KR20210134154A - 하이브리드 차량의 엔진 및 변속기 제어 방법 - Google Patents

하이브리드 차량의 엔진 및 변속기 제어 방법 Download PDF

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KR20210134154A
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KR
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rpm
engine
mhsg
vehicle
transmission
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KR1020200052727A
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이재빈
박준성
황태원
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현대자동차주식회사
기아 주식회사
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16H61/0202—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing characterised by the signals used the signals being electric
    • F16H61/0204—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing characterised by the signals used the signals being electric for gearshift control, e.g. control functions for performing shifting or generation of shift signal
    • F16H61/0213—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing characterised by the signals used the signals being electric for gearshift control, e.g. control functions for performing shifting or generation of shift signal characterised by the method for generating shift signals
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    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/42—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by the architecture of the hybrid electric vehicle
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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 차량의 엔진 및 변속기 제어 방법은, 제어기가 차량의 SSC(Start & Stop Coasting; 타력 주행) 해제 후 엔진 재시동 또는 NCC(Neutral Coasting Control; 중립 제어) 중 차량 가속인지 여부를 판단하는 단계와, 상기 차량의 SSC 해제 후 엔진 재시동 또는 NCC 중 차량 가속으로 판단되었다면, 상기 제어기가 현재 차량 변속기의 RPM과 기어단을 판단하는 단계와, 상기 제어기가 차량의 MHSG 목표 RPM 및 MHSG 목표 RPM 기울기를 결정하는 단계와, 상기 제어기가 상기 MHSG 목표 RPM 및 MHSG 목표 RPM 기울기를 추종하도록 차량의 MHSG RPM 제어를 수행하는 단계와, 상기 제어기가 상기 MHSG RPM이 상기 MHSG 목표 RPM 대비 슬립이 발생하였는지 판단하는 단계, 및 상기 MHSG RPM이 상기 MHSG 목표 RPM 대비 슬립이 발생하였으면, 상기 제어기가 상기 MHSG 목표 RPM 추종을 위해 PID 제어를 수행하는 단계를 포함한다.

Description

하이브리드 차량의 엔진 및 변속기 제어 방법{METHOD OF CONTROLLING ENGINE AND TRANSMISSION OF HYBRID VEHICLE}
본 발명은 하이브리드 차량의 엔진 및 변속기 제어 방법에 관한 것으로, 구체적으로 타력주행(SSC) 해제 후 엔진 재시동 또는 중립 제어(NCC) 중 차량 가속시 저 RPM 영역에서 MHSG 모터를 이용하여 MHSG RPM을 MHSG 목표 RPM을 추종하도록 제어하고 이후에 특정 RPM에서는 엔진 RPM 제어를 통해 차량 가속감을 부드럽게 개선시킬 수 있는 하이브리드 차량의 엔진 및 변속기 제어 방법에 관한 것이다.
주지하는 바와 같이 하이브리드 차량(hybrid electric vehicle)은 내연기관(internal combustion engine)과 배터리 전원을 함께 사용한다. 즉, 하이브리드 차량은 내연기관의 동력과 모터의 동력을 효율적으로 조합하여 사용한다.
하이브리드 차량은 엔진과 모터의 파워 분담비에 따라 마일드(mild) 타입과 하드(hard) 타입으로 구분할 수 있다. 마일드 타입의 하이브리드 차량(이하, 마일드 하이브리드 차량이라 한다)은 알터네이터 대신에 엔진을 시동하거나 상기 엔진의 출력에 의해 발전하는 시동 발전기(mild hybrid starter & generator; MHSG)가 구비된다. 하드 타입의 하이브리드 차량은 엔진을 시동하거나 상기 엔진의 출력에 의해 발전하는 시동 발전기와 차량을 구동하는 구동 모터가 각각 별도로 구비된다.
마일드 하이브리드 차량은 MHSG를 이용하여 주행 상태에 따라 엔진 토크를 보조할 수 있으며, 회생제동을 통해 배터리(예를 들어, 48 V 배터리)를 충전할 수 있다. 이에 따라, 마일드 하이브리드 차량의 연비가 향상될 수 있다.
한편, 48V 하이브리드 시스템에서는, 특정 조건에서 변속기 클러치를 OFF하고, 엔진의 시동을 OFF하여 연비 및 친환경 규제를 만족하는 SSC(Start & Stop coasting; 타력 주행) 기술, 그리고, 특정 조건에서 변속기 클러치만 OFF하는 NCC(Neutral Coasting Control; 중립 제어) 기술을 이용한다. SSC는 페달을 뗀 후, 특정조건에서 클러치와 엔진 RPM이 계속 감소하여 엔진 시동을 완전 OFF하는 제어 기술이며, NCC는 클러치만 OFF함으로써 클러치 RPM은 계속 감소하고 엔진 RPM은 어느 정도 감소된 후 유지되는 제어 기술이다.
그런데, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, SSC 해제 후 엔진 재시동시 불안정한 엔진 RPM의 변화로 인해 차량의 울컥거림이 발생(도 1의 음영 부분)되거나 엔진 RPM 과다(도 2의 음영 부분)에 따라 차량 소음이 발생되고 이에 따라 차량의 승차감 및 연비가 악화될 수 있다.
따라서, SSC 해제 후 엔진 재시동 또는 NCC 중 차량 가속시 엔진 RPM 거동의 일관성이 요구되고 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 페달을 밟은 후, 엔진 RPM과 변속기 RPM이 동기화되는 시점까지 슬립 현상(도 3 및 도 4의 음영 부분)을 제거하여 차량의 충격이 완화될 수 있도록 하고, 그에 따라 승차감/운전성/연비/NVH(Noise, viabration, harshness)가 모두 개선될 수 있는 엔진 및 변속기 제어 기술이 필요하다.
