KR101713736B1 - 하이브리드 차량 시동토크 제어 시스템 및 그 방법 - Google Patents

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Abstract

하이브리드 차량 시동토크 제어 시스템 및 그 방법이 개시된다.
본 발명의 실시 예에 따른 하이브리드 차량 시동토크 제어 시스템은, 운전자의 차량 조작정보 및 엔진온도를 검출하는 운전정보 검출부; 인가되는 제어신호에 따른 시동토크를 발생하여 엔진을 시동시키는 HSG(Hybrid Starter Generator); 운전자 요구토크 또는 배터리 충전상태(SOC)에 따른 엔진 시동을 결정하고, 저장된 엔진온도 별 HSG 토크곡선을 참조하여 상기 엔진온도의 운전점에 따른 HSG 구동토크를 상기 HSG로 인가하는 하이브리드 제어기를 포함한다.

Description

하이브리드 차량 시동토크 제어 시스템 및 그 방법{STARTING TORQUE CONTROL SYSTEM AND METHOD FOR HYBRID ELECTRIC VEHICLE}
본 발명은 하이브리드 차량 시동토크 제어 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.
일반적으로 하이브리드 차량(Hybrid Electric Vehicle/Plug-in Hybrid Electric Vehicle, HEV/PHEV)은 가솔린 또는 디젤 엔진과, 엔진 출력을 사용하여 전력을 발생시키고 배터리 등 내에 저장된 전력에 의해 구동될 때 엔진 출력을 보조하는 모터가 적용된다.
하이브리드 차량은 엔진이 비효율적인 주행 환경일 때 모터에 의한 배터리의 충방전으로 효율성을 높이고, 감속 시 모터의 역회전을 통한 회생제동으로 전기를 생산하여 배터리에 저장함으로써 연비를 향상시킨다.
하이브리드 차량은 모터와 변속기 및 구동축이 직렬 연결되어 있는 TMED(Transmission Mounted Electric Device) 방식의 파워 트레인이 사용되고 있다.
이러한 하이브리드 차량에서는 일반 가솔린 차량과 달리 엔진 시동을 위한 스타터 모터 대신 HSG(Hybrid Starter Generator)가 장착되어 엔진 시동뿐만 아니라 EV(Electric Vehicle)모드 및 장등판 상황에서의 배터리 충전기능을 담당하고 있다.
한편, 현재 HSG를 통한 엔진 시동은 엔진의 부하에 상관없이 최대토크를 인가하여 시동하도록 되어 있다. 그러나 최대토크 인가는 -30℃ 이하의 냉간 시동성 만족을 위한 것으로, 시동시간은 단축되나 HSG 최대 효율 운전점을 벗어난 영역이기 때문에 연비에 불리한 문제점이 있다.
예컨대, 도 1은 종래의 하이브리드 차량 HSG 효율곡선을 나타낸 그래프이다.
첨부된 도 1을 참조하면, 종래 하이브리드 차량은 엔진 시동 시 엔진 아이들 rpm인 850rpm(HSG 속도: 2150rpm)까지 약 0.2s 동안 최대 토크가 발생되며, 이는 영하 -30℃이하의 냉간 시동성 향상을 위해 들어가있는 알고리즘이다.
하지만 이 최대토크 영역에서의 운전은 도 1에서도 볼 수 있듯이 효율곡선 상에서 효율수치가 낮은 구간이다. 정확한 값으로 정량화 시켜보면 이 구간에서의 시스템효율은 약 00.0%로 개선 운전영역 효율 00.0% 대비 9.4%p 낮은 영역이므로 연비에 불리한 구간으로 예측된다.
이는 모드연비(FTP Ph1,2)기준 19회 발생 부분으로 연비측정뿐만 아니라 실 연비에서도 악 영향을 끼칠 수가 있으므로 HSG의 토크 최적화를 통한 연비개선 방안이 요구되고 있다.
