KR101724491B1

KR101724491B1 - 마일드 하이브리드 차량의 구동 제어 장치 및 방법

Info

Publication number: KR101724491B1
Application number: KR1020150174226A
Authority: KR
Inventors: 김현; 강기홍; 유성일; 서무석; 김용욱; 김영민
Original assignee: 현대자동차 주식회사
Priority date: 2015-12-08
Filing date: 2015-12-08
Publication date: 2017-04-07

Abstract

본 발명에 따른 마일드 하이브리드 차량의 구동 제어 방법은 마일드 하이브리드 차량의 구동 제어 장치가, 엔진과 상기 엔진에 연결되어 출력을 보조하는 마일드 하이브리드 시동 발전기(MHSG)를 포함하는 마일드 하이브리드 차량을 제어하는 방법에서, 엔진을 구동하는 단계, 상기 엔진이 구동되는 동안 연료 펌프의 고장을 모니터링하는 단계, 그리고 상기 연료 펌프가 고장난 것으로 판단된 경우, 상기 마일드 하이브리드 시동 발전기를 구동하여 상기 엔진의 토크를 보조하도록 제어하는 단계를 포함한다.

Description

마일드 하이브리드 차량의 구동 제어 장치 및 방법{DEVICE AND METHOD FOR CONTROLLING DRIVING OF MILD HYBRID VEHICLE}

본 발명은 마일드 하이브리드 차량의 구동 제어 장치 및 이를 이용한 구동 제어 방법에 관한 것이다.

하이브리드 차량은 서로 다른 두 종류 이상의 동력원을 사용하는 자동차로써, 일반적으로 연료를 연소시켜 구동력을 얻는 엔진과 배터리 전력으로 구동력을 얻는 모터에 의해 구동되는 차량을 의미한다.

하이브리드 차량은 구동 방식에 따라 병렬형, 직렬형, 복합형 등으로 구분되며, 또한 엔진과 모터의 파워 분담비에 따라 마일드(Mild), 미들(Middle), 하드(Hard) 타입으로 분류된다.

마일드 하이브리드 차량은 하드 타입의 일반적인 하이브리드 차량과는 달리 용량이 적은 배터리와 모터를 사용한다. 즉, 마일드 하이브리드 차량은 알터네이터 대신 마일드 하이브리드 시동 발전기(Mild Hybrid Starter and Generator, 이하 MHSG)가 장착되며, 12V의 배터리 외 추가로 48V 배터리와 LDC(low voltage DC-DC converter)가 구비된다.

이에 따라 마일드 하이브리드 차량은 모터만을 동력원으로 차량이 구동하는 주행 모드는 없지만, MHSG를 이용하여 주행 상태에 따라 엔진 토크를 보조할 수 있고, 회생제동을 통해 배터리를 충전할 수 있다. 그러므로 차량의 연비를 향상시킬 수 있으며 효율적인 에너지 이용이 가능하다.

그리고, 최근에는 연비 향상을 목적으로 가변저압 연료 펌프 관련 기술이 활발히 개발되고 있다. 가변저압 연료 펌프는 엔진의 조건에 따른 연료 펌프 유량 제어를 통해 연비를 향상 시키는 기술이다.

하지만, 가변저압 연료 펌프 제어 시스템은 기존의 고정식 저압연료 펌프 대비 시스템이 매우 복잡해져 고장이 증가하고 있다. 그리고, 가변저압 연료 펌프가 고장난 경우, 내연 기관의 연료 공급이 불안정해져서 연소 불안, 엔진 부조 및 시동 꺼짐과 같은 문제가 증가하는 어려움이 있다.

이 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.

본 발명은 마일드 하이브리드 차량의 연료 펌프 고장시 마일드 하이브리드 시동 발전기(MHSG)로 엔진 토크를 보조하도록 제어할 수 있는 마일드 하이브리드 차량의 구동 제어 장치 및 구동 제어 방법을 제안하고자 한다.

