KR20210076647A - 하이브리드 차량의 림프홈 주행 제어 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 하이브리드 차량의 림프홈 주행 제어 방법에 관한 것으로서, PE 제어기 등 부품의 고장시 메인 릴레이를 오프한 상황에서 엔진 동력만으로 림프홈 주행을 할 때 모터나 HSG에서 발생하는 역기전력에 의해 모터 인버터 내 파워모듈이나 OPU 등의 소손 및 고장이 발생하는 것을 효과적으로 방지할 수 있는 하이브리드 차량의 림프홈 주행 제어 방법을 제공하는데 주된 목적이 있는 것이다. 상기한 목적을 달성하기 위해, 하이브리드 차량에서 제어기가 메인 배터리의 전력을 공급 또는 차단하는 메인 릴레이의 오프 상태, 및 엔진 클러치의 해제 상태를 판단하는 단계; 상기 메인 릴레이의 오프 상태 및 엔진 클러치의 해제 상태이면, 상기 제어기가 모터 속도를 하단 변속 금지를 위해 설정된 기준속도와 비교하는 단계; 및 상기 모터 속도가 상기 하단 변속 금지를 위한 기준속도보다 낮은 저속 상태이면, 상기 제어기가 변속기의 기어 하단 변속을 금지하는 단계를 포함하는 하이브리드 차량의 림프홈 주행 제어 방법이 개시된다.

Description

하이브리드 차량의 림프홈 주행 제어 방법{Control method for limphome drive of hybrid electric vehicle}
본 발명은 하이브리드 차량의 림프홈 주행 제어 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 PE 제어기 등 부품의 고장시 메인 릴레이를 오프시킨 상황에서 엔진 동력으로 림프홈 주행을 하기 위한 하이브리드 차량의 제어 방법에 관한 것이다.
하이브리드 차량(Hybrid Electric Vehicle, HEV/PHEV)은 모터로 주행하는 넓은 범위의 전기 차량으로서, 엔진과 모터를 차량 구동원으로 이용하여 주행하는 차량이다.
하이브리드 차량의 통상적인 파워트레인 형태는 엔진과 모터 사이에 엔진 클러치를 배치한 타입으로, 도 1은 하이브리드 차량의 시스템 구성을 예시한 도면이다.
도 1을 참조하면, TMED(Transmission Mounted Electric Device) 타입의 하이브리드 시스템이 도시되어 있으며, 엔진(1)과 모터(3) 사이에 엔진 클러치(2)가 연결되어 있고, 모터 출력 측에 변속기(4)가 연결되어 있다.
또한, 차량 구동원인 모터(3)를 구동 및 제어하기 위한 인버터(105)가 차량에 탑재되고, 모터(3)가 인버터(105)를 통해 차량 내 고전압 메인 배터리(101)에 충방전 가능하게 연결된다.
인버터(105)는 모터 구동시 배터리(101)로부터 공급되는 직류(DC) 전류를 교류(AC)로 변환하여 전력케이블을 통해 모터(3)에 인가하고, 모터 회생시에는 모터(3)에서 생성된 교류 전류를 직류 전류로 변환하여 배터리(101)에 공급함으로써 배터리를 충전하는 역할을 한다.
인버터(105)는 커패시터(C) 및 파워모듈(105a)을 포함하고, 파워모듈(105a)은 미도시된 모터 제어기(Motor Control Unit, MCU)의 PWM 신호 및 게이트 드라이버의 게이트 구동(gate on/off) 신호에 따라 작동하는 복수 개의 스위칭 소자(S)를 포함한다.
통상의 인버터에서 파워모듈을 구성하는 스위칭 소자로는 대전력에서도 고속 스위칭 동작이 가능한 전력용 반도체 소자인 절연 게이트 양극성 트랜지스터(Insulated Gate Bipolar Transistor, IGBT)가 널리 사용되고 있다.
또한, 엔진(1)과 동력 전달 가능하게 연결되어 엔진을 시동하거나 엔진에서 전달되는 회전력으로 발전을 수행하는 모터(시동발전기)인 HSG(Hybrid Starter and Generator)(5)가 차량에 구비된다.
도면에 나타내지는 않았으나, HSG(5) 또한 별도 인버터를 통해 배터리(101)에 충, 방전 가능하게 연결된다.
