KR20220016331A

KR20220016331A - 하이브리드 차량의 주행 제어 시스템 및 방법

Info

Publication number: KR20220016331A
Application number: KR1020200095153A
Authority: KR
Inventors: 문성욱; 김정은
Original assignee: 현대자동차주식회사; 기아 주식회사
Priority date: 2020-07-30
Filing date: 2020-07-30
Publication date: 2022-02-09

Abstract

본 발명에 따른 하이브리드 차량의 주행 제어 시스템은, 차량의 기어단과 차량의 주행상태 정보에 기반하여, 차량이 후진 주행 중에 시동이 오프된 것으로 판단되면, 차량의 기어단이 중립단으로 변속되도록 하고, 구동모터의 속도가 0이 되도록 제어하는 하이브리드 제어부;를 포함할 수 있다.

Description

하이브리드 차량의 주행 제어 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR CONTROLLING DRIVING OF HYBRID VEHICLE}

본 발명은 하이브리드 차량의 주행 제어 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 상세하게는 후진 기어단이 삭제된 하이브리드 차량에서, 차량의 후진 주행 과정에서 시동이 오프된 경우, 엔진이 역회전을 방지함으로써, 엔진이 소손되는 것을 방지할 수 있는 하이브리드 차량의 주행 제어 시스템 및 방법에 관한 것이다.

하이브리드 차량은 서로 다른 두 종류 이상의 동력원을 효율적으로 조합하여 차량을 구동시키는 것을 의미하나, 대부분의 경우는 연료(가솔린 등 화석연료)를 연소시켜 회전력을 얻는 엔진과 배터리 전력으로 회전력을 얻는 전기모터에 의해 구동하는 차량을 의미한다. 이러한 하이브리드 차량은 엔진뿐만 아니라 전기모터를 보조동력원으로 채택하여 배기가스 저감 및 연비향상을 도모할 수 있는 차량으로, 연비를 개선하고 친환경적인 제품을 개발해야 한다는 시대적 요청에 부응하여 더욱 활발한 연구가 진행되고 있다.

한편, 최근에는 원가 절감 및 연비 향상을 위해 후진 기어를 삭제한 하이브리드 차량 개발이 활발하다. 이러한 하이브리드 차량에서는 모터를 역방향으로 구동하여 후진을 가능하게 하였다.

하지만, 상술한 하이브리드 차량의 경우, 연비 향상 등을 위해 엔진 클러치로 노멀 클로즈 (Normal Close) 타입을 적용하였는데, 이로 인해 후진 주행 시 운전자의 오조작이나 동승자의 조작 등으로 인해 시동이 오프되었을 경우, 엔진 클러치가 자동 접합되고, 그 결과 모터의 역회전에 따른 엔진의 역회전으로 인해 엔진 손상 등의 문제가 발생하였다.

KR 10-2020-0063414

상술한 문제를 해결하기 위해 제안된 본 발명은, 후진 기어가 삭제된 하이브리드 차량에서, 후진 주행 시, 차량이 오프되더라도 엔진이 역회전하는 것을 사전에 방지함으로써 엔진이 손상되는 것을 방지할 수 있는 하이브리드 차량의 주행 제어 시스템 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 하이브리드 차량의 주행 제어 시스템은, 차량의 기어단과 차량의 주행상태 정보에 기반하여, 차량이 후진 주행 중에 시동이 오프된 것으로 판단되면, 차량의 기어단이 중립단으로 변속되도록 하고, 구동모터의 속도가 0이 되도록 제어하는 하이브리드 제어부;를 포함할 수 있다.

차량의 현재 기어단을 판단하고, 하이브리드 제어부의 명령에 따라 기어를 변속시키는 변속 제어부; 하이브리드 제어부의 명령에 따라 구동모터의 속도를 제어하는 모터 제어부; 배터리와 구동모터 사이에 배치되어, 배터리와 구동모터를 연결 또는 해제하는 릴레이를 온 또는 오프시키는 배터리 제어부; 및 엔진 클러치를 접합 또는 해제시키는 엔진 클러치 제어부; 중 하나 이상을 포함할 수 있다.

