KR101994303B1

KR101994303B1 - 하이브리드 자동차 및 그 제어 방법

Info

Publication number: KR101994303B1
Application number: KR1020170071689A
Authority: KR
Inventors: 곽헌영; 김혜승; 최원경
Original assignee: 현대자동차주식회사; 기아자동차주식회사
Priority date: 2017-06-08
Filing date: 2017-06-08
Publication date: 2019-06-28
Also published as: KR20180134165A

Abstract

본 발명은 하이브리드 자동차 및 그 제어 방법에 관한 것으로, 보다 상세히는 고전압 계통 고장시에 발생할 수 있는 과도한 역기전력에 의한 부품 손상을 방지할 수 있는 하이브리드 자동차 및 그 제어방법에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 자동차의 제어 방법은, 특정 전기 계통의 고장이 감지되면 전기 모터에서 발생할 예상 역기전력 전압을 구하는 단계; 상기 예상 역기전력 전압을 보호 대상 소자의 내전압과 비교하는 단계; 상기 비교 결과, 상기 예상 역기전력 전압이 더 큰 경우, 상단 변속을 수행하는 단계; 및 상기 상단 변속이 개시된 후 상기 특정 전기 계통과 고전압 배터리의 접속을 차단하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

하이브리드 자동차 및 그 제어 방법{HYBRID VEHICLE AND METHOD OF CONTROLLING THE SAME}

본 발명은 하이브리드 자동차 및 그 제어 방법에 관한 것으로, 보다 상세히는 고전압 계통 고장시에 발생할 수 있는 과도한 역기전력에 의한 부품 손상을 방지할 수 있는 하이브리드 자동차 및 그 제어방법에 관한 것이다.

하이브리드 자동차(HEV: Hybrid Electric Vehicle)란 일반적으로 두 가지 동력원을 함께 사용하는 차를 말하며, 두 가지 동력원은 주로 엔진과 전기모터가 된다. 이러한 하이브리드 자동차는 내연기관만을 구비한 차량에 비해 연비가 우수하고 동력성능이 뛰어날 뿐만 아니라 배기가스 저감에도 유리하기 때문에 최근 많은 개발이 이루어지고 있다.

도 1은 일반적인 하이브리드 자동차의 파워 트레인 구조의 일례를 나타낸다.

도 1을 참조하면, 내연기관 엔진(ICE, 110)과 변속기(150) 사이에 전기 모터(또는 구동용 모터, 140)와 엔진클러치(EC: Engine Clutch, 130)를 장착한 병렬형(Parallel Type) 하이브리드 시스템을 채용한 하이브리드 자동차의 파워 트레인이 도시된다. 특히, 전기 모터(140)가 바로 변속기(150)에 붙어 있는 구조로 인해, 이러한 구조를 TMED(Transmission Mounted Electric Device) 방식이라 칭하기도 한다.

이러한 차량에서는 일반적으로 시동후 운전자가 엑셀레이터를 밟는 경우, 엔진 클러치(130)가 오픈된 상태에서 먼저 고전압 배터리(160)의 전력을 이용하여 모터(140)가 구동되고, 모터의 동력이 변속기(150) 및 종감속기(FD: Final Drive, 미도시)를 거쳐 바퀴가 움직이게 된다(즉, EV 모드). 차량이 서서히 가속되면서 점차 더 큰 구동력이 필요하게 되면, 보조 모터(또는, 시동발전 모터, 120)가 동작하여 엔진(110)을 구동할 수 있다.

그에 따라 엔진(110)과 모터(140)의 회전속도가 동일해 지면 비로소 엔진 클러치(130)가 맞물려 엔진(110)과 모터(140)가 함께, 또는 엔진(110)이 차량를 구동하게 된다(즉, EV 모드에서 HEV 모드 천이). 차량이 감속되는 등 기 설정된 엔진 오프 조건이 만족되면, 엔진 클러치(130)가 오픈되고 엔진(110)은 정지된다(즉, HEV 모드에서 EV 모드 천이). 또한, 하이브리드 차량에서는 제동시 휠의 구동력을 전기 에너지로 변환하여 배터리를 충전할 수 있으며, 이를 제동에너지 회생, 또는 회생 제동이라 한다.

