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KR100867791B1 - 하이브리드 차량의 타행 주행시 차량 제어방법 - Google Patents

하이브리드 차량의 타행 주행시 차량 제어방법 Download PDF

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    • B60W20/10—Controlling the power contribution of each of the prime movers to meet required power demand
    • B60W20/15—Control strategies specially adapted for achieving a particular effect
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Abstract

본 발명은 하이브리드 차량에서 연비향상을 위한 타행(Coasting) 주행시 차량 속도나 T/M 입력측 RPM과 엔진 RPM을 연계하여 엔진 정지 시점을 제어하는 방법에 관한 것이다.
본 발명은 하이브리드 차량의 타행 주행시 엔진과 연결된 ISG나 모터를 이용하거나, 엔진 제어기의 아이들 속도 제어 기능을 이용하여, 엔진 RPM 및 기동 정지 시점을 차량 속도 기울기나 TM 입력측 RPM에 따라 변화하도록 함으로써, 차량 재가속 성능 등을 향상시킬 수 있는 차량 제어방법을 제공한다.
하이브리드, 타행 주행, 엔진 RPM, T/M 입력측 RPM, 차량 속도

Description

하이브리드 차량의 타행 주행시 차량 제어방법{Vehicle control method for hybrid electric vehicle in coasting situation}
본 발명은 하이브리드 차량의 타행 주행시 차량 제어방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 연비향상을 위한 타행(Coasting) 주행시 차량 속도나 T/M 입력측 RPM과 엔진 RPM을 연계하여 엔진 정지 시점을 제어하는 방법에 관한 것이다.
일반적으로 대부분의 하이브리드 차량은 타행 주행시, 엔진 오프를 통해 불필요한 연료 분사를 차단함으로써, 연비를 향상하는 시스템을 갖고 있다.
특히, 연비향상을 극대화하기 위해 시스템의 특성상 문제가 발생하는 경우를 제외하고는 타행 상황 진입 즉시 엔진 연료 컷 및 엔진 기통 정지에 들어가는 방법을 취한다.
하지만 경우에 따라 이러한 운전 방법은 아래와 같은 문제점을 가질 수 있다.
첫째, 고속 영역에서 엔진 정지 후, 재가속시 가속 지연이 생길 수 있다.
둘째, 재가속시 짧은 시간에 토크를 내면서 엔진을 켜야 하기 때문에 배기 성능에 악영향이 있을 수 있다.
셋째, 재가속시 짧은 시간에 토크를 내어 차량을 구동해야 하기 때문에 진동이 발생할 수 있다.
따라서, 본 발명은 이와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 하이브리드 차량의 타행 주행시 엔진과 연결된 ISG나 모터를 이용하거나, 엔진 제어기의 아이들 속도 제어 기능을 이용하여, 엔진 RPM 및 기동 정지 시점을 차량 속도 기울기나 TM 입력측 RPM에 따라 변화하도록 함으로써, 차량 재가속 성능 등을 향상시킬 수 있는 차량 제어방법에 관한 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 제어방법은 운전자 엑셀 오프시 엔진 인젝션 오프 여부를 판단하는 제1단계와, 엔진 인젝션 오프시 엔진 정지 여부를 판단하는 제2단계와, 엔진 정지시 엔진과 T/M을 분리하는 제3단계와, 엔진과 T/M 분리시 엔진과 연결된 ISG 또는 모터 작동 또는 엔진 