KR102644434B1 - 하이브리드 차량의 연료 분사 제어 장치 및 방법 - Google Patents

하이브리드 차량의 연료 분사 제어 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 하이브리드 차량의 연료 분사 제어 장치에 관한 것으로, 구체적으로 코스팅 해제 시 연료 분사 시간을 지연시킬 수 있는 하이브리드 차량의 연료 분사 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.
이를 위해, 본 발명의 일 실시 예에 따른 하이브리드 차량의 연료 분사 제어 방법은 엔진 및 변속기를 포함하는 하이브리드 차량에서 연료 분사를 제어하는 방법에 있어서, 브레이크 페달을 기반으로 코스팅을 해제하는 단계; 상태 데이터를 기반으로 제어 진입 조건에 만족하는지를 판단하는 단계; 상기 상태 데이터가 제어 진입 조건에 만족하면 인젝터를 제어하여 연료 분사를 지연시키는 단계; 상기 변속기의 결합 제어를 수행하는 단계; 상기 상태 데이터의 경과 시간이 설정 시간 이상인지를 판단하는 단계; 상기 경과 시간이 설정 시간 이상이면 엔진과 변속기가 직결된 상태인지를 판단하는 단계; 및 상기 엔진과 변속기가 직결된 상태이면 상기 인젝터를 제어하여 연료를 분사하는 단계를 포함한다.

Description

하이브리드 차량의 연료 분사 제어 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR CONTROLLING FUEL INJECTION OF HYBRID ELECTRIC VEHICLE}
본 발명은 하이브리드 차량의 연료 분사 제어 장치에 관한 것으로, 구체적으로 코스팅 해제 시 연료 분사 시간을 지연시킬 수 있는 하이브리드 차량의 연료 분사 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.
하이브리드 차량은 엔진과 구동모터로 이루어지는 동력을 구비하며, 엔진의 연소 작용으로부터 발생된 동력과 배터리에 저장된 전기 에너지를 매개로 하는 구동모터의 회전으로 발전된 동력을 각각 적절하게 이용하여 구동된다.
하이브리드 차량은 구동 방식에 따라, 병렬형, 직렬형, 복합형 등으로 구분되고, 엔진과 구동모터의 파워 분담비에 따라 마일드(Mild) 타입과 하드(Hard) 타입으로 구분할 수 있다.
하드 타입의 하이브리드 차량은 엔진을 시동하거나, 엔진의 출력에 의해 발전하는 시동 발전기와 차량을 구동하는 구동모터가 각각 별도로 구비된다.
마일드 타입의 하이브리드 차량(이하, 마일드 하이브리드 차량)은 하드 타입의 일반적인 하이브리드 차량과 달리 용량이 적은 배터리와 구동모터를 사용한다. 즉, 마일드 하이브리드 차량은 알터네이터 대신 마일드 하이브리드 시동 발전기(Mild Hybrid Starter and Generator, 이하 MHSG)가 구비된다.
하이브리드 차량은 코스팅(coasting) 주행 시 엔진에 연료 공급을 차단(Fuel cut)하고, 변속기의 동력 전달을 차단(Clutch off)하여 주행거리를 증가시켜 연비를 극대화시킬 수 있다.
그리고 하이브리드 차량은 운전자가 브레이크 페달 또는 가속 페달을 밟을 경우에 코스팅 해제를 수행한다.
이에 따라, 브레이크 페달을 밟아서 코스팅을 해제할 경우에는 운전자의 발진 의지가 없는 상태로 차량이 관성 주행하게 되므로 불필요한 연료 분사가 수행되기 때문에 연비가 악화될 수 있다.
이 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예는 코스팅 해제 시 연료 분사 시간을 지연시킬 수 있는 하이브리드 차량의 연료 분사 제어 장치 및 방법을 제공한다.
그리고 본 발명의 실시 예는 브레이크 페달을 통한 코스팅 해제 시 설정 시간 동안 연료 분사를 지연시킬 수 있는 하이브리드 차량의 연료 분사 제어 장치 및 방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시 예에서는 엔진 및 변속기를 포함하는 하이브리드 차량에서 연료 분사를 제어하는 방법에 있어서, 브레이크 페달을 기반으로 코스팅을 해제하는 단계; 상태 데이터를 기반으로 제어 진입 조건에 만족하는지를 판단하는 단계; 상기 상태 데이터가 제어 진입 조건에 만족하면 인젝터를 제어하여 연료 분사를 지연시키는 단계; 상기 변속기의 결합 제어를 수행하는 단계; 상기 상태 데이터의 경과 시간이 설정 시간 이상인지를 판단하는 단계; 상기 경과 시간이 설정 시간 이상이면 엔진과 변속기가 직결된 상태인지를 판단하는 단계; 및 상기 엔진과 변속기가 직결된 상태이면 상기 인젝터를 제어하여 연료를 분사하는 단계를 포함하는 하이브리드 차량의 연료 분사 제어 방법을 제공할 수 있다.
