KR20240085345A - Electric vehicle transmission control system and method - Google Patents

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현대자동차주식회사
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Abstract

전기차의 변속기 제어 시스템 및 그 방법이 개시된다.
본 발명의 실시예에 따른, 전기차의 변속기 제어 시스템은, 구동 토크를 발생하는 모터, 상기 모터의 정방향 동력을 전달하는 원웨이 클러치와 구속 관계에 있는 도그 클러치를 이용하여 다단 변속을 수행하는 변속기, 전자식으로 브레이크를 작동하는 EPB(Electronic Parking Brake), 운전자의 가속페달(Accelerator Position Sensor, APS) 신호에 따라 상기 모터의 구동 토크를 제어하는 모터 제어기, 및 상기 APS 값에 기초한 토크 지령에 따라 상기 변속기의 다단 변속을 제어하되 정차 상태에서 도그 클러치 해제 실패 시 상기 EPB를 작동 후 상기 도그 클러치의 슬리브와 기어 치 간에 발생된 응력 추정치를 연산하고 상기 응력 추정치 기반 1차 토크 지령을 상기 모터에 인가하여 정방향 구동으로 응력을 완화시킨 상태에서 상기 슬리브를 복귀시키는 차량 제어기를 포함한다.
A transmission control system and method for an electric vehicle are disclosed.
According to an embodiment of the present invention, a transmission control system for an electric vehicle includes a motor that generates driving torque, a transmission that performs multi-stage shifting using a dog clutch in a binding relationship with a one-way clutch that transmits forward power of the motor, An EPB (Electronic Parking Brake) that operates the brake electronically, a motor controller that controls the driving torque of the motor according to the driver's accelerator pedal (Accelerator Position Sensor, APS) signal, and the transmission according to a torque command based on the APS value Controls multi-stage shifting, but when the dog clutch release fails in a stopped state, the EPB is operated, an estimate of the stress generated between the sleeve and the gear tooth of the dog clutch is calculated, and a primary torque command based on the stress estimate is applied to the motor to drive in the forward direction. It includes a vehicle controller that returns the sleeve in a state in which stress is relieved by driving.

Description

전기차의 변속기 제어 시스템 및 그 방법{ELECTRIC VEHICLE TRANSMISSION CONTROL SYSTEM AND METHOD}Electric vehicle transmission control system and method {ELECTRIC VEHICLE TRANSMISSION CONTROL SYSTEM AND METHOD}

본 발명은 전기차의 변속기 제어 시스템 및 그 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 변속기에 장착된 도그 클러치의 해제 불가시 페일 세이프(Fail safe)를 위한 전기차의 변속기 제어 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a transmission control system and method for an electric vehicle, and more specifically, to a transmission control system and method for an electric vehicle for fail-safe when a dog clutch mounted on a transmission cannot be released.

일반적으로 자동차에 적용되는 변속기 분야에서 클러치는 동력 전달을 스위칭 하기 위해 사용하는 장치이다. 가령 자동변속기의 경우 여러 개의 클러치를 조합하여 시스템을 구현하고, 그 조합된 클러치의 작동 및 해제에 따라 각 기어비에 맞게 동력을 전달하게 된다. 이 때, 각 클러치에 연결된 축들은 변속기 입력속도나 출력속도, 혹은 기어비를 곱한 회전속도로 회전하고 있는 상태이다. 즉, 클러치는 서로 다른 회전속도를 가지거나 같은 회전속도를 가지고 있는 축들에 대하여, 결합 및 해체를 통해 속도 동기, 동력 전달 및 동력 전달 해제를 수행하게 된다. In the field of transmission generally applied to automobiles, a clutch is a device used to switch power transmission. For example, in the case of an automatic transmission, the system is implemented by combining several clutches, and power is transmitted according to each gear ratio according to the operation and release of the combined clutch. At this time, the axes connected to each clutch are rotating at a rotation speed multiplied by the transmission input speed, output speed, or gear ratio. That is, the clutch performs speed synchronization, power transmission, and power transmission release through coupling and disengagement of axes with different rotation speeds or the same rotation speed.

최근 변속기 분야에서는 동력 전달 효율을 향상시키기 위해 도그 클러치(Dog clutch)를 적극적으로 사용하고 있으며, 예컨대, 전기차(Electric Vehicle, xEV)에 적용되는 변속기가 대표적인 사례이다.Recently, in the field of transmission, dog clutches have been actively used to improve power transmission efficiency. For example, transmissions applied to electric vehicles (xEV) are a representative example.

도 8은 종래의 전기차용 변속기에 적용된 도그 클러치와 클러치 해제 불가 상황을 나타낸다.Figure 8 shows a dog clutch applied to a conventional electric vehicle transmission and a situation in which the clutch cannot be released.

도 8(A)를 참조하면, 도그 클러치는 양단의 치 맞물림을 통해 동력을 전달하는 기구로서 허브, 슬리브, 기어 치, 및 슬리브 구동모터와 같이 간단한 구성을 가진다.Referring to Figure 8(A), the dog clutch is a mechanism that transmits power through teeth engagement at both ends and has a simple structure such as a hub, sleeve, gear teeth, and sleeve drive motor.

도그 클러치는 유압을 사용하지 않으며 클러치 양단의 속도 동기를 위한 마찰 요소가 없어 높은 전달 효율을 가지는 장점이 있다. 반면, 유체의 완충작용과 속도 동기 기구가 없으므로 정밀한 제어를 통한 속도 동기 및 슬리브 위치 제어가 필요하다. The dog clutch does not use hydraulic pressure and has the advantage of high transmission efficiency as there is no friction element for speed synchronization at both ends of the clutch. On the other hand, since there is no fluid buffering effect and no speed synchronization mechanism, speed synchronization and sleeve position control through precise control are required.

하지만, 도그 클러치의 정밀한 제어가 수행되지 않을 시 각 치간 완충 없는 접촉으로 충격을 발생할 수 있고 맞물림 방식으로 인해 정방향 동력 전달을 위한 결합 또는 해제 시 걸림감 및 이음을 유발하는 문제점이 있다.However, if precise control of the dog clutch is not performed, shock may occur due to contact without cushioning between each tooth, and there is a problem of causing a feeling of jamming or abnormality when engaging or disengaging for forward power transmission due to the engagement method.

도 8(B)를 참조하면, 종래의 전기차용 변속기 구조로서 원웨이 클러치를 사용하는 변속단에서 회생제동을 사용하기 위한 별도의 구성 요소로 변속기 전달 효율 향상을 위한 도그 클러치를 사용한다. 이는 원웨이 클러치가 정방향 동력 전달 요소로, 도그 클러치가 역방향 전달 요소로 작동하는 구성이다. 그러므로, 원웨이 클러치를 사용하는 변속단에서는 도그 클러치를 미리 예치합 시키거나, 주행 중 치합을 시켜 회생제동을 대비하게 된다.Referring to Figure 8(B), as a conventional transmission structure for an electric vehicle, a dog clutch is used to improve transmission transmission efficiency as a separate component for using regenerative braking in a gear shift using a one-way clutch. This is a configuration in which the one-way clutch operates as a forward power transmission element and the dog clutch operates as a reverse power transmission element. Therefore, in gear shifts using a one-way clutch, the dog clutch is pre-engaged or engaged during driving to prepare for regenerative braking.

하지만, 이 구조의 경우 정방향 동력 전달 상황에서 원웨이 클러치의 백래쉬로 인해 원웨이 클러치와 구속 관계에 있는 도그 클러치 요소에 변위가 발생할 수 있다. 이 경우 도그 클러치는 요소들의 상대 위치에 따라 확률적으로 예치합 상태가 아닌 동력 전달 상태로 바뀌어 요소간 마찰(즉, 기어 치 및 슬리브 치간 접촉)로 인해 도그 클러치의 해제가 불가능해지는 문제가 발생한다. However, in the case of this structure, in a forward power transmission situation, displacement of the dog clutch element in a restraint relationship with the one-way clutch may occur due to backlash of the one-way clutch. In this case, the dog clutch probabilistically changes to a power transmission state rather than a deposited state depending on the relative positions of the elements, causing a problem in which release of the dog clutch becomes impossible due to friction between elements (i.e., contact between gear teeth and sleeve teeth). .

또한, 도그 클러치가 마찰 클러치나 파킹 기능이 통합된 경우, 도그 클러치 해제가 불가능시 통합된 다른 기능도 사용이 불가능해지므로 차량 주행이 불가능해지는 문제점이 있다.In addition, when the dog clutch integrates a friction clutch or parking function, if the dog clutch cannot be released, other integrated functions become unusable, so there is a problem that driving the vehicle becomes impossible.

한편, 이러한 도그 클러치 해제 불가 문제에 대하여, 슬리브 구동모터를 최대 토크로 동작 시켜 슬리브 이동을 시도하는 방법을 고려할 수 있다. 그러나, 이경우 저더(Judder) 현상이 발생하거나 슬리브 구동모터보다 슬리브 및 치간 마찰력이 더 큰 토크한계로 인하여 해제가 불가능한 단점이 있다.Meanwhile, in response to this problem of not being able to release the dog clutch, a method of attempting to move the sleeve by operating the sleeve drive motor at maximum torque can be considered. However, in this case, there is a disadvantage that it cannot be released due to the judder phenomenon occurring or the torque limit where the friction between the sleeve and teeth is greater than that of the sleeve drive motor.

