KR102252916B1 - Hybrid vehicle and method of controlling engine - Google Patents

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Abstract

본 발명은 하이브리드 자동차 및 그를 위한 엔진 제어 방법에 관한 것으로, 보다 상세히는 변속시 회수되는 에너지를 엔진 시동에 사용할 수 있는 하이브리드 자동차 및 그 제어 방법에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 자동차의 제어 방법은, 현재 요구토크인 제 1 토크를 판단하는 단계; 현재로부터 근미래 시점에 발생이 예상되는 예측 요구 토크인 제 2 토크 또는 예측 가속도를 판단하는 단계; 상기 제 2 토크 또는 상기 예측 가속도 및 현재속도를 이용하여 상기 근미래 시점에 예상되는 예측 속도를 판단하는 단계; 상기 요구 토크 및 상기 현재 속도 중 적어도 하나를 이용하여 현재 시점에서 엔진 시동 조건 및 변속 발생 조건 중 어느 하나의 조건이 만족되는 경우, 상기 예측 속도, 상기 제 2 토크 및 상기 예측 가속도 중 적어도 하나를 이용하여 상기 근미래 시점에서 상기 엔진 시동 조건 및 상기 변속 발생 조건 중 나머지 하나의 조건이 만족되는지 여부를 판단하는 단계; 및 상기 나머지 하나의 조건이 만족되는 경우, 상기 현재 시점에서 만족된 조건에 대응되는 이벤트를 지연시키거나 상기 근미래 시점에서 만족된 조건에 대응되는 이벤트를 앞당기는 제어를 수행하는 단계를 포함할 수 있다.The present invention relates to a hybrid vehicle and an engine control method therefor, and more particularly, to a hybrid vehicle capable of using energy recovered during shifting to start an engine, and a control method thereof. A method for controlling a hybrid vehicle according to an embodiment of the present invention includes determining a first torque that is a current required torque; Determining a second torque or a predicted acceleration that is a predicted required torque that is expected to occur at a time point in the near future from the present; Determining a predicted speed predicted at the near future point in time using the second torque or the predicted acceleration and current speed; When any one of an engine starting condition and a shift occurrence condition is satisfied at a current time by using at least one of the requested torque and the current speed, at least one of the predicted speed, the second torque, and the predicted acceleration is used. Determining whether the remaining one of the engine starting condition and the shift generation condition is satisfied at the near future point in time; And when the other condition is satisfied, delaying an event corresponding to the condition satisfied at the current point in time or performing a control for advancing an event corresponding to the condition satisfied at the near future point in time. .

Figure R1020170049237
Figure R1020170049237

Description

하이브리드 자동차 및 그를 위한 엔진 제어 방법{HYBRID VEHICLE AND METHOD OF CONTROLLING ENGINE}Hybrid vehicle and engine control method therefor {HYBRID VEHICLE AND METHOD OF CONTROLLING ENGINE}

본 발명은 하이브리드 자동차 및 그를 위한 엔진 제어 방법에 관한 것으로, 보다 상세히는 변속시 회수되는 운동 에너지의 일부를 직접 엔진 시동에 사용할 수 있는 하이브리드 자동차 및 그 제어 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a hybrid vehicle and an engine control method therefor, and more particularly, to a hybrid vehicle capable of directly using a part of kinetic energy recovered during shifting to start an engine, and a control method thereof.

차량에 대한 끊임없는 연비 향상의 요구와 각 나라의 배출가스 규제의 강화에 따라 친환경 차량에 대한 요구가 증가하고 있으며, 이에 대한 현실적인 대안으로 하이브리드 차량(Hybrid Electric Vehicle/Plug-in Hybrid Electric Vehicle, HEV/PHEV)이 제공되고 있다.The demand for eco-friendly vehicles is increasing due to the continuous demand for fuel efficiency improvement for vehicles and the strengthening of emission regulations in each country, and a realistic alternative to this is a hybrid electric vehicle (Hybrid Electric Vehicle/Plug-in Hybrid Electric Vehicle, HEV). /PHEV) is being provided.

이러한 하이브리드 차량은 엔진과 모터로 구성되는 두 개의 동력원으로 주행하는 과정에서 엔진과 모터를 어떻게 조화롭게 동작시키느냐에 따라 최적의 출력과 토크를 제공할 수 있다. 특히, 엔진과 변속기 사이에 전기모터와 엔진클러치(EC:Engine Clutch)를 장착한 병렬형(Parallel Type, 또는 TMED: Transmission Mounted Electric Device 방식) 하이브리드 시스템을 채용한 하이브리드 자동차에서는, 엔진과 모터의 출력이 동시에 구동축으로 전달될 수 있다.Such a hybrid vehicle can provide optimum power and torque depending on how the engine and motor are harmoniously operated in the process of driving with two power sources composed of an engine and a motor. In particular, in a hybrid vehicle employing a parallel type (or TMED: Transmission Mounted Electric Device method) hybrid system equipped with an electric motor and an engine clutch (EC) between the engine and transmission, the output of the engine and the motor It can be transmitted to the drive shaft at the same time.

하이브리드 차량의 일반적인 상황에서는 초기 가속 시 전기에너지를 이용한다(즉, EV 모드). 하지만, 전기에너지만으로는 운전자의 요구 파워를 충족시키는데 한계가 있기 때문에 결국 엔진을 주동력원으로 사용(즉, HEV 모드)해야 하는 순간이 발생한다. 이러한 경우, 하이브리드 차량에서는 모터의 회전수와 엔진의 회전수 차이가 소정 범위 이내일 때 엔진클러치를 결합시켜 모터와 엔진이 함께 회전하도록 한다. 이러한 하이브리드 자동차 구조를 도 1을 참조하여 설명한다.In the general situation of a hybrid vehicle, electric energy is used during initial acceleration (ie, EV mode). However, since there is a limit to satisfying the driver's required power with only electric energy, there is a moment when the engine must be used as the main power source (ie, HEV mode). In this case, in the hybrid vehicle, when the difference between the rotation speed of the motor and the rotation speed of the engine is within a predetermined range, the engine clutch is engaged so that the motor and the engine rotate together. The structure of such a hybrid vehicle will be described with reference to FIG. 1.

도 1은 일반적인 하이브리드 자동차의 파워 트레인 구조의 일례를 나타낸다.1 shows an example of a power train structure of a general hybrid vehicle.

도 1을 참조하면, 내연기관 엔진(ICE, 10)과 변속기(50) 사이에 전기모터(또는 구동용 모터, 40)와 엔진클러치(30)를 장착한 병렬형(Parallel Type) 하이브리드 시스템을 채용한 하이브리드 자동차의 파워 트레인이 도시된다.Referring to FIG. 1, a parallel type hybrid system in which an electric motor (or driving motor 40) and an engine clutch 30 are mounted between an internal combustion engine (ICE, 10) and a transmission 50 is adopted. The power train of one hybrid car is shown.

이러한 차량에서는 일반적으로 시동후 운전자가 엑셀레이터를 밟는 경우(즉, 가속 페달 센서 on), 엔진 클러치(30)가 오픈된 상태에서 먼저 배터리의 전력을 이용하여 모터(40)가 구동되고, 모터의 동력이 변속기(50) 및 종감속기(FD: Final Drive, 16)를 거쳐 바퀴가 움직이게 된다(즉, EV 모드). 차량이 서서히 가속되면서 점차 더 큰 구동력이 필요하게 되면, 보조 모터(또는, 시동발전 모터, 20)가 동작하여 엔진(10)을 구동할 수 있다.In such a vehicle, in general, when the driver steps on the accelerator after starting (that is, the accelerator pedal sensor is on), the motor 40 is first driven using the power of the battery while the engine clutch 30 is open, and the motor power The wheels are moved through the transmission 50 and the final drive 16 (FD) (that is, in the EV mode). When the vehicle is gradually accelerated and gradually greater driving force is required, the auxiliary motor (or starter generator motor 20) may be operated to drive the engine 10.

그에 따라 엔진(10)과 모터(40)의 회전속도가 동일해 지면 비로소 엔진 클러치(30)가 맞물려 엔진(10)과 모터(40)가 함께 차량를 구동하게 된다(즉, EV 모드에서 HEV 모드 천이). 차량이 감속되는 등 기 설정된 엔진 오프 조건이 만족되면, 엔진 클러치(30)가 오픈되고 엔진(10)은 정지된다(즉, HEV 모드에서 EV 모드 천이). 이때 차량은 휠의 구동력을 이용하여 모터(40)를 통해 배터리(70)를 충전하며 이를 제동에너지 회생, 또는 회생 제동이라 한다. 따라서, 시동발전 모터(12)는 엔진에 시동이 걸릴 때에는 스타트 모터의 역할을 수행하며, 시동이 걸린 후 또는 시동 오프시 엔진의 회전 에너지 회수시에는 발전기로 동작하기 때문에 하이브리드 스타트 제너레이터(HSG:Hybrid Start Generator)라 칭할 수 있다.Accordingly, when the rotational speeds of the engine 10 and the motor 40 become the same, the engine clutch 30 engages and the engine 10 and the motor 40 drive the vehicle together (that is, transition from EV mode to HEV mode. ). When a preset engine off condition such as a vehicle deceleration is satisfied, the engine clutch 30 is opened and the engine 10 is stopped (ie, transition from HEV mode to EV mode). At this time, the vehicle charges the battery 70 through the motor 40 using the driving force of the wheel, and this is referred to as braking energy regeneration or regenerative braking. Therefore, the starting power generation motor 12 plays the role of a start motor when the engine is started, and operates as a generator when the rotational energy of the engine is recovered after starting or when the engine is turned off. Start Generator).

일반적으로 변속기(50)는 유단 변속기나 다판클러치, 예컨대 듀얼클러치 변속기(DCT)가 사용되며, EV 모드에서 1단 출발 후 속도와 토크에 따라 2단으로 상단변속된다. 이때, 상단 변속 과정에서 원활한 변속과 클러치 보호를 위해 차량은 구동원의 토크를 저감시키는 등 변속기 입력축의 운동 에너지, 즉, 속도를 감소시키는 제어를 하게 되는데, 이러한 제어를 "인터벤션 제어"라 칭할 수 있다.In general, the transmission 50 is a stepped transmission or a multi-plate clutch, for example, a dual clutch transmission (DCT) is used, and after starting from the first stage in the EV mode, the upper shift is made to the second stage according to the speed and torque. At this time, for smooth shifting and clutch protection during the upper shifting process, the vehicle performs control to reduce the kinetic energy of the transmission input shaft, that is, speed, such as reducing the torque of the drive source. Such control may be referred to as "intervention control". .

예컨대, 구동원 토크 저감 수단으로 전기 모터(40)에 역방향 토크가 인가될 수 있는데, 이러한 경우 전기 모터(40)에서 발전이 수행될 수도 있다. 이를 도 2를 참조하여 설명한다.For example, a reverse torque may be applied to the electric motor 40 as a driving source torque reduction means, and in this case, power generation may be performed in the electric motor 40. This will be described with reference to FIG. 2.

도 2는 일반적인 하이브리드 차량에서 상단 변속을 위한 인터벤션 과정의 일례를 나타낸다.2 shows an example of an intervention process for an upper shift in a typical hybrid vehicle.

도 2를 참조하면, 3개의 그래프가 표시되며, 세로축은 위로부터 아래방향으로 인터벤션, 전기 모터의 토크, 변속기 입력축의 속도를 각각 나타낸다.Referring to FIG. 2, three graphs are displayed, and the vertical axis represents the intervention, the torque of the electric motor, and the speed of the transmission input shaft from top to bottom.