시동발전 모터(120)는 엔진에 시동이 걸릴 때에는 스타트 모터의 역할을 수행하며, 시동이 걸린 후 또는 시동 오프시 엔진의 회전 에너지 회수시에는 발전기로 동작하기 때문에 "하이브리드 스타트 제너레이터(HSG: Hybrid Start Generator)"라 칭할 수 있으며, 경우에 따라 "보조 모터"라 칭할 수도 있다.

HSG(120)와 전기 모터(140)의 전기 흐름 관점에서 설명하면, 고전압 배터리(160)는 DC 전압을 출력하며, DC 전압을 인버터(180)가 토크 지령과 전기 모터(140)의 속도에 따라 적절하게 AC로 변환한다. 변환된 AC 전압은 전기 모터(140)와 HSG(120)에 공급되어 차량을 구동하거나 엔진 시동을 수행할 수 있게 된다. 반대로, 인버터(180)는 주행 중인 차량의 구동력에 의해 회전하는 전기 모터(140)나 HSG(120)의 역기전력을 DC로 변환해줌으로써 고전압 배터리(160)가 충전되도록 할 수도 있다. 여기서, 인버터(180)에는 일반적으로 절연 게이트 양극성 트랜지스터(IGBT: Insulated Gate Bipolar Transistor)가 사용된다.

이러한 고전력을 이용하는 고전압 배터리(160), 인버터(180) 등을 포함하는 고전압 계통 부품에 고장이 발생되는 경우 일반적인 하이브리드 차량에서는 강제적으로 인버터 제어를 위한 PWM 제어가 OFF되고, 메인 릴레이(170) 또한 차단(open)되도록 한다. 이는 고전압 공급을 차단함으로써 고전압 계통 부품의 손상을 방지하기 위함이다.

그런데, 차량이 고속으로 주행하는 경우에는 엔진(110)-전기 모터(140)-변속기(150)-구동축이 모두 연결되어 함께 회전하는 상태(HEV모드)이기 때문에 전기 모터도 고속으로 회전하게 된다. 따라서, 고속 주행 중 고전력계 부품에 고장이 발생하는 경우, 전기 모터(140)가 고속 회전 중인 상태에서 메인 릴레이(170)가 오프된다.

이때, 전기 모터(140)는 역기전력 상수에 따라 속도가 높아질수록 역기전력(Back EMF) 전압이 높아지게 되는데 정상적으로 인버터(180)가 전기 모터(140)의 전류를 제어하고 있을 경우 속도가 높아도 약자속 제어가 수행되므로 큰 문제가 없다. 그러나, 역기전력 전압이 높은 상태(고속)에서 PWM 차단 후 메인 릴레이(170)가 오픈되면, HSG(120) 및 전기 모터(140)에서 발생한 역기전력 전압이 모두 인버터(180)의 IGBT의 양단에 걸리게 된다. 이러한 경우 IGBT가 견딜 수 있는 전압(즉, 내압, 또는 내전압)을 초과하는 경우 IGBT가 파손될 수 있다. 이를 도 2를 참조하여 설명한다.

도 2는 PWM 차단 상태에서 전기 모터의 속도와 IGBT 양단 전압 관계의 일례를 나타낸다.

도 2를 참조하면, PWM 차단 상태에서 전기 모터의 속도가 2천 RPM일 경우에는 IGBT 양단에 걸리는 전압이 300볼트가 되지 않으나, 전기 모터의 속도가 6천 RPM에 도달하면 역기전력에 의해 IGBT 양단에 걸리는 전압은 700볼트에 육박하게 된다. 결국, IGBT의 내압이 0℃ 조건에서 700볼트보다 낮은 경우(예컨대, 680V), IGBT는 파손된다.

