KR101371748B1 - 하이브리드 차량의 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 EV주행 중 운전자가 가속페달을 많이 밟아 모터최대토크보다 더 큰 토크가 필요하고, 모터RPM의 증가속도가 엔진RPM을 증가시킬 수 있는 속도보다 빠른 상황에서도, 가급적 배터리 SOC의 소모 및 연비 악화를 방지하면서 신속히 엔진클러치 접속이 이루어지도록 하고, 차량의 가속감을 향상시킬 수 있도록 한다.

Description

하이브리드 차량의 제어방법{CONTROL METHOD FOR HYBRID VEHICLE}

본 발명은 하이브리드 차량의 제어방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 모터가 변속기 쪽에 장착된 병렬형 하이브리드 파워트레인을 탑재한 차량의 제어방법에 관한 기술이다.

병렬형 하이브리드 차량으로서 TMED(Transmission Mounted Electric Device)타입은 엔진과 엔진클러치, 모터 및 변속기가 차례로 연결되어, 상기 엔진클러치의 제어에 의해 모터만에 의한 EV모드 주행 및 엔진과 모터에 의한 HEV 주행이 모두 가능하도록 되어 있다.

상기와 같은 하이브리드 파워트레인을 탑재한 차량은 운전자의 가속페달 조작량이 작을 때는 엔진클러치 해제하여 모터로만 차량을 구동하고 운전자의 가속페달 조작량이 높을 때는 엔진클러치를 접합하여 엔진+모터의 구동력으로 차량을 구동한다.

만일 운전자가 초기 출발시 가속페달을 조금 밟아 모터로 일정속도까지 주행하다 가속을 위해 가속페달을 많이 밟을 경우, 엔진클러치 접합으로 인한 차량 충격을 해소하기 위해 엔진RPM을 모터RPM과 동기시킨 후 엔진클러치 접합을 하여 엔진의 토크를 엔진클러치를 통하여 전달한다.

운전자가 가속페달을 많이 밟으면 엔진RPM과 모터RPM을 동기시키는 동안에도 차량은 가속되어야 하므로 모터를 최대토크로 구동한다. 그러나 엔진-모터 동기시간이 오래 걸리면 동기 전까지 엔진클러치가 접합되지 않아 엔진의 동력은 구동에 전달되지 않고 모터만 구동하여 배터리 SOC(STATE OF CHARGE)만 많이 소진하고 결과적으로 연비가 나빠지게 된다.

도 1은 종래 기술에 의한 하이브리드 차량의 제어방법으로서, EV주행 중 운전자가 가속페달을 많이 밟아 모터최대토크보다 더 큰 토크가 필요할 때, 모터RPM이 엔진RPM보다 크면, 엔진을 스피드제어하여 모터RPM과 동기시켜 엔진클러치 접합을 수행하는 싱크클러치접합(S510)을 수행하고, 모터RPM이 엔진 RPM보다 크지 않으면, 엔진클러치를 슬립시키면서 동기시킨 후 엔진클러치를 완전히 결합하게 되는 슬립클러치접합(S520)을 수행한다.

그런데, 상기 싱크클러치접합(S510)의 수행시에, 모터RPM이 빠르게 증가하여 엔진RPM이 빨리 추종하지 못할 경우 모터로만 최대출력으로 차량을 구동하여 SOC를 과다하게 소비하고 엔진은 불필요한 스피드제어로 연료를 소비하여 연비가 나빠지게 된다.

이와 같은 현상은 화석연료를 쓰는 엔진은 스피드제어를 최대로 하더라도 모터의 스피드증가를 추종하지 못하는 RPM 변화량이 발생하기 때문이다.

