KR20200115823A - 하이브리드 자동차 및 그를 위한 모드 제어 방법 - Google Patents

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전성배
조진겸
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현대자동차주식회사
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Abstract

본 발명은 정차시 탑승자의 편의를 고려한 엔진 제어가 가능한 하이브리드 자동차 및 그를 위한 모드 제어 방법에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 자동차의 제어 방법은, 정차시 전장 부하량에 따른 엔진 기동 잔여 시간을 연산하는 단계; 목표 휴식 시간과 상기 엔진 기동 잔여 시간을 제1 비교하는 단계; 상기 제1 비교 결과, 목표 휴식 시간이 더 긴 경우, 엔진의 동력을 이용한 배터리의 충전을 수행하는 단계; 상기 배터리의 충전에 따라 갱신된 엔진 기동 잔여 시간을 잔존 목표 휴식 시간과 제2 비교하는 단계; 및 상기 제2 비교 결과, 상기 잔존 목표 휴식 기간이 상기 갱신된 엔진 기동 잔여 시간 이하인 경우, 상기 엔진의 기동을 중단하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

하이브리드 자동차 및 그를 위한 모드 제어 방법{HYBRID VEHICLE AND METHOD OF DRIVING MODE CONTROL FOR THE SAME}
본 발명은 정차시 탑승자의 편의를 고려한 엔진 제어가 가능한 하이브리드 자동차 및 그를 위한 모드 제어 방법에 관한 것이다.
하이브리드 자동차(HEV: Hybrid Electric Vehicle)란 일반적으로 두 가지 동력원을 함께 사용하는 차를 말하며, 두 가지 동력원은 주로 엔진과 전기모터가 된다. 이러한 하이브리드 자동차는 내연기관만을 구비한 차량에 비해 연비가 우수하고 동력성능이 뛰어날 뿐만 아니라 배기가스 저감에도 유리하기 때문에 최근 많은 개발이 이루어지고 있다.
이러한 하이브리드 자동차는 어떠한 동력계통(Power Train)을 구동하느냐에 따라 두 가지 주행 모드로 동작할 수 있다. 그 중 하나는 전기모터만으로 주행하는 전기차(EV) 모드이고, 다른 하나는 전기모터와 엔진을 함께 가동하는 하이브리드 전기차(HEV) 모드이다. 하이브리드 자동차는 주행 중 조건에 따라 두 모드 간의 전환을 수행한다.
이러한 주행 모드 간 전환은 파워트레인의 효율 특성에 따라, 연비 또는 구동 효율을 최대화하기 위한 목적으로 수행되는 것이 일반적이다.
먼저, 도 1을 참조하여 하이브리드 자동차 구조를 설명한다. 도 1은 일반적인 병렬형 하이브리드 자동차의 파워 트레인 구조의 일례를 나타낸다.
도 1을 참조하면, 내연기관 엔진(ICE, 110)과 변속기(150) 사이에 전기 모터(또는 구동용 모터, 140)와 엔진클러치(EC: Engine Clutch, 130)를 장착한 병렬형(Parallel Type) 하이브리드 시스템을 채용한 하이브리드 자동차의 파워 트레인이 도시된다.
이러한 차량에서는 일반적으로 시동후 운전자가 엑셀레이터를 밟는 경우, 엔진 클러치(130)가 오픈된 상태에서 먼저 배터리의 전력을 이용하여 모터(140)가 구동되고, 모터의 동력이 변속기(150) 및 종감속기(FD: Final Drive, 160)를 거쳐 바퀴가 움직이게 된다(즉, EV 모드). 차량이 서서히 가속되면서 점차 더 큰 구동력이 필요하게 되면, 보조 모터(또는, 시동발전 모터, 120)가 동작하여 엔진(110)을 구동할 수 있다.
