KR101573635B1 - 하이브리드 차량의 토크 제어 장치 및 방법 - Google Patents

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KR101573635B1 KR1020140136642A KR20140136642A KR101573635B1 KR 101573635 B1 KR101573635 B1 KR 101573635B1 KR 1020140136642 A KR1020140136642 A KR 1020140136642A KR 20140136642 A KR20140136642 A KR 20140136642A KR 101573635 B1 KR101573635 B1 KR 101573635B1
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    • B60W10/04—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units

Abstract

본 발명은 하이브리드 차량의 토크 제어 장치 및 방법에 관한 것으로, 모터 모드로 주행 중인 차량에 하이브리드 모드로의 주행 천이가 발생되는 HCU, 주행 천이에 따라 운전자 요구토크와 차량 가속도를 기반으로 보상 토크를 산출하고, 보상토크에 기반하여 모터토크와 엔진토크의 토크 블렌딩을 제어하는 ECU, ECU의 제어에 의해 동작되는 엔진 클러치를 포함할 수 있고, 다른 실시 예로도 적용이 가능하다.

Description

하이브리드 차량의 토크 제어 장치 및 방법{Apparatus and Method for Torque Controlling of Hybrid Electric Vehicle}
본 발명의 다양한 실시 예는 하이브리드 차량의 토크 제어 장치 및 방법에 관한 것으로 하이브리드 차량의 운전모드에 따라 다양하게 발생되는 토크 블렌딩을 제어하는 하이브리드 차량의 토크 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.
하이브리드 차량은 동력원으로 엔진과 배터리로 동작되어 엔진의 출력토크를 보조하는 모터가 적용되며, 엔진과 모터 사이에 엔진의 출력토크를 단속하는 엔진 클러치가 장착된다.
하이브리드 차량은 엔진 클러치를 통한 엔진과 모터의 출력토크 합이 변속기의 입력토크가 될 수 있다. 하이브리드 차량은 차량의 연비, 운전성 등을 고려하여 처음에는 모터모드(EV; Electric Vehicle)로 주행하고, 하이브리드 모드(HEV; Hybrid Electric Vehicle) 주행이 필요한 경우 엔진의 시동이 온(ON)될 수 있다. 하이브리드 차량은 시동이 온된 엔진에 의해 엔진속도와 모터의 속도를 동기화시킨 후 엔진 클러치의 결합으로 엔진 토크와 모터 토크의 합이 변속기에 입력되도록 한다.
하이브리드 차량이 모터모드 주행에서 하이브리드 모드 주행으로 천이되는 경우 엔진과 모터의 토크 분배에서 엔진의 출력토크 지연으로 인하여 엔진 토크와 모터 토크의 합으로 결정되는 변속기 입력단의 토크는 일정하게 유지되지 못할 수 있다. 이로 인해, 토크 딥(Dip)이 발생될 수 있고, 차량에 쇼크(Shock)가 발생되어 운전성 및 승차감이 저하되는 문제점이 발생될 수 있다.
상기와 같이 종래의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 다양한 실시 예들은 모터모드 주행에서 하이브리드 모드 주행으로 천이될 때에 발생되는 토크 딥에 의한 쇼크를 방지하고, 차량의 요구 토크에 대응하여 빠른 응답성을 제공할 수 있는 하이브리드 차량의 토크 제어 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 하이브리드 차량의 토크 제어 장치는 모터 모드로 주행 중인 차량에 하이브리드 모드로의 주행 천이가 발생되는 HCU, 상기 주행 천이에 따라 운전자 요구토크와 차량 가속도를 기반으로 보상 토크를 산출하고, 상기 보상토크에 기반하여 모터토크와 엔진토크의 토크 블렌딩을 제어하는 ECU, 상기 ECU의 제어에 의해 동작되는 엔진 클러치를 포함할 수 있다.
또한, 상기 ECU는 상기 운전자 요구토크에서 구름 저항, 공기 저항, 경사각에 의한 저항을 포함하는 예측 가능 성분을 감하여 요구 가속도를 산출할 수 있다.