본 발명의 실시 예는 하이브리드 차량에서 HSG를 이용한 엔진 시동 시 온도 별 최적 효율 운전점에서의 시동 제어를 통해 종래기술 대비 연비를 개선할 수 있는 하이브리드 차량 시동토크 제어 시스템 및 그 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 하이브리드 차량 시동토크 제어 시스템은, 운전자의 차량 조작정보 및 엔진온도를 검출하는 운전정보 검출부; 인가되는 제어신호에 따른 시동토크를 발생하여 엔진을 시동시키는 HSG(Hybrid Starter Generator); 운전자 요구토크 또는 배터리 충전상태(SOC)에 따른 엔진 시동을 결정하고, 저장된 엔진온도 별 HSG 토크곡선을 참조하여 상기 엔진온도의 운전점에 따른 HSG 구동토크를 상기 HSG로 인가하는 하이브리드 제어기를 포함한다.
또한, 상기 하이브리드 차량 시동토크 제어 시스템은, 배터리에서 공급되는 직류전압을 교류전압으로 변환시켜 모터 및 HSG를 구동하는 통합 인버터; 배터리의 충전상태(SOC)를 관리하는 배터리 관리부; 및 상기 하이브리드 제어기의 명령에 따라 상기 엔진을 제어하고, 상기 엔진의 동작상태를 모니터링 하여 상기 하이브리드 제어기로 전달하는 엔진 제어기를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 하이브리드 제어기는, 상기 운전정보 검출부에서 검출된 운전자의 답력에 의한 APS 변위 값으로 상기 운전자 요구토크를 계산하고, 계산된 상기 운전자 요구토크가 HEV 모드 진입에 필요한 임계 토크 크기를 초과하면 상기 엔진 시동을 결정할 수 있다.
또한, 상기 하이브리드 제어기는, 상기 하이브리드 차량이 등판로를 주행중인 경우 등판 경사도를 더 반영하여 상기 운전자 요구토크를 계산할 수 있다.
또한, 상기 하이브리드 제어기는, 상기 배터리 SOC가 엔진에 의한 발전이 필요한 임계 SOC 크기 미만으로 내려가면 상기 엔진 시동을 결정할 수 있다.
또한, 상기 하이브리드 제어기는, 외기온도를 더 체크하여 외기온도가 기준치보다 높거나 낮음에 따른 상기 임계 SOC 크기를 기준치보다 낮거나 높게 가변 설정할 수 있다.
또한, 상기 하이브리드 제어기는, 상기 하이브리드 차량의 운전조건에 따른 시험 및 평가를 통해 트레이드 오프(Trade-Off)점을 학습하여 엔진 시동시간이 운전자의 운전성에 영향을 주지 않는 소정 임계시간 내에 이루어지도록 상기 HSG 구동토크를 조정할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 측면에 따른, 하이브리드 차량의 시동토크 제어 방법은, a) 하이브리드 차량이 시동 온 되면 모터를 이용한 EV 모드로 구동하는 단계; b) 운전자 요구토크가 임계 토크 크기를 초과하거나 배터리 충전상태가 발전이 필요한 임계 SOC 크기 미만으로 내려가면 HEV 모드 전환을 위한 엔진 시동을 결정하는 단계; c) 저장된 엔진온도 별 HSG(Hybrid Starter Generator) 토크곡선을 참조하여 현재 엔진온도의 운전점에 따른 HSG 구동토크를 결정하는 단계; 및 d) 상기 HSG 구동토크를 HSG로 인가하여 시동토크 발생에 따른 엔진을 시동하는 단계를 포함한다.
또한, 상기 c) 단계는, c-1) 상기 엔진온도가 최대토크 구동이 필요한 냉간 시동성 온도 이하이면 상기 HSG 구동토크를 최대토크로 결정하는 단계; 또는 c-2) 상기 엔진온도가 상기 냉간 시동성 온도보다 높으면 상기 엔진온도 별 HSG 구동토크 곡선을 참조하여 상기 엔진온도에 따른 운전점으로 HSG 구동토크를 결정하는 단계를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 냉간 시동성 온도는 영하 30도 일 수 있다.
또한, 상기 d) 단계 이후에, 엔진 rpm이 엔진 아이들 rpm 값 이상이고, 상기 HSG로부터 시동 완료에 따른 엔진 시동 비트(bit)를 수신하면, HSG 토크를 0으로 제어하고 엔진시동 프로세서를 종료하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 하이브리드 차량의 엔진 시동 시 엔진온도를 고려하여 HSG 효율이 높은 운전점으로 시동토크를 제어함으로써 모드연비뿐만 아니라 실 연비를 절감할 수 있다.
