KR101807012B1 - Control system for hybrid electric vehicle and method thereof - Google Patents

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KR101807012B1
KR101807012B1 KR1020120155364A KR20120155364A KR101807012B1 KR 101807012 B1 KR101807012 B1 KR 101807012B1 KR 1020120155364 A KR1020120155364 A KR 1020120155364A KR 20120155364 A KR20120155364 A KR 20120155364A KR 101807012 B1 KR101807012 B1 KR 101807012B1
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이민수
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Abstract

본 발명은 내리막 길 운행에서 운전자의 개입이 없는 상태에서 회생제동토크 적절하게 제어하여 차량의 속도를 안정되게 유지하고, 연비 향상을 제공할 수 있도록 하는 하이브리드 전기자동차의 제어방법이 개시된다.
본 발명은 운전정보를 엔진 토크 맵에 적용하여 요구 구동력을 산출하고, 요구 구동력을 가속도 값으로 변환하여 요구 가속도를 산출하는 과정; 요구 가속도와 현재의 가속도를 비교하여 설정값이 이상의 편차가 검출되면 경사로(구배로)의 주행으로 판정하는 과정; 경사로의 경사도(구배도)와 내리막길 주행을 판정하고, 경사도 기울기에 따른 요구 구동력을 재산출하여 필요 감속도를 산출하는 과정; 필요 감속도에 따라 회생제동토크를 산출하여 모터의 회생제동토크를 제어하는 과정을 포함한다.Disclosed is a hybrid electric vehicle control method for appropriately controlling a regenerative braking torque in a state where a driver is not involved in downhill driving so as to stably maintain the speed of the vehicle and to provide fuel economy improvement.
The present invention includes a process of calculating a required driving force by applying driving information to an engine torque map, calculating a required acceleration by converting a driving force demand into an acceleration value, Comparing the required acceleration with the current acceleration, and judging that the vehicle is traveling in a ramp (gradient) when a deviation of the set value is detected; Calculating a required deceleration by re-calculating a required driving force in accordance with a gradient of the gradient and determining an inclination (gradation) and a descending gradient of the gradient; And controlling the regenerative braking torque of the motor by calculating the regenerative braking torque according to the required deceleration.

Description

하이브리드 전기자동차의 제어장치 및 방법{CONTROL SYSTEM FOR HYBRID ELECTRIC VEHICLE AND METHOD THEREOF}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a hybrid electric vehicle,

본 발명은 하이브리드 전기자동차에 관한 것으로, 보다 상세하게는 내리막 길 운행에서 운전자의 개입이 없는 상태에서 회생제동토크 적절하게 제어하여 차량의 속도를 안정되게 유지하고, 연비 향상을 제공할 수 있도록 하는 하이브리드 전기자동차의 제어장치 및 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a hybrid electric vehicle, and more particularly, to a hybrid electric vehicle capable of controlling the regenerative braking torque appropriately in a state where there is no driver's intervention in a downhill driving to stably maintain the speed of the vehicle, To an electric vehicle control apparatus and method.

자동차에 대한 연비 향상의 요구와 강화되는 배출가스 규제에 따라 친환경 자동차가 제공되고 있다.Eco-friendly vehicles are being provided in accordance with the demand for improved fuel efficiency for automobiles and the exhaust gas regulations to be strengthened.

친환경 자동차는 하이브리드 전기자동차, 연료전지 자동차, 전기자동차, 플러그인 전기자동차를 포괄하는 것으로 하나 이상의 모터와 엔진이 구비되고, 모터를 구동시키는 배터리, 배터리의 직류 전압을 교류전압으로 변환시키는 인버터, 엔진 시동과 발전을 실행하는 HSG(Hybrid Starter Generator), 엔진과 모터 사이에 장착되어 EV모드 혹은 HEV모드를 제공하는 엔진 클러치가 장착된다.The eco-friendly automobile includes hybrid electric vehicle, fuel cell automobile, electric automobile, plug-in electric automobile and includes one or more motors and an engine, a battery for driving the motor, an inverter for converting the DC voltage of the battery into an AC voltage, Hybrid Starter Generator (HSG), which runs power generation, and an engine clutch that is mounted between the engine and the motor to provide EV mode or HEV mode.

친환경 자동차는 가속페달과 브레이크 페달의 조작에 따른 가감속 의지, 도로의 구배도, 배터리 및 모터의 조건에 따라 모터만의 작동으로 주행을 제공하는 EV모드, 엔진 클러치로 엔진과 모터를 결합하여 엔진과 모터의 효율이 가장 좋은 영역으로 주행을 제공하는 HEV모드가 제공된다.The eco-friendly automobile is an EV mode that provides acceleration and deceleration depending on the operation of the accelerator pedal and the brake pedal, gradient of the road, operation of the motor only by the conditions of the battery and the motor, And an HEV mode that provides travel to the area where the efficiency of the motor is the best.

친환경 자동차는 가속페달을 팁 인(Tip in)하여 EV모드 혹은 HEV모드로 주행하는 상태에서 팁 아웃(Tip out)이 발생되면 회생 제동량을 결정하고 모터의 회생 토크를 제어하여 배터리 충전을 제공한다.The eco-friendly car determines the regenerative braking amount and generates the battery charge by controlling the regenerative torque of the motor when tip out occurs in a state in which the accelerator pedal is tipped and travels in EV mode or HEV mode .

