KR20130065434A - 하이브리드 차량의 출력 제어 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 7가지의 다양한 상황 맞게 최적화된 엔진의 여유 토크를 제공할 수 있는 하이브리드 차량의 출력 제어 방법에 관한 것으로서, 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 차량의 출력 제어 방법에 의하면 차량의 연비의 효율성을 확보하는 동시에 엔진 요구 토크에 대한 응답성 및 추종성을 확보함으로써 운전자의 운전성 및 승차감을 향상시키는 효과가 있다.
Description
본 발명은 하이브리드 차량의 출력 제어 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 HCU(Hybrid Control Unit)의 요구 토크에 대하여 출력지연이 발생되지 않는 빠른 응답성을 제공되도록 하는 하이브리드 차량의 출력 제어 방법에 관한 것이다.
하이브리드 차량은 동력원으로 엔진과 배터리로 동작되어 엔진의 출력토크를 보조하는 모터가 적용되며, 엔진과 모터의 사이에 엔진의 출력토크를 단속하는 엔진 클러치가 장착된다.
하이브리드 차량은 엔진 클러치를 통한 엔진과 모터의 출력토크 합이 변속기의 입력토크가 되며, 차량의 연비, 운전성 등을 고려하여 처음에는 모터모드(EV)로 주행하고, 하이브리드모드(HEV) 주행이 필요한 경우 엔진을 시동 온 시켜 엔진속도와 모터의 속도를 동기화시킨 다음 엔진 클러치의 결합으로 엔진 토크와 모터 토크의 합이 변속기에 입력되도록 한다.
상기한 과정에서 엔진과 모터의 토크 분배는 상위 제어기인 HCU(Hybrid Control Unit)가 그 역할을 하게 되며, HCU는 차량 운전성, 연비 등을 고려하여 최적의 토크를 엔진과 모터에 분배한다.
예를 들어 HCU에서 네트워크를 통해 엔진의 동작을 제어하는 ECU(10)(Engine Control Unit)에 토크 요구를 명령하게 되면 ECU(10)는 HCU의 요구 토크에 따라 엔진에 흡입되는 공기량을 조정하여 엔진의 출력 토크를 HCU의 요구 토크로 출력한다.
상기한 하이브리드 차량은 HCU가 운전상황에 따라 엔진과 모터의 토크 분배를 판단하여 엔진 및 모터에게 토크의 증가/감소를 요구하게 되면 모터의 경우 전기 신호에 의해 토크의 증가/감소가 실행되므로 HCU의 요구 토크에 대한 반응이 네트워크(CAN)로 전송되는 통신지연 외에 증가/감소에 대한 응답성은 10ms이내이다.
그러나, HCU에서 엔진에 토크의 증가를 요구하게 되면 엔진 토크를 증가시키기 위하여 ETC(Electric Throttle Control)를 통해 스로틀 밸브를 개방시켜 흡입되는 공기량을 증가시키고, 계측되는 공기량이 증가하면 공기량에 맞춰 연료를 분사 한다.
공기와 혼합된 연료가 엔진 실린더 내에 유입되어 흡입→압축→폭발→배기 행정을 거쳐야만 엔진이 HCU에서 요구한 토크를 출력하게 된다.
만약, HCU에서 아주 높은 토크를 요구하는 경우 엔진에 장착된 흡기 캠 (Continuous Variable Valve Timing: CVVT)이 진각되어 많은 공기량을 확보하여야 하며 이 경우에는 흡기 캠이 동작에 필요한 유압의 지연이 발생된다.
그리고, HCU의 토크요구에 따라 엔진에서는 ETC형식의 스로틀 밸브를 기계적으로 개방시키는 걸리는 시간, 흡입되는 공기가 흡기구→서지탱크(Surge Tank)→흡기 매니폴터(Intake Manifold)로 유입되는데 소요되는 시간, 유입된 공기가 실제 연소되어 폭발력이 발생하는 시간 등이 소요되므로 HCU가 엔진에 토크 증가를 요청하였을 때 모터에 비하여 자연적인 토크 지연이 발생하는 문제점이 있다.
또한, HCU에서 엔진에 토크의 감소를 요구하게 되면 엔진 토크를 감소시키기 위하여 ETC를 통해 스로틀 밸브를 폐쇄하여 공기량을 감소시키거나 또는 점화시기를 지각시켜 엔진의 연소 효율을 감소시키게 된다.
그러므로, HCU의 토크의 감소요구에 따라 토크 감소를 위해 점화시기의 지각과 공기량 감소를 동시에 실행되어 HCU에서 요구한 엔진의 토크 감소를 정확하게 추종할 수 있다.
