KR20080013416A - Device and method for operating emergency mode of hard type hybrid vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 본 발명에 따른 하이브리드 차량의 비상 운전 장치를 나타내는 동력전달 계통도,1 is a power transmission system diagram showing an emergency driving device of a hybrid vehicle according to the present invention;
도 2는 본 발명에 따른 하이브리드 차량의 EV 주행모드를 설명하는 속도선도,2 is a speed diagram illustrating an EV driving mode of a hybrid vehicle according to the present invention;
도 3은 본 발명에 따른 하이브리드 차량의 일반 주행모드를 설명하는 속도선도,3 is a speed diagram illustrating a general driving mode of a hybrid vehicle according to the present invention;
도 4는 본 발명에 따른 하이브리드 차량의 비상 운전 장치에서 선기어 구속을 설명하는 동력전달 계통도,4 is a power transmission system diagram illustrating sun gear restraint in an emergency driving device of a hybrid vehicle according to the present invention;
도 5는 도 4의 선기어 구속에 따른 차량의 비상 주행모드를 설명하는 속도선도,5 is a speed diagram illustrating an emergency driving mode of a vehicle according to the sun gear restraint of FIG. 4;
도 6은 하이브리드 차량의 트랜스미션에 대한 레이아웃.6 is a layout for the transmission of a hybrid vehicle.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
10 : 엔진 20 : 구동모터10: engine 20: drive motor
30 : 제너레이터 40 : 브레이크 장치30
50 : 선기어 60 : 링기어50: sun gear 60: ring gear
70 : 캐리어 80 : 제어부70
90a : 제1센싱수단 90b : 제2센싱수단90a: first sensing means 90b: second sensing means
본 발명은 하이브리드 차량의 비상 운전 장치 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 하이브리드 차량의 구동모터와 제너레이터의 이상(제어불가) 동작시 또는 메인 배터리의 이상으로 구동모터 및 제너레이터에 정상적인 전원 공급이 이루어지지 않는 경우와 같은 비상시, 엔진을 통한 단독 운전으로 전환함으로써, 차량을 비상모드로서 저속 전진 운행 가능하도록 한 하이브리드 차량의 비상 운전 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an emergency driving apparatus and method of a hybrid vehicle, and more particularly, a normal power supply is made to a driving motor and a generator when an abnormal (uncontrollable) operation of a driving motor and a generator of a hybrid vehicle or an abnormality of a main battery occurs. The present invention relates to an emergency driving apparatus and method for a hybrid vehicle in which the vehicle is allowed to operate at low speed in the emergency mode by switching to single operation through the engine in an emergency such as when it is not supported.
엔진과 모터를 이용한 하이브리드 자동차의 구조에 있어서, 그 동력전달계통을 위한 구성이 첨부한 도 6에 도시된 바와 같이 엔진(10)과 구동모터(20), 그리고 발전 및 엔진 시동을 목적으로 하는 제너레이터(30)가 하나로 이루어진 하드 타입(hard type) 구조를 갖는다.In the structure of a hybrid vehicle using an engine and a motor, the
엔진과 모터를 이용한 하이브리드 자동차에서, 상기 구동모터(20)의 역할은 초기 출발시 구동모터(초기 출발 영역시 저 RPM에서 효율이 좋은 모터의 특성을 이용)를 사용하여 차량의 출발을 도모하며, 차량이 일정속도를 갖게 되면 상기 제너 레이터(30)가 엔진을 시동하여 엔진의 출력과 모터의 출력을 동시에 이용하게 된다.In the hybrid vehicle using the engine and the motor, the role of the
이때, 엔진(10)의 출력과 제너레이터(30)를 사용하여 발전된 에너지를 이용하는 모터(20)의 출력을 통합적으로 사용하기 위해서 각각의 출력을 유성기어(50,60,70)의 한 유니트와 결합한 구조를 갖게 된다.At this time, in order to integrally use the output of the
즉, 상기 엔진(10)은 유성기어의 캐리어(70)와, 상기 제너레이터(30)는 유성기어의 선기어(50)와, 상기 구동모터(20)는 링기어(60)와 연결된 구조를 갖는다.That is, the
이러한 하드 타입의 하이브리드 자동차용 동력전달계통 구조에서 상기 제어네레이터는 차량의 출력과 운전 조건을 조절하는 역할을 하는 구성이고, EV 주행 모드시 차량을 구동하게 하는 것은 구동모터인 바, 하이브리드 차량의 경우 모터 및 제너레이터의 구동은 차량의 운동과 직결되므로 매우 중요하다 할 것이다.In such a hard type power transmission system structure of the hybrid vehicle, the control generator is configured to adjust the output and driving conditions of the vehicle, and the driving motor to drive the vehicle in the EV driving mode is a driving motor. In this case, driving of the motor and the generator will be very important since it is directly connected to the movement of the vehicle.