또한, 상기 ECU는 상기 산출된 요구 가속도와 상기 차량의 실제 가속도의 차이를 산출하여 상기 보상토크를 산출할 수 있다.
또한, 상기 ECU는 상기 보상토크에 기반하여 상기 엔진 클러치가 슬립 상태일 때 상기 차량에서 출력되는 모터토크를 제어할 수 있다.
또한, 상기 ECU는 상기 보상토크에 기반하여 상기 엔진 클러치가 슬립 상태일 때 상기 차량에서 출력되는 엔진토크를 제어할 수 있다.
또한, 상기 차량은 TMED(Transmission Mounted Electric Device) 및 TTR(Through The Road) 중 어느 하나의 방식으로 구현된 차량일 수 있다.
아울러, 본 발명의 일 실시 예에 따른 하이브리드 차량의 토크 제어 방법은 모터 모드로 주행 중인 차량에 하이브리드 모드로의 주행 천이를 감지하는 단계, 상기 주행 천이에 따라 운전자 요구토크와 차량 가속도를 기반으로 보상토크를 산출하는 단계, 상기 보상토크에 기반하여 모터토크와 엔진토크의 토크 블렌딩을 제어하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 보상토크를 산출하는 단계는 상기 운전자 요구토크에서 구름 저항, 공기 저항, 경사각에 의한 저항을 포함하는 예측 가능 성분을 감하여 요구 가속도를 산출하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 보상토크를 산출하는 단계는 상기 산출된 요구 가속도와 상기 차량의 실제 가속도의 차이를 산출하여 상기 보상토크를 산출하는 단계일 수 있다.
또한, 상기 토크 블렌딩을 제어하는 단계는 상기 보상토크에 기반하여 엔진 클러치가 슬립 상태일 때 상기 차량에서 출력되는 모터토크 및 엔진토크를 제어하는 단계일 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명은 하이브리드 차량의 토크 제어 및 방법에 관한 것으로서, 모터모드 주행에서 하이브리드 모드 주행으로 천이될 때에 발생되는 토크 딥에 의한 쇼크를 방지할 수 있고, 차량의 요구 토크에 대응하여 빠른 응답성을 제공하여 운전성 및 승차감을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 하이브리드 차량의 토크 제어 장치의 주요 구성을 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 TMED 차량에서 클러치 동기화를 통한 토크 블렌딩을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 TTR 차량에서 클러치 동기화를 통한 토크 블렌딩을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 TMED 차량에서 클러치 런치 접합을 통한 토크 블렌딩을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 TTR 차량에서 클러치 런치 접합을 통한 토크 블렌딩을 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 하이브리드 차량의 토크 제어 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
이하, 본 발명의 다양한 실시 예가 첨부된 도면과 연관되어 기재된다. 본 발명의 다양한 실시 예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들이 도면에 예시되고 관련된 상세한 설명이 기재되어 있다. 그러나, 이는 본 발명의 다양한 실시 예를 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 다양한 실시 예의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경 및/또는 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용되었다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 하이브리드 차량의 토크 제어 장치의 주요 구성을 나타내는 블록도이다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 토크 제어 장치는 ECU(10, Engine Control Unit), HCU(20, Hybrid Control Unit), MCU(30, Motor Control Unit), 배터리(40), BMS(50, Battery Management System), 엔진(60), 모터(70), 엔진 클러치(80), 변속기(90) 및 구동 휠(100)을 포함할 수 있다.
ECU(10)는 HCU(20)로부터 산출된 보상토크에 기반하여 엔진(60)의 출력토크 예컨대, 엔진토크의 출력을 제어할 수 있다. HCU(20)는 운전조건 상태에 따라 엔진 클러치(80)를 제어하여 모터모드(EV), 하이브리드 모드(HEV) 및 엔진모드의 주행을 제어할 수 있다.
HCU(20)는 하이브리드 차량의 주행 모드가 모터 모드에서 하이브리드 모드로 천이될 경우 주행 천이에 따라 운전자 요구토크와 차량 가속도를 기반으로 보상토크를 산출할 수 있다. HCU(20)는 산출된 보상토크에 기반하여 차량의 모터토크와 엔진토크의 토크 블렌딩 제어 및 엔진 클러치(80) 접합 제어를 수행할 수 있다.