도 1은 하이브리드 차량이 모터모드(EV)의 주행에서 하이브리드모드(HEV)의 주행으로 천이되는 경우 엔진/모터의 토크 분배를 도시한 도면이다.
하이브리드 차량이 모터모드(EV)의 주행에서 하이브리드모드(HEV)의 주행으로 천이되는 경우 엔진과 모터의 토크 분배에서 엔진의 출력토크 지연으로 인하여 엔진 토크와 모터 토크의 합으로 결정되는 변속기 입력단의 토크는 일정하게 유지되지 못하고 토크 딥(Dip)을 발생시키게 되며, 이에 따라 차량에 쇼크(Shock)를 발생시켜 운전성 및 승차감에 악 영향을 미치는 문제점을 발생시킨다.
상기한 엔진의 출력토크 지연에 따른 운전성 악화를 개선하기 위하여 엔진에서 지연되는 출력 토크량을 검출하여 응답성이 빠른 모터로 보상하도록 하는 방법이 적용되고 있으나, 모터를 이용한 토크 보상은 배터리 전원을 사용하게 되여 배터리의 SOC(State Of Change)를 감소시키므로, 감소된 SOC 만큼 엔진에 의해 충전이 실행되어 연비를 악화시키게 되는 문제가 있다.
본 발명은 상술한 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 하이브리드 차량의 연비를 악화시키지 않고, 토크 딥(Dip)에 의한 쇼크(Shock)를 발생시키지 않으면서도 차량의 요구 토크에 대응하여 빠른 응답성을 제공함으로써 운전성 및 승차감을 향상시킬 수 있는 하이브리드 차량의 출력 제어 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상술한 과제를 해결하기 위한 수단으로서 본 발명의 실시예에서는 하이브리드 차량의 출력 제어 방법을 제공한다. 몇몇 실시예에서, 상기 하이브리드 차량의 출력 제어 방법은 엔진이 시동되어 토크제어 가능한 부분부하 상태인지 판단하는 단계; 상기 부분부하 상태인 경우 타이머를 개시하고, 상기 엔진의 여유 토크를 확보하는 단계; 상기 타이머가 설정된 시간을 초과하는지 여부를 판단하는 단계; 및 상기 설정된 시간이 초과된 경우 상기 엔진의 여유 토크를 O으로 제어하는 단계;를 포함할 수 있다.
또 다른 실시예에서, 상기 하이브리드 차량의 출력 제어 방법은 엔진의 클러치가 락업 상태로 되는지 여부를 판단하는 단계; 상기 엔진의 클러치가 락업 상태로 된 경우 타이머를 개시하고 상기 엔진의 여유 토크를 확보하는 단계; 상기 타이머가 설정값을 초과하는지 여부 및 상기 엔진의 회전수와 상기 모터의 회전수가 동기화 되는지 판단하는 단계; 및 상기 타이머가 설정값을 초과하거나 상기 엔진의 회전수와 모터의 회전수가 동기화되면 상기 엔진의 여유 토크를 0으로 제어하는 단계;를 포함할 수 있다.
또 다른 실시예에서 상기 하이브리드 차량의 출력 제어 방법은 기설정된 속도 이상의 속도에서 엔진의 클러치가 락업 상태이고 상기 엔진의 연료 분사가 오프에서 온으로 전환되는지 여부를 판단하는 단계; 상기 엔진의 연료 분사가 오프에서 온으로 전환되는 경우 타이머를 개시하고 상기 엔진의 여유 토크를 확보하는 단계; 상기 타이머가 설정된 시간을 초과하는지 여부 및 상기 엔진의 회전수가 모터의 회전수에 동기화 되는지 여부를 판단하는 단계; 및 상기 타이머가 상기 설정된 시간을 초과하거나 상기 엔진의 회전수가 상기 모터의 회전수에 동기화 되는 경우 상기 엔진의 여유 토크를 O으로 제어하는 단계;를 포함할 수 있다.
또 다른 실시예에서 상기 하이브리드 차량의 출력 제어 방법은 엔진의 클러치가 슬립 상태이고 APS가 특정값을 초과하는지 판단하는 단계; 상기 엔진의 클러치가 슬립 상태이고 상기 APS가 상기 특정값을 초과하는 경우 상기 엔진의 여유 토크를 확보하는 단계; 상기 클러치의 슬립 상태가 해제되는지 여부 및 상기 APS가 상기 특정값 이하로 되는지 여부를 판단하는 단계; 및 상기 클러치의 슬립 상태가 해제되거나 상기 APS가 상기 특정값 이하로 되는 경우 상기 엔진의 여유 토크를 O으로 제어하는 단계;를 포함할 수 있다.
