KR102237064B1

KR102237064B1 - 하이브리드 차량 및 그 제어 방법

Info

Publication number: KR102237064B1
Application number: KR1020150144324A
Authority: KR
Inventors: 김상준; 이재문
Original assignee: 현대자동차 주식회사
Priority date: 2015-10-15
Filing date: 2015-10-15
Publication date: 2021-04-06
Also published as: KR20170044526A

Abstract

하이브리드 차량은, EV 모드에서 HEV 모드로 변환되는 모드 변환 구간에서, 운전자 요구 토크 및 가용 모터 토크에 기초하여 모터 토크 기울기의 절대값 및 엔진 토크 기울기가 최소가 되도록 결정하는 하이브리드 제어기; 상기 모터 토크 기울기에 따라 모터 토크가 변화하도록 모터를 제어하는 모터 제어기; 및 상기 엔진 토크 기울기에 따라 엔진 토크가 변화하도록 엔진을 제어하는 엔진 제어기를 포함한다.

Description

하이브리드 차량 및 그 제어 방법{HYBRID ELECTRIC VEHICLE AND CONTROLLING METHOD THEREOF}

본 발명은 하이브리드 차량 및 그 제어 방법에 관한 것이다.

하이브리드 차량은 서로 다른 2 개 이상의 동력원을 효율적으로 조합하여 구동한다. 동력원은 엔진과 모터를 포함할 수 있다.

하이브리드 차량은 저속에서 상대적으로 저속 토크 특성이 좋은 모터를 주 동력원으로 사용하는 EV 모드(Electric Vehicle mode)로 구동되고, 고속에서 상대적으로 고속 토크 특성이 좋은 엔진을 주 동력원으로 사용하는 HEV 모드(Hybrid Electric Vehicle mode)로 구동될 수 있다.

EV 모드에서 HEV 모드로 변환되는 모드 변환 구간에서 모터 토크가 점차적으로 감소되고 엔진 토크가 점차적으로 증가한다. 기존 하이브리드 차량은 엔진 토크가 최대한 빠르게 엔진 최적 운전점에 추종하도록 엔진 토크를 급격히 증가시킨다. 단기간에 엔진 토크를 급격히 증가시키기 위해서, 필요이상의 연료량이 소모되고 점화각이 지각되므로, 연비 효율이 떨어지는 문제점이 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 EV 모드에서 HEV 모드로 변환되는 모드 변환 구간에서 연비 대비 효율적으로 엔진 토크와 모터 토크를 제어할 수 있는 하이브리드 차량 및 그 제어 방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 한 실시 예에 따른 하이브리드 차량은, EV 모드에서 HEV 모드로 변환되는 모드 변환 구간에서, 운전자 요구 토크 및 가용 모터 토크에 기초하여 모터 토크 기울기의 절대값 및 엔진 토크 기울기가 최소가 되도록 결정하는 하이브리드 제어기; 상기 모터 토크 기울기에 따라 모터 토크가 변화하도록 모터를 제어하는 모터 제어기; 및 상기 엔진 토크 기울기에 따라 엔진 토크가 변화하도록 엔진을 제어하는 엔진 제어기를 포함한다.

상기 하이브리드 제어기는 상기 모터의 개수 및 배터리의 가용 전력 중 적어도 하나에 기초하여 상기 가용 모터 토크를 연산할 수 있다.

상기 하이브리드 제어기는 엑셀페달 조작상태, 브레이크페달 조작상태, 차속 및 기어단 상태 중 적어도 하나에 기초하여 상기 운전자 요구 토크를 연산할 수 있다.

상기 가용 모터 토크가 클수록 허용 모터 토크 기울기의 절대값이 작고, 상기 하이브리드 제어기는 상기 허용 모터 토크 기울기의 절대값보다 크도록 상기 모터 토크 기울기의 절대값를 결정할 수 있다.

