KR101371481B1 - 하이브리드 차량의 엔진 및 모터의 최고속도 제한 제어 방법 및 시스템 - Google Patents

하이브리드 차량의 엔진 및 모터의 최고속도 제한 제어 방법 및 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR101371481B1
KR101371481B1 KR1020120143872A KR20120143872A KR101371481B1 KR 101371481 B1 KR101371481 B1 KR 101371481B1 KR 1020120143872 A KR1020120143872 A KR 1020120143872A KR 20120143872 A KR20120143872 A KR 20120143872A KR 101371481 B1 KR101371481 B1 KR 101371481B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
engine
motor
torque
maximum speed
speed limit
Prior art date
Application number
KR1020120143872A
Other languages
English (en)
Inventor
박태욱
Original Assignee
기아자동차주식회사
현대자동차주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 기아자동차주식회사, 현대자동차주식회사 filed Critical 기아자동차주식회사
Priority to KR1020120143872A priority Critical patent/KR101371481B1/ko
Priority to DE102013224787.7A priority patent/DE102013224787B4/de
Priority to US14/095,488 priority patent/US9096225B2/en
Priority to CN201310666881.6A priority patent/CN103863305B/zh
Application granted granted Critical
Publication of KR101371481B1 publication Critical patent/KR101371481B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W20/00—Control systems specially adapted for hybrid vehicles
    • B60W20/40—Controlling the engagement or disengagement of prime movers, e.g. for transition between prime movers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • 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
    • B60K6/48—Parallel type
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K31/00—Vehicle fittings, acting on a single sub-unit only, for automatically controlling vehicle speed, i.e. preventing speed from exceeding an arbitrarily established velocity or maintaining speed at a particular velocity, as selected by the vehicle operator
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/04—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units
    • B60W10/06—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units including control of combustion engines
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/04—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units
    • B60W10/08—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units including control of electric propulsion units, e.g. motors or generators
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W20/00—Control systems specially adapted for hybrid vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W20/00—Control systems specially adapted for hybrid vehicles
    • B60W20/10—Controlling the power contribution of each of the prime movers to meet required power demand
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W30/00—Purposes of road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub-unit, e.g. of systems using conjoint control of vehicle sub-units
    • B60W30/18—Propelling the vehicle
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W30/00—Purposes of road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub-unit, e.g. of systems using conjoint control of vehicle sub-units
    • B60W30/18—Propelling the vehicle
    • B60W30/188—Controlling power parameters of the driveline, e.g. determining the required power
    • B60W30/1884—Avoiding stall or overspeed of the engine
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W50/00—Details of control systems for road vehicle drive control not related to the control of a particular sub-unit, e.g. process diagnostic or vehicle driver interfaces
    • B60W50/02—Ensuring safety in case of control system failures, e.g. by diagnosing, circumventing or fixing failures
    • B60W50/038—Limiting the input power, torque or speed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W50/00—Details of control systems for road vehicle drive control not related to the control of a particular sub-unit, e.g. process diagnostic or vehicle driver interfaces
    • B60W2050/0001—Details of the control system
    • B60W2050/0019—Control system elements or transfer functions
    • B60W2050/0027—Minimum/maximum value selectors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2510/00—Input parameters relating to a particular sub-units
    • B60W2510/06—Combustion engines, Gas turbines
    • B60W2510/0638—Engine speed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2510/00—Input parameters relating to a particular sub-units
    • B60W2510/08—Electric propulsion units
    • B60W2510/081—Speed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2510/00—Input parameters relating to a particular sub-units
    • B60W2510/08—Electric propulsion units
    • B60W2510/083—Torque
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2710/00—Output or target parameters relating to a particular sub-units
    • B60W2710/06—Combustion engines, Gas turbines
    • B60W2710/0644—Engine speed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2710/00—Output or target parameters relating to a particular sub-units
    • B60W2710/06—Combustion engines, Gas turbines
    • B60W2710/0666—Engine torque
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2710/00—Output or target parameters relating to a particular sub-units
    • B60W2710/08—Electric propulsion units
    • B60W2710/081—Speed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2710/00—Output or target parameters relating to a particular sub-units
    • B60W2710/08—Electric propulsion units
    • B60W2710/083—Torque
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/62—Hybrid vehicles
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S903/00—Hybrid electric vehicles, HEVS
    • Y10S903/902—Prime movers comprising electrical and internal combustion motors

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Hybrid Electric Vehicles (AREA)
  • Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)

Abstract

본 발명은 하이브리드 차량의 동력원인 엔진 및 모터의 최고속도를 제한하는 제어 방법 및 시스템에 관한 것이다. 이를 위한 본 발명의 실시예는, 엔진과 모터 사이에서 동력을 단속하는 엔진클러치; 상기 모터의 후단에 연결되는 변속기를 포함하는 하이브리드 차량의 상기 엔진 및 모터의 최고속도를 제한하는 방법으로서, 상기 엔진의 속도가 설정된 최고 속도를 초과했는지 판단하는 단계; 상기 모터의 속도가 설정된 최고 속도를 초과했는지 판단하는 단계; 상기 엔진 속도가 상기 설정된 최고 속도를 초과하면, 미리 설정된 엔진 토크 프로파일(profile)에 따라 상기 엔진의 최고속도를 제한하는 단계; 및 상기 모터 속도가 상기 설정된 최고 속도를 초과하면, 미리 설정된 모터 토크 프로파일에 따라 상기 모터의 최고속도를 제한하는 단계;를 포함할 수 있다.