또 다른 실시예에서 상기 하이브리드 차량의 출력 제어 방법은 상기 차량의 TCU에서 엔진의 토크 리저브 요청이 있는지 판단하는 단계; 상기 엔진의 토크 리저브 요청이 있는 경우 타이머를 개시하고, 상기 엔진의 여유 토크를 확보하는 단계; 상기 타이머가 설정된 시간을 초과하는지 여부를 판단하는 단계; 및 상기 설정된 시간이 초과된 경우 상기 엔진의 여유 토크를 O으로 제어하는 단계;를 포함할 수 있다.
또 다른 실시예에서 상기 하이브리드 차량의 출력 제어 방법은 엔진의 목표 요구 토크와 현재 요구 토크와의 차이값이 설정값을 초과하는지 여부를 판단하는 단계; 상기 설정값을 초과하는 경우 상기 엔진의 클러치를 락업시키는 단계; 상기 엔진의 목표 요구 토크와 현재 요구 토크와의 차이값이 설정값 이하로되는지 여부를 판단하는 단계; 및 상기 설정값 이하로 되는 경우 상기 엔진의 여유 토크를 확보하는 단계;를 포함할 수 있다.
또 다른 실시예에서 상기 하이브리드 차량의 출력 제어 방법은 (a) 메인 배터리의 방전 용량이 설정값 이하인지 판단하는 단계; (b) 엔진의 클러치가 오픈 또는 슬립 상태인지 판단하는 단계; (c) 상기 엔진이 토크 제어 가능한 부분부하 상태인지 판단하는 단계; (d) 상기 엔진의 RPM이 기설정된 범위 내에 속하는지 판단하는 단계; 및 (e) 상기 (a)~(d) 단계를 모두 만족하는 경우 상기 엔진의 여유 토크를 확보하는 단계;를 포함할 수 있다.
또 다른 실시예에서 상기 하이브리드 차량의 출력 제어 방법은 상기 실시예에 따른 하이브리드 차량의 출력 제어 방법 중 적어도 하나 이상의 방법에 의하여 상기 하이브리드 차량의 출력을 제어하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 차량의 출력 제어 방법에 의하면 다양한 상황에 최적화된 엔진의 여유 토크를 제공할 수 있게 되므로 차량의 연비의 효율성을 확보하는 동시에 엔진 요구 토크에 대한 응답성 및 추종성을 확보함으로써 운전자의 운전성 및 승차감을 향상시키는 효과가 있다.
도 1은 하이브리드 차량이 EV주행에서 HEV주행으로 천이되는 경우 엔진/모터의 토크 분배를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 차량의 제동 제어장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 하이브리드 차량의 출력 제어 방법의 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 하이브리드 차량의 출력 제어 방법의 흐름도이다.
도 5은 본 발명의 제3실시예에 따른 하이브리드 차량의 출력 제어 방법의 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 제4실시예에 따른 하이브리드 차량의 출력 제어 방법의 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 제5실시예에 따른 하이브리드 차량의 출력 제어 방법의 흐름도이다.
도 8은 본 발명의 제6실시예에 따른 하이브리드 차량의 출력 제어 방법의 흐름도이다.
도 9은 본 발명의 제7실시예에 따른 하이브리드 차량의 출력 제어 방법의 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 차량의 제동 제어장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 하이브리드 차량의 출력 제어 방법의 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 하이브리드 차량의 출력 제어 방법의 흐름도이다.
도 5은 본 발명의 제3실시예에 따른 하이브리드 차량의 출력 제어 방법의 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 제4실시예에 따른 하이브리드 차량의 출력 제어 방법의 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 제5실시예에 따른 하이브리드 차량의 출력 제어 방법의 흐름도이다.
도 8은 본 발명의 제6실시예에 따른 하이브리드 차량의 출력 제어 방법의 흐름도이다.
도 9은 본 발명의 제7실시예에 따른 하이브리드 차량의 출력 제어 방법의 흐름도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조로 상세하게 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으므로, 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않으며, 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 생략한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 차량의 제동 제어장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
본 발명의 실시예에 적용되는 하이브리드 차량은 ECU(10)(Engine Control Unit: 10), HCU(Hybrid Control Unit: 20), MCU(Motor Control Unit: 30), 배터리(40), BMS(Battery Management System: 50), 엔진(60), 모터(70), 엔진 클러치(80), 변속기(90) 및 구동 휠(100)을 포함한다.
