KR101575249B1 - 하이브리드 차량의 제어 시스템 - Google Patents

하이브리드 차량의 제어 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 차량의 제어 시스템은, 운전자가 작동시키는 가속페달, 상기 가속페달의 작동에 따라서 구동되어, 변속기의 입력축을 통해서 구동휠로 회전력을 전달하는 모터, 상기 입력축의 속도와 상기 구동휠의 속도를 감지하는 속도센서, 및 상기 가속페달이 눌러지면, 상기 구동휠과 상기 입력축 사이의 속도차이를 감지하고, 그 속도차이에 반대되는 역위상을 상기 모터를 통해서 상기 입력축에 전달하는 제어부를 포함한다.
따라서, 변속기의 입력축의 속도와 휠의 회전속도 사이의 차이를 연산하고, 그 차이값에 대응하는 역위상을 모터를 통해서 입력축에 전달하여, 속도차이로 발생되는 저크/서지 현상을 줄인다.

Description

하이브리드 차량의 제어 시스템{INTAKE SYSTEM OF ENGINE}
본 발명은 엔진과 모터에 의해서 HV모드 또는 EV모드를 수행하여 차량을 주행하되 연료소모들 줄이고 승차감을 향상시킨 하이브리드 차량의 제어 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 하이브리드 차량의 가속페달을 누를 때, 가속 초기에 차체가 앞뒤로 흔들리는 저크(jerk)/서지(surge) 현상이 발생된다.
특히, 드라이브샤프트의 직경을 축소하는 경우, 저속구간에서 가속페달이 눌러질 때, 저크/서지 현상이 발생된다.
한편으로, 드라이브샤프트의 직경을 변경하거나 재료특성을 변경하는 것은 다른 설계인자에 큰 영향을 주기 때문에, 다른 방법으로 저크/서지 현상을 해결해야 한다.
특히, 저크/서지 현상은 하이브리드 차량의 상품성에 중대한 영향을 미치는 요소이므로, 그 해결방안이 절실하다.
따라서, 본 발명은 가속페달을 누를 때 저속에서 발생되는 저크/서지 현상을 줄여서 상품성을 향상시키고 운전자에게 안락감을 주는 하이브리드 차량의 제어 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 하이브리드 차량의 제어 시스템은, 운전자가 작동시키는 가속페달, 상기 가속페달의 작동에 따라서 구동되어, 변속기의 입력축을 통해서 구동휠로 회전력을 전달하는 모터, 상기 입력축의 속도와 상기 구동휠의 속도를 감지하는 속도센서, 및 상기 가속페달이 눌러지면, 상기 구동휠과 상기 입력축 사이의 속도차이를 감지하고, 그 속도차이에 반대되는 역위상을 상기 모터를 통해서 상기 입력축에 전달하는 제어부를 포함한다.
상기 제어부는, 상기 구동휠과 상기 입력축의 속도차이를 인지하고, 상기 입력축에 설정된 시간 동안 상기 역위상을 부가한다.
상기 제어부는, 상기 가속페달로부터 전달된 신호를 기초로 목표토크를 선택하고 그 선택된 목표토크에 따라서 상기 모터가 상기 입력축에 회전력을 전달한다.
상기 제어부는, 상기 구동휠과 상기 입력축 사이의 속도차이가 설정된 수치 이상일 때, 그 속도차이에 반대되는 역위상을 상기 모터를 통해서 상기 입력축에 전달한다.
앞에서 기재된 바와 같이 본 발명에 따른 하이브리드 차량의 제어 시스템에서, 변속기의 입력축의 속도와 휠의 회전속도 사이의 차이를 연산하고, 그 차이값에 대응하는 역위상을 모터를 통해서 입력축에 전달하여, 속도차이로 발생되는 저크/서지 현상을 줄인다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 차량의 제어 시스템의 개략적인 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 차량의 제어 시스템에 의한 제어방법을 보여주는 플로우차트이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 차량에서 변속기 입력축과 휠의 회전속도차이와 모터에 의해서 생성되는 역위상을 보여주는 그래프이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 차량의 진동특성을 보여주는 그래프이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 차량의 제어 시스템의 개략적인 구성도이다.
도 1을 참조하면, 하이브리드 차량은 엔진(100), 모터(110), 변속기(120), 휠(130), 입력축속도센서(140), 휠속도센서(150), 가속페달(160), 가속페달위치센서(170), 및 제어부(180)를 포함한다.
운전자가 상기 가속페달(160)을 누르면, 상기 가속페달위치센서(170)(accelerator position sensor)가 상기 가속페달(160)의 움직임을 감지하고, 그 신호를 상기 제어부(180)로 전달한다.
상기 제어부(180)는 상기 가속페달위치센서(170)에서 보내진 신호를 기초로 목표토크를 감지하고, 상기 엔진(100) 또는 상기 모터(110)를 작동시킨다.
상기 엔진(100) 또는 상기 모터(110)에서 형성된 회전력은 상기 변속기(120)를 통해서 상기 휠(130)로 전달된다.
상기 입력축속도센서(140)는 상기 변속기(120)의 입력축의 회전 속도를 감지하여 그 신호를 상기 제어부(180)로 전달하고, 상기 휠속도센서(150)는 상기 휠(130)의 회전속도를 감지하여 그 신호를 상기 제어부(180)로 전달한다.
상기 입력축속도센서(140)와 상기 휠속도센서(150)에서 보내진 신호를 기초로, 상기 제어부(180)는 상기 변속기(120)의 입력축 속도와 상기 휠(130)의 회전속도를 비교하고, 그 차이를 실시간으로 연산한다.
본 발명의 실시예에서는, 상기 변속기(120)의 입력축의 회전속도와 상기 휠(130)의 회전속도 사이의 차이를 연산하고, 그 차이값에 대응하는 역위상을 상기 입력축에 전달하고, 속도차이로 발생되는 저크/서지 현상을 줄인다. 특히, 상기 제어부(180)는 상기 모터(110)를 제어하여 상기 역위상을 상기 입력축에 전달한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 차량의 제어 시스템에 의한 제어방법을 보여주는 플로우차트이다.
도 2를 참조하면, S200에서 제어가 시작되고, S210에서 차량정보가 감지된다. 여기서 차량정보는 상기 엔진(100)의 작동상태, 상기 모터(110)의 작동상태, 하이브리드모드(Hybrid mode), 및 모터모드(Eelectric mode)를 포함한다.
S220에서 상기 가속페달(160)의 작동위치를 감지하는 상기 가속페달위치센서(170)에서 보내지는 신호가 감지되는지 판단된다.
상기 가속페달(160)이 눌러지는 것으로 판단되면, S230에서 가속신호에 따르는 목표토크를 인지하고, 상기 모터(110)를 작동시킨다. 본 발명의 실시예에서는 상기 모터(110)가 작동되는 것으로 설명하였으나, 상기 엔진(100)도 함께 작동될 수 있다.
S240에서 상기 변속기(120)의 입력축 회전속도와 상기 휠(130)의 회전속도를 감지하고, S250에서 상기 변속기(120)의 입력축 회전속도와 상기 휠(130)의 회전속도 차이를 감지한다. 속도차이가 감지되지 않으면, S240으로 리턴된다.
S260에서는 상기 S250에서 감지된 회전속도차이에 따라서 상기 모터(110)를 제어한다. 여기서, 상기 모터(110)는 상기 회전속도차이에 따른 역위상을 상기 입력축에 전달한다.
즉, 상기 휠(130)의 회전속도보다 상기 입력축의 회전속도가 늦으면, 상기 모터(110)는 상기 입력축의 회전속도를 빠르게 하는 역위상을 상기 입력축에 전달하고, 상기 입력축의 회전속도가 상기 휠의 회전속도보다 빠르면, 상기 모터(110)는 상기 입력축의 회전속도를 느리게 하는 역위상을 상기 입력축에 전달한다.
S270에서 상기 입력축과 상기 휠(130)의 회전속도차이에 대한 변동을 감지하고, S280에서 설정시간 후, 상기 모터(110)에서 상기 입력축으로 역위상이 전달되는 것을 해제한다. 그리고, S290에서 제어를 종료한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 차량에서 변속기 입력축과 휠의 회전속도차이와 모터에 의해서 생성되는 역위상을 보여주는 그래프이다.
도 3을 참조하면, 가로축은 시간을 나타내고 세로축은 회전속도차이를 나타낸다. 도시한 바와 같이, 상기 변속기(120)의 입력축과 휠(130)의 회전속도차이가 음수일 경우에는 상기 모터(110)에서 양수의 위상을 상기 입력축에 전달하고, 상기 변속기(120)의 입력축과 휠(130)의 회전속도차이가 양수일 경우에는 상기 모터(110)에서 음수의 위상을 상기 입력축에 전달한다.
따라서, 시간이 지남에 따라서, 상기 변속기(120)의 입력축과 상기 휠(130)의 회전속도차이가 줄어드는 것을 나타낸다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 차량의 진동특성을 보여주는 그래프이다.
도 4를 참조하면, 가로축은 시간을 나타내고 세로축은 진동의 진폭을 나타낸다. 도시한 바와 같이, 종래에는 진동의 진폭이 크고 진동이 지속되는 시간도 길다는 것을 나타내고, 본 발명에서는 진동의 진폭이 짧고 진동이 지속되는 시간도 짧다는 것을 보여준다.
이상으로 본 발명에 관한 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.
100: 엔진
110: 모터
120: 변속기
130: 휠
140: 입력축속도센서
150: 휠속도센서
160: 가속페달
170: 가속페달위치센서
180: 제어부

