KR101776723B1 - 하이브리드 차량의 주행 모드 변환 제어 방법 및 그 제어 장치 - Google Patents

하이브리드 차량의 주행 모드 변환 제어 방법 및 그 제어 장치 Download PDF

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Abstract

하이브리드 차량의 주행 모드 변환 제어 방법은, 제어기가 하이브리드 차량에 포함된 장치가 요구하는 시스템 요구 동력(power)을 계산하는 단계와, 제어기가 기준 동력을 계산하는 단계와, 시스템 요구 동력이 기준 동력보다 클 때, 제어기가 엔진 클러치가 결합되도록 제어하여 하이브리드 차량의 주행 모드가 전기차 모드(EV mode)로부터 하이브리드 전기차 모드(HEV mode)로 변환되도록 제어하는 단계를 포함한다. 시스템 요구 동력은 운전자 요구 동력과 하이브리드 차량의 보조부하 장치가 요구하는 동력을 합산한 값이고, 기준 동력은 하이브리드 차량의 장치에 동력을 제공하는 배터리의 SOC(State Of Charge)가 정상(normal) 영역을 유지할 때의 동력일 수 있다.

Description

하이브리드 차량의 주행 모드 변환 제어 방법 및 그 제어 장치{Method and device for controlling driving mode conversion of hybrid vehicle}
본 발명은 하이브리드 차량(하이브리드 전기차(hybrid electric vehicle))에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 하이브리드 차량의 주행 모드 변환 제어 방법 및 그 제어 장치에 관한 것이다.
친환경 자동차는 연료전지 자동차, 전기자동차, 플러그인 전기자동차, 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.
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, 엔진 동력이 구동 모터에 연결되는 HEV 모드(hybrid electric vehicle mode) 진입을 위한 판단 방법을 제공할 수 있는 하이브리드 차량의 주행 모드 변환 제어 방법 및 제어 장치를 제공하는 것이다.
상기 과제를 해결(달성)하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 차량의 주행 모드 변환 제어 방법은, 제어기가 하이브리드 차량에 포함된 장치가 요구하는 시스템 요구 동력(power)을 계산하는 단계; 상기 제어기가 기준 동력을 계산하는 단계; 및 상기 시스템 요구 동력이 상기 기준 동력보다 클 때, 상기 제어기가 엔진 클러치가 결합되도록 제어하여 상기 하이브리드 차량의 주행 모드가 전기차 모드(EV mode)로부터 하이브리드 전기차 모드(HEV mode)로 변환되도록 제어하는 단계를 포함하며, 상기 시스템 요구 동력은 운전자 요구 동력과 상기 하이브리드 차량의 보조부하 장치가 요구하는 동력을 합산한 값이고, 상기 기준 동력은 상기 하이브리드 차량의 장치에 동력을 제공하는 배터리의 SOC(State Of Charge)가 정상(normal) 영역을 유지할 때의 동력일 수 있다.
상기 하이브리드 차량의 주행 모드 변환 제어 방법은, 상기 제어기가 가속 페달 센서(APS)로부터 출력되는 가속 페달량 신호에 응답하여 상기 운전자 요구 동력을 계산하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 하이브리드 차량의 주행 모드 변환 제어 방법은, 상기 제어기가 정속 주행 요청 신호에 응답하여 상기 운전자 요구 동력을 계산하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 보조부하 장치는 저전압 직류 변환장치, 에어컨(air conditioner), 또는 히터(heater)를 포함할 수 있다.
상기 보조부하 장치가 요구하는 동력은 상기 보조부하 장치의 소모파워에 웨이팅 팩터(weighting factor)을 곱한 값으로 설정되고, 상기 배터리의 SOC 가 낮을 때 상기 웨이팅 팩터는 크게 설정되고 상기 배터리의 SOC 가 높을 때 상기 웨이팅 팩터는 작게 설정될 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 하이브리드 차량의 주행 모드 변환 제어 방법은, 제어기가 하이브리드 차량에 포함된 장치가 요구하는 시스템 요구 동력(power)을 계산하는 단계; 상기 제어기가 기준 동력을 계산하는 단계; 및 상기 시스템 요구 동력이 상기 기준 동력보다 클 때, 상기 제어기가 엔진 클러치가 결합되도록 제어하여 상기 하이브리드 차량의 주행 모드가 전기차 모드(EV mode)로부터 하이브리드 전기차 모드(HEV mode)로 변환되도록 제어하는 단계;를 포함하며, 상기 시스템 요구 동력은 운전자 요구 동력과 상기 하이브리드 차량의 보조부하 장치가 요구하는 동력을 합산한 값이고, 상기 제어기가 기준 동력을 계산하는 단계는, 상기 제어기가 상기 하이브리드 차량의 장치에 동력(power)을 제공하는 배터리의 SOC(State Of Charge)가 정상(normal) 영역을 유지할 때의 동력을 제1 기준 동력으로 설정하는 단계; 상기 제어기가 상기 배터리를 포함하는 배터리 시스템의 가용 동력 내에서 상기 배터리의 SOC가 정상 영역을 유지할 때의 동력을 제2 기준 동력으로 설정하는 단계; 상기 제어기가 상기 배터리로부터 전력을 수신하는 상기 하이브리드 차량의 구동 모터를 포함하는 모터 시스템의 가용 동력 내에서 상기 배터리의 SOC가 정상 영역을 유지할 때의 동력을 제3 기준 동력으로 설정하는 단계; 및 상기 제어기가 상기 제1 기준 동력, 상기 제2 기준 동력, 및 상기 제3 기준 동력 중 최소값을 상기 기준 동력으로 설정하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 배터리의 SOC 가 낮을 때 상기 제1 기준 동력은 작게 설정되고, 상기 배터리의 SOC 가 높을 때 상기 제1 기준 동력은 높게 설정될 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 차량의 주행 모드 변환 제어 장치는, 가속 페달의 페달량을 검출하는 가속 페달 센서(APS); 및 하이브리드 차량에 포함된 장치가 요구하고 운전자 요구 동력(power)과 상기 하이브리드 차량의 보조부하 장치가 요구하는 동력을 합산한 값인 시스템 요구 동력을 계산하고, 상기 하이브리드 차량의 시스템에 동력을 제공하는 배터리의 SOC(State Of Charge)가 정상(normal) 영역을 유지할 때의 동력인 기준 동력을 계산하는 제어기;를 포함하며, 상기 제어기는 상기 시스템 요구 동력이 상기 기준 동력보다 큰 것으로 판단할 때, 상기 제어기는 엔진 클러치가 결합되도록 제어하여 상기 하이브리드 차량의 주행 모드가 전기차 모드(EV mode)로부터 하이브리드 전기차 모드(HEV mode)로 변환되도록 제어하고, 상기 제어기는 상기 가속 페달량 신호에 응답하여 상기 운전자 요구 동력을 계산할 수 있다.
