KR20170025877A

KR20170025877A - 하이브리드 차량의 제어 장치 및 방법

Info

Publication number: KR20170025877A
Application number: KR1020150122953A
Authority: KR
Inventors: 김민수
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2015-08-31
Filing date: 2015-08-31
Publication date: 2017-03-08
Also published as: US9650034B2; CN106476792A; CN106476792B; US20170057487A1

Abstract

본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 차량의 제어 장치는 연료를 연소시켜 구동력을 발생시키는 엔진; 상기 엔진을 시동시키고, 선택적으로 발전기로 작동하여 전기 에너지를 생성하는 시동 발전기; 상기 엔진의 구동력을 보조하고, 선택적으로 발전기로 작동하여 전기 에너지를 생성하는 구동 모터; 상기 시동 발전기 및 상기 구동 모터에서 생성된 전기 에너지를 저장하는 배터리; 상기 엔진에서 배출되는 배기 가스에 포함된 질소 산화물을 정화시키는 질소 산화물 정화 장치(LNT); 및 상기 질소 산화물 정화 장치의 재생을 위한 목표 엔진 토크를 산출하여 상기 엔진 토크를 제어하고, 상기 질소 산화물 정화 장치의 재생 모드에서 차량의 주행에 필요한 구동 토크가 상기 목표 엔진 토크보다 크면 상기 구동 모터를 통해 상기 엔진 토크를 보조하고, 상기 구동 토크가 상기 목표 엔진 토크보다 작으면 상기 시동 발전기 또는 상기 구동 모터를 통해 회생 제동시키는 제어부;를 포함할 수 있다.

Description

하이브리드 차량의 제어 장치 및 방법 {SYSTEM AND METHOD FOR CONTROLLING HYBRID VEHICLE}

본 발명은 하이브리드 차량의 제어 장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 배기 가스에 포함된 질소 산화물을 정화하는 LNT를 재생할 때 차량의 연비와 배출 가스를 개선할 수 있는 하이브리드 차량의 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.

하이브리드 차량은 두 가지 이상의 동력원을 사용하는 차량으로써, 일반적으로 엔진과 모터를 사용하여 구동된다. 이때, 사용되는 엔진은 가솔린 엔진 또는 디젤 엔진 모두 사용될 수 있다.

하이브리드 차량은 엔진과 모터로 구성되는 두 가지 이상의 동력원을 사용하여 다양한 구조로 형성될 수 있다. 하이브리드 차량에 구비되는 모터는 가속시 또는 등판 주행 시에 엔진의 동력을 보조하는 역할을 한다.

일반적으로 디젤 엔진이 구비된 하이브리드 차량은 디젤 엔진의 특성상 공기 공급율이 큰 상태에서 연소가 이루어지기 때문에 배출가스 중에는 가솔린 엔진과는 달리 일산화탄소(CO)나 탄화수소의 배출량이 적은 반면 질소산화물(이하, "NOx" 라 한다.)과 입자성물질(PM)이 상당히 많이 배출되는 단점이 있다.

이러한 질소 산화물을 정화하기 위해 질소 산화물 정화 장치(lean NOx trap: LNT)가 사용되고 있다. 질소 산화물 정화 장치는 배기 가스에 포함된 질소 산화물을 흡장하고, 흡장된 질소 산화물을 설정된 조건에서 환원제와 반응시켜 제거한다.

그리고 제거된 질소 산화물은 상기 질소 산화물 정화 장치에 황 화합물 형태로 저장된다. 상기 질소산화물 정화 장치에 저장된 황화합물은 질소산화물 정화 성능을 악화시키므로, 주기적으로 제거되어야 한다.

상기 질소 산화물 정화 장치에 형성된 황화합물을 제거하는 것을 '재생'이라고 한다.

상기 질소 산화물을 재생하기 위해서는, 엔진이 일정한 재생 조건을 유지해야 한다. 예를 들면, 엔진 RPM이 설정된 회전수 이내이고, 엔진 토크가 설정된 토크 이내이어야 한다. 만약, 질소 산화물 정화 장치를 재생할 때, 재생 조건을 벗어나면, 재생 효율이 떨어지고, 재생 빈도와 재생 시간이 증가되는 문제가 발생한다.