그리고, 인버터(105)는 DC 링크 회로(102)를 통해 배터리(101)에 연결되고, DC 링크 회로(102)에는 고전압 전력을 단속하기 위한 파워 릴레이 어셈블리(Power Relay Assembly, PRA)(103)가 설치된다.
도 1에 도시된 바와 같이, 배터리(101)와 인버터(105) 사이를 연결하고 있는 DC 링크 회로(102)는 (+) 파워 라인과 (-) 파워 라인을 포함하고, 파워 릴레이 어셈블리(103)는 (+) 파워 라인과 (-) 파워 라인을 개폐하는 복수의 고전압 릴레이(104a,104b)들을 포함한다.
상기 각 고전압 릴레이(104a,104b)는 메인 배터리(101)의 전력을 차량 내 고전압 부하에 선택적으로 공급 및 차단하기 위한 것으로서, 배터리 제어기(Battery Management System, BMS)에 의해 온/오프 제어된다.
보다 구체적으로는, 파워 릴레이 어셈블리(103)는 메인 릴레이(Main Relay, M/R), 즉 (+) 파워 라인의 메인 릴레이(104a)와 (-) 파워 라인의 메인 릴레이(104b), 그리고 (+) 파워 라인의 메인 릴레이(104a)를 우회하는 회로에 설치된 프리차지 릴레이(104c)와 프리차지 저항(104d)을 포함하여 구성된다.
또한, 메인 배터리(101)에 연결된 DC 링크 회로(102)에는 고전압 전력을 공급받을 수 있도록 고전압 부품이 연결되는데, 예를 들면 차량 공조를 위한 에어컨 컴프레서(106)와, 변속기에 오일을 공급하기 위한 전동식 오일펌프(Electric Oil Pump, 이하 'EOP' 칭함)(107)가 고전압 경로인 DC 링크 회로(102)에 연결된다.
한편, 차량에서 부품 고장이나 그밖의 긴급한 상황이 발생한 경우 차량이 림프홈(limphome) 주행을 할 수 있어야 하고, 림프홈 주행은 차량이 고장시 갓길이나 수리센터로 이동할 수 있도록 최소한의 주행성능을 제공하는데 목적이 있다.
일례로, 하이브리드 차량에서 PE(Power Electronics, 전기동력) 제어기의 고장이 발생하면, 엔진(1) 시동 후 메인 릴레이(104a,104b)를 오프시켜 배터리 전력이 모터(3)에 인가되지 않도록 하고, 엔진 동력만으로 림프홈 주행을 하게 된다.
이때, 림프홈 주행시 메인 릴레이(104a,104b)를 오프시켜 배터리 전력을 차단하더라도 엔진(1)의 회전력이 모터(3)나 HSG(5)에 전달되면 엔진의 회전력에 의해 모터나 HSG에서 역기전력이 발생하고, 이때의 역기전력으로 EOP(107)를 구동할 수 있다.
하지만, 엔진 속도가 상승하면 역기전력도 상승하고, 엔진 속도가 과속인 상황이 되면 인버터(105) 내 파워모듈(105a) 내압 이상의 역기전압이 파워모듈에 인가될 수 있는바, 그로 인해 IGBT 등 파워모듈 부품의 소손이 발생할 수 있다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출한 것으로서, PE 제어기 등 부품의 고장으로 인해 메인 릴레이를 오프시킨 상황에서 엔진 동력만으로 림프홈 주행을 할 때 모터 또는 HSG에서 발생하는 역기전력에 의해 모터 인버터 내 파워모듈, 오일 펌프 유닛(OPU) 등 부품의 소손 및 고장이 발생하는 것을 방지할 수 있는 하이브리드 차량의 림프홈 주행 제어 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따르면, 하이브리드 차량에서 제어기가 메인 배터리의 전력을 공급 또는 차단하는 메인 릴레이의 오프 상태, 및 엔진 클러치의 해제 상태를 판단하는 단계; 상기 메인 릴레이의 오프 상태 및 엔진 클러치의 해제 상태이면, 상기 제어기가 모터 속도를 하단 변속 금지를 위해 설정된 기준속도와 비교하는 단계; 및 상기 모터 속도가 상기 하단 변속 금지를 위한 기준속도보다 낮은 저속 상태이면, 상기 제어기가 변속기의 기어 하단 변속을 금지하는 단계를 포함하는 하이브리드 차량의 림프홈 주행 제어 방법을 제공한다.
