KR102397933B1

KR102397933B1 - 마일드 하이브리드 차량의 ssc 제어 방법

Info

Publication number: KR102397933B1
Application number: KR1020200098921A
Authority: KR
Inventors: 조현재
Original assignee: 주식회사 현대케피코
Priority date: 2020-08-07
Filing date: 2020-08-07
Publication date: 2022-05-16
Also published as: KR20220019163A

Abstract

본 발명은 마일드 하이브리드 차량의 SSC 제어 방법에 관한 것으로, SSC(Start Stop Coasting) 해제 시, SSC 급속 해제 필요 여부를 판단하는 단계, SSC 급속 해제가 필요하면, 엔진의 엔진 토크 및 MHSG(Mild Hybrid Starter and Generator)의 모터 토크를 같이 사용하여 상기 엔진의 회전 속도를 조절하도록 상기 엔진 및 상기 MHSG를 제어하는 단계 및 SSC 급속 해제가 필요하지 않으면, 상기 엔진의 시동 완료 이후 상기 엔진 토크만을 사용하여 상기 엔진의 회전 속도를 조절하도록 상기 엔진 및 상기 MHSG를 제어하는 단계를 포함 것을 특징으로 한다.

Description

마일드 하이브리드 차량의 SSC 제어 방법{SSC CONTROL METHOD FOR MILD HYBRID VEHICLE}

본 발명은 마일드 하이브리드 차량의 SSC 제어 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 마일드 하이브리드 차량의 SSC 해제 상황에서의 제어 방법에 관한 것이다.

하이브리드 차량은 서로 다른 두 종류 이상의 동력원을 사용하는 차량으로써, 일반적으로 내연기관인 엔진과 배터리의 전력으로 구동되는 모터를 이용하는 차량을 의미한다.

이러한 하이브리드 엔진과 모터의 파워 분담비에 따라 마일드(Mild), 미들(Middle), 하드(Hard) 등의 타입으로 분류된다.

마일드 하이브리드 차량은 일반적인 하이브리드 차량(하드 타입)과는 달리 용량이 적은 배터리와 모터를 사용한다. 즉, 마일드 하이브리드 차량은 모터만을 동력으로 차량을 구동하는 주행모드를 구비하지는 않으나, 주행 상황에 따라 모터를 통해 엔진 토크를 보조할 수 있다.

이러한 마일드 하이브리드 차량은 마일드 하이브리드 시동 발전기(Mild Hybrid Starter and Generator, 이하 MHSG)로 통칭되는 장치를 구비하며, MHSG는 전기적 에너지를 기계적 에너지로 변환하거나 기계적 에너지를 전기적 에너지로 변환할 수 있다. 즉, MHSG는 엔진을 기동하거나 엔진의 출력에 의해 발전할 수 있다. 또한, MHSG는 엔진의 토크를 보조할 수 있으며, 엔진과 MHSG는 벨트를 통해 연결될 수 있다. MHSG는 보통 48V 배터리에 연결되어, 배터리로부터 전력을 공급받거나 발전 시에 배터리에 전기를 충전할 수 있다.

한편 SSC(Start Stop Coasting)는 연비 향상을 주행 차량 제어 기술로, 타력 주행 시 클러치를 오픈(open)하고 시동을 오프(off)하는 제어 방법이다. 클러치 오픈을 통해 엔진 관성에 의한 타력 손실 제거하고, 시동 오프를 통해 운전자 요구 출력이 없는 상황에서의, 불필요한 연료 소모 방지할 수 있다.

도 1에 도시된 것과 같이 일반적인 타력 주행에 비해 차속 감소가 둔화되며, 타력으로 주행할 수 있는 거리 증가되어 연비를 향상시킬 수 있다.

SSC 기능이 적용된 차량은, 차량의 주행 과정에서 가속 및 브레이크 페달 입력, 위치(GPS) 정보, 기어 변속, 가솔린 매연저감필터(Gasoline Particulate Filter, GPF) 재생, 스티어링 앵글, 추돌 방지 시스템 작동 여부 등의 다양한 제어 파라미터를 바탕으로 SSC 진입 및 SSC 해제를 결정하여 구동되게 된다. 이러한 SSC 진입 및 SSC 해제의 판단 조건은 각 차량 또는 차량의 제조사마다 고유의 다양한 방식을 사용하여 설계될 수 있다.

