KR101995173B1 - 마일드 하이브리드 차량의 운전 제어 장치 및 그 제어 방법 - Google Patents
마일드 하이브리드 차량의 운전 제어 장치 및 그 제어 방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR101995173B1 KR101995173B1 KR1020180065288A KR20180065288A KR101995173B1 KR 101995173 B1 KR101995173 B1 KR 101995173B1 KR 1020180065288 A KR1020180065288 A KR 1020180065288A KR 20180065288 A KR20180065288 A KR 20180065288A KR 101995173 B1 KR101995173 B1 KR 101995173B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- hybrid
- control
- vehicle
- control unit
- power distribution
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
- B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
- B60W10/119—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of all-wheel-driveline means, e.g. transfer gears or clutches for dividing torque between front and rear axle
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
- B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
- B60W10/04—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units
- B60W10/06—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units including control of combustion engines
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
- B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
- B60W10/04—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units
- B60W10/08—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units including control of electric propulsion units, e.g. motors or generators
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
- B60W20/00—Control systems specially adapted for hybrid vehicles
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
- B60W50/00—Details of control systems for road vehicle drive control not related to the control of a particular sub-unit, e.g. process diagnostic or vehicle driver interfaces
- B60W50/08—Interaction between the driver and the control system
- B60W50/10—Interpretation of driver requests or demands
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
- B60W2300/00—Indexing codes relating to the type of vehicle
- B60W2300/18—Four-wheel drive vehicles
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
- B60W2510/00—Input parameters relating to a particular sub-units
- B60W2510/06—Combustion engines, Gas turbines
- B60W2510/0657—Engine torque
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
- B60W2510/00—Input parameters relating to a particular sub-units
- B60W2510/08—Electric propulsion units
- B60W2510/083—Torque
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
- B60W2520/00—Input parameters relating to overall vehicle dynamics
- B60W2520/10—Longitudinal speed
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
- B60W2520/00—Input parameters relating to overall vehicle dynamics
- B60W2520/26—Wheel slip
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
- B60W2530/00—Input parameters relating to vehicle conditions or values, not covered by groups B60W2510/00 or B60W2520/00
- B60W2530/13—Mileage
-
- B60W2530/145—
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/62—Hybrid vehicles
Abstract
본 발명은 마일드 하이브리드 차량의 운전 제어 장치 및 그 제어 방법이 개시된다. 본 발명의 마일드 하이브리드 차량의 운전 제어 방법은, 하이브리드 제어부가 운전자 요구 입력부로부터 운전자 요구를 입력받고, 차량상태 입력부로부터 차량상태를 입력받는 단계; 하이브리드 제어부가 운전자 요구에 기초하여 엔진과 모터의 요구출력을 결정하는 단계; 하이브리드 제어부가 엔진과 모터의 요구출력을 기반으로 동력분배 비율을 산출하는 단계; 하이브리드 제어부가 운전자 요구와 차량상태에 기초하여 슬립 및 핸들링 제어를 위한 후륜 구동모터의 토크 제어량을 결정하는 단계; 하이브리드 제어부가 토크 제어량에 대한 운전성 비용을 산출하는 단계; 및 하이브리드 제어부가 동력분배 비율과 운전성 비용에 기초하여 최적 동력분배 비율을 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 마일드 하이브리드 차량의 운전 제어 장치 및 그 제어 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 마일드 하이브리드 차량에서 최적 운전제어를 위해 기관 연료 소비 효율과 배터리의 SOC의 에너지 효율 측면에서의 최적점과, 4륜구동 제어에서의 트랙션과 핸들링에 의한 운전성을 포함한 비용함수를 기반으로 최적 비용을 산출하여 엔진과 모터의 토크를 출력하는 마일드 하이브리드 차량의 운전 제어 장치 및 그 제어 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 하이브리드 차량 또는 하이브리드 전기자동차(Hybrid Electric Vehicle)는 가솔린, 디젤 또는 가스만을 사용하는 석유연료 차량에서의 배기가스 문제와, 배터리만을 사용하는 전기 차량에서의 배터리 사용시간 단축 등의 문제를 해결하기 위하여 석유연료 차량과 전기 차량의 기능을 복합적으로 구성한 차량이다.
최근에는 자동차 연비 향상 요구와 각국의 배출 규제의 강화에 따라 친환경 자동차에 대한 요구가 증가되고 있으며, 이에 대한 현실적인 대안으로 하이브리드 전기자동차가 주목을 받고 있는 실정이다.
