KR101199154B1

KR101199154B1 - 하이브리드 차량의 변속 제어 시스템 및 그의 제어 방법

Info

Publication number: KR101199154B1
Application number: KR1020100073575A
Authority: KR
Inventors: 전병욱; 이희용
Original assignee: 기아자동차주식회사; 현대자동차주식회사
Priority date: 2010-07-29
Filing date: 2010-07-29
Publication date: 2012-11-12
Also published as: CN102343907B; US8874334B2; KR20120011620A; CN102343907A; DE102010060839A1; US20120029743A1

Abstract

본 발명은 하이브리드 차량의 변속 제어 시스템 및 그의 제어 방법에 관한 것으로, 해결하고자 하는 기술적 과제는 운전자의 운전 성향에 따라 엔진을 시동 또는 정지시킴으로써, 가속감을 향상시킴과 동시에 연비가 저하되는 것을 방지하는데 있다.
이를 위해 본 발명은 입력변수인 APS 신호를 입력받아 APS 신호에 따른 퍼지함수를 포함하는 복수의 퍼지룰을 통해서 운전자의 운전 가혹도를 연산하여 가혹도 값을 출력하는 퍼지함수 연산부와, 퍼지함수 연산부와 전기적으로 연결되어 가혹도 값에 따른 스포티도를 연산하는 스포티도 연산부 및, 스포티도 연산부와 전기적으로 연결되어 스포티도에 따라 엔진의 구동 여부를 판정하는 모드 판정부를 개시한다.

Description

하이브리드 차량의 변속 제어 시스템 및 그의 제어 방법{CHANGE SPEED CONTROL SYSTEM OF HYBRID VEHICLE WITH AUTOMATIC TRANSMISSION AND CONTROL METHOD THEREOF}

본 발명은 하이브리드 차량의 변속 제어 시스템 및 그의 제어 방법에 관한 것으로서, 보다 자세하게는 운전자의 운전 성향에 따라, 가속 이전에 엔진을 미리 시동시킴으로써 엔진을 통해 가속감을 향상시킴과 동시에, 가속감 향상을 위해 엔진 상시 구동 시 발생될 수 있는 연비 저하를 방지할 수 있는 하이브리드 차량의 변속 제어 시스템 및 그의 제어 방법에 관한 것이다.

일반적으로 자동 변속기 하이브리드 차량은 모터로 주행하는 EV(Electric Vehicle) 모드 주행 상태에서 킥 다운 변속이 발생하게 되면, 모터가 구동하고 있는 상태로 킥 다운 변속을 수행해야한다.

그러나 모터는 회전수가 빨라질수록 토크가 저하되는 특성이 있기 때문에, 킥 다운 변속을 위해 기어 비를 높여 입력 회전수를 상승시키게 되면, 모터 토크가 저하되어 오히려 가속감이 저하되는 문제가 발생된다.

이를 방지하기 위해서 킥다운 변속을 금지한 후에, 엔진을 시동시키고 엔진 클러치 결합시킴으로써, 엔진을 통해 킥다운 변속을 수행하여 가속감을 얻을 수 있다. 그러나 이와 같이 킥 다운 변속을 위해 엔진을 시동 걸고 엔진 클러치를 결합시키기 위해 소요되는 시간 동안에는 차량에 가속이 발생하지 않으므로, 운전자는 가속 불만을 느끼게 된다.

그리고 이와 같은 가속 불만을 방지하기 위해서, 엔진 시동을 상시 걸어두게 되면, 엔진 구동으로 인해서 차량의 연비가 악화되어 하이브리드 차량의 연비 장점을 상실할 수 있다.

본 발명은 상술한 종래의 문제점을 극복하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 운전자의 운전 성향에 의한 스포티도가 일정치를 초과할 경우에, 엔진을 시동시켜서 엔진 가속을 통해 가속감을 확보하고 가속 성능을 향상시킬 수 있는 하이브리드 차량의 변속 제어 시스템 및 그의 제어 방법을 제공하는데 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 엔진의 구동 여부에 따라 운전자의 운전 성향에 의한 스포티도가 일정치 미만일 경우에는 엔진을 정지 상태로 유지 또는 정지시킴으로써, 가속 성능을 위해 구동된 엔진에 의해 연비가 저하되는 것을 방지할 수 있는 하이브리드 차량의 변속 제어 시스템 및 그의 제어 방법을 제공하는데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 의한 하이브리드 차량의 변속 제어 시스템 및 그의 제어 방법은 입력변수인 APS 신호를 입력받아, 상기 APS 신호에 따른 퍼지함수를 포함하는 복수의 퍼지룰을 통해서 운전자의 운전 가혹도를 연산하여 가혹도 값을 출력하는 퍼지함수 연산부와, 상기 퍼지함수 연산부와 전기적으로 연결되어, 상기 가혹도 값에 따른 스포티도를 연산하는 스포티도 연산부 및 상기 스포티도 연산부와 전기적으로 연결되어, 상기 스포티도에 따라 엔진의 구동 여부를 판정하는 모드 판정부를 포함할 수 있다.

