KR102441058B1

KR102441058B1 - 하이브리드 차량의 엔진 최대 출력 토크 산출 장치 및 그 방법

Info

Publication number: KR102441058B1
Application number: KR1020160163460A
Authority: KR
Inventors: 신동준
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2016-12-02
Filing date: 2016-12-02
Publication date: 2022-09-06
Also published as: KR20180063572A; US20180154883A1; US10576960B2; CN108146427A; CN108146427B

Abstract

본 발명은 하이브리드 차량의 엔진 최대 출력 토크 산출 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 차량의 엔진 최대 출력 토크 산출 장치는 출력중인 엔진 토크와 엔진 지령 토크를 이용하여 토크 편차율을 산출하는 토크 편차율 산출부; 차량의 토크 편차율 학습 진입 조건 만족 시 상기 토크 편차율을 학습하는 엔진 출력 변동량 학습부; 및 상기 학습된 토크 편차율을 기반으로 엔진 부분 부하 최대 출력 토크를 산출하는 엔진 부분 부하 최대토크 산출부;를 포함할 수 있다.

Description

하이브리드 차량의 엔진 최대 출력 토크 산출 장치 및 그 방법{Apparatus for calibration engine max torque of hybrid vehicle and method thereof}

본 발명은 하이브리드 차량의 엔진 최대 출력 토크 산출 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 엔진 가용 출력을 정확히 파악하여 엔진 부분부하 최대 출력 토크를 정확히 산출할 수 있는 기술에 관한 것이다.

하이브리드 차량은 엔진과 구동모터를 동력원으로 하며, 모터는 구동력 필요 시 방전(assist)을 통해 엔진 출력을 보조 하는 역할을 하고, 구동력이 적은 경우 충전(charging)의 역할을 수행하게 된다.

하이브리드 차량의 구동 시 부하의 정도에 따라 부분부하(PartLoad) 또는 전부하(FullLoad) 모드로 구분된다. 엔진 제어 특성 상 부분 부하 시 최대 출력가능한 토크(엔진 부분부하 최대 출력 토크)가 있고, 그 이상의 요구토크가 필요하면 엔진은 연료 증량을 통해서 공연비를 리치(rich)하게(예를 들어, 이론 공연비인 Lambda=1 대비 연료량을 약 30%증량) 하게 제어하고 최대 출력모드인 전부하 모드로 돌입하게 된다.

전부하 모드에선 엔진의 최대 성능을 구현하는 것이 목적으로 엔진 효율은 급격히 저하되고, 연료 소모량도 가파르게 증가한다.

따라서 최상위 제어기인 HCU는 현재 차량 주행 상황을 고려하여 부분부하 또는 전부하를 판단하게 되는데 있어서, 엔진의 가용 출력을 정확히 알아야 효율적인 차량 제어가 가능하므로, 엔진의 가용 출력을 정확히 파악하는 것이 필요하다.

본 발명의 실시예는 실제 주행 상황에서의 엔진 출력 변동량을 학습하여 엔진 부분부하 최대 출력 토크 계산을 보상해줌으로서 HCU(Hybrid Control Unit) 와 EMS(Engine Management System)간 엔진 부분부하 최대 출력 토크 불일치로 인한 운전성 악화 및 연비 악화를 방지하고, 전부하모드로의 천이시점을 정확히 판단하여 제어할 수 있는 하이브리드 차량의 엔진 최대 출력 토크 산출 장치 및 그 방법을 제공하고자 한다.

본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재들로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 차량의 엔진 최대 출력 토크 산출 장치는 출력중인 엔진 토크와 엔진 지령 토크를 이용하여 토크 편차율을 산출하는 토크 편차율 산출부; 차량의 토크 편차율 학습 진입 조건 만족 시 상기 토크 편차율을 학습하는 엔진 출력 변동량 학습부; 및 상기 학습된 토크 편차율을 기반으로 엔진 부분 부하 최대 출력 토크를 산출하는 엔진 부분 부하 최대토크 산출부;를 포함할 수 있다.

