 구조 대신 전기적 신호를 활용하여 변속하는 전동식 변속레버 시스템을 갖춘 자동 변속기로 구분할 수 있다.
전동식 변속레버 시스템(Shift By Wire, SBW)은 기계식 변속레버 시스템과 달리, 변속기와 변속레버의 기계적 연결 없이 운전자가 선택한 변속단 정보를 전기적인 신호로 전달할 수 있는 시스템이다.
또한, 자동 변속기가 장착된 통상의 차량에는 주차단(P단)에서 구동축상에 고정 장착된 파킹 기어를 록(lock) 하여 차량의 정지상태를 유지하는 파킹장치가 구비되어 있다.
차량의 파킹장치에서는 변속레버가 주행단(D단)에서 주차단(이하 'P단'이라 칭함)으로 이동되는 경우, 이에 연동하는 파킹 로드가 파킹 스프라그를 작동시키고, 이어 파킹 스프라그가 파킹 기어의 치 사이에 걸리면서 파킹 기어를 록(lock) 시키는바, 이렇게 파킹 기어가 록 된 상태에서 차륜의 회전이 방지된다.
한편, 차량의 변속레버가 P단으로 진입하였을 때, 파킹 스프라그가 파킹 기어에 물리면서 파킹 기어를 록 해야 하지만, 파킹 스프라그와 파킹 기어의 치 사이에 백래쉬(backlash)가 있을 경우 기계적으로 접합되지 않는 상태가 있을 수 있다.
특히, 경사로에서 파킹 스프라그와 파킹 기어가 백래쉬에 의해 기계적으로 접합되지 않은 상태일 때, 브레이크가 해제되면 백래쉬에 의해 차량이 경사로에서 아래로 밀리면서 파킹 스프라그와 파킹 기어가 접합하게 되고, 이때 운동에너지가 차량에 전달되면서 차량 진동이 발생하게 된다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출한 것으로서, 경사로에서 P단 진입시 발생할 수 있는 진동을 효과적으로 줄여주는 차량의 진동 저감 제어 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따르면, 주차단으로의 변경 입력이 있는 경우, 제어기가 차량에서 수집된 운전정보로부터 정해진 진동 저감 제어 모드의 진입 조건을 만족하는지를 판단하는 단계; 상기 정해진 진입 조건을 만족하는 경우, 제어기가 운전정보로부터 파킹장치에서의 백래쉬로 인한 진동을 저감하기 위한 모터 토크를 연산하는 단계; 제어기에 의해 상기 연산된 모터 토크를 출력하도록 구동모터에 대한 제어가 수행되는 단계; 제어기에 의해 주차단 체결이 이루어지도록 파킹장치에 대한 제어가 수행되는 단계; 제어기가 브레이크 해제가 이루어지는지를 판단하는 단계; 및 브레이크 해제가 이루어진 경우, 제어기가 상기 백래쉬로 인한 진동이 저감되도록 상기 구동모터의 출력 토크를 감소시키는 단계를 포함하는 차량의 진동 저감 제어 방법을 제공한다.
여기서, 상기 진동 저감 제어 모드의 진입 조건을 만족하는지를 판단하는 단계에서, 상기 운전정보는 차속, 및 차량이 위치한 도로의 경사각 정보를 포함하고, 상기 진입 조건은 차량이 정차해 있는 차속 조건, 및 도로의 경사각이 설정수준 이상으로 큰 경사로인 조건을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 모터 토크를 연산하는 단계에서, 상기 운전정보는 차량이 위치한 도로의 경사각 정보를 포함하고, 상기 도로의 경사각과 함께 차량 고유의 설정정보를 이용하여 모터 토크를 연산하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 차량 고유의 설정정보는 타이어 동반경, 차량 무게, 주차단으로의 변경 입력 전 주행단의 모터와 구동륜 사이의 기어비를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 모터 토크는 하기 수학식 1에 의해 연산되는 것을 특징으로 한다.
