KR101637829B1 - 하이브리드 차량의 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 컨트롤러가 차량의 주행 마일리지가 소정의 기준마일리지 미만인지를 판단하는 마일리지판단단계와; 상기 컨트롤러가 차량이 EV모드로 주행중인지를 확인하는 EV확인단계와; 상기 컨트롤러가 산소센서의 신호를 입력 받아, 산소센서 신호의 절대값이 소정의 제1기준값 이상인지를 판단하는 제1산소센서판단단계와; 상기 마일리지판단단계와 EV확인단계 및 제1산소센서판단단계의 수행결과, 차량의 주행 마일리지가 기준마일리지 미만인 상태이고 차량이 EV모드로 주행중인 상황에서 산소센서 신호의 절대값이 제1기준값 이상이라고 판단되면, 상기 컨트롤러는 엔진이 구동되는 운전모드로 차량의 주행모드를 전환하는 모드전환단계를 포함하여 구성된다.

Description

하이브리드 차량의 제어방법{METHOD FOR CONTROLLING HYBRID VEHICLE}

본 발명은 하이브리드 차량의 제어방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 새로 장착된 촉매컨버터의 보호매트 연소에 따른 산소센서의 오진단을 방지하도록 하는 기술에 관한 것이다.

하이브리드 차량은 기존 가솔린 / 디젤 / LPG 연료를 사용하여 동력을 발생하는 엔진과, 고용량 배터리를 전원 소스로 사용하는 모터를 통해 구동 동력을 발생하는 차량이다.

고용량 대터리의 방전이 발생하거나, 모터를 통한 구동 중 요구 동력에 비해 출력 동력이 부족할 경우, 엔진에 의해 동력을 발생하여 고용량 배터리를 충전하거나 추가 동력을 발생하게 된다.

따라서 하이브리드 차량은 주행 중 엔진만 구동되는 엔진모드, 모터만 구동되는 EV모드 및 엔진과 모터가 함께 구동되는 HEV모드를 반복적으로 사용하게 된다.

이러한 구동 모드의 변화를 통해 연비의 극대화를 추구할 수 있는 것이 하이브리드 차량의 장점이라 할 수 있다.

그렇지만, 이러한 하이브리드 차량의 구동 모드 전환으로 인해 공장에서 차량을 조립하고 최초 시동시, 또는 최초 주행시 문제가 발생하는 경우가 있다.

즉, 엔진 배기계통에 사용되는 촉매컨버터는 신품의 경우 보호매트가 내장되어 있는데, 이 보호매트의 연소에 의해 발생하는 가스에 의해, 엔진 배기계에 장착되어 엔진의 연료 Feed Back 제어에 사용되는 산소센서의 오진단을 발생시키는 문제가 있다.

상기 보호매트는 촉매컨버터가 차량에 장착되기 전의 취급 과정에서 촉매컨버터에 내장된 촉매담체의 파손을 방지하기 위하여 사용되는 것으로서, 일단 차량에 장착된 후에는 엔진의 배기열에 의해 연소되고, 그 연소에 의해 발생된 가스는 엔진 배압에 의해 머플러를 통과한 후 외부로 방출되도록 되어 있다.

상기와 같은 보호매트의 연소에 의해 발생하는 가스는 하이브리드 차량이 아닌 일반적인 엔진 구동 차량의 경우, 공장 조립 후 출고전 주행 시험에 의해 모두 외부로 방출되게 되어 산소센서에 영향을 주지 않는다.