Description

하이브리드 차량의 엔진 및 모터의 최고속도 제한 제어 방법 및 시스템 {Method and system for controlling maximum speed limit of engine and motor of hybrid electrical vehicle}
본 발명은 하이브리드 차량의 동력원인 엔진 및 모터의 최고속도를 제한하는 제어 방법 및 시스템에 관한 것이다.
주지하는 바와 같이 하이브리드 차량(hybrid electric vehicle)은 내연기관 엔진(internal combustion engine)과 배터리 전원을 함께 사용한다. 즉, 하이브리드 차량은 내연기관 엔진의 동력과 모터(구동모터)의 동력을 효율적으로 조합하여 사용한다.
상기 하이브리드 차량은 일례로 도 1에 도시한 바와 같이, 엔진(10)과; 모터(20); 엔진(10)과 모터(20) 사이에서 동력을 단속하는 엔진클러치(30); 변속기(40); 차동기어장치(50); 배터리(60); 상기 엔진(10)를 시동하거나 상기 엔진(10)의 회전력에 의해 발전을 하는 시동 발전기(70); 및 차륜(80)를 포함할 수 있다.
또한, 상기 하이브리드 차량은, 하이브리드 차량의 전체 동작을 제어하는 하이브리드 제어기(HCU; hybrid control unit)(200); 엔진(10)의 동작을 제어하는 엔진 제어기(ECU; engine control unit)(110); 모터(20)의 동작을 제어하는 모터 제어기(MCU; motor control unit)(120); 변속기(40)의 동작을 제어하는 변속기 제어기(TCU; transmission control unit)(140); 및 배터리(60)를 제어하고 관리하는 배터리 제어기(BCU; battery control unit)(160);를 포함할 수 있다.
상기 배터리 제어기(160)는 배터리 관리 시스템(BMS; battery management system)으로 호칭될 수 있다. 상기 시동 발전기(70)는 ISG(integrated starter & generator) 또는 HSG(hybrid starter & generator)라 호칭되기도 한다.
상기와 같은 하이브리드 차량은 모터(20)의 동력만을 이용하는 순수 전기자동차 모드인 EV 모드(electric vehicle mode); 엔진(10)의 회전력을 주동력으로 하면서 모터(20)의 회전력을 보조동력으로 이용하는 HEV 모드(hybrid electric vehicle mode); 차량의 제동 혹은 관성에 의한 주행시 제동 및 관성 에너지를 상기 모터(20)의 발전을 통해 회수하여 배터리(60)에 충전하는 회생제동 모드(regenerative braking mode)(RB 모드); 등의 주행모드로 운행할 수 있다.
상기 하이브리드 차량은 2개의 동력원(엔진, 모터)을 사용하기 때문에 1개의 동력원(엔진)을 사용하는 일반 차량의 경우와는 다르게 동력원의 최고속도(예; 6500 rpm) 제한 제어를 수행해야 한다.
상기 동력원의 최고속도 제한 제어는, 해당 차량의 최대 출력이 요구된 상황에서 동력원의 보호 및 차량 시스템의 보호를 위해 수행되는 제어이다.
먼저, 엔진 동력만을 사용하는 일반 차량의 최고속도 제한 수행 과정을 살펴보면 아래와 같을 수 있다.
E_1: 엔진 제어기(ECU; engine control unit)는 엔진 출력 특성에 따라 엔진 속도에 대응하는 토크가 출력되도록 엔진을 제어한다.
E_2: 엔진 속도는 변속기 입력측 속도와 동일하므로, 변속기 제어기(TCU)는 엔진 속도가 최고 속도를 넘지 않도록 변속 제어를 수행한다.
E_3: E_2 과정에서 변속 지연에 따라 엔진속도가 최고속도에 도달하면, 상기 엔진 제어기는 연료분사 차단(fuel cut) 제어를 수행하여 엔진의 출력을 제한한다(엔진 토크=0).
한편, 상기 하이브리드 차량에서 고출력이 요구되는 고 rpm(revolutions per minute) 영역에서는, 엔진과 모터의 최대 출력을 요구하기 때문에 일반적으로 HEV 모드로 주행한다.
상기 HEV 모드에서, 상기 하이브리드 차량은 엔진토크를 구동축에 전달하기 위해 엔진클러치가 결합(Lock-up)된 상태이고, 이 상태에서 엔진속도와 모터속도는 동기된 상태로 된다.
전술한 바와 같이, 하이브리드 차량은 2개 동력원으로서 엔진과 모터를 사용하기 때문에, 하이브리드 차량의 최고속도 제한 제어에는, 엔진 동력만을 사용하는 일반 차량과 달리 상기 모터에 관련된 최고속도 제한 기능이 추가되어야 한다.
상기 하이브리드 차량의 최고속도 제한 제어 수행 과정을 살펴보면 아래와 같을 수 있다.
H_1: 하이브리드 제어기(HCU)는 엔진 제어기(ECU) 및 모터 제어기(MCU)를 통해, 엔진 출력 특성 맵(Map)에 따라 엔진 속도에 대응하는 토크가 출력되도록 엔진을 제어하고, 모터 출력 특성 맵에 따라 모터 속도에 대응하는 토크가 출력되도록 모터를 제어한다.
H_2: 변속기 제어기(TCU)는, 엔진 속도 및 모터 속도가 최고 속도를 넘지 않도록 변속 제어를 수행한다.
H_3: H_2 과정에서 변속 지연에 따른 엔진 속도 및 모터 속도가 최고속도에 도달하면, 상기 하이브리드 제어기는 맵 테이블(map table)에 기초한 피드백 제어를 통해 엔진 및 모터가 제로(0) 토크를 내도록 엔진 및 모터의 출력을 제한한다.
H_4: H_3 과정의 수행에도 불구하고, 도 2에 도시한 바와 같이 엔진 및 모터의 속도가 상승하면, 상기 엔진 제어기와 상기 모터 제어기는 각각 자체적으로 엔진 및 모터의 출력을 제로(0) 토크로 제한하는 제어를 수행한다.
그런데, 상기와 같은 하이브리드 차량의 엔진 및 모터의 최고속도 제한 제어 방법은, 상기 맵 테이블에 기초한 피드백 제어를 수행하기 때문에 아래와 같은 문제가 발생할 수 있다.
