KR20130023861A

KR20130023861A - 하이브리드 차량용 속도 센서들의 신뢰도를 확보하기 위한 방법

Info

Publication number: KR20130023861A
Application number: KR1020110086927A
Authority: KR
Inventors: 이존하; 임광혁
Original assignee: 주식회사 현대케피코
Priority date: 2011-08-30
Filing date: 2011-08-30
Publication date: 2013-03-08
Also published as: KR101367285B1

Abstract

본 발명에서는 상기와 같은 각 속도 센서들을 하이브리드 차량의 변속 모드 별로 정상 유무를 모니터링하고, 모니터링한 결과치와 정상치간의 오차가 기준값 이상일 때 비정상적 작동을 검출한다. 이때, 일정횟수 이상으로 비정상적 작동이 검출된 경우에 해당 속도 센서를 고장 판정하고, 상기 해당 속도 센서가 일정 횟수 이내에 다시 정상적인 검출로 돌아온 경우, 상기 해당 속도 센서를 정상 판정한다. 이러한 본 발명에 의하면, 지속적으로 하이브리드 차량의 속도 센서로부터 출력된 출력 정보의 신뢰도를 확보할 수 있게 되며, 확보된 출력 정보에 기초하여 운전자의 안전 운전을 도모할 수 있게 된다.

Description

하이브리드 차량용 속도 센서들의 신뢰도를 확보하기 위한 방법{method for ensuring the reliability of speed sensors for hybrid vehicle}

본 발명은 차량용 속도 센서들의 신뢰도를 확보하기 위한 방법에 관한 것으로서, 특히 하이브리드 차량용 속도 센서들의 비정상적 작동 검출 방법에 관한 것이다.

근래에 들어 자동차에 있어 연비의 향상 요구와 배기가스 유해성분의 배출 규제의 강화에 따라 친환경 자동차에 대한 요구가 증가되어 있는 바, 이에 대한 현실적인 대안으로 하이브리드 전기 자동차가 주목 받고 있는 실정이다. 즉, 하이브리드 전기 자동차는 엔진에 의한 구동과 전기 모터에 의한 구동을 복합한 차량으로서, 차량의 상태나 차량의 주행 조건 등에 따라 엔진에 의한 구동과 전기 모터에 의한 구동 및 이들이 적절히 조합된 구동 등의 여러 구동 모드를 적절히 가변 하면서 주행 상태를 유지하도록 되어 있다.

이러한 하이브리드 차량에는 차량의 속도와 같은 주행 정보를 검출하는 각종 속도 센서들이 장착된다. 이러한 각종 속도 센서들은 제어 유닛과 연결되고, 제어 유닛은 각종 속도 센서들로부터 제공되는 검출 신호들을 분석하여, 차량이 최적의 조건에서 최상의 주행 성능을 발휘할 수 있도록 하여야 한다.

즉, 하이브리드 차량 내의 속도 센서들로부터의 검출 정보는 높은 신뢰도를 제공하여야 하므로, 필요한 경우에는 상기 검출 정보의 비정상 작동 여부를 판단하여 각 속도 센서들의 고장 유무 정보를 운전자 및 제어 유닛에 알리어, 차량으로 하여금 적절한 조치가 이루어지게 함으로써 운전자의 안전을 도모할 수 있는 방안이 요구된다.

따라서, 본 발명의 목적은 하이브리드 차량 내의 유성 기어 셋트에 연결된 각 속도 센서들로부터 검출된 출력값을 차량이 정상적인 상황일 경우에 예상되는 정보와 비교하여 각 속도 센서들의 비정상적인 작동 여부를 판단함으로써, 각 속도 센서들의 신뢰성을 확보하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 하이브리드 차량용 속도 센서들의 신뢰도를 확보하기 위한 방법은, 제1 유성 기어 셋트측 제1 속도 센서 그룹에 속한 제1 모터속도 센서 및 출력축 속도 센서와, 제2 유성 기어 셋트측 제2 속도 센서 그룹에 속한 제2 모터 속도 센서, 엔진 속도 센서 및 입력축 속도 센서로부터 속도값을 수집하는 단계, 상기 유성 기어 셋트에서 브레이크가 작동하는 요소의 제1 검출값(D_b)이 있어 이를 제1 기준값(REF1)과 비교하는 단계, 클러치가 작동하는 요소의 제2 검출값(D_c)이 있어 이를 정상 판정된 제1 검출값(D_b)과의 차이값을 제2 기준값(REF2)과 비교하여, 상기 제1 및 제2 속도 센서의 고장 유무를 판단하는 단계를 포함한다.