또한, 상기 제어 진입 조건에 만족하는지를 판단하는 단계는 상기 상태 데이터의 변속기 회전수가 제1 설정값 미만이고, 엔진 회전수와 변속기 회전수에 대한 회전수 차이값이 제2 설정값 이하이며, 차속이 설정 범위 이내인지를 판단하는 단계일 수 있다.
또한, 상기 상태 데이터의 경과 시간이 설정 시간 이상인지를 판단하는 단계는 상기 연료 분사를 지연시킨 시점부터 시간을 카운터하여 생성한 경과 시간을 확인하는 단계; 상기 상태 데이터의 차속 및 변속기 회전수에 따른 설정 시간을 확인하는 단계; 및 상기 경과 시간이 설정 시간 이상인지를 판단하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 상태 데이터의 경과 시간이 설정 시간 이상인지를 판단하는 단계는 상기 변속기의 결합 제어를 완료한 시점부터 시간을 카운터하여 생성한 경과 시간을 확인하는 단계; 및 상기 경과 시간이 설정 시간 이상인지를 판단하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 하이브리드 차량의 연료 분사 제어 방법은 상기 연료 분사를 지연시키는 단계 이후에 상기 상태 데이터를 기반으로 제어 중단 조건에 만족하는지를 판단하는 단계; 상기 상태 데이터가 제어 중단 조건에 만족하면 상기 엔진과 변속기가 직결된 상태인지를 판단하는 단계; 및 상기 엔진과 변속기가 직결된 상태이면 상기 인젝터를 제어하여 연료를 분사하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 인젝터를 제어하여 연료를 분사하는 단계는 상기 엔진과 변속기가 직결된 상태에서 연료 차단이 요청되는지를 판단하는 단계; 및 상기 연료 차단이 요청되지 않으면 상기 인젝터를 제어하여 연료를 분사하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 하이브리드 차량의 연료 분사 제어 방법은 상기 연료 차단이 요청되는지를 판단하는 단계 이후에 상기 연료 차단이 요청되면 상기 인젝터를 제어하여 연료를 분사하지 않는 단계를 더 포함할 수 있다.
그리고 본 발명의 다른 실시 예에서는 하이브리드 차량에서 연료 분사를 제어하는 장치에 있어서, 엔진에 연료를 공급하는 인젝터; 상기 엔진으로부터 구동력을 제공받아 구동휠에 전달하는 변속기; 브레이크 페달의 작동을 검출하는 브레이크 페달 검출기; 상기 하이브리드 차량을 제어하기 위한 상태 데이터를 검출하는 상태 검출부; 및 상기 브레이크 페달 검출기로부터 제공받은 검출 신호를 기반으로 코스팅을 해제하고, 상기 상태 데이터를 기반으로 제어 진입 조건에 만족하는지를 판단하며, 상기 상태 데이터가 제어 진입 조건에 만족하면 상기 인젝터를 제어하여 연료 분사를 지연시키고, 상기 변속기의 결합 제어를 수행하며, 상기 상태 데이터가 제어 해제 조건을 만족하면 상기 엔진과 상기 변속기가 직결된 상태에서 상기 인젝터를 제어하여 연료를 분사하는 차량 제어기를 포함하는 하이브리드 차량의 연료 분사 제어 장치를 제공할 수 있다.
본 발명의 실시 예는 코스팅 해제 시 연료 분사 시간을 지연시킬 수 있어 연비를 향상시킬 수 있다.
또한, 브레이크 페달을 통한 코스팅 해제 시 설정 시간 동안 연료 분사를 지연시킬 수 있으므로 불필요한 연료 소모를 방지할 수 있어 차량의 운전성을 향상시킬수 있다.
그 외에 본 발명의 실시 예로 인해 얻을 수 있거나 예측되는 효과에 대해서는 본 발명의 실시 예에 대한 상세한 설명에서 직접적 또는 암시적으로 개시하도록 한다. 즉 본 발명의 실시 예에 따라 예측되는 다양한 효과에 대해서는 후술될 상세한 설명 내에서 개시될 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 연료 분사 제어 방법이 적용되는 하이브리드 차량을 나타낸 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 연료 분사 제어 장치를 나타낸 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 연료 분사 제어 방법을 나타낸 순서도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 연료 분사 제어 방법 중 제어 중단 방법을 나타낸 순서도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 연료 분사 제어 방법 중 각종 신호를 나타낸 그래프이다.
