KR20220077960A - 전동화 차량의 변속 제어방법 - Google Patents

전동화 차량의 변속 제어방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20220077960A
KR20220077960A KR1020200166379A KR20200166379A KR20220077960A KR 20220077960 A KR20220077960 A KR 20220077960A KR 1020200166379 A KR1020200166379 A KR 1020200166379A KR 20200166379 A KR20200166379 A KR 20200166379A KR 20220077960 A KR20220077960 A KR 20220077960A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
motor
shift
torque
determining whether
shifting
Prior art date
Application number
KR1020200166379A
Other languages
English (en)
Inventor
장철호
권기영
한상준
박지현
정재윤
김민수
박정수
국재창
이민규
Original Assignee
현대자동차주식회사
기아 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 현대자동차주식회사, 기아 주식회사 filed Critical 현대자동차주식회사
Priority to KR1020200166379A priority Critical patent/KR20220077960A/ko
Priority to US17/365,539 priority patent/US11440419B2/en
Publication of KR20220077960A publication Critical patent/KR20220077960A/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/10—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of change-speed gearings
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/10—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by engine-driven generators, e.g. generators driven by combustion engines
    • B60L50/16—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by engine-driven generators, e.g. generators driven by combustion engines with provision for separate direct mechanical propulsion
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/42—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by the architecture of the hybrid electric vehicle
    • B60K6/48—Parallel type
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/50—Architecture of the driveline characterised by arrangement or kind of transmission units
    • B60K6/54—Transmission for changing ratio
    • B60K6/547—Transmission for changing ratio the transmission being a stepped gearing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L15/00—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles
    • B60L15/20—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles for control of the vehicle or its driving motor to achieve a desired performance, e.g. speed, torque, programmed variation of speed
    • B60L15/2054—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles for control of the vehicle or its driving motor to achieve a desired performance, e.g. speed, torque, programmed variation of speed by controlling transmissions or clutches
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/50—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
    • B60L50/60—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells using power supplied by batteries
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/04—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units
    • B60W10/08—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units including control of electric propulsion units, e.g. motors or generators
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/10—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of change-speed gearings
    • B60W10/11—Stepped gearings
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W20/00—Control systems specially adapted for hybrid vehicles
    • B60W20/10—Controlling the power contribution of each of the prime movers to meet required power demand
    • B60W20/15—Control strategies specially adapted for achieving a particular effect
    • B60W20/19—Control strategies specially adapted for achieving a particular effect for achieving enhanced acceleration
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W30/00—Purposes of road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub-unit, e.g. of systems using conjoint control of vehicle sub-units
    • B60W30/18—Propelling the vehicle
    • B60W30/19—Improvement of gear change, e.g. by synchronisation or smoothing gear shift
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W40/00—Estimation or calculation of non-directly measurable driving parameters for road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub unit, e.g. by using mathematical models
    • B60W40/10—Estimation or calculation of non-directly measurable driving parameters for road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub unit, e.g. by using mathematical models related to vehicle motion
    • B60W40/107—Longitudinal acceleration
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W50/00—Details of control systems for road vehicle drive control not related to the control of a particular sub-unit, e.g. process diagnostic or vehicle driver interfaces
    • B60W50/08—Interaction between the driver and the control system
    • B60W50/10—Interpretation of driver requests or demands
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H59/00—Control inputs to control units of change-speed-, or reversing-gearings for conveying rotary motion
    • F16H59/14—Inputs being a function of torque or torque demand
    • F16H59/18—Inputs being a function of torque or torque demand dependent on the position of the accelerator pedal
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H59/00—Control inputs to control units of change-speed-, or reversing-gearings for conveying rotary motion
    • F16H59/48—Inputs being a function of acceleration
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/42—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by the architecture of the hybrid electric vehicle
    • B60K6/48—Parallel type
    • B60K2006/4825—Electric machine connected or connectable to gearbox input shaft
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/10—Vehicle control parameters
    • B60L2240/12—Speed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/10—Vehicle control parameters
    • B60L2240/14—Acceleration
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40—Drive Train control parameters
    • B60L2240/42—Drive Train control parameters related to electric machines
    • B60L2240/421—Speed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40—Drive Train control parameters
    • B60L2240/42—Drive Train control parameters related to electric machines
    • B60L2240/423—Torque
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40—Drive Train control parameters
    • B60L2240/44—Drive Train control parameters related to combustion engines
    • B60L2240/441—Speed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40—Drive Train control parameters
    • B60L2240/44—Drive Train control parameters related to combustion engines
    • B60L2240/443—Torque
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40—Drive Train control parameters
    • B60L2240/46—Drive Train control parameters related to wheels
    • B60L2240/461—Speed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40—Drive Train control parameters
    • B60L2240/48—Drive Train control parameters related to transmissions
    • B60L2240/486—Operating parameters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40—Drive Train control parameters
    • B60L2240/50—Drive Train control parameters related to clutches
    • B60L2240/507—Operating parameters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2250/00—Driver interactions
    • B60L2250/26—Driver interactions by pedal actuation
    • B60L2250/28—Accelerator pedal thresholds
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2260/00—Operating Modes
    • B60L2260/20—Drive modes; Transition between modes
    • B60L2260/26—Transition between different drive modes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W20/00—Control systems specially adapted for hybrid vehicles
    • B60W20/30—Control strategies involving selection of transmission gear ratio
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2510/00—Input parameters relating to a particular sub-units
    • B60W2510/08—Electric propulsion units
    • B60W2510/081—Speed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2510/00—Input parameters relating to a particular sub-units
    • B60W2510/08—Electric propulsion units
    • B60W2510/083—Torque
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2540/00—Input parameters relating to occupants
    • B60W2540/10—Accelerator pedal position
    • B60W2540/103—Accelerator thresholds, e.g. kickdown
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2710/00—Output or target parameters relating to a particular sub-units
    • B60W2710/08—Electric propulsion units
    • B60W2710/081—Speed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2710/00—Output or target parameters relating to a particular sub-units
    • B60W2710/08—Electric propulsion units
    • B60W2710/083—Torque
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2710/00—Output or target parameters relating to a particular sub-units
    • B60W2710/10—Change speed gearings
    • B60W2710/1005—Transmission ratio engaged
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2720/00—Output or target parameters relating to overall vehicle dynamics
    • B60W2720/12—Lateral speed
    • B60W2720/125—Lateral acceleration
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2200/00—Type of vehicle
    • B60Y2200/90—Vehicles comprising electric prime movers
    • B60Y2200/91—Electric vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2200/00—Type of vehicle
    • B60Y2200/90—Vehicles comprising electric prime movers
    • B60Y2200/92—Hybrid vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2300/00—Purposes or special features of road vehicle drive control systems
    • B60Y2300/57—Engine torque resume after shifting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2300/00—Purposes or special features of road vehicle drive control systems
    • B60Y2300/70—Control of gearings
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/62—Hybrid vehicles

