KR20050001678A - 하이브리드 전기 자동차의 시동 제어방법 - Google Patents

Abstract

상온 시동과 저온 시동을 구분하여 다른 조건으로 시동이 이루어질 수 있도록 함으로써, 시동성과 시동 정숙성을 향상시킬 수 있도록 한 하이브리드 전기 자동차의 시동 제어방법을 제공할 목적으로;

이그니션 키이가 온 되면, 대기온을 검출하고, 검출된 대기온이 상온 이상이면, 설정된 상온 시동 엔진 rpm 모드에 따라 엔진 크랭킹을 시작하고, 크랭킹 rpm이 상온 설정 rpm 이상이 되면 연료 인젝션이 이루어지면서 엔진 시동을 실시하는 제1 단계와;

상기에서 제1 단계에서 검출된 대기온이 상온 이하라고 판단되면, 대기온에 따라 설정되어 있는 엔진 요구 토크와 배터리의 요구 출력을 산출하여 이의 요구 토크와 배터리 출력값에 따라 연료 인젝션 개시 rpm을 설정한 후, 엔진 크랭킹을 시작하여 크랭킹 rpm이 요구 토크와 배터리 출력값에 따른 인젝션 개시 설정 rpm 이상이 되면 연료 인젝션이 이루어지면서 엔진 시동을 실시하는 제2 단계로 이루어지는 하이브리드 전기 자동차의 시동 제어방법을 제공한다.

Description

하이브리드 전기 자동차의 시동 제어방법 {START UP CONTROL METHOD OF HYBRID ELECTRIC VEHICLE}

본 발명은 하이브리드 전기 자동차(Hybrid Electric Vehicle)에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 상온 시동과 저온 시동을 구분하여 다른 조건으로 시동이 이루어질 수 있도록 함으로써, 시동성과 시동 정숙성을 향상시킬 수 있도록 한 하이브리드 전기 자동차의 시동 제어방법에 관한 것이다.

예컨대, 하이브리드 자동차라고 함은 서로 다른 두 종류 이상의 동력원을 효율적으로 조합하여 차량을 구동하는 것을 의미하는 것으로, 대부분의 경우에는 연료를 사용하여 동력을 얻는 엔진과 전기로 구동되는 전기 모터로 구성된 시스템으로서, 일명 하이브리드 전기 자동차라고 일컬어지고 있다.

이러한 하이브리드 전기 자동차 구성의 일예를 살펴보면, 도 1에서와 같이, 엔진(2)의 출력측에 전기모터(4)를 두고 그 후측으로 발진 클러치(6)를 포함하는무단 변속기(8)를 배치하고, 이의 무단 변속기(8)로부터 출력되는 동력으로 구동륜(10)을 구동시킬 수 있도록 구성하고 있다.

그리고 상기 전기모터(4)는 모터 컨트롤 유닛(MCU)을 통해 배터리(12)의 전원을 공급받으면서 제어되며, 하이브리드 전기 자동차를 전체적으로 총합 제어하는 하이브리드 제어유닛(HCU)은 엔진제어유닛(ECU)와 트랜스밋션 제어유닛(TCU), 그리고 배터리 관리 시스템(BMS), 운전자가 직접 조작하는 가속 페달 센서(APS)등과 전기적으로 연결되어 현재의 차량 운전상태를 입력받아 모터 컨트롤 유닛(MCU)을 제어하게 되는 것이다.

이러한 하이브리드 전기 자동차는 전기모터에 의하여 시동이 이루어져 초기 연료 소모와 배기가스 발생을 최소화하고, 가속시에는 일정 시속동안 전기모터가 엔진의 동력을 보조하게 되는 것이다.

즉, 저속에서는 전기의 힘으로 중, 고속에서는 연료로 차가 움직이게 되는 것이며, 일반 주행시에도 일정 속도를 넘으면 연료는 전기에서 가솔린으로 바뀌게 됨으로써, 전기모터의 도움으로 엔진에 걸리는 부하 및 작동조건이 개선되고, 엔진의 배기가스 배출을 크게 줄일 수 있는 장점이 있는 것이다.

상기와 같은 하이브리드 전기 자동차의 시동과정은 이그니션 키이를 스타트 위치로 하면, 전기모터가 작동하여 엔진의 크랭킹이 이루어지고, 크랭킹 rpm이 800 ~ 850 에 도달하면 연료가 인젝션되면서 시동이 이루어지게 된다.

