KR20160150516A - Apparatus and method for idle charge of hybrid vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 하이브리드 차량의 아이들 충전 장치 및 방법에 관한 기술이다.The present invention relates to an idle charging apparatus and method for a hybrid vehicle.
최근에는 차량의 연비 향상을 위하여 전기 차량 또는 하이브리드 차량이 개발되어 주목을 받고 있다. 전기 차량은 모터 만에 의하여 차량의 구동 토크를 생성하는 차량을 말하고, 하이브리드 차량은 엔진과 모터에 의하여 차량의 구동 토크를 생성하는 차량을 말한다.Recently, an electric vehicle or a hybrid vehicle has been developed and attracts attention for improving the fuel efficiency of the vehicle. The electric vehicle refers to a vehicle that generates driving torque of the vehicle by only a motor, and the hybrid vehicle refers to a vehicle that generates driving torque of the vehicle by an engine and a motor.
하이브리드 차량은 운전 조건에 따라 다양한 모드(예를 들어, 전기차 모드, 하이브리드 모드, 엔진 모드 등)로 운행된다. 전기차 모드는 모터에 의하여만 구동 토크가 발생되는 모드이고, 하이브리드 모드는 모터와 엔진에 의하여 구동 토크가 발생되는 모드이며, 엔진 모드는 엔진에 의하여만 구동 토크가 발생되는 모드이다.The hybrid vehicle is operated in various modes (for example, an electric vehicle mode, a hybrid mode, an engine mode, and the like) according to driving conditions. The hybrid mode is a mode in which drive torque is generated by a motor and an engine, and an engine mode is a mode in which a drive torque is generated only by an engine.
변속기에 모터가 부착되어 있고 변속기와 엔진 사이에 습식 클러치(엔진 클러치)가 삽입된 TMED HEV(Transmission Mounted Electric Device Hybrid Electric Vehicle)는 엔진 클러치의 단절과 연결을 이용하여 EV 모드와 HEV 모드를 구현할 수 있다. The TMED HEV (Transmission Mounted Electric Device Hybrid Electric Vehicle), which has a motor attached to the transmission and a wet clutch (engine clutch) inserted between the transmission and the engine, can be used to implement the EV mode and the HEV mode have.
이러한 TMED 시스템에서는 운전자의 요구 토크가 높으면 EV → HEV 모드의 변환이 발생하고, 이때 HEV 모드에서는 엔진과 모터의 동력을 이용하여 차량을 구동한다. 반대로, 운전자의 요구 토크가 낮으면 HEV → EV 모드의 변환이 발생하고, 이때 EV 모드에서는 모터의 동력만으로 차량을 구동한다.In this TMED system, when the driver's requested torque is high, EV-to-HEV mode conversion occurs, and at this time, the HEV mode drives the vehicle using the power of the engine and the motor. Conversely, when the driver's requested torque is low, the HEV to EV mode conversion occurs, and at this time, the vehicle is driven only by the power of the motor in the EV mode.
한편, TMED 시스템에서는 주행 또는 정차 중에 아이들(Idle) 충전을 한다. 아이들(Idle) 충전은 주행 또는 정차 중에 배터리 충전 상태(State Of Charge, 이하 SOC라 함)이 일정 기준 이하로 낮아지는 경우 SOC 밸런스 유지를 위해 엔진을 이용하여 배터리로 충전하는 방식이다.On the other hand, in the TMED system, idle charging is performed during traveling or stopping. The idle charging is a method of charging the battery using the engine to maintain the SOC balance when the state of charge (hereinafter referred to as SOC) falls below a certain level during traveling or stopping.
즉, SOC가 일정 기준 이하로 낮아지면 HSG(Hybrid Starter and Generator)는 엔진을 시동 온(on) 시키고, 엔진 토크를 이용하여 배터리 충전을 시작한다. 그리고, SOC가 일정 기준 이상이 되면 엔진을 시동 오프(off) 시켜 아이들(Idle) 충전을 종료한다. That is, when the SOC becomes lower than a predetermined standard, the hybrid starter and generator (HSG) starts the engine and starts charging the battery using the engine torque. When the SOC becomes equal to or higher than a predetermined reference value, the engine is turned off to terminate the idle charging.
그런데, 주행 도로 상황에 따라 아이들(Idle) 충전이 불필요한 상황이 발생할 수 있다. 예컨대, 도 1에 도시된 바와 같이, 주행 도로가 경사가 급한 오르막길(a)에서 내리막길(b)로 변하는 도로인 경우 차량은 오르막길(a)에서 HEV 모드로 진입하여 급가속한다. 이때, 신호 대기 등으로 차량이 정차 상태가 되고, 배터리의 SOC가 기준 이하로 낮아진 경우 아이들 충전 조건을 만족하므로, HSG로 아이들 충전을 시작한다. However, there may occur a situation in which idle charging is not required depending on the traveling road conditions. For example, as shown in FIG. 1, when the road is a road that changes from an uphill (a) to a downhill (b) road with a steep slope, the vehicle enters the HEV mode at an uphill road (a) and rapidly accelerates. At this time, when the vehicle is stopped by a signal waiting or the like and the SOC of the battery is lowered to a level lower than the reference, the charging condition of the idle is satisfied.
그러나, HSG에 의한 아이들 충전 보다 모터의 회생 제동에 의한 충전이 충전 효율이 높다. 따라서, 차량의 정차 상태에서 아이들 충전을 하지 않고, 내리막길(b)에서 모터의 회생 제동으로 배터리를 충전하면 충전 효율을 높일 수 있다. 이에, 차량의 정차 상태에서 아이들 충전 조건을 만족하더라도 인위적으로 해제시킬 수 있는 방안이 필요하다. However, charging by regenerative braking of the motor is higher than charging by idling by HSG. Therefore, charging efficiency can be improved by charging the battery with the regenerative braking of the motor on the downward path (b) without idle charging in the stationary state of the vehicle. Therefore, there is a need for a scheme that can artificially release the vehicle even when the idling condition of the vehicle is met while the vehicle is in a stopped state.
본 발명의 실시 예는 차량이 주행 중 정차 상태에서 아이들 충전이 수행되는 경우 운전자의 감속 페달 조작만으로 엔진을 수동으로 오프(off) 시켜 아이들 충전을 중지시킬 수 있는 하이브리드 차량의 아이들 충전 장치 및 방법을 제공한다.An embodiment of the present invention is an apparatus and method for charging an idle vehicle of a hybrid vehicle capable of stopping idle charging by manually turning off the engine by only the operation of a deceleration pedal of the driver when the idle charging is performed in a stationary state while the vehicle is running to provide.
본 발명에 따른 엔진 및 구동 모터를 동력원으로 이용하는 하이브리드 차량의 아이들 충전 장치는 상기 엔진에 연결되어 상기 엔진의 시동을 온 시키는 스타트 모터로 동작하고, 상기 엔진이 온 되면 아이들 충전을 수행하는 발전기로 동작하는 HSG; 상기 구동 모터 및 상기 HSG와 전기적으로 연결된 배터리; 감속 페달의 변위량을 검출하는 감속 페달 검출부; 가속 페달의 변위량을 검출하는 가속 페달 검출부; 변속단의 위치를 검출하는 변속단 검출부; 차속을 검출하는 차속 검출부; 및 상기 감속 페달의 변위량, 상기 변속단의 위치 및 상기 차속으로부터 주행 중 정차 상태로 검출되면 상기 배터리의 SOC에 따라 상기 엔진을 온 시켜 상기 HSG를 통해 상기 아이들 충전을 수행하고, 상기 감속 페달의 변위량에 따라 상기 엔진을 오프 시켜 상기 아이들 충전을 중지시키는 하이브리드 제어기를 포함한다.The idle charging device of the hybrid vehicle using the engine and the driving motor according to the present invention operates as a starting motor connected to the engine to turn on the engine, and operates as a generator for charging the idle when the engine is turned on HSG; A battery electrically connected to the driving motor and the HSG; A deceleration pedal detection unit for detecting a displacement amount of the deceleration pedal; An accelerator pedal detector for detecting a displacement amount of the accelerator pedal; A speed change stage detecting unit for detecting the position of the speed change stage; A vehicle speed detector for detecting a vehicle speed; And a control unit for performing the idle charging through the HSG by turning on the engine in accordance with the SOC of the battery when the shift amount of the deceleration pedal, the position of the speed change stage, and the vehicle speed are detected as a stop state during running, And a hybrid controller for turning off the engine to stop the idle charging.
여기서, 상기 하이브리드 제어기는 상기 감속 페달의 변위량이 제로보다 크고, 상기 차속이 제로이고, 상기 변속단이 주행단 및 후진단 중 어느 하나에 위치한 경우 상기 주행 중 정차 상태로 검출한다.Here, the hybrid controller detects the vehicle as a stop state during the running when the amount of displacement of the deceleration pedal is greater than zero, the vehicle speed is zero, and the speed change stage is located in either the traveling stage or the rearward diagnosis.
그리고, 상기 하이브리드 제어기는 상기 배터리의 SOC가 제1 목표 충전량 미만인 노멀 충전 조건을 만족하면 상기 아이들 충전을 수행한다. 그리고, 상기 하이브리드 제어기는 상기 노멀 충전 조건을 만족하고, 상기 감속 페달의 변위량이 미리 설정된 기준 변위량보다 크면 상기 아이들 충전을 금지시킨다.The hybrid controller performs the idle charging when the SOC of the battery satisfies the normal charging condition that is less than the first target charging amount. The hybrid controller satisfies the normal charging condition and inhibits the idle charging if the displacement amount of the deceleration pedal is larger than a preset reference displacement amount.
또한, 상기 하이브리드 제어기는 상기 엔진이 오프 상태로 전환된 이후에 상기 배터리의 SOC가 제2 목표량 미만인 제1 강제 충전 조건, 상기 엔진이 오프된 횟수가 1회이고, 상기 엔진이 오프된 시간이 미리 설정된 제1 기준 시간을 초과하는 제2 강제 충전 조건 및 상기 엔진이 오프된 횟수가 2회이고, 상기 엔진이 오프된 시간이 미리 설정된 제2 기준 시간을 초과하는 제3 강제 충전 조건 중 적어도 어느 하나에 따라 상기 아이들 충전을 수행한다.The hybrid controller may further include: a first forced charging condition in which the SOC of the battery is less than a second target amount after the engine is turned off, a number of times the engine is turned off once, At least one of a second forced charging condition exceeding a set first reference time and a third forced charging condition wherein the number of times the engine is turned off is twice and the time when the engine is turned off exceeds a preset second reference time The idle charging is performed.
그리고, 상기 하이브리드 제어기는 상기 제1 내지 제3 강제 충전 조건 중 어느 하나에 따라 충전된 상기 배터리의 SOC가 제3 목표 충전량을 초과하고, 상기 감속 페달의 변위량이 미리 설정된 기준 변위량보다 크면 상기 아이들 충전을 중지시킨다. If the SOC of the battery charged according to any one of the first to third forced charging conditions exceeds the third target charging amount and the displacement amount of the deceleration pedal is larger than a preset reference displacement amount, Lt; / RTI >
또한, 상기 하이브리드 제어기는 상기 감속 페달의 변위량이 제로이거나, 상기 차속이 미리 설정된 기준 속도보다 크거나, 상기 가속 페달의 변위량이 미리 설정된 기준 가속 변위량보다 크면 상기 아이들 충전을 리셋시킨다.The hybrid controller may reset the idle charging if the amount of displacement of the deceleration pedal is zero, the vehicle speed is greater than a preset reference speed, or the amount of displacement of the accelerator pedal is greater than a preset reference acceleration displacement amount.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 엔진에 연결되어 상기 엔진의 시동 온을 수행하는 스타트 모터로 동작하고, 상기 엔진이 시동 온 되면 아이들 충전을 수행하는 발전기로 동작하는 HSG 및 구동 모터 및 상기 HSG와 전기적으로 연결된 배터리를 포함하는 하이브리드 차량의 아이들 충전 방법은, 감속 페달의 변위량, 차속 및 변속단 위치로부터 주행 중 정차 상태를 검출하는 단계; 배터리의 SOC 및 엔진의 온 상태로부터 아이들 충전 중인지 여부를 판단하는 단계; 및 상기 아이들 충전 중인 경우 상기 감속 페달의 변위량에 따라 상기 아이들 충전을 중지시키는 단계를 포함한다.Also, the HSG and the driving motor, which are connected to the engine according to the embodiment of the present invention and operate as a start motor for performing start-up of the engine and operate as a generator for performing idle charging when the engine is turned on, An idle charging method for a hybrid vehicle including an electrically connected battery includes the steps of: detecting a stopping state of the vehicle from a shift amount of a speed reducing pedal, a vehicle speed and a gear position; Determining whether an idle state is being charged from the SOC of the battery and the ON state of the engine; And stopping the idle charging according to a displacement amount of the deceleration pedal when the idle charging is being performed.
여기서, 상기 주행 중 정차 상태를 판단하는 단계는 상기 감속 페달의 변위량이 제로보다 크고, 상기 차속이 제로이고, 상기 변속단이 주행단 및 후진단 중 어느 하나에 위치하였는지 여부를 검출하는 단계를 포함한다. 그리고, 상기 아이들 충전을 중지시키는 단계는 상기 감속 페달의 변위량이 미리 설정된 기준 변위량보다 큰 경우 상기 엔진을 오프 상태로 전환한다.The step of determining the stop state during traveling may include detecting whether the amount of displacement of the deceleration pedal is greater than zero, the vehicle speed is zero, and whether the speed change stage is located in a traveling stage or a backward diagnosis do. The step of stopping the idle charging switches the engine to the off state when the amount of displacement of the deceleration pedal is larger than a preset reference displacement amount.
또한, 상기 아이들 충전이 중지된 이후에 상기 배터리의 SOC가 제1 목표 충전량 미만인 제1 강제 충전 조건, 상기 엔진이 오프된 횟수가 1회이고, 상기 엔진이 오프된 시간이 미리 설정된 제1 기준 시간을 초과하는 제2 강제 충전 조건 및 상기 엔진이 오프된 횟수가 2회이고, 상기 엔진이 오프된 시간이 미리 설정된 제2 기준 시간을 초과하는 제3 강제 충전 조건 중 적어도 어느 하나에 따라 상기 엔진을 온 상태로 전환하는 단계를 더 포함한다.The first forced charging condition in which the SOC of the battery is less than the first target charging amount after the idle charging is stopped, the number of times the engine is turned off once, the time when the engine is turned off is set to a first reference time And a third forced charging condition in which the number of times the engine is turned off twice and the time when the engine is turned off exceeds a second preset reference time, On state.
그리고, 상기 제1 내지 제3 강제 충전 조건 중 어느 하나에 따라 충전된 상기 배터리의 SOC가 제3 목표 충전량을 초과하면, 상기 감속 페달의 변위량에 따라 상기 아이들 충전을 중지시키는 단계를 더 포함한다.And stopping the idle charging according to the amount of displacement of the deceleration pedal when the SOC of the battery charged according to any one of the first to third forced charging conditions exceeds a third target charging amount.
또한, 상기 감속 페달의 변위량이 제로이거나, 상기 차속이 미리 설정된 기준 속도보다 크거나, 가속 페달의 변위량이 미리 설정된 기준 가속 변위량보다 크면 상기 아이들 충전을 리셋시키는 단계를 더 포함한다.And resetting the idle charging if the amount of displacement of the deceleration pedal is zero, the vehicle speed is greater than a preset reference speed, or the amount of displacement of the accelerator pedal is greater than a preset reference acceleration amount of displacement.
본 발명은 차량이 주행 중 정차 상태에서 아이들 충전이 수행되는 경우 운전자의 감속 페달 조작만으로 엔진을 수동으로 오프(off) 시켜 아이들 충전을 중지시킴으로써 주행 도로의 상황에 따라 HSG 대신 모터의 회생 제동으로 배터리를 충전시킬 수 있어 충전 효율을 향상시킨다.In the present invention, when the idle charging is performed while the vehicle is in the stop state while the vehicle is running, the engine is manually turned off by only the operation of the deceleration pedal of the driver to stop the idle charging so that the regenerative braking of the motor So that the charging efficiency can be improved.
또한, 차량이 주차장과 같은 밀폐된 공간에서 아이들 충전에 의한 배기가스 배출을 차단시킬 수 있다. Further, the vehicle can shut off exhaust gas emission by idle charging in a closed space such as a parking lot.
도 1은 통상의 아이들 충전을 설명하기 위해 나타낸 도면.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 하이브리드 차량을 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 하이브리드 차량의 아이들 충전 방법을 도시한 순서도.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 하이브리드 차량의 아이들 충전 방법을 시간 및 배터리의 SOC로 나타낸 그래프.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is a diagram for explaining a conventional idle charging. Fig.
2 is a view showing a hybrid vehicle according to an embodiment of the present invention.
3 is a flowchart showing an idle charging method of a hybrid vehicle according to an embodiment of the present invention;
4 is a graph showing an idle charging method of a hybrid vehicle according to an embodiment of the present invention as SOC of time and battery.
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. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. In order to clearly illustrate the present invention in the drawings, parts not related to the description are omitted. Like numbers refer to like parts throughout the specification.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 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.Throughout the specification, when a part is referred to as being "connected" to another part, it includes not only "directly connected" but also "electrically connected" with another part in between. Also, when a part is referred to as "including " an element, it does not exclude other elements unless specifically stated otherwise.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있는 실시 예를 첨부된 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 하이브리드 차량을 도시한 도면이다.2 is a view showing a hybrid vehicle according to an embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 하이브리드 차량(1)은 감속 폐달 검출부(10), 가속 페달 검출부(12), 차속 검출부(20), 변속단 검출부(30), 배터리 관리기(40), 배터리(50), 하이브리드 제어기(60), 인버터(70), HSG(80), 엔진(90), 엔진 제어기(100), 엔진 클러치(110), 모터(120) 및 자동 변속기(130)를 포함한다. 2, the
감속 페달 검출부(10)는 감속 페달의 변위량을 검출하여 네트워크를 통해 하이브리드 제어기(60)에 전달한다. 가속 페달 검출부(12)는 가속 페달의 변위량을 검출하여 네트워크를 통해 하이브리드 제어기(60)에 전달한다. 차속 검출부(20)는 차속을 검출하여 네트워크를 통해 하이브리드 제어기(60)에 전달한다.The deceleration
변속단 검출부(30)는 자동 변속기(130)의 현재 변속단의 위치를 검출하여 네트워크를 통해 하이브리드 제어기(60)에 전달한다.The speed change
배터리 관리기(40)는 배터리(50)의 전압, 전류, 온도 등의 정보를 종합 검출하여 SOC를 관리하며, 배터리(50)의 SOC를 네트워크를 통해 하이브리드 제어기(60)에 전달한다.The
또한, 배터리 관리기(40)는 배터리(50)의 충방전 전압을 제어하여 한계 전압 이하로 과방전되거나 한계 전압 이상으로 과충전되어 배터리(50)의 수명이 단축되는 것을 방지한다. 배터리(50)는 다수개의 단위 셀로 구성되며, 모터(120)에 구동 전원을 제공하기 위한 고전압이 저장된다.Also, the
하이브리드 제어기(60)는 최상위 제어기로, 네트워크로 연결되는 하위 제어기들을 통합 제어하여 출력 토크를 제어하고, 엔진 클러치(110)를 결합 또는 해제시켜 HEV 모드와 EV 모드의 운행을 제공한다.The
본 발명의 실시 예에 따른 하이브리드 제어기(60)는 감속 페달의 변위량, 주행 속도, 변속단의 위치 및 배터리(50)의 SOC에 따라 엔진(90)의 온/오프(on/off)를 제어한다. 하이브리드 제어기(60)는 감속 페달의 변위량, 차속 및 변속단의 위치에 따라 차량이 주행 중 정차 상태인지 여부를 검출하고, 차량이 주행 중 정차 상태인 경우 배터리(50)의 SOC에 따라 HSG(80)를 통해 아이들 충전을 수행하고, 감속 페달의 변위량에 따라 아이들 충전을 중지한다.The
구체적으로, 하이브리드 제어기(60)는 차량이 주행 중 정차 상태인 경우 노멀 충전 조건 및 제1 내지 제3 강제 충전 조건에 따라 엔진(90)을 온(on) 시켜 HSG(80)를 통해 배터리(50)를 충전한다. 여기서, 노멀 충전 조건은 배터리(50)의 SOC가 제2 목표 충전량(SOC_S) 미만인 상태이다. 제1 강제 충전 조건은 엔진(90)이 오프(off) 된 이후에 배터리(50)의 SOC가 제4 목표 충전량(SOC_B) 미만인 상태이다.Specifically, the
제2 강제 충전 조건은 제1 충전 금지 조건에 의해 엔진(90)의 시동이 오프(off)된 횟수가 1회이고, 엔진 오프 시간이 미리 설정된 제1 기준 시간(T1)을 초과한 상태이다. 여기서, 제1 기준 시간(T1)은 약 90초로 설정될 수 있다.The second forced charging condition is a state in which the number of times that the
제3 강제 충전 조건은 제1 및 제2 충전 금지 조건에 의해 엔진(90)이 오프(off)된 횟수가 2회이고, 엔진 오프 시간이 미리 설정된 제2 기준 시간(T2)을 초과한 상태이다. 여기서, 제2 기준 시간(T2)은 약 60초로 설정될 수 있다.The third forced charging condition is a state in which the number of times that the
그리고, 하이브리드 제어기(60)는 차량이 주행 중 정차 상태인 경우 제1 및 제2 충전 금지 조건에 따라 엔진(90)을 오프(off) 시킨다. 여기서, 제1 충전 금지 조건은 노멀 충전 조건을 만족하고, 감속 페달의 변위량이 미리 설정된 기준 변위량(A%) 보다 큰 조건이다.Then, the
제2 충전 금지 조건은 제1 내지 제3 강제 충전 조건 중 어느 하나에 따라 충전된 배터리(50)의 SOC가 제3 목표 충전량(SOC_C)을 초과하고, 감속 페달의 변위량이 미리 설정된 기준 변위량(A%) 보다 큰 조건이다.The second charge prohibition condition is a condition in which the SOC of the
또한, 하이브리드 제어기(60)는 리셋 조건에 따라 아이들 충전을 리셋시킨다. 여기서, 리셋 조건은 감속 페달의 변위량이 제로(0)이거나, 차속이 미리 설정된 기준 속도(예컨대, 5km/h)보다 크거나, 또는 가속 페달(12)의 변위량이 미리 설정된 기준 가속 변위량보다 큰 조건이다. Further, the
인버터(70)는 하이브리드 제어기(60)로부터 네트워크로 제공되는 제어 신호에 따라 배터리(50)의 직류 전압을 3상 교류 전압으로 변환시켜 운전자의 요구 출력에 따라 모터(120)의 출력 토크 및 속도를 제어한다. 인버터(70)는 복수개의 전력 스위칭 소자로 구성되며, 전력 스위치 소자는 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor), MOSFET, 트랜지스터, 릴레이 중 어느 하나로 구성될 수 있다. The
또한, 인버터(70)는 엔진(90)에 연결된 HSG(80)이 구동되어 발전 전압을 출력하는 경우 HSG(80)로부터 출력되는 발전 전압을 DC/DC 컨버팅을 통해 승압시켜 배터리(50)에 충전 전압으로 공급한다. 인버터(70)는 브레이크 또는 리젠 조건에서 모터(120)의 회생 토크로 발생되는 발전 전압을 DC/DC 컨버팅을 통해 승압시켜 배터리(50)에 충전 전압으로 공급한다.The
HSG(80)는 스타트 모터 및 발전기로 동작하며, 하이브리드 제어기(60)로부터 네트워크를 통해 인가되는 제어 신호에 따라 엔진(90)의 시동 온(on)을 실행하고, 엔진(90)의 시동 온(on)이 유지되는 상태에서 발전하여 발전 전압을 인버터(70)를 통해 배터리(50)에 충전 전압을 공급한다.The
엔진(90)은 엔진 제어기(100)에 의해 제어되어 시동 온/오프(on/off)와 출력이 제어된다. 엔진 제어기(100)는 하이브리드 제어기(60)로부터 네트워크를 통해 인가되는 제어 신호에 따라 엔진(90)의 모든 동작을 제어한다. The
엔진 클러치(110)는 엔진(90)과 모터(120) 사이에 배치되어 운전 모드에 따라 엔진(90)과 모터(120) 간의 동력 연결을 단속한다. 모터(120)는 인버터(104)에서 인가되는 3상 교류전압에 의해 동작하여 토크를 발생시키고, 제동 시 회생 토크가 제어되어 배터리(50)에 충전 전압을 공급한다. 자동 변속기(130)는 하이브리드 제어기(60)와 네트워크로 연결되는 목표 변속단을 결합한다.The
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 하이브리드 차량의 아이들 충전 방법을 도시한 순서도이다.3 is a flowchart showing an idle charging method of a hybrid vehicle according to an embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면, 먼저 하이브리드 제어기(60)는 감속 페달 검출부(10)를 통해 감속 페달이 밟히는 변위량을 검출하고, 속도 검출부(20)를 통해 차속을 검출한다. 하이브리드 제어기(60)는 변속단 검출부(30)를 통해 변속단 위치를 검출한다.Referring to FIG. 3, the
그 다음, 하이브리드 제어기(60)는 감속 페달의 변위량, 차속 및 변속단 위치로부터 차량의 주행 중 정차 상태를 검출한다(S1 단계). 즉, 하이브리드 제어기(60)는 감속 페달의 변위량이 0보다 크고, 차속이 0km/h이며, 변속단이 주행단(D단) 및 후진단(R단) 중 적어도 어느 하나에 위치한 경우 차량이 주행 중 정차 상태인 것으로 검출한다.Then, the
그 다음, 하이브리드 제어기(60)는 배터리 관리기(40)를 통해 배터리(50)의 SOC를 검출한다. 그리고, 하이브리드 제어기(60)는 엔진 제어기(100)를 통해 엔진(90)의 온/오프 상태를 검출한다. Then, the
하이브리드 제어기(60)는 배터리(50)의 SOC가 제1 목표 충전량(SOC_E) 보다 낮고, 엔진(90)이 온(on) 상태(제1 아이들 충전 상태)이거나 배터리(50)의 SOC가 제2 목표 충전량(SOC_S) 보다 낮고, 엔진(90)이 온(on) 상태(제2 아이들 충전 상태)인지 여부를 판단한다(S2 단계). 즉, 하이브리드 제어기(60)는 배터리(50)를 충전시키기 위해 엔진(90)이 온(on) 상태로 전환되었는지 여부를 판단한다.The
판단 결과, 제1 및 제2 아이들 충전 상태 중 적어도 하나를 만족하는 경우 하이브리드 제어기(60)는 감속 페달 검출부(10)를 통해 감속 페달의 변위량이 기준 변위량(A%) 보다 큰지 여부(제1 충전 금지 조건)를 판단한다(S3 단계). The
판단 결과, 감속 페달의 변위량이 기준 변위량(A%) 보다 큰 경우 하이브리드 제어기(60)는 엔진(90)을 오프(off) 상태로 제어한다(S4 단계). 예컨대, 기준 변위량(A%)이 30%로 설정되고, 주행 중 정차 상태일 때 운전자가 감속 페달을 30%만큼 밟고 있다가 70% 이상으로 밟는 경우 하이브리드 제어기(60)는 감속 페달의 변위량이 기준 변위량보다 크다고 판단한다. If it is determined that the amount of displacement of the deceleration pedal is larger than the reference displacement amount A%, the
마찬가지로, 주행 중 정차 상태일 때 운전자가 감속 페달을 90%만큼 밟고 있다가 발을 떼어 50%만큼 밟는 경우에도 하이브리드 제어기(60)는 감속 페달의 변위량이 기준 변위량보다 크다고 판단한다.Likewise, even when the driver steps on the deceleration pedal by 90% and then steps off by 50% when the driver is in the stop state while driving, the
즉, 주행 중 정차 상태일 때 운전자는 감속 페달을 밟는 답력의 크기를 변화시킴으로써 수동으로 엔진(90)을 오프(off) 시키고자 하는 의지를 차량 제어에 반영할 수 있다. 그리고, 하이브리드 제어기(60)는 감속 페달의 변위량에 따라 운전자가 수동 엔진 오프 제어를 하고자 하는 의지를 판정하여 아이들 충전을 중지시킨다. That is, when the vehicle is in the stop state during running, the driver can reflect the willingness to manually turn off the
이와 같이, 엔진(90)이 오프(off) 되면 배터리(50)의 충전량은 점차 낮아진다. 이 상태에서 하이브리드 제어기(60)는 배터리(50)의 SOC가 제4 목표 충전량(SOC_B) 미만이거나(제1 강제 충전 조건), 엔진(90)이 오프(off)된 횟수가 1회(cnt=1)이고, 엔진(90)이 오프(off) 된 시간(Toff)이 미리 설정된 제1 기준 시간(T1)을 초과하거나(제2 강제 충전 조건), 또는 엔진(90)이 오프(off)된 횟수가 2회(cnt=2)이고, 엔진(90)이 오프(off)된 시간(Toff)이 미리 설정된 제2 기준 시간(T2)을 초과하는지(제3 강제 충전 조건) 여부를 판단한다(S5 단계).As described above, when the
판단 결과, 제1 내지 제3 강제 충전 조건 중 어느 하나도 만족하지 않는 경우 하이브리드 제어기(60)는 엔진(90)의 오프 상태를 유지한다. 반면, 제1 내지 제3 강제 충전 조건 중 어느 하나를 만족하는 경우 하이브리드 제어기(60)는 엔진(90)을 온(on) 상태로 전환하여 아이들 충전을 시작한다(S6 단계).As a result of the determination, if any one of the first to third forced charging conditions is not satisfied, the
그 다음, 하이브리드 제어기(60)는 배터리(50)의 SOC가 미리 설정된 제3 목표 충전량(SOC_C)을 초과하는지 여부를 판단한다(S7 단계). 판단 결과, 제3 목표 충전량(SOC_C)를 초과하지 않는 경우 계속 아이들 충전을 진행한다. Next, the
반면, 판단 결과, 제3 목표 충전량(SOC_C)을 초과하는 경우 하이브리드 제어기(60)는 배터리(50)의 SOC가 제1 목표 충전량(SOC_E) 미만으로 엔진(90)이 온(on) 상태를 유지하는 아이들 SOC에서 차량의 정차 상태가 유지되고 있는지 여부(제2 충전 금지 조건)를 판단한다(S8 단계). 이때, 하이브리드 제어기(60)는 차량의 주행 속도가 0km/h이며, 변속단이 주행단(D단) 및 후진단(R단) 중 적어도 어느 하나에 위치한 경우 차량의 정차 상태가 유지되고 있는 것으로 판단한다. As a result of the determination, if the third target amount of charge SOC_C is exceeded, the
판단 결과, 배터리(50)의 SOC가 제1 목표 충전량(SOC_E) 미만으로 엔진(90)이 온(on) 상태를 유지하는 아이들 SOC에서 차량의 정차 상태가 유지되는 경우 하이브리드 제어기(60)는 S3 단계부터 다시 진행한다. 즉, 하이브리드 제어기(60)는 배터리(50)의 SOC가 제1 목표 충전량(SOC_E) 미만이나, 제3 목표 SOC(SOC_C)는 초과한 상태이므로 강제 충전을 중지하고, 운전자에 의한 엔진 수동 오프를 허가한다.As a result of the determination, when the stationary state of the vehicle is maintained at the idle SOC where the SOC of the
반면, 판단 결과, 배터리(50)의 SOC가 제1 목표 충전량(SOC_E) 미만으로 엔진(90)이 온(on) 상태를 유지하는 아이들 SOC에서 차량의 정차 상태가 유지되지 않는 경우 하이브리드 제어기(60)는 배터리(50)의 SOC가 제1 목표 충전량(SOC_E) 이상인지 여부를 판단한다(S9 단계).On the other hand, if it is determined that the vehicle is not stationary in the idle SOC state where the SOC of the
판단 결과, 배터리(50)의 SOC가 제1 목표 충전량(SOC_E) 이상인 경우 하이브리드 제어기(60)는 엔진(90)을 오프(off) 상태로 제어하여 아이들 충전을 종료한다(S10 단계).If the SOC of the
한편, S3 단계의 판단 결과, 감속 페달의 변위량이 기준 변위량(A%) 보다 작은 경우 하이브리드 제어기(60)는 S9 단계를 진행한다.On the other hand, if it is determined in step S3 that the displacement amount of the deceleration pedal is smaller than the reference displacement amount A%, the
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 하이브리드 차량의 아이들 충전 방법을 시간 및 배터리의 SOC로 나타낸 그래프이다.FIG. 4 is a graph showing the idle charging method of the hybrid vehicle according to the embodiment of the present invention in terms of time and SOC of the battery.
도 4를 참조하면, 먼저 차량이 주행 중 정차 상태이고, t1 시점에 배터리(50)의 SOC가 제2 목표 충전량(SOC_S) 보다 낮아지면 하이브리드 제어기(60)는 엔진(90)을 온(on) 시키고, HSG(80)를 통해 배터리(50)를 충전한다. 그러면, 배터리(50)의 SOC는 상승하기 시작한다. 이때, t2 시점에 감속 페달의 변위량이 기준 변위량(A%) 보다 커지면(BPS>A), 하이브리드 제어기(60)는 엔진(90)을 오프(off) 시킨다. 4, the
이로 인해, 배터리(50)의 SOC가 낮아지기 시작하여 t3 시점에 배터리(50)의 SOC가 제4 목표 충전량(SOC_B) 보다 낮아지면 하이브리드 제어기(60)는 엔진(90)을 온(on) 시키고, HSG(80)를 통해 배터리(50)를 강제 충전시킨다. Therefore, when the SOC of the
그러면, 배터리(50)의 SOC가 상승하여 t4 시점에 제3 목표 충전량(SOC_C)을 초과한다. 이때, 하이브리드 제어기(60)는 t3 시점부터 t4 시점까지 운전자에 의한 엔진 수동 오프를 허가하지 않는다. Then, the SOC of the
그 다음, t5 시점에 감속 페달의 변위량이 기준 변위량(A%) 보다 커지면(BPS>A), 하이브리드 제어기(60)는 엔진(90)을 오프(off) 시킨다. 그러면, 배터리(50)의 SOC가 낮아지기 시작하고, t6 시점에 제4 목표 충전량(SOC_B) 보다 낮아지면 하이브리드 제어기(60)는 다시 배터리(50)를 강제 충전시킨다. 그리고, 운전자의 엔진 수동 오프 조작이 없으면 하이브리드 제어기(60)는 배터리(50)의 SOC가 제1 목표 충전량(SOC_E)을 초과할 때까지 배터리(50)를 충전시킨다.Next, when the amount of displacement of the deceleration pedal is larger than the reference displacement amount A% at time t5 (BPS> A), the
한편, t2 시점에 엔진(90)이 오프(off)된 이후에 배터리(50)의 SOC가 제4 목표 충전량(SOC_B) 이상이지만, 첫번째로 엔진(90)이 오프(off)된 시간(Toff1)이 제1 기준 시간(T1)을 초과한 경우 하이브리드 제어기(60)는 t7 시점에 엔진(90)을 온(on) 시키고, HSG(80)를 통해 배터리(50)를 강제 충전시킨다. On the other hand, when the SOC of the
그리고, 배터리(50)의 SOC가 제3 목표 충전량(SOC_C)을 초과하고, t8 시점에 감속 페달의 변위량이 기준 변위량(A%) 보다 커지면(BPS>A), 하이브리드 제어기(60)는 엔진(90)을 오프(off) 시킨다.If the SOC of the
그리고, 배터리(50)의 SOC가 제4 목표 충전량(SOC_B) 이상이지만, 두번째로 엔진(90)이 오프(off)된 시간(Toff2)이 제2 기준 시간(T2)을 초과한 경우 하이브리드 제어기(60)는 t9 시점에 엔진(90)을 온(on) 시키고, HSG(80)를 통해 배터리(50)를 강제 충전시킨다. If the SOC of the
즉, 본 발명의 실시 예는 차량이 주행 중 정차 상태일 때 아이들 충전이 수행되는 경우 운전자의 감속 페달 조작에 의해 수동으로 엔진(90)을 오프(off) 시켜 아이들 충전을 중지시킬 수 있다. 이로 인해, HSG(80)가 아닌 모터(120)의 회생 제동으로 배터리(50)를 충전시킬 수 있어 충전 효율이 향상된다. 또한, 주차장과 같이 밀폐된 공간에서 주차 중일 때 배기가스 배출 등에 의한 위험을 감소시킬 수 있다.That is, in the embodiment of the present invention, when the idle charging is performed when the vehicle is in the stop state while the vehicle is running, the
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.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, It belongs to the scope of right.
10: 감속 페달 검출부
20: 차속 검출부
30: 변속단 검출부
40: 배터리 관리기
50: 배터리
60: 하이브리드 제어기
70: 인버터
80: HSG
90: 엔진
100: 엔진 제어기
110: 엔진 클러치
120: 모터
130: 자동 변속기10: Deceleration pedal detector
20:
30:
40: Battery Manager
50: Battery
60: Hybrid controller
70: Inverter
80: HSG
90: engine
100: engine controller
110: engine clutch
120: motor
130: Automatic transmission
Claims (13)
상기 엔진에 연결되어 상기 엔진의 시동을 온 시키는 스타트 모터로 동작하고, 상기 엔진이 온 되면 아이들 충전을 수행하는 발전기로 동작하는 HSG;
상기 구동 모터 및 상기 HSG와 전기적으로 연결된 배터리;
감속 페달의 변위량을 검출하는 감속 페달 검출부;
가속 페달의 변위량을 검출하는 가속 페달 검출부;
변속단의 위치를 검출하는 변속단 검출부;
차속을 검출하는 차속 검출부; 및
상기 감속 페달의 변위량, 상기 변속단의 위치 및 상기 차속으로부터 주행 중 정차 상태로 검출되면 상기 배터리의 SOC에 따라 상기 엔진을 온 시켜 상기 HSG를 통해 상기 아이들 충전을 수행하고, 상기 감속 페달의 변위량에 따라 상기 엔진을 오프 시켜 상기 아이들 충전을 중지시키는 하이브리드 제어기
를 포함하는 하이브리드 차량의 아이들 충전 장치.An idle charging apparatus for a hybrid vehicle using an engine and a driving motor as a power source,
An HSG that operates as a start motor connected to the engine and turns on the engine, and operates as a generator that charges an idle when the engine is turned on;
A battery electrically connected to the driving motor and the HSG;
A deceleration pedal detection unit for detecting a displacement amount of the deceleration pedal;
An accelerator pedal detector for detecting a displacement amount of the accelerator pedal;
A speed change stage detecting unit for detecting the position of the speed change stage;
A vehicle speed detector for detecting a vehicle speed; And
When the shift amount of the deceleration pedal, the position of the speed change stage and the vehicle speed are detected as a stop state during running, the engine is turned on in accordance with the SOC of the battery to perform the idle charging through the HSG, A hybrid controller for turning off the engine to stop the idle charging,
And an idle charging device for the hybrid vehicle.
상기 하이브리드 제어기는
상기 감속 페달의 변위량이 제로보다 크고, 상기 차속이 제로이고, 상기 변속단이 주행단 및 후진단 중 어느 하나에 위치한 경우 상기 주행 중 정차 상태로 검출하는 하이브리드 차량의 아이들 충전 장치.The method according to claim 1,
The hybrid controller
And detects the vehicle as a stopped state during traveling if the amount of displacement of the deceleration pedal is greater than zero, the vehicle speed is zero, and the speed change stage is located in either the traveling stage or the rearward diagnosis.
상기 하이브리드 제어기는
상기 배터리의 SOC가 제1 목표 충전량 미만인 노멀 충전 조건을 만족하면 상기 아이들 충전을 수행하는 하이브리드 차량의 아이들 충전 장치.The method according to claim 1,
The hybrid controller
And performs the idle charging when the SOC of the battery satisfies the normal charging condition that is less than the first target charging amount.
상기 하이브리드 제어기는
상기 노멀 충전 조건을 만족하고, 상기 감속 페달의 변위량이 미리 설정된 기준 변위량보다 크면 상기 아이들 충전을 금지시키는 하이브리드 차량의 아이들 충전 장치.The method of claim 3,
The hybrid controller
Wherein the charging of the idle vehicle is prohibited if the normal charging condition is satisfied and the displacement amount of the deceleration pedal is larger than a preset reference displacement amount.
상기 하이브리드 제어기는
상기 엔진이 오프 상태로 전환된 이후에 상기 배터리의 SOC가 제2 목표량 미만인 제1 강제 충전 조건, 상기 엔진이 오프된 횟수가 1회이고, 상기 엔진이 오프된 시간이 미리 설정된 제1 기준 시간을 초과하는 제2 강제 충전 조건 및 상기 엔진이 오프된 횟수가 2회이고, 상기 엔진이 오프된 시간이 미리 설정된 제2 기준 시간을 초과하는 제3 강제 충전 조건 중 적어도 어느 하나에 따라 상기 아이들 충전을 수행하는 하이브리드 차량의 아이들 충전 장치.The method according to claim 1,
The hybrid controller
A first forced charging condition in which the SOC of the battery is less than a second target amount after the engine is turned off, a number of times the engine is turned off once, and a time when the engine is off is set to a first predetermined reference time The third forced charging condition in which the number of times the engine is turned off is twice and the time when the engine is turned off exceeds a second reference time set in advance, An idle charging device of the hybrid vehicle performing the charging operation.
상기 하이브리드 제어기는
상기 제1 내지 제3 강제 충전 조건 중 어느 하나에 따라 충전된 상기 배터리의 SOC가 제3 목표 충전량을 초과하고, 상기 감속 페달의 변위량이 미리 설정된 기준 변위량보다 크면 상기 아이들 충전을 중지시키는 하이브리드 차량의 아이들 충전 제어 장치.6. The method of claim 5,
The hybrid controller
Wherein when the SOC of the battery charged according to any one of the first to third forced charging conditions exceeds a third target charging amount and the amount of displacement of the deceleration pedal is greater than a preset reference displacement amount, Idle charge control device.
상기 하이브리드 제어기는
상기 감속 페달의 변위량이 제로이거나, 상기 차속이 미리 설정된 기준 속도보다 크거나, 상기 가속 페달의 변위량이 미리 설정된 기준 가속 변위량보다 크면 상기 아이들 충전을 리셋시키는 하이브리드 차량의 아이들 충전 제어 장치. The method according to claim 1,
The hybrid controller
And resetting the idle charging if the displacement amount of the deceleration pedal is zero, the vehicle speed is larger than a preset reference speed, or the amount of displacement of the accelerator pedal is larger than a preset reference acceleration displacement amount.
감속 페달의 변위량, 차속 및 변속단 위치로부터 주행 중 정차 상태를 검출하는 단계;
배터리의 SOC 및 엔진의 온 상태로부터 아이들 충전 중인지 여부를 판단하는 단계; 및
상기 아이들 충전 중인 경우 상기 감속 페달의 변위량에 따라 상기 아이들 충전을 중지시키는 단계
를 포함하는 하이브리드 차량의 아이들 충전 방법.And a hybrid electric vehicle, which is connected to the engine and operates as a start motor for performing start-up of the engine, and includes a HSG that operates as a generator that performs idle charging when the engine is turned on, a drive motor that is electrically connected to the HSG, In the idle charging method,
Detecting a stopping state of the vehicle from a displacement amount of the deceleration pedal, a vehicle speed, and a gear position;
Determining whether an idle state is being charged from the SOC of the battery and the ON state of the engine; And
Stopping the idle charging according to a displacement amount of the deceleration pedal when the idle charging is being performed
And a charging method of the hybrid vehicle.
상기 주행 중 정차 상태를 판단하는 단계는
상기 감속 페달의 변위량이 제로보다 크고, 상기 차속이 제로이고, 상기 변속단이 주행단 및 후진단 중 어느 하나에 위치하였는지 여부를 검출하는 단계를 포함하는 하이브리드 차량의 아이들 충전 제어 방법.9. The method of claim 8,
The step of determining the stop state during traveling
And detecting whether the amount of displacement of the deceleration pedal is greater than zero, the vehicle speed is zero, and whether the speed change stage is located in a traveling stage or a rearward diagnosis.
상기 아이들 충전을 중지시키는 단계는
상기 감속 페달의 변위량이 미리 설정된 기준 변위량보다 큰 경우 상기 엔진을 오프 상태로 전환하는 하이브리드 차량의 아이들 충전 제어 방법. 9. The method of claim 8,
The step of stopping the idle charging
And switches the engine to an off state when the amount of displacement of the deceleration pedal is larger than a preset reference displacement amount.
상기 아이들 충전이 중지된 이후에
상기 배터리의 SOC가 제1 목표 충전량 미만인 제1 강제 충전 조건, 상기 엔진이 오프된 횟수가 1회이고, 상기 엔진이 오프된 시간이 미리 설정된 제1 기준 시간을 초과하는 제2 강제 충전 조건 및 상기 엔진이 오프된 횟수가 2회이고, 상기 엔진이 오프된 시간이 미리 설정된 제2 기준 시간을 초과하는 제3 강제 충전 조건 중 적어도 어느 하나에 따라 상기 엔진을 온 상태로 전환하는 단계
를 더 포함하는 하이브리드 차량의 아이들 충전 방법.9. The method of claim 8,
After the child charging is stopped
A second forced charging condition in which the SOC of the battery is less than a first target charging amount, a second forced charging condition in which the number of times the engine is turned off once, the time when the engine is turned off exceeds a preset first reference time, Switching the engine to an on state according to at least one of a third forced charging condition in which the number of times the engine is turned off is twice and a time when the engine is turned off exceeds a preset second reference time
Further comprising the steps of:
상기 제1 내지 제3 강제 충전 조건 중 어느 하나에 따라 충전된 상기 배터리의 SOC가 제3 목표 충전량을 초과하면, 상기 감속 페달의 변위량에 따라 상기 아이들 충전을 중지시키는 단계를 더 포함하는 하이브리드 차량의 아이들 충전 방법.12. The method of claim 11,
Stopping the idle charging according to a displacement amount of the deceleration pedal when the SOC of the battery charged according to any one of the first to third forced charging conditions exceeds a third target charging amount How to charge children.
상기 감속 페달의 변위량이 제로이거나, 상기 차속이 미리 설정된 기준 속도보다 크거나, 가속 페달의 변위량이 미리 설정된 기준 가속 변위량보다 크면 상기 아이들 충전을 리셋시키는 단계를 더 포함하는 하이브리드 차량의 아이들 충전 방법.12. The method of claim 11,
Further comprising the step of resetting the idle charging if the amount of displacement of the deceleration pedal is zero, the vehicle speed is greater than a preset reference speed, or the displacement amount of the accelerator pedal is greater than a preset reference acceleration displacement amount.
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