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

본 발명은 전동화 차량의 변속 제어방법에 관한 것으로, 더 바람직하게, 차량의 EV 주행인지 판단하는 단계, EV 주행에서 킥다운 변속이 요구되는지 판단하는 단계, 킥다운 변속이 요구되는 경우 가속선형 제어가 가능한지 판단하는 단계, 가속선형 제어가 가능한 경우, 모터의 토크 보상을 수행하는 단계 및 상기 보상된 모터 토크를 기반으로 변속기의 변속을 수행하는 단계를 포함한다.

Description

전동화 차량의 변속 제어방법{Controlling Method for Gear Shift of the Electric Motion Vehicle}
본 발명은 전동화 차량의 변속 제어방법에 관한 것으로, 더 바람직하게, 킥다운 변속을 수행한 이후 모터의 토크 감소에 따른 응답성 지연을 방지하기 위한 기술로서, 변속전 모터 토크와 변속후 모터 토크 설정값에 대응하여 변속시 모터 토크의 보상을 수행하는 전동화 차량의 변속 제어방법에 관한 것이다.
차량에 대한 끊임없는 연비 향상의 요구와 각 나라의 배출가스 규제의 강화에 따라 친환경 차량에 대한 요구가 증가하고 있으며, 이에 대한 현실적인 대안으로 하이브리드 차량(Hybrid Electric Vehicle/Plug-in Hybrid Electric Vehicle, HEV/PHEV)이 제공되고 있다.
이러한 하이브리드 차량은 엔진과 모터로 구성되는 두 개의 동력원으로 주행하는 과정에서 엔진과 모터를 어떻게 조화롭게 동작시키느냐에 따라 최적의 출력과 토크를 제공할 수 있다. 특히, 엔진과 변속기 사이에 전기모터와 엔진클러치(EC:Engine Clutch)를 장착한 병렬형(Parallel Type, 또는 TMED: Transmission Mounted Electric Device 방식) 하이브리드 시스템을 채용한 하이브리드 차량에서는, 엔진과 모터의 출력이 동시에 구동축으로 전달될 수 있다.
도 1은 일반적인 하이브리드 차량의 파워 트레인 구조의 일례를 나타낸다.
도 1을 참조하면, 내연기관 엔진(ICE, 110)과 변속기(150) 사이에 전기모터(또는 구동용 모터, 140)와 엔진클러치(130)를 장착한 병렬형(Parallel Type) 하이브리드 시스템을 채용한 하이브리드 차량의 파워 트레인이 도시된다.
이러한 차량에서는 일반적으로 시동후 운전자가 엑셀레이터를 밟는 경우(즉, 가속 페달 센서 on), 엔진 클러치(130)가 오픈된 상태에서 먼저 배터리의 전력을 이용하여 모터(140)가 구동되고, 모터의 동력이 변속기(150) 및 종감속기(FD: Final Drive, 160)를 거쳐 바퀴가 움직이게 된다(즉, EV 모드) 차량이 서서히 가속되면서 점차 더 큰 구동력이 필요하게 되면, 보조 모터(또는, 시동발전 모터, 20)가 동작하여 엔진(110)을 구동할 수 있다.
그에 따라 엔진(110)과 모터(140)의 회전속도가 동일해 지면 비로소 엔진 클러치(130)가 맞물려 엔진(110)과 모터(140)가 함께 차량를 구동하게 된다.
또한, 변속기(150)는 유단 변속기나 다판클러치, 예컨대 듀얼클러치 변속기(DCT)가 사용될 수 있다. 변속기(150)에서는 엔진(110) 또는 모터(140)와 체결되는 클러치를 포함하고, 변속단을 변경하기 위해 클러치의 해제와 체결을 반복적으로 수행할 수 있다.
다만, EV 모드의 주행에 있어서, 모터의 등파워 구간인 경우에 킥다운 요청이 인가되는 경우 모터의 구동 토크는 감소하는 경향을 보이고, 이를 변속중 RPM 동기화 제어가 지연되거나 응답성 지연 및 G-drop 현상을 야기하는 문제점이 존재하였다.
뿐만 아니라, 최근의 전동화 차량으로서, 변속기를 포함하는 전기 자동차의 경우에도 상기 하이브리드 차량의 변속 응답성 지연등의 문제가 지속적으로 발생하였다.
도 2는 상기와 같이, 모터의 등파워 구간에서 킥다운 요청이 인가된 경우 G drop 및 변속 지연이 발생하는 문제점을 도시하고 있다.
특허문헌1: 대한민국 공개특허 제10-2018-0048120호
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명은 변속후 모터의 구동 토크의 보상을 수행하여 킥다운 변속 이후에도 모터 토크의 저하를 방지하기 위한 전동화 차량의 변속 제어방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 변속전 모터 토크 및 변속 후의 모터 토크를 기반으로 모터 RPM의 변화율을 고려하여 변속시 모터 토크를 보상하는 전동화 차량의 변속 제어방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알 수 있다. 또한 본 발명의 목적들은 특허청구범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있다.
