KR20200129204A - Hybrid vehicle having solar cell and method of mode control for the same - Google Patents

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KR20200129204A
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강지훈
이재문
박준영
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현대자동차주식회사
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Abstract

The present invention relates to a hybrid vehicle capable of more efficiently using available power generated by being provided with a solar cell, and a driving mode control method therefor. The driving mode control method of the hybrid vehicle having the solar panel according to one embodiment of the present invention includes the steps of: calculating a total amount of charge through a solar panel on a planned driving route; converting the total amount of charge into a state of charge (SOC) value of a battery; and changing a mode change criterion based on the converted state of charge.

Description

태양 전지를 구비한 하이브리드 자동차 및 그를 위한 주행 모드 제어 방법{HYBRID VEHICLE HAVING SOLAR CELL AND METHOD OF MODE CONTROL FOR THE SAME}A hybrid vehicle equipped with a solar cell and a driving mode control method therefor {HYBRID VEHICLE HAVING SOLAR CELL AND METHOD OF MODE CONTROL FOR THE SAME}

본 발명은 태양 전지를 구비함으로써 발생하는 가용 전력을 보다 효율적으로 이용할 수 있는 하이브리드 자동차 및 그를 위한 주행 모드 제어 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a hybrid vehicle capable of more efficiently using available power generated by providing a solar cell and a driving mode control method therefor.

최근 환경에 대한 관심이 높아지면서 친환경 자동차로 하이브리드 자동차(HEV: Hybrid Electric Vehicle)가 많은 주목을 받고 있다. 이러한 하이브리드 자동차는 내연기관만을 구비한 차량에 비해 연비가 우수하고 동력성능이 뛰어날 뿐만 아니라 배기가스 저감에도 유리하기 때문에 최근 많은 개발이 이루어지고 있다.As interest in the environment has recently increased, hybrid electric vehicles (HEVs) are attracting much attention as eco-friendly vehicles. These hybrid vehicles have been developed in recent years because they have superior fuel economy and superior power performance, and are advantageous in reducing exhaust gas compared to vehicles having only an internal combustion engine.

일반적인 하이브리드 자동차에서는 경사도, 예상차속, 정체도 등의 전방 주행상황을 고려하여 주행에 필요한 에너지를 예측하고, 예측된 에너지를 기반으로 충전/방전 여부를 결정하거나 주행 모드를 변경하는 등의 주행 전략을 결정한다. 그러나, 전방의 에너지 필요량에 따라 주행 전략이 결정됨에 따라, 에너지 확보 시점에 대한 효율성이 고려되지 않으므로 현재의 주행 효율성이 희생되는 측면이 있다.In general hybrid vehicles, driving strategies such as determining whether to charge/discharge or change the driving mode based on the predicted energy, predict the energy required for driving by considering the driving situation ahead such as slope, predicted vehicle speed, and congestion. Decide. However, as the driving strategy is determined according to the amount of energy required in the front, there is a side that the current driving efficiency is sacrificed because the efficiency at the time of securing energy is not considered.

따라서, 전기 모터를 통한 회생 발전이나 엔진의 동력 이외에 주행 중 에너지 확보가 가능한 수단이 있다면 전방 주행은 물론 현재 주행에 필요한 에너지도 용이하게 확보될 수 있기 때문에 보다 효율적인 동력 분배가 가능할 것이다. 이러한 에너지 확보 수단으로 태양 전지, 예컨대, 솔라 패널을 들 수 있지만, 일반적인 친환경 차량에서는 솔라 패널로부터 획득된 전력은 전장 부하 보조 수단으로 고려될 뿐, 주행 모드 변경에 활용하는 등 적극적인 제어에는 고려되지 않고 있다.Therefore, if there is a means for securing energy during driving in addition to regenerative power generation through an electric motor or power of an engine, energy required for current driving as well as forward driving can be easily secured, thereby enabling more efficient power distribution. Solar cells, for example, solar panels may be mentioned as such energy securing means, but in general eco-friendly vehicles, the power obtained from the solar panel is only considered as an electric load auxiliary means, and is not considered for active control such as using it for changing the driving mode. have.

본 발명은 보다 솔라 패널의 충전량을 고려하여 주행 모드 결정이 가능한 친환경 자동차 및 그를 위한 주행 경로 결정 방법을 제공하기 위한 것이다.An object of the present invention is to provide an eco-friendly vehicle capable of determining a driving mode in consideration of a charge amount of a solar panel and a method for determining a driving route therefor.

본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problems to be achieved in the present invention are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems that are not mentioned will be clearly understood by those of ordinary skill in the technical field to which the present invention belongs from the following description. I will be able to.

상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 솔라 패널을 구비하는 하이브리드 자동차의 주행 모드 제어 방법은, 주행 예정 경로에서 상기 솔라 패널을 통한 총 충전량을 연산하는 단계; 상기 총 충전량을 배터리의 충전 상태(SOC: State Of Charge) 값으로 변환하는 단계; 및 상기 변환된 충전 상태를 기반으로 모드 변경 기준을 변경하는 단계를 포함할 수 있다.In order to solve the above technical problem, a method for controlling a driving mode of a hybrid vehicle including a solar panel according to an exemplary embodiment of the present invention includes: calculating a total amount of charge through the solar panel on a planned driving route; Converting the total amount of charge into a state of charge (SOC) value of the battery; And changing a mode change criterion based on the converted state of charge.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 자동차는, 솔라 패널; 적어도 상기 솔라 패널을 통해 충전되는 배터리; 및 주행 예정 경로에서 상기 솔라 패널을 통한 총 충전량을 연산하고, 상기 총 충전량을 배터리의 충전 상태(SOC: State Of Charge) 값으로 변환하며, 상기 변환된 충전 상태를 기반으로 모드 변경 기준을 변경하는 하이브리드 제어기를 포함할 수 있다.In addition, a hybrid vehicle according to an embodiment of the present invention includes a solar panel; A battery charged through at least the solar panel; And calculating the total amount of charge through the solar panel on the scheduled driving route, converting the total amount of charge into a state of charge (SOC) value of the battery, and changing a mode change criterion based on the converted state of charge. It may include a hybrid controller.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 관련된 태양 전지를 구비한 친환경 자동차는, 주행시 획득 가능한 총 태양광 발전 에너지를 기반으로 주행 모드 전환을 보다 효율적으로 수행할 수 있다.An eco-friendly vehicle including a solar cell according to at least one embodiment of the present invention configured as described above may more efficiently perform a driving mode change based on total solar power generation energy obtainable during driving.