그러나 상기와 같은 시동방법에 있어서는 상온 범위내에서는 별다른 문제점이 제기되지 않으나, 저온 시동시에는 많은 문제점을 안고 있다.

보다 구체적으로 살펴보면, 저온(Temp.low)에서의 엔진 요구 토오크를 Tqe.low, 엔진 요구 rpm을 RPMe.low, 요구되는 배터리 파워를 Pbatt.low라고 하고, 상온(Temp.ave)에서의 엔진 요구 토크를 Tqe.ave, 엔진 요구 rpm을 RPMe.ave, 요구되는 배터리 파워를 Pbatt.ave 라고 할 때, 종래 하이브리드 전기 자동차의 저온 시동시에는 Tqe.low = Tqe.ave, RPMe.low = RPMe.ave, Pbatt.low = Pbatt.ave가 된다.

그러나 저온 시동시 엔진 요구 토크는 마찰저항의 증가등으로 인하여 상온에 비하여 높은 토크를 요구하게 되며, 이로 인하여 상온에서의 인젝션 도달을 위해서는 평소 보다 많은 배터리의 파워를 요구하게 된다.

즉, 동일 rpm 도달을 위해서는 Tqe.low > Tqe.ave, RPMe.low > RPMe.ave 가 되고, 상온에서의 토크 및 배터리 파워 추종값은 저온에서와는 크게 달라 이로 인하여 저온시 시동이 어렵게 되고, 시동 정숙성은 기대할 수 전혀 기대할 수 없다는 문제점을 내포하고 있다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 본 발명의 목적은 상온 시동과 저온 시동을 구분하여 다른 조건으로 시동이 이루어질 수 있도록 함으로써, 시동성과 시동 정숙성을 향상시킬 수 있도록 한 하이브리드 전기 자동차의 시동 제어방법을 제공함에 있다.

도 1은 본 발명이 적용되는 하이브리드 전기 자동차의 구성 블록도.

도 2는 본 발명에 의한 작동 흐름도이다.

이를 실현하기 위하여 본 발명은, 이그니션 키이가 온 되면, 대기온을 검출하고, 검출된 대기온이 상온 이상이면, 설정된 상온 시동 엔진 rpm 모드에 따라 엔진 크랭킹을 시작하고, 크랭킹 rpm이 상온 설정 rpm 이상이 되면 연료 인젝션이 이루어지면서 엔진 시동을 실시하는 제1 단계와;

상기에서 제1 단계에서 검출된 대기온이 상온 이하라고 판단되면, 대기온에 따라 설정되어 있는 엔진 요구 토크와 배터리의 요구 출력을 산출하여 이의 요구 토크와 배터리 출력값에 따라 연료 인젝션 개시 rpm을 설정한 후, 엔진 크랭킹을 시작하여 크랭킹 rpm이 요구 토크와 배터리 출력값에 따른 인젝션 개시 설정 rpm 이상이 되면 연료 인젝션이 이루어지면서 엔진 시동을 실시하는 제2 단계로 이루어지는 하이브리드 전기 자동차의 시동 제어방법을 제공한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명이 적용되는 하이브리드 전기 자동차에 대한 구성 블록도로서, 상기에서 상세히 설명하고 있는 바, 본 실시예에서의 상세한 설명은 생략한다.

도 2는 본 발명에 의한 시동 제어방법의 작동 흐름도로서, 먼저 시동을 위하여 운전자가 이그니션 키이를 온 시키면(S100), 하이브리드 컨트롤 유닛(HCU)에서 이를 인식한 후, 주위의 온도, 즉 대기온을 검출하게 된다(S110).

그리고 상기 S110 단계에서 검출된 대기온이 상온 범위인가를 판단하여(S120), 상온 범위에 있다고 판단되면, 이미 입력되어 있는 상온 시동 엔진 rpm 모드로 설정하고(S130), 전기모터(4)를 구동시켜 엔진 크랭킹을 시작하게 된다(S140).

상기에서 상온 시동 엔진 rpm 모드라고 함은 종래와 마찬가지로 연료 인젝션 개시 rpm이 800 ~ 850 일 때 이루어지도록 설정된 모드를 지칭하며, 상온 범위는 대략 15℃ 이상으로 설정하게 되는데, 이 온도는 수치에 한정되는 것이 아니라, 적용 엔진과 차량에 따라 달라질 수 있다.

