KR20060134422A - 하이브리드 차량의 동력 전달계의 제어 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 하이브리드 차량의 주행 속도와 엔진 회전수에 맞추어 엔진과 모터의 동작 상태를 변화시켜 동력 전달 효율이 증가되도록 한 하이브리드 차량의 동력 전달계의 제어 방법에 관한 것으로서, 하이브리드 차량의 동력 전달계의 제어 방법에 있어서, 차량의 주행 상황에 맞추어 모터 모드 또는 하이브리드 모드를 선택하는 동력 선택 단계(ST10), 상기 동력 선택 단계(ST10)에서 하이브리드 모드가 선택되는 경우 엔진의 회전 속도와 구동축의 회전 속도를 감지하여 엔진과 모터를 각각 제어하는 단계(ST40)로 구성된다.
하이브리드 차량, 엔진, 모터

Description

하이브리드 차량의 동력 전달계의 제어 방법{A control method for power transmission in hybrid vehicle}
도 1은 종래의 기술에 의한 하이브리드 차량의 동력 전달계의 구성을 나타내는 블록도.
도 2는 본 발명에 의한 하이브리드 차량의 동력 전달계의 제어 방법의 구성을 나타내는 플로우 차트.
도 3은 본 발명에서 사용하는 하이브리드 모드의 구성을 상세히 나타내는 플로우 차트.
본 발명은 하이브리드 차량의 제어 방법에 관한 것으로서, 특히 하이브리드 차량의 주행 속도와 엔진 회전수에 맞추어 엔진과 모터의 동작 상태를 변화시켜 동력 전달 효율이 증가되도록 한 하이브리드 차량의 동력 전달계의 제어 방법에 관한 것이다.
하이브리드 자동차라고 함은 서로 다른 두 종류 이상의 동력원을 효율적으로 조합하여 차량을 구동하는 것을 의미하는 것으로, 대부분의 경우에는 연료를 사용 하여 동력을 얻는 엔진과 전기로 구동되는 전기 모터로 구성된 시스템으로서, 일명 하이브리드 전기 자동차라고 일컬어지고 있다.
도 1은 종래의 기술에 의한 하이브리드 차량의 동력 전달계의 구성을 나타내는 블록도로서, 도면에 도시되어 있는 바와 같이, 엔진(2)의 출력측에 제 1 및 제 2 모터(M1, M2)로 구성된 모터부(M)를 두고 그 후측으로 발진 클러치(C)를 포함하는 무단 변속기(8)를 배치하고, 이의 무단 변속기(8)로부터 출력되는 동력으로 구동륜을 구동시킬 수 있도록 구성하고 있다.
그리고 상기 모터부(M)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)과 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 시동을 걸때에는 전기모터를 이용하여 초기 연료 소모와 배기가스 발생을 최소화하고, 가속시에는 일정 시속동안 전기모터가 엔진의 동력을 보조하게 되는 것이다.
즉, 저속에서는 전기의 힘으로 중고속에서는 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 자동차는 엔진과 모터에서 발생되는 동력이 클러치(C)를 통해 변속기로 전달되어 차량을 주행시키게 된다.
상기와 같은 구성에 있어, 출력 속도 및 토크 제어를 위해 엔진의 동력을 제 1 모터(M1)으로 흡수하고, 이를 제 2 모터(M2)로 공급하여 구동을 하는 직렬형 모드를 빈번하게 사용하면서 필연적으로 효율의 감소를 가져오게 된다.
효율 감소를 방지하기 위하여 제 1 모터(M1)의 속도를 0 으로 유지하여 엔진의 동력을 모두 출력 축으로 직접 공급하도록 제어하는 경우에는 제 1 모터(M1)의 속도를 0 으로 유지하기 위하여 전기 에너지가 소모되어, 동력 효율이 저하되는 문제점이 있었다.
본 발명은 이와 같은 종래의 제반 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 하이브리드 차량의 주행 속도와 엔진 회전수에 맞추어 엔진과 모터의 동작 상태를 변화시켜 동력 전달 효율이 증가되도록 한 하이브리드 차량의 동력 전달계의 제어 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
도 2는 본 발명에 의한 하이브리드 차량의 동력 전달계의 제어 방법의 구성을 나타내는 플로우 차트로서, 하이브리드 차량의 동력 전달계의 제어 방법에 있어서, 차량의 주행 상황에 맞추어 모터 모드 또는 하이브리드 모드를 선택하는 동력 선택 단계(ST10), 상기 동력 선택 단계(ST10)에서 하이브리드 모드가 선택되는 경우 엔진의 회전 속도와 구동축의 회전 속도를 감지하여 엔진과 모터를 각각 제어하 는 단계(ST40)로 구성되어 있음을 도시하고 있다.