여기서, 상기 모터가 차량을 구동하는 구동모터이고, 상기 변속기가 상기 구동모터의 출력측에 연결된 변속기일 수 있다.
또한, 상기 모터가 엔진에 연결되어 엔진 시동 및 엔진 동력으로 발전을 수행하는 시동발전기이고, 상기 변속기가 차량을 구동하는 구동모터의 출력측에 연결된 변속기일 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 차량의 림프홈 주행 제어 방법은, 상기 제어기가 메인 릴레이의 오프 상태, 및 모터 속도가 미리 설정된 제1 기준속도보다 높아진 상태임을 판단하는 단계; 및 메인 릴레이가 오프 상태이고 모터 속도가 제1 기준속도보다 높아진 상태이면, 상기 제어기가 변속기의 기어 상단 변속을 위한 제어를 실시하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 차량의 림프홈 주행 제어 방법은, 상기 변속기의 기어 상단 변속 상태에서, 상기 제어기가 메인 릴레이의 오프 상태, 및 엔진 속도가 미리 설정된 제2 기준속도보다 높아진 상태임을 판단하는 단계; 및 메인 릴레이가 오프 상태이고 엔진 속도가 제2 기준속도보다 높아진 상태이면, 상기 제어기가 엔진에 대한 연료 컷 제어를 실시하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에서, 상기 제어기에 의해, 차량 내 부품의 고장 상태임을 확인하고 엔진을 시동한 뒤 메인 릴레이를 오프하여 차량의 림프홈 주행이 이루어지는 동안, 상기 각 단계의 림프홈 주행 제어 과정이 실시될 수 있다.
이로써, 본 발명에 따른 하이브리드 차량의 림프홈 주행 제어 방법에 의하면, PE 제어기 등 부품의 고장으로 인해 메인 릴레이를 오프시킨 상황에서 엔진 동력만으로 림프홈 주행을 할 때 모터 또는 HSG에서 발생하는 역기전력에 의해 모터 인버터 내 파워모듈, 오일 펌프 유닛(OPU) 등 부품의 소손 및 고장을 방지할 수 있게 된다.
특히, 엔진 클러치의 해제 상황에서 기어 하단 변속을 금지함으로써 과도한 모터 속도 또는 HSG 속도 상승 및 그로 인한 역기전압 상승을 억제할 수 있고, 부품의 소손 및 고장을 방지할 수 있게 된다.
도 1은 하이브리드 차량의 시스템 구성을 예시한 도면이다.
도 2는 엔진 속도에 따른 협조 제어 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 하이브리드 차량의 림프홈 주행 제어를 수행하는 시스템의 구성도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 림프홈 주행 제어 과정을 나타내는 순서도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 림프홈 주행 제어 적용시 모터 속도 및 역기전력(OPU 전압) 상태를 예시한 도면이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다.
명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
이하의 설명에서 하이브리드 시스템의 구성에 대해서는 도 1을 참조하기로 한다.
통상의 하이브리드 차량에서 PE 제어기 등 부품의 고장이 발생하면 엔진(1)을 시동한 후 메인 릴레이(104a,104b)를 오프하여 엔진 동력만으로 림프홈 주행을 하는데, 이때 엔진 동력이 전달되는 모터(3)나 HSG(5)에서 역기전력이 발생할 수 있다.
또한, 차량의 주행을 위해서는 EOP(107)의 구동이 필수적으로 필요하므로 모터(3)나 HSG(5)의 역기전력에 의해 EOP(107)가 구동되도록 하여 차량의 림프홈 주행이 이루어지도록 한다.
하지만, 림프홈 주행 동안 엔진(1) 및 모터(3), HSG(5)의 속도가 상승하여 과속 상황이 되면 모터(3)나 HSG(5)에서 발생하는 역기전압이 상승하고, 결국 과도한 역기전압이 인버터(105) 내 파워모듈(105a)이나 오일 펌프 유닛(Oil Pump Unit, 이하 'OPU'라 함) 내 제어기(미도시) 등에 인가되면서 이들 부품의 소손 및 과전압 고장이 발생할 수 있다.