HCU(20)는 모터 모드로 주행 중인 차량이 하이브리드 모드로 주행 천이 발생여부를 확인할 수 있다. 주행 천이가 확인되면 주행 천이에 따른 운전자 요구토크를 확인할 수 있다. 주행 천이 발생은 평로 주행 중에 경사로로 주행해야 하는 경우 등에 발생될 수 있다. HCU(20)는 토크 블렌딩 제어를 엔진 클러치(80) 접합 제어 구간에서 수행하기 위해 엔진 클러치(80)의 슬립구간에서 운전자 요구 토크를 만족시켜야 한다. 그러나, 종래에는 HCU(20)는 예측모델을 이용하여 출력토크를 예측하기 때문에 실제 엔진 클러치(80)에 전달되는 토크와 예측모델을 이용해 예측된 토크 사이에 차이가 발생한다. 이로 인해, 토크 딥에 의한 쇼크가 발생할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, HCU(20)는 차량의 주행 속도와 가속 페달에 매핑된 운전자 요구토크를 확인할 수 있다. 예컨대, HCU(20)는 엔진 클러치(80) 접합 제어 구간에서 차량 속도와 운전자가 밟고 있는 가속 페달에 주어지는 힘의 양을 확인하여 운전자 요구 토크를 확인할 수 있다. HCU(20)는 하기의 수학식 1을 이용하여 운전자 요구 토크를 확인할 수 있다.
Figure 112014096556044-pat00001
(단,
Figure 112014096556044-pat00002
은 차량 구동에 필요한 힘,
Figure 112014096556044-pat00003
은 차량 바퀴에 걸리는 회전 저항,
Figure 112014096556044-pat00004
은 차량 전면에 걸리는 공기 저항,
Figure 112014096556044-pat00005
는 경사 노면에 대한 저항,
Figure 112014096556044-pat00006
은 차량을 가속하기 위함 힘,
Figure 112014096556044-pat00007
은 차량 전체 무게, g는 중력 가속도,
Figure 112014096556044-pat00008
은 회전 저항 계수,
Figure 112014096556044-pat00009
는 노면 경사도,
Figure 112014096556044-pat00010
는 공기 밀도,
Figure 112014096556044-pat00011
는 공기 저항 계수,
Figure 112014096556044-pat00012
는 차량 전면 면적, V는 차량 속도를 의미할 수 있다.)
HCU(20)는 상기의 수학식 1에 의해 구름 저항, 공기 저항, 경사각에 의한 저항 등을 예측할 수 있다. 이를 위해 차량은 가속도 센서(미도시)를 구비할 수 있다. HCU(20)는 상기 수학식 1에서 예측된 성분들을 제거하고 난 이후에 운전자가 원하는 가속도를 산출할 수 있다. HCU(20)는 산출된 가속도와 실제 차량의 가속도의 차이를 이용하여 보상 토크를 산출할 수 있다. 이때, 실제 차량의 가속도는 구동 휠(100)의 회전 속도를 미분하여 산출하되, 시간 지연을 고려한 Low Pass Filter를 통과시켜 노이즈를 제거할 수 있다.
HCU(20)는 산출된 보상 토크를 ECU(10) 또는 MCU(30) 중 어느 하나에 전달할 수 있다. HCU(20)는 엔진보다 빠른 응답성을 갖는 모터에서 보상 토크에 기반하여 모터(70)의 출력토크 예컨대, 모터토크를 출력하도록 보상 토크를 MCU(30)로 전달할 수 있다. HCU(20)는 토크 블렌딩을 수행할 수 있다. HCU(20)는 산출된 보상 토크에 기반하여 엔진 클러치(80)가 슬립상태일 때 차량에서 출력되는 모터토크에 보상 토크를 가산함으로써, 실제 엔진 클러치(80)에 전달되는 토크와 예측모델을 이용해 예측된 토크의 차이를 최소화할 수 있다.
MCU(30)는 HCU(20)로부터 산출된 보상토크에 기반하여 모터(70)의 출력토크 예컨대, 모터토크의 출력을 제어할 수 있다.