하이브리드 제어부는,

변속 제어부에서 전달된 정보에 기반하여, 현재 차량이 후진 주행 중인지 판단하고, 차량이 후진 주행 중인 상태에서 차량의 시동이 오프된 것으로 판단되면, 변속 제어부를 통해 차량의 기어단이 중립단으로 변속되도록 할 수 있다.

하이브리드 제어부는,

변속 제어부를 통해 기어단이 중립단으로 변속된 것이 확인되면, 릴레이를 오프시키기 이전에 모터 제어부를 통해 구동모터의 속도가 0이 되도록 할 수 있다.

하이브리드 제어부는,

구동모터의 속도가 0에 근접하게 된 것이 확인되면, 엔진 클러치 제어부를 통해 엔진 클러치가 접합되도록 할 수 있다.

하이브리드 제어부는,

구동모터의 속도가 0에 근접하게 된 것이 확인되면, 배터리 제어부를 통해 릴레이가 오프되도록 할 수 있다.

엔진 클러치는 노멀 클로즈 타입(Normal Close Type)의 엔진 클러치일 수 있다.

하이브리드 차량은 후진 기어단이 삭제된 차량일 수 있다.

본 발명의 다른 목적을 달성하기 위한 하이브리드 차량의 주행 제어 방법은, 차량의 시동이 오프되었는지 판단하는 단계; 차량이 후진 주행이었는지 판단하는 단계; 차량의 기어단이 중립단으로 변속되도록 요청하는 단계; 및 구동모터의 속도가 0이 되도록 제어하는 단계;를 포함할 수 있다.

구동모터의 속도가 0이 되도록 제어하는 단계에서는,

릴레이가 오프되기 이전에 모터 제어부를 통해 구동모터의 속도가 0이 되도록 할 수 있다.

구동모터의 속도가 0이 되도록 제어하는 단계 이후에,

배터리 제어부를 통해 릴레이가 오프되도록 하는 단계;를 더 포함할 수 있다.

구동모터의 속도가 0이 되도록 제어하는 단계 이후에,

엔진 클러치 제어부를 통해 엔진 클러치가 접합되도록 하는 단계;를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따르면, 후진 기어가 삭제된 하이브리드 차량에서 후진 주행 시, 차량의 시동이 오프되더라도 엔진이 역회전하는 것을 사전에 방지함으로써 엔진이 손상되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 릴레이가 소손되는 것을 방지하기 위해 릴레이가 온되어 있는 시간 안에 구동모터의 속도가 0이 되도록 제어함으로써, 릴레이가 온되어 있는 동안 소모되는 전류를 줄일 수 있고, 그 결과 연비를 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 하이브리드 차량의 주행 제어 시스템의 전체적인 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 종래의 하이브리드 차량에서 후진 주행 시 시동이 오프되었을 경우 수행되었던 제어를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 하이브리드 차량의 주행 제어 시스템에서, 후진 주행 시 시동이 오프되었을 경우 수행되는 제어를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 하이브리드 차량의 주행 제어 방법의 흐름을 나타내는 도면이다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 하이브리드 차량의 주행 제어 시스템 및 방법에 대해 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 하이브리드 차량의 주행 제어 시스템의 전체적인 구성을 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 2는 종래의 하이브리드 차량에서 후진 주행 시 시동이 오프되었을 경우 수행되었던 제어를 설명하기 위한 도면이며, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 하이브리드 차량의 주행 제어 시스템에서, 후진 주행 시 시동이 오프되었을 경우 수행되는 제어를 설명하기 위한 도면이다.

본 발명의 세부 설명에 앞서 본 발명이 적용되는 하이브리드 차량에 대해 설명하면, 본 발명이 적용되는 하이브리드 차량은 후진 기어단이 삭제된 차량으로서, 차량의 후진 주행 시, 구동모터를 역방향으로 구동함으로써 후진 주행을 하는 차량이다.

아울러, 본 발명이 적용되는 하이브리드 차량에 포함된 엔진 클러치는 노멀 클로즈 타입(Normal Close Type)의 엔진 클러치일 수 있다.

