KR20110002970A - The method of reducing tip-out shock in hev - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 하이브리드 차량의 팁-아웃 쇼크 저감 방법에 관한 것으로서, 배터리 충전 제한 상태에서 운전자의 가감속 작동에 따라 팁-인에서 팁-아웃으로 전환될 때, 연료 컷에 의한 쇼크 현상이 발생되는 것을 저감시킬 수 있도록 한 하이브리드 차량의 팁-아웃 쇼크 저감 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for reducing tip-out shock in a hybrid vehicle, wherein a shock phenomenon caused by a fuel cut occurs when a switch-over from tip-in to tip-out according to the driver's acceleration / deceleration operation in a battery charge limit state occurs. The present invention relates to a tip-out shock reduction method of a hybrid vehicle that can be reduced.
하이브리드 차량은 엔진 뿐만 아니라 모터 구동원을 보조 동력원으로 채택하여, 배기가스 저감 및 연비 향상을 도모할 수 있는 미래형 차량으로서, 병렬형 하이브리드 차량의 시스템 구성을 살펴보면, 첨부한 도 1의 구성도에서 보는 바와 같이, 엔진(10), 모터(20), 자동변속기(30)가 일축상에 직결되어 있고, 상기 엔진(10) 및 모터(20)간에는 클러치(40)가 배열되어 있으며, 또한 이들의 동작을 위한 구성으로서 ISG(70: Integrated Starter Generator)가 벨트에 의해 엔진의 크랭크 풀리와 직결되고, 고전압배터리(50)가 인버터(60)를 통해 상기 모터(20)와 충방 전 가능하게 연결되어 있다.The hybrid vehicle is a future vehicle that can adopt a motor driving source as an auxiliary power source as well as an engine, and can reduce exhaust gas and improve fuel efficiency. Referring to the system configuration of the parallel hybrid vehicle, as shown in the configuration diagram of FIG. Similarly, the
이러한 하이브리드 차량에서는, 예를 들어, 차량 초기 출발시 모터를 이용하여 엔진 시동을 걸고, 이후 정속시 엔진의 동력을 이용하며, 조건에 따라 모터를 구동 및 발전시켜 배터리 충전량을 관리하게 된다.In such a hybrid vehicle, for example, the engine is started using a motor at the initial start of the vehicle, and then the engine is driven at constant speed, and the battery charge is managed by driving and generating the motor according to conditions.
또한, 상기 하이브리드 차량에서는, 중속 또는 고속 주행시 차량 구동이 엔진 동력과 모터의 동력으로 이루어지는 데, 예를 들어 급가속 시에는, 배터리 동력까지 차량 구동으로 사용하게 된다.In the hybrid vehicle, vehicle driving at medium speed or high speed is driven by engine power and motor power. For example, during rapid acceleration, battery power is used as vehicle driving.
반면, 감속시에는 모터를 발전시켜 차량의 관성 에너지를 배터리에 저장하는 충전 동작 즉, 회생제동을 수행하게 된다.On the other hand, during deceleration, the motor is developed to perform a charging operation that stores the inertial energy of the vehicle in the battery, that is, regenerative braking.
즉, 클러치에 의해 엔진 동력 절환이 가능한 구조로서, 배터리 충전 제한이 걸리지 않는 경우(클러치가 결합되지 않은 상태)에서 타행 주행시 발전기가 되는 모터에 의해 에너지를 회수하여 배터리를 충전하게 된다.That is, as the engine power can be switched by the clutch, the battery is charged by recovering energy by the motor serving as the generator during the other run when the battery charging limit is not applied (the clutch is not engaged).
이와 달리, 클러치가 결합된 충전 제한 상태에서는 엔진의 마찰 토크에 의하여 타행 주행(오버드라이브)이 이루어진다.On the contrary, in the charging limit state in which the clutch is coupled, the other side driving (overdrive) is performed by the friction torque of the engine.
위와 같은 충전 제한 상황에서 운전자가 팁-인(Tip-in: 가속) 및 팁-아웃(Tip-out: 감속)을 반복하는 경우, 엔진은 연료 분사 수행 및 정지(fuel cut)를 반복하게 된다.When the driver repeats the tip-in and the tip-out in the above charge limit situation, the engine repeats the fuel injection execution and the fuel cut.
