KR102444667B1 - 하이브리드 자동차 및 그를 위한 주행 모드 제어 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 하이브리드 자동차 및 그를 위한 주행 모드 제어 방법에 관한 것으로, 보다 상세히는 전기 모터의 과열을 미리 방지할 수 있는 하이브리드 자동차 및 그 제어방법에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 외부 전력을 통한 충전이 가능한 하이브리드 자동차의 모드 전환 제어 방법은, 배터리의 충전 상태가 제1 값 이상인 경우 전방 주행 정보를 수집하는 단계; 상기 전방 주행 정보에 기반하여 구간별 주행 부하를 산출하는 단계; 상기 산출된 주행 부하를 이용하여 전기 모터의 과열 위험도를 예측하는 단계; 상기 예측된 과열 위험도가 제2 값보다 큰 구간에서 엔진의 구동력을 이용하는 제1 모드로 주행하는 단계; 및 상기 예측된 과열 위험도가 기 설정된 값 이하인 구간에서 상기 전기 모터의 구동력을 이용하는 제2 모드로 주행하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

하이브리드 자동차 및 그를 위한 주행 모드 제어 방법{HYBRID VEHICLE AND METHOD OF CHANGING OPERATION MODE FOR THE SAME}
본 발명은 하이브리드 자동차 및 그를 위한 주행 모드 제어 방법에 관한 것으로, 보다 상세히는 전기 모터의 과열을 미리 방지할 수 있는 하이브리드 자동차 및 그 제어방법에 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. 이를 도 1을 참조하여 설명한다.
도 1은 일반적인 플러그인 하이브리드 차량의 모드 전환이 수행되는 형태의 일례를 나타낸다.
도 1에서 가로축은 거리를, 상단 그래프의 세로축은 PHEV의 배터리 충전 상태(SOC)를, 하단 그래프의 세로축은 주행 부하를 각각 나타낸다.
도 1의 하단 그래프를 먼저 참조하면, 출발지와 목적지 사이에 도심, 국도, 고속도로 구간이 혼재하며, 고속도로-국도-도심 순으로 주행부하가 상대적으로 낮은 경로가 나타나 있다. 이러한 경로를 주행함에 있어 일반적인 PHEV는 주행 부하의 변동에 대한 고려 없이 출발시에는 CD 모드로 시작하여, SOC가 기 설정된 기준 밑으로 떨어지는 경우 CS 모드로의 전환을 수행한다.
이러한 하이브리드 파워 트레인의 에너지 효율 특성을 도 2를 참조하여 설명한다.
도 2는 일반적인 하이브리드 차량의 파워트레인 에너지 효율 특성을 설명하기 위한 도면이다.
도 2에서 가로축은 파워트레인의 출력(POWER)을, 세로축은 파워트레인의 시스템 효율을 각각 나타낸다.
도 2를 참조하면, 출력이 낮은 구간에서는 전기 모터를 이용한 EV 모드 주행이 효과적이나, EV 모드의 효율과 HEV 모드의 효율이 서로 교차되는 지점(A) 이후로는 HEV 모드 주행이 더 효과적이다. 또한, 일반적으로 전기 모터는 엔진보다 최대 출력 지점(C)에 먼저 도달하게 된다.
따라서, (A) 지점이 CS 모드에서 엔진 기동의 기준이 될 수 있으며, HEV 모드의 효율이 최대가 되는 지점(B)이 CD 모드에서 엔진 기동의 기준이 될 수 있다.
이러한 주행 모드 제어는 전기 모터만을 이용한 최대 주행 거리(AER: All Electric Range)를 최대로 증대시키기 위한 방법으로, CD 모드로 주행하는 동안은 연료 사용과 그로 인한 배출가스 문제가 없으므로 충전이 원활하고 단거리 운행이 주를 이루는 운전자에 유리하다. 그러나, 주행 모드 제어가 AER의 증대를 목적으로 함에 따라 전기 모터와 배터리의 출력 한계에 도달할 때까지 엔진 기동을 억제하는 결과를 낳기 때문에 SOC가 기 설정된 값으로 떨어지기 전에 전기 모터가 과열되는 경우도 발생한다.
