KR101744839B1 - 하이브리드 차량의 토크 인터벤션 제어 방법 및 그 제어 장치 - Google Patents

하이브리드 차량의 토크 인터벤션 제어 방법 및 그 제어 장치 Download PDF

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Abstract

하이브리드 차량의 토크 인터벤션 제어 방법은, 제어기가 변속 구간 중 토크 페이즈(Torque phase) 구간(time interval) 동안 엔진 클러치를 통해 모터에 결합되고 변속기에 전달되는 동력을 생성하는 엔진의 연소 효율 최적 제어가 유지된 상태에서 엔진에 공급되는 공기량을 감소시켜 엔진의 토크를 감소시키는 단계와, 제어기가 토크 페이즈 구간 동안 모터의 토크를 상기 감소된 엔진의 토크만큼 증가시키는 단계와, 제어기가 변속 구간 중 관성 페이즈(Inertia phase) 구간 동안, 변속기의 토크 인터벤션(intervention) 요청량에서 상기 감소된 엔진의 토크를 감산(subtraction)한 값으로 상기 증가된 모터의 토크를 감소시키는 단계를 포함한다. 상기 연소 효율 최적 제어는 엔진의 효율이 최대가 되도록 엔진에 공급되는 공기량에 따라 엔진의 점화각을 제어하여 실현된다.

Description

하이브리드 차량의 토크 인터벤션 제어 방법 및 그 제어 장치{Method and device for controlling torque intervention of hybrid vehicle}
본 발명은 하이브리드 차량(하이브리드 전기차(hybrid electric vehicle))에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 하이브리드 차량의 토크 인터벤션 제어 방법 및 그 제어 장치에 관한 것이다.
친환경 자동차는 연료전지 자동차, 전기자동차, 플러그인 전기자동차, 및 하이브리드 자동차를 포괄하는 것으로, 통상적으로 구동력 발생을 위한 모터를 구비한다.
이러한 친환경 자동차의 일례인 하이브리드 자동차(hybrid vehicle)는 내연기관 엔진(internal combustion engine)과 배터리 전원을 함께 사용한다. 즉, 하이브리드 자동차는 내연기관 엔진의 동력과 모터의 동력을 효율적으로 조합하여 사용한다.
하이브리드 자동차는, 엔진, 모터, 엔진과 모터 사이에서 동력을 단속하는 엔진 클러치, 변속기, 차동기어장치, 배터리, 상기 엔진을 시동하거나 엔진의 출력에 의해 발전을 하는 시동 발전기, 및 차륜으로 구성될 수 있다.
또한, 하이브리드 자동차는, 하이브리드 자동차의 전체 동작을 제어하는 하이브리드 제어기(hybrid control unit), 엔진의 동작을 제어하는 엔진 제어기(engine control unit), 모터의 동작을 제어하는 모터 제어기(motor control unit), 변속기의 동작을 제어하는 변속 제어기(transmission control unit), 및 배터리를 제어하고 관리하는 배터리 제어기(battery control unit)로 구성될 수 있다.
상기 배터리 제어기는 배터리 관리 시스템(battery management system)으로 호칭될 수 있다. 상기 시동 발전기는 ISG(integrated starter & generator) 또는 HSG(hybrid starter & generator)라 호칭되기도 한다.
상기와 같은 하이브리드 자동차는 모터의 동력만을 이용하는 순수 전기자동차 모드인 EV 모드(electric vehicle mode), 엔진의 회전력을 주동력으로 하면서 모터의 회전력을 보조동력으로 이용하는 HEV 모드(hybrid electric vehicle mode), 자동차의 제동 혹은 관성에 의한 주행 시 제동 및 관성 에너지를 모터의 발전을 통해 회수하여 배터리에 충전하는 회생제동 모드(regenerative braking mode) 등의 주행모드로 운행할 수 있다.
상기 변속 제어기는 변속(gear shifting) 시 변속 충격(gear shifting shock)을 방지하고 변속기 보호를 위해 토크 저감(Torque Intervention 또는Torque Reduction)을 변속기에 요청할 수 있다. 부연하여 설명하면, 변속 과정 중 변속기 내 클러치(clutch)를 붙이거나 뗄 때 발생하는 충격을 줄이기 위해 변속기 입력 토크를 순간적으로 줄이는 토크 인터벤션(intervention) 제어(또는 토크 조정 제어)가 수행된다.
이 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.
본 발명이 해결하려는 기술적 과제(목적)는, 변속기 입력 토크에 대한 토크 인터벤션(intervention) 제어 과정에서 엔진의 토크와 모터(또는 구동 모터)의 토크를 조정하는 것에 의해 엔진의 효율을 향상시켜 차량의 연비를 개선(향상)시킬 수 있는 하이브리드 차량의 토크 인터벤션 제어 방법 및 제어 장치를 제공하는 것이다.
상기 과제를 해결(달성)하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 차량의 토크 인터벤션 제어 방법은, 제어기가 변속 구간 중 토크 페이즈(Torque phase) 구간(time interval) 동안 엔진 클러치를 통해 모터에 결합되고 변속기에 전달되는 동력을 생성하는 엔진의 연소 효율 최적 제어가 유지된 상태에서 상기 엔진에 공급되는 공기량을 감소시켜 상기 엔진의 토크를 감소시키는 단계; 상기 제어기가 상기 토크 페이즈 구간 동안 상기 모터의 토크를 상기 감소된 엔진의 토크만큼 증가시키는 단계; 및 상기 제어기가 상기 변속 구간 중 관성 페이즈(Inertia phase) 구간 동안, 상기 변속기의 토크 인터벤션(intervention) 요청량에서 상기 감소된 엔진의 토크를 감산(subtraction)한 값으로 상기 증가된 모터의 토크를 감소시키는 단계를 포함할 수 있으며, 상기 연소 효율 최적 제어는 상기 엔진의 효율이 최대가 되도록 상기 엔진에 공급되는 공기량에 따라 상기 엔진의 점화각을 제어하여 실현될 수 있다.
