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KR102785161B1 - Hybrid vehicle and method of controlling speed limit for the same - Google Patents

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KR102785161B1
KR102785161B1 KR1020200074993A KR20200074993A KR102785161B1 KR 102785161 B1 KR102785161 B1 KR 102785161B1 KR 1020200074993 A KR1020200074993 A KR 1020200074993A KR 20200074993 A KR20200074993 A KR 20200074993A KR 102785161 B1 KR102785161 B1 KR 102785161B1
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hybrid vehicle
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한상준
정재윤
김현섭
박영진
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현대자동차주식회사
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Abstract

본 발명은 저온 환경에서 배터리의 성능을 개선하기 위한 하이브리드 자동차 및 그 제어 방법에 관한 것으로서, 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 자동차의 제어방법은, 배터리의 온도를 확인하는 단계; 상기 배터리의 충전 상태(State Of Charge, SOC)를 확인하는 단계; 상기 배터리 온도와 충전 상태에 기초하여 기준 변속맵에 대응되는 제1 변속 모드 및 상기 기준 변속맵의 적어도 일부 영역에서 모터 효율이 낮은 영역이 발생하도록 보정한 변속맵에 대응되는 제2 변속 모드 중 어느 하나를 선택하는 단계; 및 선택된 모드에 적용되는 변속맵에 따라 변속을 수행하는 단계;를 포함할 수 있다.The present invention relates to a hybrid vehicle and a control method thereof for improving the performance of a battery in a low-temperature environment. The control method of a hybrid vehicle according to one embodiment of the present invention may include: a step of checking a temperature of a battery; a step of checking a state of charge (SOC) of the battery; a step of selecting one of a first shift mode corresponding to a reference shift map and a second shift mode corresponding to a shift map corrected so that a region of low motor efficiency occurs in at least a portion of the reference shift map based on the battery temperature and the state of charge; and a step of performing shifting according to a shift map applied to the selected mode.

Description

하이브리드 자동차 및 그 제어 방법{HYBRID VEHICLE AND METHOD OF CONTROLLING SPEED LIMIT FOR THE SAME}HYBRID VEHICLE AND METHOD OF CONTROLLING SPEED LIMIT FOR THE SAME

본 발명은 배터리의 온도에 따라 변속단이 능동적으로 선택되도록 하여 저온 환경에서 배터리 효율을 조기에 확보하고 운전성을 개선할 수 있는 하이브리드 자동차 및 그 제어 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a hybrid vehicle and a control method thereof, which can secure battery efficiency early and improve drivability in a low-temperature environment by actively selecting a gear according to the temperature of the battery.

하이브리드 자동차(HEV: Hybrid Electric Vehicle)란 일반적으로 두 가지 동력원을 함께 사용하는 차를 말하며, 두 가지 동력원은 주로 엔진과 전기모터가 된다. 이러한 하이브리드 자동차는 엔진과 모터로 구성되는 두 개의 동력을 어떻게 조화롭게 동작시키느냐에 따라 최적의 출력과 토크를 제공할 수 있다. A hybrid vehicle (HEV: Hybrid Electric Vehicle) is generally a vehicle that uses two power sources together, and the two power sources are mainly an engine and an electric motor. These hybrid vehicles can provide optimal output and torque depending on how the two power sources, consisting of an engine and a motor, are operated harmoniously.

하이브리드 자동차는 시스템의 효율을 높이기 위해, 차량 운전 정보 및 상태 정보, 환경변수 등에 기초하여 요구 토크를 결정하고, 요구 토크를 만족하는 운전점 후보들 중에서 시스템 효율이 가장 좋은 운전점을 최적 운전점으로 결정하여 최적 운전점에 따라 모터와 엔진의 구동을 제어한다. 여기서, 최적 운전점에 따른 엔진 토크보다 운전자의 요구 토크가 큰 경우 모터 출력(모터 구동토크)으로 보상하고, 운전자 요구 토크가 작은 경우 모터의 역토크(모터 회생토크)로 배터리를 충전한다.Hybrid vehicles determine the required torque based on vehicle driving information, status information, environmental variables, etc. to increase the efficiency of the system, and determine the operating point with the best system efficiency as the optimal operating point among the operating point candidates that satisfy the required torque, and control the operation of the motor and engine according to the optimal operating point. Here, if the driver's requested torque is greater than the engine torque according to the optimal operating point, it is compensated with the motor output (motor driving torque), and if the driver's requested torque is small, the battery is charged with the motor's reverse torque (motor regenerative torque).

한편, 하이브리드 자동차의 모터는 배터리를 에너지원으로 하기 때문에 구동 성능이 배터리의 상태에 의존적이다. 이러한 배터리는 저온 환경에서는 내부 화학반응이 저하되기 때문에 저온 환경에서 배터리 사용 시 출력이 제한되고 효율이 저하된다. 배터리 효율이 저하된 상태에서 하이브리드 자동차가 EV 모드로 동작하면, 구동 모터의 출력 역시 제한되어 높은 출력량을 요구하는 초기 발진이나 킥 다운 변속 요구 등을 수행하기 어렵다.Meanwhile, since the motor of a hybrid vehicle uses a battery as an energy source, the driving performance depends on the condition of the battery. Since the internal chemical reaction of such a battery deteriorates in a low-temperature environment, the output is limited and the efficiency is reduced when the battery is used in a low-temperature environment. If the hybrid vehicle operates in EV mode with the battery efficiency reduced, the output of the drive motor is also limited, making it difficult to perform initial starting or kick-down shifting requests that require high output.

그런데, 일반적인 엔진차량의 경우 엔진의 스로틀 밸브나 점화 시기 등을 조절하여 엔진의 운전점 조절을 통하여 엔진의 효율을 낮추며, 낮아진 효율에 의해 발생한 열 에너지를 발열 목적으로 사용이 가능하다. 반면, 하이브리드 자동차의 모터는 운전점 조절이 거의 불가할 뿐만 아니라 단일 기어비를 사용하고 있기 때문에 변속을 통한 운전점 변경 역시 불가능하여 구동계를 통한 열에너지 생성이 불가하다. However, in the case of a typical engine vehicle, the engine efficiency can be lowered by controlling the engine's operating point by adjusting the engine's throttle valve or ignition timing, and the heat energy generated by the lowered efficiency can be used for heat generation. On the other hand, the motor of a hybrid vehicle is almost impossible to control the operating point, and since it uses a single gear ratio, it is impossible to change the operating point through gear shifting, making it impossible to generate heat energy through the drivetrain.

따라서, 저온 환경에서 배터리 효율이 저하된 경우 배터리 효율을 정상화시키기 위해 배터리의 온도를 상승시킬 수 있는 방법이 매우 제한적이다.Therefore, when battery efficiency is reduced in a low-temperature environment, there are very limited ways to increase the temperature of the battery to normalize battery efficiency.

상술한 배경기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 저온 환경에서의 배터리의 효율 저하 문제를 해결할 수 있는 하이브리드 자동차 및 그 제어 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention, which aims to solve the problems of the above-described background technology, aims to provide a hybrid vehicle and a control method thereof that can solve the problem of battery efficiency reduction in a low-temperature environment.

특히, 본 발명은 배터리의 온도가 상승할 수 있도록 모터의 효율이 낮은 변속단이 능동적으로 선택되도록 하여 저온 환경에서 배터리 효율을 조기에 정상화 시킴으로써 운전 성능을 개선할 수 있는 하이브리드 자동차 및 그 제어 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.In particular, the present invention aims to provide a hybrid vehicle and a control method thereof capable of improving driving performance by actively selecting a low-efficiency gear of a motor so that the temperature of the battery can rise, thereby normalizing battery efficiency early in a low-temperature environment.

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 not mentioned will be clearly understood by a person having ordinary skill in the technical field to which the present invention belongs from the description below.