이하 첨부된 도면과 설명을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 하이브리드 차량의 연료 분사 제어 장치 및 방법에 대한 동작 원리를 상세히 설명한다. 다만, 하기에 도시되는 도면과 후술되는 상세한 설명은 본 발명의 특징을 효과적으로 설명하기 위한 여러 가지 실시 예들 중에서 바람직한 하나의 실시 예에 관한 것이다. 따라서, 본 발명의 실시 예들은 하기의 도면과 설명에만 한정되어서는 아니 될 것이다.
또한, 하기에서 본 발명의 실시 예들을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시 예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
또한, 이하 실시 예는 본 발명의 핵심적인 기술적 특징을 효율적으로 설명하기 위해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 명백하게 이해할 수 있도록 용어를 적절하게 변형, 또는 통합, 또는 분리하여 사용할 것이나, 이에 의해 본 발명이 한정되는 것은 결코 아니다.
이하, 본 발명의 일 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 연료 분사 제어 방법이 적용되는 하이브리드 차량을 나타낸 구성도이다. 이하에서는 하이브리드 차량 중 마일드 하이브리드 차량을 예를 들어 설명하기로 한다. 그러나 이에 한정되지 않으며, 코스팅 제어를 수행할 수 있는 차량이면 그 종류는 무관하다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 연료 분사 제어 방법이 적용된 하이브리드 차량은 엔진(110), 변속기(120), 차동기어장치(150), 구동휠(160), 마일드 하이브리드 시동 발전기(Mild Hybrid Starter and Generator, 이하 MHSG(170)으로 통칭함) 및 배터리(180)를 포함한다.
엔진(110)은 연료를 연소하여 토크를 생성한다. 즉, 엔진(110)은 연료와 공기를 연소시켜 화학적 에너지를 기계적 에너지로 변환한다. 엔진(110)은 점화시기, 공기량, 연료량 및 공연비 등을 제어하여 연소 토크를 발생시킬 수 있다.
이러한 엔진(110)은 가솔린 엔진, 디젤 엔진, LPI(liquefied petroleum injection) 엔진 등의 공지된 각종 엔진이 사용될 수 있다.
엔진(110)은 복수의 연소실(113), 점화장치(115) 및 인젝터(117)를 포함한다.
연소실(113)은 연료와 공기가 유입되며, 점화장치(115)는 연소실(113) 내로 유입된 연료와 공기를 점화시키고, 인젝터(117)는 연소실(113) 내부로 연료를 분사한다.
하이브리드 차량의 동력 전달은 엔진(110)에서 발생된 토크가 변속기(130)의 입력축(143)에 전달되고, 변속기(130)의 출력축(145)으로부터 출력된 토크가 차동기어장치(150)를 경유하여 차축에 전달된다. 차축이 구동휠(160)을 회전시킴으로써 엔진(110)에서 발생된 토크에 의해 하이브리드 차량이 주행하게 된다.
변속기(130)는 엔진(110)의 토크를 구동휠(160)에 전달시켜 차량이 주행될 수 있도록 한다.
변속기(130)는 운전자의 변속 레버의 조작에 따라 엔진(110)의 출력 토크를 해당 변속비로 변환하여 차동기어장치(150)에 구동토크를 출력한다.
이러한 변속기(130)는 변속 클러치(135)와 기어 트레인(137)을 포함한다.
변속 클러치(135)는 엔진(110)과 기어 트레인(137) 사이에 배치되고, 엔진(110)과 기어 트레인(137)을 선택적으로 연결한다.
변속 클러치(135)는 엔진(110)에서 발생된 토크를 기어 트레인(137)에 선택적으로 전달한다. 즉, 변속 클러치(135)의 결합(engage)은 변속 클러치(135)가 엔진(110)의 출력축에 연결되어 엔진(110)의 동력이 변속기(130)로 전달되는 상태를 의미한다. 변속 클러치(135)의 해제(disengage)는 변속 클러치(135)와 엔진(110)의 연결 상태가 해제되어 엔진(110)의 동력이 변속기(130)로 전달되지 않은 상태를 의미한다.
기어 트레인(137)은 운전자의 변속 레버의 조작 및 차량의 주행 상태에 따라 목표 변속단으로의 변속이 이루어지게 된다.
한편, 여기서는 변속기(130)에 변속 클러치(135)가 포함되는 것을 예를 들어 설명하였지만 이에 한정되지 않으며, 변속기(130)의 종류에 따라 상이하게 구성 요소가 더 포함되거나 축소될 수 있다. 예를 들어, 변속기(130)는 터빈이 포함될 수도 있다.
MHSG(170)는 전기적 에너지를 기계적 에너지로 변환하거나, 기계적 에너지를 전기적 에너지로 변환한다. 즉, MHSG(170)는 엔진(110)을 시동하거나, 엔진(110)의 출력에 의해 발전할 수 있다. 또한, MHSG(170)는 엔진(110)의 토크를 보조할 수 있다.