상기 하이브리드 차량의 토크 인터벤션 제어 방법은, 상기 제어기가 상기 관성 페이즈(Inertia phase) 구간 후 상기 연소 효율 최적 제어가 유지된 상태에서 상기 엔진에 공급되는 공기량을 증가시키는 것에 의해 상기 엔진의 토크를 상기 감소된 엔진의 토크만큼 증가시키고 상기 모터의 토크를 상기 변속기의 입력에 요구되는 토크에서 상기 증가된 엔진의 토크를 감산(subtraction)한 값만큼 증가시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 변속기는 듀얼 클러치 변속기(dual clutch transmission)를 포함할 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 하이브리드 차량의 토크 인터벤션 제어 방법은, 제어기가 현재 차속에 근거하여 변속 패턴 맵(shifting pattern map)으로부터 변속기의 변속 시점과 변속 구간 중 관성 페이즈(Inertia phase) 구간에서의 상기 변속기의 토크 인터벤션(intervention) 요청량을 예측하는 단계; 상기 제어기가 상기 예측된 변속 시점 후에 엔진 클러치를 통해 모터에 결합되고 상기 변속기에 전달되는 동력을 생성하는 엔진의 연소 효율 최적 제어가 유지된 상태에서 상기 엔진에 공급되는 공기량을 감소시켜 상기 엔진의 토크를 감소시키는 단계; 상기 제어기가 상기 모터의 토크를 상기 감소된 엔진의 토크만큼 증가시키는 단계; 및 상기 제어기가 상기 관성 페이즈(Inertia phase) 구간 동안, 상기 변속기의 토크 인터벤션(intervention) 요청량에서 상기 감소된 엔진의 토크를 감산(subtraction)한 값으로 상기 증가된 모터의 토크를 감소시키는 단계;를 포함할 수 있으며, 상기 연소 효율 최적 제어는 상기 엔진의 효율이 최대가 되도록 상기 엔진에 공급되는 공기량에 따라 상기 엔진의 점화각을 제어하여 실현될 수 있다.
상기 하이브리드 차량의 토크 인터벤션 제어 방법은, 상기 제어기가 상기 관성 페이즈(Inertia phase) 구간 후 상기 연소 효율 최적 제어가 유지된 상태에서 상기 엔진에 공급되는 공기량을 증가시키는 것에 의해 상기 엔진의 토크를 상기 감소된 엔진의 토크만큼 증가시키고 상기 모터의 토크를 상기 변속기의 입력에 요구되는 토크에서 상기 증가된 엔진의 토크를 감산(subtraction)한 값만큼 증가시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 변속기는 듀얼 클러치 변속기(dual clutch transmission)를 포함할 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 차량의 토크 인터벤션 제어 장치는, 엔진 클러치를 통해 모터에 결합되고 변속기에 전달되는 동력을 생성하는 엔진; 및 현재 차속에 근거하여 변속 패턴 맵(shifting pattern map)으로부터 변속기의 변속 시점과 변속 구간 중 관성 페이즈(Inertia phase) 구간에서의 상기 변속기의 토크 인터벤션(intervention) 요청량을 예측하는 제어기;를 포함할 수 있으며, 상기 제어기는 상기 예측된 변속 시점 후에 상기 엔진의 연소 효율 최적 제어가 유지된 상태에서 상기 엔진에 공급되는 공기량을 감소시켜 상기 엔진의 토크를 감소시키고, 상기 제어기는 상기 모터의 토크를 상기 감소된 엔진의 토크만큼 증가시키고, 상기 제어기는 상기 관성 페이즈(Inertia phase) 구간 동안, 상기 변속기의 토크 인터벤션(intervention) 요청량에서 상기 감소된 엔진의 토크를 감산(subtraction)한 값으로 상기 증가된 모터의 토크를 감소시키고, 상기 연소 효율 최적 제어는 상기 엔진의 효율이 최대가 되도록 상기 엔진에 공급되는 공기량에 따라 상기 엔진의 점화각을 제어하여 실현될 수 있다.
상기 제어기는 상기 관성 페이즈(Inertia phase) 구간 후 상기 연소 효율 최적 제어가 유지된 상태에서 상기 엔진에 공급되는 공기량을 증가시키는 것에 의해 상기 엔진의 토크를 상기 감소된 엔진의 토크만큼 증가시키고 상기 모터의 토크를 상기 변속기의 입력에 요구되는 토크에서 상기 증가된 엔진의 토크를 감산(subtraction)한 값만큼 증가시킬 수 있다.
상기 변속기는 듀얼 클러치 변속기(dual clutch transmission)를 포함할 수 있다.
전술한 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 차량의 토크 인터벤션 제어 방법 및 장치는, 변속 과정(gear-shifting process)에서 엔진을 이용한 토크 인터벤션 제어(또는 토크 저감 제어)를 회피(또는 방지)시킬 수 있다.
또한 본 발명의 실시예는 연소 효율 최적 제어인 엔진에 대한 eco(economy 또는 효율) 점화각 제어의 유지 구간을 증대(증가)시켜 하이브리드 차량의 연비를 향상시킬 수 있다.
본 발명의 상세한 설명에서 사용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여, 각 도면의 간단한 설명이 제공된다.
도 1은 변속기 입력 토크에 대한 토크 인터벤션 제어의 예를 나타내는 도면이다.
도 2는 변속기 입력 토크에 대한 토크 인터벤션 제어의 다른 예를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 차량의 토크 인터벤션 제어 방법을 설명하는 도면이다.
도 4는 도 3에 도시된 하이브리드 차량의 토크 인터벤션 제어 방법의 실시예를 설명하는 흐름도(flowchart)이다.
도 5는 도 4에 도시된 기어 변속 예측 단계의 실시예를 설명하는 도면이다.
도 6은 도 4에 도시된 기어 변속 예측 단계의 다른 실시예를 설명하는 도면이다.
도 7 은 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 차량의 토크 인터벤션 제어 장치를 포함하는 하이브리드 차량을 설명하는 블락 다이어그램(block diagram)이다.
도 8은 변속기 입력 토크에 대한 토크 인터벤션 제어의 다른 예를 나타내는 도면이다.
도 9는 변속기 입력 토크에 대한 토크 인터벤션 제어의 다른 예를 나타내는 도면이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 하이브리드 차량의 토크 인터벤션 제어 방법을 설명하는 도면이다.
본 발명, 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는, 본 발명의 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용이 참조되어야 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하는 것에 의해, 본 발명을 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 구성 요소를 나타낼 수 있다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 이 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 다른 구성요소를 사이에 두고 "전기적 또는 기계적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자(통상의 기술자)에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
하이브리드 차량의 토크 인터벤션(intervention) 제어에 있어서, 자동 변속기(automatic transmission) 또는 듀얼 클러치 변속기(dual clutch transmission, DCT)와 같은 다단 변속기(multiple speed transmission)의 변속과정에서 변속기 입력측의 토크 저감이 필요하다.
TMED(Transmission Mounted Electric Device) 시스템인 TMED 하이브리드 차량의 경우, 변속기 입력측에 엔진과 모터가 있기 때문에 두 가지 동력원들의 토크를 모두 저감하는 것이 필요할 수 있다.
도 1은 변속기 입력 토크에 대한 토크 인터벤션 제어의 예를 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 자동 변속기(automatic transmission, AT)를 포함하는 하이브리드 차량의 경우, 토크 인터벤션(Intervention) 요청량이 상대적으로 작아 모터 토크로만 토크 인터벤션 제어를 수행할 수 있다.
도 2는 변속기 입력 토크에 대한 토크 인터벤션 제어의 다른 예를 나타내는 도면이다.
