KR20030026570A - Method for controlling of moving mode on hybrid electric vehicle - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A method for controlling driving modes of hybrid electric vehicles is provided to stabilize a motor's power-assist during mode changes by integrating driving modes such as start mode and acceleration mode into one control mode and simplifying mode changes by an acceleration pedal. CONSTITUTION: A hybrid control unit(HCU) reads positional information of the acceleration pedal(S101,S102), computes a variation of the acceleration pedal per hour(S103), and determines whether the acceleration pedal variation exceeds a predetermined standard value(S104). If the variation is greater than the standard value, HCU controls the acceleration mode(S110). Otherwise, HCU reads the current driving speed(S105) and detects a corresponding acceleration pedal value(S106). HCU compares the positional information of the acceleration pedal with the detected acceleration pedal value(S107) and determines whether the detected value is greater than the current acceleration pedal value(S108). If the detected value is greater, HCU controls the normal driving mode(S109). Otherwise, HCU controls the acceleration mode(S110).

Description

하이브리드 전기 자동차의 주행모드 제어방법{METHOD FOR CONTROLLING OF MOVING MODE ON HYBRID ELECTRIC VEHICLE}TECHNICAL FOR CONTROLLING OF MOVING MODE ON HYBRID ELECTRIC VEHICLE}

본 발명은 하이브리드 전기자동차에 관한 것으로, 더 상세하게는 차량의 주행에 관계되는 주행모드를 하나의 모드로 통합 제어하여 모터에 의한 동력 보조량최대화와 차량 튜닝시 모터에 의한 동력 보조량을 정확하게 조절할 수 있도록 한 하이브리드 전기자동차의 주행모드 제어방법에 관한 것이다.The present invention relates to a hybrid electric vehicle, and more particularly, integrated control of the driving mode related to the driving of the vehicle in one mode to maximize the power assistance amount by the motor and accurately adjust the power assistance amount by the motor during vehicle tuning. It relates to a driving mode control method of a hybrid electric vehicle.

일반적으로 하이브리드 전기자동차는 가솔린의 연소를 통해 기계적인 동력을 발생하는 엔진과 배터리 전압으로 구동되는 모터의 구동력을 바퀴에 전달하는 CVT를 직결로 연결한 것으로, 환경 친화적인 미래형 자동차로 개발되고 있다.In general, a hybrid electric vehicle is a direct connection between the CVT, which transmits the driving force of a motor driven by battery voltage and a motor driven by battery voltage, to the wheel, which is being developed as an environmentally friendly future vehicle.

이러한 하이브리드 전기자동차의 주행 제어로직은 엔진 시동과 출발모드, 정속모드, 가속모드, 감속모드 및 엔진정지로 구분되는데, 주행중에 가속과 정속에 관계되는 주행 제어모드로는 차량이 정지 상태에서 소정의 속도, 대략 30KPH까지 도달하는 초기 가속모드인 출발모드와, 소정의 속도 이상에서 일정한 속도를 유지하는 정속모드 및 소정의 속도, 대략 30KPH 이상으로 가속하는 가속모드로 구분되어 설정된다.The driving control logic of the hybrid electric vehicle is classified into an engine start and start mode, a constant speed mode, an acceleration mode, a deceleration mode, and an engine stop. The driving control mode related to the acceleration and the constant speed during the driving is a predetermined condition when the vehicle is stopped. The speed is divided into a start mode that is an initial acceleration mode reaching up to approximately 30 KPH, a constant speed mode that maintains a constant speed at a predetermined speed or more, and an acceleration mode that accelerates at a predetermined speed or approximately 30 KPH or more.

따라서, 차량이 어떠한 주행모드를 유지하고 주행하는 상태에서 운전자의 주행의지에 따라 주행모드의 변경요구가 검출되면 주행모드의 변경을 위한 운전자의 의지인 가속페달의 변화량과 현재의 차량 속도 및 주행모드 변경이 이루어질 수 있는 경계조건을 비교 분석한 다음 조건에 적합한 주행모드로 진입하여 주행을 유지하여 준다.Therefore, if a change request of the driving mode is detected according to the driver's willingness while the vehicle maintains a certain driving mode, the amount of change of the accelerator pedal, which is the driver's intention to change the driving mode, and the current vehicle speed and driving mode After comparing and analyzing the boundary conditions that can be changed, the vehicle enters the driving mode suitable for the conditions and maintains driving.