본 발명의 마일드 하이브리드 차량의 구동 제어 방법은 마일드 하이브리드 차량의 구동 제어 장치가, 엔진과 상기 엔진에 연결되어 출력을 보조하는 마일드 하이브리드 시동 발전기(MHSG)를 포함하는 마일드 하이브리드 차량을 제어하는 방법에서, 엔진을 구동하는 단계, 상기 엔진이 구동되는 동안 연료 펌프의 고장을 모니터링하는 단계, 그리고 상기 연료 펌프가 고장난 것으로 판단된 경우, 상기 마일드 하이브리드 시동 발전기를 구동하여 상기 엔진의 토크를 보조하도록 제어하는 단계를 포함한다.

상기 연료 펌프의 고장을 모니터링하는 단계는, 연료 압력 센서로부터 상기 연료 펌프의 연료공급압력을 체크하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 연료 펌프의 고장을 모니터링하는 단계는, 상기 연료 펌프의 단선 또는 단락 검출 신호, 연료 압력 센서의 이상 검출 신호, 목표 연료공급압력 추종 불량 검출 신호 중 적어도 하나를 이용해서 상기 연료 펌프의 고장을 판단하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 엔진의 토크를 보조하도록 제어하는 단계는, 상기 연료 펌프가 고장난 것으로 판단된 경우, 배터리의 전력으로 상기 마일드 하이브리드 시동 발전기를 구동하도록 제어하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 연료 펌프가 고장난 것으로 판단된 경우, 경고음 또는 경고 메시지를 출력하도록 제어하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 마일드 하이브리드 차량의 구동 제어 장치는 엔진과 상기 엔진에 연결되어 출력을 보조하는 마일드 하이브리드 시동 발전기(MHSG)를 포함하는 마일드 하이브리드 차량을 제어하는 마일드 하이브리드 차량의 구동 제어 장치에서, 상기 엔진이 구동되는 동안 연료공급압력을 검출하고, 검출된 상기 연료공급압력을 이용해서 연료 펌프의 고장 여부를 진단하는 고장 진단부, 그리고 상기 고장 진단부의 신호를 기초로 마일드 하이브리드 차량의 엔진 및 상기 마일드 하이브리드 시동 발전기를 제어하는 제어부를 포함하며, 상기 제어부는, 상기 연료 펌프가 고장난 것으로 판단된 경우, 상기 마일드 하이브리드 시동 발전기를 구동하여 상기 엔진의 토크를 보조하도록 제어한다.

상기 고장 진단부는, 상기 연료 펌프의 단선 또는 단락 검출 신호, 연료 압력 센서의 이상 검출 신호, 목표 연료공급압력 추종 불량 검출 신호 중 적어도 하나를 이용해서 상기 연료 펌프의 고장을 판단할 수 있다.

상기 제어부는, 상기 연료 펌프가 고장난 것으로 판단된 경우, 배터리의 전력으로 상기 마일드 하이브리드 시동 발전기를 구동하도록 제어할 수 있다.

상기 제어부는, 상기 연료 펌프가 고장난 것으로 판단된 경우, 경고음 또는 경고 메시지를 출력하도록 제어할 수 있다.

본 발명에 따르면, 마일드 하이브리드 차량의 연료 펌프가 고장난 것으로 판단된 경우 마일드 하이브리드 시동 발전기(MHSG)를 구동하여 엔진 토크를 보조하도록 제어함으로써, 엔진 토크를 확보하고 엔진 부조 및 시동 꺼짐을 방지할 수 있는 환경을 제공한다.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 마일드 하이브리드 차량의 구동 제어 장치를 포함하는 마일드 하이브리드 차량을 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따라 마일드 하이브리드 차량의 구동을 제어하는 과정을 간략히 도시한 흐름도이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호로 표시된 부분들은 동일한 구성요소들을 의미한다.

본 명세서에서 사용된 "차량", "차", "차량의", "자동차" 또는 다른 유사한 용어들은 스포츠 실용차(sports utility vehicles; SUV), 버스, 트럭, 다양한 상용차를 포함하는 승용차, 다양한 종류의 보트나 선박을 포함하는 배, 항공기 및 이와 유사한 것을 포함하는 자동차를 포함하며, 하이브리드 차량, 전기 차량, 플러그 인 하이브리드 전기 차량, 수소연료 차량 및 다른 대체 연료(예를 들어, 석유 외의 자원으로부터 얻어지는 연료) 차량을 포함한다.

