KR102331762B1 - 하이브리드 자동차 및 그를 위한 변속 패턴 제어 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 하이브리드 자동차 및 그를 위한 변속 패턴 제어 방법에 관한 것으로, 보다 상세히는 변속 패턴의 변경 시점을 효율적으로 결정할 수 있는 하이브리드 자동차 및 그 변속 패턴 제어 방법에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 자동차의 변속 패턴 변경 제어 방법은, 변속 패턴의 변경 요구 여부를 판단하는 단계; 상기 변경 요구가 있는 경우, HEV 모드 관련 조건을 판단하는 단계; 및 상기 HEV 모드 관련 조건이 만족되면 상기 변속 패턴을 상기 변경 요구에 따라 변경하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

하이브리드 자동차 및 그를 위한 변속 패턴 제어 방법{HYBRID VEHICLE AND METHOD OF CONTROLLING TRANSMISSION PATTERN FOR THE SAME}
본 발명은 하이브리드 자동차 및 그를 위한 변속 패턴 제어 방법에 관한 것으로, 보다 상세히는 변속 패턴의 변경 시점을 효율적으로 결정할 수 있는 하이브리드 자동차 및 그 변속 패턴 제어 방법에 관한 것이다.
하이브리드 자동차(HEV: Hybrid Electric Vehicle)란 일반적으로 두 가지 동력원을 함께 사용하는 차를 말하며, 두 가지 동력원은 주로 엔진과 전기모터가 된다. 이러한 하이브리드 자동차는 내연기관만을 구비한 차량에 비해 연비가 우수하고 동력성능이 뛰어날 뿐만 아니라 배기가스 저감에도 유리하기 때문에 최근 많은 개발이 이루어지고 있다.
이러한 하이브리드 자동차는 어떠한 동력계통(Power Train)을 구동하느냐에 따라 두 가지 주행 모드로 동작할 수 있다. 그 중 하나는 전기모터만으로 주행하는 전기차(EV) 모드이고, 다른 하나는 전기모터와 엔진을 함께 가동하여 동력을 얻는 하이브리드 전기차(HEV) 모드이다. 하이브리드 자동차는 주행 중 조건에 따라 두 모드 간의 전환을 수행한다.
상술한 동력계통에 따른 주행 모드의 구분 외에, 특히 플러그인 하이브리드 자동차(PHEV)의 경우 배터리의 충전 상태(SOC: State Of Charge)의 변동을 기준으로, 방전(CD: Charge Depleting) 모드와 충전 유지(CS: Charge Sustaining) 모드로 주행 모드를 구분할 수도 있다. 일반적으로 CD 모드에서는 배터리의 전력으로 전기 모터를 구동하여 주행하게 되며, CS 모드에서는 배터리 SOC가 더 낮아지지 않도록 엔진의 동력을 주로 이용하게 된다.
일반적인 PHEV의 경우 주행 부하, 충전 가능 여부, 목적지까지의 거리 등 주행조건과 무관하게 CD 모드로 주행한 후 SOC 소진에 따라 CS 모드로 전환을 수행한다. 이러한 SOC만에 기반한 모드 전환은 효율 문제가 있으므로, 적응형 모드 전환(Adaptice CD/CS) 방식이 고려될 수 있다. 적응형 모드 전환 방식은 전기 모터만으로 주행 가능한 거리(AER: All Electric Range) 보다 장거리를 주행 하는 경우에 다음 충전 전까지의 주행거리(DUC: Distance Until Charge)와 EV 모드 주행가능거리(DTE: Drive To Empty) 및 주행조건 등을 이용하여 CD/CS모드를 최적 효율에 따라 자동 전환하는 제어 방식이다.
예컨대, 적응형 모드 전환 방식이 적용되는 경우, 차량은 주행 조건에 기반하여 현재의 주행부하가 일정값 이상인 경우 CS 모드로 주행하고, 주행 부하가 낮을 경우 CD 모드로 주행할 수 있다. 물론, 차량은 주행 부하가 큰 구간이라도 DUC≤DTE인 경우, CD 주행으로 SOC를 소진하여 DUC 내에서 SOC를 소진하도록 유도할 수도 있다.