또한, 질소 산화물 정화 장치를 재생할 때, 배출 가스가 농후(rich)한 상태가 되도록 후분사를 실시한다. 그러나 후분사에 의해 분사된 연료는 엔진 토크에 기여하지 못하므로, 차량의 연비가 나빠지는 문제가 발생한다.

이 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 질소 산화물 정화 장치를 구비한 하이브리드 차량에서 질소 산화물 정화 장치를 재생할 때 재생 효율을 개선하고 차량의 연비를 개선할 수 있는 하이브리드 차량의 제어 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 차량의 제어 장치는 연료를 연소시켜 구동력을 발생시키는 엔진; 상기 엔진을 시동시키고, 선택적으로 발전기로 작동하여 전기 에너지를 생성하는 시동 발전기; 상기 엔진의 구동력을 보조하고, 선택적으로 발전기로 작동하여 전기 에너지를 생성하는 구동 모터; 상기 시동 발전기 및 상기 구동 모터에서 생성된 전기 에너지를 저장하는 배터리; 상기 엔진에서 배출되는 배기 가스에 포함된 질소 산화물을 정화시키는 질소 산화물 정화 장치(LNT); 및 상기 질소 산화물 정화 장치의 재생을 위한 목표 엔진 토크를 산출하여 상기 엔진 토크를 제어하고, 상기 질소 산화물 정화 장치의 재생 모드에서 차량의 주행에 필요한 구동 토크가 상기 목표 엔진 토크보다 크면 상기 시동 발전기 또는 상기 구동 모터를 통해 상기 엔진 토크를 보조하고, 상기 구동 토크가 상기 목표 엔진 토크보다 작으면 상기 시동 발전기 또는 상기 구동 모터를 통해 회생 제동시키는 제어부;를 포함할 수 있다.

상기 제어부는 상기 배터리의 SOC가 설정 범위 이내인 경우에만, 상기 질소 산화물 정화 장치의 재생 모드에서 상기 구동 모터 또는 상기 시동 발전기의 제어를 수행할 수 있다.

상기 구동 토크가 상기 목표 엔진 토크보다 클 때, 상기 제어부는 상기 구동 토크와 상기 목표 엔진 토크와의 차이에 해당하는 추가 토크는 상기 구동 모터를 통해 상기 엔진 토크를 보조할 수 있다.

상기 구동 토크가 상기 목표 엔진 토크보다 작고 상기 구동 토크와 상기 목표 엔진 토크와의 차이에 해당하는 여분의 토크가 상기 시동 발전기의 발전 용량보다 작으면, 상기 제어부는 상기 시동 발전기를 통해 상기 여분의 토크를 회생 제동시킬 수 있다.

상기 여분의 토크가 상기 시동 발전기의 발전 용량을 초과하면, 상기 제어부는 상기 시동 발전기 및 상기 구동 모터를 통해 상기 여분의 토크를 회생 제동 시킬 수 있다.

상기 제어부는 상기 질소 산화물 정화 장치의 재생 중에 상기 엔진 토크가 상기 목표 엔진 토크에 대응하여 일정하게 유지되도록 제어할 수 있다.

차량의 주행 거리가 설정 거리에 도달하면, 상기 질소 산화물 정화 장치의 재생 모드를 만족할 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 다른 하이브리드 차량의 제어 방법은 질소 산화물 정화 장치의 재생 모드에 진입했는지 여부를 판단하는 단계; 배터리의 SOC가 설정 범위 이내인지 여부를 판단하는 단계; 상기 질소 산화물 정화 장치의 재생 모드에 진입하고 상기 배터리의 SOC가 설정 범위 이내이면, 상기 질소 산화물 정화 장치의 재생을 위한 목표 엔진 토크와 차량의 구동에 필요한 구동 토크를 비교하는 단계; 및 상기 구동 토크가 상기 목표 엔진 토크보다 크면, 시동 발전기 또는 구동 모터를 통해 상기 엔진 토크를 보조하는 단계;를 포함할 수 있다.