상기에서 주행모드 변경이 이루어지는 조건은 다음과 같다.The driving mode change condition is as follows.

출발모드에서 현재의 차속이 출발모드의 차속 이상을 유지하고 가속페달의 구동량이 배터리 충전 상태가 적용되는 최대 구동량 이하를 유지하는 경우 정속 주행모드로 주행모드의 변경이 이루어지고, 출발모드에서 현재의 차속이 출발모드의 차속 이상을 유지하고 가속페달의 구동량이 배터리 충전상태가 적용되는 최대 구동량 이상을 유지하는 것으로 판단되면 출발모드에서 가속모드로 주행모드의 변경이 이루어진다.If the current vehicle speed is more than the vehicle speed of the start mode in the start mode and the driving amount of the accelerator pedal is less than the maximum drive amount to which the battery charge state is applied, the driving mode is changed to the constant speed drive mode. When the vehicle speed of the vehicle is maintained at or above the vehicle speed in the start mode, and the driving amount of the accelerator pedal is maintained at or above the maximum drive amount to which the battery charge state is applied, the driving mode is changed from the start mode to the acceleration mode.

정속 주행모드에서 가속페달의 구동량이 배터리 충전 상태가 적용되는 최대구동량 이상을 유지하고 가속페달의 구동 변화량이 배터리 충전 상태가 적용되는 스로틀 밸브 개도율 변화 이상인 것으로 판단되면 정속모드에서 가속 주행모드로의 변경이 이루어진다.If it is determined that the driving amount of the accelerator pedal in the constant speed driving mode is more than the maximum driving amount to which the battery charge state is applied and the driving pedal change is greater than the change in the opening ratio of the throttle valve to which the battery charge state is applied. The change is made.

또한, 가속모드에서 차속이 최소 기준값 이하인 상태를 유지하고 가속 페달의 구동 변화량이 배터리 충전 상태가 적용되는 스로틀 밸브 개도율 변화 이하인 것으로 판단되면 가속 주행모드에서 정속 주행모드로의 변경이 이루어진다.In addition, when it is determined that the vehicle speed remains below the minimum reference value in the acceleration mode and the driving change amount of the accelerator pedal is less than the change in the throttle valve opening ratio to which the battery charge state is applied, the change from the acceleration driving mode to the constant speed driving mode is performed.

이와 같은 종래의 하이브리드 전기자동차에서 주행모드 제어를 위한 가속모드와 일반 주행모드의 판단이 설정된 소정의 차량속도, 대략 30KPH를 기준으로 출발모드와 가속모드로 구분되어 있어, 도 4에서 알 수 있는 바와 같이 초기 출발에서부터 연속적으로 고속의 어느 시점까지 가속하는 상황이 발생하게 되면 출발모드에서 정속 주행모드로 주행모드의 변경이 이루어지며, 모터에 의한 동력 보조가 이루어져 안정된 주행성을 유지하여 준다.In such a conventional hybrid electric vehicle, the determination of the acceleration mode and the general driving mode for driving mode control is divided into a start mode and an acceleration mode based on a predetermined vehicle speed, approximately 30 KPH, as shown in FIG. 4. As described above, when a situation of accelerating from the initial start to a certain point of high speed occurs, the driving mode is changed from the start mode to the constant speed driving mode, and the motor assists the motor to maintain stable driving performance.

그러나, 동일한 가속구간(C)에서 주행모드의 변경이 발생하기 때문에 주행모드의 변경이 발생하는 시점에서 모터에 의한 동력 보조가 부드럽게 매칭되지 않게 된다.However, since the change of the driving mode occurs in the same acceleration section C, the power assistance by the motor is not smoothly matched when the change of the driving mode occurs.

