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KR101704132B1 - 마일드 하이브리드 차량의 제어방법 - Google Patents

마일드 하이브리드 차량의 제어방법 Download PDF

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KR101704132B1
KR101704132B1 KR1020140168600A KR20140168600A KR101704132B1 KR 101704132 B1 KR101704132 B1 KR 101704132B1 KR 1020140168600 A KR1020140168600 A KR 1020140168600A KR 20140168600 A KR20140168600 A KR 20140168600A KR 101704132 B1 KR101704132 B1 KR 101704132B1
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장화용
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현대자동차주식회사
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Abstract

본 발명의 마일드 하이브리드 차량의 제어방법은 차량이 정속주행모드 온(ON)상태인지 판단하는 단계; 차량이 정속주행모드 온(ON)인 경우, 차량이 타력운전조건을 만족하는지 판단하는 단계; 차량이 타력운전조건을 만족하는 경우, 엔진을 오프(OFF)하는 단계; 및 오프(OFF)하는 단계 이후, 정속주행모드의 목표차속과 실차속의 차이값에 기반하여 엔진을 온(ON)제어하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

마일드 하이브리드 차량의 제어방법 {Method for controlling mild hybrid vehicle}
본 발명은 정속주행모드와 코스팅모드를 동시에 수행 가능하도록 제어하는 마일드 하이브리드 차량의 제어방법에 관한 것이다.
치솟는 유가와 환경에 대한 사회적 관심의 증가는 자동차 업계로 하여금 차량의 연비 향상과 친환경 차량의 개발을 서두르게 하고 있다. 이를 만족시키기 위해 하이브리드 차량에 대한 기술개발이 활발히 이루어지고 있다.
일반적으로 하이브리드 차량은 엔진과 모터의 조합으로 주행이 이루어지는 미래형 차량으로서, 그 구동 방식에 따라 병렬형, 직렬형, 복합형 등으로 구분되며, 엔진과 구동모터의 파워 분담비에 따라 마일드(Mild), 미들(Middle), 하드(Hard) 타입으로 분류된다.
엔진의 용량에 비해 구동모터의 용량이 큰 형태를 하드 타입, 엔진의 용량에 비해 모터의 용량이 적은 형태를 마일드 타입 하이브리드 시스템이라 하며, 본 발명은 마일드 하이브리드 시스템에 관한 것이다. 즉, 마일드 하이브리드 시스템은 기존 차량에 48V 배터리를 추가하고, 48V/12V를 변환하는 인버터와 기존 엔진에 장착되어 있는 알터네이터를 전자식 모터로 대체한 시스템이다.
이러한 마일드 하이브리드 시스템은 주행 중 운전자의 액셀 조작이 없을 경우 엔진을 오프(OFF)하여 타력운전을 수행하는 코스팅모드(Coasting Mode)를 포함함으로써 연비절감 효과를 극대화한다.
하지만, 차량의 정속주행모드(Auto Cruise Mode)가 작동되고 있을 경우, 코스팅모드를 수행하게 되면 엔진을 오프(OFF)하는 동작으로 인하여 정속주행모드로부터 설정된 차속을 유지시키지 못한다. 따라서, 차량의 정속주행모드 작동 시, 코스팅모드를 지속할 수가 없다는 문제점이 있다.
상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.