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.The effects obtainable in the present invention are not limited to the above-mentioned effects, and other effects not mentioned can be clearly understood by those of ordinary skill in the art from the following description. will be.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 자동차 구성의 일례를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 자동차의 제어 계통의 일례를 나타내는 블럭도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 자동차의 주행 모드 제어 과정의 일례를 나타낸다.
도 4는 도 3의 S340 단계의 구체적 일례를 나타낸 순서도이다.
도 5는 일 실시예에 따른 제어가 플러그인 하이브리드에 적용될 경우 효과를 설명하기 위한 도면이다.1 shows an example of a configuration of a hybrid vehicle according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram showing an example of a control system of a hybrid vehicle according to an embodiment of the present invention.
3 shows an example of a process of controlling a driving mode of a hybrid vehicle according to an embodiment of the present invention.
4 is a flowchart showing a specific example of step S340 of FIG. 3.
5 is a diagram illustrating an effect when control according to an embodiment is applied to a plug-in hybrid.

아래에서는 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. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those of ordinary skill in the art may easily implement the present invention. However, the present invention may be implemented in various forms and is not limited to the embodiments described herein. In the drawings, parts irrelevant to the description are omitted in order to clearly describe the present invention, and similar reference numerals are assigned to similar parts throughout the specification.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호로 표시된 부분들은 동일한 구성요소들을 의미한다.Throughout the specification, when a part "includes" a certain component, it means that other components may be further included rather than excluding other components unless specifically stated to the contrary. In addition, parts denoted by the same reference numerals throughout the specification refer to the same components.

본 발명의 실시예에 따른 주행 모드 제어 방법을 설명하기 앞서, 도 1 및 도 2를 참조하여 실시예들에 적용될 수 있는 하이브리드 자동차의 구조 및 제어 계통을 먼저 설명한다.Prior to describing a method for controlling a driving mode according to an exemplary embodiment of the present invention, a structure and a control system of a hybrid vehicle applicable to the exemplary embodiments will be first described with reference to FIGS. 1 and 2.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 자동차 구성의 일례를 나타낸다.1 shows an example of a configuration of a hybrid vehicle according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 일 실시예에 따른 하이브리드 자동차는 내연기관 엔진(ICE, 110)과 변속기(150) 사이에 전기 모터(또는 구동용 모터, 140)와 엔진클러치(EC: Engine Clutch, 130)를 장착한 병렬형(Parallel Type 또는 TMED: Transmission Mounted Electric Drive) 하이브리드 파워트레인을 구비할 수 있다.Referring to FIG. 1, in a hybrid vehicle according to an embodiment, an electric motor (or driving motor 140) and an engine clutch (EC) between an internal combustion engine engine (ICE, 110) and a transmission 150 Equipped with a parallel type (Parallel Type or TMED: Transmission Mounted Electric Drive) hybrid powertrain may be provided.

이러한 차량에서는 일반적으로 시동후 운전자가 엑셀레이터를 밟는 경우, 엔진 클러치(130)가 오픈된 상태에서 먼저 배터리(170)의 전력을 이용하여 모터(140, 또는 구동 모터)가 구동되고, 모터의 동력이 변속기(150) 및 종감속기(FD: Final Drive, 160)를 거쳐 바퀴가 움직이게 된다(즉, EV 모드). 차량이 서서히 가속되면서 점차 더 큰 구동력이 필요하게 되면, 보조 모터(또는, 시동발전 모터, 120)가 동작하여 엔진(110)을 구동할 수 있다.In such a vehicle, in general, when the driver steps on the accelerator after starting, the motor 140 (or driving motor) is first driven using the power of the battery 170 while the engine clutch 130 is open, and the motor power is The wheels are moved through the transmission 150 and the final drive 160 (FD) (that is, in the EV mode). When the vehicle is gradually accelerated and gradually greater driving force is required, the auxiliary motor (or starter generator motor 120) may operate to drive the engine 110.

그에 따라 엔진(110)과 모터(140)의 회전속도가 동일해 지면 비로소 엔진 클러치(130)가 맞물려 엔진(110)과 모터(140)가 함께, 또는 엔진(110)이 차량를 구동하게 된다(즉, EV 모드에서 HEV 모드 천이). 차량이 감속되는 등 기 설정된 엔진 오프 조건이 만족되면, 엔진 클러치(130)가 오픈되고 엔진(110)은 정지된다(즉, HEV 모드에서 EV 모드 천이). 또한, 하이브리드 차량에서는 제동시 휠의 구동력을 전기 에너지로 변환하여 배터리(170)를 충전할 수 있으며, 이를 제동에너지 회생, 또는 회생 제동이라 한다.Accordingly, when the rotational speeds of the engine 110 and the motor 140 become the same, the engine clutch 130 is engaged and the engine 110 and the motor 140 are both engaged or the engine 110 drives the vehicle (ie , Transition from EV mode to HEV mode). When a preset engine off condition such as a vehicle deceleration is satisfied, the engine clutch 130 is opened and the engine 110 is stopped (ie, transition from the HEV mode to the EV mode). In addition, in a hybrid vehicle, the battery 170 may be charged by converting the driving force of the wheel into electric energy during braking, which is referred to as braking energy regeneration or regenerative braking.