수학식 1:
Figure pat00001
(여기서, TQmot는 진동을 저감하기 위한 모터 토크, r은 타이어 동반경, m은 차량 무게, η는 주차단으로의 변경 입력 전 주행단의 모터와 구동륜 사이의 기어비, g는 중력가속도, θ는 도로의 경사각임)
또한, 상기 구동모터에 대한 제어가 수행되는 단계에서, 제어기는 상기 연산된 모터 토크를 목표값으로 설정하여, 구동모터가 출력하는 토크가 상기 설정된 목표값에 도달하도록 구동모터의 토크를 정해진 기울기로 증가시키는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 구동모터가 출력하는 토크를 감소시키는 단계에서, 제어기는 구동모터가 출력하는 토크를 모터 토크 해제 상태가 되도록 정해진 기울기로 감소시키는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 브레이크 해제가 이루어지는지를 판단하는 단계에서, 제어기는 운전자에 의한 브레이크 해제 입력이 있은 후 설정시간이 경과하고 나면 브레이크 해제가 이루어진 것으로 판단하는 것을 특징으로 한다.
이로써, 본 발명에 따른 차량의 진동 저감 제어 방법에 의하면, P단 입력 후에도 백래쉬에 의해 기계적으로 접합되어 있지 않던 파킹 스프라그와 파킹 기어가 브레이크 해제시에 기계적으로 접합될 때 모터 토크를 이용하여 차량에 전달되는 운동에너지가 최소화되도록 할 수 있고, 이를 통해 파킹 장치의 백래쉬로 인한 차량 진동 현상을 효과적으로 저감할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명에 따른 진동 저감 제어 방법이 수행되는 시스템의 구성도이다.
도 2와 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 진동 저감 제어 방법을 나타내는 순서도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 진동 저감 과정의 제어 동작도를 나타내는 도면이다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명에 따른 진동 저감 제어 효과를 보여주는 도면이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다.
명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 발명은 차량의 진동 저감 제어 방법에 관한 것으로서, 경사로에서의 P단 진입 후 브레이크 해제시에 파킹 장치의 백래쉬(backlash)로 인해 발생할 수 있는 차량의 진동을 저감할 수 있는 방법에 관한 것이다.
특히, 본 발명은 SBW(Shift By Wire)가 장착되어 있는 차량, 예를 들어 순수 전기자동차(BEV), 하이브리드 자동차(HEV,PHEV) 등의 친환경자동차에 적용될 수 있는 것으로, 차량이 경사로에서 P단 진입 후 브레이크 해제시 파킹 스프라그와 파킹 기어 간의 백래쉬로 인해 차량이 아래로 밀리면서 발생하는 진동을 효과적으로 저감할 수 있는 방법을 제공하고자 하는 것이다.
이를 위해, 본 발명에서는 차량이 아래로 밀릴 때 차량 구동원의 토크, 특히 차량을 구동하는 구동원인 모터(구동모터)의 토크를 이용하여 차량이 밀리는 속도를 천천히 감소하도록 제어하고, 이를 통해 차량에 전달되는 운동에너지를 줄여주어 차량의 진동을 저감한다.
요컨대, 본 발명에서는 차량이 경사로에서 P단에 진입한 후 브레이크 해제시에 구동모터를 제어하여 진동을 저감하는 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 진동 저감 제어가 수행되는 시스템의 구성도이다.
도시된 바와 같이, 차량에는 차량을 구동하는 모터(1), 모터 출력 측에 연결되는 변속기(4), 모터(2)를 구동 및 제어하기 위한 인버터(28), 인버터(28)를 통해 모터(2)에 충방전 가능하게 연결되는 배터리(29)가 구비된다.
인버터(28)는 모터 구동을 위해 배터리(29)의 직류(DC) 전류를 3상 교류(AC) 전류로 변환하여 모터(2)에 인가하는 일종의 전력변환장치이다.