일반적으로 모터 최대속도 조건에서의 역기전력 전압이 인버터 IGBT의 내압을 넘지 않도록 모터와 인버터를 설계해야 하지만, 역기전력을 너무 낮게 설계하게 되면 동일한 조건에서 최대 전류가 커지게 되기 때문에 모터-인버터 시스템의 효율이 떨어져 연비가 낮아지는 문제점이 있다.

본 발명은 효율은 높이면서 고전압계 부품 보호가 가능한 하이브리드 차량 및 그 제어 방법을 제공하기 위한 것이다.

특히, 본 발명은 메인 릴레이 오프에 따른 역기전력 발생시 인버터를 보호할 수 있는 방법 및 그를 수행하는 차량을 제공하기 위한 것이다.

본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 자동차의 제어 방법은, 특정 전기 계통의 고장이 감지되면 전기 모터에서 발생할 예상 역기전력 전압을 구하는 단계; 상기 예상 역기전력 전압을 보호 대상 소자의 내전압과 비교하는 단계; 상기 비교 결과, 상기 예상 역기전력 전압이 더 큰 경우, 상단 변속을 수행하는 단계; 및 상기 상단 변속이 개시된 후 상기 특정 전기 계통과 고전압 배터리의 접속을 차단하는 단계를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 자동차는, 변속기를 제어하는 변속기 제어기(TCU); 특정 전기 계통의 고장이 감지되면, 전기 모터에서 발생할 예상 역기전력 전압을 구하고, 상기 예상 역기전력 전압을 보호 대상 소자의 내전압과 비교하여, 상기 예상 역기전력 전압이 더 큰 경우, 상단 변속 지령을 상기 변속기 제어기에 전달하는 하이브리드 제어기(HCU); 및 상기 상단 변속 지령에 따른 상단 변속이 개시된 후 상기 특정 전기 계통과 고전압 배터리의 접속을 차단하는 배터리 관리 시스템(BMS)을 포함할 수 있다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 관련된 하이브리드 자동차는 고속 주행 중 메인 릴레이가 오프되더라도 인터버가 보호될 수 있다.

특히, 고장 감지시 메인 릴레이 오프 전에 상단 변속을 통해 모터의 회전 속도가 낮아지므로 역기전력도 낮아져 인버터가 보호될 수 있으며, 그로 인해 역기전력을 충분히 확보할 수 있다.

본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 일반적인 하이브리드 자동차의 파워 트레인 구조의 일례를 나타낸다.
도 2는 PWM 차단 상태에서 전기 모터의 속도와 IGBT 양단 전압 관계의 일례를 나타낸다.
도 3은 일반적인 주행 상황에서 고전압계 동작 상태의 일례를 나타낸다.
도 4은 고속 주행 상황에서 인버터의 IGBT가 파손되는 상황에서 고전압계 동작 상태의 일례를 나타낸다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 차량에서 인버터 손상 방지를 위한 제어 방법의 일례를 나타내는 순서도이다.
도 6은 역기전력 전압 및 IGBT 내전압과 온도 관계의 일례를 나타내는 그래프이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 상단 변속 제어가 수행되는 경우 고전압 계통 동작 상태의 일례를 나타낸다.
도 8은 본 발명의 실시예들이 적용될 수 있는 하이브리드 자동차의 제어 계통의 일례를 나타내는 블럭도이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 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 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호로 표시된 부분들은 동일한 구성요소들을 의미한다.

도 3은 일반적인 주행 상황에서 고전압계 동작 상태의 일례를 나타낸다.

도 3을 참조하면, 전기 모터가 저속(예컨데, 1000 RPM)에서 고속(예컨대, 6000 RPM)으로 동작하게 되는 경우, 인버터는 전기 모터의 역기전력 전압이 IGBT 측으로 넘어오지 않도록 약자속 제어를 수행한다. 따라서, IGBT 양단 전압은 고전압 배터리의 전압을 넘지 않도록 유지된다.

도 4은 고속 주행 상황에서 인버터의 IGBT가 파손되는 상황에서 고전압계 동작 상태의 일례를 나타낸다.