따라서, 'B'와 같이 출력 토크가 불안정하게 되고 이로 인하여 연비에 영향을 미치며, 배가가스를 불안정하게 배출하여 공해를 유발시키는 문제점이 있다.Therefore, as shown in the 'B' the output torque becomes unstable, thereby affecting the fuel economy, there is a problem that causes the pollution by unstable exhaust gas is unstable.

즉, 도 4에서 알 수 있는 바와 같이, 차량의 정지 상태에서 주행을 시작하여 출발모드로의 전환이 이루어지면 모터에 의한 동력 보조(B)가 이루어지고 있으나, 30KPH 이상의 정속구간(C)에서는 차속이 증가하더라도 가속모드로의 모드 전환이쉽게 이루어지지 않고 정속모드를 유지하므로 모터에 의한 동력 보조가 이루어지지 않아 출력 토크가 불안정한 상태를 나타내게 된다.That is, as can be seen in Figure 4, starting the driving in the stopped state of the vehicle is switched to the start mode, the power assist (B) by the motor is made, but in the constant speed section (C) of 30KPH or more vehicle speed Even if this increases, the mode switching to the acceleration mode is not easy and the constant speed mode is maintained, so that the power assist by the motor is not performed, resulting in an unstable output torque.

따라서, 배터리 충전 상태의 함수로 경계조건 값을 설정하는 경우 운전자의 주행모드 변경 의지를 반영하지 못하는 단점이 있다.Therefore, when setting the boundary condition value as a function of the state of charge of the battery, it does not reflect the driver's willingness to change the driving mode.

또한, 배터리 충전 상태에 따라 가속페달의 출력 최대값과 스로틀 밸브 개도량의 값이 가변되므로 동일한 주행상황이라도 배터리 충전 상태에 따라 운전자의 의지와는 관계없이 가속모드 또는 일반 주행모드로 제어되기 때문에 일정한 운전감을 제공하지 못하는 문제점이 있다.In addition, since the maximum value of the accelerator pedal output and the throttle valve opening amount vary depending on the state of charge of the battery, even in the same driving situation, it is controlled in the acceleration mode or the normal driving mode regardless of the driver's will depending on the state of charge of the battery. There is a problem that can not provide a driving feeling.

본 발명은 전술한 바와 같은 제반적인 문제점을 감안하여 발명한 것으로, 그 목적은 하이브리드 전기자동차에서 주행에 관계되는 주행모드중에서 출발모드와 가속모드를 하나의 모드로 통합 제어하고, 모드 변경을 위한 경계조건을 운전자의 의지를 반영하는 가속 페달의 변화량으로 단순화시켜 모드 전환시에 모터에 의한 동력 보조가 안정되게 유지되도록 함으로써 출력 토크의 안정화를 제공하고, 배기가스의 배출을 최소화하도록 한 것이다.The present invention has been made in view of the above-mentioned general problems, and an object thereof is to integrate and control a start mode and an acceleration mode in one mode among driving modes related to driving in a hybrid electric vehicle, and a boundary for mode change. By simplifying the condition to the amount of change in the accelerator pedal reflecting the driver's intention, the power assist by the motor is kept stable at the time of mode switching, thereby providing stabilization of output torque and minimizing emission of exhaust gas.

도 1은 본 발명에 따른 하이브리드 전기자동차의 개략적인 구성 블록도.1 is a schematic block diagram of a hybrid electric vehicle according to the present invention;

도 2는 본 발명에 따른 하이브리드 전기자동차에서 주행모드 제어를 수행하는 일 실시예의 흐름도.2 is a flowchart of an embodiment of performing a driving mode control in a hybrid electric vehicle according to the present invention;

도 3은 본 발명에 따른 하이브리드 전기자동차의 주행모드 제어에 대한 타이밍도.3 is a timing diagram for driving mode control of a hybrid electric vehicle according to the present invention;

도 4는 종래의 하이브리드 전기자동차에서 주행모드 제어에 대한 타이밍도.4 is a timing diagram for driving mode control in a conventional hybrid electric vehicle.