이와 같이 주행모드가 CD-CS 모드로 구분되는 경우, 각 모드에서 주로 쓰는 파워 트레인의 구성이 상이하기 때문에 변속 패턴도 모드 별로 준비되는 것이 일반적이다. 여기서 변속 패턴이란, 주행 상황(예컨대, Power On Up shift, Power On Down shift, Kick Down 등)에 최적화된 변속 라인의 집합으로, 특히 하이브리드 차량에서 변속 패턴은 아래와 같은 종류로 구분될 수 있다.
- CS 변속 패턴: HEV 모드 주행시 시스템 효율을 높이는 목적으로 개발된 변속 라인들의 집합
- 저(low) SOC 변속 패턴 : 충전에 최적화되어 개발된 변속라인들의 집합
- CD 변속 패턴 : EV 주행에 최적화되어 개발된 변속 라인들의 집합
- 등단 변속 패턴 : 등판상황에 최적화되어 개발된 변속 라인들의 집합
예컨대, CD 변속 패턴과 CS 변속 패턴은 도 1a 및 도 1b과 같다.
도 1a는 일반적인 CD 변속 패턴을, 도 1b는 CS 변속 패턴의 일례를 각각 나타낸다.
도 1a 및 도 1b를 참조하면, CD 변속 패턴 및 CS 변속 패턴은 공통적으로 실선이 상단 변속 라인을, 점선이 하단 변속 라인을 각각 나타내며, 차속과 가속페달센서(APS) 값으로 표현되는 운행 상황에 따라 변속기 단수가 결정된다. CD 변속 패턴과 CS 변속 패턴을 비교하면, CD 변속 패턴은 CS 변속 패턴 대비 차속 별로 비교적 각 단수가 담당하는 영역이 넓은 편이고 선형성을 보이는 반면에 CS 변속 패턴은 비교적 저속, 저 APS부터 최고단이 개입된다.
이는 동력 특성과 그에 따른 효율을 고려한 것이다. 예컨대, 전기 모터는 토크가 플랫한 편이나 고출력에는 효율이 낮으며, 엔진은 회전수와 함께 토크가 상승하고 저토크 운전에 효율이 낮은 특징이 있다. 따라서, CD 변속 패턴의 경우, 주 동력원이 전기 모터인 것으로 가정하여 각각의 변속 라인이 결정되고, CS 변속 패턴은, HEV-EV 모드간 천이가 많이 발생하는 주행 상황이므로 엔진의 효율 위주로 변속 라인이 결정된다. 따라서 CD-CS 모드간 천이시, 동일한 주행 상황(APS, 차속 동일)임에도 변속 패턴의 변경으로 변속이 발생하게 된다. 이러한 현상은 CD-CS 패턴 뿐만 아니라, 전기 모터 위주의 변속 패턴에서 엔진 위주의 변속 패턴으로 변경될 때 또는 그 반대 상황에서도 발생한다. 이러한 문제점을 도 2a 및 도 2b를 참조하여 설명한다.
도 2a는 일반적인 하이브리드 차량에서 CS 모드 천이시 변속 패턴 변경의 문제점을, 도 2b는 CD 모드 천이시 변속 패턴 변경의 문제점을 각각을 설명하기 위한 도면이다.
먼저, 도 2a를 참조하면, CD 모드에서 CS 모드로 천이함에 따라 변속 패턴도 전기 모터의 효율을 고려한 CD 변속 패턴에서 엔진 효율을 고려한 CS 변속 패턴으로 변경된다. 그런데, CS 모드 전환에 따라 변속 패턴이 변경되더라도 실제 주행은 EV 모드로 진행되는 경우, 엔진이 켜지지 않고 전기 모터만 구동됨에도 변속은 CS 변속 패턴을 따르게 된다. 따라서 CS 변속 패턴에 따른 변속 이후부터 HEV 모드 전환(엔진 시동) 시점까지 효율이 낮은 EV 주행이 이루어지게 된다.
또한, 도 2b와 같이 CS 변속 패턴에서 CD 변속 패턴으로 변경되는 경우, 엔진 구동 여부는 여전히 변함이 없음에도 변속 패턴 변경에 따른 불필요한 변속이 이루어져 에너지 손실이 발생하는 문제점이 있다.
본 발명은 보다 효율적으로 변속 패턴 전환 제어를 수행하는 방법 및 그를 수행하는 하이브리드 차량을 제공하기 위한 것이다.
특히, 본 발명은 모드 전환의 방향에 따라 최적의 변속 패턴 전환 제어를 수행할 수 있는 방법 및 그를 수행하는 하이브리드 차량을 제공하기 위한 것이다.