또한, 별도의 하드웨어 추가 없이 엔진시동 제어전략 변경만으로도 연비를 개선할 수 있다.
도 1은 종래의 하이브리드 차량 HSG 효율곡선을 나타낸 그래프이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 하이브리드 차량의 시동토크 제어 시스템 구성을 개략적으로 나타낸다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 엔진온도 별 HSG 토크곡선을 나타낸 그래프이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 HEV차량의 엔진 시동시간 및 HSG 구동토크를 나타낸 그래프이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 하이브리드 차량의 시동토크 제어 방법을 나타낸 흐름도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "…부", "…기", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
이제 본 발명의 실시 예에 따른 하이브리드 차량 시동토크 제어 시스템 및 그 방에 대하여 도면을 참조로 하여 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 하이브리드 차량의 시동토크 제어 시스템 구성을 개략적으로 나타낸다.
첨부된 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 시동토크 제어 시스템은 운전정보검출부(101), 하이브리드 제어기(102), 통합 인버터(103), 배터리(104), 배터리 관리부(105), 엔진 제어기(106), 모터(107), 엔진(108), HSG(Hybrid Starter and Generator; 109), 엔진클러치(110) 및 변속기(111)를 포함한다.
운전정보검출부(101)는 하이브리드 차량의 운행에서 차속, 변속단, 가속페달의 변위(APS), 브레이크 페달의 변위(BPS), 엔진온도, 외기온도 및 경사도 등을 포함하는 운전의 차량 조작정보 및 차량 운행에 따른 환경정보를 검출하여 하이브리드 제어기(102)에 제공한다.
하이브리드 제어기(102)는 하이브리드 차량의 최상위 제어기이며 네트워크로 연결되는 제어기들을 통합 제어한다.
하이브리드 제어기(102)는 차량의 시동 후 EV모드로 운행되는 상태에서 운전정보검출부(101)에서 제공되는 운전자 요구토크와 배터리 관리부(105)에서 제공되는 배터리(104)의 충전상태(State Of Change, SOC)를 체크하여 HEV모드로의 전환이 요구되면 엔진시동을 결정한다. 그리고, 엔진(108)과 모터(107)의 사이에 장착되는 엔진클러치(110)를 결합시켜 HEV모드의 운전을 제어할 수 있다.
하이브리드 제어기(102)는 엑셀 페달을 밟는 운전자의 답력에 의한 APS 변위 값으로 운전자 요구토크를 계산한다. 이 때, 하이브리드 제어기(102)는 차량이 등판로를 주행중인 경우 등판 경사도를 더 반영하여 운전자 요구토크를 계산할 수 있다.
그리고, 하이브리드 제어기(102)는 계산된 운전자 요구토크가 HEV 모드 진입에 필요한 임계 토크 크기(I)를 초과할 경우 HEV모드로 전환을 위한 엔진시동을 결정할 수 있다.
또한, 하이브리드 제어기(102)는 EV 주행에 따른 배터리의 SOC 크기가 줄어들어 엔진에 의한 발전이 필요한 임계 SOC 크기(J) 미만으로 내려가는 경우 HEV모드로 전환을 위한 엔진시동을 결정할 수 있다.
여기서, 하이브리드 제어기(102)는 외기온도를 더 체크하여 외기 온도가 기준치보다 높거나 낮음에 따른 상기 임계 SOC 크기(J)를 기준치보다 낮거나 높게 가변 설정할 수 있다. 그래서, 상온에 비해 냉간 운행 중에는 배터리(104)의 소모가 크므로 임계 SOC 크기(J)를 기준치보다 높게 하여 엔진시동시점을 보다 빠르게 가져감으로써 SOC의 안전성을 확보할 수 있다.
통합 인버터(103)는 복수개의 전력 스위칭소자로 구성되고, 상기 하이브리드 제어기(102)에서 인가되는 제어신호에 따라 배터리(104)에서 공급되는 직류전압을 3상 교류전압으로 변환시켜 모터(107) 및 HSG(109)를 구동한다.
