KR20120124692A - 하이브리드 차량의 엔진 토크 저감 제어 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 하이브리드 차량의 엔진 토크 저감 제어 방법이 개시되어 있다. 변속 제어 유닛(TCU)에서 변속 시작 시점 이 후 엔진 토크 저감 제어 조건을 만족하는 경우 엔진 토크 저감 제어를 실행하고, 변속 종료 전에 엔진 토크 저감 제어 조건을 만족하는 경우 변속 제어 감지부에 의해 측정된 변속기의 출력측 토크 측정치와 ECU의 엔진 토크 저감량을 토대로 연산된 출력측 토크 예측치의 차를 연산하고, 상기 출력측 토크 측정치와 출력측 토크 예측치의 차에 대한 연산값이 미리 정해진 동작 기준치 이상인 경우 엔진 토크 저감 제어를 계속 실행하고 다음 변속 시작 시점에 도달하면 엔진 토크 저감 제어를 해지함에 따라 기존의 엔진 토크 저감 제어 패턴을 따라 변속 종료 시에서 엔진 토크 저감 제어 해지될 때 변속 구동부의 입력측 토크의 변동에 대한 출력측 토크 변화에 의해 발생하는 진동을 근본적으로 제거하여 변속 충격을 제거할 수 있고 차량의 변속감을 더욱 향상하게 된다.

Description

하이브리드 차량의 엔진 토크 저감 제어 방법{METHOD FOR CONTROLLING REDUCTION ENGINE TORQUE OF HYBRID VEHICLE}

본 발명은 변속 종료 시점에서 엔진 토크 저감 제어 해지 시 발생하는 변속 충격을 방지하고자 한 방안에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 엔진 토크 저감 제어 조건을 만족하는 경우 변속 종료 시점부터 다음 변속 시작 시점까지 엔진 토크 저감 제어를 유지할 수 있도록 한 하이브리드 차량의 토크 저감 제어 방법에 관한 것이다.

이러한 하이브리드 차량은 엔진뿐만 아니라 전기모터를 보조동력원으로 채택하여 배기가스 저감 및 연비향상을 도모하는 미래형 차량으로, 연비를 개선하고 환경친화적인 제품을 개발해야 한다는 시대적 요청에 부응하여 더욱 활발한 연구가 진행되고 있다.

하이브리드 차량은 전기모터(구동모터)의 동력만을 이용하는 순수 전기자동차 모드인 EV(Electric Vehicle) 모드, 엔진의 회전력을 주동력으로 하면서 구동모터의 회전력을 보조동력으로 이용하는 HEV(Hybrid Electric Vehicle) 모드, 차량의 제동 혹은 관성에 의한 주행 시 제동 및 관성 에너지를 상기 구동모터의 발전을 통해 회수하여 배터리에 충전하는 회생제동(Regenerative Braking, RB) 모드 등의 주행모드로 주행한다.

이와 같이 하이브리드 차량에서는 엔진의 기계적 에너지와 배터리의 전기에너지를 함께 이용하고 엔진과 구동모터의 최적 작동영역을 이용함은 물론 제동시에는 구동모터로 에너지를 회수하므로 연비 향상 및 효율적인 에너지 이용이 가능해진다.

그리고, 하이브리드 차량에는 하이브리드 제어기(Hybrid Control Unit, HCU)가 탑재되어 있고, 또한 시스템을 구성하는 각 장치 별로 제어기를 구비하고 있다.

예컨대, HCU는 엔진 작동의 전반을 제어하는 엔진 제어기(Engine Control Unit, ECU), 구동모터 작동의 전반을 제어하는 모터 제어기(Motor Control Unit, MCU)(인버터 포함), 변속기를 제어하는 변속기 제어기(Transmission Control Unit, TCU), 배터리 상태를 감시하고 관리하는 배터리 제어기(Battery Management System, BMS), 실내온도 제어를 담당하는 에어컨 제어기(Full Auto Temperature Controller, FATC) 등이 각 제어기들의 구동 제어 및 하이브리드 운전모드 설정, 그리고 차량 전반의 제어를 담당하는 최상위 제어기로서, 상기한 각 제어기들이 최상위 제어기인 HCU를 중심으로 고속 CAN 통신라인으로 연결되어, 제어기들 상호 간에 정보를 주고받으면서 상위 제어기는 하위 제어기에 명령을 전달하도록 되어 있다.