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.
상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 자동차의 변속 패턴 변경 제어 방법은, 변속 패턴의 변경 요구 여부를 판단하는 단계; 상기 변경 요구가 있는 경우, HEV 모드 관련 조건을 판단하는 단계; 및 상기 HEV 모드 관련 조건이 만족되면 상기 변속 패턴을 상기 변경 요구에 따라 변경하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 자동차는, 변속 패턴의 변경 요구 여부를 판단하고, 상기 변경 요구가 있는 경우 HEV 모드 관련 조건을 판단하며, 상기 HEV 모드 관련 조건이 만족되면 상기 변속 패턴을 상기 변경 요구에 따라 변경할 것을 결정하는 제1 제어기; 및 변속기를 제어하되, 상기 제1 제어기의 제어 지령에 따라 상기 변속 패턴을 변경하는 제2 제어기를 포함할 수 있다.
상기와 같이 구성되는 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 관련된 하이브리드 자동차는 보다 효율적으로 변속 패턴 전환 제어를 수행할 수 있다.
특히, 모드 전환의 방향, 엔진 기동 여부 및 변속 여부 등 주행상황까지 고려하여 변속 패턴 전환 제어가 수행되므로, 최적의 변속을 통해 주행 효율이 향상될 수 있다.
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.
도 1a는 일반적인 CD 변속 패턴을, 도 1b는 CS 변속 패턴의 일례를 각각 나타낸다.
도 2a는 일반적인 하이브리드 차량에서 CS 모드 천이시 변속 패턴 변경의 문제점을, 도 2b는 CD 모드 천이시 변속 패턴 변경의 문제점을 각각을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예들이 적용될 수 있는 하이브리드 자동차의 파워 트레인 구조의 일례를 나타낸다.
도 4는 본 발명의 실시예들이 적용될 수 있는 하이브리드 자동차의 제어 계통의 일례를 나타내는 블럭도이다.
도 5a는 본 발명의 일 실시예에 따른 변속 패턴 변경 제어 과정의 일례를 나타내는 순서도이고, 도 5b는 도 5a의 순서도에 따른 변속 패턴 제어 과정에 따른 상태 변화를 설명하기 위한 그래프이다.
도 6a는 본 발명의 일 실시예에 따른 변속 패턴 변경 제어 과정의 다른 일례를 나타내는 순서도이고, 도 6b는 도 6a의 순서도에 따른 변속 패턴 제어 과정에 따른 상태 변화를 설명하기 위한 그래프이다.
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.
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.
본 발명의 실시예에 따른 모드 전환 방법을 설명하기 앞서, 도 3을 참조하여 본 발명의 실시예들이 적용될 수 있는 하이브리드 자동차 구조를 먼저 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시예들이 적용될 수 있는 하이브리드 자동차의 파워 트레인 구조의 일례를 나타낸다.
도 3을 참조하면, 내연기관 엔진(ICE, 110)과 변속기(150) 사이에 전기 모터(또는 구동용 모터, 140)와 엔진클러치(EC: Engine Clutch, 130)를 장착한 병렬형(Parallel Type) 하이브리드 시스템을 채용한 하이브리드 자동차의 파워 트레인이 도시된다.
이러한 차량에서는 일반적으로 시동후 운전자가 엑셀레이터를 밟는 경우, 엔진 클러치(130)가 오픈된 상태에서 먼저 배터리의 전력을 이용하여 모터(140)가 구동되고, 모터의 동력이 변속기(150) 및 종감속기(FD: Final Drive, 160)를 거쳐 바퀴가 움직이게 된다(즉, EV 모드). 차량이 서서히 가속되면서 점차 더 큰 구동력이 필요하게 되면, 보조 모터(또는, 시동발전 모터, 120)가 동작하여 엔진(110)을 구동할 수 있다.
그에 따라 엔진(110)과 모터(140)의 회전속도가 동일해 지면 비로소 엔진 클러치(130)가 맞물려 엔진(110)과 모터(140)가 함께, 또는 엔진(110)이 차량를 구동하게 된다(즉, EV 모드에서 HEV 모드 천이). 차량이 감속되는 등 기 설정된 엔진 오프 조건이 만족되면, 엔진 클러치(130)가 오픈되고 엔진(110)은 정지된다(즉, HEV 모드에서 EV 모드 천이). 또한, 하이브리드 차량에서는 제동시 휠의 구동력을 전기 에너지로 변환하여 배터리를 충전할 수 있으며, 이를 제동에너지 회생, 또는 회생 제동이라 한다.