도 2를 참조하면, 듀얼 클러치 변속기(dual clutch transmission, DCT)를 포함하는 하이브리드 차량의 경우, 인터벤션(Intervention) 요청량이 상대적으로 커서 엔진 토크 및 모터 토크를 이용하여 토크 인터벤션 제어를 수행할 수 있다.
DCT를 포함하는 하이브리드 차량의 경우 AT를 포함하는 하이브리드 차량보다 변속 시 토크 인터벤션(intervention) 요청량이 클 수 있다.
토크 인터벤션 요청에 대해 모터 토크의 저감 또는 모터 토크에 대한 역토크(Reverse torque) 구현을 통해 대응(response)(대처)할 수 있지만, 모터 토크를 충전 제한 토크(또는 충전 제한값)까지 사용한 경우, 도 2에 도시된 바와 같이 엔진 토크의 저감이 필요할 수 있다. 엔진 토크의 저감을 위해, 엔진의 점화각(ignition angle) 제어(엔진의 점화시기 제어)로 엔진의 Eco(economy 또는 효율) 점화각 제어(또는 연소 효율 최적 제어)가 아닌 엔진의 동적(Dynamic) 점화각 제어가 사용될 수 있다. 다이내믹(dynamic) 점화각 제어에 있어서, 토크 인터벤션을 위한 엔진 토크 저감은 엔진에 공급되는 공기량 및 연료량은 유지한 상태에서, 엔진의 점화각 지연(retard 또는 delay)으로 구현하므로 연료 낭비를 초래할 수 있다.
상기 엔진의 Eco(economy 또는 효율) 점화각 제어는, 엔진(또는 엔진 실린더)에 현재 유입되는 공기량과 연료량에 근거하여 엔진의 점화각을 최적으로 제어하여(예, 점화각을 진각(advance) 제어하여) 엔진의 효율(economy)을 향상시킬 수 있다. 부연하여 설명하면, 엔진의 Eco(economy 또는 효율) 점화각 제어는 엔진의 효율이 최대가 되도록 하는 엔진의 점화각에 대한 제어를 의미할 수 있다. 점화각의 진각이란 엔진의 상사점(TDC, Top Dead Center)을 기준으로 점화시기(점화시점)를 더 빨리 점화되도록 함으로써 엔진의 출력을 높이고, 점화각의 지각(retard)이란 상사점(TDC)을 기준으로 점화시기를 더 늦게 점화되도록 함으로써 엔진의 출력을 낮추도록 하는 것을 의미할 수 있다. 그러나 엔진의 Eco 점화각 제어는 유체(fluid) 거동 특성상 유입 공기량 및 연료량을 엔진의 목표 토크 구현에 필요한 양으로 정밀하게 제어하지 못할 수 있다. 결과적으로, Eco 점화각 제어 시 엔진의 효율은 좋아지지만 요구토크에 대한 추종(follow-up) 오차가 발생할 수 있다.
상기 엔진의 동적(Dynamic) 점화각 제어는, 요구 토크 추종을 위해 엔진의 효율을 희생할 수 있다. 동적(Dynamic) 점화각 제어는 느린 유체거동을 고려하고 요구 토크를 구현하기 위해(또는 요구토크를 확보(reservation)하기 위해) 필요한 양보다 많은 공기량 및 연료량을 엔진에 제공할 수 있다. 동적(Dynamic) 점화각 제어는, 과다 확보된 공기량 및 연료량에서 필요한 토크를 구현하기 위해 점화각을 지연할 수 있다. 따라서 토크 인터벤션(Intervention) 중 엔진토크 저감이 필요한 경우 정확한 토크 추종을 위해 다이내믹(dynamic) 점화각 제어가 수행될 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 차량의 토크 인터벤션 제어 방법을 설명하는 도면이다. 도 7 은 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 차량의 토크 인터벤션 제어 장치를 포함하는 하이브리드 차량을 설명하는 블락 다이어그램(block diagram)이다. 상기 하이브리드 차량의 토크 인터벤션 제어 방법은 도 7에 도시된 하이브리드 차량(200)에 적용될 수 있다.
도 3 및 도 7을 참조하면, 하이브리드 차량(200)은, 제어기(controller)(205), 엔진(210), 하이브리드 시동 발전기(hybrid starter & generator, HSG)(220), 엔진 클러치(engine clutch)(225), 전기 모터일 수 있는 모터(또는 구동 모터)(230), 배터리(240), 변속기(250), 및 차륜인 구동 휠들(driving wheels)(290)을 포함한다.
상기 하이브리드 차량의 토크 인터벤션 제어 장치는 엔진(210) 및 제어기(205)를 포함할 수 있다. 하이브리드 차량의 토크 인터벤션 제어 장치는, 도 3에 도시된 바와 같이, 변속 전(또는 토크 인터벤션 전) 엔진(210)과 모터(230) 사이의 동력(power) 분배율을 조정하여 엔진(210)의 토크 인터벤션(또는 토크 저감(Torque Reduction))을 회피시킬 수 있고, 변속기(250)의 변속을 예측하여 변속이 예측된 시점에서 엔진(210)의 토크를 저감할 수 있다.
엔진(210)은 엔진 클러치(225)를 통해 모터(230)에 결합되고 변속기(250)에 전달되는 동력을 생성할 수 있다.
제어기(205)는 현재 차속(차량(200)의 속도)에 근거하여 변속 패턴 맵(shifting pattern map)(또는 변속 패턴 맵 테이블(table))으로부터 변속기(250)의 변속 시점과 변속 구간 중 관성 페이즈(Inertia phase) 구간(또는 토크 인터벤션 제어 구간)에서의 변속기(250)의 토크 인터벤션(intervention) 요청 량(변속기(250)의 입력토크에 대한 토크 인터벤션 요청 값)을 예측(추출(extraction) 또는 추정)할 수 있다. 부연하여 설명하면, 제어기(205)는 현재 차속(또는 현재 휠 속도), 현재 요구토크, 현재 기어단, 또는 도로의 구배(gradient) 등을 이용하여 기설정된(predetermined) 변속 패턴 맵으로부터 변속시점을 예측하고, 변속 전에 필요한 토크 인터벤션량을 추정할 수 있다.
상기 변속 패턴 맵에는 차량의 속도 등에 따른 변속 패턴 맵 데이터가 저장될 수 있다. 변속 패턴 맵 데이터는 시험(test)에 의해 결정될 수 있다. 변속 패턴 맵은 제어기(205) 내의 저장부(storage unit)에 저장되거나 또는 제어기(205)의 외부의 저장부에 저장될 수 있다.