MHSG(170)는 엔진(110)과 벨트(175)를 통해 연결될 수 있다.
하이브리드 차량은 엔진(110)의 연소 토크를 주동력으로 하면서 MHSG(170)의 토크를 보조동력으로 이용할 수 있다.
배터리(180)는 MHSG(170)에 전력을 공급하거나, MHSG(170)를 통해 회수되는 전력을 통해 충전될 수 있다. 배터리(180)는 고전압 배터리(예를 들어, 48V 배터리)로서, 리튬-이온(Lithium-ion) 배터리일 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 연료 분사 제어 장치를 나타낸 블록도이다.
도 2를 참조하면, 연료 분사 제어 장치는 브레이크 페달 검출기(210), 상태 검출부(220), 차량 제어기(250), 엔진 및 변속기(130)를 포함한다.
브레이크 페달 검출기(210)는 브레이크 페달의 작동을 검출한다. 이러한 브레이크 페달 검출기(210)는 브레이크 페달의 온 또는 오프를 검출하거나, 브레이크 페달의 위치값(브레이크 페달이 눌린 정도)일 수 있다. 예를 들어, 브레이크 페달이 완전히 눌린 경우에는 브레이크 페달의 위치값이 100%이고, 브레이크 페달이 눌리지 않은 경우에는 브레이크 페달의 위치값이 0%일 수 있다.
브레이크 페달 검출기(210)는 검출 신호를 차량 제어기(250)에 제공한다.
상태 검출부(220)는 연료 분사를 제어하기 위한 상태 데이터를 검출한다. 이를 위해, 상태 검출부(220)는 타이머(231), 엔진 회전수 검출기(233), 변속기 회전수 검출기(235), 차속 검출기(237), 가속 페달 위치 검출기(239), 온도 검출기(241) 및 변속단 검출기(243)를 포함한다.
타이머(231)는 차량 제어기(250)의 제어에 따라 특정 시점부터 시간을 카운터하고, 카운터한 시간을 차량 제어기(250)에 제공한다.
엔진 회전수 검출기(233)는 엔진(110)의 회전수를 검출한다. 이러한 엔진 회전수 검출기(233)는 엔진(110)의 출력축에 장착될 수 있다.
엔진 회전수 검출기(233)는 검출한 엔진 회전수를 차량 제어기(250)에 제공한다.
변속기 회전수 검출기(235)는 변속기(130)의 회전수를 검출한다. 이러한 변속기 회전수 검출기(235)는 변속기(130)에 포함된 변속 클러치(135)의 회전수를 검출할 수 있다.
변속기 회전수 검출기(235)는 검출한 변속기 회전수를 차량ㄹ 제어기에 제공한다.
차속 검출기(237)는 하이브리드 차량의 속도를 검출하고, 검출한 차속을 차량 제어기(250)에 제공한다.
차속 검출기(237)는 하이브리드 차량의 구동휠(160)에 장착될 수 있다.
가속 페달 위치 검출기(239)는 운전자가 가속 페달을 누른 정도를 검출한다. 즉, 가속 페달 위치 검출기(239)는 가속 페달의 위치값(가속 페달이 눌린 정도)을 검출하여 이에 대한 신호를 차량 제어기(250)에 제공한다. 예를 들어, 가속 페달이 완전히 눌린 경우에는 가속 페달의 위치값이 100%이고, 가속 페달이 눌리지 않은 경우에는 가속 페달의 위치값이 0%일 수 있다.
가속 페달 위치 검출기(239)를 사용하는 대신 흡기 통로에 장착된 스로틀 밸브 개도 검출기를 사용할 수 있다. 따라서, 본 명세서 및 특허청구범위에서 가속 페달 위치 검출기(239)는 스로틀 밸브 개도 검출기를 포함하는 것으로 보아야 할 것이다.
온도 검출기(241)는 변속기(130)의 온도를 검출한다. 즉, 온도 검출기(241)는 변속기(130)의 오일 온도를 검출하고, 검출한 변속기 온도를 차량 제어기(250)에 제공한다.
변속단 검출기(243)는 변속 레버로 선택되는 변속단의 위치를 검출하고, 검출한 변속단을 차량 제어기(250)에 제공한다.
차량 제어기(250)는 브레이크 페달 검출기(210) 및 상태 검출부(220)로부터 검출된 데이터를 기반으로 엔진 및 변속기(130)를 제어한다.
구체적으로, 차량 제어기(250)는 브레이크 페달 검출기(210)로부터 제공받은 검출 신호를 기반으로 코스팅을 해제한다. 이때, 코스팅은 출발 정지 코스팅(Start Stop Coasting: SSC)일 수 있다.