ECU(10)는 네트워크를 통해 HCU(20)와 연결되어 HCU(20)의 제어에 따라 엔진(60)의 제반적인 동작을 제어하며, HCU(20)의 토크 요구에 따라 엔진(60)의 출력토크에 여유 토크를 확보하고, 점화시기의 제어를 통해 요구 토크에 대하여 출력지연이 발생되지 않는 빠른 응답성을 제공되도록 한다.
즉, ECU(10)는 HCU(20)의 요구 토크에 맞는 공기량보다 더 많은 공기량을 미리 확보하고, 점화시기를 지각시켜 낮은 연소효율을 통해 HCU(20)의 요구토크를 만족시키고, 엔진(60)의 출력토크가 상승되면 점화시기를 진각 제어하여 연소효율을 상향시킴으로써 엔진(60)의 출력토크에 지연이 발생되지 않도록 한다.
상기 ECU(10)는 엔진(60)의 출력토크에 여유 토크를 확보하는 동작에서 운전자의 감가속 요구인 APS(Accel Position Sensor)신호를 적용하여 출력토크의 크기를 조절한다.
HCU(20)는 주행요구 및 차량 상태에 따라 네트워크를 통해 각 제어기들을 통합 제어하여 엔진(60) 및 모터(70)의 출력토크를 제어하고, 운전조건 상태에서 따라 엔진 클러치(80)를 제어하여 모터모드(EV), 하이브리드 모드(HEV) 및 엔진모드의 주행을 제어한다.
MCU(30)는 HCU(20)의 제어에 따라 모터(70)의 구동을 제어하고, 회생제동시에 모터(70)의 회생제동에너지를 배터리(40)에 저장한다.
배터리(40)는 하이브리드 모드(HEV) 및 모터모드(EV)에서 모터(70)에 전원을 공급하고, 회생제동 제어시 모터(70)를 통해 회수되는 전기를 충전된다.
BMS(50)는 상기 배터리(40)의 전압, 전류, 온도 등의 정보를 종합 검출하여 SOC(State Of Charge) 상태 및 충방전 전류량을 관리 제어하며, 그에 대한 정보를 네트워크를 통해 HCU(20)에 제공한다.
엔진(60)은 ECU(10)(20)의 제어에 의해 제반적인 출력토크가 제어되고, 미도시된 ETC(Electric Throttle Control)에 의해 조정되는 스로틀 밸브의 개도율에 따라 흡입 공기량이 조정된다.
모터(70)는 상기 MCU(30)의 제어에 따라 구동토크가 조정되고, 회생제동시에 회생제동량에 따라 회생제동 토크를 발생시킨다.
엔진 클러치(80)는 엔진(60)과 모터(70)의 사이에 배치되어, HCU(20)의 제어에 따라 동작되어 운전모드를 결정한다.
변속기(90)에는 엔진 클러치(80)의 결합 및 해제에 따라 결정되는 엔진(60)의 출력토크와 모터(80)의 출력토크 합이 입력토크로 공급되며, 차속과 운행조건에 따라 임의의 변속단이 선택되어 구동력을 구동휠(100)에 제공하여 주행을 유지하여 준다.
전술한 바와 같은 기능이 포함되는 본 발명의 동작에 대하여 설명하면 다음과 같다.
하이브리드 차량의 운행에 대한 제어는 통상적인 동작과 동일하게 실행되므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략하고, HCU의 토크 요구에 따라 엔진의 출력토크에 여유토크를 확보하여 안정된 토크 연결을 확보하는 동작에 대해서만 설명한다.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 하이브리드 차량의 출력 제어 방법의 흐름도이다.
도 3에 도시된 바와 같이 본 발명의 제1실시예에 따른 하이브리드 차량의 출력 제어 방법의 경우 먼저 차량의 ECU(10)에서 차량의 엔진(60)이 시동되어 토크 제어 가능한 부분부하(Part Load) 상태인지 여부를 판단한다(S101).
상기 S101에서 부분부하의 조건이 아니면 종료하고, 토크 제어가 가능한 부분부하 상태이면 HCU(20)의 요구 토크에 따라 토크 제어 가능한 시점부터 타이머를 개시하며, HCU(20)에서 요구하는 토크에 대한 응답성을 확보하기 위하여 엔진(60)의 출력 토크에 여유(Reserve) 토크를 확보한다(S102).
상기 S102에서 상기 타이머의 시간이 기설정된 값을 초과하는지 여부를 판단한다(S103). 이는 상기 여유 토크 확보가 HCU(20)에서 요구하는 토크에 대한 응답성 확보 차원이므로 응답성 확보 후에는 여유 토크를 해제하기 위함이다.
상기 타이머의 시간이 상기 기설정된 값을 초과하지 않는 경우 S102 단계로 돌아가고, 상기 기설정된 값을 초과하면 엔진(60)의 여유 토크를 O이 되도록 제어하여 여유 토크를 해제한다(S104).