또한, 설계적으로 치의 형상을 변형, 치의 개수 조정, 그리고 도그 클러치 변위에 관련된 부품간의 연결 관계를 배제하는 방식을 고려할 수 있다. 하지만 이 방식의 경우 설계 요소 및 NVH(Noise, Vibration, Harshness) 성능 간의 교호작용, 그리고 패키징 제한으로 인해 적용이 크게 제한되는 단점이 있다.In addition, in terms of design, methods of modifying the shape of the teeth, adjusting the number of teeth, and excluding the connection relationship between parts related to dog clutch displacement can be considered. However, this method has the disadvantage of greatly limiting its application due to the interaction between design elements and NVH (Noise, Vibration, Harshness) performance, and packaging limitations.

이 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.The matters described in this background art section have been prepared to enhance understanding of the background of the invention, and may include matters that are not prior art already known to those skilled in the art in the field to which this technology belongs.

본 발명의 실시예는 전기차의 변속기에 적용된 원웨이 클러치의 백래쉬에 의한 변위로 도그 클러치의 해제 불가 현상이 발생한 경우 페일 세이프(Fail Safe) 제어를 통해 도그 클러치를 해제하는 전기차의 변속기 제어 시스템 및 그 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.An embodiment of the present invention is a transmission control system for an electric vehicle that releases the dog clutch through Fail Safe control when the dog clutch cannot be released due to displacement due to backlash of a one-way clutch applied to the transmission of an electric vehicle, and the transmission control system for the electric vehicle. The purpose is to provide a method.

본 발명의 또다른 목적은 도그 클러치의 해제 불가 빈도를 누적하여 노후도를 관리하여 운전자에게 경고 및 차량 차량 안전 모드로 진입하여 예방 정비를 유도하는 전기차의 변속기 제어 시스템 및 그 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. Another object of the present invention is to provide a transmission control system and method for an electric vehicle that manages the degree of deterioration by accumulating the frequency of dog clutch disengagement, warns the driver, and enters the vehicle safety mode to induce preventive maintenance. Do this.

본 발명의 일 측면에 따르면, 전기차의 변속기 제어 시스템은, 구동 토크를 발생하는 모터; 상기 모터의 정방향 동력을 전달하는 원웨이 클러치와 구속 관계에 있는 도그 클러치를 이용하여 다단 변속을 수행하는 변속기; 전자식으로 브레이크를 작동하는 EPB(Electronic Parking Brake); 운전자의 가속페달(Accelerator Position Sensor, APS) 신호에 따라 상기 모터의 구동 토크를 제어하는 모터 제어기; 및 상기 APS 값에 기초한 토크 지령에 따라 상기 변속기의 다단 변속을 제어하되 정차 상태에서 도그 클러치 해제 실패 시 상기 EPB를 작동 후 상기 도그 클러치의 슬리브와 기어 치 간에 발생된 응력 추정치를 연산하고, 상기 응력 추정치 기반 1차 토크 지령을 상기 모터에 인가하여 정방향 구동으로 응력을 완화시킨 상태에서 상기 슬리브를 복귀시키는 1차 페일 세이프 제어를 수행하는 차량 제어기;를 포함한다.According to one aspect of the present invention, a transmission control system for an electric vehicle includes a motor that generates driving torque; a transmission that performs multi-stage shifting using a dog clutch in a restrained relationship with a one-way clutch that transmits forward power of the motor; EPB (Electronic Parking Brake), which operates the brakes electronically; A motor controller that controls the driving torque of the motor according to the driver's accelerator pedal (Accelerator Position Sensor, APS) signal; and controlling multi-stage shifting of the transmission according to a torque command based on the APS value, but calculating an estimate of the stress generated between the sleeve and gear teeth of the dog clutch after operating the EPB when the dog clutch is failed to be released in a stopped state, and the stress It includes a vehicle controller that applies a first torque command based on an estimate to the motor and performs a first fail-safe control to return the sleeve in a state in which stress is relieved by forward driving.

또한, 상기 변속기는, 상기 모터로부터 동력을 입력 받는 입력축(IN); 상기 입력축(IN)과 평행하게 설치되고 다단 변속 기어를 통해 동력을 전달하는 출력축(OUT); 및 상기 출력축(OUT)과 평행하게 설치되고 종단 기어를 통해 전달되는 동력을 구동륜으로 전달하는 구동축;을 포함하며, 상기 다단 변속기어는 상기 입력축(IN)과 출력축(OUT)의 길이방향을 따라 서로 외접하도록 설치된 1단 기어와 2단 기어를 포함할 수 있다.In addition, the transmission includes an input shaft (IN) that receives power from the motor; An output shaft (OUT) installed parallel to the input shaft (IN) and transmitting power through a multi-stage transmission gear; and a drive shaft installed parallel to the output shaft (OUT) and transmitting power transmitted through a terminal gear to a drive wheel, wherein the multi-stage transmission gear is external to each other along the longitudinal direction of the input shaft (IN) and the output shaft (OUT). It may include a first gear and a second gear installed to do so.

또한, 상기 도그 클러치는, 상기 슬리브를 상기 기어 치와 결합하여 상기 원웨이 클러치와 함께 정방향 동력을 전달하고, 회생제동을 위해 상기 결합을 해제 후 허브 측으로 복귀하여 역방향 동력을 전달할 수 있다.In addition, the dog clutch may transmit forward power together with the one-way clutch by coupling the sleeve with the gear teeth, and return to the hub side after releasing the coupling for regenerative braking to transmit reverse power.

또한, 상기 차량 제어기는, 상기 응력 추정치 계산을 위하여 직전에 상기 도그 클러치의 결합 제어를 수행하는 동안 상기 모터에서 발생한 정방향 토크 값을 수집하여 메모리에 저장할 수 있다.Additionally, in order to calculate the stress estimate, the vehicle controller may collect the forward torque value generated by the motor while immediately performing engagement control of the dog clutch and store it in a memory.

또한, 상기 차량 제어기는, 슬리브 액추에이터의 단품 토크 성능, 차량의 경사 상태, 정지 가속도에 대한 보상 팩터(Factor)를 상기 정방향 토크 값에 곱하고 클러치 요소의 변형을 판단하기 위한 고장 진단 보상치를 더하여 상기 응력 추정치를 산출할 수 있다. In addition, the vehicle controller multiplies the forward torque value by a compensation factor for the individual torque performance of the sleeve actuator, the inclination state of the vehicle, and the stationary acceleration, and adds a fault diagnosis compensation value for determining deformation of the clutch element to determine the stress. Estimates can be calculated.

또한, 상기 차량 제어기는, 상기 1차 페일 세이프 제어를 통한 클러치 해제에 실패하면, 정방향 최대 토크 기반의 제2 토크 지령을 상기 모터에 인가하여 2차 페일 세이프 제어를 수행할 수 있다.Additionally, if the clutch release through the first fail-safe control fails, the vehicle controller may perform the second fail-safe control by applying a second torque command based on the maximum forward torque to the motor.

또한, 상기 2차 페일 세이프 제어를 통한 클러치 해제에 실패하면, 상기 EPB 작동을 유지한 상태에서 표시 장치를 통해 클러치 부품의 고장 경고를 표시하고 변속단 고정 및 모터 토크 발생을 제한할 수 있다.In addition, if the clutch release through the secondary fail-safe control fails, a failure warning of the clutch component may be displayed through a display device while the EPB operation is maintained, and shift gear fixation and motor torque generation may be limited.

또한, 상기 차량 제어기는, 상기 제1 페일 세이프 제어를 통한 클러치 해제에 실패하면, 해제 실패 횟수를 1만큼 증가시켜 비휘발성 메모리에 누적 저장하고 누적된 해제 실패 횟수가 설정 기준치를 초과하면 클러치 부품의 점검을 경고 및 모터 토크 출력량을 제한할 수 있다.In addition, when the vehicle controller fails to release the clutch through the first fail-safe control, the number of release failures is increased by 1 and cumulatively stored in the non-volatile memory, and if the accumulated number of release failures exceeds the set reference value, Inspection warnings and motor torque output can be limited.

한편, 본 발명의 일 측면에 따른, 모터의 정방향 동력을 전달하는 원웨이 클러치와 구속 관계에 있는 도그 클러치를 포함하여 다단 변속을 수행하는 전기차의 변속기 제어 방법은, 정차 상태에서 도그 클러치의 해제에 실패 시 1차 페일 세이프 제어를 개시하고 EPB를 통한 브레이크를 작동하는 단계; 상기 도그 클러치의 슬리브와 기어 치 간에 발생된 응력 추정치를 연산하는 단계; 상기 응력 추정치 기반 1차 토크 지령을 모터에 인가하여 정방향 구동으로 응력을 완화시킨 상태에서 상기 슬리브 해제를 시도하는 단계; 및 상기 1차 페일 세이프 제어를 통한 클러치 해제에 실패하면, 상기 1차 토크 지령보다 강화된 정방향 최대 토크 기반의 2차 토크 지령을 인가하여 슬리브 해제를 시도하는 2차 페일 세이프 제어를 수행하는 단계;를 포함한다.Meanwhile, according to one aspect of the present invention, a transmission control method for an electric vehicle that performs multi-stage shifting including a dog clutch in a restrained relationship with a one-way clutch that transmits forward power of the motor includes disengaging the dog clutch in a stopped state. In case of failure, initiating primary fail-safe control and applying the brake via EPB; calculating an estimate of stress generated between the sleeve and gear teeth of the dog clutch; Attempting to release the sleeve while relieving stress through forward driving by applying the primary torque command based on the stress estimate to the motor; and if the clutch release through the first fail-safe control fails, performing a second fail-safe control of attempting to release the sleeve by applying a second torque command based on a forward maximum torque that is stronger than the first torque command. Includes.

