KR100440130B1 - Engine starting controlling device of hybrid electric vehicle and method thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 하이브리드 전기 차량의 시동시 발생하는 배기 가스를 저감시킬 수 있으며, 연비를 개선할 수 있는 하이브리드 전기 차량의 엔진 시동 제어장치 및 방법에 관한 것이다. 본 발명은 하이브리드 전기 차량의 엔진 시동 제어장치에 있어서, 스위칭 상태에 따라 해당되는 전기적인 신호를 출력하는 키 스위치와; 상기 키 스위치의 온상태에서 구동되어 상기 하이브리드 전기 차량의 엔진을 시동하는 모터와; 상기 시동된 엔진의 회전수를 검출하는 엔진 회전수 검출센서와; 상기 시동된 엔진의 수온을 검출하는 수온 센서와; 상기 하이브리드 전기 차량의 수온별 엔진 회전수를 테이블화하여 저장하는 메모리부와; 상기 검출된 엔진 회전수와 상기 메모리부에 저장된 수온별 엔진 회전수를 비교하여 검출된 엔진 회전수가 상기 메모리부로부터 독출된 수온별 엔진 회전수 이상이면 엔진의 시동에서 모터의 보조가 완료되었다고 판정하고 인젝터 구동 제어신호를 공급하는 제어부와; 상기 제어부로부터 공급되는 인젝터 구동 제어신호의 입력에 따라 구동되어 상기 엔진으로 연료를 분사하는 인젝터를 포함하여 구성한다.The present invention relates to an engine start control apparatus and method for a hybrid electric vehicle that can reduce the exhaust gas generated at the start of the hybrid electric vehicle and improve fuel efficiency. The present invention provides an engine start control apparatus for a hybrid electric vehicle, comprising: a key switch for outputting an electric signal corresponding to a switching state; A motor driven in the on state of the key switch to start an engine of the hybrid electric vehicle; An engine speed sensor for detecting a speed of the engine started; A water temperature sensor detecting a water temperature of the engine started; A memory unit configured to store and table engine revolutions for each temperature of the hybrid electric vehicle; When the detected engine speed is compared with the engine speed by water temperature stored in the memory unit, and the detected engine speed is equal to or greater than the engine speed by water temperature read out from the memory unit, it is determined that assistance of the motor is completed at the start of the engine. A control unit which supplies an injector driving control signal; And an injector driven according to an input of an injector driving control signal supplied from the controller to inject fuel into the engine.
Description
본 발명은 하이브리드 전기 차량에 관한 것으로서, 특히 하이브리드 전기 차량의 엔진 시동 제어장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a hybrid electric vehicle, and more particularly, to an engine start control apparatus and method for a hybrid electric vehicle.
통상적으로, 하이브리드 전기 차량(HEV ; Hybrid Electric Vehicle)은 가솔린 차량의 기술과 전기 차량의 기술을 적절히 조합한 차량 형태로 구성된다.Typically, a hybrid electric vehicle (HEV) is configured in the form of a vehicle that appropriately combines the technology of a gasoline vehicle with the technology of an electric vehicle.
하이브리드 전기 차량은 동력원의 사용 방법에 따라 다양한 구조와 주행 방법을 가진다.Hybrid electric vehicles have various structures and driving methods depending on the method of use of the power source.
그 중에 가장 널리 개발되고 있는 대표적인 형태의 하이브리드 전기 차량은 병렬형 하이브리드 전기 차량(Parallel Hybrid Electric Vehicle)과 직렬형 하이브리드 전기 차량(Series Hybrid Electric Vehicle)이다.Among the most widely developed hybrid electric vehicles, a parallel hybrid electric vehicle and a series hybrid electric vehicle are shown.
병렬형 하이브리드 전기 차량은 일반적인 전기 차량과 마찬가지로 모터와 축전지를 동력원으로 이용하여 차량을 구동시키며 동시에 또는 독립적으로 엔진, 가스 터빈 등의 내연기관을 직접 구동시킨다.The parallel hybrid electric vehicle, like a general electric vehicle, uses a motor and a battery as a power source to drive the vehicle and simultaneously or independently drives an internal combustion engine such as an engine or a gas turbine.