상기 제어기는 정속 주행 요청 신호에 응답하여 상기 운전자 요구 동력을 계산할 수 있다.
상기 보조부하 장치는 저전압 직류 변환장치, 에어컨(air conditioner), 또는 히터(heater)를 포함할 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 하이브리드 차량의 주행 모드 변환 제어 장치는, 가속 페달의 페달량을 검출하는 가속 페달 센서(APS); 및 하이브리드 차량에 포함된 장치가 요구하고 운전자 요구 동력(power)과 상기 하이브리드 차량의 보조부하 장치가 요구하는 동력을 합산한 값인 시스템 요구 동력을 계산하고, 상기 하이브리드 차량의 시스템에 동력을 제공하는 배터리의 SOC(State Of Charge)가 정상(normal) 영역을 유지할 때의 동력인 기준 동력을 계산하는 제어기;를 포함하며, 상기 제어기는 상기 시스템 요구 동력이 상기 기준 동력보다 큰 것으로 판단할 때, 상기 제어기는 엔진 클러치가 결합되도록 제어하여 상기 하이브리드 차량의 주행 모드가 전기차 모드(EV mode)로부터 하이브리드 전기차 모드(HEV mode)로 변환되도록 제어하고, 상기 제어기는 상기 가속 페달량 신호에 응답하여 상기 운전자 요구 동력을 계산하고, 상기 제어기는 상기 하이브리드 차량의 장치에 동력(power)을 제공하는 배터리의 SOC(State Of Charge)가 정상(normal) 영역을 유지할 때의 동력을 제1 기준 동력으로 설정하며, 상기 제어기는 상기 배터리를 포함하는 배터리 시스템의 가용 동력 내에서 상기 배터리의 SOC가 정상 영역을 유지할 때의 동력을 제2 기준 동력으로 설정하며, 상기 제어기는 상기 배터리로부터 전력을 수신하는 상기 하이브리드 차량의 구동 모터를 포함하는 모터 시스템의 가용 동력 내에서 상기 배터리의 SOC가 정상 영역을 유지할 때의 동력을 제3 기준 동력으로 설정하며, 상기 제어기는 상기 제1 기준 동력, 상기 제2 기준 동력, 및 상기 제3 기준 동력 중 최소값을 상기 기준 동력으로 설정할 수 있다.
상기 배터리의 SOC 가 낮을 때 상기 제1 기준 동력은 작게 설정되고, 상기 배터리의 SOC 가 높을 때 상기 제1 기준 동력은 높게 설정될 수 있다.
전술한 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 차량의 주행 모드 변환 제어 방법 및 장치는, 엔진 동력 연결 시점(connection time of engine power)(EV 모드(electric vehicle mode)로부터 HEV(hybrid electric vehicle mode) 모드로의 변환 시점)을 시스템 요구 동력(power)과 배터리의 SOC(State Of Charge)에 근거하여 결정할 수 있으므로, 배터리의 SOC(충전 상태값)를 정상(normal) 영역으로 효과적으로 유지시킬 수 있다.
본 발명의 실시예는 배터리의 SOC 가 매우 낮아진 상태에서 배터리의 충전을 위해 엔진 동력을 사용하는 방법과 비교할 때 에너지 효율 측면에서 우수할 수 있다. 이러한 우수한 효율에 의해, 본 발명은 차량의 연비를 상승(향상)시킬 수 있다.
본 발명의 상세한 설명에서 사용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여, 각 도면의 간단한 설명이 제공된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 차량의 주행 모드 변환 제어 장치를 포함하는 하이브리드 차량을 설명하는 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 하이브리드 차량의 주행 모드 변환 시점을 설명하는 그래프(graph)이다.
도 3은 도 1에 도시된 제어기에서 시스템 요구 동력을 계산하는 방법을 설명하는 흐름도(flow chart)이다.
도 4는 도 1에 도시된 제어기에서 기준값을 계산하는 방법의 실시예를 설명하는 흐름도(flow chart)이다.
도 5는 도 1에 도시된 제어기에서 HEV 모드 진입을 판단하는 방법을 설명하는 흐름도(flow chart)이다.
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 차량은 전기동력(electric power)에 의한 운전이 가능한 EV 모드(electric vehicle mode)와, 엔진과 전기동력과 같은 적어도 두 개의 동력을 사용하여 차량을 구동하는 HEV 모드(hybrid electric vehicle mode)로 주행할 수 있다. 따라서, EV 모드에서HEV 모드로의 변환 판단은 하이브리드 차량의 운전성 및 연비를 위해 상당히 중요할 수 있다.
관련 기술(related art)의 경우, EV 모드에서HEV 모드로의 변환 판단을 위해 운전자 요구 토크(또는 운전자 요구 파워)를 모니터링(monitoring)(또는 연산)하여 운전자의 요구 토크가 설정된 기준 값 이상인 경우 HEV 모드로 천이하여 엔진 동력이 구동축(또는 구동휠)에 연결되도록 한다. 엔진 기동(엔진 연결)을 위한 상기 기준 값은 엔진의 효율을 고려하여 설정되고, 엔진은 엔진 효율이 좋을 때의 토크인 기준값 이상에서 구동된다. 상기 기준값은 운전자 요구 토크일 수 있다.
