KR20160133998A - Apparatus and method for learning engine friction torque for vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 차량의 엔진 마찰 토크 학습 장치에 관한 것으로, 구체적으로 차량의 정차 중 배터리 충전 모드에서 모터 충전 토크를 활용하여 엔진 마찰 토크를 학습하는 차량의 엔진 마찰 토크 학습 장치 및 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an engine friction torque learning apparatus for a vehicle, and more particularly, to an apparatus and method for learning an engine friction torque of a vehicle using a motor charging torque in a battery charging mode during stopping of a vehicle.
지구의 환경오염 문제가 날로 심각해지고 있는 요즈음 무공해 에너지의 사용은 날로 중요성을 더해가고 있다. 특히, 대도시의 대기오염 문제는 날로 심각해지고 있는데, 자동차의 배기가스는 그 주요원인 중의 하나이다. The use of pollution-free energy is becoming increasingly important as the environmental pollution problem of the earth becomes serious every day. Especially, the problem of air pollution in big cities is becoming serious day by day, and automobile exhaust gas is one of the main causes.
이렇게 배기가스에 대한 문제도 해결하고, 연비 향상을 제공하기 위하여 하이브리드 차량, 전기 차량 등을 포함하는 친환경 차량이 개발되어 운행되고 있다. Environment-friendly vehicles including hybrid vehicles, electric vehicles, and the like have been developed and operated in order to solve problems related to exhaust gas and provide fuel economy improvement.
일반적으로 하이브리드 차량은 서로 다른 두 종류 이상의 동력원을 효율적으로 조합하여 차량을 구동시키는 것을 의미한다. 그러나, 대부분의 경우는 연료를 연소시켜 회전력을 얻는 엔진과 배터리 전력으로 회전력을 얻는 모터에 의해 구동하는 차량을 의미한다.Generally, a hybrid vehicle means that two or more different kinds of power sources are efficiently combined to drive the vehicle. However, in most cases, this means a vehicle driven by an engine that obtains a rotational force by burning fuel and a motor that obtains a rotational force by battery power.
이러한 하이브리드 차량은 엔진뿐만 아니라, 전기모터를 보조동력원으로 사용하여 배터리 저감 및 연비 향상을 도몬하는 차량으로, 연비를 개선하고 환경친화적 제품을 개발해야 한다는 시대적 요청에 부응하여 더욱 활발한 연구가 진행되고 있다.Such hybrid vehicles are being studied more actively in response to the demand for the improvement of fuel efficiency and development of environmentally friendly products as vehicles that not only use engines but also electric motors as auxiliary power sources to reduce battery and improve fuel efficiency .
하이브리드 차량은 모터의 동력만을 이용하여 순서 전기자동차 모드인 EV(Electric Vehicle) 모드, 엔진의 회전력을 주동력으로 하면서 모터의 보조동력으로 이용하는 HEV(Hybrid Electric Vehicle) 모드, 차량의 제동 혹은 관성에 의한 주행 시 제동 및 관성 에너지로 모터를 발전시킴으로써 에너지를 회수하여 배터리에 충전하는 회생제동(Regenerative Braking) 모드 등의 주행모드로 주행이 가능하다.The hybrid vehicle uses an electric vehicle (EV) mode, an electric vehicle mode, an HEV (Hybrid Electric Vehicle) mode, which uses the rotational power of the engine as the main power and serves as an auxiliary power for the motor, And a regenerative braking mode in which energy is recovered and charged to the battery by generating the motor with braking and inertia energy while driving.
이와 같이 하이브리드 차량에서는 엔진의 기계적 에너지와 배터리의 전기 에너지를 함께 이용하고 엔진과 모터의 최적 작동영역을 이용함은 물론 제동 시에는 모터로 에너지를 회수하므로 연비 향상 및 효율적인 에너지 이용이 가능해진다.In this way, the hybrid vehicle uses both the mechanical energy of the engine and the electric energy of the battery, utilizes the optimal operating range of the engine and the motor, and recovers energy from the motor during braking, thereby improving fuel efficiency and utilizing energy efficiently.
일반적으로 가솔린 차량은 정차 중 엔진 아이들 상태에서 엔진 마찰 토크의 학습을 진행한다. 그러나 하이브리드 차량은 정차 중 엔진이 스탑(stop)인 경우 엔진 마찰 토크의 학습이 불가능하였다. 이에 하이브리드 차량은 엔진 마찰 토크를 학습할 수 없기 때문에 엔진 토크의 정확도가 떨어지게 된다.Generally, gasoline vehicles proceed to learn the engine friction torque during engine idling during stopping. However, the hybrid vehicle was unable to learn the engine friction torque when the engine stopped at a stop. Therefore, the hybrid vehicle can not learn the engine friction torque, so the accuracy of the engine torque is lowered.
이 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.The matters described in the background section are intended to enhance the understanding of the background of the invention and may include matters not previously known to those skilled in the art.
본 발명의 실시 예는 차량의 정차 중 배터리 충전 모드에서 모터 충전 토크를 이용하여 엔진 마찰 토크를 학습하는 차량의 엔진 마찰 토크 학습 장치 및 방법을 제공한다.An embodiment of the present invention provides an apparatus and method for learning an engine friction torque of a vehicle that learns an engine friction torque using a motor charging torque in a battery charging mode during stopping of a vehicle.
그리고, 본 발명의 실시 예는 정차 중 배터리 충전 모드에서 엔진의 파트로드(part load) 동작 시 엔진 마찰 토크의 학습이 가능한 차량의 엔진 마찰 토크 학습 장치 및 방법을 제공한다.An embodiment of the present invention provides an apparatus and method for learning an engine friction torque of a vehicle capable of learning an engine friction torque during part load operation of an engine in a battery charging mode during a stop.
