KR102648823B1 - 하이브리드 차량의 엔진 시동 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

본원 발명의 하이브리드 차량의 엔진 시동 방법은 엔진구동요청 여부를 판단하는 단계; 상기 엔진구동이 요청되는 경우, 엔진시동완료 여부를 판단하는 단계; 상기 엔진시동이 완료되지 않은 경우, 엔진시동시스템 정상 여부를 판단하는 단계; 상기 엔진시동시스템 정상 여부에 기초하여 상기 차량의 시동제어를 수행하는 단계; 및 상기 차량의 시동제어에 따른 엔진/HSG/구동모터 동력분배제어를 수행하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

하이브리드 차량의 엔진 시동 방법 및 장치{Method and apparatus for starting an engine of a hybrid Electric Vehicle}
본 발명은 하이브리드 차량의 엔진 시동 방법 및 장치에 관한 것이다.
하이브리드 차량(HEV: Hybrid Electric Vehicle)란 일반적으로 두 가지 동력원을 함께 사용하는 차를 말하며, 두 가지 동력원은 주로 엔진과 전기모터가 된다. 이러한 하이브리드 차량은 내연기관만을 구비한 차량에 비해 연비가 우수하고 동력성능이 뛰어날 뿐만 아니라 배기가스 저감에도 유리하기 때문에 최근 많은 개발이 이루어지고 있다.
도 1 내지 도 2는 일반적인 HEV 시스템을 도시한 도면이다.
도 1에 도시된 병렬형 HEV 시스템은 RMED(Rear-axle Mounted Electric Device) 방식이 알려져 있고, RMED 시스템은 전륜은 엔진의 동력에 의해 구동되고, 후륜은 모터의 동력에 의해 구동된다. 이를 위해 전륜 구동축에 HSG, 엔진, 변속기가 장착되고, 후륜 구동축에는 모터와 모터클러치가 장착될 수 있다.
이러한 병렬형 HEV 시스템을 포함하는 하이브리드 차량은 복수의 구동 모드로 구동될 수 있다. 구동 모드는 엔진 단독 구동, HEV 구동, EV(Electric Vehicle)구동으로 구성될 수 있다. 이때, HEV 구동모드는 through the road(TTR) 모드를 포함하고, TTR 모드는 엔진이 발생시킨 동력을 휠과 노면을 거쳐 모터축으로 전달하는 구동모드일 수 있다.
이러한 구동모드는 각 구동축에 동력원이 있기 때문에 4륜 구동(e4WD)이 가능할 수 있다.
4륜 구동 시스템이 적용된 하이브리드 차량에서는 전륜과 후륜에 각각 독립적인 구동수단이 적용되는데, 전륜의 구동수단으로 엔진이, 후륜의 구동수단으로 구동모터가 적용될 수 있고, 각 구동수단이 운전환경의 조건에 따라 독립적으로 구동되거나 함께 구동될 수 있다.
한편, 도 2에 도시된 병렬형 HEV 시스템은 구동모터가 변속기 측에 배치된 TMED(Transmission Mounted Electric Device) 방식이 알려져 있다. TMED 방식의 하이브리드 차량은 구동원이 되는 엔진과 구동모터 사이에 엔진 클러치가 개재되고, 구동모터의 출력 측에 변속기가 배치되어, 엔진 클러치가 결합된 상태에서 엔진과 구동모터의 복합 동력이 변속기를 통해 구동륜인 전륜에 전달된다. 이를 위해, 전륜 구동축에 HSG, 엔진, 변속기, 모터가 장착될 수 있다.
이러한 하이브리드 차량에서 변속기 고장이 발생한 경우, 종래의 RMED 시스템은 모터를 이용한 부분적 동력 전달이 가능하여, 배터리 SOC 만큼 차량의 Limp-home모드 주행이 가능하나, 종래의 TMED 방식은 변속기 시스템 고장 시, 동력의 휠 전달이 불가하여 차량이 정지되는 문제점이 있다.
또한, 하이브리드 차량에서 엔진시동 기구 고장이 발생한 경우, 종래의 TMED 방식은 모터의 동력을 엔진 클러치를 통해 직접적으로 엔진으로 전달해 시동이 가능하나, 종래의 RMED 시스템은 모터가 엔진과 다른축에 있기 때문에 모터의 동력을 직접적으로 엔진으로 전달시키는 방식으로 시동이 불가능한 문제점이 있다.
