KR102233170B1

KR102233170B1 - 마일드 하이브리드 차량의 모터 진단 방법

Info

Publication number: KR102233170B1
Application number: KR1020190166376A
Authority: KR
Inventors: 김용하; 이태훈
Original assignee: 주식회사 현대케피코
Priority date: 2019-12-13
Filing date: 2019-12-13
Publication date: 2021-03-29

Abstract

본 발명에 따른 마일드 하이브리드 차량의 모터 진단 방법은, 모터에 대한 진단 조건이 만족되었는지 여부를 판단하는 단계, 진단 조건이 만족되면 엔진의 RPM 변화를 모니터링 하는 단계, 엔진의 RPM이 감소 중인지 여부를 판단하는 단계, 엔진의 RPM이 감소 중인 경우 엔진의 RPM 감속도를 산출하고 엔진의 RPM이 감소 중이 아닌 경우에는 엔진의 RPM과 목표 아이들 RPM 간의 차이를 산출하는 단계, 및 산출된 RPM 감속도 또는 RPM 차이를 기 설정된 기준값과 비교하여 모터를 진단하는 단계를 포함한다. 이 때, 모터를 진단하는 단계는 ECU(Engine Control Unit)에서 수행된다.

Description

마일드 하이브리드 차량의 모터 진단 방법{DIAGNOSIS METHOD FOR MOTOR OF MILD HYBRID ELECTRIC VECHILE}

본 발명은 마일드 하이브리드 차량의 모터 진단 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 엔진의 RPM 변화를 이용하여 모터의 고장 여부를 진단하는 방법에 관한 것이다.

마일드 하이브리드 차량은 필요 시 모터를 구동하여 엔진의 출력을 보조하는 타입의 하이브리드 차량이다. 마일드 하이브리드 차량은 모터의 토크만으로 차량을 구동시키는 주행 모드는 없지만, 모터를 이용하여 주행 상태에 따라 엔진 토크를 보조할 수 있으며, 회생제동을 통해 배터리(예를 들어, 48V 배터리)를 충전할 수 있다. 즉 엔진 토크에 모터 토크를 더해 운전자 요구 토크에 대응함으로써 바른 응답성과 함께 회생제동으로 얻은 전력을 사용하기 때문에 연비도 향상될 수 있다.

한편, 모터를 구동하여 엔진 토크를 보조하는 경우, 상위 제어기인 ECU(Engine Control Unit)가 모터의 보조 토크를 결정하여 MCU(Motor Control Unit)로 송신하면, MCU가 모터의 동작을 제어하게 된다. 또한, ECU는 MCU로부터 모터의 실제 동작 정보를 수신하여 요구 토크 추종성을 판단하게 된다.

그런데, 모터의 고장 여부는 MCU에서만 판단을 수행하고, ECU는 별도의 판단 없이 MCU의 판단 정보에만 의존하여 엔진과 모터의 토크 분배량을 결정하게 된다. 즉, ECU는 모터의 고장 여부를 판단할 방법이 없기 때문에 MCU가 모터의 고장 여부를 잘못 판단하더라도 이를 그대로 신뢰할 수 밖에 없다. 따라서, 운전자의 요구 토크에 대한 추종 신뢰성을 확보하기 위해서는, ECU에서도 모터의 고장 여부를 진단할 수 있는 진단 방법이 요구된다.

본 발명의 과제는 ECU에서 모터의 고장 여부를 진단할 수 있는 마일드 하이브리드 차량의 모터 진단 방법을 제공하는데 있다. 즉, 본 발명의 과제는 ECU가 엔진의 RPM 변화를 이용하여 모터의 고장 여부를 직접 진단함으로써, ECU가 MCU의 판단에 의존하지 않고도 모터의 고장 여부를 정확하게 파악할 수 있는 모터 진단 방법을 제공하는데 있다.

다만, 본 발명이 해결하고자 하는 과제가 상술한 과제에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.

