KR101526405B1 - 하이브리드 차량의 변속 시 엔진 기동 제어 장치 및 방법 - Google Patents

하이브리드 차량의 변속 시 엔진 기동 제어 장치 및 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101526405B1
KR101526405B1 KR1020130163784A KR20130163784A KR101526405B1 KR 101526405 B1 KR101526405 B1 KR 101526405B1 KR 1020130163784 A KR1020130163784 A KR 1020130163784A KR 20130163784 A KR20130163784 A KR 20130163784A KR 101526405 B1 KR101526405 B1 KR 101526405B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
engine
speed
motor
hybrid vehicle
calculating
Prior art date
Application number
KR1020130163784A
Other languages
English (en)
Inventor
김상준
양동호
Original Assignee
현대자동차 주식회사
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 현대자동차 주식회사 filed Critical 현대자동차 주식회사
Priority to KR1020130163784A priority Critical patent/KR101526405B1/ko
Priority to US14/517,284 priority patent/US9254840B2/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101526405B1 publication Critical patent/KR101526405B1/ko

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT 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
    • B60W20/00Control systems specially adapted for hybrid vehicles
    • B60W20/40Controlling the engagement or disengagement of prime movers, e.g. for transition between prime movers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT 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
    • B60W20/00Control systems specially adapted for hybrid vehicles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT 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
    • B60K6/00Arrangement 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
    • B60K6/20Arrangement 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
    • B60K6/42Arrangement 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
    • B60K6/48Parallel type
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT 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
    • B60W10/00Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/02Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of driveline clutches
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT 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
    • B60W10/00Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/04Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units
    • B60W10/06Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units including control of combustion engines
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT 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
    • B60W10/00Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/04Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units
    • B60W10/08Conjoint 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
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT 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
    • B60W10/00Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/10Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of change-speed gearings
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60WCONJOINT 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
    • B60W10/00Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/10Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of change-speed gearings
    • B60W10/11Stepped gearings
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/62Hybrid vehicles
    • YGENERAL 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
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S903/00Hybrid electric vehicles, HEVS
    • Y10S903/902Prime movers comprising electrical and internal combustion motors
    • Y10S903/903Prime movers comprising electrical and internal combustion motors having energy storing means, e.g. battery, capacitor
    • Y10S903/93Conjoint control of different elements

Landscapes

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

Abstract

본 발명은 하이브리드 차량의 주행 상태가 엔진 기동이 필요한 킥다운 변속이 필요하여 엔진클러치의 결합이 요구될 때, 엔진 기동 시간을 최소화하는 엔진 기동 시점을 결정하여 엔진의 연료 소모량을 최소화하면서도 하이브리드 차량의 가속 지연감을 해소하고 주행성을 향상시키는 하이브리드 차량의 변속 시 엔진 기동 제어 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 자동변속기에 연결된 모터와, 상기 모터에 엔진클러치를 통하여 선택적으로 연결되는 엔진을 포함하는 하이브리드 차량의 변속 시 엔진 기동 제어 장치는 하이브리드 차량의 현재 주행 상태를 검출하는 운전정보 검출부; 및 상기 운전정보 검출부로부터 출력 신호를 입력 받아, 상기 자동 변속기, 상기 모터, 상기 엔진 및 상기 엔진클러치의 작동을 제어하는 제어부;를 포함할 수 있다.