SSC 해제 시, 충격 없이 클러치를 체결하기 위해 변속기와 엔진 간의 협조 제어가 수행된다. 예를 들어, 운전자의 출력 요청 혹은 엔진 상태 변화 등으로 인해 SSC 해제 필요 시, 먼저 엔진 시동 및 변속기와 엔진 간의 회전 속도를 동등 수준으로 조정하기 위해 토크 증가 요청 신호가 엔진에 전달되고, 엔진이 이에 대응하여 구동되며, 클러치의 체결이 진행되는 과정에서 변속기와 엔진의 회전 속도를 정확히 동기화하기 위해, 토크 감소 요청 신호가 엔진에 전달되고 엔진이 이에 대응하여 구동하며 클러치가 체결된다.

한편 본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허 10-2016-0146212호(2016.12.21.)에 개시되어 있다.

마일드 하이브리드 차량에서 SCC를 해제하는 경우, 엔진과 변속기 사이의 협조 제어 수행 시 MHSG를 사용하여 대응하게 된다. 그런데 일반적인 시동 상황(SCC의 해제가 아닌 시동 상황)에서의 제어 방식을 그대로 사용하는 경우, 토크 제어 가능 시점이 최적화되지 못하거나 MHSG를 사용함에 따라 연비 측면에서 손해를 볼 수 있다는 문제점이 존재한다.

본 발명은 마일드 하이브리드 차량에서의 SCC 해제에 적합한 제어 방식을 제공할 수 있는 마일드 하이브리드 차량의 SSC 제어 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 마일드 하이브리드 차량의 SSC 제어 방법은 SSC(Start Stop Coasting) 해제 시, SSC 급속 해제 필요 여부를 판단하는 단계; SSC 급속 해제가 필요하면, 엔진의 엔진 토크 및 MHSG(Mild Hybrid Starter and Generator)의 모터 토크를 같이 사용하여 상기 엔진의 회전 속도를 조절하도록 상기 엔진 및 상기 MHSG를 제어하는 단계; 및 SSC 급속 해제가 필요하지 않으면, 상기 엔진의 시동 완료 이후 상기 엔진 토크만을 사용하여 상기 엔진의 회전 속도를 조절하도록 상기 엔진 및 상기 MHSG를 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 상기 엔진의 엔진 토크 및 MHSG의 모터 토크를 같이 사용하여 상기 엔진의 회전 속도를 조절하는 단계는, 상기 엔진의 시동 완료 전까지, 엔진 목표 토크 및 모터 목표 토크를 각각의 시동 토크로 하여 상기 엔진 및 상기 MHSG를 제어하는 단계; 및 상기 엔진의 시동 완료 이후, 상기 모터 목표 토크를 변속기 요청 토크를 기반으로 결정하여 상기 엔진 및 상기 MHSG를 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 한다.