도 4를 참조하면, 전기 모터 속도가 6000 RPM으로 올라간 후 고전압계 부품에 고장이 발생하는 경우 인버터가 PWM 차단(OFF) 상태가 된 후 메인 릴레이가 오프된다.

Main Relay OFF 요청을 하게 되면 인버터는 PWM을 차단하게 되고 Main Relay가 OFF되면 모터 속도에 따른 역기전력 전압이 IGBT 스위치 양단에 그대로 걸리게 된다. 그에 따라 약자속 제어가 수행될 수 없고, 역기전력이 모두 IGBT 양단에 걸리게 되고, 역기전력이 IGBT 내전압을 넘어서면서 IGBT가 소손된다.

전술한 바와 같이, 하이브리드 시스템(특히, TMED 방식)의 전기 모터-인버터 시스템 효율 향상을 위해서는 전기 모터의 역기전력 전압이 높게 설계되어야 한다. 이러한 시스템에서 고전압계 부품의 고장 진단에 의해 메인 릴레이가 차단될 경우, 전기 모터에서 발생하는 역기전력 전압에 의해 인버터의 IGBT 모듈이 소손되지 않도록 하기 위해서는 전기 모터의 역기전력 전압이 IGBT 모듈의 내압보다 낮아지도록 전기 모터의 속도를 낮추어야 한다.

따라서, 본 발명의 일 실시예에서는 변속기 제어를 통해 전기 모터의 속도를 낮출 것을 제안한다. 이는 TMED 시스템에서 구동모터가 변속기와 직결되어 있어, 변속기 입력단의 속도에 전기 모터의 회전 속도가 종속됨에서 착안한 것이다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 차량에서 인버터 손상 방지를 위한 제어 방법의 일례를 나타내는 순서도이다.

도 5를 참조하면, 고전압계 부품(인버터, 고전압A/C, 고전압 배터리 등)에서 고장 진단에 의해 메인 릴레이가 오프되어야 하는 경우(S510), 발생이 예상되는 역기전력 전압의 크기가 계산될 수 있다(S520). 예상 역기전력 전압은 전기 모터의 속도를 이용하여 계산될 수 있다. 보다 상세히, 예상 역기전력 전압은 역기전력 상수와 전기 모터 속도의 곱으로 구해질 수 있다.

예상 역기전력 전압이 구해지면, 예상 역기전력과 IGBT 내압전압의 크기가 비교될 수 있다(S530).

비교 결과, 예상 역기전력이 더 큰 경우, IGBT의 소손 방지를 위해 전기 모터의 속도를 내릴 필요가 있다. 따라서, 이러한 경우 변속기에서 상단 변속이 수행될 수 있다(S540). 이는 상단 변속이 수행되면 변속기의 기어비 특성상 변속기의 출력단 속도는 유지되되 입력단 속도가 낮아지기 때문이다.

예상 역기전력이 IGBT의 내압 전압 이하이거나, 상단 변속이 개시된 후에는 메인 릴레이가 오프될 수 있다(S550). 이때, 전기 모터의 속도만 충분히 낮아지면 되기 때문에, 반드시 상단 변속과정이 종료된 후에 메인 릴레이가 오프되어야 하는 것은 아니다.

다시 정리하면, 상단 변속이 시작된 후 메인 릴레이가 오프되면 상단 변속으로 인해 줄어든 모터 속도만큼 역기전력 전압이 낮아지기 때문에, 역기전력 전압이 IGBT 모듈의 내압을 만족하게 되므로 IGBT의 소손이 방지될 수 있다.

한편, 전기 모터 외에, HSG도 엔진과 풀리/벨트로 연결되어 있기 때문에 역기전력 전압을 발생시켜 IGBT 양단에 HSG가 발생시킨 역기전력 전압도 인가된다. 그러나, HSG의 경우 전기 모터 대비 비교적 용량이 적은 모터이기 때문에 고속으로 회전하더라도 역기전력이 IGBT 내압을 넘지 않는 것이 일반적이다. 만일, 역기전력이 높은 HSG라 하더라도 상단 변속으로 인해 엔진도 회전 속도가 감소하므로, 엔진과 함께 회전하는 HSG의 회전수도 감소된다. 결국, 상단 변속으로 인해 HSG의 속도도 함께 감소하므로 HSG의 역기전력에 의한 IGBT 소손 또한 방지될 수 있다.

