KR20090022084A - 하이브리드 차의 주행 제어 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

하이브리드 차의 주행 제어 장치 및 방법이 개시되어 있고, 일반적인 하이브리드 차에 있어 가속 의지 요구 시 엔진 토오크는 엔진 회전수가 목표치에 도달되기 이전까지 불안정하여 충격이 발생하였으며, 특히 상기 엔진의 동력 전달 장치가 밸트 타입인 경우 이러한 엔진 토오크의 불안정으로 인해 밸트 장력 변화가 발생하여 승차감이 저하되는 문제점이 있었다. 따라서, 본 발명의 IPM은, 엑셀 페달의 조작에 따라 발생한 가속 요구 신호가 수신되는 경우 전동 모터의 토오크를 증가하기 위한 제어 신호를 발생하여 전동 모터 제어부로 공급하고 전동 모터 제어부의 제어에 따라 구동하는 전동 모터의 동력으로 가속하는 것을 포함한다.

자동차, 하이브리드, ISG, 엔진 클러치

Description

하이브리드 차의 주행 제어 장치 및 방법{METHOD AND APPARATUS FOR DRIVING HYBRID ELECTRICAL VEHICLE}

본 발명은 하이브리드 차량의 주행 제어 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하세는, ISG(intergrated Starter and Generator)가 장착되는 하이브리드 차량에 있어 주행 중 운전자의 가속 의지에 따라 엔진 클러치의 직결 시 발생하는 엔진 토오크의 불안정을 제거할 수 있도록 한 장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적인 하이브리드 차(Hybrid Electric Vehicle, HEV)는 내연 엔진과 모터의 출력을 함께 사용하는 차량으로서, 내연 엔진만을 장착한 일반적인 자동차에 비해 유해 가스 배출량을 획기적으로 줄이는 것이 가능하여, 일반적으로 환경 자동차(echo-car)로 부른다.

종래의 하이브리드차의 파워 트레인의 구성이 도시된 도 1 을 참조하면, 내연 엔진(1)과, 내연 엔진(1)의 출력단에 연결되어 있는 엔진 클러치(2)와, 엔진 클러치에 연결되어 있는 캐리어 기어(3)와, 발전기(7)에 연결되어 있는 선기어(6)와, 전동 모터(5)에 연결되어 있는 링기어(4)와, 링기어(4) 및 선기어(6)에 연결되고 캐리어 기어(3)에 연결된 피니언 기어(9)를 포함한다. 여기서 전동 모터(5) 및 발전 기(7)는 발전 및 동력 제공이 함께 가능한 ISG(Integrated Starter & Generator) 구조로 형성될 수 있다. 도면에서 B 는 베어링을 의미한다.

이와 같은 구성에 의해 하이브리드차는 도 2a 내지 도 2d 에 도시된 바와 같이, 차속에 따라 주행 모드가 다르게 선택되어 주행이 이루어지는 것이 가능하다.

하이브리드차는 차량은 출발 또는 저속 주행시에는 도 2a 에 도시된 바와 같이 배터리(8)의 전원을 공급받는 전동모터(5)에 의해 출력을 제공받아 구동 휠이 회전하며, 통상 주행시에는 도 2b 에 도시된 바와 같이, 차속에 따라 내연 엔진(1)과 전동모터(5)를 조합하여 운행이 이루어지는 데, 특히 고속 운행시에는 전동모터(5)에 동력이 내연 엔진(1)의 동력을 보조하여 내연 엔진(1)과 전동모터(5)에 의한 동력이 함께 구동 휠(W)을 회전시킨다. 그리고 감속 시에는 도 2c 에 도시된 바와 같이 전동 모터(5)를 발전기로 이용하여 배터리(8)를 충전시킴으로써 에너지를 회수하게 되며, 정지시에는 도 2d 에 도시된 바와 같이 자동적으로 정지하여 불필요한 연료 소비 및 배출 가스를 저감시키게 된다.

즉, 도 3의 a)에 도시된 바와 같이 상기의 차속이 일정치 이상이 되면, 도 3의 b)에 도시된 바와 같이 엔진(1)의 시동되어 엔진 회전수가 상승하게 되어 목표치에 도달하면 엔진 클러치가 직결되어 전동 모터의 구동력을 엔진으로 전달하게 된다.

이때 도 3의 c)에 도시된 바와 같은 상기 엔진 클러치의 직결 시 엔진 토오크는 엔진 회전수가 목표치에 도달되기 이전까지 도 3의 c)에 도시된 바와 같이 불안정하여 충격이 발생하였다.

또한, 상기 엔진(1)의 동력 전달 장치가 밸트 타입인 경우 이러한 엔진 토오크의 불안정으로 인해 밸트 장력 변화가 발생하여 승차감이 저하되는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 운전자의 가속 요구에 의해 전동 모터의 동력으로 가속함으로써, 엔진 클러치 직결 시 엔진 토오크 불안정으로 인해 발생하는 충격을 제거하여 저하된 승차감을 향상시킬 수 있도록 한 하이브리드 차의 주행 제어 장치 및 방법을 제공하고자 함에 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1 관점에 따른 기술적 과제는,

엔진 제어부 및 엔진, 발전기 제어부 및 발전기, TCU(Transminssion Control Unit), 전동 모터 제어부(MCU) 및 전동모터, 및 전체적인 동작을 제어하는 IPM(Integrated Powertrain Management)으로 구성된 하이브리드 차의 브레이크 제어 장치에 있어서,

