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KR101788190B1 - 하이브리드 전기 자동차의 주행 모드 제어 방법 및 장치 - Google Patents

하이브리드 전기 자동차의 주행 모드 제어 방법 및 장치 Download PDF

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KR101788190B1
KR101788190B1 KR1020160043419A KR20160043419A KR101788190B1 KR 101788190 B1 KR101788190 B1 KR 101788190B1 KR 1020160043419 A KR1020160043419 A KR 1020160043419A KR 20160043419 A KR20160043419 A KR 20160043419A KR 101788190 B1 KR101788190 B1 KR 101788190B1
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KR
South Korea
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torque
engine
motor
clutch
driving mode
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김상준
박성익
정권채
박일권
Original Assignee
현대자동차주식회사
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Abstract

본 발명은 하이브리드 전기 자동차의 주행 모드 제어 방법 및 장치에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 주행 모드 제어 방법은, 엔진과 제1모터가 함께 구동되는 제1주행 모드에서 상기 제1모터에 의해 구동되는 제2 주행모드로 천이되는 경우, 엔진 토크를 감소시키는 단계; 제2모터 토크를 인가하는 단계; 및 상기 엔진 토크와 상기 제2모터 토크의 차가 제1임계토크 이하인 경우, 클러치를 개방(open)하는 단계; 를 포함할 수 있다.

Description

하이브리드 전기 자동차의 주행 모드 제어 방법 및 장치{Driving mode Control method and apparatus of hybrid electric vehicle}
본 발명은 하이브리드 전기 자동차(Hybrid Electric Vehicle)에 관한 것이다.
하이브리드 전기 자동차(Hybrid Electric Vehicle, 이하"하이브리드 차량"이라 칭함)는, 엔진과 모터를 동력원으로 하여 다양한 동력 전달 장치를 구성할 수 있다. 이러한 동력 전달 장치에는 시리즈(series) 타입, 패러럴(parallel) 타입, 파워스플릿(power split) 타입 등이 있다.
한편, 하이브리드 차량은 EV(Electric Vehicle) 모드와 HEV(Hybrid Electric Vehicle) 모드의 주행 모드를 제공할 수 있다. EV모드는 모터의 구동만으로 차량의 주행이 이루어지는 모드로 배터리 전원을 기반으로 하며, HEV모드는 모터와 엔진이 함께 차량에 동력을 공급한다.
복수의 주행 모드를 제공하는 하이브리드 차량 중 패러럴 타입 중에는 엔진과 구동 모터 사이에 엔진클러치를 구비하고, 엔진클러치가 오픈(Open)되어 있으면 모터에 의해 구동축이 구동되고 엔진클러치가 락업(Lock-up) 되어 있으면 엔진과 모터에 의해 구동축이 구동되는 타입이 있다.
주행 상황에 따라 하이브리드 차량은 EV모드로 주행 중에 운전자의 가속 의도에 따른 가속 요구 토크가 모터 토크 보다 큰 경우, 엔진클러치의 락업(Lock-up)을 통하여 엔진의 동력을 추가로 전달할 수 있다.
반대로, 운전자의 감속 의도에 따른 가속 요구 토크가 줄어 들어 모터의 동력만으로 주행이 가능한 경우가 발생하면 HEV 모드에서 EV모드로 전환 주행하기 위하여 엔진클러치를 개방(open)할 수 있다.
다만, 이러한 엔진클러치 락업/개방 제어를 수행함에 있어서는 선행적으로 HEV 모드에서 엔진클러치에 전달되고 있는 엔진 등으로부터의 입력 토크를 낮추는 과정이 필요하다. 엔진클러치가 락업 상태에서 개방될 때, 구동축으로 전달되는 토크 감소에 의해 충격이 발생할 수 있기 때문이다.
운전자는 차량이 정속 주행을 할 때보다 가속 및 감속 주행의 변속 과정에서 다양한 승차감을 느끼기 쉬운데, 엔진클러치 개방에 의한 충격은 차량 전체에 전달되어 운전자에게 불쾌한 승차감을 발생시킬 수 있으며, 지속적으로 발생하는 충격은 장시간 운전에서 운전자에게 불쾌감이나 상당량의 신체적 피로를 불러 일으킬 수 있다.