그에 따라 엔진(110)과 모터(140)의 회전속도가 동일해 지면 비로소 엔진 클러치(130)가 맞물려 엔진(110)과 모터(140)가 함께, 또는 엔진(110)이 차량을 구동하게 된다(즉, EV 모드에서 HEV 모드 천이). 차량이 감속되는 등 기 설정된 엔진 오프 조건이 만족되면, 엔진 클러치(130)가 오픈되고 엔진(110)은 정지된다(즉, HEV 모드에서 EV 모드 천이). 또한, 하이브리드 차량에서는 제동시 휠의 구동력을 전기 에너지로 변환하여 배터리를 충전할 수 있으며, 이를 제동에너지 회생, 또는 회생 제동이라 한다.
시동발전 모터(120)는 엔진에 시동이 걸릴 때에는 스타트 모터의 역할을 수행하며, 시동이 걸린 후 또는 시동 오프시 엔진의 회전 에너지 회수시에는 발전기로 동작하기 때문에 "하이브리드 스타터 제너레이터(HSG: Hybrid Starter Generator)"라 칭할 수 있으며, 경우에 따라 "보조 모터"라 칭할 수도 있다.
상술한 구조를 바탕으로 하이브리드 자동차의 주행 모드를 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
EV 모드는 저속 및 요구토크가 낮은 상황에서 주로 적용되며, 엔진 클러치(130)를 오픈하고 모터(140)만을 동력원으로 사용하여 토크를 휠에 전달한다.
HEV 모드는 고속 및 요구토크가 높은 상황에서 주로 적용되며, 엔진(110)과 모터(140)를 동력원으로 사용하는데, 본 모드는 다시 HEV 시리즈(Series) 모드와 HEV 패러럴(Parallel) 모드로 구분될 수 있다. HEV 시리즈 모드에서는 엔진 클러치(130)가 오픈되며, 엔진(110)의 동력은 HSG(120)에서 발전을 위해 사용되고 모터(140)만 직접적으로 구동력을 발생시킨다. 이와 달리, HEV 패러럴 모드에서는 엔진 클러치(130)가 체결(Lock)되어 엔진(110)의 구동력과 모터(140)의 구동력이 함께 휠로 전달된다.
그런데, 하이브리드 자동차의 탑승자가 잠시 정차를 하고 휴식을 취하고자 할 때에는 차량이 정차중이므로 EV 모드로 동작하는 것이 일반적이다. EV 모드에서는 엔진이 기동되지 않기 때문에 엔진 기동시 대비 상대적으로 진동과 소음이 없는 상태에서 휴식이 가능한 장점이 있다. 그러나, 이러한 상태로 일정 시간 이상 경과될 경우, 차량의 전장부하로 인한 배터리의 충전 상태(SOC: State Of Charge) 감소를 막기 위해 HEV 시리즈 모드로 전환되어 충전이 수행된다. 이러한 상황을 도 2를 참조하여 설명한다.
도 2는 일반적인 하이브리드 자동차에서 정차중 엔진 기동이 수행되는 형태의 일례를 나타낸다.
도 2를 참조하면, EV 모드를 유지하면서 정차 상황이 지속되면, 전장 부하로 인해 배터리의 SOC가 하락하게 되며, HEV 모드로의 전환 임계점이 되는 SOC(즉, 엔진 On 기준)에 도달하면 HEV 시리즈 모드로 충전이 수행된다. 충전에 따라 SOC가 다시 일정 수준(즉, 엔진 Off 기준)에 도달하면 다시 EV 모드로 전환되나, SOC는 전장부하로 인해 다시 하락한다. 결국, 정차가 지속되면서 엔진은 주기적으로 기동과 정지를 반복하게 된다.
이때, 운전자는 엔진 기동 시점을 알 수 없기 때문에 휴식 중 갑작스런 엔진 기동으로 놀라게 되는 등 휴식을 방해받게 되는 문제점이 있다. 따라서, 하이브리드 차량에서 엔진 개입에 의한 소음 및 진동의 영향을 개선하기 위한 기술이 필요하다.
본 발명은 정차 상황에서 운전자의 휴식을 위한 엔진 기동 제어가 가능한 하이브리드 자동차 및 그 제어 방법을 제공하기 위한 것이다.
