KR20200038783A - 하이브리드 차량 및 이의 제어 방법 - Google Patents

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KR20200038783A
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한경찬
유성은
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현대자동차주식회사
기아자동차주식회사
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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 차량은 연료의 연소에 의해 동력을 발생시키는 복수의 실린더를 포함하는 엔진; 상기 실린더에서 배출되는 배기 가스가 흐르는 배기 라인에 설치되어 배기 가스에 의해 회전하는 터빈, 및 상기 실린더로 공급되는 흡기가 흐르는 흡기 라인에 설치되어 상기 터빈과 연동하여 회전하고 외기를 압축하는 컴프레서를 포함하는 터보차저; 상기 컴프레서 하류의 상기 흡기 라인에 설치되는 전동식 슈퍼차저; 상기 터빈 하류의 상기 배기 라인에 설치되고 촉매를 포함하는 후처리 장치; 상기 전동식 슈퍼차저 하류의 흡기 라인과 상기 전동식 슈퍼차저 상류의 흡기 라인을 연결하는 흡기 바이패스 라인; 상기 흡기 바이패스 라인에 설치되는 흡기 바이패스 밸브; 상기 후처리 장치 하류의 배기 라인과 상기 전동식 슈퍼차저 하류의 흡기 라인을 연결하는 후처리 바이패스 라인; 상기 후처리 장치 하류의 상기 배기 라인에서 분기하여 상기 컴프레서 상류의 흡기 라인으로 합류하는 저압 이지알 라인, 상기 저압 이지알 라인에 설치되는 저압 이지알 쿨러, 및 상기 저압 이지알 라인과 상기 후처리 바이패스 라인이 합류하는 지점에 설치되는 저압 이지알 밸브를 포함하는 저압 이지알 장치; 및 상기 터빈 상류의 배기계에서 분기하여 상기 컴프레서 하류의 흡기계를 합류하는 고압 이지알 라인, 상기 고압 이지알 라인에 설치되는 고압 이지알 밸브, 및 상기 고압 이지알 라인에 설치되는 고압 이지알 쿨러를 포함하는 고압 이지알 장치;를 포함할 수 있다.

Description

하이브리드 차량 및 이의 제어 방법{HYBRID VEHICLE AND METHOD OF CONTROLLING THE SAME}
본 발명은 하이브리드 차량 및 이의 제어 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 후처리 장치의 촉매 온도를 빠르게 증가시킬 수 있는 하이브리드 차량 및 이의 제어 방법에 관한 것이다.
하이브리드 차량은 기존 내연 엔진에 전기 자동차의 모터를 적용하거나, 내연 엔진과 연료전지를 조합하여 사용하는 등 2가지 이상의 구동원을 조합 적용한 것으로, 기존의 차량에 비해 친환경적이고 연비나 성능면에서 많은 부분이 개선된 자동차로 인식되고 있다.
최근 들어, 차량의 배기가스(Exhaust gas) 중 유해물질(emission)에 대한 각국의 환경 규제가 점차 강화되고 추세이다. 이에 따라, 차량에는 배기가스 규제에 따라 배기가스에 포함된 NOx, CO, THC 등의 유해물질을 제거시키는 다양한 형태의 촉매장치가 장착된다.
이러한 촉매 장치들의 예로는, 디젤산화촉매(DOC)와 디젤매연필터(DPF), 질소산화물정화유닛(LNT: lean NOx trap), 및 선택적환원촉매유닛(SCR: selective catalytic reduction unit) 등이 사용되고 있다.
하이브리드 자동차의 경우에도 엔진의 배기 가스를 저감하기 위해 촉매를 사용하고 있으나, 촉매가 활성화되는 온도가 상온에 비해 상당히 높기 때문에 엔진을 가동하여 촉매 온도를 높여 활성화시키고 있다. 즉, DOC, LNT, SCR 등 배기가스 저감을 목적으로 장착된 후처리 장치는 화학 반응을 위한 기본 온도(활성화 온도)가 필요하다.
일반적으로, 하이브리드 차량은 모터(110)의 구동력만으로 주행하는 EV (electric vehicle) 모드에서는 배기 가스가 배출되지 않고, 하이브리드 차량에 장착되는 ISG(idle stop & go) 기능에 의해 엔진이 반복적으로 정지하는 경우에는 배기 가스 배출량이 적다.