한편, 본 발명과 관련된 직렬형 하이브리드 전기 차량은 모터와 축전지를 주 동력원으로 이용하여 차량을 구동시키며 엔진, 가스 터빈 등의 내연기관에서 발생하는 기계 에너지를 발전기를 이용하여 전기 에너지로 전환하여 동력원으로 이용한다.Meanwhile, the series hybrid electric vehicle according to the present invention drives a vehicle using a motor and a storage battery as main power sources, and converts mechanical energy generated from an internal combustion engine such as an engine or a gas turbine into electrical energy using a generator to convert the energy into a power source. I use it.
직렬형 하이브리드 전기 차량은 일반주행 모드(엔진 모드)시 엔진의 구동에 연계되어 발전기가 구동되고 전기 에너지가 만들어져 이것이 트랙션 모터(Traction Motor)를 구동시켜 차량이 구동된다.In series hybrid electric vehicles, the generator is driven in conjunction with the driving of the engine in the normal driving mode (engine mode), and electric energy is generated, which drives the traction motor.
하이브리드 모드시에는 엔진은 정지되고 순수한 배터리 힘으로 트랙션 모터에 전류를 가해 차량이 구동되어진다.In hybrid mode, the engine is stopped and the vehicle is driven by energizing the traction motor with pure battery power.
엔진(Engine)과 전기 모터가 직결된 직렬형 하이브리드 전기 차량은 아이들(Idle) 시나 엔진 속도 제어(Engine Speed Control)를 통해서 아이들시나 급격한 엔진 회전수(RPM)변화가 적을 시 모터가 순간적인 모터링(Motoring) 및 발전(Generating)을 통해서 엔진 속도를 일정하게 유지시켜 아이들 부조화로 인한 차량의 진동 및 소음을 감소시킬 수 있다.In a series hybrid electric vehicle in which an engine and an electric motor are directly connected, the motor is momentarily motored when idle or when the engine speed is small through rapid change in idle or engine speed control. Through motoring and generating, the engine speed can be kept constant to reduce the vibration and noise of the vehicle caused by idle mismatch.
상기와 같은 구성의 하이브리드 전기 차량은 시동시 엔진 제어부에서 엔진의 냉각수 온도/대기압/연료량 학습치/엔진 회전수 등을 읽은 후 시동에 필요한 연료량을 분사하도록 제어하여 초기 시동을 작동한 후 엔진 회전수가 완폭 판정을 하면 연료량을 줄여준다.The hybrid electric vehicle having the above-described configuration reads the coolant temperature / air pressure / fuel amount learning value / engine rotational speed of the engine from the engine control unit at the time of starting and then controls to inject the amount of fuel required for starting the engine. A slower judgment reduces the amount of fuel.
위와 같은 방법을 사용할 때 종래의 하이브리드 전기 차량은 시동시 연료의 과다 분사에 의한 배출가스 중의 유해 성분이 많이 함유되며, 연비가 악화된다.When using the above method, the conventional hybrid electric vehicle contains a lot of harmful components in the exhaust gas by the over-injection of fuel at start-up, fuel economy is deteriorated.
또한, 이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 후처리 장치가 강화되어 원가 상승의 원인이 되고 시장에서의 가격경쟁력을 상실하게 되는 문제점이 있었다.In addition, in order to solve this problem, there is a problem that the after-treatment device is reinforced to cause a cost increase and lose the price competitiveness in the market.