그러나, 상기 구동모터와 제너레이터의 이상(제어 불가) 동작으로 차량 구동이 불가한 경우, 또는 메인 배터리의 이상으로 구동모터 및 제너레이터에 정상적인 전원 공급이 안되는 경우에 차량이 정지하게 되므로, 이에 대한 대비책이 요구되고 있다.However, when the vehicle cannot be driven due to abnormal operation (not controllable) of the drive motor and the generator, or when the power source is not normally supplied to the drive motor and the generator due to a failure of the main battery, the vehicle is stopped. It is required.
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 구동모터와 제너레이터의 이상(제어불가) 동작시 차량 구동이 불가한 경우와, 메인 배터리의 이상으로 구동모터 및 제너레이터에 대한 정상적인 전원 공급에 이상이 생긴 경우와 같은 비상시, 차량의 구 동을 가능하게 할 수 있도록 한 것으로서, 차량의 시스템을 엔진을 통한 단독 운전으로 전환하여 차량의 구동을 가능하게 하는 비상 주행모드를 구현하여, 차량의 저속 전진 운행이 이루어질 수 있도록 한 하이브리드 차량의 비상 운전 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.In view of the above, the present invention provides a case in which a vehicle cannot be driven when an abnormal (uncontrollable) operation of a drive motor and a generator is performed, and a case in which a problem occurs in a normal power supply to the drive motor and the generator due to an error in the main battery. In the case of an emergency, the vehicle can be driven, and by implementing an emergency driving mode that enables the vehicle to be driven by switching the system of the vehicle into a single operation through the engine, the vehicle can be operated at a slow forward speed. It is an object of the present invention to provide an emergency driving apparatus and method for a hybrid vehicle.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일구현예는:One embodiment of the present invention for achieving the above object is:
엔진은 유성기어의 캐리어와, 제너레이터는 유성기어의 선기어와, 구동모터는 링기어와 연결된 하이브리드 차량용 하드 타입 변속기의 1축 연결 구조에 있어서, 상기 구동모터 및 제너레이터의 이상 동작을 감지하는 제1센싱수단 및 메인 배터리의 이상으로 전원 공급 불가상태를 감지하는 제2센싱수단과; 상기 제너레이터와 연결된 선기어 사이에 설치되는 브레이크 장치와; 상기 제1 및 제2센싱수단의 검출신호를 수신하여 상기 브레이크 장치를 구동시키는 제어부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 비상 운전 장치를 제공한다.In a one-axis connection structure of a hybrid vehicle type transmission of a hybrid vehicle in which an engine is a carrier of a planetary gear, a generator is a sun gear of a planetary gear, and a drive motor is connected to a ring gear, the first sensing for detecting an abnormal operation of the drive motor and the generator. Second sensing means for detecting an unpowered state due to an abnormality of the means and the main battery; A brake device installed between the generator and the sun gear; And a control unit for receiving the detection signals of the first and second sensing means to drive the brake device.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 구현예는:Another embodiment of the present invention for achieving the above object is:
엔진은 유성기어의 캐리어와, 제너레이터는 유성기어의 선기어와, 구동모터는 링기어와 연결된 하이브리드 차량용 하드 타입 변속기의 1축 연결 구조를 상기 선기어에 브레이크 장치가 장착된 구조로 제공하는 단계와; 상기 구동모터와 제너레이터의 이상 동작을 감지하거나, 배터리의 이상으로 구동모터 및 제너레이터에 전원 공급이 불가됨을 감지하는 단계와; 상기 브레이크 장치의 작동으로 선기어가 구속되는 단계와; 상기 엔진의 회전력이 캐리어로 전달되어 차량 구동이 가능해지는 동시에 상기 링기어는 엔진에 의하여 공전하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 비상 운전 방법을 제공한다.Providing a one-axis connection structure of a hard type transmission for a hybrid vehicle connected to a carrier of a planetary gear, a generator of a planetary gear, and a drive motor to a ring gear; Sensing abnormal operation of the driving motor and the generator or detecting that power is not supplied to the driving motor and the generator due to an abnormal battery; Restraining the sun gear by the operation of the brake device; The rotational force of the engine is transmitted to a carrier to enable a vehicle to drive, and at the same time, the ring gear provides an emergency driving method for a hybrid vehicle, characterized by comprising the step of revolving by the engine.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조로 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
첨부한 도 1은 본 발명에 따른 하이브리드 차량의 비상 운전 장치를 나타내는 동력전달 계통도이고, 도 4는 브레이크 장치에 의한 선기어의 구속상태를 설명하는 계통도이다.1 is a power transmission system diagram showing an emergency driving device for a hybrid vehicle according to the present invention, and FIG. 4 is a system diagram illustrating a restraint state of a sun gear by a brake device.