상술한 본 발명의 과제를 달성하기 위하여, 예시적인 실시예들에 따른 마일드 하이브리드 차량의 모터 진단 방법은, 모터에 대한 진단 조건이 만족되었는지 여부를 판단하는 단계, 상기 진단 조건이 만족되면 엔진의 RPM 변화를 모니터링 하는 단계, 상기 엔진의 RPM이 감소 중인지 여부를 판단하는 단계, 상기 엔진의 RPM이 감소 중인 경우 엔진의 RPM 감속도를 산출하고 상기 엔진의 RPM이 감소 중이 아닌 경우에는 상기 엔진의 RPM과 목표 아이들 RPM 간의 차이를 산출하는 단계, 및 상기 산출된 RPM 감속도 또는 RPM 차이를 기 설정된 기준값과 비교하여 상기 모터를 진단하는 단계를 포함한다. 이 때, 상기 모터를 진단하는 단계는 ECU(Engine Control Unit)에서 수행된다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 진단 조건이 만족되었는지 여부를 판단하는 단계는, 페달의 각도가 기 설정된 각도 이하이고 변속기 클러치가 해제되면 상기 모터에 대한 진단 조건이 만족된 것으로 판단할 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 엔진의 RPM이 감소 중인 경우는 상기 엔진으로 의 연료 공급을 차단하는 퓨얼 컷(fuel cut) 제어 상황일 수 있다. 이 경우, 상기 모터를 진단하는 단계는, 상기 산출된 RPM 감속도의 절대값을 기 설정된 제1 기준값과 비교하는 제1 비교 단계, 상기 산출된 RPM 감속도가 상기 제1 기준값보다 더 크면 상기 모터의 작동을 중단시키고 엔진의 RPM 감속도를 다시 측정하는 단계, 상기 다시 측정한 엔진의 RPM 감속도의 절대값을 상기 제1 기준값과 다시 비교하는 제2 비교 단계, 및 상기 모터의 고장 여부를 진단하는 진단 단계를 포함할 수 있다. 또한, 상기 진단 단계는, 상기 제2 비교 단계에서 다시 측정한 엔진의 RPM 감속도의 절대값이 상기 제1 기준값 이하이면 상기 모터가 고장난 것으로 진단하고, 상기 제1 비교 단계에서 엔진의 RPM 감속도의 절대값이 상기 제1 기준값 이하이거나 또는 상기 제1 비교 단계 및 상기 제2 비교 단계 모두 엔진의 RPM 감속도의 절대값이 상기 제1 기준값보다 더 큰 경우에는 모터가 정상인 것으로 진단할 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 엔진의 RPM이 감소 중이 아닌 경우는 상기 엔진을 상기 목표 아이들 RPM으로 일정하게 유지하는 아이들 RPM 제어 상황일 수 있다. 이 경우, 상기 모터를 진단하는 단계는, 상기 산출된 RPM 차이의 절대값을 기 설정된 제2 기준값과 비교하는 제3 비교 단계, 상기 산출된 RPM 차이의 절대값이 상기 제2 기준값보다 더 크면 상기 모터의 작동을 중단시키고 엔진의 RPM 차이를 다시 측정하는 단계, 상기 다시 측정한 엔진의 RPM 차이의 절대값을 상기 제2 기준값과 다시 비교하는 제4 비교 단계, 및 상기 모터의 고장 여부를 진단하는 진단 단계를 포함할 수 있다. 또한, 상기 진단 단계는, 상기 제4 비교 단계에서 다시 측정한 엔진의 RPM 차이의 절대값이 상기 제2 기준값 이하이면 상기 모터가 고장난 것으로 진단하고, 상기 제3 비교 단계에서 엔진의 RPM 차이의 절대값이 상기 제2 기준값 이하이거나 또는 상기 제3 비교 단계 및 상기 제4 비교 단계에서 엔진의 RPM 차이의 절대값이 모두 상기 제2 기준값보다 더 큰 경우에는 모터가 정상인 것으로 진단할 수 있다.