또한, 상기 응력 추정치를 연산하는 단계는, 메모리에서 직전에 상기 도그 클러치의 결합 제어를 수행하는 동안 저장된 정방향 토크 값을 추출는 단계; 및 슬리브 액추에이터의 단품 토크 성능, 차량의 경사 상태, 정지 가속도에 대한 보상 팩터를 상기 정방향 토크 값에 곱한 후 클러치 요소의 변형을 판단하기 위한 고장 진단 보상치를 더하여 상기 응력 추정치를 연산하는 단계;를 포함한다..In addition, calculating the stress estimate may include extracting from a memory a forward torque value stored while performing engagement control of the dog clutch immediately before; And calculating the stress estimate by multiplying the forward torque value by a compensation factor for the individual torque performance of the sleeve actuator, the inclination state of the vehicle, and the stationary acceleration, and then adding a fault diagnosis compensation value for determining deformation of the clutch element. do..

또한, 상기 슬리브 해제를 시도하는 단계는, 상기 슬리브 해제 중 운전자에 의한 APS 신호나 시스템에 설정에 의해 크립 토크가 입력되는지 모니터링하는 단계; 및 상기 APS 신호 혹은 크립 토크가 입력되면 상기 EPB를 통한 브레이크 작동을 해제하고 상기 1차 페일 세이프 시도를 취소하는 단계;를 포함할 수 있다.In addition, the step of attempting to release the sleeve may include monitoring whether a creep torque is input by an APS signal by the driver or by setting to the system while releasing the sleeve; and when the APS signal or creep torque is input, releasing the brake operation through the EPB and canceling the first fail-safe attempt.

또한, 상기 1차 페일 세이프 제어를 통한 클러치 해제에 실패하면, 해제 실패 횟수를 1만큼 증가시켜 비휘발성 메모리에 누적 저장하는 단계를 포함할 수 있다.In addition, if the clutch release through the first fail-safe control fails, the step of increasing the number of release failures by 1 and accumulatively storing it in the non-volatile memory.

또한, 상기 메모리에 누적된 해제 실패 횟수가 설정 기준치를 초과하면 클러치 부품의 점검을 경고 및 모터 토크 출력량을 제한하는 단계를 포함할 수 있다.In addition, when the number of release failures accumulated in the memory exceeds a set standard value, the method may include warning inspection of clutch components and limiting the amount of motor torque output.

또한, 상기 2차 페일 세이프 제어를 완료한 결과 2차 해제에 실패한 것을 확인하면 상기 EPB의 브레이크 작동을 유지한 상태에서, 표시 장치를 통해 클러치 부품의 고장 경고를 표시하고, 모터 토크 발생을 제한하는 차량 안전 모드로 진입하는 단계를 포함할 수 있다.In addition, when it is confirmed that the secondary release has failed as a result of completing the secondary fail-safe control, a failure warning of the clutch component is displayed through a display device while maintaining the brake operation of the EPB, and the motor torque generation is limited. It may include entering a vehicle safety mode.

본 발명의 실시예에 따르면, 변속기에 적용된 원웨이 클러치의 백래쉬에 의한 변위로 도그 클러치의 해제 불가 시 페일 세이프 제어를 통해 해제 가능하도록 제어함으로써 부품 파손 및 주행 불가능 현상을 해결할 수 있는 효과가 있다.According to an embodiment of the present invention, when the dog clutch cannot be released due to displacement due to backlash of the one-way clutch applied to the transmission, it is controlled to be released through fail-safe control, which has the effect of solving the phenomenon of component damage and impossibility of driving.

또한, 도그 클러치의 해제 불가 횟수와 빈도를 누적하여 부품의 노후 정도와 고장을 예측하여 운전자에게 경고 및 안전한 주행을 유도함으로써 구동계 고장에 의한 사고를 예방할 수 있는 효과가 있다.In addition, by accumulating the number and frequency of dog clutch failures to be released, the degree of deterioration and failure of parts is predicted, thereby warning drivers and inducing safe driving, which has the effect of preventing accidents due to drive system failure.

또한, 별도의 하드웨어(H/W) 추가나 변경 없이 클러치 정렬 제어를 수행하는 소프트웨어(S/W)를 통해 도그 클러치 해제 불가 현상을 개선함으로써 추가 비용 없이 전기차에 원웨이 클러치와 도그 클러치가 구속 관계로 장착된 변속기를 적극적으로 적용할 수 있는 효과가 있다.In addition, by improving the phenomenon of dog clutch release inability through software (S/W) that performs clutch alignment control without adding or changing separate hardware (H/W), one-way clutch and dog clutch can be locked in electric vehicles without additional cost. There is an effect of being able to actively apply the installed transmission.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전기차의 변속기 제어 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸다.
도 2는 본 발명이 실시예에 따른 변속기에 적용된 원웨이 클러치와 도그 클러치의 요소간 연결 및 구속 관계를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 변속기에 적용된 도그 클러치의 결합 상태를 나타낸다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 원웨이 클러치의 백래쉬로 인한 도그 클러치 해제 불가 현상을 나타낸다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 도그 클러치 해제를 위한 페일 세이프 제어 상태와 제어맵을 나타낸다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 전기차의 변속기 제어 방법을 개략적으로 나타낸 흐름도이다.
Figure 1 schematically shows the configuration of a transmission control system for an electric vehicle according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 shows the connection and restraint relationship between elements of a one-way clutch and a dog clutch applied to a transmission according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 shows an engaged state of a dog clutch applied to a transmission according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 shows a phenomenon in which the dog clutch cannot be released due to backlash of the one-way clutch according to an embodiment of the present invention.
Figure 5 shows a fail-safe control state and control map for dog clutch release according to an embodiment of the present invention.
6 and 7 are flowcharts schematically showing a transmission control method for an electric vehicle according to an embodiment of the present invention.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. Below, with reference to the attached drawings, embodiments of the present invention will be described in detail so that those skilled in the art can easily implement the present invention.

여기에서 사용되는 용어는 오직 특정 실시예들을 설명하기 위한 목적이고, 본 발명을 제한하는 것으로 의도되지 않는다. 여기에서 사용되는 바와 같이, 단수 형태들은, 문맥상 명시적으로 달리 표시되지 않는 한, 복수 형태들을 또한 포함하는 것으로 의도된다. "포함하다" 및/또는 "포함하는"이라는 용어는, 본 명세서에서 사용되는 경우, 언급된 특징들, 정수들, 단계들, 작동들, 구성 요소들 및/또는 컴포넌트들의 존재를 특정하지만, 다른 특징들, 정수들, 단계들, 작동들, 구성 요소들, 컴포넌트들 및/또는 이들의 그룹들 중 하나 이상의 존재 또는 추가를 배제하지는 않음을 또한 이해될 것이다. 여기에서 사용되는 바와 같이, 용어 "및/또는"은, 연관되어 나열된 항목들 중 임의의 하나 또는 모든 조합들을 포함한다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to limit the invention. As used herein, singular forms are intended to also include plural forms, unless the context clearly indicates otherwise. The terms “comprise” and/or “comprising”, when used herein, specify the presence of stated features, integers, steps, operations, elements and/or components, but do not include other It will also be understood that this does not exclude the presence or addition of one or more of features, integers, steps, operations, elements, components and/or groups thereof. As used herein, the term “and/or” includes any one or all combinations of the associated listed items.

명세서 전체에서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다.Throughout the specification, terms such as first, second, A, B, (a), (b), etc. may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. These terms are only used to distinguish the component from other components, and the nature, sequence, or order of the component is not limited by the term.

명세서 전체에서, 차량 혹은 자동차는 전기차(Xev)를 의미한다.Throughout the specification, vehicle or automobile refers to an electric vehicle (Xev).

명세서 전체에서, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 '연결된다'거나 '접속된다'고 언급되는 때에는, 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성 요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 '직접 연결된다'거나 '직접 접속된다'고 언급되는 때에는, 중간에 다른 구성 요소가 존재하지 아니하는 것으로 이해되어야 할 것이다.Throughout the specification, when a component is referred to as being 'connected' or 'connected' to another component, it may be directly connected or connected to the other component, but other components may exist in the middle. It must be understood that it may be possible. On the other hand, when a component is said to be 'directly connected' or 'directly connected' to another component, it should be understood that there are no other components in between.

명세서 전체에서, 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. Throughout the specification, the terminology used is for the purpose of describing specific embodiments only and is not intended to limit the invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise.

추가적으로, 아래의 방법들 또는 이들의 양상들 중 하나 이상은 적어도 하나 이상의 제어기에 의해 실행될 수 있음이 이해된다. "제어기"라는 용어는 메모리 및 프로세서를 포함하는 하드웨어 장치를 지칭할 수 있다. 메모리는 프로그램 명령들을 저장하도록 구성되고, 프로세서는 아래에서 더욱 자세히 설명되는 하나 이상의 프로세스들을 수행하기 위해 프로그램 명령들을 실행하도록 특별히 프로그래밍 된다. 제어기는, 여기에서 기재된 바와 같이, 유닛들, 모듈들, 부품들, 장치들, 또는 이와 유사한 것의 작동을 제어할 수 있다. 또한, 아래의 방법들은, 당업자에 의해 인식되는 바와 같이, 하나 이상의 다른 컴포넌트들과 함께 제어기를 포함하는 장치에 의해 실행될 수 있음이 이해된다. Additionally, it is understood that one or more of the methods or aspects thereof below may be implemented by at least one or more controllers. The term “controller” may refer to a hardware device that includes memory and a processor. The memory is configured to store program instructions, and the processor is specifically programmed to execute the program instructions to perform one or more processes described in more detail below. A controller may control the operation of units, modules, components, devices, or the like, as described herein. It is also understood that the methods below can be performed by an apparatus that includes a controller along with one or more other components, as will be appreciated by those skilled in the art.