상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 전동화 차량의 변속 제어방법은 다음과 같은 구성을 포함한다.
본 발명의 일 실시예에서 차량의 EV 주행인지 판단하는 단계; EV 주행에서 킥다운 변속이 요구되는지 판단하는 단계; 킥다운 변속이 요구되는 경우 가속선형 제어가 가능한지 판단하는 단계; 가속선형 제어가 가능한 경우, 모터의 토크 보상을 수행하는 단계; 및 상기 보상된 모터 토크를 기반으로 변속기의 변속을 수행하는 단계;를 포함하는 전동화 차량의 변속 제어방법을 제공한다.
또한, 킥다운 변속이 요구되는 경우 가속선형 제어가 가능한지 판단하는 단계에서, 사용자의 가속선형 상시 제어 요청이 입력되었는지 판단하는 단계; 가속선형 상시 제어 요청이 입력된 경우 변속 싱크로 구간인지 여부를 판단하는 단계;를 더 포함하는 전동화 차량의 변속 제어방법을 제공한다.
또한, 킥다운 변속이 요구되는 경우 가속선형 제어가 가능한지 판단하는 단계에서, 사용자의 가속선형 선택 제어 요청이 입력되었는지 판단하는 단계; 가속선형 선택 제어 요청이 입력된 경우 변속 후 모터 작동점이 디레이팅 구간인지 판단하는 단계; 및 변속 후 모터 작동점이 디레이팅 구간인 경우, 변속 싱크로 구간인지 여부를 판단하는 단계;를 더 포함하는 전동화 차량의 변속 제어방법을 제공한다.
또한, 상기 모터의 토크 보상을 수행하는 단계에서, 모터의 디레이팅 토크 및 마진 토크 합에 싱크로율을 곱하여 제어부로부터 수신된 모터의 토크 지령에 더하여 최종 모터의 토크를 산출하는 단계;를 더 포함하는 전동화 차량의 변속 제어방법을 제공한다.
또한, 모터의 디레이팅 토크는 변속 전 모터 토크와 변속 후 모터 토크의 차로 산출되는 전동화 차량의 변속 제어방법을 제공한다.
또한, 싱크로율은 변속시 변속후 목표 RPM과 변속전 구동 RPM의 차이값 대비 현재 모터 RPM과 변속전 구동 RPM의 차이값의 비율로 산출되는 전동화 차량의 변속 제어방법을 제공한다.
또한, 상기 모터의 토크 지령은 상기 제어부에 저장되는 지령인 전동화 차량의 변속 제어방법을 제공한다.
또한, EV 주행모드에서 킥다운 변속이 요구되는지 판단하는 단계에서, 엑셀페달입력량이 제 1기준값 이상인 경우 킥다운 변속이 요구되는 것으로 판단하는 단계;를 더 포함하는 전동화 차량의 변속 제어방법을 제공한다.
본 발명은 앞서 본 실시예와 하기에 설명할 구성과 결합, 사용관계에 의해 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.
본 발명은 변속시 모터 토크의 보상을 수행하여 사용자의 응답성능을 개선하는 효과를 갖는다.
또한, 본 발명은 변속시 실시간으로 모터 RPM을 고려하여 모터 출력 토크의 보상을 수행하는바, 변속시 모터 토크가 변속시 지속적으로 증가하여 가속 선형성을 확보할 수 있는 효과를 갖는다.
도 1은 전동화 차량의 구성도를 도시하고 있다.
도 2는 종래 기술로서, 킥다운 변속시 구동관계의 변화 데이터를 도시하고 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예로서, 전동화 차량의 변속 제어방법을 수행하는 제어부의 구성을 도시하고 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예로서, 전동화 차량의 변속 제어방법을 수행하는 흐름도를 도시하고 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예로서, 전동화 차량의 변속 제어방법의 변속 싱크로 구간을 그래프로 도시하고 있다.
도 6는 본 발명의 일 실시예로서, 전동화 차량의 변속 제어방법에 따른 구동관계 변화를 그래프로 도시하고 있다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면들을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다. 본 발명의 실시 예는 여러 가지 형태로 변형할 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래의 실시 예들로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시 예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다.
또한, 명세서에 기재된 "...부", "...유닛", "...모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
