KR101875968B1 - 하이브리드 차량의 고장안전성 향상방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 하이브리드 차량의 고장안전성 향상방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 고전압 메인릴레이가 오프된 고장(fail) 발생시 고전압 전동식 오일펌프를 포함한 미고장 고전압 부품에 안정된 전원을 공급함으로써 고장안전성(fail safe)을 향상시킬 수 있는 하이브리드 차량의 고장안전성 향상방법에 관한 것이다.
이에 본 발명은, 고전압 전동식 오일펌프를 적용하는 하이브리드 차량의 고장안전성을 향상하기 위한 것으로, 고전압 메인릴레이의 오프 발생시 엔진 시동이 가능한 상태에서 저전압 배터리의 전압이 기준전압 이상이면 양방향 컨버터를 부스트모드로 동작시킴으로써 상기 저전압 배터리의 전원을 고전압으로 승압시켜 주는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 고장안전성 향상방법을 제공한다.

Description

하이브리드 차량의 고장안전성 향상방법 {Fail safe improving method of HEV}
본 발명은 하이브리드 차량의 고장안전성 향상방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 고전압 메인릴레이가 오프된 고장(fail) 발생시 고전압 전동식 오일펌프를 포함한 미고장 고전압 부품에 안정된 전원을 공급함으로써 고장안전성(fail safe)을 향상시킬 수 있는 하이브리드 차량의 고장안전성 향상방법에 관한 것이다.
종래의 하이브리드 차량의 경우 전동식 오일펌프와 기계식 오일펌프를 함께 사용하고 있으며, 차량 주행 중 고전압 메인릴레이의 오프시 엔진 시동이 가능한 경우 저전압 전동식 오일펌프와 기계식 오일펌프의 구동에 의해 변속기 유압을 형성하여 림프홈 모드(Limp-Home mode)(비상운전 모드)로 운행 가능하도록 한다.
이러한 종래 하이브리드 차량의 경우 메인릴레이의 오프시 림프홈 모드로 비상주행이 가능하게 되나, 고전압 부품의 고장(fail)에 의한 메인릴레이 오프시 에어컨 컴프레서 등과 같은 다른 고전압 부하에 구동전원이 미공급되어 고전압 부하의 작동이 불가능하게 되는 문제점이 있다.
또한, 고전압 전동식 오일펌프를 적용하고 있는 종래 하이브리드 차량의 경우, 전동식 오일펌프 이외의 다른 고전압 부품의 고장(fail)에 의한 고전압 메인릴레이의 오프시 전동식 오일펌프에 구동전원이 미공급됨에 의해 전동식 오일펌프의 작동이 불가능하게 되고, 이에 변속기 내 유압형성이 불가능하게 되어 차량 구동이 어렵게 된다.
본 발명은 상기와 같은 점을 개선하기 위해 고안한 것으로서, 고전압 부품의 고장(fail)에 의한 메인릴레이의 오프 발생시 양방향 LDC(LOW VOLTAGE DC-DC CONVERTER)를 이용하여 고전압 전동식 오일펌프와 에어컨 컴프레스 등 다른 미고장 고전압 부품에 안정된 전원을 공급함으로써 고장안전성(fail safe)을 향상시킬 수 있는 하이브리드 차량의 고장안전성 향상방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 고전압 전동식 오일펌프를 적용하는 하이브리드 차량의 고장안전성을 향상하기 위한 것으로, 고전압 메인릴레이의 오프 발생시 엔진 시동이 가능한 상태에서 저전압 배터리의 전압이 기준전압 이상이면 양방향 컨버터를 부스트모드로 동작시킴으로써 상기 저전압 배터리의 전원을 고전압으로 승압시켜 주는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 고장안전성 향상방법을 제공한다.
여기서, 상기 엔진 시동이 가능한 상태는 고전압 전동식 오일펌프를 제외한 조건이 엔진 시동이 가능한 상태이며, 상기 기준전압은 양방향 컨버터의 부스트모드 수행을 위한 저전압 배터리의 최소 전압값이다.