상기 운전자 요구 토크가 작을수록 제1 허용 엔진 토크 기울기가 작고, 상기 하이브리드 제어기는 상기 제1 허용 엔진 토크 기울기보다 크도록 상기 엔진 토크 기울기를 결정할 수 있다.

제2 허용 엔진 토크 기울기는 상기 엔진 토크가 엔진 최적 운전점을 추종하는데 필요한 최적 연료량 및 대응하는 최적 점화각에 기초하여 결정되고, 상기 하이브리드 제어기는 상기 제2 허용 엔진 토크 기울기를 상기 엔진 토크 기울기로 결정할 수 있다.

상기 최적 연료량 및 상기 최적 점화각은 상기 엔진 토크 및 요구 토크에 대응하여 LUT(lookup table)에 기록되어 있을 수 있다.

상기 제2 허용 엔진 토크 기울기는 복수 개이고, 상기 하이브리드 제어기는 복수의 상기 제2 허용 엔진 토크 기울기 중 가장 큰 제2 허용 엔진 토크 기울기를 상기 엔진 토크 기울기로 결정할 수 있다.

상기 하이브리드 제어기는 상기 모터 토크 및 상기 엔진 토크의 합이 요구 토크가 되도록 상기 모터 토크 기울기 및 상기 엔진 토크 기울기를 결정할 수 있다.

본 발명의 한 실시 예에 따른 하이브리드 차량의 제어 방법은, EV 모드에서 HEV 모드로 변환되는 모드 변환 구간에서, 운전자 요구 토크 및 가용 모터 토크를 연산하는 단계; 상기 운전자 요구 토크 및 상기 가용 모터 토크에 기초하여 모터 토크 기울기의 절대값 및 엔진 토크 기울기가 최소가 되도록 결정하는 단계; 상기 모터 토크 기울기에 따라 모터 토크가 변화하도록 모터를 제어하는 단계; 및 상기 엔진 토크 기울기에 따라 엔진 토크가 변화하도록 엔진을 제어하는 단계를 포함한다.

상기 가용 모터 토크를 연산하는 단계에서, 상기 가용 모터 토크는 모터의 개수 및 배터리의 가용 전력 중 적어도 하나에 기초하여 연산될 수 있다.

상기 운전자 요구 토크를 연산하는 단계에서, 상기 운전자 요구 토크는 엑셀페달 조작상태, 브레이크페달 조작상태, 차속 및 기어단 상태 중 적어도 하나에 기초하여 연산될 수 있다.

상기 가용 모터 토크가 클수록 허용 모터 토크 기울기의 절대값이 작도록 결정하는 단계; 및 상기 허용 모터 토크 기울기의 절대값보다 크도록 상기 모터 토크 기울기의 절대값를 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 운전자 요구 토크가 작을수록 제1 허용 엔진 토크 기울기가 작도록 결정하는 단계; 및 상기 제1 허용 엔진 토크 기울기보다 크도록 상기 엔진 토크 기울기를 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 엔진 토크가 엔진 최적 운전점을 추종하는데 필요한 최적 연료량 및 대응하는 최적 점화각에 기초하여 제2 허용 엔진 토크 기울기를 결정하는 단계; 및 상기 제2 허용 엔진 토크 기울기를 상기 엔진 토크 기울기로 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 최적 연료량 및 상기 최적 점화각은 상기 엔진 토크 및 요구 토크에 대응하여 LUT에 기록되어 있을 수 있다.

상기 제2 허용 엔진 토크 기울기를 결정하는 단계에서, 상기 제2 허용 엔진 토크 기울기는 복수 개이고, 복수의 상기 제2 허용 엔진 토크 기울기 중에서 가장 큰 제2 허용 엔진 토크 기울기를 상기 엔진 토크 기울기로 결정할 수 있다.