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 하이브리드 차량의 토크 제어방법의 흐름도이다.
도 4에 도시된 바와 같이 본 발명의 제2실시예에 따른 하이브리드 차량의 토크 제어방법의 경우 차량의 ECU(10)는 네트워크를 통해 HCU(20)(20)의 제어정보를 분석하여 엔진 클러치(80)가 락업(Lock up) 상태로 되는지 여부를 판단한다(S201).
상기 엔진의 클러치(80)가 락업 상태로 된 경우 타이머를 개시하고 상기 엔진(60)의 여유 토크를 확보함으로써 HCU(20)에서 요구하는 토크에 대한 응답성을 확보한다(S202).
하나 또는 다수의 실시예에서 상기 엔진(60)의 여유 토크의 최대값이나 그 크기는 APS 및 메인 배터리(40)의 출력 용량을 고려하여 정해지는 것을 특징으로 할 수 있다(S203).
그 다음 상기 타이머가 설정값을 초과하는지 여부를 판단하고(S204), 상기 엔진(60)의 회전수와 상기 모터(70)의 회전수가 동기화(blend over) 되는지 여부를 판단한다(S205).
S204 단계의 조건을 만족하거나 S205 단계의 조건을 만족하는 경우에는 상기 엔진(60)의 여유 토크를 O으로 제어한다(S206).
도 5는 본 발명의 제3실시예에 따른 하이브리드 차량의 토크 제어방법의 흐름도이다.
도 5에 도시된 바와 같이 본 발명의 제3실시예에 따른 하이브리드 차량의 토크 제어방법의 경우 먼저 차량의 ECU(10)에서 기설정된 속도 이상의 속도에서 엔진의 클러치(80)가 락업 상태이고 상기 엔진(60)의 연료 분사가 오프에서 온으로 전환되는지 여부를 판단한다(S301). 고속(예 60kph 이상) 조건에서는 운전자가 언제 가속을 할지 모르므로 엔진의 클러치(80)는 락업 상태에서 엔진 연료 분사는 오프(Off)하여 마치 가솔린 차량의 퓨어컷(Fuel Cut) 조건처럼 차량을 운행하도록 HCU(20)에서 엔진(60)/모터(70)를 제어하고 있게 되는데, 이 조건에서 운전자의 가속 요구가 있으면 HCU(20)는 연료 분사를 허가하면서, 엔진(60)의 토크 출력을 증가 시키게 된다.
따라서, 이러한 경우에 엔진(60)의 출력이 지연될 수 있으므로 여유(Reserve) 토크를 확보함으로써 이러한 상황에서 응답성을 향상시킬 수 있도록 제공한다(S302).
하나 또는 다수의 실시예에서 상기 여유(Reserve) 토크의 최대값이나 그 크기는 APS 및 메인 배터리(40)의 출력 용량에 의해 정해지는 것을 특징으로 할 수 있다(S303).
그리고, 상기 타이머가 설정된 시간을 초과하는지 여부를 판단하고(S304), 상기 엔진(60)의 회전수가 모터(70)의 회전수에 동기화(blend over) 되는지 여부를 판단한다(S305).
상기 타이머가 상기 설정된 시간을 초과하거나 상기 엔진(60)의 회전수가 상기 모터(70)의 회전수에 동기화 되는 경우 상기 엔진(60)의 여유 토크를 O으로 제어한다(S306).
도 6은 본 발명의 제4실시예에 따른 하이브리드 차량의 출력 제어 방법의 흐름도이다.
도 6에 도시된 바와 같이 본 발명의 제4실시예에 따른 하이브리드 차량의 출력 제어 방법은 먼전, 차량의 ECU(10)에서 엔진(60)의 클러치(80)가 슬립(Slip) 상태이고, APS가 특정값을 초과하는지 판단한다(S401). 배터리(40)의 출력이 제한되는 상황이나 모터(70)에 문제가 발생하여 엔진(60)은 아이들(Idle) 상태로 놓고 엔진(60) 클러치(80)를 슬립(Slip)하여 모터(70)의 회전수를 엔진(60)의 회전수에 동기화 시키는 경우 엔진(60)은 아이들 상태이지만 엔진(60)의 힘으로 모터(70)의 회저수까지 상승시켜야 하므로 이러한 경우에도 엔진(60)의 토크 응답성이 향상될 필요가 있기 때문이다.
따라서, 상기와 같이 엔진의 클러치(80)가 슬립 상태이고 상기 APS가 상기 특정값을 초과하는 경우에는 HCU(20)에서 요구하는 토크에 대한 응답성을 확보하기 위하여 엔진(60)의 출력 토크에 여유(Reserve) 토크를 확보한다(S402).