이를 도 3을 참조하여 설명한다.
도 3은 일반적인 하이브리드 차량에 장착된 전기 모터의 속도와 정격에 따른 토크 관계의 일례를 나타낸다.
도 3에 도시된 그래프에서 가로축은 전기 모터의 속도(RPM)를, 세로축은 전기 모터의 토크를 각각 나타낸다. 도 3을 참조하면, 전기 모터의 운전 영역은 크게 순간 최대 정격과 연속 정격으로 구분될 수 있다. 이러한 구분의 기준은 운전시의 발열량과 냉각 시스템의 용량에 따라 상이할 수 있다. 일반적으로 연속 정격 이하에서는 냉각용량이 발열량보다 크므로, 지속적으로 전기 모터를 가동해도 과열의 우려가 없다. 그러나, 연속 정격 이상의 영역에서 장시간 운전하면, 전기 모터의 온도가 상승할 수 있다.
그런데, 일반적인 하이브리드 차량에서는 CD 모드에서 엔진 기동을 최대한 억제하기 위하여 EV 모드에서 HEV 모드로 천이하는 기준을 모터 연속 정격 보다 높게, 예컨대, 순간 최대 정격 부근에 설정한다. 그런데, 전기 모터에 과열이 발생하면 전기 모터를 다시 냉각시키기 위하여 온도별로 모터 사용량을 제한하는 제어가 수행되는데, 이러한 제어를 디레이팅(De-rating) 제어라 칭할 수 있다. 이를 도 4를 참조하여 설명한다.
도 4는 일반적인 디레이팅 제어가 수행되는 형태의 일례를 나타낸다.
도 4에 도시된 그래프에서 가로축은 전기 모터의 온도를, 세로축은 허용 토크를 각각 나타낸다. 도 4를 참조하면, 일반적인 운전(Normal Operating) 영역에서는 출력 토크에 제한이 없으나(즉, 허용 토크 100%), 전기 모터의 온도가 임계온도를 넘어선 디레이팅(De-rating) 영역에서는 온도가 상승할수록 허용 토크가 낮아지게 된다.
디레이팅 영역 진입에 따른 토크 제한이 발생하면 연비와 운전성이 악화된다. 예를 들어, 토크 제한이 발생하면 회생제동량이 제한되어 에너지 회수율이 약화되고, EV 주행 영역에서 출력 토크 감소로 주행 효율이 악화되어 연비 악화로 이어진다. 다른 예로, 전기 모터의 토크로 엔진 토크를 보충해주는 토크 어시스트 기능도 토크 제한에 의해 가능량이 낮아지므로 동력성능, 즉, 운전성이 악화된다.
따라서, 디레이팅 제어로의 진입을 방지하면서도 AER을 확보할 수 있는 모드 전환 제어 방법이 요구된다.
본 발명은 보다 효율적으로 모드 전환 제어를 수행하는 방법 및 그를 수행하는 친환경 차량을 제공하기 위한 것이다.