상기 스포티도 연산부는 상기 복수의 퍼지룰에 대한 각각의 가혹도 값을, 에코, 미디엄 및 스포티 주행 상태의 가혹도 값으로 나누고, 각 주행 상태에 따른 가혹도 값 중에서 최소값을 취한 면적을 합산한 면적의 무게 중심을 통해 스포티도를 산출하는 구성을 포함할 수 있다.

상기 퍼지 함수 연산부는 상기 APS 신호 중에서 APS 개도 및 APS 변화율을 상기 입력 변수로 입력받아, 상기 APS 개도 및 상기 APS 변화율에 따른 퍼지함수 중 적어도 하나의 퍼지함수를 포함하는 퍼지룰을 통해서 가혹도 값을 출력할 수 있다.

상기 퍼지 함수 연산부는 상기 APS 신호 중에서 차량 시동후의 APS 개도의 평균값인 평균 APS 개도를 상기 입력 변수로 입력받아, 상기 평균 APS 개도에 따른 퍼지함수를 포함하는 퍼지룰을 통해서 가혹도 값을 출력할 수 있다.

상기 퍼지 함수 연산부는 상기 APS 신호 중에서 차량 시동후의 APS 변화율의 평균인 평균 APS 변화율에 따른 퍼지함수를 포함하는 퍼지룰을 통해서 가혹도 값을 출력할 수 있다.

상기 퍼지 함수 연산부의 복수의 퍼지룰은 상기 APS 신호 이외의 차속에 따른 퍼지함수를 더 포함할 수 있다.

상기 모드 판정부는 스포티도가 제1기준 값 이상이고 차속이 기준차속 이상이면, 변속 상황 발생시 엔진을 통해 변속을 수행할 수 있도록, 상기 엔진을 미리 구동시키는 구성을 포함할 수 있다.

또한 상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 의한 하이브리드 차량의 변속 제어 시스템 및 그의 제어 방법은 검출된 입력 변수인 APS 신호에 대한 복수의 퍼지룰을 통해 운전자의 운전 가혹도를 파악하여, 스포티도를 연산하는 단계와, 상기 산출된 스포티도가 제1기준 값을 초과하는지 여부를 확인하는 단계와, 상기 스포티도가 제1기준 값 초과하면, 차속이 기준 차속을 초과하는지 여부를 확인하는 단계 및 상기 차속이 상기 기준 차속을 초과하면, 엔진을 미리 시동시키는 단계를 포함할 수 있다.

상기 엔진이 미리 시동 되어 구동 중일 때, 상기 스포티도가 제2기준 값 미만이 되는지 여부를 확인하여, 상기 스포티도가 제2 기준 값 미만이 되면, 엔진 구동을 정지시키는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 스포티도가 상기 제1기준 값 초과하지 않거나, 상기 차속이 상기 기준 차속 이하일 경우에는 상기 엔진을 정지 상태로 유지시키는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 스포티도 연산은 상기 APS 신호 중에서 APS 개도 및 APS 변화율을 상기 입력 변수로 입력받아, 상기 APS 개도 및 상기 APS 변화율에 따른 퍼지함수 중 적어도 하나의 퍼지함수를 포함하는 퍼지룰을 통해서 출력된 가혹도 값을 통해 스포티도를 연산할 수 있다.

상기 스포티도 연산은 상기 APS 신호 중에서 차량 시동후의 APS 개도의 평균값인 평균 APS 개도를 상기 입력 변수로 입력받아, 상기 평균 APS 개도에 따른 퍼지함수를 포함하는 퍼지룰을 통해서 가혹도 값을 통해 스포티도를 연산할 수 있다.

상기 스포티도 연산은 상기 APS 신호 중에서 차량 시동후의 APS 변화율의 평균인 평균 APS 변화율에 따른 퍼지함수를 포함하는 퍼지룰을 통해 산출된 가혹도 값을 파악하여 스포티도를 연산할 수 있다.

상기 스포티도 연산은 상기 APS 신호 이외의 차속에 따른 퍼지함수를 더 포함하는 퍼지룰을 통해 출력되는 가혹도 값을 파악하여 스포티도를 연산할 수 있다.

본 발명에 의한 하이브리드 차량의 변속 제어 시스템 및 그의 제어 방법은 운전자의 운전 성향에 의한 스포티도가 일정치를 초과할 경우에, 엔진을 미리 시동시켜서 가속 필요시에 엔진 가속을 통해 가속감을 확보하고 가속 성능을 향상시킬 수 있게 된다.

또한 본 발명에 의한 하이브리드 차량의 변속 제어 시스템 및 그의 제어 방법은 엔진의 구동 여부에 따라 운전자의 운전 성향에 의한 스포티도가 일정치 미만일 경우에는 엔진을 정지 상태로 유지 또는 정지시킴으로써, 가속 성능을 위해 구동된 엔진에 의해 연비가 저하되는 것을 방지할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 하이브리드 차량의 변속 제어 시스템을 도시한 블록도이다.
도 2는 도 1의 하이브리드 차량의 변속 제어 시스템의 제어 방법을 도시한 순서도이다.
도 3a 내지 도 3g는 도 1의 하이브리드 차량의 변속 제어 시스템의 퍼지룰의 각 퍼지 함수에 대한 운전 가혹도 값이다.
도 4는 도 1의 스포티도 맵의 일예이다.

