KR101826674B1 - Reserve torque securing method for vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 차량에서 리저브 토크를 확보하는 방법에 관한 것으로서, 좀더 상세하게는 엔진과 발전 기계요소의 유기적인 협조 제어를 통해 안정적이며 효율적으로 리저브 토크를 확보할 수 있는 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
기존에 하나의 엔진을 단일 동력원으로 하는 일반적인 차량의 경우, 아이들 상태에서의 토크 증감 요구에 빠르게 반응하는 방법으로 엔진의 점화시기 제어를 사용해왔다.In a conventional vehicle having a single engine as a single power source, the ignition timing control of the engine has been used as a method of quickly responding to the increase / decrease of the torque in the idle state.
엔진이 아이들 상태(운전자의 의지가 없는 상태)인 경우에는, 보기류(에어컨, 알터네이터 등)의 부하 증가 등에 따른 신속한 토크 증대 요구에 대응하기 위하여 엔진의 점화시기를 일정 각도 이상 미리 지각하여 제어하는 가운데 토크 증대 요구가 발생하면 점화시기 진각을 수행함으로써 빠른 토크 증대가 가능하도록 하였다. 이를 일반적으로 점화시기 지각을 이용한 리저브 토크(reserve torque) 확보라고 한다{도 3의 (a) 참조}.In the case where the engine is in an idle state (state in which the driver does not have a will), the ignition timing of the engine is previously perceived by a predetermined angle or more in order to cope with a request for a rapid increase in torque due to an increase in load of an air flow (air conditioner, When the middle torque increase request is made, the ignition timing advancing is performed so that the torque can be increased rapidly. This is generally referred to as securing a reserve torque using an ignition timing retard (see Fig. 3 (a)).
이러한 리저브 토크는 엔진의 운전상태를 안정되게 유지하는 동시에 빠른 토크 증대 요구에 대응할 수 있다는 장점이 있지만, 리저브 토크 확보를 위한 인위적인 점화시기 지각은 엔진의 점화효율 저하로 인한 엔진의 효율 감소를 동반한다.Such reserve torque is advantageous in that it can respond to a demand for a fast torque increase while stably maintaining the operating state of the engine. However, an artificial ignition timing retardance for ensuring a reserve torque is accompanied by a decrease in the efficiency of the engine due to a decrease in the ignition efficiency of the engine .
한편, 엔진과 모터를 모두 구비한 하이브리드 시스템의 경우, 토크 증대 요구 발생시 모터의 토크를 이용할 수 있다는 이점이 있다. 그렇지만 모터의 출력과 배터리의 용량이 제한적이어서 모터의 구동으로 충분한 리저브 토크를 확보하기 어려운 마이크로/마일드 하이브리드 시스템에서는 모터에 의해 리저브 토크를 확보함에 있어 엔진과의 협조제어가 더욱 필요하다.On the other hand, in the case of a hybrid system having both an engine and a motor, there is an advantage that torque of the motor can be used when a torque increase request is generated. However, in the micro / mild hybrid system, in which the output of the motor and the capacity of the battery are limited, it is difficult to secure a sufficient reserve torque by driving the motor. Therefore, cooperative control with the engine is further required in order to secure the reserve torque by the motor.
따라서, 엔진을 단일 동력으로 하는 일반 차량은 물론 하이브리드 차량을 포함하여 아이들 상태에서의 연비 손해를 최소화하면서 효율적으로 리저브 토크를 확보할 수 있는 제어 로직에 대한 개발이 필요하다.Therefore, there is a need to develop control logic that can efficiently maintain the reserve torque while minimizing fuel consumption loss in the idle state including a hybrid vehicle as well as a general vehicle having the engine as a single power source.
본 발명은 엔진과 발전 기계요소의 유기적인 협조 제어를 통해 안정적이며 효율적으로 리저브 토크를 확보할 수 있는 방법을 제공하는 것에 그 목적이 있다.It is an object of the present invention to provide a method for ensuring a stable and efficient reserve torque through an organic cooperative control of an engine and a generator element.
본 발명에 따른 차량에서의 리저브 토크 확보 방법은, 차량이 아이들 상태인지 판단하는 단계;와, 차량이 아이들 상태인 경우 필요 리저브 토크를 계산하는 단계;와, 배터리의 충전상태를 판단하는 단계; 및 상기 배터리의 충전이 필요하다고 판단되면 상기 필요 리저브 토크만큼 발전 기계요소에 발전 토크를 인가하는 한편 엔진의 점화시기는 진각시켜 상기 필요 리저브 토크를 확보하는 제1 전략을 수행하는 단계;를 포함한다.A method for securing a reserve torque in a vehicle according to the present invention includes the steps of: determining whether the vehicle is in an idle state; calculating a required reserve torque when the vehicle is in an idle state; And performing a first strategy of applying a power generation torque to the power generation machine element by the required reserve torque and advancing an ignition timing of the engine to secure the required reserve torque when it is determined that charging of the battery is necessary .
본 발명의 실시형태에 따라서, 상기 발전 기계요소는 일반 차량에서의 알터네이터이거나, 또는 하이브리드 차량의 모터일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the power generating machine element may be an alternator in a general vehicle or a motor of a hybrid vehicle.