특히, 본 발명은 전기 모터를 이용한 주행 거리를 확보하면서도 전기 모터의 과열을 방지할 수 있는 방법 및 그를 수행하는 친환경 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 외부 전력을 통한 충전이 가능한 하이브리드 자동차의 모드 전환 제어 방법은, 배터리의 충전 상태가 제1 값 이상인 경우 전방 주행 정보를 수집하는 단계; 상기 전방 주행 정보에 기반하여 구간별 주행 부하를 산출하는 단계; 상기 산출된 주행 부하를 이용하여 전기 모터의 과열 위험도를 예측하는 단계; 상기 예측된 과열 위험도가 제2 값보다 큰 구간에서 엔진의 구동력을 이용하는 제1 모드로 주행하는 단계; 및 상기 예측된 과열 위험도가 기 설정된 값 이하인 구간에서 상기 전기 모터의 구동력을 이용하는 제2 모드로 주행하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 자동차는, 엔진; 전기 모터; 상기 전기 모터에 의한 충방전 및 외부 전력에 의한 충전이 가능한 배터리; 및 상기 배터리의 충전 상태가 제1 값 이상인 경우 전방 주행 정보를 수집하고, 상기 전방 주행 정보에 기반하여 구간별 주행 부하를 산출하며, 상기 산출된 주행 부하를 이용하여 전기 모터의 과열 위험도를 예측하여, 상기 예측된 과열 위험도가 제2 값보다 큰 구간에서 상기 엔진의 구동력을 이용하는 제1 모드로 주행하도록 제어하고, 상기 예측된 과열 위험도가 기 설정된 값 이하인 구간에서 상기 전기 모터의 구동력을 이용하는 제2 모드로 주행하도록 제어하는 하이브리드 제어기를 포함할 수 있다.
상기와 같이 구성되는 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 관련된 친환경 차량은 보다 효율적으로 모드 전환 제어를 수행할 수 있다.
특히, 주행 환경에 따라 디레이팅 상황을 예측하여 모드 전환을 수행하므로 전기 모터의 과열이 방지되면서도 전기 모터 주행 가능 거리가 확보될 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 1은 일반적인 플러그인 하이브리드 차량의 모드 전환이 수행되는 형태의 일례를 나타낸다.
도 2는 일반적인 하이브리드 차량의 파워트레인 에너지 효율 특성을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 일반적인 하이브리드 차량에 장착된 전기 모터의 속도와 정격에 따른 토크 관계의 일례를 나타낸다.
도 4는 일반적인 디레이팅 제어가 수행되는 형태의 일례를 나타낸다.
도 5는 본 발명의 실시예들이 적용될 수 있는 하이브리드 자동차의 파워 트레인 구조의 일례를 나타낸다.
도 6은 본 발명의 실시예들이 적용될 수 있는 하이브리드 자동차의 제어 계통의 일례를 나타내는 블럭도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 주행 모드 제어 방법의 일례를 나타내는 순서도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 디레이팅 위험도 산출 알고리즘의 일례를 나타낸다.
도 9는 실시예에 따른 디레이팅 위험도 산출을 위한 테이블이 정의되는 원리의 일례를 나타낸다.
도 10은 상황별 디레이팅 위험도가 산출되는 형태의 일례를 나타낸다.
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 5 및 도 6을 참조하여 실시예들을 적용할 수 있는 하이브리드 차량의 구조 및 제어 계통을 먼저 설명한다.
도 5는 본 발명의 실시예들이 적용될 수 있는 하이브리드 자동차의 파워 트레인 구조의 일례를 나타낸다.
도 5를 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 6에 도시된다.
도 6은 본 발명의 실시예들이 적용될 수 있는 하이브리드 자동차의 제어 계통의 일례를 나타내는 블럭도이다.
도 6을 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 후술할 본 발명의 실시예들에 따른 적응형 모드 전환 제어시 모드 전환 조건의 판단 및 전환을 위한 하위 제어기의 제어가 가능하다.
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 모드 전환 제어 방법을 설명한다.
본 발명의 일 실시예에서는 전방 주행 정보를 획득하고, 이를 기반으로 주행 부하를 판단하여, 주행 부하의 프로파일에 디레이팅 가능성을 예측하여 예측 결과에 따라 주행 모드 전환이 수행되도록 할 것을 제안한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 주행 모드 제어 방법의 일례를 나타내는 순서도이다. 도 7에 도시된 각 과정은 편의상 하이브리드 제어기에서 수행되는 것으로 가정하나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 도 7에서는 CD 모드 주행이 수행되고 있는 상황인 것으로 가정한다. 물론, 반드시 CD 모드 주행중은 아니나 SOC가 일정값 이상인 경우(예컨대, CS 모드로의 강제 전환 기준 이상)에 하기 과정이 수행될 수도 있음은 물론이다.