도 1을 참조하면, 하이브리드 차량의 주행 제어 시스템은 하이브리드 제어부(100)를 포함하고, 변속 제어부(200), 모터 제어부(300), 배터리 제어부(400) 및 엔진 클러치 제어부(500) 중 하나 이상을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 하이브리드 차량의 주행 제어 시스템에서 하이브리드 제어부(100)는 실시예에 따라 HCU(Hybrid Control Unit)일 수 있다. 또한, 변속 제어부(200)는 차량의 현재 기어단을 판단하고, 하이브리드 제어부(100)의 명령에 따라 기어를 변속시킬 수 있으며, 모터 제어부(300)는 하이브리드 제어부(100)의 명령에 따라 구동모터의 속도를 제어할 수 있고, 배터리 제어부(400)는 배터리와 구동모터 사이에 배치되어 배터리와 구동모터를 연결 또는 해제하는 릴레이를 온 또는 오프시킬 수 있다. 아울러, 엔진 클러치 제어부(500)는 엔진 클러치를 접합 또는 해제시킬 수 있다.

구체적으로, 본 발명의 일실시예에 따른 하이브리드 차량의 주행 제어 시스템에서 하이브리드 제어부(100)는 하위 제어부에서 전달된 차량의 기어단과 차량의 주행상태 정보에 기반하여, 차량이 후진 주행 중에 시동이 오프된 것으로 판단되면, 차량의 기어단이 중립단으로 변속되도록 하고, 구동모터의 속도가 0이 되도록 제어할 수 있다.

보다 구체적으로, 하이브리드 제어부(100)는, 변속 제어부(200)로부터 전달된 정보에 기반하여, 현재 차량이 후진 주행인지를 판단할 수 있고, 현재 차량이 후진 주행이라고 판단되며, 차량의 시동이 오프된 것으로 판단되면, 변속 제어부(200)를 통해 차량의 기어단이 중립단으로 변속되도록 할 수 있다. 즉, 하이브리드 제어부(100)는 차량이 후진 주행 중이고, 시동이 오프된 것으로 판단되면, 중립단으로 기어를 변속시키라는 중립단 변속 요청을 변속 제어부(200)로 전달할 수 있다. 여기서, 차량의 시동이 오프되는 것은 운전자의 오조작이나 또는 동승자의 조작 등으로 발생될 수 있다.

나아가, 하이브리드 제어부(100)는, 변속 제어부(200)를 통해 기어단이 중립단으로 변속된 것이 확인되면, 릴레이를 오프시키기 이전에 모터 제어부(300)를 통해 구동모터의 속도가 0이 되도록 할 수 있다.

아울러, 하이브리드 제어부(100)는, 구동모터의 속도가 0에 근접하게 된 것이 확인되면, 엔진 클러치 제어부(500)를 통해 엔진 클러치가 접합되도록 할 수 있다.

더 나아가, 하이브리드 제어부(100)는, 구동모터의 속도가 0에 근접하게 된 것이 확인되면, 배터리 제어부(400)를 통해 릴레이가 오프되도록 할 수 있다.

이하에서는 도 2 및 도 3을 참조하여 종래의 하이브리드 차량의 주행 제어 시스템과 본 발명의 일실시예에 따른 하이브리드 차량의 주행 제어 시스템을 비교하여 설명하기로 한다.

먼저, 종래의 후진 기어단이 삭제된 하이브리드 차량에서는, 후진 주행 중에 운전자의 오조작 등으로 인해 차량의 시동이 오프되는 경우, 구동모터의 역기전력이 발생하여 릴레이가 소손되는 등의 문제가 발생할 수 있는데, 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 차량의 후진 주행 중에 차량의 시동이 오프될 시, 도 2와 같이 릴레이가 온의 상태를 유지하도록 하였다.

다시 말해, 후진 주행 중에 차량의 시동이 오프되는 경우, 릴레이가 온의 상태를 유지하도록 함으로써, 릴레이가 소손되는 문제를 해결할 수는 있었지만, 릴레이가 온되어 있음으로 하여 구동모터 및 차량에 포함된 다른 전장부품들에 소모되는 전류로 인해 전체적인 연비가 감소되는 한계가 있었다.