일실시예에서, 상기 엔진 부분 부하 최대 출력 토크 및 모터 방전 제한 토크를 기반으로 전부하 모드 진입 여부를 판단하는 전부하 모드 진입 판단부를 더 포함할 수 있다.

일실시예에서, 상기 모터 방전 제한 토크를 산출하는 모터 방전 제한 토크 산출부;를 더 포함할 수 있다.

일실시예에서, 상기 토크 편차율 산출부는, 현재 출력중인 엔진토크를 엔진 지령 토크로 나눈 값의 절대값을 포함할 수 있다.

일실시예에서, 상기 엔진 출력 변동량 학습부는 엔진 냉각수온, 엔진 RPM, 엔진 토크, 엔진 람다(lambda), 및 토크 편차율이 미리 정한 조건을 만족하는 경우 상기 학습 진입 조건을 만족하는 것으로 판단하여 상기 토크 편차율의 이동평균(moving average)를 토크 편차율 학습치로 저장할 수 있다.

일실시예에서, 상기 엔진 부분 부하 최대 출력 토크 산출부는, 엔진 최대 출력 토크, 엔진 토크 손실값, 흡기온 대기압 보상 팩터, 엔진 주분부하 최대 출력 토크 환산 팩터, 실시간 엔진 토크 손실값, 상기 토크 편차율 학습치를 이용하여 상기 엔진 부분 부하 최대 출력 토크를 산출할 수 있다.

일실시예에서, 상기 엔진 부분 부하 최대 출력 토크 산출부는, 상기 엔진 최대 출력 토크와 상기 엔진 토크 손실값의 합산값과 상기 홉기온 대기압 보상 팩터를 곱산하고, 상기 곱산한 곱산값과 상기 엔진 부분부하 최대 출력 토크 환산 팩터를 곱한 후 상기 실시간 엔진 토크 손실값을 차감한 값에 상기 토크 편차율 학습치를 곱산하여 상기 엔진 부분 부하 최대 출력 토크를 산출할 수 있다.

일실시예에서, 상기 전부하 모드 진입 판단부는, 운전자 요구 토크를 산출하고, 상기 운전자 요구 토크를 상기 엔진 부분 부하 최대 출력 토크와 상기 모터 방전 제한 토크를 합산한 값과 비교하여 상기 전부하 모드 진입을 판단 할 수 있다.

일실시예에서, 상기 전부하 모드 진입 판단부는, 상기 운전자 요구 토크가 상기 엔진 부분 부하 최대 출력 토크와 상기 모터 방전 제한 토크를 합산한 값보다 크면 상기 전부하 모드로 진입 단계로 판단할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 차량의 엔진 최대 출력 토크 산출방법은 차량 주행 시 토크 편차율 학습 진입 조건 만족 시 상기 토크 편차율을 학습 하는 단계; 상기 학습된 토크 편차율을 기반으로 엔진 부분 부하 최대 출력 토크를 산출하는 단계; 및 상기 엔진 부분 부하 최대 출력 토크 및 모터 방전 제한 토크를 기반으로 전부하 모드 진입 여부를 판단하는 단계를 포함할 수 있다.

일실시예에서, 상기 토크 편차율을 학습 하는 단계는, 엔진 냉각수온, 엔진 RPM, 엔진 토크, 엔진 람다(lambda), 및 토크 편차율이 미리 정한 조건을 만족하는 경우 상기 학습 진입 조건을 만족하는 것으로 판단하여 상기 토크 편차율의 이동평균(moving average)를 토크 편차율 학습치로 저장할 수 있다.

일실시예에서, 상기 토크 편차율은, 현재 출력중인 엔진 토크를 엔진 지령 토크로 나눈 값을 포함할 수 있다.

일실시예에서, 상기 엔진 부분 부하 최대 출력 토크를 산출하는 단계는, 엔진 최대 출력 토크, 엔진 토크 손실값, 흡기온 대기압 보상 팩터, 엔진 부분 하 최대 출력 토크 환산 팩터, 실시간 엔진 토크 손실값, 상기 토크 편차율 학습치를 이용하여 상기 엔진 부분 부하 최대 출력 토크를 산출할 수 있다.

