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KR102692276B1 - 하이브리드 차량의 난방 부하 판별방법 - Google Patents

하이브리드 차량의 난방 부하 판별방법 Download PDF

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KR102692276B1
KR102692276B1 KR1020190001504A KR20190001504A KR102692276B1 KR 102692276 B1 KR102692276 B1 KR 102692276B1 KR 1020190001504 A KR1020190001504 A KR 1020190001504A KR 20190001504 A KR20190001504 A KR 20190001504A KR 102692276 B1 KR102692276 B1 KR 102692276B1
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신동준
심재윤
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현대자동차주식회사
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Abstract

본 발명은 하이브리드 차량의 난방 부하 판별방법에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 하이브리드 차량의 난방 부하 판별방법은 제어부를 통해 고전압 배터리의 SOC 상태를 판단하는 단계, 상기 고전압 배터리의 SOC 상태가 노멀인 경우, 제어부를 통해 주행패턴 입력에 따라 난방요구가 존재하는지 판단하는 단계, 상기 난방요구가 존재하는 경우, 제어부는 상기 입력에 따른 난방요구부하 산출하는 단계, 제어부는 차량의 환경에 따른 환경조건 산출하는 단계, 제어부는 상기 산출된 난방요구부하와 상기 차량의 환경조건을 조합을 통해 최종 난방 부하값을 산출하는 단계 및 상기 산출된 최종 난방 부하값을 고려하여 제어부는 상기 주행패턴 입력에 따른 기본 엔진 요구토크를 보상하고 엔진의 구동을 제어하는 단계를 포함한다.

Description

하이브리드 차량의 난방 부하 판별방법{Method for Determining the Load of Heating of Hybrid Electric Vehicle}
본 발명은 하이브리드 차량의 난방 부하 판별방법으로서, 더 바람직하게, 차량에 위치하는 공조 구성들의 작동 상태를 고려하고 난방 요구 부하를 산출하고, 차량의 주행환경조건을 고려하여 차량 환경조건값을 산출하여 최종 난방 부하값을 통해 엔진 목표 토크를 산출하여 제어하는 하이브리드 차량의 난방 부하 판별방법에 관한 것이다.
주지된 바와 같이 자동차에는 실내온도를 조절하고 보다 쾌적한 실내 환경을 조성하기 위한 공조장치 (HVAC: Heating, Ventilation, and Air Conditioning)가 장착되어 있다.
또한, 최근에는 대부분의 차량에 운전자나 승객이 설정한 온도에 따라 실내온도를 자동으로 조절하여 쾌적한 환경을 유지해주는 FATC(Full Automatic Temperature Control) 시스템이 적용되고 있다.
이러한 FATC 시스템에서는, 사용자가 온도를 설정하면, 그에 상응하는 공조부하를 고려하여 토출모드, 토출온도, 토출방향 및 토출풍량 등을 결정하게 된다.
더불어 공조 제어기는, 실내온도 및 시스템 작동을 제어하기 위해, 토출온도를 검출하는 토출온 센서, 전기히터(예, PTC 히터)의 온도를 검출하는 히터 온도센서, 증발기 온도를 검출하는 증발기 온도센서 등의 검출값을 입력받으며, 결정된 토출모드, 토출온도, 토출방향 및 토출풍량으로 공조용 공기의 공급이 제어되도록 모드 액츄에이터, 템프도어(온도조절도어) 액츄에이터, 풍향조절도어 액츄에이터, 공조블로워, 압축기, 전기히터 등의 작동요소를 제어하게 된다.
한편, 하이브리드 자동차는 엔진과 전기모터(구동모터)를 구동원으로 사용하여 주행하는 차량으로서, 주행을 위해 화석연료의 에너지와 더불어 전기에너지를 함께 이용하므로 배기가스 저감 및 연비 향상을 도모할 수 있는 친환경자동차이다.