그리고, 상기 제1 전략에 따라 리저브 토크를 확보하고 있는 중에 운전자의 의지에 의한 것이 아닌 요구 토크가 발생하였을 경우, 상기 엔진의 점화시기는 진각 상태를 유지하면서 상기 발전 기계요소의 발전 토크를 발생한 요구 토크만큼 감소시키게 된다.When the required torque, which is not caused by the driver's will, is generated while securing the reserve torque according to the first strategy, the ignition timing of the engine is maintained at the advancing state while the generation torque of the power generation machine element is generated Torque.
여기서, 상기 발전 기계요소는 알터네이터인데, 상기 배터리의 충전이 필요 없다고 판단되면 점화시기 지각을 통해 리저브 토크를 확보한다.Here, the generator element is an alternator. When it is determined that the battery is not required to be charged, a reserve torque is secured through an ignition timing retard.
한편, 상기 발전 기계요소가 하이브리드 차량의 모터일 때에는, 상기 배터리의 충전이 필요 없다고 판단된 경우 상기 모터가 확보할 수 있는 리저브 토크에 대응하는 만큼 상기 엔진에 공급되는 공기량을 감소시켜 상기 필요 리저브 토크를 확보하는 제2 전략을 수행하는 단계를 더 포함할 수 있다.On the other hand, when the generator element is a motor of a hybrid vehicle, when it is determined that the battery is not required to be charged, the amount of air supplied to the engine is reduced corresponding to the reserve torque that the motor can reserve, And a second strategy for securing the second strategy.
그리고, 상기 제2 전략에서, 상기 모터가 확보할 수 있는 리저브 토크가 상기 필요 리저브 토크에 미달하는 경우, 상기 엔진에 공급되는 공기량을 증가시키고 엔진의 점화시기를 지각시켜 추가적으로 리저브 토크를 확보하는 것도 가능하다.In the second strategy, when the reserve torque that can be secured by the motor is less than the required reserve torque, the amount of air supplied to the engine is increased and the ignition timing of the engine is delayed to secure additional reserve torque It is possible.
이러한 제2 전략을 따르고 있을 때, 운전자의 의지에 의한 것이 아닌 요구 토크가 발생하였을 경우 상기 모터는 상기 요구 토크만큼의 리저브 토크를 소모하게 된다.When following the second strategy, when the required torque is generated not by the driver's will, the motor consumes the reserve torque equivalent to the required torque.
이때, 상기 제2 전략에서 엔진의 점화시기 지각을 통해 리저브 토크의 일부를 확보하였을 때 운전자의 의지에 의한 것이 아닌 요구 토크가 발생하였을 경우, 우선적으로 점화시기 진각을 통해 요구 토크에 대응하고, 점화시기 진각을 통해 발생한 토크가 요구 토크에 미치지 못한다면 그 다음으로는 모터를 통해 상기 요구 토크에 대응할 수 있다.In this case, when the required torque, which is not caused by the driver's will, is generated when securing a part of the reserve torque through the ignition timing retarding of the engine in the second strategy, the required torque is firstly corresponding to the required torque through the advancement timing of the ignition timing, If the torque generated through the time advancing can not reach the required torque, then it can correspond to the required torque through the motor.
그리고, 상기 제2 전략에서, 상기 모터가 상기 요구 토크만큼의 리저브 토크를 소모한 이후에는 상기 엔진에 공급되는 공기량을 증가시켜 상기 엔진의 출력 토크를 증가시키는 한편 이에 대응하여 상기 모터가 부담하였던 요구 토크를 감소시키게 된다.In the second strategy, after the motor consumes the reserve torque corresponding to the required torque, the amount of air supplied to the engine is increased to increase the output torque of the engine, while corresponding to the request Thereby reducing the torque.
한편, 상기 제1 전략 또는 제2 전략에 따라 필요 리저브 토크가 확보된 상태에서 운전자의 의지에 의한 요구 토크가 발생하였을 경우에는, 상기 확보된 리저브 토크를 소모하고, 상기 확보된 리저브 토크가 부족하면 상기 엔진, 또는 상기 엔진 및 모터의 출력 토크를 증가시키게 된다.On the other hand, when the required torque due to the driver's will is generated in the state where the necessary reserve torque is secured according to the first strategy or the second strategy, the secured reserve torque is consumed, and when the secured reserve torque is insufficient The output torque of the engine or the engine and the motor is increased.
그리고, 상기 필요 리저브 토크의 계산에는 경사로에서 출발할 때 필요한 토크, 냉각수온의 상승에 의해 작동하는 냉각팬의 구동에 필요한 토크, 에어컨을 작동시켰을 때 필요한 토크가 포함될 수 있다.The calculation of the required reserve torque may include a torque required for starting from the ramp, a torque required for driving the cooling fan to operate by raising the cooling water temperature, and a torque required when the air conditioner is operated.
상기와 같은 구성을 가진 본 발명의 리저브 토크 확보 방법은 엔진과 발전 기계요소 사이의 유기적인 리저브 토크 분담을 통해 요구 토크 발생시 확보하고 있는 리저브 토크를 신속하게 제공하는 것이 가능해진다.According to the reserve torque securing method of the present invention having the above-described configuration, it is possible to quickly provide the reserve torque secured when a required torque is generated through the organic reserve torque sharing between the engine and the generator element.