상기 구동 토크가 상기 목표 엔진 토크보다 작으면, 상기 구동 토크와 상기 목표 엔진 토크와의 차이에 해당하는 여분의 토크와 시동 발전기의 발전 용량을 비교하는 단계; 및 상기 여분의 토크가 시동 발전기의 발전 용량 이하이면, 상기 시동 발전기를 통해 상기 여분의 토크를 회생제동 시키는 단계;를 더 포함할 수 있다.

상기 여분의 토크가 시동 발전기의 발전 용량보다 크면, 상기 시동 발전기 및 상기 구동 모터를 통해 상기 여분의 토크를 회생제동 시키는 단계;를 포함할 수 있다.

상기 질소 산화물 정화 장치의 재생 중에 상기 엔진 토크가 상기 목표 엔진 토크에 대응하여 일정하게 유지되도록 제어할 수 있다.

차량의 주행 거리가 설정 거리에 도달하면, 상기 질소 산화물 정화 장치의 재생 모드를 만족하는 것으로 판단할 수 있다.

상기한 바와 같은 본 발명의 실시예에 의한 하이브리드 차량의 제어 장치 및 방법에 의하면, 질소 산화물 정화 장치를 재생할 때, 엔진 토크를 일정하게 유지함으로써, 질소 산화물 정화 장치의 재생 효율을 향상시킬 수 있다.

또한, 질소 산화물 정화 장치를 재생할 때, 엔진 토크가 운전자의 요구 토크보다 큰 경우, 구동 모터 또는 시동 발전기를 통해 회생제동 시킴으로써, 차량의 연비를 향상시킬 수 있다.

이 도면들은 본 발명의 예시적인 실시예를 설명하는데 참조하기 위함이므로, 본 발명의 기술적 사상을 첨부한 도면에 한정해서 해석하여서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 차량의 제어 장치의 구성을 도시한 개념도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 엔진 시스템의 구성을 도시한 개념도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 구동 모터의 토크, 엔진 토크, 및 구동 토크와의 관계를 도시한 그래프이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 차량의 제어 방법을 도시한 순서도이다.

첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 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 실시예에 한정되지 않는다.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.

또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도면에 도시된 바에 한정되지 않으며, 여러 부분 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다.

이하에서는 본 발명의 실시예에 의한 하이브리드 차량의 제어 장치에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 차량의 제어 장치의 구성을 도시한 개념도이다. 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 엔진 시스템의 구성을 도시한 개념도이다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 하이브리드 차량의 제어 장치는 연료를 연소시켜 구동력을 발생시키는 엔진(10), 상기 엔진(10)을 시동시키고 선택적으로 발전기로 작동하여 전기 에너지를 생성하는 시동 발전기(20), 상기 엔진(10)의 구동력을 보조하고 선택적으로 발전기로 작동하여 전기 에너지를 생성하는 구동 모터(50), 상기 시동 발전기(20) 및 상기 구동 모터(50)에서 생성된 전기 에너지를 저장하는 배터리(80), 상기 엔진(10)에서 배출되는 배기 가스에 포함된 질소 산화물을 정화시키는 질소 산화물 정화 장치(100)(lean NOx trap: LNT), 및 상기 엔진(10), 상기 시동 발전기(20), 상기 구동 모터(50), 상기 질소 산화물 정화 장치(100)를 제어하는 제어부(90)를 포함한다.

상기 엔진(10)은 연료를 연소시켜 구동력을 발생시키고 발생된 구동력은 차량의 전륜에 제공된다.

상기 엔진(10)과 전륜과의 사이에는 엔진 클러치(30)와 변속기(40)가 순차적으로 구비된다. 상기 엔진 클러치(30)는 상기 제어부(90)의 제어에 의해 동작되며, 상기 엔진 클러치(30)의 결합 및 해제에 따라 상기 엔진(10)에서 발생한 구동력이 상기 전륜으로 선택적으로 제공된다. 상기 변속기(40)는 차량의 주행 상황에 따라 상기 엔진(10)에서 발생한 구동력을 차량의 속도에 따라 필요한 회전력으로 바꾸어 상기 전륜으로 공급한다.

