KR102564025B1 - 하이브리드 차량 제어 장치 및 그 방법 - Google Patents

하이브리드 차량 제어 장치 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 하이브리드 차량 제어 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 엔진 시동시 구동모터의 속도를 고려하여 엔진의 속도를 증가시키고, 외란토크(disturbance torque)에 기초하여 엔진의 자가 동작을 확인한 후 엔진클러치를 결합함으로써, 엔진 속도와 구동모터 속도를 신속하게 동기화할 수 있는 것은 물론 연료의 낭비를 방지하여 연비를 향상시킬 수 있는 하이브리드 차량 제어 장치 및 그 방법을 제공하고자 한다.
이를 위하여, 본 발명은 하이브리드 차량 제어 장치에 있어서, 시동모터를 구동시키는 시동모터 구동부; 구동모터의 속도를 검출하는 속도 검출부; 엔진의 속도를 획득하는 엔진 제어부; 및 연료 분사없이 엔진 시동시 상기 엔진의 속도와 상기 구동모터의 속도 간 차이가 임계범위를 만족할 때까지 상기 엔진의 속도를 증가시키도록 상기 시동모터 구동부를 제어하는 메인 제어부를 포함한다.

Description

하이브리드 차량 제어 장치 및 그 방법{APPARATUS FOR CONTROLLING HYBRID VEHICLE AND METHOD THEREOF}
본 발명은 하이브리드 차량 제어 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
일반적으로 하이브리드(Hybrid) 차량이란, 서로 다른 두 종류 이상의 동력원을 효율적으로 조합하여 차량을 구동시키는 것을 의미하나, 대부분의 경우는 연료(가솔린 등 화석연료)를 연소시켜 구동력을 얻는 엔진과 배터리의 전력으로 구동되는 전기모터에 의해 구동력을 얻는 차량을 일컫는다.
하이브리드 차량은 엔진과 전기모터를 동력원으로 하여 다양한 구조를 형성할 수 있는데, 엔진의 기계적 동력을 바퀴에 직접 전달하고 필요할 때 배터리의 전력으로 구동되는 전기모터의 도움을 받는 차량을 병렬형 하이브리드 차량이라 하고, 엔진의 기계적 동력을 발전기를 통해 전기적 동력으로 변화하여 전기모터를 구동하거나 배터리에 충전하는 차량을 직렬형 하이브리드 차량이라고 한다. 보통, 고속주행이나 장거리 주행은 병렬형 하이브리드 차량이 유리하고, 시내주행이나 단거리 주행은 직렬형 하이브리드 차량이 유리하다.
최근에는 배터리의 용량을 종전의 하이브리드 차량보다 크게 만들고 배터리를 외부 전원으로부터 충전하여, 근거리 주행시는 EV 모드로만 주행하고, 배터리가 고갈되면 HEV 모드로 주행하는 플러그인 하이브리드 차량이 개발되고 있다. 즉, 플러그인 하이브리드 차량(Plug-in Hybrid Electric Vehicle: PHEV)은 기존의 하이브리드 차량과 같이 휘발유로 구동되는 내연엔진 기관과 배터리 엔진을 동시에 장착하여 둘 중 하나 혹은 양쪽 모두를 이용해 차량을 구동하지만, 대용량의 고전압 배터리를 장착해 외부 전기로 충전할 수 있는 차량이다.
이러한 하이브리드 차량은 주행 구동원으로서 엔진 및 구동모터가 직결되어 있고, 동력 전달을 위한 클러치 및 변속기, 엔진 및 구동모터 등의 구동을 위한 인버터, 고전압배터리 등을 포함하며, 또한 이들의 제어수단으로서 서로 CAN 통신에 의하여 통신 가능하게 연결되는 하이브리드 제어기(HCU: Hybrid Control Unit), 모터 제어기(MCU: Motor Control Unit), 배터리 제어기(BMS: Battery Management System) 등을 포함하고 있다.
특히, 모터가 변속기 쪽에 장착되고 모터와 엔진 사이에 엔진클러치가 구비된 TMED(Transmission Mounted Electric Device) 타입의 하이브리드 차량은, 엔진클러치의 결합을 통하여 엔진의 동력을 구동모터를 통해 구동계에 전달한다.
