KR20210074438A - Reverse series control method of hybrid vehicle for improving furel efficiency - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 하이브리드 차량의 연비 향상을 위한 역 시리즈(reverse-series) 제어 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 고전압 배터리의 보호를 위하여, 회생 제동을 중단하는 경우, EV 모드로부터, HEV 모드와 같이 엔진이 개입되는 주행 모드로 강제 전환됨에 따른 연비 감소를 억제할 수 있는 제어 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a reverse-series control method for improving fuel efficiency of a hybrid vehicle, and more particularly, to the protection of a high voltage battery, when regenerative braking is stopped, from the EV mode to the engine like the HEV mode The present invention relates to a control method capable of suppressing a reduction in fuel efficiency due to forcible switching to the intervening driving mode.
최근에는 연비 향상 및 환경 보호 등의 차원에서 하이브리드 차량의 연구 개발이 활발하게 진행되고 있다. 그리고, 하이브리드 자동차의 일례로 특허문헌 1과 같이, 엔진과 모터를 엔진 클러치를 통해 연결하고 모터 출력 측에 변속기를 연결한 TMED(Transmission Mounted Electric Device) 하이브리드 시스템이 알려져 있다.Recently, research and development of hybrid vehicles has been actively conducted in order to improve fuel efficiency and protect the environment. And, as an example of a hybrid vehicle, as in Patent Document 1, a TMED (Transmission Mounted Electric Device) hybrid system in which an engine and a motor are connected through an engine clutch and a transmission is connected to the motor output side is known.
TMED 하이브리드 시스템은 차량 주행을 위한 구동원이 되는 엔진과 구동모터, 엔진과 구동모터 사이에 개재되는 엔진 클러치, 구동모터 출력 측에 연결된 변속기, 구동모터를 구동시키기 위한 인버터, 인버터를 통해 구동모터에 충, 방전 가능하게 연결된 배터리를 포함한다.The TMED hybrid system charges the driving motor through the engine and the driving motor, which are the driving sources for vehicle driving, the engine clutch interposed between the engine and the driving motor, the transmission connected to the output side of the driving motor, the inverter to drive the driving motor, and the inverter. , including a battery connected to be dischargeable.
이에 더하여 TMED 하이브리드 시스템은 엔진과 동력 전달 가능하게 연결되어 엔진을 시동하거나 엔진으로부터 전달되는 회전력으로 발전을 수행하는 모터인 시동발전기, 즉 HSG(Hybrid Starter and Generator)를 포함할 수 있다. HSG는 모터로 작동하거나 발전기로 작동하는데, 엔진과는 상시 동력 전달 가능하게 연결되어 있으므로 엔진 속도를 제어하는데 이용되기도 한다.In addition, the TMED hybrid system may include a starter generator, that is, a hybrid starter and generator (HSG), which is a motor that is connected to the engine so as to transmit power to start the engine or generate power with rotational force transmitted from the engine. HSG operates as a motor or a generator, and is also used to control the engine speed because it is connected to the engine so that power can be transmitted at all times.
이와 같은 하이브리드 시스템을 탑재한 차량, 즉 HEV나 PHEV 등의 하이브리드 차량은 구동모터의 동력만을 이용하여 주행하는 순수 전기차 모드인 EV(Electric Vehicle) 모드, 또는 엔진의 동력과 구동모터의 동력을 복합적으로 이용하여 주행하는 HEV(Hybrid Electric Vehicle) 모드로 주행할 수 있다.A vehicle equipped with such a hybrid system, that is, a hybrid vehicle such as HEV or PHEV, uses only the power of the driving motor to drive in the EV (Electric Vehicle) mode, which is a pure electric vehicle mode, or combines the power of the engine with the power of the driving motor. It can be driven in HEV (Hybrid Electric Vehicle) mode.
그리고, 차량의 제동시나 관성에 의한 타행 주행(coasting)시에는 차량의 운동에너지를 구동모터를 통해 회수하여 배터리를 충전하는 회생 모드가 수행되고, 회생 모드에서는 차량의 운동에너지를 차량 휠을 통해 전달받은 구동모터가 발전기로 작동하여 인버터를 통해 연결된 배터리를 충전한다.In addition, during braking of the vehicle or coasting due to inertia, a regenerative mode in which the kinetic energy of the vehicle is recovered through the driving motor to charge the battery is performed, and in the regenerative mode, the kinetic energy of the vehicle is transferred through the vehicle wheel The received drive motor operates as a generator to charge the connected battery through the inverter.