본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다. 여기서, 명세서 전체를 통하여 유사한 구성 및 동작을 갖는 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 하이브리드 차량의 변속 제어 시스템을 도시한 블록도가 도시되어 있다. 그리고 도 2를 참조하면, 도 1의 하이브리드 차량의 변속 제어 시스템의 제어방법을 도시한 순서도가 도시되어 있다. 이하에서는 도 1의 하이브리드 차량의 변속 제어 시스템을 도 2의 하이브리드 차량의 변속 제어 시스템의 제어 방법을 통해 설명하고자 한다.

도 1에서 도시된 바와 같이 하이브리드 차량의 변속 제어 시스템(100)은 검출된 입력변수인 APS 신호를 인가받아 가혹도 값을 산출하는 퍼지 함수 연산부(110), 가혹도 값에 따른 스포티도를 연산하는 스포티도 연산부(120) 및 스포티도의 값에 따라 변속 구동 모드를 판정하는 모드 판정부(130)를 포함한다. 여기서 퍼지 함수 연산부(110)와 스포티도 연산부(120)는 변속기의 구동을 제어하는 변속 제어기(TCU)에 포함될 수 있으며, 모드 판정부(130)는 차량의 각 제어기의 구동을 제어하는 통합제어기(HCU)에 포함될 수 있다.

우선, 하이브리드 차량의 변속 제어 시스템의 제어방법을 수행하기 위해서는 엑셀 포지션 센서(이하 "APS"; Accel Position Sensor) 신호를 입력 변수(10)로 검출(S1)한다.

여기서 APS 신호는 APS에서 센싱된 APS 개도(12)와 센싱된 APS 개도(12)의 시간에 따른 변화율인 APS 변화율(13), 운전자의 습성을 파악하기 위한 차량 시동후의 평균 APS 개도(14) 및 차량 시동후의 평균 APS 변화율(15)등으로 이루어진다.

또한 이러한 APS 신호 이외에, 차속 센서에서 측정된 차속(11)을 입력 변수(10)로 검출(S1)한다.

그리고 퍼지 함수 연산부(110)는 검출된 입력변수(10)인 APS 신호를 인가받아서, 퍼지룰에 따른 운전 가혹도 값을 산출하기 위해서, 퍼지 함수를 연산(S2)한다.

그리고 퍼지 함수 연산부(110)는 APS 신호에 따른 퍼지함수를 포함하는 복수의 퍼지룰을 통해서 운전자의 운전 가혹도 값을 각각 산출한다. 여기서, 운전 가혹도 값은 운전자의 차량 조작 상태가 미디엄 주행인지 스포티 주행인지 여부를 산출하기 위한 값이다.

그리고 복수의 퍼지룰은 APS 신호 조건에 따른 퍼지 함수를 통해서, 여러개의 퍼지룰로 나뉠 수 있다. 복수의 퍼지룰은 APS 개도(12), APS 변화율(13), 평균 APS 개도(14) 및 평균 APS 변화율(15)에 대한 퍼지함수 중에서 적어도 하나의 퍼지함수를 각각 포함한다. 그리고 복수의 퍼지룰은 APS 신호 이외의 차속에 대한 퍼지 함수를 더 포함한다.

또한 복수의 퍼지룰은 브레이크 조작, 변속 레버 조작 및 핸들링 상태에 대한 퍼지 함수를 더 포함할 수 있으며, 본 발명에서 퍼지룰의 조건을 APS 신호 및 차속으로 한정하는 것은 아니다.

이하에서는 APS 신호 및 차속으로 이루어진 퍼지함수 조건과 이를 포함하는 복수의 퍼지룰의 실시예를 설명하고자 한다. 그리고 퍼지 함수 연산부(110)는 이하의 실시예 이외에도 차속 및 APS 신호에 대한 퍼지 함수의 조합으로 이루어진 복수의 퍼지룰을 더 포함할 수 있다.

이러한 복수의 퍼지룰 중 도 3a에 도시된 제1퍼지룰은 저속 조건에서 MTI(Middle tip-in)가속을 하는 경우에 미디엄 주행으로 판단하기 위한 퍼지룰로, 입력 변수인 차속(11), APS 개도(12) 및 APS 변화율(13)에 대한 각각의 퍼지 함수를 포함하며, 이러한 각 퍼지 함수를 만족할 때의 운전 가혹도 값인 미디엄 주행에 대한 가혹도 값을 출력한다.

이러한 도 3a의 제1퍼지룰은 APS 개도(12)가 중간(GM) 범위에 포함되고, 차속(11)이 저속(L) 범위에 포함되며, 시간에 따른 APS 변화율(13)이 중간 증가율(PM) 범위에 포함되면, 미디엄 주행(MED)인 것으로 판단한다.