제어기의 Idle 속도 제어기능을 이용하여 차량 속도의 기울기에 따라 또는 T/M 입력측 속도의 기울기에 따라 또는 엔진 RPM을 일정 RPM까지 저감되도록 하는 제4단계와, 엔진 RPM 저감시 엔진 RPM이 일정값 이하로 낮아졌는지를 판단하여 낮아졌으면 엔진 기동을 정지하는 제5단계를 포함하는 형태로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량 제어방법은 운전자 엑셀 오프시 엔진 인젝션 오프 여부를 판단하는 제1단계와, 엔진 인젝션 오프시 엔진 정지 여부를 판단하는 제2단계와, 엔진 정지시 엔진과 T/M을 분 리하는 제3단계와, 엔진과 T/M 분리시 엔진과 연결된 ISG 또는 모터의 작동 또는 엔진 제어기의 Idle 속도 제어기능을 이용하여 엔진 RPM을 T/M 입력측 속도값에 따라 일정 RPM까지 유지되도록 하는 제4단계와, 일정 시간 동안 엔진 RPM 유지 후 엔진 기동을 정지하는 제5단계를 포함하는 형태로 이루어질 수 있다.
본 발명에서 제공하는 하이브리드 차량의 타행 주행시 차량 제어방법은 다음과 같은 장점이 있다.
1. 타행 주행 중 다시 재가속시 가속 지연감을 개선할 수 있다.
2. 빈번한 엔진 온/오프를 방지함으로써 엔진 시동 장치의 내구성을 향상시킬 수 있다.
3. 차량 속도에 따라 엔진 RPM이 변하는데 익숙한 운전자들의 위화감을 해소할 수 있다.
4. 완전한 엔진 정지 후, 재기동하는 횟수를 줄임으로써 빈번한 재기동으로 인한 배기 성능 악화를 방지할 수 있다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1에서는 하이브리드 차량의 구동 및 전동 계통을 개략적으로 보여주고 있다.
예를 들면, 엔진(10), 모터(11), 트랜스미션(T/M)(12)이 차례로 배치되고, T/M(12)의 출력측을 통해 휠(13)까지 동력이 전달되는 형태를 보여주고 있다.
여기서, 미설명 부호 14는 엔진과 연결된 ISG이고, 15는 클러치를 나타낸다.
위와 같이 엔진-클러치-모터-T/M으로 이어지는 구동 및 전동계통을 갖는 하이브리드 시스템에서, 도 2에 도시한 바와 같이, 운전자가 엑셀 페달에서 발을 떼고, 타행 주행을 실시하면, 엔진 인젝션이 오프되고 클러치가 분리된다.
클러치 분리 후, 종전에는 바로 엔진이 정지되지만, 본 발명에서는 일정시간 소정의 엔진 RPM이 유지된 다음, 엔진이 정지된다.
이를 위하여, 클러치 분리 후, ISG 등에 의해 엔진 RPM이 컨트롤되는데, 예를 들면 T/M 입력측 RPM 또는 차량 속도 등의 각 기울기에 따라 엔진 RPM이 컨트롤된다.
이렇게 컨트롤되는 엔진 RPM이 일정값 이하 도달시 엔진이 오프된다.
이를 좀더 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 제어방법은 엔진과 1개 이상의 모터를 구동원으로 가지며, 차량 구동축의 속도가 0이 아님에도, 엔진 속도를 0으로 할 수 있는 기계장치가 엔진과 차량 구동축 사이에 존재하는 하이브리드 시스템하에서 이루어진다.
타행 주행시 엔진 RPM을 일정 RPM까지 저감시키거나 일정 RPM으로 유지하는 방법의 예를 정리하면 다음과 같다.
1. 운전자가 타행 주행 중 엑셀 페달에서 발을 떼었을 때, 엔진 RPM을 차량 속도의 기울기에 따라(차량 속도 기울기와 같은 기울기로) 일정 시간 유지되도록, 예를 들면 일정 PRM까지 저감되도록 한다.
이때, 엔진 RPM 유지를 위한 액추에이터 수단으로는 엔진과 연결된 ISG나, 모터를 작동시키거나, 엔진 제어기의 Idle 속도 제어기능 등을 이용할 수 있다.