이제 본 발명의 실시예에 따른 전기차의 변속기 제어 시스템 및 그 방법에 대하여 도면을 참조로 하여 상세하게 설명한다.Now, the transmission control system and method for an electric vehicle according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전기차의 변속기 제어 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸다.Figure 1 schematically shows the configuration of a transmission control system for an electric vehicle according to an embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명이 실시예에 따른 변속기에 적용된 원웨이 클러치와 도그 클러치의 요소간 연결 및 구속 관계를 나타낸다.Figure 2 shows the connection and restraint relationship between elements of a one-way clutch and a dog clutch applied to a transmission according to an embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 변속기에 적용된 도그 클러치의 결합 상태를 나타낸다.Figure 3 shows an engaged state of a dog clutch applied to a transmission according to an embodiment of the present invention.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 전기차(xEV)의 변속기 제어 시스템(100)은 운전자의 주행 의도에 따른 각종 센서로부터 운전정보를 검출하는 운전정보 검출기(110), 차량의 구동 토크를 발생하는 모터(120), 원웨이 클러치(131), 도그 클러치(132) 및 마찰 클러치(133)를 이용하여 다단 변속을 수행하는 변속기(130), 변속기 출력측 속도를 측정하는 속도 센서(135), 상기 운전정보로 수집된 가속페달 센서(Accelerator Position Sensor, APS) 신호에 따라 상기 모터(120)의 구동 토크를 제어하는 모터 제어기(Motor Control Unit, MCU)(140), 및 상기 APS 값에 기초한 토크 지령에 따라 상기 변속기(130)의 다단 변속을 제어하는 차량 제어기(150)를 포함한다. 여기에, 차량 제어기(150)의 페일 세이프(Fail Safe) 제어를 위해 연계되어 브레이크(Brake, BK)를 작동하는 전자식 파킹 브레이크(Electronic Parking Brake, EPB)(160) 및 변속기(130)의 제어상태에 따른 경고를 표시하는 표시 장치(170)를 더 포함할 수 있다. 표시 장치(170)는 차량내 클러스터이거나 네비게이션(AVN)으로 구성된다.1 to 3, the transmission control system 100 of an electric vehicle (xEV) according to an embodiment of the present invention includes a driving information detector 110 that detects driving information from various sensors according to the driver's driving intention, and a vehicle A motor 120 that generates a driving torque, a transmission 130 that performs multi-stage shifting using a one-way clutch 131, a dog clutch 132, and a friction clutch 133, and a speed sensor that measures the speed of the transmission output side. (135), a motor controller (Motor Control Unit, MCU) 140 that controls the driving torque of the motor 120 according to the accelerator pedal sensor (Accelerator Position Sensor, APS) signal collected as the driving information, and the APS It includes a vehicle controller 150 that controls multi-stage shifting of the transmission 130 according to a torque command based on the value. Here, the control status of the electronic parking brake (EPB) 160 and the transmission 130 that operate the brake (BK) in conjunction with the vehicle controller 150 for fail-safe control. It may further include a display device 170 that displays a warning according to. The display device 170 is an in-vehicle cluster or is configured as a navigation (AVN) system.

운전정보 검출기(110)는 차량의 운행에 따른 다양한 센서와 제어기로부터 변속기 제어에 필요한 운전정보를 검출하여 모터 제어기(140) 및/또는 차량 제어기(150)로 전달한다. 예컨대, 운전정보 검출기(110)는 전기차의 운행에 따른 차속, APS 신호, 브레이크 페달 센서(Brake pedal Sensor, BPS) 신호, 모터 토크, 휠속도, 변속단, 차량 경사 상태, 정지 가속도 중 적어도 하나를 포함하는 운전정보를 검출할 수 있다. 또한, 운전정보 검출기(110)는 속도 센서(135)에서 측정된 변속기 출력측 속도를 실시간으로 수집하여 차량 제어기(150)로 전달할 수 있다.The driving information detector 110 detects driving information necessary for transmission control from various sensors and controllers according to the operation of the vehicle and transmits it to the motor controller 140 and/or the vehicle controller 150. For example, the driving information detector 110 detects at least one of vehicle speed, APS signal, brake pedal sensor (BPS) signal, motor torque, wheel speed, shift gear, vehicle inclination state, and stationary acceleration according to the operation of the electric vehicle. The driving information included can be detected. Additionally, the driving information detector 110 can collect the transmission output side speed measured by the speed sensor 135 in real time and transmit it to the vehicle controller 150.

모터(120)는 전기차의 구동을 위한 구동 토크를 발생한다.The motor 120 generates driving torque for driving the electric vehicle.

변속기(130)는 전기차용 다단 변속 기어(G)와 이의 동적 전달을 위한 이기종 클러치(131, 132, 133)를 포함한다.The transmission 130 includes a multi-stage transmission gear (G) for an electric vehicle and heterogeneous clutches 131, 132, and 133 for dynamic transmission thereof.

속도 센서(135)는 변속기(130)의 출력측 회전속도(RPM)를 감지하고 그 신호를 발생한다.The speed sensor 135 detects the rotational speed (RPM) of the output side of the transmission 130 and generates a signal.

차량 제어기(Vehicle Control Unit, VCU)(150)는 변속기 제어 기능을 포함하여 차량의 전반적인 동작을 제어하는 컴퓨팅 시스템으로, 그 제어를 위한 적어도 하나의 프로그램과 데이터를 비휘발성 메모리(151)에 저장한다. 다만, 이에 한정되지 않고 차량 제어기(150)는 통상의 변속기 제어를 위한(Transmission Control Unit, TCU)으로 구현 가능하다.The vehicle control unit (VCU) 150 is a computing system that controls the overall operation of the vehicle, including the transmission control function, and stores at least one program and data for the control in the non-volatile memory 151. . However, the vehicle controller 150 is not limited to this and can be implemented as a normal transmission control unit (TCU).

차량 제어기(150)는 실시간으로 수집된 운전정보를 토대로 운전자의 APS 값, 차량 정차 상태 및 주행 조건을 고려한 토크 지령을 모터 제어기(140)로 전송한다. The vehicle controller 150 transmits a torque command considering the driver's APS value, vehicle stop state, and driving conditions to the motor controller 140 based on driving information collected in real time.

모터 제어기(140)는 차량 제어기(150)로부터 수신된 토크 지령에 따라 모터(120)를 구동한다. The motor controller 140 drives the motor 120 according to the torque command received from the vehicle controller 150.

모터 제어기(140)는 모터 토크 상승 제어 및 모터 토크 회생 제어를 수행하고 이에 따른 실제 모터 토크 및 실제 속도 정보를 차량 제어기(150)로 전송할 수 있다.The motor controller 140 may perform motor torque increase control and motor torque regeneration control and transmit the resulting actual motor torque and actual speed information to the vehicle controller 150.

차량 제어기(150)는 모터 토크 및 실제 속도 정보를 고려하여 변속기(130)와 이에 적용된 이기종 클러치들(131, 132, 133)의 동작을 제어한다. 이 때, 차량 제어기(150)는 도그 클러치(132)의 작동을 위해 슬리브 액추에이터(134)에 전류 지령을 인가하여 슬리브(1322)의 이동 위치를 제어할 수 있다.The vehicle controller 150 controls the operation of the transmission 130 and the heterogeneous clutches 131, 132, and 133 applied thereto in consideration of motor torque and actual speed information. At this time, the vehicle controller 150 may control the moving position of the sleeve 1322 by applying a current command to the sleeve actuator 134 to operate the dog clutch 132.

변속기(130)는 모터(120)로부터 동력을 입력 받는 입력축(IN), 상기 입력축(IN)과 평행하게 설치되고 다단 변속 기어(G)를 통해 동력을 전달하는 출력축(OUT), 상기 출력축(OUT)과 평행하게 설치되고 종단 기어(G3)를 통해 전달되는 동력을 구동륜(W)으로 전달하는 구동축(DA)을 포함한다.The transmission 130 includes an input shaft (IN) that receives power from the motor 120, an output shaft (OUT) installed parallel to the input shaft (IN) and transmitting power through a multi-stage transmission gear (G), and an output shaft (OUT) ) and includes a drive shaft (DA) that is installed in parallel and transmits power transmitted through the terminal gear (G3) to the drive wheel (W).

여기서, 상기 다단 변속기어(G)는 입력축(IN)과 출력축(OUT)의 길이방향을 따라 서로 외접하도록 설치된 1단 기어(G1)와 2단 기어(G2)를 포함한다. Here, the multi-stage transmission gear (G) includes a first-stage gear (G1) and a second-stage gear (G2) installed to circumscribe each other along the longitudinal direction of the input shaft (IN) and the output shaft (OUT).

또한, 상기 구동축(DA)은 출력축(OUT)과 서로 외접하도록 설치된 종단 기어(G3)를 통해 전달된 동력을 디퍼렌셜(D)을 통해 양측의 구동륜(W)으로 전달할 수 있다. 상기 구동륜(W)은 전기차의 전륜 및 후륜 중 적어도 하나일 수 있다.In addition, the drive shaft (DA) can transmit the power transmitted through the output shaft (OUT) and the terminal gear (G3) installed to circumscribe each other to the drive wheels (W) on both sides through the differential (D). The driving wheel W may be at least one of the front and rear wheels of an electric vehicle.