하이브리드 자동차는 그 충전 방식에 따라 마일드 하이브리드 자동차와 플러그-인 하이브리드 자동차로 크게 분류되며, 마일드 하이브리드 자동차는 내연 기관에서 발생된 에너지의 일부를 이용하여 배터리를 충전하는 하이브리드 자동차이고, 플러그-인 하이브리드 자동차는 외부의 상용 전원으로부터 에너지를 받아 배터리를 충전하는 하이브리드 자동차이다.
특히, 마일드 하이브리드 차량은 구동모터만으로 차량이 구동하는 주행모드는 없지만, 차량의 정지상태에서 가속시, 또는 차량 주행 중 추월 가속시에 순간적으로 높은 토크를 얻기 위해 엔진보다 응답성이 빠른 HSG(HSG ; Hybrid Starter Generator)를 사용하여 주행에 필요한 토크를 공급하는 차량을 말한다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 등록특허공보 제1583971호(2016.01.04. 공고, 마일드 하이브리드 차량의 엔진 구동 제어 장치 및 방법)에 개시되어 있다.
이러한 마일드 하이브리드 차량은 엔진과 모터를 통해 토크를 발생시킴에 따라 엔진과 모터의 토크를 제어하기 위해 에너지 효율적인 측면에서 연비를 기반으로 최적점 제어를 수행하고 있으나, 4륜구동 구조에서 후륜 구동모터의 동력원에 의한 차량의 운전성 측면은 고려되지 않고 있지 않아 후륜 구동모터에 의한 운전성을 포함하여 토크 제어가 필요한 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 필요에 따라 안출된 것으로, 일 측면에 따른 본 발명의 목적은 마일드 하이브리드 차량에서 최적 운전제어를 위해 기관 연료 소비 효율과 배터리의 SOC의 에너지 효율 측면에서의 최적점과, 4륜구동 제어에서의 트랙션과 핸들링에 의한 운전성을 포함한 비용함수를 기반으로 최적 비용을 산출하여 엔진과 모터의 토크를 출력하는 마일드 하이브리드 차량의 운전 제어 장치 및 그 제어 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따른 마일드 하이브리드 차량의 운전 제어 장치는, 엔진의 크랭크 축과 연결되어 모터의 구동으로 주행동력을 출력하고, 엔진의 구동력으로 발전하는 HSG(Hybrid Stater Generator); 운전자 요구를 입력받기 위한 운전자 요구 입력부; 차량상태를 입력받기 위한 차량상태 입력부; 및 운전자 요구 입력부와 차량상태 입력부로부터 입력되는 운전자 요구와 차량상태에 기초하여 엔진과 모터의 요구 출력을 결정하여 동력분배 비율을 산출하고, 차량의 슬립제어와 핸들링제어를 위한 후륜 구동모터의 운전성 비용을 산출하며, 동력분배 비율과 운전성 비용에 기초하여 최적 동력분배 비율을 산출하고, 최적 동력분배 비율에 따라 HSG와 엔진의 구동을 제어하는 하이브리드 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 하이브리드 제어부는, 엔진의 요구출력에 대응하는 연료 소모량을 산출하고, 모터의 요구출력에 대응하는 등가 연료 소모량을 산출하여 ECMS( Equivalent Consumption Minimization Strategy) 기법을 기반으로 연료 소모량과 등가 연료 소모량의 합이 최소가 되는 동력분배 비율을 산출하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 하이브리드 제어부는, 운전자 요구와 차량상태에 기초하여 슬립제어와 핸들링제어를 판단하고, 슬립제어와 핸들링제어의 판단결과에 따라 차량의 자세 안정화값이 최소가 되는 후륜 구동모터의 토크 제어량을 결정하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 하이브리드 제어부는, 차속별 설정된 휠 슬립 판단기준 보정값을 통해 휠 슬립 레벨을 판단하여 슬립제어를 판단하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 하이브리드 제어부는 차량상태에 기초하여 선회상태를 판단하고 제어레벨을 결정하여 핸들링제어를 판단하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 측면에 따른 마일드 하이브리드 차량의 운전 제어 방법은, 하이브리드 제어부가 운전자 요구 입력부로부터 운전자 요구를 입력받고, 차량상태 입력부로부터 차량상태를 입력받는 단계; 하이브리드 제어부가 운전자 요구에 기초하여 엔진과 모터의 요구출력을 결정하는 단계; 하이브리드 제어부가 엔진과 모터의 요구출력을 기반으로 동력분배 비율을 산출하는 단계; 하이브리드 제어부가 운전자 요구와 차량상태에 기초하여 슬립 및 핸들링 제어를 위한 후륜 구동모터의 토크 제어량을 결정하는 단계; 하이브리드 제어부가 토크 제어량에 대한 운전성 비용을 산출하는 단계; 및 하이브리드 제어부가 동력분배 비율과 운전성 비용에 기초하여 최적 동력분배 비율을 