관련 기술은 엔진 동력 연결을 위한 방법(EV 모드로부터 HEV 모드로의 천이하는 방법)에 사용되며, 엔진의 효율이 좋은 운전점에서 차량이 주행하도록 하는 장점이 있으나, 배터리 관리에 대한 고려가 되지 않은 단점이 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 차량의 주행 모드 변환 제어 장치를 포함하는 하이브리드 차량을 설명하는 도면이다.
도 1을 참조하면, 하이브리드 차량(100)은, 배터리(105), 인버터(inverter)(110), 하이브리드 시동 발전기(hybrid starter & generator, HSG)(115), 벨트(belt)(120), 엔진(125), 엔진 클러치(engine clutch)(130), 전기 모터일 수 있는 모터(또는 구동 모터)(135), 변속기(140), 종감속 기어 장치(final reduction gear device)(145), 차륜인 구동 휠들(driving wheels)(150), 및 제어기(controller)(155)를 포함한다.
하이브리드 차량(100)은 하이브리드 전기차(hybrid electric vehicle)로서, 동력원으로 엔진(125)과 모터(135)를 사용할 수 있고, 모터(135)와 엔진(125) 사이에 엔진 클러치(130)가 존재하여 엔진 클러치(130)가 열린 상태에서는 모터(135)에 의하여 주행하는 EV(Electric Vehicle) 모드로 작동되고 엔진 클러치(130)가 닫힌 상태에서는 모터(135)와 엔진(125) 모두에 의한 주행이 가능한 HEV(Hybrid Electric Vehicle) 모드로 작동될 수 있다.
하이브리드 차량(100)은 모터(135)와 변속기(140)가 붙어 있는 TMED(Transmission Mounted Electric Device) 방식의 파워 트레인(power train)을 포함할 수 있으며, 엔진(125)과 모터(135)로 구성되는 동력원의 사이에 엔진 클러치(130)가 존재하여 엔진 클러치(130)의 접합(결합) 여부에 따라 모터(135)의 동력만을 이용하는 순수 전기자동차 모드인 EV 모드(electric vehicle mode) 혹은 엔진(125)의 회전력을 주동력으로 하면서 모터(135)의 회전력을 보조동력으로 이용하는 HEV 모드(hybrid electric vehicle mode)의 운행(주행)을 제공할 수 있다. 부연하여 설명하면, 모터(135)는 변속기(140)와 직결되어 있는 구조를 가지는 하이브리드 차량(100)에서, 하이브리드 시동 발전기(HSG)(115)의 기동을 통해 엔진RPM(revolutions per minute)이 끌어올려지고, 엔진(125)의 동력 전달 및 차단은 클러치(130)의 접합(결합) 및 분리를 통해 수행되며, 변속기(140)를 포함할 수 있는 동력전달계를 통해 휠들(wheels)(150)에 구동력이 발생되고, 엔진(125)의 토크전달 요구 시 클러치(130)의 접합을 통해 엔진 토크가 전달될 수 있다.
배터리(105), 인버터(110), 하이브리드 시동 발전기(HSG)(115), 및 모터(135)는 전기 경로(electrical path)를 형성할 수 있고, HSG(115), 벨트(120), 엔진(125), 엔진 클러치(130), 모터(135), 변속기(140), 종감속 기어 장치(145), 및 구동 휠들(150)은 기계 경로(mechanical path)를 형성할 수 있다.
제어기(155)는 하이브리드 제어기(hybrid control unit, HCU), 모터 제어기(motor control unit, MCU), 엔진 제어기(engine control unit)(ECU)(또는 engine management system(EMS)), 및 변속 제어기(transmission control unit, TCU)를 포함할 수 있다.
하이브리드 제어기(HCU)는 엔진(125)의 정지 시 하이브리드 시동 발전기(HSG)(115)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(100)의 전체 동작을 제어할 수 있다.
모터 제어기(MCU)는 하이브리드 시동 발전기(HSG)(115) 및 모터(135)를 제어할 수 있다. 모터 제어기(MCU)는 상기 네트워크를 통해 하이브리드 제어기(HCU)로부터 출력되는 제어신호에 따라 구동모터(135)의 출력토크를 제어하여 최대의 효율을 갖는 영역으로 구동될 수 있도록 할 수 있다. 모터 제어기(MCU)는 복수개의 전력 스위칭소자로 구성되는 인버터(110)를 포함하며, 인버터(110)를 구성하는 전력 스위칭 소자는 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor), MOSFET, FET, 트랜지스터(TR), 및 릴레이(relay) 중 하나로 구성될 수 있다. 모터 제어기(MCU)는 배터리(105)와 모터(135) 사이에 배치될 수 있다.
엔진 제어기(EMS)는 엔진(125)의 토크를 제어할 수 있다. 엔진 제어기(EMS)는 상기 네크워크를 통해 하이브리드 제어기(HCU)로부터 출력되는 제어신호에 따라 엔진(125)의 운전점을 제어하여 최적의 토크가 출력될 수 있도록 할 수 있다. 변속 제어기(TCU)는 변속기(140)의 동작을 제어할 수 있다.
제어기(155)는 하이브리드 차량(100)에 포함된 장치(또는 시스템)가 요구하는 시스템 요구 동력(power)(또는 시스템 요구 토크(torque))을 계산(또는 결정)하고, 도 2에 도시된 하이브리드 차량의 주행 모드 변환 시점에 대응하는 기준 값인 기준 동력(또는 기준 토크)을 계산할 수 있다. 상기 시스템 요구 동력은 운전자 요구 동력(또는 운전자 가속 요구 동력)과 하이브리드 차량(100)의 보조부하 장치(또는 보조부하 시스템)이 요구하는 동력을 합산(addition)한 값일 수 있다.