본 발명에서는 하이브리드 차량의 RMED 시스템에서 고장 발생 시, 구동모터를 이용하여 엔진시동을 수행하는 제어방법 및 장치에 대하여 제안한다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당 업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위한 하이브리드 차량의 엔진 시동 방법은 엔진구동요청 여부를 판단하는 단계; 상기 엔진구동이 요청되는 경우, 엔진시동완료 여부를 판단하는 단계; 상기 엔진시동이 완료되지 않은 경우, 엔진시동시스템 정상 여부를 판단하는 단계; 상기 엔진시동시스템 정상 여부에 기초하여 상기 차량의 시동제어를 수행하는 단계; 및 상기 차량의 시동제어에 따른 엔진/HSG/구동모터 동력분배제어를 수행하는 단계를 포함할 수 있다.
실시예에 따라, 하이브리드 차량의 엔진 시동 장치 차량의 모터를 이용하여 엔진이 시동하도록 간접 시동 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는 엔진구동요청 여부를 판단하고, 상기 엔진구동이 요청되는 경우, 엔진시동완료 여부를 판단하고, 상기 엔진시동이 완료되지 않은 경우, 엔진시동시스템 정상 여부를 판단하고, 상기 엔진시동시스템 정상 여부에 기초하여 상기 차량의 시동제어를 수행하고, 상기 차량의 시동제어에 따른 엔진/HSG/구동모터 동력분배제어를 수행할 수 있다.
본 발명에 따른 하이브리드 차량의 엔진 시동 방법 및 장치는 엔진 시동 시 구동모터를 이용하여 주행 운전성을 확보하며, 엔진 시동을 수행하는 장점이 있다.
본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
이하에 첨부되는 도면들은 본 발명에 관한 이해를 돕기 위한 것으로, 상세한 설명과 함께 본 발명에 대한 실시예들을 제공한다. 다만, 본 발명의 기술적 특징이 특정 도면에 한정되는 것은 아니며, 각 도면에서 개시하는 특징들은 서로 조합되어 새로운 실시예로 구성될 수 있다.
도 1 내지 도 2는 일반적인 병렬형 HEV 시스템을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 차량의 RMED 시스템을 도시한 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 구동모터 시동제어의 흐름을 나타낸 도면이다.
도 5는 본원 발명에 따른 REMD 시스템 중 엔진시동시스템 고장 시 동력원 제어 방법을 도시한 흐름도이다.
도 6은 본원 발명에 따른 REMD 시스템 중 엔진시동시스템 및 변속시스템 고장 시, 동력원 제어 방법을 도시한 흐름도이다.
이하, 본 발명의 실시예들이 적용되는 장치 및 다양한 방법들에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.
실시예의 설명에 있어서, 각 구성 요소의 " 상(위) 또는 하(아래)", "전(앞) 또는 후(뒤)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, "상(위) 또는 하(아래)" 및"전(앞) 또는 후(뒤)"는 두 개의 구성 요소들이 서로 직접 접촉되거나 하나 이상의 또 다른 구성 요소가 두 개의 구성 요소들 사이에 배치되어 형성되는 것을 모두 포함한다.
또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재될 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥 상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 차량의 엔진 시동 방법을 설명하기 앞서, 실시예들에 적용 가능한 하이브리드 차량의 구조 및 제어 계통을 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 차량의 RMED 시스템을 도시한 블록도이다.
도 3을 참조하면, 하이브리드 차량은 엔진(10), 시동모터(20), 변속기(30), 구동모터(40), 배터리(50), 감속기(60) 및 제어부(70)를 포함할 수 있다.
엔진(10)은 연료를 연소시켜 동력을 발생시킬 수 있다. 상기 엔진(10)은 엔진 클러치(80)를 통해 변속기(30)와 연결될 수 있다.
시동모터(20)는 엔진(10)에 시동이 걸릴 때에는 스타트 모터의 역할을 수행하며, 시동이 걸린 후 또는 시동 오프시 엔진(10)의 회전 에너지 회수 시에는 발전기로 동작하기 때문에 "하이브리드 스타터 제너레이터(HSG: Hybrid Starter Generator)"라 칭할 수 있으며, 경우에 따라" 통합 스타터 제너레이터(ISG: Integrated Starter and Generator)"라 칭할 수도 있다.
변속기(30)는 유성기어장치를 제어하는 다수의 마찰요소를 구비하고 있어서, 상기 마찰요소들의 조합을 달리 변경하여 잡음으로써, 유성기어장치들이 관여하여 형성하고 있는 다수의 변속단 사이를 자연스럽게 변속할 수 있다.
실시예에 따라, 변속기(30)는 DCT(Dual Clutch Transmission)는 일수 있으며, 이는 토크컨버터가 없고, 변속기 내의 포함된 두 개의 변속기 클러치를 이용하여 엔진의 동력을 구동축으로 직접 전달할 수 있다.
