KR101646116B1 - 엔진 클러치 제어 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 엔진 클러치 제어 장치 및 제어 방법에 관한 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 엔진 클러치 제어 방법은 엔진이 정지된 상태에서 엔진 기동 조건을 만족하는지 판단하는 단계; 상기 엔진 기동 조건을 만족하면, HSG를 구동시켜 엔진 크랭킹 동작을 수행하는 단계; 엔진 속도가 제1 기준속도 이상인지를 판단하는 단계; 상기 엔진 속도가 상기 제1 기준속도 이상이면, HSG 토크를 감소시키는 단계; 상기 엔진 속도가 제2 기준속도 이상인지를 판단하는 단계; 상기 엔진 속도가 상기 제2 기준속도 이상이면, 엔진의 목표 속도를 계산하는 단계; 상기 엔진의 목표 속도를 이용하여 엔진의 속도 제어를 수행하는 단계; 상기 속도 제어를 수행하는 중에, 엔진 클러치 접합 조건을 만족하는지 판단하는 단계; 및 상기 엔진 클러치 접합 조건을 만족하면, 엔진 클러치를 접합하는 단계;를 포함할 수 있다.

Description

엔진 클러치 제어 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR CONTROLLING ENGINE CLUTCH}
본 발명은 엔진 클러치 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.
주지하는 바와 같이 하이브리드 차량(hybrid electric vehicle)은 내연기관 (internal combustion engine)과 배터리 전원을 함께 사용한다. 즉, 하이브리드 차량은 내연기관의 동력과 모터의 동력을 효율적으로 조합하여 사용한다.
상기 하이브리드 차량은 엔진, 모터, 엔진과 모터 사이에서 동력을 단속하는 엔진 클러치, 변속기, 차동기어장치, 고전압 배터리, 상기 엔진을 시동하거나 상기 엔진의 출력에 의해 발전하는 HSG(hybrid starter & generator), 및 차륜을 통상적으로 포함한다. 상기 HSG는 시동 발전기(integrated starter & generator; ISG)라 호칭될 수 있다.
상기 하이브리드 차량은 운전자의 가속 페달과 브레이크 페달의 조작에 따른 가감속 의지, 차속, 배터리의 충전 상태(SOC; state of charge) 등에 따라 엔진 클러치를 접합하거나 해제하여, 모터의 동력만을 이용하는 EV 모드(electric vehicle mode); 엔진의 동력을 주동력으로 하면서 모터의 동력을 보조동력으로 이용하는 HEV 모드(hybrid electric vehicle mode); 차량의 제동 혹은 관성에 의한 주행시 제동 및 관성 에너지를 상기 모터의 발전을 통해 회수하여 고전압 배터리에 충전하는 회생제동 모드(regenerative braking mode); 등의 주행모드의 운행을 제공한다.
상기 하이브리드 차량은 엔진의 기계적 에너지와 배터리의 전기 에너지를 함께 이용하고, 엔진과 모터의 최적 작동영역을 이용함은 물론 제동시에는 에너지를 회수하므로 연비 향상 및 효율적인 에너지 이용이 가능하다.
종래의 엔진 클러치 제어 방법은 EV모드에서 HEV모드로 전환시(즉, 엔진이 기동될 때) 엔진 속도와 모터 속도가 동기화된 이후 엔진 클러치를 접합함으로써, 서로 다른 동력원인 엔진과 모터간의 동력 전달 과정에서 접합 충격(shock)이 발생되지 않도록 하여 운전성이 확보될 수 있도록 하고 있다. 구체적으로, 모터 속도(즉, 엔진 클러치의 출력축의 속도)를 기초로 필터를 사용하여 엔진의 목표 속도(즉, 엔진 클러치의 입력축의 목표 속도)를 생성하고, 엔진 속도가 상기 목표 속도를 추종하도록 제어한다. 그러나, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 엔진의 목표 속도가 시변(time-varying)이거나 외란이 존재하는 경우, 상기 종래의 엔진 클러치 제어 방법으로는 정밀 제어가 어렵기 때문에, 엔진 속도의 오버슈트(overshoot)가 발생하고 엔진 클러치를 접합하는데 소요되는 시간이 증가하며 상기 접합 충격이 발생할 수 있는 문제점 있다.
따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, EV 모드에서 HEV 모드로 전환시 엔진 클러치를 접합하는데 소요되는 시간 및 접합 충격을 저감시킬 수 있는 엔진 클러치 제어 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 엔진 클러치 제어 방법은, 엔진이 정지된 상태에서 엔진 기동 조건을 만족하는지 판단하는 단계; 상기 엔진 기동 조건을 만족하면, HSG를 구동시켜 엔진 크랭킹 동작을 수행하는 단계; 엔진 속도가 제1 기준속도 이상인지를 판단하는 단계; 상기 엔진 속도가 상기 제1 기준속도 이상이면, HSG 토크를 감소시키는 단계; 상기 엔진 속도가 제2 기준속도 이상인지를 판단하는 단계; 상기 엔진 속도가 상기 제2 기준속도 이상이면, 엔진의 목표 속도를 계산하는 단계; 상기 엔진의 목표 속도를 이용하여 엔진의 속도 제어를 수행하는 단계; 상기 속도 제어를 수행하는 중에, 엔진 클러치 접합 조건을 만족하는지 판단하는 단계; 및 상기 엔진 클러치 접합 조건을 만족하면, 엔진 클러치를 접합하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 HSG를 구동시켜 엔진 크랭킹 동작을 수행하는 단계는, HSG 최대 토크를 유지하여 엔진 속도를 증가시키는 단계를 포함할 수 있다.
상기 엔진 클러치 제어 방법은 상기 엔진 속도가 상기 제1 기준속도 미만이면, 상기 HSG 최대 토크를 계속하여 유지하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 엔진의 목표 속도를 계산하는 단계는, 엔진 속도가 상기 제2 기준속도인 시점의 모터 속도와 엔진 속도를 기초로 초기 옵셋을 계산하는 단계; 상기 초기 옵셋을 분할하여 옵셋 입력을 생성하는 단계; 및 상기 옵셋 입력을 보간하여 보간된 옵셋 입력을 생성하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 초기 옵셋을 분할하여 옵셋 입력을 생성하는 단계는, 0으로부터 상기 초기 옵셋까지의 범위를 복수의 서브 범위로 분할하는 단계; 상기 각 서브 범위에 대응하는 기울기를 결정하는 단계; 및 상기 결정된 기울기로 증가하는 옵셋 입력을 생성하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 초기 옵셋을 분할하여 옵셋 입력을 생성하는 단계는, 상기 초기 옵셋의 제1 설정 비율에 해당하는 제1 값을 계산하는 단계; 상기 초기 옵셋의 제2 설정 비율에 해당하는 제2 값을 계산하는 단계; 0으로부터 상기 제1 값이 될 때까지 제1 기울기로 증가하는 옵셋 입력을 생성하는 단계; 상기 옵셋 입력이 상기 제1 값이 되면, 상기 제1 값으로부터 상기 제2 값이 될 때까지 제2 기울기로 증가하는 옵셋 입력을 생성하는 단계; 및 상기 옵셋 입력이 제2 값이 되면, 상기 제2 값으로부터 상기 초기 옵셋이 될 때까지 제3 기울기로 증가하는 옵셋 입력을 생성하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 제1 기울기는 상기 엔진 속도가 상기 제2 기준속도인 시점의 엔진 속도의 기울기를 고려하여 결정될 수 있다.