따라서, 사용자가 온도 설정에 대응하여 공조 부하를 산출함에 있어서, 단순히 차량의 엔진 구동출력의 증대만을 수행하여 공조기의 작동을 수행하였다. 즉, 종래 기술로서, 하이브리드 차량의 경우, 난방을 위한 엔진 온(on) 시에 엔진은 아이들 상태로 제어된다.
도 1에 나타낸 바와 같이 난방이 불필요한 조건에서는 EV 주행시나 정차 상태와 같이 엔진 구동이 불필요한 조건에서 엔진을 정지시키지만, 동절기에 난방이 필요한 경우 도 2에 나타낸 바와 같이 엔진 구동이 불필요한 조건에서도 난방을 위해 엔진을 아이들 상태로 온(on) 시키고 있다.
다만, 상기 개시된 바와 같이, 종래기술은 주행 상황이나 환경을 고려하여 적절한 엔진 출력을 결정하지 못하고 난방 성능 만족만을 위한 엔진 출력을 설정하였기 때문에 동계 실도로 주행 시 배터리의 SOC 과충전되는 문제가 발생하였으며, 또한, 잦은 엔진 온상태의 유지에 따른 연비 하락의 문제가 존재하였다.
특허문헌1: 대한민국 출원번호 10-2011-0050431호
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명은 고전압 배터리의 SOC 상태, 주행패턴 및 최종 난방 부하값을 고려하여 엔진 토크를 산출하는바, 차량의 연비를 고려한 하이브리드 차량의 난방 부하 판별방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 최종 난방 부하값을 산출함에 있어, 난방 요구 부하를 산출하고, 차량의 환경조건을 조합하여 사용자 요청에 부합하는 난방 부하를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 사용자가 요청한 난방 부하를 정확하게 산출하여 엔진의 토크 요구치를 정확히 반영하는 하이브리드 차량의 난방 부하 판별방법을 제공하기 위한 위한 것이다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알 수 있다. 또한 본 발명의 목적들은 특허청구범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있다.
상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 하이브리드 차량의 난방 부하 판별방법은 다음과 같은 구성을 포함한다.
본 발명의 일 실시예에서, 제어부를 통해 고전압 배터리의 SOC 상태를 판단하는 단계; 상기 고전압 배터리의 SOC 상태가 노멀인 경우, 제어부를 통해 주행패턴 입력에 따라 난방요구가 존재하는지 판단하는 단계; 상기 난방요구가 존재하는 경우, 제어부는 상기 입력에 따른 난방요구부하 산출하는 단계; 제어부는 차량의 환경에 따른 환경조건 산출하는 단계; 제어부는 상기 산출된 난방요구부하와 상기 차량의 환경조건을 조합을 통해 최종 난방 부하값을 산출하는 단계; 및 상기 산출된 최종 난방 부하값을 고려하여 제어부는 상기 주행패턴 입력에 따른 기본 엔진 요구토크를 보상하고 엔진의 구동을 제어하는 단계;를 포함하는 하이브리드 차량의 난방 부하 판별방법을 포함한다.
또한, 상기 차량의 환경에 따른 환경조건 산출하는 단계에서, 엔진의 냉각수온, 일사량 및 차량 외기온의 조합으로 산출되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 난방 부하 판별방법을 포함한다.
또한, 상기 난방요구부하 산출하는 단계에서, 상기 난방요구부하는 블로워 스텝에 따른 공조량, 템프도어의 각도에 의해 산출되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 난방 부하 판별방법을 포함한다.
또한, 상기 산출된 난방요구부하와 상기 차량의 환경조건을 조합을 통해 최종 난방 부하값을 산출하는 단계에서, 상기 난방요구부하와 상기 차량의 환경조건을 조합하여 맵테이블로 구성되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 난방 부하 판별방법을 포함한다.
또한, 상기 맵테이블로 구성되는 최종 난방 부하값은, 상기 난방요구부하를 가로 인자로 사용하고, 상기 환경조건을 세로 인자로 사용하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 난방 부하 판별방법을 포함한다.