본 발명의 일 실시 예에서는 동력원인 엔진 및 구동모터; 상기 엔진의 동작 상태를 검출하여 상기 엔진을 제어하는 엔진 제어기; 상기 구동모터의 구동 및 토크를 제어하는 모터 제어기; 및 차량 상태에 따라 네트워크를 통해 상기 엔진 제어기 및 모터 제어기를 통합 제어하는 차량 제어기를 포함하되, 상기 차량 제어기는 상기 차량 상태를 기반으로 정차 중이며 배터리 충전 모드이고 엔진이 파트로드인지를 판단하는 상태 판단부; 엔진 출력 토크 및 모터 충전 토크를 기반으로 엔진 마찰 토크 편차를 연산하는 편차 연산부; 및 상기 엔진 마찰 토크 편차를 기반으로 엔진 마찰 토크를 학습하는 토크 학습부를 포함하는 차량의 엔진 마찰 토크 학습 장치를 제공할 수 있다.In an embodiment of the present invention, an engine and a drive motor, which are power sources, An engine controller for detecting the operating state of the engine and controlling the engine; A motor controller for controlling driving and torque of the driving motor; And a vehicle controller for integrally controlling the engine controller and the motor controller via a network according to the vehicle condition, wherein the vehicle controller is in a stopped state based on the vehicle condition, part; A deviation arithmetic unit for calculating an engine friction torque deviation based on an engine output torque and a motor charging torque; And a torque learning unit that learns an engine friction torque based on the engine friction torque deviation.
또한, 상기 차량 제어기는 목표 충전 토크와 엔진 마찰 설정 토크를 기반으로 상기 엔진 출력 토크를 연산하는 토크 연산부; 및 엔진 속도 및 엔진 목표 속도를 기반으로 상기 구동모터를 구동하여 모터 충전 토크를 검출하는 토크 검출부를 더 포함할 수 있다.Further, the vehicle controller may further include: a torque calculation unit for calculating the engine output torque based on a target charging torque and an engine friction setting torque; And a torque detector for detecting the motor charge torque by driving the drive motor based on the engine speed and the engine target speed.
또한, 상기 편차 연산부는 상기 엔진 출력 토크와 상기 모터 충전 토크에 따른 엔진 마찰 구동 토크를 연산하고, 상기 엔진 마찰 구동 토크 및 엔진 마찰 설정 토크를 기반으로 상기 엔진 마찰 토크 편차를 연산할 수 있다.The deviation arithmetic unit may calculate an engine friction drive torque according to the engine output torque and the motor charge torque, and calculate the engine friction torque deviation based on the engine friction drive torque and the engine friction set torque.
또한, 상기 토크 학습부는 상기 엔진 마찰 설정 토크와 엔진 마찰 토크 편차를 기반으로 엔진 마찰 토크를 학습할 수 있다.Further, the torque learning unit may learn the engine friction torque based on the engine friction setting torque and the engine friction torque deviation.
그리고 본 발명의 다른 실시 예에서는 차량 상태가 토크 학습 진입 조건에 만족하는지를 판단하는 단계; 상기 차량 상태가 토크 학습 진입 조건에 만족하면 엔진 출력 토크를 연산하는 단계; 엔진 속도 및 엔진 목표 속도를 기반으로 모터 충전 토크를 검출하는 단계; 상기 엔진 출력 토크 및 상기 모터 충전 토크를 기반으로 엔진 마찰 토크 편차를 연산하는 단계; 상기 엔진 마찰 토크 편차를 기반으로 엔진 마찰 토크를 학습하는 단계를 포함하는 차량의 엔진 마찰 토크 학습 방법을 제공할 수 있다. According to another embodiment of the present invention, there is provided a method for controlling a vehicle, comprising: determining whether a vehicle state satisfies a torque learning entry condition; Calculating an engine output torque when the vehicle condition meets a torque learning entry condition; Detecting a motor charge torque based on an engine speed and an engine target speed; Calculating an engine friction torque deviation based on the engine output torque and the motor charging torque; And learning the engine friction torque based on the engine friction torque deviation.
그리고 본 발명의 다른 실시 예에서는 차량 상태가 정차 중이고 배터리 충전 모드인지를 판단하는 단계; 상기 차량 상태가 정차 중이고 배터리 충전 모드이면 엔진이 파트로드(part load) 상태인지를 판단하는 단계; 상기 엔진이 파트로드 상태이면 목표 충전 토크와 엔진 마찰 설정 토크를 기반으로 엔진 출력 토크를 연산하는 단계; 엔진 목표 속도 및 엔진 속도를 기반으로 모터 속도를 제어하여 모터 충전 토크를 검출하는 단계; 상기 모터 충격 토크, 상기 모터 충전 토크를 기반으로 엔진 마찰 토크 편차를 연산하는 단계; 및 상기 엔진 마찰 토크 편차를 기반으로 엔진 마찰 토크를 업데이트하여 엔진 마찰 토크의 학습을 수행하는 단계를 포함하는 차량의 엔진 마찰 토크 학습 방법을 제공할 수 있다.According to another embodiment of the present invention, the method further comprises: determining whether the vehicle is in a stopped state or in a battery charging mode; Determining whether the engine is in a part load state when the vehicle is in a stopped state and in a battery charging mode; Calculating an engine output torque based on a target charging torque and an engine friction setting torque when the engine is in a part load state; Controlling a motor speed based on an engine target speed and an engine speed to detect a motor charging torque; Calculating an engine friction torque deviation based on the motor impact torque and the motor charging torque; And a step of updating the engine friction torque based on the engine friction torque deviation to perform learning of the engine friction torque.