특히, 본 발명은 정차 중 반복적인 엔진 기동을 방지할 수 있는 하이브리드 자동차 및 그 제어 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 자동차의 제어 방법은, 정차시 전장 부하량에 따른 엔진 기동 잔여 시간을 연산하는 단계; 목표 휴식 시간과 상기 엔진 기동 잔여 시간을 제1 비교하는 단계; 상기 제1 비교 결과, 목표 휴식 시간이 더 긴 경우, 엔진의 동력을 이용한 배터리의 충전을 수행하는 단계; 상기 배터리의 충전에 따라 갱신된 엔진 기동 잔여 시간을 잔존 목표 휴식 시간과 제2 비교하는 단계; 및 상기 제2 비교 결과, 상기 잔존 목표 휴식 기간이 상기 갱신된 엔진 기동 잔여 시간 이하인 경우, 상기 엔진의 기동을 중단하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 자동차는, 정차시 전장 부하량에 따른 엔진 기동 잔여 시간을 연산하는 엔진 기동 잔여 시간 연산부와, 목표 휴식 시간과 상기 엔진 기동 잔여 시간을 제1 비교하고, 상기 제1 비교 결과 목표 휴식 시간이 더 긴 경우, 엔진의 동력을 이용한 배터리의 충전을 결정하며, 상기 배터리의 충전에 따라 상기 엔진 기동 잔여 시간 연산부에서 갱신된 엔진 기동 잔여 시간을 잔존 목표 휴식 시간과 제2 비교하고, 상기 제2 비교 결과 상기 잔존 목표 휴식 기간이 상기 갱신된 엔진 기동 잔여 시간 이하인 경우, 상기 엔진의 기동 중단을 결정하는 정차 시간 확보 제어부를 갖는 하이브리드 제어기를 포함할 수 있다.
상기와 같이 구성되는 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 관련된 하이브리드 자동차는 보다 안락한 정차 중 휴식 환경을 탑승자에 제공할 수 있다.
특히, 본 발명의 실시예들에 의하면, 목표 휴식 시간에 필요한 배터리 충전 상태가 미리 확보되거나 정차 초기에 확보되므로, 휴식 중 엔진 기동이 방지될 수 있다.
본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 일반적인 병렬형 하이브리드 자동차의 파워 트레인 구조의 일례를 나타낸다.
도 2는 일반적인 하이브리드 자동차에서 정차중 엔진 기동이 수행되는 형태의 일례를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 실시예들이 적용될 수 있는 하이브리드 자동차의 제어 계통의 일례를 나타내는 블럭도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 정차 중 엔진 기동 제어를 수행하기 위한 제어기 구조의 일례를 나타내는 블럭도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 정차 중 엔진 기동 제어 과정의 일례를 나타내는 순서도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 정차 중 엔진 기동 제어 형태의 일례를 나타낸다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 정차 중 엔진 기동 제어 형태의 다른 일례를 나타낸다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호로 표시된 부분들은 동일한 구성요소들을 의미한다.
본 발명의 실시예에 따른 정차 중 엔진 기동 제어를 수행하는 하이브리드 자동차 및 그 제어 방법을 설명하기 앞서, 실시예들에 적용 가능한 하이브리드 차량의 제어 계통을 먼저 설명한다. 본 발명의 실시예들에 적용될 수 있는 기본적인 하이브리드 차량의 파워트레인 구조는 도 1에 도시된 구조일 수 있다. 이러한 파워 트레인이 적용되는 차량에서 제어기 간의 상호관계가 도 3에 도시된다.