여기서 차속(11)에 대한 퍼지함수는 설정된 상한치와 하한치를 통해서, 입력 변수(10)인 차속(11)이 저속(L) 범위에 포함되는지 여부에 따라 연산 결과 값을 출력한다.

또한 APS 개도(12)에 대한 퍼지 함수는 설정된 최저값에 하한치 및 상한치와, 최고값에 대한 하한치 및 상한치를 통해서, 입력 변수(10)인 APS 개도(12)가 중간(GM) 범위에 포함되는지 여부에 따라 연산 결과 값을 출력한다.

또한 APS 변화율(13)에 대한 퍼지 함수는 설정된 최저값에 하한치 및 상한치와, 최고값에 대한 하한치 및 상한치를 통해서, 입력 변수(10)인 APS 변화율(13)이 중간 증가율(PM) 범위에 포함되는지 여부에 따라 연산 결과 값을 출력한다.

여기서, 각 퍼지 함수의 범위를 한정하기 위한 상한치 및 하한치는 차량에 따라 상이하게 설정할 수 있다.

그리고 차속 및 APS 신호에 대한 각 퍼지 함수는 x축이 각 퍼지 함수의 입력인 차속 및 APS 신호 값이 되고 y축이 이에 대한 연산 결과 값이 된다. 이때 각 퍼지함수의 연산 결과 값은 입력 변수(10)에 따라 y축의 범위로 설정된 0 내지 1 사이의 값 중에 하나의 값이 된다.

그리고 예를 들어, APS 개도(12)에 대한 퍼지 함수의 중간(GM) 범위에 포함되고, 이때의 연산 결과 값이 0.7이고, 차속(11)에 대한 퍼지 함수의 저속(L) 범위에 포함되며 연산 결과 값이 0.5이며, APS 변화율(13)의 중간 증가율(PM) 범위에 포함되며 연산 결과 값이 0.8이라면, 미디엄 주행(MED)인 것으로 판단한다.

그리고 이때, 미디엄 주행(MED)에 대한 가혹도 값은, APS 개도(12)에 대한 퍼지함수 연산 결과 값과, 차속(11)에 대한 퍼지 함수 연산 결과 값 및 APS 변화율(13)의 연산 결과 값 중에서 최소값인 0.5로 출력된다. 즉, 가혹도 값은 입력 변수(10)가 퍼지룰의 각 퍼지함수의 조건 범위에 포함되면, 각 퍼지함수의 연산 결과 값 중에서 가장 작은(min) 결과 값과 동일한 값이 된다. 그러므로 가혹도 값은 각 퍼지함수의 연산 결과 값으로 설정된 범위인 0 내지 1 사이의 값 중에 하나의 값이 된다.

그리고 제1퍼지룰의 미디엄 주행(MED)에 대한 가혹도 값은 입력 변수가 퍼지룰의 각 퍼지함수 조건중 하나라도 만족하지 못한다면, 미디엄 주행(MED)이 아닌 것으로 판단하여 출력되지 않는다.

그리고 퍼지룰 중 도 3b에 도시된 제2퍼지룰은 저속 조건에서 팁 인/아웃(tip-in/out) 조작이 중간 범위에 속할 경우에는 미디엄 주행으로 판단하기 위한 퍼지룰로, 평균 APS 변화율(15) 및 차속(11)에 따른 각 퍼지 함수를 포함하며, 이러한 각 퍼지 함수를 만족할 때의 운전 가혹도 값을 출력한다.

이러한 도 3b의 제2퍼지룰은 평균 APS 변화율(15)이 중간 증가율(PM) 범위에 포함되고, 차속(11)이 저속(L) 범위에 포함되면, 미디엄 주행(MED)인 것으로 판단한다. 여기서 평균 APS 변화율(15)은 장시간에 걸친 운전자의 습성을 파악하기 위한 변수로, 차량이 시동된 이후에 일정간격으로 측정된 APS 개도의 변화에 대한 평균값이다.

여기서 평균 APS 변화율(15)에 대한 퍼지 함수는 설정된 최저값에 하한치 및 상한치와, 최고값에 대한 하한치 및 상한치를 통해서, 입력 변수(10)인 APS 변화율(15)이 중간 증가율(PM) 범위에 포함되는지 여부에 따라 연산 결과 값을 출력한다.

그리고 차속(11)에 대한 각 퍼지 함수는 제1퍼지룰의 차속 퍼지함수와 동일하게 적용할 수 있다.

그리고 평균 APS 변화율(15)이 중간 증가율(PM) 범위에 속하고, 차속(11)이 저속(L) 범위에 포함될 때, 각 퍼지 함수의 연산 결과 값 중에서 최소값과 동일한 수치가, 미디엄 주행(MED)의 가혹도 값으로 출력된다.