상기한 하이브리드 차량의 경우, 특허문헌 1에서도 개시되어 있는 바와 같이, 배터리 SOC(State Of Charge: 배터리 충전값)가 임계값보다 큰 경우에는 EV 모드로부터 HEV 모드로 주행모드를 전환하고 있다. In the case of the hybrid vehicle, as disclosed in Patent Document 1, when the battery state of charge (SOC) is greater than the threshold value, the driving mode is switched from the EV mode to the HEV mode.
이는 회생 제동에 의해 고전압 배터리(SOC)의 충전량이 일정량을 넘어서는 경우, 배터리 보호를 위해 회생 제동 및 이를 통한 배터리 충전을 중단하도록 하는데, 이 때 회생 제동 상황에서 감속 정도를 유지하기 위해 EV 해제하고 엔진을 작동시켜 엔진 브레이크를 이용하여 감속도를 유지하기 위함이다. When the amount of charge of the high voltage battery (SOC) exceeds a certain amount due to regenerative braking, regenerative braking and charging of the battery are stopped to protect the battery. At this time, the EV is released to maintain the deceleration level in the regenerative braking situation and the engine to maintain the deceleration using the engine brake.
그런데, 이 과정에서 불필요한 연료의 소모가 발생하게 되어 연비가 악화되는 문제가 발생한다. However, in this process, unnecessary fuel consumption occurs, which causes a problem in that fuel efficiency is deteriorated.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 회생 제동에 의해 고전압 배터리의 충전량이 임계값을 초과하게 되는 경우에도, 불필요한 EV 모드의 해제를 방지하여 연비를 향상시킬 수 있는 하이브리드 차량의 제어 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. The present invention has been devised to solve the above problems, and even when the charge amount of a high voltage battery exceeds a threshold value due to regenerative braking, control of a hybrid vehicle capable of improving fuel efficiency by preventing unnecessary release of the EV mode The purpose is to provide a method.
상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 하이브리드 차량의 연비향상을 위한 역 시리즈 제어 방법은, 고전압 배터리 보호를 위해 회생 제동을 중단할 필요가 있는 지 여부를 판단하는 단계; 및 회생 제동을 중단할 필요가 있다고 판정되는 경우, 엔진으로의 연료 공급이 중단된 상태에서 HSG에 의해 엔진을 강제 회전시킴으로써 고전압 배터리의 충전량을 소모시키는 역 시리즈(reverse-series)제어를 실시하는 것을 특징으로 한다. According to an aspect of the present invention, there is provided a reverse series control method for improving fuel efficiency of a hybrid vehicle, comprising: determining whether regenerative braking needs to be stopped to protect a high voltage battery; and when it is determined that it is necessary to stop regenerative braking, performing reverse-series control in which the charge amount of the high-voltage battery is consumed by forcibly rotating the engine by the HSG in a state where the fuel supply to the engine is stopped. characterized.
상기한 본 발명에 의하면, 종래 기술과는 달리, 고전압 배터리 보호를 위해 회생 제동을 중단시킬 필요가 있을 경우에도, EV 모드를 종료하지 않고, HSG로 스타터 모드에서 엔진을 회전시켜 고전압 배터리의 충전량을 강제로 소모시킨다. 따라서, 본 발명에 의하면, 배터리 보호를 위해 회생 제동을 중단시킬 필요가 없게 되는바, 회생 제동 중단에 따라 HEV 모드로 주행 모드를 강제로 바꿀 필요가 없게된다. 따라서, 운전 모드 전환에 따른 연료 소모를 방지할 수 있게 된다. According to the present invention, unlike the prior art, even when it is necessary to stop the regenerative braking to protect the high voltage battery, the engine is rotated in the starter mode with the HSG without terminating the EV mode to increase the charge amount of the high voltage battery. forced to consume Therefore, according to the present invention, there is no need to stop the regenerative braking to protect the battery, and there is no need to forcibly change the driving mode to the HEV mode according to the regenerative braking is stopped. Accordingly, it is possible to prevent fuel consumption due to the switching of the driving mode.
바람직하게는, 본 발명에서는, 고전압 배터리의 충전량이 제1 기준값 이상인 경우, 고전압 배터리 보호를 위해 회생 제동을 중단시킬 필요가 있다고 판단한다. 따라서, 본 발명에 의하면, 간이한 방법으로 역 시리즈 제어 실시 여부를 판정할 수 있다. Preferably, in the present invention, when the charge amount of the high voltage battery is equal to or greater than the first reference value, it is determined that the regenerative braking needs to be stopped to protect the high voltage battery. Therefore, according to the present invention, it is possible to determine whether the inverse series control is implemented by a simple method.