특히, 본 발명의 리저브 토크 확보 방법을 모터의 동력 분담율이 작은 하이브리드 차량에 적용하더라도 배터리의 충전상태를 고려한 두 가지 전략에 의해 안정적으로 모터의 (+) 또는 (-) 토크를 리저브 토크로 활용하는 것이 가능해진다.Particularly, even if the reserve torque securing method of the present invention is applied to a hybrid vehicle having a small power sharing ratio, the (+) or (-) torque of the motor is reliably utilized as a reserve torque Lt; / RTI >
나아가 모터의 동력 분담율이 작은 하이브리드 차량의 경우에는 본 발명의 리저브 토크 확보 방법을 통해 아이들 시에 배터리를 충전하면서 리저브 토크를 확보할 수 있는데, 배터리의 충전상태를 개선함으로써 모터의 토크 보조가 필요한 상황, 예를 들면 언덕길에서의 출발이나 정차 후 가속 등의 상황에서 모터의 토크 보조를 적극 활용할 수 있는 빈도가 높아지고, 이를 통해 하이브리드 차량의 전체적인 주행 효율을 향상시킬 수 있다.Furthermore, in the case of a hybrid vehicle having a small power sharing ratio of the motor, the reserve torque can be ensured while charging the battery during idling through the method of securing the reserve torque of the present invention. , For example, the torque assist of the motor can be utilized more frequently in a situation such as a start or an acceleration after a stop on a hill, thereby improving the overall driving efficiency of the hybrid vehicle.
또한, 발전 기계요소의 발전 토크를 리저브 토크로 활용함에 따라 그만큼 부담이 줄어든 엔진에 대해서는 공기량과 점화시기를 유기적으로 제어함으로써 엔진의 아이들 연비를 향상시킬 수 있게 된다.Further, since the power generation torque of the power generating machine element is utilized as the reserve torque, the fuel consumption of the engine can be improved by organically controlling the amount of air and the ignition timing for the engine having a reduced burden.
도 1은 하이브리드 차량의 동력계통을 간략히 도시한 도면.
도 2는 본 발명에 따른 하이브리드 차량에서의 리저브 토크 확보 방법에 대한 순서도.
도 3은 종래의 점화시기 지각을 이용한 리저브 토크 확보 방법과 본 발명의 리저브 토크 확보 방법을 도식적으로 비교하는 도면.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is a view schematically showing a power system of a hybrid vehicle. Fig.
2 is a flowchart of a method for securing a reserve torque in a hybrid vehicle according to the present invention.
3 is a diagram schematically comparing a reserve torque securing method using a conventional ignition timing retard angle and a reserve torque securing method of the present invention.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시형태에 대하여 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명의 실시형태를 설명함에 있어서 당업자라면 자명하게 이해할 수 있는 공지의 구성에 대한 설명은 본 발명의 요지를 흐리지 않도록 생략될 것이다. 또한 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 부여할 것이며, 도면을 참조할 때에는 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등이 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있음을 고려하여야 한다.In describing the embodiments of the present invention, a description of well-known structures that can be easily understood by those skilled in the art will be omitted so as not to obscure the gist of the present invention. In the drawings, like reference numerals refer to like elements throughout. The same elements will be denoted by the same reference numerals even though they are shown in different drawings. Referring to the drawings, The size of the elements, etc., may be exaggerated for clarity and convenience of explanation.
그리고, 본 발명의 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 개재되면서 간접적으로 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고도 이해되어야 할 것이다.In describing the components of the embodiment of the present invention, terms such as first, second, A, B, (a), and (b) may be used. These terms are intended to distinguish the constituent elements from other constituent elements, and the terms do not limit the nature, order or order of the constituent elements. When a component is described as being "connected", "coupled", or "connected" to another component, the component may be directly connected or connected to the other component, Quot; coupled "or" connected "indirectly while intervening in the context of the present invention.
도 1은 본 발명에 따른 리저브 토크 확보 방법이 적용되는 차량의 동력계통을 간략히 도시한 도면이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a view briefly showing a power system of a vehicle to which a reserve torque securing method according to the present invention is applied.
도시된 바와 같이, 엔진(1)의 출력축(2)은 클러치(3)를 통해 변속기(4)와의 동력 연결이 제어된다. 또한, 엔진(1)의 출력축(2)에는 발전 기계요소(5)가 직결된다.As shown in the figure, the
발전 기계요소(5)는 엔진(1)으로부터 전달받은 기계적 동력을 전기 에너지로 변환시키는 기계요소를 통칭하는 것이다. 엔진을 단일동력으로 하는 일반적인 차량에 있어서는 알터네이터가 발전 기계요소(5)에 해당하며, 엔진과 모터를 모두 구비한 하이브리드 차량에서는 모터가 발전 기계요소(5)에 대응한다.The power
다만, 알터네이터는 엔진(1)의 출력축(2)에 발전 토크로서 (-) 토크만을 작용할 수 있지만, 모터는 엔진(1)의 출력 토크에 대해 (+) 또는 (-) 토크로 작용할 수 있다는 점에 차이가 있다. 여기서, (+) 토크는 엔진(1)의 출력 토크를 증가시키는 토크를 의미하고, (-) 토크는 발전 토크로서 배터리를 충전하기 위하여 발전 기계요소(5)가 발전을 하는 경우에 작용한다.It should be noted that the alternator can act only as a negative torque on the
그렇지만, 알터네이터와 모터는 발전기로 작용하여 엔진(1)의 출력 토크에 (-) 토크인 발전 토크를 작용할 수 있다는 점에서는 기능이 공통되며, 이러한 점에서 리저브 토크를 확보하기 위한 동일한 전략을 적용하는 것이 가능하다.However, since the alternator and the motor function as generators, the functions are common in that they can act on the output torque of the
그리고, 도 1에는 리저브 토크를 필요로 하는 대표적인 보기류로서 라디에이터를 식히기 위한 냉각팬(6)이 함께 도시되어 있다. FIG. 1 also shows a
한편, 하이브리드 차량에는 엔진(1)과 모터의 두 가지 동력원이 구비되는데, 모터의 동력 분담율을 기준으로 할 때 하이브리드 차량은 마이크로/마일드/풀 등의 종류로 나뉘고 있다. 마이크로 시스템에서 풀 시스템으로 갈수록 모터의 동력 분담율은 커지는데, 모터의 동력 분담율이 작다는 것은 모터의 출력은 물론 배터리의 용량이 작다는 것을 의미한다.On the other hand, the hybrid vehicle is provided with two power sources, that is, the
마이크로와 마일드 하이브리드 시스템은 모터의 출력과 배터리의 용량이 상대적으로 작기 때문에 토크 증대 요구 발생시 모터의 토크를 항상 리저브 토크로 확보하는 것에 제한이 따른다. 즉, 모터의 출력이 필요 리저브 토크에 미치지 못하거나 배터리의 충전상태(SOC)에 변화가 잦음에 따라 막상 필요할 때 모터의 토크를 리저브 토크로 사용하지 못할 수 있다.Since the output of the motor and the capacity of the battery are relatively small, there is a limitation in securing the torque of the motor at a constant reserve torque when a torque increase request occurs. That is, when the output of the motor does not reach the required reserve torque or the battery state of charge (SOC) changes frequently, the torque of the motor may not be used as a reserve torque when necessary.