변속기(130)는 출력축(OUT)의 1단 기어(G1)에 적용되어 정방향 동력 전달 요소로 작동하는 원웨이 클러치(131)와 상기 원웨이 클러치(131)의 후단에 연결되어 역방향 동력 전달 요소로 작동하는 도그 클러치(132)를 포함한다. The transmission 130 is applied to the first gear (G1) of the output shaft (OUT) and has a one-way clutch 131 that operates as a forward power transmission element and is connected to the rear end of the one-way clutch 131 as a reverse power transmission element. Includes an operating dog clutch 132.

또한, 변속기(130)는 출력축(OUT)의 2단 기어(G2)에 적용되어 기구적인 슬립을 통해 양단의 속도 동기와 변속 충격을 예방하는 마찰 클러치(133)를 포함한다. In addition, the transmission 130 includes a friction clutch 133 that is applied to the second gear G2 of the output shaft OUT and synchronizes the speed of both ends and prevents shift shock through mechanical slip.

마찰 클러치(133)는 건식 혹은 습식 마찰재를 이용하여 구성될 수 있다. The friction clutch 133 may be constructed using dry or wet friction material.

도그 클러치(132)는 출력축(OUT)에 연결된 허브(1321)와 1단 기어(G1)의 원웨이 클러치(131)와 연결된 기어 치(1323), 상기 허브(1321)와 기어 치(1323) 사이를 선형으로 이동하여 선택적으로 결합하는 슬리브(1322)를 포함한다.The dog clutch 132 is connected to a hub 1321 connected to the output shaft OUT and a gear tooth 1323 connected to the one-way clutch 131 of the first gear G1, between the hub 1321 and the gear tooth 1323. It includes a sleeve 1322 that moves linearly and selectively couples.

슬리브(1322)는 전동식으로 동작하는 슬리브 액추에이터(134)에 의해 이동한다. 상기 슬리브 액추에이터(134)는 적용된 제품에 따라 설정된 단품 토크 성능을 갖는다.The sleeve 1322 is moved by an electrically operated sleeve actuator 134. The sleeve actuator 134 has individual torque performance set according to the applied product.

차량 제어기(150)는 도그 클러치(132)의 작동을 위해 슬리브 액추에이터(134)에 전류 지령을 인가하여 슬리브(1322)의 이동 위치를 제어할 수 있다.The vehicle controller 150 may control the moving position of the sleeve 1322 by applying a current command to the sleeve actuator 134 to operate the dog clutch 132.

예컨대, 차량 제어기(150)는 슬리브 액추에이터(134)를 통해 슬리브(1322)를 수평으로 이동시켜 결합, 해제, 및 예치합 상태로 제어할 수 있다.For example, the vehicle controller 150 may move the sleeve 1322 horizontally through the sleeve actuator 134 to control the engaging, disengaging, and depositing states.

가령, 도 3과 같이, 슬리브(1322)는 기어 치(1323)로 이동하여 결합하고 모터(120)와 원웨이 클러치(131)를 통해 입력된 정방향 동력을 구동축(DA)으로 전달한다. For example, as shown in Figure 3, the sleeve 1322 moves and engages the gear tooth 1323 and transmits the forward power input through the motor 120 and the one-way clutch 131 to the drive shaft (DA).

즉, 도그 클러치(132)는 상기 슬리브(1322)를 기어 치(1323)와 결합하여 원웨이 클러치(131)와 함께 정방향 동력을 전달한다. 이를 도그 클러치 결합상태라 할 수 있다.That is, the dog clutch 132 combines the sleeve 1322 with the gear teeth 1323 and transmits forward power together with the one-way clutch 131. This can be referred to as a dog clutch engagement state.

또한, 슬리브(1322)는 도그 클러치(132)를 결합한 상태에서 회생제동을 위해 결합을 해제하고 허브(1321) 측으로 복귀하여 역방향 동력을 전달한다. 이를 클러치 해제라고 할 수 있다.In addition, the sleeve 1322 is released for regenerative braking while the dog clutch 132 is engaged and returns to the hub 1321 to transmit reverse power. This can be called clutch release.

한편, 전기차는 정차 중 매뉴얼 변속 모드(예; 에코, 노멀, 스포츠) 및 주행 모드의 변환 상태에서 도그 클러치(132) 해제가 필요하다. 예컨대, 전기차의 변속기(130)에서 2단 기어(G2) 만을 사용하는 에코(ECO) 모드가 활성화된 경우 도그 클러치(132)를 해제해야 한다.Meanwhile, in an electric vehicle, the dog clutch 132 needs to be released while in a manual shift mode (e.g., eco, normal, sport) and driving mode while stopped. For example, when the ECO mode using only the second gear (G2) is activated in the transmission 130 of an electric vehicle, the dog clutch 132 must be released.

또한, 정차 시 도그 클러치(132) 및 파킹기구 통합형 액추에이터를 사용하는 경우 주행(D) 또는 후진(R) 단에서 파킹(P) 또는 중립(N) 단으로의 전환 시 도그 클러치(132)를 해제해야 한다.In addition, when using the dog clutch 132 and an actuator integrated with the parking mechanism when stopping, the dog clutch 132 must be released when switching from the drive (D) or reverse (R) stage to the parking (P) or neutral (N) stage. Should be.

하지만, 앞서 발명의 배경이 되는 기술에서 언급한 것과 같이, 원웨이 클러치(131)와 도그 클러치(132)를 사용한 변속기(130) 구조에서는 원웨이 클러치(131)의 백래쉬로 인한 도그 클러치(132) 해제 불가 현상이 발생할 수 있다.However, as previously mentioned in the background technology of the invention, in the transmission 130 structure using the one-way clutch 131 and the dog clutch 132, the dog clutch 132 due to backlash of the one-way clutch 131 Unable to release may occur.

예컨대, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 원웨이 클러치의 백래쉬로 인한 도그 클러치 해제 불가 현상을 나타낸다.For example, Figure 4 shows a phenomenon in which the dog clutch cannot be released due to backlash of the one-way clutch according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 도그 클러치(132)에 연결된 원웨이 클러치(131)로부터 정방향 토크가 인가되면, 원웨이 클러치(131)의 백래쉬(Back Lash)에 의한 변위가 발생하고 이로 인한 도그 클러치(132)의 슬리브(1322)와 기어 치(1323) 간 위상 차이가 발생한다. 다만, 이 경우라도 도그 클러치(132)의 결합을 수행하여 정방향 동력을 전달할 수 있으나 정차 시 상기 원웨이 클러치(131)에 의한 백래쉬 변위가 복원되면서 도그 클러치(132)의 슬리브(1322)와 기어 치(1323) 간 위상 차이에 따라 응력이 발생하여 도그 클러치(132)의 해제가 불가능한 상황이 발생한다. 이 때, 변위가 없는 상태에서 드그 클러치(132)는 슬리브(1322)가 기어 치(1323)의 응력에 의한 마찰로 인해 고정되어 이동하지 못하고 슬리브 해제에 실패하게 된다.Referring to FIG. 4, when forward torque is applied from the one-way clutch 131 connected to the dog clutch 132, displacement due to backlash of the one-way clutch 131 occurs, which causes the dog clutch 132 ) A phase difference occurs between the sleeve 1322 and the gear teeth 1323. However, even in this case, forward power can be transmitted by engaging the dog clutch 132, but when the car stops, the backlash displacement caused by the one-way clutch 131 is restored and the sleeve 1322 and gear teeth of the dog clutch 132 are Stress is generated according to the phase difference between (1323), resulting in a situation in which it is impossible to release the dog clutch (132). At this time, in a state where there is no displacement, the drag clutch 132 fails to release the sleeve 1322 because the sleeve 1322 is fixed and cannot move due to friction caused by the stress of the gear teeth 1323.

이에, 차량 제어기(150)는 상기 슬리브 해제에 실패 시 도그 클러치(132)의 슬리브(1322)와 기어 치(1323) 간에 발생된 응력 추정치를 연산하고, 상기 응력 추정치에 상응하는 토크 지령을 모터(120)에 인가하여 정방향 구동으로 응력을 완화시킨 상태에서 슬리브(1322)를 복귀(이동)시키는 페일 세이프(Fail Safe) 제어를 통해 도그 클러치(132)를 해제하는 것을 특징으로 한다. Accordingly, when the sleeve release fails, the vehicle controller 150 calculates an estimate of the stress generated between the sleeve 1322 and the gear tooth 1323 of the dog clutch 132, and sends a torque command corresponding to the stress estimate to the motor ( 120), the dog clutch 132 is released through fail safe control, which returns (moves) the sleeve 1322 while the stress is relieved by forward drive.

여기서, 차량 제어기(150)는 상기 응력 추정치 계산을 위하여 직전에 도그 클러치(1321)의 결합 제어를 수행하는 동안 모터(120)에서 발생한 정방향 토크 값을 수집하여 메모리(151)에 저장한다. Here, in order to calculate the stress estimate, the vehicle controller 150 collects the forward torque value generated by the motor 120 while immediately performing engagement control of the dog clutch 1321 and stores it in the memory 151.

그리고, 차량 제어기(150)는 슬리브 액추에이터(134)의 단품 토크 성능, 차량의 경사 상태, 정지 가속도에 대한 보상 팩터(Factor)를 상기 정방향 토크 값에 곱하고 클러치 요소(예; 슬리브 치, 기어 치)의 변형을 판단하기 위한 고장 진단 보상치를 더하여 상기 응력 추정치를 산출할 수 있다.Then, the vehicle controller 150 multiplies the forward torque value by a compensation factor for the individual torque performance of the sleeve actuator 134, the inclination state of the vehicle, and the stationary acceleration, and calculates the clutch element (e.g., sleeve tooth, gear tooth) The stress estimate can be calculated by adding the fault diagnosis compensation value to determine the deformation.