본 발명은 이러한 문제점을 해결하고자 개발된 것으로, 타력주행(SSC) 해제 후 엔진 재시동 또는 중립 제어(NCC) 중 차량 가속시 저 RPM 영역에서 시동 발전기(MHSG)를 이용하여 MHSG RPM을 MHSG 목표 RPM을 추종하도록 제어하고, 이후에 특정 RPM에서는 엔진 RPM 제어를 통해 차량 가속감을 부드럽게 개선시킬 수 있는 하이브리드 차량의 엔진 및 변속기 제어 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 차량의 엔진 및 변속기 제어 방법은, 제어기가 차량의 SSC(Start & Stop Coasting; 타력 주행) 해제 후 엔진 재시동 또는 NCC(Neutral Coasting Control; 중립 제어) 중 차량 가속인지 여부를 판단하는 단계와, 상기 차량의 SSC 해제 후 엔진 재시동 또는 NCC 중 차량 가속으로 판단되었다면, 상기 제어기가 현재 차량 변속기의 RPM과 기어단을 판단하는 단계와, 상기 제어기가 차량의 MHSG 목표 RPM 및 MHSG 목표 RPM 기울기를 결정하는 단계와, 상기 제어기가 상기 MHSG 목표 RPM 및 MHSG 목표 RPM 기울기를 추종하도록 차량의 MHSG RPM 제어를 수행하는 단계와, 상기 제어기가 상기 MHSG RPM이 상기 MHSG 목표 RPM 대비 슬립이 발생하였는지 판단하는 단계, 및 상기 MHSG RPM이 상기 MHSG 목표 RPM 대비 슬립이 발생하였으면, 상기 제어기가 상기 MHSG 목표 RPM 추종을 위해 PID 제어를 수행하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 차량의 엔진 및 변속기 제어 방법은, 상기 MHSG 목표 RPM 추종을 위해 PID 제어를 수행하는 단계 후에, 상기 제어기가 상기 MHSG RPM이 엔진 개입 시점에 도달하였는지 판단하는 단계와, 상기 MHSG RPM이 상기 엔진 개입 시점에 도달하였으면, 상기 제어기가 현재 차량 변속기의 RPM과 기어단을 판단하는 단계와, 상기 제어기가 차량의 제1 엔진 목표 RPM 및 제1 엔진 목표 RPM 기울기를 결정하는 단계와, 상기 제어기가 상기 제1 엔진 목표 RPM 및 제1 엔진 목표 RPM 기울기를 추종하도록 차량의 엔진 RPM 제어를 수행하는 단계와, 상기 제어기가 상기 엔진 RPM이 상기 제1 엔진 목표 RPM 대비 슬립이 발생하였는지 판단하는 단계, 및 상기 엔진 RPM이 상기 제1 엔진 목표 RPM 대비 슬립이 발생하였으면, 상기 제어기가 상기 제1 엔진 목표 RPM 추종을 위해 PID 제어를 수행하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 차량의 엔진 및 변속기 제어 방법은, 상기 제1 엔진 목표 RPM 추종을 위해 PID 제어를 수행하는 단계 이후에, 상기 제어기가 상기 엔진 RPM이 변속기 RPM 제어 시점에 도달하였는지 판단하는 단계와, 상기 엔진 RPM이 변속기 RPM 제어 시점에 도달한 것으로 판단되었으면 제어기가 현재 차량 변속기의 RPM과 기어단을 판단하는 단계와, 상기 제어기가 차량의 제2 엔진 목표 RPM을 결정하는 단계와, 상기 제어기가 상기 제2 엔진 목표 RPM 추종을 위해 PID 제어를 수행하는 단계와, 상기 제어기가 상기 현재 엔진 RPM, 제2 엔진 목표 RPM 및 상기 현재 엔진 RPM과 제2 엔진 목표 RPM 간의 슬립량 정보를 TMS(변속기 제어 시스템; transmission management system)에 전송하는 단계, 및 상기 제어기가 상기 TMS에 전송된 정보를 기반으로 상기 클러치의 토크를 제어하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 MHSG 목표 RPM 및 MHSG 목표 RPM 기울기를 결정하는 단계는, 상기 제어기가 현재 차속을 파악하고, 상기 제어기가 상기 현재 차속과 기어단에 대해 미리 설정된 제1 맵 테이블에 의해 산출되는 엔진 기준 제어로 절환되는 시점의 MHSG RPM을 결정하고, 상기 제어기가 상기 현재 MHSG RPM과 상기 엔진 기준 제어로 절환되는 시점의 MHSG RPM에 대한 미리 설정된 제2 맵 테이블에 의해 산출되는 MHSG 목표 RPM 및 MHSG 목표 RPM 기울기를 결정하는 것일 수 있다.
상기 제2 맵 테이블은, 차량의 페달 조작이 있는 경우 차량의 페달 조작이 없는 경우에 비해 종료점의 MHSG RPM이 증대된 수치로 제시될 수 있다.
상기 MHSG RPM이 엔진 개입 시점에 도달하였는지 판단하는 단계는, 상기 제어기가 상기 MHSG RPM이 700rpm/sec 이상이면, 상기 엔진 개입 시점에 도달한 것으로 판단하는 것일 수 있다.
상기 MHSG 목표 RPM 추종을 위해 PID 제어하는 단계는, 응답성이 빠른 엔진 점화 시기 조정과 지속성이 강한 스로틀 열림량 조정을 통해 수행될 수 있다.
상기 MHSG RPM이 상기 MHSG 목표 RPM 대비 오버슛(overshoot) 상황에서, 상기 제어기가 상기 엔진 점화 시기를 지각시키고, 상기 스로틀 열림량을 감소시키도록 제어할 수 있다.
상기 차량의 제1 엔진 목표 RPM 및 제1 엔진 목표 RPM 기울기를 결정하는 단계는, 상기 제어기가 현재 엔진 RPM과 현재 변속기 RPM에 대해 미리 설정된 제3 맵 테이블에 의해 산출되는 변속기 RPM 제어로 절환되는 시점의 엔진 RPM을 결정하고, 상기 제어기가 상기 현재 엔진 RPM과 상기 변속기 RPM 제어로 절환되는 시점의 엔진 RPM에 대한 미리 설정된 제4 맵 테이블에 의해 산출되는 제1 엔진 목표 RPM 및 제1 엔진 목표 RPM 기울기를 결정하는 것일 수 있다.
상기 제4 맵 테이블은, 차량의 페달 조작이 있는 경우 차량의 페달 조작이 없는 경우에 비해 종료점의 엔진 RPM이 증대된 수치로 제시된 것일 수 있다.
