KR102582404B1 - 마일드 하이브리드 시스템의 제어 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 마일드 하이브리드 시스템의 제어 방법은 엔진연료소모량과 모터소모등가연료량의 합인 등가연료소모량을 이용하는 마일드 하이브리드 시스템의 제어 방법으로서, 가속 상황인 경우, 엔진토크 대비 등가연료소모량 중에서 최소의 등가연료소모량에 대응되는 엔진토크 값을 초기 엔진토크 배분량으로 할당하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

마일드 하이브리드 시스템의 제어 방법 및 장치{Method and apparatus for controlling mild hybrid vehicle}

본 발명은 마일드 하이브리드 시스템의 제어 방법 및 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 최소의 연료 소모량을 가지되 토크 배분량의 빈번한 불규칙적 변화를 방지할 수 있는 마일드 하이브리드 시스템의 제어 방법 및 장치에 관한 것이다.

날로 치솟는 유가와 환경에 대한 사회적 관심의 증가는 자동차 업계로 하여금 차량의 연비 향상과 친환경 차량의 개발을 서두르게 하고 있고, 이를 만족시키기 위해 마일드 하이브리드 시스템이 개발되고 있다.

마일드 하이브리드 시스템은, 엔진과 연결된 모터와, 전압 전원을 충전 및 제공하는 전압 배터리와, 모터와 전압 배터리 상호간 전압을 변환하는 인버터와, 전류 센서를 통해 측정된 전류를 토대로 인버터 및 모터를 정밀하게 제어하는 제어 장치 등을 포함한다.

도 1은 마일드 하이브리드 시스템에 구비된 모터의 다양한 위치를 나타낸다.

마일드 하이브리드 시스템은, 도 1에 도시된 바와 같이, 모터가 구비된 위치에 따라 P0, P1, P2, P3, P4 등 다양한 방식을 구분된다. 이러한 종래의 마일드 하이브리드 시스템은 다음과 같은 동작 제어를 통해 모터를 구동시킨다.

즉, 종래의 마일드 하이브리드 시스템의 제어 장치는, 가속 시에 운전자 요구 토크를 판단한 후, 구동에 필요한 파워를 생성하기 위한 최적의 토크 배분량을 판단하며, 이후 판단된 토크 배분량에 따라 엔진 및 모터를 작동시킨다. 이때, 최소의 연료 소모량을 통해 목표의 구동 요구 토크의 출력이 가능하도록, 엔진 및 모터의 토크 배분량 조합이 결정된다.

하지만, 종래의 마일드 하이브리드 시스템은 작동점, 즉 작동 시작점의 변화가 빈번하게 불규칙적으로 발생하게 되는 문제점이 있었다.

상기 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 최소의 연료 소모량을 가지되 토크 배분량의 빈번한 불규칙적 변화를 방지할 수 있는 마일드 하이브리드 시스템의 제어 방법 및 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