상기 모터 토크 및 상기 엔진 토크의 합이 요구 토크가 되도록 상기 모터 토크 기울기 및 상기 엔진 토크 기울기를 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따르면 EV 모드에서 HEV 모드로 변환되는 모드 변환 구간에서 연비 대비 효율적으로 엔진 토크와 모터 토크를 제어할 수 있는 하이브리드 차량 및 그 제어 방법을 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 한 실시 예에 따른 하이브리드 차량을 도시한 도면이다.
도 2는 종래의 모드 변환 구간의 제어 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 한 실시 예에 따른 모드 변환 구간의 제어 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 한 실시 예에 따른 LUT를 도시한 도면이다.

이하에서 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 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 실시 예에 한정되지 않는다.

본 발명의 실시 예를 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다.

도 1은 본 발명의 한 실시 예에 따른 하이브리드 차량을 도시한 도면이다.

도 1을 참조하면 본 발명의 한 실시 예에 따른 하이브리드 차량은 엔진(10), 모터(20), 엔진 클러치(30), 변속기(40), 인버터(50), 배터리(60), 시동발전기(70) 및 차륜(80)를 포함한다.

엔진(10)은 엔진 제어기(110)의 제어에 따라 연료를 연소시켜 동력을 발생시킨다.

모터(20)는 모터 제어기(120)의 제어에 따라 엔진(10)의 동력을 보조하며, 제동 시 발전기로 동작하여 전력을 생성할 수 있다. 모터(20)에 의해 생성된 전력은 배터리(60)에 저장될 수 있다.

엔진 클러치(30)는 엔진(10)과 모터(20) 사이에 연결되며, 엔진(10)과 모터(20) 사이에서 동력 전달을 단속한다.

변속기(40)는 모터(20)와 직렬 연결되며, 엔진(10)에서 발생하는 동력을 속도에 따라 필요한 회전력으로 바꾸어 차륜(80)으로 전달할 수 있다. 변속기(40)는 자동변속기(Automatic Transmission, AT) 또는 듀얼클러치변속기(Dual Clutch Transmission, DCT)로 구현될 수 있다. 변속기(40)에 의해 변속된 구동력은 차륜(80)으로 전달되어 차륜(80)을 구동시킬 수 있다.

인버터(50)는 배터리(60)에서 출력되는 직류 전압을 교류 전압으로 변환하여 모터(20) 또는 시동발전기(70)로 전달한다.

배터리(60)는 인버터(50)를 통해 모터(20)의 구동 전원과 시동발전기(70)의 시동 전원을 제공할 수 있다.

시동발전기(70)는 엔진(10)을 시동하거나, 엔진(10)의 회전력에 의해 발전을 수행할 수 있다. 하편, 도 1에서는 시동발전기(70)가 HSG(hybrid starter & generator)로 호칭되는 경우를 예로 들어 도시하였으나, 시동발전기(70)는 ISG(integrated starter & generator)라 호칭되기도 한다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 하이브리드 차량은, 하이브리드 제어기(Hybrid Control Unit, HCU)(200), 엔진 제어기(Engine Control Unit, ECU)(110), 모터 제어기(Motor Control Unit, MCU)(120), 변속 제어기(Transmission Control Unit, TCU)(140), 배터리 제어기(Battery Management System, BMS)(160) 등 적어도 하나의 제어기를 포함할 수 있다.

하이브리드 제어기(200)는 최상위 제어기로, 네트워크로 연결되는 하위 제어기들을 통합 제어하고, 각 하위 제어기들의 정보를 수집 분석하여 하이브리드 차량의 전체 동작을 제어할 수 있다. 또한, 하이브리드 제어기(200)는 엔진 클러치(30)의 체결 압력을 제어하여 엔진 클러치(30)의 결합 및 해제를 실행함으로써, 엔진(10)의 동력 전달을 단속할 수 있다.

하이브리드 제어기(200)는 요구 토크에 따라 EV 모드에서 HEV 모드로 변환되는 모드 변환 구간에서, 운전자 요구 토크 및 가용 모터 토크에 기초하여 모터 토크 기울기의 절대값 및 엔진 토크 기울기가 최소가 되도록 결정한다.