이러한 경우, 후처리 장치의 촉매온도가 서서히 냉각된다. 따라서, 엔진이 동작되어 엔진에서 배기 가스가 배출되는 경우, 후처리 장치가 활성화되지 않기 때문에 후처리 장치에 의한 배기 가스 정화율이 낮아 질소 산화물(NOx)과 같은 배기 가스 배출량이 증가하는 문제가 발생한다.
이 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 촉매를 포함하는 후처리 장치의 온도를 빠르게 증가시킬 수 있는 하이브리드 차량 및 이의 제어 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 차량은 연료의 연소에 의해 동력을 발생시키는 복수의 실린더를 포함하는 엔진; 상기 실린더에서 배출되는 배기 가스가 흐르는 배기 라인에 설치되어 배기 가스에 의해 회전하는 터빈, 및 상기 실린더로 공급되는 흡기가 흐르는 흡기 라인에 설치되어 상기 터빈과 연동하여 회전하고 외기를 압축하는 컴프레서를 포함하는 터보차저; 상기 컴프레서 하류의 상기 흡기 라인에 설치되는 전동식 슈퍼차저; 상기 터빈 하류의 상기 배기 라인에 설치되고 촉매를 포함하는 후처리 장치; 상기 전동식 슈퍼차저 하류의 흡기 라인과 상기 전동식 슈퍼차저 상류의 흡기 라인을 연결하는 흡기 바이패스 라인; 상기 흡기 바이패스 라인에 설치되는 흡기 바이패스 밸브; 상기 후처리 장치 하류의 배기 라인과 상기 전동식 슈퍼차저 하류의 흡기 라인을 연결하는 후처리 바이패스 라인; 상기 후처리 장치 하류의 상기 배기 라인에서 분기하여 상기 컴프레서 상류의 흡기 라인으로 합류하는 저압 이지알 라인, 상기 저압 이지알 라인에 설치되는 저압 이지알 쿨러, 및 상기 저압 이지알 라인과 상기 후처리 바이패스 라인이 합류하는 지점에 설치되는 저압 이지알 밸브를 포함하는 저압 이지알 장치; 및 상기 터빈 상류의 배기계에서 분기하여 상기 컴프레서 하류의 흡기계를 합류하는 고압 이지알 라인, 상기 고압 이지알 라인에 설치되는 고압 이지알 밸브, 및 상기 고압 이지알 라인에 설치되는 고압 이지알 쿨러를 포함하는 고압 이지알 장치;를 포함할 수 있다.
상기 후처리 장치에는 전기식 촉매 히터가 구비될 수 있다.
상기 저압 이지알 밸브는 상기 배기 라인과 상기 저압 이지알 라인을 선택적으로 연통시키거나, 또는 상기 배기 라인과 상기 후처리 바이패스 라인을 선택적으로 연통시키는 삼방 밸브로 구성될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 하이브리드 차량은 배기 가스 순환 조건에 따라 상기 엔진, 상기 전동식 슈퍼차저, 상기 저압 이지알 밸브, 상기 흡기 바이패스 밸브, 상기 후처리 바이패스 밸브, 상기 전기식 촉매 히터 및 상기 고압 이지알 밸브의 동작을 제어하는 제어기를 더 포함할 수 있다.
상기 배기 가스 순환 조건은 차량의 주행 중 엔진이 정지하고, 상기 후처리 장치의 온도가 설정 온도 이하이며, 배터리의 SOC(stage of charge)가 설정값 이상이면 만족할 수 있다.
상기 배기 가스 순환 조건이 만족되면, 상기 제어기는 상기 전동식 슈퍼차저가 동작되도록 제어하고, 상기 흡기 바이패스 밸브가 차단되도록 제어하며, 상기 고압 이지알 밸브가 개방되도록 제어하고, 상기 전기식 촉매 히터를 동작되도록 제어하며, 상기 저압 이지알 밸브에 의해 상기 배기 라인과 상기 후처리 바이패스 라인이 연통되도록 제어할 수 있다.