하나 또는 다수의 실시예에서 상기 엔진(60)의 여유 토크의 크기는 APS 조건에 따라 그 크기를 조절 가능하게 구성할 수 있다(S403).
이후 차량의 ECU(10)에서 상기 엔진(60)의 클러치(80) 슬립 상태가 해제되는지 여부를 판단하고(S4O4), 상기 APS가 상기 특정값 이하로 되는지 여부를 판단한다(S405).
상기 클러치(80)의 슬립 상태가 해제되거나 상기 APS가 상기 특정값 이하로 되는 경우 상기 엔진(60)의 여유 토크를 O으로 제어함으로써 여유 토크를 해제한다(S406).
도 7은 본 발명의 제5실시예에 따른 하이브리드 차량의 출력 제어 방법의 흐름도이다.
도 7에 도시된 바와 같이 본 발명의 제5실시예에 따른 하이브리드 차량의 출력 제어 방법의 경우 먼저 상기 차량의 TCU에서 엔진(60)의 토크 리저브(Reserve) 요청이 있는지 여부를 차량의 ECU(10)에서 판단한다(S501). 차량의 운전자가 킥다운(Kick down)을 하는 경우 차량의 HCU(20)에서는 APS 조건에 따라 엔진(60) 요구 토크를 증가시키게 되고, TCU에서는 이러한 운전자의 의지를 파악하여 킥다운(Kick down)에 의한 변속 후 엔진(60)의 회전수를 상승시키기 위하여 HCU(20)의 요구 토크에 대한 엔진(60)의 토크 응답성 및 추종성을 확보하기 위함이다.
따라서, 상기 TCU에서 엔진(60)의 토크 리저브 요청이 있는 경우 타이머를 개시하고, 상기 엔진(60)의 여유 토크를 확보한다(S502)
하나 또는 다수의 실시예에서 상기 여유 토크의 크기는 APS 요소를 고려하여 정해지는 것을 특징으로 할 수 있다(S503).
상기 타이머의 시간이 설정된 시간을 초과하는지 여부를 판단하여(S504), 시간이 초과된 경우 엔진(60)의 여유 토크를 0으로 제어함으로써 일반 주행 상태로 복귀한다(S505).
도 8은 본 발명의 제6실시예에 따른 하이브리드 차량의 출력 제어 방법의 흐름도이다.
도 8에 도시된 바와 같이 본 발명의 제6실시예에 따른 하이브리드 차량의 출력 제어 방법의 경우 우선 차량의 ECU(10)에서 엔진(60)의 목표 요구 토크와 현재 요구 토크와의 차이값이 설정값을 초과하는지 여부를 판단한다(S601). HCU(20)에서 엔진(60)의 요구 토크를 상승시키는 경우 HCU(20)에서 네트워크(CAN)로 보내주는 엔진(60)의 목표 요구 토크와 현재 요구 토크와의 차이를 가지고 엔진(60) 여유 토크를 확보한다.
상기 차이값이 상기 설정값을 초과하는 경우 상기 엔진(60)의 클러치(80)를 락업 시키며(S602), 상기 HCU(20)에서는 현재 엔진(60)의 요구 토크 상승 기울기를 소정 시간 간격(예 10ms) 주기로 받아서 차량의 EMS(Engine Management System) 또는 ECU(10)에서는 엔진(60)의 요구 토크가 상승하는 경우 HCU(20)에서 전송되는 엔진(60)의 목표 요구 토크, 현재 요구 토크 및 요구 토크 상승 기울기를 이용하여 엔진(60) 토크 상승시에 그 응답성 및 추종성을 향상시키게 된다.
그 다음 상기 엔진(60)의 목표 요구 토크와 현재 요구 토크와의 차이값이 설정값 이하로 되는지 여부를 판단하고(S603), 상기 설정값 이하로 되는 경우 상기 엔진(60)의 여유 토크를 확보한다(S604).
하나 또는 다수의 실시예에서 상기 엔진(60)의 여유 토크는 상기 차량의 HCU(20)에서 전송되는 엔진(60) 토크 상승 기울기와 APS 요소를 고려하여 정할 수 있다.
도 9는 본 발명의 제7실싱예에 따른 하이브리드 차량의 출력 제어 방법의 흐름도이다.