Description

하이브리드 차량의 변속 시 엔진 기동 제어 장치 및 방법{METHOD AND APPARATUS FOR CONTROLLING ENGINE STARTING WHILE SHIFTING OF HYBRID VEHICLE}
본 발명은 하이브리드 차량의 변속 시 엔진 기동 제어 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 하이브리드 차량의 주행 상태가 엔진 기동이 필요한 킥다운 변속이 필요하여 엔진클러치의 결합이 요구될 때, 엔진 기동 시간을 최소화하는 엔진 기동 시점을 결정하여 엔진의 연료 소모량을 최소화하는 하이브리드 차량의 변속 시 엔진 기동 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 하이브리드(Hybrid) 차량이란, 서로 다른 두 종류 이상의 동력원을 효율적으로 조합하여 차량을 구동시키는 것을 의미하나, 대부분의 경우는 연료(가솔린 등 화석연료)를 연소시켜 구동력을 얻는 엔진과 이차 전지인 배터리의 전력으로 구동되는 전기모터에 의해 구동력을 얻는 차량을 일컫는다.
하이브리드 차량은 엔진과 모터로 구성되는 두 개의 동력원으로 주행하는 과정에서 엔진과 모터를 어떻게 조화롭게 동작시키느냐에 따라 최적의 출력 토크가 제공될 수 있다.
변속기에 모터가 부착되어 있고 변속기와 엔진 사이에 엔진 클러치가 삽입된 TMED(Transmission Mounted Electric Device) 타입의 하이브리드 차량은 엔진 클러치의 단절과 연결을 이용하여 EV 모드와 HEV 모드를 구현할 수 있다.
이런 TMED 타입의 하이브리드 차량에서는 EV 모드로 주행하는 중에 운전자의 의지에 의하여 가속감을 얻고자 요구토크가 갑자기 증가하면(예를 들어, 킥다운이 발생하면), 하이브리드 차량은 현재 주행하는 변속 단수보다 낮은 변속단으로 변속을 하는 킥다운(시프트다운) 변속 제어를 수행한다.
하이브리드 차량은 상기 변속 제어를 수행하기 위해서, 엔진클러치를 결합시켜 EV 모드에서 HEV 모드로 변환시키고, 이 때 HEV 모드에서는 엔진의 동력을 차량의 구동력으로 이용할 수 있다.
상기와 같은 킥타운 변속 제어시, 변속과 함께 엔진클러치를 결합시키는 것이 바람직하지만, 변속 제어 및 엔진클러치 제어의 복잡성으로 인하여 기존에는 엔진클러치 결합 후 변속을 하거나, 또는 변속 후 엔진클러치를 결합하는 방식을 취함으로써 운전자의 가속요구를 만족시켜주지 못하고 있다.
따라서 실 변속 구간에서의 적절한 엔진클러치의 접합 제어가 TMED 타입의 하이브리드 차량의 발진성과 가속성 확보에 필수적인 요소라 할 수 있고, 엔진클러치의 접합을 위한 적절한 엔진 기동 시점을 결정하는 것이 무엇보다 중요하다.
따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 하이브리드 차량의 주행 상태가 엔진 기동이 필요한 킥다운 변속이 필요하여 엔진클러치의 결합이 요구될 때, 엔진 기동 시간을 최소화하는 엔진 기동 시점을 결정하여 엔진의 연료 소모량을 최소화하면서도 하이브리드 차량의 가속 지연감을 해소하고 주행성을 향상시키는 하이브리드 차량의 변속 시 엔진 기동 제어 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 실시예에 따른 자동변속기에 연결된 모터와, 상기 모터에 엔진클러치를 통하여 선택적으로 연결되는 엔진을 포함하는 하이브리드 차량의 변속 시 엔진 기동 제어 장치는 하이브리드 차량의 현재 주행 상태를 검출하는 운전정보 검출부; 및 상기 운전정보 검출부로부터 출력 신호를 입력 받아, 상기 자동 변속기, 상기 모터, 상기 엔진 및 상기 엔진클러치의 작동을 제어하는 제어부;를 포함할 수 있다.
상기 제어부는 현재 주행 상태가 엔진 기동이 필요한 킥다운 변속 조건을 만족하면, 실 변속 준비 시간을 계산하여 상기 실 변속 준비 시간 동안의 모터 속도의 상승량을 연산하고, 상기 엔진의 목표 속도를 결정하여 상기 목표 속도에 도달할 때까지의 도달시간을 연산하여 엔진 기동 시점을 결정할 수 있다.
상기 운전정보 검출부는 가속 페달 센서, 모터 속도 센서, 엔진 속도 센서 및 차속 센서를 포함할 수 있다.
상기 제어부는 상기 차속 센서로부터 신호를 입력 받아 차량 속도에 따른 부하와 모터의 구동 토크를 계산할 수 있다.
상기 제어부는 엔진 마찰 토크, 모터 제너레이터의 최대 출력 토크 및 엔진 출력 토크를 고려하여 상기 엔진의 목표 속도에 도달할 때까지의 도달시간을 연산할 수 있다.