상기 제1 엔진 목표 RPM 추종을 위해 PID 제어하는 단계는, 응답성이 빠른 엔진 점화 시기 조정과 지속성이 강한 스로틀 열림량 조정을 통해 수행될 수 있다.
상기 엔진 RPM이 상기 제1 엔진 목표 RPM 대비 오버슛(overshoot) 상황에서, 상기 제어기가 상기 엔진 점화 시기를 지각시키고, 상기 스로틀 열림량을 감소시키도록 제어할 수 있다.
상기 엔진 RPM이 변속기 RPM 제어 시점에 도달하였는지 판단하는 단계는, 상기 엔진 RPM과 상기 변속기 RPM의 차이가 50rpm 내지 100rpm인 경우 변속기 RPM 제어 시점에 도달한 것으로 판단하는 것일 수 있다.
상기 차량의 제2 엔진 목표 RPM을 결정하는 단계에서, 상기 제어기가 상기 제2 엔진 목표 RPM을 0으로 설정할 수 있다.
상기 제2 엔진 목표 RPM 추종을 위해 PID 제어를 수행하는 단계는, 응답성이 빠른 엔진 점화 시기 조정과 지속성이 강한 스로틀 열림량 조정을 통해 수행될 수 있다.
상기 엔진 RPM이 상기 제2 엔진 목표 RPM 대비 오버슛(overshoot) 상황에서, 상기 제어기가 상기 엔진 점화 시기를 지각시키고, 상기 스로틀 열림량을 감소시키도록 제어할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 타력주행(SSC) 해제 후 엔진 재시동 또는 중립 제어(NCC) 중 차량 가속시 엔진 RPM 거동의 일관성을 확보하고, 차량의 가속감을 부드럽게 개선시킬 수 있고, 연비, 환경규제, 및 운전성을 모두 향상시킬 수 있다.
도 1은 기존의 SSC 해제 후 엔진 재시동시 클러치 제어에 의해 불안정한 엔진 RPM의 변화를 나타내는 도면이다.
도 2는 기존의 차량의 SSC 해제 후 엔진 재시동시 엔진 RPM의 과다 상승을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 SSC 해제 후 엔진 재시동시 엔진 RPM과 변속기 RPM이 동기화되는 시점까지의 엔진 RPM의 변화를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 NCC 중 차량 가속시 엔진 RPM과 변속기 RPM이 동기화되는 시점까지의 엔진 RPM의 변화를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 차량의 엔진 및 변속기 제어 방법에 의해 SSC 해제 후 엔진 재시동시 엔진 RPM 및 변속기RPM의 변화를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 차량의 엔진 및 변속기 제어 방법에 의해 NCC 중 차량 가속시 엔진 RPM 및 변속기RPM의 변화를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 차량의 엔진 및 변속기 제어 방법을 나타내는 순서도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 차량의 엔진 및 변속기 제어 방법에서, 엔진 기준 제어로 절환되는 시점의 MHSG RPM을 산출하기 위한 제1 맵 테이블을 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 차량의 엔진 및 변속기 제어 방법에서, MHSG 목표 RPM 및 MHSG 목표 RPM 기울기를 결정하기 위한, 페달 조작이 없는 경우의 제2 맵 테이블을 나타내는 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 차량의 엔진 및 변속기 제어 방법에서, MHSG 목표 RPM 및 MHSG 목표 RPM 기울기를 결정하기 위한, 페달 조작이 있는 경우의 제2 맵 테이블을 나타내는 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 차량의 엔진 및 변속기 제어 방법에서, SSC 해제 후 엔진 재시동시 페달 조작이 없는 경우의 엔진 RPM의 변화를 나타내는 도면이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 차량의 엔진 및 변속기 제어 방법에서, SSC 해제 후 엔진 재시동시 페달 조작이 있는 경우의 엔진 RPM의 변화를 나타내는 도면이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 차량의 엔진 및 변속기 제어 방법에서, 엔진 RPM(MHSG RPM)이 엔진 목표 RPM(MHSG 목표 RPM) 대비 오버슛(overshoot) 상황에서의 엔진 목표 RPM (MHSG 목표 RPM)추종을 위한 PID 제어를 나타내는 개념도이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 차량의 엔진 및 변속기 제어 방법에서, 변속기 기준 제어로 절환되는 시점의 제1 엔진 RPM을 산출하기 위한 제3 맵 테이블을 나타내는 도면이다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 차량의 엔진 및 변속기 제어 방법에서, 제1 엔진 목표 RPM 및 제1 엔진 RPM 기울기를 결정하기 위한, 페달 조작이 없는 경우의 제4 맵 테이블을 나타내는 도면이다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 차량의 엔진 및 변속기 제어 방법에서, 제1 엔진 목표 RPM 및 제1 엔진 RPM 기울기를 결정하기 위한, 페달 조작이 있는 경우의 제4 맵 테이블을 나타내는 도면이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.
또한, 여러 실시예들에 있어서, 동일한 구성을 가지는 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 사용하여 대표적으로 일 실시예에서 설명하고, 그 외의 실시예들에서는 일 실시예와 다른 구성에 대해서만 설명하기로 한다.
도면들은 개략적이고 축적에 맞게 도시되지 않았다는 것을 일러둔다. 도면에 있는 부분들의 상대적인 치수 및 비율은 도면에서의 명확성 및 편의를 위해 그 크기에 있어 과장되거나 감소되어 도시되었으며, 임의의 치수는 단지 예시적인 것이지 한정적인 것은 아니다. 그리고, 둘 이상의 도면에 나타나는 동일한 구조물, 요소 또는 부품에는 동일한 참조 부호가 유사한 특징을 나타내기 위해 사용된다. 어느 부분이 다른 부분의 "위에" 또는 "상에" 있다고 언급하는 경우, 이는 바로 다른 부분의 위에 있을 수 있거나 그 사이에 다른 부분이 수반될 수도 있다.
본 발명의 실시예는 본 발명의 한 실시예를 구체적으로 나타낸다. 그 결과, 도해의 다양한 변형이 예상된다. 따라서 실시예는 도시한 영역의 특정 형태에 국한되지 않으며, 예를 들면 제조에 의한 형태의 변형도 포함한다.