본 발명의 실시 예는 차량의 정차 중 배터리 충전 모드에서 모터 충전 토크를 기반으로 엔진 마찰 토크를 학습하여 정확한 엔진 토크를 출력하므로 엔진의 최적 효율 운전점을 추종할 수 있기 때문에 연비를 향상시킬 수 있다.The embodiment of the present invention can improve the fuel efficiency because it can follow the optimum efficiency operating point of the engine by learning the engine friction torque based on the motor charging torque in the battery charging mode during the stop of the vehicle and outputting the accurate engine torque .
또한, 본 발명의 실시 예는 엔진 토크의 정확도를 향상시킬 수 있으므로 변속 및 기타 천이 구간에서 차량 쇼크를 저감시킬 수 있다.Further, the embodiment of the present invention can improve the accuracy of the engine torque, so that the vehicle shock can be reduced in the shift and other transition periods.
그 외에 본 발명의 실시 예로 인해 얻을 수 있거나 예측되는 효과에 대해서는 본 발명의 실시 예에 대한 상세한 설명에서 직접적 또는 암시적으로 개시하도록 한다. 즉 본 발명의 실시 예에 따라 예측되는 다양한 효과에 대해서는 후술될 상세한 설명 내에서 개시될 것이다.In addition, effects obtainable or predicted by the embodiments of the present invention will be directly or implicitly disclosed in the detailed description of the embodiments of the present invention. That is, various effects to be predicted according to the embodiment of the present invention will be disclosed in the detailed description to be described later.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량의 엔진 마찰 토크 학습 장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량의 엔진 마찰 토크 학습 장치의 차량 제어기를 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량의 엔진 마찰 토크 학습 방법을 나타낸 순서도이다. 1 is a view schematically showing an apparatus for learning an engine friction torque of a vehicle according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram schematically showing a vehicle controller of an engine friction torque learning apparatus of a vehicle according to an embodiment of the present invention.
3 is a flowchart showing a method of learning an engine friction torque of a vehicle according to an embodiment of the present invention.
이하 첨부된 도면과 설명을 참조하여 본 발명에 따른 차량의 엔진 마찰 토크 학습 장치 및 방법의 실시 예에 대한 동작 원리를 상세히 설명한다. 다만, 하기에 도시되는 도면과 후술되는 상세한 설명은 본 발명의 특징을 효과적으로 설명하기 위한 여러 가지 실시 예들 중에서 바람직한 하나의 실시 예에 관한 것이다. 따라서, 본 발명이 하기의 도면과 설명에만 한정되어서는 아니 될 것이다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, an operation principle of an embodiment of an apparatus and method for learning an engine friction torque of a vehicle according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings and description. It should be understood, however, that the drawings and the following detailed description are exemplary and explanatory of various embodiments for effectively illustrating the features of the present invention. Therefore, the present invention should not be limited to the following drawings and descriptions.
또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 발명에서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear. The terms used below are defined in consideration of the functions of the present invention, which may vary depending on the user, intention or custom of the operator. Therefore, the definition should be based on the contents throughout the present invention.
또한, 이하 실시 예는 본 발명의 핵심적인 기술적 특징을 효율적으로 설명하기 위해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 명백하게 이해할 수 있도록 용어를 적절하게 변형, 또는 통합, 또는 분리하여 사용할 것이나, 이에 의해 본 발명이 한정되는 것은 결코 아니다.In order to efficiently explain the essential technical features of the present invention, the following embodiments will appropriately modify, integrate, or separate terms to be understood by those skilled in the art to which the present invention belongs , And the present invention is by no means thereby limited.