시동발전 모터(120)는 엔진에 시동이 걸릴 때에는 스타트 모터의 역할을 수행하며, 시동이 걸린 후 또는 시동 오프시 엔진의 회전 에너지 회수시에는 발전기로 동작하기 때문에 "하이브리드 스타터 제너레이터(HSG: Hybrid Starter Generator)"라 칭할 수 있으며, 경우에 따라 "보조 모터"라 칭할 수도 있다.The starting power generation motor 120 functions as a start motor when the engine is started, and operates as a generator when the rotational energy of the engine is recovered after starting or when the engine is turned off, so "Hybrid Starter Generator (HSG) Generator)", and in some cases, it can also be called "auxiliary motor".

배터리(170)는 시동발전 모터(120)나 모터(140)에 전력을 공급하거나, 그들(120, 140)로부터 전달된 전력으로 충전될 수도 있다. 또한, 배터리(170)는 솔라 패널(180)에서 전력을 공급받아 충전될 수도 있으며, 경우에 따라서는 전장 부하(190)에 전력을 공급할 수도 있다. 전장 부하(190)는 AVN(Audio/Video/Navigation) 시스템 등의 멀티미디어 시스템, 공조 장치, 실내/외 조명 장치 등을 포함할 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 전장 부하(190)에 전력이 공급될 경우, 배터리(170)의 전압과 전장 부하(190)의 정격 전압에 차이가 있을 경우 직류 변환기(미도시)가 이용될 수 있다. 물론, 전장 부하(190)에 공급되는 전원은 저전압(예컨대, 12V) 보조 배터리(미도시)에서 공급될 수도 있고, 시동발전 모터(120)에서 발전된 전력이 직류 변환기를 거쳐 공급될 수도 있다.The battery 170 may supply electric power to the starter generation motor 120 or the motor 140, or may be charged with electric power transmitted from them. In addition, the battery 170 may be charged by receiving power from the solar panel 180, and in some cases, may supply power to the electric load 190. The electric load 190 may include a multimedia system such as an audio/video/navigation (AVN) system, an air conditioning device, and an indoor/outdoor lighting device, but is not limited thereto. When power is supplied to the electric load 190, a DC converter (not shown) may be used when there is a difference between the voltage of the battery 170 and the rated voltage of the electric load 190. Of course, power supplied to the electric load 190 may be supplied from a low voltage (eg, 12V) auxiliary battery (not shown), or the power generated by the starter generator motor 120 may be supplied through a DC converter.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 자동차의 제어 계통의 일례를 나타내는 블럭도이다. 도 2에 도시된 제어 계통은 도 1을 참조하여 상술한 파워 트레인이 적용되는 차량에 적용될 수 있다.2 is a block diagram showing an example of a control system of a hybrid vehicle according to an embodiment of the present invention. The control system shown in FIG. 2 may be applied to a vehicle to which the power train described above with reference to FIG. 1 is applied.

도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예들이 적용될 수 있는 하이브리드 자동차에서 내연기관(110)은 엔진 제어기(210)가 제어하고, 시동발전 모터(120) 및 구동 모터(140)는 모터 제어기(MCU: Motor Control Unit, 220)에 의해 토크가 제어될 수 있으며, 엔진 클러치(130)는 클러치 제어기(230)가 각각 제어할 수 있다. 여기서 엔진 제어기(210)는 엔진 제어 시스템(EMS: Engine Management System)이라도 한다. 또한, 변속기(150)는 변속기 제어기(250)가 제어하게 된다. 경우에 따라, 시동발전 모터(120)의 제어기와 구동 모터(140) 각각을 위한 제어기가 별도로 구비될 수도 있다.2, in a hybrid vehicle to which embodiments of the present invention can be applied, the internal combustion engine 110 is controlled by the engine controller 210, and the starter generation motor 120 and the drive motor 140 are motor controllers (MCUs). : The torque may be controlled by the Motor Control Unit 220, and the engine clutch 130 may be controlled by the clutch controller 230, respectively. Here, the engine controller 210 may be an engine management system (EMS). In addition, the transmission 150 is controlled by the transmission controller 250. In some cases, a controller of the starter generation motor 120 and a controller for each of the driving motor 140 may be separately provided.

각 제어기는 그 상위 제어기로서 모드 전환 과정 전반을 제어하는 하이브리드 제어기(HCU: Hybrid Controller Unit, 240)와 연결되어, 하이브리드 제어기(240)의 제어에 따라 주행 모드 변경, 기어 변속시 엔진 클러치 제어에 필요한 정보, 및/또는 엔진 정지 제어에 필요한 정보를 그(240)에 제공하거나 제어 신호에 따른 동작을 수행할 수 있다.Each controller is connected to a hybrid controller (HCU: Hybrid Controller Unit, 240) that controls the overall mode switching process as its upper controller, and is necessary for changing the driving mode according to the control of the hybrid controller 240 and controlling the engine clutch during gear shifting. Information and/or information necessary for engine stop control may be provided to the 240 or may perform an operation according to a control signal.

보다 구체적으로, 하이브리드 제어기(240)는 차량의 운행에 있어 전반적인 파워 트레인 제어를 수행할 수 있다. 일례로, 하이브리드 제어기는 엔진 클러치(130)의 해제(Open) 시점을 판단하고, 해제시에 유압(습식 EC인 경우)제어나 토크 용량 제어(건식 EC인 경우)를 수행한다. 또한, 하이브리드 제어기(240)는 EC의 상태(Lock-up, Slip, Open 등)를 판단하고, 엔진(110)의 연료분사 중단 시점을 제어할 수 있다. 또한, 하이브리드 제어기는 엔진 정지 제어를 위해 시동발전 모터(120)의 토크를 제어하기 위한 토크 지령을 모터 제어기(220)로 전달하여 엔진 회전 에너지 회수를 제어할 수 있다. 아울러, 하이브리드 제어기(240)는 후술할 본 발명의 실시예들에 따른 주행 모드 제어 방법을 수행하기 위하여 전방 경로를 주행하는데 필요한 에너지와 솔라 패널(190)을 통한 경로상 총 충전량을 고려하여 모드 전환 제어 기준을 조정할 수 있다.More specifically, the hybrid controller 240 may perform overall power train control in the operation of the vehicle. For example, the hybrid controller determines when the engine clutch 130 is released (open), and performs hydraulic pressure (in the case of wet EC) control or torque capacity control (in the case of dry EC) upon release. In addition, the hybrid controller 240 may determine the state of the EC (Lock-up, Slip, Open, etc.) and control the timing of stopping fuel injection of the engine 110. In addition, the hybrid controller may control the recovery of engine rotation energy by transmitting a torque command for controlling the torque of the starter generation motor 120 to the motor controller 220 for engine stop control. In addition, the hybrid controller 240 converts the mode in consideration of the energy required to travel the front path and the total amount of charge on the path through the solar panel 190 in order to perform the driving mode control method according to embodiments of the present invention to be described later. Control criteria can be adjusted.