이하, 도 5, 및 도 7 내지 도 16을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 차량의 엔진 및 변속기 제어 방법에 관하여 설명한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 차량의 엔진 및 변속기 제어 방법에 의해 SSC 해제 후 엔진 재시동시 엔진 RPM 및 변속기RPM의 변화를 나타내는 도면이고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 차량의 엔진 및 변속기 제어 방법을 나타내는 순서도이다.
우선, 도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 차량의 엔진 및 변속기 제어 방법은 제어기가 차량의 SSC(Start & Stop Coasting; 타력 주행) 해제 후 엔진 재시동 또는 NCC(Neutral Coasting Control; 중립 제어) 중 차량 가속인지 여부를 판단한다(S101). 이 때, 제어기는 예를 들어, 프로그램에 의하여 동작하는 하나 이상의 마이크로프로세서(microprocessor)(예를 들어, ECU (Engine Control Unit 또는 Electronic Control Unit) 또는 상기 마이크로프로세서를 포함하는 하드웨어일 수 있고, 상기 프로그램은 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 차량의 엔진 및 변속기 제어 방법을 수행하기 위한 일련의 명령(instruction)을 포함할 수 있다.
그 후, 차량의 SSC 해제 후 엔진 재시동 또는 NCC 중 차량 가속으로 판단되었다면, ① 단계로 넘어가, 상기 제어기가 현재 차량 변속기의 RPM과 기어단을 판단한다(S102).
그 후, 상기 제어기가 차량의 MHSG 목표 RPM 및 MHSG 목표 RPM 기울기를 결정한다(S103). 이 때, 차량의 MHSG 목표 RPM 및 MHSG 목표 RPM 기울기는 MHSG의 하드웨어적 특성에 따라 미리 설정된 맵 테이블을 이용하여 결정될 수 있다. 예를 들어, 차량 속도와 차량 기어단, MHSG RPM 등을 이용하여 미리 설정된 맵 테이블을 이용하여 결정될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따라 차량의 MHSG 목표 RPM 및 MHSG 목표 RPM 기울기를 결정하기 위한 제1 맵 테이블 및 제2 맵 테이블은 도 8 내지 도 10에 예시로서 도시되어 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 차량의 엔진 및 변속기 제어 방법에서, 엔진 기준 제어로 절환되는 시점의 MHSG RPM을 산출하기 위한 제1 맵 테이블을 나타내는 도면이고, 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 차량의 엔진 및 변속기 제어 방법에서, MHSG 목표 RPM 및 MHSG 목표 RPM 기울기를 결정하기 위한, 페달 조작이 없는 경우의 제2 맵 테이블을 나타내는 도면이며, 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 차량의 엔진 및 변속기 제어 방법에서, MHSG 목표 RPM 및 MHSG 목표 RPM 기울기를 결정하기 위한, 페달 조작이 있는 경우의 제2 맵 테이블을 나타내는 도면이다.
도 8을 참조하면, 엔진 기준 제어로 절환되는 시점의 MHSG RPM을 결정하기 위한 차속(가로축)과 기어단(세로축)에 대한 제1 맵 테이블이 제시되어 있다. 또한, 도 9를 참조하면, 도 8에서 결정된 엔진 기준 제어로 절환되는 시점의 MHSG RPM(세로축)과 현재 MHSG RPM(가로축)에 대한 종료점의 MHSG RPM이 제2 테이블로 제시되어 있다.
상세히 설명하면, 제1 맵 테이블을 이용하여, 현재 차속과 기어단에 따라 엔진 기준 제어로 절환되는 시점의 MHSG RPM이 결정된다.
그리고, 현재 차량의 MHSG RPM(시작점)과 엔진 기준 제어로 절환되는 시점의 MHSG RPM에 대한 제2 맵 테이블을 이용하여 종료점의 MHSG RPM을 결정하고, 상기 시작점과 종료점을 잇는 직선의 기울기가 MHSG 목표 RPM 기울기로 결정된다.
한편, 페달 조작이 없는 경우, 도 9의 맵 테이블을 이용하고, 페달 조작이 있는 경우는 도 10의 맵 테이블을 이용할 수 있다.
차량의 페달 조작이 있는 경우(도 10), 차량의 페달 조작이 없는 경우(도 9)에 비해 종료점의 MHSG RPM이 증대된 수치로 제시된다. 이에 따라, 도 11 및 도 12에 도시된 바와 같이, 차량의 페달 조작이 있는 경우(도 12), 차량의 페달 조작이 없는 경우(도 11)에 비해, MHSG 목표 RPM 기울기가 더 크게 형성될 수 있고, 이에 따라 변속기 RPM 제어 시점을 앞당길 수 있다.
페달 조작이 없는 경우, 차속(가로축)과 기어단(세로축)에 대해 미리 설정된 제1 맵 테이블에 의해서, 엔진 기준 제어로 절환되는 시점의 MHSG RPM을 결정하고, 현재 MHSG RPM(시작점, 가로축)과 엔진 기준 제어로 절환되는 시점의 MHSG RPM(세로축)에 대해 미리 설정된 제2 테이블에 의해서, 종료점의 MHSG RPM을 결정한다. 따라서, 시작점과 종료점을 잇는 직선이 MHSG 목표 RPM 기울기로 결정된다. 시작점과 종료점을 잇는 직선의 MHSG 목표 RPM 기울기가 결정되면 시간의 흐름에 따라, 그 직선 상의 한 시점의 MHSG RPM이 해당 시점의 MHSG의 목표 RPM으로 결정된다.
차량의 MHSG 목표 RPM 기울기 및 MHSG 목표 RPM이 정해지면, 제어기가 MHSG 목표 RPM 및 MHSG 목표 RPM 기울기를 추종하도록 차량의 MHSG RPM 제어를 수행한다(S104). 이 때, EMS(Engine Management System)에서 공회전 속도 제어(idle speed control)에서 사용하고 있는 PID 제어와 동일한 형태로 제어가 수행될 수 있다. PID 제어는 엔진 점화 시기, 스로틀 열림량 조정을 통해 이루어질 수 있다.
