KR20040022752A - 하이브리드 전기 자동차의 엔진 스톨 방지장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

하이브리드 전기 자동차에서 내외부적인 기타의 요인으로 인하여 발생되는 엔진 스톨을 방지하여 안정된 엔진 시동을 유지하도록 하는 것으로,

엔진 시동 온을 유지하는 주행상태에서 검출되는 엔진 회전수가 설정된 기준 회전수 이하인지를 판단하는 과정과, 기준 회전수 이상이면 초기의 과정으로 리턴하고, 기준 회전수 이하이면 모터 속도 제어를 통해 엔진 회전수를 상승시키는 과정과, 상기한 과정을 통해 상승되는 엔진 회전수가 목표 제어 속도를 유지하는지를 판단하는 과정과, 엔진 회전수가 목표 제어 속도에 도달하지 않으면 모터의 속도 제어를 연속적으로 유지하고, 목표 제어 속도에 도달하면 모터의 속도 제어를 종료하는 과정을 포함한다.

Description

하이브리드 전기 자동차의 엔진 스톨 방지장치 및 방법{ENGINE STALL HOLDING APPARATUS OF HYBRID ELECTRIC VEHICLE AND METHOD THEREOF}

본 발명은 하이브리드 전기 자동차에 관한 것으로, 더 상세하게는 병렬형 하이브리드 전기 자동차에서 내외부적인 기타의 요인으로 인하여 발생되는 엔진 스톨을 방지하여 안정된 엔진 시동을 유지하도록 하는 하이브리드 전기 자동차의 엔진 스톨 방지장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로 병렬형 하이브리드 전기 자동차는 주동력원으로 엔진이 사용되고, 가속시 엔진을 보조하는 동력원으로써 모터가 사용되고 있는데, 주동력원으로 사용되고 있는 엔진의 경우 주행중 여러 가지의 내외부적인 요인에 의해 엔진 스톨이 발생되고 있다.

특히, 주행중 연료 차단 제어(Fuel Cut Off)가 수행된 이후에 인테이크 포트(Intake Port)가 건조해짐으로 인해 혼합기가 증발하여 연료의 점화가 정상적으로 이루지지 못하여 엔진 스톨이 발생한다.

따라서, 종래의 일반차량(엔진구동차량)에서는 엔진 시동의 스톨 발생을 방지하기 위하여 엔진 점화시기의 진각 혹은 지각 조정과 흡입 공기량의 조정을 통한 연료 분사량 제어를 수행하고 있다.

이와 같은 엔진 시동의 스톨 발생 방지 방법은 엔진 시동의 스톨 이외에 엔진 제어장치의 오동작으로 인하여 발생할 수 있으며, 현재까지 정확하게 진단되지 않은 다른 이상 원인으로 작용하게 되어 점화시기 및 공기량의 조절만으로는 완전한 엔진 시동 꺼짐 방지책에 될 수 없다.

또한, 엔진 시동이 스톨된 이후에 스타터를 이용하여 자동으로 크랭킹하는 방법이 제시될 수 있으나, 이의 경우 엔진 시동이 스톨된 이후에 실행되는 제어이므로, 시동 꺼짐을 방지하는 바람직한 대책이라고 볼 수 없다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명한 것으로, 그 목적은 병렬형 하이브리드 전기 자동차에서 엔진 회전수가 설정된 회전수 이하로 검출되는 경우 엔진과 직결로 연결되는 모터의 회전수 제어를 통해 엔진 스톨 발생을 방지하도록 한 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 하이브리드 전기 자동차의 엔진 스톨 방지장치에 대한 개략적인 구성 블록도.

도 2는 본 발명에 따른 하이브리드 전기 자동차에서 엔진 스톨 방지를 수행하는 일 실시예의 흐름도.

