KR20220045578A - 하이브리드 차량의 변속 제어 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 하이브리드 차량의 변속 제어 방법에 관한 것으로, 상세하게는 자동화 수동변속기(AMT) 후단에 장착된 구동모터의 협조제어를 통해 상향 변속 시 발생하는 단절감을 최소화하도록 한 하이브리드 차량의 변속 제어 방법을 제공하는데 목적이 있다.

Description

하이브리드 차량의 변속 제어 방법 {SHIFT CONTROL METHOD FOR HEV}
본 발명은 하이브리드 차량의 변속 제어 방법에 관한 것으로, 상세하게는 자동화 수동변속기를 장착한 하이브리드 차량의 상향 변속 시 발생하는 단절감을 최소화하기 위한 하이브리드 차량의 변속 제어 방법에 관한 것이다.
일반적으로 자동차의 변속기는 크게 수동변속기(Manual Transmission, MT)와 자동변속기(Automatic Transmission, AT)로 구분된다.
자동변속기는 회전토크를 자동으로 변속시켜주는 것으로, 유체의 흐름에 의해 동력의 단속과 토크의 증대가 이루어지며, 이러한 자동변속기는 가속 페달을 밟은 정도와 차속에 따라 미리 정해진 변속 패턴에 의해 자동적으로 변속단을 바꾸어 주게 된다.
수동변속기는 운전자가 수동으로 기어를 바꾸는 것으로, 변속시 클러치를 통해 변속 액추에이터와 엔진을 분리시킨 다음 기어를 바꾼 후 다시 클러치를 통해 동력을 전달하게 된다.
최근에는 수동변속기에서 클러치와 변속 레버 조작을 자동화한 자동화 수동변속기(Automatically controlled Manual Transmission, AMT)가 적용되고 있다.
자동화 수동변속기는 수동변속기의 메커니즘을 그대로 사용하면서 클러치와 변속 레버를 유압 제어 장치를 이용하여 자동 제어한다. 즉, 자동화 수동변속기는 운전자가 조작하는 클러치페달 없이 변속기 제어기(Transmission Control Unit, TCU)가 클러치를 전자동으로 제어하게 된다.
이러한 자동화 수동변속기를 장착한 하이브리드 차량은 주행중 상향 변속(upshift)을 할 때 중립(neutral) 단계를 거치게 되는데 그로 인해 변속 중 단절감이 발생하게 된다.
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 자동화 수동변속기(AMT) 후단에 장착된 구동모터의 협조제어를 통해 상향 변속 시 발생하는 단절감을 최소화하도록 한 하이브리드 차량의 변속 제어 방법을 제공하는데 목적이 있다.
이에 본 발명은: 엔진과 모터 사이에 위치되는 자동화 수동변속기(AMT)를 이용한 상향 변속이 요구되는지를 판단하는 단계; 상향 변속이 요구되면 단일 변속구간을 엔진 속도와 변속기 입력속도 간에 차이값을 기반으로 복수 개의 변속 페이즈(phase)로 구분하는 단계; 구분된 각각의 변속 페이즈별로 엔진 토크와 변속기 클러치 토크를 제어하는 동시에 모터 토크를 클러치 목표토크를 제어인자로 이용하여 제어하는 단계;를 포함하는 하이브리드 차량의 변속 제어 방법을 제공한다.
구체적으로, 상기 변속 페이즈는 쉬프트 비기닝(shift beginning) 페이즈와 쉬프팅(shifting) 페이즈 및 쉬프트 엔드(shift end) 페이즈로 구분되어 순차적으로 수행된다.
먼저 상기 쉬프트 비기닝 페이즈에서는 변속 중 변속기(AMT)에 전달하고자 하는 클러치 목표토크를 결정하고 클러치 토크를 상기 클러치 목표토크에 수렴하도록 제어한다.