배터리(40)는 하이브리드 모드 및 모터모드에서 모터(70)에 전원을 공급할 수 있다.
BMS(50)는 배터리(40)의 전압, 전류, 온도 등의 정보를 검출하여 SOC(State Of Charge) 상태 및 충방전 전류량을 관리 제어할 수 있다. BMS(50)는 상기에 대한 정보를 네트워크를 통해 HCU(20)로 제공할 수 있다.
엔진(60)은 ECU(10)의 제어에 의해 제반적인 출력토크를 제어하고, ETC(Electric Throttle Control, 미도시)에 의해 조정되는 스로틀 밸브의 개도율에 따라 흡입 공기량을 조절할 수 있다.
모터(70)는 MCU(30)의 제어에 따라 구동토크가 조정될 수 있다.
엔진 클러치(80)는 엔진(60)과 모터(70) 사이에 배치될 수 있다. 엔진 클러치(80)는 HCU(20)의 제어에 따라 동작되어 차량의 운전모드를 결정할 수 있다.
변속기(90)는 엔진 클러치(80)의 결합 및 해제에 따라 결정되는 엔진(60)의 출력토크와 모터(70)의 출력토크의 합을 입력토크로 공급받을 수 있다. 변속기(90)는 차속과 운행조건에 따라 임의의 변속단이 선택되어 구동력을 구동 휠(100)에 제공할 수 있다.
전술한 바와 같은 기능이 포함되는 본 발명의 동작에 대하여 설명하면 다음과 같다. 아울러, 본 발명의 실시 예에서는 TMED(Transmission Mounted Electric Device)을 기준으로 설명하고 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 하기의 도 3 및 도 5에서와 같이 TTR(Through The Road) 차량에도 적용될 수 있음을 명확히 하는 바이다.
HCU(20)가 엔진(60) 및 모터(70)의 토크 블렌딩을 제어하는 동작에 대해서는 하기에서 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 TMED 차량에서 클러치 동기화를 통한 토크 블렌딩을 나타내는 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 주행 중인 TMED(Transmission Mounted Electric Device) 차량에서 주행 모드 천이 시에 엔진 속도와 모터 속도를 동기화한 후 엔진 클러치(80)를 접합하는 방식에서 a는 차량이 모터 모드(EV)로 동작하는 구간을 나타낼 수 있다. HCU(20)에서 하이브리드 모드로의 주행 천이 발생이 확인되면 210과 같이 엔진 클러치(80)의 상태 변화에 따라 주행 모드가 하이브리드 모드로 천이될 수 있다. 엔진 클러치(80)의 상태는 오픈, 슬립, 락-업 상태일 수 있고, 엔진 클러치(80)가 락-업 상태인 b구간은 차량의 주행 모드가 하이브리드 모드(HEV)로 변경이 완료된 구간을 나타낼 수 있다.
ECU(10)는 오픈 상태에서 주행 모드가 변화되는 시점에 엔진(60)의 시동을 온(ON)하고, 차량의 속도를 제어할 수 있다. 모터 모드에서 하이브리드 모드로의 주행 모드 천이가 발생되면 주행 모드 천이가 발생된 시점에서 엔진 크랭킹으로 인해 220과 같이 엔진 속도가 급상승하게 되고, 230과 같이 모터 속도는 모터 모드로 주행 시와 유사하게 유지될 수 있다.
HCU(20)는 슬립 상태에서 엔진 클러치(80)의 접합을 제어하고, 모터토크와 엔진토크의 토크 블렌딩을 제어할 수 있다. HCU(20)가 예측모델을 이용하여 예측된 출력토크는 251과 같이 나타낼 수 있고, 실제 엔진 클러치(80)에 전달되는 토크는 252와 같이 나타낼 수 있다. 이와 같이 251과 252 사이에 존재하는 차이로 인해 토크 딥에 의한 쇼크가 발생할 수 있다.