도 7을 참조하면, 먼저 전방 주행 정보가 수집될 수 있다(S710).
본 실시예의 일 양상에 의하면, 전방 주행 정보는 네비게이션 정보일 수 있다. 여기서, 네비게이션 정보라 함은 도로의 종류, 경사도, 평균차속, 정체도(실시간 교통 정보) 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 일반적으로 네비게이션 시스템, 즉, AVN(Audio/Video/Navigation) 시스템을 통해 획득될 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 네비게이션 정보는 텔레매틱스 모뎀을 통해 텔레매틱스 센터로부터 획득되거나, 무선통신 모듈을 이용한 데이터 센터/서버/클라우드 접속을 통해 획득될 수도 있으며, V2V(Vehicle to Vehicle) 통신을 통해 다른 차량으로부터 획득될 수도 있으며, 차량 내의 다양한 센서(예컨대, 차속센서나 ADAS(Adaptive Driver Assist System) 레이더 등)를 통해 획득될 수도 있다.
이러한 네비게이션 정보의 일례가 아래 표 1에 나타나 있다.
Source 파악정보
정밀지도 Navi 주행 경로 (운전자 목적지 설정 or 학습)
도로 종류, 제한속도
경사도, 회전 반경/곡률
전방 정적 event (과속카메라, 톨게이트, 교차로, IC 등)
V2I, 교통정체도(교통량, 구간별 최대/최소/평균 속도)
Telematics 신호등 정보
　 전방 동적 event (사고, 공사, 결빙 등)
V2V, Radar 근거리 교통상태 파악
전방 주행 정보가 획득되면, 구간별로 주행 부하가 예측될 수 있다(S720).
주행 부하의 예측은 아래 표 2와 같은 형태로 수행될 수 있다.
요소 내용 주요 필요정보 계산 예
평균 부하 공기저항 + 구배저항+구름저항 등
정속주행 부하		 평균속도, 경사도
(평균속도는 제한속도, 도로종류, 교통량 등으로 유추가능)		 LoadAvg = Load(vavg) = ½ * Cd* ρ*A*vavg2 + m*g*sinθ + m * b * sign (vavg)
부하
변동량		 속도변동에 의해 정속주행 부하 변동량 및
가감속에 의한 부하 변동량		 최대/최저 속도, 평균가감속도
(신호등 정보, 평균가감속도, 도로종류, 교통량등으로 유추 가능)		 LoadVar = Load(vmax) - Load(vmin)
+ m * (acc-dec)
운전성향 반영 과거 주행 data로부터 운전자 주행 패턴을
학습하여, 상기 평균부하 및 변동량 보정
(상기 평균부하 및 변동량 계산에 사용되는 속도, 가감속도를 보정)		 평균속도 대비 변동량, 평균 가감속도 대비 변동량(과거 주행 data로 부터 유추가능) vavg = vavg + △vdrv,
vmax = vmax + △vmax,
vmin = vmin + △vmin,
acc = acc + △acc,
dec = dec + △dec
표 2에서 각 값의 정의는 아래와 같다.
- Cd : 공기저항계수, ρ:공기밀도, A:차량전면투영면적, vavg:평균차속, m:차량질량, g:중력가속도, θ:경사도, b:구름저항, vmax:최대속도, vmin:최소속도, acc:평균가속도, dec:평균감속도
- △vdrv, △vmax, △vmin, △acc, △dec : 운전자의 속도, 가감속도 보정값
표 2와 같은 방법을 통해 주행 부하가 예측되면, 예측된 주행 부하와 전기 모터에 대한 냉각 용량을 비교하여 디레이팅 예측이 수행될 수 있다(S730).
디레이팅 예측의 구체적인 형태는 도 8 내지 도 10을 참조하여 다음과 같이 설명한다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 디레이팅 위험도 산출 알고리즘의 일례를, 도 9는 실시예에 따른 디레이팅 위험도 산출을 위한 테이블이 정의되는 원리의 일례를, 도 10은 상황별 디레이팅 위험도가 산출되는 형태의 일례를 각각 나타낸다.