도 3은 종래기술의 실시예에 따른 하이브리드 차량의 엔진 및 모터의 최고속도 제한 제어 방법의 문제점을 설명하기 위한 그래프이다.
도 3을 참조하면, 종래기술의 실시예에 따른 하이브리드 차량의 엔진 및 모터의 최고속도 제한 제어 방법은, 엔진 및 모터의 속도를 기초로 한 2차원 맵 테이블에 따라 최대토크 출력량을 결정하기 때문에 이로 인해 토크 변동이 크게 발생할 수 있다.
즉, 종래기술의 실시예에 따른 하이브리드 차량의 엔진 및 모터의 최고속도 제한 제어 방법은 아래와 같은 문제점을 일으킬 수 있다.
첫째, 엔진 및 모터의 속도에 따라 출력토크를 제한하기 때문에 변속기 입력 속도 변동시, 엔진 및 모터의 출력토크 제한 값이 급변할 수 있다. 예를 들어, 도 3을 참조하면, 변속기 입력측 속도가 6000~6200rpm 변동시, 출력토크는 최대 500nm(=200nm+300nm)까지 변동할 수 있다. 이와 같은 경우, 하이브리드 차량에 연속적인 저더(Judder) 또는 쇽(Shock)이 발생할 수 있다.
둘째, 변속기 입력속도를 엔진 또는 모터의 최고속도 제한 값으로 유지할 수 없는 경우가 발생할 수 있다. 즉, 엔진 또는 모터의 최고속도가 6200rpm으로 제한되는 경우, 변속기 입력속도는 6200rpm을 초과하는 경우가 발생할 수 있다. 이와 같은 경우, 변속기 하드웨어와 전기동력장치 하드웨어의 시스템 보호가 어려울 수 있다.
셋째, 엔진클러치 락업(lock up) 유지시, 엔진 및 모터의 속도 오차로 인해 엔진 및 모터의 최대토크 제한 값의 일관성이 유지되지 않는 경우가 발생할 수 있다. 예를 들어, 엔진이 최대토크 제한에 따른 연료차단 상태가 되면, 모터가 요구토크를 충족하기 위해 추가 토크를 발생해야 하기 때문에 SOC(state of charge)을 악화시킬 수 있다.
넷째, 변속기 입력측의 토크 급변에 따른 변속 충격 및 변속 지연이 발생할 수 있다.
이 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.
따라서, 본 발명이 해결하려는 과제는, 엔진 및 모터의 속도 및 토크에 무관한 토크 프로파일(profile) 개념을 기초로 한 피드포워드(feedforward) 제어로 엔진 및 모터의 최고속도를 제한하는 하이브리드 차량의 엔진 및 모터의 최고속도 제한 제어 방법 및 시스템을 제공하는 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 차량의 엔진 및 모터의 최고속도 제한 제어 방법은, 엔진과 모터 사이에서 동력을 단속하는 엔진클러치; 상기 모터의 후단에 연결되는 변속기를 포함하는 하이브리드 차량의 상기 엔진 및 모터의 최고속도를 제한하는 방법으로서, 상기 엔진의 속도가 설정된 최고 속도를 초과했는지 판단하는 단계; 상기 모터의 속도가 설정된 최고 속도를 초과했는지 판단하는 단계; 상기 엔진 속도가 상기 설정된 최고 속도를 초과하면, 미리 설정된 엔진 토크 프로파일(profile)에 따라 상기 엔진의 최고속도를 제한하는 단계; 및 상기 모터 속도가 상기 설정된 최고 속도를 초과하면, 미리 설정된 모터 토크 프로파일에 따라 상기 모터의 최고속도를 제한하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 엔진의 최고속도를 제한하는 단계는, 상기 엔진 속도가 상기 설정된 최고 속도를 초과하면, 상기 엔진의 토크가 제로(0) 토크로 수렴하도록 상기 미리 설정된 엔진 토크 프로파일에 따라 상기 엔진을 제어하는 단계; 상기 엔진 토크가 제로 토크로 수렴될 때, 상기 엔진의 속도가 설정된 해지속도 이하인지를 판단하는 단계; 상기 엔진의 속도가 상기 설정된 해지속도 이하이면, 엔진 토크를 증가시키는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 엔진 토크를 증가시키는 단계는, 상기 엔진 토크를 상기 엔진 토크 프로파일에 따라 상기 설정된 최고 속도 초과 시점의 상기 엔진 토크까지 증가시킬 수 있다.
상기 엔진의 설정된 최고 속도와 상기 모터의 설정된 최고 속도는 동일할 수 있다.
상기 모터의 최고속도를 제한하는 단계는, 상기 모터 속도가 상기 설정된 최고 속도를 초과하면, 상기 모터의 토크가 제로(0) 토크로 수렴하도록 상기 미리 설정된 모터 토크 프로파일에 따라 상기 모터를 제어하는 단계; 상기 모터 토크가 제로 토크로 수렴될 때, 상기 모터의 속도가 설정된 해지속도 이하인지를 판단하는 단계; 상기 모터의 속도가 상기 설정된 해지속도 이하이면, 모터 토크를 증가시키는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 모터 토크를 증가시키는 단계는, 상기 모터 토크를 상기 모터 토크 프로파일에 따라 상기 설정된 최고 속도 초과 시점의 상기 모터 토크까지 증가시킬 수 있다.
상기 엔진의 설정된 해지속도와 상기 모터의 설정된 해지속도는 서로 다를 수 있다.
상기 모터 토크를 증가시키는 단계는, 상기 엔진 토크를 증가시키는 단계 이후에 수행될 수 있다.
상기 미리 설정된 토크 프로파일에 따라 상기 엔진을 제어하는 단계는, 상기 미리 설정된 토크 프로파일에 따라 상기 엔진을 피드포워드 제어할 수 있다.
상기 엔진 및 상기 모터는 각각 상기 미리 설정된 엔진 토크 프로파일 및 상기 미리 설정된 모터 토크 프로파일을 기초로 피드포워드(feedforward) 제어될 수 있다.
그리고, 상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 차량의 엔진 및 모터의 최고속도 제한 제어 시스템은, 엔진과 모터 사이에서 동력을 단속하는 엔진클러치; 상기 모터의 후단에 연결되는 변속기; 상기 엔진을 제어하는 엔진 제어기; 상기 모터를 제어하는 모터 제어기; 및 상기 엔진 및 모터의 최고속도를 제한하는 제어를 수행하는 최고속도 제한 제어기;를 포함하되, 상기 최고속도 제한 제어기는 상기 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 차량의 엔진 및 모터의 최고속도 제한 제어 방법을 수행하기 위한 설정된 프로그램에 의해 동작할 수 있다.