그러나, 팁-인에서 팁-아웃으로 전환될 때, 엔진은 연료 분사를 곧바로 정지(fuel cut)하게 되고, 그 순간 엔진의 구동토크 부호가 바뀌게 되어 쇼크 현상이 발생되는 문제점이 있고, 이러한 쇼크 현상으로 인해 운전자 및 승객이 불쾌한 승 차감을 느끼게 되는 문제점이 있다.However, when switching from tip-in to tip-out, the engine immediately stops fuel injection, and at that moment, the driving torque code of the engine is changed, causing a shock phenomenon. Due to this, there is a problem that the driver and passengers feel an uncomfortable ride.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 클러치가 결합된 배터리 충전 제한 상태에서 운전자의 가감속 작동에 따라 팁-인에서 팁-아웃으로 전환될 때, 엔진 토크 변화를 완만하게 하는 토크 프로파일을 부여하여, 연료 컷에 의한 쇼크 현상이 발생되는 것을 저감시킬 수 있도록 한 하이브리드 차량의 팁-아웃 쇼크 저감 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and the torque that smoothes the change in the engine torque when switching from tip-in to tip-out according to the driver's acceleration / deceleration operation in the battery charge limit state with the clutch coupled It is an object of the present invention to provide a tip-out shock reduction method of a hybrid vehicle in which a profile is provided to reduce the occurrence of a shock phenomenon caused by a fuel cut.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 클러치 결합 상태에서 연료 컷 시점과 연료 컷 직전까지의 엔진 토크 프로파일을 설정하는 단계와; 주행중 배터리의 충전 가능 상태인지 충전 제한 상태인지를 확인하는 단계와; 배터리 충전 제한 상태이면서 팁-인 상태에서 팁-아웃 상태로 전환될 때, 엔진 마찰 토크를 미리 설정된 토크 프로파일로 제어하는 단계와; 엔진 마찰 토크가 일정 수준까지 떨어졌는가를 확인하여, 일정 수준까지 떨어진 경우 엔진 연료 컷을 수행하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 팁-아웃 쇼크 저감 방법을 제공한다.The present invention for achieving the above object comprises the steps of setting the engine torque profile from the clutch engagement state to the fuel cut time and just before the fuel cut; Checking whether the battery is in a chargeable state or a charge limit state while driving; Controlling the engine friction torque to a preset torque profile when the battery charging limit state is switched from the tip-in state to the tip-out state; Checking whether the engine friction torque has dropped to a certain level, and performing an engine fuel cut when the engine friction torque has fallen to a certain level; It provides a tip-out shock reduction method of a hybrid vehicle comprising a.
바람직한 구현예로서, 상기 엔진 토크 프로파일은 운전자 요구토크에 따른 엔진 구동상태에서 타행 주행 상태로 전환되는 시점의 토크값에서 축 토크 기준으로 0에 근접할 때까지 토크 변화를 완만하게 제어하는 범위로 설정된 것을 특징으로 한다.In a preferred embodiment, the engine torque profile is set to a range that gently controls the torque change from the torque value at the time of switching from the engine driving state to the non-driving state according to the driver's required torque until it approaches zero based on the axial torque. It is characterized by.
특히, 엔진 마찰 토크가 축 토크 기준으로 0에 근접하는 시점까지 연료 인젝션을 유지하다가, 엔진 마찰 토크가 0에 근접하는 수준까지 떨어지면 엔진 연료 컷을 수행하는 것을 특징으로 한다.In particular, the fuel injection is maintained until the engine friction torque approaches zero based on the axial torque, and the engine fuel cut is performed when the engine friction torque drops to a level approaching zero.
상기한 과제 해결 수단을 통하여, 본 발명은 다음과 같은 효과를 제공한다.Through the above problem solving means, the present invention provides the following effects.