또한, 상기 사용자의 주행패턴에 따른 기본 엔진 요구토크는, 보조 배터리의 소모 전력량, 사용자의 가속의지, 주행 부하 및 차량의 평균 차속 중 적어도 하나 이상을 고려하는 산출되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 난방 부하 판별방법을 포함한다.
또한, 상기 난방요구는, 차량의 외기온도와 FATC의 설정온도 차이가 설정값 이상인 경우 난방요구가 존재하는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 난방 부하 판별방법을 포함한다.
또한, 제어부는, 공조 제어기(Full Automatic Temperature Control: FATC), 엔진 제어유닛(Engine Management System: EMS) 및 하이브리드 컨트롤 유닛(Hybrid Control Unit: HCU)로 구성되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 난방 부하 판별방법을 포함한다.
또한, 상기 고전압 배터리의 SOC 상태를 판단하는 단계에서, 고전압 배터리 상태가 노멀이 아닌 경우, 고전압 배터리 SOC에 따른 엔진 목표토크값을 산출하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 난방 부하 판별방법을 포함한다.
또한, 주행패턴 입력값이 난방요구가 존재하는지 판단하는 단계에서, 난방요구가 존재하지 않는 경우, 고전압 배터리 상태가 노멀인 경우, 고전압 배터리 SOC에 따른 엔진 목표토크값을 산출하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 난방 부하 판별방법을 포함한다.
본 발명은 앞서 본 실시예와 하기에 설명할 구성과 결합, 사용관계에 의해 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.
본 발명은 난방 요구 부하를 산출하고, 차량의 환경조건을 조합하여 사용자 요청에 부합하는 정확한 부하값을 산출하는바, 난방 부하에 부합하는 엔진 토크를 반영할 수 있어, 차량의 연비가 좋아지는 효과를 갖는다.
또한, 본 발명은 사용자가 요청한 난방상황과 실질적으로 유사한 난방부하를 제공하여, 사용자의 주행 환경을 개선하는 효과를 갖는다.
도 1은 종래 기술로서, 하이브리드 차량의 구동을 위한 엔진 온 상태를 도시하고 있다.
도 2는 종래 기술로서, 하이브리드 차량의 난방을 수행하기 위한 엔진 온 상태를 도시하고 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예로서, 하이브리드 차량의 난방 부하 판별방법을 수행하는 구성간의 결합관계를 도시하고 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예로서, 하이브리드 차량의 난방 부하 판별방법에 따라 산출되는 최종 난방 부하값의 맵 데이터를 도시하고 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예로서, 하이브리드 차량의 난방 부하 판별방법의 흐름도를 도시하고 있다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면들을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다. 본 발명의 실시 예는 여러 가지 형태로 변형할 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래의 실시 예들로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시 예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다.
또한, 명세서에 기재된 "...부" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
또한, 본 명세서에서 산출, 출력 등으로 개시된 용어의 경우, 구동부를 구동하기 위해 고려되는 인자값을 포함하는 것으로, 다수의 제어부 구성을 통해 프로세싱 되는 값들을 모두 포함하는 것이다.
또한, 본 명세서에서 인덱스로서 수치를 산정한 것은 그 수치에 국한되는 것이 아니라, 서로 다른 수치의 경우, 그 정도를 표현하기 위한 것이다.
본 발명은 하이브리드 차량의 난방 부하 판별방법으로서, 사용자 요청에 따라 입력되는 주행패턴 입력에 따라 난방 수행이 요구되는 경우, 난방요구부하를 산출하고, 차량의 환경인자를 고려하여 최종 난방 부하값을 산출하는 구성을 개시하고 있다.
더욱이, 이렇게 산출된 최종 난방 부하값을 통해 엔진(100)의 목표 토크를 산출할 수 있는바, 산출된 목표 토크에 따라 엔진(100) 구동을 수행하는 기술을 개시하고 있다.