엔진 제어기(110)는 하이브리드 제어기(200)로부터 지시받은 엔진 토크 기울기에 따라 엔진 토크가 변화하도록 엔진(10)을 제어한다.

모터 제어기(120)는 하이브리드 제어기(200)로부터 지시받은 모터 토크 기울기에 따라 모터 토크가 변화하도록 모터(20)를 제어한다. 또한, 모터 제어기(120)는 시동발전기(70)의 전반적인 동작을 제어할 수 있다.

변속 제어기(140)는 하이브리드 제어기(200)의 제어에 따라 변속기(40)에 구비되는 액추에이터를 제어하여 목표 변속단의 기어 결합을 제어할 수 있다.

배터리 제어기(160)는, 배터리(60)의 전압, 전류, 온도 등의 정보를 종합 검출하여 충전상태(State Of Charge, SOC)를 관리 제어하며, 배터리(60)의 충방전 전류량을 제어하여 한계전압 이하로 과방전되거나 한계전압 이상으로 과충전되지 않도록 한다.

전술한 구조의 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 주행 시 제동 및 관성 에너지를 모터(20)의 발전을 통해 회수하여 배터리(60)에 충전하는 회생제동 모드(regenerative braking mode)(RB 모드) 등의 주행 모드로 운행할 수 있다.

도 2는 종래의 모드 변환 구간의 제어 방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 2를 참조하면, 상부에 시간에 따른 토크의 변화가 그래프로 도시되고, 중간 부분에 시간에 따른 연료량의 변화가 그래프로 도시되고, 하부에 시간에 따른 점화각의 변화가 그래프로 도시된다.

하이브리드 차량이 EV 모드로 주행 중인 경우, 엔진 토크는 0이고 모터 토크는 요구 토크와 같다. 따라서 하이브리드 차량은 모터로부터 발생되는 동력을 이용하여 주행하고 있으며, 연료량과 점화각은 각각 0이다.

EV 모드에서 HEV 모드로 변환되는 모드 변환 구간에서, 엔진 토크는 엔진 토크 기울기(θ₁)에 따라 점차적으로 상승하고, 모터 토크는 모터 토크 기울기(θ₂)에 따라 점차적으로 감소한다. 전술한 바와 같이, 종래의 하이브리드 차량은 엔진 토크가 최대한 빠르게 엔진 최적 운전점(EE)에 추종하도록 엔진 토크를 급격히 증가시킨다. 또한 모터 토크는 모터 최적 운전점(ME)에 추종하도록 감소된다. 엔진 토크와 모터 토크의 합은 요구 토크가 될 수 있도록 제어된다.

모드 변환 구간에서, 급격한 엔진 토크의 상승을 뒷받침하기 위해 연료량이 과다하게 필요하게 되고, 증가한 연료량의 완전연소를 위해 점화각은 지각(retard)되게 된다. 따라서 소모한 연료량에 비해 엔진이 발생시키는 동력이 작고, 연비 효율이 낮은 문제점이 있다.

도 3은 본 발명의 한 실시 예에 따른 모드 변환 구간의 제어 방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 3을 참조하면, 상부에 시간에 따른 토크의 변화가 그래프로 도시되고, 중간 부분에 시간에 따른 연료량의 변화가 그래프로 도시되고, 하부에 시간에 따른 점화각의 변화가 그래프로 도시된다.

하이브리드 차량이 EV 모드로 주행 중인 경우, 엔진 토크는 0이고 모터 토크는 요구 토크와 같다. 따라서 하이브리드 차량은 모터(20)로부터 발생되는 동력을 이용하여 주행하고 있으며, 연료량과 점화각은 각각 0이다.

