KR100901580B1 - 하이브리드 차량의 동력발생장치 제어 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 하이브리드 차량의 동력발생장치 제어 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 하이브리드 차량의 동력전달을 위한 시스템을 제어함에 있어서 극력(極力) 연비상 유리한 운전을 수행하면서 진동 및 이음을 없앨 수 있도록 한 하이브리드 차량의 동력발생장치 제어 방법에 관한 것이다.

이를 위해, 본 발명은 어떤 운전점(현재 운전점)을 선택해 운전하고 있는 상태에 있어서, 운전 가능 영역중의 최고 효율점이 다른 점이어도, 미리 정한 값 이상으로 현재 운전점보다 효율이 높아지지 않는 경우는, 운전점을 변경하지 않도록 함으로써, 결과적으로 운전점이 변경되는 빈도가 적어져 진동이나 이음이 해소될 수 있도록 한 하이브리드 차량의 동력발생장치 제어 방법을 제공한다.

하이브리드, 동력발생장치, 제어, 진동, 이음, 최고 효율점, 현재 운전점

Description

하이브리드 차량의 동력발생장치 제어 방법{Method for control power generating device for HEV}

도 1은 본 발명에 따른 하이브리드 차량의 동력발생장치 제어 방법을 설명하는 순서도,

도 2는 본 발명에 따른 제어 방법이 적용되는 하이브리드 차량의 동력발생장치 구성예를 나타내는 개략도,

도 3은 운전점을 변경하지 않는 경우로서, 현재운전점 및 최고효율점의 효율이 근사한 경우를 나타내는 그래프,

도 4는 운전점을 변경하는 경우로서, 현재운전점 및 최고효율점의 효율 차이가 큰 경우를 나태내는 그래프,

도 5는 높은 효율을 갖는 운전영역이 떨어져 복수 존재할 때의 운전효율을 나타내는 그래프.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 엔진 12 : 배터리

14 : 인버터 16 : 전동발전기

18 : 유성톱니바퀴기구

본 발명은 하이브리드 차량의 동력발생장치 제어 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 하이브리드 차량의 동력전달을 위한 시스템을 제어함에 있어서 극력(極力) 연비상 유리한 운전을 수행하면서 진동 및 이음을 없앨 수 있도록 한 하이브리드 차량의 동력발생장치 제어 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 하이브리드 차량은 기존 자동차에 사용되던 내연기관 엔진에 전기 모터를 결합한 형태를 말하며, 전기 모터는 차량 내부에 장착된 고전압 배터리로부터 전원을 공급 받고, 배터리는 자동차가 움직일 때 다시 충전되는 시스템으로 되어 있다.

첨부한 도 2에 도시된 바와 같이, 하이브리드 차량의 동력발생장치는 엔진(10), 배터리(12), 인버터(14), 전동발전기(16) 및 유성톱니바퀴기구(18) 등을 포함하여 구성되어 있는 바, 이러한 동력발생장치를 제어하는 종래의 제어장치을 보면 다음과 같다.

종래에는 동력발생장치의 제어장치에 상기 동력발생장치가 취해야 할 운전가능상태들을 엔진 토크와 엔진 회전수의 함수로 나타내는 운전가능 영역내의 복수 격자점을 취하고 이 격자점을 운전 포인트로 하여 상기 동력발생기관의 시스템 효율을 계산하는 수단과; 가장 높은 효율이 얻어지는 상기 운전 포인트를 특정하는 수단과; 특정한 상기 운전 포인트의 운전상태가 되도록 상기 전동발전기와 상기 엔진을 제어하는 수단이 갖추어져 있다.

그러나, 상기한 종래의 제어 장치를 사용하여, 최고 효율점의 선출에 의한 운전점의 결정을 이용하면서 동력발생시스템 운전을 수행하면, 진동 발생이나 빈번한 회전수 변동에 의한 이음(異音)이 발생되는 단점이 있었다.