본 발명의 다른 실시 예에 따른 하이브리드 차량의 제어 방법은 엔진, 상기 엔진에서 발생한 배기 가스의 일부를 상기 엔진의 실린더로 재순환시키는 저압 이지알 장치, 상기 실린더로 과급 공기를 공급하는 전동식 슈퍼차저, 상기 엔진에서 발생한 배기 가스에 의해 동작하여 상기 엔진으로 공급되는 외기를 압축하는 터보차저, 상기 엔진에서 발생한 배기 가스의 일부를 재순환시키는 고압 이지알 장치, 상기 엔진에서 배출되는 배기 가스를 정화하는 촉매를 포함하는 후처리 장치를 포함하는 하이브리드 차량의 제어 방법으로써, 제어기에 의해, 배기 가스 순환 조건을 만족하는지 판단하는 단계; 및 상기 제어기에 의해, 상기 배기 가스 순환 조건을 기초로 상기 전동식 슈퍼차저, 상기 저압 이지알 장치의 저압 이지알 밸브, 상기 전동식 슈퍼차저를 우회하는 흡기 바이패스 라인에 설치되는 흡기 바이패스 밸브, 상기 후처리 장치 하류의 배기 라인과 상기 전동식 슈퍼차저과 흡기 매니폴드 사이의 흡기 라인을 연결하는 후처리 바이패스 라인에 설치되는 후처리 바이패스 밸브, 상기 후처리 장치의 전기식 촉매 히터, 및 상기 고압 이지알 장치의 고압 이지알 밸브의 동작을 제어하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 배기 가스 순환 조건은 차량의 주행 중 엔진이 정지하고, 상기 후처리 장치의 온도가 설정 온도 이하이며, 배터리의 SOC(stage of charge)가 설정값 이상이면 만족할 수 있다.
상기 전동식 슈퍼차저가 동작되고, 상기 흡기 바이패스 밸브가 차단되며, 상기 고압 이지알 밸브가 개방되고, 상기 전기식 촉매 히터를 동작되며, 상기 저압 이지알 밸브에 의해 상기 배기 라인과 상기 후처리 바이패스 라인이 연통될 수 있다.
상기한 바와 같은 본 발명의 실시예에 의한 하이브리드 차량 및 이의 제어 방법에 의하면, 차량의 주행 중 엔진이 일시적으로 정지하는 경우, 순환 루프를 통해 가열된 공기를 순환시키고, 촉매 온도가 활성화 온도에 근접한 상태를 유지하도록 함으로써, 엔진 재시동시에 촉매 온도가 빠르게 활성화 온도에 도달할 수 있고, 촉매에 의한 배기 가스 정화 효율이 향상된다.
이 도면들은 본 발명의 예시적인 실시예를 설명하는데 참조하기 위함이므로, 본 발명의 기술적 사상을 첨부한 도면에 한정해서 해석하여서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 차량의 구성을 도시한 개념도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 차량의 구성을 도시한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 차량의 제어 방법을 도시한 순서도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 차량의 엔진이 정지되었을 때의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 차량이 정상 동작할 때를 설명하기 위한 도면이다.
첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 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 실시예에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도면에 도시된 바에 한정되지 않으며, 여러 부분 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다.
이하에서는 본 발명의 실시예에 의한 하이브리드 차량에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 차량의 구성을 도시한 개념도이다. 그리고 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 차량의 구성을 도시한 블록도이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 하이브리드 차량은 엔진(20), 구동 모터(25), 터보차저(70), 전동식 슈퍼차저(100), 후처리 장치(60), 저압 이지알 장치(40), 및 고압 이지알 장치(50)를 포함할 수 있다.
상기 엔진(20)은 연료의 연소에 의해 구동력을 발생시키는 복수의 실린더(21)를 포함한다. 상기 엔진(20)에는 상기 실린더(21)로 공급되는 흡기 가스가 흐르는 흡기 라인(10)과, 상기 실린더(21)에서 배출되는 배기 가스가 흐르는 배기 라인(30)이 구비된다.
상기 구동 모터(25)는 배터리(27)로부터 전력을 공급받아, 엔진(20)의 동력을 보조한다. 구동 모터(25)는 선택적으로 발전기로 동작하여 전력을 생성하고, 생성된 전력은 배터리(27)에 저장된다.
상기 배기 라인(30)에는 상기 실린더(21)에서 배출되는 배기 가스에 포함된 각종 유해 물질을 정화시키는 촉매를 포함하는 후처리 장치(60)가 구비된다. 상기 후처리 장치(60)는 질소 산화물을 정화하기 위한 LNT(lean NOx trap), 디젤 산화 촉매(DOC: diesel oxidation catalyst) 및 디젤 매연 필터(DPF: diesel particulate filter)를 포함할 수 있다. 상기 후처리 장치(60)에는 전기식 촉매 히터(62)가 설치된다. 상기 전기식 촉매 히터(62)는 상기 후처리 장치(60)를 필요에 따라 가열한다.