본 발명은 하이브리드 차량 중에서도 마이크로와 마일드 하이브리드 차량에 적용하기에 적합한 제어 로직이며, 엔진(1)과 모터를 유기적으로 활용하여 최적으로 리저브 토크를 확보할 수 있는 방법을 제공한다.The present invention is a control logic suitable for application to micro and mild hybrid vehicles among hybrid vehicles, and provides a method for optimally maintaining reserve torque by organically utilizing
본 발명에 따른 리저브 토크 확보 방법에 대한 일련의 제어 로직은 도 2의 순서도에 잘 나타나 있다.A series of control logic for the reserve torque securing method according to the present invention is well illustrated in the flowchart of FIG.
도 2를 참조하여 본 발명의 리저브 토크 확보 방법에 대해 상세히 설명한다.The reserve torque securing method of the present invention will be described in detail with reference to FIG.
가장 먼저 수행하는 단계는 차량이 아이들 상태인지 판단하는 것이다. 리저브 토크를 확보하는 것은 차량이 아이들 상태에 있을 때 운전자의 의지에 의하지 않은 필요 토크의 증대에 대응하기 위한 것이기 때문이다. 아이들 상태는 운전자의 의지가 없는 상태로 볼 수 있으므로, 엑셀 페달이 눌리지 않은 상태라면 아이들 상태로 볼 수 있다.The first step is to determine if the vehicle is idle. The reason for reserving the reserve torque is to cope with an increase in the required torque not depending on the will of the driver when the vehicle is in the idle state. Since the idle state can be seen without the driver's intention, the idle state can be seen if the pedal is not pressed.
아이들 상태에 있다고 판단되면, 그 다음으로 필요 리저브 토크를 계산한다. 필요 리저브 토크는 아이들 상태에서 운전자의 엑셀 페달 조작(운전자의 의지)과는 무관하게 갑자기 증가하더라도 이에 신속하게 대응할 수 있는 출력 토크의 여유분을 말한다. If it is determined that the vehicle is in the idle state, then the required reserve torque is calculated. The required reserve torque refers to the margin of the output torque that can quickly respond to sudden increases in the idle state irrespective of the driver's operation of the accelerator pedal (driver's will).
예를 들면, 현재 차량이 경사로에서 출발한다면 경사도에 비례하여 평지에서 출발할 때보다 더 필요한 토크, 냉각수온이 상승하고 있어 조만간 작동하게 될 냉각팬의 구동에 필요한 토크, 에어컨을 작동시켰을 때 더 필요한 토크 등을 합산하여 계산된다. 이러한 필요 리저브 토크에 포함될 항목 및 각 경우의 필요 토크는 미리 ECU 상에 입력되어 있다.For example, if the current vehicle departs from a ramp, the torque required for driving the cooling fan, which will soon become operational due to the increase in torque and cooling water temperature, which is needed more than when starting from the ground in proportion to the gradient, Torque and so on. The items to be included in the required reserve torque and the necessary torque in each case are inputted in advance on the ECU.
필요 리저브 토크가 계산되면, 배터리의 충전상태를 판단하게 된다. 이러한 충전상태의 판단과 그 판단에 따라 달라지는 리저브 토크 확보 전략에 본 발명의 특징이 있다.When the necessary reserve torque is calculated, the charging state of the battery is determined. The present invention is characterized by the determination of the charging state and the strategy of securing the reserve torque depending on the determination.
배터리의 충전상태는 어떤 임계값을 기준으로 이에 미치지 못하면 충전을 해야하고, 기준 이상이면 방전을 할 수 있는 상태로 나뉘게 된다. 이 임계값은 히스테리시스를 적용하여 충·방전이 불필요하게 반복되지 않도록 해야 하며, 또한 히스테리시스에는 배터리 성능에 영향을 미치는 여러 인자, 예를 들면 대기온도나 발전 기계요소의 충전 능력, 배터리의 충전효율(잔존 수명) 등이 고려되어야 한다.The state of charge of the battery is divided into a state in which charging is required if the threshold value does not exceed the threshold value, and a state in which the battery can be discharged if the threshold value is exceeded. This hysteresis should be applied to avoid unnecessary repetition of charging and discharging. In addition, hysteresis may be influenced by various factors affecting battery performance such as atmospheric temperature, charging capacity of generator elements, charging efficiency of battery Life remaining) should be considered.