상기 최고속도 제한 제어기는, 상기 엔진의 최고속도 제한 제어를 수행하는 엔진 최고속도 제한 제어부; 및 상기 모터의 최고속도 제한 제어를 수행하는 모터 최고속도 제한 제어부;를 포함할 수 있다.
상기 엔진 최고속도 제한 제어부는, 상기 엔진의 속도가 설정된 최고속도를 초과하면 엔진 최고속도 제한 제어를 시작하도록 하는 엔진 최고속도 제한 제어 진입부; 상기 엔진의 토크가 제로(0) 토크로 수렴하도록 미리 설정된 엔진 토크 프로파일에 따라 상기 엔진을 피드포워드 제어하는 엔진 최고속도 제한 토크제어 출력부; 상기 엔진의 속도가 설정된 해지속도 이하이면, 상기 엔진 최고속도 제한 토크제어 출력부의 제로 토크 지령을 해지시키는 엔진 최고속도 제한 제어 해지 판단부; 상기 엔진 최고속도 제한 제어 해지 판단부의 제로 토크 지령 해지에 따라 상기 엔진의 토크를 상기 미리 설정된 엔진 토크 프로파일에 따라 피드포워드 제어로 증가시키는 엔진 최고속도 제한 해지 토크 제어 출력부; 상기 엔진 최고속도 제한 토크 제어 출력부 및 상기 엔진 최고속도 제한 해지 토크 제어 출력부의 피드포워드 제어를 위해 미리 설정된 데이터로 구성된 엔진 토크 프로파일;를 포함할 수 있다.
상기 모터 최고속도 제한 제어부는, 상기 모터의 속도가 설정된 최고속도를 초과하면 모터 최고속도 제한 제어를 시작하도록 하는 모터 최고속도 제한 제어 진입부; 상기 모터의 토크가 제로(0) 토크로 수렴하도록 미리 설정된 모터 토크 프로파일에 따라 상기 모터를 피드포워드 제어하는 모터 최고속도 제한 토크제어 출력부; 상기 모터의 속도가 설정된 해지속도 이하이면, 상기 모터 최고속도 제한 토크제어 출력부의 제로 토크 지령을 해지시키는 모터 최고속도 제한 제어 해지 판단부; 상기 모터 최고속도 제한 제어 해지 판단부의 제로 토크 지령 해지에 따라 상기 모터의 토크를 상기 미리 설정된 모터 토크 프로파일에 따라 피드포워드 제어로 증가시키는 모터 최고속도 제한 해지 토크 제어 출력부; 상기 모터 최고속도 제한 토크 제어 출력부 및 상기 모터 최고속도 제한 해지 토크 제어 출력부의 피드포워드 제어를 위해 미리 설정된 데이터로 구성된 모터 토크 프로파일;를 포함할 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따르면, 엔진 및 모터의 속도 및 토크에 무관한 토크 프로파일(profile)에 의한 출력제한과, 피드포워드 제어로 엔진 및 모터의 최고속도를 제한함으로써 아래와 같은 이점을 얻을 수 있다.
변속기 입력속도 변동과 무관한 안정적인 엔진 및 모터의 출력토크 제한으로, 연속적인 저더(Judder) 또는 쇽(Shock) 발생을 억제할 수 있고, 이에 따라 운전성능을 향상시킬 수 있다.
단품 설계사양의 변속기 입력 최고속도 제한 유지로 단품 및 해당 시스템을 안정적으로 보호할 수 있다.
엔진 및 모터의 최대토크 제한 값을 일관성 있게 확보할 수 있어, 배터리의 급속 과방전을 방지할 수 있고, 연비 성능을 개선할 수 있다.
안정된 토크 제어로 변속 충격을 방지할 수 있고, 변속 지연을 개선할 수 있다.
도 1은 일반적인 하이브리드 차량의 개략적인 블록 구성도이다.
도 2 및 도 3은 각각 종래기술의 실시예에 따른 하이브리드 차량의 엔진 및 모터의 최고속도 제한 제어 방법의 문제점을 도시한 그래프이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 차량의 엔진 및 모터의 최고속도 제한 제어 시스템의 구성도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 차량의 엔진 및 모터의 최고속도 제한 제어 방법의 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 실시예의 작용을 설명하기 위한 그래프이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호로 표시된 부분들은 동일한 구성요소들을 의미한다.
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.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 차량의 엔진 및 모터의 최고속도 제한 제어 시스템이 적용되는 하이브리드 차량을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 차량의 엔진 및 모터의 최고속도 제한 제어 시스템이 적용되는 하이브리드 차량은, 엔진(10)과; 모터(20); 엔진(10)과 모터(20) 사이에서 동력을 단속하는 클러치(30); 변속기(40); 차동기어장치(50); 배터리(60); 상기 엔진(10)를 시동하거나 상기 엔진(10)의 출력에 의해 발전을 하는 시동/발전 모터(70); 및 차륜(80)를 포함할 수 있다.
또한, 상기 하이브리드 차량은, 하이브리드 차량의 전체 동작을 제어하는 하이브리드 제어기(HCU)(200); 엔진(10)의 동작을 제어하는 엔진 제어기(ECU)(110); 모터(20)의 동작을 제어하는 모터 제어기(MCU)(120); 변속기(40)의 동작을 제어하는 변속기 제어기(TCU)(140); 및 배터리(60)를 관리하고 제어하는 배터리 제어기(BCU)(160);를 포함할 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 차량의 엔진 및 모터의 최고속도 제한 제어 시스템을 도시한 블록도이다.