먼저, 도 8에 도시된 바와 같이, 디레이팅 위험도 산출에는 평균 주행 부하, 주행 부하 변동량, 연속 정격 파워 및 구간 거리 정보가 고려될 수 있다. 평균 주행 부하와 주행 부하 변동량은 상술한 표 2의 방법으로 구해질 수 있으며, 연속 정격 파워는 차량별로 미리 정해진 값이 사용될 수 있다. 또한, 구간 거리 정보는 전방 주행 정보를 소정의 카테고리별 기준에 따라 정해진 구간의 길이를 의미할 수 있으며, 구분 기준은 당업자라면 다양하게 설정할 수 있는 바, 자세한 기재는 생략하기로 한다.
도 8과 같은 정보를 이용하여 디레이팅 위험도를 산출함에 있어서 기 설정된 형태의 테이블이 참조될 수 있다. 예컨대, 테이블은 도 9와 같은 원리로 준비될 수 있다. 도 9를 참조하면, 냉각 요인이 커질수록 발열 위험도(즉, 디레이팅 위험도)가 감소하고, 발열 요인이 커질수록 발열 위험도가 증대된다. 여기서, 냉각 요인은 부하 변동량이 클수록, 부하가 낮아질수록 커지고, 발열 요인은 연속 정격 파워보다 큰 주행 부하가 지속되는 거리에 비례하여 높아진다.
예컨대, 도 10의 (a)에 도시된 경로의 경우, 구간 1에서의 최대 주행 부하는 큰 편이나 그 후 바로 냉각이 수행될 구간이 존재하는 등 부하 변동량이 큰 반면 구간 2에서의 최대 주행 부하는 비교적 낮은 편이나 연속 정격보다 큰 주행부하가 장거리에 걸쳐 지속되므로 구간 1보다 구간 2가 디레이팅 위험도가 높을 수 있다.
다른 예로, 도 10의 (b)에 도시된 경로의 경우 전체 구간에 대하여 평균 부하는 연속 정격을 초과하나, 부하 변동량이 커 높은 주행 부하 구간 사이에 냉각 구간이 존재한다. 따라서, 해당 구간의 디레이팅 위험도는 높지 않을 수 있다.
다시 도 7로 돌아와서, 전술한 방법을 통해 해당 구간에 대한 디레이팅 위험도가 산출되면, 이를 기 설정된 기준값(Threshold)과 비교하여(S740), 디레이팅 위험도가 더 큰 경우 CS 모드로 전환될 수 있으며(S750), 그렇지 않은 경우 CD 모드 주행이 지속될 수 있다(S760).
상술한 모드 제어 방법을 통해 친환경 차량, 특히 PHEV의 구동 모터 과열에 의한 디레이팅 위험도가 감소할 수 있다. 디레이팅 위험도 감소에 따라 회생 제동량 제한이나 EV 주행 능력 저하에 따른 연비 손실이 방지될 수 있고, 모터 토크 어시스트 능력이 유지되므로 동력 성능이 확보되어 운전성이 향상될 수 있다. 아울러, 고부하 조건에서 HEV 모드 주행이 유도되므로 AER이 향상될 수 있다.