도 9에 도시된 바와 같이 본 발명의 제7실시예에 따른 하이브리드 차량의 출력 제어 방법은 먼저 차량의 ECU(10)에서 상기 BMS(50)로부터 전송되는 메인(Traction) 배터리(40)의 방전 용량이 설정값 이하가 되는지 여부를 판단한다(S701). 특히 겨울철 아침 시동 후 주행시에 메인(Traction) 배터리(40)의 방전 용량이 정격 용량의 50% 이하가 되는 경우가 빈번하게 발생되고, 이러한 경우 모터(70)와 엔진(60)을 결합시키기 위한 HSG의 경우 메인 배터리(40)에서 공급하는 파워가 부족하므로 모터(70)와 엔진(60)을 결합시키기 위한 속도제어가 원활하게 수행되지 못하는 문제가 발생한다. 따라서, 이러한 경우 특정 조건 하에서 HCU(20)가 엔진(60) 클러치(80)를 접합시키기 위하여 엔진(60) 토크를 상승시키는 경우 엔진(60) 여유 토크를 확보하여 엔진(60) 토크의 응답성 및 추종성을 향상시키기 위함이다.
상기와 같이 메인 베터리의 방전 용량이 설정값 이하가 되는 경우 (b) 엔진(60)의 클러치(80)가 오픈 또는 슬립 상태인지 판단하고(S702), (c) 상기 엔진(60)이 토크 제어 가능한 부분부하 상태인지 판단하며(S703), (d) 상기 엔진(60)의 RPM이 기설정된 범위 내에 속하는지 판단한다(S704).
도 9에 도시된 바와 같이 상기 (a)~(d) 단계를 모두 만족하는 경우 상기 엔진(60)의 여유 토크를 확보함으로써 엔진(60) 토크의 응답성 및 추종성을 향상시킨다(S705).
하나 또는 다수의 실시예에서 상기 엔진(60) 여유 토크의 크기는 RPM에 따른 엔진(60)의 토크와 메인 배터리(40)의 방전 제한 요소를 고려하여 정할 수 있다.
또한, 본 발명의 제8실시예에 따른 하이브리드 차량의 출력 제어 방법은 상기 제1실시예 내지 제7실시예에 따른 하이브리드 차량의 출력 제어 방법 중 적어도 하나 이상의 방법에 의하여 하이브리드 차량의 출력을 제어하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기에서 설명한 제1실시예 내지 제7실시예에 따른 하이브리드 차량의 출력 제어 방법의 경우 각각의 상황 별로 그에 맞는 엔진(60)의 여유 토크 동작을 제공하는 것을 특징으로 하고 있는 반면에 상기 제8실시예의 경우는 상기와 같은 다양한 상황을 모두 조합하여 하이브리드 차량의 출력을 제어하는 방법을 제공하는 것이다.
하나 또는 다수의 실시예에서 상기 제8실시예에 따른 하이브리드 차량의 출력 제어 방법은, 상기 제1실시예 내지 제7실시예에 따른 하이브리드 차량의 출력 제어 방법을 모두 포함하고 이를 종합하여 상황에 맞게 하이브리드 차량의 출력을 제어하게 된다.
따라서, 제8실시예에 따른 하이브리드 차량의 출력 제어 방법에 적용되는 엔진(60)의 여유(Reserve) 토크의 최대값이나 그 크기는 차량의 EMS(Engine Management System)에서 상기 제1 내지 제7실시예에 따른 엔진(60)의 여유(Reserve) 토크의 크기를 모두 고려하여 정해질 수 있다.
상기와 같은 제8실시예에 따른 하이브리드 차량의 출력 제어 방법에 따르면 차량의 ECU(10)에서 상기 제1 내지 제7실시예에 따른 7가지의 다양한 조건에 맞추어 차량의 출력을 정밀하게 제어할 수 있게 되므로 연비 확보와 더불의 신속하고 정확한 엔진(60) 토크 응답에 의해 운전자의 운전성 및 승차감이 현저하게 향상될 수 있게 된다.
이상으로 본 발명에 관한 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.