상기 제2 기울기(
Figure 112014111698960-pat00001
)는
Figure 112014111698960-pat00002
의 수학식을 만족하는 값 중 상기 제1 기울기를 고려하여 결정될 수 있다. 여기서,
Figure 112014111698960-pat00003
는 현재 주행 상태에서 상기 엔진과 HSG를 포함하는 토크 소스가 출력할 수 있는 최대의 토크이고,
Figure 112014111698960-pat00004
는 엔진 클러치의 입력축의 이너샤이다.
상기 제3 기울기는 상기 제2 기울기와 모터 속도의 기울기를 고려하여 결정될 수 있다.
상기 초기 옵셋을 분할하여 옵셋 입력을 생성하는 단계는, 상기 초기 옵셋을 기초로 엔진 클러치의 접합을 완료하는 목표 시점을 결정하는 단계; 상기 엔진 속도가 상기 제2 기준속도인 시점으로부터 상기 목표 시점까지의 구간을 복수의 서브 구간으로 분할하는 단계; 상기 각 서브 구간에 대응하는 기울기를 결정하는 단계; 상기 결정된 기울기로 증가하는 옵셋 입력을 생성하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 복수의 구간은 제1 서브 구간, 제2 서브 구간, 및 제3 서브 구간을 포함하고, 상기 제1 서브 구간에 대응하는 제1 기울기는 상기 엔진 속도가 상기 제2 기준속도인 시점의 엔진 속도의 기울기를 고려하여 결정될 수 있다.
상기 제2 구간에 대응하는 제2 기울기(
Figure 112014111698960-pat00005
)는
Figure 112014111698960-pat00006
의 수학식을 만족하는 값 중 상기 제1 기울기를 고려하여 결정될 수 있다. 여기서,
Figure 112014111698960-pat00007
는 현재 주행 상태에서 상기 엔진과 HSG를 포함하는 토크 소스가 출력할 수 있는 최대의 토크이고,
Figure 112014111698960-pat00008
는 엔진 클러치의 입력축의 이너샤이다.
상기 제3 구간에 대응하는 제3 기울기는 상기 제2 기울기와 모터 속도의 기울기를 고려하여 결정될 수 있다.
상기 엔진의 목표 속도를 계산하는 단계는, 모터 속도와 상기 초기 옵셋 사이의 차이를 계산하는 단계; 및 상기 보간된 옵셋 입력과, 상기 모터 속도와 상기 초기 옵셋 사이의 차이를 더하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
상기 엔진의 속도 제어를 수행하는 단계는, 엔진의 목표 속도와 엔진의 현재 속도의 차이를 계산하는 단계; 상기 엔진의 목표 속도와 엔진의 현재 속도의 차이를 이용하여 피드백 제어 입력을 계산하는 단계; 엔진 클러치의 입력축의 이너샤와 상기 엔진의 목표 속도를 이용하여 피드포워드 제어 입력을 계산하는 단계; 상기 엔진의 현재 속도를 기초로 명목 역수 모델과 적어도 하나의 저역통과필터를 이용하여 외란 제어 입력을 계산하는 단계; 및 상기 피드백 제어 입력, 피드포워드 제어 입력, 및 외란 제어 입력을 이용하여 토크 지령을 계산하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 명목 역수 모델
Figure 112014111698960-pat00009
은
Figure 112014111698960-pat00010
의 수학식을 만족하도록 설계될 수 있다. 여기서,
Figure 112014111698960-pat00011
는 엔진 클러치의 입력축의 이너샤이다.
상기 저역통과필터(
Figure 112014111698960-pat00012
)는
Figure 112014111698960-pat00013
의 식을 만족하도록 설계될 수 있다. 여기서,
Figure 112014111698960-pat00014
이고,
Figure 112014111698960-pat00015
와
Figure 112014111698960-pat00016
는 설계 파라미터로서 외란에 포함된 최대 주파수(wm) 이하에서
Figure 112014111698960-pat00017
의 수학식을 만족하도록 설계된다.
상기 엔진 클러치 접합 조건은
Figure 112014111698960-pat00018
의 수학식이 만족되는 경우 만족될 수 있다. 여기서,
Figure 112014111698960-pat00019
는 모터 속도이고,
Figure 112014111698960-pat00020
는 엔진 속도이며,
Figure 112014111698960-pat00021
는 제1 설정값이다.
상기 엔진 클러치 접합 조건은
Figure 112014111698960-pat00022
의 수학식과
Figure 112014111698960-pat00023
의 수학식이 동시에 만족되는 경우 만족될 수 있다. 여기서,
Figure 112014111698960-pat00024
는 모터 속도이고,
Figure 112014111698960-pat00025
는 엔진 속도이며,
Figure 112014111698960-pat00026
는 제1 설정값 이고,
Figure 112014111698960-pat00027
는 제2 설정값이다.
본 발명의 실시예에 따른 엔진 클러치 제어 장치는 상기 엔진 클러치를 제어하기 위한 데이터를 검출하는 데이터 검출부; 상기 엔진 클러치의 입력축에 연결되어 토크를 발생시키는 엔진과 HSG를 포함하는 토크 소스; 상기 데이터를 기초로 상기 엔진 클러치를 제어하도록 설정된 프로그램에 의하여 동작하는 제어 유닛;을 포함할 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따르면, EV 모드에서 HEV 모드로 전환시 엔진의 속도 제어를 이용하여 엔진 클러치를 접합하는데 소요되는 시간 및 접합 충격을 저감시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 차량의 구성을 도시한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 엔진 클러치 제어 방법의 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 엔진 클러치 제어 방법을 설명하기 위한 그래프이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 엔진 속도를 제어하는 방법의 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 옵셋 입력을 생성하는 방법을 설명하기 위한 그래프이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 엔진 클러치 제어 방법에 따른 엔진 속도와 모터 속도를 도시한 그래프이다.
도 7은 종래의 엔진 클러치 제어 방법에 따른 엔진 속도와 모터 속도를 도시한 그래프이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다.
또한, 도면에서 나타난 각 구성은 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도면에 도시된 바에 한정되지 않는다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 차량의 구성을 도시한 블록도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 차량은 엔진(10), 모터(20), 엔진(10)과 모터(20) 사이에서 동력을 단속하는 엔진 클러치(30), 변속기(40), 배터리(50), HSG(60), 차동기어장치(70), 휠(80), 데이터검출부(90), 및 제어 유닛(100)을 포함한다.