물론, 상술한 제어기간 연결관계 및 각 제어기의 기능/구분은 예시적인 것으로 그 명칭에도 제한되지 아니함은 당업자에 자명하다. 예를 들어, 하이브리드 제어기(240)는 그를 제외한 다른 제어기들 중 어느 하나에서 해당 기능이 대체되어 제공되도록 구현될 수도 있고, 다른 제어기들 중 둘 이상에서 해당 기능이 분산되어 제공될 수도 있다.Of course, it is obvious to those skilled in the art that the above-described connection relationship between the control periods and the function/classification of each controller are exemplary and are not limited to their names. For example, the hybrid controller 240 may be implemented so that a corresponding function is provided by being replaced by any one of the other controllers except for it, or a corresponding function may be distributed and provided in two or more of the other controllers.

이하에서는 상술한 차량 구조를 바탕으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 보다 효율적인 주행 모드 제어 방법을 설명한다.Hereinafter, a more efficient driving mode control method according to an embodiment of the present invention will be described based on the above-described vehicle structure.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 자동차의 주행 모드 제어 과정의 일례를 나타낸다.3 shows an example of a process of controlling a driving mode of a hybrid vehicle according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 먼저 실충전량이 임계값보다 큰지 여부가 판단될 수 있다(S310). 여기서, 실충전량은 솔라 패널(180)에 의한 충전량이 유의미한지 여부를 의미할 수 있다. 예를 들어, 실충전량(OutCHG)은 "솔라 패널 충전량 - 전장부하량"으로 구해질 수 있다. 또한, 임계값은 차량의 제원(예컨대, 차량중량, 배터리 용량 등)을 기반으로 시험으로 결정된 값일 수 있다. 만일, 실충전량이 임계값 이하인 경우(S310의 no), 실시예에 따른 솔라 패널의 충전량을 고려한 주행 제어 대신, 일반적인 하이브리드 자동차에 기 구현된 일반적인 주행 제어가 수행될 수 있다(S350). 또한, 도시되지는 않았으나 실충전량이 임계값과 상이한(예컨대, 임계값보다 더 작은) 특정값보다 작은 경우, 솔라 패널(180)을 통한 충전 자체가 비활성화될 수도 있다.Referring to FIG. 3, first, it may be determined whether the actual charge amount is greater than a threshold value (S310). Here, the actual charge amount may mean whether the charge amount by the solar panel 180 is significant. For example, the actual charge amount (OutCHG) can be obtained as "solar panel charge amount-total load amount". In addition, the threshold value may be a value determined by a test based on the specifications of the vehicle (eg, vehicle weight, battery capacity, etc.). If the actual charging amount is less than the threshold value (no in S310), instead of driving control taking into account the charging amount of the solar panel according to the embodiment, general driving control previously implemented in a general hybrid vehicle may be performed (S350). Further, although not shown, when the actual charge amount is smaller than a specific value different from the threshold value (eg, smaller than the threshold value), charging through the solar panel 180 itself may be deactivated.

만일, 실충전량이 임계값보다 큰 경우(S310의 Yes), 주행 예정 경로에서 솔라 패널(180)을 통한 총 충전량이 연산될 수 있다(S320). 이때, 총 충전량의 연산은 주행 예정 경로를 적어도 하나의 구간으로 구분하고, 구간별로 충전량을 연산한 후 합산하는 방식이 적용될 수 있다.If the actual charge amount is greater than the threshold value (Yes in S310), the total charge amount through the solar panel 180 may be calculated in the driving route (S320). In this case, the calculation of the total amount of charge may include a method of dividing the scheduled driving route into at least one section, calculating the amount of charge for each section, and then summing it.

여기서 주행 예정 경로는 현재 위치에서 네비게이션 시스템에서 목적지로 설정된 위치 사이의 경로일 수 있으나, 반드시 목적지가 사용자에 의해 직접 설정되어야 하는 것은 아니다. 예컨대, 목적지는 시간대와 위치를 고려하여 운전자의 과거 주행 이력에 따라 자동으로 설정될 수도 있다.Here, the planned driving route may be a route between a current location and a location set as a destination in the navigation system, but the destination does not necessarily have to be directly set by the user. For example, the destination may be automatically set according to the driver's past driving history in consideration of the time zone and location.

또한, 구간의 구분은 도로 종류(도심, 국도, 고속도로 등)에 의해 구분될 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 구간의 구분은 평균 주행 부하에 의해 구분될 수도 있으며, 경로와 구간 구분을 위한 정보는 네비게이션 시스템으로부터 획득될 수 있다.Further, the division of the section may be classified by the type of road (city center, national highway, highway, etc.), but is not limited thereto. For example, division of a section may be divided by an average running load, and information for division of a route and a section may be obtained from a navigation system.