본 발명에서 상기 엔진의 시동 완료 이후, 상기 모터 목표 토크를 변속기 요청 토크를 기반으로 결정하여 상기 엔진 및 상기 MHSG를 제어하는 단계는, 상기 엔진의 시동 완료 이후 그리고 상기 엔진 토크의 제어 가능 시점 전까지, 상기 엔진 목표 토크를 엔진 최소 토크로 하고, 상기 모터 목표 토크를 상기 변속기 요청 토크에서 상기 엔진 목표 토크를 차감한 값으로 결정하여, 상기 엔진 및 상기 MHSG를 제어하는 단계; 및 상기 엔진 토크의 제어 가능 시점 이후, 상기 모터 목표 토크를 상기 변속기 요청 토크에서 상기 엔진 최소 토크를 차감한 값으로 결정하고, 상기 엔진 목표 토크를 상기 변속기 요청 토크에서 상기 모터 목표 토크를 차감한 값으로 결정하여, 상기 엔진 및 상기 MHSG를 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 상기 모터 목표 토크를 변속기 요청 토크에서 상기 엔진 목표 토크를 차감한 값으로 결정하여 상기 엔진 및 상기 MHSG를 제어하는 단계에서, 상기 모터 목표 토크는 최대 허용 토크 이하로 제한되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 상기 모터 목표 토크를 상기 변속기 요청 토크에서 엔진 최소 토크를 차감한 값으로 결정하고, 상기 엔진 목표 토크를 상기 변속기 요청 토크에서 상기 모터 목표 토크를 차감한 값으로 결정하여, 상기 엔진 및 상기 MHSG를 제어하는 단계에서, 상기 모터 목표 토크는 최대 출력 가능 토크 이하로 제한되고, 상기 엔진 목표 토크는 상기 엔진 최소 토크 이상으로 제한되는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 상기 엔진의 엔진 토크 및 MHSG의 모터 토크를 같이 사용하여 상기 엔진의 회전 속도를 조절하는 단계 전에, SSC 급속 해제가 필요하면, 상기 엔진의 분사 지연 로직을 해제하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에서 상기 엔진의 시동 완료 이후 상기 엔진 토크만을 사용하여 상기 엔진의 회전 속도를 조절하도록 상기 엔진 및 상기 MHSG를 제어하는 단계는, 상기 엔진의 시동이 완료되면, 상기 모터의 사용을 중지시키는 단계; 상기 엔진의 시동 완료 이후 그리고 상기 엔진 토크의 제어 가능 시점 전까지, 엔진 목표 토크를 시동 토크로 하여 상기 엔진을 제어하는 단계; 및 상기 엔진 토크의 제어 가능 시점 이후, 상기 엔진 목표 토크를 변속기 요청 토크로 하여 상기 엔진을 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 상기 엔진 목표 토크를 상기 변속기 요청 토크로 하여 상기 엔진을 제어하는 단계에서, 상기 엔진 목표 토크는 최대 허용 토크 이하로 제한되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 마일드 하이브리드 차량의 SSC 제어 방법은 SSC 해제 시, 엔진의 시동 완료 전까지, 엔진의 엔진 목표 토크 및 MHSG의 모터의 모터 목표 토크를 각각의 시동 토크로 하여 상기 엔진 및 상기 MHSG를 제어하는 단계; 상기 엔진의 시동 완료 이후 그리고 상기 엔진의 엔진 토크의 제어 가능 시점 전까지, 상기 엔진 목표 토크를 엔진 최소 토크로 하고, 상기 모터 목표 토크를 변속기 요청 토크에서 상기 엔진 목표 토크를 차감한 값으로 결정하여, 상기 엔진 및 상기 MHSG를 제어하는 단계; 및 상기 엔진 토크의 제어 가능 시점 이후, 상기 모터 목표 토크를 상기 변속기 요청 토크에서 상기 엔진 최소 토크를 차감한 값으로 결정하고, 상기 엔진 목표 토크를 상기 변속기 요청 토크에서 상기 모터 목표 토크를 차감한 값으로 결정하여, 상기 엔진 및 상기 MHSG를 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 상기 엔진의 시동 완료 전까지, 엔진의 엔진 목표 토크 및 MHSG의 모터의 모터 목표 토크를 각각의 시동 토크로 하여 상기 엔진 및 상기 MHSG를 제어하는 단계 전에, 상기 엔진의 분사 지연 로직을 해제하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따른 마일드 하이브리드 차량의 SSC 제어 방법은 SSC 해제 시, 엔진의 시동 완료 전까지, 엔진의 엔진 목표 토크 및 MHSG의 모터의 모터 목표 토크를 각각의 시동 토크로 하여 상기 엔진 및 상기 MHSG를 제어하는 단계; 상기 엔진의 시동이 완료되면, 상기 모터의 사용을 중지시키는 단계; 상기 엔진의 시동 완료 이후 그리고 상기 엔진의 엔진 토크의 제어 가능 시점 전까지, 상기 엔진 목표 토크를 시동 토크로 하여 상기 엔진을 제어하는 단계; 및 상기 엔진 토크의 제어 가능 시점 이후, 상기 엔진 목표 토크를 변속기 요청 토크로 하여 상기 엔진을 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 상기 엔진 목표 토크를 변속기 요청 토크로 하여 상기 엔진을 제어하는 단계에서, 상기 엔진 목표 토크는 최대 허용 토크 이하로 제한되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 마일드 하이브리드 차량의 SSC 제어 방법은, 엔진의 시동 완료 이후 MHSG의 토크 제어를 바로 시작하여 SSC 해제 및 클러치 체결의 응답성을 향상시키거나, 엔진의 시동 완료 이후 모터 사용을 중지하여 연비를 보다 향상시킬 수 있도록 하는 효과가 있다.

또한 본 발명에 따른 마일드 하이브리드 차량의 SSC 제어 방법은, SSC 급속 해제 필요 여부를 판단하여 제어 방식을 변경함으로써, 마일드 하이브리드 차량에서의 SCC 해제에 적합한 제어 방식을 제공할 수 있도록 하는 효과가 있다.

도 1은 SSC(Start Stop Coasting)를 설명하기 위한 예시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 마일드 하이브리드 차량의 SSC 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 마일드 하이브리드 차량의 SSC 제어 방법을 설명하기 위한 다른 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 마일드 하이브리드 차량의 SSC 제어 방법이 수행되는 장치를 설명하기 위한 예시도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 마일드 하이브리드 차량의 SSC 제어 방법의 실시예를 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 마일드 하이브리드 차량의 SSC 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 마일드 하이브리드 차량의 SSC 제어 방법을 설명하기 위한 다른 흐름도이다.

도 2에서 확인할 수 있듯이, 본 발명의 일 실시예에 따른 마일드 하이브리드 차량의 SSC 제어 방법은, 먼저 SSC의 해제시에, SSC 급속 해제가 필요한지 판단한다(S10).