변속 과정은 크게 토크 페이즈(Torque Phase)와 관성 페이즈(Inertia Phase)로 구분될 수 있으며, 토크 페이즈에서는 전기 모터에서 발생되는 양(+)의 토크에 의해 입력축의 속도가 상승하는 페이즈를 의미할 수 있다. 또한, 관성 페이즈는 모터의 토크가 감소하여 입력축의 속도가 감소하는 페이즈를 의미할 수 있다. 아울러, 전기 모터에 역방향(-) 토크가 인가됨은 발전을 의미한다. 따라서, 전기모터에서 발전을 통해 생산된 전력은 배터리의 충전에 이용될 수 있다.The shifting process can be largely divided into a torque phase and an inertia phase, and in the torque phase, it can mean a phase in which the speed of the input shaft increases due to the positive torque generated by the electric motor. have. In addition, the inertia phase may mean a phase in which the torque of the motor decreases and the speed of the input shaft decreases. In addition, applying a reverse (-) torque to the electric motor means power generation. Therefore, the electric power produced through power generation in the electric motor can be used to charge the battery.

한편, 하이브리드 차량에서 출발 가속 시 EV 모드에서 HEV 모드로의 전환이 결정되면 엔진에 시동이 걸리게 된다. 전술된 바와 같이, 엔진 시동은 HSG의 동력을 이용한 크랭킹을 수반한다. 이를 도 3을 참조하여 설명한다.On the other hand, when it is determined to switch from the EV mode to the HEV mode when starting acceleration in the hybrid vehicle, the engine is started. As mentioned above, starting the engine involves cranking using the power of the HSG. This will be described with reference to FIG. 3.

도 3은 일반적인 하이브리드 자동차에서 엔진 시동 과정의 일례를 나타낸다.3 shows an example of an engine starting process in a typical hybrid vehicle.

도 3에서 상단 그래프의 세로축은 HSG의 토크를, 하단 그래프의 세로축은 엔진 속도를 각각 나타낸다. 도 3을 참조하면, HSG에서 발생된 토크에 의해 엔진이 크랭킹되어 엔진에 시동이 걸리게 된다.In FIG. 3, the vertical axis of the upper graph represents the torque of HSG, and the vertical axis of the lower graph represents the engine speed, respectively. Referring to FIG. 3, the engine is cranking due to the torque generated by the HSG and the engine is started.

그런데, EV->HEV 모드 전환 조건은 배터리 충전 상태(SOC), 보조 부하, 요구 토크 등 다양한 요소에 의해 결정되나, 일반적인 가속 상황에서는 1단에서 2단으로의 상단 변속과 엔진기동(cranking)이 유사한 시점에 발생한다. 그러나, 종래의 하이브리드 자동차에서는 도 1에 도시된 화살표와 같이, 변속 과정에서 회수되는 운동 에너지(E)는 우선 전기 모터(40)에서 건지 에너지로 변환되어 배터리(70)를 충전하며, 배터리(70)에 저장된 전력이 다시 HSG(20)를 기동시킨다. 따라서, 변속 회수 에너지(E) 중 전기 모터의 발전 효율 팩터(

Figure 112017037424585-pat00001
,
Figure 112017037424585-pat00002
<1)를 곱한 값(
Figure 112017037424585-pat00003
E)이 전기 에너지로 변환되며, 그에 입력 효율 팩터(
Figure 112017037424585-pat00004
,
Figure 112017037424585-pat00005
<1)를 곱한 값(
Figure 112017037424585-pat00006
Figure 112017037424585-pat00007
E)만 배터리(70)에 저장된다. 또한, 배터리(70)에 저장된 전력(
Figure 112017037424585-pat00008
Figure 112017037424585-pat00009
E)이 배터리(70)로부터 출력될 때 다시 출력 효율 팩터(
Figure 112017037424585-pat00010
,
Figure 112017037424585-pat00011
<1) 를 곱하게 된다. 결국, 변속시 회수된 운동 에너지(E)는 경로 손실로 E*
Figure 112017037424585-pat00012
*
Figure 112017037424585-pat00013
*
Figure 112017037424585-pat00014
만큼만 HSG에 전달되며, 여기서 다시 HSG의 에너지 효율(
Figure 112017037424585-pat00015
,
Figure 112017037424585-pat00016
<1)을 곱합 값(
Figure 112017037424585-pat00017
Figure 112017037424585-pat00018
Figure 112017037424585-pat00019
Figure 112017037424585-pat00020
E)이 결국 실제 엔진(10)의 크랭킹에 운동 에너지로 직접 작용하는 문제점이 있다.However, the EV->HEV mode switching condition is determined by various factors such as battery charge status (SOC), auxiliary load, and required torque. Occurs at a similar point in time. However, in a conventional hybrid vehicle, as shown by the arrow shown in FIG. 1, kinetic energy E recovered in the shifting process is first converted into energy from the electric motor 40 to charge the battery 70, and the battery 70 The power stored in) starts the HSG 20 again. Therefore, the power generation efficiency factor of the electric motor (
Figure 112017037424585-pat00001
,
Figure 112017037424585-pat00002
Multiplied by <1) (
Figure 112017037424585-pat00003
E) is converted into electrical energy, and the input efficiency factor (
Figure 112017037424585-pat00004
,
Figure 112017037424585-pat00005
Multiplied by <1) (
Figure 112017037424585-pat00006
Figure 112017037424585-pat00007
Only E) is stored in the battery 70. In addition, the power stored in the battery 70 (
Figure 112017037424585-pat00008
Figure 112017037424585-pat00009
When E) is output from the battery 70, the output efficiency factor (
Figure 112017037424585-pat00010
,
Figure 112017037424585-pat00011
It is multiplied by <1). Eventually, the kinetic energy (E) recovered during shifting is E*
Figure 112017037424585-pat00012
*
Figure 112017037424585-pat00013
*
Figure 112017037424585-pat00014
Only as much is passed to HSG, where again the energy efficiency of HSG (
Figure 112017037424585-pat00015
,
Figure 112017037424585-pat00016
<1) times the value (
Figure 112017037424585-pat00017
Figure 112017037424585-pat00018
Figure 112017037424585-pat00019
Figure 112017037424585-pat00020
E) has a problem in that the kinetic energy directly acts on the cranking of the actual engine 10 in the end.

본 발명은 하이브리드 자동차에서 보다 효율적으로 변속시 회수되는 에너지를 엔진 시동에 사용할 수 있는 방법 및 그를 수행하는 차량을 제공하기 위한 것이다.An object of the present invention is to provide a method capable of using energy recovered during shifting more efficiently in a hybrid vehicle to start an engine and a vehicle performing the same.

특히, 본 발명은 하이브리드 차량에서 변속시 회수되는 에너지가 배터리를 경유함에 따른 손실을 개선할 수 있는 방법 및 그를 수행하는 차량을 제공하기 위한 것이다.In particular, the present invention is to provide a method capable of improving the loss of energy recovered during shifting in a hybrid vehicle via a battery and a vehicle performing the same.

본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problems to be achieved in the present invention are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems that are not mentioned will be clearly understood by those of ordinary skill in the technical field to which the present invention belongs from the following description. I will be able to.

상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 자동차의 제어 방법은, 현재 요구토크인 제 1 토크를 판단하는 단계; 현재로부터 근미래 시점에 발생이 예상되는 예측 요구 토크인 제 2 토크 또는 예측 가속도를 판단하는 단계; 상기 제 2 토크 또는 상기 예측 가속도 및 현재속도를 이용하여 상기 근미래 시점에 예상되는 예측 속도를 판단하는 단계; 상기 요구 토크 및 상기 현재 속도 중 적어도 하나를 이용하여 현재 시점에서 엔진 시동 조건 및 변속 발생 조건 중 어느 하나의 조건이 만족되는 경우, 상기 예측 속도, 상기 제 2 토크 및 상기 예측 가속도 중 적어도 하나를 이용하여 상기 근미래 시점에서 상기 엔진 시동 조건 및 상기 변속 발생 조건 중 나머지 하나의 조건이 만족되는지 여부를 판단하는 단계; 및 상기 나머지 하나의 조건이 만족되는 경우, 상기 현재 시점에서 만족된 조건에 대응되는 이벤트를 지연시키거나 상기 근미래 시점에서 만족된 조건에 대응되는 이벤트를 앞당기는 제어를 수행하는 단계를 포함할 수 있다.In order to solve the above technical problem, a method for controlling a hybrid vehicle according to an embodiment of the present invention includes: determining a first torque that is a current required torque; Determining a second torque or a predicted acceleration that is a predicted required torque that is expected to occur at a time point in the near future from the present; Determining a predicted speed predicted at the near future point in time using the second torque or the predicted acceleration and current speed; When any one of an engine starting condition and a shift occurrence condition is satisfied at a current time by using at least one of the requested torque and the current speed, at least one of the predicted speed, the second torque, and the predicted acceleration is used. Determining whether the remaining one of the engine starting condition and the shift generation condition is satisfied at the near future point in time; And when the other condition is satisfied, delaying an event corresponding to the condition satisfied at the current point in time or performing a control for advancing an event corresponding to the condition satisfied at the near future point in time. .

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 자동차는, 상기 하이브리드 차량의 각종 센서와 연동하여 차량 운행에 따른 운전정보를 검출하는 운전정보 검출부; 가감속 예측모델을 활용하여 상기 운전정보 검출부로부터 전달된 정보를 이용하여 차량의 주행환경이 반영된 운전자의 근미래 가감속 의지 예측 값을 생성하는 운전자 가감속 예측부; 및 상기 운전정보 검출부로부터 전달된 정보를 이용하여 현재 요구토크인 제 1 토크를 판단하고, 상기 근미래 가감속 의지 예측 값을 이용하여 현재로부터 근미래 시점에 발생이 예상되는 요구 토크인 제 2 토크 또는 예측 가속도를 판단하며, 상기 제 2 토크 또는 상기 예측 가속도 및 현재속도를 이용하여 상기 근미래 시점에 예상되는 예측 속도를 판단하는 하이브리드 제어기를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 하이브리드 제어기는 상기 요구 토크 및 상기 현재 속도 중 적어도 하나를 이용하여 현재 시점에서 엔진 시동 조건 및 변속 발생 조건 중 어느 하나의 조건이 만족되는 경우, 상기 예측 속도, 상기 제 2 토크 및 상기 예측 가속도 중 적어도 하나를 이용하여 상기 근미래 시점에서 상기 엔진 시동 조건 및 상기 변속 발생 조건 중 나머지 하나의 조건이 만족되는지 여부를 판단하며, 상기 나머지 하나의 조건이 만족되는 경우, 상기 현재 시점에서 만족된 조건에 대응되는 제 1 이벤트를 지연시키거나 상기 근미래 시점에서 만족된 조건에 대응되는 제 2 이벤트를 앞당기는 제어를 수행할 수 있다.In addition, a hybrid vehicle according to an embodiment of the present invention includes: a driving information detector configured to detect driving information according to vehicle operation by interlocking with various sensors of the hybrid vehicle; A driver acceleration/deceleration predictor for generating a predicted value of a driver's near future acceleration/deceleration will by using the information transmitted from the driving information detection unit using an acceleration/deceleration prediction model; And a second torque or prediction that is a required torque that is expected to occur at a point in time from the present to the near future by using the information transmitted from the driving information detector to determine the current required torque, the first torque, and the near-future acceleration/deceleration will predicted value. It may include a hybrid controller that determines acceleration, and determines a predicted velocity predicted at the near future point in time using the second torque or the predicted acceleration and the current velocity. Here, the hybrid controller uses at least one of the requested torque and the current speed, when any one of an engine starting condition and a shift generation condition is satisfied at a current time point, the predicted speed, the second torque, and the predicted It is determined whether the remaining one of the engine starting condition and the shift occurrence condition is satisfied at the near future point in time using at least one of acceleration, and if the other condition is satisfied, the condition satisfied at the present time point It is possible to perform a control to delay a first event corresponding to a or to advance a second event corresponding to a condition satisfied at the near future point in time.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 관련된 하이브리드 자동차는 보다 효율적으로 엔진 기동 제어를 수행할 수 있다.The hybrid vehicle according to at least one embodiment of the present invention configured as described above can perform engine start control more efficiently.

특히, 변속 시점과 엔진 기동 시점을 소정 범위 내로 제어하여 변속시 회수된 전기 에너지가 배터리를 거치지 않고 바로 시동발전 모터로 전달되므로 효율성이 향상된다.In particular, since the electric energy recovered during the shift is directly transferred to the starting power generation motor without passing through the battery by controlling the shift timing and the engine starting timing within a predetermined range, efficiency is improved.