상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 자동차의 제어방법은, 배터리의 온도를 확인하는 단계; 상기 배터리의 충전 상태(State Of Charge, SOC)를 확인하는 단계; 상기 배터리 온도와 충전 상태에 기초하여 기준 변속맵에 대응되는 제1 변속 모드 및 상기 기준 변속맵의 적어도 일부 영역에서 모터 효율이 낮은 영역이 발생하도록 보정한 변속맵에 대응되는 제2 변속 모드 중 어느 하나를 선택하는 단계; 및 선택된 모드에 적용되는 변속맵에 따라 변속을 수행하는 단계;를 포함할 수 있다.In order to solve the above technical problems, a control method of a hybrid vehicle according to an embodiment of the present invention may include: a step of checking a temperature of a battery; a step of checking a state of charge (SOC) of the battery; a step of selecting one of a first shift mode corresponding to a reference shift map and a second shift mode corresponding to a shift map corrected so that a region of low motor efficiency occurs in at least a portion of the reference shift map based on the battery temperature and the state of charge; and a step of performing shifting according to a shift map applied to the selected mode.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 자동차는, 배터리의 온도와 상기 배터리의 충전 상태(State Of Charge, SOC)를 포함하는 배터리 정보를 제공하는 제1 제어기; 요구 토크량을 산출하는 제2 제어기; 및 상기 배터리 온도와 충전 상태에 기초하여, 기준 변속맵에 대응되는 제1 변속 모드 및 상기 기준 변속맵의 적어도 일부 영역에서 모터 효율이 낮은 영역이 발생하도록 보정한 변속맵에 대응되는 제2 변속 모드 중 어느 하나를 선택하여 선택된 모드에 적용되는 변속맵에 따라 변속을 수행하는 제3 제어기;를 포함할 수 있다.In addition, a hybrid vehicle according to one embodiment of the present invention may include a first controller providing battery information including a temperature of the battery and a state of charge (SOC) of the battery; a second controller calculating a required torque amount; and a third controller selecting one of a first shift mode corresponding to a reference shift map and a second shift mode corresponding to a shift map corrected so that an area of low motor efficiency occurs in at least a portion of the reference shift map based on the battery temperature and the state of charge, and performing shifting according to the shift map applied to the selected mode.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 관련된 하이브리드 자동차는 저온 환경에서 배터리의 온도를 상승시킬 열 에너지를 얻기 위해 모터의 효율이 낮은 변속단에서 주행하도록 변속맵을 보정함으로써 배터리의 충/방전 효율을 빠르게 개선할 수 있다.A hybrid vehicle according to at least one embodiment of the present invention configured as described above can quickly improve the charging/discharging efficiency of a battery by correcting a gear map to drive in a gear with low motor efficiency to obtain heat energy to increase the temperature of the battery in a low-temperature environment.

특히, 저토크 구간에서 모터의 효율이 낮은 변속단으로 주행하여 열 에너지가 발생할 수 있도록 변속맵을 보정함으로써 배터리의 성능을 조기에 정상화시켜 고토크 주행 시 주행성능을 개선할 수 있다.In particular, by correcting the gear map so that the motor drives in a gear with low efficiency in the low-torque section and heat energy is generated, the battery performance can be normalized early, thereby improving driving performance during high-torque 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 from the present invention are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art to which the present invention belongs from the description below.

도 1은 본 발명의 실시예들이 적용될 수 있는 하이브리드 자동차의 파워 트레인 구조의 일례를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 실시예들이 적용될 수 있는 하이브리드 자동차의 제어 계통의 일례를 나타내는 블록도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 자동차의 운전점 제어 기능을 구현하기 위한 제어기 구성의 일례를 나타낸다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 자동차의 변속맵 보정 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따라 설정되는 보정팩터를 예시한 그래프이다.
도 6은 기준 변속맵과 본 발명의 실시예에 따라 보정된 변속맵을 예시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 하이브리드 자동차의 제어 흐름도이다.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 하이브리드 자동차의 제어 흐름도이다.
Figure 1 shows an example of a power train structure of a hybrid vehicle to which embodiments of the present invention can be applied.
FIG. 2 is a block diagram showing an example of a control system of a hybrid vehicle to which embodiments of the present invention can be applied.
FIG. 3 shows an example of a controller configuration for implementing a driving point control function of a hybrid vehicle according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a flowchart for explaining a method for correcting a shift map of a hybrid vehicle according to an embodiment of the present invention.
Figure 5 is a graph illustrating a correction factor set according to an embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a diagram illustrating a reference shift map and a corrected shift map according to an embodiment of the present invention.
Figure 7 is a control flow diagram of a hybrid vehicle according to the first embodiment of the present invention.
Figure 8 is a control flow diagram of a hybrid vehicle according to the second embodiment of the present invention.

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, with reference to the attached drawings, embodiments of the present invention will be described in detail so that those skilled in the art can easily practice the present invention. However, the present invention may be implemented in various different forms and is not limited to the embodiments described herein. In addition, in order to clearly describe the present invention in the drawings, parts that are not related to the description are omitted, and similar parts are assigned similar drawing reference numerals 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, whenever a part is said to "include" a certain component, this does not mean that it excludes other components, but rather that it may include other components, unless otherwise specifically stated. Furthermore, parts designated by the same reference numerals throughout the specification refer to the same components.

본 발명의 실시예들에서는, 배터리의 온도가 기준 온도 이하인 경우, 요구 토크량과 배터리를 정상화시키기 위해 필요한 온도량에 따라 기준 변속맵을 보정한다. 예를 들어, 저토크 구간에서는 모터 효율이 낮은 변속단에서 주행하도록 기준 변속맵을 보정함으로써 열 에너지가 발생하도록 한다. 이와 같이, 모터 효율이 낮은 변속맵에 따라 운행함으로써 배터리의 온도를 상승시켜 배터리 상태를 정상화시킬 수 있다. In embodiments of the present invention, when the temperature of the battery is lower than the reference temperature, the reference shift map is corrected according to the amount of torque required and the amount of temperature required to normalize the battery. For example, in a low torque section, the reference shift map is corrected to drive in a gear with low motor efficiency, thereby generating heat energy. In this way, by driving according to a shift map with low motor efficiency, the temperature of the battery can be increased, thereby normalizing the battery condition.

본 발명의 실시예에 따른 운전점 변경 방법을 설명하기 앞서, 실시예들에 적용 가능한 하이브리드 차량의 구조와 제어 계통을 먼저 설명한다. Before explaining a method for changing an operating point according to an embodiment of the present invention, the structure and control system of a hybrid vehicle applicable to the embodiments will first be explained.

먼저, 도 1을 참조하여 본 발명의 실시예들이 적용될 수 있는 하이브리드 자동차 구조를 설명한다. 도 1은 본 발명의 실시예들이 적용될 수 있는 하이브리드 자동차의 파워 트레인 구조의 일례를 나타낸다.First, a hybrid vehicle structure to which embodiments of the present invention can be applied will be described with reference to Fig. 1. Fig. 1 shows an example of a power train structure of a hybrid vehicle to which embodiments of the present invention can be applied.

도 1을 참조하면, 내연기관 엔진(ICE, 110)과 변속기(150) 사이에 전기 모터(또는 구동 모터, 140)와 엔진클러치(EC: Engine Clutch, 130)를 장착한 병렬형(Parallel Type) 하이브리드 시스템을 채용한 하이브리드 자동차의 파워 트레인이 도시된다. Referring to FIG. 1, a power train of a hybrid vehicle is illustrated that employs a parallel type hybrid system in which an electric motor (or drive motor, 140) and an engine clutch (EC: Engine Clutch, 130) are mounted between an internal combustion engine (ICE, 110) and a transmission (150).

이러한 차량에서는 일반적으로 시동 후 운전자가 엑셀레이터를 밟는 경우, 엔진 클러치(130)가 오픈된 상태에서 먼저 배터리의 전력을 이용하여 모터(140)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 these vehicles, when the driver steps on the accelerator after starting, the engine clutch (130) is opened and the motor (140) is driven first using the power of the battery, and the power of the motor moves the wheels through the transmission (150) and the final drive (FD: Final Drive, 160) (i.e., EV mode). When the vehicle gradually accelerates and a greater driving force is required, the auxiliary motor (or, starter-generator motor, 120) may be operated to drive the engine (110).

그에 따라 엔진(110)과 모터(140)의 회전속도가 동일해지면 비로소 엔진 클러치(130)가 맞물려 엔진(110)과 모터(140)가 함께, 또는 엔진(110)이 차량을 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 제동 시 휠의 구동력을 전기 에너지로 변환하여 배터리를 충전할 수 있으며, 이를 제동에너지 회생, 또는 회생 제동이라 한다. Accordingly, when the rotation speeds of the engine (110) and the motor (140) become the same, the engine clutch (130) is engaged so that the engine (110) and the motor (140) drive the vehicle together, or the engine (110) drives the vehicle (i.e., transition from EV mode to HEV mode). When a preset engine-off condition, such as when the vehicle decelerates, is satisfied, the engine clutch (130) is opened and the engine (110) is stopped (i.e., transition from HEV mode to EV mode). In addition, in a hybrid vehicle, the driving force of the wheels can be converted into electric energy during braking to charge the battery, which is called braking energy regeneration, or regenerative braking.