상기의 발명의 배경이 되는 기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, EV주행 중 운전자가 가속페달을 많이 밟아 모터최대토크보다 더 큰 토크가 필요하고, 모터RPM의 증가속도가 엔진RPM을 증가시킬 수 있는 속도보다 빠른 상황에서도, 가급적 배터리 SOC의 소모 및 연비 악화를 방지하면서 신속히 엔진클러치 접속이 이루어지도록 하고, 차량의 가속감을 향상시킬 수 있도록 한 하이브리드 차량의 제어방법을 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 하이브리드 차량의 제어방법은

모터RPM과 엔진RPM의 동기화 후 클러치를 접합하는 싱크클러치접합이 필요한 상황인지를 판단하는 접합형식판단단계와;

상기 접합형식판단단계 수행결과, 싱크클러치접합이 필요한 경우, 모터RPM 증가율을 소정의 기준율과 비교하는 모터증가율판단단계와;

상기 모터증가율판단단계 수행결과, 모터RPM 증가율이 상기 기준율보다 큰 경우에는 싱크클러치접합을 보류하는 싱크보류단계;

를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

본 발명은 EV주행 중 운전자가 가속페달을 많이 밟아 모터최대토크보다 더 큰 토크가 필요하고, 모터RPM의 증가속도가 엔진RPM을 증가시킬 수 있는 속도보다 빠른 상황에서도, 가급적 배터리 SOC의 소모 및 연비 악화를 방지하면서 신속히 엔진클러치 접속이 이루어지도록 하고, 차량의 가속감을 향상시킬 수 있도록 한다.

도 1은 종래 기술에 의한 하이브리드 차량의 제어방법을 설명한 순서도,
도 2는 본 발명에 따른 하이브리드 차량의 제어방법의 실시예를 도시한 순서도이다.

도 2를 참조하면, 본 발명 하이브리드 차량의 제어방법의 실시예는 모터RPM과 엔진RPM의 동기화 후 클러치를 접합하는 싱크클러치접합이 필요한 상황인지를 판단하는 접합형식판단단계(S20)와; 상기 접합형식판단단계(S20) 수행결과, 싱크클러치접합이 필요한 경우, 모터RPM 증가율을 소정의 기준율과 비교하는 모터증가율판단단계(S30)와; 상기 모터증가율판단단계(S30) 수행결과, 모터RPM 증가율이 상기 기준율보다 큰 경우에는 싱크클러치접합을 보류하는 싱크보류단계(S40)를 포함하여 구성된다.

즉, 상기 접합형식판단단계(S20)에 의해 모터RPM과 엔진RPM의 동기화 후 클러치를 접합하는 싱크클러치접합이 필요한 상황이라고 판단되면, 상기 모터증가율판단단계(S30)를 통해 현재 모터RPM 증가율이 엔진의 스피드제어를 통해 짧은 시간 내에 엔진RPM을 모터RPM에 동기화시킬 수 있는 수준인지를 판단하여, 조속한 동기화가 어렵다고 판단되는 상황에서는 상기 싱크보류단계(S40)를 통해 싱크클러치접합을 보류하고 기존의 EV주행을 지속하도록 하는 것이다.

이 경우, 상기와 같이 EV주행이 지속되게 되면, 차량은 모터로만 계속 주행하게 되고 모터RPM만 증가하여 EV변속을 하게 되며, 이에 의해 상위 변속단의 기어가 치합되면 변속비가 작아져서 차량 부하가 상대적으로 증가하는 효과가 발생되고, 이는 모터RPM의 감소를 가져오게 되는 바, 다음 사이클의 상기 모터증가율판단단계(S30) 수행시에는 상기 싱크보류단계(S40)를 수행하지 않게 되고, 싱크클러치접합(S60)을 수행하여 HEV주행으로 전환을 완료하게 된다.

따라서, 종래 기술에 비하여 볼 때, 엔진 스피드 제어로 엔진RPM을 모터RPM에 동기화시키기 어려운 상황에서도 계속해서 엔진 스피드 제어를 시도함에 따른 무효한 연료의 소모를 방지할 수 있어서 연비 향상을 꾀할 수 있고, 상기와 같이 EV변속에 의한 변속비 감소와 그에 따른 모터RPM 증가량 감소는 상대적으로 신속한 싱크클러치접합(S60)을 수행할 수 있도록 하여 가속감 및 응답성이 빨라지게 된다.

따라서, 상기 모터증가율판단단계(S30)에서 모터RPM 증가율을 비교하는 소정의 기준율은 엔진의 스피드제어로 증가시킬 수 있는 엔진RPM의 최대 변화율로 하거나, 이에 따라 정해지도록 하여, 엔진의 스피드제어로 도달할 수 없는 수준의 모터RPM 증가율이 발생되는 경우에는 상기 싱크보류단계(S40)를 수행할 수 있도록 하는 것이다.