엔진(10)은 연료를 연소하여 동력을 생성하는 것으로, 가솔린 엔진, 디젤 엔진, LPI 엔진 등 다양한 엔진이 사용될 수 있다.
하이브리드 차량의 동력 전달은 엔진(10)과 모터(20)에서 발생된 동력이 변속기(40)의 입력축에 선택적으로 전달되고, 변속기(40)의 출력축으로부터 출력된 동력이 차동기어장치(70)를 경유하여 차축에 전달된다. 차축이 휠(80)을 회전시킴으로써 엔진(10) 또는 모터(20)에서 발생된 동력에 의해 하이브리드 차량이 주행하게 된다.
배터리(50)는 EV 모드 및 HEV 모드에서 모터(20)에 전기를 공급하고, 회생제동 모드에서 모터(20)를 통해 회수되는 전기를 통해 충전될 수 있다.
HSG(hybrid starter & generator)(60)는 상기 엔진(10)을 기동하거나 상기 엔진(10)의 출력에 의해 발전한다.
엔진 클러치(30)는 엔진(10)과 모터(20) 사이에 배치된다. 엔진 클러치(30)의 입력축은 엔진(10)과 연결되고, 출력축은 모터(20)와 연결된다.
본 명세서에서는, 엔진 클러치(30)의 입력축에 연결되어 토크를 발생시키는 엔진(10)과 HSG(60)를 포함하는 구성을 토크 소스(torque source)(5)라 칭하기로 한다.
데이터 검출부(90)는 엔진 클러치(30)를 제어하기 위한 데이터를 검출하며, 데이터 검출부(90)에서 검출된 데이터는 제어 유닛(100)으로 전달된다.
데이터 검출부(90)는 가속 페달 위치 검출부(91), 브레이크 페달 위치 검출부(92), 차속 검출부(93), SOC 검출부(94), 모터 속도 검출부(95), 엔진 속도 검출부(96)를 포함할 수 있다.
가속 페달 위치 검출부(91)는 가속 페달의 위치값(가속 페달이 눌린 정도)을 검출하여 이에 대한 신호를 제어 유닛(100)에 전달한다. 가속 페달이 완전히 눌린 경우에는 가속 페달의 위치값이 100%이고, 가속 페달이 눌리지 않은 경우에는 가속 페달의 위치값이 0%이다.
브레이크 페달 위치 검출부(92)는 브레이크 페달의 위치값(브레이크 페달이 눌린 정도)을 검출하여 이에 대한 신호를 제어 유닛(100)에 전달한다. 브레이크 페달이 완전히 눌린 경우에는 브레이크 페달의 위치값이 100%이고, 브레이크 페달이 눌리지 않은 경우에는 브레이크 페달의 위치값이 0%이다.
차속 검출부(93)는 차속을 검출하고 이에 대한 신호를 제어 유닛(100)에 전달한다. 차속 검출부(93)는 휠(80)에 장착될 수 있다.
SOC 검출부(94)는 배터리(50)의 SOC를 검출하고 이에 대한 신호를 제어 유닛(100)에 전달한다. 배터리(50)의 SOC를 직접 검출하는 대신 배터리(50)의 전류 및 전압을 측정하고 이로부터 배터리(50)의 SOC를 예측할 수 도 있다.
모터 속도 검출부(95)는 모터 속도(즉, 엔진 클러치(30)의 출력축의 속도)를 검출하여 이에 대한 신호를 제어 유닛(100)에 전달한다.
엔진 속도 검출부(96)는 엔진 속도(즉, 엔진 클러치(30)의 입력축의 속도)를 검출하여 이에 대한 신호를 제어 유닛(100)에 전달한다.
제어 유닛(100)은 하이브리드 차량의 운전 조건에 따라 엔진(10) 및 모터(20)의 속도를 제어하고, EV 모드와 HEV 모드 사이의 전환을 제어한다.
상기 제어 유닛(100)은 설정된 프로그램에 의하여 동작하는 하나 이상의 마이크로프로세서로 구현될 수 있으며, 상기 설정된 프로그램은 후술하는 본 발명의 실시예에 따른 엔진 클러치 제어 방법에 포함된 각 단계를 수행하기 위한 일련의 명령을 포함하는 것으로 할 수 있다.
이하, 도 2 내지 도 6을 참고로, 하이브리드 차량의 엔진 클러치 제어 방법을 자세히 설명하기로 한다.
도 2 는 본 발명의 실시예에 따른 엔진 클러치 제어 방법의 흐름도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 엔진 클러치 제어 방법을 설명하기 위한 그래프이며, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 엔진 속도를 제어하는 방법의 흐름도이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 옵셋 입력을 생성하는 방법을 설명하기 위한 그래프이며, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 엔진 클러치 제어 방법에 따른 엔진 속도와 모터 속도를 도시한 그래프이다.
도 2 내지 도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 엔진 클러치 제어 방법은 엔진(10)이 정지된 상태에서 엔진 기동 조건을 만족하는지 판단함으로써 시작된다(S10). 상기 엔진 기동 조건은 EV 모드에서 HEV 모드로의 전환이 요구되는 조건을 포함한다. 예를 들어, 상기 엔진 기동 조건은, 이에 한정되지는 않지만, 운전자의 요구 파워, 배터리(50)의 SOC(state of charge) 등을 고려하여 설정될 수 있다. 상기 운전자의 요구 파워는 요구 토크 및 차속을 기초로 계산될 수 있다.
상기 S10 단계에서 상기 엔진 기동 조건을 만족하지 않으면, 본 발명의 실시예에 따른 엔진 클러치 제어 방법은 종료된다. 즉, 엔진(10)은 정지된 상태를 유지한다.
상기 S10 단계에서 상기 엔진 기동 조건을 만족하면, 제어 유닛(100)은 HSG(60)를 구동시켜 엔진 크랭킹 동작을 수행한다(S20). 구체적으로, 제어 유닛(100)은 HSG 최대 토크를 유지하여 엔진 속도(
Figure 112014111698960-pat00028
)를 증가시킨다. 상기 HSG 최대 토크는 HSG(60)가 출력할 수 있는 최대의 토크로서 배터리(50)의 SOC에 따라 변화할 수 있다.
그후, 제어 유닛(100)은 엔진 속도(
Figure 112014111698960-pat00029
)를 제1 기준속도(
Figure 112014111698960-pat00030
)와 비교한다(S30). 상기 제1 기준속도(
Figure 112014111698960-pat00031
)는 본 발명의 실시예에 따른 엔진 클러치 제어 방법이 구현될 차량 및 엔진(10)의 제원에 따라 당업자가 바람직하다고 판단하는 값으로 설정할 수 있다.