본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects that can be obtained in the present invention are not limited to the above-mentioned effects, and other effects not mentioned can be clearly understood by those of ordinary skill in the art from the following description. will be.

도 1은 일반적인 하이브리드 자동차의 파워 트레인 구조의 일례를 나타낸다.
도 2는 일반적인 하이브리드 차량에서 상단 변속을 위한 인터벤션 과정의 일례를 나타낸다.
도 3은 일반적인 하이브리드 자동차에서 엔진 시동 과정의 일례를 나타낸다.
도 4a는 본 발명의 일 실시예에 따른 변속시 운동 에너지가 엔진에 바로 전달될 수 있는 상황의 일례를 나타낸다.
도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 변속시점과 모드 전환 시점의 중첩에 따른 에너지 흐름의 일례를 나타낸다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 차량의 제어 시스템을 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 6a 및 6b는 본 발명의 실시예들에 적용될 수 있는 운전자 가감속 의지 예측 과정의 일례를 나타낸다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 근미래 가감속 예측 모델을 활용한 충전 모드 판단 방법을 나타낸다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 차량의 제어 방법의 일례를 나타낸 흐름도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예의 다른 양상에 따른 하이브리드 차량의 제어 방법의 일례를 나타낸 흐름도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예의 다른 양상에 따른 근접성을 이용한 매칭 라인의 일례를 나타낸다.
1 shows an example of a power train structure of a general hybrid vehicle.
2 shows an example of an intervention process for an upper shift in a typical hybrid vehicle.
3 shows an example of an engine starting process in a typical hybrid vehicle.
4A shows an example of a situation in which kinetic energy can be directly transferred to an engine during a shift according to an embodiment of the present invention.
4B shows an example of an energy flow according to an overlap between a shift point and a mode change point according to an embodiment of the present invention.
5 is a block diagram schematically showing a control system of a hybrid vehicle according to an embodiment of the present invention.
6A and 6B illustrate an example of a driver acceleration/deceleration will prediction process that can be applied to embodiments of the present invention.
7 shows a method of determining a charging mode using a near-future acceleration/deceleration prediction model according to an embodiment of the present invention.
8 is a flowchart illustrating an example of a method for controlling a hybrid vehicle according to an embodiment of the present invention.
9 is a flowchart illustrating an example of a method for controlling a hybrid vehicle according to another aspect of the present invention.
10 shows an example of a matching line using proximity according to another aspect of an embodiment of the present invention.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those of ordinary skill in the art may easily implement the present invention. However, the present invention may be implemented in various different forms and is not limited to the embodiments described herein. In the drawings, parts irrelevant to the description are omitted in order to clearly describe the present invention, and similar reference numerals are attached to similar parts throughout the specification.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호로 표시된 부분들은 동일한 구성요소들을 의미한다.Throughout the specification, when a part "includes" a certain component, it means that other components may be further included rather than excluding other components unless specifically stated to the contrary. In addition, parts denoted by the same reference numerals throughout the specification refer to the same components.

본 발명의 일 실시예에서는 변속시점과 HEV 모드 전환 시점(즉, 엔진 시동 시점)이 중첩될 경우, 변속 인터벤션 제어를 통해 회수될 운동 에너지의 적어도 일부가, 바로 엔진시동에 사용되도록 하여, HSG를 이용한 시동 대비 경로 상에서 발생하는 에너지 손실을 감소시킬 수 있는 방법 및 그를 수행하기 위한 하이브리드 자동차가 제공된다. 이를 위한 기본 원리를 도 4a 및 도 4b를 참조하여 설명한다.In one embodiment of the present invention, when the shift point and the HEV mode switching point (that is, the engine start point) overlap, at least part of the kinetic energy to be recovered through the shift intervention control is immediately used to start the engine, so that the HSG is used. A method capable of reducing energy loss occurring on a path compared to the used start-up and a hybrid vehicle for performing the same are provided. The basic principle for this will be described with reference to FIGS. 4A and 4B.

도 4a는 본 발명의 일 실시예에 따른 변속시 운동 에너지가 엔진에 바로 전달될 수 있는 상황의 일례를, 도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 변속시점과 모드 전환 시점의 중첩에 따른 에너지 흐름의 일례를 각각 나타낸다.4A is an example of a situation in which kinetic energy can be directly transferred to an engine during a shift according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4B is an energy according to an overlap between a shift point and a mode change point according to an embodiment of the present invention. Each example of the flow is shown.

변속시 인터벤션 제어를 통해 회수될 운동 에너지가 배터리를 거치지 않고 바로 엔진의 크랭킹에 사용되기 위해서는 변속 타이밍과 엔진기동 타이밍이 소정 시간 범위 이내로 근접해야 한다. 예컨대, 도 4a와 같이 인터벤션 제어에서 모터에 역토크가 인가되어 발전하는 구간과, 변속기의 관성 페이즈가 시간축 상에서 서로 중첩되는 경우 모터를 통해 인터벤션을 위한 위한 모든 운동 에너지를 회수하는 대신 일부 운동 에너지가 엔진 클러치를 거쳐 바로 엔진으로 전달되도록 할 수 있다. 다시 말하면, 전기 모터의 회전수(즉, 변속기 입력단의 회전수)가 엔진 시동을 위한 엔진 크랭킹에 따른 역방향 토크(즉, 엔진 클러치 부하)에 의해 감소될 수 있다.In order for the kinetic energy to be recovered through the intervention control during shifting to be used for cranking the engine without passing through the battery, the shift timing and engine start timing must be close within a predetermined time range. For example, as shown in FIG. 4A, when the section in which reverse torque is applied to the motor to generate power and the inertia phase of the transmission overlap each other on the time axis, some kinetic energy is generated instead of recovering all kinetic energy for the intervention through the motor. It can be delivered directly to the engine via the engine clutch. In other words, the rotation speed of the electric motor (ie, the rotation speed of the transmission input stage) may be reduced by the reverse torque (ie, the engine clutch load) according to engine cranking for starting the engine.

이를 위해, 상술한 중첩되는 구간 동안 엔진 클러치는 슬립 접합되도록(즉, 엔진 클러치 부하 상승 구간) 제어될 수 있다. 이러한 경우, HSG를 이용한 크랭킹이 불필요하게 되므로, 운동 에너지가 전기 에너지로 전환되어 배터리를 거쳐 HSG에서 다시 운동 에너지로 전환되는 비효율적인 경로를 따라 에너지가 이동될 필요가 없다.To this end, the engine clutch may be controlled to slip during the above-described overlapping section (ie, the engine clutch load rising section). In this case, since cranking using HSG becomes unnecessary, energy does not need to be transferred along an inefficient path in which kinetic energy is converted into electrical energy and converted from HSG back to kinetic energy through a battery.

결국, 엔진 크랭킹을 위한 HSG의 전기 에너지 소모가 발생되지 않으면서도 인터벤션 토크 또한 크랭킹 토크로 그 일부를 충당할 수 있어 효율이 향상된다.As a result, the electric energy consumption of HSG for engine cranking is not generated, and the intervention torque can also be partially covered by the cranking torque, thereby improving the efficiency.

예컨대, 도 4b를 참조하면, 변속기 입력단의 운동 에너지를 E라 칭하고, E 중에서 엔진 클러치로 전달되는 운동 에너지의 비율을 k(k<1)라 하면, 엔진 클러치로 전달되는 에너지는 kE가 되고, 모터에서 발전을 통해 회수되는 에너지는 (1-k)E가 된다. 엔진 클러치의 에너지 전달 효율 팩터를

Figure 112017037424585-pat00021
라 하면, 결국 엔진 크랭킹에 사용되는 에너지는
Figure 112017037424585-pat00022
가 되며, 이는 도 1의 HSG를 이용할 때 전달되는 에너지인
Figure 112017037424585-pat00023
대비 크게 효율이 향상될 수 있다.For example, referring to FIG. 4B, if the kinetic energy of the transmission input end is referred to as E, and the ratio of the kinetic energy transmitted to the engine clutch among E is k (k<1), the energy transmitted to the engine clutch becomes kE, The energy recovered through power generation in the motor becomes (1-k)E. The energy transfer efficiency factor of the engine clutch
Figure 112017037424585-pat00021
In the end, the energy used for engine cranking is
Figure 112017037424585-pat00022
Is, which is the energy transmitted when using the HSG of FIG. 1
Figure 112017037424585-pat00023
In contrast, efficiency can be greatly improved.

물론, 도 4에 도시된 그래프는 가장 이상적인 상황으로, 에너지 회수가 먼저 시작되는 경우라도 중첩만 된다면, 변속과정에서 운동 에너지의 적어도 일부는 배터리를 거치지 않고 엔진으로 전달될 수 있기 때문에, 본 발명의 실시예에서는 변속 인터벤션 제어가 발생하는 구간과 엔진기동 구간이 중첩되는 정도에 의해 한정되지 아니한다.Of course, the graph shown in FIG. 4 is the most ideal situation, and even if energy recovery is started first, if only overlapping, at least part of the kinetic energy can be transferred to the engine without passing through the battery in the shifting process. In the embodiment, it is not limited by the degree of overlap between the section in which the shift intervention control occurs and the section in which the engine starts.

따라서, 본 실시예에서는 변속 이벤트와 엔진기동 이벤트 중 어느 하나가 발생할 조건이 만족될 경우, 나머지 하나가 발생할 시점을 예측하고, 예측 결과에 따라 발생 조건이 만족된 이벤트를 지연시키거나 시점이 예측된 이벤트를 앞당겨서 두 이벤트가 진행되는 구간의 적어도 일부가 중첩되도록 할 것을 제안한다.Therefore, in the present embodiment, when a condition in which any one of the shift event and the engine start event occurs is satisfied, the time point at which the other one occurs is predicted, and the event in which the occurrence condition is satisfied is delayed or the time point is predicted. It is suggested to advance the event so that at least a part of the section in which the two events are held overlap.

엔진 기동 조건과 (상단)변속의 발생 조건은 차속, 배터리 충전상태, 가속페달위치, 구동 요구토크 또는 구동 요구파워 중 최소한 하나로 설정될 수 있다. 여기에 대해서는 보다 상세히 후술하기로 한다.The engine starting condition and the (upper) shift occurrence condition may be set to at least one of vehicle speed, battery charge state, accelerator pedal position, required drive torque, or required drive power. This will be described in more detail later.

본 실시예의 일 양상에 의하면, 변속 시점과 엔진기동 시점을 판단하기 위하여, 변속 발생 여부와 엔진 기동 여부가 현재 시점과 근미래 시점 각각에서 판단될 수 있다.According to an aspect of the present embodiment, in order to determine the time point of shifting and the time point of starting the engine, whether or not the shift has occurred and whether the engine is started may be determined at each of the present time point and the near future time point.

본 실시예의 일 양상에 의하면, 변속 시점과 엔진기동 시점은 머신 러닝 기법을 이용한 근미래 예측 모델을 이용해서 예측될 수 있다.According to an aspect of the present embodiment, a shift point and an engine start point may be predicted using a near-future prediction model using a machine learning technique.

본 실시예의 다른 양상에 의하면, 변속 시점과 엔진기동 시점은 중첩의 정도에 따른 효율성 분석을 통해 시간, 토크, 속도 중 적어도 하나에 의한 예측 기준을 설정하고, 이를 통해 예측될 수도 있다.According to another aspect of the present embodiment, the time point of shift and the time point of engine start may be predicted by setting a prediction criterion based on at least one of time, torque, and speed through efficiency analysis according to the degree of overlap.

먼저, 도 5를 참조하여 본 발명의 실시예들이 적용될 수 있는 하이브리드 자동차 구조를 설명한다.First, a hybrid vehicle structure to which embodiments of the present invention can be applied will be described with reference to FIG. 5.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 차량의 제어 시스템을 개략적으로 나타낸 블록도이다.5 is a block diagram schematically showing a control system of a hybrid vehicle according to an embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 하이브리드 차량의 제어 시스템(100)은 운전정보 검출부(110), 운전성향 판단부(120), 운전자 가감속 예측부(130) 및 하이브리드 제어기(140)를 포함한다. 물론, 이는 예시적인 것으로 이보다 적거나(예를 들어, 운전 성향 판단부 생략 등) 많은 구성 요소로 변속 제어 시스템이 구성될 수 있음은 물론이다.5, the control system 100 of a hybrid vehicle according to an embodiment of the present invention includes a driving information detection unit 110, a driving tendency determination unit 120, a driver acceleration/deceleration prediction unit 130, and a hybrid controller 140. ). Of course, this is an example, and it goes without saying that the shift control system may be configured with fewer or more components than this (eg, omission of the driving propensity determination unit).