아울러, 구간별 충전량은 각 구간별 주행시간 및 거리, 태양열 확보 불가 구간 유무(터널 등), 평균 일조량(빅데이터 및 기상정보 활용) 중 적어도 하나를 기반으로 판단될 수 있다. 보다 구체적으로, 총 충전량은 아래 수학식 1과 같이 구해질 수 있다.In addition, the charging amount for each section may be determined based on at least one of the driving time and distance for each section, the presence or absence of a section in which solar heat cannot be secured (tunnel, etc.), and an average amount of sunlight (using big data and weather information). More specifically, the total charging amount may be calculated as in Equation 1 below.

Figure pat00001
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수학식 1에서 n은 구분된 구간을 의미하며, 각 구간에서의 충전량은 솔라패널(180)을 통해 단위 시간당 충전 가능한 에너지에 해당 구간의 주행 소요 시간(Sec)과 보정 팩터(K)를 곱한 값이 될 수 있다. 여기서, 단위 시간당 충전 가능한 에너지는 일조량과 솔라 패널의 단위 시간당 최대 충전용량 중 작은 값이 될 수 있다.In Equation 1, n denotes a divided section, and the amount of charge in each section is a value obtained by multiplying the energy that can be charged per unit time through the solar panel 180 by the required driving time (Sec) and the correction factor (K) for the section. Can be Here, the chargeable energy per unit time may be a smaller value of the amount of sunlight and the maximum charging capacity per unit time of the solar panel.

또한, 보정 팩터는 복수의 항목에 대하여 미리 준비된 참조맵을 참조하여 결정될 수 있다. 예컨대, 보정 팩터가 기상 정보, 시간대별 태양 위치 및 도로종에 따른 건물 밀집도의 세 가지 항목에 의해 결정될 경우, 참조맵은 3차원 맵 형태가 될 수 있다.Also, the correction factor may be determined by referring to a reference map prepared in advance for a plurality of items. For example, when the correction factor is determined by three items of weather information, a sun location by time zone, and a building density according to a road type, the reference map may be in the form of a 3D map.

각 항목의 상세한 설명은 다음과 같다.Detailed description of each item is as follows.

먼저, 기상 정보는 구름양에 의해 결정될 수 있다. 예컨대, 구름양이 20%인 경우 0.8, 50%인 경우 0.5로 환산되어 참조맵에 대조될 수 있다.First, the weather information may be determined by the amount of clouds. For example, if the cloud amount is 20%, it can be converted to 0.8, and if it is 50%, it can be converted to 0.5 and compared to the reference map.

또한, 시간대별 태양 위치는 솔라 패널(180)에 대한 상대적인 태양의 위치와 고도에 의해 결정될 수 있다. 예컨대, 정오에 솔라 패널(180)에 연직 방향으로 태양이 위치한 경우 1, 일출 또는 일몰 시간대인 경우 0.1로 환산되어 참조맵에 대조될 수 있다.In addition, the position of the sun for each time period may be determined by the position and altitude of the sun relative to the solar panel 180. For example, when the sun is positioned in the vertical direction on the solar panel 180 at noon, it may be converted to 1, and in the case of a sunrise or sunset time zone, it may be converted to 0.1 and compared to the reference map.

아울러, 건물 밀집도는 개활지 주변 국도인 경우 1, 산간지방이나 도심지역일 경우 0.3으로 환산되어 참조맵에 대조될 수 있다.In addition, the building density map can be converted to 1 for national roads around open areas, and 0.3 for mountainous or urban areas and compared to the reference map.

물론, 상술한 상황별, 항목별 환산값은 예시적인 것으로, 다양한 변형이 가능함은 당업자에 자명하다. 또한, 기상 정보, 시간대별 태양 위치에 대한 정보 및 건물 밀집도에 대한 정보는 소정의 무선 통신 수단을 통해 외부 서버로부터 획득될 수 있다. 예컨대, 상술한 각 정보는 텔레매틱스 서비스를 통해 획득될 수 있으나, 이는 예시적인 것으로 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.Of course, the above-described conversion values for each situation and item are exemplary, and it is obvious to those skilled in the art that various modifications are possible. In addition, weather information, information on the location of the sun by time slot, and information on the density of buildings may be obtained from an external server through a predetermined wireless communication means. For example, each of the above-described information may be obtained through a telematics service, but this is exemplary and is not limited thereto.

상술한 방법을 통해 구해진 총 충전량은 배터리(170)의 SOC 값으로 변환될 수 있으며(S330), 변환된 SOC를 기반으로 주행 모드 제어가 수행될 수 있다. 여기서, 주행 모드의 제어는 변환된 SOC 만큼 주행 모드를 전환하는 기준이 되는 SOC를 변경함을 의미할 수 있다. 구체적인 주행 모드 제어 형태는 도 4를 참조하여 설명한다.The total charge amount obtained through the above-described method may be converted into an SOC value of the battery 170 (S330), and driving mode control may be performed based on the converted SOC. Here, the control of the driving mode may mean that the SOC, which is a reference for switching the driving mode, is changed as much as the converted SOC. A specific driving mode control form will be described with reference to FIG. 4.

도 4는 도 3의 S340 단계의 구체적 일례를 나타낸 순서도이다.4 is a flowchart showing a specific example of step S340 of FIG. 3.

도 4를 참조하면, 먼저 차종에 의해 제어 방식이 상이해질 수 있다. 이는 플러그인 하이브리드 자동차(PHEV)에서는 주행 모드를 EV/HEV 모드 외에, 충전 유지(CS: Charge Sustaining) 모드와 충전 소진(CD: Chage Depleting) 모드로 구분할 수 있기 때문이다.Referring to FIG. 4, first, the control method may be different depending on the vehicle type. This is because the driving mode in a plug-in hybrid vehicle (PHEV) can be classified into a charge sustaining (CS) mode and a charge depleting (CD) mode in addition to the EV/HEV mode.