본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 차량의 엔진 및 모터의 최고속도 제한 제어 시스템은, 엔진 및 모터의 속도 및 토크에 무관한 토크 프로파일(profile) 개념을 기초로 한 피드포워드(feedforward) 제어로 엔진 및 모터의 최고속도를 제한하는 시스템이다.
이러한 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 차량의 엔진 및 모터의 최고속도 제한 제어 시스템은, 엔진(10)과 모터(20) 사이에서 동력을 단속하는 엔진클러치(30); 상기 모터(20)의 후단에 연결되는 변속기(40); 상기 엔진(10)을 제어하는 엔진 제어기(110); 상기 모터(20)를 제어하는 모터 제어기(120); 및 상기 엔진(10) 및 모터(20)의 최고속도를 제한하는 제어를 수행하는 최고속도 제한 제어기(300);를 포함한다.
상기 엔진(10), 모터(20), 엔진클러치(30), 변속기(40), 엔진 제어기(110) 및 모터 제어기(120)는, 도 1에 도시한 바와 같은 일반적인 하이브리드 차량에 포함되는 것들이므로, 이들에 대한 보다 구체적인 설명은 생략한다.
상기 최고속도 제한 제어기(300)는 상기 엔진(10)의 최고속도 제한 제어를 수행하는 엔진 최고속도 제한 제어부(310); 및 상기 모터(20)의 최고속도 제한 제어를 수행하는 모터 최고속도 제한 제어부(320);를 포함한다.
상기 엔진 최고속도 제한 제어부(310)는, 상기 엔진(10)의 속도가 설정된 최고속도(예; 6150 rpm)를 초과하면 엔진 최고속도 제한 제어를 시작하도록 하는 엔진 최고속도 제한 제어 진입부(311); 상기 엔진(10)의 토크가 제로(0) 토크로 수렴하도록 미리 설정된 엔진 토크 프로파일에 따라 상기 엔진(10)을 피드포워드 제어하는 엔진 최고속도 제한 토크제어 출력부(312); 상기 엔진(10)의 속도가 설정된 해지속도(예; 5900 rpm) 이하이면, 상기 엔진 최고속도 제한 토크제어 출력부(312)의 제로 토크 지령을 해지시키는 엔진 최고속도 제한 제어 해지 판단부(313); 상기 엔진 최고속도 제한 제어 해지 판단부(313)의 제로 토크 지령 해지에 따라 상기 엔진(10)의 토크를 상기 미리 설정된 엔진 토크 프로파일에 따라 피드포워드 제어로 증가시키는 엔진 최고속도 제한 해지 토크 제어 출력부(314); 상기 엔진 최고속도 제한 토크 제어 출력부(312) 및 상기 엔진 최고속도 제한 해지 토크 제어 출력부(314)의 피드포워드 제어를 위해 미리 설정된 데이터로 구성된 엔진 토크 프로파일(315);을 포함한다.
상기 모터 최고속도 제한 제어부(320)는, 상기 모터(20)의 속도가 설정된 최고속도(예; 6150 rpm)를 초과하면 모터 최고속도 제한 제어를 시작하도록 하는 모터 최고속도 제한 제어 진입부(321); 상기 모터(20)의 토크가 제로(0) 토크로 수렴하도록 미리 설정된 모터 토크 프로파일에 따라 상기 모터(20)을 피드포워드 제어하는 모터 최고속도 제한 토크제어 출력부(322); 상기 모터(20)의 속도가 설정된 해지속도(예; 6050 rpm) 이하이면, 상기 모터 최고속도 제한 토크제어 출력부(322)의 제로 토크 지령을 해지시키는 모터 최고속도 제한 제어 해지 판단부(323); 상기 모터 최고속도 제한 제어 해지 판단부(323)의 제로 토크 지령 해지에 따라 상기 모터(20)의 토크를 상기 미리 설정된 모터 토크 프로파일에 따라 피드포워드 제어로 증가시키는 모터 최고속도 제한 해지 토크 제어 출력부(324); 상기 모터 최고속도 제한 토크 제어 출력부(322) 및 상기 모터 최고속도 제한 해지 토크 제어 출력부(324)의 피드포워드 제어를 위해 미리 설정된 데이터로 구성된 모터 토크 프로파일(325);를 포함한다.
상기 최고속도 제한 제어기(300) 및 상기 최고속도 제한 제어기(300)를 구성하는 구성요소들(310, 320)은 설정된 프로그램에 의해 동작하는 하나 이상의 마이크로프로세서 및/또는 하드웨어를 포함하여 형성되며, 상기 설정된 프로그램은 후술할 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 차량의 엔진 및 모터의 최고속도 제한 제어 방법을 수행하기 위한 일련의 명령으로 형성될 수 있다.
즉, 상기 최고속도 제한 제어기(300)는 프로그램 및 하드웨어가 결합된 모듈 형태로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 상기 최고속도 제한 제어기(300)는, 마이크로프로세서, 전기전자 부품 및 후술하는 본 발명의 실시예의 방법이 프로그램으로 저장된 메모리 소자(ROM, RAM 등) 등이 실장된 인쇄회로기판(PCB)일 수 있다.
상기 최고속도 제한 제어기(300)는 하이브리드 차량의 전체 동작을 제어하는 하이브리드 제어기(HCU)에 포함될 수도 있다.
이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 차량의 엔진 및 모터의 최고속도 제한 제어 방법을 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 차량의 엔진 및 모터의 최고속도 제한 제어 방법을 도시한 흐름도이다.
도 5에 도시한 보와 같이, 최고속도 제한 제어기(300)는 엔진(10)의 최고속도 제한 제어와 모터(20)의 최고속도 제한 제어를 병렬적으로 수행한다.
따라서, 본 명세서에서는 엔진(10)의 최고속도 제한 제어를 먼저 설명하고, 이어서 모터(20)의 최고속도 제한 제어를 설명한다.
상기 최고속도 제한 제어기(300)의 엔진 최고속도 제한 제어 진입 판단부(311)는, 상기 엔진(10)의 속도가 설정된 최고 속도(V1; 도 6)를 초과했는지 판단한다(S110). 상기 설정된 최고 속도(V1)은 예를 들어 6150 rpm 일 수 있다.