전술한 바와 같이, 하이브리드 차량의 동력계통은 엔진(10)과 구동모터(20), 그리고 발전 및 엔진 시동을 목적으로 하는 제너레이터(30)가 하나로 이루어진 하드 타입(hard type) 구조의 하이브리드 동력계통은 엔진(10)의 출력과 제너레이터(30)를 사용하여 발전된 에너지를 이용하는 모터(20)의 출력을 통합적으로 사용하기 위해서 각각의 출력을 유성기어(50,60,70)의 한 유니트와 결합한 구조를 갖는다.As described above, the power system of the hybrid vehicle has a hard type hybrid power system including an
다시말해서, 상기 엔진(10)은 유성기어의 캐리어(70)와, 상기 제너레이터(30)는 유성기어의 선기어(50)와, 상기 구동모터(20)는 링기어(60)와 연결된 구조를 갖는다.In other words, the
본 발명에 따르면, 상기 선기어(50)에 선기어 구속을 위한 별도의 브레이크 장치(40)를 설치하게 된다.According to the present invention, the
상기 브레이크 장치(40)는 유압식 또는 기계식 모두 적용 가능하며, 유압식 의 경우에는 외부에 유압 제공을 위한 오일펌프가 추가로 더 설치되고, 기계식의 경우에는 스위치의 온/오프 동작으로 작동되는 것을 채택할 수 있다.The
또한, 상기 브레이크 장치(40)에는 작동 제어를 위한 제어부(80)가 연결되고, 이 제어부(80)의 입력측에는 구동모터(20) 및 제너레이터(30)의 이상 동작을 감지하는 제1센싱수단(90a) 및 메인 배터리의 이상으로 전원 공급 불가상태를 감지하는 제2센싱수단(90b)이 연결된다.In addition, the
여기서, 본 발명에 따른 하이브리드 차량의 비상 운전 방법을 설명하면 다음과 같다.Here, the emergency driving method of the hybrid vehicle according to the present invention will be described.
첨부한 도 2는 EV 주행모드를 설명하는 속도선도를, 도 3은 일반 주행모드를 설명하는 속도선도를, 도 5는 도 4의 선기어 구속에 따른 차량의 비상 주행모드를 설명하는 속도선도를 각각 나타낸다.2 is a speed diagram illustrating the EV driving mode, FIG. 3 is a speed diagram illustrating the general driving mode, and FIG. 5 is a speed diagram illustrating the emergency driving mode of the vehicle according to the sun gear restraint of FIG. 4. Indicates.