종래의 하이브리드 차량 제어 기술은 주행중 하이브리드 차량의 연비를 개선하기 위해 엔진의 구동과 정지를 반복 제어하는데, 엔진 구동시 안정적인 시동을 위해 시동모터를 제어하여 엔진의 RPM(Revolution Per Minute)을 기준치(Peak RPM)까지 구동시킨다. 이 경우, 엔진클러치를 결합하기 위해서는 엔진의 RPM을 구동모터의 RPM과 일치시키는 과정을 수행해야 하기 때문에 엔진의 RPM을 기준치(Peak RPM)까지 구동시키는 과정에서 불필요한 연료의 소모를 유발한다.
결국, 종래의 하이브리드 차량 제어 기술은 엔진 시동시 구동모터의 RPM을 고려하지 않고 엔진의 RPM을 필요 이상으로 증가시키기 때문에 하이브리드 차량의 연비를 악화시키는 문제점이 있다.
대한민국등록특허 제10-1500098호
상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 엔진 시동시 구동모터의 속도를 고려하여 엔진의 속도를 증가시키고, 외란토크(disturbance torque)에 기초하여 엔진의 자가 동작을 확인한 후 엔진클러치를 결합함으로써, 엔진 속도와 구동모터 속도를 신속하게 동기화할 수 있는 것은 물론 연료의 낭비를 방지하여 연비를 향상시킬 수 있는 하이브리드 차량 제어 장치 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 장치는, 하이브리드 차량 제어 장치에 있어서, 시동모터를 구동시키는 시동모터 구동부; 구동모터의 속도를 검출하는 속도 검출부; 엔진의 속도를 획득하는 엔진 제어부; 및 연료 분사없이 엔진 시동시 상기 엔진의 속도와 상기 구동모터의 속도 간 차이가 임계범위를 만족할 때까지 상기 엔진의 속도를 증가시키도록 상기 시동모터 구동부를 제어하는 메인 제어부를 포함한다.
여기서, 상기 메인 제어부는 상기 엔진의 속도와 상기 구동모터의 속도 간 차이가 임계범위를 만족하면, 연료를 분사하도록 상기 연료분사 제어부를 제어할 수 있다.
이러한 본 발명의 장치는 엔진클러치를 구동시키는 엔진클러치 구동부를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 메인 제어부는 상기 엔진의 속도와 상기 구동모터의 속도 간 차이가 임계범위를 만족하는 시간이 임계시간을 초과하면, 상기 엔진클러치를 결합하도록 상기 엔진클러치 구동부를 제어할 수 있다.
또한, 상기 메인 제어부는 엔진의 목표토크와 엔진의 출력토크 간의 차이를 나타내는 외란토크를 검출할 수 있다. 이때, 상기 메인 제어부는 상기 엔진의 속도를 적분하여 상기 엔진의 출력토크를 산출할 수 있다.
또한, 상기 메인 제어부는 상기 외란토크가 기준치 미만이면 상기 엔진클러치를 결합하도록 상기 엔진클러치 구동부를 제어할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 장치는, 하이브리드 차량 제어 장치에 있어서, 시동모터를 구동시키는 시동모터 구동부; 구동모터의 속도를 검출하는 속도 검출부; 엔진의 속도를 획득하는 엔진 제어부; 엔진클러치를 구동시키는 엔진클러치 구동부; 및 엔진 시동시 상기 엔진의 속도와 상기 구동모터의 속도 간 차이가 임계범위를 만족할 때까지 상기 엔진의 속도를 증가시키도록 상기 시동모터 구동부를 제어하고, 상기 엔진의 속도와 상기 구동모터의 속도 간 차이가 임계범위를 만족하면 연료를 분사하도록 상기 연료분사 제어부를 제어하며, 상기 엔진의 속도와 상기 구동모터의 속도 간 차이가 임계범위를 만족하는 시간이 임계시간을 초과하고 외란토크가 기준치 미만이면 상기 엔진클러치를 결합하도록 상기 엔진클러치 구동부를 제어하는 메인 제어부를 포함한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 방법은, 하이브리드 차량 제어 방법에 있어서, 속도 검출부가 구동모터의 속도를 검출하는 단계; 엔진 제어부가 엔진의 속도를 획득하는 단계; 및 메인 제어부가 연로 분사없이 엔진 시동시 상기 엔진의 속도와 상기 구동모터의 속도 간 차이가 임계범위를 만족할 때까지 상기 엔진의 속도를 증가시키도록 시동모터 구동부를 제어하는 단계를 포함한다.