상기 S30 단계에서 상기 엔진 속도(
Figure 112014111698960-pat00032
)가 제1 기준속도(
Figure 112014111698960-pat00033
) 미만이면, 제어 유닛(100)은 HSG 최대 토크를 계속하여 유지한다.
상기 S30 단계에서 상기 엔진 속도(
Figure 112014111698960-pat00034
)가 제1 기준속도(
Figure 112014111698960-pat00035
) 이상이면, 제어 유닛(100)은 HSG 토크를 감소시킨다(S40). 구체적으로, 제어 유닛(100)은 상기 HSG 토크를 초기 HSG 토크 지령(
Figure 112014111698960-pat00036
) 근처까지 감소시킬 수 있다. 상기 초기 토크 지령(
Figure 112014111698960-pat00037
)은 엔진 클러치(30)의 속도 제어 구간 집입시의 HSG 토크 지령이다. 상기 초기 HSG 토크 지령(
Figure 112014111698960-pat00038
)은 실험을 통해 설정될 수 있다. 구체적으로 상기 초기 HSG 토크 지령(
Figure 112014111698960-pat00039
)은 후술하는 제1 구간에서의 옵셋 입력(
Figure 112014111698960-pat00040
)의 기울기에 모터 속도(
Figure 112014111698960-pat00041
)의 기울기를 합한 값에 엔진 클러치(30)의 입력축의 이너샤(inertia)를 곱한 값이다.
그후, 제어 유닛(100)은 연료의 연소(fuel combustion)를 이용하여 엔진 토크를 발생시킨다(S50).
상기 엔진 토크를 발생시키는 중에(즉, 엔진 폭발 구간 동안) 제어 유닛(100)은 속도 제어 진입 조건을 만족하는지를 판단한다(S60). 상기 속도 제어 진입 조건은 엔진 속도(
Figure 112014111698960-pat00042
)가 제2 기준속도(
Figure 112014111698960-pat00043
) 이상인 경우 만족되는 것으로 할 수 있다. 상기 제2 기준속도(
Figure 112014111698960-pat00044
)는 엔진 토크를 제어할 수 있는 초기 엔진 속도로서, 본 발명의 실시예에 따른 엔진 클러치 제어 방법이 구현될 차량 및 엔진(10)의 제원에 따라 당업자가 바람직하다고 판단되는 값으로 설정할 수 있다.
상기 S60 단계에서 상기 엔진 속도(
Figure 112014111698960-pat00045
)가 제2 기준속도(
Figure 112014111698960-pat00046
) 미만이면, 제어 유닛(100)은 상기 S40 단계부터 다시 수행할 수 있다.
상기 S60 단계에서 상기 엔진 속도(
Figure 112014111698960-pat00047
)가 제2 기준속도(
Figure 112014111698960-pat00048
) 이상이면, 제어 유닛(100)은 엔진(10)의 목표 속도(
Figure 112014111698960-pat00049
)를 계산한다(S70).
이하, 엔진(10)의 목표 속도 프로파일을 생성하는 과정을 상세히 설명한다.
이하에서는 상기 속도 제어 진입 조건이 만족된 시점을 초기 시점(
Figure 112014111698960-pat00050
)이라고 한다. 즉, 상기 초기 시점(
Figure 112014111698960-pat00051
)은 엔진 속도(
Figure 112014111698960-pat00052
)가 제2 기준속도(
Figure 112014111698960-pat00053
)인 시점일 수 있다.
제어 유닛(100)은 상기 초기 시점(
Figure 112014111698960-pat00054
)에서의 모터 속도(
Figure 112014111698960-pat00055
)와 엔진 속도(
Figure 112014111698960-pat00056
)(즉, 제2 기준속도(γ))를 기초로 초기 옵셋(
Figure 112014111698960-pat00057
)을 계산한다(S702). 구체적으로, 상기 초기 옵셋(
Figure 112014111698960-pat00058
)은 모터 속도(
Figure 112014111698960-pat00059
)에서 제2 기준속도(
Figure 112014111698960-pat00060
)를 뺀 값이다.
제어 유닛(100)은 상기 초기 옵셋(
Figure 112014111698960-pat00061
)과 모터 속도(
Figure 112014111698960-pat00062
)를 이용하여 엔진(10)의 목표 속도 프로파일을 생성할 수 있다.
제어 유닛(100)은 옵셋 분할부(102)와 보간 필터(104)를 포함할 수 있다. 제어 유닛(100)은 상기 초기 옵셋(
Figure 112014111698960-pat00063
)을 분할하여 옵셋 입력(
Figure 112014111698960-pat00064
)을 생성할 수 있다(S704). 또한, 제어 유닛(100)은 상기 옵셋 입력(
Figure 112014111698960-pat00065
)을 보간(interpolation)하여 보간된 옵셋 입력(
Figure 112014111698960-pat00066
)을 생성할 수 있다(S706).
이하, 도 5를 참조로, 옵셋 입력(
Figure 112014111698960-pat00067
및
Figure 112014111698960-pat00068
)을 생성하는 과정을 보다 상세히 설명한다.
제어 유닛(100)은 상기 초기 옵셋(
Figure 112014111698960-pat00069
)을 분할하여 아래와 같이 두 가지 방식으로 옵셋 입력(
Figure 112014111698960-pat00070
)을 생성할 수 있다.
1) 0으로부터 초기 옵셋(
Figure 112014111698960-pat00071
)까지의 범위를 분할하는 방식
제어 유닛(100)은 0으로부터 상기 초기 옵셋(
Figure 112014111698960-pat00072
)까지의 범위를 복수의 서브 범위로 분할할 수 있다. 도 5에서는 0으로부터 상기 초기 옵셋(
Figure 112014111698960-pat00073
)까지의 범위가 세 개의 서브 범위로 분할된 것을 예시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 0으로보터 상기 초기 옵셋(
Figure 112014111698960-pat00074
)까지의 범위는 더 많거나 더 적은 개수의 서브 범위로 분할하는 경우에도 본 발명의 기술적 사상이 적용될 수 있다.
제어 유닛(100)은 상기 각 서브 범위에 대응하는 기울기를 결정하고, 결정된 기울기로 증가하는 옵셋 입력(
Figure 112014111698960-pat00075
)을 생성할 수 있다. 엔진(10)의 목표 속도(
Figure 112014111698960-pat00076
)의 급격한 변화는 엔진(10)과 HSG(60)를 연결하는 벨트의 슬립이나 엔진 속도(
Figure 112014111698960-pat00077
)의 오버슈트(overshoot)를 발생시킬 수 있으므로, 이를 고려하여 상기 각 서브 범위에 대응하는 기울기가 결정될 수 있다.
예를 들어, 제어 유닛(100)은 상기 초기 옵셋(
Figure 112014111698960-pat00078
)의 제1 설정 비율(
Figure 112014111698960-pat00079
)에 해당하는 제1 값(
Figure 112014111698960-pat00080
)과 상기 초기 옵셋(
Figure 112014111698960-pat00081
)의 제2 설정 비율(
Figure 112014111698960-pat00082
)에 해당하는 제2 값(
Figure 112014111698960-pat00083
)를 계산할 수 있다.