본 발명에 의하면, 제1 모터의 속도 센서, 제2 모터의 속도 센서, 엔진 속도 센서, 입력축 속도 센서(PG-A) 및 출력축 속도 센서(PG-B)를 실시간으로 모니터링하고, 유성 기어 셋트의 선기어, 캐리어 및 링기어에 클러치 및 브레이크가 작동됨에 따라 정상적으로 작동하는 경우에 예상되는 센서값을 계산한다. 이 계산된 값들과 센서로부터 직접 얻은 값들의 비교를 통해, 유성기어와 연결된 각 속도 센서들의 비정상 작동 유무를 판정하고, 그 신뢰도를 향상시킴으로써, 운전 제어의 안정성을 확보할 수 있다.

또한 제1 모터의 속도 센서, 제2 모터의 속도 센서, 엔진 속도 센서, 입력축 속도 센서(PG-A) 및 출력축 속도 센서(PG-B)들이 일시적인 외란을 통한 이상 신호를 감지할지라도 정상 판정 로직을 통해 각 속도 센서들의 높은 신뢰도를 확보할 수 있어, 운전 제어의 안정성을 확보할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 속도 센서들의 배치구조를 보여주는 구성도이다.
도 2는 도 1의 배치구조를 갖는 하이브리드 차량용 속도 센서들의 비정상 판정 과정을 보여주는 순서도이다.
도 3은 도 2의 비정상 판정 과정을 상세히 보여주는 순서도이다.

본 발명은 하이브리드 차량의 제1 모터, 제2 모터, 엔진, 입력축 속도센서(PG-A), 출력축 속도 센서(PG-B)의 비정상 검출을 판정하는 방법이 개시된다. 또한 상기 비정상 검출뿐만 아니라 정상 판정을 하는 방법이 개시된다.

개략적으로 본 발명에서는 상기와 같은 각 속도 센서들의 정상 유무를 모니터링하고, 모니터링 한 결과치와 정상치간의 오차가 기준값 이상일 때 비정상 작동을 검출한다. 이때, 일정횟수 이상으로 비정상 작동이 검출된 경우에 해당 속도 센서를 고장 판정하고, 상기 해당 속도 센서가 일정 횟수 이내에 다시 정상적인 검출로 돌아온 경우, 상기 해당 속도 센서를 정상 판정한다.

이렇게 함으로써, 지속적으로 하이브리드 차량의 속도 센서로부터 출력된 출력 정보의 신뢰도를 확보할 수 있게 되며, 확보된 출력 정보에 기초하여 운전자의 안전 운전을 도모할 수 있게 된다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 대해 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 하이브리드 차량에서의 속도 센서들의 배치 구조를 보여주는 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 하이브리드 차량에서의 속도 센서들의 배치 구조에서는, 복수의 속도 센서들이 제1 속도 센서 그룹과 제2 속도 센서 그룹으로 분류될 수 있다.

제1 속도 센서 그룹은 유성 기어 셋트 조합(20)을 구성하는 제1 유성 기어 셋트(도시되지 않음)와 직간접적으로 연동하는 속도 센서들로서,

제1 모터(11: MG1)의 회전수를 감지하는 제1 모터 속도 센서(110) 및 상기 유성 기어 셋트 조합(20)의 출력축 속도(out speed)를 감지하는 출력축 속도 센서(190: PG-B)를 포함한다.

제2 속도 센서 그룹은 상기 제1 유성 기어 셋트와 변속 모드 별로 소정 방식에 따라 기어 체결되는 제2 유성 기어 셋트(도시되지 않음)와 직간접적으로 연동하는 속도 센서들로서,

제2 모터(15: MG2)의 회전수를 감지하는 제2 모터 속도 센서(150), 엔진(13: ENG)의 회전수를 감지하는 엔진의 속도 센서(130) 및 유성 기어 셋트 조합(20)의 입력축 속도(input speed)를 감지하는 입력축 속도 센서(170: PG-A 센서)를 포함한다.