시동발전 모터(120)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 있으며, 경우에 따라 "보조 모터"라 칭할 수도 있다.
상술한 파워 트레인이 적용되는 차량에서 제어기 간의 상호관계가 도 4에 도시된다.
도 4는 본 발명의 실시예들이 적용될 수 있는 하이브리드 자동차의 제어 계통의 일례를 나타내는 블럭도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예들이 적용될 수 있는 하이브리드 자동차에서 내연기관(110)은 엔진 제어기(210)가 제어하고, 시동발전 모터(120) 및 전기 모터(140)는 모터 제어기(MCU: Motor Control Unit, 220)에 의해 토크가 제어될 수 있으며, 엔진 클러치(130)는 클러치 제어기(230)가 각각 제어할 수 있다. 여기서 엔진 제어기(210)는 엔진 제어 시스템(EMS: Engine Management System)이라도 한다. 또한, 변속기(150)는 변속기 제어기(250)가 제어하게 된다. 경우에 따라, 시동발전 모터(120)의 제어기와 전기 모터(140) 각각을 위한 제어기가 별도로 구비될 수도 있다.
각 제어기는 그 상위 제어기로서 모드 전환 과정 전반을 제어하는 하이브리드 제어기(HCU: Hybrid Controller Unit, 240)와 연결되어, 하이브리드 제어기(240)의 제어에 따라 주행 모드 변경, 기어 변속시 엔진 클러치 제어에 필요한 정보, 및/또는 엔진 정지 제어에 필요한 정보를 그(240)에 제공하거나 제어 신호에 따른 동작을 수행할 수 있다.
보다 구체적으로, 하이브리드 제어기(240)는 차량의 운행 상태에 따라 모드 전환 수행 여부를 결정한다. 일례로, 하이브리드 제어기는 엔진 클러치(130)의 해제(Open) 시점을 판단하고, 해제시에 유압(습식 EC인 경우)제어나 토크 용량 제어(건식 EC인 경우)를 수행한다. 또한, 하이브리드 제어기(240)는 EC의 상태(Lock-up, Slip, Open 등)를 판단하고, 엔진(110)의 연료분사 중단 시점을 제어할 수 있다. 또한, 하이브리드 제어기는 엔진 정지 제어를 위해 시동발전 모터(120)의 토크를 제어하기 위한 토크 지령을 모터 제어기(220)로 전달하여 엔진 회전 에너지 회수를 제어할 수 있다. 아울러, 하이브리드 제어기(240)는 적응형 모드 전환 제어시 모드 전환 조건의 판단 및 전환을 위한 하위 제어기의 제어가 가능하다. 특히, 하이브리드 제어기(240)는 CS-CD 모드간 전환 여부의 결정을 수행할 수 있으며, 변속 패턴 변경 여부 및 시점을 결정하고 이를 변속기 제어기(250)에 통지할 수 있다.
물론, 상술한 제어기간 연결관계 및 각 제어기의 기능/구분은 예시적인 것으로 그 명칭에도 제한되지 아니함은 당업자에 자명하다. 예를 들어, 하이브리드 제어기(240)는 그를 제외한 다른 제어기들 중 어느 하나에서 해당 기능이 대체되어 제공되도록 구현될 수도 있고, 다른 제어기들 중 둘 이상에서 해당 기능이 분산되어 제공될 수도 있다.
이하에서는 상술한 차량 구조를 바탕으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 보다 효율적인 변속 패턴 전환 제어 방법을 설명한다.
본 발명의 일 실시예에서는 모터 효율 위주의 변속 패턴과 엔진 효율 위주의 패턴간 변경 요청이 있을 경우, 가정 효과적인 패턴 변경 시점을 결정하는 기준이 제시된다. 따라서 본 실시예는 모터 효율 위주의 변속 패턴에서 엔진 효율 위주의 변속 패턴으로 변경되는 경우와, 엔진 효율 위주의 변속 패턴에서 모터 효율 위주의 변속 패턴으로 변경되는 경우로 구분될 수 있다.