상기 시동 발전기(20)는 스타터 및 제너레이터로 동작한다. 즉, 상기 제어부(90)에서 인가되는 제어 신호에 따라 상기 엔진(10)을 시동시키고, 상기 엔진(10)이 시동을 유지한 상태에서는 발전기로 작동하여 전기 에너지를 생성한다. 상기 시동 발전기(20)에서 생성된 전기 에너지는 하이브리드 차량에 구비된 배터리(80)에 충전된다. 상기 시동 발전기(20)는 ISG(integrated starter and generator) 또는 HSG(hybrid starter and generator)라 호칭되기도 한다.

상기 구동 모터(50)는 상기 배터리(80)로부터 전기 에너지를 공급받아 차량의 후륜에 구동력을 제공하며, 하이브리드 차량의 주행시에 상기 엔진(10)의 구동력을 보조한다. 예를 들면, 차량의 급가속시 또는 등판 주행시에 상기 엔진(10)의 구동력을 보조하여 차량의 주행성능을 향상시킨다. 상기 구동 모터(50)는 차량의 제동시 또는 타력 주행시에 발전기로 작동하여 전기 에너지를 생성하며, 생성된 전기 에너지는 상기 배터리(80)에 충전된다.

상기 구동 모터(50)와 상기 후륜의 사이에는 감속기(60)와 모터 클러치(70)가 구비된다. 상기 감속기(60)는 상기 구동 모터(50)에서 발생한 구동력을 필요한 회전력으로 바꾸어 상기 후륜으로 공급한다.

상기 모터 클러치(70)는 상기 제어부(90)의 제어에 의해 동작하며, 상기 모터 클러치(70)의 결합 및 해제에 따라 상기 구동 모터(50)에서 발생한 구동력이 상기 후륜으로 선택적으로 제공된다.

이와 같이, 상기 전륜에는 상기 엔진(10)에서 발생한 구동력을 제공하고, 상기 후륜에는 상기 구동 모터(50)에서 발생한 구동력을 제공하도록 구현된 하이브리드 차량을 TTR(through the road) 방식이라 한다.

본 발명의 실시예는 상기 TTR 방식의 하이브리드 차량을 예로 들어 설명한다. 그러나 본 발명의 권리 범위가 이에 한정하는 것은 아니며, 다른 방식의 하이브리드 차량에도 적용될 수 있음은 물론이다.

상기 제어부(90)는 상기 엔진(10), 상기 엔진 클러치(30), 상기 시동 발전기(20), 상기 구동 모터(50), 및 상기 모터 클러치(70)의 동작을 제어하고, 상기 제어부(90)는 설정된 프로그램에 의하여 작동하는 하나 이상의 프로세서로 구비될 수 있으며, 상기 설정된 프로그램은 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 차량의 제어 방법의 각 단계를 수행하도록 되어 있다.

상기 제어부(90)는 차량에 구비된 ECU(electronic control unit) 및/또는 HCU(hybrid control unit)일 수 있다.

한편, 상기 엔진(10)에서 배출되는 배기 가스가 흐르는 배기 파이프에는 배기 가스에 포함된 질소 산화물을 정화시키는 질소 산화물 정화 장치(100)가 설치된다. 상기 질소 산화물 정화 장치(100)를 통해 제거된 질소 산화물은 황화합물 형태로 상기 질소 산화물 정화 장치(100)에 저장된다.

상기 제어부(90)는 상기 질소 산화물 정화 장치(100)의 재생을 위한 목표 엔진 토크를 산출하여 상기 엔진 토크를 제어한다. 상기 질소 산화물 정화 장치(100)를 재생할 때는 일정한 엔진 토크를 유지해야 한다.

만약, 상기 질소 산화물 정화 장치(100)를 재생할 때 차량이 급가속 또는 급감속하여 엔진 토크를 일정하게 유지하지 못하면, 상기 질소 산화물 정화 장치(100)의 재생 효율이 떨어지고, 이로 인해 상기 질소 산화물 정화 장치(100)의 재생이 빈번하게 이루어지거나 재생 시간이 증가하고, 배출 가스의 정화 효율이 떨어진다.

이러한 문제를 해결하기 위해, 상기 제어부(90)는 상기 질소 산화물 정화 장치(100)의 재생 모드에서 차량의 주행에 필요한 구동 토크가 상기 목표 엔진 토크를 비교하여, 상기 구동 토크가 상기 목표 엔진 토크보다 크면 상기 구동 모터(50)를 통해 상기 엔진 토크를 보조한다. 그리고 상기 구동 토크가 상기 목표 엔진 토크보다 작으면 상기 제어부(90)는 상기 시동 발전기(20) 또는 상기 구동 모터(50)를 통해 여분의 토크를 회생 제동 시킨다. 또한, 상기 질소 산화물 정화 장치(100)의 재생 모드는 차량의 주행 거리가 설정 거리에 도달하면 만족하는 것으로 판단될 수 있다.

여기서, 구동 토크는 운전자의 요구 토크로부터 결정된다. 예를 들면, 운전자의 가속 페달 조작 신호 또는 브레이크 페달 조작 신호로부터 운전자의 요구 토크가 결정되고, 상기 요구 토크로부터 차량의 구동 토크가 결정될 수 있다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 구동 모터(50)의 토크, 엔진 토크, 및 구동 토크와의 관계를 도시한 그래프이다. 도 3에서 'x' 구간은 질소 산화물 정화 장치(100)의 재생 구간이고, 'a' 구간은 구동 토크가 엔진 토크보다 큰 구간이며, 'b' 구간은 구동 토크가 엔진 토크보다 작은 구간이다. 도 3에서 구동 모터로 표시한 것은 구동 모터와 시동 발전기를 포함하는 개념이다.

도 3의 'a' 구간에서 보는 바와 같이, 상기 구동 토크가 상기 목표 엔진 토크보다 클 때, 상기 제어부(90)는 상기 목표 엔진 토크에 대응하는 토크는 상기 엔진을 통해 출력하고, 상기 구동 토크와 상기 목표 엔진 토크와의 차이에 해당하는 추가 토크는 상기 구동 모터(50)를 통해 출력한다.

그리고 도 3의 'b' 구간에서 보는 바와 같이, 상기 구동 토크가 상기 목표 엔진 토크보다 작으면, 상기 구동 토크와 상기 목표 엔진 토크와의 차이에 해당하는 여분의 토크는 상기 시동 발전기(20) 또는 상기 구동 모터(50)를 통해 회생 제동된다.

이때, 상기 여분의 토크가 상기 시동 발전기(20)의 발전 용량보다 작으면 상기 여분의 토크는 상기 시동 발전기(20)에 의해 회생 제동된다. 만약, 상기 여분의 토크가 상기 시동 발전기(20)의 발전 용량보다 크면 상기 여분의 토크는 상기 시동 발전기(20) 및 상기 구동 모터(50)에 의해 회생 제동된다.

한편, 상기 질소 산화물 정화 장치(100)의 재생 모드에서, 상기 구동 모터(50) 또는 상기 시동 발전기(20)의 제어(상기 구동 모터를 통한 토크 출력 제어 또는 상기 시동 발전기/구동 모터를 통한 회생 제동 제어)는 상기 배터리(80)의 SOC(state of charge)가 설정 범위(예를 들면, 40~80%) 이내일 때만 수행되는 것이 바람직하다.

상기 배터리(80)의 SOC가 설정 범위보다 작은 경우, 상기 추가 토크가 상기 구동 모터(50)를 통해 출력되면 상기 배터리(80)가 과방전 될 수 있고, 또는 상기 배터리(80)의 SOC가 설정 범위보다 큰 경우, 상기 여분의 토크가 상기 구동 모터(50) 또는 상기 시동 발전기(20)를 통해 회생 제동되면, 상기 배터리(80)가 과충전 될 수 있기 때문이다.

이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 차량의 제어 방법에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

상기 제어부(90)는 상기 질소 산화물 정화 장치(100)의 재생 모드에 진입했는지 여부를 판단한다(S10). 이때, 상기 제어부(90)는 차량의 주행 거리가 설정 거리에 도달하면 상기 질소 산화물 정화 장치(100)의 재생 모드를 만족하는 것으로 판단할 수 있다.

상기 질소 산화물 정화 장치(100)의 재생 모드에 진입하면, 상기 제어부(90)는 상기 배터리(80)의 SOC가 설정 범위 이내인지 여부를 판단한다(S20). 즉, 상기 질소 산화물 정화 장치(100)의 재생 모드에서 상기 배터리(80)의 SOC가 설정 범위 이내인 경우에만, 상기 구동 모터(50) 또는 상기 시동 발전기(20)의 제어가 이루어진다.

상기 배터리(80)의 SOC가 설정 범위 이내이면, 상기 제어부(90)는 상기 질소 산화물 정화 장치(100)의 재생을 위한 목표 엔진 토크와 차량의 구동에 필요한 구동 토크를 비교한다(S30).

만약, 상기 구동 토크가 상기 목표 엔진 토크보다 크면, 구동 모터(50)를 통해 상기 엔진 토크를 보조한다(S40).

구체적으로, 상기 구동 토크가 상기 목표 엔진 토크보다 클 때, 상기 목표 엔진 토크에 대응하는 토크는 상기 엔진(10)을 통해 출력되고, 상기 구동 토크와 상기 목표 엔진 토크와의 차이에 해당하는 추가 토크는 상기 구동 모터(50)를 통해 출력된다.

상기 S30 단계에서, 상기 구동 토크가 상기 목표 엔진 토크보다 작으면, 상기 구동 토크와 상기 목표 엔진 토크와의 차이에 해당하는 여분의 토크와 상기 시동 발전기(20)의 발전 용량을 비교한다(S50).

만약, 상기 여분의 토크가 시동 발전기(20)의 발전 용량 이하이면, 상기 제어부(90)는 상기 시동 발전기(20)를 통해 상기 여분의 토크를 회생제동 시킨다(S60).

그리고 상기 여분의 토크가 시동 발전기(20)의 발전 용량보다 크면, 상기 제어부(90)는 상기 시동 발전기(20) 및 상기 구동 모터(50)를 통해 상기 여분의 토크를 회생제동 시킨다(S70).

이와 같이, 여분의 토크가 시동 발전기(20)의 발전 용량보다 큰 경우에는, 시동 발전기뿐만 아니라 구동 모터를 통해서 상기 여분의 토크를 회생 제동 시키기 때문에, 차량의 연비를 향상시킬 수 있다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 차량의 제어 장치 및 방법에 의하면, 질소 산화물 정화 장치(100)의 재생 모드에서, 구동 토크가 목표 엔진 토크보다 큰 경우에는 구동 모터(50)의 동력을 통해 추가 토크를 출력하고, 구동 토크가 목표 엔진 토크보다 작은 경우에는 시동 발전기(20) 또는 구동 모터(50)를 통해 여분의 토크를 회생 제동 시킨다. 따라서, 상기 질소 산화물 정화 장치의 재생 중에 엔진 토크를 상기 목표 엔진 토크에 대응하여 일정하게 유지할 수 있기 때문에 질소 산화물 정화 장치(100)의 재생 효율을 개선시킬 수 있다.

또한, 구동 토크가 목표 엔진 토크보다 작은 경우에는 시동 발전기(20) 또는 구동 모터(50)를 통해 여분의 토크를 회생 제동되기 때문에, 차량의 연비를 향상시킬 수 있다.

이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.

10: 엔진
20: 시동 발전기
30: 엔진 클러치
40: 변속기
50: 구동 모터
60: 감속기
70: 모터 클러치
80: 배터리
90: 제어부
100: 질소 산화물 정화 장치

Claims

연료를 연소시켜 구동력을 발생시키는 엔진;
상기 엔진을 시동시키고, 선택적으로 발전기로 작동하여 전기 에너지를 생성하는 시동 발전기;
상기 엔진의 구동력을 보조하고, 선택적으로 발전기로 작동하여 전기 에너지를 생성하는 구동 모터;
상기 시동 발전기 및 상기 구동 모터에서 생성된 전기 에너지를 저장하는 배터리;
상기 엔진에서 배출되는 배기 가스에 포함된 질소 산화물을 정화시키는 질소 산화물 정화 장치(LNT); 및
상기 질소 산화물 정화 장치의 재생을 위한 목표 엔진 토크를 산출하여 상기 엔진 토크를 제어하고, 상기 질소 산화물 정화 장치의 재생 모드에서 차량의 주행에 필요한 구동 토크가 상기 목표 엔진 토크보다 크면 상기 시동 발전기 또는 상기 구동 모터를 통해 상기 엔진 토크를 보조하고, 상기 구동 토크가 상기 목표 엔진 토크보다 작으면 상기 시동 발전기 또는 상기 구동 모터를 통해 회생 제동시키는 제어부;
를 포함하는 하이브리드 차량의 제어 장치.
제1항에 있어서,
상기 제어부는
상기 배터리의 SOC가 설정 범위 이내인 경우에만, 상기 질소 산화물 정화 장치의 재생 모드에서 상기 구동 모터 또는 상기 시동 발전기의 제어를 수행하는 하이브리드 차량의 제어 장치.
제2항에 있어서,
상기 구동 토크가 상기 목표 엔진 토크보다 클 때, 상기 제어부는 상기 구동 토크와 상기 목표 엔진 토크와의 차이에 해당하는 추가 토크는 상기 구동 모터를 통해 상기 엔진 토크를 보조하는 하이브리드 차량의 제어 장치.
제2항에 있어서,
상기 구동 토크가 상기 목표 엔진 토크보다 작고 상기 구동 토크와 상기 목표 엔진 토크와의 차이에 해당하는 여분의 토크가 상기 시동 발전기의 발전 용량보다 작으면, 상기 제어부는 상기 시동 발전기를 통해 상기 여분의 토크를 회생 제동시키는 하이브리드 차량의 제어 장치.
제4항에 있어서,
상기 여분의 토크가 상기 시동 발전기의 발전 용량을 초과하면, 상기 제어부는 상기 시동 발전기 및 상기 구동 모터를 통해 상기 여분의 토크를 회생 제동 시키는 하이브리드 차량의 제어 장치.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제어부는
상기 질소 산화물 정화 장치의 재생 중에 상기 엔진 토크가 상기 목표 엔진 토크에 대응하여 일정하게 유지되도록 제어하는 하이브리드 차량의 제어 장치.
제1항에 있어서,
차량의 주행 거리가 설정 거리에 도달하면, 상기 질소 산화물 정화 장치의 재생 모드를 만족하는 하이브리드 차량의 제어 장치.
질소 산화물 정화 장치의 재생 모드에 진입했는지 여부를 판단하는 단계;
배터리의 SOC가 설정 범위 이내인지 여부를 판단하는 단계;
상기 질소 산화물 정화 장치의 재생 모드에 진입하고 상기 배터리의 SOC가 설정 범위 이내이면, 상기 질소 산화물 정화 장치의 재생을 위한 목표 엔진 토크와 차량의 구동에 필요한 구동 토크를 비교하는 단계; 및
상기 구동 토크가 상기 목표 엔진 토크보다 크면, 시동 발전기 또는 구동 모터를 통해 상기 엔진 토크를 보조하는 단계;
를 포함하는 하이브리드 차량의 제어 방법.
제8항에 있어서,
상기 구동 토크가 상기 목표 엔진 토크보다 작으면, 상기 구동 토크와 상기 목표 엔진 토크와의 차이에 해당하는 여분의 토크와 시동 발전기의 발전 용량을 비교하는 단계; 및
상기 여분의 토크가 시동 발전기의 발전 용량 이하이면, 상기 시동 발전기를 통해 상기 여분의 토크를 회생제동 시키는 단계;
를 더 포함하는 하이브리드 차량의 제어 방법.
제9항에 있어서,
상기 여분의 토크가 시동 발전기의 발전 용량보다 크면, 상기 시동 발전기 및 상기 구동 모터를 통해 상기 여분의 토크를 회생제동 시키는 단계;
를 포함하는 하이브리드 차량의 제어 방법.
제8항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 질소 산화물 정화 장치의 재생 중에 상기 엔진 토크가 상기 목표 엔진 토크에 대응하여 일정하게 유지되도록 제어하는 하이브리드 차량의 제어 방법.
제8항에 있어서,
차량의 주행 거리가 설정 거리에 도달하면, 상기 질소 산화물 정화 장치의 재생 모드를 만족하는 것으로 판단하는 하이브리드 차량의 제어 방법.