차량 구동원으로 모터(2)를 이용하는 차량에서는 제동시나 관성에 의한 타력 주행(coasting)시 차량의 운동에너지를 모터를 통해 회수하여 배터리(29)를 충전하는 회생 모드가 수행된다.
회생 모드에서는 차량의 운동에너지를 구동륜(6) 및 구동축(5)을 통해 모터(2)가 전달받고, 이때 모터(2)가 발전기로 작동하여 인버터(28)를 통해 배터리(29)를 충전한다.
그리고, 인버터(28)를 통해 모터(2)를 구동 및 제어하는 모터 제어기(Motor Control Unit, MCU)(23), 배터리(29)의 상태 정보를 수집 및 이용, 제공하고 배터리 관리를 위한 제어를 수행하는 배터리 제어기(Battery Management System, BMS)(24)이 구비된다.
그 밖에 차량 내 제어기로는 상위 제어기(Hybrid Control Unit, HCU 또는 Vehicle Control Unit, VCU)(21), 변속 제어기(Transmission Control Unit, TCU)(22) 등이 구비된다.
도 1에서 보조 구동력 출력부(3)는 동력발생장치(1)에서 차량 구동원인 모터(2)와 별도로 구비되는 장치, 예를 들어 하이브리드 자동차에서의 엔진과 엔진 클러치를 포함하는 구성이 될 수 있다.
상기 엔진은 모터와 함께 차량 구동원으로 사용되고, 엔진 클러치는 엔진과 모터 사이에 개재된 상태로 선택적으로 접합 또는 해제 작동하여 엔진과 모터 사이를 동력 전달 가능하게 연결하거나 분리한다.
변속기(4)는 모터 동력 또는 엔진과 모터의 복합 동력을 변속하여 구동축(5)을 통해 구동륜(6)으로 전달하며, 더불어 구동축(4)에 장착된 파킹 기어(27)를 포함한다.
파킹 기어(27)는 파킹 스프라그(26)에 의해 선택적으로 록(lock) 또는 해제되는데, 파킹 스프라그(26)를 전자식으로 제어할 수 있는 SBW(Shift By Wire)가 차량에 장착될 수 있다.
SBW는 파킹 스프라그(26)를 파킹 기어(27)에 선택적으로 록 시키거나 록을 해제하는 액추에이터(25)를 포함하고, 이 액추에이터(25)는 변속 제어기(TCU)(22)의 제어신호에 따라 제어되도록 구비될 수 있다.
또한, 변속 제어기(22)는 차량의 운전정보 검출부(11) 중 변속레버의 위치를 검출하는 변속 검출부의 신호를 입력받아 운전자에 의한 변속레버 조작상태를 판단한다.
한편, 도 2와 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 진동 저감 제어 방법을 나타내는 순서도로서, 도 2는 변속기에 클러치가 부재한 차량에서의 진동 저감을 위한 제어 과정을 나타내고, 도 3은 변속기에 클러치가 존재하는 차량에서의 진동 저감을 위한 제어 과정을 나타낸다.
또한, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 진동 저감 과정의 제어 동작도를 나타내는 도면이다.
이하 설명되는 진동 저감을 위한 제어 과정은 차량 내 제어기에 의해 수행될 수 있으며, 도 1에 도시된 복수 개의 제어기가 협조 제어하여 수행되거나 통합된 하나의 제어기에 의해 수행될 수 있다.
이하의 설명에서는 본 발명에 따른 진동 저감을 위한 제어 과정을 수행하는 복수 개의 제어기 또는 통합된 하나의 제어기를 총칭하여 '제어기'라 칭하기로 한다.
본 발명에서는 모터(2)와 파킹 기어(27) 사이에 변속기(4) 내 클러치(미도시) 등 구동계에서 동력을 선택적으로 단속할 수 있는 클러치의 존재 유무에 따라 제어 과정이 달라진다.
