[논문]변속기 및 모터 손실을 고려한 TMED Type DCT PHEV의 CS 모드 주행 시 변속맵 개발

전성배; 배경국; 위준범; 남궁철; 구창기; 이지석; 황성호; 김현수

doi:10.7467/ksae.2017.25.3.367

변속기 및 모터 손실을 고려한 TMED Type DCT PHEV의 CS 모드 주행 시 변속맵 개발
Development of Shift Map for TMED Type DCT PHEV in Charge Sustaining Mode considering Transmission and Motor Losses 원문보기

한국자동차공학회논문집 = Transactions of the Korean Society of Automotive Engineers, v.25 no.3, 2017년, pp.367 - 373

전성배 (성균관대학교 기계공학부) , 배경국 (성균관대학교 기계공학부) , 위준범 (성균관대학교 기계공학부) , 남궁철 (서진 오토모티브 기술연구소) , 구창기 (서진 오토모티브 기술연구소) , 이지석 (서진 오토모티브 기술연구소) , 황성호 (성균관대학교 기계공학부) , 김현수 (성균관대학교 기계공학부)

Abstract ▼ AI-Helper

In this paper, a new shift map was proposed to improve the fuel economy of a transmission mounted electric device(TMED) type dual clutch transmission(DCT) plug-in hybrid electric vehicle(PHEV) by considering transmission and motor losses. To construct the shift map, powertrain efficiencies of the engine-DCT-motor were obtained at each gear step. A shift map that provides the highest powertrain efficiency was constructed for the given wheel torque and vehicle speed. Simulation results showed that the fuel economy of the target PHEV can be improved by the new shift map compared with the existing engine optimal operating line(OOL) shift control.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

문제 정의

이 연구에서는 TMED type DCT(Dual clutch transmission) PHEV에 대하여 변속기 및 모터의 손실을 고려한 새로운 변속맵을 도출하고 기존의 엔진 OOL(Optimal operation line) 변속 제어와 비교하였다.

제안 방법

TMED type DCT PHEV의 변속기와 모터 효율을 고려한 새로운 변속맵을 도출하였다. 이를 위해 연구대상 PHEV의 파워트레인 모델을 구하고 성능 시뮬레이터를 개발하였다. 휠 토크와 차량 속도에 대하여 변속기와 모터 손실을 고려한 엔진-변속기-모터 전체의 파워트레인 효율을 구하고 주어진 운전 조건에서 가장 높은 효율을 얻을 수 있는 변속단을 선정하여 새로운 변속맵을 도출하였다.
이를 위해 연구대상 PHEV의 파워트레인 모델을 구하고 성능 시뮬레이터를 개발하였다. 휠 토크와 차량 속도에 대하여 변속기와 모터 손실을 고려한 엔진-변속기-모터 전체의 파워트레인 효율을 구하고 주어진 운전 조건에서 가장 높은 효율을 얻을 수 있는 변속단을 선정하여 새로운 변속맵을 도출하였다. 새로운 변속맵을 적용한 경우 기존 엔진 OOL 변속 제어에 비해 FTP72 주행 사이클에서 7.

대상 데이터

Table 1에 연구 대상 PHEV의 제원이 나와있다. 연구 대상 PHEV는 65 kW급 1000 cc 디젤 엔진과 최대 파워 60 kW와 토크 360 Nm을 가지는 PMSM 모터를 사용하고, 6단 DCT를 사용하는 소형 승용차급이다.

데이터처리

MATLAB/simulink을 이용하여 연구대상 PHEV의 성능 평가 시뮬레이터를 구축하였다. 시뮬레이터는 주요 부품 모델을 기반으로 제어기, 엔진, 엔진 클러치, 모터, 변속기, 배터리, 차량으로 구성되어 있으며 각 부품 모델은 Table 1의 제원을 사용하였다.