예를 들어, 가속 페달의 입력값이나 그 변위가 임계값 이상인 경우, 추돌 방지 시스템 등 안전 사양이 작동한 경우 스티어링 앵글이나 그 변위가 임계값 이상인 경우 등에 급가속, 위험 상황 발생 등으로 파악하여 SSC 급속 해제가 필요한 것으로 판단할 수 있다. 또한 기어 변속, 브레이크 페달 작동, GPF 재생 등에 의해 SSC 해제가 발생한 경우에는 SSC 급속 해제가 필요하지 않은 것으로 판단할 수 있다.

한편 배경기술에 언급한 것과 같이, SSC가 적용된 차량은 가속 및 브레이크 페달 입력, 위치(GPS) 정보, 기어 변속, GPF 재생, 스티어링 앵글, 추돌 방지 시스템 작동 여부 등의 다양한 제어 파라미터를 바탕으로 SSC 진입 및 SSC 해제를 결정하여 구동될 수 있으며, 이러한 제어 기술은 본 기술분야의 통상의 기술자가 차량의 사양 등에 맞춰 적절하게 설계할 수 있는 것이므로, 더 자세한 설명은 생략하기로 한다.

SSC 급속 해제가 필요한 것으로 판단되면(S10의 예), 분사 지연 로직을 오프한다(S11).

MHSG(2)가 구비된 마일드 하이브리드 차량에서는, 엔진(1) 시동 시, 연비 향상 및 배기가스 저감을 위해 분사 시작 시점을 지연하는 기능을 사용하고 있다. 이는 연비 및 배기가스 저감에는 유용하나, 엔진(1)의 안정화 상태는 연소 사이클이 반복됨에 따라 도달되므로, 분사 시작 시점을 지연하는 경우 엔진(1)의 토크 제어 가능 시점을 느리게 할 수 있다.

이에 본 실시예에서는 SSC의 빠른 해제가 필요한 경우, 시동 중의 분사 지연 로직을 오프하여 엔진(1)의 안정화 시간 단축할 수 있도록 한다. 즉 변속기(3)와의 협조 제어는 엔진(1)과 MHSG(2)의 통합 토크로 이루어지기 때문에, 엔진(1)이 정상 제어 상태에 도달하여야 정밀한 제어로 빠른 SSC 해제가 가능해진다.

이어서, 시동 완료 전까지(S12), 엔진(1)의 엔진 목표 토크와 MHSG(2)의 모터의 모터 목표 토크를 각각의 시동 토크로 하여 엔진(1) 및 MHSG(2)를 제어한다(S13, S14).

즉, 엔진(1)의 회전 속도는 엔진(1) 자체의 토크와 MHSG(2)의 모터의 토크를 제어하여 조절될 수 있으며, 엔진(1)의 시동이 완료되기 전까지는 각각의 시동 토크를 목표 토크로 하여 엔진(1) 및 MHSG(2)를 제어한다. 이러한 시동 토크는 엔진(1)의 시동을 위해 기 설정된 값이며, 차량 상태에 따른 다양한 조건에 따라 결정되도록 미리 맵핑되어 있을 수 있다. 이때 엔진(1)의 시동 토크와 모터의 시동 토크는 서로 다른 값에 해당될 수 있으며, 미리 맵핑된 값에 따라 시간에 따라 변화는 값일 수도 있다.

한편 마일드 하이브리드 차량에서 엔진(1)의 시동 시에, 엔진(1)의 시동이 완료되기까지 엔진(1)의 엔진 목표 토크와 MHSG(2)의 모터의 모터 목표 토크를 각각의 시동 토크로 하여 엔진(1) 및 MHSG(2)를 제어하는 것은 종래의 제어 방식에서도 널리 사용되고 있던 것이므로, 더 자세한 설명은 생략하기로 한다.

이후 엔진(1)의 시동이 완료되면, 엔진(1)의 토크 제어가 가능한지 판단한다(S15). 전술한 것과 같이, 엔진(1)의 안정화 상태는 연소 사이클이 반복됨에 따라 도달하는 것으로, 예를 들어, 엔진(1)의 시동 완료 상태가 미리 설정된 기준시간 동안 유지되고, 시동 완료 이후 미리 설정된 기준 분사 횟수가 만족되면, 토크 제어 가능 상태에 진입한 것으로 판단할 수 있다.

엔진(1) 토크의 제어 가능 시점 전까지(S15의 아니오), 엔진 목표 토크를 엔진 최소 토크로 하고, 모터 목표 토크를 변속기 요청 토크에서 엔진 목표 토크를 차감한 값으로 결정하여 엔진(1) 및 MHSG(2)를 제어한다(S16, S17).