상기 상기 엔진과 모터를 각각 제어하는 단계(ST10)는 엔진의 회전 속도가 구동축의 회전 속도보다 낮은 경우에 선택되는 감속 모드(ST110), 엔진의 회전 속도가 구동축의 회전 속도보다 높은 경우에 선택되는 증속 모드(ST120), 엔진의 회전 속도가 구동축의 회전 속도가 동일한 경우에 선택되는 직결 모드(ST130)로 구성되는 것이 바람직하다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 실시예를 설명하면 다음과 같다.
차량의 주행 상황에 맞추어 차량의 주행에 필요로 하는 동력을 선택하도록 한다. 즉, 차량의 출발 초기에 차량의 엔진 동력을 사용하는 경우에는 효율이 낮으므로 모터에서 발생되는 동력을 사용하는 것이 바람직하다. 이때 제 1 모터(M1)로는 전력이 공급되지 않고, 제 2 모터(M2)로만 전원을 공급하여 제 2 모터(M2)에서 발생되는 동력에 의해 차량의 주행이 이루어지도록 한다.
이때 제 2 모터(M2)로 공급되는 전원의 제어는 악셀 페달의 조작 정도에 따른다.
차량이 출발한 후 차량의 주행 속도가 일정 이상으로 증가되면 주행 모드는 모터의 회전력만을 사용하는 모터 모드에서 모터의 회전력과 엔진의 동력을 사용하는 하 이브리드 모드로 변화된다.
동력 공급 모드가 하이브리드 모드로 변화되면 엔진의 회전 속도와 구동축의 회전 속도를 비교하여 적절한 주행 모드가 선택되어 차량이 주행하게 된다.
차량의 주행시 동력 공급 모드가 하이브리드 모드로 변환된 후, 엔진(2)의 회전 속도와 구동축의 회전 속도를 비교하여 도 3에 도시되어 있는 바와 같이 적절한 주행 모드를 선택하도록 한다. 도 3은 본 발명에서 사용하는 하이브리드 모드의 구성을 상세히 나타내는 플로우 차트이다.
우선 엔진(2)의 회전 속도가 구동축의 회전 속도보다 낮은 경우에는 감속 모드(ST110)를 선택하여, 제 2 모터(M2)는 엔진의 토크를 감소시키고(ST112), 엔진 토크 감소에 의해 얻어진 동력은 제 1 모터(M1)로 공급하여 엔진의 회전 속도가 증가되도록 한다(ST114).
이때 클러치(C)는 분리되어 동력이 전달되지 않도록 한다(ST116).
엔진(2)의 회전 속도가 구동축의 회전 속도보다 높은 경우에는 가속 모드(ST130)를 선택하여, 토크가 증가되어야 하므로 제 2 모터(M2)는 엔진의 토크를 증대시키는데 사용되고(ST132), 제 1 모터(M1)는 엔진의 회전수를 감소시킨다(ST134).
이때 클러치(C)는 분리되어 동력이 전달되지 않도록 한다(ST136).
엔진(2)의 회전 속도가 구동축의 회전 속도와 동일한 경우에는 직결 모드(ST120)을 선택하여, 제 1 모터(M1)와 제 2 모터(M2)는 작동을 중지하고(ST122), 클러치(C)는 동력이 전달될 수 있도록 결합(ST124)되어 엔진(2)에서 발생한 동력이 바로 전달될 수 있도록 한다.
이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 이러한 실시예에 한정되지 않으며, 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 기술적 사상 을 벗어나지 않는 범위내에서 실시할 수 있는 다양한 형태의 실시예들을 모두 포함한다.
상기와 같은 본 발명은, 하이브리드 차량의 주행 속도와 엔진 회전수에 맞추어 엔진과 모터의 동작 상태를 변화시켜 동력 전달 효율이 증가되도록 하는 효과가 있다.

Claims (2)

  1. 하이브리드 차량의 동력 전달계의 제어 방법에 있어서, 차량의 주행 상황에 맞추어 모터 모드 또는 하이브리드 모드를 선택하는 동력 선택 단계(ST10), 상기 동력 선택 단계(ST10)에서 하이브리드 모드가 선택되는 경우 엔진의 회전 속도와 구동축의 회전 속도를 감지하여 엔진과 모터를 각각 제어하는 단계(ST40)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 동력 전달계의 제어 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 엔진과 모터를 각각 제어하는 단계(ST10)는 엔진의 회전 속도가 구동축의 회전 속도보다 낮은 경우에 선택되는 감속 모드(ST110), 엔진의 회전 속도가 구동축의 회전 속도보다 높은 경우에 선택되는 증속 모드(ST120), 엔진의 회전 속도가 구동축의 회전 속도가 동일한 경우에 선택되는 직결 모드(ST130)로 구성되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 동력 전달계의 제어 방법.
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