따라서, 엔진클러치의 개방 제어에 있어, 엔진 등의 입력 토크를 구동축으로 전달되어도 운전자가 인지하지 못할 정도의 수준으로 낮추어야 하고 이후에 엔진클러치를 해제하고 엔진을 OFF(연료 CUT) 함으로써 EV 모드의 주행이 가능하도록 제어할 필요가 있다.
이에 대해, 엔진 등으로부터의 입력 토크를 낮추는 방안으로 엔진에 공급되는 연료 분사량을 줄이는 시도가 있었으나, 연료 분사량을 줄이는 방법은 주행 모드가 전환되는 속도가 늦다는 문제가 있다. 따라서, 보다 신속한 주행 모드 전환을 위해 기존 기술과 차별화된 방안이 필요하다.
본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 고안된 것으로, 본 발명의 목적은 하이브리드 전기 자동차의 주행 모드 제어 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
상세하게, 본 발명은 엔진 등으로부터의 입력 토크를 낮추기 위해서 엔진에 연결되어 있는 ISG(Integrated Starter Generator)를 이용한 하이브리드 전기 자동차의 주행 모드 제어 방법 및 장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 주행 모드 제어 방법은, 엔진과 제1모터가 함께 구동되는 제1주행모드에서 상기 제1모터에 의해 구동되는 제2주행모드로 천이되는 경우, 엔진 토크를 감소시키는 단계; 제2모터 토크를 인가하는 단계; 및 상기 엔진 토크와 상기 제2모터 토크의 차가 제1임계토크 이하인 경우, 클러치(clutch)를 개방(open)하는 단계; 를 포함할 수 있다.
실시예에 따라, 상기 제2모터 토크를 인가하는 단계는, 상기 엔진토크, 제1모터 토크 및 가속을 위한 요구토크를 고려하여 상기 제2모터 토크를 인가하는 단계; 를 포함할 수 있다.
실시예에 따라, 상기 클러치를 개방하는 단계는, 상기 클러치를 제어하는 유압을 해제하는 단계; 를 포함할 수 있다.
실시예에 따라, 상기 클러치를 제어하는 유압을 해제하는 단계는, 상기 엔진 토크의 감소에 대응하여, 상기 엔진토크와 상기 제2모터 토크의 합이 제2임계토크가 되도록 제어하는 단계; 를 포함할 수 있다.
실시예에 따라, 상기 엔진 토크와 상기 제2모터 토크의 차가 제1임계토크 이하이면서, 상기 클러치가 락업(Lock-up)상태 인 경우, 상기 엔진 토크가 제3임계토크 보다 작으면, 상기 엔진을 구동시키기 위한 연료의 공급을 중단시키는 단계; 를 포함할 수 있다.
실시예에 따라, 상기 제2 모터는 상기 엔진에 연결되어 있는 ISG(Integrated Starter Generator)일 수 있다.
실시예에 따라, 상기 제2모터 토크를 인가하는 단계는, 상기 제2모터 토크의 최소 토크까지 일정 비율로 인가하는 단계; 를 포함할 수 있다.
실시예에 따라, 상기 클러치는 상기 엔진과 상기 제1모터 사이에 위치할 수 있다.
실시예에 따라, 본 발명은 상기 기재된 방법을 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 주행 모드 제어 장치는, 엔진과 제1모터가 함께 구동되는 제1주행 모드에서 상기 제1모터에 의해 구동되는 제2주행모드로 천이되는 경우, 엔진 토크를 감소시키고, 제2모터 토크를 인가하는 제어부; 및 상기 엔진, 상기 제1모터 및 상기 제2모터로 제어 신호를 전달하는 통신부; 를 포함하며, 상기 제어부는 상기 엔진 토크와 상기 제2모터 토크의 차가 제1임계토크 이하인 경우, 클러치를 개방(open)할 수 있다.
실시예에 따라, 상기 제어부는, 상기 엔진토크, 제1모터 토크 및 가속을 위한 요구토크를 고려하여 상기 제2모터 토크를 인가할 수 있다.
실시예에 따라, 상기 제어부는, 상기 클러치를 제어하는 유압을 해제할 수 있다.
실시예에 따라, 상기 제어부는, 상기 엔진 토크의 감소에 대응하여, 상기 엔진토크와 상기 제2모터 토크의 합이 제2임계토크가 되도록 제어할 수 있다.