본 발명에 의하면, 고전압 메인릴레이가 오프된 고장(fail) 발생시 양방향 LDC를 이용하여 고전압 부품에 안정된 전원을 공급함으로써 림프홈 모드(비상운전모드) 운행을 가능하게 하고 다른 고전압 부품의 작동을 가능하게 하는 등 고장안전성을 향상시킬 수 있게 된다.
도 1은 본 발명에 따른 하이브리드 차량의 고장안전성 향상방법을 구현하기 위한 회로도
도 2는 본 발명에 따른 하이브리드 차량의 고장안전성 향상방법을 나타낸 순서도
도 3은 본 발명에 따라 양방향 LDC를 통해 승압시킨 저전압 배터리의 안정된 전원을 고전압 부품으로 공급하는 구동상태를 개략적으로 나타낸 도면
이하, 본 발명을 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 설명하기로 한다.
보통 하이브리드 차량 시스템에 고전압 전동식 오일펌프를 적용시 연비 상승의 효과를 얻을 수 있게 되는데, 이 경우 다른 고전압 부품의 고장에 의한 고전압 메인릴레이의 오프가 발생하게 되면 고전압 전동식 오일펌프에 구동전원이 미공급됨으로 차량 주행이 불가능하게 된다.
본 발명은 고전압 부품의 고장에 의한 메인릴레이의 오프 발생시 양방향 LDC를 이용하여 저전압 배터리의 전원을 승압시켜 고전압 전동식 오일펌프 및 다른 미고장 고전압 부품에 안정된 고전압 직류전원을 공급 가능하도록 함으로써 림프홈 모드 운행을 가능하도록 하는 동시에 고전압 부품을 구동시킬 수 있도록 한다.
도 1에는 인버터 직류링크와 저전압 배터리 사이에서 인버터 직류링크에 병렬로 연결되어 있는 양방향 LDC를 포함한 회로가 도시되어 있다.
하이브리드 차량의 고전압 배터리에는 인버터를 통해 고전압 교류전원을 공급받을 수 있도록 구동모터가 전기적으로 연결되어 있다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 상기 고전압 배터리(1)에는 인버터 직류링크를 통해 전동식 오일펌프와 에어컨 컴프레서 등의 고전압 부하(2)와 양방향 LDC(3) 및 저전압 배터리(4)가 전기적으로 연결되어 있고, 양극단 측에 고전압 메인릴레이(5)가 전기적으로 연결되어 있다.
이와 같이 고전압 배터리의 고전압을 이용하여 구동되는 고전압 전동식 오일펌프를 사용하는 하이브리드 차량에서 다른 고전압 부품의 고장에 의해 메인릴레이의 오프가 발생할 수 있으며, 이 경우 다음과 같은 과정을 통해 하이브리드 차량의 고장안전성을 향상시킬 수 있다.
도 2에는 도 1과 같은 회로에서 메인릴레이의 오프시 하이브리드 차량의 고장안전성 향상을 위한 방법이 도시되어 있다.
도 2에 나타낸 바와 같이, 본 발명에서는 먼저 고전압 배터리의 양극단에 연결되어 있는 고전압 메인릴레이의 오프 여부를 판단하게 된다(S10).
고전압 부품의 고장에 의한 메인릴레이의 오프 여부를 확인하고(S10), 상기 메인릴레이가 오프된 상태이면 고전압 전동식 오일펌프를 제외하고 엔진의 시동 가능 여부를 판단하게 된다(S11).
즉, 엔진 시동을 위해 요구되는 조건 중 전동식 오일펌프를 제외한 나머지 조건을 모두 만족하여 엔진 시동이 가능한 상태인지를 판단한다.
엔진 시동이 가능한 것으로 판단되면, 저전압 배터리의 전압상태를 먼저 확인하여 양방향 LDC에 의한 승압이 가능한지를 확인한다.
다시 말해, 엔진 시동이 가능한 상태이면, 양방향 LDC의 부스트모드 수행을 통해 저전압 배터리가 고전압으로 승압 가능한 전압 상태를 유지하고 있는지 확인한다(S12).