차종이 PHEV인 경우(S341의 YES), CD/CS 모드 천이 기준이 솔라 패널(180)에 의해 획득될 것으로 연산된 SOC만큼 조정될 수 있다(S345). 구체적인 조정형태 및 효과는 도 5를 참조하여 후술하기로 한다.When the vehicle type is PHEV (YES in S341), the CD/CS mode transition criterion may be adjusted by the SOC calculated to be obtained by the solar panel 180 (S345). Specific adjustment forms and effects will be described later with reference to FIG. 5.

이와 달리, 차종이 PHEV가 아닌 경우(S341의 NO), 경로 상에 고부하 주행 구간이 있을 경우(S342의 Yes), 해당 구간에서 HEV/EV 모드의 천이 기준이 되는 SOC 값을 의미하는 EV 라인이 디폴트 설정으로 유지되며(S344), 그렇지 않은 구간에서는 솔라 패널(180)에 의해 획득될 것으로 연산된 SOC만큼 EV 라인이 상향조정될 수 있다(S343). 이러한 EV 라인의 상향 조정을 통해, 저부하 구간에서 불필요한 엔진 기동이 방지될 수 있다. 다시 말해, 상향된 SOC만큼 EV 모드로 주행 가능한 거리가 증대되었기 때문에 EV 라인의 상향을 통해 추가적으로 EV 주행 영역이 확대될 수 있으며, EV 모드에서 보다 효율적인 구간에서 일시적 SOC 부족으로 인해 엔진이 켜지지 않도록 동력 분배 스케쥴링이 가능하다. 다만, 고속도로와 같은 고속구간이나 고구배 등의 고부하 영역에서는 불필요하게 SOC를 소모시킬 필요가 없으므로 HEV 모드 주행이 수행될 수 있어 효율적이다.On the contrary, when the vehicle type is not PHEV (NO in S341), when there is a high-load driving section on the route (Yes in S342), the EV line indicating the SOC value that is the transition criterion for the HEV/EV mode in the section is The default setting is maintained (S344), and in a period other than that, the EV line may be adjusted upward by the SOC calculated to be obtained by the solar panel 180 (S343). Through the upward adjustment of the EV line, unnecessary engine start can be prevented in a low load section. In other words, since the distance that can be driven in the EV mode is increased by the amount of the raised SOC, the EV driving area can be further expanded through the upward of the EV line, and the engine is not turned on due to a temporary lack of SOC in the more efficient section in the EV mode. Distribution scheduling is possible. However, since there is no need to unnecessarily consume SOC in a high-speed section such as a highway or a high-load area such as a high gradient, it is efficient because HEV mode driving can be performed.

한편, 도시되지는 않았으나 솔라 패널(180)을 통한 총 충전량을 기반으로 변환된 SOC는 다시 EV 모드 주행 가능거리로 환산될 수 있다. 이때, 도로나 차량의 부하를 고려하여 SOC를 주행 거리로 역산하여 EV 모드 주행 가능 거리(DTE: Distance To Empty)가 업데이트될 수도 있다. 증대된 DTE는 운전자가 확인할 수 있도록 클러스터 등 디스플레이 장치를 통해 시각적으로 출력될 수 있음은 물론이다.On the other hand, although not shown, the SOC converted based on the total amount of charge through the solar panel 180 may be converted into an available EV mode driving distance. In this case, the EV mode distance to empty (DTE) may be updated by inverting the SOC as the driving distance in consideration of the load of the road or vehicle. Of course, the increased DTE can be visually output through a display device such as a cluster for the driver to check.

도 5는 일 실시예에 따른 제어가 플러그인 하이브리드에 적용될 경우 효과를 설명하기 위한 도면이다.5 is a diagram illustrating an effect when control according to an embodiment is applied to a plug-in hybrid.

도 5에서 상단 그래프의 세로축은 SOC를, 하단 그래프의 세로축은 주행 모드를 나타내며, 가로축은 공통적으로 시간을 각각 나타낸다.In FIG. 5, the vertical axis of the upper graph represents SOC, the vertical axis of the lower graph represents the driving mode, and the horizontal axis commonly represents time.

먼저, 일반적인 PHEV에서는 솔라 패널(180)의 충전량과 무관하게 주행 경로에 따른 SOC 소모량을 예측하므로, SOC가 CD/CS 천이 기준 이하로 내려갈 것으로 예측되는 시점에서 CS 모드로 천이하도록 주행전략을 스케쥴링하게 된다. 이러한 경우 실제 SOC는 솔라 패널(180)의 충전량에 의해 CD/CS 모드 천이 기준이 되는 SOC 이하로 내려가지 않더라도 CS 모드로 전환되어 불필한 엔진 기동이 발생할 수 있다.First, since the general PHEV predicts the SOC consumption according to the driving path regardless of the charging amount of the solar panel 180, the driving strategy is scheduled to transition to the CS mode when the SOC is predicted to fall below the CD/CS transition standard. do. In this case, even if the actual SOC does not fall below the SOC which is the CD/CS mode transition standard due to the charging amount of the solar panel 180, it is switched to the CS mode and unnecessary engine startup may occur.

반면에, 실시예에 따른 주행 모드 제어 방법이 적용될 경우 솔라 패널(180)을 통한 총 충전량만큼 CD/CS 천이 기준이 되는 SOC가 하향된다. 따라서 SOC 하향분에 해당하는 만큼 스케쥴링시 CD 모드 천이 시점이 늦춰지게 되므로 불필요한 CS 모드 전환이 방지될 수 있다.On the other hand, when the driving mode control method according to the embodiment is applied, the SOC serving as the CD/CS transition reference is lowered by the total amount of charge through the solar panel 180. Therefore, since the CD mode transition time is delayed during scheduling as much as the SOC downlink, unnecessary CS mode switching can be prevented.