상기 제어부는 상기 운전정보 검출부로부터 냉각수온과 엔진 속도를 입력 받아 엔진 마찰 토크를 계산할 수 있고, 상기 모터 제너레이터의 속도와 상기 배터리 방전 가능 파워를 입력 받아 모터 제너레이터의 최대 출력 토크를 계산할 수 있다.
상기 제어부는 상기 엔진의 목표 속도에 도달하기 위하여 연료가 분사된 경우에 발생하는 엔진 출력 토크를 계산할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 자동변속기에 연결된 모터와, 상기 모터에 엔진클러치를 통하여 선택적으로 연결되는 엔진을 포함하는 하이브리드 차량의 제어 방법은 하이브리드 차량의 주행 상태가 엔진 기동이 필요한 킥다운 변속 조건을 만족하는지 판단하는 단계; 상기 하이브리드 차량의 주행 상태가 엔진 기동이 필요한 킥다운 변속 조건을 만족하면, 실 변속 준비 시간을 계산하는 단계; 상기 실 변속 준비 시간 동안의 모터 속도의 상승량을 연산하는 단계; 상기 엔진클러치 접합을 위한 상기 엔진의 목표 속도를 결정하는 단계; 상기 엔진의 목표 속도에 도달할 때까지의 도달시간을 연산하는 단계; 그리고 상기 도달시간에 따라 엔진 기동 시점을 결정하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 실 변속 준비 시간 동안의 모터 속도의 상승량을 연산하는 단계는 차량 속도에 따른 부하를 계산하는 단계; 차량 속도에 따른 모터의 구동 토크를 계산하는 단계; 및 상기 차량 속도에 따른 부하와 상기 차량 속도에 따른 모터의 구동 토크를 기초로 모터 속도의 상승량을 연산하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 도달시간은 엔진 마찰 토크, 모터 제너레이터의 최대 출력 토크 및 엔진 출력 토크를 고려하여 연산될 수 있다.
상기 엔진 마찰 토크는 냉각수온과 엔진 속도를 기초로 계산될 수 있다.
상기 모터 제너레이터의 최대 출력 토크는 상기 모터 제너레이터의 속도와 상기 배터리 방전 가능 파워를 기초로 계산될 수 있다.
상기 엔진 출력 토크는 상기 엔진의 목표 속도에 도달하기 위하여 연료가 분사된 경우에 발생될 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 하이브리드 차량의 주행 상태에 따라 엔진 기동이 필요한 킥다운 변속이 필요하여 엔진클러치의 결합이 요구될 때, 엔진 기동 시간을 최소화하는 엔진 기동 시점을 결정하여 엔진의 연료 소모량을 최소화함으로써 하이브리드 차량의 연비를 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 하이브리드 차량의 가속 지연감을 해소하고 주행성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 차량의 변속 시 엔진 기동 제어 방법이 적용되는 하이브리드 시스템을 개략적으로 나타내는 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 차량의 변속 시 엔진 기동 제어 장치를 나타내는 블록도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 차량의 변속 시 엔진 기동 시점을 결정하기 위한 엔진 회전수와 모터 회전수의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 차량의 변속 시 엔진 기동 제어 방법을 나타내는 흐름도이다.
아래에서는 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 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
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.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 차량의 변속 시 엔진 기동 제어 방법이 적용되는 하이브리드 시스템을 개략적으로 나타내는 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 차량은 운전정보 검출부(100), 엔진(110), 엔진클러치(120), 모터(130), 변속기(140), 모터 제너레이터(150), 배터리(160), ECU(Engine Control Unit: 210), HCU(Hybrid Control Unit: 220), MCU(Motor Control Unit: 230) 및 TCU(Transmission Control Unit: 240)를 포함한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 차량의 변속 시 엔진 기동 제어 장치를 나타내는 블록도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 운전정보 검출부(100)는 가속 페달 센서(101), 모터 속도 센서(102), 엔진 속도 센서(103) 및 차속 센서(104)를 포함하며, 해당 출력 신호를 검출하여 네트워크를 통해 HCU(220)에 제공한다.
