KR101044233B1 - Method for driving oil pump for stop and go vehicle - Google Patents
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Abstract
CAN 통신 타이밍 오류 및 라인이 단절된 경우, 오일펌프 구동장치 내의 온도를 감지하여 BLDC 모터를 계속 구동할 수 있는 스톱앤고 차량용 오일펌프 구동방법에 관한 것으로, (a) 최초 차량 출발시, 아이들시 또는 신호 대기시인지 판단하는 단계, (b) 상기 단계 (a)에서 차량 출발시로 판단된 경우, 차량용 외장형 오일펌프 구동장치에 전원을 인가하는 단계, (c) 외장형 오일펌프가 정상 구동 상태인가 판단하는 단계, (d) 상기 단계 (c)에서 정상 구동 상태가 아닌 경우, 상기 CAN 송수신기(70)와 중앙처리장치(20) 사이가 고장이고, 상기 CAN 송수신기(70)와 TCU(300)가 오프되면, 온도감지수단(60)에서 감지된 온도에 따라 상기 통합형 모터 컨트롤러(30)를 제어하는 단계를 포함하는 구성을 마련한다.
상기와 같은 스톱앤고 차량용 오일펌프 구동방법을 이용하는 것에 의해, TCU와 오일펌프 구동장치(OPU) 사이의 통신 상태에 장애가 발생하여도 지속적으로 모터 구동이 가능하여 장치의 내구성을 증대시킬 수 있다.The present invention relates to a stop and go vehicle oil pump driving method capable of continuously driving a BLDC motor by sensing a temperature in an oil pump driving device when a CAN communication timing error and a line are disconnected. (B) applying power to the vehicle external oil pump driving device when it is determined that the vehicle is started at step (a); and (c) determining whether the external oil pump is in a normal driving state. Step (d) If it is not in the normal driving state in step (c), if the CAN transceiver 70 and the central processing unit 20 are faulty, and the CAN transceiver 70 and the TCU 300 are turned off. To prepare the configuration, including the step of controlling the integrated motor controller 30 according to the temperature sensed by the temperature sensing means (60).
By using the stop-and-go vehicle oil pump driving method as described above, even if a failure occurs in the communication state between the TCU and the oil pump driving unit (OPU), the motor can be continuously driven and the durability of the device can be increased.
Description
본 발명은 스톱앤고(Idle Stop & Go) 차량용 오일펌프 구동방법에 관한 것으로, 특히 CAN 통신 라인의 고장 시에도 작동유를 충분히 공급할 수 있어 엔진 클러치와 변속기의 작동 이상 발생을 효과적으로 방지할 수 있는 스톱앤고 차량용 오일펌프 구동방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a method of driving an oil pump for an Idle Stop & Go vehicle, and particularly, a stop & go that can effectively supply an operating oil even when a CAN communication line breaks, thereby effectively preventing an abnormal operation of an engine clutch and a transmission. The present invention relates to a vehicle oil pump driving method.
최근 차량의 연비를 개선하고 보다 친환경적인 제품을 개발해야 한다는 시대적 요청에 부응하여 차에 대한 연구가 더욱 활발히 진행되고 있다.In recent years, research on cars has been actively conducted in response to a demand for improving fuel economy of vehicles and developing more eco-friendly products.
이와 같이 연비를 개선하기 위한 방법의 하나로서 아이들 스톱앤고 차량이 개발되고 있다.As such, an idle stop and go vehicle has been developed as one of methods for improving fuel economy.
아이들 스톱 기능은 엔진 아이들(Idle)시 연료 절약을 위해 엔진 시동을 오프(Off) 시키는 기능이다. 즉 차속이 '0', 브레이크 페달을 밟은 상태(브레이크 스위치 온(On), 가속 페달을 밟지 않은 상태(가속페달 스위치 오프(Off))의 조건을 만족한 상태에서 이루어진다.The idle stop function is to turn off the engine to save fuel when the engine is idle. That is, the vehicle speed is '0', and the brake pedal is pressed down (brake switch on, brake pedal on (off), the acceleration pedal is off (acceleration pedal switch off) conditions are satisfied).
차량 주행을 위해 아이들 스톱 해제시에는 브레이크 페달을 밟은 상태를 해제하거나, 가속 페달을 밟는다. 즉, 브레이크 스위치가 오프(Off)되거나, 가속 페달 스위치가 온(On)된 상태이면 아이들 스톱 기능은 해제된다.To release the idle stop for driving the vehicle, release the brake pedal or press the accelerator pedal. That is, when the brake switch is Off or the accelerator pedal switch is On, the idle stop function is released.
상기한 바와 같은 아이들 스톱앤고 ISG(Idle Stop & Go)은 차량의 연비를 향상시키기 위해서 일정시간 차량이 정지하면, 엔진을 정지하고 엑셀레이터 페달 작동시 자동적으로 엔진의 시동을 걸어서 차량을 출발시킬 수 있도록 한다.Idle Stop & Go ISG (Idle Stop & Go) as described above to stop the engine when the vehicle stops for a certain time to improve the fuel economy of the vehicle, so that the engine can be started automatically by starting the engine when the accelerator pedal is operated. do.
이 아이들 스톱 모드는 자동차의 연비/배기 성능 개선을 위한 여러 기술 중 한가지로 불필요한 엔진 공회전을 방지하여 연비/배기 성능을 향상하는 과정을 말한다This idle stop mode is one of several technologies to improve the fuel economy / exhaust performance of a car. It is the process of improving the fuel economy / exhaust performance by preventing unnecessary engine idling.
또한, 차는 차량 전반의 제어를 담당하는 제어기(Hybrid Control Unit, 이하 HCU 라 칭함)가 탑재되어 있고 시스템을 구성하는 각 장치별로 제어기를 구비하고 있다.In addition, the vehicle is equipped with a controller (Hybrid Control Unit, hereinafter referred to as HCU) that is responsible for the overall control of the vehicle and is provided with a controller for each device constituting the system.
여기서, 엔진 작동의 전반을 제어하는 엔진 제어 유닛(Engine Control Unit, 이하 ECU 라 칭함), 변속기를 제어하는 변속기 제어 유닛(Transmission Control Unit, 이하 TCU 라 칭함) 등이 구비되어 있다.Here, an engine control unit (engine control unit (hereinafter referred to as ECU)) for controlling the overall operation of the engine, a transmission control unit (hereinafter referred to as TCU) for controlling the transmission is provided.
이러한 제어 유닛들은 상위 제어기인 HCU를 중심으로 고속 CAN 통신라인으로 연결되어 제어기들 상호 간의 정보를 주고 받으면서 상위 제어기는 하위 제어기에 명령을 전달하도록 되어있다.These control units are connected to the high-speed CAN communication line around the HCU, which is the upper controller, to exchange information between the controllers, and the upper controller transmits commands to the lower controller.
또 아이들 스톱 모드의 진입을 위하여, HCU가 ECU와 TCU 및 FATC(Full Auto Temperature Control)에 아이들 스톱 진입 신호를 보내면, 상기 TCU는 클러치를 오픈(Open)시키는 제어를 하여 엔진과 모터의 동력이 차량에 전달되는 것을 차단하고, 상기 ECU는 엔진을 오프(Off)시키는 제어를 하여 엔진 동력의 전달을 차단하는 제어를 하게 되며, 이때 HCU는 모터 제어 유닛에 신호를 보내어 모터에 킬(Kill) 토크가 발생되도록 함으로써, 엔진과 모터의 잔류 토크를 삭제하여 아이들 스톱 모드의 진입이 완료되어진다.In addition, when the HCU sends an idle stop entry signal to the ECU, the TCU and the Full Auto Temperature Control (FAT) to enter the idle stop mode, the TCU controls to open the clutch so that the engine and the motor power are controlled by the vehicle. Blocking transmission to the ECU, the ECU controls to turn off the engine (Off) to control the transmission of engine power, and at this time, the HCU sends a signal to the motor control unit, the kill torque to the motor By causing it to be generated, the entry of the idle stop mode is completed by deleting the residual torques of the engine and the motor.