다만, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 마일드 하이브리드 시스템의 제어 방법은 엔진연료소모량과 모터소모등가연료량의 합인 등가연료소모량을 이용하는 마일드 하이브리드 시스템의 제어 방법으로서, 가속 상황인 경우, 엔진토크 대비 등가연료소모량 중에서 최소의 등가연료소모량에 대응되는 엔진토크 값을 초기 엔진토크 배분량으로 할당하는 단계를 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 마일드 하이브리드 시스템의 제어 방법은 상기 가속 상황에서 상기 엔진토크 값이 운전자요구토크 보다 작은 경우, 운전자요구토크에 대한 부족분을 모터토크 배분량으로 할당하되 모터 발전기가 토크보조용으로 작동하여 해당 부족분을 채우도록 제어하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 마일드 하이브리드 시스템의 제어 방법은 상기 가속 상황에서 상기 엔진토크 값이 운전자요구토크 보다 크면, 운전자요구토크에 대한 잉여분에 따라 모터 발전기가 발전용으로 작동하여 배터리를 충전하도록 제어하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 마일드 하이브리드 시스템의 제어 방법은 상기 가속 상황에서 상기 엔진토크 값이 운전자요구토크와 같으면 운전자요구토크를 초기 엔진토크 배분량으로 할당하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 마일드 하이브리드 시스템의 제어 방법은 상기 가속 상황에서 모터 발전기가 토크보조용으로 작동 시, 초기 모터토크 배분량을 모터토크 배분 총 제공시간으로 나눈 증분이 시간에 따라 엔진토크에 더해짐에 따라 모터토크 배분량을 점차 줄이는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 마일드 하이브리드 시스템의 제어 방법은 가속페달의 가압이 해제된 경우, 모터토크 배분 총 제공시간에 최대값을 할당하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 마일드 하이브리드 시스템의 제어 방법은 시간당 운전자요구토크의 변화율이 제1 기준값 보다 큰 경우에 가속 상황으로 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 마일드 하이브리드 시스템의 제어 방법은 시간당 운전자요구토크의 변화율이 제1 기준값 보다 작은 경우, 배터리의 충전값이 제2 기준값 보다 작으면 배터리의 충전 필요 상황으로 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 마일드 하이브리드 시스템의 제어 방법은 충전 필요 상황인 경우, 운전자요구토크 및 배터리 충전을 위한 모터토크가 엔진토크 배분량에 포함되도록 할당하여 모터 발전기가 발전용으로 작동하도록 제어하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 마일드 하이브리드 시스템의 제어 방법은 시간당 운전자요구토크의 변화율이 제1 기준값 보다 작은 경우, 배터리의 충전값이 제2 기준값 보다 크면 중립 모드 상황으로 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 마일드 하이브리드 시스템의 제어 방법은 상기 중립 모드 상황인 경우, 운전자요구토크를 엔진토크 배분량으로 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다

본 발명의 일 실시예에 따른 마일드 하이브리드 시스템의 제어 장치는 엔진연료소모량과 모터소모등가연료량의 합인 등가연료소모량을 이용하는 마일드 하이브리드 시스템의 제어 장치로서, 가속 상황인 경우, 엔진토크 대비 등가연료소모량 중에서 최소의 등가연료소모량에 대응되는 엔진토크 값을 초기 엔진토크 배분량으로 할당한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 마일드 하이브리드 시스템의 제어 장치는 상기 가속 상황에서 상기 엔진토크 값이 운전자요구토크 보다 작은 경우, 운전자요구토크에 대한 부족분을 모터토크 배분량으로 할당하되 모터 발전기가 토크보조용으로 작동하여 해당 부족분을 채우도록 제어할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 마일드 하이브리드 시스템의 제어 장치는 상기 가속 상황에서 모터 발전기가 토크보조용으로 작동 시, 초기 모터토크 배분량을 모터토크 배분 총 제공시간으로 나눈 증분이 시간에 따라 엔진토크에 더해짐에 따라 모터토크 배분량을 점차 줄일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 마일드 하이브리드 시스템의 제어 장치는 가속페달의 가압이 해제된 경우, 모터토크 배분 총 제공시간에 최대값을 할당할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 마일드 하이브리드 시스템의 제어 장치는 상기 시간당 상기 운전자요구토크의 변화율이 제1 기준값 보다 큰 경우에 가속 상황으로 결정할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 마일드 하이브리드 시스템의 제어 장치는 상기 시간당 상기 운전자요구토크의 변화율이 제1 기준값 보다 작은 경우에 배터리의 충전값이 제2 기준값 보다 작으면, 운전자요구토크 및 배터리 충전을 위한 모터토크가 엔진토크 배분량에 포함되도록 할당하여 모터 발전기가 발전용으로 작동하도록 제어할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 마일드 하이브리드 시스템의 제어 장치는 상기 시간당 상기 운전자요구토크의 변화율이 제1 기준값 보다 작은 경우에 배터리의 충전값이 제2 기준값 보다 크면, 운전자요구토크를 엔진토크 배분량으로 할당할 수 있다.