또한 상기 쉬프트 비기닝 페이즈에서는, 변속 이전의 엔진 베이스 토크를 기준으로 토크 인터벤션 제어를 수행하여 엔진 토크를 감소시키는 동시에, 상기 클러치 목표토크를 제어인자로 이용하여 모터 토크를 변속 이전의 모터 베이스 토크로부터 상향 제어한다.
그리고 상기 쉬프팅 페이즈에서는, 클러치 토크와 모터 토크를 상기 쉬프트 비기닝 페이즈에서와 동일하게 제어하여 유지시키고, 토크 인터벤션 제어를 추가 수행하여서 상기 쉬프트 비기닝 페이즈에서 수행한 토크 인터벤션 제어에 의해 감소된 엔진 토크를 더 감소시킨다.
아울러 상기 쉬프트 엔드 페이즈에서는, 엔진 토크를 상향 제어하여서 변속 이후의 기어단에 따른 최적 운전점의 엔진 베이스 토크에 도달시키고, 모터 토크를 하향 제어하여서 변속 이후의 기어단을 기반으로 결정되는 모터 베이스 토크에 도달시킨다.
또한 상기 쉬프트 엔드 페이즈에서는, 변속기 클러치의 락업 시까지 클러치 토크를 선형으로 상향 제어한다.
한편, 변속 이전의 기어단을 기준으로 한 엔진 속도와 변속기 입력속도 간에 차이값(│△RPM1│)이 정해진 제1임계값(a) 미만이면 상기 쉬프트 비기닝 페이즈에 따른 토크 제어를 수행하고, 상기 차이값(│△RPM1│)이 제1임계값(a) 이상이면 상기 쉬프팅 페이즈에 따른 토크 제어를 수행한다.
그리고, 상기 쉬프팅 페이즈에 따른 토크 제어를 수행하는 중에, 변속 이후의 기어단(gear2)을 기준으로 한 엔진 속도와 변속기 입력속도 간에 차이값(│△RPM2│)이 정해진 제2임계값(b) 이상이 되면 상기 쉬프트 엔드 페이즈에 따른 토크 제어를 수행한다.
상기한 과제의 해결 수단을 통하여 본 발명은, 변속 시작 및 변속 중 엔진 토크의 인터벤션 제어를 수행할 때 변속기(AMT) 후단에 장착된 모터의 토크를 상향 제어함으로써 상향 변속 시 발생하는 단절감을 최소화할 수 있으며, 그에 따라 운전성 및 변속성능이 향상되는 효과를 얻을 수 있다.
아울러 본 발명에 의하면, 상향 변속 시 엔진과 모터의 구동력 분배를 통해 연비 향상이 가능하게 된다.
도 1은 자동화 수동변속기(AMT)를 장착한 하이브리드 차량의 시스템 구성을 나타낸 부분도
도 2는 본 발명에 따라 구분되는 변속 페이즈를 나타낸 도면
도 3은 본 발명에 따라 제어되는 클러치 토크를 나타낸 예시도
도 4는 본 발명에 따라 제어되는 엔진 토크를 나타낸 예시도
도 5는 본 발명에 따라 제어되는 모터 토크를 나타낸 예시도
도 6은 본 발명에 따른 하이브리드 차량의 변속 제어 방법을 나타낸 흐름도
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 첨부된 도면에 표현된 사항들은 본 발명의 실시예를 쉽게 설명하기 위해 도식화된 도면으로 실제로 구현되는 형태와 상이할 수 있다.
첨부된 도 1은 자동화 수동변속기(AMT)를 장착한 하이브리드 차량의 시스템 구성을 나타낸 것이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 하이브리드 시스템은 엔진(1)과 모터(2) 사이에 자동화 수동변속기(AMT)(3)가 위치되며, 상기 자동화 수동변속기(AMT)(3)는 엔진(1)과 변속기(3) 사이에 위치되는 클러치(4)가 구비된다. 상기 클러치(4)는 변속기 제어기(TCU)에 의해 자동 제어된다.