상기 전동식 슈퍼차저(100)(electric supercharger)는 상기 흡기 라인(10)에 설치되어 상기 실린더(21)로 과급 공기를 공급하기 위한 것으로, 모터(110)와 전동식 컴프레서(120)를 포함한다. 상기 전동식 컴프레서(120)는 상기 모터(110)에 의해 작동하여 운전 조건에 따라 외기를 압축하여 상기 실린더(21)로 공급한다.
상기 흡기 라인(10)에는 상기 전동식 슈퍼차저(100)를 우회하는 흡기 바이패스 라인(12)이 설치된다. 상기 흡기 바이패스 라인(12)은 상기 전동식 슈퍼차저(100)의 상류의 흡기 라인(10)에서 분기하여 상기 전동식 슈퍼차저(100) 하류의 흡기 라인(10)으로 합류한다. 상기 흡기 바이패스 라인(12)에는 흡기 바이패스 밸브(14)가 설치되어, 전동식 슈퍼차저(100)를 우회하는 공기량이 조절된다.
상기 터보차저(70)는 상기 흡기 라인(10)을 통해 유입되는 흡기 가스(외기+재순환 가스)를 압축하여 상기 실린더(21)로 공급한다. 상기 터보차저(70)는 상기 배기 라인(30)에 구비되고 상기 실린더(21)에서 배출되는 배기 가스에 의해 회전하는 터빈(74), 및 상기 흡기 라인(10)에 설치되어 상기 터빈(74)과 연동하여 회전하고 흡기 가스를 압축하는 컴프레서(72)를 포함한다.
본 발명의 실시 예에 따른 하이브리드 차량은 흡기 라인(10)과 배기 라인(30)을 연결하는 후처리 바이패스 라인(32)이 구비된다. 구체적으로, 상기 후처리 바이패스 라인(32)은 상기 후처리 장치(60) 하류의 배기 라인과 상기 전동식 슈퍼차저(100) 하류의 흡기 라인을 연결한다.
상기 저압 이지알 장치(40) (LP-EGR: low pressure exhaust gas recirculation apparatus)는 저압 이지알 라인(42), 저압 이지알 쿨러(46), 및 저압 이지알 밸브(44)를 포함한다.
상기 저압 이지알 라인(42)은 상기 후처리 장치(60) 하류의 배기 라인에서 분기하여 상기 컴프레서 상류의 흡기 라인으로 합류한다. 이때, 저압 이지알 라인(42)과 후처리 바이패스 라인(32)은 배기 라인(30)에서 합류한다. 상기 저압 이지알 쿨러(46)는 상기 저압 이지알 라인(42)에 배치되고, 상기 저압 이지알 라인(42)을 흐르는 배기 가스를 냉각시킨다.
상기 저압 이지알 밸브(44)는 상기 저압 이지알 라인(42)과 상기 후처리 바이패스 라인(32)이 합류하는 지점에 배치된다. 상기 저압 이지알 밸브(44)는 후술할 제어기(90)에 의해 동작되어 상기 배리 라인(30)과 상기 저압 이지알 라인(42)이 선택적으로 연통되거나, 또는 상기 배리 라인(30)과 상기 후처리 바이패스 라인(32)이 선택적으로 연통될 수 있다. 이를 위해, 상기 저압 이지알 밸브(44)는 삼방 밸브(3-way valve)로 구성될 수 있다. 삼방 밸브의 구성은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 기술자에게 자명하므로, 구체적인 설명은 생략하도록 한다.
상기 고압 이지알 장치(50)(HP-EGR: high pressure exhaust gas recirculation apparatus)는 상기 터빈(74) 상류의 배기계(배기 매니폴드 및/또는 배기 라인(30))에서 분기하여 흡기계(흡기 매니폴드 및/또는 흡기 라인(10))으로 합류하는 고압 이지알 라인(52), 상기 고압 이지알 라인(52)에 설치되는 고압 이지알 쿨러(56), 및 상기 고압 이지알 라인(52)에 설치되어 재순환되는 배기 가스량을 조절하는 고압 이지알 밸브(54)를 포함한다.