또한, 차량에는 경사로 저속 주행장치(Down hill brake control system : DBC)가 장착되는데, 경사로 저속 주행장치는 내리막길 주행에서 차속 유지를 위한 잦은 제동 개입에 따른 운전자의 불편함을 배제시키고, 제동 시스템의 무리를 덜어주기 위해 자동제동을 실행하여 내리막길 주행에서 적정한 속도를 유지하여 준다.In addition, the vehicle is equipped with a downhill brake control system (DBC), which obviates the driver's discomfort due to frequent braking interventions to maintain the vehicle speed on downhill driving, Automatic braking is carried out to relieve the crowd and keep the proper speed on downhill driving.

그러나, 상기의 경사로 저속 주행장치의 경우 내리막길 주행에서 차량의 운동에너지를 모두 열에너지로 소비하므로, 차량의 연비 저하를 발생시킨다.However, in the case of the inclined low-speed traveling apparatus, all the kinetic energy of the vehicle is consumed as heat energy on the downhill running, resulting in a decrease in fuel efficiency of the vehicle.

그리고, 운전자의 개입보다는 덜하지만 제동시스템에 무리를 주게 되어 제동 시스템의 내구성 저하를 유발시킬 수 있다.And, it is less than the driver's intervention, but the braking system is overloaded, which may cause the durability of the braking system to deteriorate.

공개특허공보 제10-1998-0059262호(1998.10.07.)Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-1998-0059262 (October 10, 1998) 공개특허공보 제10-2011-0038511호(2011.04.14.)Published Patent Application No. 10-2011-0038511 (April 14, 2011)

본 발명은 이러한 문제점을 해결하고자 개발된 것으로, 그 목적은 내리막 길 운행에서 운전자의 개입이 없는 상태에서 회생제동토크 적절하게 제어하여 차량의 속도를 안정되게 유지하고, 연비 향상을 제공할 수 있도록 하는 하이브리드 전기자동차의 제어장치 및 방법을 제공하고자 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been developed in order to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide a hybrid vehicle which can appropriately control a regenerative braking torque in a state where there is no driver's intervention in a downhill driving to stably maintain the speed of the vehicle, And to provide a control apparatus and method for a hybrid electric vehicle.

본 발명의 실시예에 따르는 특징은 엔진과 모터를 포함하는 하이브리드 전기자동차에 있어서, 운전정보와 운행지역의 환경정보를 검출하는 운전정보검출부; 배터리의 SOC를 관리하는 배터리관리기; 운전정보와 배터리의 SOC에 따라 엔진과 모터를 제어하는 제어기를 포함하고,According to an embodiment of the present invention, there is provided a hybrid electric vehicle including an engine and a motor, the hybrid electric vehicle including: an operation information detector for detecting operation information and environment information of the operation area; A battery manager for managing the SOC of the battery; And a controller for controlling the engine and the motor according to the operation information and the SOC of the battery,

상기 제어기는 운전자의 가속 의지가 없는 상황에서 경사로 내리막길 주행이 인지되면 모터의 회생제동토크를 제어하여 주행 속도를 감속시켜 유압제동의 효과를 구현하는 하이브리드 전기자동차의 제어장치가 제공된다.The controller controls the regenerative braking torque of the motor to decelerate the running speed to realize the effect of hydraulic braking when the driver is aware of the inclination downhill traveling in a situation where the driver does not want to accelerate.

상기 제어기는 주행 차속, 가속페달, 브레이크 페달의 상태로부터 경사로의 내리막길 주행과 경사도를 추정하고, 가속 의지인 요구 구동력과 요구 가속도를 추정하여 내리막길 주행에서 가속의지가 없거나 요구 가속도를 현재의 가속도가 초과하면 내리막길 경사도에 따른 속도값을 산출한 다음 감속을 위한 회생제동 토크값을 산출하여 운전자의 제동 개입이 없어도 모터의 회생제동토크 제어로 감속을 제공할 수 있다.The controller estimates a downhill travel and an inclination of the ramp from the state of the traveling vehicle speed, the accelerator pedal and the brake pedal, and estimates the demanded driving force and the required acceleration as the acceleration will to estimate the required acceleration in the downhill traveling, It is possible to calculate the regenerative braking torque value for deceleration after calculating the speed value according to the descending road inclination and to provide the deceleration with the regenerative braking torque control of the motor without the driver's braking intervention.

상기 제어기는 가속페달의 변위, 주행 차속, 변속단, 엔진회전수를 엔진 토크 맵에 적용하여 요구 구동력을 산출하고, 요구 구동력을 가속도 값으로 변환하여 요구 가속도를 산출하며, 요구 가속도와 현재의 가속도를 비교하여 경사로(구배로)의 주행과 경사도(구배도)를 검출하고, 내리막길 주행이면 경사도 기울기에 따른 요구 구동력을 재산출하여 감속을 위한 회생제동토크를 산출하여 모터의 회생제동토크를 제어할 수 있다.The controller calculates the required driving force by applying the displacement of the accelerator pedal, the running vehicle speed, the speed change stage, and the engine speed to the engine torque map, converts the driving force demand into an acceleration value to calculate the required acceleration, And calculates the regenerative braking torque for deceleration to calculate the regenerative braking torque of the motor by re-calculating the required driving force according to the inclination of the inclination on the downhill running can do.

상기 제어기는 모터의 회생제동토크로 발생되는 발전 전압으로 배터리에 충전전압으로 공급하여 배터리 충전을 제공할 수 있다.The controller may supply a charging voltage to the battery as a generated voltage generated by a regenerative braking torque of the motor to provide charging of the battery.

