KR101032251B1 - 하이브리드 차의 엔진 회전수 제어 방법 - Google Patents

Abstract

하이브리드 차의 엔진 회전수 제어 방법이 개시되어 있고, 이러한 본 발명은, 가속 페달의 조작에 따라 발생된 감속 요구 신호 또는 차량 소정 위치에 설치된 경제 주행 모드 스위치가 오프된 경우 터빈 회전수 및 엔진 회전수를 근거로 엔진 클러치를 해방하는 단계; 상기 엔진 클러치의 해방에 따라 엔진 회전수를 감소 후 아이들 회전수로 유지하는 단계; 및 이어 재 발진 요구 시 전동 모터 토오크와 아이들 상태의 엔진 토오크로 가속하는 단계를 포함한다. 본 발명에 의하면, 엔진 클러치의 해방 후 엔진 회전수를 아이들 회전수로 유지함에 따라 재 발진 요구 시 아이들 상태의 엔진 토오크 및 전동 모터 토오크로 가속이 이루어지므로 가속 시간을 단축하여 가속감을 향상시킬 수 있는 효과를 얻는다.

자동차, 하이브리드, ISG, 엔진 클러치

Description

하이브리드 차의 엔진 회전수 제어 방법{METHOD FOR CONTROLLING ENGINE RPM OF HYBRID ELECTRICAL VEHICLE}

본 발명은 하이브리드 차의 엔진 회전수 제어 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, ISG(integrated Starter and Generator)가 장착되는 하이브리드 차량에 있어 주행 중 전동 모터 토오크 제어와 엔진 토오크 제어 간의 엔진 토오크의 이상 거동을 제거할 수 있도록 한 방법에 관한 것이다.

일반적인 하이브리드 차(Hybrid Electric Vehicle, HEV)는 내연 엔진과 모터의 출력을 함께 사용하는 차량으로서, 내연 엔진만을 장착한 일반적인 자동차에 비해 유해 가스 배출량을 획기적으로 줄이는 것이 가능하여, 일반적으로 환경 자동차(echo-car)로 부른다.

종래의 하이브리드차는 차속에 따라 주행 모드가 다르게 선택되어 주행이 이루어지는 것이 가능하다.

하이브리드차는 차량은 출발 또는 저속 주행 시에는 배터리의 전원을 공급받는 전동모터에 의해 출력을 제공받아 구동 휠이 회전하며, 통상 주행 시에는 차속에 따라 내연 엔진과 전동모터를 조합하여 운행이 이루어지는 데, 특히 고속 운행 시에는 전동모터에 동력이 내연 엔진의 동력을 보조하여 내연 엔진과 전동모터에 의한 동력이 함께 구동 휠(W)을 회전시킨다. 그리고 감속 시에는 전동 모터를 발전기로 이용하여 배터리를 충전시킴으로써 에너지를 회수하게 되며, 정지 시에는 자동적으로 정지하여 불필요한 연료 소비 및 배출 가스를 저감시키게 된다.

즉, 주행 중 운전자의 감속 의지에 따라 차속이 감소하여 차속이 기준치 이하에 도달하면, 고속 주행 시 엔진 클러치를 해방하여 엔진 구동력을 전동 모터의 구동력으로 전환하기 위한 제어를 실행한다.

즉, 도 1에 도시된 바와 같이, 가속 페달로부터 공급되는 가속 신호를 근거로 운전자의 감속 의지가 ECU(Engine Control Unit)에 수신되면, 엔진 회전수와 터빈 회전수가 동기되는 시점에서 엔진 클러치는 해방되고, 이어 엔진 회전수는 서서히 감소하게 된다.

이때 상기 엔진 시동이 완전히 정지되므로 엔진 회전수는 0이 된다.

이후 재 발진 요구 시 전동 모터 토오크 만으로 발진이 이루어지므로 가속성이 저하되고 주행 중 정지 및 발진의 반복으로 이루어지는 경우 엔진 온/오프가 반복적으로 실행되므로 연비 및 운전감이 저하되는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 가속 페달의 조작에 따라 발생된 감속 요구 신호 또는 차량 소정 위치에 설치된 경제 주행 모드 스위치가 오프된 경우(또는 스포츠 모드 스위치가 온 된 경우) 엔진 회전수가 터빈 회전수에 동기되는 시점에서 엔진 클러치를 해방하되 엔진 회전수를 아이들 상태로 유지함에 따라 재 발진 요구 시 아이들 상태의 엔진 토오크 및 전동 모터 토오크로 재 발신이 이루어지므로, 가속이 신속하게 이루어지므로 가속감을 향상할 수 있고 승차감을 향상할 수 있는 하이브리드 차의 엔진 회전수 제어 방법을 제공하고자 함에 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1 관점에 따른 기술적 과제는,