운전정보 검출부(110)는 차속 센서(111), 가속 페달 센서(Accelerator Position Sensor, APS)(112), 브레이크 페달 센서(Brake pedal Sensor, BPS)(113), 첨단 운전자 보조 시스템(ADAS: Advanced Driver Assistance System) (114), 내비게이션(115) 중 적어도 하나와 연동하여 차량의 운행에 따른 운전정보를 검출한다.The driving information detection unit 110 includes a vehicle speed sensor 111, an accelerator position sensor (APS) 112, a brake pedal sensor (BPS) 113, and an advanced driver assistance system (ADAS: Advanced Driver). In conjunction with at least one of the assistance system 114 and the navigation 115, driving information according to the operation of the vehicle is detected.

운전정보 검출부(110)는 APS(112)를 통해 운전자의 가속페달 작동 상태를 검출하고, BPS(113)를 통해 브레이크 작동 상태를 검출한다.The driving information detection unit 110 detects the driver's accelerator pedal operation state through the APS 112 and detects the brake operation state through the BPS 113.

운전정보 검출부(110)는 차속 센서(111)를 통해 차량 속도를 검출하고, ADAS(114)의 레이더 센서, (스테레오) 카메라 등을 통해 전방 차량과의 상대 거리 및 가속도를 포함하는 전방 거동 정보를 검출한다. 물론, 레이더나 카메라 외에도 ADAS의 구성에 따라 초음파, 레이저 등의 다양한 센서가 활용될 수 있다.The driving information detection unit 110 detects the vehicle speed through the vehicle speed sensor 111, and forward behavior information including the relative distance and acceleration with the vehicle in front through a radar sensor of the ADAS 114, a (stereo) camera, etc. To detect. Of course, in addition to radar or camera, various sensors such as ultrasonic waves and lasers may be used depending on the configuration of ADAS.

운전정보 검출부(110)는 내비게이션(115)을 통해 GPS/GIS 기반 차량의 위치정보 기반, 도로종류, 정체도, 제한속도, 교차로, 톨게이트, 선회(turn) 및 구배 정보 등의 내비게이션 정보(도로 환경 정보)를 검출한다. 여기서, 내비게이션(115)은 상기한 정보 제공을 위해 내장된 내비게이션 맵과 외부 무선통신(예; 텔레메틱스, TPEG 등)으로 수집되는 교통정보를 참조할 수 있다.The driving information detection unit 110 provides navigation information such as GPS/GIS based vehicle location information, road type, congestion, speed limit, intersection, toll gate, turn and slope information through the navigation 115 (road environment Information). Here, the navigation 115 may refer to a built-in navigation map for providing the above information and traffic information collected through external wireless communication (eg, telematics, TPEG, etc.).

운전성향 판단부(120)는 운전자의 차량 운전 조작에 따른 평균 속도, APS 변화량(dAPS) 및 BPS 변화량(dBPS) 등의 운전패턴을 토대로 운전자의 운전성향을 파악한다.The driving propensity determination unit 120 determines the driver's driving propensity based on a driving pattern such as an average speed, APS change amount (dAPS), and BPS change amount (dBPS) according to the driver's vehicle driving operation.

예컨대, 운전성향 판단부(120)는 운전정보 검출부(110)에서 검출된 APS 변화량, BPS 변화량, 차속, 구배도 등의 측정 인자를 입력 변수로 퍼지 멤버십 함수(Fuzzy membership function)를 구성하여 단기 운전성향 지수(SI = 0 ~ 100%)를 산출 한다.For example, the driving propensity determination unit 120 configures a fuzzy membership function as an input variable using measurement factors such as APS change amount, BPS change amount, vehicle speed, and gradient detected by the driving information detection unit 110 for short-term driving. Calculate the propensity index (SI = 0 ~ 100%).

그리고, 운전성향 판단부(120)는 산출된 단기 운전성향 지수(SI = 0 ~ 100%)를 운전성향 강도에 따른 소정 기준비율로 구분하여 운전자의 운전성향을 복수의 레벨로 판단할 수 있다.In addition, the driving propensity determination unit 120 may determine the driving propensity of the driver as a plurality of levels by dividing the calculated short-term driving propensity index (SI = 0 to 100%) by a predetermined reference ratio according to the driving propensity intensity.

운전자 가감속 예측부(130)는 머신 러닝(Machine Learning) 기법을 활용하여 운전성향 별 가감속 예측모델을 학습하고, 상기 가감속 예측모델을 활용하여 차량의 주행환경 및 상기 운전성향이 반영된 운전자의 근미래 가감속 의지 예측 값을 생성한다. 즉, 운전자 가감속 예측부(130)는 운전정보 검출부(110)를 통해 검출된 차속, 레이더 정보, 내비게이션 정보와 운전자의 운전성향을 입력정보로 활용하여 비교적 짧은 시간 단위로 나타나는 운전 조작의 형태를 정량적으로 수치화함으로써 운전자의 순간적인 가/감속 의지를 판단하고, 이를 통해 운전자의 근미래 가감속 예측 값을 생성할 수 있다. 이러한 가감속 예측값은 근미래의 소정 시간 단위로 가속 페달이나 브레이크 페달을 밟는 강도와 확률로 구성될 수 있다.The driver acceleration/deceleration prediction unit 130 learns an acceleration/deceleration prediction model for each driving tendency by using a machine learning technique, and the driving environment of the vehicle and the driver's driving tendency are reflected by using the acceleration/deceleration prediction model. Generate a predicted value of the will of acceleration/deceleration in the near future. That is, the driver acceleration/deceleration prediction unit 130 uses the vehicle speed, radar information, navigation information, and driver's driving tendency detected through the driving information detection unit 110 as input information to determine a form of driving operation that appears in a relatively short time unit. By quantitatively quantifying the driver's momentary acceleration/deceleration will, the driver's near-future acceleration/deceleration prediction value can be generated through this. The acceleration/deceleration predicted value may be composed of the strength and probability of depressing the accelerator pedal or the brake pedal in a predetermined time unit in the near future.

가감속 예측부(130)의 구체적인 예측 알고리즘에는 머신 러닝 기법을 활용하여 기 구축된 예측 모델을 보완해가는 뉴럴 네트워크(Neural Network)가 포함될 수 있는데, 여기에 대해서는 보다 상세히 후술하기로 한다.The specific prediction algorithm of the acceleration/deceleration prediction unit 130 may include a neural network that supplements a previously constructed prediction model using a machine learning technique, which will be described in more detail later.

하이브리드 제어기(140)는 본 발명의 실시 예에 따른 하이브리드 차량의 운전 모드 전환을 위한 상기 각부의 동작을 제어하며, 최상위 제어기로 네트워크로 연결되는 엔진 제어기 및 모터 제어기 등을 통합 제어한다.The hybrid controller 140 controls the operation of each unit for switching the driving mode of the hybrid vehicle according to an embodiment of the present invention, and integrally controls an engine controller and a motor controller connected to a network as a top level controller.

하이브리드 제어기(140)는 운전정보 검출부(110)에서 검출된 APS 또는 BPS에 따른 운전자의 현재 요구 토크를 분석하고, 그 자체(즉, 현재 요구 토크) 또는 그에 따른 지령을 다른 제어기로 전달할 수 있다. 또한, 하이브리드 제어기(140)는 상기 근미래 가감속 예측 값을 전달받아 근미래 특정 시점의 요구 토크나 가속도를 예측하고, 이를 이용한 변속 발생 여부 및/또는 엔진기동 여부의 판단을 수행할 수 있다. 또한, 하이브리드 제어기(140)는 변속/엔진 기동 여부에 대한 판단 결과를 통해, 변속 시점과 엔진 기동 시점을 중첩시기키 위해 엔진 기동 및 변속 시점 중 적어도 하나를 앞당기거나 지연시킬 수 있다.The hybrid controller 140 may analyze the current requested torque of the driver according to the APS or BPS detected by the driving information detection unit 110, and transmit itself (ie, the current requested torque) or a command according thereto to another controller. In addition, the hybrid controller 140 may receive the near-future acceleration/deceleration prediction value, predict a required torque or acceleration at a specific point in the near future, and determine whether a shift has occurred and/or whether the engine is started using the same. In addition, the hybrid controller 140 may advance or delay at least one of the engine start and shift times in order to overlap the shift time and the engine start time based on a result of determining whether the shift/engine is started.

예컨대, 변속기 제어기에서는 하이브리드 제어기(140)로부터 현재 요구토크와 근미래의 요구토크 예측값에 대한 정보를 획득하여 최종 변속 여부를 판단하고, 판단 결과에 대응되는 변속 지령을 변속기로 전달할 수 있다.For example, the transmission controller may obtain information on the current demand torque and the near future demand torque predicted value from the hybrid controller 140 to determine whether to final shift, and transmit a shift command corresponding to the determination result to the transmission.

물론, 실시예에 따라 가감속 예측부(130)가 근미래 가감속 예측값을 이용하여 근미래 요구토크까지 예측하는 경우, 가감속 예측부(130)가 바로 해당 값을 이용하여 관련 제어를 수행하거나, 해당 값을 다른 제어기로 전달할 수도 있다.Of course, according to an embodiment, when the acceleration/deceleration predictor 130 predicts up to the near-future required torque using the near-future acceleration/deceleration predicted value, the acceleration/deceleration predictor 130 immediately performs related control using the corresponding value, or Values can also be passed to other controllers.

아울러, 상술한 실시예에서 운전성향 판단부(120)는 구성에 따라 생략될 수도 있으며, 이러한 경우 운전자 가감속 예측부(130)는 운전성향에 관련된 입력 값을 제외하고 가감속 예측을 수행할 수 있다.In addition, in the above-described embodiment, the driving tendency determination unit 120 may be omitted depending on the configuration, and in this case, the driver acceleration/deceleration prediction unit 130 may perform acceleration/deceleration prediction excluding input values related to the driving tendency. have.

이하에서는 도 6a 및 도 6b를 참조하여 운전자 가감속 예측부(130)가 운전자의 가감속 의지를 예측하는 방법을 설명한다.Hereinafter, a method of predicting the driver's acceleration/deceleration will by the driver acceleration/deceleration prediction unit 130 will be described with reference to FIGS. 6A and 6B.

도 6a 및 도 6b는 본 발명의 실시예들에 적용될 수 있는 운전자 가감속 의지 예측 과정의 일례를 나타낸다.6A and 6B illustrate an example of a driver acceleration/deceleration will prediction process that can be applied to embodiments of the present invention.

먼저 도 6a를 참조하면, 운전자 가감속 예측부(130)의 운전자 가감속 의지 예측 과정은 크게 세 단계로 나뉠 수 있다. 구체적으로, 먼저 어떤 파라미터들이 예측을 위한 입력 값으로 사용될 지 여부가 결정될 수 있다(S61). 결정된 입력 값은 머신 러닝을 통하여 예측 모델을 수정하고(S62), 입력값과 수정된 모델을 통해 가속과 감속을 분류하여 근미래 상황에 대한 예측 값을 산출할 수 있다(S63).First, referring to FIG. 6A, a process of predicting the will of the driver acceleration/deceleration by the driver acceleration/deceleration predictor 130 can be roughly divided into three steps. Specifically, first, it may be determined whether or not which parameters are to be used as input values for prediction (S61). The determined input value may be calculated by correcting the prediction model through machine learning (S62), and classifying acceleration and deceleration through the input value and the modified model (S63).