상기 ECU(210)는 네트워크로 연결되는 HCU(220)와 연동하여 엔진(110)의 전반적인 동작을 제어하며, 엔진(110)의 동작 상태 정보를 HCU(220)에 제공한다.
상기 HCU(220)는 최상위 제어기로, 네트워크로 연결되는 하위 제어기들을 통합 제어하고, 각 하위 제어기들의 정보를 수집 분석하여 하이브리드 차량의 전반적인 동작을 제어한다.
상기 MCU(230)는 HCU(220)에서 인가되는 제어신호에 따라 배터리(160)에서 공급되는 직류전압을 3상 교류전압으로 변환시켜 모터(130)의 구동을 제어한다.
상기 TCU(240)는 네트워크로 연결되는 HCU(220)의 제어에 따라 상기 변속기(140)를 제어하여 목표 변속단으로 변속시키고, 엔진클러치(120)의 결합 및 해제를 실행함으로써, 엔진(110)의 동력 전달을 제어한다.
상기 모터 제너레이터(150)는 모터로 동작되어 엔진(110)을 시동시키거나, 상기 엔진(110)이 시동 온을 유지하는 상태에서 잉여 출력이 발생되는 경우 제너레이터로 작동되어 배터리(160)을 충전한다.
상기 배터리(160)는 HEV 모드에서 엔진(110)의 출력을 보조하기 위하여 모터(130)에 전원을 공급하고, 회생제동 제어로 발전되는 전압을 충전한다. 그리고 EV 모드에서 모터(130)에 구동전원을 공급하여 주행이 실행될 수 있도록 한다.
본 발명의 실시예에서 특별한 언급이 없는 한, 상기 ECU(210), HCU(220), MCU(230) 및 TCU(240)는 이를 제어부(200)로 지칭하도록 한다.
상기 제어부(200)는 가속 페달 센서(101), 모터 속도 센서(102), 엔진 속도 센서(103) 및 차속 센서(104)로부터 각각 해당 출력 신호를 입력 받아 엔진클러치(120)와 변속기(140)의 작동을 제어한다.
상기 제어부(200)는 현재 하이브리드 차량의 주행모드가 EV 모드이어서, 상기 운전정보 검출부(100)의 신호를 바탕으로 엔진 기동이 필요한 킥다운 변속이 요구되면, 실 변속 준비 시간을 계산하여 실 변속 준비 시간 동안의 모터 속도의 상승량을 연산하고, 엔진(110)의 목표 속도를 결정한 후 상기 엔진(110)의 목표 속도에 도달할 때까지의 도달시간을 연산하여 엔진 기동 시점을 결정할 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 차량의 변속 시 엔진 기동 시점을 결정하기 위한 엔진 회전수와 모터 회전수의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 3을 참조하면, 하이브리드 차량의 킥다운 변속 요청이 있으면, 변속기(140)의 클러치가 슬립(slip)하는 실 변속 구간에 이르기까지 엔진(110)이 기동될 때까지의 지연시간과 엔진(110)의 목표 속도(RPM)까지의 도달시간이 필요하다.
상기 실 변속 구간의 일정 시점에서 엔진클러치(120)가 접합하게 되는데, 실 변속 구간에서 엔진클러치(120)를 결합하게 되면, 엔진클러치(120)의 외란에 의한 운전성 간섭을 감소시킬 수 있다.
실 변속이 일어나기 전에는 변속기(140)의 클러치 또는 브레이크가 변속을 위해 작동할 수 있도록 실 변속 준비 시간이 필요하다. 상기 실 변속 준비 시간 동안 모터(130)는 모터(130)가 출력하는 토크와 차량에 걸리는 부하에 따라 상승 속도가 결정이 된다.
따라서 상기 제어부(200)는 차속 센서(104)로부터 신호를 입력 받아 차량 속도에 따른 부하와 모터(130)가 출력하는 토크를 계산한다. 상기 모터(130)가 출력하는 토크는 EV 모드로 주행하는 도중에 킥다운 변속이 요청되는 상황이므로 EV 모드의 구동 토크가 될 수 있다.
또한, 상기 제어부(200)는 엔진(110)의 마찰 토크, 모터 제너레이터(150)의 최대 출력 토크 및 엔진(110)의 출력 토크를 고려하여 엔진(110)의 목표 속도에 도달할 때까지의 도달시간을 연산한다.
상기 제어부(200)는 운전정보 검출부(100)로부터 냉각수온과 엔진 속도를 입력 받아 엔진(110)의 마찰 토크를 계산할 수 있고, 모터 제너레이터(150)의 속도와 배터리(160)의 방전 가능 파워를 입력 받아 모터 제너레이터(150)의 최대 출력 토크를 계산할 수 있다.