즉, 최고 효율점이 미소한 운전 조건의 변화에 대해, 회전수가 크게 벗어난 점을 지시하는 경우, 효율이 가까운 복수의 점의 사이를 진동하는 경우 등이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 어떤 운전점(현재 운전점)을 선택해 운전하고 있는 상태에 있어서, 운전 가능 영역중의 최고 효율점이 다른 점이어도, 미리 정한 값 이상으로 현재 운전점보다 효율이 높아지지 않는 경우는, 운전점을 변경하지 않도록 함으로써, 결과적으로 운전점이 변경되는 빈도가 적어져 진동이나 이음이 해소될 수 있도록 한 하이브리드 차량의 동력발생장치 제어 방법을 제공한다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은: 적어도 하나의 원동기 및 전동 발전기, 전력 축적 장치를 포함하는 하이브리드 차량의 동력발생장치 제어 방법에 있어서, 복수의 운전가능상태들 각각의 경우에 대해 동력발생장치의 운전 효율을 계산하고, 그 중에 가장 높은 효율을 얻을 수 있는 운전 상태를 특정하는 단계와; 상기 특정된 운전 상태를 기반으로, 상기 동력발생장치를 구성하는 전동발전기, 원동기 및 전력축적장치가 운전이 불가능하게 되기 직전일 때, 상기 가장 높은 효율을 얻을 수 있는 운전 상태가 되도록 전동발전기 및 원동기를 제어하는 단계; 상기 특정된 운전 상태를 기반으로, 운전자의 조작량, 동력발생기관의 부하 속도, 및 부하 저항이 현재의 운전상태를 결정하였을 때 보다, 미리 정한 값 이상으로 변화하였을 때는 상기 가장 높은 효율을 얻을 수 있는 운전상태가 되도록 전동발전기 및 원동기를 제어하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 동력발생장치 제어 방법을 제공한다.

바람직한 일 구현예로서, 상기 동력발생장치의 운전효율 계산은 미리 계산결과를 제어장치에 기록해 놓고, 그 계산결과를 이용하여 상기 운전상태 특정을 수행하는 것을 특징으로 한다.

바람직한 다른 구현예로서, 상기 운전가능상태들은 동력발생장치를 구성하는 전동발전기, 원동기 및 전력축적장치의 운전한도 범위내에서 선택되는 것을 특징으로 한다.

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이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조로 상세하게 설명하기로 한다.

첨부한 도 1은 본 발명에 따른 하이브리드 차량의 동력발생장치 제어 방법을 설명하는 순서도이고, 도 3은 운전점을 변경하지 않는 경우로서, 현재운전점 및 최고효율점의 효율이 근사한 경우를 나타내는 그래프이며, 도 4는 운전점을 변경하는 경우로서, 현재운전점 및 최고효율점의 효율 차이가 큰 경우를 나태내는 그래프이다.

전술한 바와 같이, 하이브리드 차량의 동력발생장치는 엔진(10), 배터리(12), 인버터(14), 전동발전기(16) 및 유성톱니바퀴기구(18) 등을 포함하여 구성되어 있다.

또한, 이러한 동력발생장치를 제어하는 종래의 제어장치는 상기 동력발생장치가 취해야 할 운전가능상태들을 엔진 토크와 엔진 회전수의 함수로 나타내는 운전가능 영역내의 복수 격자점을 취하고 이 격자점을 운전 포인트로 하여 상기 동력발생기관의 시스템 효율을 계산하는 수단과; 가장 높은 효율이 얻어지는 상기 운전 포인트를 특정하는 수단과; 특정한 상기 운전 포인트의 운전상태가 되도록 상기 전동발전기와 상기 엔진을 제어하는 수단이 갖추어져 있다.

종래의 제어장치에 의하여, 각 운전가능상태점의 효율계산(S101) 및 가장 높은 효율이 얻어지는 운전 포인트가 특정되면(S102), 현재 운전점이 동력발생장치의 구성요소가 운전이 불가능하게 되기 직전 인지를 판단한다(S103).

예를들어, 엔진회전수가, 엔진출력이 불가능하게 되는 회전수보다 낮은, 그리고 미리 정한 회전수를 벗어나면, 운전이 불가능하게 되기 직전이라고 판단한다.

이어서, 현재 운전점이 동력발생장치의 각 구성요소가 운전이 불가능하게 되기 직전이면 현재 운전점의 효율을 산출하고(S104), 근접하지 않았으면 운전상태를 최고 효율점으로 변경하게 된다(S105).