그리고 상기 S140 단계에서 엔진 크랭킹이 이루어지는 과정에서 크랭킹 rpm이 상온 시동모드의 인젝션 개시 rpm 이상인가를 판단하여(S150), 크랭킹 rpm이 인젝션 개시 rpm 이상이라고 판단되면 인젝션을 시작하여(S160) 엔진의 시동이 이루어지게 한 후 종료된다.

또한, 상기 S120 단계에서 대기온이 상온 범위에 포함되지 않고, 저온이라고 판단되면, 대기온에 따라 미리 설정되어 있는 엔진 토크를 산출하고(S131), 또한, 대기온에 따라 미리 설정되어 있는 배터리 출력을 산출한다(S132).

그리고 상기 S131과 S132 단계에서 산출된 값을 복합 연산하여 미리 설정되어 있는 인젝션 개시 rpm을 설정한 후(S133), 상기 S140 단계로 진입하여 엔진 크랭킹이 이루어지고, S150 단계에서 크랭킹 rpm이 상기 S133 단계에서 설정된 인젝션 개시 rpm 이상인가를 판단하여, 크랭킹 rpm이 인젝션 개시 rpm 이상이라고 판단되면 S160 단계에서 인젝션을 시작하여 엔진의 시동이 이루어지게 한 후 종료된다.

상기 S133 단계에서 산출되는 인젝션 개시 rpm은 대기온에 따라 달라지게 되는데, 기존의 가솔린 엔진과 같이 대략 200 ~ 300 rpm에 도달하면 시동이 이루어질 수 있도록 설정하는 것이 바람직할 것이다.

또한, 저온시의 인젝션 개시 rpm은 저온으로 판단되었을 때 하나의 설정값으로 설정하기 보다는 대기온에 따라 인젝션 개시 rpm을 일정 범위내에서 다단계로 설정하는 것이 바람직하다.

이상에서와 같이 본 발명에 의하면, 상온과 상온 이하의 대기온 변화에 따라 인젝션 rpm을 설정하여 시동이 이루어지도록 함으로써, 상온에서의 부드러운 시동성을 잃지 않으면서, 저온 시동시 대기온에 따른 인젝션 개시 rpm을 설정하여 시동토록 함으로써, 시동성 향상은 물론 시동 정숙성을 꾀하여 당해 차량에 대한 상품성을 높일 수 있는 발명인 것이다.

Claims (4)

1. 이그니션 키이가 온 되면, 대기온을 검출하고, 검출된 대기온이 상온 이상이면, 설정된 상온 시동 엔진 rpm 모드에 따라 엔진 크랭킹을 시작하고, 크랭킹 rpm이 상온 설정 rpm 이상이 되면 연료 인젝션이 이루어지면서 엔진 시동을 실시하는 제1 단계와;

   상기에서 제1 단계에서 검출된 대기온이 상온 이하라고 판단되면, 대기온에 따라 설정되어 있는 엔진 요구 토크와 배터리의 요구 출력을 산출하여 이의 요구 토크와 배터리 출력값에 따라 연료 인젝션 개시 rpm을 설정한 후, 엔진 크랭킹을 시작하여 크랭킹 rpm이 요구 토크와 배터리 출력값에 따른 인젝션 개시 설정 rpm 이상이 되면 연료 인젝션이 이루어지면서 엔진 시동을 실시하는 제2 단계로 이루어짐을 특징으로 하는 하이브리드 전기 자동차의 시동 제어방법.
2. 제1항에 있어서, 제1 단계의 상온 시동시 연료 인젝션 개시 rpm은 800 ~ 850 임을 특징으로 하는 하이브리드 전기 자동차의 시동 제어방법.
3. 제1항에 있어서, 제2 단계의 저온 시동시 연료 인젝션 개시 rpm은 200 ~ 250 임을 특징으로 하는 하이브리드 전기 자동차의 시동 제어방법.
4. 제1항에 있어서, 제2 단계의 저온 시동시 연료 인젝션 개시 rpm은 대기온에따라 다단계로 이루어짐을 특징으로 하는 하이브리드 전기 자동차의 시동 제어방법.