추가적으로, 몇몇 방법들은 적어도 하나의 제어기에 의하여 실행될 수 있다. 제어기라는 용어는 메모리와, 알고리즘 구조로 해석되는 하나 이상의 단계들을 실행하도록 된 프로세서를 포함하는 하드웨어 장치를 언급한다. 상기 메모리는 알고리즘 단계들을 저장하도록 되어 있고, 프로세서는 아래에서 기재하는 하나 이상의 프로세스들을 수행하기 위하여 상기 알고리즘 단계들을 특별히 실행하도록 되어 있다.

더 나아가, 본 발명의 제어 로직은 프로세서, 제어기 또는 이와 유사한 것에 의하여 실행되는 실행 가능한 프로그램 명령들을 포함하는 컴퓨터가 읽을 수 있는 수단 상의 일시적이지 않고 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체로 구현될 수 있다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 수단의 예들은, 이에 한정되지는 않지만, ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 플래쉬 드라이브, 스마트 카드 및 광학 데이터 저장 장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 재생 매체는 네트웍으로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어 예를 들어 텔레매틱스 서버나 CAN(Controller Area Network)에 의하여 분산 방식으로 저장되고 실행될 수 있다.

이제 도 1 내지 도 2를 참고하여 본 발명의 한 실시예에 따른 마일드 하이브리드 차량의 구동 제어 장치 및 구동 제어 방법에 대하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 마일드 하이브리드 차량의 구동 제어 장치를 포함하는 마일드 하이브리드 차량을 개략적으로 나타낸 블록도이다. 이때, 마일드 하이브리드 차량의 구동 제어 장치는 본 발명의 실시예에 따른 설명을 위해 필요한 개략적인 구성만을 도시할 뿐 이러한 구성에 국한되는 것은 아니다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 마일드 하이브리드 차량은 구동 제어 장치(100), 연료 펌프(10), 연료 압력 센서(20), 엔진(30), 변속기(40), 마일드 하이브리드 시동 발전기(Mild Hybrid Starter and Generator, 이하 MHSG)(50), 그리고 배터리(60)를 포함한다.

구동 제어 장치(100)는 연료 압력 센서(20)를 이용해서 연료 펌프(10)의 연료공급압력을 측정하고, 측정된 연료공급압력을 이용해서 연료 펌프(10)의 고장 여부를 진단한다.

연료 펌프(10)는 구동 제어 장치(100)의 제어에 의해 엔진(30)에 연료를 공급한다. 구동 제어 장치(100)는 엔진(30)의 조건에 따라 연료량을 공급하도록 연료 펌프(10)를 가변 제어한다.

연료 압력 센서(20)는 연료 펌프(10)의 연료공급압력을 측정하고, 해당 신호를 구동 제어 장치(100)에 전달한다.

엔진(30)은 동력원으로 시동 온 상태에서 동력을 출력한다.

변속기(40)는 자동변속기(AMT) 또는 듀얼 클러치 변속기(DCT) 중 어느 하나로 적용될 수 있으며, 차속과 운행 조건에 따라 임의의 변속단이 선택되어 구동력을 구동 휠에 출력함으로써 주행을 유지한다.

MHSG(50)는 엔진(30)의 보기류에 연결되어 내부의 인버터를 통해 구동 전원을 공급받아 엔진(30)을 시동시키거나 엔진(30)의 출력을 보조한다. 또한 상기 MHSG(50)는 타행 주행에서 발전기로 동작되어 회생 에너지를 배터리(60)에 공급한다.

배터리(60)는 MHSG(50)와 전기적으로 연결되어 상기 MHSG(50)를 구동시키기 위한 전압이 저장된다. 상기 배터리(60)는 엔진(30)의 출력을 보조하는 경우에는 상기 MHSG(50)에 구동 전압을 공급하고, 회생 제동 시에는 상기 MHSG(50)에서 발전되는 전압으로 충전된다. 본 발명의 실시예에서, 상기 배터리(60)는 48V 배터리일 수 있다.

본 발명의 한 실시예에 따른 마일드 하이브리드 차량의 구동 제어 장치(100)는 고장 진단부(110) 및 제어부(120)을 포함한다.