상술한 과정에서 전기 모터의 역기전력과 IGBT의 내전압의 크기는 온도의 영향을 받는다. 이를 도 6을 참조하여 설명한다.

도 6은 역기전력 전압 및 IGBT 내전압과 온도 관계의 일례를 나타내는 그래프이다. 도 6을 참조하면, IGBT 내전압은 온도에 비례하고, 역기전력 전압은 전기 모터의 온도에 반비례한다. 특히, 역기전력의 경우 온도가 낮아질수록 역기전력 상수가 커지기 때문이다.

따라서, 도 5의 S520 단계에서 도 6에 도시된 온도와 역기전력 전압의 관계가 더욱 적용될 경우 예상 역기전력 전압이 보다 정확히 구해질 수 있다. 뿐만 아니라, 도 5의 S530 단계에서 예상 역기전력과 비교 대상이 되는 IGBT의 내전압도 온도에 의한 변화가 적용될 경우 보다 정확하게 상단 변속 수행 여부가 결정될 수 있다. 이러한 온도를 예상 역기전력과 IGBT 내전압에 반영하기 위해, 인버터(또는 IGBT)와 전기 모터 각각에 온도 센서가 구비될 수 있으며, 둘 중 어느 하나에만 온도 센서가 구비되거나, 온도 센서가 양측 모두에 구비되지 않는 경우, 온도 센서가 구비되지 않는 측의 온도는 차량의 동작 상태를 참조하여 미리 마련된 룩업 데이블 등을 참조하는 방법으로 추정될 수도 있다.

이러한 제어가 수행될 경우 IGBT 보호가 어떻게 이루어지는지를 도 7을 참조하여 설명한다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 상단 변속 제어가 수행되는 경우 고전압 계통 동작 상태의 일례를 나타낸다.

도 7을 참조하면, 차량이 고속으로 주행함에 따라 전기 모터도 고속으로(즉, 6000RPM) 회전하게 된다. 고속 주행 중 고전압 계통의 고장이 감지되면, 메인 렐레이가 오프되기 전에 예상 역기전력 전압과 IGBT 내전압의 비교가 수행되며, 상단 변속이 필요한 경우 상단 변속이 개시된다. 상단 변속이 개시됨에 따라 전기 모터의 속도가 감소되기 때문에 메인 릴레이가 오프되더라도 전기 모터 감속으로 인해 IGBT의 내전압(예컨대, 680V)보다 낮게 역기전력(여기서는 480V)이 발생하게 되어 IGBT가 보호될 수 있는 효과가 명확히 드러난다.

다음으로, 도 8을 참조하여 본 실시예에 따른 하이브리드 차량의 제어 계통을 설명한다.

도 8은 본 발명의 실시예들이 적용될 수 있는 하이브리드 자동차의 제어 계통의 일례를 나타내는 블럭도이다.

도 8을 참조하면, 본 발명의 실시예들이 적용될 수 있는 하이브리드 자동차에서 내연기관(110)은 엔진 제어기(210)가 제어하고, 시동발전 모터(120) 및 전기 모터(140)는 모터 제어기(MCU: Motor Control Unit, 220)에 의해 토크가 제어될 수 있으며, 엔진 클러치(130)는 클러치 제어기(230)가 각각 제어할 수 있다. 여기서 엔진 제어기(210)는 엔진 제어 시스템(EMS: Engine Management System)이라도 한다. 또한, 변속기(150)는 변속기 제어기(250)가 제어하게 된다. 경우에 따라, 시동발전 모터(120)의 제어기와 전기 모터(140) 각각을 위한 제어기가 별도로 구비될 수도 있다.