도 2의 EV 주행모드는 차량의 정상 동작시 주행모드로서, 차량의 자체중량에 의해서 캐리어(70)가 고정되고, 구동모터(20)에 의해서 링기어(60)가 회전(이때, 선기어는 공회전)하는 방법으로 구동륜에 동력을 전달하는 모드이고, 도 3의 일반 주행모드는 엔진(10)의 동력과 구동모터(20)의 동력이 합성되어 구동륜으로 전달되는 모드로서, 이 모드에서는 제너레이터(30)가 출력을 조절한다.The EV driving mode of FIG. 2 is a driving mode in a normal operation of the vehicle, in which the
이러한 하드 타입의 하이브리드 자동차용 동력전달계통 구조에서 구동모터(20) 및 제너레이터(30)의 구동은 차량의 운동과 직결되므로 매우 중요한 바, 상기 구동모터(20)와 제너레이터(30)의 이상(제어 불가) 동작으로 차량 구동이 불가한 경우, 또는 메인 배터리의 이상으로 구동모터(20) 및 제너레이터(30)에 정상적 인 전원 공급이 안되는 경우가 발생될 수 있다.The drive of the
상기 구동모터(20), 제너레이터(30), 메인 배터리 중 어느 한가지 혹은 전체에 이상이 발생할 경우 정상적인 운행이 불가능하게 된다.If any one or all of the
상기 구동모터(20)의 제어 불가시에는 EV 주행모드의 불가로 인하여 차량의 초기 출발에 이상이 발생하게 되며, 전체 운전모드에 영향을 주게 된다.When the control of the driving
또한, 상기 제너레이터(30)의 제어 불가시에도 차량의 전체적인 모드 구현이 불가하게 되며, 상기 메인 배터리의 전원공급에 이상이 발생하게 되면 구동모터(20)와 제너레이터(30)의 정상적인 동작이 모두 불가능하게 된다.In addition, even when the control of the
이에, 상기 제1센싱수단(90a)에서 상기 구동모터(20) 및 제너레이터(30)의 이상 동작을 감지하고, 상기 제2센싱수단(90b)에서 메인 배터리의 이상으로 전원 공급 불가상태를 감지하여, 그 검출신호를 제어부(80)에 전송하게 되면, 상기 제어부(80)에서 브레이크 장치(40)에 작동을 위한 제어신호를 보내어, 도 5의 속도선도에서 보듯이 상기 브레이크 장치(40)가 선기어(50)를 구속하게 된다.Accordingly, the first sensing means 90a detects an abnormal operation of the driving
이때, 상기 브레이크 장치(40)가 선기어(50)를 구속하게 되면, 상기 하드 타입 변속기는 엔진(10)은 유성기어의 캐리어(70)와, 제너레이터(30)는 유성기어의 선기어(50)와, 구동모터(20)는 링기어(60)와 연결되는 1축 연결 구조이기 때문에 엔진에 의해 차량 구동이 가능한 상태가 된다.In this case, when the
즉, 상기 엔진(10)의 동력이 유성기어의 캐리어(70)를 통해 구동륜으로 전달되어, 차량의 저속 전진 운행이 가능하게 되며, 이때 상기 링기어(60)와 연결된 구동모터(20)는 엔진(10)의 동력에 의하여 공전하는 상태가 된다.That is, the power of the
따라서, 엔진에 의한 출력만이 가능한 구조로 변경되어 전체 변속 시스템을 정비할 수 있는 정비소까지 차량의 임시 운전이 가능하여, 비상시 대응에 유리한 점을 제공하게 된다.Therefore, the engine is changed to a structure capable of output only by the engine, and thus the vehicle can be temporarily driven to a workshop that can maintain the entire transmission system, thereby providing an advantage in response to an emergency.
이상에서 본 바와 같이, 본 발명에 따른 하이브리드 차량의 비상 운전 장치 및 방법에 의하면, 하이브리드 차량의 구동모터, 제너레이터, 메인 배터리 중 어느 한가지 혹은 전체에 이상이 발생할 경우에 대비하여, 브레이크장치를 이용하여 유성기어의 한 요소인 선기어를 구속함으로써, 구동모터와 제너레이터의 동작을 제한하고 엔진에 의한 동력만이 구동륜으로 전달되어, 차량의 저속 전진이 가능한 잇점이 있다.As described above, according to the emergency driving apparatus and method of the hybrid vehicle according to the present invention, in case of any one or all of the driving motor, the generator, the main battery of the hybrid vehicle, using a brake device By restraining the sun gear, which is an element of the planetary gear, it restricts the operation of the driving motor and the generator, and only the power by the engine is transmitted to the driving wheels, which allows the vehicle to move forward at low speed.
즉, 정비 서비스 장소까지 차량의 임시 운행이 가능한 장점이 있다.That is, there is an advantage that the temporary operation of the vehicle to the maintenance service place.
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