상기와 같이 자동화 수동변속기(AMT)를 장착한 하이브리드 차량은 총 구동력이 아래 식 1과 같이 산출된다.
식 1 :
Figure pat00001
여기서, 상기
Figure pat00002
는 휠을 기준으로 한 구동력이고, 상기
Figure pat00003
는 자동화 수동변속기(AMT)의 최종 기어비(final gear ratio)이고, 상기
Figure pat00004
는 자동화 수동변속기(AMT)의 기어박스의 기어비이고, 상기
Figure pat00005
는 엔진 토크이고, 상기
Figure pat00006
는 모터 토크이다.
상기 총 구동력 중 엔진 토크(
Figure pat00007
)는 아래 식 2와 같이 결정되고 모터 토크(
Figure pat00008
)는 아래 식 3과 같이 결정된다.
식 2 :
Figure pat00009
상기 식 2에 보듯이, 엔진 토크(
Figure pat00010
)는 엔진 속도(rpm)와 운전자 요구토크(
Figure pat00011
)를 종합적으로 고려하여 결정된다. 즉, 엔진 토크(
Figure pat00012
)는 엔진 속도(rpm)와 운전자 요구토크(
Figure pat00013
)를 제어인자로 하여 구축된 최적 운전 라인(Optimum Operating Line, OOL)에 따라 결정된다.
이때 상기 운전자 요구토크(
Figure pat00014
)의 경우 아래 식 2-1과 같이 결정된다.
식 2-1 :
Figure pat00015
상기 APS는 가속페달위치센서의 검출신호에 따른 가속페달답력이고, 상기 BPS는 브레이크페달위치센서의 검출신호에 따른 브레이크페달답력이고, 상기 vs는 차속센서의 검출신호에 따른 차량속도이다.
상기 식 2-1에 보듯이, 상기 운전자 요구토크(
Figure pat00016
)는 가속페달답력(APS)과 브레이크페달답력(BPS) 및 차량속도(vs)를 제어인자로 하여 구축된 함수에 따라 결정되며, 상기 함수는 제어인자에 따라 운전자 요구토크를 결정할 수 있는 맵테이블로 구성되어 차량 제어기, 예를 들어 엔진 제어기나 하이브리드 제어기 등에 저장될 수 있다.
식 3 :
Figure pat00017
식 3에 보듯이, 모터 토크(
Figure pat00018
)는 엔진 토크(
Figure pat00019
)와 자동화 수동변속기의 최종 기어비(
Figure pat00020
) 및 기어박스의 기어비(
Figure pat00021
) 등을 종합적으로 고려하여 결정된다. 즉, 상기 모터 토크(
Figure pat00022
)는 식 2와 같이 결정된 엔진 토크(
Figure pat00023
)를 기반으로 연산하여 결정된다.
상기 하이브리드 시스템은, 엔진 토크(
Figure pat00024
)를 우선적으로 결정하고 상기 결정한 엔진 토크(
Figure pat00025
)를 기반으로 모터 토크(
Figure pat00026
)를 연산함으로써 인기어 상태(즉, 소정 기어단)에서 시스템 효율을 극대화할 수 있도록 한다.
그리고 상기 하이브리드 시스템은, 가속페달을 밟은 상태로 주행하는 중에 상향 변속을 하는 경우 즉, 정구동 상향 변속 시, 엔진과 변속기(AMT) 사이의 변속기 클러치(즉, AMT 클러치)에 엔진 토크가 전달되며, 상기 클러치에 전달되는 토크(
Figure pat00027
)는 아래 식 4와 같이 연산된다.