상기 제어기는 배터리의 충전상태에 따라 회생제동토크를 능동적으로 제어하여 내리막길 주행에서 주행속도를 유지할 수 있다.The controller can actively control the regenerative braking torque according to the state of charge of the battery to maintain the running speed on downhill traveling.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 운전정보를 엔진 토크 맵에 적용하여 요구 구동력을 산출하고, 요구 구동력을 가속도 값으로 변환하여 요구 가속도를 산출하는 과정; 요구 가속도와 현재의 가속도를 비교하여 설정값이 이상의 편차가 검출되면 경사로(구배로)의 주행으로 판정하는 과정; 경사로의 경사도(구배도)와 내리막길 주행을 판정하고, 경사도 기울기에 따른 요구 구동력을 재산출하여 필요 감속도를 산출하는 과정; 필요 감속도에 따라 회생제동토크를 산출하여 모터의 회생제동토크를 제어하는 과정을 포함하는 하이브리드 전기자동차의 제어방법이 제공된다.According to another embodiment of the present invention, there is provided a method for driving a vehicle, the method comprising: calculating a driving force demand by applying driving information to an engine torque map; Comparing the required acceleration with the current acceleration, and judging that the vehicle is traveling in a ramp (gradient) when a deviation of the set value is detected; Calculating a required deceleration by re-calculating a required driving force in accordance with a gradient of the gradient and determining an inclination (gradation) and a descending gradient of the gradient; And controlling the regenerative braking torque of the motor by calculating a regenerative braking torque according to the required deceleration.

상기 모터의 회생제동토크는 운전자의 개입 없이 실행되어 유압 제동의 감속 효과를 제공할 수 있다.The regenerative braking torque of the motor is executed without the intervention of the driver and can provide a deceleration effect of the hydraulic braking.

상기 모터의 회생제동토크로 발생되는 발전 전압으로 배터리에 충전전압으로 공급할 수 있다.The battery can be supplied with the charging voltage generated by the regenerative braking torque of the motor as the charging voltage.

상기 모터의 회생제동토크는 배터리의 충전상태에 따라 가변되어 내리막길 주행에서 감속 주행을 제공할 수 있다.The regenerative braking torque of the motor may vary depending on the state of charge of the battery and may provide a deceleration running on downhill running.

이와 같이 본 발명에 따르면 하이브리드 전기자동차의 내리막길 주행시 운전자의 개입이 없는 상태에서 모터의 회생제동토크 제어로 감속 및 적정한 주행 속도를 유지할 수 제동 시스템의 과다 운전이 방지되어 운전성 및 안정성이 제공될 수 있다.As described above, according to the present invention, the excessive operation of the braking system can be prevented by the regenerative braking torque control of the motor in the state where the driver does not intervene during the downhill traveling of the hybrid electric vehicle to maintain the proper running speed, .

또한, 내리막길 주행에서 열손실을 최소화하고, 회생제동을 통한 배터리의 충전으로 연비 향상을 제공할 수 있어 상품성 향상을 제공할 제공할 수 있다.In addition, it is possible to minimize the heat loss on downhill travel, to provide fuel economy improvement by charging the battery through regenerative braking, and to provide the improvement of the merchantability.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 전기자동차의 제어장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 전기자동차의 제어절차를 개략적으로 도시한 도면이다.1 is a schematic view showing a control apparatus of a hybrid electric vehicle according to an embodiment of the present invention.
2 is a schematic view illustrating a control procedure of a hybrid electric vehicle according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention.

본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.The present invention may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments described herein.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 부여한다.In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and the same or similar components are given the same reference numerals throughout the specification.

또한, 도면에서 나타난 각 구성은 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도면에 도시된 바에 한정되지 않는다.In addition, since the components shown in the drawings are arbitrarily shown for convenience of explanation, the present invention is not necessarily limited to those shown in the drawings.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 전기자동차의 제어장치를 개략적으로 도시한 도면이다.1 is a schematic view showing a control apparatus of a hybrid electric vehicle according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따르는 하이브리드 전기자동차는 운전정보검출부(110)와 제어기(120), 인버터(130), 배터리(140), 배터리관리기(150), 엔진(160), HSG(Hybrid Starter and Generator ; 170), 모터(180)는 엔진 클러치(190) 및 변속기(200)를 포함한다.1, a hybrid electric vehicle according to an embodiment of the present invention includes an operation information detector 110, a controller 120, an inverter 130, a battery 140, a battery manager 150, an engine 160, A hybrid starter and generator (HSG) 170, and a motor 180 include an engine clutch 190 and a transmission 200.

운전정보검출부(110)는 차량의 운전조건을 판정하기 위한 가속페달의 팁인/팁 아웃, 엔진회전수, 브레이크 페달의 상태, 주행 차속, 변속단 위치 등을 포함하는 차량운전정보와 운행지역의 환경을 판정하기 위한 도로의 경사도(구배도) 등을 포함하는 정보를 검출하여 제어기(120)에 제공한다.The operation information detecting unit 110 detects vehicle operation information including a tip / tip out of an accelerator pedal for determining a driving condition of the vehicle, the number of revolutions of the engine, the state of the brake pedal, the running vehicle speed, (Gradation) of the road for judging the position of the road, and supplies the detected information to the controller 120.

상기 운전정보검출부(110)는 가속페달검출부(111)와 엔진회전수검출부(112), 브레이크페달검출부(113), 차속검출부(114), 변속단검출부(115) 및 경사도검출부(116)를 포함한다.The operation information detecting unit 110 includes an accelerator pedal detecting unit 111 and an engine speed detecting unit 112, a brake pedal detecting unit 113, a vehicle speed detecting unit 114, a speed change detecting unit 115 and a tilt detecting unit 116 do.