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 동력분배 비율을 산출하는 단계는, 하이브리드 제어부가 엔진의 요구출력에 대응하는 연료 소모량을 산출하는 단계; 하이브리드 제어부가 모터의 요구출력에 대응하는 등가 연료 소모량을 산출하는 단계; 및 하이브리드 제어부가 ECMS(Equivalent Consumption Minimization Strategy) 기법을 기반으로 연료 소모량과 등가 연료 소모량의 합이 최소가 되는 동력분배 비율을 산출하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 동력분배 비율을 산출하는 단계는, 하이브리드 제어부가 운전자 요구의 출력 변화량에 기초한 가중치를 모터의 등가 연료 소모량에 부여하여 산출하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 후륜 구동모터의 토크 제어량을 결정하는 단계는, 하이브리드 제어부가 운전자 요구와 차량상태에 기초하여 슬립제어와 핸들링제어를 판단하는 단계; 및 하이브리드 제어부가 슬립제어와 핸들링제어의 판단결과에 따라 차량의 자세 안정화값이 최소가 되는 후륜 구동모터의 토크 제어량을 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 슬립제어를 판단하는 단계는, 하이브리드 제어부가 차속별 설정된 휠 슬립 판단기준 보정값을 통해 휠 슬립 레벨을 판단하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 핸들링제어를 판단하는 단계는, 하이브리드 제어부가 차량상태에 기초하여 선회상태를 판단하고 제어레벨을 결정하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 후륜 구동모터의 토크 제어량은 설정된 상한 이하인 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 차량상태는, 차속, 조향각 및 요레이트 중 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 최적 동력분배 비율을 산출하는 단계는, 하이브리드 제어부가 동력분배 비율과 운전성 비용에 기초하여 ECMS 기법을 기반으로 최적 동력분배 비율을 산출하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 최적 동력분배 비율을 산출하는 단계는, 하이브리드 제어부가 운전성 비용에 차량의 안정성 제어에 따른 가중치를 부여하여 산출하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 마일드 하이브리드 차량의 운전 제어 장치 및 그 제어 방법은 마일드 하이브리드 차량에서 최적 운전제어를 위해 기관 연료 소비 효율과 배터리의 SOC의 에너지 효율 측면에서의 최적점과, 4륜구동 제어에서의 트랙션과 핸들링에 의한 운전성을 포함한 비용함수를 기반으로 최적 비용을 산출하여 엔진과 모터의 토크를 출력함으로써 하이브리드 차량에서도 운전성을 확보할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시례에 따른 마일드 하이브리드 차량의 운전 제어 장치를 나타낸 블록 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시례에 따른 마일드 하이브리드 차량의 운전 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시례에 따른 마일드 하이브리드 차량의 운전 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 마일드 하이브리드 차량의 운전 제어 장치 및 그 제어 방법을 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시례에 따른 마일드 하이브리드 차량의 운전 제어 장치를 나타낸 블록 구성도이다.
도 1에 도시된 바와 같이 마일드 하이브리드 차량의 운전 제어 장치는, HSG(Hybrid Stater Generator)(20), 운전자 요구 입력부(40), 차량상태 입력부(50) 및 하이브리드 제어부(30)를 포함한다.
HSG(20)는 엔진(10)의 크랭크 축과 풀리 및 벨트를 매개로 동력 전달 가능하게 연결되어 모터의 구동으로 주행동력을 출력하고, 엔진(10)의 구동력으로 발전된 전기를 배터리(60)에 충전하여 여러 전장품(예를 들어, 냉각팬 등)에 전원을 공급할 수 있다.
운전자 요구 입력부(40)는 가속이나 조향 등의 차량의 운전상황을 파악할 수 있는 운전자 요구를 차량 CAN 등을 통해 입력받아 하이브리드 제어부(30)에 제공한다.
차량상태 입력부(50)는 차속, 조향각, 요레이트 등 슬립제어 및 핸들링제어에 영향을 미칠 수 있는 차량상태를 입력받아 하이브리드 제어부(30)에 제공한다.