식 4 :
Figure pat00028
상기
Figure pat00029
는 변속기 클러치를 통해 엔진으로부터 변속기(AMT)에 전달되는 토크이고, 상기 μ는 변속기 클러치의 마찰계수(friction coefficient)이고, 상기 A는 변속기 클러치의 유효슬립면적(effective slip area)이고, 상기 pstroke는 변속기 클러치의 락업(접합)을 위해 클러치에 인가되는 락업압력(clutch lock-up pressure)이고, 상기 plockup은 변속기 클러치의 오픈(접합해제)을 위한 유도압력(induced pressure)이다. 상기 마찰계수(μ)와 유효면적(A) 및 락업압력(pstroke)은 설계치를 기반으로 하며, 주행 중 학습이 가능하다.
또한 상기 하이브리드 시스템은, 시스템 제어기, 예를 들어 하이브리드 시스템의 최상위 제어기인 하이브리드 제어기에 의해 정구동 상향 변속이 요구되는지를 판단하고, 판단 결과 정구동 상향 변속이 요구된 것으로 결정되면, 정구동 상향 변속 시 단일 변속구간을 기준으로 변속이 이루어지는 과정을 복수 개의 변속 페이즈(phase)로 구분하여 변속 중 각각의 변속 페이즈별로 정해진 토크 제어를 실시한다.
상기 변속 페이즈는 엔진 속도와 변속기 입력속도 간에 차이값을 기준으로 도 2와 같이 구분되어 설정되며, 변속 중 변속 페이즈가 전환되는 조건(즉, 각 변속 페이즈에 진입하는 조건)에 대한 설명은 도 6을 참조하여 후술하도록 한다.
본 발명의 실시예에 의하면, 도 2에 나타낸 바와 같이 상기 변속 페이즈는 쉬프트 비기닝(shift beginning) 페이즈와 쉬프팅(shifting) 페이즈 및 쉬프트 엔드(shift end) 페이즈의 총 3단계로 구분될 수 있으며, 상기 쉬프트 비기닝 페이즈와 쉬프팅 페이즈 및 쉬프트 엔드 페이즈가 순차적으로 수행된다.
상기 쉬프트 비기닝 페이즈는, 변속 시작 단계로서 변속이 요구되기 이전의 넌 쉬프팅(none shifting) 페이즈에 이어서 발생한다.
상기 넌 쉬프팅 페이즈일 때, 변속기(AMT)의 기어비는 변속 이전의 기어단(gear1)에 따른 기어비(
Figure pat00030
)가 적용되며, 따라서 쉬프트 비기닝 페이즈 이전의 엔진 토크 즉, 엔진 베이스 토크(
Figure pat00031
)는 아래 식 5와 같이 결정 제어되고, 쉬프트 비기닝 페이즈 이전의 모터 토크 즉, 모터 베이스 토크(
Figure pat00032
)는 아래 식 6과 같이 결정 제어된다.
식 5 :
Figure pat00033
상기 엔진 베이스 토크(
Figure pat00034
)는 엔진 속도(rpm)와 운전자 요구토크(
Figure pat00035
) 및 변속 이전의 기어단(gear1)을 종합적으로 고려하여 결정된다. 즉, 엔진 베이스 토크(
Figure pat00036
)는 엔진 속도(rpm)와 운전자 요구토크(
Figure pat00037
) 및 변속 이전의 기어단(gear1)을 제어인자로 하여 구축된 최적 운전 라인(OOL)에 따라 결정된다. 상기 운전자 요구토크(
Figure pat00038
)는 상기 식 2-1과 같이 결정될 수 있다.
식 6 :
Figure pat00039
상기 모터 베이스 토크(
Figure pat00040
)는, 자동화 수동변속기의 최종 기어비(
Figure pat00041
)와 운전자 요구토크(
Figure pat00042
) 및 변속 이전의 기어단(gear1)에 따른 기어비(
Figure pat00043
)와 식 2에 따라 결정된 엔진 토크(
Figure pat00044
)를 기반으로 연산된다.
상기 쉬프트 비기닝 페이즈에서는, 변속 시작 및 변속 시 단차를 최소화하기 위해 변속 중 변속기에 전달하고자 하는 토크(즉, 클러치 목표토크)를 연산하여 결정하고, 클러치 토크를 하향 제어하여서 상기 클러치 목표토크(
Figure pat00045
)에 미리 수렴시키는 제어 단계이다.