S110에서 상기 엔진(10)의 속도가 상기 설정된 최고 속도를 초과한 것으로 판단되면, 상기 최고속도 제한 제어기(300)의 엔진 최고속도 제한 토크 제어 출력부(312)는, 상기 엔진(10)의 토크가 도 6에 도시한 바와 같이 제로(0) 토크로 점진적으로 수렴하도록 엔진 토크 프로파일(315)을 참조하면서 상기 엔진(10)을 피드포워드(feedforward)로 제어한다(S120).
상기 엔진 최고속도 제한 토크 제어 출력부(312)는 상기 엔진 제어기(110)를 통해 엔진(10)를 실질적으로 제어할 수 있다.
상기 엔진 토크 프로파일(315)은, 엔진 속도에 따른 엔진 토크 값이 미리 설정된 형태로 이루어진 프로파일이다. 상기 미리 설정된 엔진 토크 값은 시물레이션 및/또는 실험 등을 통해 얻을 수 있다.
S120에서 엔진 토크가 제로 토크로 수렴하는 중에, 상기 최고속도 제한 제어기(300)의 엔진 최고속도 제한 제어 해지 판단부(313)는, 상기 엔진(10)의 속도가 설정된 해지속도(V3; 도 6) 이하인지를 판단한다(S130). 상기 설정된 해지속도(V3)는 예를 들어 5900 rpm일 수 있다.
S130에서 상기 엔진(10)의 속도가 상기 설정된 해지속도(V3) 이하이면, 상기 최고속도 제한 제어기(300)의 엔진 최고속도 제한 해지 토크 제어 출력부(314)는, 엔진 토크를 증가시키기 위해 상기 엔진 토크 프로파일(315)을 참조하면서 상기 엔진(10)를 피드포워드 제어한다(S140).
상기 엔진 최고속도 제한 해지 토크 제어 출력부(314)는, 상기 엔진 제어기(110)를 통해 엔진(10)를 실질적으로 제어할 수 있다.
상기 엔진 최고속도 제한 해지 토크 제어 출력부(314)는, 상기 엔진 토크를 도 6에 도시한 바와 같이 엔진 최대 토크까지 증가시킨다. 도 6에서 상기 엔진 최대 토크는 300 Nm이다.
도 6을 참조하면, 상기 엔진 최고속도 제한 제어부(310)는, 히스테리시스(hysteresis) 방식으로 엔진의 최고속도 제한 제어를 수행하고 있음을 알 수 있다.
한편, 상기 최고속도 제한 제어기(300)의 모터 최고속도 제한 제어 진입 판단부(321)는, 상기 모터(20)의 속도가 설정된 최고 속도(V1; 도 6)를 초과했는지 판단한다(S210). 상기 설정된 모터의 최고 속도(V1)은 예를 들어 6150 rpm 일 수 있다.
상기 설정된 모터의 최고 속도는, 상기 설정된 엔진의 최고 속도와 동일할 수 있다.
S210에서 상기 모터(20)의 속도가 상기 설정된 최고 속도를 초과한 것으로 판단되면, 상기 최고속도 제한 제어기(300)의 모터 최고속도 제한 토크 제어 출력부(322)는, 상기 모터(20)의 토크가 도 6에 도시한 바와 같이 제로(0) 토크로 점진적으로 수렴하도록 모터 토크 프로파일(325)을 참조하면서 상기 모터(20)를 피드포워드(feedforward)로 제어한다(S220).
상기 모터 최고속도 제한 토크 제어 출력부(322)는 상기 모터 제어기(120)를 통해 모터(20)를 실질적으로 제어할 수 있다.
상기 모터 토크 프로파일(325)은, 모터 속도에 따른 모터 토크 값이 미리 설정된 형태로 이루어진 프로파일이다. 상기 미리 설정된 모터 토크 값은 시물레이션 및/또는 실험 등을 통해 얻을 수 있다.
S220에서 모터 토크가 제로 토크로 수렴하는 중에, 상기 최고속도 제한 제어기(300)의 모터 최고속도 제한 제어 해지 판단부(323)는, 상기 모터(20)의 속도가 설정된 해지속도(V2; 도 6) 이하인지를 판단한다(S230).
상기 설정된 해지속도(V2)는 예를 들어 6050 rpm일 수 있다. 도 6을 참조하면, 상기 모터(20)의 설정된 해지속도(V2)와 상기 엔진(10)의 설정된 해지속도(V3)가 서로 다름을 알 수 있다.
S230에서 상기 모터(20)의 속도가 상기 설정된 해지속도(V2) 이하이면, 상기 최고속도 제한 제어기(300)의 모터 최고속도 제한 해지 토크 제어 출력부(324)는, S140에서 상기 엔진 토크가 증가하기 시작했는지를 판단한다(S235).
S235에서 상기 엔진 토크가 증가하기 시작한 것으로 판단되면, 상기 최고속도 제한 제어기(300)의 모터 최고속도 제한 해지 토크 제어 출력부(324)는, 모터 토크를 증가시키기 위해 상기 모터 토크 프로파일(325)을 참조하면서 상기 모터(20)를 피드포워드 제어한다(S240).
상기 모터 최고속도 제한 해지 토크 제어 출력부(324)는, 상기 모터 제어기(110)를 통해 모터(20)를 실질적으로 제어할 수 있다.
상기 모터 최고속도 제한 해지 토크 제어 출력부(324)는, 상기 모터 토크를 도 6에 도시한 바와 같이 모터 최대 토크까지 증가시킬 수 있다. 도 6에서 상기 모터 최대 토크는 200 Nm이다.
S240에서 상기 엔진 토크의 증가가 시작된 이후에 상기 모터 토크를 증가시키는 이유는, 상기 모터(20)를 먼저 구동시키면 상기 모터(20)가 상기 엔진(10)의 토크까지 감당해야 하므로, 이렇게 되면 SOC가 악화될 수 있기 때문이다.
도 6을 참조하면, 상기 모터 최고속도 제한 제어부(320)는, 히스테리시스(hysteresis) 방식으로 모터의 최고속도 제한 제어를 수행하고 있음을 알 수 있다.
이로써, 본 발명의 실시예에 따르면, 엔진 및 모터의 속도 및 토크에 무관한 토크 프로파일(profile) 개념을 기초로 한 피드포워드(feedforward) 제어로 엔진 및 모터의 최고속도를 안정되게 제한할 수 있다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
10: 엔진
20: 모터
30: 엔진클러치
40: 변속기
300: 최고속도 제한 제어기
310: 엔진 최고속도 제한 제어부
320: 모터 최고속도 제한 제어부