여기서, 상기 제1 유성 기어 셋트는 제1 링 기어, 제1 선 기어 및 제1 캐리어를 포함하며, 상기 제2 유성 기어 셋트는 제2 링 기어, 제2 선 기어 및 제2 캐리어로 구성될 수 있으며, 각 기어들은 각 변속 모드 별 소정 방식에 따라 복수의 클러치 및 브레이크를 통해 결합 및 분리 가능하도록 작동된다. 그리고, 상기 변속 모드는 엔진 주행 모드, 전기 주행 모드 및 엔진 주행 모드와 전기 주행 모드를 혼합한 혼합 주행 모드를 포함하며, 따라서, 각 모드 별로 정해진 기어 체결구조로 상기 제1 유성 기어 셋트와 상기 제2 유성 기어 셋트가 기어 체결된다.

이에, 특정 모드에서 상기 제1 유성 기어 셋트와 연결된 특정 속도 센서는 상기 제2 유성 기어 셋트에 연결된 특정 속도 센서와 연관성 있는(또는 동일한) 검출 값을 출력하게 된다. 이러한 점을 고려하여, 본 발명에서는 각 속도 센서의 비정상 작동(또는 출력) 여부를 검출한다.

한편, 도면에서 상세히 도시하지는 않았으나, 제1 및 제2 유성 기어 셋트로 구성된 유성 기어 셋트 조합(20)은 입력축으로부터의 회전을 선택된 변속단에 상응하는 기어비에 따라 변속하여 출력축으로 출력한다. 이 출력 회전은 차동 기어 장치(29)에 의해 좌우 리어휠(26)로 분배 전달되어, 차량을 운전시킨다.

도 1에 도시된 제어 유닛(22)은 상기 제1 및 제2 속도 센서 그룹에 포함된 각 속도 센서들(110, 130 및 170과 150 및 190)로부터 각각 검출된 검출값을 입력 받아서, 상기 변속 모드 별로 상기 제1 유성 기어 셋트와 상기 제2 유성 기어 셋트 간의 기어 체결 구조에 따라 상기 제1 유성 기어 셋트측 속도 센서와 상기 제2 유성 기어측 속도 센서 간의 검출값을 비교하여 각 속도 센서의 고장 출력 여부 및 정상 출력 여부를 판정한다.

판정 결과는 표시부로 전달되어, 운전자에게 고장 출력 및 정상 출력 여부를 수시로 알려주게 된다.

이하, 도 2 내지 도 3을 참조하여, 도 1과 같은 배치구조를 갖는 속도 센서들의 고장 출력여부를 판정하는 구체 과정에 대해 상세히 설명하기로 한다. 설명의 이해를 돕기 위하여, 편의상 제1 속도 센서 그룹에 포함된 속도 센서들은 각각 제1 속도 센서로 일컬으며, 제2 속도 센서 그룹에 포함된 속도 센서들은 각각 제2 속도 센서로 일컫는다.

따라서, 제1 속도 센서는 제1 모터 속도 센서(110) 및 출력축 속도 센서(190)를 포함한다. 이때, 제1 속도 센서로부터의 획득된 값은 상기 제1 모터 속도 센서(110)로부터 획득된 값, 출력축 속도 센서(190)로부터 획득된 값 및 상기 두 센서들(110, 190)로부터 계산되어 획득된 값들 중 어느 하나일 수 있다.

상기 제2 속도 센서는 제2 모터 속도 센서(150), 엔진 속도 센서(130) 및 입력축 속도 센서(170) 중 어느 하나임을 가정한다. 그리고, 유성 기어 셋트에서 브레이크(Brake)가 작동하는 요소의 검출값은 제1 검출값(D1)으로 일컬으며, 클러치(Clutch)가 작동하는 요소 중 정상 검출 값과 비교되는 검출값은 제2 검출값(D2)으로 일컫는다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 속도 센서들의 정상 및 비정상 판정 과정을 보여주는 순서도이다.