차량 제어기(250)는 상태 검출부(220)로부터 상태 데이터를 제공받고, 제공받은 상태 데이터를 기반으로 제어 진입 조건에 만족하는지를 판단한다. 차량 제어기(250)는 상태 데이터가 제어 진입 조건에 만족하면 엔진(110)의 인젝터(117)를 제어하여 연료 분사를 지연시킨다.
차량 제어기(250)는 변속기(130)의 결합 제어를 수행하고, 상태 데이터를 기반으로 제어 해제 조건에 만족하는지를 판단한다. 차량 제어기(250)는 상태 데이터가 제어 해제 조건에 만족하면 엔진(110)과 변속기(130)가 직결된 상태에서 인젝터(117)를 제어하여 연료를 분사한다.
이러한 목적을 위하여 차량 제어기(250)는 설정된 프로그램에 의하여 동작하는 하나 이상의 마이크로프로세서로 구현될 수 있으며, 설정된 프로그램은 후술한 본 발명의 일 실시 예에 따른 하이브리드 차량의 연료 분사 제어 방법에 포함된 각 단계를 수행하기 위한 일련의 명령을 포함하는 것으로 할 수 있다. 이러한 차량 제어기(250)는 도 4 내지 도 5를 참조하여 더욱 구제적으로 설명하기로 한다.
이하에서는 도 3 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 연료 분사 제어 방법을 구체적으로 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 연료 분사 제어 방법을 나타낸 순서도이다.
도 3을 참조하면, 차량 제어기(250)는 브레이크 페달을 기반으로 코스팅을 해제한다(S310). 구체적으로, 차량 제어기(250)는 하이브리드 차량을 코스팅 주행하도록 제어한다. 즉, 차량 제어기(250)는 엔진(110)의 동력을 차단하도록 변속기(130)의 변속 클러치(135)를 해제시킨다.
브레이크 페달 검출기(210)는 브레이크 페달의 작동을 검출하고, 검출한 검출 신호를 차량 제어기(250)에 제공한다. 이때, 검출 신호는 브레이크 페달의 온 또는 오프 신호이거나, 브레이크 페달의 위치값일 수 있다.
차량 제어기(250)는 브레이크 페달 검출기(210)로부터 검출 신호를 제공받는다.
차량 제어기(250)는 하이브리드 차량이 코스팅 주행 중인 상태에서 검출 신호를 기반으로 코스팅을 해제한다. 예를 들어, 차량 제어기(250)는 검출 신호가 온이거나, 브레이크 페달 위치값이 설정 위치값 이상이면 코스팅을 해제할 수 있다. 이때, 설정 위치값은 코스팅을 해제하기 위해 설정된 값으로, 미리 설정될 수 있다.
차량 제어기(250)는 상태 데이터가 제어 진입 조건에 만족하는지를 판단한다(S315).
다시 말하면, 차량 제어기(250)는 상태 데이터의 변속기 회전수가 제1 설정값 미만이고, 엔진 회전수와 변속기 회전수에 대한 회전수 차이값이 제2 설정값 이하이며, 차속이 설정 범위 이내이고, 인젝터(117), 브레이크 페달 및 MHSG(170)가 정상 상태이면 제어 진입 조건에 만족한다고 판단한다. 여기서, 제1 설정값은 연료 분사를 지연시키기 위해 기준이 되는 값으로, 차속에 따라 상이하게 설정될 수 있다. 회전수 차이값은 엔진 회전수에서 변속기 회전수를 빼기 연산하여 생성된 값일 수 있다. 제2 설정값은 연료 분사를 지연하기 위해 기준이 되는 값일 수 있으며, 차속 및 변속기 온도에 따라 상이하게 설정될 수 있다. 설정 범위는 연료 분사를 지연하기 위해 설정된 범위일 수 있다. 즉, 차량 제어기(250)는 차속이 제1 기준 속도를 초과하고, 제2 기준 속도 미만인지를 판단할 수 있다.
또한, 차량 제어기(250)는 브레이크 페달 검출기(210)와 변속기 회전수 검출기(235)의 고장 신호가 없는지를 판단하여 제어 진입 조건에 만족한다고 판단한다.
한편, 차량 제어기(250)는 상태 데이터가 제어 진입 조건에 만족하지 않으면 단계 S335로 이동하여 변속기(130)가 직결된 상태인지를 판단할 수 있다. 이에 대한 상세한 설명은 단계 S335에서 설명하기로 한다.
차량 제어기(250)는 상태 데이터가 제어 진입 조건에 만족하면 인젝터(117)를 제어하여 연료 분사를 지연시킨다(S320). 즉, 차량 제어기(250)는 코스팅 해제 후 불필요한 연료를 분사하지 않도록 인젝터(117)를 제어하여 연료 분사를 지연시킬 수 있다.