시동발전 모터(120)는 엔진에 시동이 걸릴 때에는 스타트 모터의 역할을 수행하며, 시동이 걸린 후 또는 시동 오프 시 엔진의 회전 에너지 회수 시에는 발전기로 동작하기 때문에 "하이브리드 스타터 제너레이터(HSG: Hybrid Starter Generator)"라 칭할 수 있으며, 경우에 따라 "보조 모터"라 칭할 수도 있다.The starter generator motor (120) functions as a starter motor when the engine is started, and operates as a generator when recovering the rotational energy of the engine after the engine is started or when the engine is turned off. Therefore, it can be called a “hybrid starter generator (HSG)” and, in some cases, it can also be called an “auxiliary motor.”

상술한 파워 트레인이 적용되는 차량에서 제어기 간의 상호관계가 도 2에 도시된다.The interrelationship between controllers in a vehicle to which the above-described power train is applied is illustrated in Fig. 2.

도 2는 본 발명의 실시예들이 적용될 수 있는 하이브리드 자동차의 제어 계통의 일례를 나타내는 블록도이다.FIG. 2 is a block diagram showing an example of a control system of a hybrid vehicle to which embodiments of the present invention can be applied.

도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예들이 적용될 수 있는 하이브리드 자동차에서 내연기관(110)은 엔진 제어기(210)가 제어하고, 시동발전 모터(120) 및 전기 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(Transmission, 150)는 변속기 제어기(Transmission Control Unit, 250)가 제어하게 된다. 경우에 따라, 시동발전 모터(120)의 제어기와 전기 모터(140) 각각을 위한 제어기가 별도로 구비될 수도 있다.Referring to FIG. 2, in a hybrid vehicle to which embodiments of the present invention can be applied, an internal combustion engine (110) is controlled by an engine controller (210), a starter/generator motor (120) and an electric motor (140) can have their torque controlled by a motor controller (MCU: Motor Control Unit, 220), and an engine clutch (130) can be controlled by a clutch controller (230). Here, the engine controller (210) is also called an engine control system (EMS: Engine Management System). In addition, a transmission (Transmission, 150) is controlled by a transmission controller (Transmission Control Unit, 250). In some cases, a controller for each of the starter/generator motor (120) and the electric motor (140) may be provided separately.

각 제어기는 그 상위 제어기로서 모드 전환 과정 전반을 제어하는 하이브리드 제어기(HCU: Hybrid Controller Unit, 240)와 연결되어, HCU(240)의 제어에 따라 주행 모드 변경, 기어 변속 시 엔진 클러치 제어에 필요한 정보, 및/또는 엔진 정지 제어에 필요한 정보를 HCU(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 entire mode switching process as its upper controller, and can provide the HCU (240) with information necessary for changing driving modes, controlling engine clutch during gear shifting, and/or controlling engine stop, or perform operations according to control signals, according to the control of the HCU (240).

보다 구체적으로, HCU(240)는 차량의 운행 상태에 따라 모드 전환 수행 여부를 결정한다. 일례로, HCU(240)는 엔진 클러치(130)의 해제(Open) 시점을 판단하고, 해제 시에 유압(습식 EC인 경우)제어나 토크 용량 제어(건식 EC인 경우)를 수행한다. 또한, HCU(240)는 EC의 상태(Lock-up, Slip, Open 등)를 판단하고, 엔진(110)의 연료분사 중단 시점을 제어할 수 있다. 또한, HCU(240)는 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, HCU(240)는 주행 모드 전환 제어 시 모드 전환 조건의 판단 및 전환을 위한 하위 제어기의 제어가 가능하다.More specifically, the HCU (240) determines whether to perform mode switching according to the driving state of the vehicle. For example, the HCU (240) determines the release (Open) timing of the engine clutch (130), and performs hydraulic pressure (in the case of wet EC) control or torque capacity control (in the case of dry EC) at the time of release. In addition, the HCU (240) can determine the status of the EC (Lock-up, Slip, Open, etc.) and control the fuel injection stop timing of the engine (110). In addition, the HCU (240) can control engine rotation energy recovery by transmitting a torque command to the motor controller (220) for controlling the torque of the starter-generator motor (120) for engine stop control. In addition, the HCU (240) can control the lower controller for judging and switching the mode switching conditions during the driving mode switching control.

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 control period connection relationship and the functions/divisions of each controller are exemplary and are not limited to the names. For example, the hybrid controller (240) may be implemented so that the corresponding function is provided by replacing it in any one of the other controllers, or the corresponding function may be provided by distributing it in two or more of the other controllers.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 자동차의 운전점 제어 기능을 구현하기 위한 제어기 구성의 일례를 나타낸다.FIG. 3 shows an example of a controller configuration for implementing a driving point control function of a hybrid vehicle according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예들이 적용될 수 있는 자동차는 배터리 관련 기능을 제어하는 BMS(Battery Management System, 260), TCU(Transmission Control Unit, 250) 및 HCU(Hybrid Control Unit: 240)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 3, an automobile to which embodiments of the present invention can be applied may include a BMS (Battery Management System, 260), a TCU (Transmission Control Unit, 250), and an HCU (Hybrid Control Unit: 240) that control battery-related functions.

BMS(260)은 동력원이 저장되는 배터리의 전압, 전류, 온도 등의 정보를 종합 검출하여 배터리의 충전 상태(state of charge, SOC)를 관리 제어하며, 배터리의 충방전 전류량을 제어하여 한계전압 이하로 과방전되거나 한계전압 이상으로 과충전되지 않도록 한다. 이러한, BMS(260)은 배터리의 온도를 측정하기 위한 온도 감지부(262), SOC를 감지하기 위한 SOC 감지부(264), 배터리의 현재 온도와 기 설정된 목표 온도 간의 차이를 산출하는 온도량 산출부(266)를 포함할 수 있다. 온도량 산출부(266)는 온도 감지부(262)에서 감지된 현재 배터리 온도와 기 설정된 목표 온도 간의 차이를 온도량으로 산출한다. 기 설정된 목표 온도는 배터리 출력이 정상 범위로 유지될 수 있는 온도로 설정될 수 있다.The BMS (260) comprehensively detects information such as voltage, current, and temperature of the battery in which the power source is stored to manage and control the state of charge (SOC) of the battery, and controls the charge/discharge current of the battery to prevent over-discharging below the limit voltage or over-charging above the limit voltage. The BMS (260) may include a temperature detection unit (262) for measuring the temperature of the battery, an SOC detection unit (264) for detecting the SOC, and a temperature amount calculation unit (266) for calculating the difference between the current temperature of the battery and a preset target temperature. The temperature amount calculation unit (266) calculates the difference between the current battery temperature detected by the temperature detection unit (262) and the preset target temperature as a temperature amount. The preset target temperature may be set to a temperature at which the battery output can be maintained within a normal range.

이러한 구성을 갖는 BMS(260)는 온도 감지부(262)에서 감지된 배터리의 현재 온도와 SOC 감지부(264)에서 감지된 SOC 및 온도량 산출부(266)에서 산출된 온도량을 TCU(250)로 송신할 수 있다.A BMS (260) having such a configuration can transmit the current temperature of the battery detected by the temperature detection unit (262), the SOC detected by the SOC detection unit (264), and the temperature amount calculated by the temperature amount calculation unit (266) to the TCU (250).

HCU(240)는 요구 토크량 판단부(242)를 포함한다. 요구 토크량 판단부(242)는 차량 내 제어기가 가속페달 조작(APS), 브레이크 페달 조작(BPS) 등의 차량 운전 정보와, 기어단, 차속, 엔진 속도(rpm), 배터리 충전상태(state of charge, SOC) 등의 차량 상태 정보, 그리고 도로 등의 환경변수를 실시간으로 수집하고, 수집된 정보에 기초하여 요구 토크량을 결정한다. 이러한 요구 토크량 결정 과정은 공지의 기술로서 본 발명에서는 상세한 설명을 생략하기로 한다. 요구 토크량을 판단하는 HCU(240)는 전기차 파워 트레인의 전반적 제어를 담당하는 차량 제어기(VCU: Vehicle Control Unit), 등의 구성으로 대체될 수 있다.The HCU (240) includes a demand torque determination unit (242). The demand torque determination unit (242) collects in real time vehicle driving information such as accelerator pedal operation (APS) and brake pedal operation (BPS) by a controller in the vehicle, vehicle status information such as gear, vehicle speed, engine speed (rpm), battery state of charge (SOC), and environmental variables such as roads, and determines the demand torque based on the collected information. This demand torque determination process is a known technology, and a detailed description thereof will be omitted in the present invention. The HCU (240) that determines the demand torque may be replaced with a configuration such as a vehicle control unit (VCU) that is in charge of overall control of an electric vehicle power train.