본 발명의 목적은 하이브리드 전기 차량의 시동시 발생하는 배기 가스를 저감시킬 수 있으며, 연비를 개선할 수 있는 하이브리드 전기 차량의 엔진 시동 제어장치 및 방법을 제공하는데 있다.An object of the present invention is to provide an engine start control apparatus and method for a hybrid electric vehicle that can reduce the exhaust gas generated when the hybrid electric vehicle starts, and can improve fuel economy.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 하이브리드 전기 차량의 엔진 시동 제어장치에 있어서, 스위칭 상태에 따라 해당되는 전기적인 신호를 출력하는 키 스위치와; 상기 키 스위치의 온상태에서 구동되어 상기 하이브리드 전기 차량의 엔진을 시동하는 모터와; 상기 시동된 엔진의 회전수를 검출하는 엔진 회전수 검출센서와; 상기 시동된 엔진의 수온을 검출하는 수온 센서와; 상기 하이브리드 전기 차량의 수온별 엔진 회전수를 테이블화하여 저장하는 메모리부와; 상기 검출된 엔진 회전수와 상기 메모리부에 저장된 수온별 엔진 회전수를 비교하여 검출된 엔진 회전수가 상기 메모리부로부터 독출된 수온별 엔진 회전수 이상이면 엔진의 시동에서 모터의 보조가 완료되었다고 판정하고 인젝터 구동 제어신호를 공급하는 제어부와; 상기 제어부로부터 공급되는 인젝터 구동 제어신호의 입력에 따라 구동되어 상기 엔진으로 연료를 분사하는 인젝터를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention provides an engine start control apparatus for a hybrid electric vehicle, comprising: a key switch for outputting a corresponding electric signal according to a switching state; A motor driven in the on state of the key switch to start an engine of the hybrid electric vehicle; An engine speed sensor for detecting a speed of the engine started; A water temperature sensor detecting a water temperature of the engine started; A memory unit configured to store and table engine revolutions for each temperature of the hybrid electric vehicle; When the detected engine speed is compared with the engine speed by water temperature stored in the memory unit, and the detected engine speed is equal to or greater than the engine speed by water temperature read out from the memory unit, it is determined that assistance of the motor is completed at the start of the engine. A control unit which supplies an injector driving control signal; And an injector driven according to an input of an injector driving control signal supplied from the controller to inject fuel into the engine.
또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 하이브리드 전기 차량의 엔진 시동 제어방법에 있어서, 상기 하이브리드 전기 차량의 모터를 구동하여 엔진을 시동하는 단계와; 상기 시동된 엔진의 회전수를 검출하는 단계와; 상기 시동된 엔진의 수온을 검출하는 단계와; 상기 검출된 엔진 회전수와 미리 설정된 수온별 엔진 회전수를 비교하는 단계와; 상기 비교단계에서 검출된 엔진 회전수가 설정된 수온별 엔진 회전수 이상이면 엔진의 시동에서 모터의 보조가 완료되었다고 판정하는 단계와; 상기 엔진의 시동 완료 판정후 인젝터를 구동하여 연료를 분사하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.In addition, to achieve the above object, the present invention provides a method for controlling engine start of a hybrid electric vehicle, comprising: starting an engine by driving a motor of the hybrid electric vehicle; Detecting a rotation speed of the engine started; Detecting a water temperature of the started engine; Comparing the detected engine speed with a preset engine speed by water temperature; Determining that the assistance of the motor is completed at the start of the engine when the engine speed detected in the comparing step is equal to or higher than the set engine speed by water temperature; And injecting fuel by driving an injector after the start-up determination of the engine is completed.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 전기 차량의 엔진 시동 제어장치의 구성을 도시한 도면.1 is a view showing the configuration of an engine start control apparatus for a hybrid electric vehicle according to an embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 전기 차량의 엔진 시동 제어과정을 도시한 흐름도.2 is a flowchart illustrating an engine start control process of a hybrid electric vehicle according to an exemplary embodiment of the present invention.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기 설명 및 첨부 도면과 같은 많은 특정 상세들이 본 발명의 보다 전반적인 이해를 제공하기 위해 나타나 있으나, 이들 특정 상세들은 본 발명의 설명을 위해 예시한 것으로 본 발명이 그들에 한정됨을 의미하는 것은 아니다. 그리고 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. While many specific details, such as the following description and the annexed drawings, are shown to provide a more general understanding of the invention, these specific details are illustrated for the purpose of explanation of the invention and are not meant to limit the invention thereto. And a detailed description of known functions and configurations that may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention will be omitted.
도 1을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 전기 차량의 엔진 시동 제어장치의 구성을 설명한다.Referring to Figure 1 will be described the configuration of the engine start control apparatus for a hybrid electric vehicle according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 실시예는 하이브리드 전기 차량에 있어서, 키 스위치(110), 모터(160), 엔진 회전수 검출센서(120), 수온 센서(130), 메모리부(150), 제어부(140), 인젝터 (170)를 포함하여 구성한다.Embodiment of the present invention, in the hybrid electric vehicle, the key switch 110, the motor 160, the engine speed detection sensor 120, the water temperature sensor 130, the memory unit 150, the control unit 140, the injector It comprises 170.
키 스위치(110)는 스위칭 온/오프(ON/OFF)상태에 따라 해당되는 전기적인 신호를 출력하는 점화 스위치이다.The key switch 110 is an ignition switch that outputs a corresponding electrical signal according to a switching on / off state.