본 발명에 따르면, 하이브리드 차량의 배터리 충전 제한 상태에서 운전자의 가감속 작동에 따라 팁-인에서 팁-아웃으로 전환될 때, 타행 주행을 위한 엔진 마찰 토크 변화를 완만하게 하는 토크 프로파일로 제어하여, 연료 컷에 의한 쇼크 현상이 드라이브 샤프트로 전달되는 것을 크게 저감시킬 수 있고, 그에 따른 승차감 향상을 도모할 수 있다.According to the present invention, when switching from the tip-in to the tip-out according to the driver's acceleration / deceleration operation in the battery charge limit state of the hybrid vehicle, by controlling the torque profile that smoothly changes the engine friction torque for traveling, It is possible to greatly reduce the shock phenomenon caused by the fuel cut to be transmitted to the drive shaft, thereby improving the riding comfort.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조로 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명의 이해를 돕기 위하여, 먼저 하이브리드 차량의 파워트레인 및 그 동작을 살펴보면 다음과 같다.In order to help the understanding of the present invention, the powertrain of the hybrid vehicle and its operation will be described first.
첨부한 도 1을 참조하면, 하이브리드 차량의 파워트레인 구성에 대한 일례로서, 엔진(10), 모터(20), 자동변속기(30)가 일축상에 직결되어 있고, 상기 엔진(10) 및 모터(20)간에는 클러치(40)가 배열되어 있으며, 이 구성들의 동작을 위하여 ISG(70: Integrated Starter Generator)가 벨트에 의해 엔진의 크랭크 풀리와 직결되고, 고전압배터리(50)가 인버터(60)를 통해 상기 모터(20)와 충방전 가능하게 연결되어 있다.Referring to FIG. 1, as an example of a power train configuration of a hybrid vehicle, an
이러한 구성을 갖는 하이브리드 차량에 있어서, 모터 동력만을 이용하는 드라이브 샤프트를 구동시켜 순수 전기자동차 모드인 EV(electric vehicle) 주행모드가 구현되고, 상기 모터의 구동에 의하여 엔진의 기동 및 아이들시 배터리에 대한 충전 모드가 구현된다.In a hybrid vehicle having such a configuration, an EV (electric vehicle) driving mode, which is a pure electric vehicle mode, is implemented by driving a drive shaft using only motor power, and the battery is charged when the engine is started and idle by driving the motor. The mode is implemented.
또한, 엔진의 동력을 구동축에 전달하기 위하여 상기 엔진과 모터 사이에 배열된 클러치를 연결하게 되면, 엔진 및 모터의 동력을 함께 이용한 HEV 주행 모드, 즉 엔진의 동력을 주동력으로 하면서 모터의 동력을 보조동력으로 이용하는 HEV(hybrid electric vehicle) 주행모드가 구현될 수 있고, 감속시에는 모터를 발전시켜 차량의 관성 에너지를 배터리에 저장하는 충전 동작 즉, 회생제동을 수행하게 된다.In addition, when connecting the clutch arranged between the engine and the motor to transfer the power of the engine to the drive shaft, HEV driving mode using the power of the engine and the motor, that is, the power of the motor while the power of the engine as the main power A hybrid electric vehicle (HEV) driving mode using auxiliary power may be implemented, and when decelerating, a charging operation for generating an inertia energy of the vehicle to be stored in a battery, that is, regenerative braking is performed.
이러한 하이브리드 차량의 배터리 충전 제한 상태 즉, 클러치 결합 상태에서 운전자가 팁-인(Tip-in: 가속) 및 팁-아웃(Tip-out: 감속)을 반복하는 경우, 팁-인에서 팁-아웃으로 전환되는 순간, 엔진의 연료 분사 정지(fuel cut)로 인해 쇼크 현상이 발생되는 문제점이 있다.If the driver repeats the tip-in and the tip-out in the battery charging limit state of the hybrid vehicle, that is, the clutch engagement state, the tip-in to tip-out At the moment of switching, a shock phenomenon occurs due to the fuel cut of the engine.
본 발명은 팁-인에서 팁-아웃으로 전환되는 순간, 엔진의 연료 분사 정지(fuel cut)로 인해 구동축 즉, 드라이브 샤프트에 쇼크가 발생되는 것을 방지하고자, 팁-인에서 팁-아웃으로 전환되는 시점의 엔진 토크에 완만하게 변화되는 토크 프로파일을 부여한 점에 특징이 있다.The present invention switches from tip-in to tip-out at the moment of switching from tip-in to tip-out, in order to prevent shock on the drive shaft, ie drive shaft, due to the fuel cut of the engine. It is characteristic in that the torque profile which changes gently to the engine torque of the viewpoint is given.