여기서, 본 발명의 일 실시예로 제시한 도면에는 클러치 분리시 엔진과 연결된 모터가 도시되어 있지는 않지만, 본 발명의 도면에 제시된 시스템은 일종의 예시일 뿐이고, 유사한 다른 하이브리드 시스템에서는 클러치 분리 후에도 엔진과 연결된 모터가 있을 수 있으며, 이 경우에는 모터의 작동으로 엔진 RPM을 조절할 수 있다.
2. 운전자가 타행 주행 중 엑셀 페달에서 발을 떼었을 때, 엔진 RPM을 T/M 입력측 속도의 기울기에 따라(T/M 입력측 속도 기울기와 같은 기울기로) 일정 시간 유지되도록, 예를 들면 일정 RPM까지 저감되도록 한다.
이때에도 마찬가지로 엔진과 연결된 ISG나, 모터를 작동시키거나, 엔진 제어기의 Idle 속도 제어기능 등을 이용할 수 있다.
3. 운전자 타행 주행 중 엑셀 페달에서 발을 떼었을 때, 엔진 RPM을 T/M 입력측 속도값에 따라 일정 RPM 예를 들면, 1000RPM까지 유지되도록 한 다음, 일정시간 예를 들면, 3초 정도 후 엔진을 정지한다.
따라서, 하이브리드 차량의 타행 주행 중 차량 구동축의 속도나 T/M 입력측의 속도를 참고하여 엔진 RPM을 일정값 이상으로 유지되도록 엔진과 연결된 ISG나 모터를 작동시키거나, 엔진 제어기의 Idle 속도 제어기능을 이용하고, 계속해서 일정 RPM에 도달했을 때 엔진을 정지시킨다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 제어방법을 나타내는 플로챠트이다.
도 3에 도시한 바와 같이, 먼저 운전자 엑셀 오프 상태(S100)에서 엔진 인젝션 오프 여부를 판단한다(S110).
엔진 인젝션 오프가 아니면 전 스텝(S100)으로 돌아가고, 엔진 인젝션 오프이면 후 스텝(S120)으로 진행하여 엔진 인젝션 오프를 수행한다(S120).
다음, 엔진을 정지시킬 것인지를 판단한다(S130).
보통 차량의 운전 상황에 따라 엔진의 인젝션만 멈추고, T/M과 분리시키지 않는 상태가 존재할 수 있다.
예를 들면, 엔진 브레이크 상황같은 경우에 인젝션은 멈추지만 엔진의 마찰(Friction)이 차량으로 전달되어야 하기 때문에 T/M과 분리시키지 않는다.
이러한 경우가 있기 때문에 엔진의 인젝션은 중지시켰지만, 엔진을 완전히 정지시킬지 말지를 판단한다.
엔진 정지로 판정되면, 엔진과 T/M을 분리한다(S140).
다음, 엔진과 T/M 분리 후, 액추에이터수단을 이용하여 엔진 RPM을 일정 RPM까지 저감되도록 한다.
예를 들면, 차량 속도의 기울기에 따라 엔진 RPM을 저감시키거나, T/M 입력측 속도의 기울기에 따라 엔진 RPM을 저감시킬 수 있다(S150).
즉, 차량 속도나 T/M 입력측 속도의 기울기와 같은 기울기를 가지면서 RPM이 저감되도록 엔진 RPM을 제어할 수 있다.
이때, 엔진 RPM의 저감을 위하여 엔진을 컨트롤할 수 있는 액추에이터 수단 을 이용하는 과정을 수행할 수 있다(S160).
예를 들면, 엔진과 연결된 ISG를 이용하여 엔진 RPM을 일정 RPM까지 저감되도록 제어하거나, 또는 모터 작동을 이용하여 엔진 RPM을 일정 RPM까지 저감되도록 제어하거나, 또는 엔진 제어기의 Idle 속도 제어기능을 이용하여 엔진 RPM을 일정 RPM까지 저감되도록 제어할 수 있다.
다음, 엔진 RPM 저감시 엔진 RPM이 일정값 예를 들면, 1000RPM 이하로 낮아졌는지를 판단하고(S170), 일정값 이하이면 엔진 기동을 정지하여(S180) 시스템을 종료한다(S190).
도 1은 하이브리드 차량의 동력계통을 나타내는 개략도
도 2는 하이브리드 차량의 타행 주행시 종래의 제어방법과 본 발명의 제어방법에 대한 일 예를 나타내는 그래프
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 제어방법을 나타내는 플로챠트
<도면의 주요부분에 대하나 부호의 설명>
10 : 엔진 11 : 모터
12 : 트랜스미션 13 : 휠
14 : ISG 15 : 클러치

