KR101517260B1 - 하이브리드 차량의 작동 방법 및 장치 - Google Patents

하이브리드 차량의 작동 방법 및 장치 Download PDF

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폭스바겐 악티엔 게젤샤프트
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Abstract

본 발명은 내연기관(4) 및 전기 모터(5)를 포함하는 하이브리드 차량의 작동 방법 및 장치(9)에 관한 것이며, 운전자가 있다는 것이 확실하게 검출되지 않으면, 하이브리드 차량(1)의 주행 준비 모드에서 내연기관(4)이 자동으로 시동된다.

Description

하이브리드 차량의 작동 방법 및 장치{METHOD AND DEVICE FOR OPERATING A HYBRID VEHICLE}
본 발명은 하이브리드 차량, 특히 자동 스타트/스톱 메커니즘을 구비한 하이브리드 차량의 작동 방법 및 장치, 그리고 이에 상응하게 설계된 하이브리드 차량에 관한 것이다.
차량의 구동을 위한 내연기관 및 전기 모터를 포함하는 최신 하이브리드 차량은 종종 자동 스타트/스톱 메커니즘을 갖는다. 상기 자동 스타트/스톱 메커니즘은 하이브리드 차량이 미리 정해진 시간 인터벌보다 오래 정지하면 연료 절감을 위해 하이브리드 차량의 내연기관을 정지시킨다. 그리고 나서 운전자가 하이브리드 차량의 가속 페달을 작동시키거나, 클러치를 작동시키거나 또는 기어를 걸면, 하이브리드 차량을 계속 구동하기 위해 모터가 자동으로 다시 스타트-업 한다. 또한, 최신 하이브리드 차량에서는 특정 전제 조건 하에서, 특히 하이브리드 차량이 그 배터리의 충전 상태가 미리 정해진 한계치 미만이라는 것을 검출한 경우, 하이브리드 차량의 내연기관이 자동으로 시동되는 것이 통상적이다.
하이브리드 차량, 특히 내연기관용 자동 스타트/스톱 메커니즘을 구비한 하이브리드 차량에서는 하이브리드 차량이 정지한 경우에도, 하이브리드 차량의 운전자가 있는지 또는 없는지와는 관계없이, 내연기관의 자동 시동이 이루어질 수 있다. 이는 특히 하이브리드 차량의 소위 주행 준비 또는 작동 준비가 비활성화되지 않았고 특정 상태(예컨대, 하이브리드 차량의 배터리의 충전 상태)로 인해 내연기관이 시동된 경우에 이루어진다. 내연기관의 이러한 시동에 의해, 한편으로는 정지된 하이브리드 차량이 폐쇄된 공간(예컨대, 차고)에 있는 경우 중독의 위험이 있고, 다른 한편으로는 제3자, 예컨대 하이브리드 차량에서 놀고 있는 어린이에 의한 하이브리드 차량의 제어되지 않은 운전이 가능하다.
DE 102 11 463 A1호에는 하이브리드 차량에서 차량 엔진 보닛의 상태를 모니터링하고 엔진 보닛의 개방이 검출된 경우 내연기관의 시동을 방지하는 것이 공지되어 있다. 그러나, 이러한 조치에서는 엔진 보닛 센서에 결함이 있는 경우, 차량은 내연기관이 여전히 시동되지 않은 소위 주행 준비 모드 또는 일렉트로 모드로 유지될 수 있다는 문제가 있는데, 그 이유는 이 경우 내연기관의 시동이 불가능하기 때문이다.
본 발명의 과제는 전술한 상황에서 주어지는 잠재 위험을 줄이는 것이다.
상기 과제는 본 발명에 따라 청구항 제1항에 따른 하이브리드 차량의 작동 방법 및 청구항 제8항에 따른 내연기관을 구비한 하이브리드 차량의 작동 장치에 의해 해결된다. 종속 청구항들은 본 발명의 바람직한 실시예들을 규정한다.
본 발명의 범주에서, 운전자가 하이브리드 차량에 있다는 것이 확실하게 검출되지 않으면 하이브리드 차량의 주행 준비 모드 또는 작동 준비 모드에서 내연기관이 자동으로 시동되는, 하이브리드 차량의 작동 방법이 제공된다.
하이브리드 차량 내에 운전자의 존재는 적합한 센서에 의해 모니터링될 수 있고, 특히 하이브리드 차량 내 운전자의 존재를 매우 확실하게 검출할 수 있는 소위 본질 안전 센서(intrinsically safe sensor)가 사용될 수 있다. 이러한 본질 안전 센서에 대한 예는 브레이크 또는 변속기 변속 레버이다. 예컨대, 하이브리드 차량의 브레이크 페달이 작동되면, 운전자가 하이브리드 차량에 있다는 것이 확실하게 전제될 수 있다.