일실시예에서, 상기 엔진 부분 부하 최대 출력 토크를 산출하는 단계는, 상기 엔진 최대 출력 토크와 상기 엔진 토크 손실값의 합산값과 상기 홉기온 대기압 보상 팩터를 곱산하고, 상기 곱산한 곱산값과 상기 엔진 부분부하 최대 출력 토크 환산 팩터를 곱한 후 상기 실시간 엔진 토크 손실값을 차감한 값에 상기 토크 편차율 학습치를 곱산하여 상기 엔진 부분 부하 최대 출력 토크를 산출할 수 있다.

일실시예에서, 상기 전부하 모드 진입 여부를 판단하는 단계는, 운전자 요구 토크를 산출하는 단계; 모터 방전 제한 토크를 산출하는 단계; 및 상기 운전자 요구 토크를 상기 엔진 부분 부하 최대 출력 토크와 상기 모터 방전 제한 토크를 합산한 값과 비교하는 단계;를 포함할 수 있다.

일실시예에서, 상기 전부하 모드 진입 여부를 판단하는 단계는, 상기 운전자 요구 토크가 상기 엔진 부분 부하 최대 출력 토크와 상기 모터 방전 제한 토크를 합산한 값보다 크면 상기 전부하 모드로 진입 단계로 판단하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 기술은 실제 주행 상황에서의 엔진 출력 변동량을 학습하여 엔진 부분부하 최대 출력 토크 계산을 보상해줌으로서 HCU(Hybrid Control Unit)와 EMS(Engine Management System)간 엔진 부분부하 최대 출력 토크 불일치로 인한 운전성 악화 및 연비 악화를 방지하고, 전부하 모드로의 천이시점을 정확히 판단하여 제어함으로써, 연비 및 운전성을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 차량의 엔진 최대 출력 토크 산출 장치의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 차량의 엔진 부분부하 최대 출력 토크 산출 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 차량의 엔진 부분부하 최대 출력 토크 산출 방법이 적용되는 하이브리드 시스템의 개략적인 구성도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 차량의 엔진 부분부하 최대 출력토크 산출 방법을 나타내는 순서도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 학습조건 만족여부를 설명하기 위한 그래프이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 차량의 엔진 부분부하 최대 출력토크 산출 방법을 적용한 컴퓨터 시스템의 구성도이다.

이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

본 발명의 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 또한, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 도 1 내지 도 6 참조하여, 본 발명의 실시예들을 구체적으로 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 차량의 엔진 최대 출력 토크 산출 장치(100)의 구성도이다.

본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 차량의 엔진 최대 출력 토크 산출 장치(100)는 하이브리드 차량의 실제 주행상황에서의 엔진의 출력 변동량을 학습하여 엔진 부분부하 최대 출력 토크(PartLoad MAX toque)를 보상하여 산출한다. 여기서, 엔진 부분부하 최대 출력 토크는 엔진의 공연비(λ)가 1이 되도록 유지하면서 출력 가능한 최대 출력 토크를 의미한다. 즉, 엔진 부분부하 최대 출력 토크는 주행상황에 따라 전부하 모드로 주행할지는 부분부하 모드로 주행할지를 결정하기 위해 필요한 요소이다. 이때, 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 차량의 엔진 최대 출력 토크 산출 장치는 하이브리드 차량의 HCU(Hybrid Control Unit)가 대신할 수 있다. HCU는 하이브리드 운전 모드 설정, 하이브리드 차량의 전반적인 동작을 제어하는 최상위 제어기로, EMS(Engine Management System) 등의 타 장치들과 고속 CAN 통신 라인으로 연결하여 상호간의 정보를 주고받으며 협조 제어를 실행할 수 있다.