KR 10-2009-0062341 A
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 마일드 하이브리드 차량이 정속주행모드일 경우 코스팅모드가 수행조건이 만족되는 경우에 차량의 차속에 따라 대용량 모터 또는 엔진을 온/오프(ON/OFF)시킴으로써 코스팅모드를 유지시키는 제어방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 마일드 하이브리드 차량의 제어방법은 차량이 정속주행모드 온(ON)상태인지 판단하는 단계; 상기 차량이 정속주행모드 온(ON)인 경우, 타력운전조건을 만족하는지 판단하는 단계; 상기 타력운전조건을 만족하는 경우, 엔진을 오프(OFF)하는 단계; 상기 오프(OFF)하는 단계 이후, 상기 정속주행모드의 목표차속과 실차속의 차이값에 기반하여 대용량 모터를 동작시키는 단계; 및 상기 동작시키는 단계 이후, 배터리 전압에 기반하여 엔진을 온(ON)제어하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 오프(OFF)하는 단계 이후, 상기 정속주행모드의 목표차속과 실차속의 차이값이 제1 기준값 이상인지 판단하는 단계;를 더 포함하고, 상기 정속주행모드의 목표차속과 실차속의 차이값이 제1 기준값 이상이면 상기 동작시키는 단계를 수행하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 동작시키는 단계 이후, 정속주행모드의 목표차속과 실차속의 차이값이 제1 기준값 이상인지 판단하는 단계; 상기 정속주행모드의 목표차속과 실차속의 차이값이 제1 기준값 이상이면 상기 대용량 모터를 구동시키는 배터리의 전압이 제2 기준값 미만인지 판단하는 단계; 및 상기 배터리의 전압이 제2 기준값 미만인 경우, 대용량 모터의 동작을 중지하는 단계;를 더 포함하고, 상기 중지하는 단계 이후, 상기 엔진을 온(ON)제어하는 단계를 수행하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 재판단하는 단계 수행결과, 상기 정속주행모드의 목표차속과 실차속의 차이값이 제1 기준값 미만이면 상기 대용량 모터의 구동을 중지하고 상기 엔진을 오프(OFF)하는 단계를 수행하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 온(ON)제어하는 단계는, 상기 실차속이 목표차속에 도달할 때까지 수행되는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 정속주행모드는 운전자의 스위치 조작에 따라 온(ON)되고, 상기 정속주행모드의 목표차속은 차량의 주행차속 또는 운전자의 스위치 조작에 따라 설정되는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 차량은 주행 중 액셀과 브레이크의 조작이 감지되지 않을 시, 상기 타력운전조건을 만족하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상술한 바와 같은 구조로 이루어진 마일드 하이브리드 차량의 제어방법에 따르면, 차량이 목표속도로 정속주행모드를 수행하고 있더라도 코스팅모드 주행이 가능하도록 마련됨으로써 연비를 절감시킬 수 있다.
또한, 정속주행모드 시, 운전자가 가속 페달을 밟지 않고도 목표속도로 주행이 가능하기 때문에 장거리 주행 시 운전자의 피로 감소, 연료 절감 및 쾌적한 운행을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 마일드 하이브리드 차량의 제어방법을 도시한 순서도이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 마일드 하이브리드 차량의 제어방법에 대하여 살펴본다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 마일드 하이브리드 차량의 제어방법을 도시한 순서도이다.
도 1을 참조하면, 차량이 정속주행모드 온(ON)상태인지 판단하는 단계(S100); 상기 차량이 정속주행모드 온(ON)인 경우, 차량이 타력운전조건을 만족하는지 판단하는 단계(S115); 상기 차량이 타력운전조건을 만족하는 경우, 엔진을 오프(OFF)하는 단계(S120); 및 상기 오프(OFF)하는 단계(S120) 이후, 상기 정속주행모드의 목표차속과 실차속의 차이값에 기반하여 대용량 모터를 동작시키는 단계(S130); 및 상기 동작시키는 단계(S130) 이후, 배터리 전압에 기반하여 엔진을 온(ON)제어하는 단계(S155);를 포함할 수 있다.
정속주행모드는 운전자의 도움없이 차량의 주행 속도를 설정한 목표차속으로 일정하게 유지하는 주행모드이다. 여기서, 운전자의 도움이 없다는 것은, 운전자가 액셀 및 브레이크와 같은 차속과 관련 있는 기구를 조작하지 않는다는 것을 의미한다.
