KR20050060835A - 하이브리드 일렉트릭 차량용 벨트 이상 감지 시스템 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 하이브리드 일렉트릭 차량용 벨트 이상 감지 시스템 및 방법에 관한 것으로, 특히 엔진과 일체형 스타트 제너레이터(Integrated Start Generator : ISG)를 연결하는 벨트의 이상 감지를 미리 자동으로 체크할 수 있는 하이브리드 일렉트릭 차량용 벨트 이상 감지 시스템 및 방법에 관한 것이다.

Description

하이브리드 일렉트릭 차량용 벨트 이상 감지 시스템 및 방법{belt-System and Method for Hybrid Electric Vehicle}

본 발명은 하이브리드 일렉트릭 차량용 벨트 이상 감지 시스템 및 방법에 관한 것으로, 특히 엔진과 일체형 스타트 제너레이터(Integrated Start Generator : ISG)를 연결하는 벨트의 이상 감지를 미리 자동으로 체크할 수 있는 하이브리드 일렉트릭 차량(Hybrid Electric Vehicle : HEV)용 벨트 이상 감지 시스템 및 방법에 관한 것이다.

일반 차량의 경우 엔진에는 교류발전기(alternator), 펌프, 에어컨 컴프레서 등이 벨트로 구동되도록 연결되어 있다. 이 벨트를 점검하기 위해, 지금까지는 본 네트를 열어 벨트의 장력을 점검하거나 벨트에 연결된 기기의 동작이 잘 되고 있는지를 점검하여 알 수 있었다.

그러나, 이렇게 간접적으로 알아내는 방법은 차량에 대해 잘 알고 있는 운전자나 정비사인 경우에 국한되게 된다. 따라서, 일반 운전자는 벨트의 교체시기를 넘기어 알게 되는 경우가 대부분이어서, 주행거리로 벨트를 교체하게 되어, 벨트의 수명을 단축시키는 결과를 초래할 수 있다.

또한, 벨트를 자동 점검하기 위해 추가 시스템을 설치하기에는 비용이 많이 들어 그 실용성이 없게 된다.

본 발명은 전술한 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 벨트의 상태를 미리 자동으로 점검할 수 있는 구조를 갖는 하이브리드 일렉트릭 차량용 벨트 이상 감지 시스템 및 방법을 제공함에 그 목적이 있다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 하이브리드 일렉트릭 차량용 벨트 이상 감지 시스템은 엔진; 일체형 스타트 제너레이터(Integrated Start Generator : ISG); 상기 엔진과 상기 ISG을 연결하는 벨트; 상기 엔진의 회전속도를 연산하는 전자제어유닛(Electronic Control Unit : ECU); 상기 ISG의 회전속도를 연산하여 상기 엔진회전속도와 비교하는 제어유닛(Control Unit)을 포함하여 이루어진다.

이 구성을 통하여, 벨트의 상태를 미리 자동으로 점검할 수 있다.

전술한 구성에서, 상기 제어유닛은 모터제어유닛(Motor Control Unit : MCU)으로 구현될 수 있다.

한편, 상기 제어유닛은 상기 ISG의 회전속도를 연산하는 모터제어유닛(Motor Control Unit : MCU)과, 상기 MCU의 회전속도와 상기 ECU의 회전속도를 비교하는 차량제어유닛(Vehicle Control Unit : VCU)으로 구현될 수 있다.