상술한 본 발명의 과제를 달성하기 위하여, 다른 실시예들에 따른 마일드 하이브리드 차량의 모터 진단 방법은, 모터에 대한 진단 조건 만족 여부를 판단하는 단계, 상기 진단 조건 만족 시 상기 엔진의 RPM 변화량을 측정하는 제1 측정 단계, 상기 제1 측정단계에서 측정된 RPM 변화량과 기 설정된 기준값을 비교하는 제1 비교 단계, 상기 모터의 작동을 중단시키고 상기 엔진의 RPM 변화량을 다시 측정하는 제2 측정 단계, 상기 제2 측정단계에서 측정된 RPM 변화량과 상기 기준값을 다시 비교하는 제2 비교 단계, 및 상기 제1 비교 단계와 상기 제2 비교 단계의 결과를 이용하여 모터의 고장 여부를 진단하는 진단 단계를 포함한다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 진단 단계는, 상기 제1 비교 단계에서 상기 RPM 변화량이 상기 기준값보다 더 크고 상기 제2 비교 단계에서는 상기 RPM 변화량이 상기 기준값 이하이면 모터가 고장 상태인 것으로 진단할 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 진단 단계는, 상기 제1 비교 단계에서 상기 RPM 변화량이 상기 기준값 이하이거나, 또는 상기 제1 비교 단계 및 상기 제2 비교 단계 모두에서 상기 RPM 변화량이 상기 기준값보다 더 큰 경우에는 상기 모터가 정상 상태인 것으로 진단할 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 진단 단계는 ECU(Engine Control Unit)에서 수행될 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 마일드 하이브리드 차량의 모터 진단 방법은 상기 엔진의 RPM이 감소 중인지 또는 일정하게 유지되는지 여부를 판단하는 엔진의 동작 상태 판단 단계를 더 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 엔진의 RPM이 감소 중인 경우 상기 엔진의 RPM 변화량은 엔진의 RPM 감속도를 의미하고, 상기 엔진의 RPM이 일정하게 유지되는 경우에는 상기 엔진의 RPM 변화량은 엔진의 실제 RPM과 목표 아이들 RPM 간의 차이를 의미할 수 있다.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 진단 조건 만족 여부 판단 단계는, 가속 페달의 각도가 기 설정된 각도 이하이고 변속기 클러치가 해제되면 상기 모터에 대한 진단 조건이 만족된 것으로 판단할 수 있다.

본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 마일드 하이브리드 차량의 모터 진단 방법은 엔진에 작용하는 각종 부하에 의한 엔진의 RPM 변화를 이용하여, ECU가 직접 모터의 고장 여부를 진단할 수 있다. 따라서, ECU는 MCU에서 행해진 모터 진단 결과에 의존하지 않고도 모터의 고장 여부를 정확하게 파악할 수 있다.

도 1은 마일드 하이브리드 차량을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 마일드 하이브리드 차량의 모터 진단 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 3은 도 2의 S130 단계를 나타내는 순서도이고, 도 4는 도 2의 S140 단계를 나타내는 순서도이다.
도 5는 fuel cut 제어 상황에서 엔진의 속도 변화를 나타내는 그래프이다.
도 6은 아이들 제어 상황에서 엔진의 속도 변화를 나타내는 그래프이다.

본문에 개시되어 있는 본 발명의 실시예들에 대해서, 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본문에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 된다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미이다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미인 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.

먼저 도 1을 참조로 마일드 하이브리드 차량에 대하여 간략히 설명하기로 한다.

도 1을 참조하면, 마일드 하이브리드 차량은 엔진(10)과 모터(20)에서 발생하는 토크에 의하여 구동될 수 있다.

엔진(10)은 시동 모터(11)에 의해 시동되며, 시동 이후에는 연료를 연소하여 구동될 수 있다. 시동 모터(11)는 저전압 배터리(30)에 의해 구동될 수 있는데, 상기 저전압 배터리(30)는 예를 들면, 12V 배터리일 수 있다.

모터(20)는 고전압 배터리(35)에 의해 구동되며, 엔진(10)을 보조하는 역할을 수행할 수 있다. 예를 들면, 상기 모터(20)는 엔진 출력을 보조하거나 엔진의 출력에 의해 발전하는 MHSG(Mild Hybrid Starter generator)일 수 있다. 고전압 배터리(35)의 동작은 배터리 관리부(40)에 의해 제어되며, 컨버터(45)를 통해 저전압 배터리(30)로 전력을 전달할 수 있다. 예를 들면, 상기 고전압 배터리(35)는 48V 배터리일 수 있고, 상기 컨버터(45)는 LDC(Low voltage Dc-dc converter)일 수 있다.

한편, 엔진(10)과 모터(20)는 벨트 등으로 동력 축이 서로 연결되어 있기 때문에, 엔진(10)의 출력 토크를 이용하여 모터(20)를 구동시킬 수 있다. 이 경우, 모터(20)는 고전압 배터리(35)를 충전시키는 발전기로서 기능할 수 있다. 이와 같이, 엔진(10)의 출력 토크를 이용하여 고전압 배터리(35)를 충전시키는 것을 회생제동이라 지칭할 수 있다.