이때, 정속주행모드는 운전자의 스위치 조작에 따라 온(ON)되고, 정속주행모드의 목표차속은 차량의 주행차속 또는 운전자의 스위치 조작에 따라 설정될 수 있다. 즉, 차량에는 정속주행모드 진입여부와 목표차속의 설정이 가능한 스위치가 마련되는데, 차량 주행 중 운전자가 해당 스위치를 조작함으로써 정속주행모드를 실행시킬 수 있다. 차량의 주행차속 또는 운전자의 스위치 조작에 의해서 정속주행모드의 목표차속을 설정할 수 있다. 따라서, 차량이 정속주행모드 온(ON)상태인지 판단하는 단계(S100)는 정속주행모드 스위치의 온/오프(ON/OFF)상태에 따라 판단될 수 있다.
만약 정속주행모드 스위치가 온(ON)상태이면 정속주행모드 스위치 조작 또는 주행차속에 의해 목표차속을 설정한다(S105). 그리고 목표차속이 설정되면 정속주행모드로 차량을 주행한다(S110). 정속주행모드 스위치가 오프(OFF)상태인 경우에 대하여는 후술하도록 하겠다.
타력운전조건은 차량 주행 시 운전자에 의해 액셀, 브레이크 및 클러치의 조작이 이루어지지 않는 상태로써 차량이 코스팅모드(Coasting mode)로 주행가능한 조건으로 설정될 수 있다. 즉, 주행 중 운전자에 의해 차량의 액셀, 브레이크 및 클러치의 조작이 감지되지 않은 경우, 엔진이 오프(OFF)되더라도 타력에 의해 차량의 주행이 가능한 타력운전조건이라고 판단하여 코스팅모드, 즉 엔진을 오프(OFF)하도록 제어할 수 있다(S120).
여기서, 코스팅모드는 상술한 바와 같이 차량 주행 중 타력운전조건이 만족하면 차량의 엔진을 오프(OFF)하고 타력에 의해 주행되도록 마련된 모드이다. 하지만 차량이 정속주행모드인 경우, 코스팅모드 실시로 엔진이 오프(OFF)하게 되면 정속주행모드의 목표차속으로 엔진을 구동시키지 못하게 되고 코스팅모드를 지속할 수 없게 된다.
따라서, 본 발명과 같이 정속주행모드을 수행 시 코스팅모드가 지속되도록 일시적으로 대용량 모터를 동작시키는 단계(S130)를 수행함으로써 정속주행모드에서도 코스팅모드가 유지될 수 있다. 또한, 대용량 모터가 동작시키는 도중, 대용량 모터에 전류를 인가하는 배터리의 용량이 부족하다고 판단되면 엔진을 온(ON)제어함으로써 정속주행모드에서도 코스팅모드를 유지시킬 수 있다(S155).
상기 오프(OFF)하는 단계(S120) 이후, 상기 정속주행모드의 목표차속과 실차속의 차이값이 제1 기준값 이상인지 판단하는 단계(S125);를 더 포함하고, 상기 정속주행모드의 목표차속과 실차속의 차이값이 제1 기준값 이상이면 상기 동작시키는 단계(S130)를 수행하는 것을 특징으로 할 수 있다.
구체적으로 차량이 타력운전조건을 만족하여 엔진이 오프(OFF)된 경우, 엔진 오프(OFF)로 인해 차량의 실차속이 감소하여 기존의 정속주행모드의 목표차속과 차이가 발생하게 된다. 이때 코스팅모드의 수행을 지속하기 위해 정속주행모드의 목표차속과 실차속의 차이가 제1 기준값 이상이면 일시적으로 대용량 모터를 동작시킨다(S130). 반대로, 정속주행모드의 목표차속과 실차속의 차이가 기설정된 기준값보다 작으면 엔진을 계속 오프(OFF)제어한다(S120).
또한, 동작시키는 단계(S130) 이후, 다시 정속주행모드의 목표차속과 실차속의 차이값이 제1 기준값 이상인지 판단하는 단계(S135); 상기 정속주행모드의 목표차속과 실차속의 차이값이 제1 기준값 이상이면 상기 대용량 모터를 구동시키는 배터리의 전압이 제2 기준값 미만인지 판단하는 단계(S145); 및 상기 배터리의 전압이 제2 기준값 미만인 경우, 대용량 모터의 동작을 중지하는 단계(S150);를 더 포함하고, 상기 중지하는 단계(S150) 이후, 상기 엔진을 온(ON)제어하는 단계(S155)를 수행하는 것을 특징으로 할 수 있다.