그리고 제2퍼지룰의 미디엄 주행(MED)에 대한 가혹도 값은 입력 변수의 퍼지함수 조건중 하나라도 만족하지 못한다면 미디엄 주행(MED)이 아닌 것으로 판단하여 출력되지 않는다.

그리고 퍼지룰 중 도 3c에 도시된 제3퍼지룰은 저속 조건에서 팁 인(tip-in)급 조작이 발생되었을 경우에는 스포티 주행으로 판단하기 위한 퍼지룰로, 차속(11), APS 개도(12) 및 시간에 따른 APS 변화율(13)에 따른 각각의 퍼지 함수를 포함하며, 이러한 각 퍼지 함수를 만족할 때의 운전 가혹도 값을 출력한다.

이러한 도 3c의 제3퍼지룰은 APS 개도(12)가 중간(GM) 범위에 포함되고, 차속(11)이 저속(L) 범위에 포함되며, 시간에 따른 APS 변화율(13)이 높은 변화율(PH) 범위에 포함되면, 저속 조건에서 팁 인(tip-in)급 조작이 발생되는 스포티 주행(SPT)으로 판단한다.

여기서 APS 변화율(13)에 대한 퍼지함수는 설정된 상한치와 하한치를 통해서, 입력 변수(10)인 APS 변화율(13)이 높은 변화율(PH) 범위에 포함되는지 여부에 따라 연산 결과 값을 출력한다. 그리고 차속(11) 및 APS 개도(12) 에 대한 각 퍼지 함수는 제1퍼지룰의 저속(L) 범위와 중간(GM) 범위에 대한 퍼지함수와 동일하게 적용하여, 연산 결과 값을 출력한다.

그리고 시간에 따른 APS 변화율(13)이 높은 변화율(PH) 범위에 속하고, 차속(11)이 저속(L) 범위에 포함되며, APS 개도(12)가 중간(GM) 범위에 포함될 때, 각 퍼지 함수의 연산 결과 값 중에서 최소값과 동일한 수치가, 스포티 주행(SPT)의 가혹도 값으로 출력된다.

그리고 제3퍼지룰의 스포티 주행(SPT)에 대한 가혹도 값은 제3퍼지룰의 퍼지함수 조건중 하나라도 만족하지 못한다면 스포티 주행(SPT)이 아닌 것으로 판단하여 출력되지 않는다.

그리고 퍼지룰 중 도 3d에 도시된 제4퍼지룰은 고속 조건에서 팁 인(tip-in)급 조작이 발생되었을 경우에는 스포티 주행으로 판단하기 위한 퍼지룰로, 차속(11), APS 개도(12) 및 APS 변화율(13)에 따른 각각의 퍼지 함수를 포함하며, 이러한 각 퍼지 함수를 만족할 때의 운전 가혹도 값을 출력한다.

이러한 도 3d의 제4퍼지룰은 APS 개도(12)가 하이(HIGH) 범위에 포함되고, 차속(11)이 하이(HIGH) 범위에 포함되며, 시간에 따른 APS 변화율(13)이 포지티브 하이(PH) 범위에 포함되면, 고속 조건에서 팁 인(tip-in)급 조작이 발생되는 스포티 주행(SPT)으로 판단한다.

여기서 차속(11), APS 개도(12) 및 APS 변화율(13)에 대한 각 퍼지 함수는 제1퍼지룰 내지 제3퍼지룰의 각 조건과 대응되는 퍼지함수와 동일하게 적용할 수 있다.

그리고 차속(11)이 고속(H) 범위에 포함되고, APS 개도(12)가 큰(H) 범위에 포함되며, APS 변화율(13)이 높은 증가율(PH) 범위에 포함될 때, 각 퍼지 함수의 연산 결과 값 중에서 최소값과 동일한 수치가, 스포티 주행(SPT)의 가혹도 값으로 출력된다.

그리고 퍼지룰 중 도 3e에 도시된 제5퍼지룰은 장시간 HTI(Heavy tip-in)가속을 하는 경우에 스포티 주행으로 판단하기 위한 퍼지룰로, 평균 APS 개도(14)에 대한 퍼지 함수를 포함하며, 이러한 퍼지 함수를 만족할 때의 운전 가혹도 값을 출력한다.

그리고 제4퍼지룰의 스포티 주행(SPT)에 대한 가혹도 값은 제4퍼지룰의 퍼지함수의 조건중 하나라도 만족하지 못한다면 스포티 주행(SPT)이 아닌 것으로 판단하여 출력되지 않는다.

이러한 도 3e의 제5퍼지룰은 평균 APS 개도(14)가 매우 큰(VH) 범위에 포함되면, 속도와 무관하게 장시간 HTI(Heavy tip-in) 가속을 하는 것으로 스포티 주행(SPT)으로 판단한다.

여기서 평균 APS 개도(14)는 장시간에 걸친 운전자의 습성을 파악하기 위한 변수로, 차량의 시동된 이후에 APS 개도를 일정시간 간격으로 측정한 평균값이다. 그리고 평균 APS 개도(14)에 대한 퍼지함수는 설정된 상한치와 하한치를 통해서 입력변수(10)인 평균 APS 개도(14)가 매우 큰 (VH) 범위에 포함되는지 여부에 따라 연산 결과 값을 출력한다.