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. 외부 전력을 통한 충전이 가능한 하이브리드 자동차의 모드 전환 제어 방법에 있어서,
    배터리의 충전 상태가 제1 값 이상인 경우 전방 주행 정보를 수집하는 단계;
    상기 전방 주행 정보에 기반하여 구간별 주행 부하를 산출하는 단계;
    상기 산출된 주행 부하를 이용하여 전기 모터의 과열 위험도를 예측하는 단계;
    상기 예측된 과열 위험도가 제2 값보다 큰 구간에서 엔진의 구동력을 이용하는 제1 모드로 주행하는 단계; 및
    상기 예측된 과열 위험도가 기 설정된 값 이하인 구간에서 상기 전기 모터의 구동력을 이용하는 제2 모드로 주행하는 단계를 포함하는, 하이브리드 자동차의 모드 전환 제어 방법.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 값은, 상기 제2 모드에서 상기 제1 모드로의 강제 전환 조건에 해당하는, 하이브리드 자동차의 모드 전환 제어 방법.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 구간별 주행 부하를 산출하는 단계는,
    구간별 평균 주행 부하 및 상기 주행 부하의 변동량을 판단하는 단계를 포함하는, 하이브리드 자동차의 모드 전환 제어 방법.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 과열 위험도를 예측하는 단계는,
    상기 구간별 평균 주행 부하, 상기 주행 부하의 변동량, 상기 전기 모터의 연속 정격 파워 및 구간 거리에 따른 냉각 요인과 발열 요인을 고려하여 수행되는, 하이브리드 자동차의 모드 전환 제어 방법.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 과열 위험도를 예측하는 단계는,
    상기 냉각 요인과 상기 발열 요인에 기반한 테이블을 참조하여 수행되는, 하이브리드 자동차의 모드 전환 제어 방법.
  6. 제4 항에 있어서,
    상기 냉각 요인은 상기 주행 부하의 변동량이 클 경우 증가하고, 상기 발열요인은 상기 평균 주행부하가 상기 연속 정격 파워보다 큰 구간의 거리에 따라 증가하는, 하이브리드 자동차의 모드 전환 제어 방법.
  7. 제3 항에 있어서,
    상기 전방 주행 정보는,
    전방의 지도 정보 및 교통 정보를 포함하는, 하이브리드 자동차의 모드 전환 제어 방법.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 구간별 평균 주행 부하는,
    평균 속도와 경사도를 기반으로 한 정속 주행 부하를 포함하고, 상기 주행 부하의 변동량은 속도 변동 및 가감속에 의한 부하 변동량을 포함하는, 하이브리드 자동차의 모드 전환 제어 방법.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 모드는 충전량 유지 모드(CS)를 포함하고,
    상기 제2 모드는 충전량 소진 모드(CD)를 포함하는, 하이브리드 자동차의 모드 전환 제어 방법.
  10. 제1 항 내지 제9 항 중 어느 한 항에 따른 하이브리드 자동차의 모드 전환 제어 방법을 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터 해독 가능 기록 매체.
  11. 하이브리드 자동차에 있어서,
    엔진;
    전기 모터;
    상기 전기 모터에 의한 충방전 및 외부 전력에 의한 충전이 가능한 배터리; 및
    상기 배터리의 충전 상태가 제1 값 이상인 경우 전방 주행 정보를 수집하고, 상기 전방 주행 정보에 기반하여 구간별 주행 부하를 산출하며, 상기 산출된 주행 부하를 이용하여 전기 모터의 과열 위험도를 예측하여, 상기 예측된 과열 위험도가 제2 값보다 큰 구간에서 상기 엔진의 구동력을 이용하는 제1 모드로 주행하도록 제어하고, 상기 예측된 과열 위험도가 기 설정된 값 이하인 구간에서 상기 전기 모터의 구동력을 이용하는 제2 모드로 주행하도록 제어하는 하이브리드 제어기를 포함하는, 하이브리드 자동차.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 제1 값은, 상기 제2 모드에서 상기 제1 모드로의 강제 전환 조건에 해당하는, 하이브리드 자동차.
  13. 제11 항에 있어서,
    상기 하이브리드 제어기는,
    구간별 평균 주행 부하 및 상기 주행 부하의 변동량을 판단하여 상기 구간별 주행 부하를 산출하는, 하이브리드 자동차.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 하이브리드 제어기는,
    상기 구간별 평균 주행 부하, 상기 주행 부하의 변동량, 상기 전기 모터의 연속 정격 파워 및 구간 거리에 따른 냉각 요인과 발열 요인을 고려하여 상기 과열 위험도를 예측하는, 하이브리드 자동차.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 하이브리드 제어기는,
    상기 냉각 요인과 상기 발열 요인에 기반한 테이블을 참조하여 상기 과열 위험도를 예측하는, 하이브리드 자동차.