차량 제어기(150)는 상기 응력 추정치에 상응하는 토크 지령을 모터 제어기(140)를 통해 인가할 수 있고, 슬리브 액추에이터(134)를 통해 상기 슬리브(1322)의 복귀 이동을 제어할 수 있다.The vehicle controller 150 may apply a torque command corresponding to the stress estimate through the motor controller 140 and control the return movement of the sleeve 1322 through the sleeve actuator 134.

또한, 차량 제어기(150)는 슬리브 해제에 실패 시 도그 클러치 해제 기능 실패 횟수를 메모리(151)에 누적하여 노후도를 관리하고, 상기 페일 세이프 제어를 통해서도 해제가 불가할 때 고장 이벤트로 한정하여 운전자에게 경고 및 모터 토크 출력량 제한을 수행하는 안전 주행 모드로 진입한다. In addition, when the sleeve release fails, the vehicle controller 150 manages the degree of deterioration by accumulating the number of dog clutch release function failures in the memory 151, and when release is not possible even through the fail-safe control, it is limited to a failure event and the driver Enters a safe driving mode that provides warnings and limits motor torque output.

이를 통해, 변속기 부품의 고장 이벤트 상황에서 운전자의 안전한 주행 제어와 신속한 예방 정비를 유도할 수 있다. Through this, it is possible to induce safe driving control and prompt preventive maintenance by the driver in the event of a transmission component failure.

이러한 차량 제어기(150)는 설정된 프로그램에 의하여 동작하는 하나 이상의 프로세서로 구현될 수 있으며, 상기 설정된 프로그램은 본 발명의 실시예에 따른 도그 클러치 해제를 위한 전기차의 변속기 제어 방법의 각 단계를 수행하도록 프로그래밍 된 것일 수 있다. This vehicle controller 150 may be implemented with one or more processors that operate according to a set program, and the set program is programmed to perform each step of the transmission control method of an electric vehicle for releasing the dog clutch according to an embodiment of the present invention. It may have happened.

이러한 전기차의 변속기 제어 방법은 아래의 도면을 참조하여 더욱 구체적으로 설명하기로 한다.This method of controlling the transmission of an electric vehicle will be described in more detail with reference to the drawings below.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 도그 클러치 해제를 위한 페일 세이프 제어 상태와 그 제어 조건을 나타낸다. Figure 5 shows a fail-safe control state and control conditions for dog clutch release according to an embodiment of the present invention.

도 6 및 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 전기차의 변속기 제어 방법을 개략적으로 나타낸 흐름도이다.6 and 7 are flowcharts schematically showing a transmission control method for an electric vehicle according to an embodiment of the present invention.

도 5 내지 도 7을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 차량 제어기(150)는 운전정보 검출기(110)로부터 변속기 제어에 필요한 실시간 운전정보를 수집한다(S1). Referring to Figures 5 to 7, the vehicle controller 150 according to an embodiment of the present invention collects real-time driving information required for transmission control from the driving information detector 110 (S1).

차량 제어기(150)는 차량의 운행 상황에 따라 차속, APS 신호, BPS 신호, 모터 토크, 휠속도, 변속단, 차량 경사 상태, 정지 가속도 중 적어도 하나를 포함하는 운전정보를 지속적으로 수집할 수 있다.The vehicle controller 150 can continuously collect driving information including at least one of vehicle speed, APS signal, BPS signal, motor torque, wheel speed, shift gear, vehicle inclination state, and stationary acceleration depending on the vehicle's driving situation. .

차량 제어기(150)는 운전정보에 따른 차량의 정차상태에서 도그 클러치(132) 해제를 위한 슬리브 액추에이터(134)를 작동한다(S2).The vehicle controller 150 operates the sleeve actuator 134 to release the dog clutch 132 when the vehicle is stopped according to driving information (S2).

이 때, 차량 제어기(150)는 정상적으로 도그 클러치(132) 해제에 성공하면(S3; 예), 페일 세이프 로직을 종료하되, 정차상태에서 확률적으로 도그 클러치(132) 해제에 실패하면(S3; 아니오), 본 발명이 실시예에 따른 페일 세이프(Fail Safe) 제어를 시도한다(S4).At this time, the vehicle controller 150 terminates the fail-safe logic if it succeeds in releasing the dog clutch 132 normally (S3; example), but if it stochastically fails to release the dog clutch 132 in a stopped state (S3; No), the present invention attempts fail safe control according to the embodiment (S4).

이하, 본 발명의 실시예에 따른 페일 세이프 제어는 차량 제어기(150)에서 도그 클러치 해제를 시도하는 차수와 성공 여부에 따라서 1차 페일 세이프 시도와 이의 해제 실패시 강화된 응력의 2차 페일 세이프 시도로 나누어 설명하도록 한다.Hereinafter, the fail-safe control according to the embodiment of the present invention includes a first fail-safe attempt and a second fail-safe attempt with increased stress when the release fails, depending on the number and success of the vehicle controller 150 attempting to release the dog clutch. Let's explain it by dividing it into parts.

먼저, 1차 페일 세이프 시도 방법에 대하여 설명한다.First, the first fail-safe attempt method will be described.

차량 제어기(150)는 차량의 정차상태에서 정방향 토크 발생에 의한 발진을 방지하기 위하여 EPB(160)를 통한 브레이크(BK)를 작동한다(S5).The vehicle controller 150 operates the brake BK through the EPB 160 to prevent oscillation due to forward torque when the vehicle is stopped (S5).

차량 제어기(150)는 도그 클러치(132)의 슬리브(1322)와 기어 치(1323) 간에 발생된 응력 추정치를 연산한다(S6). 여기서, 차량 제어기(150)는 메모리(151)에서 직전에 도그 클러치(1321)의 결합 제어를 수행하는 동안 저장된 정방향 토크 값을 추출하고, 슬리브 액추에이터(134)의 단품 토크 성능, 차량의 경사 상태, 정지 가속도에 대한 보상 팩터(Factor)를 상기 정방향 토크 값에 곱한 후 클러치 요소(예; 슬리브 치, 기어 치)의 변형을 판단하기 위한 고장 진단 보상치를 더하여 산출할 수 있다.The vehicle controller 150 calculates an estimate of the stress generated between the sleeve 1322 and the gear tooth 1323 of the dog clutch 132 (S6). Here, the vehicle controller 150 extracts from the memory 151 the forward torque value stored while performing engagement control of the dog clutch 1321 immediately before, and determines the individual torque performance of the sleeve actuator 134, the inclination state of the vehicle, It can be calculated by multiplying the forward torque value by a compensation factor for stationary acceleration and then adding a fault diagnosis compensation value for determining deformation of clutch elements (e.g. sleeve teeth, gear teeth).

차량 제어기(150)는 상기 응력 추정치 기반 1차 토크 지령을 모터(120)에 인가하여 정방향 구동으로 응력을 완화시킨 상태에서 슬리브(1322) 해제를 시도하는 1차 페일 세이프 제어를 수행한다(S7).The vehicle controller 150 applies the first torque command based on the stress estimate to the motor 120 and performs the first fail-safe control to attempt to release the sleeve 1322 while relieving the stress by driving in the forward direction (S7). .

차량 제어기(150)는 상기 슬리브(1322) 해제 중 운전자에 의한 APS 신호나 시스템에 설정에 의해 크립 토크가 입력되는지 모니터링하고(S8), 이 때, APS 신호 혹은 크립 토크가 입력되면(S8; 예), EPB(160)를 통한 브레이크(BK) 작동을 해제하고(S9), 1차 페일 세이프 시도를 취소한다.The vehicle controller 150 monitors whether an APS signal by the driver or a creep torque is input by the system setting while releasing the sleeve 1322 (S8). At this time, if the APS signal or creep torque is input (S8; e.g. ), release the brake (BK) operation through the EPB (160) (S9), and cancel the first fail-safe attempt.

반면, 차량 제어기(150)는 APS 신호 혹은 크립 토크가 입력없이(S8; 아니오), 상기 1차 페일 세이프 제어 시도를 완료하고(S10), 그 결과를 확인하여(S12), 1차 해제에 성공한 것을 확인하면(S11; 예), 해당 로직을 종료한다.On the other hand, the vehicle controller 150 completes the first fail-safe control attempt (S10) without inputting the APS signal or creep torque (S8; No), checks the result (S12), and succeeds in the first release. If it is confirmed (S11; example), the logic is terminated.

다만, 상기 1차 페일 세이프 제어 시도 결과 도그 클러치(132) 해제에 실패한 것을 확인한 경우(S11; 아니오), 해제 실패 횟수를 1만큼 증가시켜 비휘발성 메모리(151)에 누적 저장한다(S12). 상기 해제 실패 횟수의 초기값 0이고 시동 오프(Off) 시에도 휘발되지 않고 누적되며, 그 누적 횟수나 빈도에 따라 클러치 요소의 변형이나 노후 정도를 예측할 수 있다.However, if it is confirmed that the release of the dog clutch 132 failed as a result of the first fail-safe control attempt (S11; No), the number of release failures is increased by 1 and accumulated and stored in the non-volatile memory 151 (S12). The initial value of the number of release failures is 0, and it accumulates without volatilizing even when the engine is turned off, and the degree of deformation or aging of the clutch element can be predicted depending on the accumulated number or frequency.