상기 보조부하 장치는 저전압 직류 변환장치(Low voltage DC-DC Converter, LDC), 공기조화설비인 차량의 에어컨(A/C, air conditioner), 또는 HVAC(Heater Ventilated Air Conditioning) 히터와 같은 히터(heater)를 포함할 수 있다. 저전압 직류 변환장치(LDC)는 배터리(105)의 전압을 저전압으로 변환하여 보조 배터리를 충전할 수 있다. 보조 배터리는 예를 들어 12(Volt) 배터리로서, 차량의 시동 또는 차량의 각종 전기장치(전장부하)에 전력을 공급하는 차량 배터리를 의미할 수 있다. LDC는 배터리(105)의 전압을 차량의 전장부하(전기/전자 부하, Electric/Electronic load)에 사용되는 전압(예, 12.5(V)~15.1V)에 맞게 가변하여 전력을 공급할 수 있다. 상기 전장부하는, 통풍 시트(ventilating seat), 헤드 램프(head lamp), 오디오 장치, 또는 와이퍼(wiper)를 포함할 수 있다.
상기 기준 동력은 하이브리드 차량(100)의 장치(예, 모터(135), 또는 에어컨(A/C, air conditioner)) 등과 같은 보조부하 장치)에 동력을 제공하는 배터리(105)의 SOC(State Of Charge)가 정상(normal) 영역(예, 50(%) 이상 80% 이하)을 유지할 때의 동력일 수 있다. 기준 동력(power)은 하이브리드 차량의 장치에 동력(electric power)을 제공하는 배터리의 SOC가 정상 영역으로 유지되도록 하는 동력일 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 있어서, 제어기(155)는 하이브리드 차량(100)의 장치에 동력(electric power)을 제공하는 배터리(105)의 SOC(State Of Charge)가 정상(normal) 영역을 유지할 때의 동력을 제1 기준 동력으로 설정하며, 배터리(105)를 포함하는 배터리 시스템의 가용 동력 내에서 배터리(105)의 SOC가 정상 영역을 유지할 때의 동력을 제2 기준 동력으로 설정하며, 배터리(105)로부터 전력(electric power)을 수신하는 하이브리드 차량(100)의 구동 모터(135)를 포함하는 모터 시스템의 가용 동력 내에서 배터리(105)의 SOC가 정상 영역을 유지할 때의 동력을 제3 기준 동력으로 설정할 수 있다. 제어기(155)는 상기 제1 기준 동력, 상기 제2 기준 동력, 및 상기 제3 기준 동력 중 최소값을 상기 기준 동력으로 설정(또는 계산)할 수 있다.
제어기(155)는 하이브리드 차량(100)에 포함된 가속 페달 센서(acceleration pedal sensor)(acceleration position sensor 또는 acceleration pedal position sensor, APS)(미도시)로부터 출력되는 가속 페달량 신호에 응답하여 운전자 요구 동력을 계산할 수 있다. 가속 페달 센서(APS)는 운전자에 의한 가속 페달의 조작을 감지할 수 있고, 가속 페달에 가해지는 조작력에 따른 신호를 제어기(155)에 포함된 하이브리드 제어기(HCU)에 제공할 수 있다. 가속 페달 센서(APS)는 주행 중 운전자가 밟는 가속페달의 페달량을 검출할 수 있다. 상기 하이브리드 차량의 주행 모드 변환 제어 장치는 가속 페달 센서(APS) 및 제어기(155)를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 있어서, 제어기(155)는 정속 주행(cruise control) 요청 신호에 응답하여 상기 운전자 요구 동력을 계산할 수 있다.
제어기(155)는, 상기 시스템 요구 동력이 상기 기준 동력보다 큰 것으로 판단할 때, 도 2에 도시된 엔진 연결 시점에서 엔진 클러치(130)가 결합되도록 제어하여 하이브리드 차량(100)의 주행 모드가 전기차 모드(EV mode)로부터 하이브리드 전기차 모드(HEV mode)로 변환되도록 제어할 수 있다.
제어기(155)는, 예를 들어, 프로그램에 의하여 동작하는 하나 이상의 마이크로프로세서 또는 상기 마이크로프로세서를 포함하는 하드웨어일 수 있고, 상기 프로그램은 후술하는 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 차량의 주행 모드 변환 제어 방법을 수행하기 위한 일련의 명령을 포함할 수 있다.
배터리(105)는 다수개의 단위 셀(unit cell)로 이루어지며, 휠들(150)에 구동력을 제공하는 구동모터(135)에 전압을 제공하기 위한, 예를 들어, 직류 350(Volt) 내지 450V의 고전압이 저장될 수 있다.
하이브리드 시동 발전기(HSG)(115)는 전동기 또는 발전기로 동작하며, 모터 제어기(MCU)로부터 출력되는 제어신호에 따라 전동기로 동작되어 엔진(125)의 시동 온(on)을 실행하고, 엔진(125)이 시동 온 유지하는 상태에서 발전기로 동작되어 전압을 발전시키며 발전 전압을 인버터(110)를 통해 배터리(105)에 충전 전압으로 제공할 수 있다. 하이브리드 시동 발전기(HSG)(115)는 엔진(125)에 벨트(120)로 연결될 수 있다.
엔진(125)는 내연기관 엔진(internal combustion engine)을 포함할 수 있고, 예를 들어, 디젤엔진, 가솔린 엔진, LPG엔진, 및 LNG엔진 중 어느 하나를 포함할 수 있으며, 상기 엔진 제어기로부터 출력되는 제어신호에 따른 운전점으로 토크를 출력하여 HEV모드에서 구동모터(135)와의 구동력 조합을 적정하게 유지할 수 있다.
엔진 클러치(130)는 엔진(125)과 구동모터(135) 사이에 장착되어, 동력 전달(동력 연결)을 단속시켜 EV모드와 HEV모드의 운행이 제공될 수 있도록 할 수 있다.
