KR100681056B1 - Automobile oscillation improving device and method thereof - Google Patents

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Abstract

An apparatus and a method for improving a vibration of a vehicle are provided to reduce an RPM(Revolutions Per Minute) of a motor-generator exponentially by controlling an output current of a motor control unit provided to the motor-generator. An apparatus for improving a vibration of a vehicle includes an engine(10), a motor-generator(20), and a motor control unit(40). The motor-generator(20) is connected to the engine(10) and drives the engine(10) by one of a motor mode and a generator mode. The motor control unit(40) reduces an RPM of the engine(10) by controlling output current provided to the motor-generator(20) when the engine(10) is stopped. A ratio of the motor-generator(20) to a full crank pulley is 1:2-3. When the engine is stopped, an initial RPM of the motor-generator(20) is 2240-2800, and an initial RPM of the engine(10) is 800-1000. The motor-generator(20) is switched from the generator mode to the motor mode when the engine(10) is stopped.

Description

차량 진동 개선장치 및 방법{Automobile Oscillation Improving Device And Method thereof}Vehicle vibration improving device and method {Automobile Oscillation Improving Device And Method

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 마일드 하이브리드 시스템을 도시하는 구성도.1 is a block diagram showing a mild hybrid system according to an embodiment of the present invention.

도 2는 도 1의 모터 컨트롤 유닛의 출력전류의 크기를 시간에 따라 나타낸 그래프.Figure 2 is a graph showing the magnitude of the output current of the motor control unit of Figure 1 over time.

도 3은 도 2의 출력전류에 따른 MG RPM 및 엔진 RPM의 변화 추이를 나타낸 그래프.3 is a graph showing a change in MG RPM and engine RPM according to the output current of FIG. 2.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 자동차 진동 개선 방법을 나타낸 흐름도.Figure 4 is a flow diagram illustrating a vehicle vibration improving method according to an embodiment of the present invention.

본 발명은 차량 진동 개선장치 및 방법에 관한 것으로, 특히, 아이들 스탑에 따른 차량 진동을 개선할 수 있는 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method for improving vehicle vibration, and more particularly, to an apparatus and method for improving vehicle vibration according to an idle stop.

최근에 28v 출력의 제너레이터(Generator)가 42v 출력의 제너레이터로 바뀜으로써, 동시에 제너레이터 모드와 모터 모드(motor mode)의 변환이 가능하여, 벨트(Belt)로 엔진 크랭크 풀리(Crank Pully)와 연결, 엔진 스타트가 가능한 42v 마 일드 하이브리드(Mild Hybrid) 시스템이 개발되었다. 이러한 42v 마일드 하이브리드 시스템은 모터와 제너레이터의 일체형인 Motor-Generator(MG)가 적용되며, MCU(Motor Control Unit)가 마일드 하이브리드 시스템의 통합제어를 수행하게 된다. 이 42v 마일드 하이브리드 시스템이 적용되는 자동차는 시티모드의 도로주행중에 아이들 스탑(Idle Stop)이 빈번하게 발생한다. 즉, 42v 마일드 하이브리드 시스템은 차량의 엔진이 셧 다운(Shut Down)될 경우 엔진 RPM이 800 ~ 1000 RPM에서 0 RPM으로 급격하게 감소하게 되며, 이러한 RPM의 급감은 차량의 진동을 유발하여 운전자 또는 승객을 태우는 버스의 경우 승객에 불안정성을 제공하게 된다. 이러한 진동은 시동 온-오프(On-Off) 진동으로 불리며, 상용차량의 경우 아이들 스탑 제어적용을 위한 필수개선과제로 부상하고 있는 실정이다.Recently, the generator of 28v output has been changed to the generator of 42v output, so that the generator mode and the motor mode can be switched at the same time, and the belt is connected to the engine crank pully, the engine A startable 42v Mil Hybrid system has been developed. The 42v mild hybrid system is a motor-generator (MG) that is an integrated motor and a generator, and the MCU (Motor Control Unit) performs integrated control of the mild hybrid system. Cars using this 42v mild hybrid system frequently experience idle stops while driving in city mode. In other words, the 42v mild hybrid system rapidly reduces the engine RPM from 800 to 1000 RPM to 0 RPM when the engine of the vehicle is shut down. In the case of burning buses, instability is provided to passengers. Such vibration is called starting on-off vibration, and commercial vehicles have emerged as an essential task for the application of idle stop control.