배터리의 충전상태(SOC)를 판단한 결과 충전이 필요하다고 판단되면 리저브 토크 확보에 관한 제1 전략을 따르게 된다.As a result of determining the state of charge (SOC) of the battery, if it is determined that charging is necessary, the first strategy for securing the reserve torque is followed.
제1 전략은 도 2에 '방법 1'로 표시된 일련의 흐름으로 나타나 있는데, 우선 계산된 필요 리저브 토크만큼 발전 기계요소에 발전 토크{즉, (-) 토크}를 인가하는 한편 엔진의 점화시기는 진각시킨다. 엔진의 최종 출력 토크는 아이들 상태를 유지할 수 있는 토크이지만, 발전 기계요소가 필요 리저브 토크에 해당하는 만큼의 발전 토크를 사용하고 있는 대신 엔진이 점화시기의 진각으로 증가된 토크로 이를 상쇄하고 있는 상태이다. 즉, 제1 전략은 발전 기계요소의 발전 토크로서 필요 리저브 토크를 확보하는 것이다{도 3의 (b) 참조}. The first strategy is represented by a series of flows labeled as "
이런 상태에서, 운전자의 의지에 의한 것이 아닌 요구 토크, 예를 들면 냉각수온의 상승에 의해 냉각팬에 토크가 필요한 상황이 발생하였을 경우, 엔진의 점화시기는 진각 상태를 유지하면서 발전 기계요소의 발전 토크를 발생한 요구 토크만큼 감소시킴으로써 요구 토크 증가에 대응하게 된다.In such a state, when a situation in which torque is required to the cooling fan due to a required torque, for example, an increase in cooling water temperature, which is not caused by the driver's will occurs, the ignition timing of the engine is maintained The torque is reduced by the required torque generated to cope with the increase in the required torque.
특히, 위와 같은 제1 전략은 일반 차량에서의 알터네이터와 하이브리드 차량에서의 모터 모두에 적용할 수 있다는 점에 특징이 있으며, 발전 토크를 감소시키는 전기적 제어를 통해 확보하고 있던 리저브 토크를 소모하기 때문에 응답성이 빠르다는 장점이 있다.Particularly, the above-described first strategy is characterized in that it can be applied to both the alternator in a general vehicle and the motor in a hybrid vehicle, and consumes the reserve torque secured through electrical control for reducing the generation torque, It has the advantage of being fast.
그리고, 알터네이터가 발전 토크를 조절할 수 있는 시스템(즉, 발전 부하를 조절할 수 있는 시스템)으로 구성되어 있다면, 하이브리드 차량의 모터에서와 마찬가지로 확보해야 할 리저브 토크의 양을 상황에 맞도록 적절하게 바꾸는 것도 가능하다.And, if the alternator is composed of a system capable of adjusting the power generation torque (i.e., a system capable of regulating the power generation load), it is also possible to appropriately change the amount of reserve torque to be secured, as in the case of the hybrid vehicle, It is possible.
이와 같이 발전 기계요소의 발전 토크를 리저브 토크로 확보하는 제1 전략은 배터리의 충전 상태를 개선하는 동시에 리저브 토크를 확보할 수 있고, 나아가 종래기술과는 다르게 엔진의 점화시기를 진각시킬 수 있어 차량의 아이들 연비를 향상시킨다는 여러 이점을 얻을 수 있다.The first strategy for securing the generation torque of the generator element with the reserve torque is to improve the state of charge of the battery and to secure the reserve torque and to advance the ignition timing of the engine differently from the prior art, The advantages of improving the fuel efficiency of the children of the vehicle can be obtained.
특히, 모터의 동력 분담율이 작은 하이브리드 차량의 경우에는 제1 전략에 따라 아이들 시에 배터리를 충전하면서 리저브 토크를 확보할 수 있는데, 배터리의 충전상태를 양호하게 유지함으로써 모터의 토크 보조가 필요한 상황, 예를 들면 언덕길에서의 출발이나 정차 후 가속 등의 상황에서 모터의 토크 보조를 적극 활용할 수 있는 빈도가 높아지고, 이를 통해 하이브리드 차량의 전체적인 주행 효율을 향상시킬 수 있게 된다.Particularly, in the case of a hybrid vehicle having a small power sharing ratio of the motor, the reserve strategy can be ensured while charging the battery during idling according to the first strategy. In a situation in which torque assist of the motor is required, For example, the torque assist of the motor can be utilized more frequently in a situation such as starting from a hill or accelerating after a stop, thereby improving the overall driving efficiency of the hybrid vehicle.
만일 배터리의 충전상태(SOC)를 판단한 결과 배터리의 상태가 아주 나빠 요구 토크가 발생하더라 발전 기계요소의 발전 토크를 리저브 토크로 소모하는 것이 제한되어야 할 상황이라면, 종래기술과 같이 점화시기 지각을 이용하여 리저브 토크를 확보해야 할 것이다.If it is determined that the state of charge of the battery (SOC) is determined to be very bad and the required torque is generated, and the consumption of the generator torque of the generator element as the reserve torque should be limited, So that the reserve torque must be secured.