본 발명의 다른 특징에 따른 하이브리드 일렉트릭 차량용 벨트 이상 감지 방법은 엔진의 회전속도를 전자제어유닛(Electronic Control Unit : ECU)에서 연산하는 단계; 상기 엔진과 벨트로 연결된 일체형 스타트 제너레이터(Integrated Start Generator : ISG)의 회전속도를 모터제어유닛(Motor Control Unit : MCU)에서 연산하는 단계; 상기 연산된 엔진회전속도와 ISG회전속도를 차량제어유닛(Vehicle Control Unit : VCU)에서 비교하는 단계를 포함하여 이루어진다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명하는데, 하이브리드 일렉트릭 차량을 간단히 설명하면, 내연 엔진과 전기자동차의 배터리 엔진을 동시에 장착하거나, 차체의 무게를 획기적으로 줄여 공기의 저항을 최소화하는 등 기존의 일반 차량에 비해 연비 및 유해가스 배출량을 획기적으로 줄인 자동차를 말한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 하이브리드 일렉트릭 차량용 벨트 이상 감지 시스템을 도시한 구성도이다.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 실시예의 하이브리드 일렉트릭 차량용 벨트 이상 감지 시스템은 엔진(E/G), 일체형 스타트 제너레이터(Integrated Start Generator : ISG)(8), 엔진(E/G)과 ISG(8)을 연결하는 벨트(10), 엔진(E/G)의 회전속도를 연산하는 전자제어유닛(Electronic Control Unit : ECU)(4), ISG(8)의 회전속도를 연산하여 엔진회전속도와 비교하는 제어유닛(Control Unit)으로 구성되어 있다.

엔진(E/G)은 차륜에 동력을 전달하는 트랜스미션(T/M)과 벨트(11)(14)를 통해 에어컨 컴프레서(12) 또는 펌프(13)를 구동시키는 동력원이다. 또한, 엔진(E/G)은 벨트(10)를 통해 ISG(8)을 구동시킨다. 엔진(E/G)이 ISG(8)을 구동할 때는 순수하게 내연기관으로 차량을 운행하게 된다.

ECU(4)는 엔진(E/G)을 제어하는 엔진 전자제어유닛으로서, 특히 엔진(E/G)의 회전수를 측정하여 회전속도(RPM)를 연산하는 기능을 한다.

한편, ECU(5)는 안티-록 브레이크 시스템(ABS)에서 각 휠 스피드 센서(wheel speed sensor)로부터 신호를 받아들여 이로부터 차량의 휠 슬립과 휠 감속도, 차량속도 등을 유추하여 이로부터 유압유닛(Hydraulic Unit)의 제어밸브를 조정하여 각 휠의 압력을 조절함으로써 차량이 록(lock) 되는 것을 방지해 주는 전자제어유닛이다.

제어유닛은 ISG(8)의 회전속도를 연산하여 상기 엔진회전속도와 비교하는 모터제어유닛(Motor Control Unit : MCU)(1)으로 구현될 수 있다. 하이브리드 일렉트릭 차량에서의 MCU(1)는 엔진(E/G)으로 ISG(8)을 구동하면 하이브리드의 메인 배터리인 고전압배터리(42V, 144V, 288V)(15)를 충전하고, ISG(8)로 엔진(E/G)을 구동할 땐 충전된 배터리(15)의 전원은 3상 전원선(9)을 통해 ISG(8)로 공급하게 된다. 이 충전과 방전을 위한 인버터(inverter)가 MCU(1)에 내장되어 있다.

한편, 고전압배터리(15)의 전압을 기존 배터리(12V)(16)로 전압을 낮추는 컨버터(2)가 설치되게 된다.

다른 한편, 기존의 시스템(엔진 ECU, 브레이크 컨트롤 시스템, 기타 ECU)과 새로운 시스템(MCU 및 인버터) 사이에 차량 제어 유닛(Vehicle Control Unit : VCU)(3)이 설치될 수 있다. 즉, VCU(3)가 엔진회전속도와 ISG회전속도를 비교하는 시스템이다.

이러한 유형의 시스템에 있어서, VCU(3)은 컨트롤러 에리어 네트워크(Controller Area Network : CAN)(6)를 통해 MCU 및 인버터(1)와 접속되고, ECU(4)(5)와는 CAN(7)를 통해 접속되어 있다. 따라서, MCU(1)의 기능을 분할함으로써, 시스템의 안정을 가져올 수 있게 된다.

이하, 전술한 구성에 따른 작용을 설명하면 다음과 같다.