종래의 마일드 하이브리드 차량의 엔진(1)과 MHSG(2)의 토크 제어의 경우 엔진(1)이 안정화 상태에 도달한 이후에 시작되며, 그 전에는 미리 설계된 값을 이용하여 토크를 출력하도록 구성되어 있다. 따라서 SSC의 해제 시에 엔진(1)의 토크 제어 가능 시점부터 변속기 요청 토크에 응답하여, 엔진(1)의 회전 속도를 변속기(3)와 동기화 할 수 있어 클러치 체결에 지연이 발생한다. 예를 들어, 엔진(1)의 안정화 전까지 엔진(1)은 시동 시의 엔진 조건에 따라 정해지는 공기량을 기준으로, MHSG(2)는 시동을 위해 기 맵핑된 값을 기준으로 토크를 출력하도록 구성될 수 있다.

이에 따라, 본 실시예에서는 빠른 SSC 해제가 필요한 경우에는, 엔진(1)의 안정화 상태와 상관없이, 모터를 이용하는 MHSG(2)의 경우 시동 완료 후 토크 제어를 바로 시작하여 변속기 요청 토크에 빨리 응답할 수 있도록 하여, SSC 해제와 클러치 체결이 보다 빨리 이루어지도록 할 수 있다.

이때, 안정화 상태에 도달하지 못한 엔진(1)에 의한 토크 불확실성을 최소화하기 위해, 엔진(1)은 안정화 전까지 최소한의 토크(엔진 최소 토크)만을 출력하도록 제한될 수 있다. 이때 엔진 최소 토크는 드래그(Drag) 토크, 연소 한계(burning limit), 엔진(1)의 현재 속도 등을 고려하여 결정될 수 있다.

이에 따라 모터 목표 토크는 변속기 요청 토크에서 엔진 목표 토크를 차감한 값으로 결정되어 제어된다. 다만 시스템 안전을 위해 운전 상황, 시스템 사양 등에 따라 결정되는 최대 허용 토크 이하로 모터 목표 토크가 제한될 수 있다. 이러한 최대 허용 토크는 과전류에 의한 시스템 손상 발생 가능성 등을 고려하여 미리 설계되어 룩업 테이블 등의 형태로 맵핑될 수 있다.

관련하여 본원발명의 배경기술에 언급한 것과 같이, 엔진(1)의 시동에 따른 변속기(3)의 클러치 체결은 엔진(1)과 변속기(3)의 회전 속도를 동일하게 조정하여 충격 없이 클러치를 체결하기 위한 토크 제어에 의해 수행된다. 이러한 토크 제어는 변속기(3)의 회전 속도에 따라 엔진측(마일드 하이브리드 차량의 경우 엔진(1) 및 MHSG(2))에서 출력되어야 하는 목표 토크를 결정하고, 이러한 목표 토크에 따라 엔진측을 제어함으로써 수행된다. 본 실시예에서는 이와 같이 엔진측의 목표 토크를 변속기 요청 토크로 지칭하여 설명하기로 한다.

이와 같은 변속기 요청 토크는 일반적으로 변속기 제어 장치(Transmission Control Unit)에서 계산되어 요청될 수 있는데, 차량 제어 시스템의 설계에 따라 다른 제어 장치(예: 엔진 제어 장치(Engine Control Unit)에서 산출될 수도 있다. 이러한 변속기 요청 토크는 차량의 현재 속도 등에 따라 실시간으로 계산되어 그 값이 변동될 수 있다. 변속기 요청 토크를 계산하여 엔진측에 요청하는 것은 다양한 방식으로 수행될 수 있으며, 본 발명의 기술분야에서 이미 널리 사용되고 있는 것이므로, 더 자세한 설명은 생략하기로 한다.

한편 엔진(1) 토크의 제어 가능 시점 이후(S15의 예), 모터 목표 토크를 변속기 요청 토크에서 엔진 최소 토크를 차감한 값으로 결정하고, 엔진 목표 토크를 변속기 요청 토크에서 모터 목표 토크를 차감한 값으로 결정하여 엔진(1) 및 MHSG(2)를 제어한다(S18, S19).

이때, 모터 목표 토크는 최대 출력 가능 토크 이하로 제한되고, 엔진 목표 토크는 엔진 최소 토크 이상으로 제한될 수 있다.

이러한 최대 출력 가능 토크는 차량의 상황(48V 배터리의 SOC, 모터 온도, 모터 사양 등)에 따라 결정될 수 있으며, 이러한 최대 출력 가능 토크는 미리 설계되어 룩업 테이블 등의 형태로 맵핑될 수 있다. 일부 실시예에서 최대 출력 가능 토크는 최대 허용 토크와 같은 값일 수도 있다.

