KR101294667B1 - 하이브리드 차량의 밀림방지장치 - Google Patents

하이브리드 차량의 밀림방지장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 하이브리드 차량을 제어하며, 하이브리드 차량의 밀림방지를 위한 밀림방지신호 및 운전자의 조작에 따른 브레이크 신호를 전달하는 HCU 전자제어유닛과, 하이브리드 차량의 엔진 토크와 제동압을 제어하며, 밀림방지신호와 브레이크 신호에 따라 하이브리드 차량의 제동압을 제어하는 ESC 전자제어유닛을 포함하는 하이브리드 차량의 밀림방지장치로 경사진 언덕에서 정차 후 출발할 경우, 하이브리드 차량이 서서히 뒤로 밀리게 되는 현상을 효과적으로 방지할 수 있다.

Description

하이브리드 차량의 밀림방지장치{ANTI ROLL BACK APPARATUS OF HYBRID VEHICLE}
본 발명은 하이브리드 차량의 밀림방지장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 경사로에서 정차 후 출발 시 차량을 제동하여 차량이 밀리는 것을 방지하는 하이브리드 차량의 밀림방지장치에 관한 것이다.
일반적으로 하이브리드 차량은 연비를 향상시키기 위해 차량의 엔진 토크를 최소화하여 제어하는데, 경사진 언덕에서 정차 후 출발할 경우, 낮아진 엔진 토크에 의해 차량이 서서히 뒤로 밀리게 되는 현상이 발생한다.
안티 롤 백(Anti Roll Back : ARB) 시스템은 차량의 자세를 제어하기 위한 전자식 안전 제동(Electric Stability Control : 이하, ESC라고 함) 시스템의 모듈레이터에 장착된 밸브를 제어하여 바퀴의 제동압력을 유지시킴으로써 정차 후 출발 시 차량이 뒤로 밀리는 현상을 방지하는 시스템이다.
종래에는 ESC 모듈레이터에 특정한 압력 패턴을 가진 밸브를 작동시키는 방식을 사용하였으나, 이러한 방식은 제동압을 조절하는 밸브 특성에 제약을 받기 때문에 이 밸브에 의해 변화되는 압력이 특정한 압력 패턴으로만 나타나게 되는 문제점이 있었다.
예를 들어, 밸브에 의해 설정된 제동압이 너무 낮으면 밀림 방지를 위한 제어 시 브레이크 페달의 조작에 따른 이질감은 크지 않으나, 언덕에서 뒤쪽으로 밀리는 경우가 발생할 수 있다. 반면에, 밸브에 의해 설정된 제동압이 너무 높으면 차량이 언덕에서 밀리는 현상을 방지할 수는 있으나, 제어 시 브레이크 페달을 조작하는 운전자가 느끼는 이질감이 커져서 불쾌감을 줄 수 있다.
또한, 밸브의 압력 패턴을 변경하기 위해서는 새로운 밸브를 개발하고 이를 ESC 모듈레이터에 장착하여 모의 시험을 수행해야 하는 등 밸브의 압력 패턴을 튜닝하는 작업이 번거롭고 불편한 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로, 하이브리드 차량을 제어하는 전자제어유닛과 차량의 자세를 안정화시키는 전자제어유닛 상호 간의 전달되는 제어신호를 이용하여 하이브리드 차량의 제동압을 조절하는 하이브리드 차량의 밀림방지장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 하이브리드 차량을 제어하며, 하이브리드 차량의 밀림방지를 위한 밀림방지신호 및 운전자의 조작에 따른 브레이크 신호를 전달하는 HCU 전자제어유닛과, 하이브리드 차량의 엔진 토크와 제동압을 제어하며, 밀림방지신호와 브레이크 신호에 따라 하이브리드 차량의 제동압을 제어하는 ESC 전자제어유닛을 포함한다.
여기서, ESC 전자제어유닛은 밀림방지신호 및 브레이크 신호가 전달되면, 하이브리드 차량의 밀림을 방지하기 위해 최대로 제어 가능한 압력인 제1 제동압으로 유지시키고, 하이브리드 차량의 밀림을 방지하기 위해 일반적으로 제어 가능한 압력인 제2 제동압으로 유지되도록 하이브리드 차량의 제동압을 제어한다.
또한, ESC 전자제어유닛은 브레이크 신호가 해제되면, 브레이크 신호의 해제에 따라 하이브리드 차량의 밀림을 방지하기 위해 최대로 제어 가능한 압력인 제3 제동압으로 유지되도록 하이브리드 차량의 제동압을 제어한다.
그리고, ESC 전자제어유닛은 밀림방지신호가 해제되면, 밀림방지신호의 해제에 따라 미리 설정된 제4 제동압으로 유지되도록 하이브리드 차량의 제동압을 제어한다.