엔진(10)과 모터(20)에서 발생한 구동력은 변속기(50)를 거쳐 바퀴(60)로 전달될 수 있다. 이 때, 엔진(10)과 변속기(50) 사이에는 변속기 클러치(55)가 구비되며, 변속기 클러치(55)는 엔진(10)에서 변속기(50)로의 동력 전달을 단속할 수 있다. 즉, 변속기 클러치(55)가 체결되면 엔진(10)의 동력이 변속기(50)를 통해 바퀴(60)로 전달될 수 있고, 변속기 클러치(55)가 해제되면 바퀴(60)로의 동력 전달이 차단될 수 있다.

MCU(Motor Control Unit, 70)는 모터(20)의 동작을 제어하며, ECU(Engine Control Unit, 80)은 엔진(10) 및 모터(20)의 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, 상기 ECU(80)는 운전자의 요구 토크에 대응하여 엔진(10)과 모터(20)의 토크 분담 비율을 결정할 수 있고, 결정된 모터(20) 제어 정보를 MCU(70)로 송신할 수 있다. MCU(70)는 ECU(80)로부터 수신한 제어 정보에 따라 모터(20)의 동작을 제어하며, 모터(20)의 실제 구동 정보와 모터(20)의 고장 여부에 대한 정보를 ECU(80)로 제공할 수 있다.

이와 같이, ECU(80)는 MCU(70)가 제공하는 모터(20)의 고장 여부에만 의존하여 엔진(10)과 모터(20)의 토크 분담 비율을 결정하기 때문에, MCU(70)가 모터(20)의 고장 여부를 잘못 판단하더라도 이를 검증할 방법이 없다. 이 경우, 운전자의 요구 토크를 정확하게 추종하지 못하게 되는 문제가 있다. 본 발명에서는 ECU(80)에서 자체적으로 모터(20)의 고장 여부를 진단할 수 있는 모터(20)의 진단 방법을 제공하고자 한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 마일드 하이브리드 차량의 모터 진단 방법을 설명하기 위한 순서도이다. 도 3은 도 2의 S130 단계를 나타내는 순서도이고, 도 4는 도 2의 S140 단계를 나타내는 순서도이다. 도 5는 fuel cut 제어 상황에서 엔진의 속도 변화를 나타내는 그래프이다. 도 6은 아이들 제어 상황에서 엔진의 속도 변화를 나타내는 그래프이다.

도 2를 참조하면, 먼저, 모터(20)에 대한 진단 조건이 만족되었는지 여부를 판단한다(S100).

이 경우에 있어서, 가속 페달의 각도가 기 설정된 각도 이하이고 변속기 클러치(55)가 해제된 상황이면 상기 모터(20)에 대한 진단 조건이 만족된 것으로 판단할 수 있다. 구체적으로, 운전자의 요구 토크가 없는 경우, 즉 운전자가 가속 페달에서 발을 떼면 엔진(10)은 아이들(Idle) 상태를 향해 회전 속도가 감소하고, 기어는 중립 상태로 변경되면서 변속기 클러치(55)는 해제된다. 이 때, ECU(80)는 모터(20)에 대한 진단 조건이 만족되었다고 판단하고, 엔진(10)의 RPM 변화를 모니터링 하여(S110) 모터(20)의 고장 여부를 진단할 수 있다(S130, S140). 한편, 상기 기 설정된 각도는 예를 들면 0도일 수 있다.

이어서, 엔진(10)의 RPM이 감소 중인지 또는 일정하게 유지되는지, 엔진(10)의 동작 상태를 판단한다. 예를 들면, 엔진(10)의 RPM이 감소하는 fuel cut 제어 상황인지, 또는 엔진(10)의 RPM이 일정하게 유지되는 아이들(Idle) RPM 제어 상황인지 여부를 판단한다(S120).

이 때, fuel cut 제어라 함은 엔진(10)으로의 연료 공급을 차단하는 것을 의미한다. 예를 들어, 엔진의 RPM이 높은 상태에서 주행을 하다가 운전자가 가속 페달에서 발을 뗀 경우, 현재 엔진의 RPM은 아이들 RPM에 비하여 상당히 큰 값일 수 있다. 이 경우 엔진(10)으로 공급되는 연료를 차단하면 엔진(10)의 출력 토크는 0이 되고, 차량에 작용하는 각종 부하의 영향으로 인하여 엔진(10)의 RPM은 급격히 감소할 수 있다. 이것이 도 5에 도시되어 있다. 이 경우, 엔진(10)의 RPM 감속도 크기를 이용하여 모터(20)의 고장 여부를 진단할 수 있다(S130).