그리고 평균 APS 개도(14)가 매우 큰(VH) 범위에 포함되면, 평균 APS 개도(14)의 퍼지 함수의 연산 결과 값을 스포티 주행(SPT)의 가혹도 값으로 출력된다.

그리고 제5퍼지룰의 스포티 주행(SPT)에 대한 가혹도 값은 평균 APS 개도(14)가 매우 큰(VH) 범위에 포함되지 않으면 스포티 주행(SPT)이 아닌 것으로 판단하여 출력되지 않는다.

그리고 퍼지룰 중 도 3f에 도시된 제6퍼지룰은 LTI(Light Tip-In) 가속을 할 경우에, 잦은 팁 인/아웃(Tip-in/out) 조작을 하는 경우에 스포티 주행(SPT)으로 판단하기 위한 퍼지룰로, 평균 APS 개도(14) 및 평균 APS 변화율(15)에 대한 각각의 퍼지 함수를 포함하며, 이러한 각 퍼지 함수를 만족할 때의 운전 가혹도 값을 출력한다.

이러한 도 3f의 제6퍼지룰은 평균 APS 개도(14)가 매우 작은(VL) 범위에 포함되고, 평균 APS 변화율(15)이 큰 증가율(PH) 범위에 포함되면, LTI(Light Tip-In) 가속 상황에서 팁인/아웃(Tip-in/out) 조작이 자주 발생되는 것으로, 스포티 주행(SPT)으로 판단한다.

여기서 평균 APS 개도(14)에 대한 퍼지함수는 설정된 상한치와 하한치를 통해서 입력변수(10)인 평균 APS 개도(14)가 매우 작은(VL) 범위에 포함되는지 여부에 따라 연산 결과 값을 출력한다. 그리고 평균 APS 변화율(15)에 대한 퍼지함수는 설정된 하한치와 상한치를 통해서 입력 변수(10)인 평균 APS 변화율(15)이 큰 증가율(PH) 범위에 포함되는지 여부에 따라 연산 결과 값을 출력한다.

그리고 평균 APS 개도(14)가 매우 작은(VL) 범위에 포함되고, 평균 APS 변화율(15)이 큰 증가율(PH) 범위에 포함될 때, 각 퍼지 함수의 연산 결과 값 중에서 최소(min)값과 동일한 수치가 스포티 주행(SPT)의 가혹도 값으로 출력된다.

그리고 제6퍼지룰의 스포티 주행(SPT)에 대한 가혹도 값은 제6퍼지룰의 퍼지함수의 조건중 하나라도 만족하지 못한다면 스포티 주행(SPT)이 아닌 것으로 판단하여 출력되지 않는다.

이러한 퍼지 함수 연산부(110)는 복수의 퍼지룰에 대한 가혹도 값을 출력하여, 스포티도 연산부(120)로 입력한다.

또한 퍼지 함수 연산부(110)는 차량의 이그니션 온 상태 및 아이들(idle) 상태일 경우에는 도 3g와 같은 에코 모드(Eco) 주행에 대한 가혹도 값을 최대값으로 출력한다.

그리고 퍼지 함수 연산부(110)에서 출력되는 가혹도 값을 인가받은 스포티도 연산부(120)는, 가혹도 값에 따른 스포티도를 연산(S3)한다.

이러한 스포티도 연산부(120)는 퍼지 함수 연산부(110)의 각 퍼지룰에 대한 가혹도 값을 에코, 미디엄 및 스포티 주행 상태에 따른 가혹도 값으로 나눈다.

그리고 스포티도 연산부(120)는 에코, 미디엄 및 스포티 주행 상태에 따른 가혹도 값 중에서 최소값(min)에 대한 면적을 합산하여, 합산된 최종 면적을 산출한다.

예를 들어 도 4에 도시된 바와 같이, 제1퍼지룰 및 제2퍼지룰로부터 출력되는 미디엄 주행(MED)에 가혹도 값 중에서 최소값이 0.6이고, 제3퍼지룰 내지 제6퍼지룰로부터 출력되는 스포티 주행(SPT)에 대한 가혹도 값 중에서 최소값이 0.2라면, 이때의 최종 면적은, 에코 모드(ECO) 주행의 가혹도 값인 1에 대한 면적과, 미디엄 주행(MED)의 가혹도 값인 0.6에 대한 면적과 스포티 주행(SPT)의 가혹도 값인 0.2에 대한 면적을 합산한 최종 면적을 산출한다.

이때 각 주행 상태에 따른 면적은, 각 주행 상태에 따른 각각의 스포티도 맵에서 y축 값이 가혹도 이하인 부분에 대한 면적이다. 즉, 상기 최종 면적에 대한 y축은 각 주행 상태에 따른 가혹도 값 중에 최소값에 대한 값이고, x축은 스포티도를 나타낸다.