HCU(20)는 주행 모드 천이 시 요구되는 운전자 요구토크(260)를 차량의 주행 속도와 가속 페달에서 확인할 수 있는 가속도를 이용하여 확인할 수 있다. HCU(20)는 운전자 요구토크(260)를 기반으로 보상 토크를 산출할 수 있고, HCU(20)는 산출된 보상 토크를 모터 토크(240)에 적용할 수 있다. 보상 토크가 적용되지 않은 모터 토크는 슬립 상태에서 241과 같고, 보상 토크가 적용된 모터 토크는 슬립상태에서 242와 같이 나타낼 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 TTR 차량에서 클러치 동기화를 통한 토크 블렌딩을 나타내는 도면이다.
도 3을 참조하면, 주행 중인 TTR(Through The Road) 차량에서 주행 모드 천이 시에 엔진 속도와 변속기 입력축 속도를 동기화한 후 DCT클러치()를 접합하는 방식에서 a는 차량이 모터 모드(EV)로 동작하는 구간을 나타낼 수 있다. HCU에서 하이브리드 모드로의 주행 천이 발생이 확인되면 310과 같이 DCT클러치의 상태 변화에 따라 주행 모드가 하이브리드 모드로 천이될 수 있다. DCT클러치의 상태는 오픈, 슬립, 락-업 상태일 수 있고, DCT클러치가 락-업 상태인 b구간은 차량의 주행 모드가 하이브리드 모드(HEV)로 변경이 완료된 구간을 나타낼 수 있다.
ECU는 오픈 상태에서 주행 모드가 변화되는 시점에 엔진의 시동을 온(ON)하고, 차량의 속도를 제어할 수 있다. 모터 모드에서 하이브리드 모드로의 주행 모드 천이가 발생되면 주행 모드 천이가 발생된 시점에서 320과 같이 엔진 속도가 급상승하게 되고, 330과 같이 DCT(Double Clutch Transmission) 입력축 속도도 급상승할 수 있다. 이때, DCT 입력축 속도(330)는 380과 같이 DCT기어단에 변화가 발생되는 시점과 동일한 시점에 급상승할 수 있다.
HCU는 슬립 상태에서 DCT클러치의 접합을 제어하고, 모터토크(340)와 엔진토크(350)의 토크 블렌딩을 제어할 수 있다. 아울러, 370과 같이 DCT클러치의 결합 허가가 발생되면 DCT클러치는 HCU의 제어에 의해 결합될 수 있다. HCU가 예측모델을 이용하여 예측된 출력토크는 351과 같이 나타낼 수 있고, 실제 DCT클러치에 전달되는 토크는 352와 같이 나타낼 수 있다. 이와 같이 351과 352 사이에 존재하는 차이로 인해 토크 딥에 의한 쇼크가 발생할 수 있다.
HCU는 주행 모드 천이 시 요구되는 운전자 요구토크(360)를 차량의 주행 속도와 가속 페달에서 확인할 수 있는 가속도를 이용하여 확인할 수 있다. HCU는 운전자 요구토크(360)를 기반으로 보상 토크를 산출할 수 있고, HCU는 산출된 보상 토크를 모터 토크(340)에 적용할 수 있다. 보상 토크가 적용되지 않은 모터 토크는 슬립 상태에서 341과 같고, 보상 토크가 적용된 모터 토크는 슬립상태에서 342와 같이 나타낼 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 TMED 차량에서 클러치 런치 접합을 통한 토크 블렌딩을 나타내는 도면이다.
도 1 및 도 4를 참조하면, 주행 중인 TMED 차량에서 차속이 낮고 모터의 출력이 부족한 경우, 엔진의 출력을 이용하여 엔진 클러치(80)를 슬립상태로 제어하면서 차속을 향상시키는 런치(launch) 접합 방식에서 a는 차량이 모터 모드(EV)로 동작하는 구간을 나타낼 수 있다. 도 4의 410, 420, 430, 440, 450, 460은 각각 도 2에 도시된 210, 220, 230, 240, 250, 260과 동일하므로 상세한 설명을 생략한다. 다만, 엔진 클러치(80)가 슬립 상태인 동안에 HCU(20)는 운전자 요구토크(460)에서 클러치 전달 토크(452)를 감한 값을 모터 토크(440)로 출력하되, 모터 토크(440)에 보상토크를 가산하여 442와 같은 그래프가 그려지도록 출력될 수 있다. 이때, 보상토크는 운전자 요구토크-구동 휠을 기준으로 산출된 가속도*차량 inertia/변속기 기어비로부터 산출될 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 TTR 차량에서 클러치 런치 접합을 통한 토크 블렌딩을 나타내는 도면이다.