가속 페달의 조작에 따라 발생된 감속 요구 신호가 수신되는 경우 터빈 회전수 및 엔진 회전수를 근거로 엔진 클러치를 해방하는 제1 단계;

상기 엔진 클러치의 해방에 따라 엔진 회전수를 감소 후 아이들 회전수로 유지하는 제2 단계; 및

이어 재 발진 요구 시 전동 모터 토오크와 아이들 상태의 엔진 토오크로 가속하는 제3 단계를 포함하는 것을 특징으로 하고,

여기서, 상기 방법은,

가속 페달의 조작에 따라 발생된 감속 요구 신호가 수신되지 아니한 경우 차량의 소정 위치에 설치되는 경제 주행 모드 스위치가 오프되었는 지를 판단하여 판단 결과 상기 경제 주행 모드 스위치가 오프된 경우 터빈 회전수 및 엔진 회전수를 근거로 엔진 클러치를 해방하는 제1 단계로 진행하는 것을 특징으로 한다.

또한, 바람직하게, 상기 방법은,

가속 페달의 조작에 따라 발생된 감속 요구 신호가 수신되지 아니한 경우 차 량의 소정 위치에 설치되는 스포츠 모드 스위치가 조작되었는 지를 판단하여 판단 결과 상기 스포츠 모드 스위치가 조작된 경우 터빈 회전수 및 엔진 회전수를 근거로 엔진 클러치를 해방하는 제1 단계로 진행하는 것을 특징으로 한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 가속 페달의 조작에 따라 발생된 감속 요구 신호가 수신되는 경우 또는 경제 주행 모드 스위치가 오프되거나 혹은 SPORT 모드 스위치가 온되는 경우 엔진 회전수가 터빈 회전수에 동기되는 시점에서 엔진 클러치를 해방하되 엔진 회전수를 아이들 상태로 유지함에 따라 재 발진 요구 시 아이들 상태의 엔진 토오크 및 전동 모터 토오크로 재 발신이 이루어지므로, 가속 시간이 단축되어 가속감을 향상할 수 있고 승차감을 향상할 수 있는 효과를 얻는다.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 첨부 도면 및 도면에 기재된 내용을 참조하여야 한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 하이브리드 차의 구성을 보인 도이고 도 3은 도 2에 도시된 IPM의 엔진 회전수 및 터빈 회전수를 보인 파형도이다.

도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 하이브리드 차는, 가속 페달의 조작에 따라 발생된 감속 요구 신호 또는 차량 소정 위치에 설치된 경제 주행 모드 스위치가 오프인 경우(혹은 SPORT 모드 스위치가 온인 경우) 외부로부터 공급되는 엔진 회전수에 따라 엔진 구동력을 전동 모터 구동력으로 전환하는 제어를 실행하는 IPM(10)와, 상기 IPM(10)의 제어에 따라 엔진 회전수와 터빈 회전수가 동기되는 시점에서 엔진 클러치 해방하는 제어하는 TCU(20)와, 상기 IPM(10)의 제어에 따라 엔진(40) 토오크를 제어하는 엔진 제어부(30)와, 상기 IPM(10)의 제어에 따라 전동 모터(60)의 토오크를 제어하는 전동 모터 제어부(50)를 포함한다.

여기서, 상기 경제 주행 모드 스위치는, 경제 주행을 위해 운전자에 의해 조작되는 스위치로서 차량의 소정 위치에 설치되고 경제 주행 모드 스위치가 오프인 경우 스포츠 모드로 설정된다. 따라서 본 발명에 따른 방법은, 경제 주행 모드 스위치가 오프 상태일 때 실행되도록 구비된다.

한편, 차량에 별도의 SPORT 모드 스위치가 설치되는 경우 스포츠 모드 스위치가 조작 시 본 발명에 따른 방법이 실행되도록 구비된다.

여기서, 상기 IPM(10)은 도 3에 도시된 바와 같이, 가속 패달로부터 운전자의 감속 요구 신호가 수신되어 차속이 기 설정된 기준치 이하에 도달하거나 차량 소정 위치에 설치된 경제 주행 모드 스위치가 오프 상태이고 (혹은 SPORT 모드 스위치가 온 상태인 경우) 엔진 회전수와 터빈 회전수가 동기되는 시점에서 엔진 클러치를 해방하기 위한 제어 신호를 발생하고, 상기 제어 신호에 의거하여 엔진 클 러치가 해방되므로 엔진 회전수는 감소한다.

상기 IPM(10)은 엔진 회전수를 아이들 회전수로 유지하는 제어 신호를 발생하고 이 제어 신호에 의거하여 엔진 토오크가 아이들 상태로 유지된다. 이 후 재 발진 요구 시 상기 아이들 상태의 엔진 토오크와 전동 모터 토오크를 기초로 발진이 이루어진다.