도 3은 본 발명의 실시예들이 적용될 수 있는 하이브리드 자동차의 제어 계통의 일례를 나타내는 블럭도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예들이 적용될 수 있는 하이브리드 자동차에서 내연기관(110)은 엔진 제어기(210)가 제어하고, 시동발전 모터(120) 및 전기 모터(140)는 모터 제어기(MCU: Motor Control Unit, 220)에 의해 토크가 제어될 수 있으며, 엔진 클러치(130)는 클러치 제어기(230)가 각각 제어할 수 있다. 여기서 엔진 제어기(210)는 엔진 제어 시스템(EMS: Engine Management System)이라도 한다. 또한, 변속기(150)는 변속기 제어기(250)가 제어하게 된다. 경우에 따라, 시동발전 모터(120)의 제어기와 전기 모터(140) 각각을 위한 제어기가 별도로 구비될 수도 있다.
각 제어기는 그 상위 제어기로서 모드 전환 과정 전반을 제어하는 하이브리드 제어기(HCU: Hybrid Controller Unit, 240)와 연결되어, 하이브리드 제어기(240)의 제어에 따라 주행 모드 변경, 기어 변속시 엔진 클러치 제어에 필요한 정보, 및/또는 엔진 정지 제어에 필요한 정보를 그(240)에 제공하거나 제어 신호에 따른 동작을 수행할 수 있다.
보다 구체적으로, 하이브리드 제어기(240)는 차량의 운행 상태에 따라 모드 전환 수행 여부를 결정한다. 일례로, 하이브리드 제어기는 엔진 클러치(130)의 해제(Open) 시점을 판단하고, 해제시에 유압(습식 EC인 경우)제어나 토크 용량 제어(건식 EC인 경우)를 수행한다. 또한, 하이브리드 제어기(240)는 엔진 클러치(130)의 상태(Lock-up, Slip, Open 등)를 판단하고, 엔진(110)의 연료분사 중단 시점을 제어할 수 있다. 또한, 하이브리드 제어기는 엔진 정지 제어를 위해 시동발전 모터(120)의 토크를 제어하기 위한 토크 지령을 모터 제어기(220)로 전달하여 엔진 회전 에너지 회수를 제어할 수 있다. 아울러, 하이브리드 제어기(240)는 주행 모드 전환 제어시 모드 전환 조건의 판단 및 전환을 위한 하위 제어기의 제어가 가능하다.
물론, 상술한 제어기간 연결관계 및 각 제어기의 기능/구분은 예시적인 것으로 그 명칭에도 제한되지 아니함은 당업자에 자명하다. 예를 들어, 하이브리드 제어기(240)는 그를 제외한 다른 제어기들 중 어느 하나에서 해당 기능이 대체되어 제공되도록 구현될 수도 있고, 다른 제어기들 중 둘 이상에서 해당 기능이 분산되어 제공될 수도 있다.
상술한 도 3의 구성은 하이브리드 자동차의 일 구성례일 뿐, 실시예에 적용 가능한 하이브리드 자동차는 이러한 구조에 한정되지 아니함은 당업자에 자명하다 할 것이다.
본 발명의 일 실시예에서는 정차 중 SOC 하락에 의한 간헐적 또는 주기적 엔진 기동을 방지하기 위하여, 정차 초기 또는 정차 이전에 휴식 중 소모되는 전장부하를 고려하여 미리 SOC를 확보할 것을 제안한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 정차 중 엔진 기동 제어를 수행하기 위한 제어기 구조의 일례를 나타내는 블럭도이다.
도 4를 참조하면, 실시예에 따른 엔진 기동 제어를 수행하기 위한 제어기(300)는 변속단, 배터리 SOC, 엔진 기동 기준 SOC, 전장 부하 정보, 목표 휴식 시간 중 적어도 하나를 입력값으로 가질 수 있다. 여기서 변속단 정보는 변속기 제어기(250)로부터 획득될 수 있으며, 배터리 SOC는 배터리 제어기(BMS: Battery Management System)로부터 획득될 수 있고, 엔진 기동 기준 SOC는 하이브리드 제어기(240)로부터 획득되거나 미리 저장된 값일 수도 있다. 엔진 기동 기준 SOC는 도 1의 엔진 On 기준에 해당하는 값으로, 파워트레인의 시스템 효율 저하를 방지하기 위하여 최소로 확보되도록 설정된 SOC일 수 있으며, SOC가 해당 값까지 저하되면 하이브리드 제어기(240)는 강제로 엔진을 기동하여 충전을 수행하는 것이 일반적이다.