여기서 입력 값을 결정하는 과정(S61)은 다시 1) 입력 값의 후보들을 추출하는 과정, 2) 입력 신호를 통합하여 데이터 전(pre) 처리하는 과정, 그리고 3) 전 처리된 후보 값을 이용하여 최종 변수를 선택하는 과정을 포함할 수 있다. 한편, 머신 러닝 기법은 시계열 모델 기반의 기법이 이용될 수도 있고, 딥 러닝(deep learning) 기반의 기법이 이용될 수도 있다. 여기서 시계열 모델 기반의 기법의 예로는 시간에 따른 행위의 변화를 추정지표(stochastic)로 설명하는 ARIMA(Autoregressive integrated moving average) 기법, 범용근사자로서 비모수 회귀(nonparametric regression) 방법을 이용하는 MLP(Multi-layer Perceprton) 기법 등을 들 수 있다. 또한, 딥 러닝 기반의 기법으로는 차원 축소를 통해 입/출력 데이터를 유사하게 만드는 SAE(Stacked AutoEncoder) 기법, 순차적인 정보를 처리하는 신경망 알고리즘인 RNNs(Recurrent Neural Networks) 기법, 장기 의존성 학습에 적합한 LSTM(Long Short Term Memory) 기법 등을 들 수 있다. 이 중 신경망 알고리즘을 이용한 운전자 가감속 예측부의 근미래 운전자 가감속 의지 예측 과정의 일례가 도 6b에 도시된다.Here, the process of determining the input value (S61) is again 1) a process of extracting candidates of the input value, 2) a process of pre-processing data by integrating the input signal, and 3) using the pre-processed candidate value. It may include the process of selecting the final variable. Meanwhile, as a machine learning technique, a time series model-based technique may be used, or a deep learning-based technique may be used. Here, examples of the time-series model-based technique include the ARIMA (Autoregressive integrated moving average) technique that explains the change in behavior over time as a stochastic, and the MLP (Multi-Purpose) technique that uses a nonparametric regression method as a general-purpose approximator. layer Perceprton) technique. In addition, deep learning-based techniques include stacked autoencoder (SAE) techniques that make input/output data similar through dimensionality reduction, recurrent neural networks (RNNs) techniques, which are neural network algorithms that process sequential information, and are suitable for long-term dependency learning. LSTM (Long Short Term Memory) technique, etc. are mentioned. Among these, an example of a process of predicting a driver's acceleration/deceleration will in the near future by the driver acceleration/deceleration prediction unit using a neural network algorithm is shown in FIG. 6B.

도 6b를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 운전자 가감속 예측부(130)는 머신 러닝 기법을 활용하여 운전자의 운전성향 별 가감속 예측모델을 학습하는 뉴럴 네트워크(Neural Network)를 포함한다.Referring to FIG. 6B, the driver acceleration/deceleration prediction unit 130 according to an embodiment of the present invention includes a neural network that learns an acceleration/deceleration prediction model for each driver's driving tendency by using a machine learning technique.

운전자 가감속 예측부(130)에는 뉴럴 네트워크를 활용하여 차량의 출고 전 시험운전을 통해 누적된 빅데이터를 기반으로 운전성향 별 근미래 가감속 예측모델이 미리 구축되어 있는 것이 바람직하다.It is preferable that the driver acceleration/deceleration prediction unit 130 has a near-future acceleration/deceleration prediction model for each driving tendency based on big data accumulated through test driving before leaving the vehicle using a neural network.

또한, 운전자 가감속 예측부(130)는 뉴럴 네트워크를 활용하여 구축된 운전성향 별 근미래 가감속 예측모델에 출고 후 실제 운전자의 차량 운전을 통해 학습된 차량 거동 데이터를 더 반영하여 운전자에게 개인화된 운전성향 별 근미래 가감속 예측모델을 생성할 수 있다. 이 때, 운전자 가감속 예측부(130)는 운전자의 성향 판단에 따라 학습된 거동 데이터를 해당 운전성향의 근미래 가감속 예측모델에 적용할 수 있다.In addition, the driver acceleration/deceleration prediction unit 130 further reflects vehicle behavior data learned through actual driver's vehicle driving after delivery to the near-future acceleration/deceleration prediction model for each driving tendency built using a neural network to provide personalized driving to the driver. Near future acceleration/deceleration prediction models can be generated according to propensity. In this case, the driver acceleration/deceleration predictor 130 may apply the learned behavior data according to the driver's propensity determination to a near-future acceleration/deceleration prediction model of the corresponding driving propensity.

이러한 운전자 가감속 예측부(130)는 차량 속도, 레이더 정보 및 네비게이션 정보를 종합한 주행 환경과 운전자의 운전성향을 입력정보로 활용하여 운전자의 운전성향에 따른 근미래 가감속 의지 예측 값을 산출할 수 있다. 여기서 운전 성향은 도 6b에 도시된 바와 같이 복수의 성향 타입으로 분류될 수도 있고, 평균속도, 가속페달 변화율(dAPS), 브레이크페달 변화율(dBPS) 등의 수치로 구성될 수도 있다.The driver acceleration/deceleration prediction unit 130 can calculate a near future acceleration/deceleration will prediction value according to the driver's driving tendency by using the driving environment in which the vehicle speed, radar information, and navigation information are combined and the driver's driving tendency as input information. have. Here, the driving propensity may be classified into a plurality of propensity types as shown in FIG. 6B, and may be composed of numerical values such as an average speed, an accelerator pedal change rate (dAPS), and a brake pedal change rate (dBPS).

아울러, 운전자 가감속 예측부(130)는 차량에 장착된 상태로 머신 러닝 기법을 통해 실시간으로 운전자 가감속 모델 학습에 따른 모델 수정을 수행할 수도 있고, 외부에서 수정된 모델을 수신하여 학습 없이 예측에만 사용할 수도 있다.In addition, the driver acceleration/deceleration prediction unit 130 may perform model correction according to the driver acceleration/deceleration model learning in real time through machine learning while being mounted on the vehicle, or receive the modified model from the outside to predict without learning. Can also be used only.

즉, 외부에서 모델이 수정되도록 하는 경우, 학습의 입력값이 되는 파라미터들을 텔레매틱스 센터나 클라우드 서버 등으로 전송되도록 하여 학습을 통한 모델 수정은 외부에서 수행된 후 최종 모델만이 차량으로 전송되도록 할 수 있다.In other words, when the model is modified from outside, parameters that are input values for training are transmitted to the telematics center or cloud server, so that only the final model is transmitted to the vehicle after the model modification through training is performed outside. have.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 근미래 가감속 예측 모델을 활용한 충전 모드 판단 방법을 나타낸다.7 shows a method of determining a charging mode using a near-future acceleration/deceleration prediction model according to an embodiment of the present invention.

도 7을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 하이브리드 제어기(140)는 운전자의 APS 또는 BPS 조작에 따른 현재 운전 요구를 해석하고, 요구토크를 계산한다(S1). 하이브리드 제어기(140)는 현재 요구 토크에 따라 현재 이벤트(즉, 변속/엔진기동 발생 여부)를 판단한다(S2).Referring to FIG. 7, the hybrid controller 140 according to an embodiment of the present invention analyzes a current driving request according to a driver's APS or BPS operation, and calculates a required torque (S1). The hybrid controller 140 determines a current event (ie, whether a shift/engine start has occurred) according to the current requested torque (S2).

한편, 운전자 가감속 예측부(130)는 근미래 가감속 예측 모델을 활용한 운전자 가감속 의지 예측 정보를 출력하고, 이를 통해 하이브리드 제어기(140)는 근미래 시점의 차량 거동을 예측할 수 있다(S3).Meanwhile, the driver acceleration/deceleration prediction unit 130 outputs driver acceleration/deceleration will prediction information using the near-future acceleration/deceleration prediction model, and through this, the hybrid controller 140 can predict the vehicle behavior at the near future point in time (S3).

하이브리드 제어기(140)는 S2 단계 및 S3 단계 각각의 판단 결과를 조합하여 근미래에 발생할 이벤트(근미래의 변속/엔진 기동 여부)를 판단하고(S4), 최종적으로 현재 이벤트를 지연시키거나 근미래 이벤트의 발생을 앞당길 수 있다. 물론, 하이브리드 제어기(140)는 이벤트 지연/앞당김을 통하더라도 변속 시점과 엔진기동 시점의 중첩이 일정 범위 이상 일어나기 어렵다고 판단되는 경우 시점 변경 제어가 가해지지 않는 일반적인 제어를 수행할 수도 있다.The hybrid controller 140 determines an event that will occur in the near future (whether a near-future shift/engine is started) by combining the determination results of each of the S2 and S3 steps (S4), and finally delays the current event or generates a near-future event. Can advance. Of course, the hybrid controller 140 may perform general control in which the timing change control is not applied when it is determined that the overlapping of the shift timing and the engine starting timing is difficult to occur over a certain range even through event delay/advancement.

여기서, 요구토크 예측값은 운전자 가감속 예측부(130)에서 계산할 수도 있고, 전술한 바와 같이 하이브리드 제어기(140)에서 계산할 수도 있으며, 도시되지는 아니하였으나 요구토크 예측값을 생성하기 위한 별도의 제어기에서 계산할 수도 있다.Here, the required torque predicted value may be calculated by the driver acceleration/deceleration predictor 130, or may be calculated by the hybrid controller 140 as described above, and although not shown, it can be calculated by a separate controller for generating the required torque predicted value. May be.

다음으로, 전술한 하이브리드 차량의 제어 시스템(100)을 주체로 하여, 본 발명의 실시 예에 따른 하이브리드 차량의 운전 모드 전환 방법을 다음의 도 8을 통해 좀더 구체적으로 설명한다.Next, a method of switching a driving mode of a hybrid vehicle according to an embodiment of the present invention will be described in more detail with reference to FIG. 8 below, with the above-described hybrid vehicle control system 100 as a main body.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 차량의 제어 방법의 일례를 나타낸 흐름도이다.8 is a flowchart illustrating an example of a method for controlling a hybrid vehicle according to an embodiment of the present invention.

도 8을 참조하면, 먼저 하이브리드 제어기(140)는 운전정보 검출부(110)를 통해 APS 변화량 또는 BPS 변화량을 검출하여 운전자의 현재 요구토크를 계산한다(S810).Referring to FIG. 8, first, the hybrid controller 140 detects an APS change amount or a BPS change amount through the driving information detection unit 110 and calculates the current required torque of the driver (S810).

여기서, 요구토크는 현재 페달 센서(APS 및 BPS)가 감지한 페달 위치 값(Pedal(n))에 대한 함수로 구해질 수 있다. 보다 상세히, '(n)' 값은 가속 페달(APS)이 조작된 경우에는 양의(+) 값을 갖고, 브레이크 페달(BPS)이 조작된 경우에는 음의(-) 값을 가질 수 있다.Here, the required torque may be obtained as a function of the pedal position value Pedal(n) detected by the current pedal sensors APS and BPS. In more detail, the'(n)' value may have a positive (+) value when the accelerator pedal APS is manipulated, and may have a negative (-) value when the brake pedal BPS is manipulated.

이때, 하이브리드 제어기(140)는 운전자의 잘못된 조작으로 APS와 BPS가 동시에 검출되는 경우 브레이크 오버라이드(Brake override) 기능을 적용하여 APS 변화는 무시하고 BPS 변화만으로 요구토크를 계산할 수 있다.In this case, when the APS and BPS are simultaneously detected due to a driver's wrong manipulation, the hybrid controller 140 may ignore the APS change and calculate the required torque only with the BPS change by applying a brake override function.

운전자 가감속 예측부(130)에서는 통해 차량 속도, 레이더 정보, 내비게이션 정보 및 운전자의 운전성향 등을 입력정보로 하는 함수(즉, function (Radar정보, Navi정보, 운전자 성향))를 통해 운전자의 근미래 가감속 의지 예측 값(Pedal(n+a))을 생성한다(S820).In the driver acceleration/deceleration prediction unit 130, the driver's near future through a function (i.e., a function (Radar information, Navi information, driver propensity)) that uses vehicle speed, radar information, navigation information, and driver's driving propensity as input information. An acceleration/deceleration will predicted value Pedal(n+a) is generated (S820).