가속페달검출부(111)는 가속페달의 팁 인/팁 아웃과 가속페달의 위치를 검출하여 그에 대한 정보를 전기적 신호로 제어기(120)에 제공한다.The accelerator pedal detecting unit 111 detects the tip / tip-out of the accelerator pedal and the position of the accelerator pedal, and provides information on the accelerator pedal to the controller 120 as an electrical signal.

엔진회전수검출부(112)는 크랭크 축 혹은 캠 축의 위상변화로부터 엔진의 회전수를 검출하여 그에 대한 정보를 제어기(120)에 제공한다.The engine speed detector 112 detects the engine speed from the phase change of the crankshaft or the camshaft and provides information on the detected engine speed to the controller 120. [

브레이크페달검출부(113)는 브레이크 페달의 작동 온/오프와 답력을 검출하여 그에 대한 정보를 전기적 신호로 제어기(120)에 제공한다. The brake pedal detection unit 113 detects the on / off and the pressure of the operation of the brake pedal and provides information on the brake pedal to the controller 120 in an electrical signal.

상기 차속검출부(114)는 변속기의 출력축 회전수 혹은 각 차륜의 휠속으로 주행 속도를 검출하여 그에 대한 정보를 전기적 신호로 제어기(120)에 제공한다.The vehicle speed detector 114 detects the speed of the output shaft of the transmission or the speed of the wheels of each wheel, and provides information on the detected speed to the controller 120 as an electrical signal.

변속단검출부(115)는 시프트 레버(Shift Lever)로 선택되는 변속단의 위치를 검출하여 그에 대한 정보를 제어기(120)에 제공한다.The speed change stage detecting unit 115 detects the position of the speed change stage selected by the shift lever and provides information on the selected speed change stage to the controller 120. [

경사도검출부(115)는 경사각 센서로 구성될 수 있으며, 운행되는 도로의 경사도(구배도)를 검출하여 그에 대한 정보를 제어기(120)에 제공한다.The tilt detection unit 115 may include a tilt sensor, detects the gradient of the road on which the trolley runs, and provides the controller 120 with information about the tilt.

제어기(120)는 경사로의 내리막길을 인지하여 운전자의 가속 의지가 없는 상황에서 차량이 적정속도를 유지하도록 인라인, 인휠, 엔진과 직렬 방식으로 적용되는 모터(180)의 회생제동토크를 제어함으로써 유압제동의 효과를 구현하여 차량이 적정속도를 초과하지 않도록 한다.The controller 120 recognizes the downhill path of the ramp and controls the regenerative braking torque of the motor 180 applied in series with the in-line, in-wheel, and engine so that the vehicle maintains the proper speed in the absence of acceleration of the driver, Implement the braking effect so that the vehicle does not exceed the proper speed.

상기 제어기(120)는 주행 차속, 가속페달, 브레이크 페달의 상태를 판단하여 경사로의 내리막길 주행여부와 경사도를 추정하고, 운전자의 가속 의지인 요구 구동력과 요구 가속도를 추정하여 내리막길 주행에서 가속의지가 없거나 요구 가속도를 현재의 가속도가 초과하여 차량의 가속으로 판단되면 내리막길의 경사도에 따른 적정 속도값을 산출하여 현재속도와 비교하고, 차량의 감속을 위한 회생제동 토크값을 산출하여 운전자의 제동 개입이 없어도 모터(180)의 회생제동토크를 제어하여 감속을 제공함으로써 차량을 적정 속도로 유지한다.The controller 120 estimates the inclination of the ramp on the basis of the state of the traveling vehicle speed, the accelerator pedal, and the brake pedal, estimates the driving force demanded by the driver and the demanded acceleration, If the vehicle acceleration is judged to be acceleration due to the acceleration exceeding the present acceleration, the appropriate speed value is calculated according to the inclination of the downward road, and the calculated speed is compared with the current speed. The regenerative braking torque value for deceleration of the vehicle is calculated, The regenerative braking torque of the motor 180 is controlled without interruption to provide the deceleration to maintain the vehicle at an appropriate speed.

제어기(120)는 상기 운전정보검출부(110)에서 제공되는 가속페달의 변위, 주행 차속, 변속단, 엔진회전수를 설정된 엔진 토크 맵에 적용하여 운전자가 요구하는 구동력을 산출하고, 산출된 운전자의 요구 구동력을 가속도 값으로 변환하여 운전자가 요구하는 가속도를 산출한다.The controller 120 applies the displacement of the accelerator pedal, the running vehicle speed, the speed change stage, and the engine speed provided by the operation information detecting unit 110 to the set engine torque map to calculate the driving force required by the driver, The required driving force is converted into the acceleration value to calculate the acceleration required by the driver.

상기 제어기(120)는 상기에서 산출된 운전자의 요구 가속도와 현재의 가속도를 비교하여 설정된 일정값 이상의 편차가 발생되고 있는지 판단한다.The controller 120 compares the calculated acceleration demanded by the driver with the current acceleration, and determines whether a deviation of more than a predetermined value is generated.

상기 제어기(120)는 운전자의 요구 가속도와 현재 가속도의 비교에서 설정된 일정값 이상의 편차가 발생되면 경사도(구배로)의 운전조건으로 판정하여 경사도(구배도)를 검출한다.The controller 120 determines an inclination degree (gradation) by determining the operation condition of the gradient (gradient) when a deviation of more than a predetermined value is generated in the comparison between the acceleration requested by the driver and the current acceleration.