이하, 본 발명의 일 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량의 엔진 마찰 토크 학습 장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.1 is a view schematically showing an apparatus for learning an engine friction torque of a vehicle according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 차량의 엔진 마찰 토크 학습 장치(이하 '엔진 마찰 토크 학습 장치'로 통칭함, 100)은 상태 검출기(50), 엔진(110), 엔진 클러치(120), 구동모터(130), 배터리(140), 변속기(150), 엔진 제어기(Engine Control Unit: 이하 'ECU'로 통칭함, 160), 모터 제어기(Motor Control Unit: 이하 'MCU'로 통칭함, 170), 변속기 제어기(Transmission Control Unit: 이하 'TCU'로 통칭함, 180), 트랙션 제어기(Traction Control System: 이하 'TCS'로 통칭함, 190) 및 하이브리드 차량 제어기(Hybrid Control Unit: 이하 'HCU'로 통칭함, 200)를 포함한다.1, an engine friction torque learning apparatus (hereinafter referred to as an "engine friction torque learning apparatus") 100 of a vehicle includes a
상태 검출기(50)는 차량 상태를 검출한다. 즉, 상태 검출기(50)는 하이브리드 차량의 운행에서 차속, 변속단, 가속페달의 변위, 브레이크 페달의 변위 등을 포함하는 제반적인 차량 상태를 검출한다. 상태 검출기(50)는 검출한 차량 상태를 HCU(200)에 제공한다.The
엔진(110)은 ECU(160)의 제어에 의해 추력이 제어되며, ECU(160)의 제어에 따라 최적의 운전점으로 구동이 제어된다.The thrust is controlled by the
엔진 클러치(120)는 엔진(110)과 구동모터(130) 사이에 배치되고, HCU(200)의 제어에 따라 동작되어 엔진(110)과 구동모터(130) 간의 동력 전달을 단속한다. 즉, 엔진 클러치(120)는 EV(Electric Vehicle) 모드와 HEV(Hybrid Electric Vehicle) 모드의 절환에 따라 엔진(110)과 구동모터(130) 간의 동력을 연결하거나 차단한다.The
엔진 클러치(120)가 오픈(Open)되어 있으면, 하이브리드 차량은 구동모터(130)에 의해서만 구동되므로 구동모터(130)에 의해 구동되고, 엔진 클러치(120)가 락(Lock)되어 있으면 엔진(110)으로만 또는 엔진(110)과 구동모터(130)에 의해 구동될 수 있다.When the
구동모터(130)는 MCU(170)에서 인가되는 3상 교류전압에 의해 동작되어 토크를 발생시킨다. 구동모터(130)는 타행 주행 또는 회생 제동 시 발전기로 동작되어 전압을 배터리(140)에 공급한다.The
배터리(140)는 다수개의 단위 셀로 이루어지며, 구동모터(130)에 구동 전압을 제공하기 위한 고전압이 저장된다. 배터리(140)는 EV 모드나, HEV 모드에서 구동모터(130)에 구동 전압을 공급하고, 회생 제동 시 모터에서 발전되는 전압으로 충전된다.The
배터리(140)는 상용 전원이 플러그 인 접속되는 경우에 충전장치를 통해 공급되는 전압 및 전류에 의해 충전될 수도 있다.The
변속기(150)는 TCU(180)의 제어에 따라 변속비가 조정되며, 운전모드에 따라 엔진 클러치(120)를 통해 합산되어 인가되는 출력토크를 변속비로 분배하여 구동휠에 전달시켜 하이브리드 차량이 주행될 수 있도록 한다.The
ECU(160)는 네트워크를 통해 HCU(200)와 연결되며, HCU(200)와 연동되어 운전자의 요구토크 신호, 냉각수온, 엔진 회전수, 스로틀 밸브 개도, 흡기량, 산소량 및 엔진 토크 등 엔진 동작 상태에 따라 엔진(110)의 전반적인 동작을 제어한다. ECU(160)는 엔진(110)의 동작 상태를 HCU(200)에 제공한다.The ECU 160 is connected to the HCU 200 via a network and is interlocked with the HCU 200 to control the engine operation state such as the driver's required torque signal, cooling water temperature, engine speed, throttle valve opening, And controls the overall operation of the
MCU(170)는 HCU(200)의 제어에 따라 구동모터(130)의 구동 및 토크를 제어하고, 회생 제동 시 구동모터(130)에서 발전되는 전압을 배터리(140)에 저장한다.The MCU 170 controls driving and torque of the
TCU(180)는 ECU(160)와 MCU(170)의 각 출력토크에 따라 변속비를 제어하고, 회생 제동량을 결정하는 등 변속기(150)의 전반적인 동작을 제어한다. TCU(180)는 변속기(150)의 동작 상태를 HCU(200)로 제공한다.The TCU 180 controls the overall operation of the
TCS(190)는 눈길이나 빙판길 또는 비대칭 노면에서의 출발이나 가속 시에 과잉의 구동력이 발생하여 타이어가 미끄러지지 않도록 하이브리드 차량의 구동력을 제어하는 안전 시스템이다.The TCS 190 is a safety system that controls the driving force of the hybrid vehicle so that excessive driving force is generated at the time of starting or accelerating on an eye, an ice sheet, or an asymmetric road surface so that the tire does not slip.
TCU(180)와 TCS(190)는 서로 협조하여 연료 분사량, 점화 시기, 스로틀 밸브 등을 조절하여 엔진(110)의 출력토크를 제어할 수 있으며, 동력 분배를 통하여 구동모터(130)의 출력토크를 동시에 제어할 수 있다.The TCU 180 and the TCS 190 cooperate with each other to control the output torque of the