여기서, Pedal(n+a)란 a 초 후의 가속/브레이크 페달의 위치를 의미하며, a 값은 엔진기동 시점과 변속 시점을 중첩시킬 수 있는 시간 기준일 수 있다. 예컨대, a가 3초라면, 하이브리드 제어기가 엔진기동 시점과 변속 시점 차이가 3초 이내에 발생하는 경우 둘 중 적어도 하나를 지연시키거나 앞당겨서 두 시점이 충분히 중첩되도록 제어할 수 있음을 의미할 수 있다. 이러한 a값은 전기 모터의 발전 효율, 용량이나 시동발전 모터의 동작 특성 등 차량 스펙에 따라 다양하게 설정될 수 있음은 당업자에 자명하다.Here, Pedal(n+a) refers to the position of the accelerator/brake pedal after a second, and the a value may be a time reference for overlapping the engine starting time and the shifting time. For example, if a is 3 seconds, it may mean that when the difference between the engine start time and the shift time occurs within 3 seconds, the hybrid controller may delay or advance at least one of the two to control such that the two times are sufficiently overlapped. It is obvious to those skilled in the art that the value a may be variously set according to vehicle specifications, such as power generation efficiency of the electric motor, capacity, or operation characteristics of the starter power generation motor.

또한, 근미래 가감속 의지 예측 값은 소정 시간 후의 가까운 미래에 예측되는 운전자의 가속의지(APS 증가 또는 BPS 감소) 또는 감속의지(APS 감소 또는 BPS 증가)와 그 변화량 이나 페달 위치를 의미할 수도 있다. 물론, 앞의 가감속 의지, 변화랑, 페달 위치 등의 정보와 함께 그에 대한 확률 정보가 포함될 수도 있다.In addition, the near-future acceleration/deceleration will predicted value may mean the driver's willingness to accelerate (increase APS or decrease BPS) or will (increase APS or increase BPS) predicted in the near future after a predetermined time, and the amount of change or pedal position. Of course, information such as the will of acceleration/deceleration in the front, change range, and pedal position may be included as well as probability information about it.

운전자 가감속 예측부(130)의 가감속 의지 예측값(Pedal(n+a))을 이용하여 하이브리드 제어기(140)는 근미래 요구 토크 예측값, 즉, "예측토크" 및 근미래 속도, 즉, "예측속도"를 판단할 수 있다(S830).Using the predicted acceleration/deceleration will predicted value (Pedal(n+a)) of the driver acceleration/deceleration predictor 130, the hybrid controller 140 determines the near-future required torque predicted value, that is, "predicted torque" and near-future speed, that is, "predicted speed. "Can be determined (S830).

보다 상세히, 하이브리드 제어기(140)는 가감속 의지 예측값의 함수로 예측 토크를 구할 수 있으며, 현재 페달센서 값, 가감속 의지 예측값 및 현재 속도의 함수로 예측 속도를 구할 수 있다. 즉, 예측 속도는 미래의 페달 조작상태와 현재의 페달 조작상태의 차이에 의해 구해지는 속도 변화량을 차속 센서(111)에서 감지된 현재 속도에 더하여 구해질 수 있다.In more detail, the hybrid controller 140 may obtain the predicted torque as a function of the acceleration/deceleration will predicted value, and obtain the predicted speed as a function of the current pedal sensor value, the acceleration/deceleration will predicted value, and the current speed. That is, the predicted speed may be obtained by adding the amount of speed change obtained by the difference between the pedal operation state in the future and the current pedal operation state to the current speed sensed by the vehicle speed sensor 111.

현재 속도, 현재 요구 토크, 예측 속도 및 예측 토크가 구해지면, 하이브리드 제어기(140)는 현재 이벤트와 근미래 이벤트를 판단할 수 있다.When the current speed, the current required torque, the predicted speed and the predicted torque are obtained, the hybrid controller 140 may determine the current event and the near future event.

구체적으로, 먼저 하이브리드 제어기(140)는 현재 요구토크(또는 요구파워)를 기반으로(요구토크>=Threshold1?) HEV모드 전환 여부, 즉, 엔진 시동 여부를 판단한다(S840A). 여기서 "Threshold1"은 차속, 모터 최대토크, 배터리 가용파워 및 현재 SOC 중 적어도 하나에 의해 결정되는 엔진 시동 기준이 되는 토크일 수 있다.Specifically, first, the hybrid controller 140 determines whether to switch the HEV mode, that is, whether to start the engine based on the current required torque (or required power) (required torque>=Threshold1?) (S840A). Here, "Threshold1" may be a torque that is determined by at least one of vehicle speed, maximum motor torque, available battery power, and current SOC as a reference for starting the engine.

현재 토크에 의해 엔진 시동이 필요한 것으로 판단되면, 하이브리드 제어기는 예측 속도를 기반(예측속도 >= Threshold2(예측토크)?)으로 근미래 시점에 변속 발생 여부를 판단한다(S850A). 여기서 "Threshold2(예측토크)"는 예측토크에 따라 값이 변경되는 변속 발생 기준 속도를 의미할 수 있다.If it is determined that engine start is necessary based on the current torque, the hybrid controller determines whether a shift occurs at a near future time based on the predicted speed (predicted speed >= Threshold2 (predicted torque)?) (S850A). Here, "Threshold2 (predicted torque)" may mean a reference speed at which a value is changed according to the predicted torque.

판단 결과, 하이브리드 제어기(140)는 현재 엔진 시동이 발생하며, a초 후의 근미래 시점에 변속이 발생할 것으로 예측되면, a초 범위 내에서 엔진 시동을 지연시키거나, 변속 인터벤션 제어를 앞당길 것을 결정할 수 있다(S860A). 이때, 엔진 시동시에는 엔진 클러치를 슬립제어하여 엔진 크랭킹이 수행된다.As a result of the determination, the hybrid controller 140 may determine to delay the engine start within a second range or to advance the shift intervention control if it is predicted that the current engine start occurs and the shift will occur at a near future point after a second. (S860A). At this time, when the engine is started, engine cranking is performed by slip control of the engine clutch.

반대로, S850단계의 판단 결과 현재 엔진 시동이 발생하나, a초 후에 변속이 발생하지 않는 경우에는 단순히 엔진 HSG를 이용한 시동이 수행된다(S860B).Conversely, as a result of the determination in step S850, when the current engine starts, but the shift does not occur after a second, the start is simply performed using the engine HSG (S860B).

또한, S840A 단계에서 현재 시점에 엔진 시동이 발생 조건이 만족되지 않는다고 판단된 경우, 하이브리드 제어기(140)는 현재 시점에 변속 발생 여부를 현재 요구토크 및 현재속도(현재속도 >= Threshold2(요구토크)?)에 기반하여 판단할 수 있다(S840B).In addition, when it is determined in step S840A that the condition for engine start occurrence at the current time is not satisfied, the hybrid controller 140 determines whether the shift has occurred at the current time, the current required torque and the current speed (current speed >= Threshold2 (required torque)). ?) can be determined based on (S840B).

변속이 발생하는 경우 근미래 시점에 엔진 시동 여부가 예측 토크에 기반하여(예측토크 >= Threshold1?) 판단될 수 있다(S850B).When a shift occurs, whether the engine is started at a near future point in time may be determined based on the predicted torque (predicted torque >= Threshold1?) (S850B).

판단 결과, 하이브리드 제어기(140)는 현재 변속이 발생하며, a초 후의 근미래 시점에 엔진 시동이 발생할 것으로 예측되면, a초 범위 내에서 엔진 시동을 앞당기거나, 변속 인터벤션 제어를 지연시킬 것을 결정할 수 있다(S860C). 이때, 엔진 시동시에는 엔진 클러치를 슬립제어하여 엔진 크랭킹이 수행된다.As a result of the determination, when the current shift occurs and the engine start is predicted to occur at a near future point in time a second later, the hybrid controller 140 may determine to advance the engine start within a second range or to delay the shift intervention control. (S860C). At this time, when the engine is started, engine cranking is performed by slip control of the engine clutch.

반대로, S850단계의 판단 결과 현재 변속은 발생하나, a초 후에 엔진 시동이 발생하지 않는 경우에는 단순히 변속이 수행될 수 있으며(S860B), 현재 시점에 엔진 시동도, 변속도 발생하지 않는 경우 다시 S810 단계로 바로 돌아갈 수 있다.Conversely, as a result of the determination of step S850, the current shift occurs, but if the engine does not start after a second, the shift can be performed simply (S860B), and if the engine does not start or the shift does not occur at the current time, it is again S810. You can go right back to the stage.

지금까지 설명한 도 8에서는 머신 러닝 기법을 통한 근미래 예측 모델을 이용하여 근미래의 요구토크와 속도를 예측하였다. 본 실시예의 다른 양상에 의하면, 근미래 예측 모델을 이용하는 대신, 현재 운전점이 기 설정된 매핑 라인에 근접한 경우 해당 이벤트가 근미래에 발생할 것으로 예측하도록 할 수도 있다.In FIG. 8 described so far, the required torque and speed of the near future are predicted using a near future prediction model through a machine learning technique. According to another aspect of the present embodiment, instead of using a near future prediction model, when a current operating point is close to a preset mapping line, a corresponding event may be predicted to occur in the near future.

이를 도 9 내지 도 10을 참조하여 설명한다.This will be described with reference to FIGS. 9 to 10.

도 9는 본 발명의 일 실시예의 다른 양상에 따른 하이브리드 차량의 제어 방법의 일례를 나타낸 흐름도이고, 도 10은 본 발명의 일 실시예의 다른 양상에 따른 근접성을 이용한 매칭 라인의 일례를 나타낸다.9 is a flowchart showing an example of a method for controlling a hybrid vehicle according to another aspect of the present invention, and FIG. 10 shows an example of a matching line using proximity according to another aspect of the present invention.

도 9에서는 명세서의 간명함을 위해 도 8과 차이점만을 설명하기로 한다.In FIG. 9, only differences from FIG. 8 will be described for clarity of the specification.

도 9를 참조하면, 도 8과 달리 근미래 운전자 가감속 의지를 예측하는 과정(S820~S830)이 생략되고, 바로 현재 이벤트 판단이 수행된다(S840A, S840B).Referring to FIG. 9, unlike FIG. 8, the process of predicting the will of acceleration/deceleration of a driver in the near future (S820 to S830) is omitted, and a current event determination is performed (S840A and S840B).

근미래 예측의 경우, S840A 단계에서 엔진 시동이 필요한 경우 현재토크와 변속에 대한 매핑 라인에 기반하여(현재속도 >= Threshold3(요구토크)?) 근미래 변속 발생여부가 예측될 수 있다(S850A'). 변속에 대한 매핑 라인은 도 10의 (a)를 참조하여 설명한다. 도 10의 (a)를 참조하면, 실제 상단(N->N+1) 변속 라인(Threshold2에 대응)보다 조금 더 낮은 차속을 갖는 매핑 라인(즉, "변속 예측 라인", Threshold3에 대응)이 미리 설정될 수 있다. 결국 변속 예측 라인은, Threshold2와 유사하게 토크에 따라 값이 변경되는 기준 속도이되, Threshold2는 실제 변속을 발생시키는 속도를 의미하는 반면에 변속 예측 라인은 현재 요구 토크에 대하여 근미래에 변속이 발생되리라 예측될 수 있는 속도를 의미한다.In the case of near-future prediction, when the engine needs to be started in step S840A, it is possible to predict whether a near-future shift has occurred based on a mapping line for the current torque and the shift (current speed >= Threshold3 (required torque)?) (S850A'). The mapping line for the shift will be described with reference to FIG. 10A. Referring to (a) of FIG. 10, a mapping line having a vehicle speed slightly lower than the actual upper (N->N+1) shift line (corresponding to Threshold2) (ie, “shift prediction line”, corresponding to Threshold3) is It can be set in advance. In the end, the shift prediction line is the reference speed whose value changes according to the torque similar to Threshold2, while Threshold2 means the speed at which the actual shift occurs, whereas the shift prediction line predicts that shift will occur in the near future with respect to the current required torque. It means the speed at which you can become.