또한 엔진 최소 토크는 엔진(1)의 실화 방지 위해 설계되는 값으로, 일부 실시예에서 실시간으로 변동될 수 있으므로, 상기 단계(S16)에서의 값과는 다른 값일 수 있다.

이와 같이, 엔진 토크 제어 가능 시점부터는, 모터 토크를 중심으로 토크를 제어하되, 모터 토크만으로 변속기 요구 토크를 충족할 수 없는 경우에 엔진 토크로 이를 보조하도록 한다.

한편 도 3에 도시된 것과 같이, SSC 급속 해제가 필요하지 않은 것으로 판단되면(S10의 아니오), 시동 완료 전까지(S20), 엔진(1)의 엔진 목표 토크와 MHSG(2)의 모터의 모터 목표 토크를 각각의 시동 토크로 하여 엔진(1) 및 MHSG(2)를 제어한다(S21, S22).

즉, SSC 급속 해제가 필요하지 않은 경우에도 시동 완료 전까지는 시동성 확보를 위해 엔진(1)과 모터 함께 사용하며, 이는 상기 단계(S13, S14)와 같은 방식으로 수행될 수 있다.

이후 엔진(1)의 시동이 완료되면, 모터의 사용을 중지한다(S23).

즉, SSC의 해제 시에 MHSG(2)를 사용하는 것은 배터리의 전기 에너지를 사용하게 되므로, MHSG(2)를 사용하지 않는 것 대비 연비 측면에서 불리할 수 있다.

이에 따라 본 실시예에서는 빠른 SSC 해제가 필요한 경우 이외에는 시동 완료 이후 모터 사용을 중지하고, 엔진(1)만을 이용하여 변속기 요청 토크에 대응함으로써, 연비의 향상을 달성할 수 있다.

이어서 엔진(1)의 토크 제어가 가능한지 판단하여(S24), 엔진(1) 토크의 제어 가능 시점 전까지(S24의 아니오), 엔진 목표 토크를 시동 토크로 하여 엔진(1)을 제어한다(S25).

즉, 엔진(1)의 토크 제어 가능 시점 전까지는 종래 기술과 같이 시동 토크를 목표 값으로 설정하여 엔진 토크를 제어할 수 있으며, 엔진(1)의 토크 제어가 가능한지 판단하는 것은 상기 단계(S15)와 같은 방식으로 수행될 수 있다.

엔진(1) 토크의 제어 가능 시점 이후(S24의 예)에는, 엔진 목표 토크를 변속기 요청 토크로 하여 엔진(1)을 제어한다(S26).

즉, 변속기 요청 토크에 따라 엔진(1)만을 이용하여 SSC 해제 및 클러치 체결을 진행한다. 다만 시스템 안전을 위해 운전 상황(운전 영역)에 따라 결정되는 엔진의 최대 허용 토크 이하로 엔진 목표 토크가 제한될 수 있다. 이러한 엔진의 최대 허용 토크는 노킹 발생 방지를 위해 운전 영역(엔진(1)의 회전 속도, 공기량 등에 따라 결정되며 엔진 제어를 위해 일반적으로 사용되고 있음)에 따라 미리 결정되어 저장되어 있을 수 있다.

한편 본 발명의 다른 실시예에서, SSC 급속 해제 필요 여부를 고려하지 않고, SSC 해제의 응답성을 높이기 위한 제어가 수행될 수 있다. 즉, SSC 해제 시, 엔진의 시동 완료 전까지, 엔진의 엔진 목표 토크 및 MHSG의 모터의 모터 목표 토크를 각각의 시동 토크로 하여 엔진 및 상기 MHSG를 제어하고, 엔진의 시동 완료 이후 그리고 엔진의 엔진 토크의 제어 가능 시점 전까지, 엔진 목표 토크를 엔진 최소 토크로 하고, 모터 목표 토크를 변속기 요청 토크에서 엔진 목표 토크를 차감한 값으로 결정하여, 엔진 및 MHSG를 제어하며, 엔진 토크의 제어 가능 시점 이후, 모터 목표 토크를 변속기 요청 토크에서 엔진 최소 토크를 차감한 값으로 결정하고, 엔진 목표 토크를 변속기 요청 토크에서 모터 목표 토크를 차감한 값으로 결정하여, 엔진 및 MHSG를 제어하도록 구성될 수 있다. 이와 같은 실시예는 상술한 단계(S11) 내지 단계(S19)와 같은 방식으로 수행될 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에서, SSC 급속 해제 필요 여부를 고려하지 않고, SSC 해제 시의 연비를 향상시키기 위한 제어가 수행될 수 있다. 즉, SSC 해제 시, 엔진의 시동 완료 전까지, 엔진의 엔진 목표 토크 및 MHSG의 모터의 모터 목표 토크를 각각의 시동 토크로 하여 엔진 및 MHSG를 제어하고, 엔진의 시동이 완료되면, 모터의 사용을 중지시키며, 엔진의 시동 완료 이후 그리고 엔진의 엔진 토크의 제어 가능 시점 전까지, 엔진 목표 토크를 시동 토크로 하여 엔진을 제어하고, 엔진 토크의 제어 가능 시점 이후, 엔진 목표 토크를 변속기 요청 토크로 하여 엔진을 제어하도록 구성될 수 있다. 이와 같은 실시예는 상술한 단계(S20) 내지 단계(S26)과 같은 방식으로 수행될 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 마일드 하이브리드 차량의 SSC 제어 방법이 수행되는 장치를 설명하기 위한 예시도이다.