통합 인버터(103)를 구성하는 전력 스위칭 소자는 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor), MOSFET, 트랜지스터, 릴레이 중 어느 하나로 구성될 수 있다.
배터리(104)는 다수개의 단위 셀로 이루어지며, 모터(107)에 전압을 제공하기 위한 고전압, 예컨대 직류 400V 내지 450V의 전압이 저장될 수 있다.
배터리 관리부(105)는 배터리(104)의 작동 영역 내에서 각 셀들의 전류, 전압, 온도 등을 검출하여 충전상태(SOC)를 관리하며, 배터리(104)의 충방전 전압을 제어하여 한계전압 이하로 과방전되거나 한계전압 이상으로 과충되어 수명이 단축되는 것을 방지한다.
엔진 제어기(106)는 하이브리드 제어기(102)의 명령에 따라 엔진(108)을 제어하고, 엔진(108)의 동작상태(예; 엔진 rpm, 엔진 토크)를 모니터링 하여 하이브리드 제어기(102)로 전달한다.
모터(107)는 통합 인버터(103)에서 인가되는 3상 교류전압에 의해 동작되어 토크를 발생시키고, 타행 주행에서는 발전기로 동작되어 회생에너지를 배터리(104)에 공급한다.
엔진(108)은 동력원으로 시동 온 상태에서의 엔진 동력을 출력한다.
HSG(109)는 스타터 및 제너레이터로 동작되며, 하이브리드 제어기(102)에서 인가되는 제어신호에 따라 엔진(108)의 시동 온을 실행하고, 시동 완료에 따른 엔진 시동 비트(bit)를 하이브리드 제어기(102)로 전달한다.
또한, HSG(109)는 엔진(108)이 시동 온 유지하는 상태에서 제너레이터로 동작되어 전압을 발전시키며 발전 전압을 통합 인버터(103)를 통해 배터리(104)에 충전 전압으로 제공한다.
엔진클러치(110)는 엔진(108)과 모터(107)의 사이에 배치되어 EV모드와 HEV모드의 운행이 제공될 수 있도록 한다.
변속기(111)는 자동변속기 혹은 무단변속기로 적용되며, 엔진클러치(110)의 제어에 따른 유압의 작동으로 결합요소 및 해방요소가 동작되어 목표 변속단을 결합한다.
한편, 앞서 도 1을 통해 설명한 바와 같이, 종래의 하이브리드 차량은 연비모드(FTP Ph 1,2) 분석결과 엔진시동을 위한 HSG 구동이 약19회 존재하는데, 상온임에도 불구하고 불필요하게 모두 최대토크로 시동하고 있어 연비에 불리한 문제가 지적되고 있다. 또한, 실제 외기온도가 -30℃이더라도 초기 시동을 제외하고는 재시동 시 엔진온도가 충분히 상승되어있기 때문에 지속적인 최대토크 시동이 불필요한 문제가 있다.
이러한 문제를 해결하기 위하여, 본 발명의 실시 예에 따른 하이브리드 제어기(102)는 HSG(109)를 이용한 엔진(108) 시동 시 엔진온도 별 최적 효율 운전점에서의 시동토크(즉, HSG 구동토크)를 제어함으로써 종래기술 대비 연비를 개선할 수 있다.
즉, 상기 도 1에서와 같이 HSG는 속도와 토크에 따라 효율크기가 다르며, 엔진시동을 위해 필요한 부하량이 일정 값으로 같다고 할 때, 종래의 최대토크가 아닌 엔진온도 별로 최적화된 HSG 토크곡선을 참조하여 높은 효율의 최적 운전점에서 HSG를 구동하게 되면 그만큼의 에너지 이득을 가질 수 있다.
예컨대, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 엔진온도 별 HSG 토크곡선을 나타낸 그래프이다.
첨부된 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 하이브리드 제어기(102)는 엔진온도 별 HSG 토크곡선 및 엔진시동 프로세스를 위한 프로그램을 저장하고 이를 이용하여 엔진온도에 따른 HSG 구동토크를 인가한다.