엔진(E/G)의 시동을 걸면, 엔진(E/G)의 크랭크축에 걸려 있는 벨트(10)(11)(14)가 구동된다. 이때, 엔진(E/G)의 회전속도는 ECU(4)에서 측정 연산하게 된다.

한편, ISG(8)의 회전속도는 MCU(1)에서 측정 연산하게 된다.

이 연산된 엔진회전속도와 ISG회전속도는 VCU(3)로 입력되어 비교하게 된다.

이 비교된 값이 슬립율로 환산되어 슬립율이 5% 이상이 되면 벨트(10)의 이상이 있는 것으로 판단하게 된다.

전술한 본 발명에 따른 하이브리드 일렉트릭 차량용 벨트 이상 감지 시스템 및 방법에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 다양하게 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명에 속함은 당업자면 자명하다 할 것이다.

이상에서 설명에서 명백하듯이, 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 일렉트릭 차량용 벨트 이상 감지 시스템 및 방법에 의하면, 하이브리드 일렉트릭 차량의 벨트를 엔진의 회전속도를 연산하는 ECU와 ISG의 회전속도를 연산하는 MCU로부터 값을 입력받아 비교하는 VCU을 통해 벨트의 이상 유무를 미리 자동으로 점검해 줌으로써, 벨트의 기능과 수명을 자동적으로 미리 점검할 수 있어 벨트의 기능과 수명을 충분히 고려한 벨트교체시기를 최적화시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 하이브리드 일렉트릭 차량용 벨트 이상 감지 시스템을 도시한 구성도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 모터제어유닛(MCU) 및 인버터

2 : 컨버터 3 : 차량제어유닛(VCU)

4 : 엔진 전자제어장치(ECU) 6,7 : 컨트롤러 에리어 네트워크(CAN)

8 : 일체형 스타트 제너레이터(ISG)

9 : 3상 전력 라인 10,11,14 : 벨트

12 : 에어컨 컴프레서 13 : 펌프

15 : 고전압 배터리 16 : 저전압 배터리

E/G : 엔진 T/M : 트랜스미션

Claims (4)

1. 엔진;

   일체형 스타트 제너레이터(Integrated Start Generator : ISG);

   상기 엔진과 상기 ISG을 연결하는 벨트;

   상기 엔진의 회전속도를 연산하는 전자제어유닛(Electronic Control Unit : ECU);

   상기 ISG의 회전속도를 연산하여 상기 엔진회전속도와 비교하는 제어유닛(Control Unit)을 포함하여 이루어진 하이브리드 일렉트릭 차량(Hybrid Electric Vehicle : HEV)용 벨트 이상 감지 시스템.
2. 제 1항에 있어서, 상기 제어유닛은 모터제어유닛(Motor Control Unit : MCU)인 것을 특징으로 하는 하이브리드 일렉트릭 차량(HEV)용 벨트 이상 감지 시스템.
3. 제 1항에 있어서, 상기 제어유닛은 상기 ISG의 회전속도를 연산하는 모터제어유닛(Motor Control Unit : MCU)과, 상기 MCU의 회전속도와 상기 ECU의 회전속도를 비교하는 차량제어유닛(Vehicle Control Unit : VCU)인 것을 하이브리드 일렉트릭 차량(HEV)용 벨트 이상 감지 시스템.
4. 엔진의 회전속도를 전자제어유닛(Electronic Control Unit : ECU)에서 연산하는 단계;

   상기 엔진과 벨트로 연결된 일체형 스타트 제너레이터(Integrated Start Generator : ISG)의 회전속도를 모터제어유닛(Motor Control Unit : MCU)에서 연산하는 단계;

   상기 연산된 엔진회전속도와 ISG회전속도를 차량제어유닛(Vehicle Control Unit : VCU)에서 비교하는 단계를 포함하여 이루어진 하이브리드 일렉트릭 차량(HEV)용 벨트 이상 감지 방법.