제어기(205)는 상기 변속 예측 시점(또는 상기 예측된 변속 시점) 후에 엔진(210)의 연소 효율 최적 제어가 유지된 상태에서 엔진에 공급되는 공기량을 감소시켜 엔진의 토크(또는 출력 토크)를 감소(저감)시킬 수 있다. 상기 연소 효율 최적 제어는 Eco(economy 또는 효율) 점화각 제어로서 엔진(210)의 효율(또는 연소 효율)이 최대가 되도록 엔진에 공급되는 공기량(또는 연료량)에 적합하게 엔진의 점화각을 제어하여 실현될 수 있다. 상기 연소 효율 최적 제어는, 엔진(또는 엔진 실린더)에 현재 유입되는 공기량과 연료량에 근거하여 엔진의 점화각을 최적으로 제어하여(예, 점화각을 진각(advance) 제어하여) 엔진의 효율(economy)을 향상시킬 수 있다.
제어기(205)는 모터(230)의 토크를 상기 감소된 엔진의 토크만큼 증가(증대)시킬 수 있다. 도 3에서 모터(230)의 토크는 엔진(210)의 토크를 기준으로 하여 도시된다. 제어기(205)는 상기 관성 페이즈(Inertia phase) 구간 동안, 상기 증가된 모터의 토크를 변속기(250)의 토크 인터벤션(intervention) 요청량(토크 인터벤션 요청 값)에서 상기 감소된 엔진의 토크를 감산(subtraction)한 값(또는 뺀 값)으로 감소시킬 수 있다. 상기 토크 인터벤션(intervention) 요청량은 변속기(250)의 변속이 자연스럽게 수행되도록 하기 위해 시험(test)을 통해 결정되는 값일 수 있다. 토크 인터벤션 요청에 대응(response)할 수 있는(또는 사용될 수 있는) 모터의 충전 토크 한계값(charge torque limit value)(또는 모터 충전 제한값)은 배터리(240)의 충전 한계값(또는 배터리의 충전 최대값)을 생성할 수 있는 모터의 최대 토크 값(또는 최대 역토크(Reverse torque) 값)을 의미할 수 있다.
제어기(205)는 상기 관성 페이즈(Inertia phase) 구간 후 상기 연소 효율 최적 제어가 유지된 상태에서 엔진(210)에 공급되는 공기량을 증가시키는 것에 의해 엔진의 토크를 상기 감소된 엔진의 토크만큼 증가시키고 모터(230)의 토크를 변속기(250)의 입력에 요구되는 토크(변속기 입력 토크)에서 상기 증가된 엔진의 토크를 감산(subtraction)한 값만큼 증가시킬 수 있다.
전술한 바와 같이, 제어기(205)는 모터(230)의 현재 가용(available) 저감량 보다 예상 토크 인터벤션량이 큰 경우, 엔진(210)의 토크를 미리 감소시키고 모터(230)의 토크를 증대시킬 수 있다. 제어기(205)는 변속 전 미리 여유를 갖고 제어할 수 있으므로 엔진 토크 감소는 상기 연소 효율 최적 제어가 유지된 상태에서 엔진(210)에 공급되는 공기량을 감소시키는 것에 의해 수행될 수 있다.
모터(230)의 가용 저감량은 변속 전 증가될 수 있는 현재의 모터 토크와 모터의 충전 토크 한계값의 합(sum)일 수 있으므로, 모터 토크가 증대될 수록 가용 토크 저감량(또는 토크 저감 가용량)도 증대될 수 있다.
HEV 모드(hybrid electric vehicle mode)의 정속 주행(cruise travel 또는 cruise control) 시, 모터(230)는 충전 제어를 수행하므로, 이 제어를 통한 가용 저감량 확보가 용이할 수 있다.
제어기(205)는 증대된 모터(230)의 가용 저감량을 사용하여 변속기에 대한 토크 인터벤션(intervention) 요청(request)에 대응할 수 있다. 변속 제어기(transmission control unit, TCU)는 제어기(205)에 토크 인터벤션(intervention)을 요청할 수 있다. 제어기(205)는 연소 효율 최적 제어가 유지된 상태에서 엔진(210)이 현재 토크를 유지하도록 제어할 수 있다.
제어기(205)는 변속 완료 후, 엔진(210)의 토크 및 모터(230)의 토크가 원래 엔진 및 모터 사이의 토크 분배율로 복귀(원상회복)하도록 제어할 수 있다. 상기 엔진 토크의 원상회복은 연소 효율 최적 제어가 유지된 상태에서 수행될 수 있다.
본 발명의 실시예는 DCT를 포함하는 하이브리드 차량의 HEV 모드에서 요구되는 토크 인터벤션(Intervention)을 모터로만 대응(수행)하도록 하는 것에 의해 과도 토크(transient torque)를 제어할 수 있다. 따라서 엔진에 대한 상기 다이내믹(dynamic) 점화각 제어의 미사용으로 연비(fuel efficiency 또는 fuel economy)가 향상될 수 있다. 상기 엔진의 동적(Dynamic) 점화각 제어는, 요구 토크 추종을 위해 엔진의 효율을 희생할 수 있다.
하이브리드 차량(200)은 하이브리드 전기차(hybrid electric vehicle)로서, 동력원(power source)으로 엔진(210)과 모터(230)를 사용할 수 있고, 모터(230)와 엔진(210) 사이에 엔진 클러치(225)가 존재하여 엔진 클러치(225)가 열린 상태에서는 모터(230)에 의하여 주행하는 EV(Electric Vehicle) 모드로 작동되고 엔진 클러치(225)가 닫힌 상태에서는 모터(230)와 엔진(210) 모두에 의한 주행이 가능한 HEV(Hybrid Electric Vehicle) 모드로 작동될 수 있다.
하이브리드 차량(200)은 모터(230)와 변속기(250)가 붙어 있는 TMED(Transmission Mounted Electric Device) 방식의 파워 트레인(power train)을 포함할 수 있으며, 엔진(210)과 모터(230)로 구성되는 동력원 사이에 엔진 클러치(225)가 존재하여 엔진 클러치(225)의 접합(engagement)(결합) 여부에 따라 모터(230)의 동력만을 이용하는 순수 전기자동차 모드인 EV 모드(electric vehicle mode) 혹은 엔진(210)의 회전력을 주동력으로 하면서 모터(230)의 회전력을 보조동력으로 이용하는 HEV 모드(hybrid electric vehicle mode)의 운행(주행)을 제공할 수 있다. 부연하여 설명하면, 모터(230)는 변속기(250)와 직결되어 있는 구조를 가지는 하이브리드 차량(200)에서, 하이브리드 시동 발전기(HSG)(220)의 기동을 통해 엔진RPM(revolutions per minute)이 끌어올려지고, 엔진(210)의 동력 전달 및 차단은 클러치(225)의 접합(결합) 및 분리를 통해 수행되며, 변속기(250)를 포함할 수 있는 동력전달계를 통해 휠들(wheels)(290)에 구동력이 발생되고, 엔진(210)의 토크전달 요구 시 클러치(225)의 접합을 통해 엔진 토크가 전달될 수 있다.