HCU(200)는 하이브리드 주행 모드 설정, 하이브리드 차량의 전반적인 동작을 제어하는 최상휘 제어기이다. HCU(200)는 네트워크를 통해 연결된 하위 제어기들을 통합 제어하고, 각 하위 제어기들의 정보를 수집 및 분석하며 협조 제어를 실행하여 엔진 및 구동모터(130)의 출력토크를 제어한다.The HCU 200 is a top-level controller for setting the hybrid traveling mode and controlling the overall operation of the hybrid vehicle. The
HCU(200)는 하위 제어기로부터 수신한 차량 상태를 기반으로 엔진 마찰 토크 진입 조건에 만족하는지를 판단한다. HCU(200)는 차량 상태가 엔진 마찰 토크 진입 조건에 만족하면 엔진 출력 토크 및 모터 충전 토크를 기반으로 엔진 마찰 토크 편차를 연산하며, 엔진 마찰 토크 편차를 기반으로 엔진 마찰 토크를 학습한다.The
이러한 HCU(200)는 도 2를 참조하여 더욱 더 구체적으로 설명하기로 한다.The
상기한 기능을 포함하는 본 발명의 따른 하이브리드 차량에서 통상적인 동작은 종래의 하이브리드 차량과 동일 내지 유사하게 실행되므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
The conventional operation of the hybrid vehicle according to the present invention including the above-described functions is the same as or similar to that of the conventional hybrid vehicle, so a detailed description thereof will be omitted.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량의 엔진 마찰 토크 학습 장치(100)의 차량 제어기를 개략적으로 나타낸 블록도이다.2 is a block diagram schematically showing a vehicle controller of an engine friction
도 2를 참조하면, HCU(200)는 통신부(210), 상태 판단부(220), 토크 연산부(230), 토크 검출부(240), 편차 연산부(250), 토크 학습부(260), 제어부(270) 및 저장부(280)를 포함한다.2, the
통신부(210)는 엔진 마찰 토크 학습 장치(100)의 제어기들과 접속하여 제어기들로부터 데이터를 수신하고, 제어기들로 데이터를 전송한다. 즉, 통신부(210)는 CAN(Controller Area Network) 통신망을 통해 하위 제어기들과 접속하며, 하이브리드 차량을 제어하기 위한 차량 상태를 수신한다. 또한, 통신부(210)는 ECU(160)로부터 엔진(110)의 동작 상태를 수신할 수 있다.The
상태 판단부(220)는 통신부(210)로부터 수신한 차량 상태를 기반으로 엔진 마찰 토크 진입 조건에 만족하는지를 판단한다. 다시 말하면, 상태 판단부(220)는 차량 상태를 기반으로 하이브리드 차량이 정차 중이며 배터리(140) 충전 중인지를 판단한다. 이때, 상태 판단부(220)는 차량 상태에 포함된 차속, 가속 페달의 개도, 브레이크 페달의 개도, 모터의 동작 상태 등을 통해 차량이 정차 중인지를 판단할 수 있다. The state determination unit 220 determines whether the engine frictional torque entry condition is satisfied based on the vehicle state received from the
상태 판단부(220)는 차량 상태를 기반으로 엔진(110)이 파트로드 상태인지를 판단한다. 즉, 상태 판단부(220)는 엔진(110)의 동작 상태에 포함된 엔진 회전수, 스로틀 밸브 개도, 흡기량, 산소량 등을 통해 엔진(110)이 파트로드 상태인지를 판단할 수 있다.The state determination unit 220 determines whether the
토크 연산부(230)는 상태 판단부(220)에서 차량 상태가 엔진 마찰 토크 진입 조건이면 엔진 출력 토크를 연산한다. 즉, 토크 연산부(230)는 차량 상태가 엔진 마찰 토크 진입 조건이면 목표 충전 토크와 엔진 마찰 설정 토크를 기반으로 엔진 출력 토크를 연산한다. 이때, 목표 충전 토크는 차량이 정차했을 때 배터리(140)에 충전하기 위한 구동모터(130)의 목표 토크를 나타내며, 엔진 마찰 설정 토크는 엔진(110)의 사양 등에 따라 미리 설정된 엔진 마찰 토크를 나타낼 수 있다. 목표 충전 토크 및 엔진 마찰 설정 토크는 관리자 또는 미리 지정된 알고리즘(예를 들어, 프로그램 또는 확률 모델 등)에 의해 설정될 수 있다.The
토크 검출부(240)는 모터 충전 토크를 검출한다. 즉, 토크 검출부(240)는 엔진 속도 및 엔진 목표 속도를 기반으로 구동모터(130)를 구동시킨다. 이때, 토크 검출부(240)는 MCU(170)를 통해 구동 모터를 구동시킬 수 있다.The
편차 연산부(250)는 엔진 출력 토크 및 모터 충전 토크를 기반으로 엔진 마찰 토크 편차를 연산한다. 즉, 편차 연산부(250)는 설정된 엔진 마찰 토크와 실제 차량에서 구동되어 얻어진 엔진 마찰 토크의 편차를 확인하기 위해 엔진 출력 토크와 모터 충전 토크를 기반으로 엔진 마찰 구동 토크를 연산하고, 엔진 마찰 구동 토크와 엔진 마찰 설정 토크를 기반으로 엔진 마찰 토크 편차를 연산한다. 이때, 엔진 마찰 구동 토크는 엔진(110)이 실제 구동될 때 사용되는 엔진 마찰 토크를 나타낼 수 있다.The
토크 학습부(260)는 엔진 마찰 토크 편차를 기반으로 엔진 마찰 토크를 학습한다. 즉, 토크 학습부(260)는 The
제어부(270)는 HCU(200)의 구성 요소인 통신부(210), 상태 판단부(220), 토크 연산부(230), 토크 검출부(240), 편차 연산부(250), 토크 학습부(260) 및 저장부(280)를 제어하여 엔진 마찰 토크를 학습하도록 제어한다. The
저장부(280)는 HCU(200)의 구성 요소에서 필요한 데이터 및 HCU(200)에서 생성한 데이터를 저장한다. 예를 들어, 저장부(280)는 통신부(210)를 통해 수신한 차량 상태를 저장하며, 상태 판단부(220)에서 판단한 판단 결과를 저장할 수 있다. 저장부(280)는 엔진 마찰 토크를 저장하며, 토크 학습부(260)에 의해 학습이 이루이지면 엔진 마찰 토크를 업데이트하 저장한다.The
또한, 저장부(280)는 엔진 마찰 토크 장치의 전반적인 동작을 제어하기 위한 다양한 프로그램을 저장한다.In addition, the
한편, 저장부(280)는 통신부(210), 상태 판단부(220), 토크 연산부(230), 토크 검출부(240), 편차 연산부(250), 토크 학습부(260), 제어부(270)의 요청에 따라 필요한 데이터를 제공할 수 있다. 저장부(280)는 통합 메모리로 이루어지거나, 복수의 메모리들로 세분되어 이루어질 수도 있다. 예를 들어, 저장부(280)는 롬(Read Only Memory: ROM), 램(Random Access Memory: RAM) 및 플래시 메모리(Flash memory) 등으로 이루어질 수 있다.