그리고, 발전 기계요소가 일반 차량의 알터네이터인데 배터리의 충전상태(SOC)를 판단한 결과 배터리의 상태가 매우 양호하여 충전이 필요 없다고 판단된다면 과충전을 피하기 위해 종래기술과 같이 점화시기 지각을 이용하여 리저브 토크를 확보해야 할 것이다.If it is determined that the generator is an alternator of a general vehicle and that the state of the battery is very good as a result of determining the state of charge (SOC) of the battery, if it is determined that charging is not necessary, the ignition timing retard is used, .
이에 비해, 하이브리드 차량의 경우에는 배터리의 충전이 필요 없다고 판단되었을 때, 리저브 토크 확보에 관한 새로운 제2 전략을 따를 수 있다.On the other hand, in the case of the hybrid vehicle, when it is determined that the battery is not required to be charged, a new second strategy for securing the reserve torque can be followed.
제2 전략은 도 2에 '방법 2'로 표시된 일련의 흐름으로 나타나 있는데, 기본적으로 배터리가 모터를 구동하기에 적합한 상태에 있기 때문에 모터의 구동 토크{즉, (+) 토크}를 활용하게 된다.The second strategy is represented by a series of flows labeled 'Method 2' in FIG. 2, basically utilizing the drive torque (i.e., (+) torque) of the motor since the battery is in a condition suitable for driving the motor .
즉, 제2 전략은 발전 기계요소가 모터인 하이브리드 차량에 적용되는 추가적인 리저브 토크 확보 방안으로서, 모터가 제공할 수 있는 리저브 토크에 대응하는 만큼 엔진에 공급되는 공기량을 감소시키는 방식으로 필요 리저브 토크를 확보하는 것이다{도 3의 (c) 참조}.That is, the second strategy is to provide an additional reserve torque to be applied to a hybrid vehicle in which the electric power generating machine element is a motor. In this way, the required reserve torque is reduced in such a manner as to reduce the amount of air supplied to the engine corresponding to the reserve torque that can be provided by the motor (See Fig. 3 (c)).
제2 전략은 모터가 대응 가능한 범위로 리저브 토크를 확보하는 한편 엔진에 대해서도 감소된 공기량을 다시 증가시킴으로써 얻을 수 있는 엔진 출력 토크 상승분의 양자로 필요 리저브 토크를 확보하게 된다.The second strategy secures the reserve torque in a range in which the motor is able to cope with, while securing the necessary reserve torque in both of the engine and the engine output torque increase that can be obtained by again increasing the reduced air amount.
그리고, 엔진은 공기량을 적게 쓰기 때문에 그만큼 아이들 연비를 개선하는 효과를 얻을 수 있는데, 이는 종래와는 다르게 점화시기 지각을 통해 리저브 토크를 확보할 필요가 없기 때문이다.In addition, since the engine consumes a small amount of air, it is possible to obtain an effect of improving the fuel efficiency of the idle engine. This is because it is not necessary to secure the reserve torque through the ignition timing retardation.
여기서, 제2 전략을 따를 때, 만일 모터가 확보할 수 있는 리저브 토크가 필요 리저브 토크에 미달하는 경우에는, 엔진에 공급되는 공기량을 증가시키는 동시에 엔진의 점화시기를 지각시켜 추가적으로 리저브 토크를 확보하게 된다. 이 경우는 모터의 출력이 상당히 작은 경우이기 때문에 어쩔 수 없이 엔진의 점화시기 지각을 병용하는 것이지만, 그래도 모터가 필요 리저브 토크의 일부를 부담하는 만큼 점화시기 지각량을 종래보다 적게 가져갈 수 있다. 따라서, 이 경우에도 종래에 비해 아이들 시의 엔진 연비는 향상된다.Here, according to the second strategy, if the reserve torque that can be secured by the motor is less than the required reserve torque, the amount of air supplied to the engine is increased and the ignition timing of the engine is delayed to further reserve the reserve torque do. In this case, since the output of the motor is considerably small, the ignition timing retard angle of the engine is inevitably used in combination. However, the ignition timing retard amount can be made smaller than the conventional one as long as the motor takes part of the required reserve torque. Therefore, also in this case, the fuel efficiency of the engine at idle is improved as compared with the prior art.
제2 전략을 따르는 가운데 운전자의 의지에 의한 것이 아닌 요구 토크가 발생하면, 엔진의 점화시기가 충분히 진각되어 있다면 우선적으로 모터가 요구 토크만큼의 리저브 토크를 소모하게 된다.If the required torque is not caused by the driver's will while following the second strategy, if the ignition timing of the engine is sufficiently advanced, the motor will firstly consume the reserve torque equivalent to the required torque.
그리고, 제2 전략에서는 일단 모터가 요구 토크만큼의 리저브 토크를 소모한 이후에는 엔진에 공급되는 공기량을 늘려 엔진의 출력 토크를 증가시키는 한편 이에 대응하는 만큼 모터가 부담하였던 요구 토크를 감소시키는 것이 바람직할 수 있다. 이는 갑자기 요구 토크가 증가하였을 때 모터는 즉각 대응하는 것이 가능하지만, 엔진의 공기량을 늘려 대응하는 것은 시간 지연을 수반할 수밖에 없는 것을 고려한 것이다, 즉, 1차적으로는 응답성이 빠른 모터를 활용하되 일정 시간이 지난 후에는 2차적으로 응답성이 느린 엔진을 활용하는 것이며, 공기량이 증가하여 모터의 구동 토크가 감소한 만큼 다시 응답성이 빠른 리저브 토크가 확보되는 것이다.In the second strategy, it is preferable to increase the amount of air supplied to the engine to increase the output torque of the engine after the motor consumes the reserve torque corresponding to the required torque, and to reduce the required torque that the motor has burdened can do. This is because, when the demand torque suddenly increases, the motor can respond immediately, but considering that increasing the air amount of the engine is accompanied by a time delay, that is, by using a motor having a high response speed After a certain period of time, an engine having a low responsiveness is utilized. As the air amount is increased and the driving torque of the motor is reduced, a reserve torque with high responsiveness is secured again.