제어 유닛(100)은 0으로부터 상기 제1 값(
Figure 112014111698960-pat00084
)이 될 때까지 제1 기울기(
Figure 112014111698960-pat00085
)로 증가하는 옵셋 입력(
Figure 112014111698960-pat00086
)을 생성할 수 있다. 상기 제1 기울기(
Figure 112014111698960-pat00087
)는 상기 엔진 폭발 구간에서의 엔진 속도(
Figure 112014111698960-pat00088
)의 기울기를 고려하여 결정될 수 있다. 즉, 상기 초기 시점(
Figure 112014111698960-pat00089
) 전후로 엔진 속도(
Figure 112014111698960-pat00090
)의 오버슈트(overshoot)를 방지하기 위해 상기 제1 기울기(
Figure 112014111698960-pat00091
)가 결정될 수 있다.
옵셋 입력(
Figure 112014111698960-pat00092
)이 상기 제1 값(
Figure 112014111698960-pat00093
)이 되면, 제어 유닛(100)은 상기 제1 값(
Figure 112014111698960-pat00094
)으로부터 상기 제2 값(
Figure 112014111698960-pat00095
)이 될 때까지 제2 기울기(
Figure 112014111698960-pat00096
)로 증가하는 옵셋 입력(
Figure 112014111698960-pat00097
)을 생성한다. 상기 제2 기울기(
Figure 112014111698960-pat00098
)는 아래의 수학식 1을 만족하는 값 중 상기 제1 기울기(
Figure 112014111698960-pat00099
)를 고려하여 결정될 수 있다.
[수학식 1]
Figure 112014111698960-pat00100
여기서,
Figure 112014111698960-pat00101
는 현재 주행 상태에서 토크 소스(5)가 출력할 수 있는 최대의 토크이고,
Figure 112014111698960-pat00102
는 엔진 클러치(30)의 입력축의 이너샤(inertia)(정확하게는, 토크 소스(5)로부터 엔진 클러치(30)까지의 전체 이너샤)이다. 상기 이너샤(
Figure 112014111698960-pat00103
)는 실험을 통해 미리 설정될 수 있다.
옵셋 입력(
Figure 112014111698960-pat00104
)이 상기 제2 값(
Figure 112014111698960-pat00105
)이 되면, 제어 유닛(100)은 상기 제2 값(
Figure 112014111698960-pat00106
)으로부터 상기 초기 옵셋(
Figure 112014111698960-pat00107
)이 될 때까지 제3 기울기(
Figure 112014111698960-pat00108
)로 증가하는 옵셋 입력(
Figure 112014111698960-pat00109
)을 생성한다. 상기 제3 기울기(
Figure 112014111698960-pat00110
)는 상기 제2 기울기(
Figure 112014111698960-pat00111
)와 모터 속도(
Figure 112014111698960-pat00112
)의 기울기를 고려하여 결정될 수 있다. 즉, 엔진 클러치(30)의 접합이 완료되는 시점 전후로 엔진 속도(
Figure 112014111698960-pat00113
)의 오버슈트를 방지하기 위하여, 제3 기울기(
Figure 112014111698960-pat00114
)가 결정될 수 있다.
이에 따라, 옵셋 입력(
Figure 112014111698960-pat00115
)이 시간에 따라 증가하는 값으로 생성된다.
2) 엔진 클러치(30)의 접합을 완료하는 목표 시점(
Figure 112014111698960-pat00116
)을 결정하는 방식
제어 유닛(100)은 상기 초기 옵셋(
Figure 112014111698960-pat00117
)을 기초로 엔진 클러치(30)의 접합을 완료하는 목표 시점(
Figure 112014111698960-pat00118
)을 결정할 수 있다. 제어 유닛(100)은 상기 초기 시점(
Figure 112014111698960-pat00119
)으로부터 상기 목표 시점(
Figure 112014111698960-pat00120
)까지의 구간을 복수의 서브 구간으로 구분할 수 있다. 도 5에서는 상기 초기 시점(
Figure 112014111698960-pat00121
)으로부터 상기 목표 시점(
Figure 112014111698960-pat00122
)까지의 구간을 세 개의 서브 구간으로 분할된 것을 예시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 초기 시점(
Figure 112014111698960-pat00123
)으로부터 상기 목표 시점(
Figure 112014111698960-pat00124
)까지의 구간을 더 많거나 더 적은 개수의 서브 구간으로 분할하는 경우에도 본 발명의 기술적 사상이 적용될 수 있다.
제어 유닛(100)은 상기 각 서브 구간에 대응하는 기울기를 결정하고, 결정된 기울기로 증가하는 옵셋 입력(
Figure 112014111698960-pat00125
)을 생성할 수 있다.
예를 들어, 상기 복수의 구간은 제1 서브 구간, 제2 서브 구간, 및 제3 서브 구간을 포함할 수 있다. 상기 초기 시점(
Figure 112014111698960-pat00126
)과 목표 시점(
Figure 112014111698960-pat00127
) 전후로 엔진 속도(
Figure 112014111698960-pat00128
)의 오버슈트를 방지하기 위하여, 제어 유닛(100)은 제1 시점(
Figure 112014111698960-pat00129
)과 제2 시점(
Figure 112014111698960-pat00130
)을 결정할 수 있다.
구체적으로 제어 유닛(100)은 아래의 수학식 2와 수학식 3을 이용하여 제1 시점(
Figure 112014111698960-pat00131
)과 제2 시점(
Figure 112014111698960-pat00132
)을 결정할 수 있다.
[수학식 2]
Figure 112014111698960-pat00133
[수학식 3]
Figure 112014111698960-pat00134
여기서,
Figure 112014111698960-pat00135
는 실험을 통해 당업자가 바람직하다고 판단되는 비율로 설정할 수 있다. 상기 0에서 초기 옵셋(
Figure 112014111698960-pat00136
)까지의 범위를 분할하는 방식과 유사하게, 제어 유닛(100)은 상기 제1 구간에 대응하는 제1 기울기(
Figure 112014111698960-pat00137
), 상기 제2 구간에 대응하는 제2 기울기(
Figure 112014111698960-pat00138
), 및 상기 제3 구간에 대응하는 제3 기울기(
Figure 112014111698960-pat00139
)를 결정할 수 있다. 즉, 엔진 폭발 구간에서의 엔진 속도(
Figure 112014111698960-pat00140
)의 기울기를 고려하여 제1 기울기(
Figure 112014111698960-pat00141
)가 결정될 수 있고, 상기 수학식 1을 만족하는 값 중 상기 제1 기울기(
Figure 112014111698960-pat00142
)를 고려하여 제2 기울기(
Figure 112014111698960-pat00143
)가 결정될 수 있으며, 상기 제2 기울기(
Figure 112014111698960-pat00144
)와 모터 속도(
Figure 112014111698960-pat00145
)의 기울기를 고려하여 제3 기울기(
Figure 112014111698960-pat00146
)가 결정될 수 있다. 초기 옵셋(
Figure 112014111698960-pat00147
), 초기 시점(
Figure 112014111698960-pat00148
), 및 목표 시점(
Figure 112014111698960-pat00149
)은 미리 정해져 있으므로, 제어 유닛(100)은 상기 수학식 2와 수학식 3의 두 개의 미지수인 제1 시점(
Figure 112014111698960-pat00150
)과 제2 시점(
Figure 112014111698960-pat00151
)을 결정할 수 있다.