바람직하게는, 본 발명에서는, 상기 회생 제동을 중단할 필요가 있는 지 여부를 판단하는 단계에서는, 고전압 배터리의 충전량이 제1 기준값 미만인 경우에, 고전압 배터리의 충전량이 제2 기준값 이상인지 여부를 판단하는 단계; 고전압 배터리의 충전량이 제2 기준값 이상인 경우에, 운전 정보 검출부로부터 검출되는 운정 정보로부터 예상 회생 제동량을 예측하는 단계; 및 계산된 예상 회생 제동량이 소정값 이상인 경우, 고전압 배터리 보호를 위해 회생 제동을 중단시킬 필요가 있다고 판정한다. Preferably, in the present invention, in the step of determining whether it is necessary to stop the regenerative braking, when the charge amount of the high voltage battery is less than the first reference value, it is determined whether the charge amount of the high voltage battery is greater than or equal to the second reference value to do; estimating an expected amount of regenerative braking from the driving information detected by the driving information detection unit when the charge amount of the high voltage battery is equal to or greater than the second reference value; and when the calculated expected regenerative braking amount is equal to or greater than a predetermined value, it is determined that regenerative braking needs to be stopped to protect the high voltage battery.
상기한 본 발명에 의하면, 즉각적인 역 시리즈 제어를 실시할 필요가 없는 경우에도, 예상 회생 제동량에 따라서 단시간에 역 시리즈 제어가 필요한 충전량에 도달할 우려가 있는 경우에 선제적으로 역 시리즈 제어를 실시함으로써, 보다 확실하게 연비 개선 효과를 가져올 수 있다. According to the present invention, even when it is not necessary to perform the immediate reverse series control, the reverse series control is preemptively performed when there is a risk that the charging amount required for the reverse series control may be reached in a short time according to the expected amount of regenerative braking. By doing so, it is possible to more reliably bring about a fuel efficiency improvement effect.
이 때, 예상 회생 제동량은, 현재의 고전압 배터리의 배터리 충전량 및 현재 시점까지 소정 시간 동안의 배터리 충전량의 변화량으로부터 예측될 수 있다. In this case, the expected regenerative braking amount may be predicted from the current battery charge amount of the high voltage battery and the change amount of the battery charge amount for a predetermined time up to the current time point.
또한, 예상 회생 제동량은 현재의 차속, 가속도 및 엑셀 페달 답력 중 적어도 어느 하나로부터 예측될 수도 있다. Also, the expected amount of regenerative braking may be predicted from at least one of a current vehicle speed, an acceleration, and an accelerator pedal effort.
또는, 예상 회생 제동량은, 현재 대기압, 차량용 네비게이션으로부터 입력되는 위치 및 고도 정보, 현재 차량이 주행 중인 도로의 경사 구배 정보 중 적어도 어느 하나로부터도 예측될 수 있다. Alternatively, the expected amount of regenerative braking may be predicted from at least one of current atmospheric pressure, location and altitude information input from a vehicle navigation system, and slope gradient information of a road on which the vehicle is currently traveling.
바람직하게는, 본 발명에 의하면, 역 시리즈 제어에 의해 소모되는 고전압 배터리의 충전량을 계산하고, 상기 역 시리즈 제어에 의해 소모되는 고전압 배터리의 충전량이 소정값 미만인 경우에, 추가적인 전기 부하를 강제 작동한다. Preferably, according to the present invention, the charge amount of the high voltage battery consumed by the reverse series control is calculated, and when the charge amount of the high voltage battery consumed by the reverse series control is less than a predetermined value, an additional electrical load is forcibly operated. .
상기한 본 발명에 의하면, 역 시리즈 제어만으로 충분히 배터리를 소모시킬 수 없는 경우에도, 전기 부하를 강제로 작동시켜 배터리 충전량을 소모시킴으로써, 배터리를 보다 확실히 보호하고, 보다 확실한 연비 개선 효과를 가져올 수 있다. According to the present invention as described above, even when the battery cannot be sufficiently consumed by the reverse series control alone, by forcibly operating an electric load to consume the battery charge, the battery can be more reliably protected and a more reliable fuel efficiency improvement effect can be obtained. .