구동 모터(135)는 모터 제어기(MCU)로부터 출력되는 3상 교류전압에 의해 동작되어 토크를 발생시키고, 타행 주행에서 발전기로 동작되어 회생에너지를 배터리(105)에 공급할 수 있다.
변속기(140)는 도 1에 도시된 자동 변속기(automatic transmission) 또는 듀얼 클러치 변속기(dual clutch transmission, DCT)와 같은 다단 변속기(multiple speed transmission), 혹은 무단 변속기(continuously variable transmission, CVT)로 구현될 수 있으며, 변속 제어기(TCU)의 제어에 따른 유압의 작동으로 결합요소 및 해방요소가 동작되어 임의의 변속단을 결합할 수 있다. 변속기(140)는 엔진(125) 및/또는 모터(135)의 구동력을 휠들(150)에 전달 또는 차단할 수 있다.
종감속 기어 장치(final reduction gear device)(145)는 차동기어 장치(differential gear device)(미도시)에 연결될 수 있다.
전술한 바와 같이, 하이브리드 차량(100)은 시스템의 요구 동력 및 배터리의 SOC에 따른 기준값을 이용하여 EV 모드로부터 HEV 모드로 주행모드 변환 제어를 수행할 수 있으므로, 차량의 연비를 향상시킬 수 있다.
도 2는 도 1에 도시된 하이브리드 차량의 주행 모드 변환 시점을 설명하는 그래프(graph)이다.
도 2를 참조하면, 엔진 동력이 연결되는 엔진 연결 시점에서 하이브리드 차량(100)의 주행 모드가 EV 모드가 HEV 모드로 변환될 수 있다. 상기 엔진 연결 시점에 대응하는 기준 값과 비교되는 엔진 동력(power)(또는 엔진 토크)은 시스템 요구 동력(또는 시스템 요구 토크)일 수 있다.
상기 시스템 요구 동력에 포함된 운전자 요구 동력은 운전자가 액셀 페달(accelerator pedal)(가속 페달)을 밟는 정도에 따라 또는 운전자가 크루즈 주행(cruise travel)(또는 정속 주행(cruise control))을 선택함에 따라 요구되는 운전자에 의한 요구동력일 수 있다. 운전자가 액셀 페달을 밟는 정도(degree)는 스로틀 밸브(throttle valve)의 개도 정도(open value 또는 opening degree)와 관련될 수 있다. 상기 시스템 요구 동력에 포함되고 보조부하 장치가 요구하는(사용하는) 동력은 에어컨과 같은 보조부하의 에너지 소모량에 따른 시스템의 요구 동력일 수 있다.
전술한 바와 같이, 엔진 연결 시점에 대응하는 기준 값은 하이브리드 차량(100)의 시스템에 동력(power)을 제공하는 배터리(105)의 SOC가 정상(normal) 영역을 유지할 때의 동력일 수 있다.
전술한 본 발명의 실시예와 비교되는 관련 기술에서, 상기 기준값은 엔진 효율이 가장 좋을 때의 엔진의 동력으로 설정될 수 있다. 그리고 EV 모드로부터 HEV 모드로 변환되기 위해, 상기 기준값과 비교되는 엔진 동력은 상기 운전자 요구 동력일 수 있다.
보조부하의 에너지 소모가 없는 경우 시스템 요구 동력과 운전자 요구 동력은 동일하나, 보조부하가 켜져 있는 경우(보조부하가 작동하는 경우) 시스템 요구 동력은 커지게 되어 본 발명은 관련기술보다 HEV 모드에 먼저 진입할 수 있다. HEV 모드에서는 시스템 효율이 최대가 되도록 동력이 분배될 수 있다. 그러나 관련 기술의 기술의 경우, HEV 모드에 늦게 진입하고, 배터리의 SOC를 높이기 위해 엔진의 비 효율 운전이 수행되는 것에 의해 차량의 연비가 악화될 수 있다.
도 3은 도 1에 도시된 제어기에서 시스템 요구 동력을 계산하는 방법을 설명하는 흐름도(flow chart)이다.
도 3을 참조하면, 제1 계산 단계(305)에서, 제어기(155)에 의해 운전자 요구 동력이 계산(또는 연산)될 수 있다. 제어기(155)는 가속 페달 센서(APS)로부터 출력되는 가속 페달량 신호에 응답하여 운전자 요구 동력을 계산할 수 있다. 가속 페달량 신호는 운전자에 의해 액셀 페달이 밟히는 정도에 매핑(Mapping)되는(대응되는) 값일 수 있다. 운전 요구 동력(운전 요구 출력)은 운전자가 요구하는 엔진의 토크와 운전자가 요구하는 엔진의 회전 속도(또는 RPM(revolutions per minute)과 같은 엔진의 회전수)를 승산(multiplication)한 값일 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 있어서, 제어기(155)는 정속 주행 요청 신호에 응답하여 운전자 요구 동력을 계산할 수 있다. 정속 주행 요청 신호는 운전자에 의해 하이브리드 차량(100)의 입력 장치를 통해 생성될 수 있다. 제어기(155)는 정속 주행을 제어하는 피드백 제어부(feedback control unit)를 포함할 수 있다. 피드백 제어부는 운전자가 설정한 주행속도를 유지하도록 스로틀 밸브와 같은 하이브리드 차량(100)의 장치를 제어할 수 있다.
제2 계산 단계(310)에 따르면, 제어기(155)에 의해 보조부하 장치가 요구하는 동력이 아래의 [수학식]과 같이 계산(또는 연산)될 수 있다.