또한, 본 명세서에서 'EV 모드'는 하이브리드 차량의 EV 주행모드 및 플러그인 하이브리드 차량의 EV 주행모드를 포함하는 개념으로 사용될 수 있다.
이하, 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대해 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
본 발명은 전동화 차량의 변속 제어방법에 관한 것으로, 더 바람직하게, 하이브리드 차량의 EV 모드 주행 또는 모터(120) 구동을 수행하여 차량의 출력을 인가하는 주행 방식을 포함하는 전동화 차량의 킥다운 변속시 변속 제어방법에 관한 것이다.
더욱이, 본 발명은 모터(120)의 등파워 구간에서 킥다운 변속 요청이 인가되는 경우 모터(120) 토크의 보상을 수행하도록 제어하는 방법에 관한 것이다.
모터(120)의 등파워 구간은 모터(120)의 RPM의 증가에 따라 모터(120) 토크가 감소하는 영역을 의미하는바, 하기 명세서에서는 디레이팅 구간과 동일한 구간을 의미할 수 있다.
변속 싱크로 구간은 모터(120)의 RPM이 변속전 구동 RPM에서 변속후 목표 RPM을 따라 추종하는 구간으로서, 변속이 일어나는 시점으로부터 모터(120)의 RPM이 변속후 RPM을 따라 지속적으로 증가하는 구간을 의미한다. 더욱이, 싱크로율은 변속후 목표 RPM과 변속전 구동 RPM의 차이값 대비 현재 모터(120) RPM과 변속전 구동 RPM의 차이값의 비율을 의미한다.
따라서, 싱크로율은 변속 싱크로 구간에서 산출되도록 구성되고, 변속이 수행되는 각각의 시점에 따라 실시간으로 산출되도록 구성된다.
도 3은 본 발명의 일 실시예로서, 전동화 차량의 변속 제어방법을 수행하는 제어부의 구성을 도시하고 있다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예로서, EV 주행모드를 포함하는 하이브리드 차량의 제어부를 도시하고 있다.
하이브리드 차량에서 내연기관(110)은 엔진 제어기(210)가 제어하고, 시동발전 모터(120) 및 전기 모터(120)는 모터 제어기(220)(MCU: Motor Control Unit)에 의해 토크가 제어될 수 있으며, 엔진 클러치(130)는 클러치 제어기(230)가 각각 제어할 수 있다. 여기서 엔진 제어기(210)는 엔진 제어 시스템(EMS: Engine Management System)이라도 한다. 또한, 변속기(140)는 변속기 제어기(250)(TCU: Transmission Contol Unit)가 제어하게 된다. 경우에 따라, 시동발전 모터(120)의 제어기와 전기 모터(120) 각각을 위한 제어기가 별도로 구비될 수도 있다.
각 제어기는 그 상위 제어기로서 모드 전환 과정 전반을 제어하는 하이브리드 제어기(240)(HCU: Hybrid Controller Unit, 240) 연결되어, 하이브리드 제어기(240)의 제어에 따라 주행 모드 변경, 기어 변속시 엔진 클러치(130) 제어에 필요한 정보, 및/또는 엔진 정지 제어에 필요한 정보를 하이브리드 제어기(240)에 제공하거나 제어 신호에 따른 동작을 수행할 수 있다.
보다 구체적으로, 하이브리드 제어기(240)는 차량의 운행 상태에 따라 모드 전환 수행 여부를 결정한다. 일례로, 하이브리드 제어기(240)는 엔진 클러치(130)의 해제(Open) 시점을 판단하고, 해제시에 유압(습식 엔진 클러 치인 경우)제어나 토크 용량 제어(건식 엔진 클러치(130)인 경우)를 수행한다. 또한, 하이브리드 제어기(240)는 엔진 클러치(130)의 상태(Lock-up, Slip, Open 등)를 판단하고, 엔진(110)의 연료분사 중단 시점을 제어할 수 있다. 또한, 하이브리드 제어기(240)는 엔진 정지 제어를 위해 시동발전 모터(120)의 토크를 제어하기 위한 토크 지령을 모터 제어기(220)로 전달하여 엔진 회전 에너지 회수를 제어할 수 있다. 아울러, 하이브리드 제어기(240)는 과거 주행 데이터를 학습하고, 현재 주행 데이터를 적용하여 배터리 SOC에 따른 DTE 정보를 계산할 수 있다.
물론, 상술한 제어기간 연결관계 및 각 제어기의 기능/구분은 예시적인 것으로 그 명칭에도 제한되지 아니함은 당업자에 자명하다. 예를 들어, 하이브리드 제어기(240)는 그를 제외한 다른 제어기들 중 어느 하나에서 해당 기능이 대체되어 제공되도록 구현될 수도 있고, 다른 제어기들 중 둘 이상에서 해당 기능이 분산되어 제공될 수 도 있다.
또한, 본 명세서에서 '제어부'는 하이브리드 제어기(240)를 지칭할 수 있으며, 하이브리드 제어기(240)의 하위 제어기를 대상으로 지칭할 수 있다.
