KR101063700B1 - 하이브리드 차량의 파워트레인 제어방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 적정수준에 못 미치는 다소 저용량의 ISG가 탑재된 하이브리드 차량의 파워트레인에서도, 전기차모드로 주행중 운전자의 재가속 의지가 감지되면, 신속하고 부드럽게 엔진으로부터의 동력을 모터의 동력에 더하여 차량의 신속한 가속이 가능하도록 함으로써, 차량의 가속성능을 향상시킬 수 있도록 한다.
재가속, 전기차모드, ISG

Description

하이브리드 차량의 파워트레인 제어방법{Control Method for Power Train of Hybrid Vehicle}
본 발명은 내연기관인 엔진과 전기로 작동되는 모터를 동력원으로 사용하는 하이브리드 차량의 파워트레인을 제어하는 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 엔진의 시동과 회생제동을 전담하는 ISG(Integrated Starter & Generator)가 엔진에 연결된 방식의 하이브리드 차량에서 전기차모드로 주행중 재가속을 하는 경우에 파워트레인을 제어하는 방법에 관한 기술이다.
하이브리드 차량에서는 주행 중 운전자가 가속페달을 밟지 않아 타행주행이 이루어지는 경우에, 고전압배터리의 충전량이 정해진 수준 이상이면, 연비 저감을 위해 엔진을 정지시킨다.
이때, 다시 최대 재가속을 위해 운전자가 가속페달을 밟으면, 가속력의 향상을 위해 변속기는 하향변속(6-3 또는 6-2)을 하고, 모터는 최대토크를 출력하며, 엔진기동을 위해 ISG는 엔진의 시동이 가능한 회전수까지 토크를 출력하게 된다.
상기 ISG의 토크에 의해 엔진의 시동이 이루어지면, 상기 엔진의 시동과 동시에 유압으로 엔진클러치를 제어하여 적절한 슬립으로 충격을 저감시키면서 구동 축에 직결된 모터의 동력에 엔진의 동력을 연결시키게 된다. 이때, 비로소 엔진의 토크가 구동축에 전달되어 운전자의 요구토크를 만족시킬 수 있도록 모터토크와 엔진토크가 더해져서 차량의 재가속이 가능하도록 한다.
참고로, 도 1은 상기 ISG의 용량이 충분하여 상기한 바와 같은 작용이 정상적으로 이루어지는 것을 도시한 것이다.
그런데, 상기 ISG는 그 부피에 따른 패키지의 어려움 및 파워트레인 시스템의 특성 및 차량의 공간 등의 여러 가지 원인으로, 최적의 ISG용량의 선정이 어려워서 대체로 저용량의 ISG를 설계하여 파워트레인에 탑재하고 있어서, 상기와 같은 재가속시 엔진클러치가 접합될 때 모터의 속도와 엔진의 속도에 차이가 발생하기 쉽고, 이 경우 충격이 발생되는 문제점이 있다.
즉, ISG의 최대출력 용량이 부족하여 상기 모터가 발생시키는 고속의 회전수까지 엔진의 회전수를 상승시켜주지 못하므로, 모터의 속도와 엔진의 속도가 크게 차이 나는 경우 도 2와 같이 엔진클러치의 접합이 불가한 상황이 발생할 수 있고, 그렇지 않더라도 엔진클러치의 접합시간이 과다하게 길어져서 재가속시의 응답성이 저하될 수 있다.
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 적 정수준에 못 미치는 다소 저용량의 ISG가 탑재된 하이브리드 차량의 파워트레인에서도, 전기차모드로 주행중 운전자의 재가속 의지가 감지되면, 신속하고 부드럽게 엔진으로부터의 동력을 모터의 동력에 더하여 차량의 신속한 가속이 가능하도록 함으로써, 차량의 가속성능을 향상시킬 수 있도록 한 하이브리드 차량의 파워트레인 제어방법을 제공함에 그 목적이 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 안출된 본 발명 하이브리드 차량의 파워트레인 제어방법은
운전자의 재가속 의지를 감지하는 재가속감지단계와;
ISG로 엔진을 시동시키는 엔진시동단계와;
상기 엔진의 회전수를 신속히 상승시키는 엔진가속단계와;
상기 엔진의 동력을 모터가 연결된 구동축으로 연결하는 엔진클러치를 결합시키는 엔진클러치결합단계;
를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
상기 엔진시동단계에서, 상기 ISG의 목표회전수는 상기 엔진의 시동에 필요한 최소한의 회전수보다 더 큰 회전수로 상향되어 설정되는 것이 바람직하다.
상기 엔진가속단계에서는, 신속히 엔진을 구동하여 엔진회전수가 상기 모터의 회전수에 근접하도록 제어하는 것이 바람직하다.
상기 엔진클러치결합단계는 상기 모터의 회전수와 엔진의 회전수 차이가 소정값 이하인 경우에 수행하도록 구성될 수 있다.
본 발명은 적정수준에 못 미치는 다소 저용량의 ISG가 탑재된 하이브리드 차량의 파워트레인에서도, 전기차모드로 주행중 운전자의 재가속 의지가 감지되면, 신속하고 부드럽게 엔진으로부터의 동력을 모터의 동력에 더하여 차량의 신속한 가속이 가능하도록 함으로써, 차량의 가속성능을 향상시킬 수 있도록 한다.