이러한 토크 프로파일이 부여된 엔진 토크가 축 토크를 기준으로 0(제로)으로 근접할 때까지 연료 인젝션을 유지하고, 0에 근접할 때 연료 컷을 수행하여 쇼크 현상을 저감시킬 수 있다.The fuel injection can be maintained until the engine torque given this torque profile approaches 0 (zero) based on the axial torque, and the fuel cut can be performed when approaching 0 to reduce the shock phenomenon.
여기서, 본 발명에 따른 하이브리드 차량의 팁-아웃 쇼크 저감 방법을 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.Here, the tip-out shock reduction method of the hybrid vehicle according to the present invention will be described in detail as follows.
첨부한 도 2는 본 발명에 따른 하이브리드 차량의 팁-아웃 쇼크 저감 방법을 설명하는 순서도이고, 도 3은 본 발명에 따른 하이브리드 차량의 팁-아웃 쇼크 저감을 위한 엔진 토크 프로파일을 설명하는 제어도이다.2 is a flowchart illustrating a method for reducing tip-out shock of a hybrid vehicle according to the present invention, and FIG. 3 is a control diagram illustrating an engine torque profile for reducing tip-out shock of a hybrid vehicle according to the present invention. .
먼저, 클러치 결합 상태에서 연료 컷 시점과 연료 컷 직전까지의 엔진 토크 프로파일을 설정한다(S101).First, the engine torque profile from the clutch engagement state until the fuel cut time and immediately before the fuel cut is set (S101).
상기 엔진 토크 프로파일은 운전자 요구토크에 따른 목표 엔진 구동상태가 유지되다가(예를 들어, 가속을 위해 가속페달을 밟는 팁-인 상태), 타행 상태(가속페달을 떼어 감속이 이루어지는 팁-아웃 상태)로 전환되는 시점의 값에서 축 토크 기준으로 0에 근접할 때까지 필터링 효과를 주어 토크 변화를 완만하게 제어할 수 있는 범위로 설정된다.The engine torque profile is maintained in a target engine driving state according to a driver's required torque (for example, a tip-in state of stepping on the accelerator pedal for acceleration), and a stroke state (tip-out state of decelerating by removing the acceleration pedal). It is set to a range that can smoothly control the torque change by giving a filtering effect until the value closes to zero based on the axial torque from the value at the time of switching to.
이때, 상기 필터링을 위한 필터계수는 운전성 및 연비를 고려하여 결정된다.At this time, the filter coefficient for the filtering is determined in consideration of the operability and fuel economy.
다음으로, 주행중 배터리의 충전 가능 상태인지 충전 제한 상태인지를 확인한다(S102).Next, it is checked whether the battery is in a chargeable state or a charge limit state while driving (S102).
배터리 충전 가능 상태 즉, 클러치가 해제되고, 클러치 해제에 따라 엔진의 연료컷이 수행되며, 모터의 충전 토크에 의한 타행 주행(coasting)이 이루어지는 상태이면, 다시 말해서 배터리 충전 가능 상태이면서 팁-인 상태에서 팁-아웃 상태로 전환되는 상태이면, 엔진과 드라이브 샤프트가 단절된 상태이므로, 엔진 연료컷(fuel cut)에 의한 쇼크가 드라이브 샤프트로 전달되지 않는다.If the battery can be charged, that is, the clutch is released and the fuel cut of the engine is performed according to the clutch release, and coasting is performed by the charging torque of the motor, that is, the battery can be charged and the tip-in state. If the engine is in the tip-out state, the shock from the engine fuel cut is not transmitted to the drive shaft because the engine and the drive shaft are disconnected.
반면, 배터리 충전 제한 상태 즉, 모터에 의한 충전 토크 발생 불가 상태(모터는 0 토크)이면서 클러치의 결합에 의한 엔진 마찰 토크가 드라이브 샤프트로 전달되어 타행 주행이 이루어지는 상태이면, 다시 말해서 배터리 충전 제한 상태이면서 팁-인 상태에서 팁-아웃 상태로 전환되면서 엔진 연료컷이 이루어지는 상태이면, 엔진과 드라이브 샤프트는 클러치에 의하여 연결된 상태이므로, 엔진 연료컷에 의한 쇼크가 드라이브 샤프트로 전달된다.On the other hand, if the battery charge limit state, that is, the state in which the charging torque generated by the motor (motor is 0 torque) and the engine friction torque by the coupling of the clutch is transmitted to the drive shaft to perform the other side driving, that is, the battery charge limit state When the engine fuel cut is made while the tip-in state is switched from the tip-in state to the tip-out state, the engine and the drive shaft are connected by the clutch, so that the shock caused by the engine fuel cut is transmitted to the drive shaft.