TCU(250)는 현재 설정된 변속맵에 HCU(240)에서 수신한 APS 값과 현재 차속(V)을 대응시켜 변속단을 결정할 수 있다. 본 발명의 실시예에서 TCU(250)는 BMS(260)에서 제공되는 배터리 온도와 SOC에 기초하여 기준 변속맵에 대응되는 제1 변속 모드와 보정된 변속맵에 대응되는 제2 변속 모드(이하, 저온 액티브 변속 모드라 함)를 선택적으로 수행할 수 있다.The TCU (250) can determine a gear by matching the APS value received from the HCU (240) and the current vehicle speed (V) to the currently set gear map. In an embodiment of the present invention, the TCU (250) can selectively perform a first gear mode corresponding to the reference gear map and a second gear mode (hereinafter, referred to as a low-temperature active gear mode) corresponding to the corrected gear map based on the battery temperature and SOC provided from the BMS (260).

저온 액티브 변속 모드는 배터리 효율이 저하되는 저온 환경인 것으로 판단된 경우 배터리의 온도가 상승할 수 있도록 변속단을 능동적으로 제어하는 모드이다. TCU(250)는 배터리의 현재 온도와 SOC를 확인하여 저온 액티브 변속 모드로 진입할 수 있는지를 판단하고, 저온 액티브 변속 모드에 진입하면 기준 변속맵의 적어도 일부 영역에서 모터 효율이 낮은 영역이 발생하도록 변속맵을 보정한다. 저온 액티브 변속 모드에서 적용되는 변속맵은 배터리의 온도를 목표 온도까지 상승시키기 위해 모터 효율이 낮은 변속단에서 주행하도록 보정된다. 이와 같이, 모터의 효율이 낮은 변속단에서 주행함으로써 발생하는 열 에너지는 배터리의 온도를 상승시켜 저온 상태의 배터리를 정상화시킬 수 있다. The low-temperature active shift mode is a mode that actively controls the gear ratio so that the temperature of the battery can rise when it is determined that the environment is a low temperature environment where battery efficiency is reduced. The TCU (250) checks the current temperature and SOC of the battery to determine whether the low-temperature active shift mode can be entered, and when the low-temperature active shift mode is entered, the gear ratio map is corrected so that an area with low motor efficiency occurs in at least some area of the reference gear ratio map. The gear ratio map applied in the low-temperature active shift mode is corrected to drive in a gear ratio with low motor efficiency in order to raise the temperature of the battery to the target temperature. In this way, the heat energy generated by driving in a gear ratio with low motor efficiency can raise the temperature of the battery and normalize the battery in a low-temperature state.

이상의 기능을 제공하기 위해, TCU(250)는 정상 상태에서 구동 시 설정되는 기준 변속맵(252)과 함께, 모드 선택부(254), 보정값 산출부(256), 변속맵 보정부(258)를 포함할 수 있다.To provide the above functions, the TCU (250) may include a mode selection unit (254), a correction value calculation unit (256), and a shift map correction unit (258) along with a reference shift map (252) set when driving in a normal state.

기준 변속맵(252)은 노멀 변속 모드에서 적용될 수 있다. 기준 변속맵(252)은 일반적인 운행 조건에서 HCU(240)가 요구 토크량을 만족시키는 구동원 운전점들 중 시스템 효율이 가장 좋은 최적 운전점들이 선택 가능하도록 구성될 수 있다.The reference shift map (252) can be applied in normal shift mode. The reference shift map (252) can be configured so that the HCU (240) can select the optimal operating points with the best system efficiency among the driving source operating points that satisfy the required torque amount under normal driving conditions.

모드 선택부(254)는 BMS(260)에서 제공되는 배터리 온도와 SOC에 기초하여 저온 액티브 변속 모드의 선택이 가능한지를 판단할 수 있다. 모드 선택부(254)는 배터리 온도가 기 설정된 기준 온도 이하인지를 판단한다. 기준 온도는 배터리의 효율이 저하되어 차량 성능에 영향을 미치기 시작하는 온도로 설정될 수 있다. 배터리 온도가 기준 온도 이하인 경우, 모드 선택부(254)는 SOC가 저온 액티브 변속 모드를 수행할 만큼 충분한지를 판단한다. 내비게이션 사용으로 목적지에 따른 필요 SOC의 확인이 가능한 경우, 목적지까지 필요 SOC를 고려하여 일정 여분의 SOC가 확보되는지를 확인할 수 있다. 목적지가 설정되어 있지 않은 경우, 현재 SOC 상태가 Critical High(예컨대, >80%) 내지는 High(예컨대, >60%)인 경우에 한해 저온 액티브 변속 모드 진입이 가능한 것으로 판단할 수 있다. 모드 선택부(254)의 판단 결과, 배터리의 온도가 기준 온도 이하이고 SOC가 액티브 변속 모드를 수행할 만큼 충분한 것으로 판단되면 저온 액티브 변속 모드로 진입한다. 여기서, 저온 액티브 변속 모드로의 진입 여부는 조건 만족 시 자동으로 모드가 전환되거나, 혹은, 운전자가 직접 저온 액티브 변속 모드를 선택하도록 UI(User Interface)를 제공하는 것이 가능하다. 예컨대, 센터페시아 디스플레이 상에 자동 진입 여부를 on/off 가능하도록 하여 운전자가 원치 않을 경우 저온 액티브 변속 모드에 들어가지 않도록 설정하는 기능을 제공할 수 있다. 저온 액티브 변속 모드에 진입한 경우 클러스터 등의 정보 출력수단에 [저온 액티브 변속 모드(ASM: Active Shift Mode] 표시를 제공하는 것도 가능하다.The mode selection unit (254) can determine whether the low-temperature active shift mode can be selected based on the battery temperature and SOC provided by the BMS (260). The mode selection unit (254) determines whether the battery temperature is lower than a preset reference temperature. The reference temperature can be set to a temperature at which the efficiency of the battery decreases and begins to affect vehicle performance. If the battery temperature is lower than the reference temperature, the mode selection unit (254) determines whether the SOC is sufficient to perform the low-temperature active shift mode. If it is possible to check the required SOC according to the destination by using navigation, it can be determined whether a certain amount of extra SOC is secured by considering the required SOC up to the destination. If the destination is not set, it can be determined that entry into the low-temperature active shift mode is possible only when the current SOC status is Critical High (e.g., >80%) or High (e.g., >60%). As a result of the judgment of the mode selection unit (254), if it is determined that the temperature of the battery is lower than or equal to the reference temperature and the SOC is sufficient to perform the active shift mode, the low-temperature active shift mode is entered. Here, whether to enter the low-temperature active shift mode can be automatically switched when the conditions are met, or a UI (User Interface) can be provided so that the driver can directly select the low-temperature active shift mode. For example, a function can be provided to enable the automatic entry to be turned on/off on the center fascia display so that the driver cannot enter the low-temperature active shift mode if he or she does not want to do so. When entering the low-temperature active shift mode, it is also possible to provide a [low-temperature active shift mode (ASM: Active Shift Mode)] display on an information output means such as a cluster.

보정값 산출부(256)는 BMS(260)에서 제공되는 온도량과 HCU(240)에서 제공되는 요구 토크량에 기초하여 모터의 효율이 더 낮은 지점으로 운전점이 이동하도록 보정값(A)을 산출할 수 있다. 보정값 산출부(256)는 요구 토크량에 따라 설정되는 제1 보정팩터(a1)와, 온도량에 따라 설정되는 제2 보정팩터(a2)를 합산하여 보정값(A)을 산출할 수 있다. 제1 보정팩터(a1)는 요구 토크량에 따라 미리 설정되고 제2 보정팩터(a2)는 온도량에 따라 미리 설정되어 시스템 내 메모리에 저장될 수 있다.The correction value calculation unit (256) can calculate a correction value (A) based on the temperature amount provided from the BMS (260) and the demand torque amount provided from the HCU (240) so that the operating point moves to a point where the motor efficiency is lower. The correction value calculation unit (256) can calculate the correction value (A) by adding a first correction factor (a1) set according to the demand torque amount and a second correction factor (a2) set according to the temperature amount. The first correction factor (a1) can be preset according to the demand torque amount, and the second correction factor (a2) can be preset according to the temperature amount and stored in the memory within the system.