따라서, 본 발명의 목적은 42v 마일드 하이브리드 시스템이 장착된 자동차에서 아이들 스탑시 발생하는 시동 온-오프 진동을 개선할 수 있는 차량 진동 개선장치 및 방법을 제공하는데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a vehicle vibration improving device and method that can improve the starting on-off vibration generated during idle stop in a vehicle equipped with a 42v mild hybrid system.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 마일드 하이브리드 시스템이 장착된 자동차에 있어서, 자동차 진동 개선 장치는 엔진과 접속되어 엔진을 모터 모드와 제너레이터 모드 중 어느 하나로 구동시키는 모터-제너레이터 변환기; 상기 엔진 정지시 상기 모터-제너레이터 변환기에 공급되는 출력전류를 제어함으로써 상기 엔진의 RPM이 서서히 감소되도록 하는 모터 컨트롤 유닛을 구비하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, a vehicle equipped with a mild hybrid system according to an embodiment of the present invention, the vehicle vibration improving device is connected to the engine for driving the engine in any one of a motor mode and a generator mode; And a motor control unit for gradually reducing the RPM of the engine by controlling the output current supplied to the motor-generator converter when the engine is stopped.

상기 모터-제너레이터 변환기와 풀 크랭크 풀리와의 비율이 1 : 2 ~ 3인 것을 특징으로 한다.The ratio of the motor-generator converter and the full crank pulley is 1: 2 to 3.

상기 모터 컨트롤 유닛의 출력전류를 Cmcu, 상기 모터-제너레이터 변환기의 RPM을 Rmg, 시간을 t라 할 경우, Cmcu = k ×e-t/Rmg이며, k는 비례상수이고, e는 지수함수 인 것을 특징으로 한다.When the output current of the motor control unit is Cmcu, the RPM of the motor-generator converter is Rmg, and the time is t, Cmcu = k × e -t / Rmg , k is a proportional constant, and e is an exponential function. It features.

상기 엔진 정지시 상기 모터-제너레이터 변환기의 초기 RPM은 2240 ~ 2800, 상기 엔진의 초기 RPM은 800 ~ 1000인 것을 특징으로 한다.When the engine is stopped, the initial RPM of the motor-generator converter is 2240-2800, and the initial RPM of the engine is 800-1000.

상기 모터-제너레이터 변환기는 상기 엔진 정지시 제너레이터 모드에서 모터 모드로 전환되는 것을 특징으로 한다.The motor-generator converter is characterized in that switching from the generator mode to the motor mode when the engine is stopped.

상기 엔진의 차량 제어 출력은 아이들 스탑 앤드 고 상태인 것을 특징으로 한다.The vehicle control output of the engine is characterized by an idle stop and high state.

상기 제너레이터 모드에서 제너레이터는 42v 출력인 것을 특징으로 한다.In the generator mode, the generator is characterized by a 42v output.

본 발명의 실시예에 따른 자동차 진동 개선 방법은 마일드 하이브리드 시스템이 장착된 자동차의 진동 개선 방법에 있어서, 엔진이 주행중에 정지하는 경우 아이들 스탑 앤드 고 상태여부를 검사하는 제 1 단계; 상기 제 1 단계에서, 아이들 스탑인 경우, 연료 공급을 중단하는 제 2 단계; 모터 모드로 변환하는 제 3 단계; 및 상기 모터 모드에 공급되는 모터 컨트롤 유닛의 출력전류를 서시히 감소시키는 제 4 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In accordance with an aspect of the present invention, there is provided a method for improving vibration of a vehicle, comprising: a first step of checking whether an idle stop and high state are detected when an engine stops while driving; In the first step, a second step of stopping fuel supply in the case of an idle stop; A third step of converting to a motor mode; And a fourth step of slowly reducing the output current of the motor control unit supplied to the motor mode.