즉, ECU 또는 MCU에서는 변속 제어에 필요한 정보가 있으면, 변속기 제어기(TCU)로 정보를 보내어 변속 제어가 이루어지도록 하는데, 이때 TCU에서는 상기 ECU 및 MCU로부터 전달되는 정보와 변속 제어 감지부로부터 입력되는 정보를 미리 입력된 데이터와 비교 판단하여 변속기를 제어함으로써, 최적의 변속 제어가 이루어지게 하는 것이다.

그러나, 이러한 하이브리드 차량의 TCU는 변속 제어 감지부로부터 변속기의 입력측 토크 변동에 대한 출력측 토크 변화가 감지되면 엔진 토크 저감 명령을 생성하여 ECU로 전달하고, ECU는 엔진 토크 저감 명령을 수신하여 도 1에 도시된 엔진 토크 저감 제어 패턴에 따라 엔진 토크 저감 제어를 실행한다.

이러한 엔진 토크 저감 제어 패턴에 의하면, 변속 종료 시점에서 엔진 토크 저감 제어 해지되어 엔진 또는 모터 토크가 급격하게 상승하고, 이러한 엔진 토크의 급격한 상승에 따라 입력측 토크에 대한 출력측 토크가 급격하게 변동되고, 이에 따라 출력측 토크의 급격한 변동에 따른 진동으로 변속 충격으로 발생되었다.

본 발명은 상기한 사정을 감안하여 창출된 것으로서, 본 발명에서 도달하고자 하는 목적은 변속 제어 유닛(TCU)에서 변속 시작 시점 이 후 엔진 토크 저감 제어 조건을 만족하는 경우 엔진 토크 저감 제어를 실행하는 단계; 변속 종료 전에 엔진 토크 저감 제어 조건을 만족하는 경우 변속 제어 감지부에 의해 측정된 변속기의 출력측 토크 측정치와 ECU의 엔진 토크 저감량을 토대로 연산된 출력측 토크 예측치의 차를 연산하는 단계; 상기 출력측 토크 측정치와 출력측 토크 예측치의 차이가 미리 정해진 동작 기준치 이상인 경우 엔진 토크 저감 제어를 계속 실행하는 단계를 포함하는 하이브리드 차량의 엔진 토크 저감 제어 방법을 제공함에 따라, 변속 종료 시 엔진 토크 저감 제어 해지에 따른 변속기의 입력측 토크의 변동에 대한 출력측 토크 변화에 의해 발생하는 진동을 근본적으로 제거하여 변속 충격을 제거할 수 있고 차량의 변속감을 더욱 향상하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 1 관점에 따른 하이브리드 차량의 엔진 토크 저감 제어 방법은,

변속 제어 유닛(TCU)에서 변속 시작 시점 이 후 엔진 토크 저감 제어 조건을 만족하는 경우 엔진 토크 저감 제어를 실행하는 단계;

변속 종료 직전에 엔진 토크 저감 제어 조건을 만족하는 경우 변속 제어 감지부에 의해 측정된 변속기의 출력측 토크 측정치와 ECU의 엔진 토크 저감 요구량을 토대로 연산된 출력측 토크 예측치의 차를 연산하는 단계; 및

상기 출력측 토크 측정치와 출력측 토크 예측치의 차가 미리 정해진 동작 기준치 이상인 경우 엔진 토크 저감 제어를 계속 실행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 방법은,

상기 TCU에서 다음 변속 시작되었는 지를 판단하고 다음 변속 시작 시점에서 엔진 토크 저감 제어를 해지하는 단계를 더 바람직하다 할 것이다.

