KR101054758B1 - 하이브리드 차량의 크립 토크 제어방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 하이브리드 차량의 크립 토크 제어방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 하이브리드 차량이 저속 주행 또는 정지 시에 운전자의 가속의지가 없고 차량의 크립 토크만을 발생할 경우 차속과 브레이크 입력신호를 이용하여 차량의 크립 토크를 효율적으로 생성 및 사용할 수 있는 하이브리드 차량의 크립 토크 제어방법에 관한 것이다.
이를 위해, 본 발명은 차속센서로부터 감지신호를 입력받아 현재 차량 속도가 차속기준값보다 작은지 여부를 판단하는 단계; 상기 차량 속도가 차속기준값보다 작은 경우에 브레이크 스위치가 온 되었는지 여부를 판단하는 단계; 상기 브레이크 스위치의 온상태의 지속성을 모니터링 하는 단계; 상기 브레이크 스위치의 온 상태가 기준시간동안 지속되는 경우 크립 토크를 발생하지 않는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 크립 토크 제어방법을 제공한다.
차속, 브레이크 스위치, 크립토크
Description
본 발명은 하이브리드 차량의 크립 토크 제어방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 하이브리드 차량이 저속 주행 또는 정지 시에 운전자의 가속의지가 없고 차량의 크립 토크만을 발생할 경우 차속과 브레이크 입력신호를 이용하여 차량의 크립 토크를 효율적으로 생성 및 사용할 수 있는 하이브리드 차량의 크립 토크 제어방법에 관한 것이다.
하이브리드 차량은 도 1에 도시한 바와 같이 엔진, 모터, 변속기 및 배터리로 구성되며, 하이브리드 제어기(HCU;16)는 엔진 제어기(ECU;17), 모터제어기(MCU;19), 변속기제어기(TCU;18), 배터리 제어기(BMS;20)와 캔통신을 하여 엔진(10), 모터(14), 변속기(15) 및 배터리(12) 상태를 제어하여 차량에 동력을 전달하는 구조로 이루어진다.
하이브리드 차량은 운전자 의지와 배터리(12) 전원 상태에 따라 전기 모 터(14)에 의한 전기 동력이나 엔진의 동력을 이용하여 구동되는데, 차량의 연비 향상을 위하여 전기 동력에 의한 차량 구동을 최대한 사용하려는 노력을 많이 하고 있다.
일반 가솔린 ETC(Electronic Throttle Control) 차량의 경우 운전자의 주행 의지는 엑셀 포지션 페달(Accel. Position Pedal) 및 브레이크 스위치 입력 신호에 의하여 결정 된다.
운전자의 요구 토크를 실현 하기 위하여 엔진 제어기(ECU;17)가 쓰로틀 개도 및 연료 분사를 통하여 엔진(10)이 운전자의 요구토크를 반영하도록 제어를 수행하게 된다.
즉, 하이브리드 차량의 경우 하이브리드 제어기(HCU;16)가 엑셀 포지션 페달 및 브레이크 스위치 입력 신호를 입력 받아 운전자의 주행 의지를 결정하게 된다. 또한, 하이브리드 제어기(HCU;16)는 운전자 요구 토크를 실현 하기 위하여 엔진 제어기(ECU;17)에 의한 엔진(10)의 출력 토크와, 배터리(12) 전원 상태에 따라 모터 제어기(MCU;19)에 의한 모터 출력 토크의 조합에 의하여 최종 출력 토크를 결정하게 된다.
한편, 일반 양산차의 경우 차량이 저속 혹은 정지 상태에서 운전자가 가속의지가 없을 경우, 즉 엑셀 페달을 밟지 않았을 때 크립(Creep) 토크만 발생하게 된다. 상기 발생되는 크립 토크는 엔진에 의하여 발생되며, 이때 엔진은 최소한의 동력으로 크립 토크를 발생하게 된다.
그러나 하이브리드 차량에서 차량이 저속 혹은 정지 상태일 때 운전자가 가 속의지가 없을 경우 크립 토크를 생성하기 위해 엔진의 동력을 최소한으로 사용하여 연료 소모를 줄이도록 제어 로직이 구성되어 있어서 엔진은 정지되고 모터를 이용한 전기 동력에 의해 크립 토크를 발생하게 된다.
상기 크립 토크는 배터리 전원 상태에 따라 모터에 의하여 발생되며, 크립 토크가 오래 지속될 경우 배터리의 전원 상태가 좋지 못하게 되어 엔진을 다시 시동하여 엔진에 의하여 배터리를 충전하여야 하는 상황이 발생하게 된다.