상기와 같은 목적을 실현하기 위한 본 발명은, 모든 제어기와 CAN 통신을 통해 상호간 정보의 교환과 하위 제어기를 제어하며, 스로틀 개도 변화율과 차속 및 엔진 속도에 따라 요구 토크량을 검출한 다음 모터의 구동을 제어하는 HCU와; 상기 HCU의 제어신호에 따라 구동원인 모터의 구동 토크와 구동 속도 및 발전 토크량을 제어하는 MCU와; HCU의 제어에 따라 엔진의 시동 제어와 아이들 스탑 제어를 수행하는 ECU를 포함한다.

또한, 본 발명은 엔진 시동 온을 유지하는 주행상태에서 검출되는 엔진 회전수가 설정된 기준 회전수 이하인지를 판단하는 과정과; 상기에서 기준 회전수 이상이면 초기의 과정으로 리턴하고, 기준 회전수 이하이면 모터 속도 제어를 통해 엔진 회전수를 상승시키는 과정과; 상기한 과정을 통해 상승되는 엔진 회전수가 목표 제어 속도를 유지하는지를 판단하는 과정과; 상기에서 엔진 회전수가 목표 제어 속도에 도달하지 않으면 모터의 속도 제어를 연속적으로 유지하고, 목표 제어 속도에 도달하면 모터의 속도 제어를 종료하는 과정을 포함한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1에서 알 수 있는 바와 같이 본 발명에 따른 하이브리드 전기 자동차의 엔진 스톨 방지장치는 HCU(10)와 MCU(20), 모터(20), ECU(40) 및 엔진(50)으로 구성되는데, HCU(10)는 하이브리드 전기자동차에서 모든 제어기와 CAN 통신을 통해 상호간 정보의 교환과 하위 제어기를 제어하며, 운전자의 주행 요구인 스로틀 개도의 변화율과 차속 및 엔진 속도에 따라 요구 토크량을 검출한 다음 요구된 토크로의 모터(30) 구동이 수행되도록 제어한다.

또한, 상기의 HCU(10)는 엔진 속도를 검출하여 설정된 기준 속도 이하로 판단되는 경우 엔진 스톨 발생의 위험이 있는 것으로 판단하여 MCU(20)를 통한 모터(30)의 속도를, 예를들어 600RPM으로 제어하여 엔진 스톨이 발생되지 않도록 제어하며, 엔진의 회전수가 상승하여 설정된 회전수에 도달하는 것으로 판단되면 모터(30)의 속도 제어를 종료한다.

MCU(20)는 상위 제어기인 HCU(10)에서 인가되는 제어신호에 따라 구동원인 모터(30)의 구동 토크와 구동 속도 및 발전 토크량을 제어하여 주행성 및 발전을 유지한다.

ECU(40)는 상위 제어기인 HCU(40)의 제어에 따라 보조 동력원인 엔진(50)의 시동 제어와 아이들 스탑 제어 등을 수행하여 준다.

상기한 구성에서 도면상에는 도시되어 있지 않으나 모터(30)는 엔진(50)은 기계적으로 직결된다.

상기한 구성 이외에 하이브리드 전기자동차에서 최적의 제어를 위한 다양한 기능들을 수행하기 위한 다양한 구성요소가 구비되는 바, 구체적인 구성 및 기능에 대한 설명은 본 발명과 관련이 없는 관계로 생략한다.

상기한 구성을 갖는 본 발명에서 엔진 스톨 방지 제어를 수행하는 동작은 다음과 같다.

하이브리드 전기 자동차에서 이그니션 키 접점이 온을 유지하는 엔진 시동 온 상태의 주행과정에서(S101) HCU(10)는 스로틀 개도율과 차속 및 엔진(50)의 회전 속도를 검출한다(S102).

이때, 내외부의 어떠한 원인에 의하여 주행중 엔진 제어가 정상적으로 엔진 스톨이 발생되려는 현상이 발생하여 엔진(50)의 회전수가 설정된 회전수 이하로 검출되는지를 판단한다(S103).

상기의 판단에서 검출되는 엔진(50)의 회전수가 스톨이 발생되려는 회전수 이상을 유지하는 것으로 판단되면 초기의 과정으로 리턴되고, 엔진(50)의 회전수가 스톨이 발생되려는 회전수 이하로 검출되면 상위 제어기인 HCU(10)는 MCU(20)의 제어를 통해 모터(30)의 회전 속도를 안정된 회전 속도의 영역, 바람직하게는 600RPM으로 제어한다(S104).