모터(160)는 키 스위치(110)의 온(ON)상태에서 구동되어 하이브리드 전기 차량의 엔진을 시동하는 트랙션 모터(Traction Motor)로 구성한다.The motor 160 is configured as a traction motor that is driven in the ON state of the key switch 110 to start the engine of the hybrid electric vehicle.
엔진 회전수 검출센서(120)는 모터(160)의 구동에 따라 시동된 엔진의 회전수를 검출하는 크랭크각 검출센서이다.The engine speed detection sensor 120 is a crank angle detection sensor that detects the rotation speed of the engine started according to the driving of the motor 160.
수온 센서(130)는 시동된 엔진의 수온을 검출하는 기능을 한다.The water temperature sensor 130 functions to detect the water temperature of the started engine.
메모리부(150)는 롬(ROM)과 램(RAM)으로 구성되며, 하이브리드 전기 차량의 수온별 엔진 회전수를 테이블(Table)화하여 저장한다.The memory unit 150 is composed of a ROM and a RAM, and stores the engine rotation speed for each temperature of the hybrid electric vehicle as a table.
제어부(140)는 일종의 마이크로 프로세서로 구성되며, 본 발명의 실시예에 따른 엔진 시동의 전반적인 제어과정을 수행한다.The controller 140 is configured as a kind of microprocessor, and performs an overall control process of starting the engine according to an embodiment of the present invention.
특히, 본 발명의 실시예에서는 검출된 엔진 회전수와 메모리부(150)에 저장된 수온별 엔진 회전수를 비교하여 검출된 엔진 회전수가 메모리부(150)로부터 독출된 수온별 엔진 회전수 이상이면 엔진의 시동에서 모터(160)의 보조가 완료되었다고 판정하고 인젝터 구동 제어신호를 공급한다.In particular, in the exemplary embodiment of the present invention, the engine speed is detected by comparing the detected engine speed with the engine speed for each temperature stored in the memory unit 150, and the engine speed is greater than or equal to the engine speed for each temperature read out from the memory unit 150. At the start of, it is determined that the auxiliary of the motor 160 is completed, and the injector driving control signal is supplied.
인젝터(170)는 엔진의 실린더 기통수에 대응되도록 설치되며, 제어부(140)로부터 공급되는 인젝터 구동 제어신호의 입력에 따라 구동되어 엔진의 연소실 내부로 연료를 분사하는 기능을 한다.The injector 170 is installed to correspond to the number of cylinder cylinders of the engine, and is driven according to the input of the injector driving control signal supplied from the controller 140 to inject fuel into the combustion chamber of the engine.
도 1과 도 2를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 전기 차량의 엔진 시동 제어과정을 설명한다.An engine start control process of a hybrid electric vehicle according to an exemplary embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
먼저, 도 2의 (S210)에서 제어부(140)는 키 스위치(110)의 스위칭상태를 검출하여 키 스위치(110)가 온(ON)상태인가를 검출한다.First, in S210 of FIG. 2, the controller 140 detects whether the key switch 110 is in an ON state by detecting the switching state of the key switch 110.
(S210)에서 키 스위치(110)가 온(ON)상태이면, 제어부(140)는 (S212)으로 진행하여 하이브리드 전기 차량의 모터(160)를 구동하여 엔진을 시동한다.If the key switch 110 is in an ON state (S210), the controller 140 proceeds to S212 to drive the motor 160 of the hybrid electric vehicle to start the engine.
이어서, 제어부(140)는 (S214)으로 진행하여 엔진 회전수 검출센서(120)를 통해 입력되는 신호를 분석하여 시동된 엔진의 회전수를 검출한다.Subsequently, the controller 140 proceeds to S214 and analyzes a signal input through the engine speed sensor 120 to detect the engine speed of the engine.
또한, 제어부(140)는 (S216)으로 진행하여 수온 센서(130)를 통해 시동된 엔진의 수온을 검출한다.In addition, the controller 140 proceeds to S216 and detects the water temperature of the engine started through the water temperature sensor 130.
그리고, 제어부(140)는 (S218)으로 진행하여 검출된 엔진 회전수와 미리 설정된 수온별 엔진 회전수를 비교한다.The controller 140 proceeds to step S218 and compares the detected engine speed with a preset engine speed for each water temperature.