구체적으로, 대용량 모터가 동작으로 인해 차량의 실차속이 감소하여 기존의 정속주행모드의 목표차속과 차이가 발생하게 된다. 이때 정속주행모드의 목표차속과 실차속의 차이가 제1 기준값보다 크게되면 배터리의 전압을 비교하는 단계(S145)를 수행하고, 반대로 재판단하는 단계(S135) 수행결과,상기 정속주행모드의 목표차속과 실차속의 차이값이 제1 기준값 미만이면 상기 대용량 모터 동작을 중지하고(S140) 상기 엔진을 오프(OFF)하는 단계(S120)를 수행하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 대용량 모터가 지속적으로 동작되어 배터리 전압이 감소하였을 경우 배터리 방전현상이 발생할 수 있는바, 방전현상을 방지하기 위해 배터리 전압이 제2 기준값보다 작은지 판단하는 단계(S145)를 수행한다. 만약, 배터리전압이 제2 기준값보다 작으면 방전현상을 방지하기 위해 대용량 모터의 동작을 중지한다(S150). 반대로 배터리전압이 제2 기준값보다 크면 방전현상이 발생할 위험이 적다고 판단하여 계속적으로 대용량 모터를 동작시킨다(S130).
상술한 바와 같이 배터리 전압이 제2 기준값 미만으로 형성되어 대용량 모터의 동작을 중지한 경우 차량의 코스팅모드를 유지시키기 위해 엔진을 온(ON)제어한다(S155). 이러한, 엔진을 온(ON)제어하는 단계(S155)는 실차속이 목표차속에 도달할 때까지 수행되는 것을 특징으로 할 수 있다.
이와 같이 실차속이 목표차속에 도달할 때까지 엔진을 온(ON)제어한 후 다시 차량이 타력운전조건을 만족하는지 판단하는 단계(S115)를 수행함으로써 정속주행모드 수행 시 코스팅모드를 계속적으로 유지시킬 수 있다.
상술한 과정에 있어서, 액셀, 브레이크 또는 클러치 중 적어도 하나의 조작이 감지되는 경우에는 정속주행모드가 종료되는 것으로 판단하여 엔진을 온(ON)제어할 수 있다.
한편, 차량이 정속주행모드가 오프(OFF)인 경우 타력운전조건을 만족하는지 판단하고(S160), 타력운전조건을 만족하는 경우 엔진을 오프(OFF)하며(S165), 엔진을 오프(OFF)한 이후 액셀, 브레이크 또는 클러치 중 적어도 하나가 조작되는지 판단한다(S170). 만약 차량이 정속주행모드가 오프(OFF)이고 타력운전조건을 만족하지 않은 경우 다시 차량이 정속주행모드가 온(ON)되는지 판단하는 단계(S100)를 실시하는 것을 특징으로 할 수 있다.
즉, 차량이 정속주행모드가 오프(OFF)상태이면, 차량이 타력운전조건을 만족할 경우 코스팅모드를 수행하도록 제어할 수 있다. 코스팅모드가 수행될 시 액셀, 브레이크 또는 클러치 중 적어도 하나의 조작이 감지되는 경우, 엔진을 온(ON)제어함으로써 코스팅모드를 종료시킬 수 있다(S175). 차량이 정속주행모드가 오프(OFF)인 경우에도 타력운전조건은 차량의 액셀과 브레이크 조작이 감지되지 않을 때 만족될 수 있다.
상술한 바와 같은 구조로 이루어진 마일드 하이브리드 차량의 제어방법에 따르면, 차량이 목표속도로 정속주행모드를 수행하고 있더라도 코스팅모드 주행이 가능하도록 마련됨으로써 연비를 절감시킬 수 있다.