또한, 전장 부하 정보는 바디 제어기로부터 획득될 수도 있고, 메인 배터리의 전력을 변압시켜 전장부하에 전력을 공급하는 직류 컨버터(LDC: Low DC-DC converter)로부터 획득될 수도 있다. 아울러, 목표 휴식 시간은 운전자로부터 휴식/정차 시작시 또는 그 이전(예컨대, 출발전)에 소정의 입력수단(예컨대, 버튼, 스위치, 터치스크린 등)을 통해 입력받는 정보일 수 있으며, 기 설정된 고정된 값이 이용될 수도 있고, 운전자의 휴식 패턴에 기반한 장소별/시간별 누적 학습을 통해 획득된 값일 수도 있다.
물론, 상술한 각 입력 정보의 획득 방법은 예시적인 것으로, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고 다양한 변경이 가능함은 당업자에 자명하다.
한편, 엔진 기동 제어를 수행하기 위한 제어기(300)는 현재 시점으로부터 전장 부하 등의 전력 소모 요인에 의해 엔진이 강제 기동될 시간까지 남은 시간에 해당하는 엔진 기동 잔여 시간을 연산하는 엔진 기동 잔여 시간 연산부(310)를 포함할 수 있다. 또한, 제어기(300)는 엔진 기동 잔여 시간 연산부(310)가 연산한 엔진 기동 잔여 시간을 기반으로 목표 휴식 시간 동안 필요한 SOC가 부족하면 이를 초기에 확보하도록 제어하는 정차 시간 확보 제어부(320)를 포함할 수 있다.
엔진 기동 제어를 수행하기 위한 제어기(300)는 해당 제어의 수행을 위해 별도의 제어기로 구성될 수도 있고, 하이브리드 제어기(240)의 일 기능 또는 모듈의 형태로 구현될 수도 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
이하, 엔진 기동 제어를 수행하기 위한 제어기(300)에 포함된 각 부(310, 320)의 기능을 도 5를 함께 참조하여 상세히 설명한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 정차 중 엔진 기동 제어 과정의 일례를 나타내는 순서도이다.
도 5를 참조하면, 먼저 엔진 기동 잔여 시간 연산부(310)는 엔진 기동 잔여 시간 연산의 제어 진입 조건 만족 여부를 판단할 수 있다(S411). 일례로, 엔진 기동 잔여 시간 연산부(310)는 현재 변속단이 주차(P)단이고, 시동이 켜진(IG ON) 상태의 (일정 시간) 유지 여부로 제어 진입 조건 만족 여부를 판단할 수 있다.
제어 진입 조건이 만족되면, 엔진 기동 잔여 시간 연산부(310)는 현재 전장부하 정보와 엔진 기동 기준 SOC를 기반으로 엔진 기동 잔여 시간을 연산할 수 있다(S413). 본 과정에서는 현재 전장 부하 정보에 따른 부하량이 유지됨을 가정하여 아래 수학식 1과 같이 엔진 기동 잔여 시간이 연산될 수 있다.
Figure pat00001
수학식 1에서
Figure pat00002
은 엔진 기동 잔여 시간을,
Figure pat00003
은 현재 SOC에서 엔진 기동 기준 SOC를 차감한 배터리 에너지 보유량인 가용 SOC를,
Figure pat00004
는 전장 부하량을 각각 나타낸다.
연산된 엔진 기동 잔여 시간은 외부로 출력될 수 있다(S415). 구체적으로, 엔진 기동 잔여 시간은 정차 시간 확보 제어부(320)로 전달되며, 실시예에 따라 차량 내 디스플레이 수단(예컨대, 클러스터, 헤드 유닛의 디스플레이, 헤드업 디스플레이 등)을 통해 출력될 수도 있다.