고장 진단부(110)는 엔진(30)이 구동되는 동안 연료 압력 센서(20)로부터 연료 펌프(10)의 연료공급압력을 검출하고, 검출된 상기 연료공급압력을 이용해서 연료 펌프의 고장 여부를 진단한다.

고장 진단부(110)는 연료 펌프(10)의 단선 또는 단락 검출 신호, 연료 압력 센서(20)의 이상 검출 신호, 목표 연료공급압력 추종 불량 검출 신호 중 적어도 하나를 이용해서 연료 펌프(10)의 고장을 판단한다. 여기서, 목표 연료공급압력 추종 불량 검출 신호는 연료 압력 센서(20)로 검출된 연료공급압력이 기설정된 목표 압력 보다 작은 경우에 연료 펌프(10)의 고장을 검출하는 신호이다.

제어부(120)는 고장 진단부(110)의 신호를 기초로 마일드 하이브리드 차량의 엔진(30) 및 MHSG(50)를 제어한다. 제어부(120는 연료 펌프(10)가 고장난 것으로 판단된 경우, MHSG(50)를 구동하여 엔진(30)의 토크를 보조하도록 제어한다. 제어부(120)는 배터리(60)의 전력으로 MHSG(50)를 구동하도록 제어할 수 있다.

또한, 제어부(120)는 연료 펌프(10)가 고장난 것으로 판단된 경우, 운전자에게 경고음 또는 경고 메시지를 출력하도록 제어한다.

이러한 목적을 위하여, 제어부(120)는 설정된 프로그램에 의하여 동작하는 하나 이상의 프로세서로 구현될 수 있으며, 상기 설정된 프로그램은 본 발명의 실시예에 따른 마일드 하이브리드 차량의 구동 제어 방법의 각 단계를 수행하도록 프로그래밍 된 것일 수 있다.

도 2는 본 발명의 한 실시예에 따라 마일드 하이브리드 차량의 구동을 제어하는 과정을 간략히 도시한 흐름도이다. 이하의 흐름도는 도 1의 구성과 연계하여 동일한 도면부호를 사용하여 설명한다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 마일드 하이브리드 차량의 구동 제어 장치(100)는 마일드 하이브리드 차량의 엔진(30)을 구동하고, 엔진(30)이 구동되는 동안 연료 펌프(10)의 연료공급압력을 측정한다(S102).

그리고, 본 발명의 한 실시예에 따른 마일드 하이브리드 차량의 구동 제어 장치(100)는 연료 펌프(10)의 고장 여부를 모니터링한다(S104). 본 발명의 한 실시예에 따른 마일드 하이브리드 차량의 구동 제어 장치(100)는 연료 압력 센서(20)로 측정된 연료 펌프(10)의 연료공급압력을 이용해서 연료 펌프(10)의 고장 여부를 진단할 수 있다.

마일드 하이브리드 차량의 구동 제어 장치(100)는 연료 펌프(10)의 단선 또는 단락 검출 신호, 연료 압력 센서(20)의 이상 검출 신호, 목표 연료공급압력 추종 불량 검출 신호 중 적어도 하나를 이용해서 연료 펌프(10)의 고장을 판단할 수 있다.

그리고, 본 발명의 한 실시예에 따른 마일드 하이브리드 차량의 구동 제어 장치(100)는 연료 펌프(10)가 고장난 것으로 판단된 경우, MHSG(50)를 구동하여 엔진(30)의 토크를 보조하도록 제어한다(S106, S108).

여기서, 마일드 하이브리드 차량의 구동 제어 장치(100)는 배터리(60)의 전력으로 MHSG(50)를 구동하도록 제어할 수 있다.

그리고, 본 발명의 한 실시예에 따른 마일드 하이브리드 차량의 구동 제어 장치(100)는 연료 펌프(10)가 고장난 것으로 판단된 경우, 운전자에게 경고음 또는 경고 메시지를 출력하도록 제어한다(S110).