도 3과 도 4를 참조하면, 본 발명 실시예의 하이브리드 차량의 파워트레인 제어방법은 운전자의 재가속 의지를 감지하는 재가속감지단계(S10)와; ISG로 엔진을 시동시키는 엔진시동단계(S20)와; 상기 엔진의 회전수를 신속히 상승시키는 엔진가속단계(S30)와; 상기 엔진의 동력을 모터가 연결된 구동축으로 연결하는 엔진클러치를 결합시키는 엔진클러치결합단계(S40)를 포함하여 구성된다.
상기 엔진시동단계(S20)에서, 상기 ISG의 목표회전수는 상기 엔진의 시동에 필요한 최소한의 회전수보다 더 큰 회전수로 상향되어 설정된다.
또한, 상기 엔진가속단계(S30)에서는, 신속히 엔진을 구동하여 엔진회전수가 상기 모터의 회전수에 근접하도록 제어한다.
즉, 재가속시에 모터의 회전수 상승에 비하여 부족한 ISG의 토크의 문제점을 보완하기 위하여, ISG가 엔진을 시동시키기 위해 설정하는 목표회전수를 엔진을 시동시킬 수 있는 수준만이 아니라, 그 이상으로 ISG가 발휘할 수 있는 거의 최대한의 목표회전수로 설정하여 신속히 ISG의 회전수 및 엔진 회전수가 상승되도록 하고, 이와 동시에 엔진의 시동이 가능하여 인젝션이 가능해지는 순간, 엔진은 신속한 회전수 상승을 위해 연료를 분사하여 시동이 이루어지도록 하되, 단순히 시동만 이루어지게 하는 것이 아니라 상기 모터의 회전수에 근접하도록 하기 위해 엔진의 회전수 자체를 상승시킬 수 있는 수준으로 초폭토크를 계산하여, 그에 따른 연료분사량을 결정하여 분사하도록 하는 것이다.
따라서, 종래에는 ISG가 단순히 엔진의 시동이 가능한 수준으로만 엔진 회전수를 상승시키고, 엔진은 시동만 이루어지도록 제어되었던 것에 비하여, 본 발명에 따른 제어방법을 사용하면, 신속히 상승하는 모터의 회전수를 상기 ISG와 엔진의 회전수가 신속히 따라잡아 동등한 수준이 되게 되는 것이다.
상기 엔진클러치결합단계(S40)는 상기 모터의 회전수와 엔진의 회전수 차이가 소정값(D) 이하인 경우에 수행하도록 구성되어, 실질적으로 엔진회전수가 모터회전수와 거의 같아져서 충격이 발생하지 않을 상황에 엔진클러치를 결합하게 된다.
여기서, 상기 소정값(D)는 물론, 모터회전수와 엔진회전수의 차이가 엔진클 러치의 접합 제어가 시작되어도 충격을 발생시키지 않을 정도로 실험 및 해석에 의해 결정되어 미리 입력되어 있는 값이다.
따라서, 본 발명에 따르면, 하이브리드 차량의 전기차모드 타행주행 상황에서 운전자의 급격한 재가속시에, 엔진의 회전수를 신속히 상기 모터의 회전수와 동등한 수준으로 상승시킨 후 모터의 동력과 엔진의 동력을 결합시키도록 함으로써, 신속한 동력 결합으로 운전자의 가속의지에 대한 가속 응답성이 상대적으로 빠르게 확보될 수 있으며, 부드러운 동력 연결로 충격이 발생하지 않게 된다.
도 1은 종래 기술에 의한 전기차모드 타행주행중 재가속시의 상황을 설명한 도면,
도 2는 ISG의 출력용량 부족에 따른 문제점을 도 1에 비교하여 설명한 도면,
도 3은 본 발명에 따른 하이브리드 차량의 파워트레인 제어방법의 실시예를 도시한 순서도,
도 4는 본 발명에 따른 하이브리드 차량의 파워트레인 제어방법의 작용을 도 2에 비교하여 도시한 도면이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명>
S10; 재가속감지단계
S20; 엔진시동단계
S30; 엔진가속단계
S40; 엔진클러치결합단계

Claims (4)

  1. 운전자의 재가속 의지를 감지하는 재가속감지단계와;
    ISG로 엔진을 ISG의 목표회전수로 회전하도록 시동시키는 엔진시동단계와;
    상기 엔진의 회전수를 상기 ISG의 목표회전수로 회전하도록 신속히 상승시키는 엔진가속단계와;
    상기 엔진의 동력을 모터가 연결된 구동축으로 연결하는 엔진클러치를 결합시키는 엔진클러치결합단계를 포함하며,
    상기 엔진시동단계에서, 상기 ISG의 목표회전수는 상기 엔진의 시동에 필요한 최소한의 회전수보다 더 큰 회전수로 상향되어 설정되는 것
    을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 파워트레인 제어방법.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 엔진가속단계에서는, 신속히 엔진을 구동하여 엔진회전수가 상기 모터의 회전수에 근접하도록 제어하는 것
    을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 파워트레인 제어방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 엔진클러치결합단계는 상기 모터의 회전수와 엔진의 회전수 차이가 소정값 이하인 경우에 수행하도록 된 것
    을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 파워트레인 제어방법.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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