저토크 구간의 경우 모터 효율이 낮은 지점으로 이동하기 용이하기 때문에 저토크 구간에서 더 보정값이 크게 설정될 수 있다. 반면, 고토크 구간은 대부분의 토크를 주행으로 사용하기 때문에 보정값이 작게 설정될 수 있다. 따라서, 저토크 주행 구간에서 효율이 낮은 변속단이 선택되도록 변속맵을 변경하여 많은 열에너지를 발생시키도록 하고, 고토크 영역으로 주행할수록 기준 변속맵 패턴에 가까워 지도록 주행하는 것이 가능하다. 이에, 요구 토크량에 따라 설정된 제1 보정팩터(a1)는 저토크 구간에서는 크게 설정되고 고토크 구간에서는 작게 설정된다.In the case of the low torque section, since it is easy to move to a point where the motor efficiency is low, a larger compensation value can be set in the low torque section. On the other hand, in the high torque section, since most of the torque is used for driving, the compensation value can be set small. Therefore, it is possible to change the gear map so that a low-efficiency gear is selected in the low torque driving section, thereby generating a lot of heat energy, and to drive so that the driving gets closer to the reference gear map pattern as the driving moves toward the high torque area. Accordingly, the first compensation factor (a1) set according to the required torque amount is set large in the low torque section and small in the high torque section.

온도량은 목표 온도량 대비 현재 온도의 차이를 의미한다. 따라서 온도량이 클수록 빠른 시간 내에 온도를 높이는 것이 바람직하므로, 온도량이 클 수록 제2 보정팩터(a2)는 크게 설정되고 목표 온도에 가까워질 수록 작게 설정된다.The temperature value indicates the difference between the current temperature and the target temperature value. Therefore, the larger the temperature value, the more desirable it is to increase the temperature in a short period of time. Therefore, the larger the temperature value, the larger the second correction factor (a2) is set, and the closer it is to the target temperature, the smaller it is set.

한편, 상술한 설명에서는 요구 토크량과 온도량을 보정팩터로 설정하였으나, 더 다양한 보정팩터를 추가하거나 각 보정팩터들 간에 가중치를 설정하는 등 다양한 산출방법이 적용될 수 있다.Meanwhile, in the above explanation, the required torque amount and temperature amount are set as correction factors, but various calculation methods can be applied, such as adding more correction factors or setting weights between each correction factor.

변속맵 보정부(258)는 기준 변속맵(252)에 보정값(A)을 적용하여 보정한다. 보정된 변속맵은 저토크 구간에서 모터 효율이 낮은 변속단이 선택되고 고토크 영역으로 주행할수록 기준 변속맵의 패턴에 가까워 진다. 결과적으로, 저토크 주행 구간에서 많은 열에너지를 발생시켜 저온 상태의 배터리를 빠르게 정상화시켜 고토크 주행 시 주행성능을 개선할 수 있다.The gear map correction unit (258) corrects the reference gear map (252) by applying a correction value (A). The corrected gear map selects a gear with low motor efficiency in the low-torque section and becomes closer to the pattern of the reference gear map as the vehicle drives in the high-torque area. As a result, a lot of heat energy is generated in the low-torque driving section, which quickly normalizes the low-temperature battery, thereby improving the driving performance during high-torque driving.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 자동차의 변속맵 보정 방법을 설명하기 위한 흐름도이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 따라 설정되는 보정팩터를 예시한 그래프이며, 도 6은 본 발명의 실시예에 따라 보정된 변속맵을 예시한 도면이다.FIG. 4 is a flowchart for explaining a method for correcting a shift map of a hybrid vehicle according to an embodiment of the present invention, FIG. 5 is a graph exemplifying a correction factor set according to an embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a drawing exemplifying a shift map corrected according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 실시예에서 TCU(250)는 배터리 효율이 저하되는 저온 환경인 것으로 판단된 경우 저온 액티브 변속 모드로 진입한 후 기준 변속맵(252)을 보정하여 변속을 수행할 수 있다. In an embodiment of the present invention, if the TCU (250) determines that the environment is a low temperature environment where battery efficiency is reduced, the TCU (250) may enter a low temperature active shift mode and then perform shifting by correcting the reference shift map (252).

도 4를 참조하면, 저온 액티브 변속 모드에 진입 가능한 조건인지를 판단하기 위해, TCU(250)의 모드 선택부(254)는 배터리 온도가 기 설정된 기준 온도 이하인지를 확인한다(S110). 여기서, 기준 온도는 미리 설정되어 저장될 수 있다.Referring to Fig. 4, in order to determine whether conditions are suitable for entering the low-temperature active shift mode, the mode selection unit (254) of the TCU (250) checks whether the battery temperature is below a preset reference temperature (S110). Here, the reference temperature can be preset and stored.

배터리 온도가 기준 온도 이하이면 모드 선택부(254)는 SOC를 확인한다(S112). 저온 액티브 변속 모드는 모터 효율이 낮은 운전점을 선택하여 주행하기 때문에, 노멀 변속 모드에 비해 더 높은 SOC가 요구된다.If the battery temperature is below the reference temperature, the mode selection unit (254) checks the SOC (S112). Since the low-temperature active shift mode drives by selecting an operating point with low motor efficiency, a higher SOC is required compared to the normal shift mode.

모드 선택부(254)는 목적지가 설정되어 있는 것으로 확인되면(S114), 현재 SOC에서 목적지까지 필요 SOC를 제외하고 여분의 SOC가 확보되는지를 확인할 수 있다(S116). 여분의 SOC가 확보된 경우 저온 액티브 변속 모드의 진입이 가능하다.When it is confirmed that a destination has been set (S114), the mode selection unit (254) can check whether an extra SOC is secured excluding the SOC required from the current SOC to the destination (S116). If an extra SOC is secured, entry into the low-temperature active shift mode is possible.

목적지가 설정되어 있지 않은 경우(S118), 모드 선택부(254)는 현재 SOC 상태가 Critical High(>80%) 내지는 High(>60%) 인 경우에 한해 저온 액티브 변속 모드 진입이 가능한 것으로 판단할 수 있다(S120). If a destination is not set (S118), the mode selection unit (254) can determine that entry into the low-temperature active shift mode is possible only when the current SOC status is Critical High (>80%) or High (>60%) (S120).

모드 선택부(254)의 판단 결과, 배터리의 온도가 기준 온도 이하이고 SOC가 액티브 변속 모드를 수행할 만큼 충분한 것으로 판단되면 저온 액티브 변속 모드를 사용하도록 설정되어 있는지 확인한다(S122). 저온 액티브 변속 모드로의 진입 여부는 조건 만족 시 자동으로 모드가 전환될 수 있으나, 운전자가 자동 진입 여부를 설정하는 것도 가능하다.If the mode selection unit (254) determines that the battery temperature is below the reference temperature and the SOC is sufficient to perform the active shift mode, it is checked whether the low-temperature active shift mode is set to be used (S122). Whether to enter the low-temperature active shift mode can be automatically switched when the conditions are met, but the driver can also set whether to enter automatically.

저온 액티브 변속 모드 사용이 확인되면, 보정값 산출부(256)는 요구 토크량에 따라 설정되는 제1 보정팩터(a1)와, 온도량에 따라 설정되는 제2 보정팩터(a2)를 합산하여 보정값(A)을 산출한다(S124). 도 5는 본 발명의 실시예에 따라 설정되는 보정팩터를 예시한 그래프이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 제1 보정팩터(a1)는 저토크 구간에서는 크게 설정되고 고토크 구간에서는 작게 설정될 수 있다. 즉, 저토크 주행 구간에서 효율이 낮은 구간으로 이동하도록 더 크게 보정된다. 제2 보정팩터(a2)는 온도량이 클 수록 더 크게 설정되고 목표 온도에 가까워질 수록 작게 설정된다. When the use of the low-temperature active shift mode is confirmed, the compensation value calculation unit (256) calculates the compensation value (A) by adding the first compensation factor (a1) set according to the demand torque amount and the second compensation factor (a2) set according to the temperature amount (S124). Fig. 5 is a graph illustrating compensation factors set according to an embodiment of the present invention. As shown in Fig. 5, the first compensation factor (a1) may be set to be large in a low-torque section and small in a high-torque section. In other words, it is compensated to be larger so as to move from a low-torque driving section to a section with low efficiency. The second compensation factor (a2) is set to be larger as the temperature amount increases and is set to be smaller as it approaches the target temperature.