실시예에 따라, 상기 제어부는, 상기 엔진 토크와 상기 제2모터 토크의 차가 제1임계토크 이하이면서, 상기 클러치가 락업(Lock-up)상태 인 경우, 상기 엔진 토크가 제3임계토크 보다 작으면, 상기 엔진을 구동시키기 위한 연료의 공급을 중단시킬 수 있다.
실시예에 따라, 상기 제2 모터는 상기 엔진에 연결되어 있는 ISG(Integrated Starter Generator)일 수 있다.
실시예에 따라, 상기 제어부는, 상기 제2모터 토크의 최소 토크까지 일정 비율로 인가할 수 있다.
실시예에 따라, 상기 클러치는 상기 엔진과 상기 제1모터 사이에 위치할 수 있다.
본 발명에 따른 하이브리드 전기 자동차의 주행 모드 제어 방법 및 장치에 대한 효과를 설명하면 다음과 같다.
첫째, 본 발명은 엔진클러치의 개방이 일반적인 하이브리드 전기 자동차보다 조기에 수행되어 엔진으로 공급되는 연료를 줄여 연료 소비량 감소를 통한 연비 향상의 효과가 있다.
둘째, 본 발명은 운전자가 엔진클러치 개방에 의해 발생되는 충격을 보다 줄일 수 있어 운전성을 향상시킬 수 있다.
셋째, 본 발명은 추가적인 부품의 설치 없이 주행 모드 변경의 제어 방식의 변경함으로써 원가 절감의 효과가 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 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 차량의 주행 모드 제어 시스템을 설명하기 위한 구조도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 전기 자동차의 주행 모드 제어 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 전기 자동차의 주행 모드 제어 방법 및 장치의 효과를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 전기 자동차의 주행 모드 제어 장치를 설명하기 위한 구조도이다.
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.
그리고 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기술에 대하여 이 분야의 기술자에게 자명한 사항으로서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
본 발명은 페러럴 타입의 하이브리드 차량의 엔진클러치 해제를 위한 클러치 입력토크 제어 기술에 관한 것이다.
일반적으로, 페러럴 타입의 하이브리드 차량은 모터의 장착 위치에 따라 모터가 변속기에 장착돼 있다면 TMED(Transmission Mounted Electric Device)구조, 모터가 엔진에 붙어 있다면 FMED(Flywheel Mounted Electric Device)구조로 분류될 수 있다. 흔히 전자는 하드 하이브리드, 후자는 소프트 하이브리드로 부르기도 한다.
동력 형태에 있어서, 엔진과 모터 사이의 클러치가 없어 동력이 맞물리며 변속기로 전달되는 FMED와 달리 TMED의 경우 엔진과 모터 사이에 엔진클러치가 있어서 모터 단독으로 주행이 가능하다. 이러한 TMED 구조에 의해 하이브리드 차량은 EV 모드와 HEV 모드의 주행 모드를 제공할 수 있다. EV모드는 모터의 구동만으로 차량의 주행이 이루어지는 모드로 배터리 전원을 기반으로 하며, HEV모드는 모터와 엔진이 함께 차량에 동력을 공급한다.
상세하게, 본 발명은 TMED 방식의 하이브리드 차량의 엔진클러치 개방을 위한 엔진클러치 입력토크 제어 방법 및 장치에 관한 것이다.
TMED 방식의 하이브리드 차량은 하나의 구동축 상에 엔진, 구동 모터 및 변속기가 배치되는 동력 전달 장치를 가질 수 있고, 엔진클러치는 엔진과 구동 모터 사이에 위치할 수 있다.
엔진클러치의 입력 토크(TE /C INPUT)는 엔진 토크(TENG), ISG 토크(TISG) 및 마찰 토크(TFriction)와 하기 수학식1 로 산출될 수 있다.
[수학식1]
TE /C INPUT = TENG - TFriction + TISG
이 때, HEV모드에서 EV모드 전환에 따라 구동 모터의 토크만이 동력원이 되기 위한 엔진클러치의 개방을 위해서는 엔진클러치의 입력토크(TE/C INPUT)를 일정 값이하로 일정 시간 유지해야 한다(TE /C INPUT ≤ TTHR(클러치 개방 제어 진입가능 토크)). 왜냐하면 엔진클러치 개방 시 구동축으로 전달되는 입력토크에 토크 단절에 의한 충격 및 이질감을 최소화하기 위함이다.
