KR101145623B1 - 하이브리드 차량의 페일 세이프 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 변속제어에 관련되는 부품의 고장이 검출되면 오일펌프에 공급되는 구동전류를 제한 제어하여 와이어링 하네스를 안정되게 보호하는 것이다.

본 발명은 변속제어부품의 정보를 모니터링하는 과정, 변속제어부품의 고장이 검출되는지 판단하는 과정, 변속제어부품의 고장이 판정되면 페일 세이프를 실행하여 오일펌프의 작동 전류를 제한하는 과정을 포함한다.

하이브리드 차량, 페일 세이프, 변속제어부품, 고장판정

Description

하이브리드 차량의 페일 세이프 제어방법{METHOD FOR CONTROLLING FAIL SAFE OF HYBRID VEHICLE}

본 발명은 하이브리드 차량에 관한 것으로, 더 상세하게는 변속제어에 관련되는 부품의 고장이 검출되면 오일펌프에 공급되는 구동 전류를 제한 제어하여 와이어링 하네스를 안정되게 보호하는 하이브리드 차량의 페일 세이프 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로, 하이브리드 차량은 동력원으로 엔진과 배터리로 동작되는 모터가 적용되며, 주행 상황에 따라 두 동력원이 각각의 특성을 발휘할 수 있는 영역에서 작동되어 연비가 가장 높게 운전되도록 제어된다.

그리고, 감속시 운동 에너지를 전기 에너지로 회수함으로써 기존 가솔린 엔진에 비해 연비 향상을 이룰 수 있으며 시내구간에서 엔진 시동을 오프한 상태로 주행할 수 있어 환경차량으로 사용된다.

하이브리드 차량에는 차량의 전반적인 동작을 제어하는 상위 제어기인 HCU(Hybrid Control Unit)이 장착되고, 시스템을 구성하는 각각의 장치별로 제어기가 장착되며 상위 제어기인 HCU를 중심으로 네트워크를 통해 연결되어 상호간에 정 보를 주고받아 협조 제어를 실행한다.

하이브리드 차량은 원가 절감과 변속기에 전달되는 토크의 손실을 최소화하기 위하여 토크 컨버터 대신에 엔진과 모터의 사이에 엔진의 출력 토크를 연결하는 엔진 클러치가 장착되며, 엔진 클러치와 변속기의 동작에 필요한 유압을 공급하는 전동식 오일펌프가 구비된다.

전동식 오일펌프는 자동변속기 내에 구비되는 기계식 펌프와 연동되어 동작에 필요한 유압을 공급하며, 네트워크로 연결되는 HCU와 OPU(Oil Pump Unit)의 상호 연동에 따라 제어된다.

예를 들어, HCU가 차량의 상태와 운전자의 요구, TCU(Transmission Control Unit)에서 제공되는 변속단의 정보에 따라 오일펌프의 목표 회전수를 결정하여 OPU에 제공하면 OPU는 HCU에서 제공되는 정보에 따라 전동식 오일펌프에 공급되는 전류량을 제어하여 목표 회전수로 작동시킴으로써, 엔진 클러치 및 변속기의 작동에 필요한 유압을 공급한다.

이때, HCU와 OPU는 네트워크를 통해 오일펌프의 목표 회전수 및 실제 회전수, 펌프의 운전상태, 이상 여부(정상 혹은 고장) 등의 정보를 상호 교환한다.

종래의 하이브리드 차량에는 변속제어를 관장하는 제어기 및 관련부품, 오일펌프의 동작을 제어하는 OPU의 고장 여부를 판정하는 기능과 고장의 판정에 따라 페일 세이프(Fail Safe)를 실행하는 기능이 마련되어 있지 않으므로 개선이 필요한 실정이다.

따라서, 변속제어를 관장하는 제어기 및 변속기 오일의 온도를 검출하는 센 서 고장, 라인압을 제어하는 솔레노이드 밸브의 고장 등이 발생하거나 OPU의 고장이 발생한 경우 오일펌프에 과전류가 인가되어 와이어링 및 컨넥터의 융착을 발생시키며, 심한 경우 차량의 화재를 유발시키는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 발명한 것으로, 그 목적은 변속 제어에 관련되는 부품의 고장이 검출되면 오일펌프에 공급되는 구동 전류를 제한 제어하여 와이어링 하네스의 융착 및 소손이 발생되지 않도록 하는 것이다.

상기한 목적을 실현하기 위한 본 발명의 특징에 따른 하이브리드 차량의 페일 세이프 제어방법은,

변속제어부품의 정보를 모니터링하는 과정;

변속제어부품의 고장이 검출되는지 판단하는 과정;

변속제어부품의 고장이 판정되면 페일 세이프를 실행하여 오일펌프의 작동 전류를 제한하는 과정을 포함한다.

전술한 구성에 의하여 본 발명은 변속제어에 관련되는 부품의 고장이 검출되는 경우 페일 세이프로 진입하여 오일펌프에 공급되는 전류를 제한함으로써, 와이어링 하네스에 불필요한 과전류가 공급되는 것을 차단시켜 차량의 운행에 안정성 및 신뢰성을 제공한다.

아래에서는 첨부된 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.

본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으므로, 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않으며, 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 생략하였다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 차량의 페일 세이프 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.

본 발명은 운전요구 검출부(10)와 HCU(Hybrid Control Unit:20), ECU(Engine Control Unit:30), TCU(Transmission Control Unit:40), BMS(Battery Management System:50), MCU(Motor Control Unit:60), 배터리(70), 엔진(80), 엔진 클러치(90), 모터(100), 변속기(110), OPU(Oil Pump Unit:120) 및 오일펌프(130)를 포함하며, 상기한 구성요소들은 HCU(20)를 중심으로 네트워크로 연결된다.

운전요구 검출부(10)는 운전자가 작동하는 가속페달의 변위, 브레이크 페달의 작동여부 등의 정보를 검출하여 HCU(20)에 제공한다.

HCU(20)는 운전요구 및 차량의 상태정보에 따라 네트워크를 통해 각 제어기들을 통합 제어하며, 변속제어를 실행하는 관련 부품과 TCU(40)의 고장여부를 모니터링하여 고장으로 판정되면 OPU(120)를 통해 오일펌프(130)에 공급되는 전류를 제한한다.

예를 들어, 변속기 오일의 온도를 검출하는 오일센서의 고장이 검출되거나 라인압을 제어하는 솔레노이드 밸브의 고장으로 정상적인 라인압 제어가 불가능한 경우 TCU(40)의 고장이 발생한 경우 OPU(60)에 전류제한 신호를 출력하여 오일펌프(130)가 과도하게 동작되는 것을 방지하며, 비정상적인 상태에서 오일펌프(130)의 동작을 위해 와이어링 하네스에 과도한 전류가 공급되는 것을 방지한다.

ECU(30)는 네트워크를 통해 상위 제어기인 HCU(20)에서 인가되는 제어신호에 따라 엔진(80)의 제반적인 동작을 제어한다.

TCU(40)는 현재의 차속과 스로틀 밸브의 변위에 따라 목표 변속단을 결정하여 변속기(110)의 변속비를 제어하며, 변속 관련 부품의 고장 여부를 모니터링하여 그에 대한 정보를 HCU(20)에 제공한다.

BMS(50)는 상기 배터리(60)의 전압, 전류, 온도 등의 정보를 종합 검출하여 SOC(State Of Charge) 상태 및 충방전 전류량을 관리 제어하며, 그에 대한 정보를 네트워크를 통해 HCU(20)에 제공한다.

MCU(60)는 HCU(20)에서 인가되는 제어신호에 따라 모터(100)의 거동을 제어한다.

배터리(70)는 대용량 고전압 배터리로 모터(100)에 전원을 공급하고, 브레이크 제동에 의한 회생제동 모드에서 발전기로 동작되는 모터(100)의 회생 에너지로 충전된다.

엔진(80)은 HCU(20)의 제어를 받는 ECU(30)의 제어에 의해 시동 온/오프 및 출력토크가 제어된다.

엔진 클러치(90)는 엔진(80)과 모터(100)의 사이에 배치되어, HCU(20)의 제어에 따라 엔진(80)의 출력토크와 모터(100)의 출력토크를 결합하여 변속기(110)에 입력토크로 제공한다..

모터(100)는 MCU(60)의 제어에 따라 동작되어 엔진(80)의 출력토크를 보조하여 준다.

변속기(110)는 상기 TCU(30)의 제어에 따라 변속비를 조정하여 하이브리드 차량이 주행될 수 있도록 한다.