제어기(205)는 하이브리드 제어기(hybrid control unit, HCU), 모터 제어기(motor control unit, MCU), 엔진 제어기(engine control unit)(ECU), 및 상기 변속 제어기(transmission control unit, TCU)를 포함할 수 있다.
하이브리드 제어기(HCU)는 엔진(210)의 정지 시 하이브리드 시동 발전기(HSG)(220)의 제어를 통해 엔진의 기동(시동)을 제어할 수 있다. 하이브리드 제어기(HCU)는 최상위 제어기로서 차량 네트워크(network)인 CAN(Controller Area Network)와 같은 네트워크로 연결되는 모터 제어기(MCU)와 같은 제어기들을 통합 제어할 수 있고, 하이브리드 차량(200)의 전체 동작을 제어할 수 있다.
모터 제어기(MCU)는 하이브리드 시동 발전기(HSG)(220) 및 모터(230)를 제어할 수 있다. 모터 제어기(MCU)는 상기 네트워크를 통해 하이브리드 제어기(HCU)로부터 출력되는 제어신호에 따라 구동모터(230)의 출력토크를 제어하여 최대의 효율을 갖는 영역으로 구동될 수 있도록 할 수 있다. 모터 제어기(MCU)는 복수개의 전력 스위칭소자로 구성되는 인버터(inverter)를 포함하며, 인버터를 구성하는 전력 스위칭 소자는 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor), MOSFET, FET, 트랜지스터(TR), 및 릴레이(relay) 중 하나로 구성될 수 있다. 인버터는 배터리(240)에서 공급되는 DC 전압(직류 전압)을 3상 교류 전압으로 변환시켜 구동 모터(230)를 구동한다. 모터 제어기(MCU)는 배터리(240)와 모터(230) 사이에 배치될 수 있다.
엔진 제어기(ECU)는 엔진(210)의 토크를 제어할 수 있다. 엔진 제어기(ECU)는 상기 네크워크를 통해 하이브리드 제어기(HCU)로부터 출력되는 제어신호에 따라 엔진(210)의 운전점을 제어하여 최적의 토크가 출력될 수 있도록 할 수 있다. 변속 제어기(TCU)는 변속기(250)의 동작을 제어할 수 있다.
제어기(205)는, 예를 들어, 프로그램에 의하여 동작하는 하나 이상의 마이크로프로세서(microprocessor) 또는 상기 마이크로프로세서를 포함하는 하드웨어일 수 있고, 상기 프로그램은 후술하는 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 차량의 토크 인터벤션 제어 방법을 수행하기 위한 일련의 명령(instruction)을 포함할 수 있다.
엔진(210)는 디젤엔진, 가솔린 엔진, LPG엔진, 및 LNG엔진 중 어느 하나를 포함할 수 있으며, 상기 엔진 제어기로부터 출력되는 제어신호에 따른 운전점으로 토크를 출력하여 HEV모드에서 구동모터(230)와의 구동력 조합을 적정하게 유지할 수 있다.
하이브리드 시동 발전기(HSG)(220)는 전동기 또는 발전기로 동작하며, 모터 제어기(MCU)로부터 출력되는 제어신호에 따라 전동기로 동작되어 엔진(210)의 시동 온(on)을 실행하고, 엔진(210)이 시동 온 유지하는 상태에서 발전기로 동작되어 전압을 발전시키며 발전 전압을 상기 인버터를 통해 배터리(240)에 충전 전압으로 제공할 수 있다. 하이브리드 시동 발전기(HSG)(220)는 엔진(210)에 벨트(belt)로 연결될 수 있다.
엔진 클러치(225)는 엔진(210)과 구동모터(230) 사이에 배치(장착)되어, 동력 전달(동력 연결)을 단속시켜 EV모드와 HEV모드의 운행이 제공될 수 있도록 할 수 있다. 엔진 클러치(225)의 동작은 제어기(205)에 의해 제어될 수 있다.
구동 모터(230)는 모터 제어기(MCU)로부터 출력되는 3상 교류전압에 의해 동작되어 토크를 발생시키고, 타행 주행(coasting drive) 또는 회생 제동에서 발전기로 동작되어 회생에너지를 배터리(240)에 공급할 수 있다.
배터리(240)는 다수개의 단위 셀(unit cell)로 이루어지며, 휠들(290)에 구동력을 제공하는 구동모터(230)에 전압을 제공하기 위한, 예를 들어, 직류 350(Volt) 내지 450V의 고전압이 저장될 수 있다.
변속기(250)는 듀얼 클러치 변속기(dual clutch transmission, DCT)와 같은 다단 변속기(multiple speed transmission 또는multistage transmission)로 구현될 수 있으며, 변속 제어기(TCU)의 제어에 따른 유압(hydraulic pressure)의 작동으로 결합요소(engagement element) 및 해방요소(disengagement element)가 동작되어 임의의 변속단을 결합(선택)할 수 있다. 변속기(250)는 엔진(210) 및/또는 모터(230)의 구동력을 휠들(290)에 전달 또는 차단할 수 있다.
도 4는 도 3에 도시된 하이브리드 차량의 토크 인터벤션 제어 방법의 실시예를 설명하는 흐름도(flowchart)이다.
도 4 및 도 7을 참조하면, 입력 정보 수신 단계(105)에서 제어기(205)는 변속기(250)의 입력 토크에 대한 토크 인터벤션 제어를 위한 입력 정보를 수신할 수 있다. 상기 입력 정보는 목표(target) 모터 토크와 목표(target) 엔진 토크의 합인 현재 요구 토크(current demand torque), 현재 휠 속도(current wheel speed)(또는 현재 차량의 속도), 변속기(250)의 현재 기어단(current gear stage), 인터벤션 전 모터의 토크인 목표(target) 모터 토크, 인터벤션 전 엔진의 토크인 목표(target) 엔진 토크, 상기 모터의 충전(charging) 토크 한계(limit)값, 및 모터의 방전(discharging) 토크 한계(limit)값을 포함할 수 있다. 상기 모터의 방전 토크 한계값은 배터리(240)의 방전 한계값(또는 배터리의 방전 최대값)에 의해 생성될 수 있는 모터의 최대 토크값을 의미할 수 있다.
제어기(205)는 하이브리드 차량(200)에 포함된 가속 페달 센서(acceleration pedal sensor)(acceleration position sensor 또는 acceleration pedal position sensor, APS)(미도시)로부터 출력되는 가속 페달량 신호에 응답하여 현재 요구 토크(또는 현재 운전자 요구 토크)를 계산할 수 있다. 가속 페달 센서(APS)는 운전자에 의한 가속 페달의 조작을 감지할 수 있고, 가속 페달에 가해지는 조작력에 따른 신호를 제어기(205)에 포함된 하이브리드 제어기(HCU)에 제공할 수 있다. 가속 페달 센서(APS)는 주행 중 운전자가 밟는 가속페달의 페달량을 검출할 수 있다. 상기 현재 휠 속도 등은 하이브리드 차량(200)에 포함된 센서(sensor)에 의해 검출될 수 있다.