이하, 상술한 차량 구성을 바탕으로 본 발명의 일 실시예에 따른 변속 제어 방법을 설명한다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 제어부는 모터(120) 토크의 선형성 제어를 수행하기 이전에 저장된 변속기(140) 단수별 모터(120) RPM 및 모터(120) 토크 수치를 저장하고 있으며, 이를 기반으로 변속기(140)의 변속 전후의 모터(120) 토크 및 RPM을 설정할 수 있다. 더욱이, 하이브리드 찰야의 경우 EV 모드 주행 중 모터(120)의 등파워 구간에서 사용자의 킥다운 요청이 인가되는 경우 모터(120)의 토크 보상을 수행하도록 구성된다.
모터(120)의 토크 보상을 수행하기 위해서 제어부에 저장된 변속 이전의 모터(120) 토크값과 변속 이후의 모터(120) 토크값을 비교하여 디레이팅 토크를 산출하도록 구성된다. 즉, 디레이팅 구간 또는 모터(120) 등파워 구간은 변속전 모터(120) 토크값이 변속후 모터(120) 토크값 보다 큰 구간을 의미한다.
뿐만 아니라, 제어부는 변속전 모터(120)의 구동 RPM과 변속후 모터(120)의 목표 RPM 저장값을 산출하고, 변속시 실시간으로 측정되는 모터(120) RPM과 비교하여 싱크로율을 산출하도록 구성된다. 싱크로율은 변속 싱크로 구간에서 산출되는바, 변속 싱크로 구간은 변속시 모터(120)의 RPM이 목표 RPM을 추종하는 구간을 의미한다. 따라서, 변속 싱크로 구간은 변속이 수행되는 구간으로서 모터(120)의 RPM이 제어되는 구간을 의미한다. 더욱이, 변속시 변속 싱크로 구간에서 인가되는 모터(120)의 RPM의 비를 산정하여 제어부에 설정된 모터(120) 토크의 보상값을 산출하도록 구성된다.
모터(120) 토크 보상을 수행하기 위한 보상값은 모터(120)의 디레이팅 토크 및 마진 토크 합에 싱크로율을 곱하여 제어부로부터 수신된 모터(120)의 토크 지령에 더하여 최종 모터(120)의 토크를 산출하여 수행된다.
디레이팅 토크는 가속선형 제어 이전에 제어부에 저장된 변속 전 모터(120) 토크와 변속 후 모터(120) 토크의 차이로 산출되고, 싱크로율은 변속 싱크로 구간에서 모터(120) RPM의 비로 산출된다.
이하, 도 4에서는 본 발명의 일 실시예로서, 전동화 차량의 변속 제어방법의 흐름도를 도시하고 있다.
최초 차량의 EV 주행모드인지 판단하는 단계를 포함한다(S100). 차량의 구동이 EV 주행 모드의 경우는 모터(120)의 구동력을 이용하여 차량이 주행하는 모드를 의미하는바, 변속시 모터(120)로부터 구동력이 전달되는 조건을 만족하는 경우 모터(120) 토크의 보상 제어를 수행한다.
더욱이, EV 주행모드시 사용자의 킥다운 변속이 요구되는지 판단하는 단계를 포함한다(S200). 엑셀페달입력량이 제 1기준값 이상인 경우 제어부는 사용자의 킥다운 변속 요청이 인가된 것으로 판단한다.
더 바람직하게, 제어부는 엑셀페달센서(APS: Accelerate Pedal Sensor)로 인가되는 입력을 측정하고, 페달에 인가된 입력값이 제 1기준값 이상인 경우 킥다운 변속 요청으로 판단한다.
상기 개시된 조건을 만족하는 경우로, EV 주행모드에서 사용자의 킥다운 변속 요청이 인가된 경우 모터(120) 토크의 가속선형 제어가 가능한지 판단하는 단계를 포함한다(S300).
가속선형 제어를 수행함에서 제어부는 사용자의 가속선형 상시 제어 요청이 입력되었는지 판단하고(S300), 가속선형 상시 제어 요청이 인가되는 경우, 변속 싱크로 구간인지 여부를 판단하는 단계를 포함한다(S600).
즉, 본 발명의 제어부는 가속선형 상시 제어 요청이 인가되는 경우 모터(120) RPM이 제어부에 저장된 변속후의 목표 RPM을 추종하도록 제어가 가능한 경우(싱크로 구간) 최종 모터(120)토크를 보상하도록 구성된다.
이와 상이하게 제어부에 가속선형 선택 제어 요청이 입력되는 경우(S400), 변속시점의 모터(120)가 디레이팅 구간(모터(120) 등파워 구간)인지 판단하며(S500), 모터(120) 디레이팅 구간인 경우, 변속 싱크로 구간인지 여부를 판단하는 단계를 포함한다(S600).
가속선형 선택 제어는 모터(120) 디레이팅 구간에서 모터(120)의 토크 저하를 방지하기 위한 보상 제어를 수행하는 것으로, 변속시 모터(120)의 보상을 수행하는 단계(S700)를 더 포함한다.
다만, 제어부에 가속선형 제어 요청이 설정되지 않았거나, 변속 싱크로 구간이 아닌 경우 또는 가속선형 선택 제어가 설정된 상태에서 모터(120) 디레이팅 구간이 아닌 경우 변속기 제어기(250)로부터 입력된 설정값에 따라 변속기(140)의 변속을 수행하도록 구성된다(S800).