뿐만 아니라, 상기 엔진(110)의 목표 속도에 도달하기 위하여 연료가 분사된 경우는 엔진(110)에서 출력 토크가 발생하게 되므로, 엔진(110)의 출력 토크를 계산할 수 있다. 상기 엔진(110)의 목표 속도에 도달하는 동안 연료가 분사되기 이전에 엔진(110)은 부하로 작용하지만, 연료가 분사된 이후에는 토크를 출력하여 엔진의 속도 상승에 사용될 수 있다.
즉, 상기 제어부(200)는 실 변속 준비 시간과 실 변속 중 엔진(110)의 목표 속도에 도달할 때까지의 도달시간을 더한 값에 상기 엔진 마찰 토크와 상기 모터 제너레이터 최대 토크 및 상기 엔진 출력토크(연료가 분사된 경우)를 고려하여 엔진(110)이 기동될 때까지의 지연시간의 값을 빼서 최종적으로 엔진(110)의 기동 시점을 결정할 수 있다. 이러한 목적을 위하여 상기 제어부(200)는 설정된 프로그램에 의해 동작하는 하나 이상의 프로세서로 구현될 수 있으며, 상기 설정된 프로그램은 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 차량의 변속 시 엔진 기동 제어 방법의 각 단계를 수행하도록 프로그래밍된 것일 수 있다.
이하, 도 4를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 차량의 변속 시 엔진 기동 제어 방법에 대하여 설명한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 차량의 변속 시 엔진 기동 제어 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 차량의 변속 시 엔진 기동 제어 방법은 제어부(200)가 현재 하이브리드 차량이 엔진 기동이 필요한 킥다운 변속 조건을 만족하였는지를 판단함으로써 시작된다(S100).
즉, 상기 제어부(200)는 현재 하이브리드 차량의 운행 모드가 모터(130)로 구동되는 EV 모드인 경우에, 현재 하이브리드 차량의 운전 상태에 따라 엔진 기동이 필요한 킥다운 변속 조건을 만족하는지를 판단한다. 상기 킥다운 변속 조건을 만족하는지 여부는 상기 제어부(200)가 상기 운전정보 검출부(100)로 입력 받은 신호에 기초하여 설정된 맵에 따라 결정할 수 있다.
상기 S100 단계에서 엔진 기동이 필요한 킥다운 변속 조건을 만족하면, 제어부(200)는 실 변속 준비 시간을 계산한다(S110). 그리고 상기 제어부(200)는 차량 속도에 따른 부하를 계산하고(S120), 차량 속도에 따른 모터의 구동 토크를 계산한다(S130).
이후, 앞에서 기재된 바와 같이 제어부(200)는 차량 속도에 따른 부하와 모터의 구동 토크에 따라 실 변속 준비 시간 동안의 모터 속도의 상승량을 연산한다(S140). 상기 모터 속도의 상승량은 실 변속 준비 시간 동안 차량 속도 상승량을 축변환하여 계산될 수 있다.
그리고 제어부(200)는 엔진클러치(120) 접합을 위한 엔진(110)의 목표 속도를 결정한다(S150). 상기 엔진(110)의 목표 속도는 엔진클러치(120) 접합 시 외란에 영향을 받지 않으면서 엔진(110)의 연료소모량 등을 고려하여 실 변속 초기를 목표로 할 수 있다.
상기 S150 단계에서 엔진(110)의 목표 속도가 결정되면, 제어부(200)는 엔진(110)의 목표 속도에 도달할 때까지의 도달시간을 연산한다(S160).
상기 엔진(110)의 목표 속도에 도달할 때까지의 도달시간은 앞에서 기재된 바와 같이 엔진(110)의 마찰 토크, 모터 제너레이터(150)의 최대 출력 토크 및 엔진(110)의 출력 토크를 고려하여 계산될 수 있다.
이후, 제어부(200)는 실 변속 준비 시간과 실 변속 중 엔진(110)의 목표 속도에 도달할 때까지의 도달시간을 더한 값에 엔진(110)이 기동될 때까지의 지연시간을 제외한 값으로 엔진(110)의 기동 시점을 결정한다(S170).
상기 S170 단계에서 엔진(110)의 기동 시점이 결정되면, 상기 시점에서 제어부(200)는 엔진클러치(120)와 변속기(140)를 제어하여 엔진(110) 기동 및 변속을 수행한다(S180).
본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 차량의 변속 시 엔진 기동 제어 장치 및 방법에 의하면, 하이브리드 차량이 엔진 기동이 필요한 킥다운 변속이 필요하여 엔진클러치의 결합이 요구될 때, 엔진 기동 시간을 최소화하는 엔진 기동 시점을 결정하여 엔진의 연료 소모량을 최소화함으로써 하이브리드 차량의 연비를 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 하이브리드 차량의 가속 지연감을 해소하고 주행성을 향상시킬 수 있다.
이상으로 본 발명에 관한 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.