여기서, 상기 제어하는 단계는 상기 엔진의 속도와 상기 구동모터의 속도 간 차이가 임계범위를 만족하면, 연료를 분사하도록 연료분사 제어부를 제어하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제어하는 단계는 상기 엔진의 속도와 상기 구동모터의 속도 간 차이가 임계범위를 만족하는 시간이 임계시간을 초과하면, 엔진클러치를 결합하도록 엔진클러치 구동부를 제어하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제어하는 단계는 상기 엔진의 속도와 상기 구동모터의 속도 간 차이가 임계범위를 만족하는 시간이 임계시간을 초과하고, 외란토크가 기준치 미만이면 엔진클러치를 결합하도록 상기 엔진클러치 구동부를 제어하는 단계를 포함할 수 있다. 이때, 상기 제어하는 단계는 엔진의 목표토크와 엔진의 출력토크 간의 차이를 나타내는 외란토크를 검출하는 단계를 포함할 수 있다. 또한, 상기 제어하는 단계는 상기 엔진의 RPM을 적분하여 상기 엔진의 출력토크를 산출하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 차량 제어 장치 및 그 방법은, 엔진 시동시 구동모터의 RPM을 고려하여 엔진의 RPM을 증가시키고, 외란토크(disturbance torque)에 기초하여 엔진의 자가 동작을 확인한 후 엔진클러치를 결합함으로써, 엔진 RPM과 구동모터 RPM을 신속하게 동기화할 수 있는 것은 물론 연료의 낭비를 방지하여 연비를 향상시킬 수 있다.
도 1 은 본 발명에 이용되는 TMED 타입의 하이브리드 차량을 나타내는 일예시도,
도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 차량 제어 장치에 대한 구성도,
도 3a 은 본 발명의 일 실시예에 따른 메인 제어부가 시동모터의 토크를 제어하는 과정을 나타내는 도면,
도 3b 는 본 발명의 일 실시예에 따른 시동모터의 토크에 상응하는 엔진의 속도를 나타내는 도면,
도 3c는 본 발명의 일 실시예에 따른 메인 제어부가 연료분사량을 제어하는 과정을 나타내는 도면,
도 4 는 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 차량 제어 방법에 대한 흐름도,
도 5 는 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 차량 제어 방법을 실행하기 위한 컴퓨팅 시스템을 보여주는 블록도이다.
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.
도 1 은 본 발명에 이용되는 TMED 타입의 하이브리드 차량을 나타내는 일예시도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 이용되는 TMED 타입의 하이브리드 차량은, 운전요구 검출부(110), ECU(120), TCU(130), 고전압배터리(140), BMS(150), HCU/MCU(160), 인버터(170), 엔진(180), 엔진클러치(190), 모터(200), 변속기(210), 구동륜(220), 및 HSG(Hybrid Starter Generator, 230)을 포함할 수 있다.
운전요구 검출부(110)는 운전자의 주행 요구인 APS(Accel Position Sensor) 변위, 스로틀 밸브의 변위, 브레이크 페달의 변위를 포함하는 운전자의 요구신호를 검출하여 그에 대한 정보를 출력한다.
ECU(120)는 상위 제어기인 HCU/MCU(160)의 요구에 따라 엔진(180)의 제반적인 동작을 제어한다. 특히, ECU(120)는 엔진의 연료 분사와 관련된 전반적인 제어를 수행한다.
TCU(130)는 현재의 차속과 스로틀 밸브의 변위에 따라 업/다운을 위한 목표 변속단을 결정하여 변속기(110)의 변속비를 제어하며, 목표 변속단이 결정되면 상위 제어기인 HCU/MCU(160)에 엔진클러치(190)의 슬립제어를 요청한다.