먼저, 모터 효율 위주의 변속 패턴에서 엔진 효율 위주의 변속 패턴으로 변경되는 경우를 도 5a 및 도 5b를 참조하여 설명한다.
도 5a는 본 발명의 일 실시예에 따른 변속 패턴 변경 제어 과정의 일례를 나타내는 순서도이고, 도 5b는 도 5a의 순서도에 따른 변속 패턴 제어 과정에 따른 상태 변화를 설명하기 위한 그래프이다.
먼저, 도 5a를 참조하면, 모터 효율 위주의 변속 패턴에서 엔진 효율 위주의 변속 패턴으로의 변속 패턴 변경 요구가 있는 경우(S510), HEV 모드 요청 여부가 판단될 수 있다(S520). 예컨대, CD 모드에서 CS 모드로의 전환을 하이브리드 제어기가 결정한 경우 변속 패턴 변경 요구가 있는 상황으로 볼 수 있다. 또한, HEV 모드 요청 여부는 하이브리드 제어기에서 엔진 기동 여부 판단에 따라 결정될 수 있다.
변속 패턴 변경 요구 및 HEV 모드 요청이 있는 경우, 변속 패턴이 CD 변속 패턴에서 CS 변속 패턴으로 변경될 수 있다(S530). 변속 패턴의 변경은 하이브리드 제어기에서 변속기 제어기로 패턴 변경 지령을 전달하는 방식으로 수행될 수 있으나, 반드시 이러한 방식에 한정되는 것은 아니다.
이때, 차속과 APS에 따른 변속 발생이 예상되는 경우(S540), 하이브리드 제어기는 엔진 기동을 보류하고 먼저 변속이 수행되도록 할 수 있으며(S550), 변속이 완료되면(S560) 엔진을 기동하여 HEV 모드 주행이 수행되도록 할 수 있다(S570).
도 5a의 과정을 정리하면, 모터 효율 위주의 변속 패턴에서 엔진 효율 위주의 변속 패턴으로 변경시, 엔진 기동 요청이 발생할 때까지 CS 변속 패턴으로의 천이가 지연되며, 현재 패턴에서 목표 패턴으로 천이시 변속 발생 여부가 판단된다. 그에 따라 변속이 예상되면, 변속을 먼저 실시하고, 변속 후 엔진이 기동될 수 있다.
도 5b를 참조하면, (1) 내지 (5)의 다섯 개의 그래프가 도시되며, 각 그래프에서 가로축은 시간을 나타내고, 세로축은 상태 변화를 나타낸다. 또한, (1) 내지 (5)의 그래프는 가로축을 함께 공유하여 동일 가로축 지점은 동일 시점을 나타내는 것으로 가정한다.
먼저, (1) 그래프를 참조하면 CD 모드에서 CS 모드로 변경이 결정되나, 이후 (2) 그래프와 같이 HEV 모드 전환 요청이 발생하면 그때 (3) 그래프와 같이 변속 패턴이 변경된다. 이때, 변속이 예상되면 (4) 그래프와 같이 변속이 완료될 때까지 엔진 기동이 지연되며, 변속이 완료되면 (5) 그래프와 같이 비로소 엔진 기동 및 HEV 모드 전환이 수행될 수 있다.
다음으로, 엔진 효율 위주의 변속 패턴에서 모터 효율 위주의 변속 패턴으로 변경되는 경우를 도 6a 및 도 6b를 참조하여 설명한다.
도 6a는 본 발명의 일 실시예에 따른 변속 패턴 변경 제어 과정의 다른 일례를 나타내는 순서도이고, 도 6b는 도 6a의 순서도에 따른 변속 패턴 제어 과정에 따른 상태 변화를 설명하기 위한 그래프이다.
먼저, 도 6a를 참조하면, 엔진 효율 위주의 변속 패턴에서 모터 효율 위주의 변속 패턴으로의 변속 패턴 변경 요구가 있는 경우(S610), HEV 모드 주행 여부가 판단될 수 있다(S620). 예컨대, CS 모드에서 CD 모드로의 전환을 하이브리드 제어기가 결정한 경우 변속 패턴 변경 요구가 있는 상황으로 볼 수 있다. 또한, HEV 모드 주행 여부는, 변속 패턴 변경 요구 시점에서 실제로 HEV 모드 주행이 수행되고 있거나, HEV 모드 주행 가능성이 높은 경우 또는 HEV 모드 주행이 요청되는 경우 중 적어도 하나가 이에 해당할 수 있다. 여기서, HEV 모드 주행 가능성이 높은 경우란 등판 주행, 고속 주행, 고 전장부하 사용에 의한 SOC 하락이 예상되는 상황을 들 수 있다. HEV 주행 여부 판단은 변속 패턴 변경 사유에 따라 상이하게 설정될 수 있으며, 상황에 따라 둘 이상의 조건을 조합하는 등 다양한 조건 조합이 가능하다.