변속 예측 라인의 이용은, 현재 운전점(차속과 요구 토크로 결정)이 변속 예측 라인에 도달할 경우 이러한 추세가 계속되면, 근미래에서는 실제 상단 변속 라인에 운전점이 도달할 가능성이 큼에서 착안된 것이다.The use of the shift prediction line was conceived because if this trend continues when the current operating point (determined by vehicle speed and required torque) reaches the shift prediction line, it is likely that the operating point will reach the actual upper shift line in the near future. .

또한, 840A 단계에서 엔진 시동은 발생하지 아니하나 S840B 단계에서 변속은 발생하는 경우, 하이브리드 제어기(140)는 요구토크와 엔진 시동 예측 라인에 기반하여(요구토크 >= Threshold4?) 근미래 시점에 엔진 시동 발생 여부에 대한 예측을 수행한다(S850B'). 엔진 시동 예측 라인은 도 10의 (b)를 참조하여 설명한다. 도 10의 (b)를 참조하면, 엔진 시동 판단 기준(Threshold1에 대응)보다 조금 더 낮은 요구토크를 갖는 엔진 시동 예측 라인(Threshold4에 대응)이 미리 설정될 수 있다. 엔진 시동 예측 라인은, Threshold1과 유사하게 모터 최대토크, 배터리 가용파워 및 현재 SOC 중 적어도 하나에 토크에 따라 값이 변경되는 기준 토크 라인이되, Threshold1은 실제 엔진 시동을 발생시키는 요구 토크를 의미하는 반면에 엔진 시동 예측 라인은 현재 요구 토크에 대하여 근미래에 엔진 시동이 발생되리라 예측될 수 있는 요구 토크를 의미한다.In addition, when engine start does not occur in step 840A, but shift occurs in step S840B, the hybrid controller 140 starts the engine at a near future time based on the required torque and the engine start prediction line (required torque >= Threshold4?). Prediction on whether or not occurrence is performed (S850B'). The engine start prediction line will be described with reference to FIG. 10B. Referring to FIG. 10B, an engine start prediction line (corresponding to Threshold4) having a required torque slightly lower than the engine start determination criterion (corresponding to Threshold1) may be set in advance. Similar to Threshold1, the engine start prediction line is a reference torque line whose value is changed according to the torque in at least one of the maximum motor torque, the available battery power, and the current SOC, but Threshold1 refers to the required torque to generate the actual engine start. On the other hand, the engine start prediction line means a required torque that can be predicted that engine start will occur in the near future with respect to the current required torque.

각 예측에 따라 수행되는 동작(S860A 내지 S860D)는 도 8과 동일한 바, 중복되는 기재는 생략하기로 한다.Operations (S860A to S860D) performed according to each prediction are the same as in FIG. 8, and redundant descriptions will be omitted.

한편, 상술한 실시예들에서 운전자의 가감속 의지 예측 모델은 실제 차량 운행시 축적된 데이터를 기반으로 현재 주행 조건에 대응하는 미래의 운전자 의지를 기계 학습을 통해 구성되고 수정되는 것으로 설명되었다. 그러나, 이러한 예측 모델을 이용하는 대신, 미리 규칙을 설정하여 근미래 가감속 의지 예측 값이 판단될 수도 있다. 이러한 규칙의 일례가 아래 표 1에 나타난다.Meanwhile, in the above-described embodiments, it has been described that the driver's will of acceleration/deceleration prediction model is constructed and modified through machine learning of the will of a future driver corresponding to the current driving condition based on data accumulated during actual vehicle operation. However, instead of using such a predictive model, a near future acceleration/deceleration will predicted value may be determined by setting a rule in advance. An example of these rules is shown in Table 1 below.

입력 신호Input signal 주행 상황 해석Analysis of driving conditions 예상 결과Expected result [Navi/Telematics]
도로종류 = 고속도로
정체정보 = 원활
전방event = 없음

[Radar]

전방차량 거리 = 근접
전방차량 상대 속도 = -10 kph

[운전성향/history]
과거 5분간 정속 주행

[차선 이탈 방지 시스템]
현재 차선 유지
[Navi/Telematics]
Road type = Highway
Identity information = smooth
Forward event = none

[Radar]

Distance of vehicle ahead = proximity
Relative vehicle speed in front = -10 kph

[Driving propensity/history]
Driving at a constant speed for the past 5 minutes

[Lane departure prevention system]
Stay in the current lane
정속 주행 중,
앞차와의 차간 거리 유지를
위해 간헐적 제동
During constant speed driving,
To maintain the distance between the vehicle and the vehicle in front.
For intermittent braking
APS = 0, BPS = 소APS = 0, BPS = small
[Navi/Telematics]
도로종류 = 고속도로
정체정보 = 원활
전방event = 톨케이트/200m

[Radar]
전방차량 거리 = 없음
전방차량 상대 속도 = N/A

[운전성향/history]
과거 톨게이트 통과 평균 차속 = 50 kph

[차선 이탈 방지 시스템]
현재 차선 유지
[Navi/Telematics]
Road type = Highway
Identity information = smooth
Forward event = Tollgate/200m

[Radar]
Distance of vehicle ahead = None
Relative vehicle speed in front = N/A

[Driving propensity/history]
Average vehicle speed through past toll gate = 50 kph

[Lane departure prevention system]
Stay in the current lane
고속도로 주행 중
톨게이트 통과 위해
현재 속도에서
50kph까지 감속
Driving on the highway
To pass the toll gate
At current speed
Deceleration to 50kph
APS = 0, BPS = 중APS = 0, BPS = medium

아울러, 전술된 설명에서는 근미래 예측을 통해 미래의 요구 토크를 예측하도록 하였으나, 미래의 요구 토크는 가감속 예측부가 예측한 미래의 가속도 예상값(즉, 예측 가속도) 등 다른 형태의 파라미터나 정보로 대체될 수도 있음은 당업자에 자명하다.In addition, in the above description, the required torque in the future is predicted through near-future prediction, but the required future torque is replaced with other types of parameters or information such as the predicted future acceleration value (i.e., predicted acceleration) predicted by the acceleration/deceleration predictor. It is obvious to those skilled in the art that it may be.

전술한 본 발명은, 프로그램이 기록된 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체는, 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체의 예로는, HDD(Hard Disk Drive), SSD(Solid State Disk), SDD(Silicon Disk Drive), ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장 장치 등이 있다.The present invention described above can be implemented as a computer-readable code on a medium on which a program is recorded. The computer-readable medium includes all types of recording devices that store data that can be read by a computer system. Examples of computer-readable media include hard disk drives (HDDs), solid state disks (SSDs), silicon disk drives (SDDs), ROMs, RAM, CD-ROMs, magnetic tapes, floppy disks, optical data storage devices, etc. There is this.

따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 전환은 본 발명의 범위에 포함된다.Therefore, the detailed description above should not be construed as restrictive in all respects and should be considered as illustrative. The scope of the present invention should be determined by reasonable interpretation of the appended claims, and all conversions within the equivalent scope of the present invention are included in the scope of the present invention.

Claims (21)