구동모터(40)는 엔진(10)의 동력을 보조하며, 제동 시, 발전기로 동작하여 전기 에너지를 생성한다. 구동모터(40)에 의해 생성된 전기 에너지는 배터리(50)에 저장될 수 있다. 구동모터(40)는 모터 구동 제어에 따라 다수의 모터 특성을 가질 수 있다. 구동모터(40)의 각 특성에 따라 차량의 가속성능 및 연비가 연산 될 수 있다.
배터리(50)는 충방전 가능하게 연결되고, 발전 작동 시 배터리 충전이 이루어질 수 있다.
감속기(60)는 후륜 구동모터(40)의 출력축으로부터 전달되는 동력을 감속하여 차동기구로 전달하는 것으로, 모터 출력축으로부터의 동력을 휠축에 전달하기에 앞서 그 동력을 감속하여 토크를 증대시킴으로써 최종적인 감속을 이루는 장치 일 수 있다. 상기 감속기(60)는 구동모터 클러치(90)를 통해 후륜의 휠과 연결될 수 있다.
제어부(70)는 차량의 전체 동작을 제어하는 하이브리드 제어기(HCU; hybrid control unit), 엔진(10)의 동작을 제어하는 엔진 제어기, 구동모터(40)의 동작을 제어하는 모터 제어기(MCU; motor control unit). 배터리를 제어하고 관리하는 배터리 제어기(BCU; battery control unit)를 포함할 수 있다.
여기서, 여기서 엔진 제어기는 엔진 제어 시스템(EMS: Engine Management System)으로 호칭될 수 있다. 상기 배터리 제어기는 배터리 관리 시스템(BMS; battery management system)으로 호칭될 수 있다.
각 제어기는 그 상위 제어기로서 모드 전환 과정 전반을 제어하는 하이브리드 제어기(HCU: Hybrid Controller Unit)와 연결되어, 하이브리드 제어기에 따라 배터리의 SOC(State Of Charge)정보, 상기 배터리의 SOC 정보에 따른 엔진 토크, 엔진 회전수 상향 제어에 필요한 정보를 제공하거나 제어 신호에 따른 동작을 수행할 수 있다. 물론, 상술한 제어기간 연결관계 및 각 제어기의 기능/구분은 예시적인 것으로 그 명칭에도 제한되지 아니함은 당업자에 자명하다.
제어부(70)는 엔진(10)과 구동모터(40)가 서로 다른 구동축(전륜/후륜)에 장착된 하이브리드 차량에 있어서, 엔진을 시동시키는 시동모터(20)가 고장상황인 경우, 구동모터를 이용하여 차량을 주행시키고 이를 이용하여 엔진을 간접적으로 시동시킬 수 있다.
이를 위해, 제어부(70)는 엔진구동요청 여부를 판단하는 할 수 있다.
제어부(70)는 엔진구동이 요청되는 경우, 엔진시동완료 여부를 판단할 수 있다.
제어부(70)는 엔진시동이 완료되지 않은 경우, 엔진시동시스템 정상 여부를 판단할 수 있다.
제어부(70)는 엔진시동시스템 정상 여부에 기초하여 상기 차량의 시동 제어할 수 있다.
제어부(70)는 엔진시동시스템이 정상인 경우, 엔진 노멀 시동 제어를 수행할 수 있다. 이후, 엔진시동이 완료되고 변속 시스템 정상 시, 제어부(70)는 노멀 모드의 엔진/HSG/변속시스템의 동력제어를 수행할 수 있다. 상기 노멀 모드는 패러럴 모드(엔진 클러치(80) 체결, 엔진(10) 구동, HSG(20) 충전 또는 방전, 구동모터(40) 충전 또는 방전), 시리즈 모드(엔진 클러치(80) 해제, 엔진(10) 구동, HSG(20) 충전, 구동모터(40) 방전), 엔진 단독구동모드를 포함할 수 있다.
한편, 제어부(70)는 엔진시동시스템이 정상이 아닌 경우, 구동모터 시동 제어를 수행할 수 있다. 즉, 제어부(70)는 시스템이 고장 시 차량운동에너지를 이용하여 엔진시동 및 구동모터 토크보상제어를 수행할 수 있다.
이를 위해, 제어부(70)는 엔진 시동 요청이 있고, 엔진시동시스템 고장 발생 시, 모터를 이용한 간접 시동제어를 수행할 수 있다. 이를 통해 차량의 운동에너지를 엔진 클러치(80)를 통하여 엔진에 전달하며, 이때 발생하는 차량의 가속도 변동은 모터를 통해 보상될 수 있다. 이러한 간접 시동제어 방법은 모터의 동력을 차량에 TTR방식으로 전달한 뒤, 전달된 동력을 이용해 엔진 시동을 수행하는 방식으로 최소한의 운전성을 확보하며 림프홈모드 엔진시동을 수행할 수 있다.