먼저, 클러치가 존재하지 않는 차량에서 진동 저감을 위한 제어 과정에 대해 도 2 및 도 4를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
제어기는 운전정보 검출부(11) 중 변속레버의 위치를 검출하는 변속 검출부의 신호로부터 운전자가 변속레버를 주차단인 P단으로 변경했는지를 판단한다(S1).
즉, 운전자에 의한 P단으로의 변경 입력이 있는지를 판단하는 것이며, P단으로의 변경 입력시 진동 저감 제어 모드로의 진입이 이루어질 수 있다.
이때, 운전자가 변속레버를 P단으로 변경함을 판단하더라도 SBW에서는 실제로 P단을 바로 체결(파킹 스프라그를 파킹 기어에 체결)하지는 않으며, 그 전에 정해진 진동 저감 제어 모드의 진입 조건을 만족하는지를 판단한다(S2).
상기 진동 저감 제어 모드의 진입 조건으로는 차량이 정차해 있는 차속 조건, 및 도로의 경사각이 설정수준 이상으로 큰 경사로(오르막길 및 내리막길)인 조건을 포함할 수 있다.
상기 조건의 판단을 위해 운전정보 검출부(11)는 상기한 변속 검출부 외에, 추가로 차속 검출부와 경사각 결정부를 더 포함할 수 있고, 차속 검출부의 신호로부터 차량이 현재 정차해 있는지를 판단한다.
또한, 경사각 결정부로부터 차량에서 수집된 운전정보로서 차량이 현재 위치한 도로의 경사각 정보를 취득하며, 취득된 경사각 정보로부터 현재 도로의 경사각이 설정수준 이상인지를 판단한다.
알려진 바와 같이, 경사로에는 오르막길(등판로)과 내리막길(강판로)이 존재하고, 오르막길과 내리막길은 경사각의 부호가 양(+)의 값이냐, 아니면 음(-)의 값이냐의 차이가 있을 수 있다.
따라서, 도로의 경사각이 설정수준 이상인 것은 그 절대값이 설정각도 이상인 것, 즉 'A1 > 경사각'이거나 'A2 < 경사각' 인 것을 의미할 수 있다(여기서 A1, A2는 모두 양의 값).
일반적으로 차량에서 도로의 경사각 정보를 취득하는 다양한 방법이 알려져 있고, 차량이 위치한 도로의 경사각 정보가 차량 제어에 널리 이용되고 있는 제어 변수이므로, 본 발명에서 차량이 도로의 경사각 정보를 취득하는 과정에 대해서는 상세한 설명을 생략하기로 한다.
본 발명에서는 제어기가 상기한 진입 조건을 만족하는 것으로 판단한 경우에만 진동 저감 제어 모드에 진입하도록 설정될 수 있고, 차량이 정차상태가 아니거나 도로의 경사각이 설정수준 미만으로 작은 경우 진동 저감 제어가 수행되지 않도록 설정될 수 있다.
즉, 진동 저감 제어 모드의 진입 조건을 만족하지 않을 경우, 제어기에 의해 진동 저감을 위한 모터 토크가 출력되지 않으며, 이때 제어기는 실제 P단을 체결하기 위한 제어만을 수행한다(S8).
여기서, 실제 P단을 체결한다는 것은, 제어기의 제어신호에 따라 액추에이터(25)가 구동하고, 상기 액추에이터(25)에 의해 파킹 스프라그(26)가 작동하여, 파킹 기어(27)의 치 사이에 파킹 스프라그(26)가 걸림으로써, 파킹 기어의 실제 록이 이루어지는 것을 의미한다.
결국, 제어기에 의해 P단 체결이 이루어지고 나면, 구동축상의 파킹 기어가 록 상태로 회전되지 못하므로 차륜이 구속되고, 이에 차륜의 회전이 방지되어 차량 고정 상태가 된다.
반면, S2 단계에서 진입 조건을 만족하는 것으로 판단한 경우 진동 저감 제어 모드로 진입하게 되며, 진동 저감 제어 모드에서 제어기는 모터 토크를 연산하고, 연산된 모터 토크에 해당하는 토크 지령을 출력하게 된다.