EV 모드에서 HEV 모드로 변환되는 모드 변환 구간에 진입하면, 하이브리드 제어기(200)는 운전자 요구 토크 및 가용 모터 토크에 기초하여 모터 토크 기울기(θ_M)의 절대값 및 엔진 토크 기울기(θ_E)가 최소가 되도록 결정한다. 모터 토크 기울기(θ_M)는 모터 토크가 현재 모터 토크로부터 모터 최적 운전점(ME)에 추종하는 데에 필요한 시간 대비 기울기이다. 엔진 토크 기울기(θ_E)는 엔진 토크가 현재 엔진 토크로부터 엔진 최적 운전점(EE)에 추종하는 데에 필요한 시간 대비 기울기이다. 따라서, 모터 토크 기울기(θ_M)의 절대값 및 엔진 토크 기울기(θ_E)가 최소가 된다는 것은, 도 2의 경우와 비교했을 때, 엔진 토크가 더 천천히 증가한다는 것이고, 모드 변환 구간이 더 길어짐을 의미한다.

엔진 최적 운전점(EE)은 요구 토크에 대해서 엔진(10)에 요구되는 최적의 엔진 토크를 의미한다. 모터 최적 운전점(ME)은 엔진 최적 운전점(EE)과 요구 토크의 차이를 보충하도록 모터(20)에 요구되는 모터 토크를 의미한다. 도 3에서는 엔진 최적 운전점(EE)이 요구 토크보다 높으므로 여분의 토크가 발생하고, 하이브리드 제어기(200)는 모터 최적 운전점(ME)을 음의 값으로 설정하여, 여분의 토크를 모터(20)의 전력 발전에 사용할 수 있다.

가용 모터 토크는 현재 시점에서 모터(20)가 발생시킬 수 있는 최대 모터 토크를 의미한다. 하이브리드 제어기(200)는 모터(20)의 개수 및 배터리(60)의 가용 전력 중 적어도 하나에 기초하여 가용 모터 토크를 연산할 수 있다.

가용 모터 토크가 클수록 모터(20)로부터 생산될 수 있는 동력이 크고, 허용될 수 있는 모터 토크 기울기(θ_M)의 절대값이 작아질 수 있다. 즉, 가용 모터 토크가 클수록 엔진 토크를 더욱 천천히 증가시키더라도 모터(20)가 이를 보조할 수 있다. 허용될 수 있는 모터 토크 기울기는 허용 모터 토크 기울기(θ_AM)로 도 3에 도시되었으며, 하이브리드 제어기(200)는 허용 모터 토크 기울기(θ_AM)의 절대값보다 크도록 모터 토크 기울기(θ_M)의 절대값을 결정할 수 있다. 만약 모터 토크 기울기(θ_M)의 절대값이 허용 모터 토크 기울기(θ_AM)의 절대값보다 작은 경우, 모터(20)가 요구되는 모터 토크를 감당할 수 없거나 비효율적으로 감당하게 될 수 있으므로 바람직하지 않다.

운전자 요구 토크는 운전자의 조작에 의해 요구되는 토크를 의미한다. 하이브리드 제어기(200)는 엑셀페달 조작상태, 브레이크페달 조작상태, 차속 및 기어단 상태 중 적어도 하나에 기초하여 운전자 요구 토크를 연산할 수 있다. 운전자 요구 토크는 요구 토크에 반영될 수 있다.

운전자 요구 토크가 작을수록 제1 허용 엔진 토크 기울기(θ_AE1)가 작고, 하이브리드 제어기(200)는 제1 허용 엔진 토크 기울기(θ_AE1)보다 크도록 엔진 토크 기울기(θ_E)를 결정할 수 있다.

반면에 운전자 요구 토크가 크다면 제1 허용 엔진 토크 기울기(θ_AE1) 또한 크게 설정된다. 즉, 운전자의 요구에 따라 엔진 토크를 급격하게 증가시킬 필요가 있다면 연비 효율이 낮더라도, 운전자의 요구에 부응하기 위해 제1 허용 엔진 토크 기울기(θ_AE1)를 크게 설정한다. 따라서, 하이브리드 제어기(200)는 엔진 토크 기울기(θ_E)가 제1 허용 엔진 토크 기울기(θ_AE1)보다 크도록 제어하므로, 사용자의 요구에 부응할 수 있다.

