KR20160045496A - 하이브리드 차량의 토크 제어 시스템 및 그 방법 - Google Patents

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KR20160045496A
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허지욱
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Abstract

하이브리드 차량의 토크 제어 시스템 및 그 방법이 개시된다.
본 발명의 실시 예에 따른 모터와 엔진을 동력원으로 포함하는 하이브리드 차량의 트랙션 제어 시 토크 제어 시스템은, 차량의 가속 시 전륜이나 후륜의 휠 슬립을 감지하여 조정 토크를 요청하는 트랙션 제어 시스템(TCS); 배터리 충전상태를 실시간으로 측정하는 배터리 센서부; 및 상기 조정 토크 요청 시 상기 배터리 센서부로부터 획득된 배터리 충전상태(SOC)에 따른 제한 토크 설정치를 설정하고, 상기 배터리 충전상태가 소정 기준치 미만인 경우 상기 제한 토크 설정치에 따라 모터토크를 낮추고 모터토크가 낮춰진 만큼의 엔진토크를 상승시키는 차량 제어기를 포함한다.

Description

하이브리드 차량의 토크 제어 시스템 및 그 방법{SYSTEM AND METHOD FOR CONTROLLING TORQUE OF HYBRID VEHICLE}
본 발명은 하이브리드 차량의 토크 제어 시스템 및 그 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 하이브리드 차량의 트랙션 제어 시스템(TCS) 작동시의 배터리의 충전상태를 고려한 토크 제어를 하는 하이브리드 차량의 토크 제어 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.
하이브리드 차량(Hybrid Vehicle)은 서로 다른 두 종류 이상의 동력원을 사용하는 자동차로써, 일반적으로 연료를 연소시켜 구동력을 얻는 엔진과 배터리 전력으로 구동력을 얻는 모터에 의해 구동되는 차량을 의미한다.
하이브리드 차량에는 시스템을 구성하는 각 장치별로 제어기를 구비하고 있는데, 하이브리드 차량의 전반의 제어를 담당하는 하이브리드 제어기(HCU: Hybrid Control Unit)를 비롯하여 엔진 작동의 전반을 제어하는 엔진 제어기(ECU: Engine Control Unit), 구동모터 작동의 전반을 제어하는 모터 제어기(MCU: Motor Control Unit), 변속기를 제어하는 변속기 제어기(TCU: Transmission Control Unit), 배터리 상태를 감시하고 관리하는 배터리 제어기(BMS: Battery Management System) 등이 구비되어 있다.
한편, 하이브리드 차량에 구비되는 트랙션 제어 시스템(TCS: Traction Control System)은 눈길이나 빙판길 또는 비대칭 노면에서의 출발이나 가속시에 브레이크와 엔진을 자동으로 제어하여 바퀴가 헛도는 현상을 방지하고 조종 안정성을 향상시키는 안전 시스템이다. 이러한 TCS는 하이브리드 차량이 미끄러운 노면에서 출발하거나 가속시에 과잉의 구동력이 발생하여 타이어가 미끄러질 때 토크 저감을 요청한다.
종래의 HEV에서는 TCS가 작동되어 TCS 요구 토크가 발생하는 경우, 보다 빠른 제어 응답성을 확보하기 위하여 모터만을 이용하여 토크 인터벤션(조정) 제어를 수행하였다.
예컨대, 종래의 HEV TCS 제어의 가장 일반적인 방법은 TCS 작동 시 요구토크(T_tcs)가 발생 할 경우 엔진토크(T_eng)는 그대로 두고 모터토크(T_m)를 TCS 작동 시 요구토크(T_tcs)에서 엔진토크(T_eng)을 뺀 나머지로 감당하고 있다.
즉, TCS 작동 이전 요구토크(T_dmd)는 TCS 작동시 요구토크(T_tcs)보다 작은 값을 갖게 되며, 모터토크(T_m)만의 저감을 통해 트랜젝션 제어(Traction Control)를 수행하게 된다.
그러나, 위와 같은 방법은 TCS 요구토크(T_tcs) 값이 매우 작거나 배터리 고온 및 SOC 가 높아 충전이 불가할 경우 모터가 음의 방향의 토크 출력 불가 할 경우 TCS에 의한 요구토크 만족에 불리할 수 있는 단점이 있다.