상기 컴프레서(72) 하류의 흡기 라인(10)에는 인터쿨러(16)가 설치된다. 상기 인터쿨러(16)는 상기 상기 흡기 라인(10)을 통해 유입되는 흡기 가스를 냉각수와의 열 교환을 통해 냉각시킨다. 즉, 상기 터보차저(70)의 컴프레서(72) 의해 압축된 흡기 가스는 온도가 높아져 팽창하기 때문에, 상기 실린더(21)로 공급되는 흡기 가스의 산소 밀도가 낮아지고, 이로 인해, 상기 엔진(20)에서 요구하는 토크를 출력하기 어렵다. 따라서, 상기 인터쿨러(16)를 통해 흡기 가스를 냉각시켜 흡기 가스의 밀도를 증가시켜 엔진(20)의 연소 효율을 향상시킨다.
본 발명의 실시 예에 따른 하이브리드 차량은 배기 가스 순환 조건에 따라 상기 엔진(20), 상기 전동식 슈퍼차저(100), 상기 저압 이지알 밸브(44), 상기 흡기 바이패스 밸브(14), 상기 후처리 바이패스 밸브(34), 상기 전기식 촉매 히터(62) 및 상기 고압 이지알 밸브(54)의 동작을 제어하는 제어기(90)를 더 포함할 수 있다.
상기 제어기(90)는 운전 정보를 감지하는 운전 정보 감지부(80)를 통해 상기 배기 가스 순환 조건이 만족하는지 여부를 판단한다.
예를 들어, 상기 배기 가스 순환 조건은 주행 중 엔진(20)의 동작이 정지(실린더(21)로 공급되는 흡기가 공급되지 않는 경우)되고, 상기 후처리 장치(60)의 온도가 설정 온도 이하이며, 배터리(27)의 SOC(stage of charge)가 설정값 이상이면 만족될 수 있다.
즉, 배기 가스 순환 조건은 차량이 구동 모터(25)의 구동력만으로 주행하는 EV(electric vehicle) 모드이거나, 또는 ISG(idle stop and go) 기능에 의해 차량의 주행 중 엔진(20)이 일시적으로 정지하는 경우일 수 있다.
이를 위해, 상기 운전 정보 감지부(80)는 후처리 장치(60)의 온도를 감지하는 온도 센서, 배터리(27)의 SOC를 감지하는 SOC 감지부, 및 실린더(21)로 유입되는 흡기 유량을 감지하는 흡기 유량 센서를 포함할 수 있다. 상기 운전 정보 감지부(80)에서 감지되는 운전 정보는 제어기(90)로 전송된다.
상기 제어기(90)는 설정된 프로그램에 의하여 작동하는 하나 이상의 프로세서로 구비될 수 있으며, 상기 설정된 프로그램은 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 차량의 제어 방법의 각 단계를 수행하도록 되어 있다.
이하에서는, 상기한 바와 같은 본 발명의 실시 예에 따른 하이브리드 차량의 동작에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 차량의 제어 방법을 도시한 순서도이다.
도 3을 참조하면, 차량이 시동 온 되면, 운전 정보 감지부(80)는 차량의 운전 정보를 감지한다(S10).
제어기(90)는 운전 정보 감지부(80)에서 감지된 운전 정보를 기초로 배기 가스 순환 조건이 만족하는지 여부를 판단한다(S20). 배기 가스 순환 조건에 대해서는 앞에서 설명한 바와 같으므로, 구체적인 설명은 생략하도록 한다.
만약, 배기 가스 순환 조건이 만족되면, 제어기(90)는 흡기 바이패스 밸브(14)가 차단되며, 고압 이지알 밸브(54)가 개방되고, 저압 이지알 밸브(44)에 의해 배기 라인(30)과 후처리 바이패스 라인(32)이 연통되도록 제어한다(S30). 이와 같이, 각각의 밸브를 제어하면, 흡기 라인(10), 고압 이지알 라인(52), 배기 라인(30), 및 후처리 바이패스 라인(32)이 연통되어 공기가 순환하는 루프(이하에서는, '순환 루프'라 한다)가 형성된다(도 4 참조).
그리고 제어기(90)가 전동식 슈퍼차저(100)를 동작시키면 순환 루프를 따라 공기의 유동이 발생한다. 이때, 전동식 슈퍼차저(100)는 일종의 펌프로서의 기능을 수행한다. 그리고 제어기(90)가 후처리 장치(60)의 전기식 촉매 히터(62)를 동작시키면, 순환 루프를 유동하는 공기가 가열되어 후처리 장치(60)의 촉매 온도가 증가한다.