HEV 모드 주행 가능성이 높거나 주행 중인 경우에는 변속 패턴 변경이 지연될 수 있으며(S630), HEV 모드 주행 중이 아니며, 가능성도 낮은 경우에는 변속 패턴이 변경될 수 있다(S640). 이는 엔진 기동 중이거나 기동 가능성이 높은 경우 여전히 엔진 효율을 우선시한 변속 패턴을 적용하는 것이 바람직하기 때문이다.
도 6b를 참조하면, (1) 내지 (4)의 네 개의 그래프가 도시되며, 각 그래프에서 가로축은 시간을 나타내고, 세로축은 상태 변화를 나타낸다. 또한, (1) 내지 (4)의 그래프는 가로축을 함께 공유하여 동일 가로축 지점은 동일 시점을 나타내는 것으로 가정한다.
먼저, (1) 그래프를 참조하면 CS 모드에서 CD 모드로 변경이 결정되나, 이후 (2) 그래프와 같이 HEV 모드 주행이 수행되는 동안은 변속 패턴이 전환되지 않으며, (3) 그래프와 같이 EV 모드로의 변경 요건이 만족되면 비로소 (2) 및 (4) 그래프에서와 같이 EV 모드 전환 및 변속 패턴 변경이 수행될 수 있다.
전술한 본 발명의 실시예들에 따른 변속 패턴 변경 제어가 수행되는 경우, 저효율 EV 구간 및 불필요한 변속이 감소되어, 변속 패턴의 천이에 의한 성능 저하가 최소화될 수 있다. 특히, 변속에 의한 가/감속의 선형성 저하 횟수가 저감되어 운전성이 향상되고, 불필요한 변속으로 인한 에너지 소모가 저감될 수 있다.
또한, 이러한 변속 패턴 변경 제어는 PHEV의 CD-CS 모드 천이시 적용될 수 있으며, 특히 Adaptive CD-CS와 같이 잦은 천이가 발생하는 제어와 같이 적용될 경우 그 효과가 극대화될 것으로 예상된다.
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.
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 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.

Claims (19)

  1. 하이브리드 자동차의 변속 패턴 변경 제어 방법에 있어서,
    변속 패턴의 변경 요구 여부를 판단하는 단계;
    상기 변경 요구가 있는 경우, HEV 모드 관련 조건을 판단하는 단계; 및
    상기 HEV 모드 관련 조건이 만족되면 상기 변속 패턴을 상기 변경 요구에 따라 변경하는 단계를 포함하고,
    상기 변경 요구 여부를 판단하는 단계는,
    모터 효율 위주의 제1 변속 패턴에서 엔진 효율 위주의 제2 변속 패턴으로의 제1 변경 요구 여부 또는 상기 제2 변속 패턴에서 상기 제1 변속 패턴으로의 제2 변경 요구 여부를 판단하는 단계를 포함하는, 하이브리드 자동차의 변속 패턴 변경 제어 방법.
  2. 삭제
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 변경 요구가 있는 경우,
    상기 HEV 모드 관련 조건은, EV 모드에서 HEV 모드로의 모드 변경 결정을 포함하는, 하이브리드 자동차의 변속 패턴 변경 제어 방법.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 변경하는 단계 이후, 변속 발생의 여부를 판단하는 단계;
    상기 변속 발생이 예측되는 경우, 변속 완료시까지 상기 HEV 모드로의 모드 전환을 지연시키는 단계; 및
    상기 변속 완료시 상기 모드 전환을 수행하는 단계를 더 포함하는, 하이브리드 자동차의 변속 패턴 변경 제어 방법.