하이브리드 제어부(30)는 운전자 요구 입력부(40)와 차량상태 입력부(50)로부터 입력되는 운전자 요구와 차량상태에 기초하여 운전 상황별 운전자 요구에 대응되는 엔진(10)의 요구 출력과 HSG(20)에서 주행동력을 출력하기 위한 모터의 요구 출력을 결정하고, 엔진(10)과 모터의 요구 출력을 기반으로 동력분배 비율을 산출할 수 있다.
여기서, 하이브리드 제어부(30)는 엔진(10)의 요구출력에 대응하는 연료 소모량을 산출하고, 모터의 요구출력에 대응하는 등가 연료 소모량을 산출하여 ECMS( Equivalent Consumption Minimization Strategy) 기법을 기반으로 연료 소모량과 등가 연료 소모량의 합이 최소가 되는 동력분배 비율을 산출할 수 있다.
하이브리드 제어부(30)는 동력분배 비율을 산출할 때 운전자 요구의 출력 변화량에 기초한 가중치를 모터의 등가 연료 소모량에 부여하여 산출할 수 있다.
또한, 하이브리드 제어부(30)는 차량의 슬립제어와 핸들링제어를 위한 후륜 구동모터의 토크 제어량을 결정하고, 토크 제어량을 기반으로 차량의 운전성 비용을 산출할 수 있다.
여기서, 하이브리드 제어부(30)는 운전자 요구와 차량상태에 기초하여 실제 계측되는 값과 기 설정된 보정값을 비교하여 슬립제어와 핸들링제어를 판단하고, 슬립제어와 핸들링제어의 판단결과에 따라 차량의 자세 안정화값이 최소가 되는 후륜 구동모터의 토크 제어량을 결정할 수 있다.
즉, 슬립제어는 차속별 설정된 휠 슬립 판단기준 보정값을 통해 휠 슬립 레벨을 판단하여 슬립량에 비례한 적분 토크제어값으로 후륜 구동모터의 토크를 결정할 수 있고, 핸들링제어는 차량상태에 기초하여 선회상태를 판단하고 제어레벨을 결정하여 차량의 상위제어기에서 계산한 차량 구동에 필요한 전체 요구토크를 바탕으로 후륜 구동모터의 토크를 결정할 수 있다.
이렇게 하이브리드 제어부(30)는 슬립제어와 핸들링제어에 따라 결정된 후륜 구동모터의 토크 제어량을 기반으로 차량의 운전성 비용을 산출할 때, 핸들링제어인 오버 스티어링이나 언더 스티어링이 크게 되면 운전성 비용이 증가하게 되고, 슬립제어를 위한 휠 속도의 오차인 슬립이 크게 되도 운전성 비용이 증가하게 된다.
결과적으로, 하이브리드 제어부(30)는 엔진(10)과 모터의 요구 출력을 기반으로 산출한 동력분배 비율과, 슬립제어 및 핸들링제어를 위한 후륜 구동모터의 토크 제어량에 따라 산출한 운전성 비용을 기반으로 ECMS 기법으로 최적 동력분배 비율을 산출하고, 최적 동력분배 비율에 따라 HSG(20)와 엔진(10)의 구동을 제어할 수 있다.
여기서, 최적 동력분배 비율을 산출할 때 운전성 비용에 차량의 안정성 제어에 따른 가중치를 부여하여 산출할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시례에 의한 마일드 하이브리드 차량의 운전 제어 장치에 따르면, 마일드 하이브리드 차량에서 최적 운전제어를 위해 기관 연료 소비 효율과 배터리의 SOC의 에너지 효율 측면에서의 최적점과, 4륜구동 제어에서의 트랙션과 핸들링에 의한 운전성을 포함한 비용함수를 기반으로 최적 비용을 산출하여 엔진과 모터의 토크를 출력함으로써 하이브리드 차량에서도 운전성을 확보할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시례에 따른 마일드 하이브리드 차량의 운전 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시례에 따른 마일드 하이브리드 차량의 운전 제어 방법에서는 먼저, 하이브리드 제어부(30)가 운전자 요구 입력부(40)로부터 운전자 요구를 입력받고, 차량상태 입력부(50)로부터 차량상태를 입력받는다(S10).
S10 단계에서 하이브리드 제어부(30)는 운전자 요구 입력부(40)를 통해 가속이나 조향 등의 차량의 운전상황을 파악할 수 있는 운전자 요구를 차량 CAN 등을 통해 입력받을 수 있고, 차량상태 입력부(50)를 통해 차속, 조향각, 요레이트 등 슬립제어 및 핸들링제어에 영향을 미칠 수 있는 차량상태를 입력받을 수 있다.