가속선형 선택 제어(S400)가 설정되고 모터(120)가 디레이팅 구간에서의 변속 요청이며(S500) 변속이 싱크로 구간으로 판단되는 경우(S600) 변속시 모터(120)의 보상을 수행하는 단계를 포함한다(S700).
또한, 가속선형 상시 제어(S300)가 인가되고 변속이 싱크로 구간으로 판단되는 경우(S600) 변속시 모터(120)의 보상을 수행하는 단계를 포함한다(S700).
변속시 모터(120)의 보상을 수행하는 단계에서 모터(120)의 디레이팅 토크와 마진 토크 합에 싱크로율을 곱하여 제어부로부터 수신된 모터(120)의 토크 지령에 더하여 가속선형 선택 제어를 통한 최종 모터(120)의 토크를 산출한다(S700).
여기서 모터(120)의 디레이팅 토크는 제어부에 저장된 변속 전 모터(120) 토크와 변속 후 모터(120) 토크의 차로 산출되며, 싱크로율은 변속시 변속후 목표 RPM과 변속전 구동 RPM의 차이값 대비 현재 모터(120) RPM과 변속전 구동 RPM의 차이값의 비율로 산출되도록 구성된다.
이처럼, 제어부에 저장되어 수신된 모터(120)의 토크 지령을 기반으로 디레이팅 토크 및 싱크로율을 고려하여 변속시 인가되는 최종 모터(120)의 토크 지령을 산출하도록 구성된다.
이후 산출된 최종 모터(120)의 토크 지령에 따라 변속을 수행하는 단계(S800)를 포함한다. 변속을 수행하는 단계는 싱크로율이 0에서 1이 인가될 때까지 실시간으로 최종 모터(120)의 토크 지령을 보상하도록 구성된다.
도 5에서는 변속시 싱크로율을 산출하기 위한 그래프를 도시하고 있다.
본 발명의 싱크로율은 변속후 목표 RPM과 변속전 구동 RPM를 기반으로 모터(120) RPM의 비율로 산출되는바, 그래프에 도시된 바와 같이, 변속전 구동 RPM과 변속후 목표 RPM 및 변속을 수행하는 시점의 모터(120) RPM을 도시하고 있다. 즉, 변속 이전에 구동 RPM은 모터(120)의 RPM과 동일하고, 변속이 시작되는 경우 모터(120)의 RPM은 변속후 목표 RPM을 추종하도록 구성된다.
싱크로율은 변속후 목표 RPM과 변속전 구동 RPM의 차이값 대비 현재 모터(120) RPM과 변속전 구동 RPM의 차이값의 비율로 산출되는바, 최초 변속이 시작되는 경우, 모터(120) RPM은 변속전 구동 RPM과 동일하여 싱크로율이 0이 되고, 변속이 완료되는 시점에 모터(120) RPM은 목표 RPM과 실질적으로 동일한 RPM을 갖도록 구성되는바, 싱크로율이 1이 되도록 구성된다.
따라서, 변속이 완료되는 시점에서 모터(120)의 보상을 수행하는 인자로서 싱크로율을 기반으로 선형성이 유지되도록 모터(120)의 변속시점의 토크를 보상할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예로서, 전동화 차량의 변속 제어방법의 실측 데이터를 그래프로 도시하고 있다.
도시된 바와 같이, 모터(120)가 클러치 1(변속전 클러치)과 체결되도록 EV 주행중인 차량의 킥다운 요청이 인가되어 클러치 2(변속후 클러치)와 체결되도록 변속되는 과정을 나타낸다.
클러치 1에서 클러치 2로 모터(120)가 체결되도록 변속되는 과정에서, 모터(120)는 등파워 구간에 해당하는바, 가속선형 제어를 통해 모터(120)에 인가되는 토크가 선형적으로 증가되도록 구성된다.
더욱이, 변속구간에서 모터(120)의 RPM은 클러치 2의 입력축(목표) RPM을 추종하도록 구성되고, 변속이 완료되는 시점에서 모터(120) RPM은 목표 RPM과 실질적으로 동일한 값을 갖는다.
즉, 본 발명의 가속선형 제어를 수행하여 제어부에 저장된 모터(120) 토크지령을 보상하는 경우, 모터(120)는 변속구간에서 선형성을 갖고 상승하도록 구성되어 변속시 토크 저하등의 문제점을 해소함을 나타낸다.
이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내어 설명하는 것이며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 즉 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 기술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 기술한 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 구현하기 위한 최선의 상태를 설명하는 것이며, 본 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
110: 내연기관
120: 모터
130: 엔진 클러치
140: 변속기
210: 엔진 제어기
220: 모터 제어기
230: 클러치 제어기
240: 하이브리드 제어기
250: 변속기 제어기