각 제어기는 그 상위 제어기로서 모드 전환 과정 전반을 제어하는 하이브리드 제어기(HCU: Hybrid Controller Unit, 240)와 연결되어, 하이브리드 제어기(240)의 제어에 따라 주행 모드 변경, 기어 변속시 엔진 클러치 제어에 필요한 정보, 및/또는 엔진 정지 제어에 필요한 정보를 그(240)에 제공하거나 제어 신호에 따른 동작을 수행할 수 있다.

보다 구체적으로, 하이브리드 제어기(240)는 차량의 운행 상태에 따라 모드 전환 수행 여부를 결정한다. 일례로, 하이브리드 제어기는 엔진 클러치(130)의 해제(Open) 시점을 판단하고, 해제시에 유압(습식 EC인 경우)제어나 토크 용량 제어(건식 EC인 경우)를 수행한다. 또한, 하이브리드 제어기(240)는 EC의 상태(Lock-up, Slip, Open 등)를 판단하고, 엔진(110)의 연료분사 중단 시점을 제어할 수 있다. 또한, 하이브리드 제어기는 엔진 정지 제어를 위해 시동발전 모터(120)의 토크를 제어하기 위한 토크 지령을 모터 제어기(220)로 전달하여 엔진 회전 에너지 회수를 제어할 수 있다. 아울러, 하이브리드 제어기(240)는 적응형 모드 전환 제어시 모드 전환 조건의 판단 및 전환을 위한 하위 제어기의 제어가 가능하다.

특히, 본 실시예와 관련하여 하이브리드 제어기(240)는 고전압 계통의 고장 코드 발생 여부를 모니터링하고, 고장 코드 발생시 예상 역기전력 전압을 연산하여 IGBT 내전압과 비교하고, 그에 따라 상변 변속이 필요한 것으로 판단되면 변속기 제어기(250)에 상단 변속 지령을 전달할 수 있다. 메인 릴레이의 오프 시점 또한 하이브리드 제어기(240)에서 제어될 수 있음은 물론이다. 이때, 메인 릴레이의 온/오프 자체는 고전압 배터리를 제어하는 배터리 관리 시스템(BMS: Battery Management System, 미도시)에 의해 제어될 수 있으며, 하이브리드 제어기(240)는 BMS를 제어하여 메인 릴레이의 오프 시점을 결정할 수 있다.

물론, 상술한 제어기간 연결관계 및 각 제어기의 기능/구분은 예시적인 것으로 그 명칭에도 제한되지 아니함은 당업자에 자명하다. 예를 들어, 하이브리드 제어기(240)는 그를 제외한 다른 제어기들 중 어느 하나에서 해당 기능이 대체되어 제공되도록 구현될 수도 있고, 다른 제어기들 중 둘 이상에서 해당 기능이 분산되어 제공될 수도 있다.

전술한 본 발명은, 프로그램이 기록된 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체는, 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체의 예로는, HDD(Hard Disk Drive), SSD(Solid State Disk), SDD(Silicon Disk Drive), ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장 장치 등이 있다.

따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.