도 3에서는 본 발명의 일 실시예로서, 하이브리드 차량의 난방 부하 판별을 수행하는 구성간의 결합도를 도시하고 있다.
도시된 바와 같이, 하이브리드 자동차의 경우, 난방시 열원으로 이용할 수 있는 엔진(100)을 탑재하고 있으므로, 고온의 엔진(100) 냉각수를 이용하여 공기(내기, 외기)와 냉각수 간 열교환이 이루어지도록 구성되는바, 찬 공기를 히터코어에 통과시켜 가열되도록 한 후 차량 실내에 공급함으로써 난방이 이루어진다
실내 온도 제어를 위해 템프도어(300)(Temp door)가 이용되며, 템프도어(300)의 위치 및 개도량을 제어함으로써 토출온도의 조절이 이루어진다. 더욱이, 캐빈으로 토출되도록 구성되는 공조량을 제어하기 위한 블로워 스텝(400)을 제어하도록 구성되어 사용자의 요청에 따라 공조량이 제어되도록 구성된다.
도시된 바와 같이, 엔진(100)에 의해 온도가 올라간 냉각수가 히터코어를 가열하고, 상기 히터코어를 통해 가열된 고온의 공기와 외부로부터 유입되는 저온의 공기의 양을 제어하도록 구성되는 템프도어(300)를 포함한다.
제어부(200)는 사용자의 입력에 따라 난방요구가 존재하는 경우, 입력에 따른 난방요구부하 산출하고, 차량의 환경에 따른 환경조건 산출하도록 구성된다.
또한, 제어부(200)는 산출된 난방요구부하와 상기 차량의 환경조건을 조합을 통해 최종 난방 부하값을 산출하도록 구성되는바, 산출된 최종 난방 부하값을 고려하여 설정된 엔진(100) 토크에 따라 엔진(100)을 제어하도록 구성된다.
더 바람직하게, 본 발명의 제어부(200)는 공조기 구성을 제어하기 위한 공조 제어기(Full Automatic Temperature Control: FATC, 이하 FATC, 엔진(100)의 구동 및 온/오프를 제어하도록 구성되는 엔진 제어유닛(Engine Management System:EMS, 이하 EMS) 및 하이브리드 차량의 모터 및 HSG(Hybrid Starter Generator)를 제어하도록 구성되는 하이브리드 컨트롤 유닛(Hybrid Control Unit:HCU, 이하 HCU)를 포함하여 구성된다.
EMS(230)의 경우, 산출된 엔진(100) 요구토크에 따라 엔진(100)의 구동을 수행하도록 제어하고, 엔진(100)의 온 오프 시점에 따라 엔진(100) 이그니션을 수행하도록 제어를 수행한다.
또한, HCU(210)는 고전압 배터리의 SOC(State of Charge)(미도시)가 정상상태인지 판단하고, 사용자의 주행패턴 입력값에 기인하여 난방 부하가 요구되는지 판단한다.
상기 HCU(210)에서 난방 부하가 요구되는 주행요청이 있는 경우, FATC(220)는 블로워 스텝(400)과 템프도어(300)로부터 설정되는 부하값을 산출하도록 구성된다.
FATC(220)를 통해 산출되는 난방요구부하는 블로워 스텝(400)과 템프도어(300)의 제어를 수행할 수 있는 단계에 따라 설정될 수 있는바, 본 발명의 일 실시예에서는 블로워 스텝(400) 및 템프도어(300)는 각각 2단계로 구분된다.
아래 표 1에서는 본 발명의 일 실시예로서, 난방요구부하를 산출하는 제어단계를 도시하고 있다.
0~4 5~6
0~3 1 2
4~9 2 4
상기 표1의 세로축은 블로워 스텝(400)을 통과하는 공조량을 2단계로 구분한 것으로, 인덱스가 0에서 9로 갈수록 공조량이 많아 지는 것을 의미한다.