이때, 모터 토크(TQmot)는 도로의 경사각과 함께 차량 고유의 설정정보를 이용하여 연산되며, 연산식은 아래의 수학식 1과 같다.
[수학식 1]
Figure pat00002
여기서, TQmot는 P단 진입시 진동 저감을 위한 모터 토크를 나타낸다.
또한, r, m, η는 차량 고유의 설정정보로서 제어기에 미리 입력 및 저장되어 모터 토크를 연산하는데 이용되는 것이며, r은 타이어 동반경, m은 차량 무게, η는 모터(구동모터)와 구동륜 사이의 기어비이다.
여기서, 기어비는 P단 입력 직전의 주행단(D단)에 해당하는 기어비이다.
또한, g는 중력가속도이며, θ는 운전정보 검출부(11)의 경사각 결정부에서 결정되는 경사각, 즉 현재 차량이 위치한 도로의 경사각을 나타낸다.
상기와 같이 모터 토크가 연산되고 나면, 제어기는 연산된 모터 토크를 인가하는 제어를 수행한다(S3).
즉, 제어기가 상기 연산된 모터 토크에 해당하는 토크 지령을 생성 및 출력하여 모터에서 토크 지령에 해당하는 토크가 출력되도록 모터 작동을 제어하는 것이다.
이때, 모터가 연산된 토크를 한번에 출력하도록 제어할 경우 토크 단차에 의한 충격 및 진동이 차량에서 발생할 수 있으며, 따라서 본 발명에서는 모터 토크 인가시 실제 모터가 출력하는 토크를 점차적으로 변경시키는 제어를 한다.
이를 위해, 제어기는 상기 연산된 모터 토크를 목표값으로 설정하고, 상기 목표값에 도달할 때까지 모터가 실제 출력하는 토크를 정해진 기울기로 상승시키는 제어를 수행한다.
이와 같이 모터가 출력하는 토크를 점차 증가시켜 모터가 목표값의 토크를 출력하면, 즉 모터가 출력하는 토크가 상기 연산된 모터 토크에 도달하면, 이어 제어기는 실제 P단을 체결하기 위한 제어를 수행한다(S3).
이와 같이 제어기에 의해 P단 체결이 이루어지고 나면, 제어기는 브레이크 해제 입력을 판단하는데, 이를 위해 운전정보 검출부(11)는 브레이크 검출부를 더 포함한다.
여기서, 브레이크 검출부는 통상의 차량에 장착되는 브레이크 페달 센서(Brake Pedal Sensor, BPS)가 될 수 있다.
제어기는 브레이크 검출부의 신호(즉 BPS 신호)로부터 운전자에 의한 브레이크 페달 조작 상태를 판단할 수 있는데, P단 체결 후 제어기가 브레이크 검출부의 신호로부터 브레이크 페달 조작이 해제되었는지를 판단한다(S5).
즉, 운전자에 의한 브레이크 해제 입력이 있는지를 판단하는 것이며, 제어기가 BPS 신호를 입력받아 해당 신호 값이 기준값 이하일 때 브레이크 해제 입력이 있는 것으로 판단할 수 있다.
또한, 운전자에 의한 브레이크 해제 입력 후 실제 유압이 해제되어 브레이크가 해제되는 시점까지는 시간 지연이 발생할 수 있으므로, 제어기는 운전자에 의한 브레이크 해제 입력이 있는 시점부터 미리 정해진 설정시간이 경과하고 난 시점에서 실제 브레이크가 해제된 것으로 판단한다.
이와 같이 브레이크 해제를 판단하고 나면, 제어기는 P단 진입시 진동 저감을 위해 출력하고 있던 모터 토크를 해제하게 된다(S6).
모터 토크의 해제시에는 모터 토크를 해제 상태, 즉 제로(zero) 토크 상태(TQmot = 0Nm)에 도달할 때까지 천천히 감소시키는데, 이때 모터 토크를 정해진 기울기로 변경하고, 이를 통해 차량이 경사로인 현재 도로에서 천천히 밀리도록 한다.