상기와 같이 구성되는 본 발명은 엔진토크 대비 등가연료소모량 중에서 최소의 등가연료소모량에 대응되는 엔진토크 값을 초기 엔진토크 배분량, 즉 작동 시작점의 엔진토크 배분량으로 할당하므로, 최소의 연료 소모량을 가지되 토크 배분량의 빈번한 변화를 방지할 수 있는 이점이 있다.

또한, 본 발명은 가속 상황에서 모터 발전기가 토크보조용으로 작동 시, 엔진토크 및 모터토크는 증분에 따라 일정하게 변화되므로, 토크 배분량의 불규칙한 변화를 방지할 수 있는 이점이 있다.

도 1은 마일드 하이브리드 시스템에 구비된 모터 다양한 위치를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 마일드 하이브리드 시스템의 구성을 나타낸다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 마일드 하이브리드 시스템에서 수행되는 제어 동작의 순서도를 나타낸다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 마일드 하이브리드 시스템에서 수행되는 제어 동작의 토크 배분(S12) 시에 이용되는 엔진연료소모량, 모터소모등가연료량 및 등가연료소모량의 그래프를 나타낸다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 마일드 하이브리드 시스템에서 수행되는 제어 동작의 토크 배분(S12) 시 모터 발전기(20)가 토크보조 모터로 작동할 경우에 운전자요구토크, 엔진토크 및 모터토크의 변화 그래프를 나타낸다

본 발명의 상기 목적과 수단 및 그에 따른 효과는 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며, 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 경우에 따라 복수형도 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다", “구비하다”, “마련하다” 또는 “가지다” 등의 용어는 언급된 구성요소 외의 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

본 명세서에서, “또는”, “적어도 하나” 등의 용어는 함께 나열된 단어들 중 하나를 나타내거나, 또는 둘 이상의 조합을 나타낼 수 있다. 예를 들어, “A 또는 B”, “A 및 B 중 적어도 하나”는 A 또는 B 중 하나만을 포함할 수 있고, A와 B를 모두 포함할 수도 있다.

본 명세서에서, “예를 들어” 등에 따르는 설명은 인용된 특성, 변수, 또는 값과 같이 제시한 정보들이 정확하게 일치하지 않을 수 있고, 허용 오차, 측정 오차, 측정 정확도의 한계와 통상적으로 알려진 기타 요인을 비롯한 변형과 같은 효과로 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 발명의 실시 형태를 한정하지 않아야 할 것이다.

본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 '연결되어' 있다거나 '접속되어' 있다고 기재된 경우, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성 요소에 '직접 연결되어' 있다거나 '직접 접속되어' 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해될 수 있어야 할 것이다.

본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소의 '상에' 있다거나 '접하여' 있다고 기재된 경우, 다른 구성요소에 상에 직접 맞닿아 있거나 또는 연결되어 있을 수 있지만, 중간에 또 다른 구성요소가 존재할 수 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면, 어떤 구성요소가 다른 구성요소의 '바로 위에' 있다거나 '직접 접하여' 있다고 기재된 경우에는, 중간에 또 다른 구성요소가 존재하지 않은 것으로 이해될 수 있다. 구성요소간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 예를 들면, '～사이에'와 '직접 ～사이에' 등도 마찬가지로 해석될 수 있다.

본 명세서에서, '제1', '제2' 등의 용어는 다양한 구성요소를 설명하는데 사용될 수 있지만, 해당 구성요소는 위 용어에 의해 한정되어서는 안 된다. 또한, 위 용어는 각 구성요소의 순서를 한정하기 위한 것으로 해석되어서는 안되며, 하나의 구성요소와 다른 구성요소를 구별하는 목적으로 사용될 수 있다. 예를 들어, '제1구성요소'는 '제2구성요소'로 명명될 수 있고, 유사하게 '제2구성요소'도 '제1구성요소'로 명명될 수 있다.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일 실시예를 상세히 설명하도록 한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 마일드 하이브리드 시스템의 구성을 나타낸다.