본 발명의 제1 변형예에서 운전자가 하이브리드 차량에 있다는 것이 확실하지 않으면 내연기관이 자동으로 시동됨으로써, 운전자는 예컨대 하이브리드 차량을 벗어날 때 시동하는 내연기관에 의해 경고를 받고, 그 결과 운전자는 상응하게 반응할 수 있다. 예컨대, 운전자는 하이브리드 차량이 내연기관을 자동으로 시동하지 않는 상태로 되게 할 수 있다.
따라서, 본 발명에 의해, 주행 준비 모드에서 자동으로 시동하는 내연기관으로부터 나오는 독성 위험, 및 운전자가 하이브리드 차량을 벗어났을 때 하이브리드 차량 내에서 놀고 있는 어린이들이 하이브리드 차량을 의도치않게 움직일 위험이 훨씬 감소되는데, 그 이유는 운전자가 자동으로 시동하는 내연기관에 의해 상기 위험에 대한 지시를 받기 때문이다. 이로 인해, 내연기관의 제어되지 않은 시동이 대부분 방지되고 알아챌 수 없는 엔진 시동에 의한 환경 오염 및 유해 물질 방출이 방지된다.
하이브리드 차량의 주행 준비는 일반적으로 내연기관이 작동하지 않는, 일렉트로 모드라고도 하는 하이브리드 차량의 상태를 의미하지만, 전기 모터는 종래의 차량에서 점화 스위치-온에 상응하는 상태에 있으므로, 하이브리드 차량의 가속 페달의 작동에 의해 전기 모터로부터 구동 모멘트가 하이브리드 차량으로 가해질 수 있다.
자동 변속기를 구비한 하이브리드 차량에서 바람직한 실시예에 따른 본 발명의 방법은 상기 자동 변속기의 변속 레버가 위치 P(하이브리드 차량의 파킹을 위해 또는 변속기의 고정을 위해) 또는 N(중립 또는 아이들링, 즉 구동 없음)에 있는 경우에만 실시된다.
달리 표현하면, 상기 실시예에 따라 주행 준비 모드에서 내연기관은 자동 변속기가 위치 P 또는 위치 N에 있는 경우 운전자가 하이브리드 차량에 존재하는 것이 확실하게 검출되지 않을 때만 자동으로 시동된다.
본 발명에 따른 다른 실시예에서, 변속 레버가 위치 P에 있는 경우 하이브리드 차량의 주행 준비 모드에서 운전자가 하이브리드 차량에 있는 것이 검출되지 않으면 내연기관이 자동으로 시동된다. 본 발명에 따른 상기 다른 실시예에서는 또한 변속 레버 위치 N에서 내연기관의 시동이 운전자의 명확한, 본질 안전 시동 요구 없이는 결코 불가능하다. 즉, 내연기관은 변속 레버 위치 N에서 운전자가 하이브리드 차량에 존재하는 것이 검출되는 경우에만 시동될 수 있다.
본 발명에 따른 다른 실시예에서, 상기 거동은 정확히 역전된다. 즉, 이 실시예에서는 변속 레버가 위치 N에 있는 경우 하이브리드 차량의 주행 준비 모드에서 운전자가 하이브리드 차량에 있는 것이 검출되지 않으면 내연기관이 자동으로 시동되는 한편, 변속 레버 위치 P에서 내연기관의 시동은 운전자의 명확한, 본질 안전 시동 요구 없이는 결코 불가능하다. 즉, 내연기관은 변속 레버 위치 P에서 운전자가 하이브리드 차량에 존재하는 것이 검출되는 경우에만 시동된다.
따라서, 바람직하게는 위치 P 와 위치 N 이 구별될 수 있는데, 그 이유는 변속 레버의 한 위치에서는 운전자가 하이브리드 차량 내에 있는 경우에만 내연기관이 자동으로 시동될 수 있는 한편, 다른 변속 레버 위치에서는 하이브리드 차량의 주행 준비 모드에서 운전자가 하이브리드 차량 내에 있는 것이 검출되지 않으면 즉시 내연기관이 자동으로 시동되기 때문이다.