그리고, 모터 토크가 완전히 해제되면 진동 저감 제어를 종료한다.
본 발명에서 진동 저감을 위한 모터 토크 인가시의 토크 상승 기울기와 모터 해제시의 토크 하강 기울기는 동일 사양의 차량에 대한 선행 평가 및 시험을 통하여 적절한 값으로 설정될 수 있고, 차량 조건에 따라 적절히 튜닝 가능하다.
한편, 모터와 파킹 기어 사이에 클러치가 존재하는 차량인 경우, 보통 P단 체결시 클러치를 해제하여 구동력이 차량에 전달되지 않도록 한다.
그러나, 본 발명에서는 P단 체결 전과 후에서 진동 저감을 위한 모터 토크를 출력하여 구동축을 통해 파킹 기어에 전달해야 하므로 진동 저감을 위한 모터 토크가 출력되는 동안에는 클러치가 해제되어서는 안된다.
따라서, 도 3에 나타낸 바와 같이, 클러치가 존재하는 차량에서는 제어기가 본 발명의 진동 저감 제어가 수행되는 동안 클러치를 해제하지 않고 체결상태로 유지하고 있다가, 제어가 모두 종료되고 나면 클러치를 해제한다.
즉, 운전자에 의한 P단 입력, 모터 토크 인가, P단 체결, 운전자에 의한 브레이크 해제, 모터 토크 해제 이후에 클러치를 해제하는 것이다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명에 따른 진동 저감 제어의 효과를 보여주는 도면으로, 경사로 등판 과정에서 운전자에 의해 P단 입력이 이루어졌을 때 본 발명에서 진동 저감의 효과가 있음을 보여주고 있다.
도 5a는 본 발명에 따른 진동 저감 제어가 적용되지 않은 종래의 차량 상태를, 도 5b는 본 발명에 따른 진동 저감 제어가 적용된 차량 상태를 내고 있으며, G 값 신호의 진폭이 차량 진동의 크기를 나타낸다.
도 5b를 참조하면, 본 발명에 따른 진동 저감 제어에서는 모터 토크를 상승시킨 상태에서 주행단(D단)에서 주차단(P)으로의 실제 체결이 이루어지도록 하고, 이어 운전자에 의한 브레이크 해제 후 모터 토크를 하강시켜 해제하고 있다.
이로써, 차량에서 발생하는 진동의 크기와 진동 발생 시간이 종래에 비해 크게 축소됨을 알 수 있다.
이와 같이 하여, 본 발명에 따른 진동 저감 제어 방법에 의하면, P단 입력 후에도 백래쉬에 의해 기계적으로 접합되어 있지 않던 파킹 스프라그와 파킹 기어가 브레이크 해제시에 기계적으로 접합될 때 모터 토크를 이용하여 차량에 전달되는 운동에너지가 최소화되도록 할 수 있고, 이를 통해 파킹 장치의 백래쉬로 인한 차량 진동 현상을 효과적으로 저감할 수 있게 된다.
상기와 같은 경사로에서의 P단 진입시 백래쉬로 인한 진동 문제는 기존의 내연기관 자동차에서도 발생하는 문제로, 내연기관 자동차에서는 구조적인 개선을 통해 진동을 저감할 수 있지만, 친환경자동차의 경우에는 구동모터를 능동적으로 제어할 수 있기 때문에 구조적인 개선 없이 구동모터를 이용하여 진동을 저감할 수 있다.
이상으로 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만, 본 발명의 권리범위가 이에 한정되는 것은 아니며, 다음의 특허청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당 업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 포함된다.