상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 특징들은 이하 첨부한 도면들을 참조한 실시 예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.Other objects and features of the present invention in addition to the above objects will become apparent from the following description of the embodiments with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 마일드 하이브리드 시스템을 나타낸 구성도이다.1 is a block diagram showing a mild hybrid system according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 마일드 하이브리드 시스템은 엔진(10)과, 엔진(10)의 모터 모드 및 제너레이터 모드를 변환하는 모터-제너레이터 변환기(이하 "MG")(20)와, 차량신호정보를 입력받아 출력전류를 생성함으로써 차량 제어출력을 생성하여 인버터(30)에 공급하는 모터 컨트롤 유닛(40)을 구비한다.Referring to FIG. 1, a mild hybrid system according to an exemplary embodiment of the present invention includes an engine 10, a motor-generator converter (“MG”) 20 for converting a motor mode and a generator mode of the engine 10. The motor control unit 40 generates a vehicle control output by receiving vehicle signal information and generates an output current, and supplies the vehicle control output to the inverter 30.

엔진(10)은 MG(20)의 모드에 따라 RPM을 조절하여 구동된다.The engine 10 is driven by adjusting the RPM according to the mode of the MG 20.

MG(20)는 모터 모드와 제너레이터 모드가 일체화 된 것으로, 제너레이터 모드의 경우 42v 출력을 제공하며, 엔진(10)이 주행상태의 RPM에서 0 RPM으로 다운될 때, 모터 모드로 변환된다.The MG 20 integrates a motor mode and a generator mode, and provides a 42v output in the case of the generator mode, and is converted to the motor mode when the engine 10 goes down from 0 RPM to 0 RPM in a running state.

인버터(30)는 모터 컨트롤 유닛(40)으로부터 공급되는 출력전류를 승압하여 MG(20)에 공급한다.The inverter 30 boosts the output current supplied from the motor control unit 40 and supplies it to the MG 20.

차량 신호정보는 자동차의 차속, 브레이크 신호, 클러치 신호, 변속기의 위치 및 브레이크 공기 압력 등이 포함된다.The vehicle signal information includes a vehicle speed of a vehicle, a brake signal, a clutch signal, a position of a transmission, and a brake air pressure.

모터 컨트롤 유닛(40)은 엔진(10)이 주행상태의 RPM에서 0 RPM으로 다운되어 시동 오프되는 시간을 일반적인 시동 오프시간보다 2~3배의 시간이 더 지연되도록 MG(20)를 제어한다. 즉, 엔진(10)이 셧 다운되는 순간, MG(20)를 제너레이터 모드에서 모터 모드로 변환하여, 엔진(10)에 회전력을 인가하게 함으로써, 엔진(10)을 부드럽게 정지시키게 된다. 즉, 모터 컨트롤 유닛(40)은 도 2에 도시된 바와 같이 MG(20)에 공급되는 출력전류를 일정한 시간내에서 서서히 감소하도록 유도하게 된다. 여기서, MG : 엔진 크랭크 풀리 비율은 1 : 2 ~ 3이 되도록 유지하며, 바람직하게는 1 : 2.8이 되도록 한다. 도 2를 참조하면, 모터 컨트롤 유닛(40)의 출력을 Cmcu, MG(20)의 RPM을 Rmg, 시간을 t라고 할 경우, 도 2에 도시된 그래프는 수학식 1을 따른다.The motor control unit 40 controls the MG 20 so that the time when the engine 10 is down to 0 RPM from the running state and started off is delayed 2-3 times longer than the normal start off time. That is, at the moment when the engine 10 is shut down, the engine 10 is smoothly stopped by converting the MG 20 from the generator mode to the motor mode and applying a rotational force to the engine 10. That is, as shown in FIG. 2, the motor control unit 40 induces the output current supplied to the MG 20 to gradually decrease within a predetermined time. Here, the MG: engine crank pulley ratio is maintained at 1: 2 to 3, preferably 1: 2.8. Referring to FIG. 2, when the output of the motor control unit 40 is Cmcu, the RPM of the MG 20 is Rmg, and the time is t, the graph shown in FIG. 2 follows Equation 1.