이에 대해, 일반적으로 TMED 방식의 하이브리드 차량에서는 ISG(Integrated Starter Generator)에 의한 토크는 입력토크를 낮추는 제어에 관여하지 않고 엔진에 의한 토크만을 제어인자로 가변 시켜 입력토크의 레벨을 조절하였다. 즉, 엔진으로 공급되는 연료 분사량을 줄여 엔진에 의한 토크만을 제어하였다.
구동 모터는 주로 차량에 동력을 전달하는 역할을 수행하고, ISG는 엔진에 연결되어 주로 엔진의 시동 역할 및 발전기 역할을 수행한다. 2개의 모터는 모두 엔진과 함께 하이브리드 차량에 동력을 공급할 수 있고, 엔진의 기계 에너지를 전기 에너지로 변환하는 발전기 역할을 수행할 수 있다. 일 예로, ISG는 HSG 모터 (Hybrid Starter & Generator)일 수 있다.
다만, 일반적으로 TMED 방식의 하이브리드 차량의 엔진클러치 개방 제어는 엔진 토크만을 제어함으로써 신속한 제어가 어렵고, 엔진으로 공급되는 연료의 소비량이 많은 문제점이 있다.
본 발명에서는 ISG의 충방전 토크 인가를 인가하여 보다 빠른 엔진 연료 공급 중단을 통한 엔진클러치 입력토크 제어하는 방법 및 장치를 제공한다.
도 1에서 TMED 방식을 구비한 하이브리드 전기 자동차의 주행 모드 제어 시스템에 대한 각 구성에 대해 설명하고, 이를 바탕으로 더욱 상세하게 주행 모드 제어 방법에 대해 도 2에서 설명한다. 도 3에서는 본 발명의 효과에 대해 설명하고, 마지막으로 도 4에서 하이브리드 전기 자동차의 주행 모드 제어 장치에 대해 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 차량의 주행 모드 제어 시스템을 설명하기 위한 구조도이다.
도 1을 참조하면, 주행 모드 제어 시스템은 ISG(10), 엔진(20), 엔진클러치(30), 구동 모터(40), 변속기(50), 인버터(60) 및 배터리(70)를 포함할 수 있다.
도 1에 도시된 구성 요소들이 필수적인 것은 아니어서, 그보다 많은 구성 요소들을 갖거나 그보다 적은 구성 요소들을 갖는, 주행 모드 제어 시스템이 구현될 수 있다.
하이브리드 차량의 파워트레인의 일 예를 도 1을 참조하여 살펴보면, 엔진클러치(30)는 엔진(20)과 구동 모터(40, 이하 “모터”라 칭함)의 사이에 배치되어 하이브리드 차량의 주행 모드에 따라 선택적으로 엔진(20)과 모터(40)를 연결시킨다.
엔진클러치(30)는 전동식 오일펌프(도면 미도시)에 의해 제어될 수 있고, 전동식 오일펌프는 차량 주행 모드를 고려하여 변속기 및 엔진클러치의 제어를 위한 유압을 공급한다.
하이브리드 차량에는 모터(40)와 ISG (10, Integrated Starter Generator)가 구비될 수 있다. 모터(40)는 주로 차량에 동력을 전달하는 역할을 수행하고, ISG(10)는 벨트를 통해 엔진 축 풀리(Pulley)에 연결되어 주로 엔진(20)의 시동 역할 및 발전기 역할을 수행한다. 2개의 모터는 모두 엔진(20)과 함께 하이브리드 차량에 동력을 공급할 수 있고, 엔진(20)의 기계 에너지를 전기 에너지로 변환하는 발전기 역할을 수행할 수 있다. 일 실시예로, ISG(10)는 HSG(Hybrid Starter Generator) 일 수 있다.
배터리(70)는 메인 릴레이(Main Relay)를 통해 전기 에너지를 모터 및 이외 부품과 연결된다. 메인 릴레이의 구동(ON)에 의해 배터리의 출력전압이 모터로 인가될 수 있고, 반대로 모터로부터 발생된 전력이 배터리에 충전 될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 전기 자동차의 주행 모드 제어 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
본 발명은 하이브리드 차량이 HEV 주행 모드에서 EV 주행 모드로 전환하는 상황에서 수행될 수 있고 HEV 주행 모드에서 모터와 엔진은 엔진클러치의 락업(Lock-up)에 의해 동일한 구동축 상에 있다.