고전압배터리(140)는 하이브리드 모드 및 모터 모드에서 모터(200)에 동작 전압을 공급하고, 브레이크 제동에 의한 회생제동 모드에서 모터(200)를 통해 회수되는 회생 에너지에 의해 충전된다.
BMS(150)는 고전압배터리(140)의 전압, 전류, 온도 등의 정보를 종합 검출하여 SOC(State Of Charge) 상태 및 충/방전 전류량을 관리 제어한다.
HCU/MCU(160)는 운전자의 주행요구 및 차량의 상태정보에 따라 각 제어기들을 통합 제어하여 엔진(180) 및 모터(200)의 출력 토크를 제어함으로써 차량의 전반적인 거동을 제어한다. 특히, MCU는 엔진클러치(190)의 결합(ON)과 분리(OFF)를 제어하고, HCU는 HSG(230)를 제어한다.
HCU/MCU(160)는 TCU(130)로부터 엔진클러치(190)의 슬립제어가 요청되면 목표 슬립제어를 위한 유압을 결정하고 해당 유압에 상응하는 전류로 엔진클러치(190)를 단속하는 유압제어 솔레노이드를 작동시켜 엔진클러치(190)의 슬립제어를 수행한다.
인버터(170)는 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor) 스위치 소자로, 상기 HCU/MCU(160)에서 인가되는 PWM(Pulse Width Modulation) 제어신호에 따라 고전압배터리(140)의 직류 전압을 3상 교류 전압으로 변환시켜 모터(200)를 구동시킨다.
엔진(180)은 ECU(120)의 제어에 의해 그 출력이 제어되며, 도시되지 않은 ETC(Electric Throttle Control)를 통해 흡입 공기량이 조정될 수 있다.
엔진클러치(190)는 엔진(180)과 모터(200)의 사이에 배치되어, 하이브리드 모드에서 엔진(180)의 출력토크와 모터(200)의 출력토크를 합산하여 변속기(110)에 인가한다.
모터(200)는 상기 인버터(170)를 통해 인가되는 고전압배터리(140)의 전압에 의해 구동된다.
변속기(210)는 상기 TCU(130)의 제어에 따라 변속비가 조정되며, 엔진클러치(190)를 통해 합산되어 인가되는 토크를 동기된 변속단 변속비로 분배하여 구동륜(220)에 전달시켜 자동차가 주행 될 수 있도록 한다.
HSG(230)는 엔진(180)과 밸트(Belt)로 연동되는 구성으로써, 엔진(180)의 시동시 MCU로부터 교류전력을 제공받아 시동모터로서 작용하여 엔진(180)에 구동력을 제공한다. 엔진(180)의 시동 후 HSG(230)는 엔진(180)으로부터 구동력을 제공받아 3상 교류 전력을 발전하는 발전기로 동작한다. 이러한 HSG(230)는 엔진(180)의 토크 제어를 보조하여 응답성을 향상시킨다. HSG(230)가 엔진(180)과 연결되도록 벨트를 이용하되, 벨트 장력을 고려하여 토크 제어를 할 수 있다. 엔진(180)의 크랭크축에는 메인 풀리가 설치되어 크랭크축과 함께 회전하며, 벨트 등을 통하여 HSG(230)의 보조 풀리와 함께 회전하도록 연결된다. 이때 벨트는 자동차의 엔진(180)에 구동력을 전달하는 수단으로 통상적으로 사용되는 동력을 전달하는 수단의 일례로서 기재한 것이며, 체인, 기어 등 그 외의 동력전달수단을 포함할 수 있다.
도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 차량 제어 장치에 대한 구성도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 차량 제어 장치(100)는, 시동모터 구동부(10), RPM(Revolution Per Minute) 검출부(20), 엔진 제어부(30), 엔진클러치 구동부(40), 및 메인 제어부(50)를 포함할 수 있다. 한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 차량 제어 장치(100)를 실시하는 방식에 따라 각 구성요소는 서로 결합되어 하나로 구비될 수 있으며, 아울러 발명을 실시하는 방식에 따라 일부의 구성요소가 생략될 수도 있다.