변속맵 보정부(258)는 기준 변속맵(252)에 보정값(A)을 적용하여 보정한다(S126). 보정된 변속맵은 저토크 구간에서 효율이 낮은 구간으로 운전점이 변경되고 고토크 영역으로 주행할수록 보정값이 감소되어 기준 변속맵의 패턴에 가까워 진다. 결과적으로, 저토크 주행 구간에서 많은 열에너지를 발생시켜 배터리의 효율을 빠르게 향상시켜 고토크 주행 시 주행성능을 개선할 수 있다.The gear map correction unit (258) applies a correction value (A) to the reference gear map (252) to correct it (S126). The corrected gear map changes the driving point from a low-torque section to a low-efficiency section, and the correction value decreases as the driving moves to a high-torque area, so that it approaches the pattern of the reference gear map. As a result, a lot of heat energy is generated in the low-torque driving section, which quickly improves the efficiency of the battery, and thus the driving performance can be improved during high-torque driving.

도 6은 기준 변속맵과 본 발명의 실시예에 따라 보정된 변속맵을 예시한 도면이다.FIG. 6 is a diagram illustrating a reference shift map and a corrected shift map according to an embodiment of the present invention.

도 6을 참조하면, 기준 변속맵은 요구 토크량을 만족하는 운전점 후보들 중 가장 높은 시스템 효율을 갖는 운전점이 선택되도록 변속 패턴이 설정된다. 이러한 기준 변속맵은 일반적인 상태에서 디폴트로 선택될 수 있다.Referring to Fig. 6, the reference shift map is set to have a shift pattern such that the operating point with the highest system efficiency is selected among the operating point candidates that satisfy the required torque amount. This reference shift map can be selected as a default in a normal state.

본 발명의 실시예에 따라 보정된 변속맵은 기준 변속맵에 보정값(A)을 반영하여 보정될 수 있다. 보정값(A)은 요구 토크량에 따라 설정되는 제1 보정팩터(a1)와 온도량에 따라 설정되는 제2 보정팩터(a2)에 기초하여, 기준 변속맵의 적어도 일부 영역에서 모터의 효율이 낮은 영역이 발생하도록 산출된다. 이러한 보정값(A)에 의해 보정된 변속맵은 저토크 구간에서 더 크게 보정된다. 결과적으로, 동일 초속에 동일 APS값(P)이라도 노멀 변속 모드 주행 시에는 3단으로 주행하나 보정된 변속맵에 따르면 1단으로 주행하게 된다. According to an embodiment of the present invention, a corrected shift map can be corrected by reflecting a correction value (A) to a reference shift map. The correction value (A) is calculated based on a first correction factor (a1) set according to the required torque amount and a second correction factor (a2) set according to the temperature amount, so that a region where the motor efficiency is low occurs in at least a part of the reference shift map. The corrected shift map by this correction value (A) is more significantly corrected in a low torque section. As a result, even if the same APS value (P) is the same at the same initial speed, the vehicle drives in third gear in normal shift mode, but drives in first gear according to the corrected shift map.

보정된 변속맵은 저토크 구간에서 효율이 낮은 변속단이 선택되도록 보정되고, 고토크 구간은 기준 변속맵의 패턴에 가깝게 보정된다. 결과적으로, 저토크 주행 구간에서 많은 열에너지를 발생시켜 배터리의 효율을 빠르게 향상시켜 고토크 주행 시 주행성능을 개선할 수 있다.The corrected gear map is corrected so that a gear with low efficiency is selected in the low-torque section, and the high-torque section is corrected to be close to the pattern of the reference gear map. As a result, a lot of heat energy is generated in the low-torque driving section, which quickly improves the efficiency of the battery, and thus improves driving performance during high-torque driving.

도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 하이브리드 자동차의 제어 흐름도로서, 모드 변환 조건이 확인되면 자동으로 저온 액티브 변속 모드로 진입하는 경우를 예시한 것이다.FIG. 7 is a control flow diagram of a hybrid vehicle according to the first embodiment of the present invention, exemplifying a case in which the vehicle automatically enters a low-temperature active shift mode when a mode conversion condition is confirmed.

도 7을 참조하면, 저온 액티브 변속 모드에 진입 가능한 조건인지를 판단하기 위해, TCU(250)는 BMS(260)이 제공하는 배터리 온도를 확인한다(S210).Referring to Fig. 7, to determine whether conditions are suitable for entering the low-temperature active shift mode, the TCU (250) checks the battery temperature provided by the BMS (260) (S210).

TCU(250)는 배터리 온도가 기 설정된 기준 온도 이하인지를 판단한다(S212).The TCU (250) determines whether the battery temperature is below the preset reference temperature (S212).

판단 결과, 배터리 온도가 기준 온도보다 높은 경우 노멀 변속 모드로 진입한다(S214). 노멀 변속 모드일 경우 기준 변속 맵에 따라 변속이 수행될 수 있다.반면, 배터리 온도가 기준 온도 이하인 것으로 판단된 경우, TCU(250)는 모드 전환을 위한 SOC가 확보되어 있는지를 확인한다(S216). 여기서, 내비게이션 등의 정보에 목적지가 설정되어 있는 경우, 현재 SOC에서 목적지까지 필요 SOC를 제외하고 여분의 SOC가 확보되는지를 확인할 수 있다. 목적지가 설정되어 있지 않은 경우), 현재 SOC 상태가 High(예컨대, >60%)인 경우 액티브 변속 모드 진입이 가능한 것으로 판단할 수 있다.As a result of the judgment, if the battery temperature is higher than the reference temperature, the normal shift mode is entered (S214). In the normal shift mode, shifting can be performed according to the reference shift map. On the other hand, if the battery temperature is determined to be lower than the reference temperature, the TCU (250) checks whether the SOC for mode switching is secured (S216). Here, if a destination is set in the information such as navigation, it can be checked whether an extra SOC is secured excluding the SOC required from the current SOC to the destination. If the destination is not set), it can be determined that the active shift mode can be entered if the current SOC status is High (e.g., >60%).

모드 전환을 위한 SOC가 확보되어 있지 않은 경우 노멀 변속 모드로 진입한다(S214). If SOC for mode switching is not secured, normal shift mode is entered (S214).

모드 전환을 위한 SOC가 확보되어 있는 경우 저온 액티브 변속 모드로 진입한다(S218). 저온 액티브 변속 모드에 진입하면, 요구 토크량에 따라 설정되는 제1 보정팩터(a1)와 온도량에 따라 설정되는 제2 보정팩터(a2)에 기초하여 보정값(A)을 산출하고, 기준 변속맵에 보정값(A)을 적용하여 변속맵을 보정하고, 보정된 변속맵에 따라 변속을 수행할 수 있다.If the SOC for mode switching is secured, the low-temperature active shift mode is entered (S218). When the low-temperature active shift mode is entered, a correction value (A) is calculated based on a first correction factor (a1) set according to the required torque amount and a second correction factor (a2) set according to the temperature amount, and the correction value (A) is applied to the reference shift map to correct the shift map, and shifting can be performed according to the corrected shift map.

저온 액티브 변속 모드로 진입한 후에는 클러스터 등의 디스플레이에 [저온 액티브 변속 모드(ASM: Active Shift Mode] 표시를 제공한다(S220). 여기서, 센터페시아 디스플레이 상에 저온 액티브 변속 모드를 on/off 가능하도록 하는 메뉴를 제공하여 운전자가 저온 액티브 변속 모드를 해제할 수 있도록 하는 것도 가능하다.After entering the low-temperature active shift mode, the [low-temperature active shift mode (ASM: Active Shift Mode)] display is provided on the display such as the cluster (S220). Here, it is also possible to provide a menu on the center fascia display to enable turning the low-temperature active shift mode on/off, so that the driver can disable the low-temperature active shift mode.