Claims (14)

  1. 엔진과 모터 사이에서 동력을 단속하는 엔진클러치; 상기 모터의 후단에 연결되는 변속기를 포함하는 하이브리드 차량의 상기 엔진 및 모터의 최고속도를 제한하는 방법으로서,
    상기 엔진의 속도가 설정된 최고 속도를 초과했는지 판단하는 단계;
    상기 모터의 속도가 설정된 최고 속도를 초과했는지 판단하는 단계;
    상기 엔진 속도가 상기 설정된 최고 속도를 초과하면, 미리 설정된 엔진 토크 프로파일(profile)에 따라 상기 엔진의 최고속도를 제한하는 단계; 및
    상기 모터 속도가 상기 설정된 최고 속도를 초과하면, 미리 설정된 모터 토크 프로파일에 따라 상기 모터의 최고속도를 제한하는 단계;
    를 포함하는 하이브리드 차량의 엔진 및 모터의 최고속도 제한 제어 방법.
  2. 제1항에서,
    상기 엔진의 최고속도를 제한하는 단계는,
    상기 엔진 속도가 상기 설정된 최고 속도를 초과하면, 상기 엔진의 토크가 제로(0) 토크로 수렴하도록 상기 미리 설정된 엔진 토크 프로파일에 따라 상기 엔진을 제어하는 단계;
    상기 엔진 토크가 제로 토크로 수렴될 때, 상기 엔진의 속도가 설정된 해지속도 이하인지를 판단하는 단계;
    상기 엔진의 속도가 상기 설정된 해지속도 이하이면, 엔진 토크를 증가시키는 단계;
    를 포함하는 하이브리드 차량의 엔진 및 모터의 최고속도 제한 제어 방법.
  3. 제2항에서
    상기 엔진 토크를 증가시키는 단계는,
    상기 엔진 토크를 상기 엔진 토크 프로파일에 따라 상기 설정된 최고 속도 초과 시점의 상기 엔진 토크까지 증가시키는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 엔진 및 모터의 최고속도 제한 제어 방법.
  4. 제2항에서,
    상기 엔진의 설정된 최고 속도와 상기 모터의 설정된 최고 속도는 동일한 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 엔진 및 모터의 최고속도 제한 제어 방법.
  5. 제4항에서,
    상기 모터의 최고속도를 제한하는 단계는,
    상기 모터 속도가 상기 설정된 최고 속도를 초과하면, 상기 모터의 토크가 제로(0) 토크로 수렴하도록 상기 미리 설정된 모터 토크 프로파일에 따라 상기 모터를 제어하는 단계;
    상기 모터 토크가 제로 토크로 수렴될 때, 상기 모터의 속도가 설정된 해지속도 이하인지를 판단하는 단계;
    상기 모터의 속도가 상기 설정된 해지속도 이하이면, 모터 토크를 증가시키는 단계;
    를 포함하는 하이브리드 차량의 엔진 및 모터의 최고속도 제한 제어 방법.
  6. 제5항에서,
    상기 모터 토크를 증가시키는 단계는,
    상기 모터 토크를 상기 모터 토크 프로파일에 따라 상기 설정된 최고 속도 초과 시점의 상기 모터 토크까지 증가시키는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 엔진 및 모터의 최고속도 제한 제어 방법.
  7. 제5항에서,
    상기 엔진의 설정된 해지속도와 상기 모터의 설정된 해지속도는 서로 다른 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 엔진 및 모터의 최고속도 제한 제어 방법.
  8. 제5항에서,
    상기 모터 토크를 증가시키는 단계는,
    상기 엔진 토크를 증가시키는 단계 이후에 수행되도록 된 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 엔진 및 모터의 최고속도 제한 제어 방법.
  9. 제1항에서,
    상기 미리 설정된 토크 프로파일에 따라 상기 엔진을 제어하는 단계는, 상기 미리 설정된 토크 프로파일에 따라 상기 엔진을 피드포워드 제어하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 엔진 및 모터의 최고속도 제한 제어 방법.
  10. 제1항에서,
    상기 엔진 및 상기 모터는 각각 상기 미리 설정된 엔진 토크 프로파일 및 상기 미리 설정된 모터 토크 프로파일을 기초로 피드포워드(feedforward) 제어되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 엔진 및 모터의 최고속도 제한 제어 방법.
  11. 엔진과 모터 사이에서 동력을 단속하는 엔진클러치;
    상기 모터의 후단에 연결되는 변속기;
    상기 엔진을 제어하는 엔진 제어기;
    상기 모터를 제어하는 모터 제어기; 및
    상기 엔진 및 모터의 최고속도를 제한하는 제어를 수행하는 최고속도 제한 제어기;를 포함하되,
    상기 최고속도 제한 제어기는 제1항 내지 제10항 중의 어느 한 항의 방법을 수행하기 위한 설정된 프로그램에 의해 동작하는 것을 특징으로 하이브리드 차량의 엔진 및 모터의 최고속도 제한 제어 시스템.
  12. 제11항에서,
    상기 최고속도 제한 제어기는,
    상기 엔진의 최고속도 제한 제어를 수행하는 엔진 최고속도 제한 제어부; 및
    상기 모터의 최고속도 제한 제어를 수행하는 모터 최고속도 제한 제어부;
    를 포함하는 하이브리드 차량의 엔진 및 모터의 최고속도 제한 제어 시스템.
  13. 제12항에서,
    상기 엔진 최고속도 제한 제어부는,
    상기 엔진의 속도가 설정된 최고속도를 초과하면 엔진 최고속도 제한 제어를 시작하도록 하는 엔진 최고속도 제한 제어 진입부;
    상기 엔진의 토크가 제로(0) 토크로 수렴하도록 미리 설정된 엔진 토크 프로파일에 따라 상기 엔진을 피드포워드 제어하는 엔진 최고속도 제한 토크제어 출력부;
    상기 엔진의 속도가 설정된 해지속도 이하이면, 상기 엔진 최고속도 제한 토크제어 출력부의 제로 토크 지령을 해지시키는 엔진 최고속도 제한 제어 해지 판단부;
    상기 엔진 최고속도 제한 제어 해지 판단부의 제로 토크 지령 해지에 따라 상기 엔진의 토크를 상기 미리 설정된 엔진 토크 프로파일에 따라 피드포워드 제어로 증가시키는 엔진 최고속도 제한 해지 토크 제어 출력부;
    상기 엔진 최고속도 제한 토크 제어 출력부 및 상기 엔진 최고속도 제한 해지 토크 제어 출력부의 피드포워드 제어를 위해 미리 설정된 데이터로 구성된 엔진 토크 프로파일;
    를 포함하는 하이브리드 차량의 엔진 및 모터의 최고속도 제한 제어 시스템.
  14. 제12항에서,
    상기 모터 최고속도 제한 제어부는,
    상기 모터의 속도가 설정된 최고속도를 초과하면 모터 최고속도 제한 제어를 시작하도록 하는 모터 최고속도 제한 제어 진입부;
    상기 모터의 토크가 제로(0) 토크로 수렴하도록 미리 설정된 모터 토크 프로파일에 따라 상기 모터를 피드포워드 제어하는 모터 최고속도 제한 토크제어 출력부;
    상기 모터의 속도가 설정된 해지속도 이하이면, 상기 모터 최고속도 제한 토크제어 출력부의 제로 토크 지령을 해지시키는 모터 최고속도 제한 제어 해지 판단부;
    상기 모터 최고속도 제한 제어 해지 판단부의 제로 토크 지령 해지에 따라 상기 모터의 토크를 상기 미리 설정된 모터 토크 프로파일에 따라 피드포워드 제어로 증가시키는 모터 최고속도 제한 해지 토크 제어 출력부;
    상기 모터 최고속도 제한 토크 제어 출력부 및 상기 모터 최고속도 제한 해지 토크 제어 출력부의 피드포워드 제어를 위해 미리 설정된 데이터로 구성된 모터 토크 프로파일;
    를 포함하는 하이브리드 차량의 엔진 및 모터의 최고속도 제한 제어 시스템.
KR1020120143872A 2012-12-11 2012-12-11 하이브리드 차량의 엔진 및 모터의 최고속도 제한 제어 방법 및 시스템 KR101371481B1 (ko)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120143872A KR101371481B1 (ko) 2012-12-11 2012-12-11 하이브리드 차량의 엔진 및 모터의 최고속도 제한 제어 방법 및 시스템
DE102013224787.7A DE102013224787B4 (de) 2012-12-11 2013-12-03 Steuerverfahren und -system zum begrenzen der maximalen drehzahl eines verbrennungsmotors und eines motors von einem hybridfahrzeugs
US14/095,488 US9096225B2 (en) 2012-12-11 2013-12-03 Control method and system for limiting maximum speed of engine and motor of hybrid vehicle
CN201310666881.6A CN103863305B (zh) 2012-12-11 2013-12-10 混合动力车发动机和电动机最大转速限制控制方法和***