이 때, 상기 전기 부하는, 차량에 설치된 전열 장치에 의해 전기 부하, 차량에 설치된 공조 장치에 의한 전기 부하 및 열부하 해소를 위해 차량에 설치된 장치에 의한 전기 부하 중 적어도 어느 하나일 수 있다. In this case, the electric load may be at least one of an electric load by a heat transfer device installed in the vehicle, an electric load by an air conditioning device installed in the vehicle, and an electric load by a device installed in the vehicle to relieve a thermal load.
본 발명에 따른 역 시리즈 제어 방법에 의하면, 고전압 배터리에 충전된 전기 에너지를 조기에 소모함으로써, 고전압 배터리가 만 충전되는 상태를 회피하여 불필요하게 EV 모드가 해제되는 것을 방지할 수 있다. 그리고, 이를 통해 연비를 향상시킬 수 있다. According to the reverse series control method according to the present invention, it is possible to prevent the EV mode from being unnecessarily released by avoiding the state in which the high voltage battery is fully charged by consuming the electric energy charged in the high voltage battery at an early stage. And, through this, fuel efficiency can be improved.
또한, 본 발명에 따른 역 시리즈 제어 방법에 의하면, HSG에 의한 엔진 회전을 통해, GPF의 자연 재생 및 EMM(Engine Management Mode)을 조기에 수행함으로써, 추가적인 연비 상승 효과를 꾀할 수 있다. In addition, according to the reverse series control method according to the present invention, it is possible to achieve an additional fuel efficiency increase effect by performing the natural regeneration of the GPF and the engine management mode (EMM) at an early stage through the engine rotation by the HSG.
도 1은 본 발명에 따른 역 시리즈 제어 방법이 적용되는 하이브리드 차량의 하이브리드 시스템을 도시한 도면,
도 2는 본 발명에 다른 역 시리즈 제어 방법의 바람직한 실시예를 나타내는 순서도. 1 is a view showing a hybrid system of a hybrid vehicle to which a reverse series control method according to the present invention is applied;
Fig. 2 is a flow chart showing a preferred embodiment of the inverse series control method according to the present invention;
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.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those of ordinary skill in the art can easily carry out the embodiments of the present invention. However, the present invention is not limited to the embodiments described herein and may be embodied in other forms. Throughout the specification, when a part "includes" a certain element, it means that other elements may be further included, rather than excluding other elements, unless otherwise stated.
이하의 설명에서는 먼저, 본 발명에 따른 역 시리즈 제어 방법이 적용되는 하이브리드 차량의 하이브리드 시스템의 구성에 대해서 도 1을 참조하여 설명한다. In the following description, first, a configuration of a hybrid system of a hybrid vehicle to which the reverse series control method according to the present invention is applied will be described with reference to FIG. 1 .
하이브리드 자동차에서는 도 1에 도시된 바와 같이, 연료를 연소시켜 동력을 생성하는 내연 기관인 엔진(10)과 구동모터(11), 엔진(10)과 구동모터(11) 사이에 개재되는 엔진 클러치(12), 구동모터(10) 출력 측에 연결된 변속기(16), 엔진(10)과 동력 전달 가능하게 연결되어 엔진(10)을 시동하거나 엔진(10)으로부터 전달되는 회전력으로 발전을 수행하는 모터인 HSG(Hybrid Starter and Generator)(13), HSG(13) 및 구동 모터(11)를 구동시키기 위한 인버터(14, 15), 인버터(14, 15)를 통해, HSG(13) 및 구동 모터(11)에 충, 방전 가능하게 연결된 배터리(18), 배터리(18)와 인버터(15) 사이에 배치되는 고전압 직류변환장치(High voltage DC-DC Conveter,HDC)(19)를 더 포함할 수 있다.In the hybrid vehicle, as shown in FIG. 1 , an