이와 다르게, 아이들 RPM 제어라 함은 엔진(10)의 RPM이 목표 아이들 RPM으로 유지되도록 제어하는 것을 의미한다. 예를 들면, 상기 아이들 RPM 제어는 PID(Proportional Integral Derivation) 제어를 통해 엔진(10)의 RPM을 조절하는 것일 수 있다. 이 경우, 상기 각종 부하로 인하여 엔진(10)의 RPM이 지속적으로 감소할 수 있기 때문에, 엔진(10)을 간헐적으로 작동시켜야 엔진(10) RPM을 일정한 범위 내에서 유지할 수 있다. 이것이 도 6에 도시되어 있다. 이 경우, 엔진(10)의 아이들 RPM과 실제 RPM 간의 차이를 이용하여 모터(20)의 고장 여부를 진단할 수 있다(S140).

한편, 엔진(10)의 RPM을 감소시키는 상기 각종 부하는 모터(20)의 작동으로 인한 부하, 및 모터(20) 이외의 요인에 의한 부하를 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 모터(20)의 작동으로 인한 부하는 모터(20)를 구동하여 회생제동을 수행함으로써 엔진(10)의 토크를 감소시키는 것을 포함할 수 있다. 또한, 상기 모터(20) 이외의 요인에 의한 부하는, 엔진(10)의 흡기/배기 밸브(도시되지 않음) 작동에 의한 펌핑 로스(pumping loss), 에어컨의 압축기(도시되지 않음)를 구동시키기 위한 토크, 자동 변속기의 토크 컨버터 내의 슬립에 의한 손실(loss), 팬(fan)을 구동시키기 위한 토크 등을 포함할 수 있다. 본 발명에서는 상기 각종 부하와 엔진(10)의 RPM 변화를 이용하여, ECU(80)가 모터(20)의 고장 여부를 진단할 수 있다.

Fuel cut 제어 상황은 도 3 및 도 5에 도시되어 있다.

먼저 엔진(10)의 RPM 감속도를 계산한다(S131).

도 5에 도시된 바와 같이, 제1 시점(t₁)에 운전자가 가속 페달에서 발을 떼면, ECU(80)는 엔진(10)으로 공급되는 연료를 차단하게 되고, 상기 각종 부하에 의해 엔진(10)의 RPM이 아이들 RPM까지 감소하게 된다. 이 때, ECU(80)는 일정한 구간(t₂에서 t₃ 사이의 구간)에서 엔진(10)의 RPM 감속도를 계산할 수 있다.

상기 계산된 RPM 감속도의 절대값과 기 설정된 제1 기준값의 크기를 서로 비교한다(S132). 이 때, 상기 제1 기준값은 상기 각종 부하에 따라 엔진(10)의 RPM이 감소하는 속도에 대한 기준값이며, 차량의 제원에 따라 미리 설정된 값일 수 있다.

상기 RPM 감속도의 절대값이 상기 제1 기준값 이하인 경우에는 상기 각종 부하가 정상 범위 이내에 있다는 의미이다. 따라서, 상기 각종 부하를 구성하는 모터(20)의 작동으로 인한 부하도 정상 범위에 있는 것이고, ECU(80)는 모터(20)가 정상 상태인 것으로 진단할 수 있다(S137).

이와 다르게, 상기 RPM 감속도의 절대값이 상기 제1 기준값보다 더 큰 경우에는 엔진(10)에 작용하는 상기 각종 부하의 값이 지나치게 크다는 것을 의미할 수 있다. 즉, 모터(20)가 고장 상태일 가능성이 있는 것이다. 이 경우, ECU(80)는 MUC(70)로 모터(20) 작동 중단 명령을 송신한다(S133). 상기 각종 부하에는 모터(20)의 작동으로 인한 부하와 모터(20) 이외의 요인에 의한 부하가 포함되는데, 모터(20)의 작동을 중단(S133)함으로써 모터(20)의 작동으로 인한 부하의 영향을 제거하기 위함이다. 이 때, 상기 모터(20)의 작동을 중단시킨다는 것은 모터(20) 구동을 통한 회생제동을 중단하는 것을 의미할 수 있다.

모터(20)의 동작을 중단시킨 이후 다시 한 번 엔진(10)의 RPM 감속도를 계산하고(S134), 계산된 RPM 감속도의 절대값을 상기 제1 기준값과 비교한다(S135).