상기 클러치 목표토크(
Figure pat00046
)는, 변속 이후의 기어단(gear2)에 따른 기어비(
Figure pat00047
)와 변속기 기어단별로 설정된 운전자 요구토크(
Figure pat00048
)와 변속 이후의 기어단(gear2) 및 차속(vs)을 제어인자로 이용하여 아래 식 7과 같이 결정된다.
식 7 :
Figure pat00049
여기서, 상기
Figure pat00050
는 운전자 요구토크(
Figure pat00051
)와 변속 이후의 기어단(gear2) 및 차속(vs)을 제어인자로 하여 클러치 토크를 결정하는 함수이고, 상기 함수에 따라 결정되는 클러치 토크는 휠(wheel)을 기준으로 한 변속 시의 클러치 토크이다.
도 3을 참조하면, 실제 클러치 토크는, 그래디언트(gradient) 제어를 통해 쉬프트 비기닝 페이즈 구간에서 클러치 목표토크(
Figure pat00052
)까지 선형으로 감소하게 된다.
이를 위해 엔진 토크는 토크 인터벤션 제어가 수행된다. 즉, 엔진 토크는 변속이 시작될 수 있도록 엔진 베이스 토크(
Figure pat00053
)를 기준으로 토크 인터벤션 제어가 수행된다.
변속 시에는 변속기(AMT) 내에 클러치를 접합시키거나 접합해제시킬 때 발생하는 충격을 줄이기 위해 엔진 토크(변속기 입력토크)를 순간적으로 줄이는 토크 인터벤션 제어를 수행한다.
상기 인터벤션 제어에 따른 엔진 토크(
Figure pat00054
)는 아래 식 8과 같이 결정된다. 다시 말해, 쉬프트 비기닝 페이즈에서 엔진 토크는 엔진 베이스 토크(
Figure pat00055
)를 기준으로 아래 식 8에 따라 감소 제어된다.
식 8 :
Figure pat00056
이때 상기 인터벤션 제어에 따른 엔진 토크(
Figure pat00057
)는, 클러치 목표토크(
Figure pat00058
)와 휠을 기준으로 한 운전자 요구토크(
Figure pat00059
) 및 변속 이전의 기어단(gear1)을 제어인자로 한 함수(
Figure pat00060
)에 의해 결정되는 토크값을 엔진 베이스 토크(
Figure pat00061
)에서 차감하여 연산되며, 그에 따라 엔진 토크(
Figure pat00062
)는 도 4의 쉬프트 비기닝 페이즈 구간과 같이 하향 제어될 수 있다.
도 4를 참조하면, 엔진 토크는, 쉬프트 비기닝 페이즈가 완료되기 전에 즉, 쉬프팅 페이즈가 시작되기 전에 인터벤션 제어에 따른 1차 토크 감소가 수행된다.
그리고 모터 토크는, 엔진 토크가 상기 인터벤션 제어에 의해 감소되는 것을 고려하여 상향 제어된다.
구체적으로 모터 토크는, 클러치 목표토크(
Figure pat00063
)와 변속 이전의 기어단(gear1)을 제어인자로 하여 모터 베이스 토크(
Figure pat00064
)로부터 상향 제어되며, 이때 모터 토크는 도 5의 쉬프트 비기닝 페이즈 구간과 같이 증가될 수 있다. 좀더 구체적으로 쉬프트 비기닝 페이즈에서 모터 토크는 모터 베이스 토크(
Figure pat00065
)를 기준으로 상향 제어되며, 쉬프트 비기닝 페이즈에서 상향 제어에 따른 모터 토크(
Figure pat00066
)는 아래 식 9와 같이 결정된다.