도 4에 도시된 것과 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 마일드 하이브리드 차량의 SSC 제어 방법은 제어기(10)에 의해 각 단계가 수행되도록 구성될 수 있다. 이러한 제어기(10)는 엔진(1)과 MHSG(2)를 제어하도록 구성될 수 있으며, 이들을 제어하기 위한 다양한 제어 파라미터들을 입력받을 수 있다.

제어기(10)는 본 발명의 일 실시예에 따른 각 단계를 수행하기 위한 명령들을 저장하는 메모리, 이러한 메모리에 연결되어 각각의 명령을 수행하여 엔진(1)과 MHSG(2)를 제어하도록 구성된 프로세서를 포함할 수 있다.

제어기(10)는 변속기 제어 장치나 엔진 제어 장치의 일부일 수도 있으나, 별도의 장치로 구성될 수도 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.

1: 엔진
2: MHSG
3: 변속기
10: 제어기

Claims

SSC(Start Stop Coasting) 해제 시, SSC 급속 해제 필요 여부를 판단하는 단계;
SSC 급속 해제가 필요하면, 엔진의 엔진 토크 및 MHSG(Mild Hybrid Starter and Generator)의 모터 토크를 같이 사용하여 상기 엔진의 회전 속도를 조절하도록 상기 엔진 및 상기 MHSG를 제어하는 단계; 및
SSC 급속 해제가 필요하지 않으면, 상기 엔진의 시동 완료 이후 상기 엔진 토크만을 사용하여 상기 엔진의 회전 속도를 조절하도록 상기 엔진 및 상기 MHSG를 제어하는 단계를 포함하고,
상기 엔진의 엔진 토크 및 MHSG의 모터 토크를 같이 사용하여 상기 엔진의 회전 속도를 조절하는 단계는,
상기 엔진의 시동 완료 전까지, 엔진 목표 토크 및 모터 목표 토크를 각각의 시동 토크로 하여 상기 엔진 및 상기 MHSG를 제어하는 단계; 및
상기 엔진의 시동 완료 이후, 상기 모터 목표 토크를 변속기 요청 토크를 기반으로 결정하여 상기 엔진 및 상기 MHSG를 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 마일드 하이브리드 차량의 SSC 제어 방법.
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제1항에 있어서,
상기 엔진의 시동 완료 이후, 상기 모터 목표 토크를 변속기 요청 토크를 기반으로 결정하여 상기 엔진 및 상기 MHSG를 제어하는 단계는,
상기 엔진의 시동 완료 이후 그리고 상기 엔진 토크의 제어 가능 시점 전까지, 상기 엔진 목표 토크를 엔진 최소 토크로 하고, 상기 모터 목표 토크를 상기 변속기 요청 토크에서 상기 엔진 목표 토크를 차감한 값으로 결정하여, 상기 엔진 및 상기 MHSG를 제어하는 단계; 및
상기 엔진 토크의 제어 가능 시점 이후, 상기 모터 목표 토크를 상기 변속기 요청 토크에서 상기 엔진 최소 토크를 차감한 값으로 결정하고, 상기 엔진 목표 토크를 상기 변속기 요청 토크에서 상기 모터 목표 토크를 차감한 값으로 결정하여, 상기 엔진 및 상기 MHSG를 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 마일드 하이브리드 차량의 SSC 제어 방법.
제3항에 있어서,
상기 모터 목표 토크를 변속기 요청 토크에서 상기 엔진 목표 토크를 차감한 값으로 결정하여 상기 엔진 및 상기 MHSG를 제어하는 단계에서, 상기 모터 목표 토크는 최대 허용 토크 이하로 제한되는 것을 특징으로 하는 마일드 하이브리드 차량의 SSC 제어 방법.
제3항에 있어서,
상기 모터 목표 토크를 상기 변속기 요청 토크에서 엔진 최소 토크를 차감한 값으로 결정하고, 상기 엔진 목표 토크를 상기 변속기 요청 토크에서 상기 모터 목표 토크를 차감한 값으로 결정하여, 상기 엔진 및 상기 MHSG를 제어하는 단계에서, 상기 모터 목표 토크는 최대 출력 가능 토크 이하로 제한되고, 상기 엔진 목표 토크는 상기 엔진 최소 토크 이상으로 제한되는 것을 특징으로 하는 마일드 하이브리드 차량의 SSC 제어 방법.