게다가, ESC 전자제어유닛은 밀림방지신호가 해제되면, 밀림방지신호의 해제에 따라 미리 설정된 제5 제동압으로 유지되도록 하이브리드 차량의 제동압을 제어한다.
또, ESC 전자제어유닛은 밀림방지신호가 전달된 상태에서 브레이크 신호에 에러가 발생하면, 하이브리드 차량의 밀림을 방지하기 위해 최대로 제어 가능한 압력인 제6 제동압으로 유지시키고, 밀림방지신호가 해제되면, 밀림방지신호의 해제에 따라 미리 설정된 제4 제동압으로 유지되도록 하이브리드 차량의 제동압을 제어한다.
상술한 바와 같이 본 발명의 하이브리드 차량의 밀림방지장치는 하이브리드 차량을 제어하는 전자제어유닛과 차량의 자세를 안정화시키는 전자제어유닛 상호 간의 전달되는 제어신호를 이용하여 하이브리드 차량의 제동압을 조절함으로써 경사진 언덕에서 정차 후 출발할 경우, 하이브리드 차량이 서서히 뒤로 밀리는 현상을 효과적으로 방지할 수 있는 장점이 있다.
또한, ESC 전자제어유닛의 제어만으로 하이브리드 차량의 제동압을 조절하는 방식을 적용함으로써 밸브의 압력 패턴을 변경하기 위해서 별도의 밸브를 개발해야 하는 번거로움을 해결할 수 있다.
이하에서는 본 발명의 일실시예에 의한 하이브리드 차량의 밀림방지장치를 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 하이브리드 차량의 밀림방지장치의 제어 블록도를 나타낸다.
도 1을 참조하면, 하이브리드 차량의 밀림방지장치는 휠 속도센서(11, 12, 13, 14), ESC 전자제어유닛(20), HCU 전자제어유닛(30) 및 ESC 모듈레이터(40)를 포함하여 구성된다.
휠 속도센서(11, 12, 13, 14)는 하이브리드 차량의 각 휠(1, 2, 3, 4)에 장착되어 각 휠(1, 2, 3, 4)의 회전속도를 검출하여 ESC 전자제어유닛(20)으로 전달한다.
ESC 전자제어유닛(Electric Control Unit : ECU)(20)은 전자식 안전 제동(Electric Stability Control : 이하, ESC라고 함) 시스템을 전반적으로 제어하 는 마이컴으로서, 하이브리드 차량의 자세 제어를 위해 엔진 토크와 각 휠(1, 2, 3, 4)의 제동압을 조절한다. 또한, ESC 전자제어유닛(20)에는 엔진 토크를 조절하기 위한 스로트 밸브(미도시)와 각 휠(1, 2, 3, 4)에 가해지는 제동압을 조절하는 각각의 제동압 조절밸브(미도시)의 개도를 제어하는 ESC 모듈레이터(40)가 연결된다.
ESC 모듈레이터(40)는 ESC 전자제어유닛(20)의 엔진 토크 제어신호에 따라 엔진 토크를 제어하는 동작과 함께 ESC 전자제어유닛(20)으로부터 전달되는 밸브 제어신호에 따라 각 휠(1, 2, 3, 4)에 대응하는 제동압 조절밸브를 구동시킨다.
여기서, 제동압 조절밸브는 PWM 제어에 의해 개도를 제어할 수 있는 밸브로서, 이 밸브에 인가하는 PWM 제어신호의 펄스폭에 대응하여 밸브의 제어량을 결정하며, 밸브 제어량 즉, 휠(1, 2, 3, 4)에 가해지는 제동압을 TCMF 제어량이라고 한다.
그리고, ESC 전자제어유닛(20)은 휠 속도센서(11, 12, 13, 14)를 통해 제공받은 각 휠(1, 2, 3, 4)의 회전속도를 이용하여 차속을 계산하고 이로부터 하이브리드 차량의 자세 제어를 위한 엔진 토크와 각 휠(1, 2, 3, 4)의 제동압을 계산하고, 이에 따라 ESC 모듈레이터(40)에 엔진 토크 제어신호와 밸브 제어신호를 인가하여 차량의 자세 제어를 위한 동작을 수행한다.
또, ESC 전자제어유닛(20)은 평상 시 일반적인 자세 제어 동작을 수행하다가 HCU 전자제어유닛(30)으로부터 전달되는 브레이크 신호와 밀림방지신호에 응답하여 각 휠(1, 2, 3, 4)에 가해지는 제동압을 조절하는 동작을 수행한다.