제어 유닛(100)은 초기 시점(
Figure 112014111698960-pat00152
)으로부터 제1 시점(
Figure 112014111698960-pat00153
)까지는 제1 기울기(
Figure 112014111698960-pat00154
)로 증가하고, 제1 시점(
Figure 112014111698960-pat00155
)으로부터 제2 시점(
Figure 112014111698960-pat00156
)까지는 제2 기울기(
Figure 112014111698960-pat00157
)로 증가하며 제2 시점(
Figure 112014111698960-pat00158
)으로부터 목표 시점(
Figure 112014111698960-pat00159
)까지는 제3 기울기(
Figure 112014111698960-pat00160
)로 증가하는 옵셋 입력(
Figure 112014111698960-pat00161
)을 생성할 수 있다.
이에 따라, 옵셋 입력(
Figure 112014111698960-pat00162
)이 시간에 따라 증가하는 값으로 생성된다.
상기 옵셋 입력(
Figure 112014111698960-pat00163
)을 생성한 후, 제어 유닛(100)은 옵셋 입력(
Figure 112014111698960-pat00164
)이 시간에 따라 매끄럽게 변화하도록 보간 필터(104)를 통해 옵셋 입력(
Figure 112014111698960-pat00165
)을 보간할 수 있다. 상기 보간 필터(104)는 저역통과필터(LPF;low pass filter)일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니고, 스플라인 보간(spline interpolation) 방법을 이용하는 것도 가능하다.
제어 유닛(100)은 상기 모터 속도(
Figure 112014111698960-pat00166
)와 상기 초기 옵셋(
Figure 112014111698960-pat00167
) 사이의 차이(
Figure 112014111698960-pat00168
)를 계산한다(S708).
제어 유닛(100)은 모터 속도(
Figure 112014111698960-pat00169
)와 상기 초기 옵셋(
Figure 112014111698960-pat00170
)을 이용하여 엔진(10)의 목표 속도(
Figure 112014111698960-pat00171
)를 계산한다(S710). 구체적으로, 제어 유닛(100)은 상기 보간된 옵셋 입력(
Figure 112014111698960-pat00172
)과 상기 차이(
Figure 112014111698960-pat00173
)를 더하여 엔진(10)의 목표 속도(
Figure 112014111698960-pat00174
)를 계산할 수 있다.
상기 S70 단계에서 엔진(10)의 목표 속도(
Figure 112014111698960-pat00175
)가 계산되면, 제어 유닛(100)은 상기 목표 속도(
Figure 112014111698960-pat00176
)를 이용하여 엔진(10)의 속도 제어를 수행한다(S80).
제어 유닛(100)은 엔진(10)의 현재 속도(
Figure 112014111698960-pat00177
)를 입력받고(S802), 상기 엔진(10)의 목표 속도(
Figure 112014111698960-pat00178
)와 엔진(10)의 현재 속도(
Figure 112014111698960-pat00179
)의 차이(
Figure 112014111698960-pat00180
)를 계산한다(S804).
제어 유닛(100)은 상기 차이(
Figure 112014111698960-pat00181
)를 이용하여 피드백 제어 입력(
Figure 112014111698960-pat00182
)을 계산한다(S806). 즉, 상기 제어 유닛(100)은 상기 차이(
Figure 112014111698960-pat00183
)를 입력받아 피드백 제어 입력(
Figure 112014111698960-pat00184
)을 출력하는 PID(proportional integral derivative) 제어기(106)를 포함할 수 있다. 그러나, 본 발명의 보호범위가 이에 한정되는 것은 아니고, PID 제어기(106) 대신에 피드백 제어를 가능하게 하는 구성이라면 본 발명의 기술적 사상이 적용될 수 있다.
제어 유닛(100)은 엔진 클러치(30)의 입력축의 이너샤(
Figure 112014111698960-pat00185
)와 상기 엔진(10)의 목표 속도(
Figure 112014111698960-pat00186
)를 이용하여 피드포워드 제어 입력(
Figure 112014111698960-pat00187
)을 계산할 수 있다(S808). 즉, 제어 유닛(100)은 엔진(10)의 목표 속도(
Figure 112014111698960-pat00188
)를 입력받아 목표 속도(
Figure 112014111698960-pat00189
)의 미분값을 출력하는 미분기(differentiator)(108)을 포함할 수 있다. 제어 유닛(100)은 상기 이너샤(
Figure 112014111698960-pat00190
)와 상기 미분값을 곱하여 피드포워드 제어 입력(
Figure 112014111698960-pat00191
)을 계산할 수 있다.
제어 유닛(100)은 외란(즉, unknown term)(
Figure 112014111698960-pat00192
) 제거를 위해 토크 소스(5)의 명목 역수 모델(nominal inverse model)(110)과 적어도 하나의 저역통과필터(112 및 114)를 포함할 수 있다. 상기 저역통과필터(
Figure 112014111698960-pat00193
)(112 및 114)는 아래의 수학식 4를 만족하도록 설계될 수 있다.
[수학식 4]
Figure 112014111698960-pat00194
여기서,
Figure 112014111698960-pat00195
이고,
Figure 112014111698960-pat00196
와
Figure 112014111698960-pat00197
는 설계 파라미터(design parameter)로서 상기 외란(
Figure 112014111698960-pat00198
)에 포함된 최대 주파수(wm) 이하에서 아래의 수학식 5를 만족하도록 설계된다.
[수학식 5]
Figure 112014111698960-pat00199
상기 명목 역수 모델(
Figure 112014111698960-pat00200
)(110)은 아래의 수학식 6을 만족하도록 설계된다.
[수학식 6]
Figure 112014111698960-pat00201
여기서,
Figure 112014111698960-pat00202
는 엔진 클러치(30)의 입력축의 이너샤이다.
즉, 토크 소스(5)의 명목 모델(nominal model)은 아래의 수학식 7을 만족하도록 설계된다.
[수학식 7]
Figure 112014111698960-pat00203
제어 유닛(100)은 엔진(10)의 현재 속도(
Figure 112014111698960-pat00204
)를 기초로 명목 역수 모델(110)과 저역통과필터(112 및 114)를 이용하여 외란 제어 입력(
Figure 112014111698960-pat00205
)을 계산한다(S810)
제어 유닛(100)은 상기 피드백 제어 입력(
Figure 112014111698960-pat00206
), 피드포워드 제어 입력(
Figure 112014111698960-pat00207
), 및 외란 제어 입력(
Figure 112014111698960-pat00208
)을 이용하여 토크 지령(
Figure 112014111698960-pat00209
)을 계산한다(S812).