따라서, 제어부(70)는 구동모터 시동 제어를 수행할 수 있다.
제어부(70)는 구동모터 클러치(90)의 체결 제어를 수행할 수 있다. 제어부(70)는 구동모터 클러치(90)의 체결에 대응하여 변속단 제어를 수행 할 수 있다.
상기 변속단 제어를 위해, 제어부(70)는 구동모터(40)의 추가 사용 가능 토크를 연산할 수 있다. 모터 추가 사용 가능 토크(Tmot_avail)는 이하 수학식 1에 의하여 연산될 수 있다.
[수학식 1]
모터 추가 사용 가능 토크(Tmot_avail)는 모터의 최대 토크(Tmot_max)와 모터의 사용 토크(Tmot_act)의 차이 값일 수 있다.
제어부(70)는 변속기 장착 축 휠속도(Wwheel)를 연산할 수 있다. 휠속도(Wwheel)는 이하 수학식 2에 의하여 연산될 수 있다.
[수학식 2]
휠속도(Wwheel)는 차량의 차륜(Wveh)을 동반경으로 나눈 값일 수 있다.
제어부(70)는 모터 추가 사용 가능 토크(Tmot _avail) 및 변속기 장착 축 휠속도(Wwheel)에 기초하여 변속기 목표 입력속도(Wtm _target)를 연산할 수 있다. 변속기 목표 입력속도(Wtm_target)는 이하 수학식 3에 의하여 연산될 수 있다.
[수학식 3]
엔진시동을 위한 목표 입력속도는 엔진 아이들 속도 기준에서 모터 추가 사용토크와 현재의 변속기 장착 휠 속도에 따라 조정될 수 있다.
제어부(70)는 기어단 별 가능 변속기 입력 속도를 연산할 수 있다. 기어단 별 가능 변속기 입력 속도는 이하 수학식 4에 의하여 연산될 수 있다.
[수학식 4]
제어부(70)는 연산된 변속기 입력 속도 중 실행 불가능한 변속기 입력 속도를 제거할 수 있다. 이를 통해 제어부(70)는 가능 변속기 입력속도 중 너무 낮거나 높은 입력속도 기어단을 제외할 수 있다.
제어부(70)는 제거된 변속기 입력 속도 중 상기 변속기 목표 입력속도와 가장 가까운 입력속도를 선정할 수 있다. 상기 가장 가까운 입력 속도는 이하 수학식 5에 의하여 연산될 수 있다.
[수학식 5]
제어부(70)는 기어단을 선정할 수 있다. 실행 가능한 가능 변속기 입력 속도 중 변속기 목표 입력속도에 가장 가까운 가능 변속기 입력속도를 선정할 수 있다.
제어부(70)는 선정된 입력 속도에 기초하여 기어단 및 드라이브단을 체결할 수 있다.
제어부(70)는 변속단 제어에 대응하여 엔진 클러치(80)의 슬립제어를 수행 할 수 있다.
상기 변속단 제어를 위해, 제어부(70)는 모터 보상 가능 변속기 입력 토크를 연산할 수 있다. 모터 보상 가능 변속기 입력 토크는 이하 수학식 6에 의하여 연산될 수 있다.
[수학식 6]
제어부(70)는 연산된 모터 보상 가능 변속기 입력 토크에 기초하여 엔진 클러치(80)의 목표 전달토크를 연산할 수 있다. 목표 전달토크는 이하 수학식 7에 의하여 연산될 수 있다.
[수학식 7]
이를 위해, 모터 보상 가능 변속기 입력토크와 최소 시동토크와 max, 최대 시동토크와 min를 연산할 수 있다.
제어부(70)는 연산된 엔진 클러치(80)의 목표 전달토크에 기초하여 엔진 클러치(80)의 목표 압력 또는 스트로크를 연산할 수 있다. 엔진 클러치(80)의 목표 압력 또는 스트로크는 이하 수학식 8에 의하여 연산될 수 있다.
[수학식 8]
제어부(70)는 엔진 클러치(80)의 슬립제어에 대응하여 구동모터 토크보상 제어를 수행 할 수 있다. 구동모터 토크보상 제어는 이하 수학식 9에 의하여 연산될 수 있다.
[수학식 9]
제어부(70)는 차량의 구동을 위한 토크와 시동을 위한 보상토크를 합산하여 구동모터(40)의 토크 명령을 연산할 수 있다.