특히, 모터 토크가 양의 토크를 출력하여 지속적으로 운전하게 될 경우 배터리 SOC Balancing 이 불가하여 배터리의 과방전 상황이 발생되는 문제점이 있다.
본 발명의 실시 예는 하이브리드 차량의 트랙션 제어 시스템(TCS) 작동시의 배터리의 충전상태를 고려한 토크 제어를 수행하는 하이브리드 차량의 토크 제어 시스템 및 그 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 모터와 엔진을 동력원으로 포함하는 하이브리드 차량의 트랙션 제어 시 토크 제어 시스템은, 차량의 가속 시 전륜이나 후륜의 휠 슬립을 감지하여 조정 토크를 요청하는 트랙션 제어 시스템(TCS); 배터리 충전상태를 실시간으로 측정하는 배터리 센서부; 및 상기 조정 토크 요청 시 상기 배터리 센서부로부터 획득된 배터리 충전상태(SOC)에 따른 제한 토크 설정치를 설정하고, 상기 배터리 충전상태가 소정 기준치 미만인 경우 상기 제한 토크 설정치에 따라 모터토크를 낮추고 모터토크가 낮춰진 만큼의 엔진토크를 상승시키는 차량 제어기를 포함한다.
또한, 상기 제한 토크 설정치는, 상기 배터리 충전상태가 낮아질수록 상기 모터토크가 작아지도록 설정된 테이블인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 차량 제어기는, TCS의 요구토크가 운전자 요구토크보다 작은 경우 상기 SOC를 고려한 제한 토크 설정치에 따른 토크 제어를 할 수 있다.
또한, 상기 차량 제어기는, 상기 조정 토크를 요청 시 상기 배터리의 충전상태가 양호한 소정 기준치 이상의 노멀(Normal) 영역에서는 엔진지령을 0으로하고, TCS의 요구토크를 모터지령으로만 제어할 수 있다.
또한, 상기 노멀 영역은, 배터리의 파워 디레이팅(Derating)이 이루어지지 않는 영역인 것일 수 있다.
또한, 상기 차량 제어기는, 상기 배터리 충전상태가 소정 기준치 미만으로 낮으면 상기 제한 토크 설정치에 기초하여 모터지령을 계산하고, TCS의 요구토크에서 상기 모터지령을 뺀 값으로 엔진지령을 산출할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 측면에 따른, 모터와 엔진을 동력원으로 포함하는 하이브리드 차량의 트랙션 제어 시 토크 제어 방법은, a) 트랙션 제어 시스템(TCS)의 요구 토크가 발생하였는지를 판단하는 단계; b) 상기 TCS 요구 토크가 있는 경우, TCS 요구 토크와 운전자 요구 토크를 비교하는 단계; c) TCS의 요구토크가 운전자 요구토크 미만으로 판단되면, 배터리 센서부로부터 배터리 충전상태를 획득하는 단계; 및 d) 상기 배터리 충전상태가 소정 기준치 미만인 경우 배터리 충전상태에 따른 제한 토크 설정치에 따라 모터토크를 낮추고 상기 모터토크가 낮춰진 만큼의 엔진토크를 상승시키는 단계를 포함한다.
또한, 상기 c) 단계는, 상기 TCS의 요구 토크가 운전자 요구 토크 이상인 것으로 판단되면, 엔진지령과 이전 엔진지령을 같게 하고, 모터지령과 이전 모터지령을 같게 제어하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 d) 단계는, 상기 배터리 충전상태가 소정 기준치 이상인 경우, 엔진지령은 0으로하고 상기 TCS의 요구토크를 모터지령으로만 제어하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 d) 단계는, 상기 제한 토크 설정치에 기초하여 상기 모터토크가 낮춰진 모터지령을 계산하고, 상기 TCS의 요구토크에서 상기 모터지령을 뺀 값으로 엔진지령을 산출하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 기존의 모터의 토크 저감방식에서 탈피하여 배터리 SOC를 고려한 토크 제어 전략을 제공함으로써 TCS 제어 시에도 SOC 발랜싱(Balancing)이 가능한 효과가 있다.