식 9 :
Figure pat00067
도 5를 참조하면, 모터 토크는 쉬프트 비기닝 페이즈가 완료되기 전에 상향 제어에 따른 최대 토크에 도달할 수 있다.
상기 쉬프트 비기닝 페이즈에 이어서 진행되는 쉬프팅 페이즈에서는, 실제 변속이 이루어진다.
상기 쉬프팅 페이즈에서, 클러치 토크와 모터 토크는 쉬프트 비기닝 페이즈에서 제어된 최종 토크값이 동일하게 유지되도록 제어되고(도 3 및 도 5 참조), 엔진 토크는 토크 인터벤션 제어가 추가 수행되어 실제 변속이 수행되도록 한다.
좀더 말해, 상기 쉬프팅 페이즈에서, 클러치 토크는 상기 식 7에 따라 제어되고 모터 토크는 상기 9에 따라 제어되며, 엔진 토크는 쉬프트 비기닝 페이즈의 1차 토크 인터벤션 제어에 이어서 2차 토크 인터벤션 제어가 수행된다.
상기 2차 토크 인터벤션 제어에 따른 엔진 토크(
Figure pat00068
)는 아래 식 10과 같이 결정되며, 이때 엔진 베이스 토크(
Figure pat00069
)에 대한 총 인터벤션 요구토크(즉, 엔진 토크의 인터벤션량)는 현재의 실시간 엔진 속도(△RPM)에 따라 피드백 제어를 하여 결정될 수 있다.
식 10 :
Figure pat00070
상기 식 10을 참조하면, 상기 2차 토크 인터벤션 제어에 따른 엔진 토크(
Figure pat00071
)는 엔진 베이스 토크(
Figure pat00072
)를 기준으로 엔진 토크 인터벤션량(
Figure pat00073
)이 차감되어 결정된다.
상기 엔진 토크 인터벤션량(
Figure pat00074
)은 실시간 엔진 속도(△RPM)와 클러치 목표토크(
Figure pat00075
)를 제어인자로 이용하는 함수값으로 결정된다.
도 4를 참조하면, 엔진 토크는 쉬프팅 페이즈에 진입한 초반에 상기 2차 토크 인터벤션 제어에 따른 토크 감소가 수행되며, 감소된 엔진 토크값이 쉬프트 엔드 페이즈에 진입하기 전까지 유지되도록 제어된다.
상기 쉬프팅 페이즈에 이어 쉬프트 엔드 페이즈에서는, 클러치가 락업(LOCK-UP)되어 접합될 때까지 클러치 토크를 일정 기울기로 상향 제어하고, 엔진 토크와 모터 토크를 변속 이후의 기어단(gear2)의 운전점에 따른 베이스 토크값으로 제어한다.
구체적으로, 상기 쉬프트 엔드 페이즈에서는 클러치 토크를 클러치의 락업 시까지 일정하게 상향 제어하여서 쉬프트 엔드 페이즈가 완료되는 시점에 앞서 설명한 식 4에 따른 토크값을 추종하도록 한다.
예를 들어, 상기 쉬프트 엔드 페이즈에서는, 클러치 토크를 클러치 목표토크 값으로부터 도 3과 같이 선형으로 상향 제어하여서 클러치 락업 시에 식 4에 따른 토크 값에 도달시킨다.
그리고 엔진 토크는 최적 운전 라인에 따른 운전 토크값에 도달하도록 상향 제어되며, 그에 따라 엔진 토크는 아래 식 11과 같이 결정되는 엔진 운전 토크 즉, 엔진 베이스 토크(
Figure pat00076
)의 값으로 복귀하게 된다.
식 11 :
Figure pat00077
상기 최적 운전 라인에 따른 엔진 베이스 토크(
Figure pat00078
)는 엔진 속도(rpm)와 운전자 요구토크(
Figure pat00079
) 및 변속 이후의 기어단(gear2)을 제어인자로 하여 결정된다.