도 5를 참조하면, 주행 중인 TTR 차량에서 차속이 낮고 변속기 입력단의 회전 속도가 엔진의 대기 속도보다 낮아 전기 모터로 차량의 구동이 불가능한 경우, 엔진의 출력을 이용하여 DCT클러치를 슬립상태로 제어하면서 차속을 향상시키는 런치(launch) 접합 방식에서 a는 차량이 모터 모드(EV)로 동작하는 구간을 나타낼 수 있다. 도 5의 510, 520, 530, 540, 550, 560, 570, 580은 각각 도 3에 도시된 310, 320, 330, 340, 350, 360, 370, 380과 동일하므로 상세한 설명을 생략한다. 다만, DCT클러치가 슬립 상태인 동안에 HCU는 운전자 요구토크(560)에서 클러치 전달 토크(552)를 감한 값을 모터 토크(540)로 출력하되, 모터 토크(540)에 보상토크를 가산하여 542와 같은 그래프가 그려지도록 출력될 수 있다. 이때, 보상토크는 운전자 요구토크-구동 휠을 기준으로 산출된 가속도*차량 inertia/변속기 기어비로부터 산출될 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 하이브리드 차량의 토크 제어 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 1 및 도 6을 참조하면, 11단계에서 HCU(20)는 모터 모드로 주행 중인 차량이 하이브리드 모드로 주행 천이 발생여부를 확인할 수 있다. 11단계에서 HCU(20)는 주행 천이 발생이 확인되면 13단계를 수행할 수 있고, 주행 천이 발생이 확인되지 않으면 23단계를 수행할 수 있다. 23단계에서 HCU(20)는 차량의 주행 모드의 천이를 지속적으로 감지하는 등의 해당 기능을 수행할 수 있다.
13단계에서 HCU(20)는 주행 천이에 따른 운전자 요구토크를 확인할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, HCU(20)는 차량의 주행 속도와 가속 페달에 매핑된 운전자 요구토크를 확인할 수 있다. HCU(20)는 엔진 클러치(80) 접합 제어 구간에서 차량 속도와 운전자가 밟고 있는 가속 페달에 주어지는 힘의 양을 확인하여 운전자 요구 토크를 확인할 수 있다. HCU(20)는 상기의 수학식 1을 이용하여 운전자 요구 토크를 확인할 수 있다.
15단계에서 HCU(20)는 보상 토크를 산출할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, HCU(20)는 상기 수학식 1에 의해 구름 저항, 공기 저항, 경사각에 의한 저항 등을 예측할 수 있다. HCU(20)는 상기 수학식 1에서 예측된 성분들을 제거하고 난 이후에 운전자가 원하는 가속도를 산출할 수 있다. HCU(20)는 산출된 가속도와 실제 차량의 가속도의 차이를 이용하여 보상 토크를 산출할 수 있다. 이때, 실제 차량의 가속도는 구동 휠(100)의 회전 속도를 미분하여 산출하되, 시간 지연을 고려한 Low Pass Filter를 통과시켜 노이즈를 제거할 수 있다. 엔진 클러치(80)는 11단계에서 15단계까지 오픈 상태를 유지할 수 있다.
17단계에서 HCU(20)는 토크 블렌딩을 수행할 수 있다. HCU(20)는 15단계에서 산출된 보상 토크를 모터 토크에 가산하여 출력하는 것으로 토크 블렌딩을 수행할 수 있다. HCU(20)는 산출된 보상 토크에 기반하여 엔진 클러치(80)가 슬립상태일 때 차량에서 출력되는 모터토크에 보상 토크를 가산함으로써, 실제 엔진 클러치(80)에 전달되는 토크와 예측모델을 이용해 예측된 토크의 차이를 최소화할 수 있다. HCU(20)가 토크 블렌딩을 수행하는 시점부터 엔진 클러치(80)는 슬립 상태로 전환될 수 있다. 엔진 클러치(80)의 슬립 상태는 토크 블렌딩이 완료되어 주행 천이 완료되는 시점까지 유지될 수 있다.