S10 단계에서 운전자 요구를 입력 받은 후 하이브리드 제어부(30)는, 운전 상황별 운전자 요구에 대응하여 설정된 엔진(10)의 요구출력과 HSG(20)에서 주행동력을 출력하기 위한 모터의 요구 출력을 결정한다(S20).
S20 단계에서 엔진과 모터의 요구 출력을 결정한 후 하이브리드 제어부(30)는, 결정된 엔진의 요구 출력에 상응하는 연료 소모량을 산출한다(S30).
또한, S20 단계에서 엔진과 모터의 요구 출력을 결정한 후 하이브리드 제어부(30)는 모터의 요구 출력에 상응하는 배터리(60)의 사용량을 연료 소모량으로 등가한 등가 연료 소모량을 산출한다(S40).
이후 하이브리드 제어부(30)는 S30 단계에서 산출한 연료 소모량과 S40 단계에서 산출한 등가 연료 소모량의 합이 최소가 되도록 ECMS(Equivalent Consumption Minimization Strategy) 기법을 기반으로 동력분배 비율을 산출한다(S50).
이때 하이브리드 제어부(30)는 운전자 요구의 출력 변화량에 기초한 가중치를 모터의 등가 연료 소모량에 부여하여 산출할 수 있다.
한편, 하이브리드 제어부(30)는 S10 단계에서 입력된 운전자 요구와 차량상태에 기초하여 슬립 및 핸들링 제어를 위한 후륜 구동모터의 토크 제어량을 결정한다(S60).
여기서, 하이브리드 제어부(30)는 운전자 요구와 차량상태에 기초하여 실제 계측되는 값과 기 설정된 보정값을 비교하여 슬립제어와 핸들링제어를 판단하고, 슬립제어와 핸들링제어의 판단결과에 따라 차량의 자세 안정화값이 최소가 되는 후륜 구동모터의 토크 제어량을 결정할 수 있다.
즉, 슬립제어는 차속별 설정된 휠 슬립 판단기준 보정값을 통해 휠 슬립 레벨을 판단하여 슬립량에 비례한 적분 토크제어값으로 후륜 구동모터의 토크를 결정할 수 있고, 핸들링제어는 차량상태에 기초하여 선회상태를 판단하고 제어레벨을 결정하여 차량의 상위제어기에서 계산한 차량 구동에 필요한 전체 요구토크를 바탕으로 후륜 구동모터의 토크를 결정할 수 있다.
한편, 구동모터의 토크 제어량을 결정할 때 하이브리드 제어부(30)는 설정된 상한 이하에서 결정함으로써, 급격한 토크제어에 따른 충격을 방지하도록 할 수 있다.
S60 단계에서 차량의 자세 안정화값이 최소가 되는 후륜 구동모터의 토크 제어량을 결정한 후, 하이브리드 제어부(30)는 토크 제어량에 대한 운전성 비용을 산출한다(S70).
이렇게 하이브리드 제어부(30)는 슬립제어와 핸들링제어에 따라 결정된 후륜 구동모터의 토크 제어량을 기반으로 차량의 운전성 비용을 산출할 때, 핸들링제어인 오버 스티어링이나 언더 스티어링이 크게 되면 운전성 비용이 증가하게 되고, 슬립제어를 위한 휠 속도의 오차인 슬립이 크게 되도 운전성 비용이 증가하게 된다.
이후 하이브리드 제어부(30)는 S50 단계에서 엔진(10)과 모터의 요구 출력을 기반으로 산출한 동력분배 비율과, S70 단계에서 슬립제어 및 핸들링제어를 위한 후륜 구동모터의 토크 제어량에 따라 산출한 운전성 비용을 기반으로 ECMS 기법으로 최적 동력분배 비율을 산출할 수 있다(S80).
여기서, 최적 동력분배 비율을 산출할 때 운전성 비용에 차량의 안정성 제어에 따른 가중치를 부여하여 산출할 수 있다.