10: ECU 20: HCU
30: MCU 40: 배터리
50: BMS 60: 엔진
70: 모터 80: 엔진 클러치
90: 변속기 100: 구동 휠
30: MCU 40: 배터리
50: BMS 60: 엔진
70: 모터 80: 엔진 클러치
90: 변속기 100: 구동 휠
Claims (8)
- 하이브리드 차량의 출력 제어 방법에 있어서,
엔진이 시동되어 토크제어 가능한 부분부하 상태인지 판단하는 단계;
상기 부분부하 상태인 경우 타이머를 개시하고, 상기 엔진의 여유 토크를 확보하는 단계;
상기 타이머가 설정된 시간을 초과하는지 여부를 판단하는 단계; 및
상기 설정된 시간이 초과된 경우 상기 엔진의 여유 토크를 O으로 제어하는 단계;
를 포함하는 하이브리드 차량의 출력 제어 방법. - 하이브리드 차량의 출력 제어 방법에 있어서,
엔진의 클러치가 락업 상태로 되는지 여부를 판단하는 단계;
상기 엔진의 클러치가 락업 상태로 된 경우 타이머를 개시하고 상기 엔진의 여유 토크를 확보하는 단계;
상기 타이머가 설정값을 초과하는지 여부 및 상기 엔진의 회전수와 상기 모터의 회전수가 동기화 되는지 판단하는 단계; 및
상기 타이머가 설정값을 초과하거나 상기 엔진의 회전수와 모터의 회전수가 동기화되면 상기 엔진의 여유 토크를 0으로 제어하는 단계;
를 포함하는 하이브리드 차량의 출력 제어 방법. - 하이브리드 차량의 출력 제어 방법에 있어서,
기설정된 속도 이상의 속도에서 엔진의 클러치가 락업 상태이고 상기 엔진의 연료 분사가 오프에서 온으로 전환되는지 여부를 판단하는 단계;
상기 엔진의 연료 분사가 오프에서 온으로 전환되는 경우 타이머를 개시하고 상기 엔진의 여유 토크를 확보하는 단계;
상기 타이머가 설정된 시간을 초과하는지 여부 및 상기 엔진의 회전수가 모터의 회전수에 동기화 되는지 여부를 판단하는 단계; 및
상기 타이머가 상기 설정된 시간을 초과하거나 상기 엔진의 회전수가 상기 모터의 회전수에 동기화 되는 경우 상기 엔진의 여유 토크를 O으로 제어하는 단계;
를 포함하는 하이브리드 차량의 출력 제어 방법. - 하이브리드 차량의 출력 제어 방법에 있어서,
엔진의 클러치가 슬립 상태이고 APS가 특정값을 초과하는지 판단하는 단계;
상기 엔진의 클러치가 슬립 상태이고 상기 APS가 상기 특정값을 초과하는 경우 상기 엔진의 여유 토크를 확보하는 단계;
상기 클러치의 슬립 상태가 해제되는지 여부 및 상기 APS가 상기 특정값 이하로 되는지 여부를 판단하는 단계; 및
상기 클러치의 슬립 상태가 해제되거나 상기 APS가 상기 특정값 이하로 되는 경우 상기 엔진의 여유 토크를 O으로 제어하는 단계;
를 포함하는 하이브리드 차량의 출력 제어 방법. - 하이브리드 차량의 출력 제어 방법에 있어서,
상기 차량의 TCU에서 엔진의 토크 리저브 요청이 있는지 판단하는 단계;
상기 엔진의 토크 리저브 요청이 있는 경우 타이머를 개시하고, 상기 엔진의 여유 토크를 확보하는 단계;
상기 타이머가 설정된 시간을 초과하는지 여부를 판단하는 단계; 및
상기 설정된 시간이 초과된 경우 상기 엔진의 여유 토크를 O으로 제어하는 단계;
를 포함하는 하이브리드 차량의 출력 제어 방법. - 하이브리드 차량의 출력 제어 방법에 있어서,
엔진의 목표 요구 토크와 현재 요구 토크와의 차이값이 설정값을 초과하는지 여부를 판단하는 단계;
상기 설정값을 초과하는 경우 상기 엔진의 클러치를 락업시키는 단계;
상기 엔진의 목표 요구 토크와 현재 요구 토크와의 차이값이 설정값 이하로되는지 여부를 판단하는 단계; 및
상기 설정값 이하로 되는 경우 상기 엔진의 여유 토크를 확보하는 단계;
를 포함하는 하이브리드 차량의 출력 제어 방법. - 하이브리드 차량의 출력 제어 방법에 있어서,
(a) 메인 배터리의 방전 용량이 설정값 이하인지 판단하는 단계;
(b) 엔진의 클러치가 오픈 또는 슬립 상태인지 판단하는 단계;
(c) 상기 엔진이 토크 제어 가능한 부분부하 상태인지 판단하는 단계;
(d) 상기 엔진의 RPM이 기설정된 범위 내에 속하는지 판단하는 단계; 및
(e) 상기 (a)~(d) 단계를 모두 만족하는 경우 상기 엔진의 여유 토크를 확보하는 단계;
를 포함하는 하이브리드 차량의 출력 제어 방법. - 하이브리드 차량의 출력 제어 방법에 있어서,
상기 제1항 내지 제7항의 하이브리드 차량의 출력 제어 방법 중 적어도 하나 이상의 방법에 의하여 상기 하이브리드 차량의 출력을 제어하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 출력 제어 방법.
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