[수학식]
보조부하 장치 요구동력 = 보조부하 장치의 소모파워 X 웨이팅 팩터(weighting factor)
상기 웨이팅 팩터(또는 가중치)는 제어기(155)에 의해 배터리(105)의 SOC에 따라 다르게 설정될 수 있다. 즉, 웨이팅 팩터 값은 배터리(105)의 SOC 값에 따라 변경될 수 있다. 배터리의 SOC 가 상대적으로 낮을 때(예, SOC가 50(%)이상 65(%)이하) 가중치는 상대적으로 크게 설정(예, 가중치가 1.3이상 1.5이하)되어 보조부하 장치의 요구동력이 커지도록 하고, 배터리의 SOC 가 상대적으로 높을 때(예, SOC가 65(%)초과 80(%)이하) 가중치는 상대적으로 작게 설정(예, 가중치가 0.5이상 0.9이하)되어 보조부하 장치의 요구동력이 작아지도록 할 수 있다.
보조부하 장치의 요구동력을 보조부하 장치가 요구하는 엔진의 회전속도(또는 RPM(revolutions per minute)과 같은 엔진의 회전수)로 나누면, 보조부하 장치의 요구동력은 보조부하 장치의 요구 토크로 변환될 수 있다.
제3 계산 단계(315)에 따르면, 제어기(155)에 의해 시스템 요구 동력(또는 시스템 요구 토크)이 계산(또는 연산)될 수 있다. 시스템 요구 동력은 하이브리드 차량(100)의 시스템(장치)가 요구하는 엔진의 토크(시스템 요구 토크)와 시스템이 요구하는 엔진의 회전 속도(또는 RPM(revolutions per minute)과 같은 엔진의 회전수)를 승산(multiplication)한 값일 수 있다. 시스템 요구 동력은 HEV 모드 전환을 위해 사용하는 값으로, 상기 운전자 요구 동력과 상기 보조부하 장치의 요구 동력의 합으로 결정될 수 있다.
도 4는 도 1에 도시된 제어기에서 기준값을 계산하는 방법의 실시예를 설명하는 흐름도(flow chart)이다.
도 4를 참조하면, 제1 기준값 설정 단계(405)에서 제어기(155)에 의해 배터리 SOC에 따른 기준값이 설정될 수 있다. 부연하여 설명하면, 제어기(155)는 하이브리드 차량(100)의 장치에 동력(power)을 제공하는 배터리(105)의 SOC(State Of Charge)가 정상(normal) 영역을 유지할 때의 동력을 제1 기준 동력(a)으로 설정할 수 있다. 배터리(105)의 SOC 가 상대적으로 낮을 때(예, SOC가 50(%)이상 65(%)이하) 제1 기준 동력은 상대적으로 작게 설정되고, 배터리(105)의 SOC 가 상대적으로 높을 때(예, SOC가 65(%)초과 80(%)이하) 제1 기준 동력은 상대적으로 높게 설정될 수 있다. 부연하여 설명하면, 제1 기준 동력의 크기는 배터리(105)의 SOC 값에 따라 변경될 수 있다. SOC 가 낮을 수록 HEV 모드 천이 기준이 낮아져, 작은 시스템 요구 동력에도 엔진동력 연결을 위한 HEV 천이 기준이 낮아질 수 있다.
제2 기준값 설정 단계(410)에 따르면, 제어기(155)에 의해 배터리 시스템의 가용 동력(available power)(또는 배터리 시스템의 최대 가용 동력)를 고려한(배터리 시스템의 가용 동력에 근거한) 기준값이 설정될 수 있다. 배터리 시스템의 가용 동력은 배터리(105)의 하드웨어 스펙(hardware specification)에 따라 배터리의 온도, 배터리의 SOC, 및 배터리 보호를 위한 마진(margin)(예를 들어, 전압 마진)을 고려하여 설정될 수 있다. 부연하여 설명하면, 제어기(155)는 배터리(105)를 포함하는 배터리 시스템의 가용 동력 내에서 배터리(105)의 SOC가 정상 영역을 유지할 때의 동력을 제2 기준 동력(b)으로 설정할 수 있다. 배터리 시스템은 배터리 상태를 감시하고 관리하는 배터리 관리 시스템(Battery Management System, BMS) 또는 배터리의 온도를 검출하는 온도 센서 등을 포함할 수 있다.
제3 기준값 설정 단계(415)에 따르면, 제어기(155)에 의해 모터 시스템의 최대 가용 동력에 근거한 기준값이 설정될 수 있다. 모터 시스템의 가용 동력은 모터(135)의 하드웨어 스펙(hardware specification)에 따라 모터에 연결된 인버터(inverter) 온도 및 모터 보호를 위한 마진(margin)(예를 들어, 전압 마진)을 고려하여 설정될 수 있다. 부연하여 설명하면, 제어기(155)는 배터리(105)로부터 전력을 수신하는 하이브리드 차량(100)의 구동 모터(135)를 포함하는 모터 시스템의 가용 동력 내에서 배터리(105)의 SOC가 정상 영역을 유지할 때의 동력을 제3 기준 동력(c)으로 설정할 수 있다. 모터 시스템은 모터 제어기(MCU) 및 인버터(110) 등을 포함할 수 있다.
최종 기준값 설정 단계(420)에 따르면, 제어기(155)에 의해 상기 제1 기준 동력, 상기 제2 기준 동력, 및 상기 제3 기준 동력 중 최소값이 최종 엔진 연결 기준값인 기준 동력으로 계산(설정)될 수 있다.
도 5는 도 1에 도시된 제어기에서 HEV 모드 진입을 판단하는 방법을 설명하는 흐름도(flow chart)이다.
도 5를 참조하면, 비교 단계(505)에서, 제어기(155)는 시스템 요구 동력(power)를 도 2 에 관한 설명에서 또는 도 4에 관한 설명에서 언급된 기준값인 기준 동력과 비교할 수 있다. 시스템 요구 동력이 기준 값보다 클 때 프로세스(process)인 HEV 모드 진입 판단 방법은 모드 변환 단계(510)로 진행되고, 시스템 요구 동력이 기준 값보다 크지 않을 때 프로세스는 EV 모드 단계(515)로 진행될 수 있다.
모드 변환 단계(510)에 따르면, 상기 시스템 요구 동력이 상기 기준 동력보다 클 때, 제어기(155)는 엔진 클러치(130)가 결합되도록 제어하여 하이브리드 차량(100)의 주행 모드가 전기차 모드(EV mode)로부터 하이브리드 전기차 모드(HEV mode)로 변환되도록 제어할 수 있다.