그 후, 제어기가 MHSG RPM이 MHSG 목표 RPM 대비 슬립이 발생하였는지 판단한다(S105). 도 5에 도시된 바와 같이, MHSG RPM이 상기 시작점과 종료점을 잇는 직선을 이탈하여 튐 현상이 발생(① 부분)되면, MHSG RPM이 MHSG 목표 RPM 대비 슬립이 발생된 것으로 판단된다.
그 후, MHSG RPM이 MHSG 목표 RPM 대비 슬립이 발생된 것으로 판단되면, 제어기가 MHSG 목표 RPM 추종을 위해 PID 제어를 수행한다(S106). 이 때, 응답성이 빠른 엔진 점화 시기 조정과 지속성이 강한 스로틀 열림량 조정을 통해 PID 제어가 수행될 수 있다. MHSG RPM이 MHSG 목표 RPM 대비 오버슛(overshoot) 상황에서 제어기가 엔진 점화 시기를 지각시키고, 스로틀 열림량을 감소시키도록 제어할 수 있다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 차량의 엔진 및 변속기 제어 방법에서, 엔진 RPM(MHSG RPM)이 엔진 목표 RPM(MHSG 목표 RPM) 대비 오버슛(overshoot) 상황에서의 엔진 목표 RPM (MHSG 목표 RPM)추종을 위한 PID 제어를 나타내는 개념도이다.
도 13에 도시된 바와 같이, MHSG RPM이 MHSG 목표 RPM 대비 오버슛(overshoot) 상황에서, 제어기는 응답성이 빠른 P, D 게인 중 점화시기 위주 제어 구간(①)에서, 점화시기를 지각시키고, 응답성이 느리지만 지속성 측면에서 유리한 P, D 게인 중 스로틀 열림량(TPS; Throttle position sensor) 위주 제어 구간(②)에서, 스로틀 열림량을 감소시키도록 제어하며, 이 후 ③ 구간에서는 스로틀 열림량 편차를 I 게인에 반영하여 보정을 완료한다.
도 13에 따른 PID 제어에 의해, 도 5에 도시된 ① 부분의 MHSG RPM의 슬립(튐) 현상을 제거하여 MHSG RPM이 MHSG 목표 RPM을 추종하도록 제어함으로써, 차량의 울컥거림을 제거하고 가속감을 부드럽게 개선할 수 있다. 이에 따라, 도 3에 도시된 바와 같이, SSC 해제 후 엔진 재시동시 음영 부분에서의 MHSG RPM 및 MHSG RPM 변곡을 제거하여 선형성을 향상시킬 수 있다.
한편, 다시 도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 차량의 엔진 및 변속기 제어 방법은, 상기 MHSG 목표 RPM 추종을 위해 PID 제어를 수행하는 단계(S106) 후에, ② 단계로 넘어가, 제어기가 MHSG RPM이 엔진 개입 시점에 도달하였는지 판단하는 단계(S201)를 더 포함할 수 있다. 이 때, MHSG RPM이 엔진 개입 시점에 도달하였는지의 판단은 엔진의 하드웨어적 특성(제어 범위, 내구성 한계 등)에 따른 것으로, 본 발명에서는 MHSG RPM이 700rpm/sec 이상이면 엔진 개입 시점에 도달한 것으로 판단될 수 있다. 즉, 차량의 엔진 RPM이 700rpm/sec 시점까지 상승하는 동안은 MHSG RPM 제어로 이행하고 그 이상은 엔진 RPM 제어가 가능하다. MHSG의 용량 증대 또는 내구성 증대 모터 적용시 상기 기준은 변경 가능하다.
그 후, MHSG RPM이 엔진 개입 시점에 도달하였으면, 제어기가 현재 차량 변속기의 RPM과 기어단을 판단한다(S202).
그 후, 제어기가 차량의 제1 엔진 목표 RPM 및 제1 엔진 목표 RPM 기울기를 결정한다(S203). 이 때, 제1 엔진 목표 RPM 및 제1 엔진 목표 RPM 기울기는, 엔진의 하드웨어적 특성에 따라 미리 설정된 맵 테이블을 이용하여 결정될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따라 차량의 엔진 목표 RPM 및 엔진 목표 RPM 기울기를 결정하기 위한 제3 맵 테이블 및 제4 맵 테이블은 도 14 내지 도 16에 예시로서 도시되어 있다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 차량의 엔진 및 변속기 제어 방법에서, 변속기 기준 제어로 절환되는 시점의 제1 엔진 RPM을 산출하기 위한 제3 맵 테이블을 나타내는 도면이고, 도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 차량의 엔진 및 변속기 제어 방법에서, 제1 엔진 목표 RPM 및 제1 엔진 RPM 기울기를 결정하기 위한, 페달 조작이 없는 경우의 제4 맵 테이블을 나타내는 도면이며, 도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 차량의 엔진 및 변속기 제어 방법에서, 제1 엔진 목표 RPM 및 제1 엔진 RPM 기울기를 결정하기 위한, 페달 조작이 있는 경우의 제4 맵 테이블을 나타내는 도면이다.
도 14를 참조하면, 현재 엔진 RPM(가로축)과 현재 변속기 RPM(세로축)에 대해 미리 설정된 제3 맵 테이블을 이용하여 변속기 RPM 제어로 절환되는 시점(시작점)의 엔진 RPM을 결정한다.
그리고, 도 15를 참조하면, 현재 엔진 RPM(가로축)과 변속기 RPM 제어로 절환되는 시점의 엔진 RPM(세로축)에 대해 미리 설정된 제4 맵 테이블을 이용하여 종료점의 엔진 RPM을 결정한다. 상기 시작점과 종료점을 잇는 직선의 기울기가 제1 엔진 목표 RPM 기울기로 결정된다.
한편, 페달 조작이 없는 경우, 도 15의 맵 테이블을 이용하고, 페달 조작이 있는 경우는 도 16의 맵 테이블이 이용될 수 있다. 차량의 페달 조작이 있는 경우(도 16), 차량의 페달 조작이 없는 경우(도 15)에 비해 종료점의 엔진 RPM이 증대된 수치로 제시된다. 이에 따라, 차량의 페달 조작이 있는 경우 차량의 페달 조작이 없는 경우에 비해, 제1 엔진 목표 RPM 기울기가 더 크게 형성될 수 있고, 이에 따라 변속기 RPM 제어 시점을 앞당길 수 있다.