The
이하에서는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량의 엔진 마찰 토크를 학습하는 방법을 설명하기로 한다. Hereinafter, a method of learning engine friction torque of a vehicle according to an embodiment of the present invention will be described.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량의 엔진 마찰 토크 학습 방법을 나타낸 순서도이다. 앞서, 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량의 엔진 마찰 토크 학습 장치(100)의 제어기들은 통합되거나 또는 세분화될 수 있는 바, 해당 명칭에 구애받지 아니하고, 상술한 기능을 수행하는 제어기들은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량의 엔진 마찰 토크 학습 장치(100)의 구성이 될 수 있음을 명확히 한다. 따라서, 이하 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량의 엔진 마찰 토크 학습 장치(100)의 엔진 마찰 토크를 학습하는 방법을 설명함에 있어서, 각 단계의 주체는 해당 제어기들이 아닌 차량의 엔진 마찰 토크 학습 장치(100)를 주체로 설명하기로 한다.3 is a flowchart showing a method of learning an engine friction torque of a vehicle according to an embodiment of the present invention. The controllers of the engine friction
도 3을 참조하면, 엔진 마찰 토크 학습 장치(100)는 차량 상태를 확인한다(S310). 즉, 엔진 마찰 토크 학습 장치(100)는 하이브리드 차량의 차속, 변속단, 가속페달의 변위, 브레이크 페달의 변위, 냉각수온, 엔진 회전수, 스로틀 밸브 개도, 흡기량, 산소량 및 엔진 토크 등을 포함하는 차량 상태를 확인한다.Referring to FIG. 3, the engine friction
엔진 마찰 토크 학습 장치(100)는 차량 상태를 기반으로 정차 중이며 배터리(140) 충전 모드인지를 판단한다(S320).The engine friction
한편, 엔진 마찰 토크 학습 장치(100)는 차량 상태가 정차 중이지 않거나 배터리(140) 충전 모드가 아니면 엔진 마찰 토크 학습을 중단한다.On the other hand, the engine friction
엔진 마찰 토크 학습 장치(100)는 차량 상태가 정차 중이고 배터리(140) 충전 중이면 차량 상태가 엔진(110)이 파트로드인지를 판단한다(S330). 즉, 엔진 마찰 토크 학습 장치(100)는 차량 상태에 포함된 냉각수온, 엔진 회전수, 스로틀 밸브 개도, 흡기량, 산소량 등을 기반으로 엔진(110)이 파트로드인지를 판단할 수 있다.The engine friction
한편, 엔진 마찰 토크 학습 장치(100)는 차량 상태를 기반으로 엔진(110)이 파트로드가 아니면 엔진 마찰 토크를 학습하는 것을 중단한다.On the other hand, the engine friction
엔진 마찰 토크 학습 장치(100)는 목표 충전 토크와 엔진 마찰 설정 토크를 기반으로 엔진 출력 토크를 연산한다(S340). 다시 말하면, 엔진 마찰 토크 학습 장치(100)는 미리 설정된 목표 충전 토크 및 엔진 마찰 설정 토크를 확인하고, 목표 충전 토크와 엔진 마찰 설정 토크를 이용하여 엔진 출력 토크를 연산한다. 즉, 엔진 마찰 토크 학습 장치(100)는 [수학식 1]을 이용하여 엔진 출력 토크를 연산할 수 있다.
The engine friction
[수학식 1][Equation 1]
엔진 출력 토크 = 목표 충전 토크 + 엔진 마찰 설정 토크
Engine output torque = Target charge torque + Engine friction setting torque
엔진 마찰 토크 학습 장치(100)는 모터 충전 토크를 검출한다(S350). 다시 말하면, 엔진 마찰 토크 학습 장치(100)는 엔진 속도와 엔진 목표 속도를 기반으로 모터 토크를 확인한다. 엔진 마찰 토크 학습 장치(100)는 모터 토크를 기반으로 구동모터(130)의 속도를 제어하여 구동모터(130)에서 출력되는 토크인 모터 충전 토크를 검출한다.The engine friction
엔진 마찰 토크 학습 장치(100)는 엔진 마찰 토크 편차를 연산한다(S360). 다시 말하면, 엔진 마찰 토크 학습 장치(100)는 단계 S340에서 연산한 엔진 출력 토크와 단계 S350에서 모터 충전 토크를 기반으로 엔진 마찰 구동 토크를 연산한다. 즉, 엔진 마찰 토크 학습 장치(100)는 [수학식 2]를 이용하여 엔진 마찰 구동 토크를 연산할 수 있다.
The engine friction
[수학식 2]&Quot; (2) "
엔진 마찰 구동 토크 = 엔진 출력 토크 - 모터 충전 토크
Engine friction drive torque = Engine output torque - Motor charge torque
그리고 엔진 마찰 토크 학습 장치(100)는 엔진 마찰 구동 토크 및 엔진 마찰 설정 토크를 기반으로 엔진 마찰 토크 편차를 연산한다. 즉, 엔진 마찰 토크 학습 장치(100)는 [수학식 3]을 통해 엔진 마찰 토크 편차를 연산할 수 있다.
Then, the engine friction
[수학식 3]&Quot; (3) "
엔진 마찰 토크 편차 = 엔진 마찰 구동 토크 - 엔진 마찰 설정 토크
Engine Friction Torque Deviation = Engine Friction Drive Torque - Engine Friction Set Torque
엔진 마찰 토크 학습 장치(100)는 엔진 마찰 토크 편차를 기반으로 엔진 마찰 토크를 학습한다(S370). 구체적으로, 엔진 마찰 토크 학습 장치(100)는 엔진 마찰 설정 토크 및 엔진 마찰 토크 편차를 기반으로 엔진 마찰 연산 토크를 연산한다. 즉, 엔진 마찰 토크 학습 장치(100)는 엔진 마찰 연산 토크를 [수학식 4]를 통해 연산할 수 있다.The engine friction
[수학식 4]&Quot; (4) "
엔진 마찰 연산 토크 = 엔진 마찰 설정 토크 + 엔진 마찰 토크 편차Engine friction calculation torque = engine friction setting torque + engine friction torque variation
엔진 마찰 토크 학습 장치(100)는 엔진 마찰 연산 토크를 엔진 마찰 토크로 업데이트하고 업데이트한 엔진 마찰 토크를 저장한다. 한편, 처음 차량이 운행될 경우 엔진 마찰 토크는 처음 셋팅된 엔진 마찰 설정 토크가 저장되어 있을 수 있으며, 운행이 진행된 후에는 엔진 마찰 토크는 이전에 단계 S310에서 S370을 수행한 후에 저장된 것일 수도 있다. 또한, 운행이 진행된 후에 엔진 마찰 설정 토크는 단계 S310에서 S370을 수행한 연산된 엔진 마찰 토크일 수 있다.The engine friction
이에 따라, 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량의 엔진 마찰 학습 장치는 차량의 정차 중 배터리 충전 모드에서 모터 충전 토크를 기반으로 엔진 마찰 토크를 학습하여 정확한 엔진 토크를 출력하므로 엔진의 최적 효율 운전점을 추종할 수 있기 때문에 연비를 향상시킬 수 있다.Accordingly, the engine friction learning apparatus of the vehicle according to the embodiment of the present invention learns the engine friction torque based on the motor charging torque in the battery charging mode during the stopping of the vehicle and outputs the accurate engine torque, Fuel ratio can be improved.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention as defined in the appended claims. It will be understood that the invention may be varied and varied without departing from the scope of the invention.