이에 따라, 하이브리드 차량의 림프홈 주행 동안 과속 상황일 때 모터(3)나 HSG(5)에서 발생하는 과도한 역기전압으로부터 파워모듈(105a) 및 OPU 등을 보호할 수 있는 협조 제어 전략이 필요하다.
여기서, OPU 내 제어기는 EOP(107)의 구동을 제어하는 제어기로서, 구동모터(3)의 제어를 위한 모터 제어기(MCU)의 인버터(105) 및 파워모듈(105a)과 마찬가지로, EOP(107)의 펌프 모터 제어를 위한 인버터 및 파워모듈(림프홈 주행시 역기전력이 공급될 수 있음)을 포함한다.
도 2는 림프홈 주행시 엔진 속도에 따른 협조 제어 방법을 설명하기 위한 도면으로, 메인 릴레이(104a,104b)의 오프 상태에서 모터(3) 또는 HSG(5)의 속도가 일정 속도 이상이 되면, 1차적으로 하이브리드 제어기(Hybrid Control Unit, HCU)와 변속 제어기(Transmission Control Unit, TCU)가 기어 상단 변속을 위한 변속 인터벤션(intervention) 협조 제어를 실시하여, 모터 속도 또는 HSG 속도를 낮출 수 있고, 이를 통해 역기전압을 떨어뜨려 인버터(105) 내 파워모듈(105a)을 보호할 수 있다.
그러나, 변속 인터벤션을 위한 협조 제어만으로는 과속 상황에서 역기전압에 의한 파워모듈(IGBT 등)의 손상을 완벽하게 막을 수 없다.
그 이유는, 짧은 시간(예, 2초)이라 하더라도 변속이 수행되는데 시간 지연이 발생하기 때문이며, 그 사이에 모터 속도 또는 HSG 속도가 상승하여 파워모듈의 손상이 발생할 수 있다.
따라서, 기어 상단 변속 후 엔진 속도가 여전히 상승하면 2차적으로 하이브리드 제어기(HCU)와 엔진 제어기(Engine Management System, EMS)가 엔진(1)의 연료 컷(fuel cut)을 위한 협조 제어를 실시하는데, 엔진 클러치(2)의 결합(lock up) 상태에서 연료 컷이 수행되면 엔진 속도와 함께 모터 속도와 HSG 속도가 하강하여 모터(3) 또는 HSG(5)에 의한 역기전압의 과도한 상승을 방지할 수 있다.
하지만, 2차 협조 제어인 연료 컷 제어는 엔진 속도에 대한 상승만을 억제하므로, 만약 엔진 클러치(2)가 해제(open) 상태이면 아무리 연료 컷 상태라 하더라도 모터 속도의 상승을 막을 수 없고, 결국 림프홈 주행을 중단해야 하는 상황에 이르게 된다.
물론, 엔진 클러치(2)의 해제(open) 상태에서는 엔진(1)과 모터(3)가 서로 분리되어 동력 단절 상태가 되기 때문에 엔진(10)에서 모터(2)로 동력이 전달될 수는 없지만, 운전자 의지에 따른 패들 시프트 기어 조작이나 기어 수동 조작으로 하단 변속을 하게 되면, 모터 속도 상승으로 인해 역기전압이 상승하여 오일 펌프 유닛(OPU)의 과전압 고장이 발생하고, 결국 차량 셧다운이 발생할 수 있다.
이에 따라, 본 발명에서는 상기한 문제 상황을 모두 해소할 수 있는 하이브리드 차량의 림프홈 주행 제어 방법을 제시하며, 이를 통해 림프홈 주행을 중단 없이 유지할 수 있도록 함으로써 차량 주행 성능 및 고객 안전의 확보가 가능해지도록 한다.
본 발명에서는 1 단계의 변속 인터벤션 제어 및 2 단계의 연료 컷 제어 이후에도 모터 속도 또는 HSG 속도가 상승하는 것을 방지하기 위해 메인 릴레이 상태 및 엔진 클러치 상태, 모터 속도 또는 HSG 속도를 참조하여 정해진 조건을 만족하면 변속기의(4) 기어 하단 변속을 금지하도록 제어 로직이 설정된다.