이를 위해, 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 차량의 엔진 최대 출력 토크 산출 장치는 토크 편차율 산출부(110), 엔진 출력 변동량 학습부(120), 엔진 부분부하 최대 출력 토크 산출부(130), 모터 방전 제한 토크 산출부(140), 전부하모드 진입 판단부(150)를 포함한다.

토크 편차율 산출부(110)는 현재 출력중인 엔진 토크와 엔진 지령 토크를 이용하여 아래 수학식 1과 같이 토크 편차율을 산출한다.

즉, 토크 편차율 산출부(110)는 현재 출력중인 엔진 토크를 엔진 지령 토크로 나눈 값의 절대값이 된다. 이때, 현재 출력중인 엔진 토크는 EMS에서 상시 모니터링하는 값으로 토크 편차율 산출부(110)는 EMS로부터 캔통신을 통해 현재 출력 엔진토크를 수신한다. 또한, 엔진 지령 토크는, HCU 내부에서 여러 인자를 고려하여 정해지는 값이다.

엔진 출력 변동량 학습부(120)는 차량의 토크 편차율 학습 진입 조건 만족 시 토크 편차율을 학습한다. 즉, 엔진 출력 변동량 학습부(120)는 차량의 토크 편차율 학습 진입 조건 만족 시 토크 편차율의 이동 평균값(moving average)를 산출하여 학습치로 저장한다.

이때, 차량의 토크 편차율 학습 진입 조건은 아래 수학식 2와 같다.

이때, 엔진 RPM, 냉각수온, 엔진토크, 엔진 람다 평균값은 EMS 상시 모니터링 값으로 CAN통신을 통해 획득된다. 또한 람다 평균값은 로우패스필터(Low-Pass Filter) 등을 거친 후의 필터된 람다값을 의미한다.

엔진 부분부하 최대 출력 토크 산출부(130)는 엔진 출력 변동량 학습부(120)에서 학습된 토크 편차율을 기반으로 아래 수학식 3과 같이 엔진 부분 부하 최대 출력 토크를 산출한다.

도 2를 참조하여 엔진 부분부하 최대 출력 토크 산출부(130)의 동작을 설명하면, 엔진 RPM으로부터 엔진 최대 출력토크 및 엔진 토크 손실값을 획득하고, 합산기(310)에서 엔진 최대 출력토크 및 엔진 토크 손실값을 합산한다.

이후 곱산기(320)는 합산기(310)의 출력값과 흡기온 대기압 보상 팩터를 곱산하고, 곱산기(320) 후단의 곱산기(330)는 곱산기(310)의 출력값과 엔진 부분 부하 토크 환산 팩터를 곱산한다. 곱산기(330)의 후단의 뺄셈기(340)는 곱산기(330)의 출력값에서 실시간 엔진토크 손실값을 차감하고, 뺄셈기(340)의 후단의 곱산기(350)는 뺄셈기(340)의 출력값과 토크 편차율 학습치를 곱한함으로써 엔진 부분부하 최대 출력 토크를 출력한다.

이때, 엔진토크 손실값은 표준 상태에서 엔진 대상 시험을 통해 측정된 1차원 맵핑값으로 실제 주행 환경(엔진 부하, 흡기온, 연료 종류, 대기압, 엔진 배드인(bed-in) 등)에 따라 실제 엔진토크 손실값과 다를 수 있다.

이에, HCU가 판단하는 엔진 부분부하 최대 출력 토크가 실제 엔진 즉 EMS가 판단하는 엔진 부분부하 최대 출력토크가 달라질 수 있다. 이런 경우, HCU가 차량을 부분부하 모드로 제어하기 위해 EMS로 엔진 부분부하 최대출력 토크 지령을 송출하는 상황에서 실제 EMS에서는 HCU의 지령 토크를 추종하기 위해 부분부하 제어가 불가능하므로, 전부하모드로 진입하여 이론 공연비를 포기하는 상황이 발생하여 불필요한 연료 증량으로 연비가 악화될 수 있다.