EV 모드 단계(515)에 따르면, 상기 시스템 요구 동력이 상기 기준 동력보다 크지 않을 때, 제어기(155)는 하이브리드 차량(100)의 주행 모드가 전기차 모드(EV mode)로 유지(주행)되도록 제어할 수 있다. 따라서 하이브리드 차량(100)은 EV mode로 운전(동작)될 수 있다.
도 1, 도 2, 도 3, 도 4, 및 도 5를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 차량의 주행 모드 변환 제어 방법이 다음과 같이 설명될 수 있다.
상기 하이브리드 차량의 주행 모드 변환 제어 방법은 도 1에 도시된 하이브리드 차량의 주행 모드 변환 제어 장치를 포함하는 하이브리드 차량에 적용될 수 있다.
상기 하이브리드 차량의 주행 모드 변환 제어 방법은, 시스템 요구 동력 계산 단계, 기준 동력 계산 단계, 및 변환 제어 단계를 포함할 수 있다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 상기 시스템 요구 동력 계산 단계에서, 제어기(155)는 하이브리드 차량(100)에 포함된 장치가 요구하는 시스템 요구 동력(power)을 계산할 수 있다. 상기 시스템 요구 동력은 운전자 요구 동력과 하이브리드 차량(100)의 보조부하 장치가 요구하는 동력을 합산한 값일 수 있다.
제어기(155)는 가속 페달 센서(APS)로부터 출력되는 가속 페달량 신호에 응답하여 상기 운전자 요구 동력을 계산할 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 제어기(155)는 정속 주행 요청 신호에 응답하여 상기 운전자 요구 동력을 계산할 수도 있다.
상기 보조부하 장치는 저전압 직류 변환장치, 에어컨(air conditioner), 또는 히터(heater)를 포함할 수 있다. 상기 보조부하 장치가 요구하는 동력은 상기 보조부하 장치의 소모파워에 웨이팅 팩터(weighting factor)을 곱(승산)한 값으로 설정되고, 배터리(105)의 SOC 가 낮을 때 상기 웨이팅 팩터는 크게 설정되고 배터리(105)의 SOC 가 높을 때 상기 웨이팅 팩터는 작게 설정될 수 있다.
기준 동력 계산 단계에 따르면, 제어기(155)는 기준 동력을 계산할 수 있다. 상기 기준 동력은 하이브리드 차량(100)의 장치에 동력을 제공하는 배터리의 SOC(State Of Charge)가 정상(normal) 영역을 유지할 때의 동력일 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 제어기(155)는 하이브리드 차량(100)의 장치에 동력(power)을 제공하는 배터리(105)의 SOC(State Of Charge)가 정상(normal) 영역을 유지할 때의 동력을 제1 기준 동력으로 설정하고, 배터리(105)를 포함하는 배터리 시스템의 가용 동력 내에서 배터리(105)의 SOC가 정상 영역을 유지할 때의 동력을 제2 기준 동력으로 설정하고, 배터리(105)로부터 전력을 수신하는 하이브리드 차량(100)의 구동 모터(135)를 포함하는 모터 시스템의 가용 동력 내에서 배터리(105)의 SOC가 정상 영역을 유지할 때의 동력을 제3 기준 동력으로 설정하고, 상기 제1 기준 동력, 상기 제2 기준 동력, 및 상기 제3 기준 동력 중 최소값을 상기 기준 동력으로 설정할 수 있다. 배터리(105)의 SOC 가 낮을 때 상기 제1 기준 동력은 작게 설정되고, 배터리(105)의 SOC 가 높을 때 상기 제1 기준 동력은 높게 설정될 수 있다.
변환 제어 단계에 따르면, 제어기(155)는, 상기 시스템 요구 동력이 상기 기준 동력보다 클 때, 엔진 클러치(130)가 결합되도록 제어하여 하이브리드 차량(100)의 주행 모드가 전기차 모드(EV mode)로부터 하이브리드 전기차 모드(HEV mode)로 변환되도록 제어할 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명은 전기동력원인 배터리를 효과적으로 관리하고, EV 모드로부터 HEV 모드로의 변환을 위한 제어 방법을 제공할 수 있다.
본 발명에서는, EV 모드로부터 HEV 모드로의 천이를 위해, 운전자 요구 동력(power)(또는 운전자 요구 토크)가 아닌 시스템 요구 동력(또는 시스템 요구 토크)를 사용할 수 있다. 부연하여 설명하면, 본 발명에서는, 시스템 요구 동력과 비교되는 기준 값 설정 시 엔진 운전점을 고려하지 않고, 배터리의 상태 또는 모터의 상태가 고려(사용)될 수 있다.
본 발명은 배터리의 SOC가 정상(normal) 영역(예, 50% 이상 80% 이하)에 있도록 제어하는 것에 의해 에너지의 경로 손실(엔진과 배터리와 모터(구동 모터)에 의해 수행되는 에너지 순환에 따른 에너지 효율 손실)을 방지하여 하이브리드 차량의 연비를 향상시킬 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.