본 발명의 범주에서는, 또한 내연기관을 구비한 하이브리드 차량의 작동 장치가 제공된다. 상기 장치는 내연기관을 자동으로 시동하기 위한 스타트 수단, 및 하이브리드 차량 내 운전자의 존재를 검출하는 모니터링 수단을 포함한다. 장치는 하이브리드 차량의 주행 준비 모드에서, 모니터링 수단이 하이브리드 차량 내에 운전자가 존재한다는 것을 더 이상 검출하지 않으면, 스타트 수단이 내연기관을 자동으로 시동하도록(또는 내연기관이 이미 동작하고 있으면 내연기관을 중단하지 않도록) 설계된다.
바람직한 실시예에 따라, 본 발명에 따른 장치는 또한 운전자의 명확한, 본질 안전 시동 요구가 주어질 경우에만 하이브리드 차량에 운전자가 존재할 때, 스위칭 수단이 내연기관을 시동하도록 설계된다.
본 발명의 범주에서는, 또한 본 발명에 따른 장치를 포함하는 하이브리드 차량이 제공된다.
본 발명은 바람직하게는 하이브리드 차량의 배터리의 충전 상태가 미리 정해진 한계치 미만으로 떨어지는 것이 가급적 방지되도록 설계된 하이브리드 차량에 사용하기에 적합하다. 물론, 본 발명은 상기 바람직한 적용 분야로 제한되지 않고, 예컨대 자동 스타트/스톱 메커니즘을 구비한 하이브리드 차량에도 사용될 수 있으며, 상기 자동 스타트/스톱 메커니즘은 하이브리드 차량이 예컨대 1초보다 오래 정지되면 하이브리드 차량의 내연기관이 차단되게 하고, 1초보다 더 오래 정지된 하이브리드 차량의 가속 페달이 가압되면 내연기관이 자동으로 시동되게 한다.
본 발명은 수동 변속기를 구비한 하이브리드 차량에 사용하기에 적합하다. 수동 변속기를 구비한 하이브리드 차량에서, 본 발명에 따른 실시예에 따른 전술한 방법은 상기 변속기의 변속 레버가 비(非)맞물림 위치 또는 분리된 위치에 있을 때만 또는 차량이 파킹 위치에 있을 때만 실시된다. 변속 레버가 비맞물림 위치 또는 분리된 위치에 있는지는, 예컨대 아이들링 스위치에 의해 검출될 수 있고, 차량이 파킹 위치에 있는지는, 예컨대 수동 브레이크 센서에 의해 검출될 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예가 첨부한 도면을 참고로 상세히 설명된다.
본 발명의 장치 및 방법에 따르면, 운전자가 가동으로 시동하는 내연 기관에 의해 주행 준비 모드에서 자동으로 시동하는 내연기관으로부터 나오는 독성 위험, 및 운전자가 하이브리드 차량을 벗어났을 때 하이브리드 차량 내에서 놀고 있는 어린이들이 하이브리드 차량을 의도치않게 움직일 위험에 대한 지시를 받기 때문에, 이러한 위험을 훨씬 줄일 수 있으며, 이로 인해 내연기관의 제어되지 않은 시동이 대부분 방지되고 알아챌 수 없는 엔진 시동에 의한 환경 오염 및 유해 물질 방출이 방지된다.
도 1은 본 발명에 따른 하이브리드 차량의 개략도이다.
도 1에는 본 발명에 따른 장치(9) 외에, 내연기관(4), 전기 모터(5), 브레이크(6), 하이브리드 차량(1)의 (도시되지 않은) 자동 변속기용 변속 레버(7), 및 상기 전기 모터(5)를 작동시키는 배터리(8)를 포함하는 하이브리드 차량(1)이 도시된다. 본 발명에 따른 장치(9)는 전기 모터(5) 또는 내연기관(4)을 시동하기 위한 스타트 수단(2), 및 브레이크(6)의 작동, 변속 레버(7)의 위치 및 배터리(8)의 충전 상태를 모니터링 또는 검출하기 위한 모니터링 수단(3)을 포함한다.