또한, 정속주행모드 시, 운전자가 가속 페달을 밟지 않고도 목표속도로 주행이 가능하기 때문에 장거리 주행 시 운전자의 피로 감소, 연료 절감 및 쾌적한 운행을 제공할 수 있다.
본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
S100: 정속주행모드 온(ON)? S105: 목표 차속 설정
S110: 정속주행모드로 주행 S115: 타력운전조건 만족?
S120: 엔진 오프(OFF)
S125: 목표차속-실차속 > 기설정된 기준값?
S130: 대용량 모터 동작
S135: 목표차속-실차속 > 기설정된 기준값?
S140: 대용량 모터 동작 중지 S145: 배터리전압 < 제2 기준값 ?
S150: 대용량 모터 동작 중지
S155: 실차속이 목표차속에 도달할 때까지 엔진 온(ON)
S160: 타력운전조건 만족? S165: 엔진 오프(OFF)
S170: 액셀, 브레이크 또는 클러치 중 적어도 하나가 조작?
S175: 엔진 온(ON)

Claims (7)

  1. 차량이 정속주행모드 온(ON)상태인지 판단하는 단계;
    상기 차량이 정속주행모드 온(ON)인 경우, 타력운전조건을 만족하는지 판단하는 단계;
    상기 타력운전조건을 만족하는 경우, 엔진을 오프(OFF)하는 단계;
    상기 오프(OFF)하는 단계 이후, 상기 정속주행모드의 목표차속과 실차속의 차이값에 기반하여 대용량 모터를 동작시키는 단계; 및
    상기 동작시키는 단계 이후, 배터리 전압에 기반하여 엔진을 온(ON)제어하는 단계;를 포함하고,
    상기 차량은 주행 중 액셀과 브레이크의 조작이 감지되지 않을 시, 상기 타력운전조건을 만족하는 것을 특징으로 하는,
    마일드 하이브리드 차량의 제어방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 오프(OFF)하는 단계 이후, 상기 정속주행모드의 목표차속과 실차속의 차이값이 제1 기준값 이상인지 판단하는 단계;를 더 포함하고,
    상기 정속주행모드의 목표차속과 실차속의 차이값이 제1 기준값 이상이면 상기 동작시키는 단계를 수행하는 것을 특징으로 하는,
    마일드 하이브리드 차량의 제어방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 동작시키는 단계 이후, 정속주행모드의 목표차속과 실차속의 차이값이 제1 기준값 이상인지 재판단하는 단계;
    상기 정속주행모드의 목표차속과 실차속의 차이값이 제1 기준값 이상이면 상기 대용량 모터를 구동시키는 배터리의 전압이 제2 기준값 미만인지 판단하는 단계; 및
    상기 배터리의 전압이 제2 기준값 미만인 경우, 대용량 모터의 동작을 중지하는 단계;를 더 포함하고,
    상기 중지하는 단계 이후, 상기 엔진을 온(ON)제어하는 단계를 수행하는 것을 특징으로 하는,
    마일드 하이브리드 차량의 제어방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 재판단하는 단계 수행결과, 상기 정속주행모드의 목표차속과 실차속의 차이값이 제1 기준값 미만이면 상기 대용량 모터의 구동을 중지하고 상기 엔진을 오프(OFF)하는 단계를 수행하는 것을 특징으로 하는,
    마일드 하이브리드 차량의 제어방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 온(ON)제어하는 단계는, 상기 실차속이 목표차속에 도달할 때까지 수행되는 것을 특징으로 하는,
    마일드 하이브리드 차량의 제어방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 정속주행모드는 운전자의 스위치 조작에 따라 온(ON)되고,
    상기 정속주행모드의 목표차속은 차량의 주행차속 또는 운전자의 스위치 조작에 따라 설정되는 것을 특징으로 하는,
    마일드 하이브리드 차량의 제어방법.
  7. 삭제
KR1020140168600A 2014-11-28 2014-11-28 마일드 하이브리드 차량의 제어방법 KR101704132B1 (ko)

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