  5. 제3 항에 있어서,
    상기 제1 변경 요구가 있되, 상기 EV 모드에서 HEV 모드로의 모드 변경 결정이 있기까지 상기 변경하는 단계의 수행을 지연시키는 단계를 더 포함하는, 하이브리드 자동차의 변속 패턴 변경 제어 방법.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 변경 요구가 있는 경우,
    상기 HEV 모드 관련 조건은,
    HEV 모드로 주행 중이 아닌 경우 및 상기 HEV 모드로 주행할 확률이 낮은 경우 중 적어도 하나를 포함하는, 하이브리드 자동차의 변속 패턴 변경 제어 방법.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 HEV 모드로 주행할 확률이 낮은 경우는,
    등판 주행, 고속 주행 및 고 전장부하 사용 상황 중 적어도 하나에 해당하지 않는 경우를 포함하는, 하이브리드 자동차의 변속 패턴 변경 제어 방법.
  8. 제6 항에 있어서,
    상기 HEV 모드 관련 조건이 만족되지 않는 경우, 상기 HEV 모드 관련 조건이 만족될 때까지 상기 변경하는 단계의 수행을 지연시키는 단계를 더 포함하는, 하이브리드 자동차의 변속 패턴 변경 제어 방법.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 변속 패턴은 CD 변속 패턴을 포함하고,
    상기 제2 변속 패턴은 CS 변속 패턴을 포함하는, 하이브리드 자동차의 변속 패턴 변경 제어 방법.
  10. 제1 항, 제3 항 내지 제9 항 중 어느 한 항에 따른 하이브리드 자동차의 변속 패턴 변경 제어 방법을 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터 해독 가능 기록 매체.
  11. 하이브리드 자동차에 있어서,
    변속 패턴의 변경 요구 여부를 판단하고, 상기 변경 요구가 있는 경우 HEV 모드 관련 조건을 판단하며, 상기 HEV 모드 관련 조건이 만족되면 상기 변속 패턴을 상기 변경 요구에 따라 변경할 것을 결정하는 제1 제어기; 및
    변속기를 제어하되, 상기 제1 제어기의 제어 지령에 따라 상기 변속 패턴을 변경하는 제2 제어기를 포함하고,
    상기 제1 제어기는,
    모터 효율 위주의 제1 변속 패턴에서 엔진 효율 위주의 제2 변속 패턴으로의 제1 변경 요구 여부 또는 상기 제2 변속 패턴에서 상기 제1 변속 패턴으로의 제2 변경 요구 여부를 판단하는, 하이브리드 자동차.
  12. 삭제
  13. 제11 항에 있어서,
    상기 제1 변경 요구가 있는 경우,
    상기 HEV 모드 관련 조건은, EV 모드에서 HEV 모드로의 모드 변경 결정을 포함하는, 하이브리드 자동차.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 제1 제어기는,
    상기 변속 패턴을 변경할 것을 결정한 이후, 변속 발생의 여부를 판단하고, 상기 변속 발생이 예측되는 경우, 변속 완료시까지 상기 HEV 모드로의 모드 전환을 지연시키며, 상기 변속 완료시 상기 모드 전환이 수행되도록 제어하는, 하이브리드 자동차.
  15. 제13 항에 있어서,
    상기 제1 제어기는,
    상기 제1 변경 요구가 있는 상황에서, 상기 EV 모드에서 HEV 모드로의 모드 변경 결정이 있기까지 상기 변경하는 단계의 수행을 지연시키는, 하이브리드 자동차.
  16. 제11 항에 있어서,
    상기 제2 변경 요구가 있는 경우,
    상기 HEV 모드 관련 조건은,
    HEV 모드로 주행 중이 아닌 경우 및 상기 HEV 모드로 주행할 확률이 낮은 경우 중 적어도 하나를 포함하는, 하이브리드 자동차.
  17. 제16 항에 있어서,
    상기 HEV 모드로 주행할 확률이 낮은 경우는,
    등판 주행, 고속 주행 및 고 전장부하 사용 상황 중 적어도 하나에 해당하지 않는 경우를 포함하는, 하이브리드 자동차.
  18. 제16 항에 있어서,
    상기 제1 제어기는,
    상기 HEV 모드 관련 조건이 만족되지 않는 경우, 상기 HEV 모드 관련 조건이 만족될 때까지 상기 변경하는 단계의 수행을 지연시키는, 하이브리드 자동차.
  19. 제11 항에 있어서,
    상기 제1 변속 패턴은 CD 변속 패턴을 포함하고,
    상기 제2 변속 패턴은 CS 변속 패턴을 포함하는, 하이브리드 자동차.
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