이와 더불어, 종래에는 후진 주행 중에 차량의 시동이 오프되는 경우, 구동모터는 토크 제어를 하지 않게 되므로 관성으로 역회전하게 되고, 도 2와 같이 엔진 클러치는 일정 시간 후 원래 상태인 노멀 클로즈로 돌아가 구동모터와 연결됨으로써, 엔진에 역회전이 발생하여 엔진이 소손되는 문제가 있었다.

상술한 문제를 해결하기 위해 제안된 본 발명의 일실시예에 따른 하이브리드 차량의 주행 제어 시스템에서, 하이브리드 제어부(100)는 차량이 후진 주행 중에 시동이 오프된 것으로 판단되면, 도 3과 같이 변속 제어부(200)에 기어단을 후진단에서 중립단으로 변경되도록 중립단 변경 요청 신호를 전달하여 기어단이 중립단으로 변속되도록 할 수 있다.

아울러, 하이브리드 제어부(100)는, 기어단이 중립단으로 변속된 것이 확인되면, 릴레이가 종래보다 상대적으로 먼저 오프되도록 하되, 릴레이가 오프되기 이전에 모터 제어부(300)를 통해 구동모터의 속도가 0이 되도록 할 수 있다.

이처럼, 본 발명의 일실시예에 따른 하이브리드 차량의 주행 제어 시스템은, 차량의 후진 주행 중에 시동이 오프된 것으로 판단되면, 종래보다 상대적으로 릴레이가 먼저 오프되도록 함으로써, 릴레이가 불필요하게 오랜 시간 동안 온을 유지하여 발생되는 전류소모를 방지할 수 있고, 이를 통해 전체적인 연비를 향상시킬 수 있다.

더 나아가, 본 발명의 일실시예에 따른 하이브리드 차량의 주행 제어 시스템에서는, 구동모터의 속도가 0에 근접하게 된 것이 확인되면, 엔진 클러치 제어부(500)를 통해 엔진 클러치가 접합되도록 함으로써, 엔진 클러치를 통해 엔진과 구동모터가 접합되더라도 도 3과 같이 엔진이 역회전되는 것을 방지할 수 있으며, 이를 통해 엔진의 역회전으로 인해 엔진이 소손되는 것을 방지할 수 있다.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 하이브리드 차량의 주행 제어 방법의 흐름을 나타내는 도면이다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 하이브리드 차량의 주행 제어 방법은 차량의 시동이 오프되었는지 판단하는 단계, 차량이 후진 주행이었는지 판단하는 단계, 차량의 기어단이 중립단으로 변속되도록 요청하는 단계 및 구동모터의 속도가 0이 되도록 제어하는 단계를 포함할 수 있다.

또한, 구동모터의 속도가 0이 되도록 제어하는 단계 이후에, 배터리 제어부(400)를 통해 릴레이가 오프되도록 하는 단계;를 더 포함할 수 있다.

아울러, 구동모터의 속도가 0이 되도록 제어하는 단계 이후에, 엔진 클러치 제어부(500)를 통해 엔진 클러치가 접합되도록 하는 단계;를 더 포함할 수 있다.

구체적으로, 차량의 시동이 오프되었는지 판단하는 단계에서, 차량의 시동이 오프되었다고 판단되고, 차량이 후진 주행이었는지 판단하는 단계에서, 차량이 후진 주행이었다고 판단되면, 차량의 기어단이 중립단으로 변속되도록 중립단 변경 요청 신호를 전달하여 기어단이 후진 단에서 중립단으로 변속되도록 할 수 있다.

더 나아가, 기어단이 중립단으로 변속된 것이 확인되면, 릴레이가 오프되기 이전에 모터 제어부(300)를 통해 구동모터의 속도가 0이 되도록 할 수 있다. 이때, 구동모터의 속도가 0이 되도록 제어하는 단계에서는, 릴레이가 종래보다 상대적으로 먼저 오프되도록 하되, 릴레이가 오프되기 이전에 모터 제어부(300)를 통해 구동모터의 속도가 0이 되도록 하는 것이 바람직하다.

이처럼, 본 발명의 일실시예에 따른 하이브리드 차량의 주행 제어 방법에 따르면, 차량의 후진 주행 중에 시동이 오프된 것으로 판단되면, 종래보다 상대적으로 릴레이가 먼저 오프되도록 함으로써, 릴레이가 불필요하게 오랜 시간 동안 온을 유지하여 발생하는 전류소모를 방지할 수 있고, 이를 통해 전체적인 연비를 향상시킬 수 있다.