도 3은 본 발명에 따른 하이브리드 차량의 림프홈 주행 제어를 수행하는 시스템의 구성도로서, 림프홈 주행 동안 역기전압에 의한 파워모듈(105a)의 소손 방지를 위해 협조 제어를 수행하는 복수 개의 제어기들을 나타내고 있다.
도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 하이브리드 차량의 림프홈 주행 제어 방법은, 상위 제어기인 하이브리드 제어기(이하 'HCU'라 칭함)(111), 변속 제어기(이하 'TCU'라 칭함)(112), 모터 제어기(이하 'MCU' 또는 'GCU'라 칭함)(113), 배터리 제어기(이하 'BMS'라 칭함)(114), 엔진 제어기(이하 'EMS'라 칭함)(115) 등 복수 개의 제어기가 협조 제어하여 수행할 수 있다.
이와 같이 본 발명에 따른 림프홈 주행 제어 방법은 복수 개의 제어기가 협조 제어하여 수행할 수도 있으나, 통합된 하나의 제어요소가 수행할 수도 있으며, 이하의 설명에서는 상기 복수 개의 제어기 또는 상기 통합된 하나의 제어요소를 제어기라 통칭하기로 한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 림프홈 주행 제어 과정을 나타내는 순서도이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 림프홈 주행 제어 적용시 모터 속도 및 역기전력(OPU 전압) 상태를 예시한 도면이다.
림프홈 주행시 메인 릴레이(104a,104b)의 오프 및 엔진 클러치(2)의 해제 상태에서 기어 하단 변속을 수행하면 모터(3)의 속도가 증가하게 되는데, 연료 컷 제어는 엔진(1)의 속도 증가만을 억제할 수 있기 때문에 모터 속도 증가 및 그로 인한 역기전력 상승을 막을 수 없다.
이에 엔진 클러치(2)의 해제 상태에서 기어 하단 변속을 금지한다면 모터 속도의 상승을 근본적으로 방지할 수 있다.
그러나, 무조건적인 기어 하단 변속을 금지하게 되면 저속 상황 또는 정차 상황에서 발진시 엔진 클러치(2)의 슬립이 과도하게 발생할 수 있고, 그로 인해 엔진 클러치의 과열이 발생하면 엔진 클러치를 해제 제어하게 되어 차량 발진이 불가해지는 문제가 발생할 수 있다.
따라서, 엔진 클러치의 과도한 슬립이 발생하지 않으면서 기어 하단 변속시 역기전력 상승으로 인한 OPU 과전압이 발생하지 않는 적정 속도 영역을 선행 시험 및 평가 과정을 통해 선정한다.
이어 적정 속도 영역을 규정하는 기준속도를 선정한 뒤, 메인 릴레이 오프 상태 및 엔진 클러치 해제 상태에서 기어 하단 변속을 금지해야 하는 조건을 제어기에 설정해둔다.
본 발명에서 기어 하단 변속을 금지해야 하는 조건으로는, 메인 릴레이(104a,104b)가 오프 상태인 조건, 엔진 클러치(2)가 해제 상태인 조건, 모터 속도 또는 HSG 속도가 해당 기준속도를 초과하는 조건으로 제어기에 설정될 수 있다.
이에 따라, 본 발명에서는 상기한 3가지 조건을 모두 만족할 경우 제어기가 기어 하단 변속을 금지하는 제어를 수행하며, 이를 통해 종래의 문제점을 개선할 수 있게 된다.
차량이 정상 상황일 때 기어 하단 변속을 금지하면 안 되기 때문에, 상기와 같이 메인 릴레이 오프 상태인 림프 홈 주행일 때에만 기어 하단 변속을 금지한다.
또한, 엔진 클러치가 클로즈(close)인 상황에서 기어 하단 변속을 금지하게 되면 엔진 클러치 슬립 과대 및 과열 현상으로 인한 엔진 클러치 락업(lock-up) 불가(오픈) 및 발진 문제가 있게 되므로, 엔진 클러치의 오픈 상태, 즉 엔진 클러치의 해제 상태에서 기어 하단 변속을 금지한다(엔진 클러치 오픈 상태에서 기어 하단 변속시에만 문제가 됨).