제어부(70)는 구동모터 토크보상 제어에 대응하여 엔진 속도가 크랭킹 가능 속도 이상인지 판단 할 수 있다. 제어부(70)는 엔진 속도가 크랭킹 가능 속도 이상인 경우, 엔진속도 동기화 제어를 수행 할 수 있다. 제어부(70)는 엔진속도 동기화 제어에 대응하여 엔진 클러치(80)의 체결제어를 수행 할 수 있다. 제어부(70)는 엔진 클러치(80)의 체결 제어에 대응하여 엔진 오프(off)를 금지하도록 제어할 수 있다.
제어부(70)는 엔진 시동완료 된 경우, 엔진/HSG/구동모터 동력분배제어를 수행할 수 있다.
제어부(70)는 엔진 노멀 시동 제어 된 경우, 엔진/HSG/구동모터 동력분배제어를 수행할 수 있다.
제어부(70)는 구동모터 시동 제어 이후, 엔진/HSG/구동모터 동력분배제어를 수행할 수 있다.
한편, 실시예에 따라, 엔진시동시스템 및 변속시스템 고장나는 경우, 제어부(70)는 변속시스템 정상 여부를 판단할 수 있다.
제어부(70)는 변속시스템이 정상인 경우, 엔진/HSG/구동모터의 동력분배제어를 수행할 수 있다.
실시예에 따라, 제어부(70)는 엔진시동 완료 및 변속 시스템 고장 발생 시, 시리즈모드(엔진구동/HSG충전) 동력제어를 수행할 수 있다. 이를 통해, 제어부(70)는 엔진 클러치(80)를 해제하여 엔진과 변속기의 동력전달을 끊고, 엔진(10)은 아이들 속도를 제어할 수 있다. 이후 HSG/구동모터 동력분배제어를 수행할 수 있다. 이를 통해, HSG는 엔진의 동력을 이용하여 배터리 충전을 수행할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 구동모터 시동제어의 흐름을 나타낸 도면이다.
도 4를 참조하면, 제어부(70)는 하이브리드 차량의 시동 시스템이 HSG 고장, 벨트 고장, 스타터 고장 등 중 적어도 하나에 의하여 고장나는 경우, 하이브리드 차량은 구동모터 클러치(90)의 체결제어를 수행할 수 있다(S410). 하이브리드 차량의 모터가 구동축에서 분리되어 있을 경우, 구동모터 클러치(90)의 체결제어를 통해 모터에 의한 가속도 보정이 가능하도록 준비되고, 구동모터를 휠 속도에 동기화 시킨 후 구동모터 클러치(90)를 체결할 수 있다.
상기 S410 단계 이후, 제어부(70)는 변속단 제어를 수행할 수 있다(S420). 이를 통해 변속 드라이버단 체결을 수행하고, 엔진의 시동 가능 목표속도에 근접하도록 기어단 연산 및 변속을 수행할 수 있다.
상기 S420 단계 이후, 제어부(70)는 엔진 클러치(80)의 슬립제어를 수행할 수 있다(S430). 엔진 클러치(80)의 슬립을 통해 차량의 운동에너지가 엔진 측으로 전달되어 엔진속도를 상승시킬 수 있다.
상기 S430 단계 이후, 제어부(70)는 구동모터 토크 보상제어를 수행할 수 있다(S440). 구동모터 토크 보상제어를 통해 운전자의 요구토크를 차량에 전달하며, 추가적으로 차량의 가속도 드롭을 최소화하기 위해 엔진 클러치(80)의 전달토크의 휠 발생 분 만큼 구동모터 토크를 발생 시켜 보상할 수 있다.
상기 S440 단계 이후, 제어부(70)는 크랭킹 속도를 판단할 수 있다(S450). 제어부(70)는 엔진 클러치(80)의 슬립에 의한 토크전달로 엔진의 속도가 크랭킹 속도 이상 도달했는지 여부를 판단할 수 있다.
상기 S450 단계 이후, 엔진속도가 크랭킹 가능 속도 이상인 경우(S450의 YES), 제어부(70)는 엔진속도 동기화 제어를 수행할 수 있다(S460). 이를 통해, 시동 시스템 고장 발생 시, 엔진 스스로 발생시킨 토크에 의한 속도 동기화 제어를 실시할 수 있다.
상기 S460 단계 이후, 제어부(70)는 엔진 클러치(80)의 체결제어를 수행할 수 있다(S470). 엔진의 속도가 변속기 입력 속도에 동기화 시, 엔진 클러치(80)의 체결제어를 수행할 수 있다.
상기 S470 단계 이후, 제어부(70)는 엔진(10)이 오프(off) 되는 것을 금지할 수 있다(S480).