한편, 이러한 차량은 변속기에 필요한 작동유를 공급하기 위하여 오일펌프(Oil Pump)를 구비하고 있으며, 이는 엔진의 폭발행정에서 발생된 열로 인해 실린더, 피스톤, 크랭크축베어링, 캠축 베어링 등으로 작동유의 공급을 도모하고 있다.On the other hand, such a vehicle is equipped with an oil pump (Oil Pump) to supply the necessary hydraulic fluid to the transmission, which supplies the hydraulic oil to the cylinder, piston, crankshaft bearings, camshaft bearings, etc. due to the heat generated from the explosion stroke of the engine We are planning.
이때, 오일펌프는 HCU가 차량의 운행 상태 및 운전자 조작 상태에 따라 목표 회전수를 결정한 뒤, 이를 송신하면 목표 회전수에 따라 오일펌프 구동용 모터를 제어하고, 이에 목표 회전수에 따라 제어되는 오일펌프 구동용 모터에 의해 오일펌프가 작동되면서 엔진 클러치 및 변속기에 필요한 작동유를 공급하게 된다.At this time, the oil pump determines the target rotational speed according to the driving state and the driver operation state of the vehicle, and when it is transmitted, the oil pump controls the motor for driving the oil pump according to the target rotational speed, and thus the oil controlled according to the target rotational speed The oil pump is operated by the pump driving motor to supply the necessary hydraulic oil to the engine clutch and the transmission.
따라서, CAN 통신을 통해 오일펌프 구동용 모터의 목표 회전수 및 실제 회전수, 오일펌프의 운전 상태, 즉 정상 또는 고장상태 등의 정보를 주고받으며 제어를 실시한다.Therefore, through CAN communication, control is performed by exchanging information such as a target rotation speed and an actual rotation speed of the oil pump driving motor and an operation state of the oil pump, that is, a normal or fault condition.
그러나, 이러한 차량의 CAN 통신에 문제가 발생하여 TCU 등과 데이터 송수신이 가능하지 않거나, 오일펌프 구동용 모터에 과전류가 발생하는 등의 오류 및 불능 상태가 발생한 경우를 대비한 차량용 오일펌프 제어장치가 마련되지 않아, 오일펌프 구동용 모터의 구동 신뢰성을 저하되는 등의 문제점이 있었다.
However, a vehicle oil pump control device is provided in case of a problem in CAN communication of such a vehicle, such that a TCU or the like cannot transmit or receive data, or an error and an incapacity condition such as an overcurrent occurs in an oil pump driving motor. There is a problem such as lowering the driving reliability of the oil pump drive motor.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 이루어진 것으로, CAN 통신 라인에 고장이 발생한 경우에도, 엔진 클러치와 변속기에 충분한 양의 작동유가 공급될 수 있는 스톱앤고 차량용 오일펌프 구동방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a stop and go vehicle oil pump driving method that can supply a sufficient amount of hydraulic oil to the engine clutch and the transmission even when a failure occurs in the CAN communication line. do.
본 발명의 다른 목적은 CAN 통신 타이밍 오류 및 통신 라인이 단절된 경우, 오일펌프 구동장치 내의 온도를 감지하여 BLDC 모터를 계속 구동할 수 있는 스톱앤고 차량용 오일펌프 구동방법을 제공하는 것이다.
Another object of the present invention is to provide a stop and go vehicle oil pump driving method capable of continuously driving a BLDC motor by sensing a temperature in an oil pump driving device when a CAN communication timing error and a communication line are disconnected.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 스톱앤고 차량용 외장형 오일펌프 구동방법은 차량의 엔진 RPM 및 목표 RPM을 TCU(Transmission Control Unit)에서 입력받는 CAN 송수신기(70), 오일펌프 구동용 모터의 목표 RPM을 PWM 신호로 출력하고, 상기 오일펌프 구동용 모터의 실제 RPM을 피드백 신호로 받아 오차에 대한 PID 제어를 실시하는 중앙처리장치(20), 게이트 드라이버를 구비하고, 상기 모터의 실제 RPM을 상기 중앙처리장치(20)로 전달하고, 상기 중앙처리장치(20)에서 출력된 PWM 제어 신호와 스위칭 신호를 결합하여 3상 풀 브릿지 회로(40)로 출력하는 통합형 모터 컨트롤러(30), 상기 중앙처리장치(20)와 3상 풀 브릿지 회로(40)로 각각 전원을 공급하는 전원공급장치(10) 및 오일펌프 구동장치 내의 온도를 감지하는 온도감지수단(60)을 구비한 스톱앤고 차량용 외장형 오일펌프의 구동방법으로서, (a) 최초 차량 출발시, 아이들시 또는 신호 대기시인지 판단하는 단계, (b) 상기 단계 (a)에서 차량 출발시로 판단된 경우, 차량용 외장형 오일펌프 구동장치에 전원을 인가하는 단계, (c) 외장형 오일펌프가 정상 구동 상태인가 판단하는 단계, (d) 상기 단계 (c)에서 정상 구동 상태가 아닌 경우, 상기 CAN 송수신기(70)와 중앙처리장치(20) 사이가 고장이고, 상기 CAN 송수신기(70)와 TCU(300)가 오프되면, 온도감지수단(60)에서 감지된 온도에 따라 상기 통합형 모터 컨트롤러(30)를 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the external oil pump driving method for a stop and go vehicle according to the present invention can receive the engine RPM and the target RPM of a vehicle from a TCU (Transmission Control Unit) CAN
또 본 발명에 따른 스톱앤고 차량용 외장형 오일펌프 구동방법에 있어서, 상기 단계 (b)에서 전원의 인가는 상기 중앙처리장치(20)로 전원이 공급된 후, 3상 풀 브릿지 회로(40)로 전원이 공급되는 것을 특징으로 한다.In addition, in the external oil pump driving method for a stop and go vehicle according to the present invention, power is supplied to the
또 본 발명에 따른 스톱앤고 차량용 외장형 오일펌프 구동방법에 있어서, 상기 단계 (d)에서 상기 온도감지수단(60)은 120 내지 130℃의 온도를 감지하는 것을 특징으로 한다.In addition, in the external oil pump driving method for a stop and go vehicle according to the present invention, in the step (d), the temperature sensing means 60 is characterized in that it detects a temperature of 120 to 130 ℃.
또 본 발명에 따른 스톱앤고 차량용 외장형 오일펌프 구동방법에 있어서, 상기 단계 (d)에서 감지된 온도를 1 내지 3초의 간격으로 검출하는 것을 특징으로 한다.In the stop and go vehicle external oil pump driving method according to the present invention, the temperature detected in the step (d) is characterized in that it detects at intervals of 1 to 3 seconds.