변속 토크 추출 단계(110)에 따르면, 제어기(205)는 현재 휠 속도가 유지된다는 가정하에서 변속 패턴 맵(shifting pattern map)(또는 변속 패턴 맵 테이블(table))으로부터 기어 변속(gear shifting)이 발생할 때의 요구 토크인 변속기(250)의 변속 토크(shifting torque)(또는 과도 토크)를 추출(검출 또는 예측)할 수 있다. 부연하여 설명하면, 제어기(205)는 현재 휠 속도 및 현재 기어단(current gear)을 이용하여 변속 패턴 맵으로부터 변속 토크를 결정(추출)할 수 있다.
변속 속도 추출 단계(115)에 따르면, 제어기(205)는 현재 요구 토크가 유지된다는 가정하에서 변속 패턴 맵으로부터 기어 변속(gear shifting)이 발생할 때의 휠 속도인 변속기(250)의 변속 속도(shifting speed)를 추출(검출 또는 예측)할 수 있다. 부연하여 설명하면, 제어기(205)는 현재 요구 토크 및 현재 기어단(current gear)에 근거하여 변속 패턴 맵으로부터 변속 속도를 결정(추출)할 수 있다.
기어 변속 예측 단계(120)에 따르면, 제어기(205)는 기어 변속이 예측되는 지 여부(발생될 지 여부)를 판단(검사)할 수 있다. 부연하여 설명하면, 제어기(205)는 현재 동작점(operating point)에서의 토크인 현재 요구 토크가 기어 변속점(gear shifting point)에서의 토크인 변속 토크에 가까워지는(또는 접근하는 지) 여부를 확인(check)할 수 있다. 즉, 기어 변속이 발생될 지 여부를 판단하기 위해, 제어기(205)는 변속 토크에서 현재 요구 토크를 감산(subtraction)한 값의 절대값이 제1 기준값(threshold)보다 작은 지 여부를 판단할 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에 있어서, 기어 변속이 발생될 지 여부를 판단하기 위해, 제어기(205)는 변속 속도에서 현재 휠 속도를 감산(subtraction)한 값의 절대값이 제2 기준값(threshold value)보다 작은 지 여부를 판단할 수 있다.
상기 변속 토크에서 현재 요구 토크를 감산한 값의 절대값이 제1 기준값보다 작지 않은 것으로 판단될 때, 프로세스(process)인 하이브리드 차량의 토크 인터벤션 제어 방법은 제1 토크 명령 계산 단계(125)로 진행되고, 변속 토크에서 현재 요구 토크를 감산한 값의 절대값이 제1 기준값보다 작은 것으로 판단될 때, 프로세스(process)는 모터 토크 인터벤션 능력 계산 단계(130)로 진행될 수 있다.
제1 토크 명령 계산 단계(125)에 따르면, 제어기(205)는 토크 인터벤션 제어 전에 토크 명령(command)을 다음과 같이 계산(calculation)(또는 생성)할 수 있다. 모터 토크 명령(command)은 상기 목표 모터 토크일 수 있다. 엔진 토크 명령은 상기 목표 엔진 토크일 수 있다. 제1 토크 명령 계산 단계(125) 후, 제어기(205)는 모터의 토크가 상기 목표 모터 토크가 되도록 제어하는 모터 토크 명령을 모터 제어기(MCU)(또는 모터에 연결된 인버터(inverter))에 인가할 수 있고, 엔진의 토크가 상기 목표 엔진 토크가 되도록 제어하는 엔진 토크 명령을 엔진 제어기(ECU)(또는 엔진)에 인가할 수 있다.
모터 토크 인터벤션 능력 계산 단계(130)에 따르면, 제어기(205)는 모터 토크 인터벤션 능력(capability)을 계산할 수 있다. 상기 능력은 상기 목표 모터 토크에서 모터의 충전 토크 한계값을 감산한 값일 수 있다.
폭 계산 단계(135)에 따르면, 제어기(205)는 가용(available) 모터 토크 범위의 폭(width)을 계산할 수 있다. 상기 폭은 모터의 방전 토크 한계값에서 모터의 충전 토크 한계값을 감산한 값일 수 있다.
예측 인터벤션 요구 추출 단계(140)에 따르면, 제어기(205)는 모든 변속의 경우를 위한 인터벤션 토크를 저장하는 변속 패턴 맵으로부터 예측 인터벤션 요구(토크 인터벤션 요청량 또는 예측 인터벤션 토크)를 추출할 수 있다. 제1 인터벤션 토크는 현재 요구 토크, 변속 속도, 및 현재 기어단을 근거로 하여(입력 정보로 하여) 변속 패턴 맵으로부터 추출될 수 있다. 제2 인터벤션 토크는 변속 토크, 현재 휠 속도, 및 현재 기어단을 근거로 하여 변속 패턴 맵으로부터 추출될 수 있다. 예측 인터벤션 토크는 제1 인터벤션 토크와 제2 인터벤션 토크 중 최대값일 수 있다.
제2 토크 명령 계산 단계(145)에 따르면, 제어기(205)는 토크 인터벤션 제어 전에 다음과 같이 토크 명령을 계산할 수 있다. 모터 토크 명령(command)은 상기 능력과 예측 인터벤션 토크 중 최대값 및 상기 폭 중 최소값에 모터의 충전 토크 한계값을 가산(addition)한 모터 토크 값에 대응하는 명령일 수 있다. 즉, 모터 토크 명령(command)은 아래의 수학식으로 주어진다.
모터 토크 명령 = Min(폭, Max(능력, 예측 인터벤션 토크)) + 모터의 충전 토크 한계값
엔진 토크 명령은 현재 요구 토크에서 모터 토크 명령(또는 모터 토크 값)을 감산한 엔진 토크 값에 대응하는 명령일 수 있다.
제2 토크 명령 계산 단계(145) 후, 제어기(205)는 토크 인터벤션 제어 구간(관성 페이즈 구간)에서 모터의 토크가 상기 모터 토크 값이 되도록 제어하는 상기 모터 토크 명령을 모터 제어기(MCU)(또는 모터에 연결된 인버터(inverter))에 인가할 수 있고, 엔진의 토크가 상기 엔진 토크 값이 되도록 제어하는 엔진 토크 명령을 엔진 제어기(ECU)(또는 엔진)에 인가할 수 있다.
도 5는 도 4에 도시된 기어 변속 예측 단계의 실시예를 설명하는 도면이다.