즉, HCU가 엔진의 실제 출력 가능한 엔진 부분부하 최대 출력 토크를 정확히 파악하지 못하고 엔진 토크 지령을 송출하는 경우, EMS는 실제 운전자 요구토크(= 엔진토크+모터토크) 를 추종하지 못하게 되고, 상황에 따라 의도치 않게 EMS에서 HCU엔진 부분부하 최대 출력 토크 지령을 추종하기 위해 공연비를 리치(rich)하게 제어하는 상황이 발생하여 연비가 악화된다.

이에 본 발명의 엔진 부분부하 최대 출력 토크 산출부(130)는 토크 편차율을 산출하고 학습하여 토크 편차율 학습치를 반영하여 엔진 부분부하 최대 출력토크를 산출함으로써, HCU와 EMS의 엔진 부분부하 최대 출력토크의 불일치를 해결할 수 있다.

모터 방전 제한 토크 산출부(140)는 배터리 방전 파워 제한치, 배터리 온도, SOC(state of charge), 배터리 충방전 전략, 운전 모드(EV 모드, HEV 모드), 에어컨 소비 파워, LDC(저전압 컨버터) 전장부하 소비 파워, Anti-jerk 제어를 위한 마진 등을 고려하여 모터 방전 제한 토크를 산출한다.

전부하모드 진입 판단부(150)는 엔진 부분 부하 최대 출력 토크 및 모터 방전 제한 토크를 기반으로 전부하 모드 진입 여부를 판단한다. 즉, 아래 수학식 4와 같이, 엔진 부분 부하 최대 출력 토크와 모터 방전 제한 토크의 합이 운전자 요구토크보다 작은 경우 전부하 모드로 진입한다. 이때, 운전자 요구토크는 HCU 내부적으로 입력되는 인자들을 통해 산출되고, 모터 방전 제한 토크는 맵(map)에 엔진 대상 시험을 통해 측정된 매핑값 또는 모터 방전 제한 토크 산출부(140)로부터 산출된다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 차량의 엔진 부분부하 최대 출력 토크 산출 방법이 적용되는 하이브리드 시스템의 개략적인 구성도이다.

본 발명의 실시예가 적용되는 하이브리드 시스템은 엔진(10), 엔진클러치(20), 모터(30), 변속기(40), HSG(Hybrid Starter and Generator)(50), 및 배터리(60)를 포함한다.

도 1의 엔진 부분부하 최대 출력토크 산출 장치(100)로부터 출력되는 엔진 부분부하 최대 출력 토크는 엔진(10)의 출력을 구동하는데 사용된다. 엔진(10)은 차량의 동력이고, 머터(30)는 구동력이 필요하면 방전(assist)을 통해 엔진 출력을 보조 하는 역할을 한다.

HSG(50)는 모터로 동작되어 엔진(10)을 시동시키거나, 엔진(10)이 시동 온을 유지하는 상태에서 잉여 출력이 발생되는 경우 제너레이터로 작동되어 배터리(60)을 충전한다.

배터리(60)는 HEV 모드에서 엔진(10)의 출력을 보조하기 위하여 모터(30)에 전원을 공급하고, 회생제동 제어로 발전되는 전압을 충전한다.

상기에 언급된 구성을 비롯한 하이브리드 시스템은 일반적으로 당업자에게 널리 알려진 것이므로 각 구성에 대한 자세한 설명은 생략하도록 한다.

이하, 도 4를 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 차량의 엔진 부분부하 최대 출력토크 산출 방법을 구체적으로 설명하기로 한다.

차량 주행 시(S110), 부분 부하 모드인 경우(S120), 하이브리드 차량의 엔진 부분부하 최대 출력토크 산출장치(100)는 토크 편차율을 산출하고, 토크 편차율 학습 조건을 만족하는지를 판단한다(S130). 이때, 토크 편차율은 현재 출력중인 엔진 토크를 엔진 지령 토크로 나눈 값의 절대값으로서 산출된다. 또한, 토크 편차율 학습 조건은 엔진 냉각수온, 엔진 RPM, 엔진 토크, 엔진 람다(lambda), 및 토크 편차율 등으로, 각 조건이 미리 정한 조건을 만족하는 경우 학습 진입 조건을 만족하는 것으로 판단한다. 이처럼 학습 진입 조건을 만족하는 경우, 토크 편차율 이동 평균값을 산출하여 토크 편차율 학습치로 저장한다(S140).