상기 방법은,

상기 출력측 토크 측정치와 출력측 토크 예측치의 차이가 상기 동작 기준치 이상이 아닌 경우 엔진 토크 저감 제어를 해지하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다 할 것이다.

여기서, 상기 엔진 토크 저감 제어 조건은,

현재의 변속단 정보, 유온, 엔진 회전수, 터빈 회전수, 스로틀 개로 변화량, 및 터빈 회전수 변화량이 각각 설정값 조건을 만족하고, 통신 및 센서 계통에 고장이 없는 경우를 포함하는 것이 바람직하다 할 것이다.

이에, 본 발명의 하이브리드 차량의 엔진 토크 저감 제어 방법에 의하면, 변속 제어 유닛(TCU)에서 변속 시작 시점 이 후 엔진 토크 저감 제어 조건을 만족하는 경우 엔진 토크 저감 제어를 실행하고, 변속 종료 전에 변속 제어 감지부에 의해 측정된 변속기의 출력측 토크 측정치와 ECU의 엔진 토크 저감량을 토대로 연산된 출력측 토크 예측치의 차를 연산하고, 상기 출력측 토크 측정치와 출력측 토크 예측치의 차에 대한 연산값이 미리 정해진 동작 기준치 이상인 경우 엔진 토크 저감 제어를 계속 실행함에 따라 변속 종료 시 엔진 토크 저감 제어 해지에 따른 변속기의 입력측 토크의 변동에 대한 출력측 토크 변화에 의해 발생하는 진동을 근본적으로 제거하여 변속 충격을 제거할 수 있고 차량의 변속감을 더욱 향상하는 효과를 얻는다.

본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
도 1은 일반적인 하이브리드 차량의 엔진 토크 저감 제어 패턴을 보인 파형도이다.
도 2는 본 발명에 따른 하이브리드 차량의 엔진 토크 저감 제어 과정을 보인 흐름도이다.
도 3은 도 2에 도시된 엔진 토크 저감 제어 패턴을 보인 파형도이다.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 첨부 도면 및 도면에 기재된 내용을 참조하여야 한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 하이브리드 차량의 엔진 토크 저감 제어 과정을 설명하기 위한 흐름도이고, 도 3은 도 2에 도시된 엔진 토크 저감 제어 패턴을 보인 파형도이다.

본 발명의 실시 예에 따른 하이브리드 차량의 엔진 토크 저감 제어방법을 설명하기에 앞서, 하이브리드 차량은, 변속 레버 및 차속 및 브레이크 패달로부터 입력되는 정보들을 근거로 목표 변속단을 설정하고 설정된 목표 변속단에 대응되어 미리 입력되어진 결합측 요소의 유압 듀티값 및 해방측 요소의 유압 듀티값을 가지는 변속 패턴에 따라 변속 구동부를 제어하기 위한 변속 신호를 생성하여 전송하는 변속 제어 유닛(TCU: Transmission Control Unit)을 포함하여 최적의 변속 제어가 이루어진다.

또한, 상기의 변속 제어 유닛(TCU)에는 결합측 요소 및 해방측 요소를 포함하는 마찰 요소들의 유압 듀티값을 보정하기 위한 현재 변속단에 대비 보정 계수 및 각종 임계값들을 테이블 값(interpolation table)으로 미리 저장하고 있으며, 그리고, 변속 구동부는 결합측 요소 및 해방측 요소를 포함하는 마찰 요소의 유압 제어 수단에 적용되는 모든 솔레노이드 밸브를 의미한다.

즉, 변속 제어 유닛(TCU)에서 이와 같은 입력되는 정보들을 통해 변속 제어가 이루어지게 되는데, 하이브리드 차량의 경우 엔진 또는 모터의 입력측 토크를 전달받은 변속 구동부는 입력측 토크의 변동에 따라 출력측 토크가 변동되고, 이러한 출력측 토크의 변동에 의해 변속 중에 변속 쇼크가 발생하게 된다.