차량 제어기(250)는 변속기(130)의 결합(engage) 제어를 수행한다(S325). 다시 말하면, 차량 제어기(250)는 변속기(130)의 변속 클러치(135)를 슬립(slip)한 상태에서 변속기(130)를 통해 엔진 회전수를 상승시키도록 제어한다. 즉, 변속기(130)의 결합 제어는 MHSG(170)와 같은 별도의 동력원 없이 하이브리드 차량의 관성력을 기반으로 변속기(130)를 통해 엔진(110)의 회전수를 상승시키는 제어를 나타낼 수 있다.
차량 제어기(250)는 상태 데이터가 제어 해제 조건에 만족하는지를 판단한다(S330).
다시 말하면, 차량 제어기(250)는 변속기(130)의 결합 제어를 완료한 시점부터 시간을 카운터하여 생성한 경과 시간을 확인하고, 경과 시간이 설정 시간 이상이면 제어 해제 조건에 만족한다고 판단할 수 있다. 이때, 설정 시간은 연료 분사 지연을 해제하기 위해 설정된 값일 수 있으며, 미리 설정된 값일 수 있다.
또는, 차량 제어기(250)는 연료 분사를 지연시킨 시점부터 시간을 카운터하여 생성한 경과 시간을 확인하고, 차속 및 변속기 회전수에 따른 설정 시간을 확인한다. 차량 제어기(250)는 경과 시간이 설정 시간 이상이면 제어 해제 조건에 만족한다고 판단할 수 있다.
한편, 차량 제어기(250)는 상태 데이터가 제어 해제 조건에 만족하지 않으면 단계 S320으로 리턴하여 인젝터(117)를 제어하여 연료 분사를 지연시킬 수 있다.
차량 제어기(250)는 상태 데이터가 제어 해제 조건에 만족하면 엔진(110)과 변속기(130)가 직결된 상태인지를 판단한다(S335). 즉, 차량 제어기(250)는 상태 데이터가 제어 해제 조건에 만족하면 변속기(130)의 변속 클러치(135)가 결합되어 엔진(110)과 변속기(130)가 직결된 상태인지를 판단한다.
한편, 차량 제어기(250)는 엔진(110)과 변속기(130)가 직결된 상태가 아니면 변속기(130)를 제어한다(S340). 즉, 차량 제어기(250)는 엔진(110)과 변속기(130)가 직결된 상태가 아니면 변속기(130)의 변속 클러치(135)가 결합되도록 변속 클러치(135)를 제어할 수 있다.
차량 제어기(250)는 엔진(110)과 변속기(130)가 직결된 상태이면 연료 차단(FUEL CUT)이 요청되는지를 판단한다(S345). 다시 말하면, 차량 제어기(250)는 엔진(110)과 변속기(130)가 직결된 상태에서 상태 데이터를 기반으로 연료 차단이 요청되는지를 판단한다. 예를 들어, 차량 제어기(250)는 브레이크 페달, 차속 등을 기반으로 연료 차단이 요청되는지를 판단할 수 있다.
차량 제어기(250)는 연료 차단이 요청되지 않으면 인젝터(117)를 제어하여 연료를 분사한다(S350).
차량 제어기(250)는 연료 차단이 요청되면 인젝터(117)를 제어하여 연료 분사를 중지한다(S355).
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 연료 분사 제어 방법 중 제어 중단 방법을 나타낸 순서도이다.
본 발명에 따른 하이브리드 차량의 연료 분사 제어 방법 중 제어 중단 방법은 도 3에서 제어 진입 조건에 만족하여 연료 분사를 지연하는 단계(S320) 이후에 수행될 수 있다.
도 4를 참조하면, 차량 제어기(250)는 상태 데이터를 확인한다(S410).
즉, 차량 제어기(250)는 상태 검출부(220)로부터 상태 데이터를 제공받아 확인한다. 이때, 차량 제어기(250)는 상태 검출부(220)의 엔진 회전수 검출기(233)로부터 엔진 회전수를 제공받고, 가속 페달 위치 검출기(239)로부터 가속 페달 위치값을 제공받으며, 변속단 검출기(243)로부터 변속단을 제공받을 수 있다.
차량 제어기(250)는 상태 데이터가 제어 중단 조건에 만족하는지를 판단한다(S415).
다시 말하면, 차량 제어기(250)는 인젝터(117)를 제어하여 연료 분사를 지연시킨 상태에서 상태 데이터의 가속 페달 위치값이 기준값을 초과하거나, 엔진(110)이 구동하는 상태에서 엔진 회전수가 기준 횟전수 미만이거나, 변속기(130)의 변속단이 운전자에 의해 변경되면 제어 중단 조건에 만족한다고 판단할 수 있다.