하이브리드 자동차의 제어 방법에 있어서,
현재 요구토크인 제 1 토크를 판단하는 단계;
현재로부터 근미래 시점에 발생이 예상되는 예측 요구 토크인 제 2 토크 또는 예측 가속도를 판단하는 단계;
상기 제 2 토크 또는 상기 예측 가속도 및 현재속도를 이용하여 상기 근미래 시점에 예상되는 예측 속도를 판단하는 단계;
상기 요구 토크 및 상기 현재 속도 중 적어도 하나를 이용하여 현재 시점에서 엔진 시동 조건 및 변속 발생 조건 중 어느 하나의 조건이 만족되는 경우, 상기 예측 속도, 상기 제 2 토크 및 상기 예측 가속도 중 적어도 하나를 이용하여 상기 근미래 시점에서 상기 엔진 시동 조건 및 상기 변속 발생 조건 중 나머지 하나의 조건이 만족되는지 여부를 판단하는 단계; 및
상기 나머지 하나의 조건이 만족되는 경우, 상기 현재 시점에서 만족된 조건에 대응되는 이벤트를 지연시키거나 상기 근미래 시점에서 만족된 조건에 대응되는 이벤트를 앞당기는 제어를 수행하는 단계를 포함하는, 하이브리드 자동차의 제어 방법.
In the control method of a hybrid vehicle,
Determining a first torque that is a current required torque;
Determining a second torque or a predicted acceleration that is a predicted required torque that is expected to occur in a near future from the present;
Determining a predicted speed predicted at the near future point in time using the second torque or the predicted acceleration and current speed;
When any one of an engine starting condition and a shift occurrence condition is satisfied at a current time by using at least one of the requested torque and the current speed, at least one of the predicted speed, the second torque, and the predicted acceleration is used. Determining whether the remaining one of the engine starting condition and the shift generation condition is satisfied at the near future point in time; And
A hybrid vehicle comprising the step of performing a control for delaying an event corresponding to the condition satisfied at the current point in time or advancing an event corresponding to the condition satisfied at the near future point in time when the remaining one condition is satisfied Control method.
제 1항에 있어서,
상기 제어하는 단계가 수행되는 경우,
변속을 위한 인터벤션 제어를 수행하는 단계;
상기 인터벤션 제어 과정에서 회수될 운동 에너지의 적어도 일부를 엔진클러치를 통해 엔진으로 전달하는 단계; 및
상기 전달된 운동 에너지로 엔진 시동을 위한 크랭킹을 수행하는 단계를 더 포함하는, 하이브리드 자동차의 제어 방법.
The method of claim 1,
When the controlling step is performed,
Performing intervention control for shifting;
Transferring at least a portion of the kinetic energy to be recovered in the intervention control process to the engine through an engine clutch; And
Further comprising the step of performing cranking for starting the engine with the transmitted kinetic energy.
제 1항에 있어서,
상기 현재 시점에서 상기 엔진 시동 조건이 만족되고, 상기 근미래 시점에서 상기 변속 조건이 만족되면,
상기 제어를 수행하는 단계는,
엔진 시동을 지연시키는 단계; 또는
변속을 조기 수행하는 단계를 포함하는, 하이브리드 자동차의 제어 방법.
The method of claim 1,
When the engine starting condition is satisfied at the current time point and the shift condition is satisfied at the near future time point,
The step of performing the control,
Delaying engine start; or
A method for controlling a hybrid vehicle, comprising the step of performing an early shift.
제 1항에 있어서,
상기 현재 시점에서 상기 변속 조건이 만족되고, 상기 근미래 시점에서 상기 엔진 시동 조건이 만족되면,
상기 제어를 수행하는 단계는,
변속을 지연시키는 단계; 또는
엔진 시동을 조기 수행하는 단계를 포함하는, 하이브리드 자동차의 제어 방법.
The method of claim 1,
When the shift condition is satisfied at the current time point and the engine start condition is satisfied at the near future time point,
The step of performing the control,
Delaying the shift; or
A method of controlling a hybrid vehicle, comprising the step of performing an engine start early.
제 1항에 있어서,
상기 제 1 토크를 판단하는 단계는,
가속 페달 및 브레이크 페달의 위치를 이용하여 수행되는, 하이브리드 자동차의 제어 방법.
The method of claim 1,
The step of determining the first torque,
A method of controlling a hybrid vehicle, performed using the positions of the accelerator pedal and the brake pedal.
제 1항에 있어서,
상기 제 2 토크 또는 상기 예측 가속도를 판단하는 단계는,
운전자 성향 정보, 첨단 운전 보조장치(ADAS) 정보, 네비게이션 정보, 차속 정보 중 적어도 하나를 입력값으로 하는 가감속 예측모델을 이용하여 운전자의 가감속 의지 예측 값을 판단하는 단계; 및
상기 가감속 의지 예측 값을 이용하여 상기 제 2 토크 또는 상기 예측 가속도를 판단하는 단계를 포함하는, 하이브리드 자동차의 제어 방법.
The method of claim 1,
The step of determining the second torque or the predicted acceleration,
Determining a predicted value of a driver's acceleration/deceleration will by using an acceleration/deceleration predictive model using at least one of driver propensity information, advanced driving assistance device (ADAS) information, navigation information, and vehicle speed information as input values; And
And determining the second torque or the predicted acceleration using the predicted acceleration/deceleration will predicted value.
제 6항에 있어서,
상기 가감속 의지 예측 값은,
상기 근미래 시점의 가속 페달 및 브레이크 페달의 위치 정보를 포함하는, 하이브리드 자동차의 제어 방법.
The method of claim 6,
The predicted value of acceleration/deceleration will is,
A control method of a hybrid vehicle comprising position information of the accelerator pedal and the brake pedal at the near future point in time.
제 1항에 있어서,
상기 근미래 시점에서 상기 엔진 시동 조건은,
상기 제2 토크 또는 상기 예측 가속도가 기 설정된 HEV 모드 변경 토크 이상일 경우 만족되는, 하이브리드 자동차의 제어 방법.
The method of claim 1,
The engine starting condition at the near future point in time,
A control method of a hybrid vehicle, which is satisfied when the second torque or the predicted acceleration is equal to or greater than a preset HEV mode change torque.
제 1항에 있어서,
상기 근미래 시점에서 상기 변속 조건은,
상기 예측 속도가 상기 제 2 토크에 따라 가변되는 변속 발생 기준 속도 이상일 경우 만족되는, 하이브리드 자동차의 제어 방법.
The method of claim 1,
In the near future, the shifting condition,
A control method of a hybrid vehicle, which is satisfied when the predicted speed is greater than or equal to a shift generation reference speed that is variable according to the second torque.
제 1항 내지 제 9항 중 어느 한 항에 따른 하이브리드 자동차의 제어 방법을 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터 해독 가능 기록 매체.A computer-readable recording medium on which a program for executing the control method of a hybrid vehicle according to any one of claims 1 to 9 is recorded. 하이브리드 자동차에 있어서,
상기 하이브리드 차량의 각종 센서와 연동하여 차량 운행에 따른 운전정보를 검출하는 운전정보 검출부;
가감속 예측모델을 활용하여 상기 운전정보 검출부로부터 전달된 정보를 이용하여 차량의 주행환경이 반영된 운전자의 근미래 가감속 의지 예측 값을 생성하는 운전자 가감속 예측부; 및
상기 운전정보 검출부로부터 전달된 정보를 이용하여 현재 요구토크인 제 1 토크를 판단하고, 상기 근미래 가감속 의지 예측 값을 이용하여 현재로부터 근미래 시점에 발생이 예상되는 요구 토크인 제 2 토크 또는 예측 가속도를 판단하며, 상기 제 2 토크 또는 상기 예측 가속도 및 현재속도를 이용하여 상기 근미래 시점에 예상되는 예측 속도를 판단하는 하이브리드 제어기를 포함하되,
상기 하이브리드 제어기는,
상기 요구 토크 및 상기 현재 속도 중 적어도 하나를 이용하여 현재 시점에서 엔진 시동 조건 및 변속 발생 조건 중 어느 하나의 조건이 만족되는 경우, 상기 예측 속도, 상기 제 2 토크 및 상기 예측 가속도 중 적어도 하나를 이용하여 상기 근미래 시점에서 상기 엔진 시동 조건 및 상기 변속 발생 조건 중 나머지 하나의 조건이 만족되는지 여부를 판단하며, 상기 나머지 하나의 조건이 만족되는 경우, 상기 현재 시점에서 만족된 조건에 대응되는 제 1 이벤트를 지연시키거나 상기 근미래 시점에서 만족된 조건에 대응되는 제 2 이벤트를 앞당기는 제어를 수행하는, 하이브리드 자동차.
In a hybrid vehicle,
A driving information detector configured to detect driving information according to vehicle operation by interlocking with various sensors of the hybrid vehicle;
A driver acceleration/deceleration predictor for generating a predicted value of a driver's near future acceleration/deceleration will by using the information transmitted from the driving information detection unit using an acceleration/deceleration prediction model; And
The first torque, which is the current required torque, is determined using the information transmitted from the driving information detection unit, and the second torque or predicted acceleration, which is the required torque that is expected to occur at a point in time from the present to the near future, using the predicted value of the will of acceleration and deceleration in the near future. And a hybrid controller configured to determine a predicted speed predicted at the near future time point using the second torque or the predicted acceleration and the current speed,
The hybrid controller,
When any one of an engine starting condition and a shift occurrence condition is satisfied at a current time by using at least one of the requested torque and the current speed, at least one of the predicted speed, the second torque, and the predicted acceleration is used. Thus, it is determined whether the other of the engine starting condition and the shift occurrence condition are satisfied at the near future point in time, and if the other condition is satisfied, a first event corresponding to the condition satisfied at the current point in time A hybrid vehicle for performing a control to delay or advance a second event corresponding to a condition satisfied at the near future point in time.
제 11항에 있어서,
상기 하이브리드 제어기는,
상기 제 1 이벤트를 지연시키거나 상기 제 2 이벤트를 앞당길 경우, 변속을 위한 인터벤션 제어 과정에서 회수되는 운동 에너지의 적어도 일부가 엔진 크랭킹에 사용되도록 엔진 클러치를 통해 엔진으로 전달되도록 제어하는, 하이브리드 자동차.
The method of claim 11,
The hybrid controller,
When the first event is delayed or the second event is advanced, at least part of the kinetic energy recovered in the intervention control process for shifting is controlled to be transmitted to the engine through the engine clutch so as to be used for engine cranking. .
제 11항에 있어서,
상기 현재 시점에서 상기 엔진 시동 조건이 만족되고, 상기 근미래 시점에서 상기 변속 조건이 만족되면,
상기 하이브리드 제어기는, 엔진 시동을 지연시키거나 변속을 조기 수행하도록 제어하는, 하이브리드 자동차.
The method of claim 11,
When the engine starting condition is satisfied at the current time point and the shift condition is satisfied at the near future time point,
The hybrid controller, for controlling to delay engine start or to perform a shift early.
제 11항에 있어서,
상기 현재 시점에서 상기 변속 조건이 만족되고, 상기 근미래 시점에서 상기 엔진 시동 조건이 만족되면,
상기 하이브리드 제어기는, 변속을 지연시키거나 엔진 시동을 조기 수행하도록 제어하는, 하이브리드 자동차.
The method of claim 11,
When the shift condition is satisfied at the current time point and the engine start condition is satisfied at the near future time point,
The hybrid controller controls to delay a shift or to perform engine start early.
제 11항에 있어서,
상기 하이브리드 제어기는,
상기 운전정보 검출부에서 검출된 가속 페달 및 브레이크 페달의 위치를 이용하여 상기 제 1 토크를 판단하는, 하이브리드 자동차.
The method of claim 11,
The hybrid controller,
A hybrid vehicle for determining the first torque using the positions of the accelerator pedal and the brake pedal detected by the driving information detection unit.
제 11항에 있어서,
상기 운전자 가감속 예측부는,
운전자 성향 정보, 첨단 운전 보조장치(ADAS) 정보, 네비게이션 정보, 차속 정보 중 적어도 하나를 입력값으로 하는 가감속 예측모델을 이용하여 운전자의 가감속 의지 예측 값을 판단하고,
상기 하이브리드 제어기는,
상기 가감속 의지 예측 값을 이용하여 상기 제 2 토크 또는 상기 예측 가속도를 판단하는 단계를 포함하는, 하이브리드 자동차.
The method of claim 11,
The driver acceleration/deceleration prediction unit,
Using an acceleration/deceleration prediction model that uses at least one of driver propensity information, advanced driving assistance (ADAS) information, navigation information, and vehicle speed information as an input value, the predicted value of the driver's acceleration/deceleration will is determined,
The hybrid controller,
And determining the second torque or the predicted acceleration using the predicted acceleration/deceleration will.
제 16항에 있어서,
상기 가감속 의지 예측 값은,
상기 근미래 시점의 가속 페달 및 브레이크 페달의 위치 정보를 포함하는, 하이브리드 자동차.
The method of claim 16,
The predicted value of acceleration/deceleration will is,
A hybrid vehicle including position information of the accelerator pedal and the brake pedal at the near future point in time.
제 11항에 있어서,
상기 근미래 시점에서 상기 엔진 시동 조건은,
상기 제2 토크 또는 상기 예측 가속도가 기 설정된 HEV 모드 변경 토크 이상일 경우 만족되는, 하이브리드 자동차.
The method of claim 11,
The engine starting condition at the near future point in time,
A hybrid vehicle that is satisfied when the second torque or the predicted acceleration is equal to or greater than a preset HEV mode change torque.
제 11항에 있어서,
상기 근미래 시점에서 상기 변속 조건은,
상기 예측 속도가 상기 제 2 토크에 따라 가변되는 변속 발생 기준 속도 이상일 경우 만족되는, 하이브리드 자동차.
The method of claim 11,
In the near future, the shifting condition,
A hybrid vehicle that is satisfied when the predicted speed is greater than or equal to a shift generation reference speed that is variable according to the second torque.
하이브리드 차량의 제어방법에 있어서,
차속, 배터리 충전상태, 가속페달위치, 요구토크 또는 요구파워 중 적어도 하나로 설정된 엔진 시동 조건의 만족 여부를 판단하는 단계;
상기 차속, 상기 배터리 충전상태, 상기 가속페달위치, 상기 요구토크 또는 상기 요구파워 중 적어도 하나로 설정된 상단 변속 조건이 현재로부터 기 설정된 시간 내에 만족될 지 여부를 예측하는 단계; 및
상기 하이브리드 차량의 EV 주행 중, 상기 엔진 시동 조건이 만족되고 상기 변속조건이 상기 기 설정된 시간 내에 만족될 것으로 예측되면, 엔진 시동 시점을 지연시키거나, 상단 변속 시점을 앞당겨 엔진 크랭킹에 의해 상단 변속을 위한 모터 감속이 발생하도록 제어하는 단계;를 포함하는 하이브리드 자동차의 제어방법.
In the control method of a hybrid vehicle,
Determining whether an engine starting condition set to at least one of a vehicle speed, a battery state of charge, an accelerator pedal position, a required torque, or a required power is satisfied;
Predicting whether an upper shift condition set to at least one of the vehicle speed, the battery charge state, the accelerator pedal position, the required torque, and the required power will be satisfied within a preset time from the present; And
During EV driving of the hybrid vehicle, if the engine start condition is satisfied and the shift condition is predicted to be satisfied within the preset time, the engine start time is delayed or the upper shift time is advanced and the upper shift is performed by engine cranking. Controlling to generate a motor deceleration for the; control method of a hybrid vehicle comprising a.
하이브리드 차량의 제어방법에 있어서,
차속, 배터리 충전상태, 가속페달위치, 요구토크 또는 요구파워 중 적어도 하나로 설정된 상단 변속 조건의 만족 여부를 판단하는 단계;
상기 차속, 상기 배터리 충전상태, 상기 가속페달위치, 상기 요구토크 또는 상기 요구파워 중 적어도 하나로 설정된 엔진 시동 조건이 현재로부터 기 설정된 시간 내에 만족될 지 여부를 예측하는 단계; 및
상기 하이브리드 차량의 EV 주행 중, 상기 상단 변속 조건이 만족되고 상기 엔진 시동 조건이 상기 기 설정된 시간 내에 만족될 것으로 예측되면, 상단 변속 시점을 지연시키거나, 엔진 시동 시점을 앞당겨 엔진 크랭킹에 의해 상단 변속을 위한 모터 감속이 발생하도록 제어하는 단계;를 포함하는 하이브리드 자동차의 제어방법.
In the control method of a hybrid vehicle,
Determining whether an upper shift condition set to at least one of a vehicle speed, a state of charge of a battery, an accelerator pedal position, a required torque, or a required power is satisfied;
Predicting whether an engine starting condition set to at least one of the vehicle speed, the battery state of charge, the accelerator pedal position, the required torque, and the required power will be satisfied within a preset time from the present; And
During EV driving of the hybrid vehicle, if the upper shift condition is satisfied and the engine start condition is predicted to be satisfied within the preset time, the upper shift point is delayed or the engine start point is advanced to the upper end by engine cranking. Controlling to generate a motor deceleration for shifting; control method of a hybrid vehicle comprising a.
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