도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 하이브리드 자동차의 제어 흐름도로서, 모드 변환 조건이 확인되면 운전자가 저온 액티브 변속 모드의 진입 여부를 선택하는 경우를 예시한 것이다.FIG. 8 is a control flow diagram of a hybrid vehicle according to a second embodiment of the present invention, exemplifying a case where a driver selects whether to enter a low-temperature active shift mode when a mode switching condition is confirmed.

도 8을 참조하면, 저온 액티브 변속 모드에 진입 가능한 조건인지를 판단하기 위해, TCU(250)는 BMS(260)이 제공하는 배터리 온도를 확인한다(S310).Referring to Fig. 8, to determine whether conditions are suitable for entering the low-temperature active shift mode, the TCU (250) checks the battery temperature provided by the BMS (260) (S310).

TCU(250)는 배터리 온도가 기 설정된 기준 온도 이하인지를 판단한다(S312).The TCU (250) determines whether the battery temperature is below the preset reference temperature (S312).

판단 결과, 배터리 온도가 기준 온도보다 높은 경우 노멀 변속 모드로 진입한다(S214). 노멀 변속 모드일 경우 기준 변속 맵에 따라 변속이 수행될 수 있다.As a result of the judgment, if the battery temperature is higher than the reference temperature, the system enters normal shift mode (S214). In normal shift mode, shifting can be performed according to the reference shift map.

반면, 배터리 온도가 기준 온도 이하인 것으로 판단된 경우, TCU(250)는 모드 전환을 위한 SOC가 확보되어 있는지를 확인한다(S316). 여기서, 내비게이션 등의 정보에 목적지가 설정되어 있는 경우, 현재 SOC에서 목적지까지 필요 SOC를 제외하고 여분의 SOC가 확보되는지를 확인할 수 있다. 목적지가 설정되어 있지 않은 경우), 현재 SOC 상태가 High(예컨대, >60%)인 경우 액티브 변속 모드 진입이 가능한 것으로 판단할 수 있다.On the other hand, if the battery temperature is determined to be below the reference temperature, the TCU (250) checks whether the SOC for mode switching is secured (S316). Here, if a destination is set in information such as navigation, it can be checked whether an extra SOC is secured excluding the SOC required from the current SOC to the destination. If the destination is not set), it can be determined that active shift mode entry is possible if the current SOC status is High (e.g., >60%).

모드 전환을 위한 SOC가 확보되어 있지 않은 경우 노멀 변속 모드로 진입한다(S314). If SOC for mode switching is not secured, normal shift mode is entered (S314).

모드 전환을 위한 SOC가 확보되어 있는 경우 운전자에게 저온 액티브 변속 모드의 선택을 위한 인터페이스를 제공한다(S318). 예컨대, 센터페시아 디스플레이 상에 저온 액티브 변속 모드를 on/off 선택하는 메뉴를 제공할 수 있다.When the SOC for mode switching is secured, an interface for selecting a low-temperature active shift mode is provided to the driver (S318). For example, a menu for selecting on/off the low-temperature active shift mode can be provided on the center fascia display.

운전자가 액티브 변속 모드를 미선택한 경우 노멀 변속 모드로 진입한다(S314). If the driver does not select active shift mode, the system enters normal shift mode (S314).

반면, 운전자가 액티브 변속 모드를 선택한 경우 저온 액티브 변속 모드로 진입한다(S320). 저온 액티브 변속 모드에 진입하면, 요구 토크량에 따라 설정되는 제1 보정팩터(a1)와 온도량에 따라 설정되는 제2 보정팩터(a2)에 기초하여 보정값(A)을 산출하고, 기준 변속맵에 보정값(A)을 적용하여 변속맵을 보정하고, 보정된 변속맵에 따라 변속을 수행할 수 있다.On the other hand, if the driver selects the active shift mode, the vehicle enters the low-temperature active shift mode (S320). When the low-temperature active shift mode is entered, a correction value (A) is calculated based on the first correction factor (a1) set according to the required torque amount and the second correction factor (a2) set according to the temperature amount, and the correction value (A) is applied to the reference shift map to correct the shift map, and shifting can be performed according to the corrected shift map.

저온 액티브 변속 모드로 진입한 후에는 클러스터에 [저온 액티브 변속 모드(ASM: Active Shift Mode] 표시를 제공한다(S322). After entering the low temperature active shift mode, the cluster provides a [low temperature active shift mode (ASM: Active Shift Mode)] indication (S322).

이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 관련된 하이브리드 자동차는 저온 환경에서 배터리의 온도를 상승시킬 열 에너지를 얻기 위해 모터의 효율이 낮은 변속단에서 주행하도록 변속맵을 보정함으로써 배터리의 충/방전 효율을 빠르게 개선할 수 있다. 특히, 모터의 효율이 낮은 지점으로 이동하기에 용이한 저토크 구간에서 변속맵을 변경하여 열 에너지를 발생시킴으로써 고토크 주행 시 주행성능을 개선할 수 있다.As described above, a hybrid vehicle related to at least one embodiment of the present invention can quickly improve the charging/discharging efficiency of a battery by correcting the shift map to drive in a gear with low motor efficiency to obtain heat energy to increase the temperature of the battery in a low-temperature environment. In particular, the driving performance during high-torque driving can be improved by changing the shift map in a low-torque range where it is easy for the motor to move to a point with low efficiency to generate heat energy.

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 above-described present invention can be implemented as a computer-readable code on a medium in which a program is recorded. The computer-readable medium includes all kinds of recording devices that store data that can be read by a computer system. Examples of the computer-readable medium include a hard disk drive (HDD), a solid state disk (SSD), a silicon disk drive (SDD), a ROM, a RAM, a CD-ROM, a magnetic tape, a floppy disk, an optical data storage device, etc.

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.Accordingly, the above detailed description should not be construed as restrictive in all respects but should be considered as illustrative. The scope of the invention should be determined by a reasonable interpretation of the appended claims, and all changes coming within the equivalent scope of the invention are intended to be embraced therein.

Claims (19)