또한, 상기 표 1의 가로축은 템프도어(300)의 개방각도를 의미하는 것으로 상기 가로축 인덱스가 0인 경우, 유입되는 공기로 저온 공기가 최대인 경우를 의미하고, 6인 경우 고온의 공기가 최대인 상태를 갖도록 상기 템프도어(300)의 각도가 제어되는 것을 의미한다.
상기와 같이, 템프도어(300)의 각도 및 블로워 스텝(400)의 공조량에 따라 난방요구부하는 1 내지 3의 인덱스를 갖도록 구성되는바, 1에서 3으로 갈수록 난방요구부하가 커지는 것을 의미한다.
상기 난방요구부하가 산출되는 경우, FATC(220)는 차량의 난방 환경에 따른 환경조건을 산출하도록 구성되는바, 차량에 위치하는 다수의 센서를 통해 차량의 환경 정보를 수신하도록 구성된다.
본 발명의 일 실시예에서는 환경조건정보를 측정하기 위해, 일사량을 검출하는 일사량 센서(미도시), 외기온도를 검출하는 외기온 센서(미도시), 냉각수온 센서(미도시) 등의 센서 검출신호를 FATC(220)가 입력받아 각 센서의 검출값에 기초하여 난방을 수행하는 차량의 환경조건을 산출하도록 구성된다.
더 바람직하게, 본 발명은 차량의 환경조건의 인덱스를 0 내지 4로 설정할 수 있는바, 냉각수온이 낮고, 일사량이 적으며, 외기온이 낮으면 출력되는 환경조건 인덱스값이 0에 가깝고, 이는 차량 조건이 저온 조건상태임을 의미한다. 이와 반대의 경우는 인덱스값이 4에 가깝고 차량의 고온 조건상태임을 의미한다.
본 발명의 일 실시예로서, 차량의 환경조건으로서, 냉각수온의 임계값은 1단계 히스테리시스로 -15°C 내지 -10°C조건을 가지며, 냉각수온의 임계값은 2단계 히스테리시스로 25°C 내지 65°C조건으로 설정될 수 있다. 또한, 외기온 임계값 조건의 히스테리시스는 -15°C 내지 0°C의 조건을 가질 수 있으며, 일사량 임계값 기준으로서, 히스테리시스가 300 Watt/M^2 내지 850 Watt/M^2의 조건을 가질 수 있다.
따라서, 차량의 냉각수온, 외기온 및 일사량은 상기 임계값으로 설정된 히스테리시스 이하의 조건에서 차량의 환경조건에 따른 인덱스값이 0으로 산출되도록 구성된다. 뿐만 아니라, 외기온 및 일사량 중 설정된 임계값 이상의 온도가 판단되는 경우, 인덱스는 1씩 증가하도록 구성된다. 또한, 냉각수온 조건의 경우, 2단계의 히스테리시스가 설정되도록 구성되는바, 상기 2단계로 설정된 각각의 단계와 차량의 냉각수온을 비교하고, 각각의 단계에 설정된 임계값 이상의 냉각수온 온도가 측정되는 경우 단계별로 인덱스가 1씩 증가되도록 구성된다.
정리하면, 본 발명은 차량의 환경조건으로서 차량의 냉각수온, 외기온 및 일사량을 설정된 임계값 조건과 비교하고, 개별 조건으로서 차량의 냉각수온, 외기온 및 일사량이 각각 설정된 임계값 이상인 경우 인덱스를 1씩 증가하도록 설정되는바, 인덱스값이 0 내지 4가 되도록 구성된다.
즉, 본 발명에서 차량의 환경조건은 난방요구부하에 보상을 수행하는 인자로서, 히스테리시스 경계조건을 나누는 근거로 적용되는바, FATC(220)는 상기 산출된 난방요구부하와 환경조건의 조합을 통해 5X3 의 맵데이터 형식의 최종 난방 부하값을 구성할 수 있다.
도 4에서는 상기 제어부(200)를 통해 산출된 난방요구부하와 환경조건의 조합으로서, 5X3 형태의 맵 데이터의 최종 난방 부하값을 개시하고 있다.
개시된 난방요구부하 맵 데이터를 살펴볼 경우, 가로 데이터로서, 난방요구부하를 3단계 부하조건으로 구분하도록 구성되고, 세로 데이터로서 환경조건 인덱스값이 위치하도록 구성된다.
위에서 언급한 바와 같이, 환경조건 인덱스값의 경우, 0 내지 4의 값을 갖도록 구성되는바, 환경조건을 결정하는 냉각수온, 일사량, 외기온에 따라 인덱스 값이 결정되도록 구성된다.
이렇게 구성되는 맵 데이터는 본 발명의 제어부(200)에 인가된 사용자의 주행패턴 입력값에 따라서 산출되는 기본 엔진 요구토크의 보상을 수행하도록 구성된다.
더 바람직하게, HCU(210)는 사용자의 주행패턴 입력값에 의해 기본 엔진 요구토크를 출력할 수 있으며, 출력된 상기 기본 엔진 요구토크는 FATC(220)에 의해 산출되는 최종 난방 부하값에 의해 보상된다.
도 5에서는 본 발명의 일 실시예로서, 하이브리드 차량의 난방 부하 판별방법의 흐름도를 도시하고 있다.
최초 고전압 배터리의 SOC상태가 정상 상태인지 판단하는 단계(S100)를 포함하는바, 고전압 배터리의 SOC상태가 정상이 아닌 경우, 고전압 배터리의 현재 SOC 상태에 따른 기본 엔진 목표토크를 산출하도록 구성된다. 더 바람직하게, 과방전 상태의 배터리 SOC 상태가 측정되는 경우(정상이 아닌 경우), 엔진(100)의 온 상태가 유지되어 상기 배터리의 충전이 수행되도록 기본 엔진 목표토크를 산출하도록 구성된다(S110).
더욱이, EMS(230)는 상기 배터리 SOC 상태에 따라 출력되는 기본 엔진 목표토크에 의해 엔진(100)이 구동되도록 상기 엔진(100)을 제어한다(S700).
도시된 바와 같이, 최초 차량의 고전압 배터리의 SOC의 상태를 판단하도록 구성되는바(S100), 고전압 배터리의 SOC 상태가 정상(노멀)인 경우, 사용자의 주행패턴 입력값이 존재하는지 여부를 판단한다(S200).
사용자의 주행패턴 입력값이 존재하는지 판단하는 단계로서 주행패턴에 따라 사용자의 난방요구가 존재하는지 판단하는바(S200), 사용자의 주행패턴 입력값에 따라 난방요구가 존재하지 않는 경우, 현재 상태의 고전압 배터리의 SOC 정상상태를 기준으로 기존 엔진(100) 목표토크를 산출하고(S210), 상기 출력된 기존 엔진(100) 목표토크에 따라 엔진(100) 토크를 제어하도록 구성된다(S700).
이와 상이하게, 사용자의 주행패턴 입력값에 따라 난방요구가 존재하는 경우제어부(200)는 상기 입력된 주행패턴에 따라 기본 엔진 요구토크를 출력할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서 사용자의 주행패턴 입력에 따라 상기 제어부(200)를 통해 산출되는 기본 엔진 요구토크 및 사용자의 난방요구는, 아래와 같이 결정될 수 있다.
사용자의 주행패턴에 따라 출력되는 기본 엔진 요구토크는 운전자의 난방의지를 판단하고, 보조 배터리의 소모 전력량, 사용자의 가속의지, 주행 부하 및 차량의 평균 차속 중 적어도 하나 이상을 고려하여 출력되도록 구성된다.
즉, 사용자의 주행패턴을 고려할 경우, 운전자의 난방의지를 선행하여 판단하고, 외기온도와 FATC(220)의 설정온도 차이가 설정값 이상인 경우, 난방요구가 존재하는 것으로 판단한다.
또한, 상기와 같은 난방요구가 존재하는 경우, 제어부(200)는 사용자의 주행패턴에 따라 출력되는 기본 엔진 요구토크를 산출하는바, 상기 기본 엔진 요구토크는 보조 배터리의 소모 전력량을 계산하여 전장 부하가 일정값 이상일 경우인지 고려하는바, 보조 배터리의 소모 전력량이 설정값 이상인 경우, SOC의 고갈을 방지하도록 엔진(100) 출력을 보다 높게 설정할 수 있다.
또한, 제어부(200)는 사용자의 가속의지를 고려하여 기본 엔진 요구토크를 설정할 수 있는바, APS(Acceleration pedal sensor)의 입력값이 미리 설정된 설정값 이상인 경우 사용자의 가속의지 또는 높은 주행부하가 존재하는 것으로 판단하여 엔진(100) 출력을 보다 높게 설정할 수 있다.
뿐만 아니라, 제어부(200)는 차량의 평균 차속을 산출하여 평균 차속이 증가할 수록 주행 부하가 증가되는 것으로 판단하여 기본 엔진 요구토크가 보다 높게 설정될 수 있다.
더 바람직하게, 최초 보조 배터리의 소모 전력량을 판단하고, 보조 배터리의 소모 전력량이 설정값 미만인 경우, 사용자의 가속의지 및 높은 주행부하가 존재하는지 순차적으로 판단하며, 최종적으로 사용자의 가속의지나 높은 주행부하가 존재하지 않는 경우 차량의 평균 속도를 기반으로 기본 엔진 요구토크를 순차적으로 산출하도록 구성될 수 있다.
상기와 같이, 본 발명의 제어부(200)는 사용자의 주행패턴 입력을 통해 난방요구를 판단하고, 입력된 주행패턴에 따른 기본 엔진 요구토크를 산출하도록 구성된다(S200).
사용자 주행패턴 입력에 따라 난방요구가 존재하는 것으로 판단되는 경우(S200), FATC(220)는 상기 입력에 따른 난방요구부하를 산출하도록 구성된다(S300).
상기 난방요구부하는 블로워 스텝(400)을 통해 유입되는 공조량, 템프도어(300)의 각도에 의해 산출되는 것으로, 부하수준에 따라 3단계로 구분되는 인덱싱을 포함할 수 있다.
더 바람직하게, 본 발명의 일 실시예에서는 상기 표 1과 같이, 세로축은 블로워 스텝(400)을 통과하는 공조량을 2단계로 구분하고, 가로축은 템프도어(300)의 개방각도를 의미하는 것으로 2단계로 구분하여 3단계로 구분되는 부하수준을 인덱싱 하도록 구성된다.
상기와 같이 난방요구부하를 산출한 경우, FATC(220)에서는 차량의 환경조건에 따른 인자를 산출하도록 구성된다(S400).
차량의 환경조건은 차량에 위치하는 다수의 센서를 통해 측정되는 측정값을 기반으로 산출되는바, 본 발명의 일 실시예에서는 엔진(100)의 냉각수온, 일사량 및 차량 외기온의 조합을 통해 환경조건이 산출되도록 구성될 수 있다.
상기와 같이, 난방요구부하와 환경조건이 산출된 경우, 난방요구부하와 환경조건을 조합하여 제어부(200)에 저장되도록 구성되는 맵 데이터를 구성할 수 있는바, 도 3에 개시된 바와 같이, 최종 난방 부하값을 갖는 5행 3열로 이루어지는 맵 데이터를 포함할 수 있다(S500).
산출된 맵 데이터를 통해 최종 난방 부하값을 설정하고, 사용자의 주행패턴 입력에 따라 출력된 기본 엔진 요구토크값의 보상을 수행하도록 구성되는바, 사용자의 난방요청에 따른 부하를 고려한 보상된 엔진(100) 요구토크를 산출할 수 있다(S600).
이렇게 보상된 엔진(100) 요구토크는 EMS(230)를 통해 엔진(100) 구동을 수행하도록 제어된다(S700).
상기와 같이, 본 발명은 사용자의 주행패턴 입력값에 따라 산출되는 기본 엔진 요구토크값에 최종 난방 부하값을 보상하도록 구성될 수 있는바, 보상된 엔진(100) 요구토크에 따라 엔진(100)을 구동하여 난방부하에 따라 불필요한 엔진(100) 구동을 최소화한 하이브리드 주행을 수행할 수 있도록 구성된다.
이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내어 설명하는 것이며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 즉 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 기술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 기술한 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 구현하기 위한 최선의 상태를 설명하는 것이며, 본 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
100: 엔진
200: 제어부
210: HCU
220: FATC
230: EMS
300: 템프도어
400: 블로워 스텝

Claims (10)

  1. 제어부를 통해 고전압 배터리의 SOC 상태를 판단하는 단계;
    상기 고전압 배터리의 SOC 상태가 노멀인 경우, 제어부를 통해 주행패턴 입력에 따라 난방요구가 존재하는지 판단하는 단계;
    상기 난방요구가 존재하는 경우, 제어부는 상기 입력에 따른 난방요구부하 산출하는 단계;
    제어부는 차량의 환경에 따른 환경조건 산출하는 단계;
    제어부는 상기 산출된 난방요구부하와 상기 차량의 환경조건을 조합을 통해 최종 난방 부하값을 산출하는 단계; 및
    상기 산출된 최종 난방 부하값을 고려하여 제어부는 상기 주행패턴 입력에 따른 기본 엔진 요구토크를 보상하고 엔진의 구동을 제어하는 단계;를 포함하고,
    사용자의 주행패턴에 따른 기본 엔진 요구토크는,
    보조 배터리의 소모 전력량, 사용자의 가속의지, 주행 부하 및 차량의 평균 차속 중 적어도 하나 이상을 고려하는 산출되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 난방 부하 판별방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 차량의 환경에 따른 환경조건 산출하는 단계에서,
    엔진의 냉각수온, 일사량 및 차량 외기온의 조합으로 산출되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 난방 부하 판별방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 난방요구부하 산출하는 단계에서,
    상기 난방요구부하는 블로워 스텝에 따른 공조량, 템프도어의 각도에 의해 산출되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 난방 부하 판별방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 산출된 난방요구부하와 상기 차량의 환경조건을 조합을 통해 최종 난방 부하값을 산출하는 단계에서,
    상기 난방요구부하와 상기 차량의 환경조건을 조합하여 맵테이블로 구성되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 난방 부하 판별방법.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 맵테이블로 구성되는 최종 난방 부하값은, 상기 난방요구부하를 가로 인자로 사용하고, 상기 환경조건을 세로 인자로 사용하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 난방 부하 판별방법.
  6. 삭제
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 난방요구는,
    차량의 외기온도와 FATC의 설정온도 차이가 설정값 이상인 경우 난방요구가 존재하는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 난방 부하 판별방법.
  8. 제 1항에 있어서,
    제어부는, 공조 제어기(Full Automatic Temperature Control: FATC), 엔진 제어유닛(Engine Management System: EMS) 및 하이브리드 컨트롤 유닛(Hybrid Control Unit: HCU)로 구성되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 난방 부하 판별방법.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 고전압 배터리의 SOC 상태를 판단하는 단계에서, 고전압 배터리 상태가 노멀이 아닌 경우, 고전압 배터리 SOC에 따른 엔진 목표토크값을 산출하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 난방 부하 판별방법.
  10. 제 1항에 있어서,
    주행패턴 입력값이 난방요구가 존재하는지 판단하는 단계에서, 난방요구가 존재하지 않는 경우, 고전압 배터리 SOC에 따른 엔진 목표토크값을 산출하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 난방 부하 판별방법.
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