상기 각 구성요소들에 대해 살펴보면, 먼저 시동모터 구동부(10)는 일종의 액추에이터(actuator)로서 일례로 MCU(Motor Control Unit)로 구현될 수 있으며, 시동모터를 구동시켜 엔진(180)의 RPM을 증가시킨다. 이때, 시동모터는 HSG(230)를 의미한다.
RPM 검출부(20)는 일례로 MCU(Motor Control Unit)로 구현될 수 있으며, 구동모터(200)의 RPM을 검출한다. 여기서, RPM 검출부(20)는 일종의 속도 검출부로서, 구동모터(200)의 속도를 검출할 수도 있다.
엔진 제어부(30)는 일례로 ECU(Engine Control Unit)으로 구현될 수 있으며, 연료분사 시점, 연료분사량 등 연료분사와 관련된 전반적인 제어를 수행한다.
엔진 제어부(30)는 엔진의 RPM을 획득할 수도 있다. 여기서, 엔진의 RPM은 엔진의 속도를 의미한다.
엔진클러치 구동부(40)는 일종의 액추에이터(actuator)로서 엔진클러치(190)의 결합과 분리를 수행한다.
메인 제어부(50)는 상기 각 구성요소들이 제 기능을 정상적으로 수행할 수 있도록 전반적인 제어를 수행한다. 이러한 메인 제어부(50)는 하드웨어 또는 소프트웨어의 형태로 구현될 수 있으며, 하드웨어 및 소프트웨어가 결합된 형태로도 존재할 수 있다. 바람직하게는, 메인 제어부(50)는 마이크로프로세서로 구현될 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
메인 제어부(50)는 HCU로 구현될 수 있으며, 엔진 시동시 구동모터의 RPM을 고려하여 엔진의 RPM을 증가시키고, 외란토크(disturbance torque)에 기초하여 엔진의 자가 동작을 확인한 후 엔진클러치를 결합하는데 요구되는 각종 로직과 알고리즘 및 프로그램을 저장한 저장부(미도시)를 구비할 수도 있다. 이때, 저장부는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), 마이크로 타입(micro type), 및 카드 타입(예컨대, SD 카드(Secure Digital Card) 또는 XD 카드(eXtream Digital Card)) 등의 메모리와, 램(RAM, Random Access Memory), SRAM(Static RAM), 롬(ROM, Read-Only Memory), PROM(Programmable ROM), EEPROM(Electrically Erasable PROM), 자기 메모리(MRAM, Magnetic RAM), 자기 디스크(magnetic disk), 및 광디스크(optical disk) 타입의 메모리 중 적어도 하나의 타입의 기록 매체(storage medium)를 포함할 수 있다.
메인 제어부(50)는 엔진의 목표토크와 엔진의 출력토크 간의 차이를 나타내는 외란토크를 검출할 수도 있다. 이때, 메인 제어부(50)는 엔진 제어부(30)를 통해 획득한 엔진의 RPM(속도)을 적분하여 엔진의 출력토크를 산출할 수 있다. 참고로, 외란토크를 산출하는 방식 자체는 주지 관용의 기술이다.
메인 제어부(50)는 엔진 RPM과 구동모터 RPM 간의 차이가 임계범위를 만족할 때까지 엔진의 RPM을 증가시키도록 시동모터 구동부(10)를 제어하며, 엔진 RPM과 구동모터 RPM 간의 차이가 임계범위를 만족하면 연료를 분사하도록 엔진 제어부(30)를 제어한다.
또한, 메인 제어부(50)는 엔진 RPM과 구동모터 RPM 간의 차이가 임계범위를 만족하는 시간이 임계시간을 초과하고 외란토크가 기준치 미만이면 엔진클러치를 결합하도록 엔진클러치 구동부(40)를 제어한다.
이하, 도 3a 내지 도 3c를 참조하여 메인 제어부(50)의 동작에 대해 상세히 살펴보기로 한다.