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120143872A KR101371481B1 (ko) 2012-12-11 2012-12-11 하이브리드 차량의 엔진 및 모터의 최고속도 제한 제어 방법 및 시스템

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101371481B1 true KR101371481B1 (ko) 2014-03-10

Family

ID=50647881

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020120143872A KR101371481B1 (ko) 2012-12-11 2012-12-11 하이브리드 차량의 엔진 및 모터의 최고속도 제한 제어 방법 및 시스템

Country Status (4)

Country Link
US (1) US9096225B2 (ko)
KR (1) KR101371481B1 (ko)
CN (1) CN103863305B (ko)
DE (1) DE102013224787B4 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190080565A (ko) 2017-12-28 2019-07-08 현대자동차주식회사 모터 구동 차량에서의 최고속도 제어 방법

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
MX356879B (es) * 2013-09-26 2018-06-19 Nissan Motor Dispositivo de control para vehículo híibrido.
JP6044569B2 (ja) * 2014-03-12 2016-12-14 株式会社デンソー 制御装置
KR101836567B1 (ko) * 2015-05-20 2018-03-09 현대자동차주식회사 전기차량의 변속 제어방법
CN105034788B (zh) * 2015-08-07 2017-09-26 厦门金龙联合汽车工业有限公司 一种混联混合动力***离合器结合协调控制方法
CN114954416A (zh) * 2021-09-30 2022-08-30 长城汽车股份有限公司 车辆控制的方法、装置、存储介质、电子设备和车辆

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20090110673A (ko) * 2008-04-18 2009-10-22 현대자동차주식회사 하이브리드 차량의 변속기 보호장치 및 방법
KR20110062134A (ko) * 2009-12-02 2011-06-10 현대자동차주식회사 하이브리드 차량의 토크 제어방법
KR20120065413A (ko) * 2009-09-15 2012-06-20 케이피아이티 커민즈 인포시스템즈 엘티디. 사용자 입력에 근거하여 하이브리드 차량에 대한 모터의 지원을 제공하는 방법
KR20120072372A (ko) * 2009-09-15 2012-07-03 케이피아이티 커민즈 인포시스템즈 엘티디. 예측된 주행범위에 근거한 하이브리드 차량에 대한 모터의 지원

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6777904B1 (en) * 2003-02-25 2004-08-17 Ford Global Technologies, Llc Method and system for controlling a motor
US7203578B2 (en) * 2004-07-30 2007-04-10 Ford Global Technologies, Llc Wheel torque estimation in a powertrain for a hybrid electric vehicle
KR101240435B1 (ko) 2006-06-30 2013-03-08 현대자동차주식회사 하이브리드 자동차의 주행 제어 방법
JP4501925B2 (ja) * 2006-11-09 2010-07-14 トヨタ自動車株式会社 車両用駆動装置の制御装置
US8281885B2 (en) 2007-11-06 2012-10-09 GM Global Technology Operations LLC Method and apparatus to monitor rotational speeds in an electro-mechanical transmission
KR100962783B1 (ko) * 2007-12-13 2010-06-09 현대자동차주식회사 하이브리드 차량의 모터 토크 제한 방법
JP4998436B2 (ja) 2008-11-04 2012-08-15 日産自動車株式会社 ハイブリッド車両の制御装置
JP2011219025A (ja) 2010-04-13 2011-11-04 Toyota Motor Corp ハイブリッド自動車およびその制御方法
US20130006456A1 (en) * 2011-06-29 2013-01-03 Caterpillar Inc. Systems and methods for engine load management for electric drive vehicles

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20090110673A (ko) * 2008-04-18 2009-10-22 현대자동차주식회사 하이브리드 차량의 변속기 보호장치 및 방법
KR20120065413A (ko) * 2009-09-15 2012-06-20 케이피아이티 커민즈 인포시스템즈 엘티디. 사용자 입력에 근거하여 하이브리드 차량에 대한 모터의 지원을 제공하는 방법
KR20120072372A (ko) * 2009-09-15 2012-07-03 케이피아이티 커민즈 인포시스템즈 엘티디. 예측된 주행범위에 근거한 하이브리드 차량에 대한 모터의 지원
KR20110062134A (ko) * 2009-12-02 2011-06-10 현대자동차주식회사 하이브리드 차량의 토크 제어방법

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190080565A (ko) 2017-12-28 2019-07-08 현대자동차주식회사 모터 구동 차량에서의 최고속도 제어 방법
KR102484929B1 (ko) * 2017-12-28 2023-01-04 현대자동차주식회사 모터 구동 차량에서의 최고속도 제어 방법

Also Published As

Publication number Publication date
US20140163794A1 (en) 2014-06-12
DE102013224787B4 (de) 2024-01-18
DE102013224787A1 (de) 2014-06-12
US9096225B2 (en) 2015-08-04
CN103863305B (zh) 2017-10-24
CN103863305A (zh) 2014-06-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101339264B1 (ko) 하이브리드 차량의 충방전 제어 방법 및 시스템
KR101371481B1 (ko) 하이브리드 차량의 엔진 및 모터의 최고속도 제한 제어 방법 및 시스템
KR101360060B1 (ko) 하이브리드 차량의 시동모터 고장시 엔진 시동 제어 방법 및 시스템
KR101393562B1 (ko) 하이브리드 차량의 주행 모드 변환 제어 방법 및 시스템
KR101798516B1 (ko) 모터 시스템의 배터리 충전 제어 방법 및 장치
EP2669129B1 (en) Vehicle, and vehicle control method
US10611362B2 (en) Vehicle including traveling motor
KR101405206B1 (ko) 하이브리드 차량의 제어 방법 및 시스템
JP6730668B2 (ja) 車両の走行駆動装置
US9731703B2 (en) Hybrid electric vehicle controller and method
KR20140146907A (ko) 하이브리드 자동차의 배터리 방전 파워 제한시 주행모드 변환 방법 및 시스템
KR101509702B1 (ko) 하이브리드 차량의 변속 제어 방법 및 시스템
JP5668863B2 (ja) ハイブリッド車両の制御装置
KR101628486B1 (ko) 하이브리드 차량의 충전 제어 방법
US8814749B2 (en) Vehicle and control method for vehicle
US9643597B2 (en) Control apparatus for hybrid vehicle
US8801568B2 (en) Control apparatus and control method for hybrid vehicle
JP2018069947A (ja) ハイブリッド車両の駆動制御装置
JP6597567B2 (ja) 車両制御装置
JP6332298B2 (ja) 車両
CN112109697B (zh) 混合动力汽车预防电机过热的控制方法、装置及控制器
JP2017105376A (ja) ハイブリッド車両の駆動制御装置
JP6907731B2 (ja) 車両の制御装置
JP2017128209A (ja) ハイブリッド車両
JP2018020656A (ja) ハイブリッド車両及びその制御方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180227

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190227

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20200227

Year of fee payment: 7