19단계에서 HCU(20)는 토크 블렌딩의 완료여부를 확인할 수 있다. 19단계에서 HCU(20)는 토크 블렌딩이 완료됨이 확인되면 23단계를 수행하여 주행 모드의 천이를 완료할 수 있다. 19단계에서 HCU(20)는 토크 블렌딩이 완료되지 않으면 17단계로 회귀하여 토크 블렌딩을 재수행할 수 있다. 21단계에서 엔진 클러치(80)는 락-업 상태로 전환될 수 있다.
그리고 본 명세서와 도면에 발명된 본 발명의 실시 예들은 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 발명의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 따라서 본 발명의 범위는 여기에 발명된 실시 예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상을 바탕으로 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10: ECU 20: HCU
30: MCU 40: 배터리
50: BMS 60: 엔진
70: 모터 80: 엔진 클러치
90: 변속기 100: 구동 휠

Claims (10)

  1. 모터 모드로 주행 중인 차량에 하이브리드 모드로의 주행 천이가 발생되는 HCU;
    상기 주행 천이에 따라 운전자 요구토크와 차량 가속도를 기반으로 보상 토크를 산출하고, 상기 보상토크에 기반하여 모터토크와 엔진토크의 토크 블렌딩을 제어하는 ECU;
    상기 ECU의 제어에 의해 동작되는 엔진 클러치;
    를 포함하되,
    상기 보상 토크는 상기 엔진 클러치가 슬립상태일 때, 상기 모터토크에 가산되는 것을 특징으로 하는 토크 제어 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 ECU는
    상기 운전자 요구토크에서 구름 저항, 공기 저항 및 경사각에 의한 저항을 포함하는 예측 가능 성분을 감하여 요구 가속도를 산출하는 토크 제어 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 ECU는
    상기 산출된 요구 가속도와 상기 차량의 실제 가속도의 차이를 산출하여 상기 보상토크를 산출하는 토크 제어 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 ECU는
    상기 보상토크에 기반하여 상기 엔진 클러치가 슬립 상태일 때 상기 차량에서 출력되는 모터토크를 제어하는 토크 제어 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 ECU는
    상기 보상토크에 기반하여 상기 엔진 클러치가 슬립 상태일 때 상기 차량에서 출력되는 엔진토크를 제어하는 토크 제어 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 차량은
    TMED(Transmission Mounted Electric Device) 및 TTR(Through The Road) 중 어느 하나의 방식으로 구현된 차량인 토크 제어 장치.
  7. 모터 모드로 주행 중인 차량에 하이브리드 모드로의 주행 천이를 감지하는 단계;
    상기 주행 천이에 따라 운전자 요구토크와 차량 가속도를 기반으로 보상토크를 산출하는 단계;
    상기 보상토크에 기반하여 모터토크와 엔진토크의 토크 블렌딩을 제어하는 단계;
    를 포함하되,
    상기 보상 토크는 상기 엔진 클러치가 슬립상태일 때, 상기 모터토크에 가산되는 것을 특징으로 하는 토크 제어 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 보상토크를 산출하는 단계는
    상기 운전자 요구토크에서 구름 저항, 공기 저항 및 경사각에 의한 저항을 포함하는 예측 가능 성분을 감하여 요구 가속도를 산출하는 단계;
    를 더 포함하는 토크 제어 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 보상토크를 산출하는 단계는
    상기 산출된 요구 가속도와 상기 차량의 실제 가속도의 차이를 산출하여 상기 보상토크를 산출하는 단계인 토크 제어 방법.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 토크 블렌딩을 제어하는 단계는
    상기 보상토크에 기반하여 엔진 클러치가 슬립 상태일 때 상기 차량에서 출력되는 모터토크 및 엔진토크를 제어하는 단계인 토크 제어 방법.
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