도 5를 참조하면, 현재 운전점(또는 현재 동작점(operating point))에 대응하는 현재 요구 토크(current demand torque)와 기어 변속점(gear shifting point)에 대응하는 변속 라인(shifting line)에 위치하는(배치된) 토크(변속 토크(shifting torque)) 사이의 토크 차이가 일정 값(예, 상기 제1 기준값)미만일 때, 변속기(250)의 변속이 예측될 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에 있어서, 현재 운전점에 대응하는 현재 차속(current wheel speed)과 기어 변속점에 대응하는 변속 라인(shifting line)에 위치하는(배치된) 속도(변속 속도(shifting speed)) 사이의 속도 차이가 일정한 값(예, 상기 제2 기준값)미만일 때, 변속기(250)의 변속이 예측될 수 있다.
도 6은 도 4에 도시된 기어 변속 예측 단계의 다른 실시예를 설명하는 도면이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 변속 패턴 맵은 별도로 설정된 변속 예측 라인(line)을 포함할 수 있다. 변속 예측 라인(line)은 원래(original)(또는 실제) 변속 라인(N 단으로부터 N+1 단으로 변환되는 변속 라인)으로부터 일정한 값(예, 상기 제2 기준값)만큼 현재 운전점 방향으로 이동(평행 이동)한 라인일 수 있다.
현재 차속(또는 현재 요구 토크(current demand torque))을 포함하는 현재 운전점이 변속 속도(또는 변속 토크(shifting torque))가 위치하는(배치된) 변속 예측 라인(line)을 통과할 때, 제어기(205)는 변속기(250)의 변속을 상단 변속(gear shifting up)으로 판단(예측)할 수 있다.
도 8은 변속기 입력 토크에 대한 토크 인터벤션 제어의 다른 예를 나타내는 도면이다.
도 8의 그래프(graph)에서, 세로축은 토크를 나타낼 수 있다. 도 8에 도시된 하이브리드 전기차의 토크 인터벤션 제어에 있어서, 일정 수준 이하의 토크 인터벤션 요청에 대해 엔진 토크의 인터벤션(intervention)이 금지되도록 설정될 수 있다. 따라서 토크 인터벤션(Intervention) 요청에 대한 미추종으로 SQ(shift quality, 변속감)의 확보가 불리할 수 있다. 즉, 변속 시간이 증가되는 변속 늘어짐(sagging of shifting 또는 Shifting slag) 현상이 발생할 수 있다. 변속 중 저감(Intervention) 요청량이 변하므로, 상기 토크 인터벤션 제어에서 변속 초반 진입판단이 불가능할 수 있다.
도 9는 변속기 입력 토크에 대한 토크 인터벤션 제어의 다른 예를 나타내는 도면이다.
도 9의 그래프(graph)에서, 세로축은 토크를 나타낼 수 있다. 도 9에 도시된 하이브리드 전기차의 토크 인터벤션 제어에 있어서, 일정 수준 이하의 엔진 토크 인터벤션(intervention) 량(또는 엔진 토크 인터벤션)은 HSG(hybrid starter & generator)에 의해 수행될 수 있다. 그러나 HSG의 토크의 변화율 한계(rate limit)으로 인해 변속감(SQ)의 확보가 불리할 수 있다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 하이브리드 차량의 토크 인터벤션 제어 방법을 설명하는 도면이다. 도 10의 그래프(graph)에서, 세로축은 토크를 나타낼 수 있다. 상기 하이브리드 차량의 토크 인터벤션 제어 방법은 도 7에 도시된 하이브리드 차량(200)에 적용될 수 있다.
도 7 및 도 10을 참조하면, 제어기(205)는 변속 구간 중 토크 페이즈(Torque phase) 구간(time interval) 동안 엔진 클러치(225)를 통해 모터(230)에 결합되고 변속기(250)에 전달되는 동력을 생성하는 엔진(210)의 연소 효율 최적 제어가 유지된 상태에서 엔진에 공급되는 공기량을 감소시켜 엔진의 토크를 감소(저감)시킬 수 있다. 변속기(250)는 듀얼 클러치 변속기(dual clutch transmission)를 포함할 수 있다. 상기 연소 효율 최적 제어는 상기 Eco 점화각 제어로서 엔진(210)의 효율이 최대가 되도록 엔진에 공급되는 공기량에 따라 엔진의 점화각을 제어하여 실현될 수 있다.
제어기(205)는 상기 토크 페이즈 구간 동안 상기 모터의 토크를 상기 감소된 엔진의 토크만큼 증가(증대)시킬 수 있다.
제어기(205)는 상기 변속 구간 중 관성 페이즈(Inertia phase) 구간 동안, 상기 증가된 모터의 토크를 변속기(250)의 토크 인터벤션(intervention) 요청 량에서 상기 감소된 엔진의 토크로 감소시킬 수 있다. 상기 토크 인터벤션(intervention) 요청량은 시험(test)에 의해 결정될 수 있고, 토크 인터벤션(intervention) 요청량에 관한 설명은 전술한 도 4에 대한 설명이 참고될 수 있다.
제어기(205)는 상기 관성 페이즈(Inertia phase) 구간 후 토크 페이즈(Torque phase) 구간에서 상기 연소 효율 최적 제어가 유지된 상태에서 엔진(210)에 공급되는 공기량을 증가시키는 것에 의해 엔진의 토크를 상기 감소된 엔진의 토크만큼 증가시키고 모터(230)의 토크를 변속기(250)의 입력에 요구되는 토크에서 상기 증가된 엔진의 토크를 감산(subtraction)한 값만큼 증가시킬 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 실시예는 엔진(210) 및 모터(230)의 회전속도(RPM) 변화는 없고 토크 변화만 있는 토크 페이즈(Torque phase) 구간(시간)에서 모터 및 엔진 사이의 토크 분배율을 조정할 수 있고, 변속기(250)의 변속이 시작된 이후, 토크 페이즈 구간에서 엔진 토크를 저감시킬 수 있다. 엔진의 토크를 저감시킬 때, 상기 연소 효율 최적 제어가 유지된 상태에서 엔진(210)에 공급되는 공기량이 감소될 수 있다. 따라서 모터의 토크 인터벤션(Intervention) 가용량이 증대될 수 있다. 그러므로 실제 변속구간에 포함될 수 있는 관성 페이즈(Inertia phase) 구간에서 모터만으로 토크 인터벤션(intervention)이 수행될 수 있다.
변속 완료 후 모터(230)의 토크와 엔진(210)의 토크 사이의 분배율이 원상회복될 수 있다. 따라서 변속감(SQ) 희생 없이 엔진 토크 인터벤션(intervention) 회피가 가능할 수 있다.