상기한 하이브리드 시스템에서는, 엔진(10)과 구동모터(11) 사이에 클러치(13)가 구비되어, 엔진(11)과 구동 모터(11)가 동력을 선택적으로 보조할 수 있도록 한다. 즉, 클러치(12)가 접합된 상태에서는 엔진(10)과 구동모터(11)의 구동력이 변속기(16)를 거쳐 휠(17)로 전달되고(HEV모드), 클러치(12)가 해제된 상태에서는 엔진(10)의 동력이 차단된 상태에서 배터리(18)에 충전된 전력에 의해 구동모터(11)의 구동력만이 변속기(16)를 거쳐 휠(W)로 전달된다(EV모드). HEV(Hybrid Electric Vehicle)모드 또는 EV(Electric Vehicle)모드에서는 배터리(18)에 저장된 전원이 인버터(15)를 거쳐 구동모터(11)으로 공급된다.In the hybrid system described above, a
한편, HSG(13)는 시동모터와 발전기의 기능을 통합한 모터로서, 엔진(10)과 구동모터(11) 사이에 집적된 모터이며, 더욱 상세히는 엔진(10)과 클러치(12) 사이의 동력축에 설치되어 엔진에 직결된 구조를 가지는 모터이고, 이에 엔진(10)의 회전축과 HSG(13)의 회전축이 일체의 축을 이루도록 연결된 구조를 가진다. 엔진(10)은 도시되지 않은 벨트등을 통하여 HSG(13)와 연결되어, 엔진(10)을 시동시키거나, 상기 엔진(10)에 의해 회전하면서 배터리(18)를 충전하는 기능을 담당한다.Meanwhile, the HSG 13 is a motor that integrates the functions of a starter motor and a generator, and is a motor integrated between the
HCU(20)는, 운전정보검출부(21)로부터 검출된 운전정보 및 배터리(18)의 충전량(SOC)에 관한 정보에 근거하여, 분배된 동력(토크)을 출력하도록 엔진(10)과 구동모터(11)를 제어하기 위한 동력 분배 신호, 즉 엔진 토크 지령과 모터 토크 지령을 ECU와 MCU(Motor Control Unit)에 각각 전달한다.The HCU 20 includes the
배터리(18)에는, 열선 시트, 열선 핸들, PTC 히터, 헤드 램프등의 전열 전기 부하(22a)와, 블로어, 디프로스터(Defroster), 컴프레서와 같은 공조 전기 부하(22b) 및 쿨링팬, EWP(Electronic Water Pump motor)와 같은 열부하 해소 전기 부하(22c) 등이 연결되어, 배터리(18)로부터 공급받은 전력으로 구동된다. In the
운전정보검출부(21)는 차량에 부착된 복수의 센서로 구성되어, 대기압(차량의 고도 유추), 차속, 가속도, 엑셀 페달 답력, 차량의 주행 경로 등 차량 운전과 관련된 정보를 수집하고, 이를 HCU(20)에 제공한다. The driving
도 2는 본 발명에 바람직한 실시예에 따른 하이브리드 차량의 연비향상을 위한 역 시리즈 제어 방법을 도시한 순서도이다. 2 is a flowchart illustrating a reverse series control method for improving fuel efficiency of a hybrid vehicle according to a preferred embodiment of the present invention.
도 2에서 도시된 바와 같이, 먼저, HCU(20)는, 고전압 배터리(18)의 보호를 위해 회생 제동을 중단하고, 주행 모드를 EV 모드에서 HEV 모드로 전환할 필요성이 있는 지 여부를 판단한다. 종래 하이브리드 차량에서는, EV 모드가 장시간 진행되어, 일정 충전량 이상 고전압 배터리(18)가 충전되는 경우, 과도한 충전으로 인한 배터리 손상을 방지하기 위하여, 회생 제동 및 배터리 충전을 중단한다. 이 때, 회생 제동 상황에서의 감속 정도를 유지하기 위해 EV 모드가 해제되고, HEV 모드를 개시하고, 엔진 브레이크를 이용하여 감속도를 유지한다. 따라서, 먼저 배터리 보호를 위해 회생 제동 및 배터리 충전을 중단할 필요가 있는 지 판단하기 위해, HCU(20)는 고전압 배터리(18)의 충전량(SOC)이 미리 정해진 제1 기준값 이상인지 여부를 판단한다(S10).As shown in FIG. 2 , first, the
단계 S10에서 고전압 배터리(18)의 충전량(SOC)이 미리 정해진 제1 기준값 이상인 것으로 판단되는 경우, 배터리 보호를 위해 회생 제동 및 배터리 충전을 중단할 필요가 있다고 판단된다. 그런데, 종래와 같이, 배터리 보호를 위해 회생 제동 및 배터리 충전이 중단되는 경우, EV 모드가 해제되고 HEV 모드가 개시되는바, 이 때 차량이 가속하게 되는 경우, EV 모드에서는 불필요 하였던 엔진(10)으로의 연료 공급이 발생하게 된다. 따라서, 연비가 저하되는 문제가 발생한다. 따라서, 본 발명에 따른 바람직한 실시예에서는, 배터리 보호를 위해 주행 모드를 변경하는 대신, 역 시리즈(Reverse-Series) 제어를 실시(S50)한다. When it is determined in step S10 that the amount of charge SOC of the