시작점과 종료점을 잇는 직선의 제1 엔진 목표 RPM 기울기가 결정되면 시간의 흐름에 따라, 그 직선 상의 한 시점의 제1 엔진 RPM이 해당 시점의 엔진의 목표 RPM으로 결정된다
그 후, 차량의 제1 엔진 목표 RPM 및 제1 엔진 목표 RPM 기울기가 결정되면, 제어기가 제1 엔진 목표 RPM 및 제1 엔진 목표 RPM 기울기를 추종하도록 차량의 엔진 RPM 제어를 수행한다(S204). 이 때, 상기 설명한 MHSG RPM 제어와 동일하게, PID 제어가 이용될 수 있으며, PID 제어는 엔진 점화 시기, 스로틀 열림량 조정을 통해 이루어질 수 있다.
그 후, 제어기가 엔진 RPM이 제1 엔진 목표 RPM 대비 슬립이 발생하였는지 판단한다(S205). 도 5에 도시된 바와 같이, 엔진 RPM이 상기 시작점과 종료점을 잇는 직선을 이탈하여 튐 현상이 발생(① 부분)되면, 엔진 RPM이 제1 엔진 목표 RPM 대비 슬립이 발생된 것으로 판단된다.
그 후, 엔진 RPM이 제1 엔진 목표 RPM 대비 슬립이 발생된 것으로 판단되면, 제어기가 제1 엔진 목표 RPM 추종을 위해 PID 제어를 수행한다(S206). 이 때, 응답성이 빠른 엔진 점화 시기 조정과 지속성이 강한 스로틀 열림량 조정을 통해 PID 제어가 수행될 수 있다. 엔진 RPM이 제1 엔진 목표 RPM 대비 오버슛(overshoot) 상황에서는 제어기가 엔진 점화 시기를 지각시키고, 스로틀 열림량을 감소시키도록 제어할 수 있다.
도 13에 도시된 바와 같이, 엔진 RPM이 제1 엔진 목표 RPM 대비 오버슛(overshoot) 상황에서, 제어기는 응답성이 빠른 P, D 게인 중 점화시기 위주 제어 구간(①)에서, 점화시기를 지각시키고, 응답성이 느리지만 지속성 측면에서 유리한 P, D 게인 중 스로틀 열림량(TPS; Throttle position sensor) 위주 제어 구간(②)에서, 스로틀 열림량을 감소시키도록 제어하며, 이 후 ③ 구간에서는 스로틀 열림량 편차를 I 게인에 반영하여 보정을 완료한다.
도 13에 따른 PID 제어에 의해 엔진 RPM의 슬립(튐) 현상을 제거하여 엔진 RPM이 제1 엔진 목표 RPM을 추종하도록 제어함으로써, 차량의 울컥거림을 제거하고 가속감을 부드럽게 개선할 수 있다.
한편, 다시 도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 차량의 엔진 및 변속기 제어 방법은 상기 제1 엔진 목표 RPM 추종을 위해 PID 제어를 수행하는 단계(S206) 이후에, ③ 단계로 넘어가, 제어기가 엔진 RPM이 변속기 RPM 제어 시점에 도달하였는지 판단하는 단계(S301)를 더 포함할 수 있다. 이 때, 엔진 RPM과 변속기 RPM의 차이가 50rpm 내지 100rpm인 경우 변속기 RPM 제어 시점에 도달한 것으로 판단될 수 있다.
그 후, 엔진 RPM이 변속기 RPM 제어 시점에 도달한 것으로 판단되었으면 제어기가 현재 차량 변속기의 RPM과 기어단을 판단한다(S302).
그 후, 제어기가 차량의 제2 엔진 목표 RPM을 결정한다(S303). 이 때, 제2 엔진 목표 RPM은 0으로 설정될 수 있다.
그 후, 제어기는 제2 엔진 목표 RPM 추종을 위해 PID 제어를 수행한다(S304). 이 때, PID 제어는 응답성이 빠른 엔진 점화 시기 조정과 지속성이 강한 스로틀 열림량 조정을 통해 수행될 수 있으며, 엔진 RPM이 제2 엔진 목표 RPM 대비 오버슛 상황에서, 제어기가 엔진 점화 시기를 지각시키고, 상기 스로틀 열림량을 감소시키도록 제어할 수 있다.
그 후, 상기 제어기가 현재 엔진 RPM, 제2 엔진 목표 RPM 및 상기 현재 엔진 RPM과 제2 엔진 목표 RPM 간의 슬립량 정보를 TMS(변속기 제어 시스템; transmission management system)에 전송한다(S305). 현재 엔진 RPM과 제2 엔진 목표 RPM 간의 슬립량은 도 5의 ③ 부분으로 표현되어 있다.
그 후, 제어기가 TMS에 전송된 정보를 기반으로 상기 클러치의 토크를 제어한다(S306). 도 5를 참조하면, ③ 부분으로 표현된, 현재 엔진 RPM과 제2 엔진 목표 RPM 간의 슬립량 정보가 TMS에 전송되면, 제어기는 이를 바탕으로, 슬립이 없는 경우에 비해 클러치에 더 큰 토크를 가해 엔진 RPM과 변속기 RPM이 동기화되도록 제어한다. 클러치 토크 제어는 앞서 설명한 MHSG RPM 제어 및 엔진 RPM 제어에 더하여 보조적으로 수행될 수 있으며, 변속기의 하드웨어적 특성에 크게 구애받지 않는다.