또한, 하이브리드 차량의 TCS 제어 시 배터리 SOC가 낮은 상황에서 제한 토크 설정치에 따라 모터토크를 낮추고 모터토크가 낮춰진 만큼의 엔진토크를 상승시킴으로써 배터리의 과방전을 방지함과 동시에 만족스런 토크 추종제어가 가능한 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 차량의 토크 제어 시스템이 적용되는 하이브리드 시스템을 나타내는 개략도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 차량의 토크 제어 장치를 나타내는 블록도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 SOC에 따라 모터의 최대 가용 토크를 제한하는 테이블을 그래프로 나타낸다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 배터리 SOC를 고려한 제어전락을 설명하기 위한 그래프를 나타낸다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 하이브리드 차량의 토크 제어 방법을 개략적으로 나타낸 흐름도이다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 배터리 SOC를 고려한 토크 제어 방식의 적용전(개선전) 및 적용후(개선후)의 차이를 입증하는 시험데이터이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "…부", "…기", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
이제 본 발명의 실시 예에 따른 하이브리드 차량의 토크 제어 시스템 및 그 방법에 대하여 도면을 참조로 하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 차량의 토크 제어 시스템이 적용되는 하이브리드 시스템을 나타내는 개략도이다.
여기서, 도 1의 하이브리드 시스템은 설명의 편의를 위하여 실시예로 도시한 것이다. 따라서, 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 차량의 토크 제어 시스템은 도 1의 하이브리드 시스템뿐만 아니라 다른 모든 하이브리드 시스템에도 적용될 수 있다.
첨부된 도 1을 참조하면, 본 발명이 적용되는 하이브리드 시스템은 HCU(10), ECU(12), MCU(14), TCU(16), 엔진(20), 엔진 클러치(22), 모터(24), 변속기(26) 및 배터리(28)를 포함할 수 있다.
HCU(10)는 다른 제어기들의 구동 제어 및 하이브리드 주행 모드 설정, 그리고 하이브리드 차량의 전반적인 동작을 제어하는 최상위 제어기로, 각 제어기들을 고속 CAN 통신라인으로 연결하여 상호간의 정보를 주고 받으며, 협조 제어를 실행하여 엔진(20)과 모터(24)의 출력 토크를 제어한다.
ECU(12)는 운전자의 요구토크 신호와 냉각수온 및 엔진 토크 등의 엔진 상태 정보에 따라 엔진(20)의 전반적인 동작을 제어한다.
MCU(14)는 운전자의 요구토크 신호와 하이브리드 차량의 운행 모드 및 배터리(28)의 SOC 상태에 따라 모터(24)의 전반적인 동작을 제어한다.
TCU(16)는 ECU(12)와 MCU(14)의 각 출력 토크에 따라 변속비를 제어하고 회생 제동량을 결정하는 등 변속기(26)의 전반적인 동작을 제어한다.
상기에 언급된 것을 비롯한 하이브리드 시스템은 일반적으로 당업자에게 널리 알려진 것이므로 각 구성에 대한 자세한 설명은 생략하도록 한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 차량의 토크 제어 장치를 나타내는 블록도이다.
첨부된 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 차량의 토크 제어 장치는 TCS(Traction Control System, 30), 배터리 센서부(40), 차량 제어기(11), 엔진(20) 및 모터(24)를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 차량은 적어도 하나의 엔진(20)과 적어도 하나의 모터(24)를 포함한다. 또한, 엔진(20)과 모터(24)는 각각 제어를 위한 엔진 제어기와 모터 제어기를 포함하는 것으로 별개로 또는 동시에 동력원으로 작동하는 주행 모드를 제공한다.
그리고, 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 차량의 토크 제어 방법의 일부 프로세스는 ECU(12)에 의하여, 다른 일부 프로세스는 HCU(10)에 의하여 수행되는 것으로 할 수 있다. 따라서 본 발명의 실시예에서 ECU(12) 및 HCU(10)를 하나의 차량 제어기(11)로 하여 설명이 가능한바, 설명의 편의상 본 명세서 및 특허청구범위에서는 특별한 언급이 없는 한, 상기 ECU(12) 및 HCU(10)를 차량 제어기(11)로 지칭하기로 한다.
TCS(30)는 구동력 제어 장치로 차량 가속 시 전륜이나 후륜에 휠 슬립이 발생하는 것을 감지하면 토크 저감을 위한 TCS 요구토크(T_tcs)를 생성한다.