도 2를 참조하면, HEV 주행 모드에서 EV 주행 모드로의 전환이 시작되면, 주행 모드 제어 장치는 엔진 토크를 줄이기 위해 엔진을 제어할 수 있다(S210).
일 예로, 주행 모드 제어 장치는 모터, 엔진 등을 전반적으로 제어하는 장치로서, 하이브리드 컨트롤 유닛(Hybrid Control Unit, 이하, HCU라 한다.) 일 수 있다.
HCU은 하이브리드 차량의 주된 연산처리장치로서 모터제어기(MCU, Motor Control Unit), 엔진제어기(EMS, Engine Management System), 변속기제어기(TCU, Transmission Control Unit), 배터리 관리 시스템(BMS, Battery Management System) 등 각 세부제어기에 대해 CAN 통신을 통해 속도 및 토크 정보를 주고 받으며 차량의 구동력을 분배하고 차량 운전 모드를 관장한다.
주행 모드 제어 장치는 엔진의 토크를 줄이기 위한 제어 신호를 엔진제어기(EMS)를 통해 엔진으로 전송할 수 있다.
주행 모드 제어 장치는 엔진 토크를 줄이면서, 엔진 토크와 힘의 방향이 반대인 ISG의 토크를 인가한다(S220).
엔진클러치의 입력 토크는 엔진에 의한 토크뿐만 아니라 ISG에 의한 토크의 영향을 받기 때문에, 엔진을 제어하면서 동시에 ISG를 제어함으로써 보다 신속하게 입력 토크를 줄일 수 있다.
일 예로, 주행 모드 제어 장치가 HCU인 경우 HCU는 일반적으로 ISG를 제어하는 모터제어기(MCU)를 통해 엔진 토크와 반대 방향의 ISG 토크를 인가하기 위한 제어 신호를 ISG로 전송할 수 있다.
이 때, 주행 모드 제어 장치가 엔진 토크 및 ISG 토크를 제어함에 있어, 모터 토크를 고려해야 한다(S230).
모터 토크는 가속 및 감속을 위한 요구 토크, 엔진 토크 및 ISG 토크와 하기 수학식2의 관계에 있다.
[수학식2]
모터 토크 = 요구토크 - 엔진토크 - ISG 토크
다시 말해서, 주행 모드 제어 장치는 엔진 토크를 감소시키기 위한 제어를 수행하면서 동시에 ISG 토크를 제어하는데, ISG 토크의 제어량은 상기의 수학식2에 따라 요구토크에 따라 달라질 수 있다.
주행 모드 제어 장치가 엔진 토크와 ISG 토크를 제어하는 도중에 지속적으로 또는 일정 주기로 엔진 토크와 ISG 토크의 차이값을 모니터링하여, 엔진 토크와 ISG 토크의 차이값이 미리 설정된 제1임계값(TTHR)보다 낮으면(S240의 Yes 경로), 엔진클러치를 개방하기 위해 엔진클러치를 제어하는 오일펌프에 인가되는 압력을 해제한다(S250).
제1임계값(TTHR)은 엔진클러치의 개방 제어가 진입 가능한 토크값을 의미한다. 바람직하게는, 엔진클러치의 입력 토크가 없는 경우에 엔진클러치를 개방하는 것이 개방에 의한 충격이 없을 것이기 때문에 제1임계값은 0으로 설정될 수 있다.
주행 모드 제어 장치는 엔진클러치의 상태가 개방되어 있는지를 다시 확인한다(S260).
주행 모드 제어 장치가 엔진클러치를 제어하는 오일펌프에 인가되는 압력을 해제하더라도 응답 지연 및 다른 시스템에 의해 엔진 클러치가 락업 상태 또는 슬립(sleep) 상태일 수 있다.
엔진클러치가 개방 상태가 아니면서(S260의 No경로) 엔진토크가 미리 설정된 제3임계값보다 큰 경우(S270의 Yes 경로), 주행 모드 제어 장치는 엔진으로 공급되는 연료 공급을 중단한다(S280).