배터리 SOC의 변동은
Figure pat00005
에 영향을 미치며, 전장 부하량(
Figure pat00006
) 또한 엔진 기동 잔여 시간에 영향을 주는 바, 엔진 기동 잔여 시간 연산부(310)는 SOC와 전장 부하량의 변화 여부를 모니터링하여(S417), 적어도 하나가 변동시 엔진 기동 잔여 시간을 (실시간으로) 갱신할 수 있다(S413). 이때, 모니터링은 주기적으로 수행될 수도 있고 제어 중 실시간으로 상시 수행될 수도 있다.
한편, 정차 시간 확보 제어부(320)는 목표 휴식 시간을 입력받으면(S421), 목표 휴식 시간이 엔진 기동 잔여 시간 연산부(310)로부터 획득한 엔진 기동 잔여 시간보다 긴지 여부를 판단한다(S423).
목표 휴식 시간이 더 길 경우, 휴식 시간이 종료되기 전에 엔진 기동이 발생함을 의미하는 바, 정차 시간 확보 제어부(320)는 시리즈 모드 충전 진입을 결정할 수 있다(S425). 이때 시리즈 모드 충전시 엔진(110)의 운전점은 소음을 우선적으로 고려한 저 rpm 대의 별도 운전점이 설정될 수도 있다.
시리즈 모드 충전이 개시됨에 따라 배터리의 SOC가 상승하며, 그에 따라 엔진 기동 잔여 시간 연산부(310)에서는 모니터링(S417)을 통한 엔진 기동 잔여 시간의 갱신(S413)이 발생하며, 갱신된 정보는 다시 정차 시간 확보 제어부(320)에 획득될 수 있다. 그에 따라, 정차 시간 확보 제어부(320)는 현재 시점에서 남은 목표 휴식 시간인 잔존 목표 휴식시간이 현재 시점의 엔진 기동 잔여 시간 이하인지 여부를 판단한다(S427). 잔존 목표 휴식 시간이 현재 시점의 엔진 기동 잔여 시간 이하인 경우, 잔존 목표 휴식 시간 동안 엔진 기동이 발생하지 않으므로 EV 모드로 전환이 결정될 수 있다. 이와 달리 잔존 목표 휴식 시간이 더 큰 경우, 시리즈 모드 충전이 계속 수행될 수 있다.
물론, S423 단계에서 목표 휴식 시간이 엔진 기동 잔여 시간 이하인 경우에는(S423의 no), 바로 EV 모드 진입이 결정되어 휴식/정차 초기부터 엔진 기동이 수행되지 않는다.
상술한 제어 과정을 통해, 운전자가 정차 후 휴식을 희망할 경우(즉, 목표 휴식 시간 입력), 현재 SOC가 전장부하량 대비 부족할 경우 휴식 초기에 바로 엔진 기동을 통해 필요한 SOC를 확보함으로써, 휴식 도중 운전자가 예상치 못한 시점에서 엔진이 기동됨에 따른 불편함이 해소될 수 있다. 이러한 제어 형태의 일례를 도 6을 참조하여 설명한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 정차 중 엔진 기동 제어 형태의 일례를 나타낸다.
도 6을 참조하면, 정차(즉, P단 입력 및 IG ON 상태가 일정 시간 이상 유지) 상태에서 목표 휴식 시간이 입력된다. 그에 따라 엔진 기동 잔여 시간이 산출되나, 그보다 목표 휴식 시간이 더 긴 상태이다. 따라서, 일반적인 하이브리드 자동차에서는 목표 휴식 시간이 경과하기 전에 엔진 기동 잔여 시간이 만료되면 엔진이 기동될 것이다. 그러나, 실시예에 따르면 엔진 기동 잔여 시간이 목표 휴식 시간보다 짧음이 판단되어 잔존 목표 휴식 시간이 엔진 기동 잔여 시간 이하가 될 때까지 정차/휴식 초기에 시리즈 모드 충전을 통해 SOC가 확보된다. 따라서, 초기 충전을 위한 엔진 기동을 제외하면, 추가적인 엔진 기동이 목표 휴식 시간 동안 발생하지 않는다.
한편, 목표 휴식 시간동안 필요한 SOC는 정차 전에 확보될 수도 있다. 이를 도 7을 참조하여 설명한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 정차 중 엔진 기동 제어 형태의 다른 일례를 나타낸다.
도 7을 참조하면, 출발전 목적지와 목표 휴식 시간이 미리 입력될 수 있다. 이러한 경우, 하이브리드 제어기(240)에서는 목적지까지의 경로와 그 주행 조건(예컨대, 구배, 거리, 정체도 등)을 판단하여, 주행 전략의 스케쥴링이 가능하다. 이러한 경우, 실시예에 따른 제어기(300)는 현재 전장 부하량에서 주행에 필요한 부하량을 제외시켜 휴식시의 전장 부하량을 예측하고, 이에 목표 휴식 시간 동안 필요한 SOC인 휴식 필요 SOC를 산출할 수 있다. 따라서, 실시예에 따른 제어기(300)는 휴식 필요 SOC에 엔진 기동 기준 SOC를 합산하여 목표 SOC를 하이브리드 제어기(240)에 통지함에 따라, 하이브리드 제어기(240)는 목적지 도착시 목표 SOC를 만족하도록 주행 중 모드 제어를 수행할 수 있다. 그에 따라, 운전자가 목적지에 도착하여 정차(P단 입력 및 IG ON 유지) 후 휴식을 취하더라도 운행 중 휴식 필요 SOC가 확보되었기 때문에 휴식 중 엔진 기동은 발생하지 않는다.
유사하게, 플러그인 하이브리드 자동차(PHEV)의 경우 예약 충전시 목적지와 목표 휴식 시간을 입력받을 경우, 목적지까지 이동에 필요한 SOC에 휴식 필요 SOC를 합산한 값에 해당하는 SOC가 출발전 확보되도록 충전 스케쥴링이 수행되도록 할 수도 있다.
물론, 도 7의 경우나 PHEV의 경우 목적지 도착시 목표 SOC를 만족하지 못할 경우, 도 4 내지 도 6을 참조하여 전술한 바와 같이 정차시 초기 엔진 기동을 통해 필요 SOC를 추가로 확보함으로써 휴식 중 엔진 기동이 방지될 수 있다.
전술한 본 발명은, 프로그램이 기록된 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체는, 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체의 예로는, HDD(Hard Disk Drive), SSD(Solid State Disk), SDD(Silicon Disk Drive), ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장 장치 등이 있다.
따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.

Claims (19)

  1. 정차시 전장 부하량에 따른 엔진 기동 잔여 시간을 연산하는 단계;
    목표 휴식 시간과 상기 엔진 기동 잔여 시간을 제1 비교하는 단계;
    상기 제1 비교 결과, 목표 휴식 시간이 더 긴 경우, 엔진의 동력을 이용한 배터리의 충전을 수행하는 단계;
    상기 배터리의 충전에 따라 갱신된 엔진 기동 잔여 시간을 잔존 목표 휴식 시간과 제2 비교하는 단계; 및
    상기 제2 비교 결과, 상기 잔존 목표 휴식 기간이 상기 갱신된 엔진 기동 잔여 시간 이하인 경우, 상기 엔진의 기동을 중단하는 단계를 포함하는, 하이브리드 자동차의 제어 방법.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 엔진 기동 잔여 시간을 연산하는 단계는,
    상기 배터리의 가용 충전 상태를 상기 전장 부하량으로 나누는 단계를 포함하는, 하이브리드 자동차의 제어 방법.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 가용 충전 상태는,
    현재 배터리 충전 상태에서 기 설정된 엔진 기동 기준 충전 상태를 차감하여 구해지는, 하이브리드 자동차의 제어 방법.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 목표 휴식 시간은,
    탑승자로부터 입력받거나, 미리 정해지거나, 학습된 시간인, 하이브리드 자동차의 제어 방법.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 엔진 기동 잔여 시간을 디스플레이 수단을 통해 출력하는 단계를 더 포함하는, 하이브리드 자동차의 제어 방법.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 엔진 기동 잔여 시간을 연산하는 단계는,
    변속기가 주차(P)단이고, IG On 상태가 일정 시간 이상 유지될 때 수행되는, 하이브리드 자동차의 제어 방법.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 충전을 수행하는 단계는,
    상기 엔진에 연결된 시동 발전 모터에서 상기 엔진의 동력으로 발전을 수행하는 단계를 포함하는, 하이브리드 자동차의 제어 방법.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 엔진 기동 잔여 시간은,
    상기 배터리의 충전 상태나 상기 전장 부하량이 변경되면 재연산되는, 하이브리드 자동차의 제어 방법.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 엔진의 기동을 중단하는 단계는,
    전기차(EV) 모드로 진입하는 단계를 포함하는, 하이브리드 자동차의 제어 방법.