좀더 구체적으로 설명하면, TCS(30)는 눈길이나 빙판길 또는 비대칭 노면에서의 출발이나 가속시에 과잉의 구동력이 발생하여 타이어가 미끄러지지 않도록 차량의 구동력을 제어하는 안전 시스템이다. 그러므로, TCS(30)는 하이브리드 차량이 미끄러운 노면에서 출발하거나 가속 시에 과잉의 구동력이 발생하여 타이어가 미끄러지는 것을 감지하고 그에 따른 조정 토크를 요청한다.
배터리 센서부(40)는 배터리(28)의 충전상태(잔존용량, SOC)를 실시간으로 측정하여 차량 제어기(11)로 전달한다.
배터리 센서부(40)는 IBS(Intelligent Battery Sensor)와 같은 배터리 제어기로 구성될 수 있으며 배터리 전압, 전류, 주위 온도를 전 영역으로 정밀하게 측정하여 이를 토대로 배터리 충전상태(State of Charge, SOC)를 측정하여 차량 제어기(11)로 전달한다.
차량 제어기(11)는 TCS(30)에서 조정 토크를 요구하는 경우 가속시 엑셀 페달의 작동 값을 고려하여 운전자 요구토크(T_dmd)를 연산하고, 이에 기초한 엔진토크(Te_before), 모터 토크(Te_before)로 동력을 분배한다.
차량 제어기(11)는 TCS 요구토크(T_tcs)가 운전자 요구토크(T_dmd)이상인 경우 엔진지령(T_e)과 이전 엔진지령(Te_befor)을 같게 하고, 모터지령(T_m)과 이전모터지령(Tm_before)을 같게 제어한다(T_tcs>=T_dmd 인 경우 T_e = Te_before, T_m = Tm_before). 여기서, 상기 엔진지령과 모터지령을 각각 엔진과 모터의 토크를 제어하기 위한 명령으로, 엔진토크 값과 모터토크 값을 포함하는 의미를 갖는다.
특히, 그리고, 차량 제어기(11)는 TCS 요구토크(T_tcs)가 운전자 요구토크(T_dmd)보다 작은 경우 기존의 모터에 의존한 토크 저감방식에서 탈피하여 배터리 SOC를 고려한 토크 제어를 한다.
상기 SOC는 배터리(28)의 에너지 잔량을 나타내는 척도이다. 하이브리드 차량이 전기동력을 지속적으로 사용할 경우 모터방전에 따른 SOC는 계속 낮아지게 되고, 상기 SOC 값이 일정 기준치 아래로 떨어지게 되면 배터리(28) 보호 차원에서 전기 동력 제한이 필요하다.
이에 본 발명의 실시 예에 따른 차량 제어기(11)는 배터리 센서부(40)로부터 획득된 SOC에 따른 제한 토크 설정치를 다음과 같이 설정한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 SOC에 따라 모터의 최대 가용 토크를 제한하는 테이블을 그래프로 나타낸다.
첨부된 도 3을 참조하면, 상기 제한 토크 설정치는 SOC가 낮을수록 모터토크가 작아지도록(즉, 낮은 영역에서는 음의 값) 테이블(Table)을 설정한다.
여기서, 배터리의 노멀(Normal) SOC 영역은 배터리 사양마다 상이하며 전략적으로 정하는 수치이므로 상대적일 수 있다. 여기서, 배터리 SOC 노멀 영역은 배터리의 파워 디레이팅(Derating)이 이루어지지 않는 영역으로 볼 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 배터리 SOC를 고려한 제어전락을 설명하기 위한 그래프를 나타낸다.
첨부된 도 4를 참조하면, 차량 제어기(11)는 TCS(30)에서 조정 토크를 요구하는 경우, 배터리의 충전상태가 양호한 소정 기준치 이상의 노멀 SOC 영역에서는 엔진지령(T_e)은 0으로하고, TCS 요구토크(T_tcs)를 모터지령(T_m)으로만 제어한다.
반면, 차량 제어기(11)는 배터리의 SOC가 소정 기준치 미만으로 낮은 상황에서는 모터토크를 낮추고 그 만큼의 엔진토크를 상승시키는 제어를 수행한다.
상기 두 상황을 고려할 때 아래와 같은 식으로 표현이 가능하다.
Figure pat00001
(여기서, T_m은 모터지령, T_tcs는 T7CS 요구토크, Tm_before 는 이전모터지령, T_e는 엔진지령을 각각 의미함)
상기 수학식1을 참조하면, 차량 제어기(11)는 배터리의 SOC가 소정 기준치 미만으로 낮은 상황에서는 SOC에 따른 제한 토크 설정치에 기초하여 모터지령(T_m)을 계산하고, TCS 요구토크(T_tcs)에서 상기 모터지령(T_m)을 뺀 값으로 엔진지령(T_e)을 산출한다.
따라서, 차량 제어기(11)는 배터리 SOC가 낮은 상황에서는 제한 토크 설정치에 따라 모터토크를 낮추고 모터토크가 낮춰진 만큼의 엔진토크를 상승시킴으로써 배터리의 과 방전을 방지하고 토크 추종제어가 가능한 이점이 있다.
한편, 다음의 도 5를 통해 전술한 본 발명의 실시 에에 따른 하이브리드 차량의 토크 제어 시스템의 구성을 바탕으로 하는 하이브리드 차량의 토크 제어 방법을 설명한다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 하이브리드 차량의 토크 제어 방법을 개략적으로 나타낸 흐름도이다.
첨부된 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 차량의 토크 제어 방법은 차량 제어기(11)가 TCS(30)에서 요구 토크가 발생하였는지를 판단함으로써 시작된다(S10).
차량 제어기(11)는 상기 S10 단계에서 TCS 요구 토크가 발생된 경우(S10; 예) TCS 요구 토크와 운전자 요구 토크를 비교한다(S20).
이 때, 차량 제어기(11)는 가속시 운전자의 엑셀페달 작동위치를 고려하 여운전자의 요구토크를 구하고, TCS 요구 토크가 운전자 요구 토크 이상인 것으로 판단되면(S20; 아니오), 엔진지령(T_e)과 이전 엔진지령(Te_befor)을 같게 하고, 모터지령(T_m)과 이전모터지령(Tm_before)을 같게 제어한다(S30).
반면, 차량 제어기(11)는 상기 S20 단계에서, TCS 요구 토크가 운전자 요구 토크 미만(T_tcs < T_dmd)인 것으로 판단되면(S20; 예), 배터리 SOC를 고려한 이하 토크 제어를 수행한다.
먼저, 차량 제어기(11)는 배터리의 충전상태가 소정 기준치 이상(SOC >= 기준치)으로 양호한 노멀 SOC 영역에서는(S40; 아니오), 엔진지령(T_e)은 0으로하고 TCS 요구토크(T_tcs)를 모터지령(T_m)으로만 제어한다(S50).
반면, 차량 제어기(11)는 상기 S40 단계에서, 배터리의 SOC가 소정 기준치 미만으로 낮은 상황에서는 배터리의 낮은 SOC에 따른 제한 토크 설정치에 기초하여 모터지령(T_m)을 계산하고, TCS 요구토크(T_tcs)에서 상기 모터지령(T_m)을 뺀 값으로 엔진지령(T_e)을 산출한다(S60).
즉, 차량 제어기(11)는 배터리의 SOC가 소정 기준치 미만으로 낮은 상황에서는 모터토크를 낮추고 상기 모터토크가 낮춰진 만큼의 엔진토크를 상승시키는 토크제어를 수행함으로써 배터리이 과방전을 방지할 수 있다.
한편, 도 6 및 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 배터리 SOC를 고려한 토크 제어 방식의 적용전(개선전) 및 적용후(개선후)의 차이를 입증하는 시험데이터이다.
첨부된 도 6은 개선전의 실험 데이터로, 종래의 TCS 작동 시 지속적인 모터 방전으로 인한 배터리 SOC가 최저 27%로 나타나 과방전 현상이 발생된다. 이는 브레이크 토크 추정을 위해 모터 토크를 적극 사용하여 배터리 SOC가 지속적으로 방전되는 것을 보여준다.
반면, 첨부된 도 7은 개선후의 실험 데이터로, TCS 작동시 모터 사용을 최소화하여 배터리 SOC 유지가 가능하도록 맵핑 및 확인 제어를 수행함으로써 상기 도 6의 개선전 대비 최저 SCO가 27%에서 33%까지 개선된 결과를 보여준다.