지금까지의 설명에 따르면, 하이브리드 제어기(200)는 모터 토크 기울기(θ_M)의 절대값 및 엔진 토크 기울기(θ_E)가 최소가 되도록 제어하되, 각각 허용 모터 토크 기울기(θ_AM)의 절대값 및 제1 허용 엔진 토크 기울기(θ_AE1)로 그 하한선을 두고 제한한다.

따라서 모터 토크 기울기(θ_M)의 절대값 및 엔진 토크 기울기(θ_E)가 무작정 최소가 되는 것은 아니며, 도 2의 경우와 달리, 엔진 토크가 천천히 증가하게 되어 연료량이 과다하게 필요하지 않고, 점화각은 진각(advance)될 수 있다. 따라서 불필요하게 소모되는 연료가 최소화되므로 연비 효율이 높게 된다.

본 발명의 한 실시 예에 따른 하이브리드 차량은 제2 허용 엔진 토크 기울기(θ_AE2)를 도입하여 엔진 토크 기울기(θ_E)를 더 제어할 수 있다.

제2 허용 엔진 토크 기울기(θ_AE2)는 엔진 토크가 엔진 최적 운전점(EE)을 추종하는데 필요한 최적 연료량 및 대응하는 최적 점화각에 기초하여 결정될 수 있다. 하이브리드 제어기(200)는 결정된 제2 허용 엔진 토크 기울기(θ_AE2)를 엔진 토크 기울기(θ_E)로 할 수 있다.

즉, 허용 모터 토크 기울기(θ_AM)의 절대값 및 제1 허용 엔진 토크 기울기(θ_AE1)가 모터 토크 기울기(θ_M)의 절대값 및 엔진 토크 기울기(θ_E)의 하한선을 설정한다면, 제2 허용 엔진 토크 기울기(θ_AE2)는 그 하한선 위에서 최적 연료량 및 최적 점화각에 대응하는 바람직한 엔진 토크 기울기(θ_E)일 수 있다. 제2 허용 엔진 토크 기울기(θ_AE2)는 제1 허용 엔진 토크 기울기(θ_AE1)보다 크거나 같을 수 있다.

어느 정도가 최적 연료량 및 최적 점화각인지 여부는 제조사, 차량, 엔진, 모터 등 구체적인 구성에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 일반적인 운전자는 엑셀페달의 조작에 따라 엔진 토크가 엔진 최적 운전점(EE)까지 빠르게 상승하는 것을 원할 수 있고, 이러한 운전자의 요구를 어느 정도까지 반영하느냐는 제조사에 따라 달라질 수 있다. 한 실시 예로, 최적 점화각은 모드 변환 구간에서 최소한 지각되지 않고 진각되는 점화각일 수 있고, 이에 대응하여 최적 연료량이 결정될 수 있다.

최적 연료량 및 대응하는 최적 점화각은 차량 제조 단계에서 LUT(LookUp Table)에 미리 기록될 수 있다. 이에 대해서는 도 4를 참조하여 더 상세히 설명한다.

다른 실시 예로서, 최적 연료량 및 대응하는 최적 점화각은 엔진 토크와 요구 토크에 기초하여 하이브리드 제어기(200)에서 계산될 수 있다. 엔진 토크 및 요구 토크를 입력으로 하여 최적 연료량 및 최적 점화각을 출력으로 하는 수학식은 제조사, 차량, 엔진, 모터 등 구체적인 구성에 따라 달리 정해질 수 있다.

제2 허용 엔진 토크 기울기(θ_AE2)는 복수 개일 수 있고, 하이브리드 제어기(200)는 복수의 제2 허용 엔진 토크 기울기(θ_AE2) 중 가장 큰 제2 허용 엔진 토크 기울기(θ_AE2)를 엔진 토크 기울기(θ_E)로 결정할 수 있다. 따라서, 하이브리드 차량은 연비의 비효율이 없는 한도에서 엔진 토크를 빠르게 상승시킬 수 있다.