"510"은 엔진의 토크를 나타내고, "520"은 외란 토크를 나타내며, "530"은 목표속도와 엔진속도의 차이에 의해 발생하는 토크(피드백 토크)를 나타내고, "540"은 구동모터의 RPM을 나타내며, "550"은 엔진클러치 결합을 위한 목표 RPM을 나타낸다 이때, 구동모터의 RPM(540)은 목표 RPM(550)과 일치한다. 또한,
"310"은 본 발명에 따른 시동모터의 토크를 나타내는 그래프이고, "320"은 본 발명에 따른 시동모터의 토크(310)에 상응하는 엔진의 RPM을 나타내는 그래프이다.
"410"은 종래의 기술에 따른 시동모터의 토크를 나타내는 그래프이고, "420"은 종래의 기술에 따른 시동모터의 토크(410)에 상응하는 엔진의 RPM을 나타내는 그래프이다.
메인 제어부(50)는 엔진의 RPM(320)이 구동모터의 RPM(540)을 추종하도록 시동모터 구동부(10)를 제어한다. 즉, 엔진 RPM(320)과 구동모터 RPM(540) 간의 차이가 임계범위를 만족하도록 시동모터 구동부(10)를 제어한다.
종래에는 "420"과 같이 엔진의 RPM을 기준치(Peak RPM)까지 구동시켰기 때문에 연료분사량이 많아 연비를 악화시켰다. "330"은 본 발명에 따른 연료분사량을 나타내고, "430"은 종래의 기술에 따른 연료분사량을 나타낸다. 결국, 본 발명에 따른 연료분사량(330) 대비 종래의 기술에 따른 연료분사량(430)이 더 많은 것을 알 수 있다.
이렇게 본 발명은 엔진의 RPM(320)과 구동모터의 RPM(540)이 신속하게 동기화되어 본 발명에 따른 엔진클러치의 결합구간(340)이 종래의 엔진클러치 결합구간(440)보다 더 빠른 것을 알 수 있다.
다만, 본 발명은 종래의 기술과 같이 엔진의 RPM을 기준치(Peak RPM)까지 구동시키지 않았기 때문에 엔진 RPM(320)과 구동모터 RPM(540) 간의 차이가 임계범위를 만족하는 임계시간동안 엔진이 자가 동작(엔진이 스스로 동작하는 상태로 엔진의 시동 완료를 의미함)하는지 알 수 없다.
따라서, 메인 제어부(50)는 외란토크(520)에 기초하여 엔진의 자가 동작을 확인할 수 있다. 즉, 메인 제어부(50)는 외란토크(520)가 기준치 미만이면 엔진클러치를 결합하도록 엔진클러치 구동부(40)를 제어한다.
도 4 는 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 차량 제어 방법에 대한 흐름도이다.
먼저, RPM 검출부(20)가 구동모터의 RPM을 검출한다(401).
그리고, 엔진 제어부(30)가 엔진의 RPM을 획득한다(402).
이후, 메인 제어부(50)가 엔진 시동시 상기 엔진의 RPM과 상기 구동모터의 RPM 간 차이가 임계범위를 만족할 때까지 상기 엔진의 RPM을 증가시키도록 시동모터 구동부(10)를 제어한다(403).
이러한 과정을 통해 엔진 RPM과 구동모터 RPM을 신속하게 동기화할 수 있는 것은 물론 연료의 낭비를 방지하여 연비를 향상시킬 수 있다.
도 5 는 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 차량 제어 방법을 실행하기 위한 컴퓨팅 시스템을 보여주는 블록도이다.
도 5를 참조하면, 상술한 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 차량 제어 방법은 컴퓨팅 시스템을 통해서도 구현될 수 있다. 컴퓨팅 시스템(1000)은 시스템 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, SSD(Solid State Drive), 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.