105: 배터리
110: 인버터
125: 엔진
130: 엔진 클러치
135: 모터
155: 제어기

Claims (12)

  1. 하이브리드 차량의 주행 모드 변환 제어 방법에 있어서,
    제어기가 하이브리드 차량에 포함된 장치가 요구하는 시스템 요구 동력(power)을 계산하는 단계;
    상기 제어기가 기준 동력을 계산하는 단계; 및
    상기 시스템 요구 동력이 상기 기준 동력보다 클 때, 상기 제어기가 엔진 클러치가 결합되도록 제어하여 상기 하이브리드 차량의 주행 모드가 전기차 모드(EV mode)로부터 하이브리드 전기차 모드(HEV mode)로 변환되도록 제어하는 단계
    를 포함하며,
    상기 시스템 요구 동력은 운전자 요구 동력과 상기 하이브리드 차량의 보조부하 장치가 요구하는 동력을 합산한 값이고,
    상기 기준 동력은 상기 하이브리드 차량의 장치에 동력을 제공하는 배터리의 SOC(State Of Charge)가 정상(normal) 영역을 유지할 때의 동력이고,
    상기 보조부하 장치가 요구하는 동력은 상기 보조부하 장치의 소모파워에 웨이팅 팩터(weighting factor)를 곱한 값으로 설정되고,
    상기 배터리의 SOC 가 낮을 때 상기 웨이팅 팩터는 크게 설정되고 상기 배터리의 SOC 가 높을 때 상기 웨이팅 팩터는 작게 설정되는 하이브리드 차량의 주행 모드 변환 제어 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 하이브리드 차량의 주행 모드 변환 제어 방법은,
    상기 제어기가 가속 페달 센서(APS)로부터 출력되는 가속 페달량 신호에 응답하여 상기 운전자 요구 동력을 계산하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 주행 모드 변환 제어 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 하이브리드 차량의 주행 모드 변환 제어 방법은,
    상기 제어기가 정속 주행 요청 신호에 응답하여 상기 운전자 요구 동력을 계산하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 주행 모드 변환 제어 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 보조부하 장치는 저전압 직류 변환장치, 에어컨(air conditioner), 또는 히터(heater)를 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 주행 모드 변환 제어 방법.
  5. 삭제
  6. 하이브리드 차량의 주행 모드 변환 제어 방법에 있어서,
    제어기가 하이브리드 차량에 포함된 장치가 요구하는 시스템 요구 동력(power)을 계산하는 단계;
    상기 제어기가 기준 동력을 계산하는 단계; 및
    상기 시스템 요구 동력이 상기 기준 동력보다 클 때, 상기 제어기가 엔진 클러치가 결합되도록 제어하여 상기 하이브리드 차량의 주행 모드가 전기차 모드(EV mode)로부터 하이브리드 전기차 모드(HEV mode)로 변환되도록 제어하는 단계;
    를 포함하며,
    상기 시스템 요구 동력은 운전자 요구 동력과 상기 하이브리드 차량의 보조부하 장치가 요구하는 동력을 합산한 값이고,
    상기 제어기가 기준 동력을 계산하는 단계는,
    상기 제어기가 상기 하이브리드 차량의 장치에 동력(power)을 제공하는 배터리의 SOC(State Of Charge)가 정상(normal) 영역을 유지할 때의 동력을 제1 기준 동력으로 설정하는 단계;
    상기 제어기가 상기 배터리를 포함하는 배터리 시스템의 가용 동력 내에서 상기 배터리의 SOC가 정상 영역을 유지할 때의 동력을 제2 기준 동력으로 설정하는 단계;
    상기 제어기가 상기 배터리로부터 전력을 수신하는 상기 하이브리드 차량의 구동 모터를 포함하는 모터 시스템의 가용 동력 내에서 상기 배터리의 SOC가 정상 영역을 유지할 때의 동력을 제3 기준 동력으로 설정하는 단계; 및
    상기 제어기가 상기 제1 기준 동력, 상기 제2 기준 동력, 및 상기 제3 기준 동력 중 최소값을 상기 기준 동력으로 설정하는 단계를 포함하는 하이브리드 차량의 주행 모드 변환 제어 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 배터리의 SOC 가 낮을 때 상기 제1 기준 동력은 작게 설정되고, 상기 배터리의 SOC 가 높을 때 상기 제1 기준 동력은 높게 설정되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 주행 모드 변환 제어 방법.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 하이브리드 차량의 주행 모드 변환 제어 장치에 있어서,
    가속 페달의 페달량을 검출하는 가속 페달 센서(APS); 및
    하이브리드 차량에 포함된 장치가 요구하고 운전자 요구 동력(power)과 상기 하이브리드 차량의 보조부하 장치가 요구하는 동력을 합산한 값인 시스템 요구 동력을 계산하고, 상기 하이브리드 차량의 시스템에 동력을 제공하는 배터리의 SOC(State Of Charge)가 정상(normal) 영역을 유지할 때의 동력인 기준 동력을 계산하는 제어기;
    를 포함하며,
    상기 제어기는 상기 시스템 요구 동력이 상기 기준 동력보다 큰 것으로 판단할 때, 상기 제어기는 엔진 클러치가 결합되도록 제어하여 상기 하이브리드 차량의 주행 모드가 전기차 모드(EV mode)로부터 하이브리드 전기차 모드(HEV mode)로 변환되도록 제어하고,
    상기 제어기는 가속 페달량 신호에 응답하여 상기 운전자 요구 동력을 계산하고,
    상기 제어기는 상기 하이브리드 차량의 장치에 동력(power)을 제공하는 배터리의 SOC(State Of Charge)가 정상(normal) 영역을 유지할 때의 동력을 제1 기준 동력으로 설정하며,
    상기 제어기는 상기 배터리를 포함하는 배터리 시스템의 가용 동력 내에서 상기 배터리의 SOC가 정상 영역을 유지할 때의 동력을 제2 기준 동력으로 설정하며,
    상기 제어기는 상기 배터리로부터 전력을 수신하는 상기 하이브리드 차량의 구동 모터를 포함하는 모터 시스템의 가용 동력 내에서 상기 배터리의 SOC가 정상 영역을 유지할 때의 동력을 제3 기준 동력으로 설정하며,
    상기 제어기는 상기 제1 기준 동력, 상기 제2 기준 동력, 및 상기 제3 기준 동력 중 최소값을 상기 기준 동력으로 설정하는 하이브리드 차량의 주행 모드 변환 제어 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 배터리의 SOC 가 낮을 때 상기 제1 기준 동력은 작게 설정되고, 상기 배터리의 SOC 가 높을 때 상기 제1 기준 동력은 높게 설정되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 주행 모드 변환 제어 장치.
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