도 4는 본 발명에 따른 하이브리드 차의 엔진 회전수 제어 과정을 보인 흐름도이다. 본 발명에 따른 하이브리드 차의 엔진 회전수 제어 과정은 도 4를 참조하여 설명한다.

우선, 상기 IPM(10)은 가속 패달로부터 공급되는 감속 요구 신호를 수신될 때 (단계 101), 엔진 회전수 및 터빈 회전수를 모니터링한다(단계 103).

그러나, 상기 단계(101)에서 가속 패달로부터 공급되는 감속 요구 신호를 수신되지 아니한 경우 상기 IPM(10)은 차량의 소정 위치에 설치되는 경제 주행 모드 스위치가 온 상태인 지를 판단하고, 판단 결과 경제 주행 모드 스위치가 오프된 경우 상기 단계(103)로 진행한다.

이어 상기 IPM(10)은 단계(105)를 통해 엔진 회전수와 터빈 회전수가 동기되었는 지를 판단하고, 판단 결과 엔진 회전수와 터빈 회전수가 동기되는 시점에서 단계(105)를 통해 엔진 클러치를 해방하기 위한 제어 신호를 발생하고, 상기 제어 신호에 의거하여 엔진 클러치는 해방되므로 엔진 회전수는 감소하게 된다.

또한, 상기 IPM(10)은 단계(107)를 통해 엔진 클러치 해방을 감소하는 엔진 회전수를 아이들 회전수로 유지하기 위한 제어 신호를 상기 엔진 제어부(30)로 제 공하고, 엔진 제어부(30)는 상기 IPM(10)의 제어 신호에 따라 엔진 회전수를 아이들 회전수로 유지시킨다.

이어 상기 IPM(10)은 단계(109)를 통해 재 발진 요구되었는 지를 판단하고, 상기 판단 결과 재 발신 요구된 경우 상기 IPM(10)은 단계(111)를 통해 아이들 상태의 엔진 토오크와 전동 모터 토오크를 통해 발진하여 가속이 신속하게 이루어지고 아울러 가속감을 향상시킬 수 있게 된다. 상기 재 발신이 요구되지 아니한 경우 단계(113)를 통해 전동 모터를 주행한다.

본 발명의 실시 예에서는, 가속 패달로부터 공급되는 감속 요구 신호를 수신되는 경우를 일 예로 설명하였으나, 차량의 소정 위치에 설치되는 스포츠 모드 스위치가 온 상태로 조작되는 경우에도 엔진 회전수가 터빈 회전수에 동기되는 시점에서 엔진 클러치를 해방하되 엔진 회전수를 아이들 상태로 유지함에 따라 재 발진 요구 시 아이들 상태의 엔진 토오크 및 전동 모터 토오크로 재 발신이 이루어지는 본 발명에 따른 로직이 적용 가능하다.

이와 같이 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자는 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징으로 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허 청구범위 의해 나타내어지며, 특허 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

도 1은 일반적인 하이브리드 차의 출력 신호를 보인 파형도이다.

도 2는 본 발명에 의한 하이브리드 차의 구성을 보인 도이다.

도 3은 도 2에 도시된 IPM의 출력 신호들을 보인 도이다.

도 4는 본 발명에 따른 하이브리드 차의 엔진 회전수 제어 과정을 보인 흐름도를 보인 도이다.

Claims (3)

1. 가속 페달의 조작에 따라 발생된 감속 요구 신호가 수신되는 경우 터빈 회전수 및 엔진 회전수를 근거로 엔진 클러치를 해방하는 제1 단계;

   상기 엔진 클러치의 해방에 따라 엔진 회전수를 감소 후 아이들 회전수로 유지하는 제2 단계; 및

   이어 재 발진 요구 시 전동 모터 토오크와 아이들 상태의 엔진 토오크로 가속하는 제3 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차의 엔진 회전수 제어 방법.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 방법은,

   가속 페달의 조작에 따라 발생된 감속 요구 신호가 수신되지 아니한 경우 차량의 소정 위치에 설치되는 경제 주행 모드 스위치가 오프되었는 지를 판단하여 판단 결과 상기 경제 주행 모드 스위치가 오프된 경우 터빈 회전수 및 엔진 회전수를 근거로 엔진 클러치를 해방하는 제1 단계로 진행하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차의 엔진 회전수 제어 방법.
3. 청구항 1에 있어서, 상기 방법은,

   가속 페달의 조작에 따라 발생된 감속 요구 신호가 수신되지 아니한 경우 차량의 소정 위치에 설치되는 스포츠 모드 스위치가 온 상태로 조작되었는 지를 판단 하여 판단 결과 상기 스포츠 모드 스위치가 조작된 경우 터빈 회전수 및 엔진 회전수를 근거로 엔진 클러치를 해방하는 제1 단계로 진행하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차의 엔진 회전수 제어 방법.

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