본 실시예에서 사용되는 구성요소 또는 "~부(unit)" 또는 블록 또는 모듈은 메모리 상의 소정 영역에서 수행되는 태스크, 클래스, 서브 루틴, 프로세스, 오브젝트, 실행 쓰레드, 프로그램과 같은 소프트웨어(software)나, FPGA(fieldprogrammable gate array)나 ASIC(application-specific integrated circuit)과 같은 하드웨어(hardware)로 구현될 수 있으며, 또한 상기 소프트웨어 및 하드웨어의 조합으로 이루어질 수도 있다. 상기 구성요소 또는 '~부' 등은 컴퓨터로 판독 가능한 저장 매체에 포함되어 있을 수도 있고, 복수의 컴퓨터에 그 일부가 분산되어 분포될 수도 있다.
이상에서와 같이, 도면과 명세서에서 실시예가 개시되었다. 여기서, 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이며 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명으로부터 다양한 변형 및 균등한 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 이 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
205: 제어기
210: 엔진
225: 엔진 클러치
230: 모터
250: 변속기

Claims (9)

  1. 하이브리드 차량의 토크 인터벤션 제어 방법에 있어서,
    제어기가 변속 구간 중 토크 페이즈(Torque phase) 구간(time interval) 동안 엔진 클러치를 통해 모터에 결합되고 변속기에 전달되는 동력을 생성하는 엔진의 연소 효율 최적 제어가 유지된 상태에서 상기 엔진에 공급되는 공기량을 감소시켜 상기 엔진의 토크를 감소시키는 단계;
    상기 제어기가 상기 토크 페이즈 구간 동안 상기 모터의 토크를 상기 감소된 엔진의 토크만큼 증가시키는 단계; 및
    상기 제어기가 상기 변속 구간 중 관성 페이즈(Inertia phase) 구간 동안, 상기 변속기의 토크 인터벤션(intervention) 요청량에서 상기 감소된 엔진의 토크를 감산(subtraction)한 값으로 상기 증가된 모터의 토크를 감소시키는 단계
    를 포함하며,
    상기 연소 효율 최적 제어는 상기 엔진의 효율이 최대가 되도록 상기 엔진에 공급되는 공기량에 따라 상기 엔진의 점화각을 제어하여 실현되는 하이브리드 차량의 토크 인터벤션 제어 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 하이브리드 차량의 토크 인터벤션 제어 방법은,
    상기 제어기가 상기 관성 페이즈(Inertia phase) 구간 후 상기 연소 효율 최적 제어가 유지된 상태에서 상기 엔진에 공급되는 공기량을 증가시키는 것에 의해 상기 엔진의 토크를 상기 감소된 엔진의 토크만큼 증가시키고 상기 모터의 토크를 상기 변속기의 입력에 요구되는 토크에서 상기 증가된 엔진의 토크를 감산(subtraction)한 값만큼 증가시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 토크 인터벤션 제어 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 변속기는 듀얼 클러치 변속기(dual clutch transmission)를 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 토크 인터벤션 제어 방법.
  4. 하이브리드 차량의 토크 인터벤션 제어 방법에 있어서,
    제어기가 현재 차속에 근거하여 변속 패턴 맵(shifting pattern map)으로부터 변속기의 변속 시점과 변속 구간 중 관성 페이즈(Inertia phase) 구간에서의 상기 변속기의 토크 인터벤션(intervention) 요청량을 예측하는 단계;
    상기 제어기가 상기 변속 예측 시점 후에 엔진 클러치를 통해 모터에 결합되고 상기 변속기에 전달되는 동력을 생성하는 엔진의 연소 효율 최적 제어가 유지된 상태에서 상기 엔진에 공급되는 공기량을 감소시켜 상기 엔진의 토크를 감소시키는 단계;
    상기 제어기가 상기 모터의 토크를 상기 감소된 엔진의 토크만큼 증가시키는 단계; 및
    상기 제어기가 상기 관성 페이즈(Inertia phase) 구간 동안, 상기 변속기의 토크 인터벤션(intervention) 요청량에서 상기 감소된 엔진의 토크를 감산(subtraction)한 값으로 상기 증가된 모터의 토크를 감소시키는 단계;
    를 포함하며,
    상기 연소 효율 최적 제어는 상기 엔진의 효율이 최대가 되도록 상기 엔진에 공급되는 공기량에 따라 상기 엔진의 점화각을 제어하여 실현되는 하이브리드 차량의 토크 인터벤션 제어 방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 하이브리드 차량의 토크 인터벤션 제어 방법은,
    상기 제어기가 상기 관성 페이즈(Inertia phase) 구간 후 상기 연소 효율 최적 제어가 유지된 상태에서 상기 엔진에 공급되는 공기량을 증가시키는 것에 의해 상기 엔진의 토크를 상기 감소된 엔진의 토크만큼 증가시키고 상기 모터의 토크를 상기 변속기의 입력에 요구되는 토크에서 상기 증가된 엔진의 토크를 감산(subtraction)한 값만큼 증가시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 토크 인터벤션 제어 방법.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 변속기는 듀얼 클러치 변속기(dual clutch transmission)를 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 토크 인터벤션 제어 방법.
  7. 하이브리드 차량의 토크 인터벤션 제어 장치에 있어서,
    엔진 클러치를 통해 모터에 결합되고 변속기에 전달되는 동력을 생성하는 엔진; 및
    현재 차속에 근거하여 변속 패턴 맵(shifting pattern map)으로부터 변속기의 변속 시점과 변속 구간 중 관성 페이즈(Inertia phase) 구간에서의 상기 변속기의 토크 인터벤션(intervention) 요청량을 예측하는 제어기;
    를 포함하며,
    상기 제어기는 상기 변속 예측 시점 후에 상기 엔진의 연소 효율 최적 제어가 유지된 상태에서 상기 엔진에 공급되는 공기량을 감소시켜 상기 엔진의 토크를 감소시키고,
    상기 제어기는 상기 모터의 토크를 상기 감소된 엔진의 토크만큼 증가시키고,
    상기 제어기는 상기 관성 페이즈(Inertia phase) 구간 동안, 상기 변속기의 토크 인터벤션(intervention) 요청량에서 상기 감소된 엔진의 토크를 감산(subtraction)한 값으로 상기 증가된 모터의 토크를 감소시키고,
    상기 연소 효율 최적 제어는 상기 엔진의 효율이 최대가 되도록 상기 엔진에 공급되는 공기량에 따라 상기 엔진의 점화각을 제어하여 실현되는 하이브리드 차량의 토크 인터벤션 제어 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 관성 페이즈(Inertia phase) 구간 후 상기 연소 효율 최적 제어가 유지된 상태에서 상기 엔진에 공급되는 공기량을 증가시키는 것에 의해 상기 엔진의 토크를 상기 감소된 엔진의 토크만큼 증가시키고 상기 모터의 토크를 상기 변속기의 입력에 요구되는 토크에서 상기 증가된 엔진의 토크를 감산(subtraction)한 값만큼 증가시키는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 토크 인터벤션 제어 장치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 변속기는 듀얼 클러치 변속기(dual clutch transmission)를 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 토크 인터벤션 제어 장치.
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