  16. 제14 항에 있어서,
    상기 냉각 요인은 상기 주행 부하의 변동량이 클 경우 증가하고, 상기 발열요인은 상기 평균 주행부하가 상기 연속 정격 파워보다 큰 구간의 거리에 따라 증가하는, 하이브리드 자동차.
  17. 제13 항에 있어서,
    상기 전방 주행 정보는,
    전방의 지도 정보 및 교통 정보를 포함하는, 하이브리드 자동차.
  18. 제17 항에 있어서,
    상기 구간별 평균 주행 부하는,
    평균 속도와 경사도를 기반으로 한 정속 주행 부하를 포함하고, 상기 주행 부하의 변동량은 속도 변동 및 가감속에 의한 부하 변동량을 포함하는, 하이브리드 자동차.
  19. 제11 항에 있어서,
    상기 제1 모드는 충전량 유지 모드(CS)를 포함하고,
    상기 제2 모드는 충전량 소진 모드(CD)를 포함하는, 하이브리드 자동차.
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Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018062886A (ja) * 2016-10-12 2018-04-19 いすゞ自動車株式会社 省燃費制御装置及び省燃費制御方法
KR101856372B1 (ko) * 2016-10-20 2018-05-10 현대자동차주식회사 전기자동차용 구동모터 냉각 제어방법
KR102444667B1 (ko) * 2017-12-28 2022-09-19 현대자동차주식회사 하이브리드 자동차 및 그를 위한 주행 모드 제어 방법
US10906553B2 (en) * 2018-07-30 2021-02-02 Toyota Motor Engineering & Manufactuiring North America, Inc. Systems and methods for vehicle acceleration event prediction inhibit
KR102592831B1 (ko) * 2018-12-07 2023-10-23 현대자동차주식회사 하이브리드 자동차 및 그를 위한 주행 제어 방법
EP4116135A4 (en) * 2020-03-06 2023-03-01 Nissan Motor Co., Ltd. ELECTRIC MOTOR VEHICLE CONTROL DEVICE AND ELECTRIC MOTOR VEHICLE CONTROL METHOD
DE102021203514A1 (de) 2021-04-09 2022-10-13 Zf Friedrichshafen Ag Verfahren zum Steuern eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs
CN113247002B (zh) * 2021-06-24 2022-04-22 四川野马汽车股份有限公司 一种基于时间最优的车速控制方法及系统

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009196415A (ja) 2008-02-19 2009-09-03 Toyota Motor Corp ハイブリッド車両の制御装置および制御方法
JP2017132344A (ja) 2016-01-27 2017-08-03 トヨタ自動車株式会社 ハイブリッド自動車
US20180201152A1 (en) 2017-01-17 2018-07-19 NextEv USA, Inc. Rechargeable vehicle thermal management charging system

Family Cites Families (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2875557B1 (fr) * 2004-09-23 2006-11-24 Valeo Equip Electr Moteur Procede de commande d'une machine electrique tournante
JP4274257B2 (ja) * 2007-02-20 2009-06-03 トヨタ自動車株式会社 ハイブリッド車両
KR100921096B1 (ko) * 2008-03-21 2009-10-08 현대자동차주식회사 구동모터 과열 방지를 위한 하이브리드 차량의 토크 제어방법
KR100957331B1 (ko) * 2008-06-11 2010-05-12 현대자동차주식회사 하이브리드 차량의 모드 변환 제어 방법
CN103998310A (zh) * 2011-12-15 2014-08-20 丰田自动车株式会社 混合动力车
JP6065812B2 (ja) * 2012-11-01 2017-01-25 トヨタ自動車株式会社 ハイブリッド車両の制御装置
