KR20150078365A

KR20150078365A - 하이브리드 차량의 림프 홈 제어 방법

Info

Publication number: KR20150078365A
Application number: KR1020130167657A
Authority: KR
Inventors: 공승기
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2013-12-30
Filing date: 2013-12-30
Publication date: 2015-07-08

Abstract

본 발명은 엔진클러치 제어 유닛을 포함하는 로컬 컨트롤 유닛 등의 고장시 비상 운전모드인 림프 홈 모드의 진입이 이루어질 수 있도록 한 하이브리드 차량의 림프 홈 제어 방법에 관한 것이다.
즉, 본 발명은 로컬 컨트롤 유닛 등의 파워라인이 오프된 경우와, 위치센서의 고장시와, 로컬 컨트롤 유닛 자체의 페일(failed) 등과 같은 고장이 발생하더라도, 고장 직전의 유압제어 액츄에이터의 위치(예를 들어, 엔진클러치를 오픈 또는 클로즈시키기 위한 작동 위치)를 상위제어기인 HCU에서 저장하도록 함으로써, 고장 발생시에도 HCU의 제어에 의한 유압제어 액츄에이터의 작동 위치 파악이 가능하여 림프 홈 진입이 용이하게 이루어질 수 있도록 한 하이브리드 차량의 림프 홈 제어 방법을 제공하고자 한 것이다.

Description

하이브리드 차량의 림프 홈 제어 방법{LimpHome control method for HEV}

본 발명은 하이브리드 차량의 림프 홈 제어 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 엔진클러치 제어 유닛을 포함하는 로컬 컨트롤 유닛 등의 고장시 비상 운전모드인 림프 홈 모드의 진입이 이루어질 수 있도록 한 하이브리드 차량의 림프 홈 제어 방법에 관한 것이다.

하이브리드 자동차는 일종의 친환경 차량으로서, 엔진과 모터를 동력원으로 하여 다양한 동력 전달 구조를 구성할 수 있고, 대개 병렬형 또는 직렬형의 동력전달 구성중 하나를 채택하고 있다.

이러한 하이브리드 차량의 주행모드는 대개 모터의 구동력만으로 주행하는 EV 모드를 비롯하여 엔진 및 모터의 구동력을 함께 이용하여 주행하는 HEV 모드를 포함하고, 또한 EV 모드시 엔진의 구동력은 발전을 위해서만 사용되는 모드를 포함한다.

상기 하이브리드 차량용 파워트레인의 일례를 도 5를 참조로 살펴보면, 일축상에 엔진(10) 및 ISG(20: Integrated Startor & Generator), 유압제어 액츄에이터에 의하여 작동하는 엔진클러치(30), 주행 동력을 제공하는 모터(40), 감속 출력을 위한 변속기(50)가 차례로 배열되어 있고, 모터(40)와 ISG(20)에는 인버터(60)를 통하여 배터리(70)가 충방전 가능하게 연결되어 있다.

따라서, 하이브리드 자동차는 엔진(10)과 모터(40) 사이의 엔진클러치(30)가 작동 해제된 오픈(OPEN) 상태에서 차량의 초기 출발시 모터(40)의 구동력 만으로 주행하는 EV 운전모드와, 차량이 일정속도 이상이 되면 엔진클러치(30)가 작동 결합된 클로즈(CLOSE) 상태에서 엔진 및 모터동력이 구동축에 전달되는 HEV 운전모드를 포함하고, 주행 중 운전자 요구 토크에 따라 EV 운전모드로, 또는 엔진클러치 접합을 통한 HEV 운전모드로의 빈번한 주행모드 천이가 이루어진다.

상기 EV 운전모드에서 HEV 운전모드로 전환할 때, 즉 엔진 구동력이 필요한 시점에서, 엔진 속도(회전수)와 모터 속도(회전수)가 동기화(synchronized)될 때 엔진 클러치가 체결되도록 한 엔진클러치의 동기화 제어와 함께 엔진클러치를 작동시키는 유압제어 액츄에이터에 대한 동작 제어가 필요하며, 이에 유압제어 액츄에이터의 동작에 의하여 엔진클러치는 오픈/클로즈/슬립 위치 등으로 제어된다.

여기서, 종래의 엔진클러치 제어 시스템 및 림프 홈 제어 방법을 설명하면 다음과 같다.

첨부한 도 4는 하이브리드 차량의 엔진클러치 제어를 위한 시스템 구성을 나타낸다.

도 4에서, 도면부호 100으로 지시된 HCU는 하이브리드 차량의 각종 하위 제어기들에 대한 구동 제어 명령 및 하이브리드 운전모드 설정, 그리고 차량 전반의 제어를 담당하는 최상위 제어기이며, 최상위 제어기인 HCU를 중심으로 고속 CAN 통신라인을 매개로 각 하위제어기들이 연결되어 있다.

상기 하위 제어기의 일종인 로컬 컨트롤 유닛(200, LCU: Local Control Unit)은 엔진 클러치 제어를 위한 것으로서, 유압제어 액츄에이터(300)를 작동 제어를 위한 엔진 클러치 제어유닛(202)와, 주행용 구동모터의 구동제어를 위한 회로 및 소프트웨어를 포함하는 인버터 제어 및 진단 로직부(204) 등을 포함한다.

상기 엔진 클러치의 작동을 위한 유압제어 액츄에이터의 작동 제어 과정을 살펴보면, 먼저 엔진 속도와 모터 속도가 동기화(synchronized)될 때 엔진 클러치가 오픈 또는 클로즈되도록 모터의 스트로크 위치를 감지하는 위치센서의 검출신호 및 회전자 위치를 감지하는 로터리 센서의 검출신호가 로컬 컨트롤 유닛(20)을 통하여 HCU(100)로 전송된다.

따라서, 상기 HCU(100)에서 로컬 컨트롤 유닛(200)의 엔진 클러치 제어유닛(202)에 유압제어 액츄에이터에 대한 작동 명령을 내리면, 엔진 클러치 제어 유닛(202)은 유압제어 액츄에이터(300)에 대한 위치 제어 명령을 내리게 되며, 이에 상기 유압제어 액츄에이터(300)는 엔진클러치를 오픈 또는 클로즈 작동시킨다.

이때, 상기 엔진 클러치 제어 유닛(202)을 포함하는 로컬 컨트롤 유닛(200)을 비롯하여 위치센서 및 로터리 센서 등의 고장시, 차량을 가까운 정비소까지 이동시킬 수 있도록 차량의 비상 운전모드, 즉 림프 홈(Limphome, 고장모드 최소주행) 모드로 진입한다.

위의 표 1에서 보듯이, 이그니션 라인 오프시(IG1 line off)라도 유압제어 액츄에이터의 작동이 가능하여 엔진 클러치의 클로즈 상태에서 HEV 모드에 의한 림프 홈 진입이 가능하고, 또한 캔 통신이 페일된 상태라 하더라도 엔진클러치가 클로즈 상태이면 HEV 모드에 의한 림프 홈 진입이 가능하며, 로터리 센서의 고장시에도 캔 통신라인이 살아 있는 상태에서 위치센서의 신호만으로 림프 홈 진입이 가능하다.

반면, 로컬 컨트롤 유닛 등의 파워라인이 오프된 경우와, 위치센서의 고장시와, 로컬 컨트롤 유닛 자체의 페일(failed)시 등이 발생하면, 유압제어 액츄에이터의 위치(엔진클러치를 오픈 또는 클로즈 작동시키기 위한 위치)를 전혀 알 수 없기 때문에 유압제어 액츄에이터의 작동을 위한 제어 불가능이 따르게 되고, 이에 엔진클러치의 오픈 또는 클로즈 동작이 이루어지지 않게 되어, 림프 홈 모드로의 진입이 불가능한 문제점이 있고, 결국 차량이 급작스럽게 정지할 수 있는 위험성이 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 로컬 컨트롤 유닛 등의 파워라인이 오프된 경우와, 위치센서의 고장시와, 로컬 컨트롤 유닛 자체의 페일(failed) 등과 같은 고장이 발생하더라도, 고장 직전의 유압제어 액츄에이터의 작동 위치를 상위제어기인 HCU에서 저장하도록 함으로써, 고장 발생시에도 HCU의 제어에 의한 유압제어 액츄에이터의 작동 위치 파악이 가능하여 림프 홈 진입이 용이하게 이루어질 수 있도록 한 하이브리드 차량의 림프 홈 제어 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은: 엔진클러치 제어 유닛을 포함하는 로컬 컨트롤 유닛 및 위치센서의 고장 여부를 판정하는 고장 판단 단계와; 상기 고장 판단시, 고장 직전의 유압제어 액츄에이터의 작동 위치를 상위제어기인 HCU에서 저장하는 액츄에이터 위치 저장 단계와; 상기 로컬 컨트롤 유닛 및 위치센서의 고장 발생시, HCU에서 고장 직전의 유압제어 액츄에이터의 작동 위치를 기반으로 림프 홈 제어를 수행하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 림프 홈 제어 방법을 제공한다.

바람직하게는, 상기 액츄에이터 위치 저장 단계는: 로컬 컨트롤 유닛의 에러 횟수를 카운트하여 일정 횟수 이상이거나, 또는 위치센서의 고장(no Position)이 확정된 경우에 이루어지는 것을 특징으로 한다.

더욱 바람직하게는, 상기 액츄에이터 위치 저장 단계는: 로컬 컨트롤 유닛 및 위치센서에 대한 파워라인 오프시에도 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 액츄에이터의 작동 위치는 시동 오프시까지 HCU의 비휘발성 메모리에 저장되는 것을 특징으로 한다

특히, 상기 림프 홈 제어를 수행하는 단계에서, 유압제어 액츄에이터의 작동 위치가 엔진 클러치를 오픈 또는 슬립시키는 위치에 있으면 EV 모드로 림프 홈 주행이 이루어지도록 하고, 유압제어 액츄에이터의 작동 위치가 엔진 클러치를 클로즈시키는 위치에 있으면 HEV 모드로 림프 홈 주행이 이루어지도록 한 것을 특징으로 한다.

상기한 과제 해결 수단을 통하여, 본 발명은 다음과 같은 효과를 제공한다.

본 발명에 따르면, 로컬 컨트롤 유닛 등의 파워라인이 오프된 경우와, 위치센서의 고장시와, 로컬 컨트롤 유닛 자체의 페일(failed) 등과 같이 고장 발생시 엔진클러치를 작동시키기 위한 유압제어 액츄에이터의 위치 파악이 되지 않는 경우를 대비하여, 미리 고장 직전의 유압제어 액츄에이터의 위치를 상위제어기인 HCU에서 저장하도록 함으로써, 고장 발생시에도 HCU의 제어에 의한 유압제어 액츄에이터의 작동 위치 파악이 가능하여 림프 홈 진입이 용이하게 이루어질 수 있다.

도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 하이브리드 차량의 림프 홈 제어 방법을 위한 제어 블록도,
도 3은 본 발명에 따른 하이브리드 차량의 림프 홈 제어 방법을 위한 제어 순서도,
도 4는 하이브리드 차량의 엔진클러치 제어를 위한 시스템 구성도,
도 5는 하이브리드 차량의 동력전달계통도.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조로 상세하게 설명하기로 한다.

첨부한 도 4에서 보듯이, 하이브리드 차량의 엔진클러치 제어를 위한 시스템은 최상위 제어기인 HCU(100)와, 하위 제어기의 일종인 엔진 클러치 제어용 로컬 컨트롤 유닛(200, LCU: Local Control Unit)를 포함한다.

또한, 상기 로컬 컨트롤 유닛(200)은 엔진클러치를 작동시키기 위한 유압제어 액츄에이터(300)의 작동 제어를 위한 엔진 클러치 제어유닛(202)와, 주행용 구동모터의 구동제어를 위한 회로 및 소프트웨어를 포함하는 인버터 제어 및 진단 로직부(204) 등을 포함한다.

이때, 엔진 클러치 제어를 위한 센서신호로서 엔진 속도와 모터 속도가 동기화(synchronized)될 때 엔진 클러치가 오픈 또는 클로즈되도록 모터의 스트로크 위치를 감지하는 위치센서의 검출신호 및 회전자 위치를 감지하는 로터리 센서의 검출신호가 로컬 컨트롤 유닛(200)에 입력된다.

종래에는, 이그니션 라인 오프시(IG1 line off)라도 유압제어 액츄에이터의 작동이 가능하여 엔진 클러치의 클로즈 상태에서 HEV 모드에 의한 림프 홈 진입이 가능하고, 또한 캔 통신이 페일된 상태라 하더라도 엔진클러치가 클로즈 상태이면 HEV 모드에 의한 림프 홈 진입이 가능하며, 로터리 센서의 고장시에도 캔 통신라인이 살아 있는 상태에서 위치센서의 신호만으로 림프 홈 진입이 가능하다.

그러나, 로컬 컨트롤 유닛 등의 파워라인이 오프된 경우와, 위치센서의 고장시와, 로컬 컨트롤 유닛 자체의 페일(failed)시 등이 발생하면, 로컬 컨트롤 유닛에서 유압제어 액츄에이터의 위치(엔진클러치를 오픈 또는 클로즈 작동시키기 위한 위치)를 전혀 알 수 없기 때문에 유압제어 액츄에이터의 작동을 위한 제어 불가능이 따르게 되고, 결국 엔진클러치의 오픈 또는 클로즈 동작이 이루어지지 않게 되어, 림프 홈 모드로의 진입이 불가능한 문제점이 있다.

이러한 종래의 문제점을 해결하고자, 본 발명은 로컬 컨트롤 유닛 등의 파워라인이 오프된 경우와, 위치센서의 고장시와, 로컬 컨트롤 유닛 자체의 페일(failed) 등과 같은 고장이 발생하더라도, HCU의 제어에 의한 유압제어 액츄에이터의 작동 위치 파악이 가능하여 림프 홈 진입이 용이하게 이루어질 수 있도록 한 점에 주안점이 있다.

첨부한 도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 하이브리드 차량의 림프 홈 제어 방법을 위한 제어 블록도이고, 도 3은 제어 순서도이다.

먼저, 이그니션 오프 및 캔통신 라인의 고장 여부를 판정한다(S101).

상술한 바와 같이 이그니션 라인 오프시(IG1 line off) 및 캔 통신이 페일된 상태라 하더라도, 엔진 클러치 제어유닛에 의한 유압제어 액츄에이터에 대한 작동 제어가 가능하여, 엔진클러치가 클로즈 상태이거나, 엔진클러치를 클로즈 위치로 복귀시킬 수 있고(S102), 이에 엔진 클러치 클로즈에 의거 엔진 및 모터 구동에 의한 HEV 모드로 림프 홈 주행이 이루어지게 된다(S103).

이때, 상기 이그니션 라인 오프시(IG1 line off) 및 캔 통신이 페일된 경우 외에 엔진클러치 제어 유닛을 포함하는 로컬 컨트롤 유닛 및 위치센서의 고장 여부를 판정하는 고장 판단 단계가 진행된다(S104).

보다 상세하게는, 상기 고장 판단 단계에서 1)로컬 컨트롤 유닛의 에러 횟수를 카운터(예를 들어, 1회~3회)하여 일정 횟수 이상, 2)위치센서의 입력신호가 없어 고장(no Position)이 확정된 경우, 3)로컬 컨트롤 유닛 및 위치센서에 대한 파워라인 오프 감지의 경우 중 어느 하나가 발생하더라도, 림프 홈 진입을 위한 고장 요인으로 판정하게 된다.

이러한 고장 판단 단계가 진행될 때, 고장 직전의 유압제어 액츄에이터의 작동 위치를 상위제어기인 HCU에서 저장하는 액츄에이터 위치 저장 단계가 진행된다(S105).

상기 액츄에이터 위치 저장 단계는 로컬 컨트롤 유닛의 에러 횟수를 카운트하여 일정 횟수 이상이거나, 또는 위치센서의 검출이 없어 고장(no Position)이 확정된 경우이거나, 로컬 컨트롤 유닛 및 위치센서에 대한 파워라인 오프시에 이루어진다.

바람직하게는, 상기 HCU에서 고장 직전의 유압제어 액츄에이터(HCA, Hydraulic Control Actuator)의 작동 위치(예를 들어, 엔진클러치를 오픈 또는 클로즈시키기 위한 작동 위치)를 시동 오프시까지 HCU의 비휘발성 메모리(NVMY, Non Volatile Memory)에 임시 저장하게 된다.

따라서, 상기 로컬 컨트롤 유닛 및 위치센서의 고장 발생시, HCU에서 저장하고 있던 고장 직전의 유압제어 액츄에이터의 작동 위치를 기반으로 림프 홈 제어를 수행한다(S106).

즉, 로컬 컨트롤 유닛의 에러 횟수를 카운트하여 일정 횟수 이상이거나, 또는 위치센서의 검출이 없어 고장(no Position)이 확정된 경우이거나, 로컬 컨트롤 유닛 및 위치센서에 대한 파워라인 오프시와 같은 고장이 발생하면, 상기 HCU는 고장 직전의 유압제어 액츄에이터의 작동 위치를 기반으로 림프 홈 제어를 수행한다.

보다 상세하게는, 상기 HCU에 저장된 고장 직전의 유압제어 액츄에이터의 작동 위치가 엔진 클러치를 오픈 또는 클로즈시키고 있는 위치인지를 판단한 후(S107), 고장 직전의 유압제어 액츄에이터의 작동 위치가 엔진 클러치를 오픈 또는 슬립시키는 위치에 있으면, HCU는 EV 모드로 림프 홈 주행이 이루어지도록 제어하고(S108), 반면 HCU에 저장된 고장 직전의 유압제어 액츄에이터의 작동 위치가 엔진 클러치를 클로즈시키는 위치에 있으면 HEV 모드로 림프 홈 주행이 이루어지도록 제어한다(S109).

따라서, 위의 표 1에서 보듯이, 이그니션 라인 오프시(IG1 line off), 캔 통신이 페일된 상태, 로터리 센서의 고장시 뿐만 아니라, 로컬 컨트롤 유닛 등의 파워라인이 오프된 경우와, 위치센서의 고장시와, 로컬 컨트롤 유닛 자체의 페일(failed)시 등이 발생한 경우에도 림프 홈 모드로의 진입이 용이하게 이루어질 수 있다.

이상과 같이, 로컬 컨트롤 유닛 등의 파워라인이 오프된 경우와, 위치센서의 고장시와, 로컬 컨트롤 유닛 자체의 페일(failed) 등과 같이 고장 발생시 엔진클러치를 작동시키기 위한 유압제어 액츄에이터의 위치 파악이 되지 않는 경우를 대비하여, 미리 고장 직전의 유압제어 액츄에이터의 위치를 상위제어기인 HCU에서 저장하도록 함으로써, 고장 발생시에도 HCU의 제어에 의한 유압제어 액츄에이터의 작동 위치 파악이 가능하여 림프 홈 진입이 용이하게 이루어질 수 있다.

100 : HCU
200 : 로컬 컨트롤 유닛
202 : 엔진 클러치 제어유닛
204 : 인버터 제어 및 진단 로직부
300 : 유압제어 액츄에이터

Claims

엔진클러치 제어 유닛을 포함하는 로컬 컨트롤 유닛 및 위치센서의 고장 여부를 판정하는 고장 판단 단계와;
상기 고장 판단시, 고장 직전의 유압제어 액츄에이터의 작동 위치를 상위제어기인 HCU에서 저장하는 액츄에이터 위치 저장 단계와;
상기 로컬 컨트롤 유닛 및 위치센서의 고장 발생시, HCU에서 고장 직전의 유압제어 액츄에이터의 작동 위치를 기반으로 림프 홈 제어를 수행하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 림프 홈 제어 방법.
청구항 1에 있어서,
상기 액츄에이터 위치 저장 단계는:
로컬 컨트롤 유닛의 에러 횟수를 카운트하여 일정 횟수 이상이거나, 또는 위치센서의 고장(no Position)이 확정된 경우에 이루어지는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 림프 홈 제어 방법.
청구항 1에 있어서,
상기 액츄에이터 위치 저장 단계는:
로컬 컨트롤 유닛 및 위치센서에 대한 파워라인 오프시에도 이루어지는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 림프 홈 제어 방법.
청구항 1에 있어서,
상기 액츄에이터의 작동 위치는 시동 오프시까지 HCU의 비휘발성 메모리에 저장되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 림프 홈 제어 방법.
청구항 1에 있어서,
상기 림프 홈 제어를 수행하는 단계에서,
유압제어 액츄에이터의 작동 위치가 엔진 클러치를 오픈 또는 슬립시키는 위치에 있으면 EV 모드로 림프 홈 주행이 이루어지도록 하고, 유압제어 액츄에이터의 작동 위치가 엔진 클러치를 클로즈시키는 위치에 있으면 HEV 모드로 림프 홈 주행이 이루어지도록 한 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 림프 홈 제어 방법.