본 발명의 일 실시예에 따른 마일드 하이브리드 시스템은, 도 2에 도시된 바와 같이, 엔진(10), 모터 발전기(20), 인버터(30), 배터리(40), 및 전자제어유닛(Electric Control Unit; 이하, “ECU”라 지칭함)(50) 및 센서부(60)를 포함하여 구성될 수 있다.

모터 발전기(20)는 엔진(10)과 벨트로 연동되는 구성으로서, 엔진(10)의 동력을 보조하기 위한 토크보조 모터로서의 동작과, 교류전압을 발전할 수 있는 발전기로서의 동작이 가능한 구성이다. 즉, 토크보조 모터로서 작동할 경우, 모터 발전기(20)는 인버터(30)를 통해서 구동 전원을 공급받아 엔진(10)의 동력을 보조할 수 있다. 또한, 발전기로서 작동할 경우, 모터 발전기(20)는 차량 제동시 발생되는 전기 에너지를 배터리(50)에 공급할 수 있다.

인버터(30)는 모터 발전기(20)에 출입되는 전기에너지를 제어하기 위한 구성이다. 즉 인버터(30)는 배터리(50)에서 공급되는 전기에너지를 변환하여 모터 발전기(20)에 공급하거나, 또는 모터 발전기(2000)에서 발전된 전기에너지를 변환하여 배터리(50)에 공급하는 역할을 수행할 수 있다.

배터리(40)는 차량 감속 상황 시 모터 발전기(20)에서 회생 제동된 전기에너지를 축전하고, 차량 가속 상황 시 모터 발전기(20)에 전기 에너지를 공급하여 엔진 토크를 보조하는 역할을 수행할 수 있다. 이러한 배터리(40)는 저전압 배터리 및 고전압 배터리가 각각 구비될 수 있다. 예를 들어, 배터리(40)는 복수의 슈퍼커패시터를 포함하는 슈퍼커패시터 모듈로 이루어질 수 있다.

고전압 배터리와 저전압 배터리는 그 제공 전압이 서로 상대적으로 차이가 있는 것으로서, 고전압 배터리가 저전압 배터리 보다 높은 전압을 제공한다. 예를 들어, 고전압 배터리는 24V 내지 60V를 제공할 수 있으며, 전압 배터리는 6V 내지 24V를 제공할 수 있다. 또한, 고전압 배터리 및 저전압 배터리는 자신의 현재 상태 정보를 ECU(50)로 전달할 수 있다. 이때, 현재 상태 정보는 제공 전압, 제공 전류, 충전량 등에 대한 정보일 수 있다.

특히, 본 발명의 일 실시예에 따른 마일드 하이브리드 시스템은 장시간 정차 시 자동으로 시동이 꺼졌다가 출발하는 경우 다시 시동이 켜지는 아이들 스탑 앤 고(Idle Stop & Go, ISG) 기능을 가질 수 있다. 즉, 아이들 스탑 시 고전압 배터리의 충전 전압이 기준 전압 이상인 경우, 고전압 배터리에 충전된 전압을 컨버터를 통해 저전압 배터리에 공급될 수 있다.

ECU(50)는 차량에 장착된 각종 센서부(60)를 통해 검출된 센서 정보들에 기초하여 마일드 하이브리드 시스템의 각 구성을 제어하는 역할을 수행한다.

이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 마일드 하이브리드 시스템에서 수행되는 제어 동작에 대하여 설명하도록 한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 마일드 하이브리드 시스템에서 수행되는 제어 동작의 순서도를 나타낸다.

ECU(50)는, 도 3에 도시된 바와 같이, S11 내지 S15의 제어 동작을 수행할 수 있다.

먼저, 가속 상황 여부를 판단한다(S11). 즉, 시간당 운전자요구토크의 변화율(△운전자요구토크/△t)이 제1 기준값(TH1) 보다 큰 경우에 가속 상황으로 결정할 수 있으며, 그 이하 또는 미만인 경우에 가속 상황이 아닌 것으로 결정할 수 있다. 이때, 제1 기준값(TH1)은 기 설정되거나 실시간으로 설정 변경될 수 있다.