상기 엔진온도 별 HSG 토크곡선은 엔진온도에 따라 엔진시동을 위해 필요한 부하량을 출력할 수 있는 운전점 즉, HSG 구동토크를 의미한다.
종래기술의 경우 엔진온도에 상관없이 최대토크를 인가하여 HSG 구동이 2000rpm, 40Nm 영역에서 0.2s의 시동시간 동안 진행되면, 이 때의 엔진 부하량은 2000rpm * 40Nm * 2* pi * / 60 * 0.2 = 1675J이 된다. 최초 40Nm에서의 효율점이 80%라고 가정했을 때에 입력 에너지는 1675/0.8 = 2,094J이 된다.
반면, 본 발명의 실시 예에 따른 하이브리드 제어기(102)는 엔진온도가 25℃인경우 엔진온도 별 HSG 토크곡선에 따른 운전점(A)을 참조하여 20Nm의 HSG 구동토크를 인가하면, 종래와 상관없이 필요한 엔진 부하량은 1675J이 된다. 이 때, 이에 맞춰 필요한 시동시간은 1675 / (2,000 * 20 * 2 * pi / 60) = 0.4sec로 증가하는 대신 시스템효율이 약9.4%p 상승한 운전점(A)이기 때문에 입력 에너지는 1675/0.894 = 1,874J이 된다.
결과적으로 본 발명의 실시 예에 따르면, 종래기술 대비 약 220J의 입력에너지를 세이브시킬 수 있는 이점이 있다.
실제 차량 연비모드(FTP Ph1,2) 분석결과 엔진시동을 위한 HSG(109)의 구동은 총 19회로 단순계산 시 220J * 19회 = 4.18KJ 의 에너지 절약이 가능하게 된다.이는 변속기 입력 총 에너지(FTP Ph1,2 기준) 6,000KJ의 약 0.07%이므로, 0.07%의 연비효과 있다는 결론을 내릴 수 있다.
한편, 본 발명은 엔진 시동을 위한 부하량이 같다는 점에 착안해 효율이 높은 운전영역에서 HSG(109)를 구동하여 에너지 이득을 가져가는 기술이므로, 종래기술 대비 낮은 토크영역에서 HSG(109)를 구동을 하게 되면 필연적으로 시동시간이 길어지게 된다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 HEV차량의 엔진 시동시간 및 HSG 구동토크를 나타낸 그래프이다.
첨부된 도 4를 참조하면, 하이브리드 차량의 엔진 시동시간을 나타낸 그래프로, 약 0.2sec의 엔진 시동시간을 보인다. 반면, 상기 도 3을 통해 설명한 실시 예 예와 같이 효율이 약 9.4%p 높아지는 운전점(구동 토크 40Nm → 20Nm)에서 HSG(109)를 구동하면 엔진 시동시간이 0.4sec로 증가된다.
이렇게 엔진 시동시간이 증가는 운전자가 인지하지 못할 정도의 매우 짧은 시간이므로 운전성에 영향을 미치지 않는 수준이다.
그럼에도 엔진 시동시간의 증가가 운전자의 운전성에 영향을 줄 수 있는 것을 완전히 배제할 수 없으므로, 하이브리드 제어기(102)는 하이브리드 차량의 운전조건에 따른 시험 및 평가를 통해 트레이드 오프(Trade-Off)점을 학습하여 엔진 시동시간이 운전자의 운전성에 영향을 주지 않는 소정 임계시간 내에 이루어지도록 HSG 구동토크를 조정할 수 있다.
한편, 전술한 하이브리드 차량의 시동토크 제어 시스템 구성을 바탕으로 하는 하이브리드 차량의 시동토크 제어방법을 다음의 도 5를 통해 설명한다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 하이브리드 차량의 시동토크 제어 방법을 나타낸 흐름도이다.
첨부된 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 하이브리드 제어기(102)는 하이브리드 차량이 IG-ON 되면 배터리를 통한 전원을 공급한다(S110). 이 때, 하이브리드 차량은 모터(107)를 이용한 EV 모드로 구동될 수 있다.
하이브리드 제어기(102)는 운전정보검출부(101)에서 제공되는 운전자 요구토크와 배터리 관리부(105)에서 제공되는 배터리(104)의 SOC를 체크하여 HEV 모드로의 전환을 위한 엔진시동을 유무를 결정한다(S120).