예컨대 하이브리드 차량(1)의 (도시되지 않은) 스타트/스톱 버튼을 이용해서 또는 다른 조작 부재에 의해 하이브리드 차량(1)의 주행 또는 작동 준비가 활성화되었다면, 운전자가 내연기관만을 구비한 통상의 자동차에서와 같이 하이브리드 차량(1)의 (도시되지 않은) 가속 페달을 작동시킴으로써, 하이브리드 차량(1)은 가급적 전기 모터(5)에 의해, 그렇지 않으면 내연기관(4)에 의해 움직인다. 하이브리드 차량(1)은 내연기관의 시동에 의해, 주행 준비 모드가 주어지며 모니터링 수단(3)이 배터리(8)의 충전 상태가 미리 정해진 한계치 미만으로 떨어진 것을 검출하면 항상 배터리(8)가 충전되도록 설계된다. 또한, 하이브리드 차량(1)은 이 차량이 특정 단위 시간, 바람직하게는 1초보다 긴 단위 시간 동안 정지하면, 예컨대 적색 신호등에서 정지한 경우 연료를 절약하기 위해 작동 중인 내연기관(4)이 중단되게 하는 자동 스타트/스톱 메커니즘을 포함한다. 내연기관(4)이 자동 스타트/스톱 메커니즘에 의해 중단되면, 상기 자동 스타트/스톱 메커니즘은 내연기관(4)이 하이브리드 차량(1)의 가속 페달의 작동에 의해서만, 즉 가속 페달이 그로 인해 전달되는 운전자의 요구가 전기 모터(5)의 구동에 의해서만 만족될 수 없도록 작동되었을 경우, 다시 시동되게 한다. 내연기관(4)은 통상 운전자에 의해 요구되는 설정 모멘트가 전기 모터(3)에 의해 공급되는 최대 회전 모멘트보다 큰 경우 항상 시동된다.
운전자가 하이브리드 차량(1)을 정지시키고 변속 레버(7)를 위치 P(또는 N)로 이동시키면, 내연기관(4)은 하이브리드 차량(1)의 정지 후 1초 내에 정지된다. 운전자가 먼저 스타트/스톱 버튼에 의해 하이브리드 차량(1)의 주행 또는 작동 준비를 비활성화하지 않은 채로 하이브리드 차량(1)을 벗어나면, 모니터링 수단(3)은 운전자가 하이브리드 차량(1)에 있지 않다는 것을 검출하고, 검출 즉시 자동으로 내연기관(4)을 시동시킨다. 내연기관(4)의 시동에 의해 운전자는 하이브리드 차량(1)의 작동 준비가 여전히 활성화되어 있는지에 주의를 기울인다. 이러한 경고에 의해 운전자는 일반적으로 스타트/스톱 버튼에 의해 하이브리드 차량(1)의 작동 준비를 비활성화시킴으로써, 내연기관(4)의 자동 시동 및 이에 관련된 위험들이 방지된다.
이와 달리, 하이브리드 차량(1)의 정지시 운전자가 변속 레버(7)를 위치 N(또는 P)로 이동하고 하이브리드 차량(1)을 벗어나면, 모니터링 수단(3)은 운전자가 하이브리드 차량(1)에 없다는 것을 검출한다. 이 상태[운전자가 차량(1)에 없는 상태]에서 배터리(8)의 충전 상태가 미리 주어진 한계치 미만으로 떨어지면, 내연기관(4)이 시동되지 않는데, 그 이유는 모니터링 수단(3)이 운전자가 하이브리드 차량(1)에 없다는 것을 검출했기 때문이며, 이로 인해 내연기관(4)의 자동 스타트-업이 방지된다. 따라서, 운전자가 하이브리드 차량(1)을, 예컨대 차고에 정지시킨 경우 자동으로 시동된 내연기관(4)의 배기 가스로 인해 중독 위험이 야기되는 것이 방지된다. 즉, 배기 가스에 의한 중독으로부터의 보호가 보장된다. 달리 표현하면, 이 상태에서 내연기관(4)은 운전자의 본질 안전 시동 요구에 의해서, 예컨대 운전자에 의한 가속 페달의 작동에 의해 시동됨으로써, 이 상태에서는 내연기관의 시동이 차량 내에 운전자의 존재시에만 이루어지는 것이 보장된다.
사용자에 의해, 예컨대 스타트/스톱 버튼의 작동에 의해 또는 다른 적합한 조작 부재의 작동에 의해 주행 준비 모드가 종료되면, 내연기관(4)은 장치(9)에 의해 또는 스타트 수단(2)과 결합된 자동 스타트/스톱 메커니즘에 의해 다시 자동으로 중단된다.