또한, 모터 속도 또는 HSG 속도 조건을 추가한 이유는, 모터 속도 또는 HSG 속도가 저속일 때 변속 기어를 고단으로 유지하게 되면 발진 불가의 문제가 우려되기 때문이며, 이에 강건화 방안으로 본 발명에서는 모터 속도 또는 HSG 속도가 각각의 기준속도를 초과할 경우 기어 하단 변속을 금지한다.
도 4를 참조하면, 먼저 제어기가 정해진 고장 진단 로직을 통해 PE 제어기 등 부품의 고장 상태임을 확인하고, 림프홈 주행을 위해 엔진(1)을 시동한 뒤 메인 릴레이(104a,104b)를 오프시킨다.
이어, 제어기가 메인 릴레이(104a,104b)의 오프 상태를 확인한 뒤, 림프홈 주행 동안 모터 속도 또는 HSG 속도를 미리 정해진 제1 기준속도와 비교하고(S11), 여기서 모터 속도 또는 HSG 속도가 제1 기준속도보다 높게 상승하면 변속기(4)의 기어 상단 변속을 위한 변속 인터벤션 제어를 실시한다(S12).
즉, 좀더 구체적으로는, HCU(111)가 BMS(114)에서 수신된 메인 릴레이(104a,104b)의 상태 정보로부터 메인 릴레이의 오프 상태임을 확인하고, HCU(111)가 MCU(113)에서 수신된 현재의 모터 속도 또는 GCU(Generator Control Unit)에서 수신된 현재의 HSG 속도가 제1 기준속도보다 높은 것으로 판단한 경우, TCU(112)에 변속기(4)의 기어 상단 변속을 요청하고, 이에 HCU(111)와 TCU(112)가 기어 상단 변속을 위한 변속 인터벤션 협조 제어를 실시한다.
결국, 기어 상단 변속을 통해 림프홈 주행 동안 모터(3) 또는 HSG(5)의 속도 상승이 억제될 수 있고, 역기전압의 과도한 상승으로 인한 인버터(105) 내 파워모듈(105a), OPU 등 부품의 소손을 방지할 수 있게 된다.
이후, 제어기는 메인 릴레이 오프 상태에서 엔진 속도가 미리 설정된 제2 기준속도보다 높게 상승하는지를 확인하는데(S13), 만약 엔진 속도가 제2 기준속도보다 높게 상승한 것으로 판단한 경우, 제어기는 연료 컷 제어를 실시한다(S14).
구체적으로는, HCU(111)가 메인 릴레이(104a,104b)의 오프 상태에서 엔진 속도가 제2 기준속도보다 높게 상승한 것으로 판단한 경우, EMS(115)에 엔진 연료 컷을 요청하고, 이에 HCU(111)와 EMS(115)가 연료 컷 협조 제어를 실시한다.
이로써, 엔진 속도의 과도한 상승 및 역기전압 상승, 그로 인한 부품(OPU 등)의 소손을 방지하면서 차량의 림프홈 주행을 유지할 수 있게 된다(차량 셧다운 방지)(S18).
한편, 제어기는 림프홈 주행 동안 메인 릴레이 오프 상태 및 엔진 클러치 해제 상태에서(S15) 모터 속도 또는 HSG 속도를 기어 하단 변속 금지를 위한 기준속도, 즉 미리 설정된 제3 기준속도와 비교한다(S16).
여기서, 모터 속도 또는 HSG 속도가 제3 기준속도보다 낮은 저속 상태이면, 변속기(4)의 기어 하단 변속을 금지하고(S17), 이를 통해 모터 또는 HSG 속도의 과도한 상승 및 역기전압 상승, 그로 인한 부품(OPU 등)의 소손을 방지하면서 림프홈 주행을 유지할 수 있다(차량 셧다운 방지)(S18).
이때, HCU(101)가 BSM(114)에서 수신된 메인 릴레이 상태 정보로부터 메인 릴레이(104a,104b)의 오프 상태임을 확인하고, 동시에 현재 엔진 클러치(2)의 해제 상태임을 확인한 상태에서, 현재 모터 속도 또는 HSG 속도가 제3 기준속도보다 낮은 저속 상태이면, 변속기(4)의 기어 하단 변속을 금지하고, 기어 하단 변속을 실행하지 않도록 TCU(112)에 기어 하단 변속 금지 상태임을 전달한다.