상기 토크 지령(
Figure 112014111698960-pat00210
)에 따라 토크 소스(5)가 토크를 발생시킨다. 상기 토크 지령(
Figure 112014111698960-pat00211
)은 엔진(10)과 HSG(60)에 적절하게 분배될 수 있다.
제어 유닛(100)은 엔진(10)의 현재 속도(
Figure 112014111698960-pat00212
)를 엔진 속도 검출부(96)로부터 입력 받는다(S814). 도 6에 도시된 바와 같이, 엔진 속도(
Figure 112014111698960-pat00213
)는 모터 속도(
Figure 112014111698960-pat00214
)와 동일해질 때까지 증가한다.
상기 엔진(10)의 속도 제어를 수행하는 중에, 제어 유닛(100)은 엔진 클러치 접합 조건을 만족하는지 판단한다(S90). 상기 엔진 클러치 접합 조건은 아래의 수학식 8이 만족되는 경우 만족되는 것으로 할 수 있다.
[수학식 8]
Figure 112014111698960-pat00215
여기서,
Figure 112014111698960-pat00216
는 모터 속도이고,
Figure 112014111698960-pat00217
는 엔진 속도이며,
Figure 112014111698960-pat00218
는 제1 설정값이다. 상기 제1 설정값(
Figure 112014111698960-pat00219
)은 본 발명의 실시예에 따른 엔진 클러치 제어 방법이 구현될 차량 및 엔진(10)의 제원에 따라 당업자가 바람직하다고 판단되는 값으로 설정할 수 있다.
즉, 제어 유닛(100)은 모터 속도와 엔진 속도가 동기화 되는 시점에 엔진 속도의 속도 제어를 완료할 수 있다.
이와 달리, 상기 엔진 클러치 접합 조건은 수학식 8과 아래의 수학식 9를 동시에 만족하는 경우 만족되는 것으로 할 수 있다.
[수학식 9]
Figure 112014111698960-pat00220
여기서,
Figure 112014111698960-pat00221
는 제2 설정값이다. 상기 제2 설정값(
Figure 112014111698960-pat00222
)은 본 발명의 실시예에 따른 엔진 클러치 제어 방법이 구현될 차량 및 엔진(10)의 제원에 따라 당업자가 바람직하다고 판단되는 값으로 설정할 수 있다.
즉, 제어 유닛(100)은 모터 속도의 기울기와 엔진 속도의 기울기가 동기화 되는 시점에 엔진 클러치(30)를 접합함으로써, 모터 속도와 엔진 속도만 동기화 하는 경우 보다 더 접합 충격을 저감할 수 있다.
상기 S90 단계에서 상기 엔진 클러치 접합 조건을 만족하지 않으면, 제어 유닛(100)은 상기 엔진(10)의 속도 제어를 계속하여 수행한다.
상기 S90 단계에서 상기 엔진 클러치 접합 조건을 만족하면, 제어 유닛(100)은 엔진 클러치를 접합한다(S100). 그후, 제어 유닛(100)은 운전자의 요구 토크를 만족시키기 위한 토크 제어를 수행한다.
상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따르면, EV 모드에서 HEV 모드로 전환시 엔진(10)의 속도 제어를 이용하여 엔진 클러치(30)를 접합하는데 소요되는 시간 및 접합 충격을 저감시킬 수 있다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
10: 엔진 20: 모터
30: 엔진 클러치 40: 변속기
50: 배터리 60: HSG
70: 차동기어장치 80: 휠
90: 데이터 검출부 100: 제어 유닛

Claims (20)

  1. 엔진 클러치 제어 방법에 있어서,
    엔진이 정지된 상태에서 엔진 기동 조건을 만족하는지 판단하는 단계;
    상기 엔진 기동 조건을 만족하면, HSG를 구동시켜 엔진 크랭킹 동작을 수행하는 단계;
    엔진 속도가 제1 기준속도 이상인지를 판단하는 단계;
    상기 엔진 속도가 상기 제1 기준속도 이상이면, HSG 토크를 감소시키는 단계;
    상기 엔진 속도가 제2 기준속도 이상인지를 판단하는 단계;
    상기 엔진 속도가 상기 제2 기준속도 이상이면, 엔진의 목표 속도를 계산하는 단계;
    상기 엔진의 목표 속도를 이용하여 엔진의 속도 제어를 수행하는 단계;
    상기 속도 제어를 수행하는 중에, 엔진 클러치 접합 조건을 만족하는지 판단하는 단계; 및
    상기 엔진 클러치 접합 조건을 만족하면, 엔진 클러치를 접합하는 단계;
    를 포함하되,
    상기 엔진의 목표 속도를 계산하는 단계는,
    엔진 속도가 상기 제2 기준속도인 시점의 모터 속도와 엔진 속도를 기초로 초기 옵셋을 계산하는 단계;
    상기 초기 옵셋을 분할하여 옵셋 입력을 생성하는 단계; 및
    상기 옵셋 입력을 보간하여 보간된 옵셋 입력을 생성하는 단계;
    를 포함하는 엔진 클러치 제어 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 HSG를 구동시켜 엔진 크랭킹 동작을 수행하는 단계는,
    HSG 최대 토크를 유지하여 엔진 속도를 증가시키는 단계를 포함하는 엔진 클러치 제어 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 엔진 속도가 상기 제1 기준속도 미만이면, 상기 HSG 최대 토크를 계속하여 유지하는 단계를 더 포함하는 엔진 클러치 제어 방법.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 초기 옵셋을 분할하여 옵셋 입력을 생성하는 단계는,
    0으로부터 상기 초기 옵셋까지의 범위를 복수의 서브 범위로 분할하는 단계;
    상기 각 서브 범위에 대응하는 기울기를 결정하는 단계; 및
    상기 결정된 기울기로 증가하는 옵셋 입력을 생성하는 단계;
    를 포함하는 엔진 클러치 제어 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 초기 옵셋을 분할하여 옵셋 입력을 생성하는 단계는,
    상기 초기 옵셋의 제1 설정 비율에 해당하는 제1 값을 계산하는 단계;
    상기 초기 옵셋의 제2 설정 비율에 해당하는 제2 값을 계산하는 단계;
    0으로부터 상기 제1 값이 될 때까지 제1 기울기로 증가하는 옵셋 입력을 생성하는 단계;
    상기 옵셋 입력이 상기 제1 값이 되면, 상기 제1 값으로부터 상기 제2 값이 될 때까지 제2 기울기로 증가하는 옵셋 입력을 생성하는 단계; 및
    상기 옵셋 입력이 제2 값이 되면, 상기 제2 값으로부터 상기 초기 옵셋이 될 때까지 제3 기울기로 증가하는 옵셋 입력을 생성하는 단계;
    를 포함하는 엔진 클러치 제어 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1 기울기는 상기 엔진 속도가 상기 제2 기준속도인 시점의 엔진 속도의 기울기를 고려하여 결정되는 것을 특징으로 하는 엔진 클러치 제어 방법.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 제2 기울기(
    Figure 112014111698960-pat00223
    )는
    Figure 112014111698960-pat00224
    의 수학식을 만족하는 값 중 상기 제1 기울기를 고려하여 결정되는 것을 특징으로 하는 엔진 클러치 제어 방법.