이 때, 하이브리드 제어기(102)는 운전자의 답력에 의한 APS 변위 값으로 계산된 운전자 요구토크가 임계 토크 크기(I)를 초과하면(S121; 예), HEV모드로 전환을 위한 엔진시동을 결정할 수 있다(S130).
또한, 하이브리드 제어기(102)는 배터리(104)의 SOC 크기가 엔진(108)에 의해 발전이 필요한 임계 SOC 크기(J) 미만으로 내려가면(S122; 예), HEV모드로 전환을 위한 엔진시동을 결정할 수 있다(S130).
반면, 하이브리드 제어기(102)는 상기 S121 단계 및 S122 단계의 두 조건에 해당되지 않으면(아니오), 엔진 시동을 개시하지 않는다.
하이브리드 제어기(102)는 상기 운전자 요구토크 또는 SOC의 조건에 따른 엔진시동이 결정되면(S130), 엔진온도를 고려한 HSG 구동토크를 결정하여 HSG(109)로 인가하는 다음의 엔진시동 프로세스를 수행한다(S140).
먼저, 하이브리드 제어기(102)는 현재 엔진온도를 체크하여 상기 엔진온도가 최대토크 구동이 필요한 냉간 시동성 온도(a) 이하이면(S141; 예), HSG 구동토크를 최대토크로 결정하여(S142), HSG(109)로 인가한다(S144).
예컨대, 하이브리드 제어기(102)가 상기 도 3의 엔진온도 별 HSG 토크곡선을 참조할 경우 상기 냉간 시동선 온도(a)는 -30℃로 엔진온도가 그 이하로 낮으면 최대토크로 HSG 구동토크를 인가할 수 있다.
반면, 하이브리드 제어기(102)는 상기 엔진온도가 상기 냉간 시동성 온도(a)보다 높으면(S141; 아니오), 저장된 엔진온도 별 HSG 구동토크 곡선을 참조하여 상기 엔진온도에 따른 최적의 운전점을 추출한다(S143).
그리고, 하이브리드 제어기(102)는 추출된 운전점에 해당하는 HSG 구동토크를 HSG(109)로 인가한다(S144).
하이브리드 제어기(102)는 HSG 구동토크를 인가한 이후에 엔진 rpm이 엔진 아이들 rpm(k)이상이고, HSG(109)로부터 시동 완료에 따른 엔진 시동 비트(bit)를 수신하면(S150; 예), HSG 토크를 0으로 제어하고 엔진시동 프로세서를 종료한다(S160).
이와 같이, 본 발명의 실시 예에 따르면, 하이브리드 차량의 엔진 시동 시 엔진온도를 고려하여 HSG 효율이 높은 운전점으로 시동토크를 제어함으로써 모드연비뿐만 아니라 실 연비를 절감하는 효과가 있다.
또한, 별도의 하드웨어 추가 없이 엔진시동 제어전략 변경만으로도 연비를 개선할 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 실시 예는 이상에서 설명한 장치 및/또는 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시 예의 구성에 대응하는 기능을 실현하기 위한 프로그램, 그 프로그램이 기록된 기록 매체 등을 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시 예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.
이상에서 본 발명의 실시 예에 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.