Claims (4)

  1. 운전자가 작동시키는 가속페달;
    상기 가속페달의 작동에 따라서 구동되어, 변속기의 입력축을 통해서 구동휠로 회전력을 전달하는 모터;
    상기 입력축의 속도와 상기 구동휠의 속도를 감지하는 속도센서; 및
    상기 가속페달이 눌러지면, 상기 구동휠과 상기 입력축 사이의 속도차이를 감지하고, 그 속도차이에 반대되는 역위상을 상기 모터를 통해서 상기 입력축에 전달하는 제어부; 를 포함하는 하이브리드 차량의 제어 시스템.
  2. 제1항에서,
    상기 제어부는, 상기 구동휠과 상기 입력축의 속도차이를 인지하고, 상기 입력축에 설정된 시간 동안 상기 역위상을 부가하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 제어 시스템.
  3. 제1항에서,
    상기 제어부는,
    상기 가속페달로부터 전달된 신호를 기초로 목표토크를 선택하고 그 선택된 목표토크에 따라서 상기 모터가 상기 입력축에 회전력을 전달하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 제어 시스템.
  4. 제1항에서,
    상기 제어부는,
    상기 구동휠과 상기 입력축 사이의 속도차이가 설정된 수치 이상일 때, 그 속도차이에 반대되는 역위상을 상기 모터를 통해서 상기 입력축에 전달하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 제어 시스템.
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