Claims

특정 전기 계통의 고장이 감지됨에 따라, 상기 특정 전기 계통과 고전압 배터리의 접속을 차단하기 위한 릴레이 오프 요청이 있는 경우,
전기 모터에서 발생할 예상 역기전력 전압을 구하는 단계;
상기 예상 역기전력 전압을 보호 대상 소자의 내전압과 비교하는 단계;
상기 비교 결과, 상기 예상 역기전력 전압이 더 큰 경우, 상단 변속을 수행하는 단계; 및
상기 상단 변속이 개시된 후 릴레이 오프를 통해 상기 접속을 차단하는 단계를 포함하는, 하이브리드 자동차의 제어 방법.
제1 항에 있어서,
상기 특정 전기 계통은,
고전압 계통을 포함하는, 하이브리드 자동차의 제어 방법.
제2 항에 있어서,
상기 고전압 계통은,
상기 고전압 배터리 및 상기 고전압 배터리의 전력을 변환하여 상기 전기 모터로 공급하는 인버터 중 적어도 하나를 포함하는, 하이브리드 자동차의 제어 방법.
제3 항에 있어서,
상기 보호 대상 소자는,
상기 인버터의 절연 게이트 양극성 트랜지스터(IGBT) 모듈을 포함하는, 하이브리드 자동차의 제어 방법.
제1 항에 있어서,
상기 예상 역기전력 전압을 구하는 단계는,
역기전력 상수에 상기 전기 모터의 속도를 곱하는 단계를 포함하는, 하이브리드 자동차의 제어 방법.
제5 항에 있어서,
상기 예상 역기전력 전압을 구하는 단계는,
상기 전기 모터의 온도를 획득하여 상기 역기전력 상수를 구하는 단계를 더 포함하는, 하이브리드 자동차의 제어 방법.
제1 항에 있어서,
상기 보호 대상 소자의 내전압은 온도를 고려하여 결정되는, 하이브리드 자동차의 제어 방법.
제1 항에 있어서,
상기 접속을 차단하는 단계는,
메인 릴레이를 오프하는 단계를 포함하는, 하이브리드 자동차의 제어 방법.
제1 항에 있어서,
상기 하이브리드 자동차는,
상기 전기 모터가 변속기의 입력단에 연결되는 TMED(Transmission Mounted Electric Device) 방식의 하이브리드 자동차를 포함하는, 하이브리드 자동차의 제어 방법.
제 1항 내지 제 9항 중 어느 한 항에 따른 하이브리드 자동차의 제어 방법을 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터 해독 가능 기록 매체.
하이브리드 자동차에 있어서,
변속기를 제어하는 변속기 제어기(TCU);
특정 전기 계통의 고장이 감지됨에 따라, 상기 특정 전기 계통과 고전압 배터리의 접속을 차단하기 위한 릴레이 오프 요청이 있는 경우, 전기 모터에서 발생할 예상 역기전력 전압을 구하고, 상기 예상 역기전력 전압을 보호 대상 소자의 내전압과 비교하여, 상기 예상 역기전력 전압이 더 큰 경우, 상단 변속 지령을 상기 변속기 제어기에 전달하는 하이브리드 제어기(HCU); 및
상기 상단 변속 지령에 따른 상단 변속이 개시된 후 릴레이 오프를 통해 상기 접속을 차단하는 배터리 관리 시스템(BMS)을 포함하는, 하이브리드 자동차.
제11 항에 있어서,
상기 특정 전기 계통은,
고전압 계통을 포함하는, 하이브리드 자동차.
제12 항에 있어서,
상기 고전압 계통은,
상기 고전압 배터리 및 상기 고전압 배터리의 전력을 변환하여 상기 전기 모터로 공급하는 인버터 중 적어도 하나를 포함하는, 하이브리드 자동차.
제13 항에 있어서,
상기 보호 대상 소자는,
상기 인버터의 절연 게이트 양극성 트랜지스터(IGBT) 모듈을 포함하는, 하이브리드 자동차.
제11 항에 있어서,
상기 하이브리드 제어기는,
역기전력 상수에 상기 전기 모터의 속도를 곱하여 상기 예상 역기전력 전압을 구하는, 하이브리드 자동차.
제15 항에 있어서,
상기 하이브리드 제어기는,
상기 전기 모터의 온도를 획득하여 상기 역기전력 상수를 구하는, 하이브리드 자동차.
제11 항에 있어서,
상기 보호 대상 소자의 내전압은 온도를 고려하여 결정되는, 하이브리드 자동차.
제11 항에 있어서,
상기 배터리 관리 시스템은,
메인 릴레이를 오프하여 상기 접속을 차단하는, 하이브리드 자동차.
제11 항에 있어서,
상기 하이브리드 자동차는,
상기 전기 모터가 변속기의 입력단에 연결되는 TMED(Transmission Mounted Electric Device) 방식의 하이브리드 자동차를 포함하는, 하이브리드 자동차.