또 본 발명에 따른 스톱앤고 차량용 외장형 오일펌프 구동방법에 있어서, 상기 단계 (c)에서 감지된 온도가 120℃ 이상 3초간 지속되면, 외장형 오일펌프 구동장치는 미리 설정된 최소 듀티를 출력하며, 120℃ 이하에서 1초간 유지되면 정상상태로 복귀하는 것을 특징으로 한다.In addition, in the stop and go vehicle external oil pump driving method according to the present invention, if the temperature sensed in step (c) is maintained for more than 120
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 스톱앤고 차량용 오일펌프 구동방법에 의하면, TCU와 오일펌프 구동장치(OPU) 사이의 통신 상태에 장애가 발생하여도 지속적으로 모터 구동이 가능하여 장치의 내구성을 증대시킨다는 효과가 얻어진다.As described above, according to the stop and go vehicle oil pump driving method according to the present invention, even if the communication state between the TCU and the oil pump driving unit (OPU) in the event of a failure in the motor can be continuously driven to increase the durability of the device Effect is obtained.
또 본 발명에 따른 차량용 오일펌프 구동방법에 의하면, 최초 차량 출발시, 아이들시 또는 신호 대기시인지 판단하여 오일펌프 구동장치를 작동시키므로 연비를 개선할 수 있다는 효과도 얻어진다.
In addition, according to the method for driving an oil pump for a vehicle according to the present invention, the oil pump driving apparatus is operated by determining whether the vehicle is idle, idle, or waiting for the first time, so that the fuel efficiency can be improved.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스톱앤고 차량용 오일펌프 구동장치를 개략적으로 도시한 블록구성도.
도 2는 본 발명에 따른 스톱앤고 차량용 외장형 오일펌프 구동장치의 차량 상태에 따른 CAN의 사양을 나타내는 표.
도 3는 본 발명에 따른 스톱앤고 차량용 외장형 오일펌프 구동장치의 PID 제어를 도시한 도.
도 4는 도 4의 PID 제어에서 모터 속도에 따른 샘플링 시간을 도시한 그래프.
도 5은 본 발명의 일 실시예에 따른 스톱앤고 차량용 외장형 오일펌프 구동방법을 설명하는 흐름도,
도 6은 TCU와 OPU와의 통신 방법을 설명하는 도면.
도 7은 TCU와 OPU와의 송수신 파형을 나타내는 도면.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 스톱앤고 차량용 오일펌프 구동장치를 개략적으로 도시한 블록구성도.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 스톱앤고 차량용 외장형 오일펌프 구동방법을 설명하는 흐름도. 1 is a block diagram schematically showing a stop and go vehicle oil pump driving apparatus according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a table showing the specifications of the CAN according to the vehicle state of the external oil pump drive device for a stop and go vehicle according to the present invention.
3 is a diagram illustrating PID control of an external oil pump driving device for a stop and go vehicle according to the present invention.
4 is a graph illustrating a sampling time according to a motor speed in the PID control of FIG. 4.
5 is a flowchart illustrating a method of driving an external oil pump for a stop and go vehicle according to an exemplary embodiment of the present invention;
6 is a diagram for explaining a communication method between a TCU and an OPU.
7 is a diagram illustrating transmission and reception waveforms between a TCU and an OPU.
8 is a block diagram schematically showing a stop and go vehicle oil pump driving apparatus according to another embodiment of the present invention.
9 is a flowchart illustrating a stop and go vehicle external oil pump driving method according to another embodiment of the present invention.
본 발명의 상기 및 그 밖의 목적과 새로운 특징은 본 명세서의 기술 및 첨부 도면에 의해 더욱 명확하게 될 것이다.These and other objects and novel features of the present invention will become more apparent from the description of the present specification and the accompanying drawings.
이하, 본 발명의 구성을 도면에 따라서 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, the structure of this invention is demonstrated according to drawing.
또한, 본 발명의 설명에 있어서는 동일 부분은 동일 부호를 붙이고, 그 반복 설명은 생략한다.
In addition, in description of this invention, the same code | symbol is attached | subjected to the same part and the repeated description is abbreviate | omitted.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스톱앤고 차량용 외장형 오일펌프 구동장치를 개략적으로 도시한 블록구성도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 스톱앤고 차량용 외장형 오일펌프 구동장치(OPU : 100)는 전원공급장치(10), 중앙처리장치(20), 통합형 모터 컨트롤러(30), 3상 풀 브릿지(Full-Bridge) 회로(40), 과전류 검출부(50), 온도감지수단(60), CAN 송수신기(70)를 포함하여 이루어진다.1 is a block diagram schematically illustrating an external oil pump driving apparatus for a stop and go vehicle according to an exemplary embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, an external oil pump driving apparatus (OPU) 100 for a stop and go vehicle according to the present invention includes a
여기서, 전원공급장치(10)는 EMC(electromagnetic compatibility Filter)노이즈 감소를 위한 EMC 필터, 정전압 레귤레이터를 포함하여 구성되며, 차량의 배터리(BATT) 공급 전원을 받아 정전압 레귤레이터를 거쳐 5V의 전압이 16비트로 이루어진 중앙처리장치(20)에 공급된다.Herein, the
이후 중앙처리장치(20)가 오일펌프 구동장치(100) 내에 이상이 없는 것으로 판단하면, 전원공급장치(10)에서 통합형 모터 컨트롤러(30) 및 3상 풀 브릿지 회로(40)에 12V의 전압을 공급한다. 즉, 전원공급장치(10)에서 BLDC 모터(12)에 전류(최대 50A)를 공급한다. When the
그리고, 예를 들어 5V의 전압은 5V 전원으로 구동되는 중앙처리장치(20), 속도 감지부(13), 과전류 검출부(50) 등에 각각 인가된다.For example, the voltage of 5V is applied to the
또한, 중앙처리장치(20)는 상기 전원공급장치(10)에서 출력된 각각의 전압을 가지는 전원이 각 소자로 인가되면, 변속기 제어 유닛 TCU(Transmission Control Unit)에서 CAN 메시지와 메인 오일 펌프의 상태를 디지털 신호롤 입력받는다. 즉, 도 1에 도시된 바와 같은 구조에 있어서, 상기 중앙처리장치(20)는 각각 CAN 송수신기(70)를 통해 TCU로부터의 명령에 따라 BLDC 모터(12)의 구동을 제어한다.