그리고 스포티도 연산부(120)는 산출된 최종 면적의 무게 중심(CM)의 x축 값을 스포티도 값으로 출력한다.

이러한 스포티도 연산부(120)는 미디엄(MED)과 스포티 주행(SPY)에 대한 가혹도 값 중의 최소값이 크면 클수록 더 큰 수치의 스포티도를 산출한다.

그리고 스포티도 연산부(120)에서 출력되는 스포티도는 퍼지 함수 연산부(110)에서 출력되는 가혹도 값에 따라 0 ~ 100% 범위 중에 하나의 값이 된다.

그리고 모드 판정부(130)는 스포티도 연산부(120)에서 출력되는 스포티도 값에 따라 엔진을 미리 구동시키는 엔진 구동 모드와 엔진을 정지 상태로 유지 또는 정지 시키는 엔진 정지 모드로 판정한다.

이러한 모드 판정부(130)는 스포티도가 제1기준 값(SP1)보다 더 큰지 여부를 확인(S4)하고, 스포티도가 제1기준 값(SP1)보다 더 클 경우에는 차속이 기준 차속(VS)보다 큰지 여부를 확인(S5)한다. 여기서, 제1기준 값(SP1)은 70%로 설정할 수 있으며, 기준 차속(VS)은 40KPH로 설정할 수 있다.

이와 같이 모드 판정부(130)에서 스포티도가 제1기준 값(SP1)을 초과하고, 차속이 기준 차속(VS)을 초과할 경우에는 미리 엔진을 구동시켜는 엔진 구동 모드가 되도록 한다(S6).

이와 같이 모드 판정부(130)는 스포티도가 제1기준 값(SP1)을 초과하고, 차속이 기준 차속(VS)을 초과하면 엔진을 시동시켜서 엔진 구동 모드로 구동시키므로, 가속 필요시 엔진을 통해 킥 다운 변속이 가능하므로, 가속감을 확보할 수 있다.

그리고 모드 판정부(130)에서는 스포티도가 제1기준 값(SP1) 이하이거나, 차속이 기준 차속(VS)이하일 경우에는, 급가속이 이루어지지 않는 것으로 판단하여 엔진 구동으로 인해 불필요한 연료 소모를 방지하기 위해서 엔진을 정지 상태로 유지 시킨다(S9).

그리고 모드 판정부(130)에서는 엔진 구동 모드로 구동하는 차량의 스포티도가 제2기준 값(SP2)미만이 되면, 엔진을 정지시켜서 엔진 구동으로 인해 불필요한 연료 소모를 방지하는 엔진 정지 모드로 모드를 변경(S8)한다. 여기서, 제2기준 값(SP2)은 40%로 설정할 수 있다.

즉, 모드 판정부(130)는 엔진이 정지된 엔진 정지 모드에, 스포티도가 70%를 초과하면, 엔진을 미리 구동시켜서 변속 필요시에 구동중인 엔진 가속에 의해서 단 시간 내에 차량의 가속 성능을 향상시키고, 엔진 구동 모드에 스포티도가 40% 미만이 되면 엔진 구동을 정지시킴으로써, 가속 성능을 향상시키기 위해 구동된 엔진에 의한 연료 소비를 줄일 수 있다.

이와 같은 하이브리드 차량의 변속 제어 시스템은 운전자의 운전 성향에 의한 스포티도가 일정치를 초과할 경우에, 엔진을 미리 시동시켜서 가속 필요시 엔진 가속을 통해 킥 다운 조작을 용이하게 하여, 단시간 내에 가속감을 확보하여 가속 성능을 향상시킬 수 있으므로 엔진을 시동시키는 시간 동안, 운전자가 느낄 수 있는 가속 불만을 해결할 수 있다.

또한 하이브리드 차량의 변속 제어 시스템은 차량의 구동모드에 따라 운전자의 운전 성향에 의한 스포티도가 일정치 미만일 경우에는 엔진 구동을 정지시킴으로써, 엔진 구동에 의한 연비 저하를 방지할 수 있다.

즉 이와 같은 하이브리드 차량의 변속 제어 시스템은 운전자의 운전 성향에 따라 엔진을 시동 또는 정지시킴으로써, 가속감을 향상시킴과 동시에 연비가 저하되는 것을 방지할 수 있다.

이상에서 설명한 것은 본 발명에 의한 하이브리드 차량의 변속 제어 시스템 및 그의 제어 방법을 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.