따라서, 이러한 변속 중의 변속 구동부의 입력측 토크와 출력측 토크 변동을 감소하기 위해 상기 TCU는 엔진 제어 유닛(ECU)에게 엔진 토크 저감 제어 요구하고, 상기 ECU는 이러한 TCU의 요구에 따라 엔진 토크 저감 제어를 실행한다.

즉, 변속 종료 시점에서 엔진 토크 저감 제어가 해지됨에 따라 발생하는 변속 쇼크를 방지하기 위해, 본 발명의 실시 예는 변속 종료 시점 이후(변속 중이 아닌 경우) 출력측 토크 측정치와 출력측 토크 예측치가 기 설정된 동작 기준치 이상인 경우 도 2에 도시된 바와 같은 일련의 과정을 통해 엔진 토크 저감 제어를 계속 실행하게 된다.

도 2에 도시된 바와 같이, 변속 제어 유닛(TCU)에서, 단계(101)를 통해 변속 시작 시점에 도달한 경우 단계(103)를 통해 엔진 토크 저감 제어 조건을 만족하는 지를 판단하고, 판단 결과 엔진 토크 저감 제어 조건을 만족하는 경우 엔진 토크 저감 제어를 요구하고, 이러한 엔진 토크 요구 제어를 수신한 ECU에서 엔진 토크 저감 제어를 실행한다(단계 105).

여기서, 상기 엔진 토크 저감 제어 조건은, 현재의 변속단 정보, 유온, 엔진 회전수, 터빈 회전수, 스로틀 개로 변화량, 및 터빈 회전수 변화량이 각각 설정값 조건을 만족하고, 통신 및 센서 계통에 고장이 없는 경우인 것을 의미한다.

이 후 상기 TCU는 변속 종료 시점 전에 도달하였는 지를 판단하고(단계 107), 변속 종료 시점 전 기 설정된 시간(T1)에 도달한 경우 변속 구동부의 출력측 토크를 측정하여 출력측 토크 측정치를 출력하고(단계 109), 이어 ECU의 엔진 토크 저감 요구량에 따른 변속 구동부의 출력측 토크 예측치를 연산한다(단계 111).

그리고, 상기 TCU는 출력측 토크 측정치와 출력측 토크 예측치의 차를 연산하여(단계 113), 상기 연산값을 기 설정된 동작 기준치와 비교한다(단계 115).

예를 들어 상기 연산값이 기 설정된 동작 기준치 이상인 경우 상기 TCU는 상기 엔진 토크 저감 제어를 계속 실행한다(단계 117).

그러나, 상기 연산값이 기 설정된 동작 기준치 이상이 아닌 경우 상기 TCU는 상기 엔진 토크 저감 제어를 해지한다(단계 119).

한편, 상기 TCU는 단계(121)를 통해 다음 변속 시작 시점에 도달한 경우 상기 단계(119)로 진행하여 엔진 토크 저감 제어를 해지한다.

즉, 상기의 일련의 과정을 통해 엔진 토크 저감 제어 패턴은 도 3에 도시된 바와 같다. 즉, 상기 TCU는 변속 종료 시점 이 후 출력측 토크 측정치와 출력측 토크 예측치의 차에 대한 연산값이 기 설정된 동작 기준치 이상인 경우 엔진 토크 저감 제어를 계속 실행하고, 상기 연산값이 상기 동작 기준치 이상이 아닌 경우 엔진 토크 저감 제어를 해지하게 된다.

본 발명에 의하면, 변속 제어 유닛(TCU)에서 변속 시작 시점 이 후 엔진 토크 저감 제어 조건을 만족하는 경우 엔진 토크 저감 제어를 실행하고, 변속 종료 전에 엔진 토크 저감 제어 조건을 만족하는 경우 변속 제어 감지부에 의해 측정된 변속기의 출력측 토크 측정치와 ECU의 엔진 토크 저감량을 토대로 연산된 출력측 토크 예측치의 차를 연산하고, 상기 출력측 토크 측정치와 출력측 토크 예측치의 차에 대한 연산값이 미리 정해진 동작 기준치 이상인 경우 엔진 토크 저감 제어를 계속 실행하고 다음 변속 시작 시점에 도달하면 엔진 토크 저감 제어를 해지한다.