한편, 전술한 실시예들에서 SOC로 변환된 총 충전량, SOC에 대응되는 EV 모드 주행 거리 증대량, 변환된 SOC를 고려하여 결정된 모드 천이 기준(EV 라인, CD/CS 천이 기준 등)의 변화 등은 클러스터나 AVN(Audio/Video/Navigation) 시스템의 디스플레이, 헤드업디스플레이(HUD) 등 표시 수단을 통하여 운전자가 확인할 수 있도록 소정 형태의 시각 정보로 출력될 수도 있다.Meanwhile, in the above-described embodiments, the total amount of charge converted to SOC, the amount of increase in the EV mode driving distance corresponding to the SOC, the change in the mode transition criteria (EV line, CD/CS transition criteria, etc.) determined in consideration of the converted SOC, etc. May be output as visual information in a predetermined form so that the driver can check it through display means such as a cluster or a display of an audio/video/navigation (AVN) system, or a head-up display (HUD).

전술한 본 발명은, 프로그램이 기록된 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체는, 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체의 예로는, HDD(Hard Disk Drive), SSD(Solid State Disk), SDD(Silicon Disk Drive), ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장 장치 등이 있다.The present invention described above can be implemented as a computer-readable code in a medium on which a program is recorded. The computer-readable medium includes all types of recording devices that store data that can be read by a computer system. Examples of computer-readable media include HDD (Hard Disk Drive), SSD (Solid State Disk), SDD (Silicon Disk Drive), ROM, RAM, CD-ROM, magnetic tape, floppy disk, optical data storage device, etc. There is this.

따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.Therefore, the detailed description above should not be construed as restrictive in all respects and should be considered as illustrative. The scope of the present invention should be determined by reasonable interpretation of the appended claims, and all changes within the equivalent scope of the present invention are included in the scope of the present invention.

Claims (20)