HCU(Hybrid Control Unit) 전자제어유닛(Electric Control Unit : ECU)(30)은 하이브리드 차량의 밀림 방지를 위한 제어동작을 포함한 전반적인 제어 동작을 수행하는 것으로, ESC 전자제어유닛(20)과 CAN 통신을 수행하여 각종 제어신호를 주고받는다.
또한, HCU 전자제어유닛(30)은 브레이크 페달의 조작 상태에 따른 온, 오프 브레이크 신호를 ESC 전자제어유닛(20)에 전달하며, 하이브리드 차량이 언덕에 정차한 후 출발 시 차량이 뒤쪽으로 밀리는 현상이 예측되는 상황에서 밀림방지를 위한 밀림방지신호(ARB)를 ESC 전자제어유닛(20)으로 전달한다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 밀림방지신호에 의해 제동압을 유지하는 상태에서 브레이크 해제신호가 입력된 경우의 예이다.
도 2에 도시한 바와 같이, 하이브리드 차량의 밀림방지를 요구하기 위해 HCU 전자제어유닛(30)에서 전달된 밀림방지신호(ARB)가 온(ON) 되고, HCU 전자제어유닛(30)에서 제공되며 브레이크 페달의 작동에 따른 브레이크 신호가 온(ON) 된 상태인 경우, ESC 전자제어유닛(20)은 밀림방지모드를 초기화하는 제어신호를 ESC 모듈레이터(40)에 전달한다.
그러면, ESC 모듈레이터(40)는 그에 대응하는 PWM 제어신호를 제동압 조절밸브에 인가하는데, 이때 제동압 조절밸브에서의 제어량(TCMF 제어량)은 제1 제동압(P1)(최대로 제어 가능한 노면의 기울기를 갖는 경사로에서 차량이 밀리지 않는 수준의 압력 즉, 하이브리드 차량의 밀림을 방지하기 위해 최대로 제어 가능한 압력)으로 유지된 후, 제동압 조절밸브에서의 제어량은 제2 제동압(P2)(일반적으로 제어 가능한 노면의 기울기를 갖는 경사로에서 차량이 밀리지 않는 수준의 압력 즉, 상기 하이브리드 차량의 밀림을 방지하기 위해 일반적으로 제어 가능한 압력)으로 유지된다.
이후, 브레이크 페달 조작으로 브레이크 해제 신호(오프)가 전달되고, 이 신호가 HCU 전자제어유닛(30)에 의해 ESC 전자제어유닛(20)에 전달되면, ESC 전자제어유닛(20)의 제어에 따라 조절밸브의 개도가 조절됨에 따라 제1 제동압과 동일한 제3 제동압(P3)으로 유지한다. 그리고, 밀림방지신호(ARB)가 해제(오프)되면, 그에 따라 ESC 전자제어유닛(20)이 밸브 개도를 감소시킴에 따라 TCMF 제어량은 제3 제동압보다 낮은 제4 제동압(P4)으로 감소한다. 이후 밀림방지 제어를 해제한 후 차량을 가속시킨다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 의한 밀림방지신호가 해제된 후에도 브레이크 신호가 계속 입력되는 경우의 예이다.
도 3에 도시한 바와 같이, 하이브리드 차량의 밀림방지를 요구하기 위해 HCU 전자제어유닛(30)에서 전달된 밀림방지신호(ARB)가 온(ON) 되고, HCU 전자제어유닛(30)에서 제공되며 브레이크 페달의 작동에 따른 브레이크 신호가 온(ON) 된 상태인 경우, ESC 전자제어유닛(20)의 초기화 제어신호에 따라 ESC 모듈레이터(40)가 그에 대응하는 PWM 제어신호를 제동압 조절밸브에 전달한다. 이때, 제동압 조절밸브에서의 제어량은 제1 제동압(P1)(최대로 제어 가능한 노면의 기울기를 갖는 경사로에서 차량이 밀리지 않는 수준의 압력-도 2의 P1과 실질적으로 동일하다)으로 유지된 후, 제동압 조절밸브에서의 제어량은 제2 제동압(P2)(일반적으로 제어 가능한 노면의 기울기를 갖는 경사로에서 차량이 밀리지 않는 수준의 압력)으로 유지된다.
이와 같이, 브레이크 신호가 온 된 상태에서 즉, 운전자가 브레이크 페달을 조작하는 상태에서 HCU 전자제어유닛(30)에서 제공된 밀림방지신호(ARB)가 해제(오프)되는 경우, 즉 밀림 방지를 위해 제동압 조절이 필요 없게 되면 ESC 전자제어유닛(20)은 제동압이 일정 기울기로 감소할 수 있도록 제어신호를 ESC 모듈레이터(40)에 전달하고, 이에 따라 밸브의 개도가 조절됨에 따라 TCMF 제어량은 제2 제동압(P2)에서 일정기울기씩 줄어 제5 제동압(P5)으로 된다. 이 후 운전자의 가속 페달 조작에 따라 가속하여 주행한다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 의한 브레이크 신호에서 에러가 발생한 경우의 예이다.