상기 제어기(120)의 경사도 검출은 경사각센서인 경사도검출부(115)를 통해 검출하거나 차속 및 토크조건을 계산하여 판정할 수 있다.The inclination detection of the controller 120 can be detected through the inclination detector 115, which is an inclination sensor, or by calculating the vehicle speed and torque conditions.

상기 제어기(120)는 경사도가 판정되면 내리막길의 주행인지를 판정하고, 내리막길의 주행이면 경사도의 기울기에 따른 요구 구동력을 재산출한다.The controller 120 determines whether the vehicle is traveling on a downhill road when the degree of inclination is determined, and recalculates the required driving force according to the gradient of the degree of inclination when traveling downhill.

즉, 운전자의 요구 구동력과 부합되는 경사도의 기울기에 따른 구동력을 재산출한다.That is, the driving force corresponding to the inclination of the inclination corresponding to the driver's driving force is re-calculated.

그리고, 상기 제어기(120)는 재산출된 경사도의 기울기에 따른 구동력에 따라 차량의 필요 감속도를 산출한 다음 모터(180)의 회생제동토크를 산출한다.Then, the controller 120 calculates the required deceleration of the vehicle in accordance with the re-calculated driving force according to the inclination of the inclination, and then calculates the regenerative braking torque of the motor 180. [

이후, 인버터(130)를 통해 모터(180)를 산출된 회생제동토크로 제어하여 경사로의 내리막길 주행에서 유압 제동력을 발생시키지 않는 상태에서 감속을 제공함으로써, 최적의 속도를 유지하는 상태의 주행을 제공한다.Thereafter, the motor 180 is controlled via the inverter 130 to the calculated regenerative braking torque to provide the deceleration in a state in which the hydraulic braking force is not generated in the downhill running of the ramp, to provide.

상기 제어기(120)는 모터(180)를 회생제동토크로 제어함으로써 발생되는 발전 전압으로 배터리(140)에 충전전압으로 공급하여 배터리(140) 충전을 제공한다.The controller 120 supplies a charging voltage to the battery 140 as a generated voltage generated by controlling the motor 180 with a regenerative braking torque to charge the battery 140.

상기 제어기(120)는 배터리관리기(150)에서 제공되는 배터리(140)의 충전상태(State Of Charge ; SOC)에 따라 회생제동토크를 능동적으로 제어하여 내리막길 주행에서 차량의 주행속도를 적정하게 유지할 수 있다.The controller 120 actively controls the regenerative braking torque according to the state of charge (SOC) of the battery 140 provided in the battery manager 150 to properly maintain the traveling speed of the vehicle on the downhill traveling .

인버터(130)는 제어기(130)의 제어에 따라 배터리(140)에서 공급되는 직류 고전압을 3상 교류전압으로 변환시켜 모터(180)에 구동전압으로 공급한다.The inverter 130 converts the DC high voltage supplied from the battery 140 into a three-phase AC voltage under the control of the controller 130, and supplies the three-phase AC voltage to the motor 180 as a driving voltage.

상기 인버터(130)는 제어기(130)의 제어에 따라 모터(180)의 회생제동토크를 조절하여 경사로의 내리막길 주행에서 차량의 속도를 적정하게 유지하여 준다.The inverter 130 adjusts the regenerative braking torque of the motor 180 under the control of the controller 130 to properly maintain the speed of the vehicle on the downhill running of the ramp.

상기 인버터(130)는 모터(180)를 회생제동토크로 제어하는 과정에서 발생되는 발전 전압을 회수하여 배터리(140)에 충전전압으로 공급한다. The inverter 130 recovers the power generation voltage generated in the process of controlling the motor 180 to regenerative braking torque and supplies the generated voltage to the battery 140 as a charging voltage.

상기 인버터(130)는 복수개의 전력 스위칭 소자로 구성되며, 전력 스위칭 소자는 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor), MOSFET, 트랜지스터 중 어느 하나로 구성될 수 있다.The inverter 130 may include a plurality of power switching elements, and the power switching element may be any one of an insulated gate bipolar transistor (IGBT), a MOSFET, and a transistor.

배터리(140)는 다수개의 단위 셀로 이루어지며, 모터(180)에 구동전압을 제공하기 위한 고전압, 예를 들어 직류 350V 내지 450V의 전압이 저장된다.The battery 140 is composed of a plurality of unit cells, and a high voltage for providing a driving voltage to the motor 180, for example, a DC voltage of 350 V to 450 V, is stored.

배터리 관리기(150)는 배터리(140)의 작동 영역내에서 각 셀들의 전류, 전압, 온도 등을 검출하여 SOC를 관리하며, 배터리(140)의 충방전 전압을 제어하여 한계전압 이하로 과방전되거나 한계전압 이상으로 과충전되어 수명이 단축되는 것을 방지한다.The battery manager 150 manages the SOC by detecting currents, voltages, temperatures, and the like of the respective cells within the operating range of the battery 140, controls the charge / discharge voltage of the battery 140, It is prevented that the life time is shortened due to overcharging exceeding the threshold voltage.

상기 배터리 관리기(150)는 배터리(140)의 SOC정보를 제어기(120)에 제공하여 모터(180)의 구동 제어와 회생발전 제어가 실행될 수 있도록 한다.The battery manager 150 provides SOC information of the battery 140 to the controller 120 so that drive control of the motor 180 and regenerative power generation control can be performed.

엔진(160)은 제어기(120)의 제어에 의해 엔진의 시동 온/오프와 출력이 제어되며, 미도시된 ETC(Electric Throttle Control)를 통해 흡입 공기량이 조정된다.The engine 160 is controlled by the controller 120 to turn on and off the engine, and the output of the engine 160 is controlled. The amount of intake air is adjusted through ETC (Electric Throttle Control) not shown.