솔라 패널을 구비하는 하이브리드 자동차의 주행 모드 제어 방법에 있어서,
주행 예정 경로에서 상기 솔라 패널을 통한 총 충전량을 연산하는 단계;
상기 총 충전량을 배터리의 충전 상태(SOC: State Of Charge) 값으로 변환하는 단계; 및
상기 변환된 충전 상태 값을 기반으로 모드 변경 기준을 변경하는 단계를 포함하는, 하이브리드 자동차의 주행 모드 제어 방법.In the driving mode control method of a hybrid vehicle having a solar panel,
Calculating a total amount of charge through the solar panel on a planned driving route;
Converting the total amount of charge into a state of charge (SOC) value of the battery; And
A method for controlling a driving mode of a hybrid vehicle, comprising changing a mode change criterion based on the converted state of charge value. 제1 항에 있어서,
상기 연산하는 단계는,
상기 주행 예정 경로를 구성하는 적어도 하나의 구간 각각에 대한 충전량을 연산하는 단계; 및
상기 적어도 하나의 구간 각각에서의 충전량을 합산하는 단계를 포함하는, 하이브리드 자동차의 주행 모드 제어 방법.The method of claim 1,
The calculating step,
Calculating a charging amount for each of at least one section constituting the scheduled travel route; And
Comprising the step of summing the charging amount in each of the at least one section, the driving mode control method of a hybrid vehicle. 제1 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 구간 각각에 대한 충전량을 연산하는 단계는,
상기 솔라 패널의 단위 시간당 충전 가능량에 해당 구간의 주행 시간 및 보정 팩터를 곱하는 단계를 포함하는, 하이브리드 자동차의 주행 모드 제어 방법.The method of claim 1,
The step of calculating the charging amount for each of the at least one section,
And multiplying a driving time of a corresponding section and a correction factor by a chargeable amount per unit time of the solar panel. 제3 항에 있어서,
상기 보정 팩터는,
기상 정보, 시간대별 태양 위치 및 도로종에 따른 건물 밀집도를 고려하여 결정되는, 하이브리드 자동차의 주행 모드 제어 방법.The method of claim 3,
The correction factor is,
A method for controlling a driving mode of a hybrid vehicle, which is determined in consideration of weather information, a solar location for each time zone, and a building density according to a road type. 제4 항에 있어서,
상기 보정 팩터는,
상기 기상 정보, 상기 시간대별 태양 위치 및 상기 도로종에 따른 건물 밀집도 각각에 대하여 정의된 3차원 맵을 참조하여 결정되는, 하이브리드 자동차의 주행 모드 제어 방법.The method of claim 4,
The correction factor is,
The method for controlling a driving mode of a hybrid vehicle is determined by referring to a three-dimensional map defined for each of the weather information, the sun position for each time period, and the building density according to the road type. 제3 항에 있어서,
상기 단위 시간당 충전 가능량은,
상기 솔라 패널의 최대 충전용량과 일조량 중 작은 값에 해당하는, 하이브리드 자동차의 주행 모드 제어 방법.The method of claim 3,
The amount of chargeable per unit time above is,
A method for controlling a driving mode of a hybrid vehicle, corresponding to a smaller value of the maximum charging capacity and the amount of sunlight of the solar panel. 제1 항에 있어서,
상기 하이브리드 자동차가 플러그인 하이브리드 자동차(PHEV)인 경우,
상기 모드 변경 기준을 변경하는 단계는,
충전 소진(CD: Chage Depleting) 모드와 충전 유지(CS: Charge Sustaining) 모드의 전환 경계에 해당하는 SOC를 상기 변환된 충전 상태 값만큼 하향시키는 단계를 포함하는, 하이브리드 자동차의 주행 모드 제어 방법.The method of claim 1,
When the hybrid vehicle is a plug-in hybrid vehicle (PHEV),
The step of changing the mode change criteria,
A method for controlling a driving mode of a hybrid vehicle, comprising the step of lowering an SOC corresponding to a transition boundary between a charge depleting (CD) mode and a charge sustaining (CS) mode by the converted charge state value. 제1 항에 있어서,
상기 모드 변경 기준을 변경하는 단계는,
하이브리드 자동차(HEV) 모드와 전기차(EV) 모드 간의 전환 경계에 해당하는 SOC를 상기 변환된 충전 상태 값만큼 상향시키는 단계를 포함하는, 하이브리드 자동차의 주행 모드 제어 방법.The method of claim 1,
The step of changing the mode change criteria,
A method for controlling a driving mode of a hybrid vehicle, comprising increasing the SOC corresponding to a transition boundary between a hybrid vehicle (HEV) mode and an electric vehicle (EV) mode by the converted state of charge value. 제8 항에 있어서,
상기 모드 변경 기준을 변경하는 단계는,
고부하 주행구간에서는 상기 전환 경계에 해당하는 SOC를 유지하도록 수행되는, 하이브리드 자동차의 주행 모드 제어 방법.The method of claim 8,
The step of changing the mode change criteria,
A method for controlling a driving mode of a hybrid vehicle, which is performed to maintain an SOC corresponding to the switching boundary in a high-load driving section. 제1 항 내지 제9 항 중 어느 한 항에 따른 하이브리드 자동차의 주행 모드 제어 방법을 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터 해독 가능 기록 매체.A computer-readable recording medium in which a program for executing the driving mode control method of a hybrid vehicle according to any one of claims 1 to 9 is recorded. 솔라 패널;
적어도 상기 솔라 패널을 통해 충전되는 배터리; 및
주행 예정 경로에서 상기 솔라 패널을 통한 총 충전량을 연산하고, 상기 총 충전량을 배터리의 충전 상태(SOC: State Of Charge) 값으로 변환하며, 상기 변환된 충전 상태를 기반으로 모드 변경 기준을 변경하는 하이브리드 제어기를 포함하는, 하이브리드 자동차.Solar panels;
A battery charged through at least the solar panel; And
Hybrid that calculates the total amount of charge through the solar panel in the route to be driven, converts the total amount of charge into a state of charge (SOC) value of the battery, and changes the mode change criterion based on the converted state of charge A hybrid vehicle comprising a controller. 제11 항에 있어서,
상기 하이브리드 제어기는,
상기 주행 예정 경로를 구성하는 적어도 하나의 구간 각각에 대한 충전량을 연산하고, 상기 적어도 하나의 구간 각각에서의 충전량을 합산하여 상기 총 충전량을 연산하는, 하이브리드 자동차.The method of claim 11,
The hybrid controller,
A hybrid vehicle for calculating the total charging amount by calculating a charging amount for each of at least one section constituting the scheduled travel route, and summing the charging amount in each of the at least one section. 제11 항에 있어서,
상기 하이브리드 제어기는,
상기 솔라 패널의 단위 시간당 충전 가능량에 해당 구간의 주행 시간 및 보정 팩터를 곱하여 상기 적어도 하나의 구간 각각에 대한 충전량을 연산하는, 하이브리드 자동차.The method of claim 11,
The hybrid controller,
A hybrid vehicle for calculating a charging amount for each of the at least one section by multiplying the amount of charge per unit time of the solar panel by a driving time and a correction factor of a corresponding section. 제13 항에 있어서,
상기 보정 팩터는,
기상 정보, 시간대별 태양 위치 및 도로종에 따른 건물 밀집도를 고려하여 결정되는, 하이브리드 자동차.The method of claim 13,
The correction factor is,
A hybrid vehicle that is determined in consideration of weather information, the sun's position by time and the density of buildings according to the road type. 제14 항에 있어서,
상기 보정 팩터는,
상기 기상 정보, 상기 시간대별 태양 위치 및 상기 도로종에 따른 건물 밀집도 각각에 대하여 정의된 3차원 맵을 참조하여 결정되는, 하이브리드 자동차.The method of claim 14,
The correction factor is,
A hybrid vehicle, which is determined by referring to a three-dimensional map defined for each of the weather information, the sun position according to the time zone, and the building density according to the road type. 제13 항에 있어서,
상기 단위 시간당 충전 가능량은,
상기 솔라 패널의 최대 충전용량과 일조량 중 작은 값에 해당하는, 하이브리드 자동차.The method of claim 13,
The amount of chargeable per unit time above is,
A hybrid vehicle that corresponds to the smaller of the maximum charging capacity and the amount of sunlight of the solar panel. 제11 항에 있어서,
상기 하이브리드 자동차가 플러그인 하이브리드 자동차(PHEV)인 경우,
상기 하이브리드 제어기는,
충전 소진(CD: Chage Depleting) 모드와 충전 유지(CS: Charge Sustaining) 모드의 전환 경계에 해당하는 SOC를 상기 변환된 충전 상태 값만큼 하향시키는, 하이브리드 자동차.The method of claim 11,
When the hybrid vehicle is a plug-in hybrid vehicle (PHEV),
The hybrid controller,
A hybrid vehicle in which an SOC corresponding to a transition boundary between a charge depleting (CD) mode and a charge sustaining (CS) mode is lowered by the converted charge state value. 제11 항에 있어서,
상기 하이브리드 제어기는,
하이브리드 자동차(HEV) 모드와 전기차(EV) 모드 간의 전환 경계에 해당하는 SOC를 상기 변환된 충전 상태 값만큼 상향시키는, 하이브리드 자동차.The method of claim 11,
The hybrid controller,
A hybrid vehicle that increases an SOC corresponding to a transition boundary between a hybrid vehicle (HEV) mode and an electric vehicle (EV) mode by the converted state of charge value. 제18 항에 있어서,
상기 하이브리드 제어기는,
고부하 주행구간에서는 상기 전환 경계에 해당하는 SOC를 유지하는, 하이브리드 자동차.The method of claim 18,
The hybrid controller,
A hybrid vehicle that maintains the SOC corresponding to the switching boundary in a high-load driving section. 제11 항에 있어서,
상기 변환된 충전 상태 값, 상기 변환된 충전 상태 값에 해당하는 주행 거리 증대량 및 상기 변경된 모드 변경 기준 중 적어도 하나에 대한 정보를 출력하는 디스플레이를 더 포함하는, 하이브리드 자동차.The method of claim 11,
The hybrid vehicle further comprising a display configured to output information on at least one of the converted state of charge value, the amount of increased driving distance corresponding to the value of the converted state of charge, and the changed mode change criterion.
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