KR100831435B1

KR100831435B1 - 하이브리드 차량의 엔진시동 제어방법

Info

Publication number: KR100831435B1
Application number: KR1020070049819A
Authority: KR
Inventors: 김연호
Original assignee: 현대자동차주식회사; 기아자동차주식회사
Priority date: 2007-05-22
Filing date: 2007-05-22
Publication date: 2008-05-22

Abstract

본 발명은 하이브리드 차량의 엔진시동 제어방법에 관한 것으로서, 전기주행(EV) 모드 주행 중, 엔진 시동을 위한 스타터와 전압 발전을 위한 제너레이터의 기능을 동시에 수행하는 ISG(Integrated Starter Generator)의 고장 시, 구동바퀴에 전달되는 구동모터의 주행 요구동력(부하)으로 인해 엔진 시동시 필요한 구동모터의 동력이 부족하게 되어 구동모터의 엔진 시동이 불가능할 경우, 자동변속기 내의 클러치, 브레이크 등의 1속 마찰요소 중, 일정시간 동안 언더드라이브 브레이크(UDB)를 개방 제어하여 엔진 시동시 필요한 동력을 보충한 후, 구동모터를 통해 엔진 시동을 구현함으로써, 전기주행 모드 주행 중의 ISG의 고장이 나더라도 엔진 시동이 가능토록 하여 엔진 동력을 추가 사용할 수 있는 하이브리드 차량의 엔진시동 제어방법에 관한 것이다.

하이브리드 차량, 엔진시동 제어방법, ISG, 마찰요소

Description

하이브리드 차량의 엔진시동 제어방법{Engine start control method for hybrid electric vehicle}

도 1은 일반적인 하이브리드 차량의 동력전달장치를 나타내는 개략적인 구성도,

도 2는 본 발명에 따른 하이브리드 차량의 엔진시동 제어방법을 나타내는 플로우챠트,

도 3a 및 도 3b는 본 발명에 따른 자동변속기의 전진 1속 시, UDB의 제어작동 상태를 나타내는 도면이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

10 : 엔진 20 : ISG

30 : 자동변속기 40 : 구동모터

50 : 클러치 60 : 구동바퀴

본 발명은 하이브리드 차량의 엔진시동 제어방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 ISG(Integrated Starter Generator)의 고장 시 고부하에 의한 모터의 엔진 시동이 불가능할 경우, 자동변속기 내의 언더드라이브 브레이크(UDB)를 개방(open) 제어하여 엔진 시동시 필요한 동력을 보충한 후, 구동모터를 통해 엔진 시동을 구현하는 하이브리드 차량의 엔진시동 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로, 하이브리드 차량이라고 함은 서로 다른 두 종류 이상의 동력원을 효율적으로 조합하여 차량의 주행상태에 따라 어느 한편의 동력을 이용하여 구동하는 방식의 전기 자동차를 의미한다.

그리고, 상기와 같은 하이브리드 차량은 대개 차량이 출발하여 일정속도 도달 전까지는 배터리의 동력을 이용해서 구동모터로 구동하고, 정속 주행시는 엔진의 동력으로 구동하며, 최고 속도로 가속시는 엔진과 배터리의 동력을 함께 이용하여 구동하는 방식을 채택하고 있다.

이에 따라 가솔린 또는 디젤 등과 같은 화석 연료의 사용을 최소화함으로써, 연비 향상에 큰 도움이 되며, 이로 인해 배기 가스 배출의 최소화하여 대기오염을 줄일 수 있는 바, 최근 활발한 연구가 이루어지고 있음은 물론 선진국에서는 이미 양산되어 판매되고 있다.

그런데, 엔진 시동을 위한 스타터와 전압 발전을 위한 제너레이터의 기능을 동시에 수행하는 ISG(Integrated Starter Generator)가 고장이 발생할 경우, 다른 시동장치인 구동모터를 통한 엔진 시동 시, 구동바퀴에 전달되는 구동모터의 주행 요구동력(부하)으로 인해 엔진 시동시에 필요한 구동모터의 동력이 부족하게 되어 구동모터의 엔진 시동이 불가능한 문제점이 발생하게 된다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명한 것으로서, 전기주행(EV) 모드 주행 중, 엔진 시동을 위한 스타터와 전압 발전을 위한 제너레이터의 기능을 동시에 수행하는 ISG(Integrated Starter Generator)의 고장 시, 구동바퀴에 전달되는 구동모터의 주행 요구동력(부하)으로 인해 엔진 시동시 필요한 구동모터의 동력이 부족하게 되어 구동모터의 엔진 시동이 불가능할 경우, 자동변속기 내의 클러치, 브레이크 등의 1속 마찰요소 중, 일정시간 동안 언더드라이브 브레이크(UDB)를 개방 제어하여 엔진 시동시 필요한 동력을 보충한 후, 구동모터를 통해 엔진 시동을 구현함으로써, 전기주행 모드 주행 중의 ISG의 고장이 나더라도 엔진 시동이 가능토록 하여 엔진 동력을 추가 사용할 수 있는 하이브리드 차량의 엔진시동 제어방법을 제공하고자 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 하이브리드 차량의 엔진시동 제어방법은 전기주행(EV)모드 시, 엔진(10) 시동을 위한 스타터 기능을 수행하는 ISG(20)의 고장 여부을 판단하는 단계와;

상기 ISG(20)의 고장시 자동변속기(30) 내의 1속 마찰요소의 작동을 해제하는 단계와;

상기 엔진(10) 및 구동모터(40) 사이의 엔진 클러치(50)를 결합하여 구동모터(40)의 동력이 엔진(10)으로 인가되도록 하는 단계와;

상기 구동모터(40)에 의해 엔진(10) 시동을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직한 실시예로서, 상기 1속 마찰요소는 자동변속기(30)의 변속단이 전진 1속에서 작동하는 언더 드라이브 브레이크(UD/B)인 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 구성에 대해 상세하게 설명하면 다음과 같다.

첨부한 도 1은 일반적인 하이브리드 차량의 동력전달장치를 나타내는 개략적인 구성도이고, 도 2는 본 발명에 따른 하이브리드 차량의 엔진시동 제어방법을 나타내는 플로우챠트이며, 도 3a 및 도 3b는 본 발명에 따른 자동변속기의 전진 1속 시, UDB의 제어작동 상태를 나타내는 도면이다.

하이브리드 차량은 도 1에 도시된 바와 같이, 엔진(10)과, 상기 엔진(10)의 크랭크축과 직결된 ISG(Integrated Starter Generator; 일체형 스타터 및 발전기)(20)와, 상기 ISG(20)의 일측에 설치되어 하이브리드 차량의 자동변속기(30)로 구동력을 전달하는 구동모터(40)와, 상기 ISG(20)와 상기 구동모터(40) 사이에 설치되어 상기 엔진(10)으로부터 전달되는 구동력을 단속하는 엔진 클러치(50)와, 상기 구동모터(40)를 제어하고, 상기 ISG(20)의 발전기 모드 및 상기 엔진(10)의 시동 제어 등을 통합 관리하는 전자 제어장치(ECU)(미도시)로 이루어져 있다.

이러한 기술적인 구성으로 이루어진 하이브리드 차량은 구동모터(40)에 의 해 차량이 전기주행(EV) 모드로 주행되고, 구동모터(40)의 RPM이 일정 회전속도(약 1500RPM)에 도달하게 되면 ISG(20)에 의해 엔진(10)이 시동된 후 엔진 클러치(50)에 의해 엔진(10)의 동력이 자동변속기(30)로 전달되어 구동바퀴(60)가 구동하게 된다.

그런데, 본 발명은 하이브리드 차량의 구동모터(40)에 의한 전기주행(EV)모드 시, 엔진(10) 시동을 위한 스타터 기능을 수행하는 ISG(20)가 고장날 경우, 다른 시동장치인 구동모터(40)를 통한 엔진(10) 시동이 가능하도록 하되, 상기 구동모터(40)에 의해 전달되는 구동바퀴(60)의 주행 요구동력이 고부하이기 때문에 엔진(10) 시동시에 필요한 구동모터(40)의 여분의 동력이 부족하게 되므로 이를 방지하도록 하는데 주안점이 있다.

즉, 상기 ISG(20)의 고장 시, 구동바퀴(60)에 전달되는 구동모터(40)의 주행 요구동력(부하)으로 인해 엔진(10) 시동시 필요한 구동모터(40)의 동력이 부족하게 되어 구동모터(40)의 엔진(10) 시동이 불가능할 경우, 자동변속기(30) 내의 클러치, 브레이크 등의 마찰요소(friction element) 중, 1속 마찰요소에서 일정시간 동안 언더 드라이브 브레이크(UD/B)를 개방 제어함으로써, 상기 구동바퀴(60)에 전달되는 구동모터(40)의 주행 요구동력을 차단하여 엔진(10) 시동시에 필요한 동력으로 일정량 유지한 후, 구동모터(40)를 통해 엔진(10) 시동을 구현하도록 하는 것이다.

여기서, 상기 자동변속기(30)는 입력축으로부터의 회전을 선택 변속단에 따른 기어비로 변속하여 출력축에 출력하는 것으로서, 도 3a에 도시된 바와 같이, 전 진 1속과 후진에서 작동하는 로우 리버스 브레이크(LR/B)(31), 전진 1속에서 작동하는 언더 드라이브 브레이크(UD/B)(32), 전진 3,6속과 후진에서 작동하는 3,6단 클러치(36R/C)(33), 전진 3,4,5속에서 작동하는 오버 드라이브 클러치(OD/C)(34), 전진 2,6속에서 작동하는 2,6단 브레이크(26/B)(35) 등의 마찰요소를 구비하고 있는데, 상기 언더 드라이브 브레이크(UD/B)의 작동을 해제하는 개방 제어를 수행하여 구동바퀴(60)에 전달되는 구동모터(40)의 주행 요구동력을 일정시간 동안 차단하게 된다.

이는 상기 전기주행 모드 주행이 자동변속기(30) 내의 변속단이 전진 1속을 유지하는 모드이기 때문에 변속단이 전진 1속에 해당하는 로우 리버스 브레이크(31) 및 언더 드라이브 브레이크(32) 중에서 언더 드라이브 브레이크(32)의 작동을 해제하여 구동바퀴(60)로 전달되는 동력을 일정부분 차단하게 되는 것이다.

이로 인하여 엔진(10) 시동시에 필요한 동력이 어느 정도 충분하게 되므로 구동모터(40)에 의한 엔진(10) 시동이 가능하게 되는 것이다.

이때, 도 1에 도시된 엔진 클러치(50)는 전기주행 모드 시 해제되어 있는 상태를 유지하다가 이후 엔진(10)이 시동되어 동력이 합성되는 시점에서 결합하게 된다.

위와 같이 본 발명은 엔진(10) 시동을 위한 스타터의 기능을 수행하는 ISG(20)가 고장 시, 다른 시동장치인 구동모터(40)의 고부하를 방지하여 엔진(10) 시동에 제공되는 동력으로 유지하되, 자동변속기(30) 내의 마찰요소의 결합을 해제하는 것으로 엔진(10) 시동에 필요한 동력을 얻을 수 있는 하이브리드 차량의 엔진 시동 제어방법이다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 또한 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않으며, 특허청구범위에서 청구된 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 기재된 청구범위 내에 있게 된다.

이상에서 본 바와 같이, 본 발명에 따른 하이브리드 차량의 엔진시동 제어방법에 의하면, 전기주행 모드 주행 중의 ISG의 고장이 나더라도 엔진 시동이 가능토록 하여 엔진 동력을 추가 사용할 수 있는 효과가 있다.

Claims

전기주행(EV)모드 시, 엔진(10) 시동을 위한 스타터 기능을 수행하는 ISG(20)의 고장 여부을 판단하는 단계와;

상기 ISG(20)의 고장시 자동변속기(30) 내의 1속 마찰요소의 작동을 해제하는 단계와;

상기 엔진(10) 및 구동모터(40) 사이의 엔진 클러치(50)를 결합하여 구동모터(40)의 동력이 엔진(10)으로 인가되도록 하는 단계와;

상기 구동모터(40)에 의해 엔진(10) 시동을 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 엔진시동 제어방법.
제1항에 있어서,

상기 1속 마찰요소는 자동변속기(30)의 변속단이 전진 1속에서 작동하는 언더 드라이브 브레이크(UD/B)인 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 엔진시동 제어방법.