101: 운전정보 검출부 102: 하이브리드 제어기
103: 인버터 104: 배터리
105: 배터리 관리부 106: 엔진 제어기
107: 모터 108: 엔진
109: HSG 110: 엔진클러치
111: 변속기

Claims (11)

  1. 운전자의 차량 조작정보 및 엔진온도를 검출하는 운전정보 검출부;
    인가되는 제어신호에 따른 시동토크를 발생하여 엔진을 시동시키는 HSG(Hybrid Starter Generator);
    운전자 요구토크 또는 배터리 충전상태(SOC)에 따른 엔진 시동을 결정하고, 저장된 엔진온도 별 HSG 토크곡선을 참조하여 상기 엔진온도의 운전점에 따른 HSG 구동토크를 상기 HSG로 인가하는 하이브리드 제어기를 포함하되,
    상기 하이브리드 제어기는, 하이브리드 차량의 운전조건에 따른 시험 및 평가를 통해 트레이드 오프(Trade-Off)점을 학습하여 엔진 시동시간이 운전자의 운전성에 영향을 주지 않는 소정 임계시간 내에 이루어지도록 상기 HSG 구동토크를 조정하는 하이브리드 차량 시동토크 제어 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    배터리에서 공급되는 직류전압을 교류전압으로 변환시켜 모터 및 HSG를 구동하는 통합 인버터;
    배터리의 충전상태(SOC)를 관리하는 배터리 관리부; 및
    상기 하이브리드 제어기의 명령에 따라 상기 엔진을 제어하고, 상기 엔진의 동작상태를 모니터링 하여 상기 하이브리드 제어기로 전달하는 엔진 제어기
    를 더 포함하는 하이브리드 차량 시동토크 제어 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 하이브리드 제어기는,
    상기 운전정보 검출부에서 검출된 운전자의 답력에 의한 APS 변위 값으로 상기 운전자 요구토크를 계산하고, 계산된 상기 운전자 요구토크가 HEV 모드 진입에 필요한 임계 토크 크기를 초과하면 상기 엔진 시동을 결정하는 하이브리드 차량 시동토크 제어 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 하이브리드 제어기는,
    상기 하이브리드 차량이 등판로를 주행중인 경우 등판 경사도를 더 반영하여 상기 운전자 요구토크를 계산하는 하이브리드 차량 시동토크 제어 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 하이브리드 제어기는,
    상기 배터리 SOC가 엔진에 의한 발전이 필요한 임계 SOC 크기 미만으로 내려가면 상기 엔진 시동을 결정하는 하이브리드 차량 시동토크 제어 시스템.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 하이브리드 제어기는,
    외기온도를 더 체크하여 외기온도가 기준치보다 높거나 낮음에 따른 상기 임계 SOC 크기를 기준치보다 낮거나 높게 가변 설정하는 하이브리드 차량 시동토크 제어 시스템.
  7. 삭제
  8. a) 하이브리드 차량이 시동 온 되면 모터를 이용한 EV 모드로 구동하는 단계;
    b) 운전자 요구토크가 임계 토크 크기를 초과하거나 배터리 충전상태가 발전이 필요한 임계 SOC 크기 미만으로 내려가면 HEV 모드 전환을 위한 엔진 시동을 결정하는 단계;
    c) 저장된 엔진온도 별 HSG(Hybrid Starter Generator) 토크곡선을 참조하여 현재 엔진온도의 운전점에 따른 HSG 구동토크를 결정하는 단계; 및
    d) 상기 HSG 구동토크를 HSG로 인가하여 시동토크 발생에 따른 엔진을 시동시키는 단계를 포함하되,
    상기 c) 단계는, 엔진 시동시간이 하이브리드 차량의 운전조건에 따른 시험 및 평가를 통해 트레이드 오프(Trade-Off)점을 학습하여 운전자의 운전성에 영향을 주지 않도록 설정된 소정 임계시간 내에 이루어지도록 상기 HSG 구동토크를 조정하는 하이브리드 차량의 시동토크 제어 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 c) 단계는,
    c-1) 상기 엔진온도가 최대토크 구동이 필요한 냉간 시동성 온도 이하이면 상기 HSG 구동토크를 최대토크로 결정하는 단계; 또는
    c-2) 상기 엔진온도가 상기 냉간 시동성 온도보다 높으면 상기 엔진온도 별 HSG 구동토크 곡선을 참조하여 상기 엔진온도에 따른 운전점으로 HSG 구동토크를 결정하는 단계를 포함하는 하이브리드 차량의 시동토크 제어 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 냉간 시동성 온도는 영하 30도 인 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 시동토크 제어 방법.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 d) 단계 이후에,
    엔진 rpm이 엔진 아이들 rpm 값 이상이고, 상기 HSG로부터 시동 완료에 따른 엔진 시동 비트(bit)를 수신하면, HSG 토크를 0으로 제어하고 엔진시동 프로세서를 종료하는 단계를 더 포함하는 하이브리드 차량의 시동토크 제어 방법.

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