도 4는 본 발명의 한 실시 예에 따른 LUT를 도시한 도면이다.

도 4를 참조하면 LUT(400)에는 엔진 토크(ET0, ET1, ... ETn) 및 요구 토크(RT0, RT1, ... RTn)에 기초한 최적 연료량(FE00, FE01, ... FE0n, FE10, FE11, ... FE1n, FEn0, FEn1, ... FEnn) 및 이에 대응하는 최적 점화각(IE00, IE01, ... IE0n, IE10, IE11, ... IE1n, IEn0, IEn1, ... IEnn)의 복수 세트가 기록될 수 있다.

따라서, 하이브리드 제어기(200)는 엔진 토크(ET0, ET1, ... ETn) 및 요구 토크(RT0, RT1, ... RTn)를 LUT(400)의 입력으로 하고, LUT(400)의 출력인 최적 연료량(FE00, FE01, ... FE0n, FE10, FE11, ... FE1n, FEn0, FEn1, ... FEnn) 및 이에 대응하는 최적 점화각(IE00, IE01, ... IE0n, IE10, IE11, ... IE1n, IEn0, IEn1, ... IEnn)을 이용하여 제2 허용 엔진 토크 기울기(θ_AE2)를 결정할 수 있다. 연료량 및 점화각에 따라 발생되는 엔진 토크는 주지 기술이므로 별도로 설명하지 않는다.

지금까지 참조한 도면과 기재된 발명의 상세한 설명은 단지 본 발명의 예시적인 것으로서, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

10: 엔진
20: 모터
30: 엔진 클러치
40: 변속기
50: 인버터
60: 배터리
70: 시동 발전기
80: 차륜
110: 엔진 제어기
120: 모터 제어기
140: 변속 제어기
160: 배터리 제어기
200: 하이브리드 제어기