만약, 상기 RPM 감속도의 절대값이 상기 제1 기준값 이하가 되었다면, 상기 모터(20) 이외의 요인에 의한 부하는 정상적인 범위에 있다는 의미가 된다. 따라서, 상기 모터(20)의 작동으로 인한 부하가 정상 범위보다 높다는 것이고, ECU(80)는 모터(20)가 고장난 것으로 진단할 수 있다(S136).

이와 다르게, 모터(20)의 작동으로 인한 부하를 제거하였음에도 불구하고, 여전히 상기 RPM 감속도의 절대값이 상기 제1 기준값 보다 더 큰 경우에는 모터(20) 이외의 요인에 의한 부하가 정상 범위보다 높다는 의미가 된다. 즉, 이 경우에는 상기 모터(20)의 작동으로 인한 부하는 정상 범위에 있다는 것이고, ECU(80)는 모터(20)가 정상 상태인 것으로 진단할 수 있다(S137).

아이들 RPM 제어 상황은 도 4 및 도 6에 도시되어 있다.

먼저 목표 아이들 RPM 값과 실제 RPM 값 사이의 차이를 계산한다(S141).

도 6에 도시된 바와 같이, 상기와 같은 fuel cut 제어 상황 이후에 엔진(10)의 RPM은 목표 아이들 RPM으로 수렴될 수 있다. 이 때, 실제 엔진(10)의 RPM은 목표 아이들 RPM 값을 기준으로 상하로 진동하는 형태를 나타낼 수 있다. 다만, 이 경우 엔진(10)의 RPM은 아주 작은 범위 내에서 그 값이 변화하는 것이므로 일정한 값으로 유지되고 있는 것으로 볼 수 있다. 예를 들면, 일정 시간 간격 동안 엔진(10)의 RPM 값의 평균값을 상기 실제 엔진(10)의 RPM 값으로 볼 수 있다. 본 발명은 상기 실제 엔진(10)의 RPM 값이 허용 가능한 엔진 RPM 범위 이내인지 여부를 통해 모터(20)의 고장 여부를 진단할 수 있다.

상기 계산된 RPM 차이의 절대값이 기 설정된 제2 기준값의 크기를 서로 비교한다(S142). 이 때, 상기 제2 기준값은 상기 각종 부하에 의해 허용 가능한 엔진(10)의 RPM 변화 범위를 정해놓은 값이며, 차량의 제원에 따라 미리 설정된 값일 수 있다.

상기 RPM 차이의 절대값이 상기 제2 기준값 이하인 경우에는 상기 각종 부하가 정상 범위 이내에 있다는 의미이다. 따라서, 상기 각종 부하를 구성하는 모터(20)의 작동으로 인한 부하도 정상 범위에 있는 것이고, ECU(80)는 모터(20)가 정상 상태인 것으로 진단할 수 있다(S147).

이와 다르게, 상기 RPM 차이의 절대값이 상기 제2 기준값보다 더 큰 경우에는 엔진(10)에 작용하는 상기 각종 부하의 값이 허용된 범위보다 더 크다는 것을 의미할 수 있다. 즉, 모터(20)가 고장 상태일 가능성이 있는 것이다. 이 경우, ECU(80)는 MUC(70)로 모터(20) 작동 중단 명령을 송신한다(S143). 상기 각종 부하에는 모터(20)의 작동으로 인한 부하와 모터(20) 이외의 요인에 의한 부하가 포함되는데, 모터(20)의 작동을 중단(S143)함으로써 모터(20)의 작동으로 인한 부하의 영향을 제거하기 위함이다. 이 때, 상기 모터(20)의 작동을 중단시킨다는 것은 모터(20) 구동을 통한 회생제동을 중단하는 것을 의미할 수 있다.

모터(20)의 동작을 중단시킨 이후 다시 한 번 엔진(10)의 목표 아이들 RPM 값과 실제 RPM 값의 차이를 계산하고(S144), 계산된 RPM 차이의 절대값을 상기 제2 기준값과 비교한다(S145).

만약, 상기 RPM 차이의 절대값이 상기 제2 기준값 이하가 되었다면, 상기 모터(20) 이외의 요인에 의한 부하는 정상적인 범위에 있다는 의미가 된다. 따라서, 상기 모터(20)의 작동으로 인한 부하가 정상 범위보다 높다는 것이고, ECU(80)는 모터(20)가 고장난 것으로 진단할 수 있다(S146).