Claims (13)

  1. 자동변속기에 연결된 모터와, 상기 모터에 엔진클러치를 통하여 선택적으로 연결되는 엔진을 포함하는 하이브리드 차량의 변속 시 엔진 기동 제어 장치에 있어서,
    하이브리드 차량의 현재 주행 상태를 검출하는 운전정보 검출부; 및
    상기 운전정보 검출부로부터 출력 신호를 입력 받아, 상기 자동 변속기, 상기 모터, 상기 엔진 및 상기 엔진클러치의 작동을 제어하는 제어부;
    를 포함하되,
    상기 제어부는 현재 주행 상태가 엔진 기동이 필요한 킥다운 변속 조건을 만족하면, 실 변속 준비 시간을 계산하여 상기 실 변속 준비 시간 동안의 모터 속도의 상승량을 연산하고, 상기 엔진의 목표 속도를 결정하여 상기 목표 속도에 도달할 때까지의 도달시간을 연산하여 엔진 기동 시점을 결정하는 하이브리드 차량의 변속 시 엔진 기동 제어 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 운전정보 검출부는 가속 페달 센서, 모터 속도 센서, 엔진 속도 센서 및 차속 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 변속 시 엔진 기동 제어 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 운전정보 검출부로부터 차속 신호를 입력 받아 차량 속도에 따른 부하와 모터의 구동 토크를 계산하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 변속 시 엔진 기동 제어 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 엔진 마찰 토크, 모터 제너레이터의 최대 출력 토크 및 엔진 출력 토크를 고려하여 상기 엔진의 목표 속도에 도달할 때까지의 도달시간을 연산하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 변속 시 엔진 기동 제어 장치
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 운전정보 검출부로부터 냉각수온과 엔진 속도를 입력 받아 엔진 마찰 토크를 계산하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 변속 시 엔진 기동 제어 장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 모터 제너레이터의 속도와 배터리 방전 가능 파워를 입력 받아 모터 제너레이터의 최대 출력 토크를 계산하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 변속 시 엔진 기동 제어 장치.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 엔진의 목표 속도에 도달하기 위하여 연료가 분사된 경우에 발생하는 엔진 출력 토크를 계산하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 변속 시 엔진 기동 제어 장치.
  8. 자동변속기에 연결된 모터와, 상기 모터에 엔진클러치를 통하여 선택적으로 연결되는 엔진을 포함하는 하이브리드 차량의 제어 방법에 있어서,
    하이브리드 차량의 주행 상태가 엔진 기동이 필요한 킥다운 변속 조건을 만족하는지 판단하는 단계;
    상기 하이브리드 차량의 주행 상태가 엔진 기동이 필요한 킥다운 변속 조건을 만족하면, 실 변속 준비 시간을 계산하는 단계;
    상기 실 변속 준비 시간 동안의 모터 속도의 상승량을 연산하는 단계;
    상기 엔진클러치 접합을 위한 상기 엔진의 목표 속도를 결정하는 단계;
    상기 엔진의 목표 속도에 도달할 때까지의 도달시간을 연산하는 단계; 그리고
    상기 도달시간에 따라 엔진 기동 시점을 결정하는 단계;
    를 포함하는 하이브리드 차량의 변속 시 엔진 기동 제어 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 실 변속 준비 시간 동안의 모터 속도의 상승량을 연산하는 단계는
    차량 속도에 따른 부하를 계산하는 단계;
    차량 속도에 따른 모터의 구동 토크를 계산하는 단계; 및
    상기 차량 속도에 따른 부하와 상기 차량 속도에 따른 모터의 구동 토크를 기초로 모터 속도의 상승량을 연산하는 단계;
    를 포함하는 하이브리드 차량의 변속 시 엔진 기동 제어 방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 도달시간은 엔진 마찰 토크, 모터 제너레이터의 최대 출력 토크 및 엔진 출력 토크를 고려하여 연산되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 변속 시 엔진 기동 제어 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 엔진 마찰 토크는 냉각수온과 엔진 속도를 기초로 계산되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 변속 시 엔진 기동 제어 방법.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 모터 제너레이터의 최대 출력 토크는 상기 모터 제너레이터의 속도와 배터리 방전 가능 파워를 기초로 계산되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 변속 시 엔진 기동 제어 방법.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 엔진 출력 토크는 상기 엔진의 목표 속도에 도달하기 위하여 연료가 분사된 경우에 발생되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 변속 시 엔진 기동 제어 방법.
KR1020130163784A 2013-12-26 2013-12-26 하이브리드 차량의 변속 시 엔진 기동 제어 장치 및 방법 KR101526405B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130163784A KR101526405B1 (ko) 2013-12-26 2013-12-26 하이브리드 차량의 변속 시 엔진 기동 제어 장치 및 방법
US14/517,284 US9254840B2 (en) 2013-12-26 2014-10-17 Apparatus, system and method for controlling engine starting while shifting of hybrid electric vehicle