이후, S11의 판단 결과, 가속 상황인 경우, 엔진토크 및 모터토크의 배분을 결정할 수 있다(S12).

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 마일드 하이브리드 시스템에서 수행되는 제어 동작의 토크 배분(S12) 시에 이용되는 엔진연료소모량, 모터소모등가연료량 및 등가연료소모량의 그래프를 나타낸다.

S12의 토크 배분을 위해, 엔진연료소모량(m), 모터소모등가연료량(pⅹSOC)(단, SOC는 전기에너지의 변화량인 전기적 파워이고, p는 SOC를 연료소모량으로 변환하기 위한 변환계수이다), 및 이들의 합인 등가연료소모량(H)에 대한 데이터를 이용할 수 있다. 이때, 토크 대비 엔진연료소모량(m), 모터소모등가연료량(pⅹSOC) 및 등가연료소모량(H)은 도 4와 같이 도시될 수 있으며, 이들의 데이터는 기 측정되어 시스템에 저장될 수 있다.

가속 상황에 따른 운전자요구토크가 발생하면, 도 4에 도시된 엔진토크 대비 등가연료소모량의 데이터 중에서 최소점(극솟점)(M)에 해당하는 엔진토크 값의 영역에 따라 다양하게 토크 배분을 결정할 수 있다.

즉, 최소점(M)의 엔진토크 값이 운전자요구토크 보다 작은 경우, 최소점(M)의 엔진토크 값을 초기 엔진토크 배분량(최적 토크)으로 결정하되, 초기 엔진토크 배분량에 따른 운전자요구토크의 부족분을 초기 모터토크 배분량으로 결정함으로써, 모터토크를 통해 엔진토크를 보조하게 할 수 있다. 이 경우, 초기 엔진토크 배분량에서 운전자요구토크에서 뺀 나머지는 0 보다 작은 값을 가지며, 해당 부족분만큼을 엔진 동력의 보조를 위한 초기 모터토크 배분량으로 결정하며, 이에 따라 모터 발전기(20)는 토크보조 모터로서 기능할 수 있다.

또한, 최소점(M)의 엔진토크 값이 운전자요구토크 보다 큰 경우, 최소점(M)의 엔진토크 값을 초기 엔진토크 배분량(최적 토크)으로 결정하되, 초기 엔진토크 배분량에 따른 운전자요구토크의 잉여분을 배터리(40) 충전을 위한 모터 발전기(20)의 발전용으로 결정할 수 있다. 이 경우, 초기 엔진토크 배분량에서 운전자요구토크를 뺀 나머지는 0 보다 큰 값을 가지며, 해당 잉여분만큼을 모터 발전기(20)의 발전용으로 결정하며, 이에 따라 모터 발전기(20)는 발전기로서 기능할 수 있다.

또한, 최소점(M)의 엔진토크 값이 운전자요구토크와 같을 경우, 운전자요구토크인 최소점(M)의 엔진토크 값을 초기 엔진토크 배분량(최적 토크)으로 결정할 수 있다. 이 경우, 초기 엔진토크 배분량에서 운전자요구토크에서 뺀 나머지는 0 이므로, 모터 발전기(20)는 작동하지 않고 토크보조 모터용으로도 발전용으로도 기능하지 않는다.

본 발명은 초기 엔진 토크 배분량을 엔진토크 대비 등가연료소모량의 최소점(M)의 엔진토크 값으로 설정함으로써 일정한 작동 시작점을 가지게 되며, 이에 따라 작동 시작점의 변화가 빈번하게 발생했던 종래 기술의 문제점을 해결할 수 있다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 마일드 하이브리드 시스템에서 수행되는 제어 동작의 토크 배분(S12) 시 모터 발전기(20)가 토크보조 모터로 작동할 경우에 운전자요구토크, 엔진토크 및 모터토크의 변화 그래프를 나타낸다