Claims (7)

  1. 삭제
  2. 운전자 엑셀 오프시 엔진 인젝션 오프 여부를 판단하는 제1단계와, 엔진 인젝션 오프시 엔진 정지 여부를 판단하는 제2단계와, 엔진 정지시 엔진과 T/M을 분리하는 제3단계와, 엔진과 T/M 분리시 액추에이터수단을 이용하여 엔진 RPM을 일정 RPM까지 저감되도록 하는 제4단계와, 엔진 RPM 저감시 엔진 RPM이 일정값 이하로 낮아졌는지를 판단하여 낮아졌으면 엔진 기동을 정지하는 제5단계를 포함하는 하이브리드 차량의 타행 주행시 차량 제어방법에 있어서,
    상기 제4단계에서는 엔진 RPM 저감시 차량 속도의 기울기에 따라 엔진 RPM을 저감시키는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 타행 주행시 차량 제어방법.
  3. 운전자 엑셀 오프시 엔진 인젝션 오프 여부를 판단하는 제1단계와, 엔진 인젝션 오프시 엔진 정지 여부를 판단하는 제2단계와, 엔진 정지시 엔진과 T/M을 분리하는 제3단계와, 엔진과 T/M 분리시 액추에이터수단을 이용하여 엔진 RPM을 일정 RPM까지 저감되도록 하는 제4단계와, 엔진 RPM 저감시 엔진 RPM이 일정값 이하로 낮아졌는지를 판단하여 낮아졌으면 엔진 기동을 정지하는 제5단계를 포함하는 하이브리드 차량의 타행 주행시 차량 제어방법에 있어서,
    상기 제4단계에서는 엔진 RPM 저감시 T/M 입력측 속도의 기울기에 따라 엔진 RPM을 저감시키는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 타행 주행시 차량 제어방법.
  4. 운전자 엑셀 오프시 엔진 인젝션 오프 여부를 판단하는 제1단계와, 엔진 인젝션 오프시 엔진 정지 여부를 판단하는 제2단계와, 엔진 정지시 엔진과 T/M을 분리하는 제3단계와, 엔진과 T/M 분리시 액추에이터수단을 이용하여 엔진 RPM을 일정 RPM까지 저감되도록 하는 제4단계와, 엔진 RPM 저감시 엔진 RPM이 일정값 이하로 낮아졌는지를 판단하여 낮아졌으면 엔진 기동을 정지하는 제5단계를 포함하는 하이브리드 차량의 타행 주행시 차량 제어방법에 있어서,
    상기 제4단계에서는 엔진과 연결된 ISG를 이용하여 엔진 RPM을 일정 RPM까지 저감되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 타행 주행시 차량 제어방법.
  5. 운전자 엑셀 오프시 엔진 인젝션 오프 여부를 판단하는 제1단계와, 엔진 인젝션 오프시 엔진 정지 여부를 판단하는 제2단계와, 엔진 정지시 엔진과 T/M을 분리하는 제3단계와, 엔진과 T/M 분리시 액추에이터수단을 이용하여 엔진 RPM을 일정 RPM까지 저감되도록 하는 제4단계와, 엔진 RPM 저감시 엔진 RPM이 일정값 이하로 낮아졌는지를 판단하여 낮아졌으면 엔진 기동을 정지하는 제5단계를 포함하는 하이브리드 차량의 타행 주행시 차량 제어방법에 있어서,
    상기 제4단계에서는 모터 작동을 이용하여 엔진 RPM을 일정 RPM까지 저감되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 타행 주행시 차량 제어방법.
  6. 운전자 엑셀 오프시 엔진 인젝션 오프 여부를 판단하는 제1단계와, 엔진 인젝션 오프시 엔진 정지 여부를 판단하는 제2단계와, 엔진 정지시 엔진과 T/M을 분리하는 제3단계와, 엔진과 T/M 분리시 액추에이터수단을 이용하여 엔진 RPM을 일정 RPM까지 저감되도록 하는 제4단계와, 엔진 RPM 저감시 엔진 RPM이 일정값 이하로 낮아졌는지를 판단하여 낮아졌으면 엔진 기동을 정지하는 제5단계를 포함하는 하이브리드 차량의 타행 주행시 차량 제어방법에 있어서,
    상기 제4단계에서는 엔진 제어기의 Idle 속도 제어기능을 이용하여 엔진 RPM을 일정 RPM까지 저감되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 타행 주행시 차량 제어방법.
  7. 운전자 엑셀 오프시 엔진 인젝션 오프 여부를 판단하는 제1단계와, 엔진 인젝션 오프시 엔진 정지 여부를 판단하는 제2단계와, 엔진 정지시 엔진과 T/M을 분리하는 제3단계와, 엔진과 T/M 분리시 엔진과 연결된 ISG 또는 모터의 작동 또는 엔진 제어기의 Idle 속도 제어기능을 이용하여 엔진 RPM을 T/M 입력측 속도값에 따라 일정 RPM까지 유지되도록 하는 제4단계와, 일정 시간 동안 엔진 RPM 유지 후 엔 진 기동을 정지하는 제5단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 타행 주행시 차량 제어방법.
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