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130163784A KR101526405B1 (ko) 2013-12-26 2013-12-26 하이브리드 차량의 변속 시 엔진 기동 제어 장치 및 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101526405B1 true KR101526405B1 (ko) 2015-06-11

Family

ID=53480875

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020130163784A KR101526405B1 (ko) 2013-12-26 2013-12-26 하이브리드 차량의 변속 시 엔진 기동 제어 장치 및 방법

Country Status (2)

Country Link
US (1) US9254840B2 (ko)
KR (1) KR101526405B1 (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190085668A (ko) * 2018-01-11 2019-07-19 현대자동차주식회사 엔진 기동 제어 장치 및 방법
KR20200071912A (ko) * 2018-12-11 2020-06-22 현대자동차주식회사 하이브리드 차량 제어 장치, 그를 포함한 시스템 및 그 방법
CN113460029A (zh) * 2020-03-30 2021-10-01 丰田自动车株式会社 混合动力车辆的控制装置

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9415764B2 (en) * 2014-07-10 2016-08-16 Ford Global Technologies, Llc Methods and systems for improving hybrid vehicle performance consistency
KR101550634B1 (ko) * 2014-07-28 2015-09-18 현대자동차 주식회사 친환경 차량의 엔진 클러치 전달토크 학습 장치 및 방법
KR101583976B1 (ko) * 2014-09-01 2016-01-21 현대자동차주식회사 하이브리드 차량의 엔진클러치 해제 방법
US9914450B2 (en) * 2015-04-09 2018-03-13 Hyundai Motor Company Apparatus and method for learning engine friction torque of hybrid vehicle
US9950705B2 (en) * 2015-07-17 2018-04-24 Ford Global Technologies, Llc Hybrid vehicle and method of controlling an engine disconnect clutch for engine start-up
KR101916074B1 (ko) * 2016-11-08 2019-01-30 현대자동차 주식회사 차량의 회생제동 제어 장치 및 그 방법
KR101974357B1 (ko) * 2017-04-17 2019-09-05 현대자동차주식회사 하이브리드 자동차 및 그를 위한 엔진 제어 방법
US11697505B2 (en) * 2019-03-01 2023-07-11 Pratt & Whitney Canada Corp. Distributed propulsion configurations for aircraft having mixed drive systems
US11623627B2 (en) 2020-11-12 2023-04-11 Ford Global Technologies, Llc Engine start control system for a hybrid vehicle
CN112677954B (zh) * 2021-01-07 2022-03-29 浙江吉利控股集团有限公司 双电机混合动力***中发动机的启动方法和装置及车辆

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20070007734A (ko) * 2005-07-11 2007-01-16 혼다 기켄 고교 가부시키가이샤 차량 제어 장치
KR20110048690A (ko) * 2009-11-03 2011-05-12 현대자동차주식회사 하이브리드 차량의 변속 제어 방법
KR101040349B1 (ko) * 2009-09-30 2011-06-10 기아자동차주식회사 하이브리드 차량의 제어장치 및 방법
KR20120021093A (ko) * 2010-08-31 2012-03-08 현대자동차주식회사 하이브리드 차량의 변속 제어장치 및 방법

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3214427B2 (ja) * 1997-12-12 2001-10-02 トヨタ自動車株式会社 ハイブリッド車の駆動制御装置
JP3454226B2 (ja) * 2000-05-11 2003-10-06 トヨタ自動車株式会社 ハイブリッド車両の制御装置
US20020179348A1 (en) * 2001-05-30 2002-12-05 Goro Tamai Apparatus and method for controlling a hybrid vehicle
KR20070070305A (ko) 2005-08-23 2007-07-04 현대자동차주식회사 하이브리드 변속기의 가속 제어방법
JP4466514B2 (ja) 2005-09-08 2010-05-26 日産自動車株式会社 ハイブリッド車両のエンジン始動制御装置
JP2008137619A (ja) * 2006-12-05 2008-06-19 Toyota Motor Corp 車両用駆動装置の制御装置
KR100862468B1 (ko) 2006-12-12 2008-10-08 현대자동차주식회사 하이브리드 차량의 가속 제어방법
JP4492717B2 (ja) * 2008-03-04 2010-06-30 トヨタ自動車株式会社 車両の制御装置
DE102011002742A1 (de) * 2011-01-17 2012-07-19 Zf Friedrichshafen Ag Verfahren und Steuergerät zum Betreiben eines Antriebsstrang eines Hybridfahrzeugs