  10. 제1 항 내지 제9 항 중 어느 한 항에 따른 하이브리드 자동차의 제어 방법을 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터 해독 가능 기록 매체.
  11. 정차시 전장 부하량에 따른 엔진 기동 잔여 시간을 연산하는 엔진 기동 잔여 시간 연산부와,
    목표 휴식 시간과 상기 엔진 기동 잔여 시간을 제1 비교하고, 상기 제1 비교 결과 목표 휴식 시간이 더 긴 경우, 엔진의 동력을 이용한 배터리의 충전을 결정하며, 상기 배터리의 충전에 따라 상기 엔진 기동 잔여 시간 연산부에서 갱신된 엔진 기동 잔여 시간을 잔존 목표 휴식 시간과 제2 비교하고, 상기 제2 비교 결과 상기 잔존 목표 휴식 기간이 상기 갱신된 엔진 기동 잔여 시간 이하인 경우, 상기 엔진의 기동 중단을 결정하는 정차 시간 확보 제어부를 갖는 하이브리드 제어기를 포함하는, 하이브리드 자동차.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 엔진 기동 잔여 시간 연산부는,
    상기 배터리의 가용 충전 상태를 상기 전장 부하량으로 나누어 상기 엔진 기동 잔여 시간을 연산하는, 하이브리드 자동차.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 가용 충전 상태는,
    현재 배터리 충전 상태에서 기 설정된 엔진 기동 기준 충전 상태를 차감하여 구해지는, 하이브리드 자동차.
  14. 제11 항에 있어서,
    상기 목표 휴식 시간은,
    탑승자로부터 입력받거나, 미리 정해지거나, 학습된 시간인, 하이브리드 자동차.
  15. 제11 항에 있어서,
    상기 엔진 기동 잔여 시간을 표시하는 디스플레이 수단을 더 포함하는, 하이브리드 자동차.
  16. 제11 항에 있어서,
    상기 엔진 기동 잔여 시간 연산부는,
    변속기가 주차(P)단이고, IG On 상태가 일정 시간 이상 유지될 때 상기 엔진 기동 잔여 시간을 연산하는, 하이브리드 자동차.
  17. 제11 항에 있어서,
    상기 엔진에 연결된 시동 발전 모터를 더 포함하되,
    상기 배터리의 충전은,
    상기 시동 발전 모터에서 상기 엔진의 동력으로 발전된 전력을 이용하여 수행되는, 하이브리드 자동차.
  18. 제11 항에 있어서,
    상기 엔진 기동 잔여 시간 연산부는,
    상기 배터리의 충전 상태 및 상기 전장 부하량의 변경 여부를 모니터링하고, 상기 배터리의 충전 상태 및 상기 전장 부하량 중 적어도 하나가 변경되면 상기 엔진 기동 잔여 시간을 재연산하는, 하이브리드 자동차.
  19. 제11 항에 있어서,
    상기 하이브리드 제어기는,
    상기 엔진의 기동 중단이 결정되면 전기차(EV) 모드로 진입하도록 제어하는, 하이브리드 자동차.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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