In addition, the
그리고, 중앙처리장치(20)에 기 저장된 제어 로직에서 상기 변속 신호와 메인 오일 펌프의 상태에 따라 BLDC 모터(12)의 회전 속도를 산출하게 되고, 이를 통합형 모터 컨트롤러(30)로 전달하여 상기 BLDC 모터(12)를 구동하도록 한다. 이러한 중앙처리장치(20)의 제어 로직에 대해서는 후술한다.In addition, the control logic pre-stored in the
이때, 중앙처리장치(20)의 내부 제어 주기(Control Interval)는 종래의 일정한 시간 간격을 갖는 방식이 아닌, 시변(Time-Variant) 방식이며, 이는 BLDC 모터(12)의 속도와 반비례한다.At this time, the internal control period of the central processing unit 20 (Control Interval) is a time-variant (Time-Variant) method, not a conventional method having a constant time interval, which is inversely proportional to the speed of the
즉, BLDC 모터(12)의 속도가 느리면 제어 주기는 길어지고, BLDC 모터(12)의 속도가 빨라지면 제어 주기는 짧아지는 것이며, 이는 BLDC 모터(12)의 속도에 맞추어 최적의 시기에 BLDC 모터(12)의 속도를 조절할 수 있도록 제어함으로써, 종래의 제어 방식과는 달리 응답성 및 정밀성을 향상시킬 수 있다.That is, when the speed of the
더불어, BLDC 모터(12)가 상기 중앙처리장치(20)에서 목표한 속도에 맞게 회전할 수 있도록, 중앙처리장치(20)에서 속도 감지부(13)의 홀 센서를 통해 현재 BLDC 모터(12)의 회전수를 피드백 신호로 받으면, 상기 중앙처리장치(20)에서는 통합형 모터 컨트롤러(30)를 통해 3상 풀 브릿지 회로(40)를 제어한다.In addition, the
즉, 상기 중앙처리장치(20)는 BLDC 모터(12)의 현재 회전수가 목표 회전수에 도달할 수 있도록, PID(Proportional Integral Derivative) 제어를 통하여 피드백 제어를 실시한다.That is, the
여기서, PID 제어는 제어 변수와 기준 입력 사이의 오차에 근거하여 계통의 출력이 기준 전압을 유지하도록 하는 피드백 제어의 일종으로서, P 제어(비례)는 기준 신호와 현재 신호 사이의 오차 신호에 적당한 비례 상수 이득을 곱하여 제어 신호를 만들고, I 제어(비례 적분)는 오차 신호를 적분하여 제어 신호를 만드는 적분 제어를 비례 제어에 병렬로 연결해 사용하며, D 제어(비례 미분)는 오차 신호를 미분하여 제어 신호를 만드는 미분 제어를 비례 제어에 병렬로 연결하여 사용하는 제어 방법이다.Here, PID control is a kind of feedback control that allows the output of the system to maintain the reference voltage based on the error between the control variable and the reference input, and P control (proportional) is proportional to the error signal between the reference signal and the current signal. The control signal is multiplied by a constant gain to make a control signal. I control (proportional integral) uses integral control in parallel to proportional control to integrate the error signal to create a control signal, and D control (proportional derivative) controls the derivative of the error signal. It is a control method that uses the derivative control to make a signal in parallel to the proportional control.
따라서, 중앙처리장치(20)는 상기 PID 제어를 통하여 증가되거나 또는 감소되도록 산출된 PWM 듀티(Duty, %)를 이용하여, BLDC 모터(12)가 목표 회전수에 도달하도록 피드백 제어를 실시함으로써, 더욱 정확한 제어를 가능하게 하며, 상기 PID 제어 수식 및 그래프는 하기에서 설명하도록 한다.Therefore, the
상기 중앙처리장치(20)는 상기 3상 풀 브릿지 회로(40)를 통하여 BLDC 모터(12)를 제어하도록, PWM 신호를 상기 통합형 모터 컨트롤러(30)로 출력한다.The
또 3상 풀 브릿지 회로(40)는 상기 PWM 신호가 출력 또는 단속되도록 구비되는 스위칭 회로로서, 3상 BLDC 모터(12)를 구동시키는 FET 소자로 구성된다.The three-phase
또한, 상기 3상 풀 브리지 회로(40)의 하이 사이드(High Side) 및 로우 사이드(Low Side)에는 모두 N 채널 MOSFET을 이용하는데, 그 이유는 상기 통합형 모터 컨트롤러(30)가 상기 FET 소자를 턴 온/턴 오프시키는 게이트 드라이버(Gate Driver)와 통합된 소자이기 때문에, 상기 소자의 적용으로 인해 P/N 채널 MOSFET이 적용되는 것이 아니라, N 채널 MOSFET 만이 이용되는 것이다.In addition, an N-channel MOSFET is used for both the high side and the low side of the three-phase
여기서, N 채널 MOSFET을 구동하기 위해 상기 통합형 모터 컨트롤러(30)는 상기 게이트 드라이버와 함께, 충전 펌프(Charge Pump)가 내장되어 신뢰성을 향상시키도록 구성된다.Here, in order to drive the N-channel MOSFET, the
즉, 본 발명에 따른 스톱앤고 차량용 외장형 오일펌프 구동장치(100)는 FET 소자로 이루어진 통합형 모터 구동부(40)를 스위칭시키는 게이트 드라이버를 따로 구비하지 않고, 통합형 모터 컨트롤러(30)에 통합시킴으로써 3상 풀 브릿지 회로(40)의 하이 사이드 및 로우 사이드를 N 채널 MOSFET으로 구비하여, 보다 그 크기 및 부피가 줄어들 수 있고, 제어 속도가 증가되도록 이루어진다.That is, the external oil
따라서, 상기 중앙처리장치(20)에서 출력된 PWM 신호가 3상 풀 브리지 회로(40)의 스위칭 신호에 의해 BLDC 모터(12)로 전달되게 되고, 상기 BLDC 모터(12)는 3 상(U, V, W) 라인을 통하여 목표 회전수에 도달하도록 회전하게 된다.Therefore, the PWM signal output from the
이때, 속도 감지부(13)의 홀 센서는 상기 PWM 신호가 인가되면, BLDC 모터(12) 회전자의 위치 정보를 통합형 모터 컨트롤러(30)를 통해 중앙처리장치(20)로 출력하며, 중앙처리장치(20)에서는 상기 3상 풀 브릿지 회로(40)의 FET 소자를 턴 온시켜 BLDC 모터(12)를 구동하도록 구비된다.At this time, when the PWM signal is applied, the Hall sensor of the
또한, 홀 센서는 구동되는 BLDC 모터(12)의 회전수 및 속도를 감지하여 통합형 모터 컨트롤러(30)를 통해 중앙처리장치(20)로 출력하며, 피드백 신호로 입력된 BLDC 모터(12)의 현재 속도는 목표 속도에 근접하기 위한 PID 제어에 이용된다.
In addition, the Hall sensor detects the rotational speed and speed of the driven
상기 과전류 검출부(50)는 예를 들어 분류기(SHUNT) 등으로 이루어지고, BLDC 모터(12)에 가해지는 전류를 감지한다.The
또 온도감지수단(60)은 오일펌프 구동장치(100) 내의 온도를 감지하기 위해 마련된 것으로서, 열을 받으면 저항이 줄어드는 부성저항 특성을 갖는 NTC 서미스터(Negative Temperature Coefficient Thermistor)로 이루어진다. In addition, the temperature sensing means 60 is provided to sense the temperature in the oil
상기 온도감지수단(60)이 오일펌프 구동장치(100) 내의 온도가 120 내지 130℃인 경우를 감지하면, 상기 중앙처리장치(20)는 상기 CAN 송수신기(70)와 TCU와의 통신이 고장일 경우로 판단하고, 상기 통합형 모터 컨트롤러(30)를 직접 제어한다. 이러한 제어 방법에 대해서는 후술한다.
When the
또한, TCU로부터 차량에 대한 속도 및 목표 RPM은 CAN 송수신기(70)를 거쳐서 중앙처리장치(20)로 출력된다. 즉 상기 CAN 송수신기(70)는 중앙처리장치(20)와 연결되어 TCU의 상태 정보, BLDC 모터(12) 속도에 대한 명령 데이터 등을 송신하고, 차량용 외장형 오일펌프 구동장치(100)에서 출력되는 정보들을 수신하도록 구비된다.In addition, the speed and the target RPM for the vehicle from the TCU is output to the
여기서, CAN 송수신기(70)가 작동하지 않거나 오류가 발생한 경우의 제어방법은 하기에서 상세히 설명한다.
Here, the control method when the
따라서, 본 발명에 따른 스톱앤고 차량용 외장형 오일펌프 구동장치(100)는 CAN 송수신기를 이용하여 통합적으로 데이터를 주고받을 수 있고, CAN 송수신기(70)가 불능인 경우 등의 오류 상황에 대한 제어방법을 제공함으로써, 오류가 발생하는 경우에도 신뢰성을 저하시키지 않도록 이루어진다.
Accordingly, the external oil
도 2는 본 발명에 따른 스톱앤고 차량용 외장형 오일펌프 구동장치의 차량 상태에 따른 CAN의 사양을 나타내는 표이고, 도 1을 참조하여 설명한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 스톱앤고 차량용 외장형 오일펌프 구동장치(100)는 차량에 시동이 걸리고 난 후, 초기 유압 형성을 위하여, 차량용 외장형 오일펌프를 구동시키는 BLDC 모터(12)는 TCU가 CAN 송수신기(70)를 통해 CAN 메시지로 중앙처리장치(20)에 송신하는 것에 의해 구동된다. 즉, TCU가 CAN 메시지로 1 바이트(8bit)의 RPM 메시지를 보내면 비트 레이트(Bit Rate) 20으로 계산하여 OPU(100)가 RPM을 인식하여 BLDC 모터(12)를 구동시킨다.Figure 2 is a table showing the specification of the CAN according to the vehicle state of the external oil pump drive device for a stop and go vehicle according to the present invention, it will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 2, the external oil
예를 들어 TCU가 1350 RPM으로 구동 명령시, 1350/20 = 67.5이며, 67.5의 헥사(hex)값은 43이므로, OPU(100)는 TCU(300)로부터 43의 값을 받고, 중앙처리장치(20)는 43이 1350 rpm 명령이라는 것을 인식하여 BLDC 모터(12)를 구동시킨다.For example, when the TCU is commanded to drive at 1350 RPM, 1350/20 = 67.5 and the hex value of 67.5 is 43, so that the
그러나, 본 발명은 도 2에 도시된 각각의 데이터에 한정을 두는 것은 아니고 설명의 편의상 일 예로서 기술한 것이다.
However, the present invention is not limited to each data shown in FIG. 2 but is described as an example for convenience of description.
도 3은 본 발명에 따른 스톱앤고 차량용 외장형 오일펌프 구동장치(100)의 PID 제어를 도시한 도이고, 도 1을 참조하여 설명한다. 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 속도 감지부(13)의 홀 센서에서 감지하고, 상기 중앙처리장치(20)에서 모터의 회전수를 입력받으면, 상기 중앙처리장치(20)에서 출력한 BLDC 모터(12)의 목표 회전수(기준값)와 비교한다.3 is a diagram illustrating PID control of an external oil
즉, 도 2에 기재된 각각의 차량 상태 조건별 BLDC 모터(12)의 회전수, 스톱앤고 차량용 엔진 RPM에 따른 외장형 오일펌프 온/오프 조건에 따라 중앙처리장치(20)에서 상기와 같은 PID 제어를 실시하는 것이다.That is, the PID control as described above is performed by the
따라서, 목표 회전수(기준값)와 실제 회전수(실제값)의 차이, 즉 오차를 PID 제어의 입력값(E(n))으로 하여 비례 이득(KP), 적분 이득(KI), 미분 이득(KD)을 각각 계산하여 오차 보정을 위한 출력값(Y(n))이 산출된다.Therefore, the difference between the target rotational speed (reference value) and the actual rotational speed (actual value), that is, the error as the input value E (n) of the PID control, is proportional gain K P , integral gain K I , and derivative. The gains K D are respectively calculated to calculate the output value Y (n) for error correction.
상기 PID 제어에 대한 수식은 하기 수학식 1과 같다.The equation for the PID control is shown in
< 수학식 1 ><
여기서, 중앙처리장치(20)는 예를 들어 상기 BLDC 모터(12)의 목표 RPM과 실제 RPM의 오차가 30% 이상인 경우, 상기 모터(M)의 3상 라인이 개방 또는 단락된 것으로 판단한다.
Here, the
도 4는 도 3의 PID 제어에서 모터 속도에 따른 샘플링 시간을 도시한 그래프이다. 도 5의 PID 제어는 시변 시스템(Time-Variant)으로 구동된다.4 is a graph illustrating a sampling time according to a motor speed in the PID control of FIG. 3. The PID control of FIG. 5 is driven by a time-variant system.
즉, 샘플링 시간(Ts)을 BLDC 모터(12)의 속도에 따라 변화시켜 응답 특성 및 RPM 오차를 개선하기 위해서이다.In other words, the sampling time Ts is changed according to the speed of the
따라서, 동일한 샘플링 속도로 가정하면, Kp가 BLDC 모터(12)의 RPM에 따라 변화시키는 것과 유사하며, 최초 구동시에는 기 설정된 PMW 듀티(%)로 BLDC 모터(12)를 구동시키고, BLDC 모터(12)의 목표 회전수를 TCU(300)에서 받으면 현재 RPM과 비교하여 오차(E(n))를 계산한다.Therefore, assuming the same sampling rate, Kp is similar to changing according to the RPM of the
이때, 상기 오차(E(n))를 Kp(P 이득)으로 나누고, E(n)/Kp 값을 모터(M)가 가속되고 있는 구간에서는 가산하고, BLDC 모터(12)가 감속되고 있는 구간에서는 감산하며, 상기 P 이득은 예를 들어 디폴트로 250으로 설정한다.At this time, the error E (n) is divided by Kp (P gain), and the E (n) / Kp value is added in the section in which the motor M is accelerating, and the section in which the
따라서, BLDC 모터(12)의 PWM 신호는 하기와 같은 수학식 2로 정의될 수 있다.Therefore, the PWM signal of the
< 수학식 2 ><
모터구동 PMW 신호 = 현재 PWM 듀티(%) ± ( 오차(E(n)) ÷ P 이득(Kp))
Motor Drive PMW Signal = Current PWM Duty (%) ± (Error (E (n)) ÷ P Gain (Kp))
여기서, BLDC 모터(12)가 가속될 때, PWM 듀티(%)가 최고값(Max Limit) 이상인 경우, PWM 듀티(%)는 최고 제한값으로 고정하며, PWM 듀티(%)가 최저값(Min Limit) 이하인 경우, PWM 듀티(%)는 최저 제한값으로 고정하여 그 범위를 벗어나지 않도록 한다.Here, when the
단, BLDC 모터(12)가 감속될 때, 서서히 감속시키기 위해 BLDC 모터(12)의 목표 회전수의 10% 이내로 현재 BLDC 모터(12)의 속도가 도달하면, P 이득(Kp)을 다른 값(예, 800)으로 바꾸어 나누어준다.However, when the
즉, P 이득은 BLDC 모터(12)가 감속될 때, 또는 현재 BLDC 모터(12)의 속도가 BLDC 모터(12)의 목표 속도의 10% 이내이면 P 이득을 변경하여 나누어주어 BLDC 모터(12)의 속도가 비선형적으로 변하지 않도록 한다.
That is, the P gain is changed by dividing the P gain when the
다음에 도 5 내지 도 7에 따라 스톱앤고 차량용 외장형 오일펌프 구동방법을 설명한다.Next, the external oil pump driving method for a stop and go vehicle will be described with reference to FIGS. 5 to 7.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 스톱앤고 차량용 외장형 오일펌프 구동방법을 설명하는 흐름도이고, 도 6은 TCU와 OPU와의 통신 방법을 설명하는 도면이고, 도 7은 TCU와 OPU와의 송수신 파형을 나타내는 도면이다.
5 is a flowchart illustrating a method of driving an external oil pump for a stop and go vehicle according to an embodiment of the present invention, FIG. 6 is a diagram illustrating a communication method between a TCU and an OPU, and FIG. 7 is a diagram illustrating a transmission and reception waveform between the TCU and the OPU. It is a figure which shows.
도 5에 도시된 바와 같이, 스톱앤고 차량용 외장형 오일펌프 구동방법은 중앙처리장치(20)가 기 설정된 조건에 따라 최초 차량 출발시, 아이들시 또는 신호 대기시인지 판단한다(S10). 즉 본 발명은 스톱앤고 차량에 적용되므로, 설명의 편의상 예를 들어 차량 출발시를 키 입력 신호가 입력된 것으로 판단한다.As shown in FIG. 5, the external oil pump driving method for the stop and go vehicle determines whether the
그리고, TCU와 외장형 오일펌프 구동장치(OPU : 100)는 속도 명령 데이터, 상태 데이터 등을 주고 받으며 오류를 확인하고, 중앙처리장치(20) 내의 시변 시스템 기반 PID 제어를 통하여 모터의 현재 상태를 확인하여(S20), 외장형 오일펌프 구동장치(100)가 정상제어 상태인가 판단한다(S30).In addition, the TCU and an external oil pump driving device (OPU: 100) transmit and receive speed command data, status data, and the like to check an error, and check the current state of the motor through time-varying system-based PID control in the
단계 S30에서 정상 제어인 것으로 판단되면, 중앙처리장치(20)가 배터리(BATT) 공급 전원을 3상 풀 브릿지 회로(40)로 공급되게 하여 BLDC 모터(12)를 작동시킨다(S40). 이때는 CAN 송수신기(70)로부터의 메시지에 의해 CAN 베이스 통신 제어를 하며 BLDC 모터(12)를 제어한다. 즉, CAN 메시지를 통해 TCU(300)가 CAN 통신 메시지를 헥사 코드로 명령 RPM을 보내면 중앙처리장치(20)가 그대로 목표 RPM으로 받아드려 BLDC 모터(12)를 명령 RPM으로 구동시키는 것이다.
If it is determined that the normal control in step S30, the
단계 S30에서 정상 제어가 아닌 것으로 판단되면, TCU와 오일펌프 구동장치(100)의 통신 또는 연결 상태가 고장인가 판단한다(S50). If it is determined in step S30 is not the normal control, it is determined whether the communication or connection state between the TCU and the oil
단계 S50에서의 판단 결과, CAN 송수신기(70)가 오프(CAN 메시지가 타임 아웃 또는 CAN 라인 자체가 끊어졌을 경우)인 것으로 판단되면, 도 6에 도시한 바와 같이, CAN 오프시, OPU(100)가 이를 감지하여 먼저 TCU쪽으로 OPU(100)를 통해 100Hz 50% DUTY로 파형을 송신한다. 그러면 TCU가 이 신호를 감지하여 OPU(100)로 1KHz의 PWM 신호를 송신하여 듀티 값에 따른 모터 RPM을 제어하도록 한다. 이때의 송수신 파형은 도 7에 도시한 바와 같다.
As a result of the determination in step S50, if it is determined that the
단계 S50에서의 CAN 송수신기(70)와 중앙처리장치(20) 사이가 고장이고, CAN 송수신기(70)와 TCU가 오프되면, 중앙처리장치(20)는 온도감지수단(60)에서 감지된 OPU(100)의 내부 온도에 따라 중앙처리장치(20)에 미리 설정되어 있는 온도 맵에 따른 모터 RPM 맵(MAP)을 이용하여 BLDC 모터(12)에 대해 자체구동을 실행한다(S60).When the
즉, 중앙처리장치(20)는 온도감지수단(60)에서 감지된 온도를 예를 들어, 2 내지 5초의 간격으로 검출하고, 온도감지수단(60)이 120 내지 130℃의 온도를 감지하면, 모터 컨트롤러(30)를 제어하여 BLDC 모터(12)의 구동을 실행한다.
That is, the
단계S50에서 오일펌프 시스템(하이브리드 차량용 외장형 오일펌프 구동장치(100)과 오일펌프)이 고장인 경우(S70), BLDC 모터(12)는 정지된다(S71).
If the oil pump system (hybrid vehicle external oil
또한, 본 발명에 따른 OPU(100)는 단순히 모터를 구동하는 기능이 아니라 세부적인 자기진단이 가능한 장치로 하기 FAULT 검출 표 1에 나타나 있듯이, 각 FAULT 항목에 대한 검출 시간 및 리셋 조건, 판단 조건, 판단시 에러 reaction에 대한 진단을 실시한다.In addition, the
예를 들어, 고온 검출(detect) 항목은 다음과 같다.For example, the high temperature detection item is as follows.
OPU(100)의 내부 온도가 120℃ 이상 3초간 지속되면, OPU(100)는 미리 설정된 최소 듀티를 출력하며, 120℃ 이하에서 1초간 유지되면 정상상태로 복귀한다. 그리고 리셋조건은 이그니션(IG) 키 전원이 리셋되면 FAULT는 해지가 되며, 회복되는 기능(Recovery)은 상기 설명과 같이 1초간 120℃ 이하를 유지하면 정상복귀된다.When the internal temperature of the
회복기능이 없는 항목의 경우에는 에러 reaction 항목을 이그니션(IG) 키 전원이 리셋되기 전까지 계속 지속시킨다.For items without a recovery function, the error reaction item will continue until the IG key is reset.
또한 본 발명에 있어서는 차량의 배터리 소비를 줄이기 위해 OPU 파워 세이브 모드(OPU Power Save Mode)를 마련한다.In addition, the present invention provides an OPU Power Save Mode to reduce battery consumption of the vehicle.
즉 하기 ① 내지 ⑥의 조건That is, the conditions of the following ① to ⑥
"① OPU(100)의 입력 전류가 45A 이상이 되어 전류 LIMIT flag가 ON이 되고,"① OPU (100) input current is more than 45A, current LIMIT flag is ON,
② 현재 차속이 0인 상태,② The current vehicle speed is 0,
③ 전류 LIMIT flag ON 지속 TIME이 5분 이상 경과,③ Current LIMIT flag ON duration time elapsed for more than 5 minutes,
④ IG key ON 상태(OPU의 기본적인 동작 전압이 입력되고 있는 상태)4) IG key ON state (OPU basic operating voltage is input)
⑤ TCU가 OPU(100)에 OPU run 명령을 한 상태⑤ TCU has issued OPU run command to the OPU (100).
⑥ 현재 OPU(100)가 자체 진단시 Fault가 없을 때"⑥ When there is no fault in OPU (100) self diagnosis. "
을 모두 만족하는 경우, OPU(100)는 TCU로 '파워 세이브 모드' 메시지를 송신하고, 모터 구동 RPM을 미리 정해진 감소 % 맵을 통해 개방 루프(Open Loop) 제어를 한다.If both are satisfied, the
'파워 세이브 모드'는 차속(VSP)이 일정 속도 이상이면, 다시 TCU의 명령을 추종하여 페쇄 루프(Closed Loop) 제어로 복귀한다.When the vehicle speed VSP is greater than or equal to a certain speed, the power save mode returns to the closed loop control by following the command of the TCU again.
즉, 상기 조건 ① 내지 ⑥를 모두 만족하는 경우, OPU(100)는 기존 정상제어(PID 피드백제어)가 아닌 논 피드백(Non-Feedback)제어로 출력 듀티를 구동 RPM의 일정 %로 감소시킨다.That is, when all of the
이때, OPU(100)는 CAN 송수신기(70)를 경유하여 CAN 메시지로서 TCU로 '파워 세이브 모드' 메시지를 통지한다.
At this time, the
이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니고 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.As mentioned above, although the invention made by this inventor was demonstrated concretely according to the said Example, this invention is not limited to the said Example and can be variously changed in the range which does not deviate from the summary.
즉 상기 실시예에 있어서는 일반 가솔린 차량에 적용하는 스톱앤고 차량에 장착되는 오일펌프 구동용 모터를 구동시키는 오일펌프 구동장치에 대해서 설명하였지만 이에 한정되는 것은 아니며, 스톱앤고 시스템이 장착된 하이브리드 차량에 적용할 수 있음은 물론이다. That is, in the above embodiment, an oil pump driving apparatus for driving an oil pump driving motor mounted on a stop and go vehicle applied to a general gasoline vehicle has been described, but the present invention is not limited thereto, and the present invention is applied to a hybrid vehicle equipped with a stop and go system. Of course you can.
도 8은 본 발명의 다른 실시예로서, 스톱앤고 하이브리드 차량용 외장형 오일펌프 구동장치를 개략적으로 도시한 블록구성도이다. 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 스톱앤고 하이브리드 차량용 외장형 오일펌프 구동장치(OPU : 100)는 전원공급장치(10), 중앙처리장치(20), 통합형 모터 컨트롤러(30), 3상 풀 브릿지(Full-Bridge) 회로(40), 과전류 검출부(50), 온도감지수단(60), CAN 송수신기(70), 인터페이스(I/F)부(80)를 포함하여 이루어진다.8 is a block diagram schematically illustrating an external oil pump driving device for a stop and go hybrid vehicle according to another exemplary embodiment of the present invention. As shown in FIG. 8, an external oil pump driving apparatus (OPU) 100 for a stop and go hybrid vehicle according to another embodiment of the present invention includes a
여기서, 전원공급장치(10)는 차량의 배터리(BATT) 공급 전원과 이그니션(IG) 키 입력전원의 두 가지 입력 전원을 공급한다. 즉, 이그니션(IG) 키 입력 전원이 발생하면, 퓨즈(FUSE)를 거쳐 5V의 전압이 16비트로 이루어진 중앙처리장치(20)에 공급된다.Herein, the
이후 중앙처리장치(20)가 오일펌프 구동장치(100) 내에 이상이 없는 것으로 판단하면, 트랜지스터(14)를 통해 외부의 메인 릴레이(11)를 온시킨다. 메인 릴레이(11)가 온되면, 배터리(BATT) 공급 전원이 전원공급장치(10)로 출력되고 노이즈 필터 등에서 잡음 및 왜란 신호가 제거되어 통합형 모터 컨트롤러(30) 및 3상 풀 브릿지 회로(40)에 12V의 전압을 공급한다. 즉, 중앙처리장치(20)가 오일펌프 구동장치(100) 외부의 메인 릴레이(11)를 구동하여 전원공급장치(10)에서 BLDC 모터(12)에 전류(최대 50A)를 공급한다. 이는 신호 전원과 BLDC 모터(12)의 전원을 구분함을 의미하는 것이다.After that, when the
이때, 트랜지스터(14)는 과전류 검출부(50)의 구동으로 BLDC 모터(12)에 인가되는 전원을 메인 릴레이(11)를 통해 끊거나 인가하도록 턴 온/오프 된다.At this time, the
또한, 중앙처리장치(20)는 상기 전원공급장치(10)에서 출력된 각각의 전압을 가지는 전원이 각 소자로 인가되면, 변속기 제어 유닛 TCU(Transmission Control Unit : 300)에서 CAN 메시지와 메인 오일 펌프의 상태를 디지털 신호롤 입력받는다. 또한, 하이브리드용 모터 제어 유닛 MCU(Motor Control Unit : 200)에서 엔진 RPM 신호를 입력받는다. 즉, 도 8에 도시된 바와 같은 구조에 있어서, 상기 중앙처리장치(20)는 각각 CAN 송수신기(70)와 인터페이스부(80)를 통해 MCU(200) 및 TCU(300)로 부터의 명령에 따라 BLDC 모터(12)의 구동을 제어한다.In addition, the
다음에 도 8에 도시된 스톱앤고 하이브리드 차량용 외장형 오일펌프 구동방법을 설명한다.Next, the external oil pump driving method for the stop & go hybrid vehicle shown in FIG. 8 will be described.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 스톱앤고 하이브리드 차량용 외장형 오일펌프 구동방법을 설명하는 흐름도이다.
9 is a flowchart illustrating a method of driving an external oil pump for a stop and go hybrid vehicle according to another exemplary embodiment of the present invention.
도 9에 도시된 바와 같이, 스톱앤고 하이브리드 차량용 외장형 오일펌프 구동방법은 이그니션(IG) 키 입력 신호가 입력되면 시작된다.As shown in FIG. 9, the external oil pump driving method for a stop and go hybrid vehicle starts when an IG key input signal is input.
한편, 중앙처리장치(20)는 기 설정된 조건에 따라 최초 차량 출발시, 아이들시 또는 신호 대기시인지 판단한다. 즉 본 발명은 스톱앤고 하이브리드 차량에 적용되므로, 설명의 편의상 예를 들어 차량 출발시를 이그니션(IG) 키 입력 신호가 입력된 것으로 판단한다(S110).On the other hand, the
그리고, MCU(200), TCU(300)와 외장형 오일펌프 구동장치(OPU : 100)는 속도 명령 데이터, 상태 데이터 등을 주고 받으며 오류를 확인하고, 중앙처리장치(20) 내의 시변 시스템 기반 PID 제어를 통하여 모터의 현재 상태를 확인하여(S120), 외장형 오일펌프 구동장치(100)가 정상제어 상태인가 판단한다(S130).In addition, the
단계 S30에서 정상 제어인 것으로 판단되면, 중앙처리장치(20)가 트랜지스터(14)를 통해 외부의 메인 릴레이(11)를 온시키고, 배터리(BATT) 공급 전원이 3상 풀 브릿지 회로(40)로 공급되게 하여 BLDC 모터(12)를 작동시킨다(S140). 이때는 CAN 송수신기(70)로부터의 메시지에 의해 CAN 베이스 통신 제어를 하며 BLDC 모터(12)는 무단 제어를 한다. 즉, CAN 메시지를 통해 TCU(300)가 CAN 통신 메시지를 헥사 코드로 명령 RPM을 보내면 중앙처리장치(20)가 그대로 목표 RPM으로 받아드려 BLDC 모터(12)를 명령 RPM으로 구동시키는 것이다.
If it is determined in step S30 that the control is normal, the
단계 S130에서 정상 제어가 아닌 것으로 판단되면, MCU(200), TCU(300) 등과 오일펌프 구동장치(100)의 통신 또는 연결 상태의 고장을 분류한다(S150). If it is determined in step S130 that the control is not normal, the failure of the communication or connection state of the oil
단계 S150에서의 분류 결과, CAN 송수신기(70)가 오프(CAN 메시지가 타임 아웃 또는 CAN 라인 자체가 끊어졌을 경우)인 것으로 판단되면(S160), TCU 연결선(Hard Wire)으로서의 인터페이스부(60)를 통해 TCU(300)가 PWM으로 명령 RPM을 OPU(100)로 지시하여 계속 BLDC 모터(12)를 구동하게 된다(S161). 이러한 경우 BLDC 모터(12)는 3단 가변으로 제어된다.As a result of the classification in step S150, if it is determined that the
즉, 도 9에 도시한 바와 같이, CAN 오프시, OPU(100)가 이를 감지하여 먼저 TCU(300)쪽으로 OPU(100)의 인터페이스부(60)를 통해 100Hz 50% DUTY로 파형을 송신한다. 그러면 TCU(300)가 이 신호를 감지하여 OPU(100)로 1KHz의 PWM 신호를 송신하여 듀티 값에 따른 모터 RPM을 제어하도록 한다.
That is, as shown in FIG. 9, when the CAN is off, the
단계 S150에서의 분류 결과, CAN 송수신기(70)가 오프되고, 인터페이스부(60)와 TCU(300)가 오프된 것으로 판단되면(S170), 다음의 두 가지 모드로 진행한다.As a result of the classification in step S150, when the
먼저, CAN 송수신기(70)와 중앙처리장치(20) 사이가 정상으로 작동하고, CAN 송수신기(70)와 TCU(300)가 오프되고, 하이브리드 구동모터용 MCU(200)과 CAN 송수신기(70)가 연결되어 있으면, MCU(200)에 의해 OPU(100)은 가변 구동으로 제어된다(S171).First, the
즉, MCU(200)가 CAN 메시지로 하이브리드 차량의 엔진 또는 하이브리드 모터의 RPM을 송신하면 OPU(100)가 이를 수신하여 미리 설정되어 있는 차량 RPM별 모터 RPM MAP을 이용하여 BLDC 모터(12)를 계속 구동한다.
That is, when the
상기 단계 S170에서 CAN 송수신기(70)와 중앙처리장치(20) 사이가 고장이고, CAN 송수신기(70)와 TCU(300)가 오프되면(S172), 중앙처리장치(20)는 온도감지수단(60)에서 감지된 OPU(100)의 내부 온도에 따라 중앙처리장치(20)에 미리 설정되어 있는 온도 맵에 따른 모터 RPM 맵(MAP)을 이용하여 BLDC 모터(12)에 대해 자체구동을 실행한다(S1721).If the
즉, 중앙처리장치(20)는 온도감지수단(60)에서 감지된 온도를 예를 들어, 2 내지 5초의 간격으로 검출하고, 온도감지수단(60)이 120 내지 130℃의 온도를 감지하면, 모터 컨트롤러(30)를 제어하여 BLDC 모터(12)의 구동을 실행한다.That is, the
단계S150에서 오일펌프 시스템(하이브리드 차량용 외장형 오일펌프 구동장치(100)과 오일펌프)이 고장인 경우(S180), BLDC 모터(12)는 정지된다(S181).
If the oil pump system (hybrid vehicle external oil
이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.
As mentioned above, although the invention made by the present inventor was demonstrated concretely according to the said Example, this invention is not limited to the said Example and can be variously changed in the range which does not deviate from the summary.
10: 전원공급장치
20: 중앙처리장치
30: 통합형 모터 컨트롤러
40: 3상 풀 브릿지 회로
50: 과전류 검출부
60: 온도감지수단
70: CAN 송수신기
100: 스톱앤고 차량용 외장형 오일펌프 구동장치10: power supply
20: central processing unit
30: integrated motor controller
40: three-phase full bridge circuit
50: overcurrent detector
60: temperature sensing means
70: CAN transceiver
100: stop & go vehicle external oil pump drive
Claims (5)
(a) 최초 차량 출발시, 아이들시 또는 신호 대기시인지 판단하는 단계,
(b) 상기 단계 (a)에서 차량 출발시로 판단된 경우, 차량용 외장형 오일펌프 구동장치에 전원을 인가하는 단계,
(c) 외장형 오일펌프가 정상 구동 상태인가 판단하는 단계,
(d) 상기 단계 (c)에서 정상 구동 상태가 아닌 경우, 상기 CAN 송수신기(70)와 중앙처리장치(20) 사이가 고장이고, 상기 CAN 송수신기(70)와 TCU(300)가 오프되면, 상기 온도감지수단(60)에서 감지된 온도에 따라 상기 통합형 모터 컨트롤러(30)를 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 스톱앤고 차량용 외장형 오일펌프 구동방법.Outputs the target RPM of the CAN transceiver 70, the oil pump driving motor, which receives the engine RPM and the target RPM of the vehicle from a transmission control unit (TCU) as a PWM signal, and outputs the actual RPM of the oil pump driving motor as a feedback signal. The controller 20 includes a central processing unit 20 and a gate driver for performing PID control on an error, and transmits the actual RPM of the motor to the central processing unit 20, and outputs the PWM from the central processing unit 20. Power supply for supplying power to the integrated motor controller 30, the central processing unit 20, and the three-phase full bridge circuit 40, respectively, combining the control signal and the switching signal and outputting the three-phase full bridge circuit 40. A driving method of an external oil pump for a stop and go vehicle having a temperature sensing means (60) for sensing a temperature in an apparatus (10) and an oil pump driving apparatus,
(a) determining whether the vehicle is idle or idle when the vehicle is first departed,
(b) applying power to the vehicle external oil pump driving device when it is determined that the vehicle starts in step (a);
(c) determining whether the external oil pump is in a normal driving state,
(d) when the CAN transceiver 70 and the central processing unit 20 have failed and the CAN transceiver 70 and the TCU 300 are turned off when the driving state is not normal in the step (c). Stop and go vehicle external oil pump driving method comprising the step of controlling the integrated motor controller (30) according to the temperature sensed by the temperature sensing means (60).
상기 단계 (b)에서 전원의 인가는 상기 중앙처리장치(20)로 전원이 공급된 후, 상기 3상 풀 브릿지 회로(40)로 전원이 공급되는 것을 특징으로 하는 스톱앤고 차량용 외장형 오일펌프 구동방법.The method of claim 1,
In the step (b), the power is supplied to the central processing unit 20, after the power is supplied to the three-phase full bridge circuit 40, the external oil pump driving method for a stop and go vehicle .
상기 단계 (d)에서 상기 온도감지수단(60)은 120 내지 130℃의 온도를 감지하는 것을 특징으로 하는 스톱앤고 차량용 외장형 오일펌프 구동방법.The method of claim 1,
The stop and go vehicle external oil pump driving method, characterized in that the temperature sensing means (60) in the step (d) detects a temperature of 120 to 130 ℃.
상기 단계 (d)에서 감지된 온도를 1 내지 3초의 간격으로 검출하는 것을 특징으로 하는 스톱앤고 차량용 외장형 오일펌프 구동방법.The method of claim 3,
Stop and go vehicle external oil pump driving method characterized in that for detecting the temperature detected in the step (d) at intervals of 1 to 3 seconds.
상기 단계 (c)에서 감지된 온도가 120℃ 이상 3초간 지속되면, 외장형 오일펌프 구동장치는 미리 설정된 최소 듀티를 출력하며, 120℃ 이하에서 1초간 유지되면 정상상태로 복귀하는 것을 특징으로 하는 스톱앤고 차량용 외장형 오일펌프 구동방법.
The method of claim 4, wherein
When the temperature sensed in the step (c) is maintained for more than 120 ℃ 3 seconds, the external oil pump driving device outputs a predetermined minimum duty, and when stopped for 1 second at 120 ℃ or less stops, characterized in that to return to the normal state Ango vehicle external oil pump driving method.
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