도 5는 본원 발명에 따른 REMD 시스템 중 엔진시동시스템 고장 시 동력원 제어 방법을 도시한 흐름도이다.
도 5를 참조하면, 제어부(70)는 엔진구동요청 여부를 판단할 수 있다(S510).
상기 S510 단계 이후, 제어부(70)가 엔진구동요청 여부를 판단하는 경우(S510의 YES), 제어부(70)는 엔진시동완료 여부를 판단할 수 있다(S520).
상기 S520 단계 이후, 제어부(70)가 엔진시동완료 여부를 판단하지 하는 경우(S520의 YES), 엔진/시동모터/구동모터의 동력분배제어를 수행할 수 있다(S550).
한편, 상기 S520 단계 이후, 제어부(70)가 엔진시동완료 여부를 판단하지 못하는 경우(S520의 NO), 제어부(70)는 엔진시동시스템 정상 여부를 판단할 수 있다(S530).
상기 S530 단계 이후, 제어부(70)는 엔진시동시스템 정상인 경우(S530의 YES), 엔진 노말 시동제어를 수행할 수 있다(S540). 이후, 제어부(70)는 엔진/시동모터/구동모터의 동력분배제어를 수행할 수 있다(S550).
한편, 상기 S530 단계 이후, 제어부(70)는 엔진시동시스템 정상인 경우(S530의 NO), 구동모터 시동제어를 수행할 수 있다(S545). 이후, 제어부(70)는 엔진/시동모터/구동모터의 동력분배제어를 수행할 수 있다(S550).
한편, 상기 S510 단계 이후, 제어부(70)는 엔진구동요청 여부를 판단하지 못하는 경우(S510의 NO), 시동모터/구동모터의 동력분배제어를 수행할 수 있다(S560).
상술한 방법을 통해, RMED 시스템 중 엔진시동시스템 고장 시, 구동모터 및 동력원 제어를 통해 엔진 시동을 수행하여, 차량의 성능이 향상될 수 있다.
도 6은 본원 발명에 따른 REMD 시스템 중 엔진시동시스템 및 변속시스템 고장 시, 동력원 제어 방법을 도시한 흐름도이다.
도 6을 참조하면, 제어부(70)는 엔진구동요청 여부를 판단할 수 있다(S610).
상기 S610 단계 이후, 제어부(70)가 엔진구동요청 여부를 판단하는 경우(S610의 YES), 제어부(70)는 엔진시동완료 여부를 판단할 수 있다(S620).
상기 S620 단계 이후, 제어부(70)가 엔진구동요청 여부를 판단하지 못하는 경우(S620의 NO), 제어부(70)는 엔진시동시스템 정상 여부를 판단할 수 있다(S630).
상기 S630 단계 이후, 제어부(70)는 엔진시동시스템 정상인 경우(S630의 YES), 엔진 노말 시동제어를 수행할 수 있다(S640). 이후, 제어부(70)는 변속시스템 정상 여부를 판단할 수 있다(S650).
한편, 상기 S630 단계 이후, 제어부(70)는 엔진시동시스템 정상인 경우(S630의 NO), 구동모터 시동제어를 수행할 수 있다(S645). 이후 제어부(70)는 변속시스템 정상 여부를 판단할 수 있다(S650).
또한, 상기 S620 단계 이후, 엔진시동완료 여부를 판단하지 하는 경우(S620의 YES), 변속시스템 정상 여부를 판단할 수 있다(S650).
상기 S650 단계 이후, 변속시스템이 정상인 경우(S650의 NO), 엔진/시동모터/구동모터의 동력분배제어를 수행할 수 있다(S660).
한편, 상기 S650 단계 이후, 변속시스템이 정상이 아닌 경우(S650의 NO), 제어부(70)는 엔진 클러치(80)의 해제 제어를 수행할 수 있다(S670). 상기 S670 단계 이후, 제어부(70)는 엔진 아이들 속도 제어를 수행할 수 있다(S680). 상기 S580 단계 이후, 제어부(70)는 시동모터/구동모터의 동력분배제어를 수행할 수 있다(S690).
상술한 방법을 통해, RMED 시스템 중 엔진시동시스템 및 변속시스템 고장 시, 구동모터(40) 및 동력원 제어를 통해 엔진 시동을 수행하여, 차량의 성능이 향상될 수 있다.
상술한 일 실시예에 따른 방법은 컴퓨터에서 실행되기 위한 프로그램으로 제작되어 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체에 저장될 수 있으며, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장시스템 등이 있다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리고, 상술한 방법을 구현하기 위한 기능적인(function)프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 실시예가 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.