50: 상태 검출기
100: 차량의 엔진 마찰 토크 학습 장치
110: 엔진
130: 모터
140: 배터리
150: 변속기
160: ECU
170: MCU
180: TCU
190: TCS
200: HCU50: state detector
100: an engine friction torque learning device of a vehicle
110: engine
130: motor
140: Battery
150: Transmission
160: ECU
170: MCU
180: TCU
190: TCS
200: HCU
Claims (13)
상기 엔진의 동작 상태를 검출하여 상기 엔진을 제어하는 엔진 제어기;
상기 구동모터의 구동 및 토크를 제어하는 모터 제어기; 및
차량 상태에 따라 네트워크를 통해 상기 엔진 제어기 및 모터 제어기를 통합 제어하는 차량 제어기;
를 포함하되,
상기 차량 제어기는
상기 차량 상태를 기반으로 정차 중이며 배터리 충전 모드이고 엔진이 파트로드인지를 판단하는 상태 판단부;
엔진 출력 토크 및 모터 충전 토크를 기반으로 엔진 마찰 토크 편차를 연산하는 편차 연산부; 및
상기 엔진 마찰 토크 편차를 기반으로 엔진 마찰 토크를 학습하는 토크 학습부;
를 포함하는 차량의 엔진 마찰 토크 학습 장치.An engine and a drive motor which are power sources;
An engine controller for detecting the operating state of the engine and controlling the engine;
A motor controller for controlling driving and torque of the driving motor; And
A vehicle controller for integrally controlling the engine controller and the motor controller via a network according to the vehicle condition;
, ≪ / RTI &
The vehicle controller
A state determining unit for determining whether the engine is a part load and is in a battery charging mode based on the vehicle state;
A deviation arithmetic unit for calculating an engine friction torque deviation based on an engine output torque and a motor charging torque; And
A torque learning unit for learning an engine friction torque based on the engine friction torque deviation;
And an engine friction torque learning device.
상기 차량 제어기는
목표 충전 토크와 엔진 마찰 설정 토크를 기반으로 상기 엔진 출력 토크를 연산하는 토크 연산부; 및
엔진 속도 및 엔진 목표 속도를 기반으로 상기 구동모터를 구동하여 모터 충전 토크를 검출하는 토크 검출부;
를 더 포함하는 차량의 엔진 마찰 토크 학습 장치.The method according to claim 1,
The vehicle controller
A torque calculation unit for calculating the engine output torque based on a target charging torque and an engine friction setting torque; And
A torque detector for detecting the motor charge torque by driving the drive motor based on the engine speed and the engine target speed;
Further comprising: an engine friction torque estimating device for estimating the frictional torque of the vehicle.
상기 편차 연산부는
상기 엔진 출력 토크와 상기 모터 충전 토크에 따른 엔진 마찰 구동 토크를 연산하고, 상기 엔진 마찰 구동 토크 및 엔진 마찰 설정 토크를 기반으로 상기 엔진 마찰 토크 편차를 연산하는 차량의 엔진 마찰 토크 학습 장치.3. The method of claim 2,
The deviation calculation unit
Calculates an engine friction drive torque according to the engine output torque and the motor charge torque, and calculates the engine friction torque deviation based on the engine friction drive torque and the engine friction set torque.
상기 토크 학습부는
상기 엔진 마찰 설정 토크와 엔진 마찰 토크 편차를 기반으로 엔진 마찰 토크를 학습하는 차량의 엔진 마찰 토크 학습 장치.The method according to claim 1,
The torque learning unit
And the engine friction torque is learned based on the engine friction setting torque and the engine friction torque deviation.
상기 차량 상태가 토크 학습 진입 조건에 만족하면 엔진 출력 토크를 연산하는 단계;
엔진 속도 및 엔진 목표 속도를 기반으로 모터 충전 토크를 검출하는 단계;
상기 엔진 출력 토크 및 상기 모터 충전 토크를 기반으로 엔진 마찰 토크 편차를 연산하는 단계;
상기 엔진 마찰 토크 편차를 기반으로 엔진 마찰 토크를 학습하는 단계;
를 포함하는 차량의 엔진 마찰 토크 학습 방법.Determining whether the vehicle condition satisfies a torque learning entry condition;
Calculating an engine output torque when the vehicle condition meets a torque learning entry condition;
Detecting a motor charge torque based on an engine speed and an engine target speed;
Calculating an engine friction torque deviation based on the engine output torque and the motor charging torque;
Learning engine friction torque based on the engine friction torque deviation;
Wherein the engine friction torque learning method comprises the steps of:
상기 엔진 출력 토크를 연산하는 단계는
미리 설정된 목표 충전 토크 및 엔진 마찰 설정 토크를 확인하는 단계; 및
상기 목표 충전 토크와 엔진 마찰 설정 토크를 기반으로 엔진 출력 토크를 연산하는 단계;
를 포함하는 차량의 엔진 마찰 토크 학습 방법.6. The method of claim 5,
The step of calculating the engine output torque
Confirming a preset target charging torque and an engine friction setting torque; And
Calculating an engine output torque based on the target charging torque and an engine friction setting torque;
Wherein the engine friction torque learning method comprises the steps of:
상기 엔진 마찰 토크 편차를 연산하는 단계는
상기 엔진 출력 토크 및 상기 모터 충전 토크를 기반으로 엔진 마찰 구동 토크를 연산하는 단계; 및
상기 엔진 마찰 구동 토크 및 상기 엔진 마찰 설정 토크를 기반으로 엔진 마찰 토크 편차를 연산하는 단계;
차량의 엔진 마찰 토크 학습 방법.The method according to claim 6,
The step of computing the engine friction torque deviation
Computing an engine friction drive torque based on the engine output torque and the motor charge torque; And
Computing an engine friction torque deviation based on the engine friction drive torque and the engine friction set torque;
A method of learning an engine friction torque of a vehicle.
상기 엔진 마찰 토크 편차를 연산하는 단계는
상기 엔진 출력 토크에서 상기 모터 충전 토크를 빼기 연산하여 엔진 마찰 구동 토크를 연산하는 단계; 및
상기 엔진 마찰 구동 토크에서 상기 엔진 마찰 설정 토크를 빼기 연산하여 엔진 마찰 토크 편차를 연산하는 단계;
를 포함하는 차량의 엔진 마찰 토크 학습 방법.The method according to claim 6,
The step of computing the engine friction torque deviation
Calculating an engine friction drive torque by subtracting the motor charge torque from the engine output torque; And
Subtracting the engine friction set torque from the engine friction drive torque to calculate an engine friction torque deviation;
Wherein the engine friction torque learning method comprises the steps of:
상기 엔진 마찰 토크를 학습하는 단계는
상기 엔진 마찰 설정 토크 및 엔진 마찰 토크 편차를 기반으로 상기 엔진 마찰 토크를 업데이트하고 저장하는 단계를 포함하는 차량의 엔진 마찰 토크 학습 방법.6. The method of claim 5,
The step of learning the engine friction torque
And updating and storing the engine friction torque based on the engine friction set torque and the engine friction torque deviation.
상기 엔진 마찰 토크를 학습하는 단계는
상기 엔진 마찰 설정 토크와 상기 엔진 마찰 토크 편차를 더하기 연산하여 엔진 마찰 연산 토크를 생성하는 단계; 및
상기 엔진 마찰 토크를 상기 엔진 마찰 연산 토크로 업데이트하는 단계;
를 포함하는 차량의 엔진 마찰 토크 학습 방법.6. The method of claim 5,
The step of learning the engine friction torque
Adding the engine friction set torque and the engine friction torque deviation to generate an engine friction calculation torque; And
Updating the engine friction torque with the engine friction calculation torque;
Wherein the engine friction torque learning method comprises the steps of:
상기 모터 충전 토크를 검출하는 단계는
상기 엔진 속도 및 상기 엔진 목표 속도를 기반으로 모터 토크를 확인하는 단계; 및
상기 모터 토크를 기반으로 구동모터의 속도를 제어하여 출력되는 모터 충전 토크를 검출하는 단계;
를 포함하는 차량의 엔진 마찰 토크 학습 방법.6. The method of claim 5,
The step of detecting the motor charging torque
Confirming the motor torque based on the engine speed and the engine target speed; And
Controlling the speed of the driving motor based on the motor torque to detect the output torque of the motor;
Wherein the engine friction torque learning method comprises the steps of:
상기 차량 상태가 토크 학습 진입 조건에 만족하는지를 판단하는 단계는
상기 차량 상태가 차량이 정차 중이고 배터리 충전 모드이며 엔진이 파트로드인지를 판단하는 단계인 차량의 엔진 마찰 토크 학습 방법.6. The method of claim 5,
The step of determining whether the vehicle condition is satisfied with the torque learning entry condition
Wherein the vehicle condition is a step of determining whether the vehicle is at a stop and a battery charging mode and the engine is a part load.
상기 차량 상태가 정차 중이고 배터리 충전 모드이면 엔진이 파트로드(part load) 상태인지를 판단하는 단계;
상기 엔진이 파트로드 상태이면 목표 충전 토크와 엔진 마찰 설정 토크를 기반으로 엔진 출력 토크를 연산하는 단계;
엔진 목표 속도 및 엔진 속도를 기반으로 모터 속도를 제어하여 모터 충전 토크를 검출하는 단계;
상기 모터 충격 토크, 상기 모터 충전 토크를 기반으로 엔진 마찰 토크 편차를 연산하는 단계; 및
상기 엔진 마찰 토크 편차를 기반으로 엔진 마찰 토크를 업데이트하여 엔진 마찰 토크의 학습을 수행하는 단계;
를 포함하는 차량의 엔진 마찰 토크 학습 방법.Determining whether the vehicle state is at rest and in a battery charging mode;
Determining whether the engine is in a part load state when the vehicle is in a stopped state and in a battery charging mode;
Calculating an engine output torque based on a target charging torque and an engine friction setting torque when the engine is in a part load state;
Controlling a motor speed based on an engine target speed and an engine speed to detect a motor charging torque;
Calculating an engine friction torque deviation based on the motor impact torque and the motor charging torque; And
Updating the engine friction torque based on the engine friction torque deviation to perform learning of the engine friction torque;
Wherein the engine friction torque learning method comprises the steps of:
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CN108146427A (en) * | 2016-12-02 | 2018-06-12 | 现代自动车株式会社 | Calculate the device and method of the engine max. output torque of hybrid electric vehicle |
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- 2015-05-14 KR KR1020150067330A patent/KR101684529B1/en active IP Right Grant
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