이와 같이 최적 동력분배 비율을 산출한 후 하이브리드 제어부(30)는 최적 동력분배 비율에 따라 HSG(20)와 엔진(10)의 구동을 제어할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시례에 의한 마일드 하이브리드 차량의 운전 제어 방법에 따르면, 마일드 하이브리드 차량에서 최적 운전제어를 위해 기관 연료 소비 효율과 배터리의 SOC의 에너지 효율 측면에서의 최적점과, 4륜구동 제어에서의 트랙션과 핸들링에 의한 운전성을 포함한 비용함수를 기반으로 최적 비용을 산출하여 엔진과 모터의 토크를 출력함으로써 하이브리드 차량에서도 운전성을 확보할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시례를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시례가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
10 : 엔진 20 : HSG
30 : 하이브리드 제어부 40 : 운전자 요구 입력부
50 : 차량상태 입력부 60 : 배터리
30 : 하이브리드 제어부 40 : 운전자 요구 입력부
50 : 차량상태 입력부 60 : 배터리
Claims (15)
- 엔진의 크랭크 축과 연결되어 모터의 구동으로 주행동력을 출력하고, 엔진의 구동력으로 발전하는 HSG(Hybrid Stater Generator);
운전자 요구를 입력받기 위한 운전자 요구 입력부;
차량상태를 입력받기 위한 차량상태 입력부; 및
상기 운전자 요구 입력부와 상기 차량상태 입력부로부터 입력되는 상기 운전자 요구와 상기 차량상태에 기초하여 상기 엔진과 상기 모터의 요구 출력을 결정하여 동력분배 비율을 산출하고, 차량의 슬립제어와 핸들링제어를 위한 후륜 구동모터의 운전성 비용을 산출하며, 상기 동력분배 비율과 운전성 비용에 기초하여 최적 동력분배 비율을 산출하고, 상기 최적 동력분배 비율에 따라 상기 HSG와 상기 엔진의 구동을 제어하는 하이브리드 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 마일드 하이브리드 차량의 운전 제어 장치.
- 제 1항에 있어서,상기 하이브리드 제어부는, 상기 엔진의 요구출력에 대응하는 연료 소모량을 산출하고, 상기 모터의 요구출력에 대응하는 등가 연료 소모량을 산출하여 ECMS( Equivalent Consumption Minimization Strategy) 기법을 기반으로 상기 연료 소모량과 상기 등가 연료 소모량의 합이 최소가 되는 상기 동력분배 비율을 산출하는 것을 특징으로 하는 마일드 하이브리드 차량의 운전 제어 장치.
- 제 1항에 있어서, 상기 하이브리드 제어부는, 상기 운전자 요구와 상기 차량상태에 기초하여 슬립제어와 핸들링제어를 판단하고, 상기 슬립제어와 상기 핸들링제어의 판단결과에 따라 차량의 자세 안정화값이 최소가 되는 상기 후륜 구동모터의 토크 제어량을 결정하는 것을 특징으로 하는 마일드 하이브리드 차량의 운전 제어 장치.
- 제 3항에 있어서, 상기 하이브리드 제어부는, 차속별 설정된 휠 슬립 판단기준 보정값을 통해 휠 슬립 레벨을 판단하여 상기 슬립제어를 판단하는 것을 특징으로 하는 마일드 하이브리드 차량의 운전 제어 장치.
- 제 3항에 있어서, 상기 하이브리드 제어부는 상기 차량상태에 기초하여 선회상태를 판단하고 제어레벨을 결정하여 상기 핸들링제어를 판단하는 것을 특징으로 하는 마일드 하이브리드 차량의 운전 제어 장치.
- 하이브리드 제어부가 운전자 요구 입력부로부터 운전자 요구를 입력받고, 차량상태 입력부로부터 차량상태를 입력받는 단계;
상기 하이브리드 제어부가 상기 운전자 요구에 기초하여 엔진과 모터의 요구출력을 결정하는 단계;
상기 하이브리드 제어부가 상기 엔진과 상기 모터의 요구출력을 기반으로 동력분배 비율을 산출하는 단계;
상기 하이브리드 제어부가 상기 운전자 요구와 상기 차량상태에 기초하여 슬립 및 핸들링 제어를 위한 후륜 구동모터의 토크 제어량을 결정하는 단계;
상기 하이브리드 제어부가 상기 토크 제어량에 대한 운전성 비용을 산출하는 단계; 및
상기 하이브리드 제어부가 상기 동력분배 비율과 상기 운전성 비용에 기초하여 최적 동력분배 비율을 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 마일드 하이브리드 차량의 운전 제어 방법.
- 제 6항에 있어서, 상기 동력분배 비율을 산출하는 단계는,
상기 하이브리드 제어부가 상기 엔진의 요구출력에 대응하는 연료 소모량을 산출하는 단계;
상기 하이브리드 제어부가 상기 모터의 요구출력에 대응하는 등가 연료 소모량을 산출하는 단계; 및
상기 하이브리드 제어부가 ECMS(Equivalent Consumption Minimization Strategy) 기법을 기반으로 상기 연료 소모량과 상기 등가 연료 소모량의 합이 최소가 되는 상기 동력분배 비율을 산출하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 마일드 하이브리드 차량의 운전 제어 방법.