이와 같이, 주행 중 엔진(20)이 일시적으로 정지하는 경우, 순환 루프를 흐르는 가열된 공기에 의해 촉매의 온도가 활성화 온도에 근접한 상태를 유지한다. 따라서, 엔진(20)이 재시동되는 경우, 촉매의 온도가 활성화 온도까지 빠르게 증가하고, 후처리 장치(60)에 의한 배기 가스 정화 효율이 증가된다.
S30 단계 이후에, 제어기(90)는 지속적으로 후처리 장치(60)의 온도와 배터리(27)의 SOC를 감지하여 후처리 장치(60)의 온도가 설정 온도 이상이거나 배터리(27)의 SOC가 설정값보다 작으면 S30 단계로 이동한다(S32).
상기 S20 단계에서, 배기 가스 순환 조건을 만족하지 않는 경우, 제어기(90)는 엔진(20)의 운전 영역에 따라 전동식 슈퍼차저(100), 흡기 바이패스 밸브(14), 저압 이지알 밸브(44), 및 고압 이지알 밸브(54)의 개도량을 조절한다(S40). 즉, 배기 가스 순환 조건을 만족하지 않을 때에는 순환 루프를 따라 공기가 순환하지 않고, 일반적인 엔진(20)의 운전 영역에 따라 하이브리드 차량이 동작하게 된다(도 5 참조).
이상에서 설명한 바와 같은, 본 발명의 실시 예에 따른 하이브리드 차량 및 이의 제어 방법에 의하면, 차량의 주행 중 엔진(20)이 일시적으로 정지하고 배기 가스가 배출되지 않아 후처리 장치(60)의 촉매 온도가 낮아지는 경우, 순환 루프를 통해 가열된 공기를 순환시킨다. 이로 인해, 촉매 온도가 활성화 온도에 근접한 상태를 유지하도록 함으로써, 엔진(20) 재시동시에 촉매 온도가 빠르게 활성화 온도에 도달할 수 있고, 촉매에 의한 배기 가스 정화 효율이 향상된다.
이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.
10: 흡기 라인
12: 흡기 바이패스 라인
14: 흡기 바이패스 밸브
16: 인터쿨러
20: 엔진
21: 실린더
25: 구동 모터
27: 배터리
30: 배기 라인
32: 후처리 바이패스 라인
34: 후처리 바이패스 밸브
40: 저압 이지알 장치
42: 저압 이지알 라인
44: 저압 이지알 밸브
46: 저압 이지알 쿨러
50: 고압 이지알 장치
52: 고압 이지알 라인
54: 고압 이지알 밸브
56: 고압 이지알 쿨러
60: 후처리 장치
62: 전기식 촉매 히터
70: 터보차저
72: 터빈
74: 컴프레서
80: 운전 정보 감지부
90: 제어기
100: 전동식 슈퍼차저
110: 모터
120: 전동식 컴프레서

Claims (9)

  1. 연료의 연소에 의해 동력을 발생시키는 복수의 실린더를 포함하는 엔진;
    상기 실린더에서 배출되는 배기 가스가 흐르는 배기 라인에 설치되어 배기 가스에 의해 회전하는 터빈, 및 상기 실린더로 공급되는 흡기가 흐르는 흡기 라인에 설치되어 상기 터빈과 연동하여 회전하고 외기를 압축하는 컴프레서를 포함하는 터보차저;
    상기 컴프레서 하류의 상기 흡기 라인에 설치되는 전동식 슈퍼차저;
    상기 터빈 하류의 상기 배기 라인에 설치되고 촉매를 포함하는 후처리 장치;
    상기 전동식 슈퍼차저 하류의 흡기 라인과 상기 전동식 슈퍼차저 상류의 흡기 라인을 연결하는 흡기 바이패스 라인;
    상기 흡기 바이패스 라인에 설치되는 흡기 바이패스 밸브;
    상기 후처리 장치 하류의 배기 라인과 상기 전동식 슈퍼차저 하류의 흡기 라인을 연결하는 후처리 바이패스 라인;
    상기 후처리 장치 하류의 상기 배기 라인에서 분기하여 상기 컴프레서 상류의 흡기 라인으로 합류하는 저압 이지알 라인, 상기 저압 이지알 라인에 설치되는 저압 이지알 쿨러, 및 상기 저압 이지알 라인과 상기 후처리 바이패스 라인이 합류하는 지점에 설치되는 저압 이지알 밸브를 포함하는 저압 이지알 장치; 및
    상기 터빈 상류의 배기계에서 분기하여 상기 컴프레서 하류의 흡기계를 합류하는 고압 이지알 라인, 상기 고압 이지알 라인에 설치되는 고압 이지알 밸브, 및 상기 고압 이지알 라인에 설치되는 고압 이지알 쿨러를 포함하는 고압 이지알 장치;
    를 포함하는 하이브리드 차량.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 후처리 장치에는 전기식 촉매 히터가 구비되는 하이브리드 차량.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 저압 이지알 밸브는
    상기 배기 라인과 상기 저압 이지알 라인을 선택적으로 연통시키거나, 또는 상기 배기 라인과 상기 후처리 바이패스 라인을 선택적으로 연통시키는 삼방 밸브로 구성되는 하이브리드 차량.