상기 IPM은,

엑셀 페달의 조작에 따라 발생한 가속 요구 신호가 수신되는 경우 전동 모터의 토오크를 증가하기 위한 제어 신호를 발생하여 전동 모터 제어부로 공급하고 전동 모터 제어부의 제어에 따라 구동하는 전동 모터의 동력으로 가속하는 것을 특징으로 한다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 관점에 따른 기술적 과제는,

a) IPM(Integrated Powertrain Management)에서 엑셀 페달의 조작에 따라 발생한 가속 요구 신호가 수신하는 단계; 및

b) 상기 a) 단계의 판단 결과 가속 요구 신호가 수신된 경우 전동 모터의 토오크를 증가하기 위한 제어 신호를 발생하여 전동 모터 제어부로 공급하고 전동 모터 제어부의 제어에 따라 구동하는전동 모터의 동력으로 가속하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 운전자의 가속 의지에 의해 전동 모터의 동력으로 가속함으로써, 엔진 클러치 직결 시 엔진 토오크 불안정으로 인해 발생하는 충격을 제거하여 저하된 승차감을 향상시킬 수 효과를 얻는다.

이하 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.

도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 하이브리드 차의 주행 장치의 구성을 보인 블럭 구성도가 도시되어 있고, 도 5는 도 4의 각 부의 출력 신호를 보인 파형도이다.

도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 하이브리드차의 주행 장치의 구성은, 엑셀 페달(미도시됨)을 밟음을 감지하여 전기적 신호를 출력하는 엑셀 위치 센서(미도시됨)로부터 공급되는 가속 요구 신호가 수신될 때 외부로부터 공급되는 전동 모터의 동력 제어를 실행하는 IPM(10)와, 상기 IPM(10)의 제어에 따라 전동 모터(60)의 토오크를 제어하는 전동 모터 제어부(50)를 포함한다.

여기서, 상기 IPM(10)는 운전자의 가속 의지에 따라 전동 모터의 토오크 제어 시작 시점(T1) 및 제어 목표치(Tq1)를 전동 모터(60)의 토오크 제어의 반응 속도를 근거 하여 연산한다.

이 후 상기 IPM(10)는 전동 모터 제어부(50)의 각각의 내부 타이머가 토오크 제어 시작 시점(T1)에 도달되면, 상기 전동 모터(60)의 토오크를 증가하기 위한 제어 신호를 전동 모터 제어부(50)에 공급한다. 이때 상기 전동 모터의 토오크 제어 시작 시점(T1)은 엑셀 위치 센서로부터 공급되는 가속 요구 신호의 수신 시점과 동기된다.

상기 전동 모터(60)의 토오크는 상기 전동 모터 제어부(50)의 제어에 따라 상기 IPM(10)로부터 제공받은 전동 모터 토오크 제어 시작 시점(T1)부터 제어 목표치(Tq1)에 도달될 때까지 증가된다.

이러한 구성에 의하면, 본 발명에 따른 하이브리드 차의 주행 제어 장치의 IPM(10)는 도 5의 a)에 도시된 바와 같이, 엑셀 위치 센서로부터 공급되는 가속 요구 신호를 수신되는 경우 전동 모터의 토오크 증가를 위한 제어 신호를 발생하고, 이 제어 신호는 상기의 전동 모터 제어부(50)에 공급된다.

상기 전동 모터 제어부(50)의 제어 신호를 수신한 전동 모터(60)의 토오크는 도 5의 b)에 도시된 바와 같다.

상기 전동 모터(60)는 도 5의 b)에 도시된 바와 같이, IPM(10)에 저장된 연산값을 제공받아 각각의 전동 모터 토오크를 제어 목표치(Tq1)에 도달될 때까지 증가한다.

이와 같이 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자는 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징으로 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적 인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허 청구범위 의해 나타내어지며, 특허 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

도 1은 일반적인 하이브리드 차의 구성을 보인 도이다.

도 2a 내지 도 2d는 도 1에 도시된 하이브리드 차의 동작 상태를 보인 도들이다.

도 3은 도 1의 도시된 하이브리드 차의 출력 신호를 보인 파형도이다.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 하이브리드 차의 주행 제어 장치의 구성을 보인 도이다.

도 5는 도 4에 도시된 IPM의 출력 신호들을 보인 도이다.

Claims (4)

1. 엔진 제어부 및 엔진, 발전기 제어부 및 발전기, TCU(Transminssion Control Unit), 전동 모터 제어부(MCU) 및 전동모터, 및 전체적인 동작을 제어하는 IPM(Integrated Powertrain Management) 으로 구성된 하이브리드 차의 주행 제어 장치에 있어서,

   상기 IPM은,

   엑셀 페달의 조작에 따라 발생한 가속 요구 신호가 수신되는 경우 전동 모터의 토오크를 증가하기 위한 제어 신호를 발생하여 전동 모터 제어부로 공급하고 전동 모터 제어부의 제어에 따라 구동하는 전동 모터의 동력으로 가속하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차의 주행 제어 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 전동 모터의 토오크 제어는 상기의 가속 요구 신호의 수신 시점과 동기되어 실행되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차의 주행 제어 장치.
3. a) IPM(Integrated Powertrain Management)에서 엑셀 페달의 조작에 따라 발생한 가속 요구 신호가 수신하는 단계; 및

   b) 상기 a) 단계의 판단 결과 가속 요구 신호가 수신된 경우 전동 모터의 토오크를 증가하기 위한 제어 신호를 발생하여 전동 모터 제어부로 공급하고 전동 모터의 제어부의 제어에 따라 구동하는 전동 모터의 동력으로 가속하는 단계를 포함하는 것 을 특징으로 하는 하이브리드 차의 주행 제어 방법.
4. 제3항에 있어서, 상기 전동 모터의 토오크 제어는 가속 요구 신호의 수신 시점과 동기되어 실행되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차의 주행 제어 방법.

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