10: 엔진
20: 시동모터
30: 변속기
40: 구동모터
50: 배터리

Claims (19)

  1. 전륜 및 후륜에 각각 구동력을 서로 독립해 제공하는 엔진 및 구동모터를 포함하는 RMED 방식의 하이브리드 차량의 엔진 시동 방법에 있어서,
    엔진구동요청 여부를 판단하는 단계;
    상기 엔진구동이 요청되는 경우, 엔진시동완료 여부를 판단하는 단계;
    상기 엔진시동이 완료되지 않은 경우, 엔진시동시스템 정상 여부를 판단하는 단계;
    상기 엔진시동시스템 정상 여부에 기초하여 상기 차량의 시동제어를 수행하는 단계; 및
    상기 차량의 시동제어에 따른 엔진/HSG/구동모터 동력분배제어를 수행하는 단계를 포함하는 하이브리드 차량의 엔진 시동 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 엔진시동시스템 정상 여부에 기초하여 상기 차량의 시동제어를 수행하는 단계는
    상기 엔진시동시스템이 정상인 경우, 엔진 노멀 시동 제어를 수행하는 단계; 및
    상기 엔진시동시스템이 정상이 아닌 경우, 구동모터 시동 제어를 수행하는 단계를 포함하는 하이브리드 차량의 엔진 시동 방법.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 구동모터 시동 제어 방법 단계는
    구동모터 클러치의 체결제어를 수행하는 단계;
    상기 구동모터 클러치 체결에 대응하여 변속단 제어를 수행하는 단계;
    상기 변속단 제어에 대응하여 엔진 클러치의 슬립제어를 수행하는 단계;
    상기 엔진 클러치의 슬립제어에 대응하여 구동모터 토크보상 제어를 수행하는 단계;
    상기 구동모터 토크보상 제어에 대응하여 엔진 속도가 크랭킹 가능 속도 이상인지 판단하는 단계;
    상기 엔진 속도가 크랭킹 가능 속도 이상인 경우, 엔진속도 동기화 제어를 수행하는 단계;
    상기 엔진속도 동기화 제어에 대응하여 상기 엔진 클러치의 체결제어를 수행하는 단계; 및
    상기 엔진 클러치의 체결제어에 대응하여 엔진 오프(off)를 금지하도록 제어하는 단계를 포함하는
    하이브리드 차량의 엔진 시동 방법.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 변속단 제어 단계는
    상기 구동모터의 추가 사용 가능 토크를 연산하는 단계;
    변속기 장착 축 휠 속도를 연산하는 단계;
    상기 모터 추가 사용토크 및 상기 변속기 장착 휠 속도에 기초하여 변속기 목표 입력속도를 연산하는 단계;
    기어단 별 가능 변속기 입력 속도를 연산하는 단계;
    상기 연산된 변속기 입력 속도 중 실행 불가능한 변속기 입력 속도를 제거하는 단계;
    상기 제거된 변속기 입력 속도 중 상기 변속기 목표 입력속도와 가장 가까운 입력속도를 선정하는 단계; 및
    상기 선정된 입력속도에 기초하여 기어단 및 드라이브단을 체결하도록 제어하는 단계를 포함하는
    하이브리드 차량의 엔진 시동 방법.
  5. 제 3항에 있어서,
    상기 엔진 클러치의 슬립제어 단계는
    모터 보상 가능 변속기 입력 토크를 연산하는 단계;
    상기 연산된 모터 보상 가능 변속기 입력 토크에 기초하여 엔진 클러치 목표 전달토크를 연산하는 단계; 및
    상기 연산된 엔진 클러치 목표 전달토크에 기초하여 엔진 클러치 목표 유압 또는 스트로크를 연산하는 단계를 포함하는
    하이브리드 차량의 엔진 시동 방법.
  6. 제 3항에 있어서,
    상기 구동모터 토크보상 제어는
    상기 차량의 구동을 위한 토크와 시동을 위한 보상토크를 합산하여 상기 구동모터의 토크 명령을 연산하는 단계를 더 포함하는
    하이브리드 차량의 엔진 시동 방법.
  7. 제 1항에 있어서,
    변속시스템 정상 여부를 판단하는 단계를 더 포함하는,
    하이브리드 차량의 엔진 시동 방법.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 변속시스템이 정상인 경우, 엔진/HSG/구동모터의 동력분배제어를 수행하는 단계를 더 포함하는 하이브리드 차량의 엔진 시동 방법.
  9. 제 7항에 있어서,
    상기 변속시스템이 정상이 아닌 경우, 엔진 클러치 해제 제어를 수행하는 단계;
    엔진 아이들 속도를 제어하는 단계; 및
    HSG/구동모터의 동력분배제어를 수행하는 단계를 더 포함하는 하이브리드 차량의 엔진 시동 방법.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 하이브리드 차량의 엔진 시동 방법을 실현하기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터 판독 가능 기록 매체.