통상적인 하이브리드 차량에서는 시리즈(Series) 제어가 이루어진다. 시리즈 제어에서는, 엔진 작동(연료 소모) -> HSG 발전(발전 모드) -> 전기 에너지 생성 -> 모터 구동 -> 차량 구동(전기 에너지를 운동 에너지로 전환)의 순으로, 동력이 생성 전달된다. 이와 달리, 본 발명에 따른 역 시리즈 제어 방법에서는, 차량 제동(운동 에너지 발생) -> 모터 발전(회생 제동) -> 전기 에너지 생성 -> HSG 구동(스타터 모드) -> 엔진 회전의 순으로 동력이 생성 전달된다. 즉, 본 발명에 따른 역 시리즈 제어에서는 회생 제동을 중단할 필요 없이, 회생 제동에 의해 생성된 전기 에너지로 HSG(13)를 구동시켜, 연료의 소모가 없는 스타터 모드로 엔진(10)을 강제 회전시킨다. 이를 통해, 회생 제동에 의해 생성되고 고전압 배터리(18)에 충전된 전기 에너지를 강제로 소모함으로써, 주행 모드 변경 없이 회생 제동을 유지함으로써, 불필요한 연료의 소모를 방지할 수 있게 된다. 또한, GPF의 자연 재생 및 EMM을 조기에 수행함으로써, 추가적인 연비 상승 효과를 꾀할 수 있다.In a typical hybrid vehicle, series control is performed. In series control, power is generated and transmitted in the following order: engine operation (fuel consumption) -> HSG power generation (power generation mode) -> electric energy generation -> motor drive -> vehicle drive (conversion of electric energy into kinetic energy). On the other hand, in the reverse series control method according to the present invention, in the order of vehicle braking (kinetic energy generation) -> motor generation (regenerative braking) -> electric energy generation -> HSG driving (starter mode) -> engine rotation, power is generated and passed That is, in the reverse series control according to the present invention, the
한편, 단계 S10에서 고전압 배터리(18)의 충전량(SOC)이 미리 정해진 제1 기준값 미만으로 판단되어, 즉각적으로 배터리 보호를 위한 역 시리즈 제어를 실시할 필요가 없는 경우에도, 소정의 조건 하에서 회생 제동량을 예측함으로써, 선제적으로 고전압 배터리(18)의 충전량(SOC)를 소모시키는 것이 보다 바람직하다. On the other hand, even when it is determined that the charge amount (SOC) of the
이를 위해, HCU(20)는 고전압 배터리(18)의 충전량(SOC)이, 미리 정해진 제1 기준값 미만인 경우에, 제1 기준값 보다 작은 제2 기준값 이상인 지 여부를 판단한다(S20). 고전압 배터리(18)의 충전량(SOC)이 제2 기준값 이상인 경우에는, 즉각적인 역 시리즈 제어를 실시할 필요가 없으나, 예상 회생 제동량에 따라서는 단시간에 역 시리즈 제어가 필요한 충전량에 도달할 우려가 있는바, 선제적으로 역 시리즈 제어를 실시할 필요가 있다고 판단된다. To this end, when the charge amount SOC of the
따라서, 단계 S20에서 고전압 배터리(18)의 충전량(SOC)이 미리 정해진 제1 기준값 미만, 제2 기준값 이상인 것으로 판단되는 경우, 선제적으로 역 시리즈 제어를 실시할 필요가 있는 지 여부를 판단하기 위해, 예상 회생 제동량을 예측(S30)한다. 그리고, 예상 회생 제동량이 미리 정해진 기준값 이상인지 여부를 판단(S40)하고, 예상 회생 제동량이 미리 정해진 기준값 이상인 경우, 선제적으로 역 시리즈 제어를 실시한다(S50).Therefore, when it is determined in step S20 that the charge amount (SOC) of the
이 때, 예상 회생 제동량은, 바람직하게는 고전압 배터리(18)의 충전량 변화량, 대기압, 차속 및 가속도, 엑셀 페달 답력, 네비게이션 경로를 통해 예측될 수 있다. 예컨대, 네비게이션 경로 정보, 대기압과 같은 차량이 운전 중인 도로의 고도 정보, 3축 가속도 센서 등을 통해, 차량이 운전 중인 도로의 경사 정보를 획득할 수 있다. 이러한 정보를 통해, 현재 차량이 소정 각도 이상의 내리막길을 주행 중이며, 이러한 내리막길이 일정 이상 지속되는 것으로 판단되는 경우, 역 시리즈 제어를 실시하기 위한 예상 회생 제동량을 만족하는 것으로 판단할 수 있다. 마찬가지로, 배터리(18)의 충전량 감지 센서를 통해, 배터리(18)의 충전량의 시간 변화량 정보를 획득하고, 일정 속도 이상의 빠르기로 충전량이 증가하게 되는 경우, 역 시리즈 제어를 실시하기 위한 예상 회생 제동량을 만족하는 것으로 판단할 수 있다. 또한, 마찬가지로, 차속 및 차량 가속도(또는 엑셀 페달의 답력)와 회생 제동량의 관계를 이용하여, 차속 및 차량 가속도의 정보로부터 역 시리즈 제어를 실시하기 위한 예상 회생 제동량을 만족하는지 여부를 판단할 수 있다. In this case, the expected amount of regenerative braking may be preferably predicted through the amount of change in the charge amount of the