만일 제2 전략을 따를 때 엔진의 점화시기 지각을 병용하여 필요 리저브 토크의 일부를 확보한 경우라면, 공기량 증가와 함께 점화시기 진각을 통해 요구 토크에 대응하게 된다.If a part of the required reserve torque is secured by using the ignition timing retarding angle of the engine in accordance with the second strategy, the required torque is provided through the advancement of the ignition timing together with the increase of the air amount.
여기서, 공기량의 증가를 통해 요구 토크에 대응하는 것은 점화시기 진각을 통해 대응하는 것에 비해 상대적으로 대응에 시간이 더 걸리므로, 우선적으로 점화시기 진각을 통해 요구 토크에 대응하고, 점화시기 진각을 통해 발생한 토크가 요구 토크에 미치지 못한다면 그 다음으로는 모터를 통해 먼저 대응한 후에 엔진의 공기량 증가를 통해 모터가 대응하였던 토크를 대체하는 것이 효율적일 수 있다.Since the time corresponding to the required torque is increased through the advance of the ignition timing, the time corresponding to the required torque takes longer in comparison with the corresponding one through the advance of the ignition timing. Thus, If the generated torque does not reach the required torque, then it may be efficient to replace the torque corresponding to the motor through the increase of the air quantity of the engine after first responding via the motor.
그리고, 제1 전략 및 제2 전략에 따라 필요 리저브 토크가 확보된 상태에서 운전자의 의지에 의한 요구 토크(엑셀 페달 조작에 의한 요구 토크)가 발생하였을 경우에는 제1 전략 및/또는 제2 전략에 따라 확보된 리저브 토크를 소모하게 되며, 만일 확보된 리저브 토크를 다 소모하거나 부족하게 되면 일반적인 주행상태에서처럼 엔진과 모터(하이브리드 차량인 경우에 해당)의 출력 토크를 증가시키는 제어를 수행하면 된다.When the required torque (required torque by manipulating the pedal) is generated by the driver's will in a state in which the required reserve torque is secured according to the first strategy and the second strategy, the first strategy and / or the second strategy And if the reserved reserve torque is consumed or becomes insufficient, control to increase the output torque of the engine and the motor (in the case of a hybrid vehicle) may be performed as in a normal running state.
이러한 본 발명의 리저브 토크 확보 방법은 특히 모터의 출력이 작고 배터리의 용량도 제한적인 마이크로/마일드 하이브리드 차량에 적용하기에 적합한 것인데, 이는 엔진과 모터를 유기적으로 활용함으로써 엔진의 아이들 연비까지 개선한 최적의 리저브 토크 확보 방법이라 할 수 있기 때문이다.The method of securing the reserve torque of the present invention is particularly suitable for a micro / mild hybrid vehicle in which the output of the motor is small and the capacity of the battery is limited. This is because the engine and the motor are utilized organically, This is because this method can be regarded as a reserve torque securing method.
이상 본 발명의 바람직한 실시예 및 실시형태가 도시되고 설명되었지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 당업자라면 본 발명의 원칙이나 정신에서 벗어나지 않으면서 본 실시예를 변형할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 권리범위는 청구항의 기재내용과 그 균등물에 의해 정해질 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to preferred embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes and modifications may be made without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. It will be possible. Accordingly, the scope of the present invention will be determined by the description of the claims and their equivalents.
1: 엔진 2: 출력축
3: 클러치 4: 변속기
5: 발전 기계요소 6: 냉각팬1: Engine 2: Output shaft
3: clutch 4: transmission
5: Generator element 6: Cooling fan
Claims (11)
차량이 아이들 상태인 경우 필요 리저브 토크를 계산하는 단계;
배터리의 충전상태를 판단하는 단계; 및
상기 배터리의 충전이 필요하다고 판단되면 상기 필요 리저브 토크만큼 발전 기계요소에 발전 토크를 인가하는 한편 엔진의 점화시기는 진각시켜 상기 필요 리저브 토크를 확보하는 제1 전략을 수행하는 단계;
를 포함하는 차량에서의 리저브 토크 확보 방법.Determining whether the vehicle is idle;
Calculating a necessary reserve torque when the vehicle is in an idle state;
Determining a state of charge of the battery; And
Performing a first strategy of applying a power generation torque to the power generation machine element by the required reserve torque and advancing an ignition timing of the engine to secure the required reserve torque when it is determined that charging of the battery is necessary;
Wherein the vehicle is a vehicle.
상기 발전 기계요소는 알터네이터 또는 하이브리드 차량의 모터인 것을 특징으로 하는 차량에서의 리저브 토크 확보 방법.The method according to claim 1,
Wherein the generator element is a motor of an alternator or a hybrid vehicle.