HSG(170)는 제1모터/제너레이터로, 제어기(120)의 제어에 따라 모터(전동기)로 동작되어 엔진(160)의 시동 온을 실행하고, 엔진(160)이 시동 온 유지하는 상태에서 제너레이터(발전기)로 동작되어 발전 전압을 인버터(130)를 통해 배터리(140)에 충전 전압으로 제공한다.The HSG 170 is a first motor / generator and is operated as a motor (electric motor) under the control of the controller 120 to execute startup of the engine 160. In a state in which the engine 160 is kept on, (Generator) to supply the generated voltage to the battery 140 through the inverter 130 as a charging voltage.

모터(180)는 제2모터/제너레이터로, 인버터(130)에서 인가되는 3상 교류전압에 의해 모터(전동기)로 동작되어 구동토크를 발생시키고 타행 주행에서 제너레이터(발전기)로 동작되어 회생 에너지를 회수하여 배터리(140)에 공급한다.The motor 180 is a second motor / generator, which is operated by a motor (electric motor) by a three-phase AC voltage applied from an inverter 130 to generate a drive torque and is operated as a generator in another run, And supplies it to the battery 140.

엔진클러치(190)는 엔진(160)과 모터(180)의 사이에 배치되어 EV모드와 HEV모드의 절환에 따라 제어기(120)의 제어에 따라 엔진(160)과 모터(180)간의 동력을 연결하거나 차단한다.The engine clutch 190 is disposed between the engine 160 and the motor 180 and connects the power between the engine 160 and the motor 180 under the control of the controller 120 in accordance with the switching between the EV mode and the HEV mode Or shut down.

변속기(200)는 제어기(120)에서 인가되는 제어신호에 따라 결합측 마찰요소와 해방측 마찰요소가 유압에 의해 작동되어 기어비가 조절된다.In the transmission 200, the engagement-side friction element and the release-side friction element are actuated by hydraulic pressure in accordance with the control signal applied from the controller 120 so that the gear ratio is adjusted.

전술한 바와 같은 기능을 포함하여 구성되는 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 자동차의 제어절차를 설명하면 다음과 같다.A control procedure of a hybrid vehicle according to an embodiment of the present invention including the functions described above will be described as follows.

본 발명이 적용되는 하이브리드 전기자동차가 운행되면 제어기(120)는 운전정보검출부(110)로부터 자동차의 상태 조건을 판정하기 위한 가속페달의 팁인/팁 아웃에 따른 변위, 엔진회전수, 주행 차속, 브레이크 페달의 상태, 변속단 위치 등을 포함하는 운전정보와 운행지역의 환경을 판정하기 위한 도로의 경사도(구배도)정보를 검출한다(S101).When the hybrid electric vehicle to which the present invention is applied is operated, the controller 120 calculates the displacement of the accelerator pedal based on the tip / tip-out of the accelerator pedal for determining the condition of the vehicle from the operation information detector 110, the engine speed, (Gradient) information for determining the driving information including the state of the pedal, the position of the shift position and the like and the environment of the driving area (S101).

상기 제어기(120)는 S101에서 검출된 가속페달의 변위, 엔진회전수, 주행 차속, 변속단을 설정된 엔진 토크 맵에 적용하여 운전자가 요구하는 구동력을 산출한다(S102).The controller 120 calculates the driving force required by the driver by applying the displacement of the accelerator pedal detected in S101, the engine speed, the running vehicle speed, and the speed change stage to the set engine torque map (S102).

그리고, 상기 제어기(120)는 S102에서 산출된 운전자의 요구 구동력을 가속도 값으로 변환하여 운전자가 요구하는 가속도를 산출한다(S103).Then, the controller 120 converts the driving force demand of the driver calculated in S102 into an acceleration value, and calculates an acceleration required by the driver (S103).

상기 제어기(120)는 상기 S103에서 산출된 운전자의 요구 가속도와 현재의 가속도를 비교하여(S104) 설정된 일정값 이상의 편차가 발생되고 있는지 판단한다(S105).The controller 120 compares the driver's required acceleration calculated in step S103 with the current acceleration (S104), and determines whether a deviation of more than a predetermined value is generated (S105).

상기 제어기(120)는 S105에서 운전자의 요구 가속도와 현재 가속도의 편차가 설정된 일정값 이상으로 판단되면 경사로(구배로)의 주행으로 판정하고(S106), 내리막길의 주행인지를 판단하며 도로의 경사도(구배도)를 검출한다(S107).If it is determined that the deviation between the driver's required acceleration and the current acceleration is equal to or greater than the set constant value in step S105, the controller 120 determines that the vehicle is traveling on a ramp (gradient) (S106), determines whether the vehicle is traveling on a downhill road, (Gradient) (S107).

상기 제어기(120)의 S107에서 경사도 검출은 경사각센서인 경사도검출부(115)를 통해 검출하거나 차속 및 토크조건을 계산하여 판정할 수 있다.In step S107 of the controller 120, the inclination detection may be detected through the inclination detection unit 115, which is an inclination sensor, or may be determined by calculating the vehicle speed and torque conditions.

상기 제어기(120)는 S107에서 내리막길 주행의 경사도(기울기)가 산출되면 경사도 기울기에 따른 운전자의 요구 구동력을 재산출한다(S108).The controller 120 recalculates the driving force demanded by the driver according to the inclination of the slope (S108) when the inclination (slope) of the downhill running is calculated in step S107.