이와 같이 본 발명의 실시 예에 따르면, 기존의 모터의 토크 저감방식에서 탈피하여 배터리 SOC를 고려한 토크 제어 전략을 제공함으로써 TCS 제어 시에도 SOC 발랜싱(Balancing)이 가능한 효과가 있다.
또한, 하이브리드 차량의 TCS 제어 시 배터리 SOC가 낮은 상황에서 제한 토크 설정치에 따라 모터토크를 낮추고 모터토크가 낮춰진 만큼의 엔진토크를 상승시킴으로써 배터리의 과방전을 방지함과 동시에 만족스런 토크 추종제어가 가능한 효과가 있다.
본 발명의 실시 예는 이상에서 설명한 장치 및/또는 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시 예의 구성에 대응하는 기능을 실현하기 위한 프로그램, 그 프로그램이 기록된 기록 매체 등을 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시 예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.
이상에서 본 발명의 실시 예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
30: TCS
40: 배터리 센서부
11: 차량 제어기
20: 엔진
24: 모터

Claims (10)

  1. 모터와 엔진을 동력원으로 포함하는 하이브리드 차량의 트랙션 제어 시 토크 제어 시스템에 있어서,
    차량의 가속 시 전륜이나 후륜의 휠 슬립을 감지하여 조정 토크를 요청하는 트랙션 제어 시스템(TCS);
    배터리 충전상태를 실시간으로 측정하는 배터리 센서부; 및
    상기 조정 토크 요청 시 상기 배터리 센서부로부터 획득된 배터리 충전상태(SOC)에 따른 제한 토크 설정치를 설정하고, 상기 배터리 충전상태가 소정 기준치 미만인 경우 상기 제한 토크 설정치에 따라 모터토크를 낮추고 모터토크가 낮춰진 만큼의 엔진토크를 상승시키는 차량 제어기를 포함하는 하이브리드 차량의 토크 제어 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제한 토크 설정치는,
    상기 배터리 충전상태가 낮아질수록 상기 모터토크가 작아지도록 설정된 테이블인 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 토크 제어 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 차량 제어기는,
    TCS의 요구토크가 운전자 요구토크보다 작은 경우 상기 SOC를 고려한 제한 토크 설정치에 따른 토크 제어를 하는 하이브리드 차량의 토크 제어 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 차량 제어기는,
    상기 조정 토크를 요청 시 상기 배터리의 충전상태가 양호한 소정 기준치 이상의 노멀(Normal) 영역에서는 엔진지령을 0으로하고, TCS의 요구토크를 모터지령으로만 제어하는 하이브리드 차량의 토크 제어 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 노멀 영역은,
    배터리의 파워 디레이팅(Derating)이 이루어지지 않는 영역인 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 토크 제어 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 차량 제어기는,
    상기 배터리 충전상태가 소정 기준치 미만으로 낮으면 상기 제한 토크 설정치에 기초하여 모터지령을 계산하고, TCS의 요구토크에서 상기 모터지령을 뺀 값으로 엔진지령을 산출하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 토크 제어 시스템.