또한 하이브리드 차량이 저속 혹은 정지 상태에서 운전자가 가속의지가 없을 경우 엔진 정지 및 모터의 전기 동력을 정지 하여 크립 토크를 0 으로 생성하도록 제어 로직을 구성할 경우 이 동작 영역이 빈번하게 발생 하게 되면 변속기 기어의 백래시(Backlash)에 의하여 차량의 성능을 저하시키는 요인을 가져오게 된다.
이와 같은 문제를 해결하기 위해 운전자가 일정 차속 이하로 브레이크 스위치를 밟았을 경우에 크립 토크를 최소 토크로 발생 되도록 제어 로직이 구성되어 있다.
그러나 이러한 제어 로직 또한 오래 지속될 경우 배터리 전원 상태가 양호 하지 못하게 되어 엔진을 재시동하여 엔진에 의하여 배터리를 충전하여야 하는 상황이 발생하게 된다. 이에 차량이 저속 혹은 정지 상태에서 운전자가 가속의지가 없을 경우, 즉 엑셀페달을 밟지 않았을 때 크립 토크에 의하여 운전자 요구 토크가 생성될 경우 차량의 효율을 최대한 높일 수 있도록 제어 로직을 구성하여야 한다.
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 하이브리드 차량이 저속 주행 또는 정지 시에 운전자의 가속의지가 없고 차량의 크립 토크만을 발생할 경우 차속과 브레이크 입력신호를 이용하여 차량의 크립 토크를 효율적으로 생성함으로써, 차량의 성능 및 에너지 효율을 향상시킬 수 있는 하이브리드 차량의 크립 토크 제어방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적은 하이브리드 차량의 크립 토크 제어방법에 있어서,
차속센서로부터 감지신호를 입력받아 현재 차량 속도가 차속기준값보다 작은지 여부를 판단하는 단계; 상기 차량 속도가 차속기준값보다 작은 경우에 브레이크 스위치가 온 되었는지 여부를 판단하는 단계; 상기 브레이크 스위치의 온상태의 지속성을 모니터링 하는 단계; 상기 브레이크 스위치의 온 상태가 기준시간동안 지속되는 경우 크립 토크를 발생하지 않는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 크립 토크 제어방법에 의해 달성된다.
바람직하게는, 상기 브레이크 스위치의 입력상태의 지속성을 모니터링 하는 단계에서 브레이크 스위치의 온 상태가 기준시간 미만인 경우 최소한의 크립 토크만을 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 현재 차량 속도가 차속기준값보다 작은지 여부를 판단하는 단계 에서 상기 차량 속도가 차속기준값 이상이고, 상기 브레이크 스위치가 온 되었는지 여부를 판단하는 단계에서 브레이크 스위치가 오프된 경우 현재 차량속도 기준 최대 크립 토크를 발생시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이에 따라 본 발명에 따른 하이브리드 차량의 크립 토크 제어방법에 의하면, 하이브리드 차량이 저속 주행 또는 정지 시에 운전자의 가속의지가 없고 차량의 크립 토크만을 발생할 경우 운전자 요구상태 및 차량 상태에 따라 크립 토크의 생성을 다르게 함으로써, 크립 토크를 효율적으로 제어하여 차량의 성능 및 에너지 효율을 향상시킬 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조로 상세하게 설명한다.
첨부한 도 2는 가속 페달에 따른 운전자 요구토크량을 나타내는 그래프이다.
본 발명은 하이브리드 차량의 크립 토크 제어방법에 관한 것으로서, 하이브리드 차량이 저속 주행 또는 정지 시에 운전자의 가속의지가 없고 차량의 크립 토크만을 발생할 경우 차속과 브레이크 입력신호를 이용하여 차량의 크립 토크를 효율적으로 생성 및 사용할 수 있도록 한 점에 주안점이 있다.
도 3은 도 2의 운전자 요구토크 발생 영역 중에 크립 토크 발생영역을 확대한 도면이다.
도 3에서 크립 토크의 영역을 ①,②,③의 세 부분으로 나누어 각 영역에 따른 제어로직을 수행한다. ①,②,③의 세 영역은 운전자 요구 상태 및 차량 상태에 따라 크립 토크의 생성을 달리하여 효율적으로 제어하도록 제어로직을 구성한다.