  4. 제3항에 있어서,
    배기 가스 순환 조건에 따라 상기 엔진, 상기 전동식 슈퍼차저, 상기 저압 이지알 밸브, 상기 흡기 바이패스 밸브, 상기 후처리 바이패스 밸브, 상기 전기식 촉매 히터 및 상기 고압 이지알 밸브의 동작을 제어하는 제어기;
    를 더 포함하는 하이브리드 차량.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 배기 가스 순환 조건은
    차량의 주행 중 엔진이 정지하고, 상기 후처리 장치의 온도가 설정 온도 이하이며, 배터리의 SOC(stage of charge)가 설정값 이상이면 만족하는 하이브리드 차량.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 배기 가스 순환 조건이 만족되면,
    상기 제어기는 상기 전동식 슈퍼차저가 동작되도록 제어하고, 상기 흡기 바이패스 밸브가 차단되도록 제어하며, 상기 고압 이지알 밸브가 개방되도록 제어하고, 상기 전기식 촉매 히터를 동작되도록 제어하며, 상기 저압 이지알 밸브에 의해 상기 배기 라인과 상기 후처리 바이패스 라인이 연통되도록 제어하는 하이브리드 차량.
  7. 엔진, 상기 엔진에서 발생한 배기 가스의 일부를 상기 엔진의 실린더로 재순환시키는 저압 이지알 장치, 상기 실린더로 과급 공기를 공급하는 전동식 슈퍼차저, 상기 엔진에서 발생한 배기 가스에 의해 동작하여 상기 엔진으로 공급되는 외기를 압축하는 터보차저, 상기 엔진에서 발생한 배기 가스의 일부를 재순환시키는 고압 이지알 장치, 상기 엔진에서 배출되는 배기 가스를 정화하는 촉매를 포함하는 후처리 장치를 포함하는 하이브리드 차량의 제어 방법으로써,
    제어기에 의해, 배기 가스 순환 조건을 만족하는지 판단하는 단계; 및
    상기 제어기에 의해, 상기 배기 가스 순환 조건을 기초로 상기 전동식 슈퍼차저, 상기 저압 이지알 장치의 저압 이지알 밸브, 상기 전동식 슈퍼차저를 우회하는 흡기 바이패스 라인에 설치되는 흡기 바이패스 밸브, 상기 후처리 장치 하류의 배기 라인과 상기 전동식 슈퍼차저과 흡기 매니폴드 사이의 흡기 라인을 연결하는 후처리 바이패스 라인에 설치되는 후처리 바이패스 밸브, 상기 후처리 장치의 전기식 촉매 히터, 및 상기 고압 이지알 장치의 고압 이지알 밸브의 동작을 제어하는 단계;
    를 포함하는 하이브리드 차량의 제어 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 배기 가스 순환 조건은
    차량의 주행 중 엔진이 정지하고, 상기 후처리 장치의 온도가 설정 온도 이하이며, 배터리의 SOC(stage of charge)가 설정값 이상이면 만족하는 하이브리드 차량의 제어 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 전동식 슈퍼차저가 동작되고, 상기 흡기 바이패스 밸브가 차단되며, 상기 고압 이지알 밸브가 개방되고, 상기 전기식 촉매 히터를 동작되며, 상기 저압 이지알 밸브에 의해 상기 배기 라인과 상기 후처리 바이패스 라인이 연통되는 하이브리드 차량의 제어 방법.
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