한편, 역 시리즈 제어를 실시하여, HSG(13)로 엔진(10)을 강제 회전시키는 것 만으로는, 배터리(18)의 충전량을 충분히 소모시키지 못할 수 있다. 이 경우, 별도의 전기 부하를 강제적으로 구동시켜 추가적으로 배터리(18)의 충전량을 소모시킬 필요가 있다. On the other hand, only by forcibly rotating the
이를 위해, HCU(20)는, 도시되지 않은 배터리 충전량 감지 센서 등을 통해, 역 시리즈 제어 시에 고전압 배터리(18)의 현재 충전 소모량을 계산한다(S60). 그리고, 시간당 충전 소모량을 미리 정해진 기준값과 대비(S70)한다. 단계 S70에서 시간당 충전 소모량이 미리 정해진 기준값 미만인 경우에는, 배터리 보호를 위한, 충분한 충전량이 소모되지 않은 것으로 판단한다. 따라서, HCU(20)는, 배터리(18)와 연결된 전기 부하를 강제로 구동한다(S80). 배터리(18)와 연결된 전기 부하에는 도 1에서 도시된 바와 같이, 열선 시트, 열선 핸들, PTC 히터, 헤드 램프등의 전열 전기 부하(22a)와, 블로어, 디프로스터(Defroster), 컴프레서와 같은 공조 전기 부하(22b) 및 쿨링팬, EWP(Electronic Water Pump motor)와 같은 열부하 해소 전기 부하(22c) 등이 있다. 이러한 전열 전기 부하(22a), 공조 전기 부하(22b), 열부하 해소 전기 부하(22c) 중 적어도 어느 하나의 부하를 강제로 구동시켜, 고전압 배터리(18)의 충전량을 신속하게 소모시킬 수 있다. To this end, the
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.As described above, although the present invention has been described with reference to limited embodiments and drawings, the present invention is not limited thereto, and the technical spirit of the present invention and the following by those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains. Of course, various modifications and variations are possible within the scope of equivalents of the claims to be described.
10: 엔진
11: 구동모터
12: 클러치
13: HCG
14: 인버터
15: 인버터
16: 변속기
17: 휠
18: 배터리
19: HDC
20: HCU
21: 운전정보검출부
22a: 전열 전기 부하
22b: 공조 전기 부하
22c: 열부하 해소 전기부하10: engine 11: drive motor
12: clutch 13: HCG
14: inverter 15: inverter
16: transmission 17: wheel
18: battery 19: HDC
20: HCU 21: operation information detection unit
22a: electrothermal
22c: thermal load relief electrical load
Claims (8)
회생 제동을 중단할 필요가 있다고 판정되는 경우, 엔진으로의 연료 공급이 중단된 상태에서 HSG(Hybrid Starter and Generator)에 의해 엔진을 강제 회전시킴으로써 상기 고전압 배터리의 충전량을 소모시키는 역 시리즈(reverse-series)제어를 실시하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 연비향상을 위한 역 시리즈 제어 방법.determining whether it is necessary to stop regenerative braking for high voltage battery protection; and
When it is determined that it is necessary to stop regenerative braking, the reverse-series consumes the charge amount of the high-voltage battery by forcibly rotating the engine by means of a hybrid starter and generator (HSG) in a state where the fuel supply to the engine is stopped. ) A reverse series control method for improving fuel efficiency of a hybrid vehicle, characterized in that the control is performed.
상기 회생 제동을 중단할 필요가 있는 지 여부를 판단하는 단계에서는,
상기 고전압 배터리의 충전량이 제1 기준값 이상인 경우, 고전압 배터리 보호를 위해 회생 제동을 중단시킬 필요가 있다고 판정하는, 하이브리드 차량의 연비향상을 위한 역 시리즈 제어 방법.The method according to claim 1,
In the step of determining whether it is necessary to stop the regenerative braking,
and determining that regenerative braking needs to be stopped to protect the high voltage battery when the charge amount of the high voltage battery is equal to or greater than a first reference value.