Claims (8)

  1. 차량의 EV 주행인지 판단하는 단계;
    EV 주행에서 킥다운 변속이 요구되는지 판단하는 단계;
    킥다운 변속이 요구되는 경우 가속선형 제어가 가능한지 판단하는 단계;
    가속선형 제어가 가능한 경우, 모터의 토크 보상을 수행하는 단계; 및
    상기 보상된 모터 토크를 기반으로 변속기의 변속을 수행하는 단계;를 포함하는 전동화 차량의 변속 제어방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    킥다운 변속이 요구되는 경우 가속선형 제어가 가능한지 판단하는 단계에서,
    사용자의 가속선형 상시 제어 요청이 입력되었는지 판단하는 단계;
    가속선형 상시 제어 요청이 입력된 경우 변속 싱크로 구간인지 여부를 판단하는 단계;를 더 포함하는 전동화 차량의 변속 제어방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    킥다운 변속이 요구되는 경우 가속선형 제어가 가능한지 판단하는 단계에서,
    사용자의 가속선형 선택 제어 요청이 입력되었는지 판단하는 단계;
    가속선형 선택 제어 요청이 입력된 경우 변속 후 모터 작동점이 디레이팅 구간인지 판단하는 단계; 및
    변속 후 모터 작동점이 디레이팅 구간인 경우, 변속 싱크로 구간인지 여부를 판단하는 단계;를 더 포함하는 전동화 차량의 변속 제어방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 모터의 토크 보상을 수행하는 단계에서,
    모터의 디레이팅 토크 및 마진 토크 합에 싱크로율을 곱하여 제어부로부터 수신된 모터의 토크 지령에 더하여 최종 모터의 토크를 산출하는 단계;를 더 포함하는 전동화 차량의 변속 제어방법.
  5. 제 4항에 있어서,
    모터의 디레이팅 토크는 변속 전 모터 토크와 변속 후 모터 토크의 차로 산출되는 전동화 차량의 변속 제어방법.
  6. 제 4항에 있어서,
    싱크로율은 변속시 변속후 목표 RPM과 변속전 구동 RPM의 차이값 대비 현재 모터 RPM과 변속전 구동 RPM의 차이값의 비율로 산출되는 전동화 차량의 변속 제어방법.
  7. 제 4항에 있어서,
    상기 모터의 토크 지령은 상기 제어부에 저장되는 지령인 전동화 차량의 변속 제어방법.
  8. 제 1항에 있어서,
    EV 주행모드에서 킥다운 변속이 요구되는지 판단하는 단계에서,
    엑셀페달입력량이 제 1기준값 이상인 경우 킥다운 변속이 요구되는 것으로 판단하는 단계;를 더 포함하는 전동화 차량의 변속 제어방법.
KR1020200166379A 2020-12-02 2020-12-02 전동화 차량의 변속 제어방법 KR20220077960A (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200166379A KR20220077960A (ko) 2020-12-02 2020-12-02 전동화 차량의 변속 제어방법
US17/365,539 US11440419B2 (en) 2020-12-02 2021-07-01 Method of controlling gear shifting in electric vehicle