상기 접합형식판단단계(S20)에서는 모터RPM과 엔진RPM을 비교하여, 모터RPM이 엔진RPM보다 큰 경우에 상기 싱크클러치접합(S60)이 필요한 상황으로 판단한다.

상기 접합형식판단단계(S20) 수행결과, 모터RPM이 엔진RPM 이하인 경우에는 엔진클러치를 슬립제어하여 접합시키는 슬립클러치접합(S50)을 수행하고, 상기 모터증가율판단단계(S30) 수행결과, 모터RPM 증가율이 상기 기준율 이하인 경우에는 상기 모터RPM과 엔진RPM의 동기화 후 엔진클러치를 접합하는 싱크클러치접합(S60)을 수행한다.

한편, 상기 접합형식판단단계(S20) 이전에는, EV주행 중 운전자의 가속페달 조작량에 상당하는 요구토크가 모터의 최대토크를 초과하는 경우에 HEV주행이 필요한 상황이라고 판단하는 모드전환판단단계(S10)를 더 수행한다.

따라서, 상기 모드전환판단단계(S10)에서 HEV 주행이 필요한 상황이라고 판단되는 경우에, 상기 접합형식판단단계(S20)를 수행하여 상기 슬립클러치접합(S50)을 수행하거나, 상기 모터증가율판단단계(S30)를 통해 상기 싱크클러치접합(S60)을 수행하고, 상기 모터증가율판단단계(S30)에서 엔진의 스피드제어로는 엔진RPM을 모터RPM에 동기시키기 어렵다고 판단되는 경우에 상기 싱크보류단계(S40)를 통해 궁극적으로는 상기 싱크클러치접합(S60)이 조속한 시간 내에 가능하도록 하는 것이다.

본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.

S10; 모드전환판단단계
S20; 접합형식판단단계
S30; 모터증가율판단단계
S40; 싱크보류단계
S50; 슬립클러치접합
S60; 싱크클러치접합

Claims (5)

1. 모터RPM과 엔진RPM의 동기화 후 클러치를 접합하는 싱크클러치접합(S60)이 필요한 상황인지를 판단하는 접합형식판단단계(S20);
   상기 접합형식판단단계(S20) 수행결과, 싱크클러치접합(S60)이 필요한 경우, 모터RPM 증가율을 소정의 기준율과 비교하는 모터증가율판단단계(S30); 및
   상기 모터증가율판단단계(S30) 수행결과, 모터RPM 증가율이 상기 기준율보다 큰 경우에는 싱크클러치접합(S60)을 보류하는 싱크보류단계(S40)를 포함하며,
   상기 모터증가율판단단계(S30)에서 모터RPM 증가율을 비교하는 소정의 기준율은 엔진의 스피드제어로 증가시킬 수 있는 엔진RPM의 최대 변화율에 따라 정해지는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 제어방법.
2. 삭제
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 접합형식판단단계(S20)에서는 모터RPM과 엔진RPM을 비교하여, 모터RPM이 엔진RPM보다 큰 경우에 상기 싱크클러치접합(S60)이 필요한 상황으로 판단하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 제어방법.
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 접합형식판단단계(S20) 이전에는, EV주행 중 운전자의 가속페달 조작량에 상당하는 요구토크가 모터의 최대토크를 초과하는 경우에 HEV주행이 필요한 상황이라고 판단하는 모드전환판단단계(S10)를 더 수행하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 제어방법.
5. 청구항 3에 있어서,
   상기 접합형식판단단계(S20) 수행결과, 모터RPM이 엔진RPM 이하인 경우에는 엔진클러치를 슬립제어하여 접합시키는 슬립클러치접합(S50)을 수행하고;
   상기 모터증가율판단단계(S30) 수행결과, 모터RPM 증가율이 상기 기준율 이하인 경우에는 상기 모터RPM과 엔진RPM의 동기화 후 엔진클러치를 접합하는 싱크클러치접합(S60)을 수행하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 제어방법.

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