제어부(140)는 (S218)의 엔진 회전수 비교단계에서 검출된 엔진 회전수가 설정된 수온별 엔진 회전수 이상이면 엔진의 시동에서 모터(160)의 보조가 완료되었다고 판정하고, (S220)으로 진행한다.The controller 140 determines that the assistance of the motor 160 is completed at the start of the engine when the engine speed detected in the engine speed comparison step of S218 is equal to or greater than the set engine speed by water temperature, and the process proceeds to S220. .
(S220)에서 제어부(140)는 엔진의 시동 완료 판정후 인젝터(170)를 구동하여 연료를 분사하고, (S222)으로 진행하여 모터(160) 구동을 해제한다.In operation S220, the controller 140 drives the injector 170 to inject fuel after determining that the engine is completely started, and proceeds to operation S222 to release the driving of the motor 160.
(S222)에서 모터(160) 구동을 해제하는 것은 시동 완료 판정후의 연료 분사 및 스파크에 의한 점화/폭발행정이 기존의 가솔린 엔진과 동일하게 이루어지기 때문이며, 엔진의 초기 시동에 관련된 모터(160)의 동력 보조는 불필요하게 되어 모터(160)의 구동을 해제한다.The driving of the motor 160 in S222 is because the ignition / explosion stroke due to the fuel injection and the spark after the start completion determination is performed in the same way as the conventional gasoline engine, and the motor 160 related to the initial start of the engine Power assistance becomes unnecessary and releases the drive of the motor 160.
상기한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 전기 차량은 엔진의 초기 시동시 연료 소모량을 줄이고 유해한 배출 가스량을 줄이기 위한 것이며, 연료 소모량이 크고 유해성분의 가스가 다량 방출되는 엔진의 초기 시동 모드에서는 모터(160)의 보조를 받아 엔진을 시동함으로써 시동 연료량을 사용하지 않고 엔진을 시동하는 것이다.As described above, the hybrid electric vehicle according to the exemplary embodiment of the present invention is to reduce fuel consumption and harmful emissions during initial start-up of the engine. By starting the engine with the assistance of the motor 160, the engine is started without using the starting fuel amount.
만약, 종래 기술에서와 같이 엔진 시동 초기부터 인젝터(170)를 구동하여 연료 분사(Injection)를 하게되면 시동 초기의 연료량이 과다하게 분사되어 배출 가스의 다량 방출뿐만 아니라 연료 소모량도 커지게 된다.If the fuel injection (Injection) is driven by driving the injector 170 from the beginning of the engine start as in the prior art, the amount of fuel at the start of the start is excessively injected to increase not only the large amount of exhaust gas but also the fuel consumption.
본 발명의 실시예는 이러한 문제점을 해소하기 위한 방법으로 수온별 엔진 회전수를 기준으로 인젝터(170)의 구동시기를 달리하여 그 만큼의 연료량을 줄임은 물론 배출가스 중의 유해성분도 감소시켜 배기가스 규제에 용이하게 대응할 수 있다.The embodiment of the present invention is a method for solving this problem by varying the driving time of the injector 170 on the basis of the engine speed by water temperature to reduce the amount of fuel as well as to reduce the harmful components in the exhaust gas emissions regulation Can be easily responded to.
참고로, 배출 가스의 총배출량 중에 시동시에 방출하는 가스의 량은 LA-4 모드의 경우 20%에 달할 정도로 많이 배출된다.For reference, the amount of gas emitted at start-up in the total amount of exhaust gas is emitted as much as 20% in the LA-4 mode.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 하이브리드 전기 차량의 엔진 시동 제어장치 및 방법은 하이브리드 전기 차량 시스템에서 시동시의 연료량 제어를 최적화 할 수 있다.As described above, the engine start control apparatus and method for a hybrid electric vehicle according to the present invention can optimize fuel amount control at start-up in a hybrid electric vehicle system.
또한, 시동시의 연료량 과다에 의한 후처리 장치의 비용상승(Cost UP)을 줄일 수 있으며, 시장에서의 경쟁력을 확보할 수 있는 효과가 있다.In addition, it is possible to reduce the cost (Cost UP) of the after-treatment device due to the excessive amount of fuel at the start, it is possible to secure the competitiveness in the market.
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