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200166379A KR20220077960A (ko) 2020-12-02 2020-12-02 전동화 차량의 변속 제어방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20220077960A true KR20220077960A (ko) 2022-06-10

Family

ID=81753125

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200166379A KR20220077960A (ko) 2020-12-02 2020-12-02 전동화 차량의 변속 제어방법

Country Status (2)

Country Link
US (1) US11440419B2 (ko)
KR (1) KR20220077960A (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20230155054A (ko) * 2022-05-02 2023-11-10 현대자동차주식회사 하이브리드 자동차 및 그를 위한 주행 제어 방법

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180048120A (ko) 2016-11-02 2018-05-10 현대자동차주식회사 하이브리드 자동차 및 그를 위한 변속 제어 방법

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20120021093A (ko) * 2010-08-31 2012-03-08 현대자동차주식회사 하이브리드 차량의 변속 제어장치 및 방법
KR102406113B1 (ko) * 2016-12-13 2022-06-07 현대자동차 주식회사 하이브리드 차량용 변속 제어 장치 및 방법
KR102610753B1 (ko) * 2018-12-11 2023-12-08 현대자동차주식회사 하이브리드 차량 제어 장치, 그를 포함한 시스템 및 그 방법
KR20210153799A (ko) * 2020-06-10 2021-12-20 현대자동차주식회사 하이브리드 차량의 변속 및 엔진클러치 접합 제어 방법 및 장치

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180048120A (ko) 2016-11-02 2018-05-10 현대자동차주식회사 하이브리드 자동차 및 그를 위한 변속 제어 방법

Also Published As

Publication number Publication date
US11440419B2 (en) 2022-09-13
US20220169122A1 (en) 2022-06-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10336315B2 (en) Torque modulation in a hybrid vehicle downshift during regenerative braking
KR101776724B1 (ko) 하이브리드 차량의 엔진 클러치 접합점 학습 방법
US6319168B1 (en) Apparatus and method for active transmission synchronization and shifting
US8954215B2 (en) Driveline lash control method during driver tip-in/out
CN107433944B (zh) 在驾驶员踩下踏板/松开踏板期间控制传动系间隙的方法
KR101724913B1 (ko) 듀얼클러치식 하이브리드차량의 변속 제어방법 및 그 제어시스템
US7498757B2 (en) Control device for a hybrid electric vehicle
JP5083638B2 (ja) 制御装置
JP5926197B2 (ja) ハイブリッド車両の制御装置
US9037329B2 (en) Lash zone detection in a hybrid vehicle
KR101491250B1 (ko) 하이브리드 차량의 주행모드 변환 및 변속 제어 방법
US9944269B2 (en) Input torque trim for transmission shift control during regenerative braking
US20140148986A1 (en) Control system and control method for hybrid vehicle
US20080220933A1 (en) Vehicular control apparatus and control system
KR101683516B1 (ko) 하이브리드 차량의 엔진 클러치 전달토크 학습방법 및 그 학습장치
CN106891885B (zh) 控制包括双离合变速器的混合动力电动车辆的装置和方法
US10166967B2 (en) Shifting control method for hybrid vehicle
CN105216788A (zh) 控制具有发动机分离离合器的车辆中的电机的方法
KR101558811B1 (ko) 하이브리드 차량의 회생제동 중 변속 제어 방법
US11161498B2 (en) Control apparatus for vehicle
CN105605209B (zh) 自动变速器的换挡控制方法和利用该方法的换挡控制装置
KR20220077960A (ko) 전동화 차량의 변속 제어방법
KR102370975B1 (ko) 하이브리드 차량용 자동변속기의 변속 제어 방법
US11642957B2 (en) Control unit and method for operating a hybrid drive with a dual clutch transmission
KR102598559B1 (ko) 하이브리드 차량의 파워-오프 다운시프트 제어 방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination