KR20160052138A - 림폼 주행중 셧다운 방지 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 셧다운 방지 장치는, 엔진 클러치; 정상 주행 제어와 림폼(limphome) 주행 제어로 이원화하여 차량을 제어하며, 림폼 주행제어이면 상기 차량의 속도를 감속하고 상기 엔진 클러치의 상태에 따라 제어권 천이를 수행하는 HCU(Hybrid Control Unit); 및 상기 제어권 천이에 따라 현재 엔진 RPM(Revolution Per Minute)과 목표 엔진 RPM를 비교하여 상기 현재 엔진 RPM가 상기 목표 엔진 RPM에 도달하도록 엔진을 제어하는 ECU(Engine Control Unit);를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

림폼 주행중 셧다운 방지 장치 및 방법{Apparatus and Method for preventing shut down in limphome}
본 발명은 림폼시 오일펌프 제어 기술에 관한 것으로서, 더 상세하게는 고전압 오일 펌프가 정상 주행과 림폼 주행을 이원화하여 림폼 주행시 엔진 RPM의 드롭을 막아 차량의 셧다운을 방지하는 장치 및 방법에 대한 것이다.
또한, 본 발명은 정전압 제어와 다이오드 정류 전압 제어의 연동제어를 통해 차량의 셧다운을 방지하는 장치 및 방법에 대한 것이다.
병렬형 HEV(Hybrid Electric Vehicle) 방식인 TMED(Transmission Mounted Electric Device) 구조에서 제어기 고장 및/또는 긴급상황이 발생할 경우 차량은 림폼(Limphome) 주행을 수행한다.
여기서, 림폼(limphome)이란 성능/센서 작동상 문제가 생겼을 경우 차량의 최소한의 운행이 가능하도록 하는 안전 기능을 말한다. 즉 배터리의 파워를 차단한 상태에서 모터와 HSG(Hybrid Start & Generator)의 사용을 중지한 채 엔진과 변속기만으로 차를 구동하는 상태를 말한다.
일반적으로 HEV에서는 유압을 생성하기 위해, 오일펌프를 구동하는 제어기인 OPU(Oil Pump Unit)(일반적으로 12V 전원사용)와 MOP(Mechanical Oil Pump)를 사용한다. 그러나, 일부 HEV에서는 고전압 OPU를 채택하고 있다. 이러한 고전압 OPU의 경우 Nominal 전압인 270V에서 구동하고 있으며 최소 구동 가능 전압은 80V이상이다.
일반적으로 림폼 주행시 고전압 배터리의 전원 공급이 차단되더라도 12V전원과 MOP를 이용하여 유압생성과 구동이 가능하다. 그러나, 일부 차량의 경우 고전압 배터리없이는 유압생성이 불가하여 구동이 불가한 단점이 있다.
또한, 일부 차량의 경우 고전압 배터리 없이도 유압생성이 가능하더라도 주행중 엔진 RPM(Revolution Per Minute)이 변화할 수 있다. 뿐만 아니라 여러 주행상황에 따라 엔진 RPM이 Drop되어 OPU의 최저전압을 유지하지 못할 수 있는 가능성이 항상 있다. 따라서, 림폼 주행 중 다이오드 정류 및 정전압 제어시 엔진 RPM의 Drop을 막아 차량 셧다운을 방지할 기술이 요구되고 있다.
1. 한국공개특허 제2011-0018742호 2. 미국공개특허 제2011-027613호
본 발명은 위 배경기술에 따른 문제점을 해소하기 위해 제안된 것으로서, 고전압 오일 펌프가 정상 주행과 림폼 주행을 이원화하여 림폼 주행시 엔진 RPM(Revolution Per Minute)의 드롭을 막아 차량의 셧다운을 방지하는 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 정전압 제어와 다이오드 정류 전압 제어의 연동제어를 통해 차량의 셧다운을 방지하는 장치 및 방법을 제공하는데 다른 목적이 있다.
본 발명의 일측면은 고전압 오일 펌프가 정상 주행과 림폼 주행을 이원화하여 림폼 주행시 엔진 RPM의 드롭을 막아 차량의 셧다운을 방지하는 셧다운 방지 장치를 제공한다.
상기 셧다운 방지 장치는,
엔진 클러치;
정상 주행 제어와 림폼(limphome) 주행 제어로 이원화하여 차량을 제어하며, 림폼 주행제어이면 상기 차량의 속도를 감속하고 상기 엔진 클러치의 상태에 따라 제어권 천이를 수행하는 HCU(Hybrid Control Unit); 및
상기 제어권 천이에 따라 현재 엔진 RPM(Revolution Per Minute)과 목표 엔진 RPM를 비교하여 상기 현재 엔진 RPM가 상기 목표 엔진 RPM에 도달하도록 엔진을 제어하는 ECU(Engine Control Unit);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 엔진 클러치의 상태는 오픈 또는 슬립(slip) 상태인 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 목표 엔진 RPM은 상기 HCU에서 지정한 값인 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 ECU는 상기 현재 엔진 RPM이 상기 목표 엔진 RPM과 비교하여 낮으면, 연료 분사를 통해 상기 현재 엔진 RPM을 상향하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 HCU는 상기 현재 엔진 RPM의 상향에 따라 엔진 클러치의 오픈 시점을 상향하여 조절하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 목표 엔진 RPM은 엔진 아이들 RPM이며, 엔진 클러치 락업(Lock up) 구간이외 제어의 전구간에서 상기 엔진 아이들 RPM이 유지되는 것을 특징으로 할 수 있다.
다른 한편으로, 본 발명의 다른 일측면은, HSG(Hybrid Sater and Generator); 상기 HSG의 제어를 위해 정전압 제어를 수행하는 전력 컨버터; 림폼 주행 동안 차량의 속도를 감속하고 현재 엔진 RPM과 사전 설정 엔진 RPM을 비교하여 상기 정전압 제어로부터 다이오드 정류 전압 제어로 제어권을 천이하는 HCU(Hybrid Control Unit); 및 상기 다이오드 정류 전압 제어를 수행하여 OPU(Oil Pump Unit)의 공급 전원을 위한 역기전력을 생성하는 인버터;를 포함하는 것을 특징으로 하는 셧다운 방지 장치를 제공한다.
이때, 상기 HCU는 림폼(limphome) 주행시 상기 차량을 정전압 제어와 다이오드 정류 전압 제어간 연동 제어를 수행하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 정전압 제어의 수행을 위한 정전압 제어 조건은 상기 현재 엔진 RPM이 엔진 아이들 RPM 이하와, 엔진 클러치의 오픈 시점 이하와, 다이오드 정류 전압 제어시 최저 도달 엔진 RPM의 합인 사전 설정 엔진 RPM 보다 큰 값인 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 HCU는 다이오드 정류 전압 제어 중에도 상기 정전압 제어 조건을 만족하면 상기 정전압 제어를 다시 수행하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 정전압 제어로부터 다이오드 정류 전압 제어로 제어권을 천이되는 기준은 상기 차량의 특성에 따라 정해지는 것을 특징으로 할 수 있다.
또 다른 한편으로, 본 발명의 또 다른 일측면은, 차량을 정상 주행 제어와 림폼 주행 제어로 이원화하여 제어하며 상기 차량이 상기 정상 주행 제어에서 상기 림폼 주행 제어로 변경됨에 따라 HCU가 차량의 속도를 감속하는 감속 단계; 상기 HCU가 엔진 클러치의 상태를 확인하여 ECU에 제어권 천이를 수행하는 제어권 천이 수행 단계; 상기 제어권 천이에 따라 상기 ECU가 현재 엔진 RPM과 목표 엔진 RPM을 비교하는 비교 단계; 상기 ECU가 상기 비교에 따라 상기 현재 엔진 RPM가 상기 목표 엔진 RPM에 도달하도록 엔진을 제어하는 엔진 제어 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 셧다운 방지 방법을 제공한다.
이때, 상기 엔진 제어 단계는, 상기 ECU가 상기 현재 엔진 RPM이 상기 목표 엔진 RPM과 비교하여 낮으면, 연료 분사를 통해 상기 현재 엔진 RPM을 상향하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또 다른 한편으로, 본 발명의 또 다른 일측면은, 전력 컨버터가 HSG의 제어를 위해 정전압 제어를 수행하는 정전압 수행 단계; HCU가 림폼 주행 동안 차량의 속도를 감속하는 감속 단계; 상기 감속에 따라 상기 HCU가 현재 엔진 RPM과 사전 설정 엔진 RPM을 비교하여 상기 정전압 제어로부터 다이오드 정류 전압 제어로 제어권을 천이하는 제어권 천이 단계; 및 인버터가 상기 다이오드 정류 전압 제어를 수행하여 OPU(Oil Pump Unit)의 공급 전원을 위한 역기전력을 생성하는 역기전력 생성 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 셧다운 방지 방법을 제공한다.
이때, 상기 역기전력 생성 단계는, 상기 HCU가 다이오드 정류 전압 제어 중에도 상기 정전압 제어 조건을 만족하면 상기 정전압 제어를 다시 수행하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 따르면, 정상주행과 림폼주행을 로직 이원화하여 모터(M/R) off된 상태에서 림폼주행 주행시 엔진(ENG) 클러치 락업(Clutch Lock up) 외 전구간을 엔진(ENG) 아이들(Idle) 제어로 천이시키면, 엔진 RPM(Revolution Per Minute)의 Drop을 막아 차량 셧다운을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 효과로서는 정전압 제어와 다이오드 정류주행의 연동제어를 통해, HSG(Hybrid Start & Generator)의 정전압 제어만 유지했을 경우 발생 가능한 차량 셧다운을 방지 하며, 지속적인 림폼 주행을 유지 가능하게 할 수 있다는 점을 들 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 림폼 주행중 셧다운 방지 장치(10)의 구성 블럭도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 엔진 클러치 제어 천이를 이원화하여 수행하는 개념도이다.
도 3은 도 2에 따라 엔진 클러치 제어 이원화를 통해 셧다운 방지를 수행하는 과정을 보여주는 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 다른 일실시예에 따른 정전압 제어와 다이오드 정류 전압 제어의 연동제어를 통해 셧다운 방지를 수행하는 과정을 보여주는 흐름도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 구체적으로 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야한다.
각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용한다.
제 1, 제 2등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다. "및/또는" 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다.
일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않아야 한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 림폼 주행중 셧다운 방지 장치 및 방법을 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 림폼 주행중 셧다운 방지 장치(10)의 구성 블럭도이다. 도 1을 참조하면, 상기 셧다운 방지 장치(10)는, 엔진(15), 엔진 엔진 클러치(13), 모터(14), 변속기(12), MOP(Mechanical Oil Pump)(11), ECU(Eengene Control Unit)(30), 오일 펌프 제어 시스템(100), 인버터(150), HCU(Hybrid Control Unit)(160), 전력 컨버터(151), 배터리(170), HSG(Hybrid Start & Generator)(180) 등을 포함하여 구성된다.
도 1에서 도시된 바와 같이 오일 펌프 제어 시스템(100)은 MOP(11)와 전기적으로 연결되어 MOP(11)의 동작을 제어하는 OPU(Oil Pump Unit)(110), 및 상기 OPU(110)에 제어신호를 인가하는 TCU(Transmission Control Unit)(120) 등을 포함하여 구성된다.
상기 TCU(120)는 차량의 운행 상태 및 운전자의 요구에 따라 MOP(11)의 동작을 제어하기 위한 제어신호를 결정하고, CAN(Controller Area Network, 130)통신을 통해서 OPU(110)로 제어신호를 송신한다. 그러면, OPU(110)는 제어신호를 수신하여, 제어신호에 따라 상기 MOP(11)의 동작 속도를 제어하고, MOP(11)는 OPU(110)의 제어에 따라 변속기(12)와 엔진 클러치(13)에 필요한 작동 유를 공급한다. 물론, MOP(11)는 EOP(Electric Oil Pump)가 될 수 있다.
또한, OPU(110)는 상기 MOP(11)의 동작 속도를 CAN 통신(130)을 통해서 상기 TCU(120)로 송신한다. 그러면, TCU(120)는 상기 OPU(110)를 통해 전송된 상기 MOP(11)의 동작 속도를 수신하고, 이를 고려하여 MOP(11)의 동작을 제어하기 위한 제어신호를 결정한다.
즉, 상기 OPU(110)와 상기 TCU(120)는 CAN 통신(130)을 통해서 MOP(11)의 동작 속도 신호와 이를 제어하기 위한 제어 신호를 서로 송수신한다.
이와 같은 CAN 통신(130)에 고장이 발생되면, 상기 OPU(110)와 상기 TCU(120)는 상기 CAN 통신(130)에 의해서 신호의 송수신이 불가능하다. 그러나 OPU(110)와 TCU(120) 사이는 하드 와이어(Hard wire, 140)로 전기적으로 연결되어, OPU(110)와 TCU(120)가 하드 와이어(140)를 통해서 펄스 폭 변조(Pulse Width Modulation, 이하 "PWM") 신호를 송수신한다.
즉, 상기와 같이 CAN 통신(130)에 고장이 발생하면, TCU(120)는 MOP(11)의 동작을 제어하기 위한 제어신호를 결정하고, 제어신호를 PWM한 PWM 제어 신호를 하드 와이어(140)를 통해서 OPU(110)로 송신한다.
그러면, OPU(110)는 PWM 제어신호를 수신하여 PWM 제어신호에 따라 상기 MOP(11)의 동작 속도를 제어하고, MOP(11)는 OPU(110)의 제어에 따라 변속기(12)와 엔진 클러치(13)에 필요한 작동 유를 공급한다.
즉, 전동식 오일펌프의 제어 장치(100)는 CAN 통신(130)에 고장이 발생하여도, OPU( 110)와 TCU(120)를 전기적으로 연결하는 하드 와이어(140)를 통해서 수신되는 신호에 의해 MOP(11)의 동작을 제어한다.
엔진(15)은 하이브리드 차량에서 제1구동원으로 동작되며, 운전모드 및 운전상황에 따라 시동이 온/오프제어된다. 엔진(15)은 EV(Electric Vehicle) 모드에서 시동 오프되고, HEV(Hybrid Electric Vehicle) 모드에서 시동 온되며, HSG기능의 실행에 따라 시동 온/오프가 제어된다.
HSG(180)는 HSG 기능의 실행에 따라 엔진(15)의 시동 온, 오프를 실행시키며, 엔진(15)이 시동 온을 유지하는 상태에서 잉여 출력이 발생되는 경우 발전기로 동작되어 역기전력을 생성한다. 이러한 역기전력은 인버터(150)를 통해 배터리(170)에 충전된다.
엔진 클러치(13)는 엔진(15)과 모터(14)의 사이에 장착되어 엔진(15)과 모터(14)의 동력전달을 단속한다. 일반적으로 엔진 클러치(13)는 습식 클러치가 사용된다.
모터(14)는 하이브리드 자동차에서 제2구동원으로 동작되며, 인버터(150)에서 공급되는 3상 교류전류에 의해 구동되어 출력토크를 변속기(12)에 전달한다. 물론, 감속시 발전기로 동작되어 역기전력을 생성하며, 생성된 역기전력은 인버터(150)를 통해 배터리(170)에 충전된다.
배터리(170)는 배터리 셀(미도시)이 직렬 및/또는 병렬로 구성되며, 이 배터리 셀은 니켈 메탈 배터리, 리튬 이온 배터리, 리튬 폴리머 배터리 등의 전기 차량용 고전압 배터리가 될 수 있다. 일반적으로 고전압 배터리는 전기 차량을 움직이는 동력원으로 사용하는 배터리로서 100V 이상의 고전압을 말한다. 그러나, 이에 한정되지는 않으며, 저전압 배터리도 가능하다.
변속기(12)는 자동변속기 혹은 무단변속기로 적용될 수 있으며, 운전요구 토크와 운전상황에 따라 변속비가 조정된다. 운전모드에 따라 엔진 클러치(13)를 통해 합산되어 인가되는 출력토크를 조정된 변속비로 출력하여 구동륜에 전달시켜 주행될 수 있도록 한다.
HCU(160)는 최상위 제어기로 하이브리드 자동차의 운행에 따른 제반적인 동작을 제어한다. 특히, 정상 주행 제어와 림폼(limphome) 주행 제어로 이원화하여 차량을 제어한다. 만일 림폼 주행제어이면 상기 차량의 속도를 감속하고 상기 엔진 클러치(13)의 상태에 따라 제어권 천이를 수행한다.
여기서, 림폼(limphome)이란 성능/센서 작동상 문제가 생겼을 경우 차량의 최소한의 운행이 가능하도록 하는 안전 기능을 말한다. 즉 배터리의 파워를 차단한 상태에서 모터와 HSG(Hybrid Start & Generator)의 사용을 중지한 채 엔진과 변속기만으로 차를 구동하는 상태를 말한다.
일반적으로, TMED(Transmission Mounted Electric Device) 구조의 특징은 엔진(15)과 HSG(180)가 약 1:2.5 비로 연결되어 있다. 따라서, 차량의 정차시 엔진(15)의 시동유지만 확보되면 HSG(180)의 회전에 의한 역기전력으로 구동가능하다.
또한, 차량의 구동시에는 모터(14)의 역기전력까지도 이용할 수 있게 된다. 역기전력은 모터(14) 및/또는 HSG(180)의 회전으로 인해 인버터(150) 내부의 다이오드(미도시)로부터 정류되어 인버터 입력 대용량 커패시터(미도시)에 형성된다.
이 형성된 역기전력은 OPU(110)의 공급전원으로 사용 가능하다. 더 나아가 인버터 PWM(Pulse Width Modulation) 제어를 통해 정전압(고전압)을 형성하여 배터리 충전용 제어기인 전력 컨버터(151)까지도 구동이 가능하다. 전력 컨버터(151)는 LDC(Low Voltage DC-DC Converter) 등이 된다.
그런데, 차량에서 OPU(110) 또는 정전압 제어를 이용하여 전력 컨버터(151)를 구동시키기 위해서 단순히 역기전력을 이용한 주행을 차량에 적용하기에는 문제가 발생할 수 있다. 따라서, 다이오드 정류 전압 제어 또는 정전압 제어는 HSG(180) 또는 모터(14)를 통해 형성되는 역기전력을 이용한다.
도 1을 계속 참조하면, ECU(Engine Control Unit)(30)는 상기 제어권 천이에 따라 현재 엔진 RPM(Revolution Per Minute)과 목표 엔진 RPM를 비교하여 상기 현재 엔진 RPM가 상기 목표 엔진 RPM에 도달하도록 엔진을 제어하다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 엔진 클러치 제어 천이를 이원화하여 수행하는 개념도이다. 도 2를 참조하면, 전구간은 ECU 제어 구간(210)과 HCU 제어 구간(220)으로 구성된다. 즉, ECU 제어 구간(210)에서 엔진(도 1의 15) 상태는 아이들(Idle) 상태로서 엔진 아이들 RPM이 유지된다.
이때, 엔진 클러치(도 1의 13)는 오픈 상태 또는 슬립(slip) 상태에 있다.
도 3은 도 2에 따라 엔진 클러치 제어 이원화를 통해 셧다운 방지를 수행하는 과정을 보여주는 흐름도이다. 도 3을 참조하면, 차량을 정상 주행 제어와 림폼 주행 제어로 이원화하여 제어한다. 따라서, 차량이 상기 정상 주행 제어에서 상기 림폼 주행 제어로 변경됨에 따라 HCU(도 1의 160)가 차량의 속도를 감속한다(단계 S310,S320).
감속후, 상기 HCU(160)가 엔진 클러치(도 1의 13)의 상태를 확인한다(단계 S330). 부연하면, 엔진 클러치(13)의 현재 상태가 오픈 상태인지 또는 슬립 상태인지를 확인한다.
확인 결과, 오픈 상태 또는 슬립 상태이면, HCU(160)가 ECU(도 1의 30)에 엔진(도 1의 15)의 구동 제어에 대한 제어권 천이를 수행한다(단계 S340).
상기 제어권 천이에 따라 상기 ECU(30)가 현재 엔진 RPM과 목표 엔진 RPM을 비교한다. 상기 비교에 따라 ECU(30)는 상기 현재 엔진 RPM가 상기 목표 엔진 RPM에 도달하도록 엔진(15)을 제어한다(단계 S350,S360).
부연하면, 제어권이 ECU(30)로 천이될 경우 ECU(30)는 현재 엔진 RPM이 엔진 아이들 RPM인 목표 엔진 RPM과 비교해서 낮은 RPM에 도달시 연료 분사를 통해 현재 엔진 RPM을 상승시킨다. 이와 더불어 림폼 주행시 엔진 Idle RPM과 엔진 클러치(13)의 open시점까지 이원화하여 상향시키면 차량 셧다운 방지 측면에서 더욱 강건화(robustness)가 가능하다.
여기서, 상기 목표 엔진 RPM은 상기 HCU(160)에서 미리 설정되어 지정한 값이 된다. 즉, 프로그래밍에 의해 미리 설정되는 값이다.
도 4는 본 발명의 다른 일실시예에 따른 정전압 제어와 다이오드 정류 전압 제어의 연동제어를 통해 셧다운 방지를 수행하는 과정을 보여주는 흐름도이다. 도 4를 참조하면, 전력 컨버터(도 1의 151)가 HSG(도 1의 180)의 제어를 위해 정전압 제어를 수행한다. 이러한 정전압 제어 수행중, 차량이 림폼 주행이 되고, HCU(180)가 림폼 주행 동안 차량의 속도를 감속한다(단계 S410,S420).
이러한 감속에 따라 상기 HCU(180)가 현재 엔진 RPM과 사전 설정 엔진 RPM을 비교한다(단계 S430). 비교 결과, 현재 엔진 RPM이 사전 설정 엔진 RPM보다 작으면
HCU(180)가 상기 정전압 제어로부터 다이오드 정류 전압 제어로 제어권을 천이한다(단계 S440). 이에 따라, 인버터(151)는 상기 다이오드 정류 전압 제어를 수행하여 OPU(Oil Pump Unit)의 공급 전원을 위한 역기전력을 생성한다(단계 S440). 부연하면, 차량에서 역기전력을 이용하여 최적 주행을 하기 위해서는 다이오드 정류 제어와 정전압 제어의 연동제어가 필요하며 연동제어가 가능할 수 있도록 제어 요건을 추가한 것이다.
이러한 다이오드 정류 전압 제어중 정류 전압 제어를 다시 수행하는 정전압 제어 조건을 만족하는 지를 확인한다(단계 S450). 정전압 제어 조건은 엔진 아이들 RPM 이하와, 엔진 클러치의 오픈 시점 이하와, 다이오드 정류 전압 제어시 최저 도달 엔진 RPM의 합인 사전 설정 엔진 RPM 보다 큰지를 만족하는지 여부이다. 물론, 이러한 정전압 제어 조건은 차량의 특성에 따라 기준을 정할 수 있다. 부연하면, 이러한 차량의 특성으로는 엔진 RPM, HSG의 역기전력 발생 조건 등을 들 수 있다. 즉, 차량마다 엔지 RPM이 다르고, HSG의 역기전력이 발생하는 조건도 다르기 때문이다.
즉, 상기 현재 엔진 RPM이 사전 설정 엔진 RPM 보다 작은 경우 다이오드 정류 제어가 수행된다. 이와 달리, 상기 현재 엔진 RPM이 사전 설정 엔진 RPM 보다 큰 경우 정류 전압 제어가 수행된다. 물론, 이러한 정전압 제어 조건에는 일정한 마진값이 추가될 수 있다.
이러한 정전압 제어 조건은 정전압 제어 영역을 최대화시켜서 차량 주행이 가능하도록 한다. 또한, 다이오드 정류 전압 제어 중에도 상기 정전압 제어 조건을 만족하면 다시 제어를 천이해 전력 컨버터(도 1의 151)의 구동이 가능하다.
따라서, 단계 S450의 확인 결과, 정전압 제어 조건이 만족되면, 다이오드 정류 전압 제어 중 정전압 제어로 천이된다(단계 S460).
10: 셧다운 방지 장치
11: MOP(Mechanical Oil Pump) 12: 변속기
13: 엔진 클러치 14: 모터
15: 엔진 30: ECU(Engine Control Unit)
100: 오일 펌프 제어 시스템
150: 인버터
151: 전력 컨버터
160: HCU(Hybrid Control Unit)
170: 배터리
180: HSG(Hybrid Start & Generator)

Claims (22)

  1. 엔진 클러치;
    정상 주행 제어와 림폼(limphome) 주행 제어로 이원화하여 차량을 제어하며, 림폼 주행제어이면 상기 차량의 속도를 감속하고 상기 엔진 클러치의 상태에 따라 제어권 천이를 수행하는 HCU(Hybrid Control Unit); 및
    상기 제어권 천이에 따라 현재 엔진 RPM(Revolution Per Minute)과 목표 엔진 RPM를 비교하여 상기 현재 엔진 RPM가 상기 목표 엔진 RPM에 도달하도록 엔진을 제어하는 ECU(Engine Control Unit);
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 셧다운 방지 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 엔진 클러치의 상태는 오픈 또는 슬립(slip) 상태인 것을 특징으로 하는 셧다운 방지 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 목표 엔진 RPM은 상기 HCU에서 지정한 값인 것을 특징으로 하는 셧다운 방지 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 ECU는 상기 현재 엔진 RPM이 상기 목표 엔진 RPM과 비교하여 낮으면, 연료 분사를 통해 상기 현재 엔진 RPM을 상향하는 것을 특징으로 하는 셧다운 방지 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 HCU는 상기 현재 엔진 RPM의 상향에 따라 엔진 클러치의 오픈 시점을 상향하여 조절하는 것을 특징으로 하는 셧다운 방지 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 목표 엔진 RPM은 엔진 아이들 RPM이며, 엔진 클러치 락업(Lock up) 구간이외 제어의 전구간에서 상기 엔진 아이들 RPM이 유지되는 것을 특징으로 하는 셧다운 방지 장치.
  7. HSG(Hybrid Sater and Generator);
    상기 HSG의 제어를 위해 정전압 제어를 수행하는 전력 컨버터;
    림폼 주행 동안 차량의 속도를 감속하고 현재 엔진 RPM과 사전 설정 엔진 RPM을 비교하여 상기 정전압 제어로부터 다이오드 정류 전압 제어로 제어권을 천이하는 HCU(Hybrid Control Unit); 및
    상기 다이오드 정류 전압 제어를 수행하여 OPU(Oil Pump Unit)의 공급 전원을 위한 역기전력을 생성하는 인버터;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 셧다운 방지 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 HCU는 림폼(limphome) 주행시 상기 차량을 정전압 제어와 다이오드 정류 전압 제어간 연동 제어를 수행하는 것을 특징으로 하는 셧다운 방지 장치.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 정전압 제어의 수행을 위한 정전압 제어 조건은 상기 현재 엔진 RPM이 엔진 아이들 RPM 이하와, 엔진 클러치의 오픈 시점 이하와, 다이오드 정류 전압 제어시 최저 도달 엔진 RPM의 합인 사전 설정 엔진 RPM 보다 큰 값인 것을 특징으로 하는 셧다운 방지 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 HCU는 다이오드 정류 전압 제어 중에도 상기 정전압 제어 조건을 만족하면 상기 정전압 제어를 다시 수행하는 것을 특징으로 하는 셧다운 방지 장치.
  11. 제 7 항에 있어서,
    상기 정전압 제어로부터 다이오드 정류 전압 제어로 제어권을 천이되는 기준은 상기 차량의 특성에 따라 정해지는 것을 특징으로 하는 셧다운 방지 장치.
  12. 차량을 정상 주행 제어와 림폼 주행 제어로 이원화하여 제어하며 상기 차량이 상기 정상 주행 제어에서 상기 림폼 주행 제어로 변경됨에 따라 HCU가 차량의 속도를 감속하는 감속 단계;
    상기 HCU가 엔진 클러치의 상태를 확인하여 ECU에 제어권 천이를 수행하는 제어권 천이 수행 단계;
    상기 제어권 천이에 따라 상기 ECU가 현재 엔진 RPM과 목표 엔진 RPM을 비교하는 비교 단계;
    상기 ECU가 상기 비교에 따라 상기 현재 엔진 RPM가 상기 목표 엔진 RPM에 도달하도록 엔진을 제어하는 엔진 제어 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 셧다운 방지 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 엔진 클러치의 상태는 오픈 또는 슬립(slip) 상태인 것을 특징으로 하는 셧다운 방지 방법.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 목표 엔진 RPM은 상기 HCU에서 지정한 값인 것을 특징으로 하는 셧다운 방지 방법.
  15. 제 12 항에 있어서,
    상기 엔진 제어 단계는, 상기 ECU가 상기 현재 엔진 RPM이 상기 목표 엔진 RPM과 비교하여 낮으면, 연료 분사를 통해 상기 현재 엔진 RPM을 상향하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 셧다운 방지 방법.
  16. 제 12 항에 있어서,
    상기 HCU는 상기 현재 엔진 RPM의 상향에 따라 엔진 클러치의 오픈 시점을 상향하여 조절하는 것을 특징으로 하는 셧다운 방지 방법.
  17. 제 12 항에 있어서,
    상기 목표 엔진 RPM은 엔진 아이들 RPM이며, 엔진 클러치 락업(Lock up) 구간이외 제어의 전구간에서 상기 엔진 아이들 RPM이 유지되는 것을 특징으로 하는 셧다운 방지 방법.
  18. 전력 컨버터가 HSG의 제어를 위해 정전압 제어를 수행하는 정전압 수행 단계;
    HCU가 림폼 주행 동안 차량의 속도를 감속하는 감속 단계;
    상기 감속에 따라 상기 HCU가 현재 엔진 RPM과 사전 설정 엔진 RPM을 비교하여 상기 정전압 제어로부터 다이오드 정류 전압 제어로 제어권을 천이하는 제어권 천이 단계; 및
    인버터가 상기 다이오드 정류 전압 제어를 수행하여 OPU(Oil Pump Unit)의 공급 전원을 위한 역기전력을 생성하는 역기전력 생성 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 셧다운 방지 방법.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 HCU는 림폼(limphome) 주행시 상기 차량을 정전압 제어와 다이오드 정류 전압 제어간 연동 제어를 수행하는 것을 특징으로 하는 셧다운 방지 방법.
  20. 제 18 항에 있어서,
    상기 정전압 제어의 수행을 위한 정전압 제어 조건은 상기 현재 엔진 RPM이 엔진 아이들 RPM 이하와, 엔진 클러치의 오픈 시점 이하와, 다이오드 정류 전압 제어시 최저 도달 엔진 RPM의 합인 사전 설정 엔진 RPM 보다 큰 값인 것을 특징으로 하는 셧다운 방지 방법.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 역기전력 생성 단계는, 상기 HCU가 다이오드 정류 전압 제어 중에도 상기 정전압 제어 조건을 만족하면 상기 정전압 제어를 다시 수행하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 셧다운 방지 방법.
  22. 제 18 항에 있어서,
    상기 정전압 제어로부터 다이오드 정류 전압 제어로 제어권을 천이되는 기준은 상기 차량의 특성에 따라 정해지는 것을 특징으로 하는 셧다운 방지 방법.
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