상기의 목적을 실현하기 위하여 본 발명은 주행중에 검출되는 단위 시간당 가속페달의 변화량이 설정된 기준값 이상인지를 판단하는 과정과; 가속 페달의 변화량이 기준값 이하의 상태이면 현재의 차속에 대한 가속 페달의 펙터값을 검출하여 검출된 펙터값이 현재 가속 페달 구동값 이상을 유지하는지 판단하는 과정과;상기에서 검출된 펙터값이 가속 페달 구동값 이상이면 정속 주행모드의 제어를 수행하고, 검출된 펙터값이 가속 페달 구동값 이하이면 가속 주행모드를 제어하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 전기자동차의 주행모드 제어방법을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention includes the steps of determining whether the amount of change of the accelerator pedal per unit time detected during driving is more than the set reference value; If the amount of change of the accelerator pedal is less than or equal to the reference value, detecting a factor value of the accelerator pedal for the current vehicle speed and determining whether the detected factor value maintains a current accelerator pedal drive value or more; and the detected factor value is accelerated. When the pedal drive value is equal to or greater than the constant speed driving mode control, and if the detected factor value is less than the accelerator pedal drive value provides a driving mode control method for a hybrid electric vehicle comprising the step of controlling the acceleration driving mode. .

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, preferred embodiments of the present invention will be described.

도 1에서 알 수 있는 바와 같이 본 발명에 따른 하이브리드 전기자동차는 엔진의 시동이 온을 유지하는 상태에서 운전자에 의해 구동되는 가속페달의 위치 정보를 검출하는 가속 페달 검출부(10)와, 현재의 주행 차속을 검출하는 차속 검출부(20)와, 각 구성요소들의 제어수단들을 통합하여 전체 차량의 거동을 제어하는 HCU(Hybrid Control Unit;30)과, 가속페달의 변위와 브레이크 페달의 구동 여부 등 운전자의 엔진 동력 성능 요구에 따라 HCU(30)에서 인가되는 제어신호에 의해 스로틀 밸브의 개도율을 제어하여 엔진(50)의 출력 제어를 수행하는 ETC(40)와, HCU(30)에서 인가되는 제어신호에 따라 모터 토크 제어 명령을 출력하여 모터(M)로 하여금 동력 발생과 제동 제어시 발전이 일어나도록 하며, 배터리(90)가 항상 적정한 충전상태(State Of Charge)를 유지하도록 하는 MCU(Motor Control Unit;60)와, 상기 MCU(60)의 제어에 따른 PWM(Pulse Width Modulation) 제어로 IGBT를 스위칭시켜 배터리(90)의 전압이 모터(M)에 공급되도록 함으로써 모터(M)를 거동시키는 인버터(70)와, 배터리(90)의 작동 영역내에서 전류와 전압 및 온도 등을 검출하여 충전 상태 및 관리를 수행하는 BMS(Battery Management System;80)로 구성된다.As can be seen in FIG. 1, the hybrid electric vehicle according to the present invention includes an accelerator pedal detection unit 10 that detects position information of an accelerator pedal driven by a driver in a state in which engine starting is maintained and current driving. The vehicle speed detection unit 20 for detecting the vehicle speed, the hybrid control unit 30 for controlling the behavior of the entire vehicle by integrating the control means of each component, the displacement of the accelerator pedal and whether the brake pedal is driven or not The control signal applied from the HCU 30 and the ETC 40 for controlling the opening degree of the throttle valve by the control signal applied from the HCU 30 to control the output of the engine 50 according to the engine power performance request. By outputting a motor torque control command according to the MC to cause the motor (M) to generate power during power generation and braking control, MC to ensure that the battery 90 always maintains the proper state of charge (State Of Charge) Motor (M) by switching the IGBT by U (Motor Control Unit) 60 and Pulse Width Modulation (PWM) control under control of the MCU 60 to supply the voltage of the battery 90 to the motor M And an inverter 70 for operating the battery, and a BMS (Battery Management System) 80 that detects a current, a voltage, a temperature, and the like in the operating region of the battery 90 to perform a charging state and management.