상기 최적 운전 라인은, 엔진 속도(rpm)와 운전자 요구토크(
Figure pat00080
) 및 변속 이후의 기어단(gear2)을 조합하여 결정되는 엔진의 최적 운전점으로 구성되어 하이브리드 시스템의 제어기(예를 들어, 엔진 제어기)에 저장될 수 있다.
또한 모터 베이스 토크(
Figure pat00081
)는 자동화 수동변속기의 최종 기어비(
Figure pat00082
)와 운전자 요구토크(
Figure pat00083
) 외에 식 2에 따라 결정되는 엔진 토크(
Figure pat00084
)와 변속 이후의 기어단(gear2)을 기반으로 아래 식 12와 같이 연산되어 결정된다.
식 12 :
Figure pat00085
상기 식 12에 보듯이, 상기 쉬프트 엔드 페이즈에서는 모터 베이스 토크(
Figure pat00086
)를, 최종 기어비(
Figure pat00087
)와 운전자 요구토크(
Figure pat00088
)와 변속 이후의 기어단(gear2)에 따른 기어비(
Figure pat00089
) 및 식 2에 따라 결정된 엔진 토크(
Figure pat00090
)를 기반으로 하여 연산한다.
도 5를 참조하면, 쉬프트 엔드 페이즈에서 모터 토크는 쉬프팅 페이즈에서 유지 제어된 토크값으로부터 하향 제어되어 상기 식 12에 따라 결정되는 모터 베이스 토크(
Figure pat00091
) 값에 도달하게 된다.
한편, 첨부된 도 6은 본 발명에 따른 하이브리드 차량의 변속 제어 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 6을 참조하면, 정구동 상향 변속이 요구되는 경우, 엔진 속도와 변속기 입력속도 간에 차이값을 기준으로 변속 페이즈를 구분하여 판단한다.
도 6에 도시된 바와 같이, 먼저 상향 변속이 요구되는지를 판단하고(S10), 상기 상향 변속이 요구되는 것으로 판단되면 변속 이전의 기어단(gea1)에서 엔진 속도와 변속기 입력속도 간에 차이값(│△RPM1│)을 제1임계값(a)과 비교한다(S12).
상기 차이값(│△RPM1│)이 제1임계값(a) 미만이면 쉬프트 비기닝 페이즈에 진입하여 변속 시작을 위한 토크 제어를 수행하고(S13), 상기 차이값(│△RPM1│)이 제1임계값(a) 이상이면 쉬프팅 페이즈에 진입하여 실제 변속을 실행하기 위한 토크 제어를 수행한다.
이어서 변속 이후의 기어단(gear2)에서 엔진 속도와 변속기 입력속도 간에 차이값(│△RPM2│)을 제2임계값(b)과 비교한다(S14).
상기 차이값(│△RPM2│)이 제2임계값(b) 이상이면 쉬프트 엔드 페이즈에 진입하여 변속 종료를 위한 토크 제어를 수행한다(S15).
그리고 상기 차이값(│△RPM2│)이 제2임계값(b) 미만이면 클러치 토크를 제3임계값(c)과 비교한다(S16).
클러치 토크가 제3임계값(c) 미만이면 쉬프트 엔드 페이즈를 유지하여 변속 종료가 정상적으로 완료되도록 하고, 클러치 토크가 제3임계값(c) 이상이면 상향 변속을 종료하고 넌 쉬프트 페이즈의 조건에 따라 엔진 토크 및 모터 토크를 제어한다(S17).
여기서, 상기 제1임계값(a)은 쉬프트 비기닝 페이즈에서 쉬프팅 페이즈로 전환되는 임계속도값으로 정해질 수 있고, 상기 제2임계값(b)은 쉬프팅 페이즈에서 쉬프트 엔드 페이즈로 전환되는 임계속도값으로 정해질 수 있고, 상기 제3임계값(c)은 클러치 접합 시의 임계토크값으로 정해질 수 있으며, 이러한 제1임계값(a)과 제2임계값(b) 및 제3임계값(c)은 사전 실험 및 평가 등을 통해 도출된 값으로 설정될 수 있다.