한편, S12에 따른 초기 모터토크 배분 이후로 모터 발전기(20)가 토크보조 모터로 작동할 경우에 다음과 같이 제어(이하, “토크보조 제어”라 지칭함)될 수 있다. 즉, 도 5에 도시된 바와 같이, 초기 모터토크 배분 이후로 증분 만큼이 시간에 따라 엔진토크에 더해지며, 이에 따라 모터토크 배분량을 해당 증분 만큼 점차 줄일 수 있다. 이때, 증분은 초기 모터토크 배분량을 모터토크 배분 총 제공시간으로 나눈 값일 수 있다. 다만, 모터토크 배분 총 제공시간은 현재의 가속 상황에서 모터 발전기(20)가 토크보조 모터로 기능하는 시간으로서, 기 설정되거나 실시간으로 설정 변경될 수 있다.

가속 상황의 진입 시점에 판단된 초기 모터토크 배분량을 기준으로, 모터 발전기(20)는 일정 시간(모터토크 배분 총 제공시간) 동안 토크보조를 유지하며, 토크보조의 해제 시점은 증분에 따른 모터토크의 램프 파형에 따라 계산될 수 있다. 즉, 현재의 모터토크는 이전모터토크에서 해당 증분 만큼을 뺀 값일 수 있다. 이에 따라, 해당 일정 시간이 지나면, 현재의 모터토크의 값은 0이 되며, 토크보조 제어는 해제된다. 이 경우, 모터 발전기(20)는 다시 가속 상황이 발생할 때까지 토크보조 모터로 기능하지 않는다.

즉, 본 발명은 가속 상황에서 모터 발전기가 토크보조용으로 작동 시, 엔진토크 및 모터토크이 증분에 따라 일정하게 변화되므로, 토크 배분량의 변화가 불규칙했던 종래 기술의 문제점을 해결할 수 있다.

다만, 가속페달의 가압이 해제된 경우나, 운전자요구토크가 모터토크 배분량 및 풀리비의 곱 보다 작은 경우(즉, 현재 모터가 제어하고 있는 토크를 크랭크 축의 값으로 변환한 값이 운전자가 원하는 요구토크 값보다 작은 경우로서, 가속페달의 가압 량이 줄어든 상황)와 같이, 토크보조 제어를 해제해야 하는 상황이 추가로 발생할 수 있다. 이 경우, 엔진(10)이 더 이상 동력을 공급하지 않도록 엔진토크 공급을 해제시켜야 할 뿐 아니라, 모터 발전기(20)의 토크보조의 기능도 해제시켜야 한다. 특히, 모터토크 배분 총 제공시간에 최대값(무한대에 가까운 값)을 할당하여 증분을 0에 가깝게 설정함으로써, 모터 발전기(20)의 토크보조의 기능을 즉시 해제시킬 수 있다. 이때, 가속페달의 가압이 해제된 경우는 운전자가 가속페달을 더 이상 가압하지 않는 경우로서, 센서부(60)를 통해 해당 정보가 ECU(50)로 전달될 수 있다.

다음으로, S11에서 가속 상황이 아닌 것으로 판단된 경우, 배터리(40)의 충전 상태에 따라 2가지 상황으로 판단할 수 있다(S13). 즉, 배터리(40)의 충전값이 제2 기준값(TH2) 보다 작은지를 판단할 수 있다. 이때, 제2 기준값(TH2)은 기 설정되거나 실시간으로 설정 변경될 수 있다.

배터리가 LOW 충전 상태, 즉 배터리(40)의 충전값이 제2 기준값(TH2) 보다 작은 경우, 배터리(40) 충전이 필요한 상황으로 결정할 수 있다. 이 경우, 모터 발전기(20)는 발전기로서 기능하여 배터리(40)를 충전한다(S14). 이를 위해, S140에서는 운전자요구토크 및 배터리 충전을 위한 모터토크가 초기 엔진토크 배분량에 포함되도록 결정할 수 있다. 이에 따라, 초기 엔진토크 배분량에서 운전자요구토크를 뺀 나머지는 0 보다 큰 값을 가지며, 해당 잉여분만큼을 모터 발전기(20)의 발전용으로 결정한다.