배터리의 온도를 확인하는 단계;
상기 배터리의 충전 상태(State Of Charge, SOC)를 확인하는 단계;
상기 배터리 온도와 충전 상태에 기초하여, 기준 변속맵에 대응되는 제1 변속 모드 및 상기 기준 변속맵의 적어도 일부 영역에서 모터 효율이 낮은 영역이 발생하도록 보정한 변속맵에 대응되는 제2 변속 모드 중 어느 하나를 선택하는 단계; 및
선택된 모드에 적용되는 변속맵에 따라 변속을 수행하는 단계;
를 포함하는 하이브리드 자동차의 제어 방법.
Step 1: Check the temperature of the battery;
A step for checking the state of charge (SOC) of the above battery;
A step of selecting one of a first shift mode corresponding to a reference shift map and a second shift mode corresponding to a shift map that is corrected so that a region of low motor efficiency occurs in at least a part of the reference shift map based on the battery temperature and state of charge; and
A step of performing gear shifting according to the gear shift map applied to the selected mode;
A method for controlling a hybrid vehicle including:
제1항에 있어서,
상기 선택하는 단계는,
상기 배터리 온도가 기준 온도 이하인지 확인하는 단계;
상기 기준 온도 이하인 경우, 상기 배터리의 충전 상태가 기준 충전값 이상인지 확인하는 단계; 및
상기 기준 충전값 이상인 경우 상기 제2 변속 모드를 선택하는 단계;
를 포함하는 하이브리드 자동차의 제어 방법.
In the first paragraph,
The above selection steps are:
A step of checking whether the above battery temperature is below the reference temperature;
If the temperature is lower than the reference temperature, a step for checking whether the state of charge of the battery is higher than the reference charge value; and
A step of selecting the second gear mode when the standard charge value is greater than or equal to the above;
A method for controlling a hybrid vehicle including:
제2항에 있어서
상기 배터리의 충전 상태가 상기 기준 충전값 이상인지 확인하는 단계는,
목적지까지 도달하는데 필요한 충전량을 제외한 나머지 충전값이 상기 기준 충전값 이상인지를 확인하는 단계를 포함하는 하이브리드 자동차의 제어 방법.
In the second paragraph
The step of checking whether the charge status of the above battery is greater than or equal to the standard charge value is as follows:
A control method for a hybrid vehicle, comprising a step of checking whether the remaining charge value excluding the charge amount required to reach a destination is equal to or greater than the reference charge value.
제3항에 있어서,
상기 선택하는 단계는,
상기 제2 변속 모드 진입이 가능한 경우 운전자로부터 모드 변경 여부를 선택 받는 단계; 및
상기 운전자의 선택에 따라 상기 제2 변속 모드로 진입하거나 상기 제1 변속 모드로 진입하는 단계;
를 포함하는 하이브리드 자동차의 제어 방법.
In the third paragraph,
The above selection steps are:
A step for receiving a selection from the driver whether to change the mode when the second gear mode can be entered; and
A step of entering the second shift mode or the first shift mode according to the driver's selection;
A method for controlling a hybrid vehicle including:
제1항에 있어서,
상기 제2 변속 모드에 진입한 경우,
요구 토크량과 상기 배터리의 온도를 목표 온도까지 상승시키는데 필요한 온도량에 기초하여 보정값을 산출하는 단계; 및
상기 기준 변속맵에 상기 보정값을 적용하여 보정하는 단계;
를 더 포함하는 하이브리드 자동차의 제어 방법.
In the first paragraph,
When entering the above second gear mode,
A step of calculating a correction value based on the required torque amount and the temperature amount required to raise the temperature of the battery to the target temperature; and
A step of correcting by applying the correction value to the above standard gear map;
A method for controlling a hybrid vehicle further comprising:
제5항에 있어서,
상기 보정값을 산출하는 단계는,
상기 요구 토크량에 따라 설정되는 제1 보정팩터와 상기 온도량에 따라 설정되는 제2 보정팩터를 합산하여 상기 보정값을 산출하는 단계;
를 포함하는 하이브리드 자동차의 제어 방법.
In paragraph 5,
The step of calculating the above correction value is:
A step of calculating the correction value by adding a first correction factor set according to the above-mentioned required torque amount and a second correction factor set according to the above-mentioned temperature amount;
A method for controlling a hybrid vehicle including:
제6항에 있어서,
상기 제1 보정팩터는 상기 요구 토크량이 작을 수록 큰 값이 설정되고,
상기 제2 보정팩터는 상기 온도량이 클 수록 큰 값이 설정되는 하이브리드 자동차의 제어 방법.
In Article 6,
The above first correction factor is set to a larger value as the required torque amount decreases.
A control method for a hybrid vehicle, wherein the second correction factor is set to a larger value as the temperature increases.
제6항에 있어서,
상기 보정값은,
상기 제1 보정팩터는 상기 요구 토크량이 작을 수록 큰 값이 설정되고,
상기 제2 보정팩터는 상기 온도량이 클 수록 큰 값이 설정되는 하이브리드 자동차의 제어 방법.
In Article 6,
The above correction value is,
The above first correction factor is set to a larger value as the required torque amount decreases.
A control method for a hybrid vehicle, wherein the second correction factor is set to a larger value as the temperature increases.
제1항에 있어서,
상기 제2 변속 모드에 진입한 경우 운전자에게 상기 제2 변속 모드임을 표시하는 단계를 더 포함하는 하이브리드 자동차의 제어 방법.
In the first paragraph,
A control method for a hybrid vehicle further comprising a step of indicating to a driver that the second shift mode has been entered.
제1 항 내지 제9 항 중 어느 한 항에 따른 하이브리드 자동차의 제어 방법을 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터 해독 가능 기록 매체.A computer-readable recording medium recording a program for executing a method for controlling a hybrid vehicle according to any one of claims 1 to 9. 배터리의 온도와 상기 배터리의 충전 상태(State Of Charge, SOC)를 포함하는 배터리 정보를 제공하는 제1 제어기;
요구 토크량을 산출하는 제2 제어기; 및
상기 배터리 온도와 충전 상태에 기초하여, 기준 변속맵에 대응되는 제1 변속 모드 및 상기 기준 변속맵의 적어도 일부 영역에서 모터 효율이 낮은 영역이 발생하도록 보정한 변속맵에 대응되는 제2 변속 모드 중 어느 하나를 선택하여 선택된 모드에 적용되는 변속맵에 따라 변속을 수행하는 제3 제어기;
를 포함하는 하이브리드 자동차.
A first controller providing battery information including battery temperature and state of charge (SOC) of the battery;
a second controller for calculating the required torque; and
A third controller, based on the battery temperature and state of charge, selects one of a first shift mode corresponding to a reference shift map and a second shift mode corresponding to a shift map that is corrected so that an area of low motor efficiency occurs in at least a portion of the reference shift map, and performs shifting according to the shift map applied to the selected mode;
Hybrid vehicles including:
제11항에 있어서,
상기 제3 제어기는,
상기 배터리 온도가 기준 온도 이하인 경우, 상기 배터리의 충전 상태가 기준 충전값 이상인지 확인하고, 상기 기준 충전값 이상인 경우 상기 제2 변속 모드를 선택하는 모드 선택부;
를 포함하는 하이브리드 자동차.
In Article 11,
The third controller above,
A mode selection unit that checks whether the state of charge of the battery is equal to or higher than a reference charge value when the battery temperature is equal to or lower than a reference temperature, and selects the second shift mode when the state of charge of the battery is equal to or higher than the reference charge value;
Hybrid vehicles including:
제12항에 있어서
상기 모드 선택부는,
목적지까지 도달하는데 필요한 충전량을 제외한 나머지 충전값이 기준 충전값 이상인지를 확인하여 상기 제2 변속 모드를 선택하는 하이브리드 자동차.
In Article 12
The above mode selection section is,
A hybrid vehicle that selects the second gear mode by checking whether the remaining charge value excluding the charge amount required to reach the destination is greater than the reference charge value.
제13항에 있어서,
상기 모드 선택부는,
상기 제2 변속 모드 진입이 가능한 경우 운전자로부터 모드 변경 여부를 선택 받아 상기 제2 변속 모드를 선택하거나 상기 제1 변속 모드를 선택하는 하이브리드 자동차.
In Article 13,
The above mode selection section is,
A hybrid vehicle in which, when the second shift mode can be entered, the driver is asked to select whether to change the mode and the second shift mode is selected or the first shift mode is selected.
제11항에 있어서,
상기 제3 제어기는,
상기 제2 변속 모드에 진입한 경우, 요구 토크량과 상기 배터리의 온도를 목표 온도까지 상승시키는 데 필요한 온도량에 기초하여 보정값을 산출하는 보정값 산출부; 및
상기 기준 변속맵에 상기 보정값을 적용하여 보정하는 변속맵 보정부;
를 포함하는 하이브리드 자동차.
In Article 11,
The third controller above,
When entering the second gear mode, a correction value calculation unit that calculates a correction value based on the required torque amount and the temperature amount required to raise the temperature of the battery to the target temperature; and
A gear map correction unit that corrects the above-mentioned reference gear map by applying the above-mentioned correction value;
Hybrid vehicles including:
제15항에 있어서,
상기 보정값 산출부는,
상기 요구 토크량에 따라 설정되는 제1 보정팩터와 상기 온도량에 따라 설정되는 제2 보정팩터를 합산하여 상기 보정값을 산출하는 하이브리드 자동차.
In Article 15,
The above correction value calculation section,
A hybrid vehicle that calculates the correction value by adding a first correction factor set according to the above-mentioned required torque amount and a second correction factor set according to the above-mentioned temperature amount.
제16항에 있어서,
상기 제1 보정팩터는 상기 요구 토크량이 작을 수록 큰 값이 설정되고,
상기 제2 보정팩터는 상기 온도량이 클 수록 큰 값이 설정되는 하이브리드 자동차.
In Article 16,
The above first correction factor is set to a larger value as the required torque amount decreases.
A hybrid vehicle in which the second correction factor is set to a larger value as the temperature increases.
제16항에 있어서,
상기 보정값은,
상기 제1 보정팩터는 상기 요구 토크량이 작을 수록 큰 값이 설정되고,
상기 제2 보정팩터는 상기 온도량이 클 수록 큰 값이 설정되는 하이브리드 자동차.
In Article 16,
The above correction value is,
The above first correction factor is set to a larger value as the required torque amount decreases.
A hybrid vehicle in which the second correction factor is set to a larger value as the temperature increases.
제11항에 있어서,
상기 제2 변속 모드에 진입한 경우 운전자에게 상기 제2 변속 모드임을 표시하는 단계를 더 포함하는 하이브리드 자동차.
In Article 11,
A hybrid vehicle further comprising a step of indicating to a driver that the second shift mode has been entered.
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