이와 같이, 본 발명의 한 실시예에 따른 마일드 하이브리드 차량의 구동 제어 장치는 마일드 하이브리드 차량의 연료 펌프 고장을 모니터링하고, 연료 펌프가 고장난 것으로 판단된 경우 마일드 하이브리드 시동 발전기(MHSG)를 구동하여 엔진의 토크를 보조하도록 제어함으로써, 엔진의 토크를 확보하고 엔진 부조 및 시동 꺼짐을 방지할 수 있는 환경을 제공한다.

이상에서 설명한 본 발명의 실시예는 장치 및 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하는 프로그램 또는 그 프로그램이 기록된 기록 매체를 통해 구현될 수도 있다. 이러한 기록 매체는 서버뿐만 아니라 사용자 단말에서도 실행될 수 있다.

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

Claims

마일드 하이브리드 차량의 구동 제어 장치가, 엔진과 상기 엔진에 연결되어 출력을 보조하는 마일드 하이브리드 시동 발전기(MHSG)를 포함하는 마일드 하이브리드 차량을 제어하는 방법에서,
엔진을 구동하는 단계,
상기 엔진이 구동되는 동안 연료 압력 센서로부터 연료 펌프의 연료공급압력을 검출하고, 상기 연료공급압력을 바탕으로 검출한 목표 연료공급압력 추종 불량 검출 신호를 이용해서 상기 연료 펌프의 고장을 모니터링하는 단계, 그리고
상기 연료 펌프가 고장난 것으로 판단된 경우, 상기 마일드 하이브리드 시동 발전기를 구동하여 상기 엔진의 토크를 보조하도록 제어하는 단계
를 포함하며,
상기 목표 연료공급압력 추종 불량 검출 신호는,
상기 연료 압력 센서로 검출된 상기 연료공급압력이 기설정된 목표 압력 보다 작은 경우에 상기 연료 펌프의 고장을 검출하는 신호를 포함하는 마일드 하이브리드 차량의 구동 제어 방법.
삭제
삭제
제1항에서,
상기 엔진의 토크를 보조하도록 제어하는 단계는,
상기 연료 펌프가 고장난 것으로 판단된 경우, 배터리의 전력으로 상기 마일드 하이브리드 시동 발전기를 구동하도록 제어하는 단계
를 포함하는 마일드 하이브리드 차량의 구동 제어 방법.
제4항에서,
상기 연료 펌프가 고장난 것으로 판단된 경우, 경고음 또는 경고 메시지를 출력하도록 제어하는 단계
를 더 포함하는 마일드 하이브리드 차량의 구동 제어 방법.
엔진과 상기 엔진에 연결되어 출력을 보조하는 마일드 하이브리드 시동 발전기(MHSG)를 포함하는 마일드 하이브리드 차량을 제어하는 마일드 하이브리드 차량의 구동 제어 장치에서,
상기 엔진이 구동되는 동안 연료 압력 센서로부터 연료공급압력을 검출하고, 검출된 상기 연료공급압력을 바탕으로 검출한 목표 연료공급압력 추종 불량 검출 신호를 이용해서 연료 펌프의 고장 여부를 진단하는 고장 진단부, 그리고
상기 고장 진단부의 신호를 기초로 마일드 하이브리드 차량의 엔진 및 상기 마일드 하이브리드 시동 발전기를 제어하는 제어부
를 포함하며,
상기 제어부는,
상기 연료 펌프가 고장난 것으로 판단된 경우, 상기 마일드 하이브리드 시동 발전기를 구동하여 상기 엔진의 토크를 보조하도록 제어하며,
상기 목표 연료공급압력 추종 불량 검출 신호는,
상기 연료 압력 센서로 검출된 상기 연료공급압력이 기설정된 목표 압력 보다 작은 경우에 상기 연료 펌프의 고장을 검출하는 신호를 포함하는 마일드 하이브리드 차량의 구동 제어 장치.
삭제
제6항에서,
상기 제어부는,
상기 연료 펌프가 고장난 것으로 판단된 경우, 배터리의 전력으로 상기 마일드 하이브리드 시동 발전기를 구동하도록 제어하는 마일드 하이브리드 차량의 구동 제어 장치.
제8항에서,
상기 제어부는,
상기 연료 펌프가 고장난 것으로 판단된 경우, 경고음 또는 경고 메시지를 출력하도록 제어하는 마일드 하이브리드 차량의 구동 제어 장치.