이에, 배터리 충전 제한 상태이면서 팁-인 상태에서 팁-아웃 상태로 전환될 때, 엔진 마찰 토크를 미리 설정된 토크 프로파일로 제어한다(S103)Therefore, when the battery charging limit state is switched from the tip-in state to the tip-out state, the engine friction torque is controlled to a preset torque profile (S103).
따라서, 엔진 모드가 운전자 요구에 따라 엔진 구동에서 엔진 타행으로 가는 상황 즉, 배터리 충전 제한 상태이면서 팁-인 상태에서 팁-아웃 상태로 전환되는 시점에 맞추어 엔진 마찰 토크를 미리 설정된 토크 프로파일로 제어하되, 축 토크 기준으로 0에 근접할 때까지 필터링 효과를 주어 토크 변화를 완만하게 제어한다.Therefore, the engine friction torque is controlled by a preset torque profile in accordance with the situation where the engine mode goes from engine driving to engine cruising according to the driver's demand, that is, when the battery charging is restricted and the tip-in state is changed from the tip-in state to the tip-out state. In addition, the change in torque is smoothly controlled by giving a filtering effect until it approaches zero based on the shaft torque.
연이어, 엔진 마찰 토크를 미리 설정된 토크 프로파일로 제어한 후, 엔진 마 찰 토크가 일정 수준까지 떨어졌는가를 확인하여(S104), 일정 수준까지 떨어진 경우 엔진 연료 컷을 수행한다(S105).Subsequently, after controlling the engine friction torque to a preset torque profile, it is checked whether the engine friction torque has dropped to a certain level (S104), and if it has fallen to a certain level, an engine fuel cut is performed (S105).
보다 상세하게는, 엔진 마찰 토크가 축 토크 기준으로 0에 근접하는 시점까지 연료 인젝션을 유지하다가, 엔진 마찰 토크가 0에 근접하는 수준까지 떨어지면 엔진 연료 컷을 수행한다.More specifically, the fuel injection is maintained until the engine friction torque approaches zero based on the axial torque, and the engine fuel cut is performed when the engine friction torque drops to a level near zero.
물론, 엔진 마찰 토크가 0에 근접하는 시점까지 연료 인젝션이 이루어짐에 따른 다소의 연비 저하가 있지만, 상당히 짧은 시간이기 때문에 연비저하 및 요구토크 미추종의 영향은 매우 작다 할 것이다.Of course, there is some fuel economy reduction as the fuel injection is made until the engine friction torque approaches zero, but since the fuel consumption is considerably shorter, the effects of fuel economy reduction and the required torque non-following will be very small.
이와 같이, 엔진 연료컷에 따른 충격이 엔진 마찰 토크가 크게 낮아진 수준에서 이루어지게 되므로, 엔진 마찰 토크에 의하여 전달되는 쇼크가 드라이브 샤프트까지 전달되지 않게 되어, 승차감을 크게 향상시킬 수 있다.In this way, since the impact caused by the engine fuel cut is made at the level at which the engine friction torque is significantly lowered, the shock transmitted by the engine friction torque is not transmitted to the drive shaft, thereby greatly improving the riding comfort.
도 1은 하이브리드 차량의 파워 트레인 구성을 설명하는 블럭도,1 is a block diagram illustrating a power train configuration of a hybrid vehicle;
도 2는 본 발명에 따른 하이브리드 차량의 팁-아웃 쇼크 저감 방법을 설명하는 순서도,2 is a flowchart illustrating a tip-out shock reduction method of a hybrid vehicle according to the present invention;
도 3은 본 발명에 따른 하이브리드 차량의 팁-아웃 쇼크 저감을 위한 엔진 토크 프로파일을 설명하는 제어도.3 is a control diagram illustrating an engine torque profile for reducing tip-out shock in a hybrid vehicle according to the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
10 : 엔진10: engine
20 : 모터20: motor
30 : 자동변속기30: automatic transmission
40 : 클러치40: clutch
50 : 배터리50: battery
60 : 인버터60: inverter
70 : ISG70: ISG
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