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 전기 자동차의 주행 모드 제어 방법 및 장치의 효과를 설명하기 위한 도면이다.
도 3을 참조하면, 엔진 토크(TENG) 의 크기, 마찰 토크(TFR) 의 크기, ISG 토크(TISG) 의 크기, 모터 토크(TMOT) 의 크기, 엔진클러치의 입력 토크(TE /c INPUT)의 시간의 흐름에 따른 크기, 동력원 회전 속도, 엔진으로 공급되는 연료 소모량, 엔진클러치 개방 제어 구간을 확인할 수 있다.
HEV 주행 모드에서 EV 주행 모드로의 전환이 시작되면 주행 모드 제어 장치는 엔진 토크를 감소시킨다. 동시에, 주행 모드 제어 장치는 엔진 토크와 반대방향의 ISG 충전 토크를 인가하여 엔진클러치의 입력 토크를 감소시킨다. ISG가 음의 방향으로 회전하는 경우의 ISG 토크를 ISG 충전 토크라고 하고, 양의 방향으로 회전하는 경우의 ISG 토크를 ISG 방전 토크라고 한다.
ISG는 모터로서 엔진의 동력을 공급할 수 있지만, 반대로 발전기로서의 역할을 수행할 수 있다. 본 발명에서 ISG는 엔진의 방향과 역방향의 회전을 통해 충전 토크를 이용하면서 발전기로서의 역할 뿐만 아니라 ISG 충전 토크를 엔진에 인가함으로써 엔진클러치로의 입력 토크를 감소시키는 효과도 있다.
주행 모드 제어 장치는 입력 토크가 엔진클러치의 개방 제어가 수행될 수 있는 제1임계값 미만인 경우, 엔진클러치를 제어하는 오일펌프에 인가되는 압력을 해제할 수 있다. 다만, 오일펌프에 인가되는 압력을 해제 하더라도 엔진클러치가 개방상태가 아닌 경우가 발생할 수 있다.
오일펌프에 인가되는 압력을 해제 하더라도 엔진클러치가 개방상태가 아니면서 ISG 충전 토크가 최소값(ISG 토크의 한계 토크)에 도달하더라도 주행 모드 제어 장치는 계속해서 엔진클러치의 입력 토크를 감소시키기 위해 엔진 토크에 대응하여 ISG 토크를 제어한다. 이 때, 주행 모드 제어 장치는 ISG 방전 토크를 인가하여 엔진 토크의 음의 토크를 보상하도록 제어할 수 있다.
입력 토크가 엔진클러치의 개방 제어가 가능한 일정 값에 도달하여 일정 시간이 경과하면 주행 모드 제어 장치는 엔진 클러치의 개방 제어를 수행한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 전기 자동차의 주행 모드 제어 장치를 설명하기 위한 구조도이다.
도 4을 참조하면, 주행 모드 제어 장치는 통신부(410), 제어부(420) 및 메모리(430)를 포함할 수 있다.
도 4에 도시된 구성 요소들이 필수적인 것은 아니어서, 그보다 많은 구성 요소들을 갖거나 그보다 적은 구성 요소들을 갖는, 주행 모드 제어 장치가 구현될 수 있다.
통신부(410)는 엔진, 모터, ISG 및 엔진클러치 제어를 수행하기 위한 신호 및 데이터를 주고 받는다.
제어부(420)는 주행 모드 제어 장치(400)를 제어하기 위해 데이터 처리 및 연산을 수행할 수 있다.
일 실시예로, 제어부(420)는 엔진과 모터가 함께 구동되는 제1주행 모드에서 제1모터에 의해 구동되는 제2주행모드로 천이되는 경우, 엔진 토크를 감소시키고, 제2모터 토크를 인가하며 엔진 토크와 제2모터 토크의 차가 제1임계토크 이하인 경우, 클러치를 개방(open)하는 제어를 수행한다.
메모리(430)는 주행 모드 제어 장치(400)의 전반적인 동작을 제어하기 위한 소정의 프로그램 코드와 상기 프로그램 코드에 의한 동작이 수행될 때 입/출력되는 데이터 등이 저장되는 공간 및/또는 저장 영역의 총칭으로서, EEPROM(Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory), FM(Flash Memory), 하드 디스크 드라이브(Hard Disk Drive)등의 형태로 제공된다.