  11. 전륜 및 후륜에 각각 구동력을 서로 독립해 제공하는 엔진 및 구동모터를 포함하는 RMED 방식의 하이브리드 차량의 엔진 시동 장치에 있어서,
    차량의 모터를 이용하여 엔진이 시동하도록 간접 시동 제어하는 제어부를 포함하고,
    상기 제어부는
    엔진구동요청 여부를 판단하고,
    상기 엔진구동이 요청되는 경우, 엔진시동완료 여부를 판단하고,
    상기 엔진시동이 완료되지 않은 경우, 엔진시동시스템 정상 여부를 판단하고,
    상기 엔진시동시스템 정상 여부에 기초하여 상기 차량의 시동제어를 수행하고,
    상기 차량의 시동제어에 따른 엔진/HSG/구동모터 동력분배제어를 수행하는
    하이브리드 차량의 엔진 시동 장치.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 엔진시동시스템이 정상인 경우, 엔진 노멀 시동 제어를 수행하고,
    상기 엔진시동시스템이 정상이 아닌 경우, 구동모터 시동 제어를 수행하는 하이브리드 차량의 엔진 시동 장치.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 구동모터 시동 제어를 위해,
    구동모터 클러치의 체결제어를 수행하고,
    상기 구동모터 클러치 체결에 대응하여 변속단 제어를 수행하고,
    상기 변속단 제어에 대응하여 엔진 클러치의 슬립제어를 수행하고,
    상기 엔진 클러치의 슬립제어에 대응하여 구동모터 토크보상 제어를 수행하고,
    상기 구동모터 토크보상 제어에 대응하여 엔진 속도가 크랭킹 가능 속도 이상인지 판단하고,
    상기 엔진 속도가 크랭킹 가능 속도 이상인 경우, 엔진속도 동기화 제어를 수행하고,
    상기 엔진속도 동기화 제어에 대응하여 상기 엔진 클러치의 체결제어를 수행하고,
    상기 엔진 클러치의 체결제어에 대응하여 엔진오프(off)를 금지하도록 제어하는
    하이브리드 차량의 엔진 시동 장치.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 변속단 제어는
    상기 구동모터의 추가 사용 가능 토크를 연산하고,
    변속기 장착 축 휠 속도를 연산하고,
    상기 모터 추가 사용토크 및 상기 변속기 장착 휠 속도에 기초하여 변속기 목표 입력속도를 연산하고,
    기어단 별 가능 변속기 입력 속도를 연산하고,
    상기 연산된 변속기 입력 속도 중 실행 불가능한 변속기 입력 속도를 제거하고,
    상기 제거된 변속기 입력 속도 중 상기 변속기 목표 입력속도와 가장 가까운 입력속도를 선정하고,
    상기 선정된 입력속도에 기초하여 기어단 및 드라이브단을 체결하도록 제어하는
    하이브리드 차량의 엔진 시동 장치.
  15. 제 13항에 있어서,
    상기 엔진 클러치의 슬립제어는
    모터 보상 가능 변속기 입력 토크를 연산하고,
    상기 연산된 모터 보상 가능 변속기 입력 토크에 기초하여 엔진 클러치 목표 전달토크를 연산하고,
    상기 연산된 엔진 클러치 목표 전달토크에 기초하여 엔진 클러치 목표 유압 또는 스트로크를 연산하는
    하이브리드 차량의 엔진 시동 장치.
  16. 제 13항에 있어서,
    상기 구동모터 토크보상 제어는
    상기 차량의 구동을 위한 토크와 시동을 위한 보상토크를 합산하여 상기 구동모터의 토크 명령을 연산하는
    하이브리드 차량의 엔진 시동 장치.
  17. 제 11항에 있어서,
    상기 제어부는
    변속시스템 정상 여부를 판단하는
    하이브리드 차량의 엔진 시동 장치.
  18. 제 17항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 변속시스템이 정상인 경우, 엔진/HSG/구동모터의 동력분배제어를 수행하는 하이브리드 차량의 엔진 시동 장치.
  19. 제 17항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 변속시스템이 정상이 아닌 경우, 엔진 클러치 해제 제어를 수행하고,
    엔진 아이들 속도를 제어하고,
    HSG/구동모터의 동력분배제어를 수행하는
    하이브리드 차량의 엔진 시동 장치.
KR1020190079246A 2019-07-02 2019-07-02 하이브리드 차량의 엔진 시동 방법 및 장치 KR102648823B1 (ko)

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