Cmcu = f-1(Rmg) = k ×e-t/Rmg, k는 비례상수Cmcu = f -1 (Rmg) = k × e -t / Rmg , k is proportional constant

여기서, MG(20)의 RPM은 도 3에 도시된 바와 같이 2240 ~ 2800에서 서서히 감소하도록 제어되며, 이에 따라, 엔진(10)의 RPM도 도 3에서와 같이 엔진의 정지 직전의 주행 RPM에서 서서히 감소하는 것을 알 수 있다.Here, the RPM of the MG 20 is controlled to gradually decrease at 2240 to 2800 as shown in FIG. 3, and thus, the RPM of the engine 10 is also gradually reduced at the running RPM immediately before the engine stops as shown in FIG. 3. It can be seen that the decrease.

이러한 본 발명의 실시예에 따른 마일드 하이브리드 시스템은 시티 모드에서 아이들 스탑 앤드 고의 조건에서 엔진을 주행 및 정지시키는 것에 적용할 수 있다.The mild hybrid system according to the exemplary embodiment of the present invention may be applied to driving and stopping the engine under idle stop and go conditions in the city mode.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 마일드 하이브리드 시스템은 42v 출력을 가지는 제너레이터 모드를 제공하며, 모터 모드와 제너레이터 모드가 통합된 42v 마일드 하이브리드 시스템을 모델로 설명하고 있으나, 28v 마일드 하이브리드 시스템 제공을 위하여, 28v 시스템(50)과, 28v 시스템(50)과 연결되는 직류-직류 변환기(60)를 구비하며, 직류-직류 변환기(60)는 모터 컨트롤 유닛(40)과 연계되도록 시스템을 더 구성할 수 있다.On the other hand, the mild hybrid system according to an embodiment of the present invention provides a generator mode having a 42v output, and described as a model 42v mild hybrid system integrating the motor mode and the generator mode, to provide a 28v mild hybrid system, 28v system 50 and a dc-dc converter 60 connected with the 28v system 50, the dc-dc converter 60 may further configure the system to be associated with the motor control unit 40. .

이와 같은 구조를 가지는 본 발명의 실시예에 따른 마일드 하이브리드 시스템의 진동 개선 방법에 관하여 도 4를 참조하여, 상세히 살펴보기로 하자.A vibration improving method of the mild hybrid system according to the embodiment of the present invention having such a structure will be described in detail with reference to FIG. 4.

도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 마일드 하이브리드 시스템의 진동 개선 방법은 먼저, 엔진(10)이 주행상태에서(S1), 아이들 스탑 조건 여부를 검사한다.(S2)Referring to FIG. 4, in the vibration improving method of the mild hybrid system according to the exemplary embodiment of the present invention, first, the engine 10 is in a driving state (S1), and checks whether an idle stop condition is performed (S2).

S2 단계에서 아이들 스탑 조건일 경우, 연료 공급을 중지하고,(S3) 아닐 경우, S1 단계로 복귀한다.If the idle stop condition in step S2, the fuel supply is stopped (S3), otherwise, the flow returns to step S1.

S3 단계 이후, MG(20)를 모터 모드로 변환한다.(S4)After the step S3, the MG 20 is converted to the motor mode (S4).

MG(20)에 공급되는 모터 컨트롤 유닛(40)의 출력전류를 MG(20)의 RPM이 시간에 따라 감소되도록 출력을 제어한다.(S5)The output current of the motor control unit 40 supplied to the MG 20 controls the output so that the RPM of the MG 20 decreases with time (S5).

엔진(10)이 정지된다.(S6) 이후, 차량 신호정보에 따라 엔진(10)이 다시 가동된다.The engine 10 is stopped (S6). After that, the engine 10 is restarted according to the vehicle signal information.

상술한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 자동차 진동 개선 장치 및 방법은 엔진 정지시 MG에 공급되는 모터 컨트롤 유닛의 출력전류를 제어함으로써 MG의 RPM을 지수적으로 감소시킴에 따라, 엔진 RPM을 지수적으로 감소킬 수 있게 된다. 이에 따라, 본 발명의 실시 예에 따른 자동차 진동 개선 장치 및 방법은 엔진의 시동 온-오프 진동을 개선시킬 수 있게 된다.As described above, the vehicle vibration improving apparatus and method according to the embodiment of the present invention by controlling the output current of the motor control unit supplied to the MG when the engine is stopped by exponentially reducing the RPM of the MG, It can be reduced exponentially. Accordingly, the vehicle vibration improving apparatus and method according to an embodiment of the present invention can improve the starting on-off vibration of the engine.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하 는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여 져야만 할 것이다. Those skilled in the art will appreciate that various changes and modifications can be made without departing from the technical spirit of the present invention. Therefore, the technical scope of the present invention should not be limited to the contents described in the detailed description of the specification but should be defined by the claims.