이에 양방향 LDC에 의한 승압시 고전압으로 승압 가능한 저전압 배터리의 최소 전압값을 제어부에 기준전압(Vref)으로 설정해 둔 뒤, 저전압 배터리의 전압(V12V_BAT)이 설정된 상기 기준전압(Vref) 이상인지를 확인함으로써 저전압 배터리의 전압상태를 확인할 수 있게 된다(S12).
여기서 상기 기준전압(Vref)은 저전압 배터리의 부스트 가능 여부를 판단하기 위한 설정값이 된다.
확인한 저전압 배터리의 전압(V12V _ BAT)이 기준전압(Vref) 이상이면 양방향 LDC에 의해 고전압으로 승압 가능한 상태인 것으로 판단하고, 양방향 LDC를 부스트모드로 동작하게 하여 저전압 배터리를 승압시킨다(S13).
도 1에 보이듯이, 고전압 부하(2)는 고전압 배터리(1)의 인버터 직류링크를 통해 저전압 배터리(4)와 전기적으로 연결되어 있으므로, 메인릴레이(5)의 오프시 저전압 배터리(4)의 승압된 전원을 통해 고전압 부하(2)에 구동전력을 공급할 수 있게 된다.
이와 같이 본 발명에서는 고전압 전동식 오일펌프를 적용한 하이브리드 차량에서 메인릴레이의 오프로 인해 고전압 부하에 전원공급이 정상적으로 이루어지지 못하는 경우, 양방향 LDC를 통해 저전압 배터리의 전원을 승압시켜 고전압 부하에 안정된 고전압 전력을 공급할 수 있게 함으로써 고전압 전동식 오일펌프의 구동을 통해 림프홈 모드 운행을 가능하게 하며, 더불어 다른 미고장 고전압 부품의 정상구동을 가능하게 하는 등 결과적으로 기존 대비 고장안전성을 향상시킬 수 있게 된다.
즉, 고전압 메인릴레이의 오프로 인해 고전압 부하에 정상적인 고전압 배터리의 전원이 인가될 수 없을 경우 승압시킨 저전압 배터리의 전원을 이용함으로써 비상운전모드로 주행을 가능하게 하여, 예를 들어 인근 정비소까지 운행할 수 있도록 한다.
도 3에는 양방향 LDC를 부스트모드로 작동시켜 저전압 배터리의 승압된 전력을 이용하여 고전압 전동식 오일펌프 및 다른 미고장 고전압 부품에 안정된 전원을 공급하는 상태가 도시되어 있다.
도 3과 같이 고전압 전동식 오일펌프(6)를 적용한 하이브리드 차량은, 메인릴레이(5)의 오프시 양방향 LDC(3)가 부스트모드를 수행하여 저전압 배터리(4)의 전원을 고전압으로 승압시킴으로써 저전압 배터리(4)에 의해 인버터 직류링크에 고전압이 인가될 수 있게 되어, 전동식 오일펌프(6) 및 에어컨 컴프레서(7) 등 고전압 부하에 구동전원이 공급되고, 림프홈 모드 운행 및 고전압 부하의 구동이 가능하게 된다.
1 : 고전압 배터리
2 : 고전압 부하
3 : 양방향 LDC
4 : 저전압 배터리
5 : 메인릴레이

Claims (3)

  1. 고전압 전동식 오일펌프를 적용하는 하이브리드 차량의 고장안전성을 향상하기 위한 것으로,
    고전압 메인릴레이의 오프 발생시 엔진 시동이 가능한 상태에서 저전압 배터리의 전압이 기준전압 이상이면 양방향 컨버터를 부스트모드로 동작시킴으로써 상기 저전압 배터리의 전원을 고전압으로 승압시켜주며,
    상기 기준전압은 양방향 컨버터의 부스트모드 수행을 위한 저전압 배터리의 최소 전압값인 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 고장안전성 향상방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 엔진 시동이 가능한 상태는 고전압 전동식 오일펌프를 제외한 조건이 엔진 시동이 가능한 상태인 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 고장안전성 향상방법.
  3. 삭제
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