10: 시동모터 구동부
20: RPM 검출부
30: 엔진 제어부
40: 엔진클러치 구동부
50: 메인 제어부

Claims (16)

  1. 엔진클러치를 구동시키는 엔진클러치 구동부;
    시동모터를 구동시키는 시동모터 구동부;
    구동모터의 속도를 검출하는 속도 검출부;
    엔진의 속도를 획득하는 엔진 제어부; 및
    연료 분사없이 엔진 시동시 상기 엔진의 속도와 상기 구동모터의 속도 간 차이가 임계범위를 만족할 때까지 상기 엔진의 속도를 증가시키도록 상기 시동모터 구동부를 제어하는 메인 제어부를 포함하되,
    상기 메인 제어부는,
    엔진의 목표토크와 엔진의 출력토크 간의 차이를 나타내는 외란토크를 검출하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량 제어 장치.
    를 포함하는 하이브리드 차량 제어 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 메인 제어부는,
    상기 엔진의 속도와 상기 구동모터의 속도 간 차이가 임계범위를 만족하면, 연료를 분사하도록 연료분사 제어부를 제어하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량 제어 장치.
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 메인 제어부는,
    상기 엔진의 속도와 상기 구동모터의 속도 간 차이가 임계범위를 만족하는 시간이 임계시간을 초과하면, 상기 엔진클러치를 결합하도록 상기 엔진클러치 구동부를 제어하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량 제어 장치.
  5. 삭제
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 메인 제어부는,
    상기 엔진의 속도를 적분하여 상기 엔진의 출력토크를 산출하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량 제어 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 메인 제어부는,
    상기 외란토크가 기준치 미만이면 상기 엔진클러치를 결합하도록 상기 엔진클러치 구동부를 제어하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량 제어 장치.
  8. 시동모터를 구동시키는 시동모터 구동부;
    구동모터의 속도를 검출하는 속도 검출부;
    엔진의 속도를 획득하는 엔진 제어부;
    엔진클러치를 구동시키는 엔진클러치 구동부; 및
    엔진 시동시 상기 엔진의 속도와 상기 구동모터의 속도 간 차이가 임계범위를 만족할 때까지 상기 엔진의 속도를 증가시키도록 상기 시동모터 구동부를 제어하고, 상기 엔진의 속도와 상기 구동모터의 속도 간 차이가 임계범위를 만족하면 연료를 분사하도록 연료분사 제어부를 제어하며, 상기 엔진의 속도와 상기 구동모터의 속도 간 차이가 임계범위를 만족하는 시간이 임계시간을 초과하고 외란토크가 기준치 미만이면 상기 엔진클러치를 결합하도록 상기 엔진클러치 구동부를 제어하는 메인 제어부
    를 포함하는 하이브리드 차량 제어 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 메인 제어부는,
    엔진의 목표토크와 엔진의 출력토크 간의 차이를 나타내는 외란토크를 검출하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량 제어 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 메인 제어부는,
    상기 엔진의 속도를 적분하여 상기 엔진의 출력토크를 산출하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량 제어 장치.
  11. 속도 검출부가 구동모터의 속도를 검출하는 단계;
    엔진 제어부가 엔진의 속도를 획득하는 단계; 및
    메인 제어부가 연료 분사없이 엔진 시동시 상기 엔진의 속도와 상기 구동모터의 속도 간 차이가 임계범위를 만족할 때까지 상기 엔진의 속도를 증가시키도록 시동모터 구동부를 제어하는 단계를 포함하되,
    상기 제어하는 단계는,
    상기 엔진의 속도와 상기 구동모터의 속도 간 차이가 임계범위를 만족하면, 연료를 분사하도록 연료분사 제어부를 제어하는 단계; 및
    상기 엔진의 속도와 상기 구동모터의 속도 간 차이가 임계범위를 만족하는 시간이 임계시간을 초과하고, 외란토크가 기준치 미만이면 엔진클러치를 결합하도록 엔진클러치 구동부를 제어하는 단계
    를 포함하는 하이브리드 차량 제어 방법.
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 제 11 항에 있어서,
    상기 제어하는 단계는,
    엔진의 목표토크와 엔진의 출력토크 간의 차이를 나타내는 외란토크를 검출하는 단계
    를 포함하는 하는 하이브리드 차량 제어 방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 제어하는 단계는,
    상기 엔진의 속도를 적분하여 상기 엔진의 출력토크를 산출하는 단계
    를 포함하는 하이브리드 차량 제어 방법.
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