다음으로, 상기 현재 운점점의 효율이 산출되면, 상기 동력발생장치의 최고효율 운전 상태의 추정 기능에 의하여 운전상태에 있어서의 최고효율점 효율과 현재의 운전 상태의 운전 효율과의 차이가 미리 정한 값보다 크면(S106), 현재운점점을 추정하게 된다(S107).

즉, 가장 높은 효율을 얻을 수 있는 운전 상태가 되도록 전동발전기 및 원동기를 제어하게 된다.

한편, 최고효율점의 선택은 순위로 행하여 지는 바, 도 5에 도시된 바와 같이 높은 효율을 가지는 운전 영역이 떨어져(이격되어) 복수 존재할 때, 차속이나 운전자가 요구하는 토크, 또는 엔진이나 전동발전기 회전수의 작은 변화를 감지하여 현재의 운전점보다 약간이라도 효율이 높은 점이 출현하면, 즉시 그 점이 선택되어진다.

따라서, 빈번히 운전점의 변경이 이루어져 엔진 회전수 및 토크가 변동하여, 진동 및 이음의 발생을 초래하게 된다.

이에, 본 발명의 제어 방법을 적용하면, 미소한 효율 차이에서는 현재의 운전점이 유지되기 때문에 운전점의 변경 빈도가 감소하여 진동 및 이음 발생을 줄일 수 있다.

또한, 어떤 구성요소가 운전이 불가능하게 되기 직전이면, 일반적으로 그 구성요소의 운전효율은 현저하게 저하되며, 이로 인하여 본 발명의 제어 방법을 적용하면 현재의 운전점은 최고 효율점이 아닌 경우가 대부분이며, 또한 운전한도에 이르는 빈도가 높지 않기 때문에 운전한도에 접근했을 경우에는 예외적으로 최고효율점에 운전점의 변경을 실시하면, 진동 및 이음을 악화시키지 않고, 기관의 운전 효율 개선을 도모할 수 있다.

또한, 운전자의 조작 및 부하의 변동이 있는 경우에는, 소리나 진동에 대한 위화감의 감도가 낮고, 이로 인하여 최고효율점으로의 운전점 변경을 실시해도 진동 및 이음 문제를 발생시키지 않고도 운전효율의 개선을 기대할 수 있다.

이상에서 본 바와 같이, 본 발명에 따른 하이브리드 차량의 동력발생장치 제어 방법에 의하면, 어떤 운전점(현재 운전점)을 선택해 운전하고 있는 상태에 있어서, 운전 가능 영역중의 최고 효율점이 다른 점이어도, 미리 정한 값 이상으로 현재 운전점보다 효율이 높아지지 않는 경우는, 운전점을 변경하지 않도록 함으로써, 결과적으로 운전점이 변경되는 빈도가 적어져 진동이나 이음이 해소될 수 있다.

Claims (5)

1. 적어도 하나의 원동기 및 전동 발전기, 전력 축적 장치를 포함하는 하이브리드 차량의 동력발생장치 제어 방법에 있어서,

   복수의 운전가능상태들 각각의 경우에 대해 동력발생장치의 운전 효율을 계산하고, 그 중에 가장 높은 효율을 얻을 수 있는 운전 상태를 특정하는 단계;

   상기 특정된 운전 상태를 기반으로, 상기 동력발생장치를 구성하는 전동발전기, 원동기 및 전력축적장치가 운전이 불가능하게 되기 직전일 때, 상기 가장 높은 효율을 얻을 수 있는 운전 상태가 되도록 전동발전기 및 원동기를 제어하는 단계;

   상기 특정된 운전 상태를 기반으로, 운전자의 조작량, 동력발생기관의 부하 속도, 및 부하 저항이 현재의 운전상태를 결정하였을 때 보다, 미리 정한 값 이상으로 변화하였을 때는 상기 가장 높은 효율을 얻을 수 있는 운전상태가 되도록 전동발전기 및 원동기를 제어하는 단계;

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 동력발생장치 제어 방법.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 동력발생장치의 운전효율 계산은 미리 계산결과를 제어장치에 기록해 놓고, 그 계산결과를 이용하여 상기 운전상태 특정을 수행하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 동력발생장치 제어 방법.
3. 청구항 1에 있어서, 상기 운전가능상태들은 동력발생장치를 구성하는 전동발전기, 원동기 및 전력축적장치의 운전한도 범위내에서 선택되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 동력발생장치 제어 방법.
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