상술한 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 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다.
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.
본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다.
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.
10 : ISG
20 : 엔진
30 : 엔진클러치
40 : 구동 모터
50 : 변속기
60 : 인버터
70 : 배터리
400 : 주행 모드 제어 장치
410 : 통신부
420 : 제어부
430 : 메모리

Claims (17)

  1. 엔진과 제1모터가 함께 구동되는 제1주행모드에서 상기 제1모터에 의해 구동되는 제2주행모드로 천이되는 경우, 엔진 토크를 감소시키는 단계;
    제2모터 토크를 인가하는 단계; 및
    상기 엔진 토크와 상기 제2모터 토크의 차가 제1임계토크 이하인 경우, 클러치(clutch)를 개방(open)하는 단계;
    를 포함하며,
    상기 클러치를 개방하는 단계는,
    상기 클러치를 제어하는 유압을 해제하는 단계;를 포함하며,
    상기 클러치를 제어하는 유압을 해제하는 단계는,
    상기 엔진 토크의 감소에 대응하여, 상기 엔진토크와 상기 제2모터 토크의 합이 제2임계토크가 되도록 제어하는 단계;를 포함하는,
    주행 모드 제어 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2모터 토크를 인가하는 단계는,
    상기 엔진토크, 제1모터 토크 및 가속을 위한 요구토크를 고려하여 상기 제2모터 토크를 인가하는 단계;
    를 포함하는,
    주행 모드 제어 방법.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 엔진 토크와 상기 제2모터 토크의 차가 제1임계토크 이하이면서, 상기 클러치가 락업(Lock-up)상태 인 경우,
    상기 엔진 토크가 제3임계토크 보다 작으면, 상기 엔진을 구동시키기 위한 연료의 공급을 중단시키는 단계;
    를 포함하는,
    주행 모드 제어 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제2 모터는 상기 엔진에 연결되어 있는 ISG(Integrated Starter Generator)인,
    주행 모드 제어 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제2모터 토크를 인가하는 단계는,
    상기 제2모터 토크의 최소 토크까지 일정 비율로 인가하는 단계;
    를 포함하는,
    주행 모드 제어 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 클러치는 상기 엔진과 상기 제1모터 사이에 위치하는,
    주행 모드 제어 방법.
  9. 제1항, 제2항, 제5항 내지 제8항 중 어느 한 항에 기재된 방법을 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.
  10. 엔진과 제1모터가 함께 구동되는 제1주행 모드에서 상기 제1모터에 의해 구동되는 제2주행모드로 천이되는 경우, 엔진 토크를 감소시키고, 제2모터 토크를 인가하는 제어부; 및
    상기 엔진, 상기 제1모터 및 상기 제2모터로 제어 신호를 전달하는 통신부;
    를 포함하며,
    상기 제어부는 상기 엔진 토크와 상기 제2모터 토크의 차가 제1임계토크 이하인 경우, 클러치를 개방(open)하며,
    상기 제어부는,
    상기 클러치를 제어하는 유압을 해제하며,
    상기 제어부는,
    상기 엔진 토크의 감소에 대응하여, 상기 엔진토크와 상기 제2모터 토크의 합이 제2임계토크가 되도록 제어하는,
    주행 모드 제어 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 엔진토크, 제1모터 토크 및 가속을 위한 요구토크를 고려하여 상기 제2모터 토크를 인가하는,
    주행 모드 제어 장치.
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 제10항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 엔진 토크와 상기 제2모터 토크의 차가 제1임계토크 이하이면서, 상기 클러치가 락업(Lock-up)상태 인 경우,
    상기 엔진 토크가 제3임계토크 보다 작으면, 상기 엔진을 구동시키기 위한 연료의 공급을 중단시키는,
    주행 모드 제어 장치.
  15. 제10항에 있어서,
    상기 제2 모터는 상기 엔진에 연결되어 있는 ISG(Integrated Starter Generator)인,
    주행 모드 제어 장치.
  16. 제10항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제2모터 토크의 최소 토크까지 일정 비율로 인가하는,
    주행 모드 제어 장치.
  17. 제10항에 있어서,
    상기 클러치는 상기 엔진과 상기 제1모터 사이에 위치하는,
    주행 모드 제어 장치.
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