KR101628513B1 (ko) * 2014-11-04 2016-06-08 현대자동차주식회사 Tmed 하이브리드 차량의 주행중 모터 과온 방지를 위한 제어 방법
KR101655609B1 (ko) * 2014-12-11 2016-09-07 현대자동차주식회사 하이브리드 자동차의 배터리 충전 상태 제어 장치 및 방법
KR101655216B1 (ko) * 2015-06-04 2016-09-07 현대자동차 주식회사 플러그인 하이브리드 차량의 제어 방법 및 장치
JP6332172B2 (ja) * 2015-07-06 2018-05-30 トヨタ自動車株式会社 ハイブリッド自動車
JP6439722B2 (ja) * 2016-03-08 2018-12-19 トヨタ自動車株式会社 ハイブリッド自動車
KR101745253B1 (ko) * 2016-03-14 2017-06-09 현대자동차주식회사 변속기클러치 과열 방지 방법
KR101923933B1 (ko) * 2016-12-16 2018-11-30 현대자동차주식회사 하이브리드 자동차 및 그를 위한 주행 모드 제어 방법
US10384511B2 (en) * 2017-01-27 2019-08-20 Ford Global Technologies, Llc Method to control battery cooling using the battery coolant pump in electrified vehicles
KR102281654B1 (ko) * 2017-06-08 2021-07-29 현대자동차주식회사 하이브리드 자동차 및 그를 위한 제어방법
KR102343953B1 (ko) * 2017-06-30 2021-12-27 현대자동차주식회사 하이브리드 자동차 및 그를 위한 변속 제어 방법
KR102368603B1 (ko) * 2017-06-30 2022-03-02 현대자동차주식회사 차량 및 그를 위한 정보 제공 방법
KR102295581B1 (ko) * 2017-06-30 2021-08-30 현대자동차주식회사 하이브리드 자동차 및 그를 위한 공조 제어 방법
KR102368602B1 (ko) * 2017-06-30 2022-03-02 현대자동차주식회사 차량 및 그를 위한 정보 제공 방법
KR102343955B1 (ko) * 2017-07-31 2021-12-27 현대자동차주식회사 하이브리드 자동차 및 그를 위한 주행 모드 제어 방법
KR102444661B1 (ko) * 2017-11-01 2022-09-19 현대자동차주식회사 하이브리드 자동차 및 그를 위한 주행 모드 제어 방법
KR102388153B1 (ko) * 2017-11-07 2022-04-19 현대자동차주식회사 하이브리드 자동차 및 그를 위한 모터 제어 방법
KR102422140B1 (ko) * 2017-11-07 2022-07-18 현대자동차주식회사 하이브리드 자동차 및 그를 위한 주행 모드 제어 방법
KR102440605B1 (ko) * 2017-12-05 2022-09-05 현대자동차 주식회사 차량의 파킹 제어 시스템 및 그 방법
KR20190067376A (ko) * 2017-12-07 2019-06-17 현대자동차주식회사 하이브리드 자동차 및 그를 위한 군집 주행 제어 방법
KR102388154B1 (ko) * 2017-12-07 2022-04-19 현대자동차주식회사 자동차 및 그를 위한 속도 제한 제어 방법
KR102444664B1 (ko) * 2017-12-07 2022-09-19 현대자동차주식회사 하이브리드 자동차 및 그를 위한 변속 제어 방법
KR102444667B1 (ko) * 2017-12-28 2022-09-19 현대자동차주식회사 하이브리드 자동차 및 그를 위한 주행 모드 제어 방법
KR102563479B1 (ko) * 2018-05-10 2023-08-04 현대자동차주식회사 엔진 클러치 제어 장치 및 방법
KR102555912B1 (ko) * 2018-11-20 2023-07-18 현대자동차주식회사 전기 모터를 구비하는 차량 및 그를 위한 주행 제어 방법

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009196415A (ja) 2008-02-19 2009-09-03 Toyota Motor Corp ハイブリッド車両の制御装置および制御方法
JP2017132344A (ja) 2016-01-27 2017-08-03 トヨタ自動車株式会社 ハイブリッド自動車
US20180201152A1 (en) 2017-01-17 2018-07-19 NextEv USA, Inc. Rechargeable vehicle thermal management charging system

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