성능/효과

휠 토크와 차량 속도에 대하여 변속기와 모터 손실을 고려한 엔진-변속기-모터 전체의 파워트레인 효율을 구하고 주어진 운전 조건에서 가장 높은 효율을 얻을 수 있는 변속단을 선정하여 새로운 변속맵을 도출하였다. 새로운 변속맵을 적용한 경우 기존 엔진 OOL 변속 제어에 비해 FTP72 주행 사이클에서 7.7 %의 등가 연비 향상을 얻을 수 있다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	PHEV의 직렬형 방식의 특징은 무엇인가?	동력 분기 방식은 Toyota Prius가 대표적으로 엔진의 동력이 기계 경로와 전기 경로로 분기되어 차량을 구동한다. 직렬형 방식은 엔진은 차량과 단절되어 발전만 수행하고 발전된 동력은 구동 모터로 전달되어 차량을 구동한다. 병렬형 구조는 엔진과 모터사이에 클러치가 있어 클러치가 접합되면 엔진과 모터가 함께 차량을 구동한다.
	TMED방식의 특징은 무엇인가?	병렬형 구조는 엔진과 모터사이에 클러치가 있어 클러치가 접합되면 엔진과 모터가 함께 차량을 구동한다. TMED(Transmission mounted electric device)방식은 모터가 변속기에 장착되어 있는 병렬형 구조로 현대자동차의 아이오닉이 이 방식을 채택하고 있으며, 이 방식에서는 변속을 언제 수행하는지에 따라 엔진과 모터의 운전이 영향을 받고 차량 연비에 차이가 발생할 수 있다.4)
	TMED의 클러치의 해제 및 접합 여부에 따라 어떤 구동모드로 나뉘는가?	연구 대상 PHEV의 파워트레인은 엔진, 클러치, 모터, 배터리, DCT로 구성되어 있다. 클러치의 해제 및 접합 여부에 따라 모터만으로 차량을 구동하는 EV 모드와 엔진과 모터가 함께 차량의 요구 구동력을 만족시키는 HEV 모드를 구현 할 수 있다.

참고문헌 (10)

X. Zhang, C. Li, D. Kum and H. Peng, "Prius+ and Volt-: Configuration Analysis of Power-Split Hybird Vehicles with a Single Planetary Gear," IEEE Vehicular Technology, Vol.61, No.8, pp.3544-3552, 2012.

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N. Higuchi, Y. Sunaga, M. Tanaka and H. Shimada, "Development of a New Two-motor Plug-in Hybrid System," SAE 2013-01-1476, 2013.
C. Ma, J. Kang, W. Choi, M. Song, J. Ji and H. Kim, "A Comparative Study on the Power Characteristics and Control Strategies for Plug-in Hybrid Electric Vehicles," Int. J. Automotive Technology, Vol.13, No.3, pp.505-516, 2012.

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W. Guangping, Y. Xingwang, W. Qingnain and L. Zhixuan, "The Analysis of HEV Equipped with DCT Based on Cruise Simulation," IEEE International Conference on Control, Instrumentation and Automation(ICCIA), 2011.
W. Choi, K. Bum and W. Lim, "A Study on the Speed-based Active Compensation of the Kiss-Point of Dry-type Clutch Equipped with Automated Manual Transmission," Transactions of KSAE, Vol.24, No.3, pp.372-378, 2016.

원문보기 상세보기
J. Cho, W. Kim, J. Jang and S. Jang, "Characteristic Dynamics Torque Vibration of Behavior in Wet Clutch Engagement for Dual Clutch Transmissions," Transactions of KSAE, Vol.24, No.2, pp.183-190, 2016.

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G. Min, H. Son, M. Song, S. Hong, M. Kim, Y. Choi and H. Kim, "Development of a Gear Fork Control Algorithm to Improve the Shift Quality of a Dual-clutch Transmission", Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part D: Journal of Automotive Engineering, Vol.230, Issue 11, pp.1477-1487, 2016.

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N. Kim, H. Lohse-Busch and A. Rousseau, "Development of a Model of the Dual Clutch Transmission in Autonomie and Validation with Dynamometer Test Data," Int. J. Automotive Technology, Vol.15, No.2, pp.263-271, 2014.

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Argonne National Laboratory, Autonomie, https://www.anl.gov/energy-systems/project/tool-vehicle-system-simulation-autonomie, 2013.
Department of Energy, US, "Electric and Hybrid Vehicle Research, Development, and Demonstration Program; Petroleum-Equivalent Fuel Economy Calculation," Federal Register, Vol.65, No.113, pp.36985-36992, 2000.

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