더 나아가, 본 발명의 일실시예에 따른 하이브리드 차량의 주행 제어 방법에 따르면, 구동모터의 속도가 0에 근접하게 된 것이 확인되면, 엔진 클러치 제어부(500)를 통해 엔진 클러치가 접합되도록 함으로써, 엔진 클러치를 통해 엔진과 구동모터가 접합되더라도 엔진이 역회전되는 것을 방지할 수 있으며, 이를 통해 엔진의 역회전으로 인해 엔진이 소손되는 것을 방지할 수 있다.

100: 하이브리드 제어부 200: 변속 제어부
300: 모터 제어부 400: 배터리 제어부
500: 엔진 클러치 제어부

Claims

차량의 기어단과 차량의 주행상태 정보에 기반하여, 차량이 후진 주행 중에 시동이 오프된 것으로 판단되면, 차량의 기어단이 중립단으로 변속되도록 하고, 구동모터의 속도가 0이 되도록 제어하는 하이브리드 제어부;를 포함하는 하이브리드 차량의 주행 제어 시스템.
청구항 1에 있어서,
차량의 현재 기어단을 판단하고, 하이브리드 제어부의 명령에 따라 기어를 변속시키는 변속 제어부;
하이브리드 제어부의 명령에 따라 구동모터의 속도를 제어하는 모터 제어부;
배터리와 구동모터 사이에 배치되어, 배터리와 구동모터를 연결 또는 해제하는 릴레이를 온 또는 오프시키는 배터리 제어부; 및
엔진 클러치를 접합 또는 해제시키는 엔진 클러치 제어부; 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 주행 제어 시스템.
청구항 2에 있어서,
하이브리드 제어부는,
변속 제어부에서 전달된 정보에 기반하여, 현재 차량이 후진 주행 중인지 판단하고, 차량이 후진 주행 중인 상태에서 차량의 시동이 오프된 것으로 판단되면, 변속 제어부를 통해 차량의 기어단이 중립단으로 변속되도록 하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 주행 제어 시스템.
청구항 3에 있어서,
하이브리드 제어부는,
변속 제어부를 통해 기어단이 중립단으로 변속된 것이 확인되면, 릴레이를 오프시키기 이전에 모터 제어부를 통해 구동모터의 속도가 0이 되도록 하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 주행 제어 시스템.
청구항 4에 있어서,
하이브리드 제어부는,
구동모터의 속도가 0에 근접하게 된 것이 확인되면, 엔진 클러치 제어부를 통해 엔진 클러치가 접합되도록 하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 주행 제어 시스템.
청구항 4에 있어서,
하이브리드 제어부는,
구동모터의 속도가 0에 근접하게 된 것이 확인되면, 배터리 제어부를 통해 릴레이가 오프되도록 하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 주행 제어 시스템.
청구항 1에 있어서,
엔진 클러치는 노멀 클로즈 타입(Normal Close Type)의 엔진 클러치인 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 주행 제어 시스템.
청구항 1에 있어서,
하이브리드 차량은 후진 기어단이 삭제된 차량인 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 주행 제어 시스템.
차량의 시동이 오프되었는지 판단하는 단계;
차량이 후진 주행이었는지 판단하는 단계;
차량의 기어단이 중립단으로 변속되도록 요청하는 단계; 및
구동모터의 속도가 0이 되도록 제어하는 단계;를 포함하는 하이브리드 차량의 주행 제어 방법.
청구항 9에 있어서,
구동모터의 속도가 0이 되도록 제어하는 단계에서는,
릴레이가 오프되기 이전에 모터 제어부를 통해 구동모터의 속도가 0이 되도록 하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 주행 제어 방법.
청구항 9에 있어서,
구동모터의 속도가 0이 되도록 제어하는 단계 이후에,
릴레이가 오프되도록 하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 주행 제어 방법.
청구항 9에 있어서,
구동모터의 속도가 0이 되도록 제어하는 단계 이후에,
엔진 클러치 제어부를 통해 엔진 클러치가 접합되도록 하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 주행 제어 방법.