100; 하이브리드 차량의 변속 제어 시스템
110; 퍼지 함수 연산부 120; 스포티도 연산부
130; 모드 판정부

Claims

입력변수인 APS 신호를 입력받아, 상기 APS 신호에 따른 퍼지함수를 포함하는 복수의 퍼지룰을 통해서 운전자의 운전 가혹도를 연산하여 가혹도 값을 출력하는 퍼지함수 연산부;
상기 퍼지함수 연산부와 전기적으로 연결되어, 상기 가혹도 값에 따른 스포티도를 연산하는 스포티도 연산부; 및
상기 스포티도 연산부와 전기적으로 연결되어, 상기 스포티도에 따라 엔진의 구동 여부가 판정되도록, 연산된 스포티도를 설정된 값과 비교하여 엔진 구동 모드와 엔진 정지 모드를 판정하는 모드 판정부를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 변속 제어 시스템.
청구항 1에 있어서,
상기 스포티도 연산부는
상기 복수의 퍼지룰에 대한 각각의 가혹도 값을, 에코, 미디엄 및 스포티 주행 상태의 가혹도 값으로 나누고, 각 주행 상태에 따른 가혹도 값 중에서 최소값을 취한 면적을 합산한 면적의 무게 중심을 통해 스포티도를 산출하는 구성을 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 변속 제어 시스템.
청구항 1에 있어서,
상기 퍼지 함수 연산부는
상기 APS 신호 중에서 APS 개도 및 APS 변화율을 상기 입력 변수로 입력받아, 상기 APS 개도 및 상기 APS 변화율에 따른 퍼지함수 중 적어도 하나의 퍼지함수를 포함하는 퍼지룰을 통해서 가혹도 값을 출력하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 변속 제어 시스템.
청구항 1에 있어서,
상기 퍼지 함수 연산부는
상기 APS 신호 중에서 차량 시동후의 APS 개도의 평균값인 평균 APS 개도를 상기 입력 변수로 입력받아, 상기 평균 APS 개도에 따른 퍼지함수를 포함하는 퍼지룰을 통해서 가혹도 값을 출력하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 변속 제어 시스템.
청구항 1에 있어서,
상기 퍼지 함수 연산부는
상기 APS 신호 중에서 차량 시동후의 APS 변화율의 평균인 평균 APS 변화율에 따른 퍼지함수를 포함하는 퍼지룰을 통해서 가혹도 값을 출력하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 변속 제어 시스템.
청구항 3항 내지 청구항 5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 퍼지 함수 연산부의 복수의 퍼지룰은 상기 APS 신호 이외의 차속에 따른 퍼지함수를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 변속 제어 시스템.
청구항 2항 내지 청구항 5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 모드 판정부는 스포티도가 제1기준 값 이상이고 차속이 기준차속 이상이면, 변속 상황 발생시 엔진을 통해 변속을 수행할 수 있도록, 상기 엔진을 미리 구동시키는 구성을 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 변속 제어 시스템.
검출된 입력 변수인 APS 신호에 대한 복수의 퍼지룰을 통해 운전자의 운전 가혹도를 파악하여, 스포티도를 연산하는 단계;
상기 산출된 스포티도가 제1기준 값을 초과하는지 여부를 확인하는 단계;
상기 스포티도가 제1기준 값 초과하면, 차속이 기준 차속을 초과하는지 여부를 확인하는 단계; 및
상기 차속이 상기 기준 차속을 초과하면, 가속 이전에 엔진을 미리 시동시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 변속 제어 시스템의 제어 방법.
청구항 8에 있어서,
상기 엔진이 미리 시동 되어 구동 중일 때, 상기 스포티도가 제2기준 값 미만이 되는지 여부를 확인하여, 상기 스포티도가 제2 기준 값 미만이 되면, 엔진 구동을 정지시키는 단계를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 변속 제어 시스템의 제어 방법.
청구항 8항에 있어서,
상기 스포티도가 상기 제1기준 값 초과하지 않거나, 상기 차속이 상기 기준 차속 이하일 경우에는 상기 엔진을 정지 상태로 유지시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 변속 제어 시스템의 제어 방법.
청구항 8항에 있어서,
상기 스포티도 연산은
상기 APS 신호 중에서 APS 개도 및 APS 변화율을 상기 입력 변수로 입력받아, 상기 APS 개도 및 상기 APS 변화율에 따른 퍼지함수 중 적어도 하나의 퍼지함수를 포함하는 퍼지룰을 통해서 출력된 가혹도 값을 통해 스포티도를 연산하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 변속 제어 방법.
청구항 8에 있어서,
상기 스포티도 연산은
상기 APS 신호 중에서 차량 시동후의 APS 개도의 평균값인 평균 APS 개도를 상기 입력 변수로 입력받아, 상기 평균 APS 개도에 따른 퍼지함수를 포함하는 퍼지룰을 통해서 가혹도 값을 통해 스포티도를 연산하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 변속 제어 방법.
청구항 8에 있어서,
상기 스포티도 연산은
상기 APS 신호 중에서 차량 시동후의 APS 변화율의 평균인 평균 APS 변화율에 따른 퍼지함수를 포함하는 퍼지룰을 통해 산출된 가혹도 값을 파악하여 스포티도를 연산하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 변속 제어 시스템의 제어 방법.
청구항 11항 내지 청구항 13항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 스포티도 연산은
상기 APS 신호 이외의 차속에 따른 퍼지함수를 더 포함하는 퍼지룰을 통해 출력되는 가혹도 값을 파악하여 스포티도를 연산하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 변속 제어 시스템의 제어 방법.