OPU(120)는 네트워크로 연결되는 HCU(20)의 제어에 따라 오일펌프(130)의 동작을 제어하여 엔진 클러치(90) 및 변속기(110)에 공급되는 오일량 및 압력을 조정하며, 변속제어에 관련되는 부품의 고장이 발생되어 HCU(20)로부터 페일 세이프 제어가 요구되면 오일펌프(130)에 공급되는 전류량을 제한한다.

오일펌프(130)는 전동식 오일펌프로 OPU(120)의 제어신호에 따라 동작되어 엔진 클러치(90)와 변속기(110)에 일정한 압력이 형성되는 오일을 공급하며, 자동변속기 내에 구비되는 기계식 펌프와 연동하여 동작된다.

전술한 바와 같은 기능이 포함되는 본 발명에 따른 하이브리드 차량에서 일반적인 제어동작은 동일 내지 유사하게 이루어지므로, 이에 대한 동작 설명은 생략한다.

본 발명은 변속 제어에 관련되는 부품의 고장이 검출되는 경우 페일 세이프 제어를 실행하는 것이므로, 이에 대한 동작에 대해서만 설명한다.

본 발명에 따른 하이브리드 차량의 HCU(20)가 운전요구검출부(10)에서 제공 되는 운전자의 운전요구와 네트워크로 연결되는 각 제어기의 정보에서 분석되는 차량의 상태에 따라 엔진(80) 및 모터(100)의 출력토크를 제어하고, 변속기(110)의 변속비를 결정하여 운행하는 상태이거나 운행을 대기하고 있는 상태에서(S101) TCU(40)로부터 변속제어에 관련되는 부품의 고장여부를 판정하기 위한 정보를 검출한다(S102).

예를 들어, 변속기 오일의 온도를 검출하는 오일온도센서의 상태정보, 변속제어에서 라인압을 제어하는 솔레노이드 밸브의 상태정보, TCU(40)의 상태정보를 검출한다.

상기 S102에서 검출되는 정보를 분석하여 변속제어에 관련되는 부품의 고장이 있는지를 판단하며(S103), 변속제어에 관련되는 부품의 고장이 인지되면 HCU(20)는 페일 세이프로 진입한 다음 오일펌프(130)의 동작을 제어하는 OPU(120)에 전류 제한을 요구한다(S104).

이에 따라 OPU(120)는 오일펌프(130)를 설정된 전류량, 바람직하게는 20A의 전류로 제어하여 오일펌프(130)가 과도하게 동작되는 것을 차단하며, 동시에 와이어링 하네스에 과전류가 공급되어 융착 및 소손되는 것을 방지하여 준다(S105).

예를 들어, 정상적으로 동작되는 경우에는 OPU(120)는 오일펌프(130)에 40A의 전류량을 공급하여 동작시키고 있으나 변속관련 부품의 고장으로 인하여 페일 세이프 모드로 진입되는 경우 오일펌프(130)에 20A의 전류량을 공급하여 오일펌프(130)가 과도하게 회전되는 것을 방지하고, 오일펌프(130)를 연결하는 와이어링 하네스에 과전류가 공급되는 것을 방지한다.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것이 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 포함된다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 차량의 페일 세이프 제어장치를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 차량의 페일 세이프 제어 절차를 개략적으로 도시한 도면이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 운전요구검출부 20 : HCU

30 : ECU 40 : TCU

120 : OPU 130 : 오일펌프

Claims (3)

1. 변속제어부품의 정보를 모니터링하는 과정;

   변속제어부품의 고장이 검출되는지 판단하는 과정;

   변속제어부품의 고장이 판정되면 페일 세이프를 실행하여 오일펌프의 작동 전류를 제한하는 과정;

   을 포함하는 하이브리드 차량의 페일 세이프 제어방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 변속제어부품의 정보는 라인압을 제어하는 솔레노이드 밸브의 정보, 변속기 오일의 온도를 검출하는 오일온도센서의 정보, 변속제어를 관장하는 변속 제어기의 정보를 포함하는 하이브리드 차량의 페일 세이프 제어방법.
3. 제1항에 있어서,

   상기 페일 세이프에서 오일펌프에 공급되는 제한전류는 정상제어의 1/2전류량으로 공급하는 것을 특징으로 하는 차량의 페일 세이프 제어방법.

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