    여기서,
    Figure 112014111698960-pat00225
    는 현재 주행 상태에서 상기 엔진과 HSG를 포함하는 토크 소스가 출력할 수 있는 최대의 토크이고,
    Figure 112014111698960-pat00226
    는 엔진 클러치의 입력축의 이너샤이다.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 제3 기울기는 상기 제2 기울기와 모터 속도의 기울기를 고려하여 결정되는 것을 특징으로 하는 엔진 클러치 제어 방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 초기 옵셋을 분할하여 옵셋 입력을 생성하는 단계는,
    상기 초기 옵셋을 기초로 엔진 클러치의 접합을 완료하는 목표 시점을 결정하는 단계;
    상기 엔진 속도가 상기 제2 기준속도인 시점으로부터 상기 목표 시점까지의 구간을 복수의 서브 구간으로 분할하는 단계;
    상기 각 서브 구간에 대응하는 기울기를 결정하는 단계;
    상기 결정된 기울기로 증가하는 옵셋 입력을 생성하는 단계;
    를 포함하는 엔진 클러치 제어 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 복수의 구간은 제1 서브 구간, 제2 서브 구간, 및 제3 서브 구간을 포함하고,
    상기 제1 서브 구간에 대응하는 제1 기울기는 상기 엔진 속도가 상기 제2 기준속도인 시점의 엔진 속도의 기울기를 고려하여 결정되는 것을 특징으로 하는 엔진 클러치 제어 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제2 서브 구간에 대응하는 제2 기울기(
    Figure 112016041582472-pat00227
    )는
    Figure 112016041582472-pat00228
    의 수학식을 만족하는 값 중 상기 제1 기울기를 고려하여 결정되는 것을 특징으로 하는 엔진 클러치 제어 방법.
    여기서,
    Figure 112016041582472-pat00229
    는 현재 주행 상태에서 상기 엔진과 HSG를 포함하는 토크 소스가 출력할 수 있는 최대의 토크이고,
    Figure 112016041582472-pat00230
    는 엔진 클러치의 입력축의 이너샤이다.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제3 서브 구간에 대응하는 제3 기울기는 상기 제2 기울기와 모터 속도의 기울기를 고려하여 결정되는 것을 특징으로 하는 엔진 클러치 제어 방법.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 엔진의 목표 속도를 계산하는 단계는,
    모터 속도와 상기 초기 옵셋 사이의 차이를 계산하는 단계; 및
    상기 보간된 옵셋 입력과, 상기 모터 속도와 상기 초기 옵셋 사이의 차이를 더하는 단계;
    를 더 포함하는 엔진 클러치 제어 방법.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 엔진의 속도 제어를 수행하는 단계는,
    엔진의 목표 속도와 엔진의 현재 속도의 차이를 계산하는 단계;
    상기 엔진의 목표 속도와 엔진의 현재 속도의 차이를 이용하여 피드백 제어 입력을 계산하는 단계;
    엔진 클러치의 입력축의 이너샤와 상기 엔진의 목표 속도를 이용하여 피드포워드 제어 입력을 계산하는 단계;
    상기 엔진의 현재 속도를 기초로 명목 역수 모델과 적어도 하나의 저역통과필터를 이용하여 외란 제어 입력을 계산하는 단계; 및
    상기 피드백 제어 입력, 피드포워드 제어 입력, 및 외란 제어 입력을 이용하여 토크 지령을 계산하는 단계;
    를 포함하는 엔진 클러치 제어 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 명목 역수 모델
    Figure 112014111698960-pat00231
    은
    Figure 112014111698960-pat00232
    의 수학식을 만족하도록 설계되는 것을 특징으로 하는 엔진 클러치 제어 방법.
    여기서,
    Figure 112014111698960-pat00233
    는 엔진 클러치의 입력축의 이너샤이다.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 저역통과필터(
    Figure 112014111698960-pat00234
    )는
    Figure 112014111698960-pat00235
    의 식을 만족하도록 설계되는 것을 특징으로 하는 엔진 클러치 제어 방법.
    여기서,
    Figure 112014111698960-pat00236
    이고,
    Figure 112014111698960-pat00237
    와
    Figure 112014111698960-pat00238
    는 설계 파라미터로서 외란에 포함된 최대 주파수(wm) 이하에서
    Figure 112014111698960-pat00239
    의 수학식을 만족하도록 설계된다.
  18. 제1항에 있어서,
    상기 엔진 클러치 접합 조건은
    Figure 112014111698960-pat00240
    의 수학식이 만족되는 경우 만족되는 것을 특징으로 하는 엔진 클러치 제어 방법.
    여기서,
    Figure 112014111698960-pat00241
    는 모터 속도이고,
    Figure 112014111698960-pat00242
    는 엔진 속도이며,
    Figure 112014111698960-pat00243
    는 제1 설정값이다.
  19. 제1항에 있어서,
    상기 엔진 클러치 접합 조건은
    Figure 112014111698960-pat00244
    의 수학식과
    Figure 112014111698960-pat00245
    의 수학식이 동시에 만족되는 경우 만족되는 것을 특징으로 하는 엔진 클러치 제어 방법.
    여기서,
    Figure 112014111698960-pat00246
    는 모터 속도이고,
    Figure 112014111698960-pat00247
    는 엔진 속도이며,
    Figure 112014111698960-pat00248
    는 제1 설정값 이고,
    Figure 112014111698960-pat00249
    는 제2 설정값이다.
  20. 엔진 클러치를 제어하기 위한 데이터를 검출하는 데이터 검출부;
    상기 엔진 클러치의 입력축에 연결되어 토크를 발생시키는 엔진과 HSG를 포함하는 토크 소스;
    상기 데이터를 기초로 상기 엔진 클러치를 제어하도록 설정된 프로그램에 의하여 동작하는 제어 유닛;
    을 포함하되,
    상기 설정된 프로그램은 제1항 내지 제3항 및 제5항 내지 제19항 중 어느 한 항의 방법을 수행하기 위한 일련의 명령을 포함하는 것을 특징으로 하는 엔진 클러치 제어 장치.
KR1020140161872A 2014-11-19 2014-11-19 엔진 클러치 제어 장치 및 방법 KR101646116B1 (ko)

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