그 후, 엔진 부분부하 최대 출력토크 산출장치(100)는 학습된 토크 편차율을 기반으로 엔진 부분 부하 최대 출력 토크를 산출한다(S150).

이때, 엔진 부분부하 최대 출력토크 산출장치(100)는 엔진 최대 출력 토크와 엔진 토크 손실값의 합산값과 홉기온 대기압 보상 팩터를 곱산하고, 곱산한 곱산값과 엔진 부분부하 최대 출력 토크 환산 팩터를 곱한 후 실시간 엔진 토크 손실값을 차감한 값에 토크 편차율 학습치를 곱산하여 엔진 부분 부하 최대 출력 토크를 산출할 수 있다.

이어, 엔진 부분부하 최대 출력토크 산출장치(100)는 엔진 부분 부하 최대 출력 토크 및 모터 방전 제한 토크를 기반으로 전부하 모드 진입 여부를 판단한다(S160). 즉, 엔진 부분부하 최대 출력토크 산출장치(100)는 운전자 요구 토크를 상술한 과정 S150에서 산출된 엔진 부분 부하 최대 출력 토크와 모터 방전 제한 토크를 합산한 값과 비교하고, 운전자 요구 토크가 엔진 부분 부하 최대 출력 토크와 모터 방전 제한 토크를 합산한 값보다 크면 전부하 모드로 진입 단계로 판단한다.

이처럼 전부하 모드 진입 단계로 판단되면, 엔진 부분부하 최대 출력토크 산출장치(100)는 전부하 모드 진입 한다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 학습조건 만족여부를 설명하기 위한 그래프이다. 도 5를 참조하면, 엔진 토크가 조건 4보다 크고 조건 5보다 작은 경우, 엔진 Lambda) 평균이 조건 6과 조건 7 사이이고, 토크 편차율이 조건 8보다 작은 경우 학습 진입 조건을 만족한 예를 개시하고 있다.

이와 같이, 본 발명은 실제 주행 상황에서의 엔진의 출력 변동량을 학습하여 토크 편차율 학습치 엔진 부분부하 최대 출력 토크 계산에 보상해줌으로써 HCU와 EMS간 엔진 부분부하 최대 출력 토크 불일치로 인한 운전성 악화나 불필요한 연료 사용에 의한 연비 악화 등을 방지할 수 있고, HCU제어 모드 중 부분부하 모드에서 전부하 모드로의 천이 시점을 정확히 판단하게 해줌으로써 제어 신뢰도를 높일 수 있다. 이러한 엔진 부분부하 최대 출력 토크 산출 기술은 향후 하이브리드 및 플러그인 하이브리드 전차종에 도입될 수 있다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 차량의 엔진 부분부하 최대 출력토크 산출 방법을 적용한 컴퓨터 시스템의 구성도이다.

도 6 참조하면, 컴퓨팅 시스템(1000)은 버스(1200)를 통해 연결되는 적어도 하나의 프로세서(1100), 메모리(1300), 사용자 인터페이스 입력 장치(1400), 사용자 인터페이스 출력 장치(1500), 스토리지(1600), 및 네트워크 인터페이스(1700)를 포함할 수 있다.

프로세서(1100)는 중앙 처리 장치(CPU) 또는 메모리(1300) 및/또는 스토리지(1600)에 저장된 명령어들에 대한 처리를 실행하는 반도체 장치일 수 있다. 메모리(1300) 및 스토리지(1600)는 다양한 종류의 휘발성 또는 불휘발성 저장 매체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 메모리(1300)는 ROM(Read Only Memory) 및 RAM(Random Access Memory)을 포함할 수 있다.