한편, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 차량의 엔진 및 변속기 제어 방법에 의해 NCC 중 차량 가속시 엔진 RPM 및 변속기RPM의 변화를 나타내는 도면이다. 도 6은 NCC 중 차량 가속시 엔진 RPM이 0이 아닌 IDLE 상태의 RPM인 경우를 나타낸다. 이 경우, 도 5, 및 도 7 내지 도 16을 참조하여 설명한 바와 같이, MHSG 목표 RPM 및 MHSG 목표 RPM 기울기를 추종하도록 차량의 MHSG RPM 제어를 수행하고, MHSG RPM이 MHSG 목표 RPM 대비 슬립이 발생하였으면, MHSG 목표 RPM 추종을 위해 PID 제어를 수행한다. 그리고, MHSG RPM이 엔진 개입 시점에 도달한 경우, 제1 엔진 목표 RPM 및 제1 엔진 목표 RPM 기울기를 추종하도록 엔진 RPM 제어를 수행하고, 엔진 RPM이 제1 엔진 목표 RPM 대비 슬립이 발생하였으면, 제1 엔진 목표 RPM 추종을 위해 PID 제어를 수행한다. 그 후, 변속기 RPM 제어 시점에 도달하면, 제2 엔진 목표 RPM을 결정하고, 제2 엔진 목표 RPM 추종을 위한 PID 제어를 수행하며, 엔진 RPM과 제2 엔진 목표 RPM 간의 슬립이 발생되면 슬립량 정보를 기반으로 보조적으로 클러치의 토크를 제어한다.
도 6은 NCC 중 차량 가속시 엔진 RPM이 0이 아닌 IDLE 상태의 RPM인 경우로 설정한 점만 제외하고는 도 5의 SSC 해제 후 엔진 재시동시 제어와 동일하므로, 이하 설명은 생략한다.
도 3과 마찬가지로, 도 4에 도시된 바와 같이 NCC 중 차량 가속시 음영 부분에서의 MHSG RPM 및 엔진 RPM 변곡을 제거하여 선형성을 향상시킬 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 실시예에 따르면, SSC 해제 후 엔진 재시동 또는 NCC 중 차량 가속시 저 RPM 영역에서 MHSG 모터를 이용하여 MHSG RPM을 MHSG 목표 RPM을 추종하도록 제어하고 이후에 특정 RPM에서는 엔진 RPM 제어를 통해 차량 가속감을 부드럽게 개선시킬 수 있고, 변속기 RPM을 보조적으로 제어함으로써, 연비, 환경규제, 및 운전성을 모두 향상시킬 수 있다.
이상으로 본 발명에 관한 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.

Claims (16)

  1. 하이브리드 차량의 엔진 및 변속기 제어 방법으로서,
    제어기가 차량의 SSC(Start & Stop Coasting; 타력 주행) 해제 후 엔진 재시동 또는 NCC(Neutral Coasting Control; 중립 제어) 중 차량 가속인지 여부를 판단하는 단계;
    상기 차량의 SSC 해제 후 엔진 재시동 또는 NCC 중 차량 가속으로 판단되었다면, 상기 제어기가 현재 차량 변속기의 RPM과 기어단을 판단하는 단계;
    상기 제어기가 차량의 MHSG 목표 RPM 및 MHSG 목표 RPM 기울기를 결정하는 단계;
    상기 제어기가 상기 MHSG 목표 RPM 및 MHSG 목표 RPM 기울기를 추종하도록 차량의 MHSG RPM 제어를 수행하는 단계;
    상기 제어기가 상기 MHSG RPM이 상기 MHSG 목표 RPM 대비 슬립이 발생하였는지 판단하는 단계; 및
    상기 MHSG RPM이 상기 MHSG 목표 RPM 대비 슬립이 발생하였으면, 상기 제어기가 상기 MHSG 목표 RPM 추종을 위해 PID 제어를 수행하는 단계
    를 포함하는 하이브리드 차량의 엔진 및 변속기 제어 방법.
  2. 제 1 항에서,
    상기 MHSG 목표 RPM 추종을 위해 PID 제어를 수행하는 단계 후에,
    상기 제어기가 상기 MHSG RPM이 엔진 개입 시점에 도달하였는지 판단하는 단계;
    상기 MHSG RPM이 상기 엔진 개입 시점에 도달하였으면, 상기 제어기가 현재 차량 변속기의 RPM과 기어단을 판단하는 단계;
    상기 제어기가 차량의 제1 엔진 목표 RPM 및 제1 엔진 목표 RPM 기울기를 결정하는 단계;
    상기 제어기가 상기 제1 엔진 목표 RPM 및 제1 엔진 목표 RPM 기울기를 추종하도록 차량의 엔진 RPM 제어를 수행하는 단계;
    상기 제어기가 상기 엔진 RPM이 상기 제1 엔진 목표 RPM 대비 슬립이 발생하였는지 판단하는 단계; 및
    상기 엔진 RPM이 상기 제1 엔진 목표 RPM 대비 슬립이 발생하였으면, 상기 제어기가 상기 제1 엔진 목표 RPM 추종을 위해 PID 제어를 수행하는 단계
    를 더 포함하는 하이브리드 차량의 엔진 및 변속기 제어 방법.
  3. 제 2 항에서,
    상기 제1 엔진 목표 RPM 추종을 위해 PID 제어를 수행하는 단계 이후에,
    상기 제어기가 상기 엔진 RPM이 변속기 RPM 제어 시점에 도달하였는지 판단하는 단계;
    상기 엔진 RPM이 변속기 RPM 제어 시점에 도달한 것으로 판단되었으면 제어기가 현재 차량 변속기의 RPM과 기어단을 판단하는 단계;
    상기 제어기가 차량의 제2 엔진 목표 RPM을 결정하는 단계;
    상기 제어기가 상기 제2 엔진 목표 RPM 추종을 위해 PID 제어를 수행하는 단계;
    상기 제어기가 현재 엔진 RPM, 제2 엔진 목표 RPM 및 상기 현재 엔진 RPM과 제2 엔진 목표 RPM 간의 슬립량 정보를 TMS(변속기 제어 시스템; transmission management system)에 전송하는 단계; 및
    상기 제어기가 TMS에 전송된 정보를 기반으로 상기 클러치의 토크를 제어하는 단계;
    를 더 포함하는 하이브리드 차량의 엔진 및 변속기 제어 방법.