Claims

EV 모드에서 HEV 모드로 변환되는 모드 변환 구간에서,
운전자 요구 토크 및 가용 모터 토크에 기초하여 모터 토크 기울기의 절대값 및 엔진 토크 기울기가 최소가 되도록 결정하는 하이브리드 제어기;
상기 모터 토크 기울기에 따라 모터 토크가 변화하도록 모터를 제어하는 모터 제어기; 및
상기 엔진 토크 기울기에 따라 엔진 토크가 변화하도록 엔진을 제어하는 엔진 제어기를 포함하고,
상기 가용 모터 토크가 클수록 허용 모터 토크 기울기의 절대값이 작고, 상기 하이브리드 제어기는 상기 허용 모터 토크 기울기의 절대값보다 크도록 상기 모터 토크 기울기의 절대값을 결정하는,
하이브리드 차량.
제1 항에 있어서,
상기 하이브리드 제어기는 상기 모터의 개수 및 배터리의 가용 전력 중 적어도 하나에 기초하여 상기 가용 모터 토크를 연산하는,
하이브리드 차량.
제2 항에 있어서,
상기 하이브리드 제어기는 엑셀페달 조작상태, 브레이크페달 조작상태, 차속 및 기어단 상태 중 적어도 하나에 기초하여 상기 운전자 요구 토크를 연산하는,
하이브리드 차량.
삭제
제1 항에 있어서,
상기 운전자 요구 토크가 작을수록 제1 허용 엔진 토크 기울기가 작고,
상기 하이브리드 제어기는 상기 제1 허용 엔진 토크 기울기보다 크도록 상기 엔진 토크 기울기를 결정하는,
하이브리드 차량.
제5 항에 있어서,
제2 허용 엔진 토크 기울기는 상기 엔진 토크가 엔진 최적 운전점을 추종하는데 필요한 최적 연료량 및 대응하는 최적 점화각에 기초하여 결정되고,
상기 하이브리드 제어기는 상기 제2 허용 엔진 토크 기울기를 상기 엔진 토크 기울기로 결정하는,
하이브리드 차량.
제6 항에 있어서,
상기 최적 연료량 및 상기 최적 점화각은 상기 엔진 토크 및 요구 토크에 대응하여 LUT(lookup table)에 기록되어 있는,
하이브리드 차량.
제6 항에 있어서,
상기 제2 허용 엔진 토크 기울기는 복수 개이고,
상기 하이브리드 제어기는 복수의 상기 제2 허용 엔진 토크 기울기 중 가장 큰 제2 허용 엔진 토크 기울기를 상기 엔진 토크 기울기로 결정하는
하이브리드 차량.
제6 항에 있어서,
상기 하이브리드 제어기는 상기 모터 토크 및 상기 엔진 토크의 합이 요구 토크가 되도록 상기 모터 토크 기울기 및 상기 엔진 토크 기울기를 결정하는,
하이브리드 차량.
EV 모드에서 HEV 모드로 변환되는 모드 변환 구간에서,
운전자 요구 토크 및 가용 모터 토크를 연산하는 단계;
상기 운전자 요구 토크 및 상기 가용 모터 토크에 기초하여 모터 토크 기울기의 절대값 및 엔진 토크 기울기가 최소가 되도록 결정하는 단계;
상기 모터 토크 기울기에 따라 모터 토크가 변화하도록 모터를 제어하는 단계;
상기 엔진 토크 기울기에 따라 엔진 토크가 변화하도록 엔진을 제어하는 단계;
상기 가용 모터 토크가 클수록 허용 모터 토크 기울기의 절대값이 작도록 결정하는 단계; 및
상기 허용 모터 토크 기울기의 절대값보다 크도록 상기 모터 토크 기울기의 절대값을 결정하는 단계를 포함하는
하이브리드 차량의 제어 방법.
제10 항에 있어서,
상기 가용 모터 토크를 연산하는 단계에서,
상기 가용 모터 토크는 모터의 개수 및 배터리의 가용 전력 중 적어도 하나에 기초하여 연산되는,
하이브리드 차량의 제어 방법.
제11 항에 있어서,
상기 운전자 요구 토크를 연산하는 단계에서,
상기 운전자 요구 토크는 엑셀페달 조작상태, 브레이크페달 조작상태, 차속 및 기어단 상태 중 적어도 하나에 기초하여 연산되는,
하이브리드 차량의 제어 방법.
삭제
제10 항에 있어서,
상기 운전자 요구 토크가 작을수록 제1 허용 엔진 토크 기울기가 작도록 결정하는 단계; 및
상기 제1 허용 엔진 토크 기울기보다 크도록 상기 엔진 토크 기울기를 결정하는 단계를 더 포함하는
하이브리드 차량의 제어 방법.
제14 항에 있어서,
상기 엔진 토크가 엔진 최적 운전점을 추종하는데 필요한 최적 연료량 및 대응하는 최적 점화각에 기초하여 제2 허용 엔진 토크 기울기를 결정하는 단계; 및
상기 제2 허용 엔진 토크 기울기를 상기 엔진 토크 기울기로 결정하는 단계를 더 포함하는
하이브리드 차량의 제어 방법.
제15 항에 있어서,
상기 최적 연료량 및 상기 최적 점화각은 상기 엔진 토크 및 요구 토크에 대응하여 LUT에 기록되어 있는,
하이브리드 차량의 제어 방법.
제15 항에 있어서,
상기 제2 허용 엔진 토크 기울기를 결정하는 단계에서,
상기 제2 허용 엔진 토크 기울기는 복수 개이고, 복수의 상기 제2 허용 엔진 토크 기울기 중에서 가장 큰 제2 허용 엔진 토크 기울기를 상기 엔진 토크 기울기로 결정하는,
하이브리드 차량의 제어 방법.
제16항에 있어서,
상기 모터 토크 및 상기 엔진 토크의 합이 요구 토크가 되도록 상기 모터 토크 기울기 및 상기 엔진 토크 기울기를 결정하는 단계를 더 포함하는
하이브리드 차량의 제어 방법.