따라서, 본 명세서에 개시된 실시예들과 관련하여 설명된 방법 또는 알고리즘의 단계는 프로세서(1100)에 의해 실행되는 하드웨어, 소프트웨어 모듈, 또는 그 2 개의 결합으로 직접 구현될 수 있다. 소프트웨어 모듈은 RAM 메모리, 플래시 메모리, ROM 메모리, EPROM 메모리, EEPROM 메모리, 레지스터, 하드 디스크, 착탈형 디스크, CD-ROM과 같은 저장 매체(즉, 메모리(1300) 및/또는 스토리지(1600))에 상주할 수도 있다.

예시적인 저장 매체는 프로세서(1100)에 커플링되며, 그 프로세서(1100)는 저장 매체로부터 정보를 판독할 수 있고 저장 매체에 정보를 기입할 수 있다. 다른 방법으로, 저장 매체는 프로세서(1100)와 일체형일 수도 있다. 프로세서 및 저장 매체는 주문형 집적회로(ASIC) 내에 상주할 수도 있다. ASIC는 사용자 단말기 내에 상주할 수도 있다. 다른 방법으로, 프로세서 및 저장 매체는 사용자 단말기 내에 개별 컴포넌트로서 상주할 수도 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.

따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100 : 하이브리드 차량의 엔진 최대 출력 토크 산출 장치
110 : 토크 편차율 산출부
120 : 엔진 출력 변동량 학습부
130 : 엔진 부분 부하 최대 출력 토크 산출부
140 : 모터방전 제한 토크 산출부
150 : 전부하모드 진입 판단부