그리고, 차량 제어기(150)는 2차 페일 세이프 제어를 개시하되(S13), 상기 응력 추정치 기반 1차 토크 지령보다 강화된 정방향 최대 토크 기반의 2차 토크 지령을 인가하여 슬리브 해제를 시도한다(S14). Then, the vehicle controller 150 initiates secondary fail-safe control (S13) and attempts to release the sleeve by applying a secondary torque command based on the forward maximum torque, which is stronger than the primary torque command based on the stress estimate (S14). ).

한편, 이상의 설명에 있어서, 상기 1차 페일 세이프 제어와 2차 페일 세이프 제어를 수행할 경우 일반적인 부품 상황에서는 도그 클러치(132) 해제가 가능하다. 하지만, 상기 2차 페일 세이프 제어의 방법으로도 클러치 해제가 불가능한 경우 도그 클러치 또는 이와 연결된 회전체 부품의 파손 혹은 영구변형이 원인이므로 부품 교체전까지 제어로 해제가 불가능하고 사고위험이 크므로 차량 제어기(150)는 안전 주행 모드를 지원한다.Meanwhile, in the above description, when performing the first fail-safe control and the second fail-safe control, the dog clutch 132 can be released in a general component situation. However, if the clutch cannot be released even with the above secondary fail-safe control method, it is caused by damage or permanent deformation of the dog clutch or the rotating body parts connected to it, so it cannot be released by control until the parts are replaced, and the risk of an accident is high, so the vehicle controller ( 150) supports safe driving mode.

예컨대, 차량 제어기(150)는 상기 슬리브(1322) 해제 중 APS 신호가 입력되거나(S15; 예), 2차 페일 세이프 제어 시도를 완료한 결과 2차 해제에 성공한 것을 확인하면(S17; 예), EPB(160)의 브레이크(BK) 작동을 해제하고(S18), 메모리(151)에 누적된 해제 실패 횟수와 설정 기준치를 비교한다(S19).For example, if the vehicle controller 150 receives an APS signal while releasing the sleeve 1322 (S15; example) or confirms that the secondary release is successful as a result of completing the secondary fail-safe control attempt (S17; example), The brake (BK) operation of the EPB 160 is released (S18), and the number of release failures accumulated in the memory 151 is compared with the set reference value (S19).

이 때, 차량 제어기(150)는 누적된 해제 실패 횟수가 설정 기준치를 초과하지 않으면(S19; 아니오), 로직을 종료하지만, 상기 누적된 해제 실패 횟수가 설정 기준치를 초과하면(S19; 예), 표시 장치(170)를 통해 클러치 부품의 점검 경고를 표시하고, 모터 토크 출력량을 제한하는 차량 안전 모드로 진입한다(S20).At this time, the vehicle controller 150 terminates the logic if the accumulated number of release failures does not exceed the set reference value (S19; No), but if the accumulated number of release failures exceeds the set reference value (S19; Yes), An inspection warning for clutch components is displayed through the display device 170, and a vehicle safety mode that limits the motor torque output is entered (S20).

또한, 차량 제어기(150)는 상기 2차 페일 세이프 제어를 완료한 결과 2차 해제에 실패한 것을 확인하면(S17; 아니오), EPB(160) 브레이크(BK)를 작동을 유지한 상태에서(S21), 표시 장치(170)를 통해 클러치 부품의 고장 경고를 표시하고, 모터 토크 발생을 제한하는 차량 안전 모드로 진입한다(S22). 즉, 도그 클러치 해제 실패 횟수가 빈번하게 발생하는 경우 클러치 부품의 점검을 경고 및 차량 안전 모드를 통해 예방 점검을 유도하여 구동계통의 큰 고장으로 이어지는 것을 방지하고, 도그 클러치 해제가 불가능한 이벤트 상황에서는 클러치 부품 고장을 경고 및 즉시 차량 운전을 제한함으로써 차량 고장으로 인한 사고를 예방할 수 있다.In addition, when the vehicle controller 150 confirms that the secondary release has failed as a result of completing the secondary fail-safe control (S17; No), the vehicle controller 150 maintains the operation of the EPB 160 brake (BK) (S21) , a failure warning of clutch components is displayed through the display device 170, and a vehicle safety mode that limits motor torque generation is entered (S22). In other words, when the number of dog clutch release failures occurs frequently, preventive inspection of clutch parts is encouraged through a warning and vehicle safety mode to prevent major failures in the drive system, and in event situations where dog clutch release is impossible, the clutch Accidents due to vehicle failure can be prevented by warning of component failure and immediately restricting vehicle operation.

이와 같이, 본 발명의 실시예에 따르면, 변속기에 적용된 원웨이 클러치의 백래쉬에 의한 변위로 도그 클러치의 해제 불가 시 페일 세이프 제어를 통해 해제 가능하도록 제어함으로써 부품 파손 및 주행 불가능 현상을 해결할 수 있는 효과가 있다.As such, according to an embodiment of the present invention, when the dog clutch cannot be released due to displacement due to backlash of the one-way clutch applied to the transmission, it is controlled to be released through fail-safe control, thereby solving the phenomenon of component damage and driving impossibility. There is.

또한, 도그 클러치의 해제 불가 횟수와 빈도를 누적하여 부품의 노후 정도와 고장을 예측하여 운전자에게 경고 및 안전한 주행을 유도함으로써 구동계 고장에 의한 사고를 예방할 수 있는 효과가 있다.In addition, by accumulating the number and frequency of dog clutch failures to be released, the degree of deterioration and failure of parts is predicted, thereby warning drivers and inducing safe driving, which has the effect of preventing accidents due to drive system failure.

또한, 별도의 하드웨어(H/W) 추가나 변경 없이 클러치 정렬 제어를 수행하는 소프트웨어(S/W)를 통해 도그 클러치 해제 불가 현상을 개선함으로써 추가 비용 없이 전기차에 원웨이 클러치와 도그 클러치가 구속 관계로 장착된 변속기를 적극적으로 적용할 수 있는 효과가 있다.In addition, by improving the phenomenon of dog clutch release inability through software (S/W) that performs clutch alignment control without adding or changing separate hardware (H/W), one-way clutch and dog clutch can be locked in electric vehicles without additional cost. There is an effect of being able to actively apply the installed transmission.

본 발명의 실시예는 이상에서 설명한 장치 및/또는 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하기 위한 프로그램, 그 프로그램이 기록된 기록 매체 등을 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.The embodiments of the present invention are not implemented only through the devices and/or methods described above, but can be implemented through programs for realizing functions corresponding to the configuration of the embodiments of the present invention, recording media on which the programs are recorded, etc. This implementation can be easily implemented by an expert in the technical field to which the present invention belongs based on the description of the embodiments described above.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements made by those skilled in the art using the basic concept of the present invention defined in the following claims are also possible. It falls within the scope of rights.

100: 변속기 제어 시스템
110: 운전정보 검출기
120: 모터
130: 변속기
131: 원웨이 클러치
132: 도그 클러치
1321: 허브
1322: 슬리브
1323: 기어 치
133: 마찰 클러치
134: 슬리브 액추에이터
135: 속도 센서
140: 모터 제어기(MCU)
150: 차량 제어기(VCU/TCU)
151: 메모리
160: EPB
170: 표시 장치
100: Transmission control system
110: Driving information detector
120: motor
130: transmission
131: One-way clutch
132: Dog clutch
1321: hub
1322: sleeve
1323: gear teeth
133: friction clutch
134: sleeve actuator
135: speed sensor
140: Motor controller (MCU)
150: Vehicle controller (VCU/TCU)
151: memory
160:EPB
170: display device

Claims (14)