Claims (8)

마일드 하이브리드 시스템이 장착된 자동차에 있어서,In a car equipped with a mild hybrid system, 엔진과 접속되어 엔진을 모터 모드와 제너레이터 모드 중 어느 하나로 구동시키는 모터-제너레이터 변환기;A motor-generator converter connected to the engine and driving the engine in one of a motor mode and a generator mode; 상기 엔진 정지시 상기 모터-제너레이터 변환기에 공급되는 출력전류를 제어함으로써 상기 엔진의 RPM이 서서히 감소되도록 하는 모터 컨트롤 유닛을 구비하는 것을 특징으로 하는 자동차 진동 개선 장치.And a motor control unit which gradually reduces the RPM of the engine by controlling the output current supplied to the motor-generator converter when the engine is stopped. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 모터-제너레이터 변환기와 풀 크랭크 풀리와의 비율이 1 : 2 ~ 3인 것을 특징으로 하는 자동차 진동 개선 장치.And a ratio between the motor-generator converter and the full crank pulley is 1: 2 to 3. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 모터 컨트롤 유닛의 출력전류를 Cmcu, 상기 모터-제너레이터 변환기의 RPM을 Rmg, 시간을 t라 할 경우,When the output current of the motor control unit is Cmcu, the RPM of the motor-generator converter is Rmg, and the time is t, Cmcu = k ×e-t/Rmg이며,Cmcu = k × e -t / Rmg , k는 비례상수이고, e는 지수함수 인 것을 특징으로 하는 자동차 진동 개선 장치.k is a proportionality constant, and e is an exponential function. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 엔진 정지시 When the engine is stopped 상기 모터-제너레이터 변환기의 초기 RPM은 2240 ~ 2800,Initial RPM of the motor-generator converter is 2240 ~ 2800, 상기 엔진의 초기 RPM은 800 ~ 1000인 것을 특징으로 하는 자동차 진동 개선 장치.The initial RPM of the engine is a vehicle vibration improving device, characterized in that 800 ~ 1000. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 모터-제너레이터 변환기는 The motor-generator converter 상기 엔진 정지시 제너레이터 모드에서 모터 모드로 전환되는 것을 특징으로 하는 자동차 진동 개선 장치.The vehicle vibration improving device, characterized in that to switch from the generator mode to the motor mode when the engine stops. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 엔진의 차량 제어 출력은The vehicle control output of the engine 아이들 스탑 앤드 고 상태인 것을 특징으로 하는 자동차 진동 개선 장치.A vehicle vibration improving device characterized by an idle stop and high state. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제너레이터 모드에서 제너레이터는 42v 출력인 것을 특징으로 하는 자동차 진동 개선 장치.In the generator mode, the generator is 42v output, characterized in that the vehicle vibration improving device. 마일드 하이브리드 시스템이 장착된 자동차의 진동 개선 방법에 있어서,In the vibration improvement method of a vehicle equipped with a mild hybrid system, 엔진이 주행중에 정지하는 경우 아이들 스탑 앤드 고 상태여부를 검사하는 제 1 단계;A first step of checking whether an idle stop and a high state are when the engine is stopped while driving; 상기 제 1 단계에서, 아이들 스탑인 경우, 연료 공급을 중단하는 제 2 단계;In the first step, a second step of stopping fuel supply in the case of an idle stop; 모터 모드로 변환하는 제 3 단계; 및A third step of converting to a motor mode; And 상기 모터 모드에 공급되는 모터 컨트롤 유닛의 출력전류를 서시히 감소시키는 제 4 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차 진동 개선 방법.And a fourth step of slowly reducing the output current of the motor control unit supplied to the motor mode.
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