이와 다르게, 모터(20)의 작동으로 인한 부하를 제거하였음에도 불구하고, 여전히 상기 RPM 차이의 절대값이 상기 제2 기준값 보다 더 큰 경우에는 모터(20) 이외의 요인에 의한 부하가 정상 범위보다 높다는 의미가 된다. 즉, 이 경우에는 상기 모터(20)의 작동으로 인한 부하는 정상 범위에 있다는 것이고, ECU(80)는 모터(20)가 정상 상태인 것으로 진단할 수 있다(S147).

모터(20)가 고장 상태인 것으로 진단한 경우(S136, S146)에는, ECU(80)는 고장 경고 신호를 출력하거나 또는 차량의 운행을 제한하는 고장 모드 등으로 진입하여 운전자의 대응을 유도할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 마일드 하이브리드 차량의 모터 진단 방법은 엔진에 작용하는 각종 부하에 의한 엔진의 RPM 변화를 이용하여, ECU가 직접 모터의 고장 여부를 진단할 수 있다. 따라서, ECU가 MCU에서 행해진 모터 진단 결과에 의존하지 않고도 모터의 고장 여부를 정확하게 파악할 수 있다.

이상에서는 본 발명의 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

10: 엔진 20: 모터
30: 저전압 배터리 35: 고전압 배터리
40: 배터리 관리부 45: 컨버터
50: 변속기 55: 변속기 클러치
60: 바퀴 70: MCU
80: ECU