또한, 차량 제어기(250)는 하이브리드 차량의 구성 요소로부터 토크가 요청될 경우에 제어 중단에 만족한다고 판단할 수 있다. 이때, 하이브리드 차량의 구성 요소는 ABS(Anti-lock Brake System), TCS(Traction Control System), ESC(Electronic Stability Control) 중 어느 하나일 수 있다.
한편, 차량 제어기(250)는 상태 데이터가 제어 중단 조건에 만족하지 않으면 단계 S410으로 리턴하여 상태 데이터를 모니터링한다.
차량 제어기(250)는 상태 데이터가 제어 중단 조건에 만족하면 엔진(110)과 변속기(130)가 직결된 상태인지를 판단한다(S420).
차량 제어기(250)는 엔진(110)과 변속기(130)가 직결되지 않은 상태이면 변속기(130)를 제어한다(S425). 즉, 차량 제어기(250)는 엔진(110)과 변속기(130)가 직결되지 않은 상태이면 엔진(110)과 변속기(130)가 직결되도록 변속기(130)의 변속 클러치(135)를 제어할 수 있다.
차량 제어기(250)는 엔진(110)과 변속기(130)가 직결된 상태에서 연료 차단 요청이 제공되는지를 판단한다(S430).
차량 제어기(250)는 연료 차단이 요청되면 인젝터(117)를 제어하여 연료 분사를 중지한다(S435).
차량 제어기(250)는 연료 차단이 요청되지 않으면 인젝터(117)를 제어하여 엔진(110)의 연소실에 연료를 분사한다(S440).
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 연료 분사 제어 방법 중 각종 신호를 나타낸 그래프이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 연료 분사 제어 방법은 제1 시점(t1)에 브레이크 페달이 온(on)되면 SSC를 해제하고, 상태 데이터가 제어 진입 조건에 만족하면 인젝터(117)를 제어하여 연료 분사를 지연시킨다. 그리고, 본 발명의 일 실시 예에 따른 연료 분사 제어 방법은 변속기 결합 제어를 통해 엔진 회전수를 변속기 회전수만큼 상승시킨 후 연료 분사를 지연시킨 시점인 제1 시점(t1)부터 시간을 카운터하여 경과 시간이 설정 시간 이상이 되는 제2 시점(t2)에 인젝터(117)를 제어하여 연료를 분사시킬 수 있으므로 불필요한 연료 분사를 방지하여 연비를 향상시킬 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
110: 엔진
130: 변속기
150: 차동기동장치
160: 구동휠
170: MHSG
180: 배터리
210: 브레이크 페달 검출기
220: 상태 검출부
231: 타이머
233: 엔진 회전수 검출기
235: 변속기 회전수 검출기
237: 차속 검출기
239: 가속 페달 위치 검출기
241: 온도 검출기
243: 변속단 검출기

Claims (16)

  1. 엔진 및 변속기를 포함하는 하이브리드 차량에서 연료 분사를 제어하는 방법에 있어서,
    브레이크 페달을 기반으로 코스팅을 해제하는 단계;
    상태 데이터를 기반으로 제어 진입 조건에 만족하는지를 판단하는 단계;
    상기 상태 데이터가 제어 진입 조건에 만족하면 인젝터를 제어하여 연료 분사를 지연시키는 단계;
    상기 변속기의 결합 제어를 수행하는 단계;
    상기 상태 데이터의 경과 시간이 설정 시간 이상인지를 판단하는 단계;
    상기 경과 시간이 설정 시간 이상이면 엔진과 변속기가 직결된 상태인지를 판단하는 단계; 및
    상기 엔진과 변속기가 직결된 상태이면 상기 인젝터를 제어하여 연료를 분사하는 단계;
    를 포함하는 하이브리드 차량의 연료 분사 제어 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어 진입 조건에 만족하는지를 판단하는 단계는
    상기 상태 데이터의 변속기 회전수가 제1 설정값 미만이고, 엔진 회전수와 변속기 회전수에 대한 회전수 차이값이 제2 설정값 이하이며, 차속이 설정 범위 이내인지를 판단하는 단계인 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 연료 분사 제어 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 상태 데이터의 경과 시간이 설정 시간 이상인지를 판단하는 단계는
    상기 연료 분사를 지연시킨 시점부터 시간을 카운터하여 생성한 경과 시간을 확인하는 단계;
    상기 상태 데이터의 차속 및 변속기 회전수에 따른 설정 시간을 확인하는 단계; 및
    상기 경과 시간이 설정 시간 이상인지를 판단하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 연료 분사 제어 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 상태 데이터의 경과 시간이 설정 시간 이상인지를 판단하는 단계는
    상기 변속기의 결합 제어를 완료한 시점부터 시간을 카운터하여 생성한 경과 시간을 확인하는 단계; 및
    상기 경과 시간이 설정 시간 이상인지를 판단하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 연료 분사 제어 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 연료 분사를 지연시키는 단계 이후에
    상기 상태 데이터를 기반으로 제어 중단 조건에 만족하는지를 판단하는 단계;
    상기 상태 데이터가 제어 중단 조건에 만족하면 상기 엔진과 변속기가 직결된 상태인지를 판단하는 단계; 및
    상기 엔진과 변속기가 직결된 상태이면 상기 인젝터를 제어하여 연료를 분사하는 단계;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 연료 분사 제어 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 인젝터를 제어하여 연료를 분사하는 단계는
    상기 엔진과 변속기가 직결된 상태에서 연료 차단이 요청되는지를 판단하는 단계; 및
    상기 연료 차단이 요청되지 않으면 상기 인젝터를 제어하여 연료를 분사하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 연료 분사 제어 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 연료 차단이 요청되는지를 판단하는 단계 이후에
    상기 연료 차단이 요청되면 상기 인젝터를 제어하여 연료를 분사하지 않는 단계;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 연료 분사 제어 방법.