도 4에 도시한 바와 같이, 하이브리드 차량의 밀림방지를 요구하기 위해 HCU 전자제어유닛(30)에서 전달된 밀림방지신호(ARB)가 온(ON) 된 상태에서, 브레이크 페달의 작동에 따른 브레이크 신호에 에러가 발생한 경우, ESC 전자제어유닛(20)의 초기화 제어신호에 따라 ESC 모듈레이터(40)가 그에 대응하는 PWM 제어신호를 제동압 조절밸브에 전달한다. 이때, 제동압 조절밸브에서의 제어량은 제6 제동압(P6)(최대로 제어 가능한 노면의 기울기를 갖는 경사로에서 차량이 밀리지 않는 수준의 압력)으로 유지된다.
이후, HCU 전자제어유닛(30)에서 제공된 밀림방지신호(ARB)가 해제(오프)되는 경우, 즉 밀림 방지를 위해 제동압 조절이 필요 없게 되면 ESC 전자제어유닛(20)은 제동압이 일정 기울기로 감소할 수 있도록 제어신호를 ESC 모듈레이 터(40)에 전달하고, 이에 따라 밸브의 개도가 조절됨에 따라 TCMF 제어량은 제6 제동압(P6)에서 일정기울기씩 줄어 제4 제동압(P4)으로 된다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 차량의 밀림방지장치의 제어 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 밀림방지신호에 의해 제동압을 유지하는 상태에서 브레이크 해제신호가 입력된 경우의 예이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 의한 밀림방지신호가 해제된 후에도 브레이크 신호가 계속 입력되는 경우의 예이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 의한 브레이크 신호에서 에러가 발생한 경우의 예이다.
＊도면의 주요부분에 대한 부호 설명＊
11, 12, 13, 14...휠 속도센서 20...ESC 전자제어유닛
30...HCU 전자제어유닛 40...ESC 모듈레이터

Claims (6)

  1. 삭제
  2. 하이브리드 차량을 제어하며, 상기 하이브리드 차량의 밀림방지를 위한 밀림방지신호 및 운전자의 조작에 따른 브레이크 신호를 전달하는 HCU 전자제어유닛;
    상기 하이브리드 차량의 엔진 토크와 제동압을 제어하며, 상기 밀림방지신호와 상기 브레이크 신호에 따라 상기 하이브리드 차량의 제동압을 제어하되, 상기 밀림방지신호 및 상기 브레이크 신호가 전달되면, 상기 하이브리드 차량의 밀림을 방지하기 위해 제1 제동압으로 유지시킨 후, 상기 제1 제동압보다 낮은 제2 제동압으로 유지되도록 상기 하이브리드 차량의 제동압을 제어하는 ESC 전자제어유닛을 포함하는 하이브리드 차량의 밀림방지장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 ESC 전자제어유닛은,
    상기 브레이크 신호가 해제되면, 상기 브레이크 신호의 해제에 따라 상기 하이브리드 차량의 밀림을 방지하기 위해 제3 제동압으로 유지되도록 상기 하이브리드 차량의 제동압을 제어하는 하이브리드 차량의 밀림방지장치.
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 ESC 전자제어유닛은,
    상기 밀림방지신호가 해제되면, 상기 밀림방지신호의 해제에 따라 미리 설정된 제4 제동압으로 유지되도록 상기 하이브리드 차량의 제동압을 제어하는 하이브리드 차량의 밀림방지장치.
  5. 제 2 항에 있어서, 상기 ESC 전자제어유닛은,
    상기 밀림방지신호가 해제되면, 상기 밀림방지신호의 해제에 따라 미리 설정된 제5 제동압으로 유지되도록 상기 하이브리드 차량의 제동압을 제어하는 하이브리드 차량의 밀림방지장치.
  6. 제 2 항에 있어서, 상기 ESC 전자제어유닛은,
    상기 밀림방지신호가 전달된 상태에서 상기 브레이크 신호에 에러가 발생하면, 상기 하이브리드 차량의 밀림을 방지하기 위해 제6 제동압으로 유지시키고,
    상기 밀림방지신호가 해제되면, 상기 밀림방지신호의 해제에 따라 미리 설정된 제4 제동압으로 유지되도록 상기 하이브리드 차량의 제동압을 제어하는 하이브리드 차량의 밀림방지장치.
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