도 5를 참조하면, 모터 속도가 제1 기준속도보다 높아지면('A' 시점) 기어 상단 변속이 실시됨을 볼 수 있고, 이어 엔진 속도가 제2 기준속도보다 높아지면('B' 시점) 연료 컷이 실시됨을 볼 수 있다.
또한, 엔진 클러치의 결합 상태에서는 기어 상단 변속 및 연료 컷이 실시되어 과도한 모터 속도 상승(과속) 및 역기전력(OPU 전압) 상승이 방지하지만, 엔진 클러치의 해제(open) 상태에서는 기어 하단 변속이 금지되어 과도한 모터 속도 상승(과속) 및 역기전력(OPU 전압) 상승이 방지됨을 볼 수 있다.
이상으로 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만, 본 발명의 권리범위가 이에 한정되는 것은 아니며, 다음의 특허청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당 업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 포함된다.
1 : 엔진 2 : 엔진 클러치
3 : 모터 4 : 변속기
5 : HSG 101 : 배터리
101a : 퓨즈 102 : DC 링크 회로
103 : 파워 릴레이 어셈블리(PRA) 104a, 104b : 메인 릴레이
104c : 프리차지 릴레이 104d : 프리차지 저항
105 : 인버터 105a : 파워모듈
106 : 에어컨 컴프레서 107 : 전동식 오일펌프(EOP)
111 : 하이브리드 제어기(HCU) 112 : 변속 제어기(TCU)
113 : 모터 제어기(MCU) 114 : 배터리 제어기(BMS)
115 : 엔진 제어기(EMS) C : 커패시터
S : 스위칭 소자

Claims (6)

  1. 하이브리드 차량에서 제어기가 메인 배터리의 전력을 공급 또는 차단하는 메인 릴레이의 오프 상태, 및 엔진 클러치의 해제 상태를 판단하는 단계;
    상기 메인 릴레이의 오프 상태 및 엔진 클러치의 해제 상태이면, 상기 제어기가 모터 속도를 하단 변속 금지를 위해 설정된 기준속도와 비교하는 단계; 및
    상기 모터 속도가 상기 하단 변속 금지를 위한 기준속도보다 낮은 저속 상태이면, 상기 제어기가 변속기의 기어 하단 변속을 금지하는 단계를 포함하는 하이브리드 차량의 림프홈 주행 제어 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 모터가 차량을 구동하는 구동모터이고,
    상기 변속기가 상기 구동모터의 출력측에 연결된 변속기인 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 림프홈 주행 제어 방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 모터가 엔진에 연결되어 엔진 시동 및 엔진 동력으로 발전을 수행하는 시동발전기이고,
    상기 변속기가 차량을 구동하는 구동모터의 출력측에 연결된 변속기인 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 림프홈 주행 제어 방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어기가 메인 릴레이의 오프 상태, 및 모터 속도가 미리 설정된 제1 기준속도보다 높아진 상태임을 판단하는 단계; 및
    메인 릴레이가 오프 상태이고 모터 속도가 제1 기준속도보다 높아진 상태이면, 상기 제어기가 변속기의 기어 상단 변속을 위한 제어를 실시하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 림프홈 주행 제어 방법.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 변속기의 기어 상단 변속 상태에서, 상기 제어기가 메인 릴레이의 오프 상태, 및 엔진 속도가 미리 설정된 제2 기준속도보다 높아진 상태임을 판단하는 단계; 및
    메인 릴레이가 오프 상태이고 엔진 속도가 제2 기준속도보다 높아진 상태이면, 상기 제어기가 엔진에 대한 연료 컷 제어를 실시하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 림프홈 주행 제어 방법.
  6. 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 제어기에 의해, 차량 내 부품의 고장 상태임을 확인하고 엔진을 시동한 뒤 메인 릴레이를 오프하여 차량의 림프홈 주행이 이루어지는 동안, 상기 각 단계의 림프홈 주행 제어 과정이 실시되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 림프홈 주행 제어 방법.
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