즉, 운전자의 요구 구동력과 부합되는 경사도 기울기에 따른 구동력을 재산출한다.That is, the driving force according to the gradient of the inclination corresponding to the driving force demanded by the driver is recalculated.

그리고, 상기 제어기(120)는 재산출된 경사도 기울기에 따른 구동력에 따라서 차량의 필요 감속도를 산출하고(S109), 필요 감속도에 따른 모터(180)의 회생제동토크를 산출한다(110).Then, the controller 120 calculates the required deceleration of the vehicle in accordance with the driving force according to the re-calculated inclination gradient (S109), and calculates the regenerative braking torque of the motor 180 according to the required deceleration (110).

이후, 상기 제어기(120)는 인버터(130)를 통해 모터(180)를 산출된 회생제동토크로 제어하여 경사로 내리막길 주행에서 운전자의 개입이 없으며, 유압 제동력을 발생시키지 않는 상태에서 감속을 제공함으로써, 최적의 속도를 유지하는 상태의 주행을 제공한다(S111).Thereafter, the controller 120 controls the motor 180 to the calculated regenerative braking torque through the inverter 130 to provide the deceleration in a state in which the driver does not intervene in the downhill traveling on the ramp, and does not generate the hydraulic braking force , And provides driving in a state of maintaining the optimum speed (S111).

상기 제어기(120)는 모터(180)를 회생제동토크로 제어함으로써 발생되는 발전 전압으로 배터리(140)에 충전전압으로 공급하여 배터리(140) 충전을 제공한다.The controller 120 supplies a charging voltage to the battery 140 as a generated voltage generated by controlling the motor 180 with a regenerative braking torque to charge the battery 140.

상기 제어기(120)는 배터리관리기(150)에서 제공되는 배터리(140)의 충전상태(State Of Charge ; SOC)에 따라 회생제동토크를 능동적으로 제어하여 내리막길 주행에서 차량의 주행속도를 적정하게 유지할 수 있다.The controller 120 actively controls the regenerative braking torque according to the state of charge (SOC) of the battery 140 provided in the battery manager 150 to properly maintain the traveling speed of the vehicle on the downhill traveling .

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. It will be understood that various modifications and changes may be made without departing from the scope of the appended claims.

110 : 운전정보검출부 120 : 제어기
130 : 인버터 150 : 배터리 관리기
160 : 엔진 180 : 모터
200 : 변속기110: operation information detecting unit 120:
130: inverter 150: battery manager
160: engine 180: motor
200: Transmission

Claims (10)