상기 제1 전략에 따라 리저브 토크를 확보하고 있는 중에 운전자의 의지에 의한 것이 아닌 요구 토크가 발생하였을 경우, 상기 엔진의 점화시기는 진각 상태를 유지하면서 상기 발전 기계요소의 발전 토크를 발생한 요구 토크만큼 감소시키는 것을 특징으로 하는 차량에서의 리저브 토크 확보 방법.The method according to claim 1,
When the required torque not due to the will of the driver is generated while securing the reserve torque according to the first strategy, the ignition timing of the engine is maintained at the advancing state and the generation torque of the power generating machine element is increased by the generated required torque Wherein said control means is operable to control the amount of torque to be applied to the vehicle.
상기 발전 기계요소는 알터네이터이고, 상기 배터리의 충전이 필요 없다고 판단되면 점화시기 지각을 통해 리저브 토크를 확보하는 것을 특징으로 하는 차량에서의 리저브 토크 확보 방법.The method according to claim 1,
Wherein the generator element is an alternator, and when it is determined that charging of the battery is not necessary, the reserve torque is secured through the ignition timing retard.
상기 발전 기계요소는 하이브리드 차량의 모터이고,
상기 배터리의 충전이 필요 없다고 판단되면 상기 모터가 확보할 수 있는 리저브 토크에 대응하는 만큼 상기 엔진에 공급되는 공기량을 감소시켜 상기 필요 리저브 토크를 확보하는 제2 전략을 수행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량에서의 리저브 토크 확보 방법.The method according to claim 1,
Wherein the generator element is a motor of a hybrid vehicle,
And performing a second strategy of securing the required reserve torque by decreasing an amount of air supplied to the engine in correspondence with a reserve torque that the motor can reserve if it is determined that charging of the battery is not necessary Wherein the method comprises the steps of:
상기 제2 전략에서, 상기 모터가 확보할 수 있는 리저브 토크가 상기 필요 리저브 토크에 미달하는 경우, 상기 엔진에 공급되는 공기량을 증가시키고 엔진의 점화시기를 지각시켜 추가적으로 리저브 토크를 확보하는 것을 특징으로 하는 차량에서의 리저브 토크 확보 방법.6. The method of claim 5,
When the reserve torque that can be secured by the motor is less than the required reserve torque in the second strategy, the amount of air supplied to the engine is increased and the ignition timing of the engine is delayed to further reserve the reserve torque To the vehicle.
상기 제2 전략에서, 운전자의 의지에 의한 것이 아닌 요구 토크가 발생하였을 경우 상기 모터는 상기 요구 토크만큼의 리저브 토크를 소모하는 것을 특징으로 하는 차량에서의 리저브 토크 확보 방법.The method according to claim 5 or 6,
In the second strategy, when the required torque, which is not caused by the driver's will, occurs, the motor consumes a reserve torque equivalent to the required torque.
상기 제2 전략에서, 운전자의 의지에 의한 것이 아닌 요구 토크가 발생하였을 경우 우선적으로 점화시기 진각을 통해 요구 토크에 대응하고, 점화시기 진각을 통해 발생한 토크가 요구 토크에 미치지 못한다면 그 다음으로는 모터를 통해 상기 요구 토크에 대응하는 것을 특징으로 하는 차량에서의 리저브 토크 확보 방법.The method according to claim 6,
In the second strategy, when the required torque, which is not caused by the driver's will, is generated, it corresponds to the required torque through the advancement of the ignition timing, and if the torque generated through the advancement of the ignition timing does not reach the required torque, To the required torque through the second clutch.
상기 제2 전략에서, 상기 모터가 상기 요구 토크만큼의 리저브 토크를 소모한 이후에 상기 엔진에 공급되는 공기량을 증가시켜 상기 엔진의 출력 토크를 증가시키는 한편 이에 대응하여 상기 모터가 부담하였던 요구 토크를 감소시키는 것을 특징으로 하는 차량에서의 리저브 토크 확보 방법.9. The method of claim 8,
In the second strategy, the amount of air supplied to the engine is increased to increase the output torque of the engine after the motor consumes the reserve torque corresponding to the required torque, while corresponding to the required torque Wherein said control means is operable to control the amount of torque to be applied to the vehicle.
상기 필요 리저브 토크가 확보된 상태에서 운전자의 의지에 의한 요구 토크가 발생하였을 경우에는 상기 확보된 리저브 토크를 소모하고, 상기 확보된 리저브 토크가 부족하면 상기 엔진, 또는 상기 엔진 및 모터의 출력 토크를 증가시키는 것을 특징으로 하는 차량에서의 리저브 토크 확보 방법.6. The method according to claim 1 or 5,
When the required torque due to the driver's will is generated in a state in which the required reserve torque is secured, the reserved reserve torque is consumed, and when the reserved torque is insufficient, the output torque of the engine or the engine Wherein the step of increasing the reserve torque of the vehicle is carried out.
상기 필요 리저브 토크의 계산에는 경사로에서 출발할 때 필요한 토크와 냉각수온의 상승에 의해 작동하는 냉각팬의 구동에 필요한 토크 및 에어컨을 작동시켰을 때 필요한 토크 중에서 선택된 적어도 어느 하나 이상의 필요 토크가 포함되는 것을 특징으로 하는 차량에서의 리저브 토크 확보 방법.
6. The method according to claim 1 or 5,
The calculation of the necessary reserve torque includes at least one or more of the required torque selected from the torque required when starting from the ramp and the torque required when the cooling fan is driven by the rise of the cooling water temperature and when the air conditioner is operated Wherein the method comprises the steps of:
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