  4. 제 1 항에서,
    상기 MHSG 목표 RPM 및 MHSG 목표 RPM 기울기를 결정하는 단계는,
    상기 제어기가 현재 차속을 파악하고,
    상기 제어기가 상기 현재 차속과 기어단에 대해 미리 설정된 제1 맵 테이블에 의해 산출되는 엔진 기준 제어로 절환되는 시점의 MHSG RPM을 결정하고,
    상기 제어기가 상기 현재 MHSG RPM과 상기 엔진 기준 제어로 절환되는 시점의 MHSG RPM에 대한 미리 설정된 제2 맵 테이블에 의해 산출되는 MHSG 목표 RPM 및 MHSG 목표 RPM 기울기를 결정하는 하이브리드 차량의 엔진 및 변속기 제어 방법.
  5. 제 4 항에서,
    상기 제2 맵 테이블은,
    차량의 페달 조작이 있는 경우 차량의 페달 조작이 없는 경우에 비해 종료점의 MHSG RPM이 증대된 수치로 제시된 하이브리드 차량의 엔진 및 변속기 제어 방법.
  6. 제 2 항에서,
    상기 MHSG RPM이 엔진 개입 시점에 도달하였는지 판단하는 단계는,
    상기 제어기가 상기 MHSG RPM이 700rpm/sec 이상이면, 상기 엔진 개입 시점에 도달한 것으로 판단하는 하이브리드 차량의 엔진 및 변속기 제어 방법.
  7. 제 1 항에서,
    상기 MHSG 목표 RPM 추종을 위해 PID 제어하는 단계는,
    응답성이 빠른 엔진 점화 시기 조정과 지속성이 강한 스로틀 열림량 조정을 통해 수행되는 하이브리드 차량의 엔진 및 변속기 제어 방법.
  8. 제 7 항에서,
    상기 MHSG RPM이 상기 MHSG 목표 RPM 대비 오버슛(overshoot) 상황에서,
    상기 제어기가 상기 엔진 점화 시기를 지각시키고, 상기 스로틀 열림량을 감소시키도록 제어하는 하이브리드 차량의 엔진 및 변속기 제어 방법.
  9. 제 2 항에서,
    상기 차량의 제1 엔진 목표 RPM 및 제1 엔진 목표 RPM 기울기를 결정하는 단계는,
    상기 제어기가 현재 엔진 RPM과 현재 변속기 RPM에 대해 미리 설정된 제3 맵 테이블에 의해 산출되는 변속기 RPM 제어로 절환되는 시점의 엔진 RPM을 결정하고,
    상기 제어기가 상기 현재 엔진 RPM과 상기 변속기 RPM 제어로 절환되는 시점의 엔진 RPM에 대한 미리 설정된 제4 맵 테이블에 의해 산출되는 제1 엔진 목표 RPM 및 제1 엔진 목표 RPM 기울기를 결정하는 하이브리드 차량의 엔진 및 변속기 제어 방법.
  10. 제 9 항에서,
    상기 제4 맵 테이블은,
    차량의 페달 조작이 있는 경우 차량의 페달 조작이 없는 경우에 비해 종료점의 엔진 RPM이 증대된 수치로 제시된 하이브리드 차량의 엔진 및 변속기 제어 방법.
  11. 제 2 항에서,
    상기 제1 엔진 목표 RPM 추종을 위해 PID 제어하는 단계는,
    응답성이 빠른 엔진 점화 시기 조정과 지속성이 강한 스로틀 열림량 조정을 통해 수행되는 하이브리드 차량의 엔진 및 변속기 제어 방법.
  12. 제 11 항에서,
    상기 엔진 RPM이 상기 제1 엔진 목표 RPM 대비 오버슛(overshoot) 상황에서,
    상기 제어기가 상기 엔진 점화 시기를 지각시키고, 상기 스로틀 열림량을 감소시키도록 제어하는 하이브리드 차량의 엔진 및 변속기 제어 방법.
  13. 제 3 항에서,
    상기 엔진 RPM이 변속기 RPM 제어 시점에 도달하였는지 판단하는 단계는,
    상기 엔진 RPM과 상기 변속기 RPM의 차이가 50rpm 내지 100rpm인 경우 변속기 RPM 제어 시점에 도달한 것으로 판단하는 하이브리드 차량의 엔진 및 변속기 제어 방법.
  14. 제 3 항에서,
    상기 차량의 제2 엔진 목표 RPM을 결정하는 단계에서,
    상기 제어기가 상기 제2 엔진 목표 RPM을 0으로 설정하는 하이브리드 차량의 엔진 및 변속기 제어 방법.
  15. 제 3 항에서,
    상기 제2 엔진 목표 RPM 추종을 위해 PID 제어를 수행하는 단계는,
    응답성이 빠른 엔진 점화 시기 조정과 지속성이 강한 스로틀 열림량 조정을 통해 수행되는 하이브리드 차량의 엔진 및 변속기 제어 방법.
  16. 제 15 항에서,
    상기 엔진 RPM이 상기 제2 엔진 목표 RPM 대비 오버슛(overshoot) 상황에서,
    상기 제어기가 상기 엔진 점화 시기를 지각시키고, 상기 스로틀 열림량을 감소시키도록 제어하는 하이브리드 차량의 엔진 및 변속기 제어 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20220014456A (ko) * 2020-07-28 2022-02-07 현대자동차주식회사 하이브리드 차량의 엔진 및 변속기 제어 방법
JP2022115478A (ja) * 2021-01-28 2022-08-09 株式会社やまびこ エンジン作業機
KR102411583B1 (ko) * 2021-03-29 2022-06-22 주식회사 현대케피코 마일드 하이브리드 시스템의 캠 센서 에러 시 시동방법 및 장치

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6307277B1 (en) * 2000-04-18 2001-10-23 General Motors Corporation Apparatus and method for a torque and fuel control system for a hybrid vehicle
US9605614B2 (en) * 2012-12-13 2017-03-28 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Vehicle control system
KR20200130952A (ko) * 2019-05-13 2020-11-23 현대자동차주식회사 차량의 변속 제어 장치 및 방법
KR20210047133A (ko) * 2019-10-21 2021-04-29 현대자동차주식회사 연료분사조건 강화방식 중립 코스팅 제어 방법 및 시스템
KR20220014456A (ko) * 2020-07-28 2022-02-07 현대자동차주식회사 하이브리드 차량의 엔진 및 변속기 제어 방법

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