엔진과 모터를 포함하는 하이브리드 전기자동차에 있어서,
운전정보와 운행지역의 환경정보를 검출하는 운전정보검출부;
배터리의 SOC를 관리하는 배터리관리기;
운전정보와 배터리의 SOC에 따라 엔진과 모터를 제어하는 제어기;
를 포함하고,
상기 제어기는 운전자의 가속 의지가 없거나 운전자의 요구 가속도를 현재의 가속도가 초과하는 상황에서 경사로 내리막길 주행이 인지되면 모터의 회생제동토크를 제어하여 주행 속도를 감속시켜 유압제동의 효과를 구현하며,
가속페달의 변위, 주행 차속, 변속단, 엔진회전수를 엔진 토크 맵에 적용하여 요구 구동력을 산출하고, 요구 구동력을 가속도 값으로 변환하여 요구 가속도를 산출하며, 요구 가속도와 현재의 가속도를 비교하여 경사로(구배로)의 주행과 경사도(구배도)를 검출하되, 상기 내리막길 주행이면 운전자의 요구 구동력과 부합되는 경사도의 기울기에 따른 구동력을 재산출하고, 재산출된 상기 구동력에 따른 차량의 필요 감속도를 산출한 후 그 감속을 위한 회생제동토크를 산출하여 상기 모터의 회생제동토크를 제어하는 하이브리드 전기자동차의 제어장치.In a hybrid electric vehicle including an engine and a motor,
An operation information detector for detecting operation information and environmental information of the operation area;
A battery manager for managing the SOC of the battery;
A controller for controlling the engine and the motor according to the operation information and the SOC of the battery;
Lt; / RTI >
Wherein the controller controls the regenerative braking torque of the motor when the downhill running of the vehicle is detected in the absence of the driver's acceleration intention or the driver's required acceleration exceeds the current acceleration to implement the effect of hydraulic braking by decelerating the running speed,
The required driving force is calculated by applying the displacement of the accelerator pedal, the running vehicle speed, the speed change stage, and the engine speed to the engine torque map, the required driving force is converted into the acceleration value to calculate the required acceleration, And calculating a driving force corresponding to a slope of the inclination corresponding to the driving force demanded by the driver if the vehicle is traveling downhill, and calculating a driving force required for the vehicle according to the recalculated driving force Calculates a deceleration, calculates a regenerative braking torque for the deceleration, and controls a regenerative braking torque of the motor. 제1항에 있어서,
상기 제어기는 주행 차속, 가속페달, 브레이크 페달의 상태로부터 경사로의 내리막길 주행과 경사도를 추정하고, 가속 의지인 요구 구동력과 요구 가속도를 추정하여 내리막길 주행에서 가속의지가 없거나 요구 가속도를 현재의 가속도가 초과하면 내리막길 경사도에 따른 속도값을 산출한 다음 감속을 위한 회생제동 토크값을 산출하여 운전자의 제동 개입이 없어도 모터의 회생제동토크 제어로 감속을 제공하는 하이브리드 전기자동차의 제어장치.The method according to claim 1,
The controller estimates a downhill running and an inclination of the ramp from the state of the running vehicle speed, the accelerator pedal and the brake pedal, and estimates the required driving force and the required acceleration as the acceleration will to determine whether there is no acceleration in the downhill running, The control unit calculates the speed value corresponding to the descending road inclination and then calculates the regenerative braking torque value for deceleration so as to provide the deceleration with the regenerative braking torque control of the motor without the driver's braking intervention. 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 제어기는 모터의 회생제동토크로 발생되는 발전 전압으로 배터리에 충전전압으로 공급하여 배터리 충전을 제공하는 하이브리드 전기자동차의 제어장치.The method according to claim 1,
Wherein the controller supplies a charging voltage to the battery as a generating voltage generated by a regenerative braking torque of the motor to provide charging of the battery. 제1항에 있어서,
상기 제어기는 배터리의 충전상태에 따라 회생제동토크를 능동적으로 제어하여 내리막길 주행에서 주행속도를 유지하는 하이브리드 전기자동차의 제어장치.The method according to claim 1,
Wherein the controller controls the regenerative braking torque in accordance with the state of charge of the battery to maintain the running speed on downhill traveling. 운전정보를 엔진 토크 맵에 적용하여 요구 구동력을 산출하고, 요구 구동력을 가속도 값으로 변환하여 요구 가속도를 산출하는 과정;
요구 가속도와 현재의 가속도를 비교하여 설정값이 이상의 편차가 검출되면 경사로(구배로)의 주행으로 판정하는 과정;
경사로의 경사도(구배도)와 내리막길 주행을 판정하고, 경사도 기울기에 따른 요구 구동력을 재산출하여 필요 감속도를 산출하는 과정;
필요 감속도에 따라 회생제동토크를 산출하여 모터의 회생제동토크를 제어하는 과정을 포함하되,
모터의 회생제동토크를 제어하는 과정은, 운전자의 요구 구동력과 부합되는 경사도의 기울기에 따른 구동력을 재산출하고, 재산출된 상기 구동력에 따른 차량의 필요 감속도를 산출한 후 그 감속을 위한 회생제동토크를 산출하여 상기 모터의 회생제동토크를 제어하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 전기자동차의 제어방법.Calculating required driving force by applying the driving information to the engine torque map, and converting the driving force demand into an acceleration value to calculate required acceleration;
Comparing the required acceleration with the current acceleration, and judging that the vehicle is traveling in a ramp (gradient) when a deviation of the set value is detected;
Calculating a required deceleration by re-calculating a required driving force in accordance with a gradient of the gradient and determining an inclination (gradation) and a descending gradient of the gradient;
And controlling the regenerative braking torque of the motor by calculating the regenerative braking torque according to the required deceleration,
The step of controlling the regenerative braking torque of the motor includes re-calculating the driving force corresponding to the inclination of the inclination corresponding to the driving force demanded by the driver, calculating the necessary deceleration of the vehicle according to the recalculated driving force, And the braking torque is calculated to control the regenerative braking torque of the motor. 제6항에 있어서,
상기 모터의 회생제동토크는 운전자의 개입 없이 실행되어 유압 제동의 감속 효과를 제공하는 하이브리드 전기자동차의 제어방법.The method according to claim 6,
Wherein the regenerative braking torque of the motor is executed without the intervention of a driver to provide a deceleration effect of hydraulic braking. 제6항에 있어서,
상기 모터의 회생제동토크로 발생되는 발전 전압으로 배터리에 충전전압으로 공급하는 하이브리드 전기자동차의 제어방법.The method according to claim 6,
And supplies the generated voltage to the battery as a charging voltage, the generated voltage being generated by the regenerative braking torque of the motor. 제6항에 있어서,
상기 모터의 회생제동토크는 배터리의 충전상태에 따라 가변되어 내리막길 주행에서 감속 주행을 제공하는 하이브리드 전기자동차의 제어방법.The method according to claim 6,
Wherein the regenerative braking torque of the motor is variable depending on a state of charge of the battery to provide a deceleration running on a downhill running. 엔진과 모터를 포함하는 하이브리드 전기자동차에 있어서,
운전정보와 운행지역의 환경정보를 검출하는 운전정보검출부;
배터리의 SOC를 관리하는 배터리관리기;
배터리의 전압을 3상 교류전압으로 변환시켜 모터를 구동시키고, 모터의 회생제동으로 발전되는 전압을 배터리에 충전 전압으로 공급하는 인버터;
운전정보와 배터리의 SOC에 따라 엔진과 모터를 제어하는 제어유닛;
을 포함하며,
상기 제어유닛은 설정된 프로그램에 따라 동작되어 상기 제6항 내지 제9항 중 어느 하나의 방법을 실행하여 내리막길 운행에서 운전자 개입 없이 모터의 회생제동토크를 제어하여 유압 제동의 감속 효과를 제공하는 하이브리드 전기자동차의 제어장치.In a hybrid electric vehicle including an engine and a motor,
An operation information detector for detecting operation information and environmental information of the operation area;
A battery manager for managing the SOC of the battery;
An inverter for converting the voltage of the battery into a three-phase AC voltage to drive the motor and supplying a voltage generated by regenerative braking of the motor to the battery as a charging voltage;
A control unit for controlling the engine and the motor according to the operation information and the SOC of the battery;
/ RTI >
Wherein the control unit is operated in accordance with the set program to execute the method of any one of claims 6 to 9 to control the regenerative braking torque of the motor without intervention of a driver in downhill driving to provide a deceleration effect of hydraulic braking Control devices for electric vehicles.
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