배터리가 HIGH 충전 상태, 즉 배터리(40)의 충전값이 제2 기준값(TH2) 이상인 경우, 중립 모드 상황으로 결정할 수 있다. 이 경우, 운전자요구토크를 초기 엔진토크 배분량으로 결정할 수 있다. 이에 따라, 초기 엔진토크 배분량에서 운전자요구토크에서 뺀 나머지는 0 이므로, 모터 발전기(20)는 작동하지 않고 토크보조 모터용으로도 발전용으로도 기능하지 않는다.

본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관하여 설명하였으나 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되지 않으며, 후술되는 특허청구의 범위 및 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

10: 엔진 20: 모터 발전기
30: 인버터 40: 배터리
50: ECU 60: 센서부

Claims (16)

1. 엔진연료소모량과 모터소모등가연료량의 합인 등가연료소모량을 이용하는 마일드 하이브리드 시스템의 제어 방법으로서,
   가속 상황인 경우, 엔진토크 대비 등가연료소모량 중에서 최소의 등가연료소모량에 대응되는 엔진토크 값을 초기 엔진토크 배분량으로 할당하는 단계;
   상기 가속 상황에서 상기 엔진토크 값이 운전자요구토크 보다 작은 경우, 운전자요구토크에 대한 부족분을 모터토크 배분량으로 할당하되 모터 발전기가 토크보조용으로 작동하여 해당 부족분을 채우도록 제어하는 단계; 및
   상기 가속 상황에서 모터 발전기가 토크보조용으로 작동 시, 초기 모터토크 배분량을 모터토크 배분 총 제공시간으로 나눈 증분이 시간에 따라 엔진토크에 더해짐에 따라 모터토크 배분량을 점차 줄이는 단계;
   를 포함하는 마일드 하이브리드 시스템의 제어 방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 가속 상황에서 상기 엔진토크 값이 운전자요구토크 보다 크면, 운전자요구토크에 대한 잉여분에 따라 모터 발전기가 발전용으로 작동하여 배터리를 충전하도록 제어하는 단계를 더 포함하는 마일드 하이브리드 시스템의 제어 방법.
3. 제1항에 있어서,
   상기 가속 상황에서 상기 엔진토크 값이 운전자요구토크와 같으면 운전자요구토크를 초기 엔진토크 배분량으로 할당하는 단계를 더 포함하는 마일드 하이브리드 시스템의 제어 방법.
4. 제1항에 있어서,
   가속페달의 가압이 해제된 경우, 모터토크 배분 총 제공시간에 최대값을 할당하는 단계를 더 포함하는 마일드 하이브리드 시스템의 제어 방법.
5. 제1항에 있어서,
   시간당 운전자요구토크의 변화율이 제1 기준값 보다 큰 경우에 가속 상황으로 결정하는 단계를 더 포함하는 마일드 하이브리드 시스템의 제어 방법.
6. 엔진연료소모량과 모터소모등가연료량의 합인 등가연료소모량을 이용하는 마일드 하이브리드 시스템의 제어 방법으로서,
   가속 상황인 경우, 엔진토크 대비 등가연료소모량 중에서 최소의 등가연료소모량에 대응되는 엔진토크 값을 초기 엔진토크 배분량으로 할당하는 단계; 및
   시간당 운전자요구토크의 변화율이 제1 기준값 보다 큰 경우에 가속 상황으로 결정하고, 시간당 운전자요구토크의 변화율이 제1 기준값 보다 작은 경우에 배터리의 충전값이 제2 기준값 보다 작으면 배터리의 충전 필요 상황으로 결정하는 단계; 및
   충전 필요 상황인 경우, 운전자요구토크 및 배터리 충전을 위한 모터토크가 엔진토크 배분량에 포함되도록 할당하여 모터 발전기가 발전용으로 작동하도록 제어하는 단계;