  8. 하이브리드 차량에서 연료 분사를 제어하는 장치에 있어서,
    엔진에 연료를 공급하는 인젝터;
    상기 엔진으로부터 구동력을 제공받아 구동휠에 전달하는 변속기;
    브레이크 페달의 작동을 검출하는 브레이크 페달 검출기;
    상기 하이브리드 차량을 제어하기 위한 상태 데이터를 검출하는 상태 검출부; 및
    상기 브레이크 페달 검출기로부터 제공받은 검출 신호를 기반으로 코스팅을 해제하고, 상기 상태 데이터를 기반으로 제어 진입 조건에 만족하는지를 판단하며, 상기 상태 데이터가 제어 진입 조건에 만족하면 상기 인젝터를 제어하여 연료 분사를 지연시키고, 상기 변속기의 결합 제어를 수행하며, 상기 상태 데이터가 제어 해제 조건을 만족하면 상기 엔진과 상기 변속기가 직결된 상태에서 상기 인젝터를 제어하여 연료를 분사하는 차량 제어기;
    를 포함하는 하이브리드 차량의 연료 분사 제어 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 차량 제어기는
    상기 상태 데이터의 변속기 회전수가 제1 설정값 미만이고, 엔진 회전수와 상기 변속기 회전수에 대한 회전수 차이값이 제2 설정값 이하이며, 차속이 설정 범위 이내이고, 상기 인젝터, 브레이크 페달 및 시동 발전기가 정상 상태이면 제어 진입 조건에 만족한다고 판단하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 연료 분사 제어 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 차량 제어기는
    상기 차속에 따른 제1 설정값을 확인하고, 상기 차속 및 변속기 온도에 따른 제2 설정값을 확인하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 연료 분사 제어 장치.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 차량 제어기는
    상기 상태 데이터의 경과 시간이 설정 시간 이상이면 상기 제어 해제 조건을 만족한다고 판단하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 연료 분사 제어 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 차량 제어기는
    상기 연료 분사를 지연시킨 시점부터 시간을 카운터하여 상기 경과 시간을 생성하고, 차속 및 변속기 회전수에 따른 설정 시간을 확인하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 연료 분사 제어 장치.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 차량 제어기는
    상기 변속기의 결합 제어를 완료한 시점부터 시간을 카운터하여 상기 경과 시간을 생성하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 연료 분사 제어 장치.
  14. 제8항에 있어서,
    상기 차량 제어기는
    상기 인젝터를 제어하여 연료 분사를 지연시키는 상태에서 상기 상태 데이터가 제어 중단 조건에 만족하면 상기 엔진과 변속기가 직결된 상태에서 상기 인젝터를 제어하여 연료를 분사하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 연료 분사 제어 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 차량 제어기는
    상기 상태 데이터의 가속 페달 위치값이 기준값을 초과하거나, 상기 엔진이 구동 상태에서 엔진 회전수가 기준 회전수 미만이거나, 상기 변속기의 변속단이 변경되면 제어 중단 조건에 만족한다고 판단하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 연료 분사 제어 장치.
  16. 제8항에 있어서,
    상기 상태 검출부는
    특정 시점부터 시간을 카운터하는 타이머;
    상기 엔진의 회전수를 검출하는 엔진 회전수 검출기;
    상기 변속기의 회전수를 검출하는 변속기 회전수 검출기;
    상기 하이브리드 차량의 속도를 검출하는 차속 검출기;
    가속 페달의 위치값을 검출하는 가속 페달 위치 검출기;
    상기 변속기의 온도를 검출하는 온도 검출기; 및
    상기 변속기의 변속단을 검출하는 변속단 검출기;
    중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 연료 분사 제어 장치.
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