상기한 구성을 갖는 본 발명에 따른 하이브리드 전기자동차에서 주행모드 제어를 수행하는 동작은 다음과 같다.Operation of the driving mode control in the hybrid electric vehicle according to the present invention having the above configuration is as follows.

하이브리드 전기자동차의 주행이 개시되면 HCU(30)는 가속페달 검출부(10)의 정보로부터 운전자의 주행 의지인 가속페달 위치 정보를 판독하여(S101)(S102) 단위 시간당 가속페달의 변화량을 연산한 다음(S103) 가속페달의 변화량이 설정된 기준값 이상인지를 판단한다(S104).When driving of the hybrid electric vehicle starts, the HCU 30 calculates the change amount of the accelerator pedal per unit time by reading the accelerator pedal position information which is the driver's intention to drive from the information of the accelerator pedal detection unit 10 (S101) (S102). It is determined whether the change amount of the accelerator pedal is equal to or greater than the set reference value (S104).

상기에서 단위 시간당 가속페달의 변화량이 설정된 기준값 이상으로 판단되면 운전자의 의지가 가속을 요구하는 것으로 인식하여 가속 주행 모드의 제어를 실행하고(S110), 단위 시간당 가속페달의 변화량이 설정된 기준값 이하의 상태인 것으로 판단되면 현재의 주행 차속을 판독한 다음(S105) 각 차속을 단계별로 학습하여 차속별 가속 페달의 위치를 결정한 맵 테이블로부터 현재 판독되는 차속에 해당하는 가속 페달의 값을 판독한다(S106).If the amount of change in the accelerator pedal per unit time is determined to be greater than or equal to the set reference value, the driver's will recognizes that the acceleration is required, and the control of the acceleration driving mode is executed (S110). If it is determined that the current vehicle speed is read (S105) and then learn each vehicle speed step by step to read the value of the accelerator pedal corresponding to the currently read vehicle speed from the map table to determine the position of the accelerator pedal for each vehicle speed (S106) .

이후, 현재 검출되는 가속페달의 위치 정보와 현재 차속에 대하여 맵 테이블로부터 검출한 가속페달 값을 비교하여(S107) 맵 테이블로부터 검출한 가속페달 값이 현재 검출되는 가속페달 값 보다 큰 상태를 유지하는지를 판단한다(S108).Thereafter, the positional information of the currently detected accelerator pedal is compared with the accelerator pedal value detected from the map table with respect to the current vehicle speed (S107) to determine whether the accelerator pedal value detected from the map table is kept larger than the currently detected accelerator pedal value. It is determined (S108).

상기에서 현재 운전자의 구동에 의해 검출되는 가속페달의 값 보다 차속으로부터 검출되는 가속페달 값이 큰 상태를 유지하는 것으로 판단되면 운전자의 차량 주행의지가 정속 주행 요구인 것으로 판단하여 정속 주행모드를 제어하고(S109), 운전자의 구동에 의해 검출되는 가속페달 값이 차속으로부터 검출되는 가속페달 값 보다 큰 상태를 유지하는 것으로 판단되면 운전자의 주행의지는 가속 모드 제어의요구인 것으로 판단하여 가속 주행모드의 제어를 실행한다(S110).When it is determined that the accelerator pedal value detected from the vehicle speed is larger than the accelerator pedal value detected by the current driver's driving, the driver determines that the driver's willingness to drive the vehicle is a constant speed driving request and controls the constant speed driving mode. In operation S109, when it is determined that the accelerator pedal value detected by the driver's driving is larger than the accelerator pedal value detected from the vehicle speed, it is determined that the driver's driving will is required of the acceleration mode control, and the acceleration driving mode is controlled. To execute (S110).

상기에서 가속 주행모드의 제어에서 모터에 의한 동력 보조는 도 3에서 알 수 있는 바와 같이 가속초기에 모터에 의한 보조량을 최대로 하고, 가속이 진행됨에 따라 점차로 모터에 의한 동력 보조를 줄여주어 엔진에서의 연료 소모가 가장 적은 최적 운전 곡선으로 운전되도록 제어한다.In the control of the acceleration driving mode, the power assisted by the motor maximizes the assisted amount by the motor in the initial stage of acceleration as shown in FIG. 3, and gradually decreases the power assisted by the motor as the acceleration proceeds. Control the fuel consumption at the optimum operating curve with the lowest fuel consumption.