1 : 하이브리드 차량
2 : 스타트 수단
3 : 모니터링 수단
4 : 내연기관
5 : 전기 모터
6 : 브레이크
7 : 변속 레버
8 : 배터리
9 : 장치

Claims (11)

  1. 하이브리드 차량(1)을 구동하기 위한 내연기관(4) 및 전기 모터(5)를 포함하는 하이브리드 차량의 작동 방법에 있어서,
    상기 하이브리드 차량 내에서의 상기 하이브리드 차량(1)의 운전자의 존재를 모니터링하는 것과,
    상기 하이브리드 차량(1)의 주행 준비 모드에서 운전자가 상기 하이브리드 차량 내에 존재하지 않는 것이 검출되면 상기 내연기관(4)을 자동으로 시동하는 것
    을 포함하며,
    상기 하이브리드 차량(1)의 상기 주행 준비 모드에서 상기 내연기관의 자동 시동은 상기 하이브리드 차량(1)의 변속기용 변속 레버의 위치에 따라 이루어지고,
    상기 하이브리드 차량(1)의 자동 변속기의 변속 레버(7)가 위치 "P" 또는 "N"에 있는 경우에만 상기 하이브리드 차량의 작동 방법이 실시되며,
    상기 하이브리드 차량(1)의 상기 주행 준비 모드에서, 운전자가 상기 하이브리드 차량(1) 내에 존재하는 것이 검출되지 않고 상기 변속 레버(7)가 위치 "P"에 있으면, 상기 내연기관(4)이 자동으로 시동되고,
    상기 변속 레버(7)가 위치 "N"에 있고 운전자가 상기 하이브리드 차량(1) 내에 존재하는 것이 검출되면, 상기 내연기관(4)이 자동으로 시동되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 작동 방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서, 상기 하이브리드 차량(1)의 주행 준비 모드에서, 운전자가 상기 하이브리드 차량(1) 내에 존재하는 것이 검출되지 않고 상기 변속 레버(7)가 위치 "N"에 있으면, 상기 내연기관(4)이 자동으로 시동되고,
    상기 변속 레버(7)가 위치 "P"에 있고 운전자가 상기 하이브리드 차량(1) 내에 존재하는 것이 검출될 때만, 상기 내연기관(4)이 자동으로 시동될 수 있는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 작동 방법.
  6. 제1항 또는 제5항에 있어서, 상기 하이브리드 차량(1)의 브레이크(6)가 작동되면, 운전자가 상기 하이브리드 차량(1) 내에 존재하는 것이 검출되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 작동 방법.
  7. 제1항 또는 제5항에 있어서, 상기 하이브리드 차량(1)의 주행 준비 모드가 주어지지 않으면, 상기 내연기관(4)이 자동으로 중단되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 작동 방법.
  8. 하이브리드 차량(1)을 구동하기 위한 내연기관(4) 및 전기 모터(5), 그리고
    상기 내연기관(4)을 자동 시동하기 위한 스타트 수단(2)
    을 포함하는 하이브리드 차량의 작동 장치에 있어서,
    상기 하이브리드 차량의 작동 장치(9)는 상기 하이브리드 차량(1) 내에 상기 하이브리드 차량(1)의 운전자의 존재를 모니터링하기 위한 모니터링 수단(3)을 포함하고,
    상기 하이브리드 차량의 작동 장치(9)는 상기 모니터링 수단(3)이 상기 하이브리드 차량 내에 운전자가 존재하지 않음을 검출하면 상기 스타트 수단(2)이 상기 하이브리드 차량(1)의 주행 준비 모드에서 상기 내연기관(4)을 자동으로 시동하도록 구성되며,
    상기 하이브리드 차량의 작동 장치(9)는 상기 하이브리드 차량(1)의 변속기용 변속 레버의 위치에 따라 상기 하이브리드 차량(1)의 상기 주행 준비 모드에서 상기 내연기관의 자동 시동을 실시하도록 더욱 구성되고,
    상기 스타트 수단은 상기 하이브리드 차량(1)의 자동 변속기의 변속 레버(7)가 위치 "P" 또는 "N"에 있는 경우에만 내연기관을 자동으로 시동하도록 작동되며,
    상기 하이브리드 차량의 작동 장치(9)는 상기 하이브리드 차량(1)의 상기 주행 준비 모드에서,
    운전자가 상기 하이브리드 차량(1) 내에 존재하는 것이 검출되지 않고 상기 변속 레버(7)가 위치 "P"에 있으면, 상기 내연기관(4)을 자동으로 시동하고,
    상기 변속 레버(7)가 위치 "N"에 있고 운전자가 상기 하이브리드 차량(1) 내에 존재하는 것이 검출되면, 상기 내연기관(4)을 자동으로 시동하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 작동 장치.
  9. 삭제
  10. 제8항에 있어서, 상기 하이브리드 차량의 작동 장치(9)는 제5항에 따른 방법을 실시하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 작동 장치.
  11. 제8항 또는 제10항에 따른 하이브리드 차량의 작동 장치와, 상기 하이브리드 차량(1)의 구동을 위한 내연기관(4) 및 전기 모터(5)를 구비한 하이브리드 차량.
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