Claims

현재 출력중인 엔진 토크와 엔진 지령 토크를 이용하여 토크 편차율을 산출하는 토크 편차율 산출부;
차량의 토크 편차율 학습 진입 조건 만족 시 상기 토크 편차율을 학습하는 엔진 출력 변동량 학습부; 및
상기 학습된 토크 편차율을 기반으로 엔진 부분 부하 최대 출력 토크를 산출하는 엔진 부분 부하 최대토크 산출부;
를 포함하는 하이브리드 차량의 엔진 최대 출력 토크 산출 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 엔진 부분 부하 최대 출력 토크 및 모터 방전 제한 토크를 기반으로 전부하 모드 진입 여부를 판단하는 전부하 모드 진입 판단부
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 엔진 최대 출력 토크 산출 장치.
청구항 2에 있어서,
상기 모터 방전 제한 토크를 산출하는 모터 방전 제한 토크 산출부;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 엔진 최대 출력 토크 산출 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 토크 편차율 산출부는,
현재 출력중인 엔진토크를 엔진 지령 토크로 나눈 값의 절대값인 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 엔진 최대 출력 토크 산출 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 엔진 출력 변동량 학습부는
엔진 냉각수온, 엔진 RPM, 엔진 토크, 엔진 람다(lambda), 및 토크 편차율이 미리 정한 조건을 만족하는 경우 상기 학습 진입 조건을 만족하는 것으로 판단하여 상기 토크 편차율의 이동평균(moving average)를 토크 편차율 학습치로 저장하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 엔진 최대 출력 토크 산출 장치.
청구항 5에 있어서,
상기 엔진 부분 부하 최대 출력 토크 산출부는,
엔진 최대 출력 토크, 엔진 토크 손실값, 흡기온 대기압 보상 팩터, 엔진 부분부하 최대 출력 토크 환산 팩터, 실시간 엔진 토크 손실값, 상기 토크 편차율 학습치를 이용하여 상기 엔진 부분 부하 최대 출력 토크를 산출하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 엔진 최대 출력 토크 산출 장치.
청구항 6에 있어서,
상기 엔진 부분 부하 최대 출력 토크 산출부는,
상기 엔진 최대 출력 토크와 상기 엔진 토크 손실값의 합산값과 상기 흡기온 대기압 보상 팩터를 곱산하고, 상기 곱산한 곱산값과 상기 엔진 부분부하 최대 출력 토크 환산 팩터를 곱한 후 상기 실시간 엔진 토크 손실값을 차감한 값에 상기 토크 편차율 학습치를 곱산하여 상기 엔진 부분 부하 최대 출력 토크를 산출하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 엔진 최대 출력 토크 산출 장치.
청구항 2에 있어서,
상기 전부하 모드 진입 판단부는,
운전자 요구 토크를 산출하고, 상기 운전자 요구 토크를 상기 엔진 부분 부하 최대 출력 토크와 상기 모터 방전 제한 토크를 합산한 값과 비교하여 상기 전부하 모드 진입을 판단하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 엔진 최대 출력 토크 산출 장치.
청구항 8에 있어서,
상기 전부하 모드 진입 판단부는,
상기 운전자 요구 토크가 상기 엔진 부분 부하 최대 출력 토크와 상기 모터 방전 제한 토크를 합산한 값보다 크면 상기 전부하 모드로 진입 단계로 판단하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 엔진 최대 출력 토크 산출 장치.
차량 주행 시 토크 편차율 학습 진입 조건 만족 시 상기 토크 편차율을 학습 하는 단계;
상기 학습된 토크 편차율을 기반으로 엔진 부분 부하 최대 출력 토크를 산출하는 단계; 및
상기 엔진 부분 부하 최대 출력 토크 및 모터 방전 제한 토크를 기반으로 전부하 모드 진입 여부를 판단하는 단계
를 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 엔진 최대 출력 토크 산출방법.
청구항 10에 있어서,
상기 토크 편차율을 학습 하는 단계는,
엔진 냉각수온, 엔진 RPM, 엔진 토크, 엔진 람다(lambda), 및 토크 편차율이 미리 정한 조건을 만족하는 경우 상기 학습 진입 조건을 만족하는 것으로 판단하여 상기 토크 편차율의 이동평균(moving average)를 토크 편차율 학습치로 저장하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 엔진 최대 출력 토크 산출방법.
청구항 11에 있어서,
상기 토크 편차율은,
현재 출력중인 엔진 토크를 엔진 지령 토크로 나눈 값인 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 엔진 최대 출력 토크 산출방법.
청구항 11에 있어서,
상기 엔진 부분 부하 최대 출력 토크를 산출하는 단계는,
엔진 최대 출력 토크, 엔진 토크 손실값, 흡기온 대기압 보상 팩터, 엔진 부분부하 최대 출력 토크 환산 팩터, 실시간 엔진 토크 손실값, 상기 토크 편차율 학습치를 이용하여 상기 엔진 부분 부하 최대 출력 토크를 산출하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 엔진 최대 출력 토크 산출방법.
청구항 13에 있어서,
상기 엔진 부분 부하 최대 출력 토크를 산출하는 단계는,
상기 엔진 최대 출력 토크와 상기 엔진 토크 손실값의 합산값과 상기 흡기온 대기압 보상 팩터를 곱산하고, 상기 곱산한 곱산값과 상기 엔진 부분부하 최대 출력 토크 환산 팩터를 곱한 후 상기 실시간 엔진 토크 손실값을 차감한 값에 상기 토크 편차율 학습치를 곱산하여 상기 엔진 부분 부하 최대 출력 토크를 산출하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 엔진 최대 출력 토크 산출방법.
청구항 10에 있어서,
상기 전부하 모드 진입 여부를 판단하는 단계는,
운전자 요구 토크를 산출하는 단계;
모터 방전 제한 토크를 산출하는 단계; 및
상기 운전자 요구 토크를 상기 엔진 부분 부하 최대 출력 토크와 상기 모터 방전 제한 토크를 합산한 값과 비교하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 엔진 최대 출력 토크 산출방법.
청구항 15에 있어서,
상기 전부하 모드 진입 여부를 판단하는 단계는,
상기 운전자 요구 토크가 상기 엔진 부분 부하 최대 출력 토크와 상기 모터 방전 제한 토크를 합산한 값보다 크면 상기 전부하 모드로 진입 단계로 판단하는 단계
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 엔진 최대 출력 토크 산출방법.