상기 모터에 의한 동력 보조량의 결정에서 가속페달 값이 증가함에 따라 차등 적용한 펙터값과 차속에 따라 적용한 펙터값을 사용하여 가속 초기 동력 보조량을 최대로 유지하는 방식을 적용한다.As the accelerator pedal value increases in the determination of the power assistance amount by the motor, a method of maintaining an initial acceleration assistance amount maximum using a factor value applied according to the differential and a factor value applied according to the vehicle speed is applied.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 하이브리드 전기자동차에서 주행모드의 제어를 출발모드와 가속모드를 하나로 통합 제어함으로서 제어 응답성이 향상되고, 모터에 의한 동력 보조량의 적절한 제어로 안정된 주행성과 배기가스의 농도를 안정화시킨다. 또한, 향후 차량의 튜닝시 가속 페달 및 차속에 대한 펙터값의 변화만을 통해 엔진의 운전점을 파악할 수 있어 모터에 의한 동력 보조량 조정에 편리성을 제공한다.As described above, the present invention improves control responsiveness by controlling the driving mode in the hybrid electric vehicle by combining the start mode and the acceleration mode into one, and by controlling the power assistance amount by the motor, Stabilize the concentration. In addition, it is possible to determine the driving point of the engine only by changing the factor values for the accelerator pedal and the vehicle speed when tuning the vehicle in the future, thereby providing convenience for adjusting the power assist amount by the motor.

Claims (4)

하이브리드 전기자동차에 있어서,In a hybrid electric vehicle, 주행중에 검출되는 단위 시간당 가속페달의 변화량이 설정된 기준값 이상인지를 판단하는 과정과;Determining whether the change amount of the accelerator pedal per unit time detected while driving is equal to or greater than a set reference value; 가속 페달의 변화량이 기준값 이하의 상태이면 현재의 차속에 대한 가속 페달의 펙터값을 검출하여 검출된 펙터값이 현재 가속 페달 구동값 이상을 유지하는지 판단하는 과정과;If the amount of change of the accelerator pedal is less than or equal to the reference value, detecting a factor value of the accelerator pedal for the current vehicle speed and determining whether the detected factor value maintains a current accelerator pedal drive value or more; 상기에서 검출된 펙터값이 가속 페달 구동값 이상이면 정속 주행모드의 제어를 수행하고, 검출된 펙터값이 가속 페달 구동값 이하이면 가속 주행모드를 제어하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 전기자동차의 주행모드 제어방법.And if the detected factor value is equal to or greater than the accelerator pedal driving value, controlling the constant speed driving mode, and if the detected factor value is equal to or less than the accelerator pedal driving value, controlling the acceleration driving mode. How to control the driving mode. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 단위 시간당 검출되는 가속 페달의 변화량이 설정된 기준값 이상을 유지하는 경우 가속 주행모드를 제어하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 전기자동차의 주행모드 제어방법.The driving mode control method of the hybrid electric vehicle, characterized in that for controlling the acceleration driving mode when the amount of change of the acceleration pedal detected per unit time is maintained above the set reference value. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 주행모드의 제어에서 가속페달의 변화량에 대한 펙터값과 차속에 대한펙터값을 적용하여 모터에 의한 동력 보조량을 결정하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 전기자동차의 주행모드 제어방법.The driving mode control method of the hybrid electric vehicle, characterized in that for determining the power assist amount by the motor by applying a factor value for the change amount of the accelerator pedal and the vehicle speed in the control of the driving mode. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 주행모드의 제어는 출발모드와 가속모드를 하나의 모드로 통합하여 제어하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 전기자동차의 주행모드 제어방법.The control of the driving mode is a driving mode control method of a hybrid electric vehicle, characterized in that to control the combined start mode and acceleration mode in one mode.
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