도 2를 참조하면, 먼저, 도 1의 제어 유닛(22)이 유성 기어 셋트 조합(20)을 구성하는 제1 유성 기어 셋트측 제1 속도 센서 그룹으로부터 검출된 검출값들을 수집한다. 동시에 상기 제1 유성 기어 셋트와 변속 모드 별로 소정 방식으로 기어 체결된 제2 유성 기어 셋트측 제2 속도 센서 그룹으로부터 검출된 검출값들을 수집한다(S210).

이어, 상기 제어 유닛(22)은 제1 속도센서 그룹의 제1 속도 센서에서 브레이크가 작동되었을 때의 검출값(D_b)과 클러치가 작동되었을 때 기어 체결구조에 따라 상기 제1 속도 센서와 연동하는 상기 제2 속도 센서 그룹의 제2 속도 센서의 검출값(D_c)을 비교하여 도 3에 도시된 순서에 따라 처리하고, 고장 유무를 판단한다(S220).

이어, 상기 단계 S220의 처리 결과에 따라 상기 제1 및 제2 속도 센서의 고장 유무를 판단하고, 이를 표시부를 통해 운전자에게 알린다(S230).

도 3은 도 2의 단계(S220)를 상세히 보여주는 순서도이다.

도 3을 참조하면, 도 2의 단계(S210)에서 수집된 검출값(D_b, D_c) 중 브레이크(Brake)가 작동하는 요소의 제1 검출값(D_b)인지 클러치(Clutch)가 작동하는 요소 중 정상 검출 값과 비교되는 제2 검출값(D_c)인지가 판단된다(S310, S320). 여기서, 도 2의 단계(S210)에서 수집된 검출값(D_b, D_c)이 제1 검출값(D_b)이 아닌 경우, 도 2의 단계(S210)에서 수집된 검출값(D_b, D_c)이 제2 검출값(D_c)인지 판단된다(S320).

도 2의 단계(S210)에서 수집된 검출값(D_b, D_c)이 브레이크(Brake)가 작동하는 요소의 제1 검출값(D_b)인 경우, 제1 검출값(D_b)과 제1 기준값(REF1)을 비교한다(S330).

상기 제1 검출값(D_b)이 상기 제1 기준값(REF1)보다 작으면, 상기 제1 검출값(D_b)을 출력하는 제1 속도 센서의 출력은 정상으로 판정된다(S340). 이때, 정상으로 판정된 제1 검출값(D_b)은 아래의 단계들(S350, S360)에서의 처리과정과 같이 추후 제2 속도 센서의 정상 출력여부를 판단하는데 이용된다.

한편, 도 2의 단계(S210)에서 수집된 검출값(D_b, D_c)이 브레이크(Brake)가 작동하는 요소의 제1 검출값(D_b)이 아니고, 클러치(Clutch)가 작동하는 요소 중 정상 검출 값과 비교되는 제2 검출값(D_c)인 경우, 제1 검출값(D_b)의 정상 여부를 확인한다(S350).

확인 결과, 제1 검출값(D_b)이 정상인 경우, 제1 검출값(D_b)과 제2 검출값(D_c) 간의 차이의 절대값이 제2 기준값(REF2)과 비교된다(S360).

비교 결과, 제1 검출값(D_b)과 제2 검출값(D_c) 간의 차이의 절대값이 제2 기준값(REF2)보다 작으면, 제2 속도 센서의 출력은 정상으로 판정된다(S340). 판정 결과는 표시부를 통해 운전자에게 제공된다.

만일 제1 속도 센서의 제1 검출값(D_b)과 제2 속도 센서의 제2 검출값(D_c) 간의 차이의 절대값이 제2 기준값(REF2)보다 크면, 제2 속도 센서의 출력은 비정상적인 것으로 판정된다(S370). 즉, 제1 속도 센서의 출력 상태는 정상이고, 제2 속도 센서의 출력 상태는 비정상으로 각각 판정되고, 그 판정결과들은 표시부를 통해 운전자에게 제공된다. 이때, 제어 유닛(22)은 도 3의 단계(S330)와 단계(S360)을 통해 제1 속도 센서의 비정상 출력횟수와 제2 속도 센서의 비정상 출력 횟수를 각각 카운팅하고, 카운팅된 비정상 출력횟수와 기준 횟수를 비교한다(S380).