- 제 7항에 있어서, 상기 동력분배 비율을 산출하는 단계는, 상기 하이브리드 제어부가 상기 운전자 요구의 출력 변화량에 기초한 가중치를 상기 모터의 상기 등가 연료 소모량에 부여하여 산출하는 것을 특징으로 하는 마일드 하이브리드 차량의 운전 제어 방법.
- 제 6항에 있어서, 상기 후륜 구동모터의 상기 토크 제어량을 결정하는 단계는,
상기 하이브리드 제어부가 상기 운전자 요구와 상기 차량상태에 기초하여 슬립제어와 핸들링제어를 판단하는 단계; 및
상기 하이브리드 제어부가 상기 슬립제어와 상기 핸들링제어의 판단결과에 따라 차량의 자세 안정화값이 최소가 되는 상기 후륜 구동모터의 상기 토크 제어량을 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 마일드 하이브리드 차량의 운전 제어 방법.
- 제 9항에 있어서, 상기 슬립제어를 판단하는 단계는, 상기 하이브리드 제어부가 차속별 설정된 휠 슬립 판단기준 보정값을 통해 휠 슬립 레벨을 판단하는 것을 특징으로 하는 마일드 하이브리드 차량의 운전 제어 방법.
- 제 9항에 있어서, 상기 핸들링제어를 판단하는 단계는, 상기 하이브리드 제어부가 상기 차량상태에 기초하여 선회상태를 판단하고 제어레벨을 결정하는 것을 특징으로 하는 마일드 하이브리드 차량의 운전 제어 방법.
- 제 9항에 있어서, 상기 후륜 구동모터의 상기 토크 제어량은 설정된 상한 이하인 것을 특징으로 하는 마일드 하이브리드 차량의 운전 제어 방법.
- 제 6항에 있어서, 상기 차량상태는, 차속, 조향각 및 요레이트 중 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 마일드 하이브리드 차량의 운전 제어 방법.
- 제 6항에 있어서, 상기 최적 동력분배 비율을 산출하는 단계는, 상기 하이브리드 제어부가 상기 동력분배 비율과 상기 운전성 비용에 기초하여 ECMS 기법을 기반으로 상기 최적 동력분배 비율을 산출하는 것을 특징으로 하는 마일드 하이브리드 차량의 운전 제어 방법.
- 제 14항에 있어서, 상기 최적 동력분배 비율을 산출하는 단계는, 상기 하이브리드 제어부가 상기 운전성 비용에 차량의 안정성 제어에 따른 가중치를 부여하여 산출하는 것을 특징으로 하는 마일드 하이브리드 차량의 운전 제어 방법.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020180065288A KR101995173B1 (ko) | 2018-06-07 | 2018-06-07 | 마일드 하이브리드 차량의 운전 제어 장치 및 그 제어 방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020180065288A KR101995173B1 (ko) | 2018-06-07 | 2018-06-07 | 마일드 하이브리드 차량의 운전 제어 장치 및 그 제어 방법 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR101995173B1 true KR101995173B1 (ko) | 2019-07-02 |
Family
ID=67257901
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020180065288A KR101995173B1 (ko) | 2018-06-07 | 2018-06-07 | 마일드 하이브리드 차량의 운전 제어 장치 및 그 제어 방법 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101995173B1 (ko) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102224112B1 (ko) * | 2019-12-17 | 2021-03-08 | 한양대학교 산학협력단 | 기계 부하 장치를 고려한 하이브리드 차량의 동력 분배 방법 및 장치 |
| GB2603622A (en) * | 2020-12-18 | 2022-08-10 | Caterpillar Inc | Hybrid power system control and operating strategy based on power system state vector calculation |
| WO2023075455A1 (ko) * | 2021-10-27 | 2023-05-04 | 한국과학기술원 | 하이브리드 차량의 과도특성을 고려한 동력제어 방법 및 장치 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001235016A (ja) * | 2000-02-22 | 2001-08-31 | Nissan Motor Co Ltd | 自動車の駆動力制御装置 |
| KR20050036184A (ko) * | 2003-10-15 | 2005-04-20 | 현대자동차주식회사 | 4륜 하이브리드 전기자동차의 전/후륜 모터 동력 분배장치및 방법 |
| JP2012106636A (ja) * | 2010-11-17 | 2012-06-07 | Toyota Motor Corp | 車両用駆動装置の制御装置 |
| KR20120100372A (ko) * | 2011-03-04 | 2012-09-12 | 한양대학교 산학협력단 | 직렬형 하이브리드 전기자동차의 동력분배방법 |
| KR20170069093A (ko) * | 2015-12-10 | 2017-06-20 | 현대자동차주식회사 | 하이브리드 차량 또는 마일드 하이브리드 차량의 벨트 제어 장치 및 방법 |
-
2018