Claims

모터에 대한 진단 조건이 만족되었는지 여부를 판단하는 단계;
상기 진단 조건이 만족되면, 엔진의 RPM 변화를 모니터링 하는 단계;
상기 엔진의 RPM이 감소 중인지 여부를 판단하는 단계;
상기 엔진의 RPM이 감소 중인 경우 엔진의 RPM 감속도를 산출하고, 상기 엔진의 RPM이 감소 중이 아닌 경우에는 상기 엔진의 RPM과 목표 아이들 RPM 간의 차이를 산출하는 단계; 및
상기 산출된 RPM 감속도 또는 RPM 차이를 기 설정된 기준값과 비교하여 상기 모터를 진단하는 단계를 포함하고,
상기 모터를 진단하는 단계는 ECU(Engine Control Unit)에서 수행되며,
상기 엔진의 RPM이 감소 중인 경우에, 상기 모터를 진단하는 단계는,
상기 산출된 RPM 감속도의 절대값을 기 설정된 제1 기준값과 비교하는 제1 비교 단계;
상기 산출된 RPM 감속도가 상기 제1 기준값보다 더 크면, 상기 모터의 작동을 중단시키고 엔진의 RPM 감속도를 다시 측정하는 단계;
상기 다시 측정한 엔진의 RPM 감속도의 절대값을 상기 제1 기준값과 다시 비교하는 제2 비교 단계; 및
상기 모터의 고장 여부를 진단하는 진단 단계를 포함하고,
상기 진단 단계는, 상기 제2 비교 단계에서 다시 측정한 엔진의 RPM 감속도의 절대값이 상기 제1 기준값 이하이면 상기 모터가 고장난 것으로 진단하고, 상기 제1 비교 단계에서 엔진의 RPM 감속도의 절대값이 상기 제1 기준값 이하이거나 또는 상기 제1 비교 단계 및 상기 제2 비교 단계 모두 엔진의 RPM 감속도의 절대값이 상기 제1 기준값보다 더 큰 경우에는 모터가 정상인 것으로 진단하는 것을 특징으로 하는 마일드 하이브리드 차량의 모터 진단 방법.
제1항에 있어서, 상기 진단 조건이 만족되었는지 여부를 판단하는 단계는, 가속 페달의 각도가 기 설정된 각도 이하이고 변속기 클러치가 해제되면 상기 모터에 대한 진단 조건이 만족된 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 마일드 하이브리드 차량의 모터 진단 방법.
제1항에 있어서, 상기 엔진의 RPM이 감소 중인 경우는 상기 엔진으로 의 연료 공급을 차단하는 퓨얼 컷(fuel cut) 제어 상황인 것을 특징으로 하는 마일드 하이브리드 차량의 모터 진단 방법.
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제1항에 있어서, 상기 엔진의 RPM이 감소 중이 아닌 경우는 상기 엔진을 상기 목표 아이들 RPM으로 일정하게 유지하는 아이들 RPM 제어 상황인 것을 특징으로 하는 마일드 하이브리드 차량의 모터 진단 방법.
제5항에 있어서, 상기 모터를 진단하는 단계는,
상기 산출된 RPM 차이의 절대값을 기 설정된 제2 기준값과 비교하는 제3 비교 단계;
상기 산출된 RPM 차이의 절대값이 상기 제2 기준값보다 더 크면, 상기 모터의 작동을 중단시키고 엔진의 RPM 차이를 다시 측정하는 단계;
상기 다시 측정한 엔진의 RPM 차이의 절대값을 상기 제2 기준값과 다시 비교하는 제4 비교 단계; 및
상기 모터의 고장 여부를 진단하는 진단 단계를 포함하고,
상기 진단 단계는, 상기 제4 비교 단계에서 다시 측정한 엔진의 RPM 차이의 절대값이 상기 제2 기준값 이하이면 상기 모터가 고장난 것으로 진단하고, 상기 제3 비교 단계에서 엔진의 RPM 차이의 절대값이 상기 제2 기준값 이하이거나 또는 상기 제3 비교 단계 및 상기 제4 비교 단계에서 엔진의 RPM 차이의 절대값이 모두 상기 제2 기준값보다 더 큰 경우에는 모터가 정상인 것으로 진단하는 것을 특징으로 하는 마일드 하이브리드 차량의 모터 진단 방법.
모터가 엔진의 출력을 보조하는 마일드 하이브리드 차량의 모터 진단 방법에 있어서,
상기 모터에 대한 진단 조건 만족 여부를 판단하는 단계;
상기 진단 조건 만족 시 상기 엔진의 RPM 변화량을 측정하는 제1 측정 단계;
상기 제1 측정단계에서 측정된 RPM 변화량과 기 설정된 기준값을 비교하는 제1 비교 단계;
상기 모터의 작동을 중단시키고 상기 엔진의 RPM 변화량을 다시 측정하는 제2 측정 단계;
상기 제2 측정단계에서 측정된 RPM 변화량과 상기 기준값을 다시 비교하는 제2 비교 단계; 및
상기 제1 비교 단계와 상기 제2 비교 단계의 결과를 이용하여 모터의 고장 여부를 진단하는 진단 단계를 포함하는 마일드 하이브리드 차량의 모터 진단 방법.
제7항에 있어서, 상기 진단 단계는, 상기 제1 비교 단계에서 상기 RPM 변화량이 상기 기준값보다 더 크고, 상기 제2 비교 단계에서는 상기 RPM 변화량이 상기 기준값 이하이면 모터가 고장 상태인 것으로 진단하는 것을 특징으로 하는 마일드 하이브리드 차량의 모터 진단 방법.
제8항에 있어서, 상기 진단 단계는, 상기 제1 비교 단계에서 상기 RPM 변화량이 상기 기준값 이하이거나, 또는 상기 제1 비교 단계 및 상기 제2 비교 단계 모두에서 상기 RPM 변화량이 상기 기준값보다 더 큰 경우에는 상기 모터가 정상 상태인 것으로 진단하는 것을 특징으로 하는 마일드 하이브리드 차량의 모터 진단 방법.
제7항에 있어서, 상기 진단 단계는 ECU(Engine Control Unit)에서 수행되는 것을 특징으로 하는 마일드 하이브리드 차량의 모터 진단 방법.
제7항에 있어서,
상기 엔진의 RPM이 감소 중인지 또는 일정하게 유지되는지 여부를 판단하는 엔진의 동작 상태 판단 단계를 더 포함하고,
상기 엔진의 RPM이 감소 중인 경우 상기 엔진의 RPM 변화량은 엔진의 RPM 감속도를 의미하고, 상기 엔진의 RPM이 일정하게 유지되는 경우에는 상기 엔진의 RPM 변화량은 엔진의 실제 RPM과 목표 아이들 RPM 간의 차이를 의미하는 것을 특징으로 하는 마일드 하이브리드 차량의 모터 진단 방법.
제7항에 있어서, 상기 진단 조건 만족 여부를 판단하는 단계는, 가속 페달의 각도가 기 설정된 각도 이하이고 변속기 클러치가 해제되면 상기 모터에 대한 진단 조건이 만족된 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 마일드 하이브리드 차량의 모터 진단 방법.