따라서, 기존의 엔진 토크 저감 제어 패턴을 따라 변속 종료 시에서 엔진 토크 저감 제어 해지될 때 변속 구동부의 입력측 토크의 변동에 대한 출력측 토크 변화에 의해 발생하는 진동을 근본적으로 제거하여 변속 충격을 제거할 수 있고 차량의 변속감을 더욱 향상하게 된다.

지금까지 본 발명을 바람직한 실시 예를 참조하여 상세히 설명하였지만, 본 발명이 상기한 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 또는 수정이 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 사상이 미친다 할 것이다.

변속 제어 유닛(TCU)에서 변속 시작 시점 이 후 엔진 토크 저감 제어 조건을 만족하는 경우 엔진 토크 저감 제어를 실행하고, 변속 종료 전에 엔진 토크 저감 제어 조건을 만족하는 경우 변속 제어 감지부에 의해 측정된 변속기의 출력측 토크 측정치와 ECU의 엔진 토크 저감량을 토대로 연산된 출력측 토크 예측치의 차를 연산하고, 상기 출력측 토크 측정치와 출력측 토크 예측치의 차에 대한 연산값이 미리 정해진 동작 기준치 이상인 경우 엔진 토크 저감 제어를 계속 실행하고 다음 변속 시작 시점에 도달하면 엔진 토크 저감 제어를 해지함에 따라, 기존의 엔진 토크 저감 제어 패턴을 따라 변속 종료 시에서 엔진 토크 저감 제어 해지될 때 변속 구동부의 입력측 토크의 변동에 대한 출력측 토크 변화에 의해 발생하는 진동을 근본적으로 제거하여 변속 충격을 제거할 수 있고 차량의 변속감을 더욱 향상할 수 있는 하이브리드 차량의 엔진 토크 저감 제어 방법에 대한 효율 면에 매우 큰 진보를 가져올 수 있으며, 적용되는 차량의 시판 또는 영업의 가능성이 충분할 뿐만 아니라 현실적으로 명백하게 실시할 수 있다.

Claims (4)

1. 변속 제어 유닛(TCU)에서 변속 시작 시점 이 후 엔진 토크 저감 제어 조건을 만족하는 경우 엔진 토크 저감 제어를 실행하는 단계;
   변속 종료 직전에 엔진 토크 저감 제어 조건을 만족하는 경우 변속 제어 감지부에 의해 측정된 변속 구동부의 출력측 토크 측정치와 엔진 제어 유닛의 엔진 토크 저감 요구량을 토대로 연산된 출력측 토크 예측치의 차를 연산하는 단계; 및
   상기 출력측 토크 측정치와 출력측 토크 예측치의 차가 미리 정해진 동작 기준치 이상인 경우 상기 엔진 토크 저감 제어를 계속 실행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 엔진 토크 저감 제어 방법.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 방법은,
   상기 TCU에서 다음 변속 시작되었는 지를 판단하고 다음 변속 시작 시점에서 엔진 토크 저감 제어를 해지하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 엔진 토크 저감 제어 방법.
3. 청구항 1에 있어서, 상기 방법은,
   상기 출력측 토크 측정치와 출력측 토크 예측치의 차이가 상기 동작 기준치 이상이 아닌 경우 엔진 토크 저감 제어를 해지하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 엔진 토크 저감 제어 방법.
4. 청구항 1 내지 3 중 한 항에 있어서, 상기 엔진 토크 저감 제어 조건은,
   현재의 변속단 정보, 유온, 엔진 회전수, 터빈 회전수, 스로틀 개로 변화량, 및 터빈 회전수 변화량이 각각 설정값 조건을 만족하고, 통신 및 센서 계통에 고장이 없는 경우를 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 엔진 토크 저감 제어 방법.
   

Images