이상으로 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명하였는바, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 또한 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 일 실시예일 뿐이므로 본 발명의 권리범위는 상술한 실시예에 한정되지 않으며, 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 또한 본 발명의 권리범위에 포함된다.
1 : 엔진
2 : 모터
3 : 자동화 수동변속기(AMT)
4 : 변속기 클러치

Claims (9)

  1. 엔진과 모터 사이에 위치되는 자동화 수동변속기(AMT)를 이용한 상향 변속이 요구되는지를 판단하는 단계;
    상향 변속이 요구되면 단일 변속구간을 엔진 속도와 변속기 입력속도 간에 차이값을 기반으로 복수 개의 변속 페이즈(phase)로 구분하는 단계;
    구분된 각각의 변속 페이즈별로 엔진 토크와 변속기 클러치 토크를 제어하는 동시에 모터 토크를 클러치 목표토크를 제어인자로 이용하여 제어하는 단계;
    를 포함하는 하이브리드 차량의 변속 제어 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 변속 페이즈는 쉬프트 비기닝(shift beginning) 페이즈와 쉬프팅(shifting) 페이즈 및 쉬프트 엔드(shift end) 페이즈로 구분되어 순차적으로 수행되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 변속 제어 방법.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 쉬프트 비기닝 페이즈에서는 변속 중 변속기(AMT)에 전달하고자 하는 클러치 목표토크를 결정하고 클러치 토크를 상기 클러치 목표토크에 수렴하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 변속 제어 방법.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 쉬프트 비기닝 페이즈에서는, 변속 이전의 엔진 베이스 토크를 기준으로 토크 인터벤션 제어를 수행하여 엔진 토크를 감소시키는 동시에, 상기 클러치 목표토크를 제어인자로 이용하여 모터 토크를 변속 이전의 모터 베이스 토크로부터 상향 제어하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 변속 제어 방법.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 쉬프팅 페이즈에서는, 클러치 토크와 모터 토크를 상기 쉬프트 비기닝 페이즈에서와 동일하게 제어하여 유지시키고, 토크 인터벤션 제어를 추가 수행하여서 상기 쉬프트 비기닝 페이즈에서 수행한 토크 인터벤션 제어에 의해 감소된 엔진 토크를 더 감소시키는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 변속 제어 방법.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 쉬프트 엔드 페이즈에서는, 엔진 토크를 상향 제어하여서 변속 이후의 기어단에 따른 최적 운전점의 엔진 베이스 토크에 도달시키고, 모터 토크를 하향 제어하여서 변속 이후의 기어단을 기반으로 결정되는 모터 베이스 토크에 도달시키는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 변속 제어 방법.
  7. 청구항 5에 있어서,
    상기 쉬프트 엔드 페이즈에서는, 변속기 클러치의 락업 시까지 클러치 토크를 선형으로 상향 제어하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 변속 제어 방법.
  8. 청구항 2에 있어서,
    변속 이전의 기어단을 기준으로 한 엔진 속도와 변속기 입력속도 간에 차이값(│△RPM1│)이 정해진 제1임계값(a) 미만이면 상기 쉬프트 비기닝 페이즈에 따른 토크 제어를 수행하고, 상기 차이값(│△RPM1│)이 제1임계값(a) 이상이면 상기 쉬프팅 페이즈에 따른 토크 제어를 수행하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 변속 제어 방법.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 쉬프팅 페이즈에 따른 토크 제어를 수행하는 중에, 변속 이후의 기어단을 기준으로 한 엔진 속도와 변속기 입력속도 간에 차이값(│△RPM2│)이 정해진 제2임계값(b) 이상이면 상기 쉬프트 엔드 페이즈에 따른 토크 제어를 수행하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 변속 제어 방법.
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