1 : 동력발생장치 2 : 모터(구동모터)
3 : 보조 구동력 출력부 4 : 변속기
5 : 구동축 6 : 구동륜
11 : 운전정보 검출부 21 : HCU
22 : TCU 23 : MCU
24 : BMS 25 : 액추에이터
26 : 파킹 스프라그 27 : 파킹 기어
28 : 인버터 29 : 배터리

Claims (8)

  1. 제어기가 주차단으로의 변경 입력이 있는지를 판단하는 단계;
    주차단으로의 변경 입력이 있는 경우, 제어기가 차량에서 수집된 운전정보로부터 정해진 진동 저감 제어 모드의 진입 조건을 만족하는지를 판단하는 단계;
    상기 정해진 진입 조건을 만족하는 경우, 제어기가 운전정보로부터 파킹장치에서의 백래쉬로 인한 진동을 저감하기 위한 모터 토크를 연산하는 단계;
    제어기에 의해 상기 연산된 모터 토크를 출력하도록 구동모터에 대한 제어가 수행되는 단계; 및
    제어기에 의해 주차단 체결이 이루어지도록 파킹장치에 대한 제어가 수행되는 단계;
    제어기가 브레이크 해제가 이루어지는지를 판단하는 단계; 및
    브레이크 해제가 이루어진 경우, 제어기가 상기 백래쉬로 인한 진동이 저감되도록 상기 구동모터가 출력하는 토크를 감소시키는 단계를 포함하는 차량의 진동 저감 제어 방법.
  2. 청구항 1에 있어서
    상기 진동 저감 제어 모드의 진입 조건을 만족하는지를 판단하는 단계에서,
    상기 운전정보는 차속, 및 차량이 위치한 도로의 경사각 정보를 포함하고,
    상기 진입 조건은 차량이 정차해 있는 차속 조건, 및 도로의 경사각이 설정수준 이상으로 큰 경사로인 조건을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 진동 저감 제어 방법.
  3. 청구항 1에 있어서
    상기 모터 토크를 연산하는 단계에서,
    상기 운전정보는 차량이 위치한 도로의 경사각 정보를 포함하고,
    상기 도로의 경사각과 함께 차량 고유의 설정정보를 이용하여 모터 토크를 연산하는 것을 특징으로 하는 차량의 진동 저감 제어 방법.
  4. 청구항 3에 있어서
    상기 차량 고유의 설정정보는 타이어 동반경, 차량 무게, 주차단으로의 변경 입력 전 주행단의 모터와 구동륜 사이의 기어비를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 진동 저감 제어 방법.
  5. 청구항 4에 있어서
    상기 모터 토크는 하기 수학식 1에 의해 연산되는 것을 특징으로 하는 차량의 진동 저감 제어 방법.
    수학식 1:
    Figure pat00003

    (여기서, TQmot는 진동을 저감하기 위한 모터 토크, r은 타이어 동반경, m은 차량 무게, η는 주차단으로의 변경 입력 전 주행단의 모터와 구동륜 사이의 기어비, g는 중력가속도, θ는 도로의 경사각임)
  6. 청구항 1에 있어서
    상기 구동모터에 대한 제어가 수행되는 단계에서,
    제어기는 상기 연산된 모터 토크를 목표값으로 설정하여 구동모터가 출력하는 토크가 상기 설정된 목표값에 도달하도록 구동모터의 토크를 정해진 기울기로 증가시키는 것을 특징으로 하는 차량의 진동 저감 제어 방법.
  7. 청구항 1에 있어서
    상기 구동모터가 출력하는 토크를 감소시키는 단계에서, 제어기는 구동모터가 출력하는 토크를 모터 토크 해제 상태가 되도록 정해진 기울기로 감소시키는 것을 특징으로 하는 차량의 진동 저감 제어 방법.
  8. 청구항 1에 있어서
    상기 브레이크 해제가 이루어지는지를 판단하는 단계에서, 제어기는 운전자에 의한 브레이크 해제 입력이 있는 시점부터 정해진 설정시간이 경과하고 난 시점에서 브레이크 해제가 이루어진 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 차량의 진동 저감 제어 방법.
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