도 4는 차량 거동에 따른 크립 토크 사용방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 4에서 ①의 영역은 하이브리드 차량이 저속이고 브레이크 입력 스위치가 발생하였을 경우에 진입하게 된다. 이 경우 하이브리드 제어기는 운전자의 감속의지로 판단하여 기어 백래시 등을 방지하기 위한 최소한의 크립 토크만을 출력하게 된다. 이때 브레이크 입력 스위치가 발생하지 않았을 경우에는 현재 차속 기준으로 최대 크립 토크를 발생하게 한다.
②의 영역은 도 4에서 하이브리드 차량이 저속이고 브레이크 입력 스위치가 발생하였을 경우에 진입하게 된다. 이 경우 하이브리드 제어기는 운전자의 감속의지로 판단하여 기어 백래시 등을 방지하기 위한 최소한의 크립 토크만을 출력하게 된다. 이때 브레이크 스위치의 입력신호가 지속적으로 입력될 경우 ③의 영역에서 하이브리드 제어기는 운전자가 감속 후 정지하려는 의지로 판단하여 크립 토크를 최소 크립토크로 출력하다가 더 이상의 크립 토크를 발생하지 않도록 한다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 하이브리드 차량의 크립 토크 제어방법을 나타내는 순서도이다.
도 5에서 하이브리드 제어기는 차속센서로부터 차량 속도를 입력받아 현재 차량 속도와 차속기준값을 비교하여 차량 속도가 차속기준값보다 작은 경우 브레이크 스위치의 입력 상태를 확인한다. 브레이크 스위치가 입력 되었을 경우 타이머를 동작시켜 브레이크 스위치의 입력상태의 지속성을 모니터링하게 된다. 타이머에 의해 측정된 브레이크 지연시간이 기준시간과 같을 경우에는 ③의 영역으로 판단되고 운전자가 완전히 차량을 정지하려는 의지로 평가되어 크립 토크를 0으로 출력하게 된다.
타이머에 의해 측정된 브레이크 지연시간이 기준시간보다 작을 경우에는 ②의 영역으로 판단되고 운전자가 천천히 차량을 정지하려는 의지로 평가되어 크립 토크를 크립 최소값으로 출력하게 된다.
한편, 차속센서로부터 차량 속도를 입력받아 현재 차량 속도와 차속기준값을 비교하여 차속기준값보다 큰 경우, 즉 운전자가 다시 가속하거나 브레이크 스위치의 입력신호가 없을 경우에는 ①의 영역으로 판단되고 운전자가 차량을 가속하려는 의지로 평가되어 크립 토크를 크립 최대값으로 출력하게 된다.
도 1은 종래의 하이브리드 차량의 시스템 구성도,
도 2는 가속 페달에 따른 운전자 요구토크량을 나타내는 그래프,
도 3은 도 2에서 "A" 부분확대도,
도 4는 본 발명의 차량 거동에 따른 크립 토크 사용방법을 설명하기 위한 그래프,
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 하이브리드 차량의 크립토크 제어방법을 나타내는 순서도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10 : 엔진 11 : ISG
12 : 배터리 13 : 엔진클러치
14 : 모터 15 : 변속기
16 : HCU 17 : ECU
18 : TCU 19 : MCU
20 : BMS
Claims (3)
- 삭제
- 하이브리드 차량의 크립 토크 제어방법에 있어서,차속센서로부터 감지신호를 입력받아 현재 차량 속도가 차속기준값보다 작은지 여부를 판단하는 단계;상기 차량 속도가 차속기준값보다 작은 경우에 브레이크 스위치가 온 되었는지 여부를 판단하는 단계;상기 브레이크 스위치의 온상태의 지속성을 모니터링 하는 단계;상기 브레이크 스위치의 온 상태가 기준시간동안 지속되는 경우 크립 토크를 발생하지 않는 단계를 포함하며,상기 브레이크 스위치의 입력상태의 지속성을 모니터링 하는 단계에서 브레이크 스위치의 온 상태가 기준시간 미만인 경우 현재 차량속도 기준 최소 크립 토크만을 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 크립 토크 제어방법.
- 청구항 2에 있어서,상기 현재 차량 속도가 차속기준값보다 작은지 여부를 판단하는 단계에서 상기 차량 속도가 차속기준값 이상이고, 상기 브레이크 스위치가 온 되었는지 여부를 판단하는 단계에서 브레이크 스위치가 오프된 경우 현재 차량속도 기준 최대 크립 토크를 발생시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 크립 토크 제어방법.
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