만일, 카운팅된 비정상 출력횟수가 기준 횟수보다 크면, 제어 유닛(22)은 해당 속도 센서의 출력 상태를 고장으로 판정한다(S390). 이때, 카운팅된 비정상 출력횟수가 기준 횟수보다 작으면, 해당 속도 센서의 출력 상태를 지속적으로 모니터링한다.

또한, 해당 속도 센서가 검출값을 비정상적으로 출력하다가 기준 횟수 이내로 다시 정상 범위의 검출값을 출력하게 되면, 해당 속도 센서를 비정상에서 정상 판정을 하게 된다.

이와 같이 본 발명에서는 지속적으로 하이브리드 차량의 속도 센서들의 신뢰도를 확보하고, 신뢰성 있는 속도 센서의 검출값을 운전자에게 제공함으로써, 운전자의 안전운전을 도모할 수 있게 된다.

이상에서 본 발명에 따른 바람직한 실시예에 대해 설명하였으나, 다양한 형태로 변형이 가능하며, 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 특허청구범위를 벗어남이 없이 다양한 변형예 및 수정예를 실시할 수 있을 것으로 이해된다.

Claims

제1 유성 기어 셋트측 제1 속도 센서 그룹으로부터 검출된 제1 검출값들과 제2 유성 기어 셋트측 제2 속도 센서 그룹으로부터 검출된 제2 검출값을 수집하는 단계; 및
상기 제1 속도 센서 그룹에 속한 제1 속도 센서의 검출값과 상기 제1 유성 기어 셋트와 상기 제2 유성 기어 셋트 간의 기어 체결 구조에 따라 상기 제1 속도 센서와 상호 연동하는 제2 속도 센서의 검출값을 비교하여, 상기 제1 및 제2 속도 센서의 고장 유무를 판단하는 단계
를 포함하는 하이브리드 차량용 속도 센서들의 신뢰도를 확보하기 위한 방법.
제1항에 있어서, 상기 속도 센서들의 고장 유무를 판단하는 단계는,
상기 제1 속도 센서의 검출값과 제1 기준값을 비교하는 단계;
비교 결과, 상기 제1 속도 센서의 검출값이 정상으로 판정된 경우, 상기 제1 속도 센서의 검출값과 상기 제2 속도 센서의 검출값 간의 차이값을 산출하는 단계; 및
상기 산출된 차이값과 제2 기준값을 비교하여, 상기 제2 속도 센서의 고장 유무를 판단하는 단계;
를 포함하는 하이브리드 차량용 속도 센서들의 신뢰도를 확보하기 위한 방법.
제2항에 있어서, 상기 고장 유무를 판단하는 단계는,
상기 산출된 차이값이 제2 기준값보다 높은 경우, 상기 제2 속도 센서를 비정상으로 판정하는 단계를 포함하되,
상기 산출된 차이값이 제2 기준값보다 높게 출력되는 비정상 작동 횟수가 기준 횟수보다 많은 경우, 상기 제2 속도 센서를 고장으로 판정하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량용 속도 센서들의 신뢰도를 확보하기 위한 방법.
제1항에 있어서, 상기 제1 속도 센서는,
제1 모터의 회전수를 감지하는 제1 모터 속도 센서 및 자동 변속기의 출력축 속도 센서 중 어느 하나이고,
상기 제2 속도 센서는,
제2 모터의 회전수를 감지하는 제2 모터 속도 센서, 엔진 회전수를 감지하는 엔진 속도 센서 및 상기 자동 변속기의 입력축 속도를 감지하는 입력축 속도 센서 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량용 속도 센서들의 신뢰도를 확보하기 위한 방법.
제4항에 있어서, 상기 제1 속도 센서의 검출값은,
상기 제1 모터 속도 센서로부터의 검출값, 상기 출력축 속도 센서로부터의 검출값 및 상기 제1 모터 속도 센서와 상기 출력축 속도센서를 이용하여 계산된 검출값 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량용 속도 센서들의 신뢰도를 확보하기 위한 방법.