   를 포함하는 마일드 하이브리드 시스템의 제어 방법.
7. 엔진연료소모량과 모터소모등가연료량의 합인 등가연료소모량을 이용하는 마일드 하이브리드 시스템의 제어 방법으로서,
   가속 상황인 경우, 엔진토크 대비 등가연료소모량 중에서 최소의 등가연료소모량에 대응되는 엔진토크 값을 초기 엔진토크 배분량으로 할당하는 단계; 및
   시간당 운전자요구토크의 변화율이 제1 기준값 보다 큰 경우에 가속 상황으로 결정하고, 시간당 운전자요구토크의 변화율이 제1 기준값 보다 작은 경우에 배터리의 충전값이 제2 기준값 보다 크면 중립 모드 상황으로 결정하는 단계; 및
   상기 중립 모드 상황인 경우, 운전자요구토크를 엔진토크 배분량으로 결정하는 단계;
   를 포함하는 마일드 하이브리드 시스템의 제어 방법.
8. 엔진연료소모량과 모터소모등가연료량의 합인 등가연료소모량을 이용하여 제어하는 전자제어유닛을 포함하는 마일드 하이브리드 시스템의 제어 장치로서,
   상기 전자제어유닛은,
   가속 상황인 경우, 엔진토크 대비 등가연료소모량 중에서 최소의 등가연료소모량에 대응되는 엔진토크 값을 초기 엔진토크 배분량으로 할당하도록 제어하고,
   상기 가속 상황에서 상기 엔진토크 값이 운전자요구토크 보다 작은 경우, 운전자요구토크에 대한 부족분을 모터토크 배분량으로 할당하되 모터 발전기가 토크보조용으로 작동하여 해당 부족분을 채우도록 제어하며,
   상기 가속 상황에서 모터 발전기가 토크보조용으로 작동 시, 초기 모터토크 배분량을 모터토크 배분 총 제공시간으로 나눈 증분이 시간에 따라 엔진토크에 더해짐에 따라 모터토크 배분량을 점차 줄이도록 제어하는 마일드 하이브리드 시스템의 제어 장치.
9. 엔진연료소모량과 모터소모등가연료량의 합인 등가연료소모량을 이용하여 제어하는 전자제어유닛을 포함하는 마일드 하이브리드 시스템의 제어 장치로서,
   상기 전자제어유닛은,
   가속 상황인 경우, 엔진토크 대비 등가연료소모량 중에서 최소의 등가연료소모량에 대응되는 엔진토크 값을 초기 엔진토크 배분량으로 할당하도록 제어하고,
   시간당 운전자요구토크의 변화율이 제1 기준값 보다 큰 경우에 가속 상황으로 결정하고 시간당 운전자요구토크의 변화율이 제1 기준값 보다 작은 경우에 배터리의 충전값이 제2 기준값 보다 작으면 배터리의 충전 필요 상황으로 결정하도록 제어하며,
   충전 필요 상황인 경우, 운전자요구토크 및 배터리 충전을 위한 모터토크가 엔진토크 배분량에 포함되도록 할당하여 모터 발전기가 발전용으로 작동하도록 제어하는 마일드 하이브리드 시스템의 제어 장치.
10. 엔진연료소모량과 모터소모등가연료량의 합인 등가연료소모량을 이용하여 제어하는 전자제어유닛을 포함하는 마일드 하이브리드 시스템의 제어 장치로서,
    상기 전자제어유닛은,
    가속 상황인 경우, 엔진토크 대비 등가연료소모량 중에서 최소의 등가연료소모량에 대응되는 엔진토크 값을 초기 엔진토크 배분량으로 할당하도록 제어하고,
    시간당 운전자요구토크의 변화율이 제1 기준값 보다 큰 경우에 가속 상황으로 결정하고 시간당 운전자요구토크의 변화율이 제1 기준값 보다 작은 경우에 배터리의 충전값이 제2 기준값 보다 크면 중립 모드 상황으로 결정하도록 제어하며,
    상기 중립 모드 상황인 경우, 운전자요구토크를 엔진토크 배분량으로 결정하도록 제어하는 마일드 하이브리드 시스템의 제어 장치.
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