상기 회생 제동을 중단할 필요가 있는 지 여부를 판단하는 단계에서는,
상기 고전압 배터리의 충전량이 제1 기준값 미만인 경우에, 상기 고전압 배터리의 충전량이 제2 기준값 이상인지 여부를 판단하는 단계;
상기 고전압 배터리의 충전량이 제2 기준값 이상인 경우에, 운전 정보 검출부로부터 검출되는 운정 정보로부터 예상 회생 제동량을 예측하는 단계; 및
계산된 상기 예상 회생 제동량이 소정값 이상인 경우, 고전압 배터리 보호를 위해 회생 제동을 중단시킬 필요가 있다고 판정하는, 하이브리드 차량의 연비향상을 위한 역 시리즈 제어 방법.3. The method according to claim 2,
In the step of determining whether it is necessary to stop the regenerative braking,
determining whether the amount of charge of the high voltage battery is equal to or greater than a second reference value when the amount of charge of the high voltage battery is less than a first reference value;
predicting an expected amount of regenerative braking from the driving information detected by the driving information detector when the amount of charge of the high voltage battery is equal to or greater than a second reference value; and
When the calculated expected regenerative braking amount is equal to or greater than a predetermined value, it is determined that regenerative braking needs to be stopped in order to protect a high voltage battery.
현재의 고전압 배터리의 배터리 충전량 및 현재 시점까지 소정 시간 동안의 배터리 충전량의 변화량으로부터 상기 예상 회생 제동량을 예측하는, 하이브리드 차량의 연비향상을 위한 역 시리즈 제어 방법.4. The method according to claim 3,
A reverse series control method for improving fuel efficiency of a hybrid vehicle, wherein the expected regenerative braking amount is predicted from a current battery charge amount of a high voltage battery and a change amount of the battery charge amount for a predetermined time up to the current time point.
현재의 차속, 가속도 및 엑셀 페달 답력 중 적어도 어느 하나로부터 상기 예상 회생 제동량을 예측하는, 하이브리드 차량의 연비향상을 위한 역 시리즈 제어 방법.4. The method according to claim 3,
An inverse series control method for improving fuel efficiency of a hybrid vehicle, wherein the expected amount of regenerative braking is predicted from at least one of a current vehicle speed, an acceleration, and an accelerator pedal effort.
현재 대기압, 차량용 네비게이션으로부터 입력되는 위치 및 고도 정보, 현재 차량이 주행 중인 도로의 경사 구배 정보 중 적어도 어느 하나로부터 상기 예상 회생 제동량을 예측하는, 하이브리드 차량의 연비향상을 위한 역 시리즈 제어 방법.4. The method according to claim 3,
A reverse series control method for improving fuel efficiency of a hybrid vehicle, wherein the expected amount of regenerative braking is predicted from at least one of current atmospheric pressure, location and altitude information input from a vehicle navigation system, and information on a slope gradient of a road on which the vehicle is currently traveling.
상기 역 시리즈 제어에 의해 소모되는 고전압 배터리의 충전량을 계산하고,
상기 역 시리즈 제어에 의해 소모되는 고전압 배터리의 충전량이 소정값 미만인 경우에, 추가적인 전기 부하를 강제 작동하는, 하이브리드 차량의 연비향상을 위한 역 시리즈 제어 방법.The method according to claim 1,
calculating the amount of charge of the high voltage battery consumed by the inverse series control;
When the charge amount of the high voltage battery consumed by the reverse series control is less than a predetermined value, forcibly operating an additional electric load, the reverse series control method for improving fuel efficiency of a hybrid vehicle.
상기 전기 부하는,
차량에 설치된 전열 장치에 의해 전기 부하,
차량에 설치된 공조 장치에 의한 전기 부하 및
열부하 해소를 위해 차량에 설치된 장치에 의한 전기 부하 중 적어도 어느 하나인, 하이브리드 차량의 연비향상을 위한 역 시리즈 제어 방법.8. The method of claim 7,
The electrical load is
Electrical load by the electric heating device installed in the vehicle,
electrical load by the air conditioner installed in the vehicle and
A reverse series control method for improving fuel efficiency of a hybrid vehicle, which is at least one of an electric load by a device installed in the vehicle to relieve a thermal load.
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