따라서, 모터(30)와 엔진(50)의 구동축이 기계적으로 직결되어 있으므로, 엔진(50)은 모터(30)의 회전 속도 제어에 의해 회전수가 상승되었으므로 엔진 스톨이 발생이 방지된다.

상기와 같이 모터(30)의 속도 제어를 통해 엔진(50)의 회전수가 상승하여 설정된 목표 제어 속도를 유지하는지를 판단한다(S105).

상기에서 엔진(50)의 회전수가 설정된 목표 제어 속도에 도달하지 않은 상태이면 상기 S104의 과정으로 리턴하여 모터(30)의 속도 제어를 통해 엔진(50)의 회전수가 목표 제어 속도에 도달할 수 있도록 모터(30)의 속도 제어를 연속적으로 유지하고, 엔진(50)의 회전수가 설정된 목표 제어 속도에 도달한 것으로 판단되면 모터(30)의 속도 제어 동작을 종료한다(S106).

따라서, 엔진(50)의 회전수가 낮아져 스톨 발생의 위기에 도달하는 경우 엔진(50)에 기계적으로 직결되는 모터(30)의 회전 속도 제어를 통해 엔진(50)의 회전수를 목표 제어 속도로 상승시켜 줌으로써, 주행중 엔진 스톨이 발생되는 것을 사전에 방지한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 병렬형 하이브리드 전기 자동차에서 주행중 시동 온 상태를 유지하는 엔진이 내외부적인 기타의 원인으로 인하여 엔진 스톨이 발생될 회전수로 검출될 시 엔진과 기계적으로 직결되어 있는 모터의 속도 제어를 통해 엔진의 스톨이 발생되지 않도록 함으로써 하이브리드 전기 자동차의 주행에 있어 안정성 및 신뢰성이 제공된다.

Claims (5)

1. 모든 제어기와 CAN 통신을 통해 상호간 정보의 교환과 하위 제어기를 제어하며, 스로틀 개도 변화율과 차속 및 엔진 속도에 따라 요구 토크량을 검출한 다음 모터의 구동을 제어하는 HCU와;

   상기 HCU의 제어신호에 따라 구동원인 모터의 구동 토크와 구동 속도 및 발전 토크량을 제어하는 MCU와;

   HCU의 제어에 따라 엔진의 시동 제어와 아이들 스탑 제어를 수행하는 ECU를 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 전기 자동차의 엔진 스톨 방지장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 HCU는 검출되는 엔진 속도가 설정된 기준 속도 이하로 검출되면 MCU를 통한 모터 속도 제어로 엔진의 회전수를 목표 회전수로 상승시키는 것을 특징으로 하는 하이브리드 전기 자동차의 엔진 스톨 방지장치.
3. 병렬형 하이브리드 전기 자동차에 있어서,

   엔진 시동 온을 유지하는 주행상태에서 검출되는 엔진 회전수가 설정된 기준 회전수 이하인지를 판단하는 과정과;

   상기에서 기준 회전수 이상이면 초기의 과정으로 리턴하고, 기준 회전수 이하이면 모터 속도 제어를 통해 엔진 회전수를 상승시키는 과정과;

   상기한 과정을 통해 상승되는 엔진 회전수가 목표 제어 속도를 유지하는지를 판단하는 과정과;

   상기에서 엔진 회전수가 목표 제어 속도에 도달하지 않으면 모터의 속도 제어를 연속적으로 유지하고, 목표 제어 속도에 도달하면 모터의 속도 제어를 종료하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 전기 자동차의 엔진 스톨 방지방법.
4. 제3항에 있어서,

   상기에서 모터의 제어 속도는 아이들 엔진 회전수로 하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 전기 자동차의 엔진 스톨 방지방법.
5. 제3항에 있어서,

   상기에서 모터의 제어 속도는 550RPM ~ 850RPM의 범위로 하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 전기 자동차의 엔진 스톨 방지방법.