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20070007734A (ko) * 2005-07-11 2007-01-16 혼다 기켄 고교 가부시키가이샤 차량 제어 장치
KR101040349B1 (ko) * 2009-09-30 2011-06-10 기아자동차주식회사 하이브리드 차량의 제어장치 및 방법
KR20110048690A (ko) * 2009-11-03 2011-05-12 현대자동차주식회사 하이브리드 차량의 변속 제어 방법
KR20120021093A (ko) * 2010-08-31 2012-03-08 현대자동차주식회사 하이브리드 차량의 변속 제어장치 및 방법

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190085668A (ko) * 2018-01-11 2019-07-19 현대자동차주식회사 엔진 기동 제어 장치 및 방법
KR102506870B1 (ko) 2018-01-11 2023-03-08 현대자동차주식회사 엔진 기동 제어 장치 및 방법
KR20200071912A (ko) * 2018-12-11 2020-06-22 현대자동차주식회사 하이브리드 차량 제어 장치, 그를 포함한 시스템 및 그 방법
KR102610753B1 (ko) * 2018-12-11 2023-12-08 현대자동차주식회사 하이브리드 차량 제어 장치, 그를 포함한 시스템 및 그 방법
CN113460029A (zh) * 2020-03-30 2021-10-01 丰田自动车株式会社 混合动力车辆的控制装置
CN113460029B (zh) * 2020-03-30 2023-08-22 丰田自动车株式会社 混合动力车辆的控制装置

Also Published As

Publication number Publication date
US20150183424A1 (en) 2015-07-02
US9254840B2 (en) 2016-02-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101526405B1 (ko) 하이브리드 차량의 변속 시 엔진 기동 제어 장치 및 방법
KR101484228B1 (ko) 하이브리드 차량 및 하이브리드 차량의 제어 방법
KR101836290B1 (ko) 차량 중량 추정 장치 및 방법
KR101542988B1 (ko) 운전자의 운전 성향을 이용한 하이브리드 차량의 제어 방법
KR101713739B1 (ko) 하이브리드 차량용 변속 제어 장치 및 방법
KR101459437B1 (ko) 하이브리드 차량의 엔진클러치 결합 제어 방법 및 시스템
KR101719948B1 (ko) 하이브리드 차량의 고장 판정 장치 및 그 고장 판정 방법
JP5223603B2 (ja) ハイブリッド車両の制御装置
KR101610120B1 (ko) 하이브리드 차량의 크립 토크 제어 장치 및 방법
US9573584B2 (en) Hybrid vehicle control device
US20080275601A1 (en) Mode change control system for hybrid vehicle
US9227620B2 (en) Engine start control device and engine start control method for hybrid electric vehicle
KR101566736B1 (ko) 하이브리드 차량의 전부하 모드 제어 장치 및 방법
KR101683516B1 (ko) 하이브리드 차량의 엔진 클러치 전달토크 학습방법 및 그 학습장치
KR20130029427A (ko) 하이브리드 차량을 제어하기 위한 장치 및 방법
WO2011135697A1 (ja) 車両の変速指示システム
KR20180068153A (ko) 하이브리드 차량용 변속 제어 장치 및 방법
KR101724472B1 (ko) 하이브리드 차량의 엔진 클러치의 접합점 학습 장치 및 방법
KR101543005B1 (ko) 하이브리드 차량의 모드 전환 제어 장치 및 방법
KR20120021094A (ko) 하이브리드 차량의 변속 제어장치 및 방법
KR20180067984A (ko) 마일드 하이브리드 차량의 mhsg 제어 방법 및 장치
KR101724465B1 (ko) 하이브리드 차량의 엔진 기동 제어 방법 및 장치
KR101588793B1 (ko) 운전자의 운전 성향을 이용한 하이브리드 차량의 제어 방법
JP5556576B2 (ja) ハイブリッド車両の制御装置
JP6303422B2 (ja) ハイブリッド車両の制御装置

Legal Events

Date Code Title Description
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180530

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190528

Year of fee payment: 5