  7. 모터와 엔진을 동력원으로 포함하는 하이브리드 차량의 트랙션 제어 시 토크 제어 방법에 있어서,
    a) 트랙션 제어 시스템(TCS)의 요구 토크가 발생하였는지를 판단하는 단계;
    b) 상기 TCS 요구 토크가 있는 경우, TCS 요구 토크와 운전자 요구 토크를 비교하는 단계;
    c) TCS의 요구토크가 운전자 요구토크 미만으로 판단되면, 배터리 센서부로부터 배터리 충전상태를 획득하는 단계;
    d) 상기 배터리 충전상태가 소정 기준치 미만인 경우 배터리 충전상태에 따른 제한 토크 설정치에 따라 모터토크를 낮추고 상기 모터토크가 낮춰진 만큼의 엔진토크를 상승시키는 단계를 포함하는 하이브리드 차량의 토크 제어 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 c) 단계는,
    상기 TCS의 요구 토크가 운전자 요구 토크 이상인 것으로 판단되면, 엔진지령과 이전 엔진지령을 같게 하고, 모터지령과 이전 모터지령을 같게 제어하는 단계를 포함하는 하이브리드 차량의 토크 제어 방법.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 d) 단계는,
    상기 배터리 충전상태가 소정 기준치 이상인 경우, 엔진지령은 0으로하고 상기 TCS의 요구토크를 모터지령으로만 제어하는 단계를 포함하는 하이브리드 차량의 토크 제어 방법.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 d) 단계는,
    상기 제한 토크 설정치에 기초하여 상기 모터토크가 낮춰진 모터지령을 계산하고, 상기 TCS의 요구토크에서 상기 모터지령을 뺀 값으로 엔진지령을 산출하는 단계를 포함하는 하이브리드 차량의 토크 제어 방법.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10017173B2 (en) 2016-09-05 2018-07-10 Hyundai Motor Company Apparatus and method for controlling torque intervention of hybrid vehicle
US10363918B2 (en) 2016-06-02 2019-07-30 Hyundai Motor Company Method for controlling torque reduction of hybrid vehicle
KR20190127014A (ko) * 2018-05-03 2019-11-13 현대자동차주식회사 차량 및 차량의 제어방법

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11247552B2 (en) 2015-08-03 2022-02-15 Cummins, Inc. Systems and methods of energy management and control of an electrified powertrain
US10894482B2 (en) 2015-08-07 2021-01-19 Cummins, Inc. Systems and methods of battery management and control for a vehicle
US10435007B2 (en) 2015-09-23 2019-10-08 Cummins, Inc. Systems and methods of engine stop/start control of an electrified powertrain
US10106147B2 (en) * 2015-11-19 2018-10-23 Hyundai Motor Company Method and device for controlling torque intervention of hybrid vehicle
EP3386804B1 (en) 2015-12-10 2023-07-26 Cummins, Inc. Systems and methods of energy management and control of vehicle accessories
GB2552011B (en) * 2016-07-07 2019-08-28 Jaguar Land Rover Ltd A controller for a vehicle system
KR101776523B1 (ko) * 2016-08-22 2017-09-07 현대자동차주식회사 하이브리드 차량의 ｔｃｓ 작동 중 엔진 구동력 제어 방법
JP6172367B1 (ja) 2016-10-28 2017-08-02 トヨタ自動車株式会社 自動運転車両の制御装置
KR102478125B1 (ko) * 2017-11-24 2022-12-16 현대자동차주식회사 모터 구동 차량 제어방법 및 제어시스템
KR102506763B1 (ko) * 2018-03-09 2023-03-07 현대자동차주식회사 구동 모터를 구비한 차량 및 그 제어 장치
CN113978447B (zh) * 2021-10-27 2024-01-09 岚图汽车科技有限公司 一种扭矩控制方法及相关设备

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20100056942A (ko) * 2008-11-20 2010-05-28 현대자동차주식회사 하이브리드 차량의 토크 저감 방법
JP2010167803A (ja) * 2009-01-20 2010-08-05 Nissan Motor Co Ltd ハイブリッド車両の制御装置
JP2012045996A (ja) * 2010-08-25 2012-03-08 Nissan Motor Co Ltd ハイブリッド車両の発電制御装置
KR20140079157A (ko) * 2012-12-18 2014-06-26 현대자동차주식회사 하이브리드 차량의 엔진클러치 결합 제어 방법 및 시스템

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20100056942A (ko) * 2008-11-20 2010-05-28 현대자동차주식회사 하이브리드 차량의 토크 저감 방법
JP2010167803A (ja) * 2009-01-20 2010-08-05 Nissan Motor Co Ltd ハイブリッド車両の制御装置
JP2012045996A (ja) * 2010-08-25 2012-03-08 Nissan Motor Co Ltd ハイブリッド車両の発電制御装置
KR20140079157A (ko) * 2012-12-18 2014-06-26 현대자동차주식회사 하이브리드 차량의 엔진클러치 결합 제어 방법 및 시스템

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10363918B2 (en) 2016-06-02 2019-07-30 Hyundai Motor Company Method for controlling torque reduction of hybrid vehicle
US10017173B2 (en) 2016-09-05 2018-07-10 Hyundai Motor Company Apparatus and method for controlling torque intervention of hybrid vehicle
KR20190127014A (ko) * 2018-05-03 2019-11-13 현대자동차주식회사 차량 및 차량의 제어방법

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