제1항에 있어서,
상기 엔진의 엔진 토크 및 MHSG의 모터 토크를 같이 사용하여 상기 엔진의 회전 속도를 조절하는 단계 전에,
SSC 급속 해제가 필요하면, 상기 엔진의 분사 지연 로직을 해제하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마일드 하이브리드 차량의 SSC 제어 방법.
제1항에 있어서,
상기 엔진의 시동 완료 이후 상기 엔진 토크만을 사용하여 상기 엔진의 회전 속도를 조절하도록 상기 엔진 및 상기 MHSG를 제어하는 단계는,
상기 엔진의 시동이 완료되면, 상기 모터의 사용을 중지시키는 단계;
상기 엔진의 시동 완료 이후 그리고 상기 엔진 토크의 제어 가능 시점 전까지, 엔진 목표 토크를 시동 토크로 하여 상기 엔진을 제어하는 단계; 및
상기 엔진 토크의 제어 가능 시점 이후, 상기 엔진 목표 토크를 변속기 요청 토크로 하여 상기 엔진을 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 마일드 하이브리드 차량의 SSC 제어 방법.
제7항에 있어서,
상기 엔진 목표 토크를 상기 변속기 요청 토크로 하여 상기 엔진을 제어하는 단계에서, 상기 엔진 목표 토크는 최대 허용 토크 이하로 제한되는 것을 특징으로 하는 마일드 하이브리드 차량의 SSC 제어 방법.
SSC 해제 시, 엔진의 시동 완료 전까지, 엔진의 엔진 목표 토크 및 MHSG의 모터의 모터 목표 토크를 각각의 시동 토크로 하여 상기 엔진 및 상기 MHSG를 제어하는 단계;
상기 엔진의 시동 완료 이후 그리고 상기 엔진의 엔진 토크의 제어 가능 시점 전까지, 상기 엔진 목표 토크를 엔진 최소 토크로 하고, 상기 모터 목표 토크를 변속기 요청 토크에서 상기 엔진 목표 토크를 차감한 값으로 결정하여, 상기 엔진 및 상기 MHSG를 제어하는 단계; 및
상기 엔진 토크의 제어 가능 시점 이후, 상기 모터 목표 토크를 상기 변속기 요청 토크에서 상기 엔진 최소 토크를 차감한 값으로 결정하고, 상기 엔진 목표 토크를 상기 변속기 요청 토크에서 상기 모터 목표 토크를 차감한 값으로 결정하여, 상기 엔진 및 상기 MHSG를 제어하는 단계를 포함하는 마일드 하이브리드 차량의 SSC 제어 방법.
제9항에 있어서,
상기 엔진의 시동 완료 전까지, 엔진의 엔진 목표 토크 및 MHSG의 모터의 모터 목표 토크를 각각의 시동 토크로 하여 상기 엔진 및 상기 MHSG를 제어하는 단계 전에,
상기 엔진의 분사 지연 로직을 해제하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마일드 하이브리드 차량의 SSC 제어 방법.
제9항에 있어서,
상기 모터 목표 토크를 변속기 요청 토크에서 상기 엔진 목표 토크를 차감한 값으로 결정하여 상기 엔진 및 상기 MHSG를 제어하는 단계에서, 상기 모터 목표 토크는 최대 허용 토크 이하로 제한되는 것을 특징으로 하는 마일드 하이브리드 차량의 SSC 제어 방법.
제9항에 있어서,
상기 모터 목표 토크를 상기 변속기 요청 토크에서 엔진 최소 토크를 차감한 값으로 결정하고, 상기 엔진 목표 토크를 상기 변속기 요청 토크에서 상기 모터 목표 토크를 차감한 값으로 결정하여, 상기 엔진 및 상기 MHSG를 제어하는 단계에서, 상기 모터 목표 토크는 최대 출력 가능 토크 이하로 제한되고, 상기 엔진 목표 토크는 상기 엔진 최소 토크 이상으로 제한되는 것을 특징으로 하는 마일드 하이브리드 차량의 SSC 제어 방법.
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