- 2018-06-07 KR KR1020180065288A patent/KR101995173B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001235016A (ja) * | 2000-02-22 | 2001-08-31 | Nissan Motor Co Ltd | 自動車の駆動力制御装置 |
| KR20050036184A (ko) * | 2003-10-15 | 2005-04-20 | 현대자동차주식회사 | 4륜 하이브리드 전기자동차의 전/후륜 모터 동력 분배장치및 방법 |
| JP2012106636A (ja) * | 2010-11-17 | 2012-06-07 | Toyota Motor Corp | 車両用駆動装置の制御装置 |
| KR20120100372A (ko) * | 2011-03-04 | 2012-09-12 | 한양대학교 산학협력단 | 직렬형 하이브리드 전기자동차의 동력분배방법 |
| KR20170069093A (ko) * | 2015-12-10 | 2017-06-20 | 현대자동차주식회사 | 하이브리드 차량 또는 마일드 하이브리드 차량의 벨트 제어 장치 및 방법 |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102224112B1 (ko) * | 2019-12-17 | 2021-03-08 | 한양대학교 산학협력단 | 기계 부하 장치를 고려한 하이브리드 차량의 동력 분배 방법 및 장치 |
| GB2603622A (en) * | 2020-12-18 | 2022-08-10 | Caterpillar Inc | Hybrid power system control and operating strategy based on power system state vector calculation |
| US11728658B2 (en) | 2020-12-18 | 2023-08-15 | Caterpillar Inc. | Hybrid power system control and operating strategy based on power system state vector calculation |
| GB2603622B (en) * | 2020-12-18 | 2023-12-27 | Caterpillar Inc | Hybrid power system control and operating strategy based on power system state vector calculation |
| WO2023075455A1 (ko) * | 2021-10-27 | 2023-05-04 | 한국과학기술원 | 하이브리드 차량의 과도특성을 고려한 동력제어 방법 및 장치 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6965824B2 (en) | Power output apparatus and automobile with power output apparatus mounted thereon | |
| US7431111B2 (en) | Hybrid power output apparatus and control method | |
| KR101889648B1 (ko) | 하이브리드 차량의 제어 장치, 하이브리드 차량 및 하이브리드 차량의 제어 방법 | |
| US7206687B1 (en) | Method for controlling a hybrid electric vehicle | |
| JP3830371B2 (ja) | ハイブリッド電気自動車のエネルギー制御方法 | |
| KR101995173B1 (ko) | 마일드 하이브리드 차량의 운전 제어 장치 및 그 제어 방법 | |
| KR101816247B1 (ko) | 요구 출력 변화에 따른 하이브리드 차량의 엔진과 모터의 동력분배방법 | |
| JP6183333B2 (ja) | ハイブリッド自動車 | |
| WO2005097536A1 (ja) | 動力出力装置および自動車 | |
| US9739222B2 (en) | System and method for controlling torque intervention of hybrid electric vehicle during shift | |
| EP2848482B1 (en) | Vehicle and vehicle control method | |
| JP2017178057A (ja) | 車両の走行駆動装置 | |
| JP2006246562A (ja) | ハイブリッド車およびその制御方法 | |
| CN115140017A (zh) | 混合动力车辆行驶控制方法、装置、设备及存储介质 | |
| JP2007112195A (ja) | ハイブリッド車両のモータ電力供給制御装置 | |
| CN105936265B (zh) | 用于生成扭矩命令的方法和装置 | |
| JP5331065B2 (ja) | 車載内燃機関制御装置 | |
| JP4069849B2 (ja) | 動力出力装置およびこれを搭載する自動車並びに動力出力装置の制御方法 | |
| JP2014004912A (ja) | ハイブリッド自動車の制御装置 | |
| JP4677819B2 (ja) | ハイブリッド車およびその制御方法 | |
| JP7211254B2 (ja) | 車両制御装置 | |
| JP4957267B2 (ja) | 動力出力装置およびこれを搭載する自動車並びに動力出力装置の制御方法 | |
| US20230032074A1 (en) | Vehicle having function of limiting driving force | |
| JP4566110B2 (ja) | 車両および動力出力装置並びに車両の制御方法、動力出力装置の制御方法 | |
| WO2021261247A1 (ja) | 電動車両の制御装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant |