KR20180065502A - 하이브리드 차량의 오토 크루즈 제어 방법 - Google Patents

하이브리드 차량의 오토 크루즈 제어 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20180065502A
KR20180065502A KR1020160166463A KR20160166463A KR20180065502A KR 20180065502 A KR20180065502 A KR 20180065502A KR 1020160166463 A KR1020160166463 A KR 1020160166463A KR 20160166463 A KR20160166463 A KR 20160166463A KR 20180065502 A KR20180065502 A KR 20180065502A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
mode
png
vehicle speed
glide
vehicle
Prior art date
Application number
KR1020160166463A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101896801B1 (ko
Inventor
어정수
장영준
오지원
정연광
김성재
현바로
Original Assignee
현대자동차주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 현대자동차주식회사 filed Critical 현대자동차주식회사
Priority to KR1020160166463A priority Critical patent/KR101896801B1/ko
Priority to US15/806,029 priority patent/US10752245B2/en
Priority to CN201711102979.3A priority patent/CN108162951B/zh
Priority to DE102017126427.2A priority patent/DE102017126427B4/de
Publication of KR20180065502A publication Critical patent/KR20180065502A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101896801B1 publication Critical patent/KR101896801B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W30/00—Purposes of road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub-unit, e.g. of systems using conjoint control of vehicle sub-units
    • B60W30/14—Adaptive cruise control
    • B60W30/143—Speed control
    • B60W30/146—Speed limiting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L15/00—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles
    • B60L15/20—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles for control of the vehicle or its driving motor to achieve a desired performance, e.g. speed, torque, programmed variation of speed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L15/00—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles
    • B60L15/20—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles for control of the vehicle or its driving motor to achieve a desired performance, e.g. speed, torque, programmed variation of speed
    • B60L15/2045—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles for control of the vehicle or its driving motor to achieve a desired performance, e.g. speed, torque, programmed variation of speed for optimising the use of energy
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/02—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of driveline clutches
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/04—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/04—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units
    • B60W10/06—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units including control of combustion engines
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/04—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units
    • B60W10/08—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units including control of electric propulsion units, e.g. motors or generators
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/10—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of change-speed gearings
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/10—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of change-speed gearings
    • B60W10/11—Stepped gearings
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/24—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of energy storage means
    • B60W10/26—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of energy storage means for electrical energy, e.g. batteries or capacitors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W20/00—Control systems specially adapted for hybrid vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W20/00—Control systems specially adapted for hybrid vehicles
    • B60W20/10—Controlling the power contribution of each of the prime movers to meet required power demand
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W20/00—Control systems specially adapted for hybrid vehicles
    • B60W20/10—Controlling the power contribution of each of the prime movers to meet required power demand
    • B60W20/15—Control strategies specially adapted for achieving a particular effect
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W20/00—Control systems specially adapted for hybrid vehicles
    • B60W20/40—Controlling the engagement or disengagement of prime movers, e.g. for transition between prime movers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W30/00—Purposes of road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub-unit, e.g. of systems using conjoint control of vehicle sub-units
    • B60W30/14—Adaptive cruise control
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W30/00—Purposes of road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub-unit, e.g. of systems using conjoint control of vehicle sub-units
    • B60W30/14—Adaptive cruise control
    • B60W30/143—Speed control
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W30/00—Purposes of road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub-unit, e.g. of systems using conjoint control of vehicle sub-units
    • B60W30/18—Propelling the vehicle
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W30/00—Purposes of road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub-unit, e.g. of systems using conjoint control of vehicle sub-units
    • B60W30/18—Propelling the vehicle
    • B60W30/18009—Propelling the vehicle related to particular drive situations
    • B60W30/18072—Coasting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W30/00—Purposes of road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub-unit, e.g. of systems using conjoint control of vehicle sub-units
    • B60W30/18—Propelling the vehicle
    • B60W30/182—Selecting between different operative modes, e.g. comfort and performance modes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W40/00—Estimation or calculation of non-directly measurable driving parameters for road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub unit, e.g. by using mathematical models
    • B60W40/10—Estimation or calculation of non-directly measurable driving parameters for road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub unit, e.g. by using mathematical models related to vehicle motion
    • B60W40/105—Speed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W50/00—Details of control systems for road vehicle drive control not related to the control of a particular sub-unit, e.g. process diagnostic or vehicle driver interfaces
    • B60W50/08—Interaction between the driver and the control system
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W50/00—Details of control systems for road vehicle drive control not related to the control of a particular sub-unit, e.g. process diagnostic or vehicle driver interfaces
    • B60W50/08—Interaction between the driver and the control system
    • B60W50/082—Selecting or switching between different modes of propelling
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/10—Vehicle control parameters
    • B60L2240/12—Speed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2250/00—Driver interactions
    • B60L2250/26—Driver interactions by pedal actuation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2250/00—Driver interactions
    • B60L2250/26—Driver interactions by pedal actuation
    • B60L2250/28—Accelerator pedal thresholds
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2260/00—Operating Modes
    • B60L2260/20—Drive modes; Transition between modes
    • B60L2260/24—Coasting mode
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2260/00—Operating Modes
    • B60L2260/20—Drive modes; Transition between modes
    • B60L2260/26—Transition between different drive modes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2510/00—Input parameters relating to a particular sub-units
    • B60W2510/08—Electric propulsion units
    • B60W2510/083—Torque
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2510/00—Input parameters relating to a particular sub-units
    • B60W2510/24—Energy storage means
    • B60W2510/242—Energy storage means for electrical energy
    • B60W2510/244—Charge state
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2520/00—Input parameters relating to overall vehicle dynamics
    • B60W2520/10—Longitudinal speed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2520/00—Input parameters relating to overall vehicle dynamics
    • B60W2520/10—Longitudinal speed
    • B60W2520/105—Longitudinal acceleration
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2530/00—Input parameters relating to vehicle conditions or values, not covered by groups B60W2510/00 or B60W2520/00
    • B60W2530/13—Mileage
    • B60W2530/145—
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2540/00—Input parameters relating to occupants
    • B60W2540/215—Selection or confirmation of options
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2710/00—Output or target parameters relating to a particular sub-units
    • B60W2710/02—Clutches
    • B60W2710/021—Clutch engagement state
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2710/00—Output or target parameters relating to a particular sub-units
    • B60W2710/06—Combustion engines, Gas turbines
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2710/00—Output or target parameters relating to a particular sub-units
    • B60W2710/08—Electric propulsion units
    • B60W2710/083—Torque
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2710/00—Output or target parameters relating to a particular sub-units
    • B60W2710/10—Change speed gearings
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2720/00—Output or target parameters relating to overall vehicle dynamics
    • B60W2720/10—Longitudinal speed
    • B60W2720/103—Speed profile
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2720/00—Output or target parameters relating to overall vehicle dynamics
    • B60W2720/10—Longitudinal speed
    • B60W2720/106—Longitudinal acceleration
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/64—Electric machine technologies in electromobility
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/72—Electric energy management in electromobility
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S903/00—Hybrid electric vehicles, HEVS
    • Y10S903/902—Prime movers comprising electrical and internal combustion motors
    • Y10S903/903—Prime movers comprising electrical and internal combustion motors having energy storing means, e.g. battery, capacitor
    • Y10S903/93—Conjoint control of different elements

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Control Of Driving Devices And Active Controlling Of Vehicle (AREA)
  • Hybrid Electric Vehicles (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)
  • Controls For Constant Speed Travelling (AREA)

Abstract

본 발명은 하이브리드 차량의 오토 크루즈 제어 방법에 관한 것으로서, 하이브리드 차량의 특성을 고려한 PnG 주행 패턴을 적용하여 연비 개선 효과를 극대화할 수 있고, 운전성과 연비 향상을 동시에 충족할 수 있는 오토 크루즈 제어 방법을 제공하는데 주된 목적이 있는 것이다. 상기한 목적을 달성하기 위해, 엔진과 구동모터를 차량 구동원으로 하는 하이브리드 차량에서 운전자에 의해 목표 차속이 설정되어 오토 크루즈 모드가 온(On) 되고 PnG(Pulse and Glide) 모드가 온(On) 되는 단계; 제어기에서 상기 운전자가 설정한 목표 차속에 기초하여 맵으로부터 PnG 코스트 모드와 PnG 글라이드 모드, PnG 정속 크루즈 모드 중 하나의 PnG 모드가 선택되는 단계; 및 제어기에 의해 상기 선택된 PnG 모드의 주행 제어가 수행되는 단계를 포함하는 하이브리드 차량의 오토 크루즈 제어 방법이 개시된다.

Description

하이브리드 차량의 오토 크루즈 제어 방법{Auto cruise control method for hybrid electric vehicle}
본 발명은 하이브리드 차량의 오토 크루즈 제어 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 하이브리드 차량의 특성을 고려한 PnG 주행 패턴을 적용하여 연비 개선 효과를 극대화할 수 있고, 운전성과 연비 향상을 동시에 충족할 수 있는 오토 크루즈 제어 방법에 관한 것이다.
일반적으로 자동차의 오토 크루즈(Auto Cruise) 제어 장치는 운전자의 가속페달 조작 없이도 설정된 차속으로 차량의 자동 주행이 이루어지도록 하는 장치로, 정속 주행 장치라고도 한다.
이러한 오토 크루즈 제어 장치는 운전자의 간단한 조작에 의해 목표 차속이 설정되면 차량 속도를 운전자가 설정한 목표 차속으로 제어해줌으로써 운전자의 가속페달 조작을 대폭 줄여 운전 편의성을 향상시킨다.
통상의 오토 크루즈 제어 장치에서는 목표 차속을 유지하기 위한 요구 토크(크루즈 토크)가 결정되면, 가솔린이나 디젤 자동차와 같은 내연기관(엔진) 자동차의 경우 제어기간 협조 제어를 통해 요구 토크의 출력이 이루어질 수 있도록 엔진 구동을 제어하고, 이를 통해 목표 차속을 유지하는 오토 크루즈 주행이 이루어진다.
또한, 모터를 이용하여 주행하는 전기자동차의 경우 목표 차속을 유지하기 위한 요구 토크에 따라 모터 토크를 제어하고, 모터와 엔진을 이용하여 주행하는 하이브리드 차량의 경우 요구 토크를 출력하도록 모터와 엔진으로 동력을 분배한다.
또한, 내연기관 자동차에서 정속 크루즈 주행 시 엔진의 운전점은 도 1에 나타낸 바와 같이 최적운전곡선(Engine Optimal Operating Line, 이하 'OOL'이라 함)과는 무관하게 차속 및 변속단에 의해 결정된다.
이에 따라 내연기관 자동차의 정속 오토 크루즈 주행은 연비 측면에서 불리한 점이 있으며, 연비를 향상시킬 수 있는 크루즈 제어 기술이 제시되고 있다.
일례로, 크루즈 주행 시 차량의 가, 감속을 일정 주기로 반복하면서 실 도로 연비를 향상시키는 펄스 앤 글라이드(Pulse and Glide, 이하 'PnG'라 함) 주행 패턴에 대한 효용성이 다각적으로 입증되고 있다.
도 2는 종래의 일반적인 PnG 크루즈 주행 상태를 예시한 도면으로, PnG 주행이란 평균 목표 차속은 유지하면서 펄스 페이즈(Pulse phase)에서는 차속을 증가시키면서 엔진 운전점을 OOL에 가깝도록 이동시켜 엔진 효율이 좋은 지점에서 운행하고, 글라이드 페이즈(Glide phase)에서는 코스트(coast) 주행을 실시하여 소모되는 전체 연료량을 기존 정속 주행 대비 줄일 수 있도록 한 주행 패턴이다.
도 2를 참조하면, 펄스 페이즈에서는 운전자에 의해 설정된 크루즈 차속보다 더 높은 속도까지 차량 가속이 이루어지고, 글라이드 페이즈에서는 엔진 퓨얼 컷(Fuel cut) 상태로 주행하는 코스트 주행에 의한 차량 감속이 이루어진다.
이와 같은 펄스 페이즈와 글라이드 페이즈가 주기적으로 교대 및 반복되도록 하여 차량의 주행이 이루어진다.
그러나, 종래의 PnG 크루즈 주행 제어를 적용함에 있어서 차속의 가변량(운전성에 관계됨)과 연료 절감량은 상호 트레이드오프(Tradeoff) 관계이므로 운전성과 연비 향상을 동시에 충족할 수 있는 최적 제어 기술이 요구되고 있다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출한 것으로서, 하이브리드 차량의 특성을 고려한 PnG 주행 패턴을 적용하여 연비 개선 효과를 극대화할 수 있는 오토 크루즈 제어 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 운전성과 연비 향상을 동시에 충족할 수 있는 최적의 오토 크루즈 제어 방법을 제공하는데 또 다른 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따르면, 엔진과 구동모터를 차량 구동원으로 하는 하이브리드 차량에서 운전자에 의해 목표 차속이 설정되어 오토 크루즈 모드가 온(On) 되고 PnG(Pulse and Glide) 모드가 온(On) 되는 단계; 제어기에서 상기 운전자가 설정한 목표 차속에 기초하여 맵으로부터 PnG 코스트 모드와 PnG 글라이드 모드, PnG 정속 크루즈 모드 중 하나의 PnG 모드가 선택되는 단계; 및 제어기에 의해 상기 선택된 PnG 모드의 주행 제어가 수행되는 단계를 포함하며, 상기 PnG 코스트 모드는 설정된 상, 하한 목표 차속 사이에서의 차량 가속(Pulse phase)과 감속(Coast phase)이 교대로 반복되고 감속 시 차량 관성에 의한 코스트 주행이 이루어지는 모드이고, 상기 PnG 글라이드 모드는 설정된 상, 하한 목표 차속 사이에서의 차량 가속(Pulse phase)과 감속(Glide phase)이 교대로 반복되고 감속 시 차량 관성과 구동모터의 토크 어시스트에 의해 설정된 속도 프로파일을 따르는 감속 주행이 이루어지는 모드이며, 상기 PnG 정속 크루즈 모드는 차량 구동원을 이용하여 상기 운전자가 설정한 목표 차속을 유지하는 정속 주행 모드인 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 오토 크루즈 제어 방법을 제공한다.
이로써, 본 발명에 따른 오토 크루즈 제어 방법에 의하면, 하이브리드 차량의 특성을 고려한 PnG 주행 패턴을 적용함으로써 연비 개선 효과를 극대화할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 오토 크루즈 제어 방법에 따르면, PnG 모드가 세분화되어 제어기에 설정되어 있는 맵(MAP)으로부터 차량 운전영역별로 PnG 정속 크루즈 모드와 PnG 코스트 모드, PnG 글라이드 모드 중 어느 하나의 모드가 자동 선택되도록 하여 운전자의 별다른 개입 없이도 자동으로 최적의 PnG 모드 주행이 가능해지는 이점이 있다.
또한, PnG 정속 크루즈 모드와 PnG 코스트 모드의 장점을 동시에 고려한 PnG 글라이드 모드의 주행이 가능해짐으로써 운전성과 연비 향상을 동시에 충족할 수 있는 차량 주행이 가능해진다.
도 1은 내연기관 자동차의 오토 크루즈 주행 시 엔진의 운전점을 나타내는 도면이다.
도 2는 종래의 일반적인 PnG 크루즈 주행 상태를 예시한 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 오트 크루즈 제어가 수행되는 시스템의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 4는 본 발명에서 하이브리드 차량의 각 PnG 모드별 크루즈 주행 상태를 예시한 도면이다.
도 5는 본 발명에서 PnG 모드 및 차속 변화량(Δ차속)을 결정하는 맵의 예를 나타내는 도면이다.
도 6 내지 도 8은 본 발명에 따른 오토 크루즈 제어 과정을 나타내는 순서도이다.
도 9 및 도 10은 본 발명에 따른 PnG 모드를 비교하기 위한 도면이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다.
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.
본 발명과 관련된 선행기술문헌으로는 US Pub 2013/0226420(특허문헌 1), US Pub 2013/0103238(특허문헌 2)을 들 수 있으며, 특허문헌 1 및 2에서 개시하고 있는 기술들은 엔진 BSFC(Brake Specific Fuel Consumption) 맵(Map) 상의 효율이 좋은 운전점을 추종하는 기술이다.
특허문헌 1은 일반 내연기관 자동차에서 PnG 기능을 구현하기 위한 제어 장치 및 방법을 개시하고 있으며, 보다 상세하게는 차량 속도 제어 시에 기준 차속을 중심으로 하여 설정된 상, 하한 목표 차속을 추종하는 제어를 실시하고, 이때 연소실에 대한 연료량 증, 감을 통하여 목표 차속을 추종하는 기술을 개시하고 있다.
또한, 특허문헌 2는 차속 변동을 최소화하고 스로틀(Throttle) 값을 미소하게 PnG 제어하여 연비를 향상시키는 장치 및 방법을 개시하고 있으며, 보다 상세하게는 차속 변동 없이 스로틀 값에 빠른 주기의 맥동을 주고, 엔진 운전점을 BSFC 맵 상에서 효율이 좋은 운전점으로 이동시켜 연비를 향상시키는 기술을 개시하고 있다.
이에 대하여, 본 발명은 내연기관(엔진)과 모터를 구동원으로 사용하는 하이브리드 차량(Hybrid Electric Vehicle, HEV)에서 PnG 기능을 구현하는 장치 및 방법에 관한 것으로서, 하이브리드 차량의 특성을 고려한 PnG 주행 패턴을 적용하여 연비 개선 효과를 보다 극대화하는데 그 목적이 있는 것이다.
일반적으로 하이브리드 차량은 엔진과 모터의 복합 동력 최적화 전략에 의해서 최적 운전점인 OOL에서 동작하도록 되어 있으며, 이러한 운전 전략은 전기동력계에서의 충/방전에 의한 효율 저하를 동반한다.
따라서, 전기동력계의 사용을 최소화하는 동시에 엔진 운전점을 최적 운전점인 OOL에서 결정한다면 연비 개선의 효과를 얻을 수 있다.
이러한 점에 착안하여, 본 발명에서는 하이브리드 차량의 오토 크루즈 주행 시에 평균 목표 차속은 유지하면서 주기적으로 교대 및 반복되는 차량 가속(Pulse phase; OOL 지향 주행) 및 감속(Coast phase, Glide phase; Fuel cut 또는 Powered deceleration 실시) 제어를 수행하여 실 도로 연비를 향상시키게 된다.
상기와 같이 차량 가속 및 감속이 주기적으로 교대 및 반복되는 PnG 주행 시에는 상, 하한 목표 차속 추종 제어를 실시하되, 요구 토크 가변을 통해 상, 하한 목표 차속을 추종하는 제어가 수행되며, 차량 가속 시(Pulse phase) 차속 제어에 필요한 요구 토크를 만족시키는 토크 출력이 이루어질 수 있도록 엔진과 모터에 대한 토크 분배 제어가 수행된다.
또한, 차량 감속 시에는 후술하는 바와 같은 코스트 주행(타행 주행)(Coast phase)이 이루어지도록 하거나, 글라이드 주행(Glide phase)이 이루어지도록 한다.
그리고, 본 발명은 차량 주행을 위한 구동모터가 변속기 측에 배치된 TMED(Transmission Mounted Electric Device) 타입의 하이브리드 차량에 적용될 수 있다.
통상의 TMED 타입의 하이브리드 차량에서는 차량 주행을 위한 두 구동원인 엔진과 구동모터가 직렬로 배치되고, 엔진과 구동모터 사이에 엔진 클러치가 배치되며, 구동모터의 출력 측에 변속기가 배치된다.
엔진 클러치는 엔진과 모터 사이를 선택적으로 동력 전달 가능하게 연결하거나 동력 전달이 이루어지지 않도록 차단하는 역할을 하며, 엔진 클러치의 결합(Close) 상태일 때 엔진 및 구동모터가 변속기를 통해 구동축 및 구동륜에 동력 전달 가능하게 연결된다.
즉, 엔진 클러치는 엔진과 구동모터 사이에 동력을 선택적으로 연결하거나 차단하도록 배치되는 것으로, 알려진 바와 같이, EV(Electric Vehicle) 모드 주행시에는 엔진 클러치를 분리하여 구동모터의 동력만으로 차량을 구동하고, HEV(Hybrid Electric Vehicle) 모드 주행시에는 엔진 클러치를 결합한 상태에서 엔진과 구동모터의 동력으로 차량을 구동한다.
또한, 차량의 제동 시나 관성에 의한 주행 시에는 구동모터가 발전기로 작동하여 배터리를 충전하는 에너지 회생 모드가 수행된다.
또한, 엔진에 동력 전달 가능하게 직결된 별도의 모터 제너레이터, 즉 HSG(Hybrid Starter and Generator)가 구비되어 엔진 시동 시 배터리 전력으로 HSG가 구동하여 엔진에 동력을 전달하고, 발전 시 엔진에서 전달되는 회전력에 의해 발전기로 작동하여 배터리를 충전한다.
또한, 통상의 하이브리드 차량에는 차량 내 각 장치를 제어하는 다양한 제어기들이 구비된다.
즉, 하이브리드 제어기(Hybrid Control Unit, HCU), 엔진의 작동을 제어하는 엔진 제어기(Engine Control Unit, ECU), 구동모터의 작동을 제어하는 모터 제어기(Motor Control Unit, MCU), 변속기 및 엔진 클러치의 작동을 제어하는 변속 제어기(Transmission Control Unit, TCU), 배터리를 제어하고 관리하는 제어기(Battery Management System, BMS) 등이 구비되며, 하이브리드 제어기(HCU)를 최상위 제어기로 하여 제어기 간의 협조 제어를 통해 각 장치의 제어가 수행된다.
예를 들면, 하이브리드 제어기(HCU)의 제어명령에 따라 변속 제어기(TCU)가 클러치 작동 유압을 제어하여 엔진 클러치를 결합(Close)시키거나 해제(Open)시킬 수 있다.
이와 같은 제어기 간의 협조 제어는 본 발명에서 오토 크루즈 주행 시의 각 모드별 차속 제어 과정에서도 수행될 수 있고, 해당 제어기에 의해 하이브리드 제어기의 엔진 및 구동모터, 변속기, 엔진 클러치의 작동이 제어된다.
위에서 차량 내 각 장치를 제어하는 복수 개의 제어기들을 기재하였으나, 복수 개의 제어기 대신 통합된 제어수단이 이용될 수 있으며, 본 명세에서는 상기 제어기들 또는 상기 통합된 제어수단을 모두 제어기로 통칭하기로 한다.
도 3은 본 발명에 따른 오토 크루즈 제어가 수행되는 시스템의 구성을 나타내는 블록도이다.
먼저, 본 발명에서 오토 크루즈 모드는 운전자가 목표 차속을 설정하여 오토 크루즈 모드를 온(On) 시킨 뒤 PnG 모드를 온(On) 시킨 상태에서 수행되는 PnG 모드를 포함하며, 이러한 PnG 모드는 복수 개의 주행 모드를 포함한다.
즉, 본 발명에서 PnG 모드는 세분화된 복수 개의 주행 모드인 PnG 정속 크루즈 모드(PnG_const), PnG 코스트 모드(PnG_coast), PnG 글라이드 모드(PnG_glide)를 포함할 수 있다.
여기서, PnG 코스트 모드(PnG_coast)는 차량 동특성 및 과도 상태를 반영 및 고려하지 않은 이상적인 주행 모드인 제1 PnG 코스트 모드(PnG_coast_ideal)와, 차량 동측성 및 과도 상태를 반영 및 고려한 실제적인 주행 모드인 제2 PnG 코스트 모드(PnG_coast_real)로 구분될 수 있다.
요컨대, PnG 모드는 PnG 정속 크루즈 모드(PnG_const), 제1 PnG 코스트 모드(PnG_coast_ideal), 제2 PnG 코스트 모드(PnG_coast_real), PnG 글라이드 모드(PnG_glide)의 4가지 모드로 정의될 수 있는 것이다.
상기 제1 PnG 코스트 모드는 차량 동측성 및 과도 상태가 반영되지 않은 이상적인 주행 모드이므로, 본 발명에서 PnG 모드로 실제 적용되지는 않으며, 이하에서 PnG 코스트 모드(PnG_coast)는 제2 PnG 코스트 모드(PnG_coast_real)를 의미한다.
다시 정리하면, 본 발명에서 PnG 모드는 3가지의 모드, 즉 운전자가 설정한 목표 차속을 유지하면서 정속 주행이 이루어지는 PnG 정속 크루즈 모드(PnG_const)와, 차량 가속(Pulse phase)과 감속(Coast phase)이 주기적으로 교대 및 반복되고 상기 감속 구간(Coast phase)에서 변속기 중립 및 엔진 클러치 해제(Open), 엔진 퓨얼 컷(Fuel cut) 상태의 코스트 주행(차량 관성에 의한 타행 주행)이 이루어지는 PnG 코스트 모드(PnG_coast)와, 차량 가속(Pulse phase)과 감속(Glide phase)이 주기적으로 교대 및 반복되고 상기 감속 구간(Glide phase)에서 차량 관성과 구동모터의 동력으로 설정된 속도 프로파일을 따라 감속 주행이 이루어지는 PnG 글라이드 모드(PnG_glide)를 포함하여 구성될 수 있다.
도 4는 본 발명에서 하이브리드 차량의 각 PnG 모드별 크루즈 주행 상태를 예시한 도면이고, 도 5는 본 발명에서 PnG 모드 및 차속 변화량(Δ차속)을 결정하는 맵의 예를 나타내는 도면이며, 하기 표 1은 각 PnG 모드별 변속단 상태, 엔진 클러치 상태, 엔진 퓨얼 컷 여부를 나타낸 것이다.
상기 PnG 코스트 모드(PnG_coast)와 PnG 글라이드 모드(PnG_glide)는 차량 감속과 가속이 교대로 반복되는 주행 패턴을 가지도록 설정되는 모드로서, PnG 코스트 모드(PnG_coast)와 PnG 글라이드 모드(PnG_glide)를 비교하였을 때 가속 구간(Pulse phase) 제어에 있어서는 차이가 없으나, 감속 구간 제어에 있어서 차이가 있다.
좀더 설명하면, PnG 코스트 모드(PnG_coast)의 감속 구간(Coast phase)에서는 차량 구동원에서 어떠한 동력도 발생시키지 않으며, 단지 관성에 의해서만 차량이 주행하는 감속이 이루어진다.
반면, PnG 글라이드 모드(PnG_glide)의 감속 구간(Glide phase)은 PnG 코스트 모드의 감속 구간과 달리 약간의 차량 내 에너지를 소비하더라도 감속시의 주행거리를 늘릴 수 있도록 구동모터의 토크 어시스트가 이루어진다.
특히, PnG 글라이드 모드의 감속 시에는 구동모터의 동력이 변속기를 통해 구동축 및 구동륜으로 전달되도록 하여 PnG 코스트 모드의 감속 시에 비해 완만한 감속 기울기(즉, 보다 작은 감속률)로 차량 감속이 이루어진다.
요컨대, PnG 글라이드 모드(PnG_glide)의 감속 시에는, 차량이 관성에 의해서만 주행하는 PnG 코스트 모드(PnG_coast)의 감속 시와 달리, 감속 시의 차속 제어를 위하여 요구 토크만큼을 모터로 어시스트하여 주행거리를 연장시키게 된다.
이와 같이 모터 토크 어시스트량만큼 모터의 구동력이 발생 및 출력되도록 하여, 차량의 관성력에 모터의 구동력(즉, 토크 어시스트력)이 더해진 힘에 의해 차량이 이동하면서 감속이 이루어지는 모터 토크 어시스트가 이루어지고, 이때 감속 상황에서 작용하는 모터 토크 어시스트력에 의해 PnG 코스트 모드(PnG_coast)의 감속 시에 비해서는 완만한 감속률로 차량 감속이 이루어지게 된다.
따라서, PnG 글라이드 모드의 감속 시에는 PnG 코스트 모드의 감속 시와 비교하였을 때 차량 내 에너지의 소비를 수반하지만, 주행거리가 늘어나는 이점과 더불어 운전성 측면에서 보다 우수한 이점이 있게 된다.
결국, 운전성 측면에서는 차속이 정속을 유지하는 PnG 정속 크루즈 모드(PnG_const)가 가장 우수하고, 감속 구간에서 상대적으로 완만한 차량 감속이 이루어지는 PnG 글라이드 모드(PnG_glide)가, 감속 구간에서 급격한 차량 감속이 이루어지는 PnG 코스트 모드(PnG_coast)에 비해, 운전성이 우수하다.
또한, 차량 에너지 소비 측면에서는 정속 유지를 위해 전 구간에서 차량 내 에너지를 계속해서 소비하고 있는 PnG 정속 크루즈 모드(PnG_const)가 가장 불리하고, 감속 구간에서 차량 내 에너지를 소비하는 PnG 글라이드 모드(PnG_glide)가 감속 구간의 에너지 소비가 없는 PnG 코스트 모드(PnG_coast)에 비해 불리하다.
따라서, 연비 측면에서는 PnG 코스트 모드(PnG_coast)가 가장 유리하고, 다음으로 PnG 글라이드 모드(PnG_glide), PnG 정속 크루즈 모드(PnG_const)의 순서가 된다.
이하, 본 발명에서는 PnG 코스트 모드(PnG_coast)의 감속 구간을 '코스트 페이즈(Coast phase)'로, PnG 글라이드 모드(PnG_glide)의 감속 구간을 '글라이드 페이즈(Glide phase)'로 구분하기로 한다(도 4 참조).
하기 표 1에서 PnG 코스트 모드(PnG_coast)와 PnG 글라이드 모드(PnG_glide)의 엔진 클러치 상태와 퓨얼 컷(Fuel cut) 실시 여부는 감속 구간(Coast phase, Glide phase)에 대한 것임을 밝혀둔다.
Figure pat00001
본 발명에서는 위의 3가지 모드, 즉 PnG 정속 크루즈 모드(PnG_const), PnG 코스트 모드(PnG_coast) 및 PnG 글라이드 모드(PnG_glide) 중의 어느 한 모드가 제어기(20)에서 맵에 의해 선택된 후 선택된 모드로 오토 크루즈 주행이 제어되며, 제어기(20)가 차량 내 각 장치에 대하여 각 모드에 따라 정해진 제어를 수행하게 된다.
즉, 제어기(20)가 PnG 모드 중 맵에 의해 선택된 어느 하나의 모드 수행을 위하여 엔진(31)과 구동모터(32), 엔진 클러치(33), 변속기(34) 등에 대한 제어, 예를 들면 엔진(31)에 대한 연료 공급 제어(퓨얼 컷 등 실시), 엔진 클러치(33)의 결합(Close) 또는 해제(Open) 제어, 변속기(34)의 중립단 제어 등을 수행하게 된다.
또한, 맵에 의한 PnG 모드의 모드 선택은 전술한 바와 같이 오토 크루즈 모드와 PnG 모드가 운전자에 의해 모두 온(On)으로 선택된 상태에서 이루어진다.
이때, 오토 크루즈 모드는 운전자가 버튼이나 스위치 등의 차량 내 UI(User Interface) 장치를 조작하여 목표 차속을 설정함으로써 온(On) 될 수 있고(Cruise "Set"), 이는 운전자에 의해 오토 크루즈 제어가 작동하도록 선택됨을 의미하는바, 제어기(20)는 UI 장치(10)로부터 운전자 조작에 따른 신호를 입력받아 운전자에 의해 오토 크루즈 기능이 온 됨을 인식하게 된다.
또한, PnG 모드 또한 운전자가 버튼이나 스위치 등의 차량 내 UI 장치(10)의 조작을 통하여 온(On) 될 수 있고(PnG "On"), 이는 운전자에 의해 PnG 모드 제어가 작동하도록 선택됨을 의미하는바, 제어기(20)는 UI 장치(10)로부터 운전자 조작에 따른 신호를 입력받아 운전자에 의해 PnG 기능이 온 됨을 인식하게 된다.
물론, 차량에서 상기 오토 크루즈 기능을 온(On)/오프(Off) 하기 위한 UI 장치(10)나 그 조작이, 상기 PnG 기능을 온/오프 하기 위한 UI 장치(10)나 그 조작과는 구분되어 있어야 한다.
그리고, 본 발명에서는 제어기(20)에 미리 설정, 입력 및 저장된 맵(Map)에 의해 상기한 PnG 모드의 여러 모드 중 어느 하나의 모드가 선택될 수 있도록 하며, 제어기(20)가 운전자가 설정한 목표 차속과 후술하는 연비/운전성 우선 모드 선택 정보에 기초하여 상기 맵으로부터 상기한 PnG 모드의 여러 모드 중 어느 하나의 모드를 선택 및 결정하게 된다.
상기 맵의 예를 도 5에 나타내었으며, 도 5의 맵을 참조하면, PnG 모드의 각 모드마다 차속(목표 차속)에 따른 값으로 차속 변화량(Δ차속)이 설정되어 있음을 볼 수 있다.
상기 맵은 다음과 같이 설정될 수 있다(운전점 분석 및 최적 모드 선정).
본 발명에서 PnG 모드 및 차속 변화량(Δ차속)을 결정하기 위한 맵은, 목표 차속을 입력으로 하여 차속 변화량을 결정할 수 있도록 한 맵으로, 선행 연구 및 시험, 평가 과정에서 취득한 차속별 차속 변화량에 대한 연비 측정 결과를 이용하여 작성될 수 있고, 맵 값은 차속별 최대 연비 효과를 나타내는 차속 변화량 설정값이 될 수 있다.
먼저, 차속별 PnG 정속 크루즈 모드(PnG_const)의 주행 연비 및 요구 파워를 측정한다.
다음으로, PnG 정속 크루즈 모드(PnG_const)의 차속별 요구 파워를 기준으로 PnG 코스트 모드(PnG_coast)의 차속 변화량(Δ차속)별 연비 이득/손실율을 측정한다.
이때, 차속 변화량(Δ차속) 추종을 위한 요구 토크의 기울기는 최대로 설정하여 측정하며, 변속이 허용될 수 있도록 한다.
다음으로, PnG 정속 크루즈 모드(PnG_const)의 차속별 요구 파워를 기준으로 PnG 글라이드 모드(PnG_glide)의 차속 변화량(Δ차속), 및 감속 구간(Glide phase)에서의 모터 토크 어시스트량 또는 감속 기울기별 연비 이득/손실율을 측정한다.
이때, 차속 변화량(Δ차속) 추종을 위한 요구 토크의 기울기는 최소로 설정하여 측정하며, 변속이 금지 되도록 한다.
여기서, 상기 모터 토크 어시스트량 및 감속 기울기에 대해서는 뒤에서 다시 설명하기로 한다.
결국, 제어기(20)는 상기와 같이 설정된 맵을 이용하여 PnG 모드의 여러 모드 중 어느 하나의 모드를 선택하고, 이와 함께 상기 맵으로부터 선택된 모드에 해당하는 차속 변화량(Δ차속)을 결정하게 된다.
또한, PnG 글라이드 모드가 선택된 경우 별도의 맵으로부터 목표 차속에 해당하는 모터 토크 어시스트량 또는 감속 기울기가 결정되고, PnG 글라이드 모드 주행 시 상기 결정된 차속 변화량(Δ차속)과 감속 구간에서의 모터 토크 어시스트량 또는 감속 기울기를 이용하여 PnG 글라이드 모드 주행을 위한 제어를 수행한다.
상기 3가지 모드로 측정된 연비는 차속이 고속 영역으로 갈수록 격차가 줄어들 수 있으며, 일정 구간에서는 서로 간에 역전 현상이 발생될 수 있고, 측정된 각 모드별 연비 이득/손실율을 메모리에 맵(Map)화하여 저장한다(도 5 참조).
도 5에서 X축은 차속(목표 차속임)이며, Y축은 차속 변화량(Δ차속)의 크기를 나타낸다.
차속이 저속인 구간일수록 PnG 코스트 모드(PnG_coast)의 연비 개선 효과가 크지만, 운전성 측면에서는 차속 변화량이 커지므로 불리해지는 트레이드오프(Tradeoff) 관계를 보여주고 있다.
반면에 차속이 고속 구간으로 진입할수록 PnG 주행에 의한 연비 개선 효과가 상대적으로 줄어드는 것을 확인할 수 있다.
그리고, PnG 모드 중 어느 하나의 모드가 선택됨에 있어서 운전자가 운전성을 우선으로 할지, 아니면 연비를 우선으로 할지를 선택할 수 있도록 하는 UI 장치(10)가 구비되고, 이러한 UI 장치(10)는 제어기(20)와 연결된다.
따라서, PnG 주행이 이루어지는 모드가 복수 개의 모드로 세분화되어 있는 상태에서, 운전자가 UI 장치(10)를 이용하여 운전성을 우선으로 하는 운전성 우선 모드와, 연비를 우선으로 하는 연비 우선 모드 중 어느 하나를 먼저 선택하도록 한다.
또한, 운전성 우선 모드가 선택된 경우 운전성이 좋은 모드가 상기 맵으로부터 우선적으로 자동 선택되도록 하고, 연비 우선 모드가 선택된 경우 연비가 좋은 모드가 상기 맵으로부터 우선적으로 자동 선택되도록 한다.
전술한 바와 같이, PnG 모드의 여러 모드 중 운전성은 PnG 정속 크루즈 모드(PnG_const), PnG 글라이드 모드(PnG_glide), PnG 코스트 모드(PnG_coast)의 순으로 좋으므로, 운전성 우선 모드에서의 모드 선택 우선 순위가 ①PnG 정속 크루즈 모드(PnG_const), ②PnG 글라이드 모드(PnG_glide), ③PnG 코스트 모드(PnG_coast)의 순이 되도록 제어기의 맵이 미리 제작될 수 있다.
또한, PnG 모드의 여러 모드 중 차량 연비는 PnG 코스트 모드(PnG_coast), PnG 글라이드 모드(PnG_glide), PnG 정속 크루즈 모드(PnG_const)의 순으로 좋으므로, 연비 우선 모드에서의 모드 선택 우선 순위가 ①PnG 코스트 모드(PnG_coast), ②PnG 글라이드 모드(PnG_glide), ③PnG 정속 크루즈 모드(PnG_const)의 순이 되도록 제어기의 맵이 미리 제작될 수 있다.
또한, UI 장치(10)에서 운전자에 의해 운전성 우선 모드와 연비 우선 모드 중 어느 하나가 선택되고 나면, UI 장치(10)로부터 모드 선택 신호를 입력받은 제어기(20)가, 상기 운전성/연비 우선 모드 선택 정보와 목표 차속을 이용하여 상기 맵으로부터 PnG 모드의 여러 모드 중 어느 하나의 모드를 선택하고, 선택된 모드로 차량의 크루즈 주행 제어를 수행한다.
또한, 운전성 우선 모드 선택 시, 제어기(20)에서는 각 모드 및 차속에 대한 이득/손실율이 고려된 PnG 모드 중 최적 연비의 모드가 맵에 의해 선택 및 결정되고, 후술하는 바와 같이 차속 변화량(Δ차속)을 최소로 설정하여 주행이 이루어지도록 함과 더불어, 적절한 모드 선택을 통해 운전성의 이질감이 최소화될 수 있도록 한다.
반면, 연비 우선 모드 선택 시, 제어기(20)에서는 각 모드 및 차속에 대한 이득/손실율이 고려된 PnG 모드 중 최적 연비의 모드가 맵에 의해 선택 및 결정되고, 차속 변화량(Δ차속)을 최대로 설정하여 주행이 이루어지도록 함과 더불어, 적절한 모드 선택을 통해 최고의 연비가 얻어질 수 있도록 한다.
상기 차속 변화량(Δ차속)은 후술하는 바와 같이 상, 하한 목표 차속을 결정하는데 이용되는 것으로, 상기 맵에 도 5에 나타낸 바와 같이 목표 차속에 따라 미리 설정되어 있는 값이다.
이에 따라 제어기(20)에서 상기 맵으로부터 모드가 선택됨과 더불어, 도 5와 같은 맵으로부터 운전자가 설정한 목표 차속에 해당하는 차속 변화량(Δ차속)이 결정되고, 이 차속 변화량으로부터 상, 하한 목표 차속이 결정된다.
본 발명에서 운전성 우선 모드 및 연비 우선 모드의 운전자 선택을 위한 UI 장치(10)는 차량에 설치된 클러스터의 디스플레이부나 기타 디스플레이 장치, 그리고 운전자 조작이 가능한 입력부를 포함하는 구성이 될 수 있다.
여기서, 클러스터의 디스플레이부 내지 디스플레이 장치는 운전자가 운전성 우선 모드와 연비 우선 모드 중 어느 한 모드의 선택 및 설정 정보 입력을 할 수 있도록 하는 디스플레이 정보를 표시하며, 상기 입력부는 운전자가 조작을 통해 모드 선택 및 설정 정보 입력을 수행할 수 있는 버튼, 스위치 등의 조작기기가 될 수 있다(UI 제공).
상기 클러스터 내 디스플레이부 또는 디스플레이 장치가 터치 입력이 가능한 터치스크린 타입인 경우 별도 입력부는 삭제될 수 있다.
운전자가 운전성 우선 모드와 연비 우선 모드 중 어느 하나의 모드를 선택할 수 있도록 하는 UI 장치(10)나 그 조작 또한, 상기 오토 크루즈 기능을 온(On)/오프(Off) 하기 위한 UI 장치나 그 조작, 그리고 상기 PnG 기능을 온/오프 하기 위한 UI 장치(10)나 그 조작과는 구분되어 있어야 한다.
한편, 오토 크루즈 모드가 온(On) 된 상태에서, PnG 모드가 온(On) 되지 않은 경우, 즉 PnG 모드의 오프(Off) 상태에서는 공지된 하이브리드 차량의 일반 정속 크루즈 모드, 즉 차량이 운전자에 의해 설정된 목표 차속을 유지하도록 하는 통상의 정속 주행 제어가 수행된다.
PnG 모드 중 PnG 정속 크루즈 모드는 일반 정속 크루즈 모드와 비교하여 PnG 모드의 온(On) 시에 제어기(20)에 의해 선택되는 모드라는 점의 차이가 있을 뿐, 운전자가 설정한 목표 차속을 계속해서 유지하도록 차량의 정속 주행 제어가 수행된다는 점에서 일반 정속 크루즈 모드와 주행 제어 측면의 차이는 없다.
도 4에 도시된 바와 같이, 제어기(20)에 의해 PnG 정속 크루즈 모드(PnG_const)가 선택된 경우, 운전자가 오토 크루즈 온(On) 시에 설정한 차속, 즉 목표 차속을 유지하는 정속 주행 제어가 수행된다.
이러한 PnG 정속 크루즈 모드에서는 일반 정속 크루즈 모드 주행 시와 마찬가지로 구동모터(32)의 동력(EV 모드 시)을 사용하거나, 엔진(31)과 구동모터(32)의 복합 동력(HEV 모드 시)을 사용한다.
즉, 제어기(20)에 의해 PnG 정속 크루즈 모드가 선택되면, 변속기 인 기어(In Gear) 상태에서 일반 정속 크루즈 주행 시와 마찬가지로 주행 조건에 따라 결정된 HEV 모드 또는 EV 모드에 의한 정속 주행이 이루어지며, HEV 모드 주행 시에는 엔진 클러치(33)가 결합(Close) 상태로, EV 모드 주행 시에는 엔진 클러치(33)가 해제(Open) 상태로 제어된다.
또한, EV 모드에서는 엔진 동력을 이용하지 않으므로 엔진(31)은 퓨얼 컷 상태가 될 수 있다.
이러한 PnG 정속 크루즈 모드에서는 OOL 주행 전략을 유지하는데, HEV 운전 전략에 따라 운전점은 OOL 상에서 결정되고, 이때 요구 토크를 만족시키는 토크 출력이 이루어질 수 있도록 엔진(31)과 구동모터(32)에 대한 토크 분배 제어가 수행된다.
또한, PnG 정속 크루즈 모드로 차량이 주행할 때 통상의 HEV/EV 모드 시와 마찬가지로 HEV 모드 시에는 엔진 클러치(33)가 결합 상태로 제어되고, EV 모드 시에는 엔진 클러치(33)가 해제 상태로 제어된다.
이와 같은 PnG 정속 크루즈 모드는 차량이 주행 중 목표 차속으로 정속을 유지하므로 운전성 측면에서는 우수한 모드이지만, 동력 전달 효율은 엔진(31)과 모터의 동력 분배에 따라 결정되고, 충/방전에 사용되는 동력은 효율 저하를 동반하게 된다.
또한, 엔진(31)과 구동모터(32)가 정속 유지를 위한 요구 토크를 만족시키도록 계속해서 출력을 내야 하므로 연료와 전기에너지를 계속해서 사용해야 하고, 주행거리에 비례하여 연료와 에너지의 사용량이 증가하므로 연비 측면에서 불리해진다.
다음으로, 제어기(20)에 의해 PnG 코스트 모드(PnG_coast)가 선택된 경우, 제어기(20)에서 운전자가 설정한 목표 차속에 해당하는 차속 변화량(Δ차속)이 맵(도 5 참조)으로부터 결정되며, 이어 제어기(20)에서 상기 목표 차속을 기준으로 상기 결정된 차속 변화량(도 4의 예에서 Δ차속 = a임)이 반영된 상한 목표 차속('차속+a')과 하한 목표 차속('차속-a')이 결정된다.
또한, PnG 코스트 모드에서 상한 목표 차속과 하한 목표 차속이 결정되면 상, 하한 목표 차속을 추종하는 주행 제어가 수행되는데, 가속 구간(Pulse phase)에서 상한 목표 차속('차속+a')까지 차량 가속이 이루어지도록 엔진(31)과 구동모터(32) 중 하나 이상의 구동을 제어한다.
이때, 차량 가속을 위한 요구 파워 및 요구 토크가 증대되는데, 제어기(20)에서 설정된 속도 상승 기울기에 따라 차속이 증가하도록 요구 토크가 결정되고, 상기 결정된 요구 토크를 만족시키도록 엔진(31)과 구동모터(32) 중 하나 이상의 출력을 제어하게 된다.
여기서, 상기 속도 상승 기울기는 제어기(20)에 미리 정해진 값이 될 수도 있으나, 운전자가 UI 장치(10)를 통해 설정하도록 하는 것 또한 가능하다.
가속 구간에서 변속기(34)는 인 기어 상태로 제어되고, 요구 토크를 만족시키기 위해 엔진 동력을 이용할 경우 엔진 클러치(33)의 상태는 결합 상태로 제어되나, 엔진 동력을 이용하지 않을 경우 엔진 클러치 해제 및 퓨얼 컷 상태로의 제어가 이루어진다.
또한, 감속 구간(Coast phase)에서는 엔진(31) 및 모터(32) 정지 상태에서 하한 목표 차속('차속-a')에 도달할 때까지 관성에 의해서만 차량이 주행되도록 하는 감속 제어가 수행되는데, 이때 표 1에 나타낸 바와 같이 변속기 중립단(Neutral), 엔진 클러치 해제(Open), 엔진 퓨얼 컷 상태의 제어가 이루어진다.
여기서, 변속기(34)는 중립단이 아닌 인 기어(In Gear) 상태를 유지할 수 있으며, 이 경우 구동모터(32)에 의한 에너지 회수가 가능하다.
다음으로, PnG 글라이드 모드(PnG_glide)는 PnG 코스트 모드(PnG_coast)와 비교하여 감속 구간(Glide phase)에서 전기 동력, 즉 모터 동력을 제한적으로 이용하는 차량 감속 제어가 수행된다는 점에서 차이가 있으며, 가속 구간(Pulse phase) 제어에 있어서는 PnG 코스트 모드(PnG_coast)와 차이가 없으므로 설명을 생략하기로 한다.
PnG 글라이드 모드(PnG_glide)의 감속 구간(Glide phase)에서는 모터 토크를 생성하여 PnG 코스트 모드(PnG_coast)의 감속 구간(Coast phase)에 비해 완만한 감속 기울기를 나타내는 차량 감속이 이루어지도록 하고, 이때 감속 구간의 주행거리는 PnG 코스트 모드의 감속 시에 비해 늘어나게 된다.
즉, 감속 구간에서 차량 관성에 더하여 차량을 움직이는 힘을 발생시키는 구동모터에 의한 토크 어시스트 제어가 수행되는 것이며, 토크 어시스트 제어에 의해 관성에 의해서만 차량 감속이 이루어지는 PnG 코스트 모드의 감속 시에 비해 완만한 감속 기울기의 속도 프로파일을 나타내는 차량 감속이 이루어지게 된다.
PnG 글라이드 모드(PnG_glide)가 선택된 경우에도 제어기(20)에서 맵으로부터 차속 변화량(Δ차속)이 설정되며, 이러한 차속 변화량과 더불어 감속 구간에서의 속도 프로파일을 결정하게 되는 감속 설정 정보, 즉 모터 토크 어시스트량 또는 감속 기울기가 별도의 맵으로부터 결정된다.
이와 같이 모터 토크 어시스트량 또는 감속 기울기는 제어기(20)에서 별도의 맵으로부터 결정될 수 있으며, 이때 목표 차속으로부터 모터 토크 어시스트량 또는 감속 기울기가 결정될 수 있도록 제어기(20) 내에 맵이 설정될 수 있다.
이에 따라 운전자에 의해 설정된 목표 차속을 기준으로 상기 설정된 차속 변화량(도 4의 예에서 Δ차속 = a임)이 반영된 상, 하한 목표 차속이 결정되고, 가속 구간(Pulse phase)에서 상한 목표 차속('차속+a')까지 차량 가속이 이루어지도록 한 후, 감속 구간(Glide phase)에서 하한 목표 차속('차속-a')까지 감속되는 동안 맵으로부터 결정된 모터 토크 어시스트량 또는 감속 기울기에 따라 모터에 의한 토크 어시스트가 이루어지도록 한다.
상기한 감속 구간, 즉 글라이드 페이즈에서의 토크 어시스트는, 토크 어시스트에 의해 차량 가속이 이루어지도록 하기 위한 것이 아닌, 관성만으로 차량 감속이 이루어지는 코스트 페이즈에 비해 완만한 감속 기울기를 가지는 속도 프로파일로 차량 감속이 이루어지도록 모터 동력을 이용하는 것을 의미한다.
표 1를 참조하면, PnG 글라이드 모드(PnG_glide)의 감속 구간(Glide phase)에서 변속기(34)는 인 기어(In Gear) 상태로, 엔진 클러치(33)는 해제(Open) 상태로 제어되고, 엔진(31)은 퓨얼 컷 상태로 유지된다.
이와 같이 PnG 글라이드 모드의 감속 구간에서는 모터 동력을 제한적으로 이용하게 되나, 필요에 따라 속도 프로파일에 따른 차속 제어를 위해서 엔진 클러치(33)를 결합하여 엔진 브레이크 작동이 이루어지도록 할 수도 있으며, 필요한 경우 엔진 클러치 결합 상태에서 엔진 토크를 이용하도록 하는 것 또한 가능하다.
이와 같이 전기 동력, 즉 모터 동력을 제한적으로 이용하여 완만한 기울기의 감속이 이루어지도록 하는 PnG 글라이드 모드의 감속 구간에서의 차속 제어는 그 차속 제어를 위해 모터 동력을 이용하는 것만으로 한정되는 것은 아니며, 엔진 브레이크나 엔진 토크를 이용하도록 하는 제어 등을 포함하는 것이 될 수 있다.
도 4의 예에서 '차속+a'은 상한 목표 차속을 나타내고, '차속-a'는 하한 목표 차속을 나타낸다.
또한, 도 4의 예에서 PnG 코스트 모드(PnG_coast)와 PnG 글라이드 모드(PnG_glide)의 상한 목표 차속과 하한 목표 차속이 같은 값으로 도시되어 있으나, 도 5의 맵이 적용되는 예에서는, 두 모드(PnG_Coast, PnG_glide)에서 목표 차속에 따라 상기 맵으로부터 구해지는 차속 변화량이 서로 다르므로, 두 모드 간에 상한 목표 차속과 하한 목표 차속은 실제로 다른 값이 된다.
또한, 도 4의 예에서, PnG 코스트 모드(PnG_coast)의 주행 시에는 ①, ②의 속도 상태로 주행하고, PnG 글라이드 모드(PnG_coast)의 주행 시에는 ①, ③의 속도 상태로 주행한다.
도 5의 맵이 적용되는 예에서, 'Line 1'은 목표 차속에 따라 차속 변화량(Δ차속)이 설정된 연비 우선 모드용 선도이고, 'Line 2'는 목표 차속에 따라 차속 변화량(Δ차속)이 설정된 운전성 우선 모드용 선도이다.
또한, 'Line 1'은 차속 변화량의 최대값을 따르고 있는 선도이고, PnG 코스트 모드 주행 시의 목표 차속에 따른 차속 변화량(Δ차속)을 나타내고 있다.
또한, 'Line 2'는 목표 차속이 미리 설정된 기준차속 V1 이하인 저속 조건에서 차속 변화량의 최소값인 0을 따르다가, 목표 차속이 V1보다 큰 고속 조건에서는 최대값과 최소값(0) 사이의 특정 차속 변화량(Δ차속)을 따르고 있는 선도이다.
도 5에 예시한 바와 같이, 맵에서는 목표 차속의 모든 구간에서 PnG 코스트 모드(PnG_coast)의 차속 변화량(Δ차속)이 PnG 글라이드 모드(PnG_glide)의 차속 변화량(Δ차속)에 비해 크게 설정될 수 있고, PnG 정속 크루즈 모드(PnG_const)의 경우 차속 변화량(Δ차속)이 최소값, 즉 0으로 설정될 수 있다.
제어기(20)는 목표 차속을 입력으로 하여 해당 차속 변화량(Δ차속)이 결정될 수 있도록 한 도 5와 같은 맵을 이용하여 운전자가 현재 설정해놓은 목표 차속에 해당하는 차속 변화량(Δ차속)을 결정하게 되는데, 운전자가 연비 우선 모드를 선택한 경우, 설정한 목표 차속에 해당하는 최대값의 차속 변화량(Δ차속)이 도 5의 맵에서 결정되고, PnG 모드로는 최대 연비 효과를 얻을 수 있는 PnG 코스트 모드(PnG_coast)가 선택된다.
즉, 차속 변화량으로서 현재의 목표 차속에 해당하는 차속 변화량(Δ차속) 중 최대값이 결정되고('Line 1'을 따르는 값 중 선택됨), 상기 결정된 차속 변화량(Δ차속)으로부터 상, 하한 목표 차속이 결정되면, 상기 결정된 상, 하한 목표 차속을 이용하여 PnG 코스트 모드 주행이 이루어지도록 하는 것이다.
또한, 운전자가 운전성 우선 모드를 선택한 경우, 'Line 2'를 따르는 값 중 목표 차속에 해당하는 차속 변화량(Δ차속)이 결정되는데, 목표 차속이 V1 이하인 조건에서는 차속 변화량(Δ차속)이 최소값인 0으로 결정되고, PnG 정속 크루즈 모드(PnG_const)가 선택되어, PnG 정속 크루즈 모드의 주행이 이루어지도록 한다.
또한, 운전성 우선 모드가 선택된 상태에서, 목표 차속이 V1보다 큰 조건에서는 PnG 정속 크루즈 모드로 주행할 경우 차량 연비가 크게 나빠지므로, 운전자의 연비 개선 의지를 만족시켜주기 위해 PnG 글라이드 모드(PnG_glide)가 선택되고, 'Line 2'를 따르는 값(도 5에서 목표 차속이 V1보다 큰 'Line 2'의 우측 구간) 중 현재 설정된 목표 차속에 해당하는 차속 변화량(Δ차속)이 결정된다.
이와 같이 차속 변화량(Δ차속)이 결정되면, 상기 결정된 차속 변화량으로부터 상, 하한 목표 차속이 결정되고, 상기 결정된 상, 하한 목표 차속을 이용하여 PnG 글라이드 모드 주행이 이루어지도록 한다.
요컨대, 운전자가 운전성 우선 모드를 선택한 경우 도 5의 맵에 의해 PnG 정속 크루즈 모드(PnG_const) 또는 PnG 글라이드 모드(PnG_glide)가 결정되어 해당 모드의 주행이 이루어지고, 운전자가 연비 우선 모드를 선택한 경우 도 5의 맵에 의해 PnG 코스트 모드(PnG_coast)가 결정되어 PnG 코스트 모드로의 주행이 이루어지게 된다.
이와 같이 하여, 본 발명에서는 제어기(20)에서 맵에 의해 선택된 모드의 PnG 주행이 자동으로 이루어질 수 있고, 특히 PnG 글라이드 모드가 선택된 경우 연비 및 운전성을 모두 고려한 최적의 오토 크루즈 제어가 수행될 수 있다.
도 6 내지 도 8은 본 발명에 따른 오토 크루즈 제어 과정을 나타내는 순서도로서, 먼저 도 6을 참조하면, 운전자가 목표 차속을 설정하여 오토 크루즈 모드를 온(On) 시키고(Cruis "set")(S11), PnG 모드를 온(On) 시킨다(S12).
만약, 오토 크루즈 모드를 온 시켰으나, PnG 모드를 온 시키지 않은 경우에는 제어기(20)에 의해 일반 정속 크루즈 모드로 차량 속도의 정속 유지를 위한 제어가 수행된다(S23).
또한, PnG 모드가 온 되고 나면, 제어기(20)는 요구 토크 및 운전점을 분석하며(S13), 일반적인 운전 상태, 즉 차속이나 APS(Accel Position Sensor) 값, 운전자 요구 토크, EV/HEV 주행 상태 등을 확인 및 모니터링한다.
이어 현재의 배터리 SOC(BMS 정보)가 설정된 범위 이내인지를 판단한다(S14).
즉, 배터리 SOC가 미리 설정된 상한치(PnG_Cruise_High) 이상이면서 하한치(PnG_Cruise_Low) 이하인지를 판단하며, 상기 설정된 범위를 벗어난 경우 PnG 정속 크루즈 모드(PnG_const)로의 주행 제어를 수행한다(S18).
반면, 상기 S14 단계에서 또는 PnG 정속 크루즈 모드(PnG_const) 주행 동안의 S19 단계에서, 배터리 SOC가 설정된 범위 이내임을 판단한 경우(PnG_Cruise_Low≤SOC≤PnG_Cruise_High), 제어기(20)는 UI 장치(10)를 통해 운전성 우선 모드와 연비 우선 모드 중 어느 하나를 선택 및 입력할 수 있는 UI를 표시하여 운전자에게 제공한다.
이어 UI 장치(10)를 통해 운전자가 원하는 모드가 선택되고 나면(S15,S20), 제어기(20)는 맵으로부터 PnG 정속 크루즈 모드(PnG_const)와 PnG 코스트 모드(PnG_coast), PnG 글라이드 모드(PnG_glide) 중 어느 하나의 모드가 선택되고, 이후 선택된 모드로의 주행 제어가 수행된다(S16,S21).
여기서, 운전성 우선 모드가 선택되면, 제어기(20)에서 맵에 의해 PnG 정속 크루즈 모드(PnG_const)와 PnG 코스트 모드(PnG_coast), PnG 글라이드 모드(PnG_glide) 중 운전성이 우선적으로 고려된 어느 하나의 모드가 선택되고, 이어 제어기(20)의 제어하에 선택된 모드로의 차량 주행이 이루어지게 된다(S15,S16).
물론, 도 5에 예시한 맵이 적용될 경우에는, 운전성 우선 모드가 선택되었을 때, 제어기(20)에서 맵에 의해 목표 차속에 따라 PnG 정속 크루즈 모드(PnG_const)와 PnG 글라이드 모드(PnG_glide) 중 어느 하나의 모드가 선택될 수 있고, 이어 제어기(20)의 제어하에 선택된 모드로의 차량 주행이 이루어지게 된다.
상기 S16 단계에서, 맵에 의해 PnG 정속 크루즈 모드(PnG_const)가 선택된 경우, 제어기(20)에서 운전자가 설정한 목표 차속으로 차량 속도를 일정하게 유지하는 제어를 수행한다.
반면, 맵에 의해 PnG 코스트 모드(PnG_coast)가 선택되거나, PnG 글라이드 모드(PnG_glide)가 선택된 경우, 제어기(20)에서 운전자가 설정한 목표 차속에 기초하여 도 5와 같은 맵으로부터 차속 변화량(Δ차속)을 결정하고, 상기 결정된 차속 변화량으로부터 상, 하한 목표 차속을 결정한다.
이어, 도 7에 나타낸 바와 같이, 제어기(20)에서 설정된 속도 상승 기울기에 따라 상한 목표 차속에 도달할 때까지 요구 토크를 증대시켜 차량 구동원으로부터 요구 토크에 상응하는 토크 출력이 이루어지도록 하는바, 이를 통해 펄스 페이즈(Pulse phase)의 차량 가속이 이루어지게 된다(S16-2,S16-3).
또한, 상한 목표 차속에 도달하고 나면, 제어기(20)에서, 요구 토크를 저감하여, 하한 목표 차속에 도달할 때까지 관성에 의해서만 차량 주행이 이루어지는 차량 감속 주행, 즉 코스트 주행(Coast phase)이 이루어지도록 차량을 제어하거나, 하한 목표 차속에 도달할 때까지 모터 동력에 의해 완만한 감속 기울기의 속도 프로필에 따라 차량 감속이 이루어지는 글라이드 주행(Glide phase)이 이루어지도록 차량을 제어한다(S16-4,S16-5).
본 발명에서 요구 토크 증감은 차속의 증감을 의미하며, PnG 코스트 모드(PnG_Coast)의 가속 구간인 펄스 페이즈에서는 요구 토크 및 차속이 증가하고, PnG 코스트 모드(PnG_Coast)의 감속 구간인 코스트 주행(Coast phase) 시에는 요구 토크 및 차속이 감소한다.
또한, PnG 코스트 모드의 감속 구간에서는 차량이 관성에 의해서만 주행하는 감속이 이루어지게 된다.
또한, PnG 글라이드 모드(PnG_Glide)의 가속 구간인 펄스 페이즈에서는 요구 토크 및 차속이 증가하고, PnG 글라이드 모드(PnG_Glide)의 감속 구간인 글라이드 주행(Glide phase) 시에는 요구 토크 및 차속이 감소한다.
글라이드 주행 시에는 차량 감속 시 맵에 의해 결정된 감속 설정 정보, 즉 모터 토크 어시스트량 또는 감속 기울기에 따라 구동모터에 의한 토크 어시스트가 이루어진다.
이후 차속이 하한 목표 차속에 도달하고 나면, 상기한 차량 가속과 감속을 교대로 반복하게 되는데, 배터리 SOC가 설정된 상한치(PnG_Cruise_High)와 하한치(PnG_Cruise_Low) 이내인 경우(PnG_Cruise_Low≤SOC≤PnG_Cruise_High)(S17), 계속해서 PnG 정속 크루즈 모드와 PnG 코스트 모드, PnG 글라이드 모드 중 선택된 모드로의 주행이 유지된다.
상기 S17 단계에서 배터리 SOC가 상한치(PnG_Cruise_High)와 하한치(PnG_Cruise_Low) 사이의 범위를 벗어날 경우, 즉 배터리 SOC가 상한치를 초과하거나 하한치 미만일 경우, PnG 정속 크루즈 모드(PnG_Const)로의 주행이 이루어지고, 그 이후 배터리 SOC가 다시 상기 범위 이내의 값이 되면 원래의 모드로 복귀한다.
또한, 선택된 모드로의 주행 동안 설정된 PnG 제어 종료 조건을 만족하면, 제어기(20)는 PnG 모드의 제어를 종료하고(S22), 일반 정속 크루즈 모드 제어로 전환한다(S23).
여기서, PnG 제어 종료 조건으로서, 제어기(20)는 운전자의 PnG 모드 취소(PnG 모드 "Off")가 입력되었거나, 배터리 SOC가 상기 상한치와 하한치 사이의 범위를 벗어난 경우 제어를 종료하며, 미리 설정된 통상의 오토 크루즈 해제 조건을 만족하는 경우에는 오토 크루즈 모드가 완전 해제된다.
이때, PnG 제어 종료 조건의 상기 상한치와 하한치에 각각 적용할 마진 값(α,β)을 설정하여, 배터리 SOC가 마진 값이 반영된 범위를 벗어난 경우, 즉 'SOC<PnG_Cruise_Lo-α'이거나 'PnG_Cruise_High+β<SOC'인 경우 제어를 종료하도록 설정할 수도 있다.
한편, 연비 우선 모드가 선택되면, 제어기(20)에서 맵에 의해 PnG 정속 크루즈 모드(PnG_const)와 PnG 코스트 모드(PnG_coast), PnG 글라이드 모드(PnG_glide) 중 연비가 우선적으로 고려된 어느 하나의 모드가 선택되고, 이어 제어기(20)의 제어하에 선택된 모드로의 차량 주행이 이루어지게 된다(S20,S21).
물론, 도 5에 예시한 맵이 적용될 경우에는, 운전성 우선 모드가 선택되었을 때, 제어기(20)에서 맵에 의해 PnG 코스트 모드(PnG_coast)가 선택될 수 있고, 이어 제어기(20)의 제어하에 선택된 모드로의 차량 주행이 이루어지게 된다.
맵에 의해 PnG 정속 크루즈 모드(PnG_const)가 선택된 경우, 제어기(20)에서 운전자가 설정한 목표 차속으로 차량 속도를 일정하게 유지하는 제어를 수행한다.
반면, 맵에 의해 PnG 코스트 모드(PnG_coast)가 선택되거나, PnG 글라이드 모드(PnG_glide)가 선택된 경우, 운전성 우선 모드에서와 마찬가지로, 제어기(20)에서 운전자가 설정한 목표 차속에 기초하여 도 5와 같은 맵으로부터 차속 변화량(Δ차속)을 결정하고, 상기 결정된 차속 변화량으로부터 상, 하한 목표 차속을 결정한다.
이어, 도 8에 나타낸 바와 같이, 제어기(20)에서 설정된 속도 상승 기울기에 따라 상한 목표 차속에 도달할 때까지 요구 토크를 증대시켜 차량 구동원으로부터 요구 토크에 상응하는 토크 출력이 이루어지도록 하는바, 이를 통해 펄스 페이즈(Pulse phase)의 차량 가속이 이루어지게 된다(S21-2,S21-3).
또한, 상한 목표 차속에 도달하고 나면, 제어기(20)에서, 요구 토크를 저감하여, 하한 목표 차속에 도달할 때까지 관성에 의해서만 차량 주행이 이루어지는 차량 감속 주행, 즉 코스트 주행(Coast phase)이 이루어지도록 차량을 제어하거나, 하한 목표 차속에 도달할 때까지 모터 동력에 의해 완만한 감속 기울기의 속도 프로필에 따라 차량 감속이 이루어지는 글라이드 주행(Glide phase)이 이루어지도록 차량을 제어한다(S21-4,S21-5).
PnG 코스트 모드(PnG_Coast)의 가속 구간인 펄스 페이즈에서는 요구 토크 및 차속이 증가하고, PnG 코스트 모드(PnG_Coast)의 감속 구간인 코스트 주행(Coast phase) 시에는 요구 토크 및 차속이 감소한다.
또한, PnG 코스트 모드의 감속 구간에서는 차량이 관성에 의해서만 주행하는 감속이 이루어지게 된다.
또한, PnG 글라이드 모드(PnG_Glide)의 가속 구간인 펄스 페이즈에서는 요구 토크 및 차속이 증가하고, PnG 글라이드 모드(PnG_Glide)의 감속 구간인 글라이드 주행(Glide phase) 시에는 요구 토크 및 차속이 감소한다.
글라이드 주행 시에는 차량 감속 시 맵에 의해 결정된 감속 설정 정보, 즉 모터 토크 어시스트량 또는 감속 기울기에 따라 구동모터에 의한 토크 어시스트가 이루어진다.
이후 차속이 하한 목표 차속에 도달하고 나면, 상기한 차량 가속과 감속을 교대로 반복하게 되는데, 연비 우선 모드가 선택된 경우에도 배터리 SOC가 설정된 상한치(PnG_Cruise_High)와 하한치(PnG_Cruise_Low) 이내인 경우(PnG_Cruise_Low≤SOC≤PnG_Cruise_High)(S17), 계속해서 PnG 정속 크루즈 모드와 PnG 코스트 모드, PnG 글라이드 모드 중 선택된 모드로의 주행이 유지된다.
상기 S17 단계에서 배터리 SOC가 상한치(PnG_Cruise_High)와 하한치(PnG_Cruise_Low) 사이의 범위를 벗어날 경우, 즉 배터리 SOC가 상한치를 초과하거나 하한치 미만일 경우, PnG 정속 크루즈 모드(PnG_Const)로의 주행이 이루어지고, 그 이후 배터리 SOC가 다시 상기 범위 이내의 값이 되면 원래의 모드로 복귀한다.
또한, 선택된 모드로의 주행 동안 설정된 PnG 제어 종료 조건을 만족하면, 제어기(20)는 PnG 모드의 제어를 종료하고(S22), 일반 정속 크루즈 모드 제어로 전환한다(S23).
S23 단계의 일반 정속 크루즈 모드는 운전자가 설정해놓은 목표 차속을 유지하도록 차량 주행이 제어되는 모드로서, 차속 유지를 위한 차량 제어 및 주행 상태에 있어서 S18 단계의 PnG 정속 크루즈 모드와 차이가 없다.
도 9는 PnG 모드를 비교하기 위한 도면으로, X축은 파워이며, Y축은 효율을 나타낸다.
하이브리드 차량에서 엔진 효율의 최대점은 스윗 스팟(Sweet Spot, SS)이며, 이는 BSFC 맵 상의 최적 운전점을 나타낸다.
이상적인 주행 모드인 제1 PnG 코스트 모드(PnG_coast_ideal)는 가속 구간(Pulse phase) 시 엔진 운전점을 스윗 스팟에 위치시키고 감속 구간(Coast phase)에서 엔진이 정지되므로, 이론상 최고의 효율점으로 운행될 수 있다.
이때, 차량 동특성 및 과도 상태는 고려하지 않은 이상적인 상황이며, 저 파워 영역으로 갈수록 차속의 변동폭이 상대적으로 급속하게 커지므로 운전성에는 좋지 않은 영향을 나타낸다.
반면, 실제 주행 모드인 제2 PnG 코스트 모드(PnG_coast_real) 모드는 고정 기어비에 따른 스윗 스팟 추종 한계가 나타나고, 차량 동특성 및 과도 상태를 고려한 경우이므로 그에 따른 효율의 저하가 나타난다.
PnG 정속 크루즈 모드(PnG_const 모드)에서는 HEV 운전 전략에 따라 운전점은 OOL 상에 위치하게 되고, 이때 동력 전달 효율은 엔진(31)과 모터의 동력 분배에 따라 결정되며, 충/방전에 사용되는 동력은 그에 따른 효율 저하를 동반한다.
PnG 글라이드 모드(PnG_glide)는 PnG 코스트 모드(PnG_coast)와 PnG 정속 크루즈 모드(PnG_const)의 주행 전략을 타협한 모드로서, 가속 구간(Pulse phase)은 PnG 코스트 모드(PnG_coast)와 동일하다.
그러나, 감속 구간(Glide phase)에서는 전기 동력을 이용하며, 차량의 관성력이 최대한 유지될 수 있도록 하는 어시스트 토크(요구 토크에 해당하는 어시스트 토크)를 일부 발생시켜 주행거리를 연장시켜 주는 전략으로 제어가 수행된다.
이는 PnG 코스트 모드(PnG_coast)에서 코스트 주행(타행 주행)에 의해 전적으로 저장되던 전기동력 에너지의 일부를 글라이드(Glide) 주행 시 직접 사용하여 전기동력의 순환 효율 저하에 의한 단점을 보완할 수 있다.
이로 인해 PnG 정속 크루즈 모드(PnG_const)만큼 차량 속도가 유지되지는 않지만, PnG 코스트 모드(PnG_coast)만큼 감속이 이루어지지도 않는다.
결과적으로 이러한 타협 전략을 통해 PnG 코스트 모드의 장점인 높은 효율과 PnG 정속 크루즈 모드(PnG_const)의 장점인 높은 운전성의 효과를 부분적으로 모두 취할 수 있게 된다.
도 10은 PnG 모드를 비교하기 위한 도면으로, X축은 주행거리이며, Y축은 누적 소모 연료량을 나타낸다.
PnG 정속 크루즈 모드(PnG_const)의 주행 상태는 정속 주행 상태이므로 소모되는 연료량이 주행거리에 비례하여 증가한다.
PnG 코스트 모드(PnG_coast)의 경우, 가속 구간(Pulse phase)에서 소모되는 연료량이 PnG 정속 크루즈 모드(PnG_const)에 비해 많지만, 감속 구간(Coast phase) 구간에서는 엔진 퓨얼 컷 상태의 코스트 주행에 의해 연료 소모가 없으므로 총 소모 연료량의 누적값은 PnG 정속 크루즈 모드(PnG_const)에 비해 줄어들게 된다.
또한, 가속 구간(Pulse phase)의 운전점이 스윗 스팟(Sweet Spot)에 가까워지고, 따라서 엔진 효율 측면에서 좋은 구간에서 주행되므로 연비 개선의 효과를 얻을 수 있다.
PnG 글라이드 모드(PnG_glide)의 경우, 가속 구간(Pulse phase)은 PnG 코스트 모드(PnG_coast)와 동일한 반면에, 감속 구간(Glide phase)에서는 모터에 의해 회생되어진 에너지의 일부를 직접 차량 구동에 활용할 수 있으므로 실질적인 주행거리를 연장시키는 효과를 얻을 수 있다.
이는 회생 에너지의 전기계통 순환에 의한 에너지 효율 저하를 최소화할 수 있는 방법으로서, 감속 구간(Glide phase) 구간에서 최소 구동 요구 토크(Idle) 정도의 에너지가 추가로 소모되지만, 총 소모 에너지 역시 PnG 정속 크루즈 모드(PnG_const)에 비해 줄어들게 된다.
이상으로 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만, 본 발명의 권리범위가 이에 한정되는 것은 아니며, 다음의 특허청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당 업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 포함된다.
10 : UI 장치
20 : 제어기
31 : 엔진
32 : 구동모터
33 : 엔진 클러치
34 : 변속기

Claims (19)

  1. 엔진과 구동모터를 차량 구동원으로 하는 하이브리드 차량에서 운전자에 의해 목표 차속이 설정되어 오토 크루즈 모드가 온(On) 되고 PnG(Pulse and Glide) 모드가 온(On) 되는 단계;
    제어기에서 상기 운전자가 설정한 목표 차속에 기초하여 맵으로부터 PnG 코스트 모드와 PnG 글라이드 모드, PnG 정속 크루즈 모드 중 하나의 PnG 모드가 선택되는 단계; 및
    제어기에 의해 상기 선택된 PnG 모드의 주행 제어가 수행되는 단계를 포함하며,
    상기 PnG 코스트 모드는 설정된 상, 하한 목표 차속 사이에서의 차량 가속(Pulse phase)과 감속(Coast phase)이 교대로 반복되고 감속 시 차량 관성에 의한 코스트 주행이 이루어지는 모드이고,
    상기 PnG 글라이드 모드는 설정된 상, 하한 목표 차속 사이에서의 차량 가속(Pulse phase)과 감속(Glide phase)이 교대로 반복되고 감속 시 차량 관성과 구동모터의 토크 어시스트에 의해 정해진 속도 프로파일을 따르는 감속 주행이 이루어지는 모드이며,
    상기 PnG 정속 크루즈 모드는 차량 구동원을 이용하여 상기 운전자가 설정한 목표 차속을 유지하는 정속 주행 모드인 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 오토 크루즈 제어 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 오토 크루즈 모드 온 및 PnG 모드 온 상태에서 운전자가 운전성 우선 모드와 연비 우선 모드 중 하나의 모드를 선택할 수 있는 UI(User Interface)가 UI 장치에서 제공되는 단계를 더 포함하고,
    상기 UI 장치는 운전자에 의한 모드 선택 신호를 입력하도록 제어기에 연결되며,
    상기 맵은, 운전성 우선 모드와 연비 우선 모드 중 운전자에 의해 선택된 모드에 따라 정해지는 하나의 PnG 모드가 선택되도록 구비되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 오토 크루즈 제어 방법.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 맵은, 운전자에 의해 선택된 모드가 연비 우선 모드인 경우, 상기 PnG 코스트 모드가 선택되도록 구비되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 오토 크루즈 제어 방법.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 맵은, 연비 우선 모드와 운전성 우선 모드의 모드 선택 정보와 운전자가 설정한 목표 차속을 입력으로 하여, 상기 모드 선택 정보와 목표 차속에 따라 PnG 코스트 모드와 PnG 글라이드 모드, PnG 정속 크루즈 모드 중 하나의 PnG 모드가 선택되도록 구비되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 오토 크루즈 제어 방법.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 맵은, 운전자에 의해 선택된 모드가 운전성 우선 모드인 경우, 상기 PnG 정속 크루즈 모드와 PnG 글라이드 모드 중, 상기 운전자가 설정한 목표 차속에 따라 어느 하나의 모드 PnG 모드가 선택되도록 구비되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 오토 크루즈 제어 방법.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 맵은, 상기 운전자가 설정한 목표 차속이 미리 정해진 기준차속 이하인 경우 PnG 정속 크루즈 모드가 선택되고, 상기 운전자가 설정한 목표 차속이 상기 기준차속 보다 클 경우 PnG 글라이드 모드가 선택되도록 구비되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 오토 크루즈 제어 방법.
  7. 청구항 2에 있어서,
    상기 맵에는 목표 차속에 따른 값으로 차속 변화량(Δ차속)이 설정되고,
    상기 제어기는 상기 맵으로부터 운전자가 설정한 목표 차속에 해당하는 차속 변화량이 구해지면, 운전자가 설정한 목표 차속을 기준으로 상기 결정된 차속 변화량을 반영한 상, 하한 목표 차속을 결정하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 오토 크루즈 제어 방법.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 맵에서 PnG 코스트 모드의 차속 변화량(Δ차속)이 PnG 글라이드 모드의 차속 변화량(Δ차속)에 비해 크게 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 오토 크루즈 제어 방법.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 맵에 의해 PnG 코스트 모드 또는 PnG 글라이드 모드가 선택되고 나면, 상기 제어기에서 각 모드의 가속 시 설정된 속도 상승 기울기에 따라 차량 구동원을 제어하여 상한 목표 차속에 도달할 때까지 차속을 증가시키는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 오토 크루즈 제어 방법.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 맵에 의해 PnG 글라이드 모드가 선택되고 나면, 제어기에서 별도의 맵으로부터 구해지는 감속 설정 정보에 따라 상기 정해진 속도 프로파일의 감속 주행이 이루어지도록 주행 제어를 수행하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 오토 크루즈 제어 방법.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 감속 설정 정보는 구동모터의 토크 어시스트량인 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 오토 크루즈 제어 방법.
  12. 청구항 10에 있어서,
    상기 감속 설정 정보는 감속 기울기인 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 오토 크루즈 제어 방법.
  13. 청구항 1에 있어서,
    상기 PnG 글라이드 모드의 감속 시 PnG 코스트 모드의 감속 시에 비해 상대적으로 완만한 감속 기울기로 차량 감속이 이루어지도록 구동모터의 토크 발생을 제어하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 오토 크루즈 제어 방법.
  14. 청구항 1에 있어서,
    운전자에 의해 목표 차속이 설정되어 오토 크루즈 모드가 온(On) 된 상태에서 PnG(Pulse and Glide) 모드가 오프(Off) 상태이면, 상기 제어기에 의해, 차량 구동원을 이용하여 상기 운전자가 설정한 목표 차속을 유지하는 정속 주행 모드가 수행되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 오토 크루즈 제어 방법.
  15. 청구항 1에 있어서,
    상기 PnG 코스트 모드와 PnG 글라이드 모드, PnG 정속 크루즈 모드 중 선택된 하나의 PnG 모드로 차량이 주행하는 동안, 배터리 SOC가 미리 설정된 범위 이내인 경우, 해당 PnG 모드의 주행이 유지되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 오토 크루즈 제어 방법.
  16. 청구항 15에 있어서,
    상기 PnG 코스트 모드와 PnG 글라이드 모드, PnG 정속 크루즈 모드 중 선택된 하나의 PnG 모드로 차량이 주행하는 동안, 배터리 SOC가 상기 설정된 범위를 벗어나는 경우, 차량 구동원을 이용하여 상기 운전자가 설정한 목표 차속을 유지하는 정속 주행 모드가 수행되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 오토 크루즈 제어 방법.
  17. 청구항 1에 있어서,
    상기 PnG 코스트 모드의 감속 주행 시, 엔진과 구동모터 사이에 배치된 엔진 클러치의 해제 및 변속기 중립단 제어가 수행되고, 엔진을 퓨얼 컷(Fuel Cut) 상태로 유지하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 오토 크루즈 제어 방법.
  18. 청구항 1에 있어서,
    상기 PnG 코스트 모드의 감속 주행 시, 엔진과 구동모터 사이에 배치된 엔진 클러치를 해제하고, 엔진을 퓨얼 컷 상태로 유지하며, 변속기 인 기어(In Gear) 상태에서 구동모터에 의한 에너지 회수가 이루어지도록 하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 오토 크루즈 제어 방법.
  19. 청구항 1에 있어서,
    상기 PnG 글라이드 모드의 감속 주행 시, 엔진과 구동모터 사이에 배치된 엔진 클러치를 해제하고, 변속기를 인 기어(In Gear) 상태로 유지하며, 엔진은 퓨얼 컷(Fuel Cut) 상태로 유지하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 오토 크루즈 제어 방법.
KR1020160166463A 2016-12-08 2016-12-08 하이브리드 차량의 오토 크루즈 제어 방법 KR101896801B1 (ko)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160166463A KR101896801B1 (ko) 2016-12-08 2016-12-08 하이브리드 차량의 오토 크루즈 제어 방법
US15/806,029 US10752245B2 (en) 2016-12-08 2017-11-07 Auto cruise control method and system for hybrid electric vehicle
CN201711102979.3A CN108162951B (zh) 2016-12-08 2017-11-10 用于混合动力电动车辆的自动巡航控制方法和系统
DE102017126427.2A DE102017126427B4 (de) 2016-12-08 2017-11-10 Automatisches Geschwindigkeitssteuerverfahren und System für ein Hybridelektrofahrzeug

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160166463A KR101896801B1 (ko) 2016-12-08 2016-12-08 하이브리드 차량의 오토 크루즈 제어 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20180065502A true KR20180065502A (ko) 2018-06-18
KR101896801B1 KR101896801B1 (ko) 2018-09-07

Family

ID=62201984

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160166463A KR101896801B1 (ko) 2016-12-08 2016-12-08 하이브리드 차량의 오토 크루즈 제어 방법

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10752245B2 (ko)
KR (1) KR101896801B1 (ko)
CN (1) CN108162951B (ko)
DE (1) DE102017126427B4 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11325614B2 (en) 2019-10-23 2022-05-10 Hyundai Motor Company System and method for providing speed profile of self-driving vehicle

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015222262B4 (de) * 2015-11-11 2020-04-23 Audi Ag Fahrerassistenzvorrichtung für ein Kraftfahrzeug sowie Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs
KR101896801B1 (ko) * 2016-12-08 2018-09-07 현대자동차주식회사 하이브리드 차량의 오토 크루즈 제어 방법
KR102371236B1 (ko) * 2016-12-15 2022-03-04 현대자동차 주식회사 친환경 차량의 타행 주행 제어 방법
US10773597B2 (en) * 2017-10-06 2020-09-15 Ford Global Technologies, Llc Autonomous vehicle acceleration profile
JP7133752B2 (ja) * 2018-03-28 2022-09-09 株式会社アドヴィックス 走行制御装置
JP7056335B2 (ja) * 2018-04-09 2022-04-19 株式会社デンソー 走行制御装置
US10759431B2 (en) * 2018-06-21 2020-09-01 Deere & Company Enhanced braking method and apparatus for hybrid machine
US10960883B2 (en) * 2018-09-17 2021-03-30 GM Global Technology Operations LLC Method and apparatus for controlling a vehicle in a coasting mode
CN111267832B (zh) * 2020-05-08 2020-11-06 盛瑞传动股份有限公司 混合动力变速器控制系统及混合动力车辆
US11713702B2 (en) * 2021-11-08 2023-08-01 Ford Global Technologies, Llc Systems and methods for controlling an after-treatment system comprising an electronic catalyst
CN115476837A (zh) * 2022-09-20 2022-12-16 中国第一汽车股份有限公司 一种车速控制方法、系统及车辆

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007187090A (ja) * 2006-01-13 2007-07-26 Toyota Motor Corp 速度維持制御装置
JP2009190433A (ja) * 2008-02-12 2009-08-27 Toyota Motor Corp 車輌走行制御装置
JP2011043141A (ja) * 2009-08-24 2011-03-03 Kawasaki Heavy Ind Ltd 乗物用エンジン制御装置
JP2013086755A (ja) * 2011-10-21 2013-05-13 Toyota Motor Corp 車両用制御装置
JP5696791B2 (ja) * 2011-11-07 2015-04-08 トヨタ自動車株式会社 車両および車両の制御方法
JP2016130105A (ja) * 2015-01-14 2016-07-21 株式会社デンソー 車両の制御装置

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007006501A1 (de) 2007-02-09 2008-08-14 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Fahrerassistenzsystem in einem Kraftfahrzeug
JP2011239605A (ja) * 2010-05-12 2011-11-24 Toyota Motor Corp 車両の制御装置
CN103153745B (zh) * 2010-09-03 2015-04-08 丰田自动车株式会社 车辆的驱动控制装置
EP2719571B1 (en) 2011-06-06 2016-10-19 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Vehicle drive control device
US9063829B2 (en) * 2011-10-19 2015-06-23 Fuel Saving Technologies, Llc Energy conservation systems and methods
WO2013090543A1 (en) * 2011-12-15 2013-06-20 Ego-Gear, Llc A device to increase fuel economy
GB2499657B (en) 2012-02-27 2018-07-11 Ford Global Tech Llc Vehicle speed control apparatus and method
US8768584B2 (en) * 2012-03-07 2014-07-01 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Drive force control for vehicle
SE539476C2 (sv) * 2012-11-12 2017-09-26 Scania Cv Ab Förfarande och styrsystem för möjliggörande eller förlängning av en högre transmissionsmod i ett fordon
WO2014163619A1 (en) * 2013-04-02 2014-10-09 Usa, As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics & Space Administration Flywheel pulse and glide system for vehicles
KR101510048B1 (ko) 2014-04-02 2015-04-07 현대자동차주식회사 하이브리드 차량의 운전점 제어 방법
DE102014226296A1 (de) 2014-07-14 2016-01-28 Volkswagen Aktiengesellschaft Geschwindigkeitsregelanlage und Verfahren zur Betriebszustandsoptimierung eines Fahrzeuges
US9517764B2 (en) * 2014-10-23 2016-12-13 Ford Global Technologies, Llc Methods and system for operating a hybrid vehicle in cruise control mode
KR101836692B1 (ko) * 2016-09-05 2018-03-08 현대자동차주식회사 하이브리드 차량의 오토 크루즈 제어 방법
KR102310547B1 (ko) * 2016-11-16 2021-10-07 현대자동차주식회사 하이브리드 차량의 오토 크루즈 제어 방법
KR101896801B1 (ko) * 2016-12-08 2018-09-07 현대자동차주식회사 하이브리드 차량의 오토 크루즈 제어 방법

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007187090A (ja) * 2006-01-13 2007-07-26 Toyota Motor Corp 速度維持制御装置
JP2009190433A (ja) * 2008-02-12 2009-08-27 Toyota Motor Corp 車輌走行制御装置
JP2011043141A (ja) * 2009-08-24 2011-03-03 Kawasaki Heavy Ind Ltd 乗物用エンジン制御装置
JP2013086755A (ja) * 2011-10-21 2013-05-13 Toyota Motor Corp 車両用制御装置
JP5696791B2 (ja) * 2011-11-07 2015-04-08 トヨタ自動車株式会社 車両および車両の制御方法
JP2016130105A (ja) * 2015-01-14 2016-07-21 株式会社デンソー 車両の制御装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11325614B2 (en) 2019-10-23 2022-05-10 Hyundai Motor Company System and method for providing speed profile of self-driving vehicle

Also Published As

Publication number Publication date
US20180162397A1 (en) 2018-06-14
KR101896801B1 (ko) 2018-09-07
DE102017126427A1 (de) 2018-06-14
CN108162951A (zh) 2018-06-15
DE102017126427B4 (de) 2022-08-04
US10752245B2 (en) 2020-08-25
CN108162951B (zh) 2022-07-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101896801B1 (ko) 하이브리드 차량의 오토 크루즈 제어 방법
KR101836692B1 (ko) 하이브리드 차량의 오토 크루즈 제어 방법
KR102310547B1 (ko) 하이브리드 차량의 오토 크루즈 제어 방법
US8370014B2 (en) Control apparatus and method for controlling a hybrid vehicle
US9637108B2 (en) Vehicle driving-torque control device
US7498757B2 (en) Control device for a hybrid electric vehicle
JP5879788B2 (ja) ハイブリッド車両の制御装置
CN103987602B (zh) 混合动力车辆的控制装置
US7885737B2 (en) Control unit for controlling an engine stop of a hybrid vehicle
KR101800143B1 (ko) 차량용 제어 장치
EP3050767B1 (en) Device for controlling hybrid vehicle
CN103025591A (zh) 混合动力车辆的控制装置
CN108382389B (zh) 并联混合动力汽车发动机启动方法及系统
CN104769265A (zh) 车辆的行驶控制装置
JP4135030B1 (ja) 車両の制御装置、制御方法、その方法を実現するプログラムおよびそのプログラムを記録した記録媒体
JP2012126327A (ja) ハイブリッド電気自動車の走行制御装置
JP4567619B2 (ja) ハイブリッド電気自動車の制御装置
JP5609529B2 (ja) ハイブリッド車両の制御装置
JP5338426B2 (ja) ハイブリッド車両のアクセル踏込反力制御装置
KR102417539B1 (ko) 하이브리드 차량의 엔진 연료 소모율 결정 방법
JP2012086710A (ja) ハイブリッド車両のアイドル制御装置
KR20190040622A (ko) 하이브리드 차량의 제어 방법
KR101724957B1 (ko) 하이브리드 차량의 변속 제어 방법
JP2017202759A (ja) ハイブリッド車両

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant