KR100932164B1 - Ｌｐｉ 하이브리드 차량용 제어 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 LPG 연료가 공급되지 않은 상태에서 모터가 동작하여 배터리가 고갈되는 것을 방지하고, 돌발 사고 발생시 LPG 스위치에 의해 모터의 어시스트 동작을 멈추게 할 수 있는 LPI 하이브리드 차량용 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.
이를 위해 LPG 스위치에 전기적으로 연결되어 LPG 스위치의 동작을 감지하고, 이를 전기적 신호로 변환하는 LPG 스위치 센서, LPG 스위치 센서에 전기적으로 연결되어 전기적 신호를 인가받아 제어 신호를 생성하는 하이브리드 제어부, 하이브리드 제어부에 전기적으로 연결되어 제어 신호를 인가받아 엔진의 동작을 제어하는 엔진 제어부 및 하이브리드 제어부에 전기적으로 연결되어 제어 신호를 인가받아 모터의 동작을 제어하는 모터 제어부를 포함하는 LPI 하이브리드 차량용 제어 장치가 개시된다.
LPI 하이브리드 자동차, LPI HEV, LPG 스위치, 모터, 배터리

Description

ＬＰＩ 하이브리드 차량용 제어 장치 및 방법{CONTROLLING APPARATUS AND METHOD FOR LPI HYBRID ELECTRIC VEHICLE}
본 발명은 LPI 하이브리드 차량용 제어 장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 LPI가 공급되지 않은 상태에서 모터가 동작하여 배터리가 고갈되는 것을 방지하고, 돌발 사고 발생시 LPG 스위치에 의해 모터의 어시스트 동작을 멈추게 할 수 있는 LPI 하이브리드 차량용 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.
현재 생산되고 있는 LPG 차량과 LPI 차량에는 차량 성능 개선 및 안전상의 이유로 LPG 스위치가 기본적으로 장착되고 있다. 그런데 이러한 LPG 스위치는 LPG 차량에서는 겨울철 냉간 시동성을 향상시킨다. 또한, LPG 스위치는 LPG 차량과 LPI 차량에서 모두 긴급시 연료를 차단할 수 있도록 하여 화재 및 폭발의 발생을 방지하는 역할을 한다.
또한, 이러한 LPG 스위치는 LPI 하이브리드 차량에도 구비된다. 그러나, LPI 하이브리드 차량에서는 운전자의 실수 등의 이유로 LPG 스위치가 오프 상태에 있음에도, 모터에 의한 시동이 걸리게 된다. 이 경우, LPG 스위치가 오프 상태에 있기 때문에 엔진 쪽으로 LPG 연료가 공급되지 않는다. 이에 따라 LPI 하이브리드 차량은 모터만의 토크를 이용하여 엔진 Idle RPM을 유지하거나 차량 발진을 시켜야 하기 때문에 모터를 통해 큰 에너지 소모가 이루어지게 되어 메인 배터리의 SOC가 급격하게 고갈된다. 따라서, 운전자가 이러한 사실을 모르고 계속 운행을 하게 되면 결국 메인 배터리의 SOC가 고갈되어 차량이 갑자기 정지하게 되므로 안전상의 위험이 있으며, 각종 전장계의 시스템 오류를 발생시킬 수 있어서 문제가 된다.
또한, LPI 하이브리드 차량에서는 차량 운행 중 긴급 상황 발생시 운전자가 LPG 스위치를 오프시켜도 메인 배터리의 SOC가 고갈될 때까지 모터를 이용하여 차량 운행을 유지시키게 되므로 2차 재해를 유발할 위험이 있어서 문제가 된다.
본 발명은 상술한 종래의 문제점을 극복하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 LPG 연료가 공급되지 않은 상태에서 모터가 동작하여 배터리가 고갈되는 것을 방지하고, 돌발 사고 발생시 LPG 스위치에 의해 모터의 동작을 멈추게 할 수 있는 LPI 하이브리드 차량용 제어 장치 및 방법을 제공함에 있다.
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 LPI 하이브리드 차량용 제어 장치는 LPG 스위치에 전기적으로 연결되어 LPG 스위치의 동작을 감지하고, 이를 전기적 신호로 변환하는 LPG 스위치 센서, LPG 스위치 센서에 전기적으로 연결되어 전기적 신호를 인가받아 제어 신호를 생성하는 하이브리드 제어부, 하이브리드 제어부에 전기적으로 연결되어 제어 신호를 인가받아 엔진의 동작을 제어하는 엔진 제어부 및 하이브리드 제어부에 전기적으로 연결되어 제어 신호를 인가받아 모터의 동작을 제어하는 모터 제어부를 포함할 수 있다.
여기서, 하이브리드 제어부는 LPG 스위치가 오프 상태인 경우, 모터 제어부에 모터의 어시스트 기능을 중단하도록 하는 제어 신호를 인가할 수 있다.
그리고 모터 제어부는 LPG 스위치가 오프 상태인 경우, 모터가 어시스트 기능을 중단하도록 제어할 수 있다.
더불어, 상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 LPI 하이브리드 차량용 제어 방법은 모터 제어부가 모터의 구동 준비 여부를 확인하는 모터 구동 준비 확인 단계, 모터 제어부가 하이브리드 제어부로부터 제어 신호를 인가받을 수 있는 상태인지 여부를 확인하는 모터 컨트롤 준비 확인 단계, 엔진 제어부가 하이브리드 제어부로부터 제어 신호를 인가받을 수 있는 상태인지 여부를 확인하는 엔진 컨트롤 준비 확인 단계 및 LPG 스위치 센서가 LPG 스위치의 온오프 연결 상태를 감지하여 상기 모터의 구동 여부를 결정하는 LPG 스위치 연결 확인 단계를 포함할 수 있다.
여기서, LPG 스위치 연결 확인 단계는 LPG 스위치 센서가 LPG 스위치의 상태를 전기적 신호로 변환하여 하이브리드 제어부에 인가하도록 할 수 있다.
그리고 LPG 스위치 연결 확인 단계는 LPG 스위치가 오프 상태에 있는 경우, 하이브리드 제어부가 모터 제어부에 모터의 어시스트 동작을 중단하는 제어 신호를 인가할 수 있다.
상기와 같이 하여 본 발명에 의한 LPI 하이브리드 차량용 제어 장치 및 방법은 LPG 스위치 센서를 구비하여 LPG 스위치의 오프시, LPG 스위치 센서가 하이브리드 제어부(Hybrid control unit, HCU)에 전기적 신호를 전달하여 모터의 어시스트(assist) 기능을 멈추도록 함으로써, LPI가 공급되지 않은 상태에서 모터가 동작하여 배터리가 고갈되는 것을 방지하고, 돌발 사고 발생시 LPG 스위치에 의해 모터 의 동작을 멈추도록 할 수 있다.
본 발명이 속하는 기술분야에 있어서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 LPI 하이브리드 차량용 제어 장치(100)를 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 LPI 하이브리드 차량용 제어 장치(100)의 구성을 간략하게 도시한 것이다. 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 LPI 하이브리드 차량용 제어 장치(100)의 동작을 간략하게 도시한 것이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 LPI 하이브리드 차량용 제어 장치(100)는 LPG 스위치(10)에 전기적으로 연결된 LPG 스위치 센서(110), 상기 LPG 스위치 센서(110)에 전기적으로 연결된 하이브리드 제어부(120), 상기 하이브리드 제어부(120)에 전기적으로 연결된 인터페이스 박스(130), 상기 하이브리드 제어부(120)에 전기적으로 연결된 배터리 제어부(140), 상기 하이브리드 제어부(120)에 전기적으로 연결된 엔진 제어부(150), 상기 하이브리드 제어부(120)에 전기적으로 연결된 변속 제어부(160), 상기 하이브리드 제어부(120)에 전기적으로 연결된 모터 제어부(170)를 포함할 수 있다.
기본적으로 상기 LPG 스위치(10)는 LPG 봄베(도시되지 않음)의 연료 펌프 릴레이 및 차단 밸브와 연결되어 있다. 따라서, LPG 스위치가 오프 상태에 있는 경우, 연료 펌프 릴레이가 끊어지고, 차단 밸브가 닫혀서 연료 공급이 차단된다.
상기 LPG 스위치 센서(110)는 상기 LPG 스위치(10)에 전기적으로 연결되어 있다. 상기 LPG 스위치 센서(110)는 상기 LPG 스위치(10)의 온오프 동작 상태를 감지한다. 또한, 상기 LPG 스위치 센서(110)는 상기 LPG 스위치(10)의 온오프 동작 상태를 전기적 신호로 변환한다. 그리고 상기 LPG 스위치 센서(110)는 전기적 신호를 하이브리드 제어부(120)에 인가한다.
상기 하이브리드 제어부(Hybrid Control Unit, HCU)(120)는 상기 LPG 스위치 센서(110)에 전기적으로 연결되어 있다. 상기 하이브리드 제어부(120)는 상기 LPG 스위치 센서(110)에 캔 통신으로 연결될 수 있다. 상기 하이브리드 제어부(120)는 상기 인터페이스 박스(130), 배터리 제어부(140), 엔진 제어부(150), 변속 제어부(160), 모터 제어부(170) 등에 전기적으로 연결되어 모터 시동 제어, 주행중 모터 어시스트 동작 제어, 감속 중 모터 리제너레이션 제어, 변속비 제어, 배터리 충전 상태 제어 등의 여러가지 하이브리드 구동 제어 기능을 한다.
또한, 상기 하이브리드 제어부(120)는 상기 LPG 스위치 센서(110)로부터 상기 LPG 스위치(10)가 오프 상태에 있다는 전기적 신호를 인가받은 경우, 모터의 어 시스트 기능을 차단하기 위한 제어 신호를 발생시킨다. 이 때, 모터의 어시스트 기능이란 모터 시동, 차량 아이들(idle) 유지, 차량 발진 등을 포함하는 개념이다. 따라서, 상기 하이브리드 제어부(120)는 모터의 어시스트 기능을 차단하기 위한 제어 신호를 상기 모터 제어부(170)에 인가하여 연료 차단 상태에서 모터가 구동되는 것을 방지할 수 있다.
상기 인터페이스 박스(Interface box, IFB)(130)는 상기 하이브리드 제어부(120)에 전기적으로 연결된다. 상기 인터페이스 박스(130)는 상기 하이브리드 제어부(120)에 캔 통신으로 연결될 수 있다. 상기 인터페이스 박스(130)는 상기 LPG 연료 시스템에 대한 제어를 수행한다.
상기 인터페이스 박스(130)는 상기 LPG 스위치(10)가 온 상태에 있는 경우, 연료 펌프 릴레이와 차단 밸브를 차량 시동 및 주행 상황에 따라 제어함으로써 연료의 공급을 제어한다.
그러나, 상기 LPG 스위치(10)가 오프 상태에 있는 경우, 연료 펌프 릴레이가 끊어지고 차단 밸브가 닫혀버리기 때문에 상기 인터페이스(130)는 연료 공급을 제어할 수 없게 된다.
상기 배터리 제어부(140)는 상기 하이브리드 제어부(120)에 전기적으로 연결된다. 상기 배터리 제어부(140)는 상기 하이브리드 제어부(120)에 캔 통신으로 연결될 수 있다. 상기 배터리 제어부(140)는 차량 시동 및 주행 상황에 따라 모터 등 에 연결된 메인 배터리의 동작을 제어한다.
상기 엔진 제어부(Engine Control Unit, ECU)(150)는 상기 하이브리드 제어부(120)에 전기적으로 연결된다. 상기 엔진 제어부(150)는 하이브리드 차량 내에서 기존 LPI 차량과 동일하게 엔진 구동과 관련된 제어를 수행한다.
상기 변속 제어부(Transmission Control Unit, TCU)(160)는 상기 하이브리드 제어부(120)에 전기적으로 연결된다. 상기 변속 제어부(160)는 변속기(도시되지 않음)의 동작을 제어하여 차량의 변속을 가능하게 한다.
상기 모터 제어부(Motor Control Unit, MCU)(170)는 상기 하이브리드 제어부(120)에 전기적으로 연결된다. 상기 모터 제어부(170)는 차량 시동 및 주행 상태에 따라 모터의 구동을 제어한다.
상기 모터 제어부(170)는 상기 LPG 스위치(10)가 오프된 경우, 상기 하이브리드 제어부(120)에서 제어 신호를 받는다. 또한, 이 경우 상기 모터 제어부(170)는 모터에 어스시트 기능을 중단하도록 신호를 인가한다. 따라서, 상기 LPG 스위치(10)가 오프되어 연료가 공급되지 않으면, 모터의 어시스트 동작이 중단된다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 LPI 하이브리드 차량용 제어 장치(100)는 LPG 스위치(10)에 연결된 LPG 스위치 센서(110)를 구비하여 LPG 스위 치(10)가 오프되어 연료 공급이 차단되면, LPG 스위치 센서(110)가 하이브리드 제어부(120)에 전기적 신호를 인가하고, 하이브리드 제어부(120)는 모터 구동부(170)에 제어 신호를 인가하며, 다시 모터 구동부(170)가 모터의 어시스트 동작을 중단하도록 제어한다. 따라서, 연료 공급이 중단되면 모터가 어시스트 기능을 수행하지 않으므로 배터리의 SOC가 고갈되는 문제가 해결될 수 있다. 또한, 긴급 상황시 운전자가 LPG 스위치(10)를 오프시키는 경우, 모터가 어시스트 기능을 수행하지 않으므로 2차 재해를 방지할 수 있다.
이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 LPI 하이브리드 차량용 제어 방법에 대해 설명하도록 한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 LPI 하이브리드 차량용 제어 방법을 설명하기 위한 플로우 챠트이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 LPI 하이브리드 차량용 제어 방법은 모터 구동 준비 확인 단계(S1), 모터 컨트롤 준비 확인 단계(S2), 엔진 컨트롤 준비 확인 단계(S3), LPG 스위치 연결 확인 단계(S4)를 포함할 수 있다. 이하에서는 도 3의 각 단계들을 도 1 및 도 2를 참조하여 설명하도록 한다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 모터 제어부(170)가 모터의 상태를 확인하는 모터 구동 준비 확인 단계(S1)가 이루어진다. 상기 모터 제어부(170)는 모터의 시동 전에 모터의 상태를 확인하여 구동 준비가 된 경우에만 모터 어시스트 신호를 인가 한다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 상기 모터 제어부(170)가 상기 하이브리드 제어부(120)로부터 제어 신호를 인가받을 수 있는 상태인지 여부를 확인하는 모터 컨트롤 준비 확인 단계(S2)가 이루어진다. 상기 하이브리드 제어부(170)는 상기 모터 제어부(170)가 제어 신호를 인가받을 준비가 되어 있는 경우에만, 모터 어시스트 신호를 인가한다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 상기 엔진 제어부(150)가 상기 하이브리드 제어부(120)로부터 제어 신호를 인가받을 수 있는 상태인지 여부를 확인하는 엔진 컨트롤 준비 확인 단계(S3)가 이루어진다. 상기 하이브리드 제어부(170)는 상기 엔진 제어부(150)가 제어 신호를 인가받을 준비가 되어 있는 경우에만, 엔진을 구동하게 하는 제어 신호를 인가한다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, LPG 스위치 센서(110)가 LPG 스위치(10)의 연결 상태를 확인하는 LPG 스위치 연결 확인 단계(S4)가 이루어진다. 상기 LPG 스위치 센서(110)는 상기 LPG 스위치(10)의 상태를 전기적 신호로 변환하여 상기 하이브리드 제어부(120)에 인가한다.
또한, 상기 하이브리드 제어부(120)는 상기 LPG 스위치(10)가 온 상태에 있는 경우에 모터 구동부(170)에 모터가 어시스트 기능을 수행하도록 하는 제어 신호 를 인가한다. 또한, 상기 하이브리드 제어부(120)는 상기 LPG 스위치(10)가 오프 상태에 있는 경우, 상기 모터 구동부(170)에 모터가 어시스트 기능을 수행하는 것을 중단하도록 하는 제어 신호를 인가한다.
이상에서 설명한 것은 본 발명의 기술적 사상을 설명하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명의 기술적 범위는 상술한 실시예에 의해 한정되지 않는다. 또한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 할 수 있는 다양한 변형 및 균등한 타 실시예를 포괄할 수 있다. 예를 들어, LPG 스위치 센서는 별도의 센서 대신, LPG 스위치의 내부에 형성되어 LPG 스위치의 동작시 전기적 신호를 하이브리드 제어부에 인가할 수도 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 LPI 하이브리드 차량용 제어 장치의 구성을 간략하게 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 LPI 하이브리드 차량용 제어 장치의 동작을 간략하게 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 LPI 하이브리드 차량용 제어 방법을 설명하기 위한 플로우 챠트이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100; 본 발명의 실시예에 따른 LPI 하이브리드 차량용 제어 장치
10; LPG 스위치 110; LPG 스위치 센서
120; 하이브리드 제어부 130; 인터페이스 박스
140; 배터리 제어부 150; 엔진 제어부
160; 변속 제어부 170; 모터 제어부

Claims (6)

  1. LPG 스위치에 전기적으로 연결되어 LPG 스위치의 동작을 감지하고, 이를 전기적 신호로 변환하는 LPG 스위치 센서;
    상기 LPG 스위치 센서에 전기적으로 연결되어 상기 전기적 신호를 인가받아 제어 신호를 생성하는 하이브리드 제어부;
    상기 하이브리드 제어부에 전기적으로 연결되어 상기 제어 신호를 인가받아 엔진의 동작을 제어하는 엔진 제어부; 및
    상기 하이브리드 제어부에 전기적으로 연결되어 상기 제어 신호를 인가받아 모터의 동작을 제어하는 모터 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 LPI 하이브리드 차량용 제어 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 하이브리드 제어부는 상기 LPG 스위치가 오프 상태인 경우, 상기 모터의 어시스트 기능을 중단하도록 하기 위한 제어 신호를 상기 모터 제어부에 인가하는 것을 특징으로 하는 LPI 하이브리드 차량용 제어 장치.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 모터 제어부는 상기 LPG 스위치가 오프 상태인 경우, 상기 모터를 제어하여 어시스트 기능을 중단시키는 것을 특징으로 하는 LPI 하이브리드 차량용 제어 장치.
  4. 모터 제어부가 모터의 구동 준비 여부를 확인하는 모터 구동 준비 확인 단계;
    상기 모터 제어부가 하이브리드 제어부로부터 제어 신호를 인가받을 수 있는 상태인지 여부를 확인하는 모터 컨트롤 준비 확인 단계;
    엔진 제어부가 상기 하이브리드 제어부로부터 제어 신호를 인가받을 수 있는 상태인지 여부를 확인하는 엔진 컨트롤 준비 확인 단계; 및
    LPG 스위치 센서가 LPG 스위치의 온오프 연결 상태를 감지하여 상기 모터의 구동 여부를 결정하는 LPG 스위치 연결 확인 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 LPI 하이브리드 차량용 제어 방법.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 LPG 스위치 연결 확인 단계는 상기 LPG 스위치 센서가 상기 LPG 스위치의 상태를 전기적 신호로 변환하여 하이브리드 제어부에 인가하도록 하는 것을 특징으로 하는 LPI 하이브리드 차량용 제어 방법.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 LPG 스위치 연결 확인 단계는 상기 LPG 스위치가 오프 상태에 있는 경우, 상기 하이브리드 제어부가 상기 모터 제어부에 상기 모터의 어시스트 동작을 중단하는 제어 신호를 인가하는 것을 특징으로 하는 LPI 하이브리드 차량용 제어 방법.
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