구동 토크를 발생하는 모터;
상기 모터의 정방향 동력을 전달하는 원웨이 클러치와 구속 관계에 있는 도그 클러치를 이용하여 다단 변속을 수행하는 변속기;
전자식으로 브레이크를 작동하는 EPB(Electronic Parking Brake);
운전자의 가속페달(Accelerator Position Sensor, APS) 신호에 따라 상기 모터의 구동 토크를 제어하는 모터 제어기; 및
상기 APS 값에 기초한 토크 지령에 따라 상기 변속기의 다단 변속을 제어하되 정차 상태에서 도그 클러치 해제 실패 시 상기 EPB를 작동 후 상기 도그 클러치의 슬리브와 기어 치 간에 발생된 응력 추정치를 연산하고, 상기 응력 추정치 기반 1차 토크 지령을 상기 모터에 인가하여 정방향 구동으로 응력을 완화시킨 상태에서 상기 슬리브를 복귀시키는 1차 페일 세이프 제어를 수행하는 차량 제어기;
를 포함하는 전기차의 변속기 제어 시스템.
A motor that generates driving torque;
a transmission that performs multi-stage shifting using a dog clutch in a restrained relationship with a one-way clutch that transmits forward power of the motor;
EPB (Electronic Parking Brake), which operates the brakes electronically;
A motor controller that controls the driving torque of the motor according to the driver's accelerator pedal (Accelerator Position Sensor, APS) signal; and
Controls multi-stage shifting of the transmission according to a torque command based on the APS value, but calculates an estimate of the stress generated between the sleeve and gear teeth of the dog clutch after operating the EPB when the dog clutch fails to be released in a stopped state, and calculates the estimate of the stress a vehicle controller that performs first fail-safe control to return the sleeve in a state of relieving stress through forward drive by applying a base first torque command to the motor;
A transmission control system for an electric vehicle including.
제1항에 있어서,
상기 변속기는,
상기 모터로부터 동력을 입력 받는 입력축(IN);
상기 입력축(IN)과 평행하게 설치되고 다단 변속 기어를 통해 동력을 전달하는 출력축(OUT); 및
상기 출력축(OUT)과 평행하게 설치되고 종단 기어를 통해 전달되는 동력을 구동륜으로 전달하는 구동축;을 포함하며,
상기 다단 변속기어는 상기 입력축(IN)과 출력축(OUT)의 길이방향을 따라 서로 외접하도록 설치된 1단 기어와 2단 기어를 포함하는 전기차의 변속기 제어 시스템.
According to paragraph 1,
The transmission is,
An input shaft (IN) that receives power from the motor;
An output shaft (OUT) installed parallel to the input shaft (IN) and transmitting power through a multi-stage transmission gear; and
It includes a drive shaft installed parallel to the output shaft (OUT) and transmitting power transmitted through the terminal gear to the drive wheel,
The multi-stage transmission gear is a transmission control system for an electric vehicle including a first gear and a second gear installed to circumscribe each other along the longitudinal direction of the input shaft (IN) and the output shaft (OUT).
제2항에 있어서,
상기 도그 클러치는,
상기 슬리브를 상기 기어 치와 결합하여 상기 원웨이 클러치와 함께 정방향 동력을 전달하고, 회생제동을 위해 상기 결합을 해제 후 허브 측으로 복귀하여 역방향 동력을 전달하는 전기차의 변속기 제어 시스템.
According to paragraph 2,
The dog clutch is,
A transmission control system for an electric vehicle that combines the sleeve with the gear teeth to transmit forward power with the one-way clutch, releases the coupling for regenerative braking, and returns to the hub to transmit reverse power.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 차량 제어기는,
상기 응력 추정치 계산을 위하여 직전에 상기 도그 클러치의 결합 제어를 수행하는 동안 상기 모터에서 발생한 정방향 토크 값을 수집하여 메모리에 저장하는 전기차의 변속기 제어 시스템.
According to any one of claims 1 to 3,
The vehicle controller,
A transmission control system for an electric vehicle that collects the forward torque value generated by the motor during immediately preceding engagement control of the dog clutch and stores it in a memory to calculate the stress estimate.
제4항에 있어서,
상기 차량 제어기는,
슬리브 액추에이터의 단품 토크 성능, 차량의 경사 상태, 정지 가속도에 대한 보상 팩터(Factor)를 상기 정방향 토크 값에 곱하고 클러치 요소의 변형을 판단하기 위한 고장 진단 보상치를 더하여 상기 응력 추정치를 산출하는 전기차의 변속기 제어 시스템.
According to paragraph 4,
The vehicle controller,
An electric vehicle transmission that calculates the stress estimate by multiplying the forward torque value by a compensation factor for the individual torque performance of the sleeve actuator, the vehicle's inclination state, and stationary acceleration, and adding a fault diagnosis compensation value to determine deformation of the clutch element. control system.
제1항에 있어서,
상기 차량 제어기는,
상기 1차 페일 세이프 제어를 통한 클러치 해제에 실패하면, 정방향 최대 토크 기반의 제2 토크 지령을 상기 모터에 인가하여 2차 페일 세이프 제어를 수행하는 전기차의 변속기 제어 시스템.
According to paragraph 1,
The vehicle controller,
A transmission control system for an electric vehicle that performs secondary fail-safe control by applying a second torque command based on forward maximum torque to the motor when disengaging the clutch through the first fail-safe control fails.
제6항에 있어서,
상기 2차 페일 세이프 제어를 통한 클러치 해제에 실패하면, 상기 EPB 작동을 유지한 상태에서 표시 장치를 통해 클러치 부품의 고장 경고를 표시하고 변속단 고정 및 모터 토크 발생을 제한하는 전기차의 변속기 제어 시스템.
According to clause 6,
A transmission control system for an electric vehicle that, when disengaging the clutch through the secondary fail-safe control fails, displays a warning of failure of clutch components through a display device while maintaining operation of the EPB and limits shift gear fixation and motor torque generation.
제1항에 있어서,
상기 차량 제어기는,
상기 제1 페일 세이프 제어를 통한 클러치 해제에 실패하면, 해제 실패 횟수를 1만큼 증가시켜 비휘발성 메모리에 누적 저장하고 누적된 해제 실패 횟수가 설정 기준치를 초과하면 클러치 부품의 점검을 경고 및 모터 토크 출력량을 제한하는 전기차의 변속기 제어 시스템.
According to paragraph 1,
The vehicle controller,
If the clutch release through the first fail-safe control fails, the number of release failures is increased by 1 and accumulated and stored in the non-volatile memory. If the accumulated number of release failures exceeds the set standard value, a warning is issued to inspect the clutch parts and the motor torque output amount is increased. An electric vehicle transmission control system that limits
모터의 정방향 동력을 전달하는 원웨이 클러치와 구속 관계에 있는 도그 클러치를 포함하여 다단 변속을 수행하는 전기차의 변속기 제어 방법에 있어서,
정차 상태에서 도그 클러치의 해제에 실패 시 1차 페일 세이프 제어를 개시하고 EPB를 통한 브레이크를 작동하는 단계;
상기 도그 클러치의 슬리브와 기어 치 간에 발생된 응력 추정치를 연산하는 단계;
상기 응력 추정치 기반 1차 토크 지령을 모터에 인가하여 정방향 구동으로 응력을 완화시킨 상태에서 상기 슬리브 해제를 시도하는 단계; 및
상기 1차 페일 세이프 제어를 통한 클러치 해제에 실패하면, 상기 1차 토크 지령보다 강화된 정방향 최대 토크 기반의 2차 토크 지령을 인가하여 슬리브 해제를 시도하는 2차 페일 세이프 제어를 수행하는 단계;
를 포함하는 전기차의 변속기 제어 방법.
A transmission control method for an electric vehicle that performs multi-stage shifting including a one-way clutch that transmits forward power of the motor and a dog clutch in a restrained relationship,
Initiating primary fail-safe control and operating the brake through EPB when the dog clutch fails to be released in a stopped state;
calculating an estimate of stress generated between the sleeve and gear teeth of the dog clutch;
Attempting to release the sleeve while relieving stress through forward driving by applying the primary torque command based on the stress estimate to the motor; and
If the clutch release through the first fail-safe control fails, performing a second fail-safe control of attempting to release the sleeve by applying a second torque command based on a forward maximum torque that is stronger than the first torque command;
A transmission control method for an electric vehicle comprising a.
제9항에 있어서,
상기 응력 추정치를 연산하는 단계는,
메모리에서 직전에 상기 도그 클러치의 결합 제어를 수행하는 동안 저장된 정방향 토크 값을 추출는 단계; 및
슬리브 액추에이터의 단품 토크 성능, 차량의 경사 상태, 정지 가속도에 대한 보상 팩터를 상기 정방향 토크 값에 곱한 후 클러치 요소의 변형을 판단하기 위한 고장 진단 보상치를 더하여 상기 응력 추정치를 연산하는 단계;
를 포함하는 전기차의 변속기 제어 방법.
According to clause 9,
The step of calculating the stress estimate is,
extracting from a memory a forward torque value stored while immediately performing engagement control of the dog clutch; and
calculating the stress estimate by multiplying the forward torque value by a compensation factor for the individual torque performance of the sleeve actuator, the inclination state of the vehicle, and the stationary acceleration, and then adding a fault diagnosis compensation value for determining deformation of the clutch element;
A transmission control method for an electric vehicle comprising a.
제9항에 있어서,
상기 슬리브 해제를 시도하는 단계는,
상기 슬리브 해제 중 운전자에 의한 APS 신호나 시스템에 설정에 의해 크립 토크가 입력되는지 모니터링하는 단계; 및
상기 APS 신호 혹은 크립 토크가 입력되면 상기 EPB를 통한 브레이크 작동을 해제하고 상기 1차 페일 세이프 시도를 취소하는 단계;
를 포함하는 전기차의 변속기 제어 방법.
According to clause 9,
The step of attempting to release the sleeve is,
Monitoring whether creep torque is input by an APS signal by the driver or by setting to the system while releasing the sleeve; and
When the APS signal or creep torque is input, releasing the brake operation through the EPB and canceling the first fail-safe attempt;
A transmission control method for an electric vehicle comprising a.
제9항에 있어서,
상기 1차 페일 세이프 제어를 통한 클러치 해제에 실패하면, 해제 실패 횟수를 1만큼 증가시켜 비휘발성 메모리에 누적 저장하는 단계를 포함하는 전기차의 변속기 제어 방법.
According to clause 9,
If the clutch release through the first fail-safe control fails, increasing the number of release failures by 1 and cumulatively storing the release failure count in a non-volatile memory.
제12항에 있어서,
상기 메모리에 누적된 해제 실패 횟수가 설정 기준치를 초과하면 클러치 부품의 점검을 경고 및 모터 토크 출력량을 제한하는 단계를 포함하는 전기차의 변속기 제어 방법.
According to clause 12,
A transmission control method for an electric vehicle, including a warning for inspection of clutch components and limiting the amount of motor torque output when the number of release failures accumulated in the memory exceeds a set standard value.
제9항에 있어서,
상기 2차 페일 세이프 제어를 완료한 결과 2차 해제에 실패한 것을 확인하면 상기 EPB의 브레이크 작동을 유지한 상태에서, 표시 장치를 통해 클러치 부품의 고장 경고를 표시하고, 모터 토크 발생을 제한하는 차량 안전 모드로 진입하는 전기차의 변속기 제어 방법.
According to clause 9,
When it is confirmed that the secondary release has failed as a result of completing the secondary fail-safe control, a vehicle safety system that displays a failure warning of the clutch component through a display device and limits the generation of motor torque while maintaining the brake operation of the EPB How to control the transmission of an electric vehicle entering mode.
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