그렇지만, 하이브리드 차량은 공장 주행 시험중 엔진만 회전하는 엔진모드와 모터를 통해 구동하는 EV모드를 반복하게 되고, 엔진모드로 주행을 하여 배기열이 상당 이상 상승한 상황에서 모터로 구동하는 EV모드로 진입하게 되면, 엔진 배압이 없는 상황에서 높은 배기열에 의해 보호매트는 연소를 하여 가스를 방출하게 되고, 이 가스는 산소센서가 설치되어 있는 배기계 내부에 고립되게 되어, 산소가 없는 Rich한 배기가스 분위기를 만들어 엔진이 구동하지 않는 상황에서 산소센서 신호가 변동하게 하고, 나아가 보호매트 연소 가스의 방출량이 많을 경우 산소센서 출력의 한계값을 초과하게 되며, 이때, ECU(ENGINE CONTROL UNIT)는 이를 산소센서 고장으로 오진단하게 되는 것이다.

KR 1020030031769 A

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 하이브리드 차량의 최초 제작에 따라 신품 촉매컨버터가 차량에 장착된 후, 촉매컨터버의 보호매트가 연소되어 발생되는 연소 가스에 의해 산소센서의 오진단이 발생하는 것을 방지하도록 한 하이브리드 차량의 제어방법을 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 하이브리드 차량의 제어방법은, 컨트롤러가 차량의 주행 마일리지가 소정의 기준마일리지 미만인지를 판단하는 마일리지판단단계와;

상기 컨트롤러가 차량이 EV모드로 주행중인지를 확인하는 EV확인단계와;

상기 컨트롤러가 산소센서의 신호를 입력 받아, 산소센서 신호의 절대값이 소정의 제1기준값 이상인지를 판단하는 제1산소센서판단단계와;

상기 마일리지판단단계와 EV확인단계 및 제1산소센서판단단계의 수행결과, 차량의 주행 마일리지가 기준마일리지 미만인 상태이고 차량이 EV모드로 주행중인 상황에서 산소센서 신호의 절대값이 제1기준값 이상이라고 판단되면, 상기 컨트롤러는 엔진이 구동되는 운전모드로 차량의 주행모드를 전환하는 모드전환단계를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

상기 컨트롤러는 상기 모드전환단계가 개시된 후, 상기 산소센서 신호의 절대값이 소정의 제2기준값 이내인 상태가 소정의 기준시간 이상 지속되는지 판단하는 제2산소센서판단단계를 수행하고;

상기 제2산소센서판단단계 수행결과, 산소센서 신호의 절대값이 상기 제2기준값 이내인 상태가 기준시간 이상 지속되는 경우, 상기 컨트롤러는 차량의 주행모드를 EV모드로 전환하는 모드복원단계를 더 수행하도록 할 수 있다.

상기 컨트롤러는 상기 모드전환단계가 개시된 후, 상기 마일리지판단단계를 반복적으로 수행하여, 차량의 주행 마일리지가 상기 기준마일리지 이상이 되면, 상기 모드전환단계에 의해 강제적으로 전환된 운전모드를 종료하고, 통상적인 제어로 전환하는 탈출단계를 더 수행하도록 할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 하이브리드 차량의 제어방법은,

컨트롤러가 입력받은 산소센서 신호의 절대값이 소정의 제1기준값 이상인 경우, 그 원인이 차량에 장착된 촉매컨버터의 보호매트 연소에 의한 것인지 판단하고, 보호매트의 연소에 의한 것이라고 판단되면, 차량의 주행모드를 엔진이 구동되는 주행모드로 전환하는 것을 특징으로 한다.

상기 컨트롤러는 상기 판단에 의해 엔진이 구동되는 주행모드로 전환한 후, 산소센서 신호의 절대값이 소정의 제2기준값 이내인 상태가 안정적으로 유지되면, 차량의 주행모드를 엔진은 구동하지 않는 EV모드로 복원시키도록 할 수 있다.

상기 컨트롤러는 상기 산소센서 신호의 절대값이 제2기준값 이내인 상태가 소정의 기준시간 이상 지속되면, 산소센서 신호의 절대값이 소정의 제2기준값 이내인 상태가 안정적인 것으로 판단하도록 할 수 있다.

상기 컨트롤러는 엔진이 구동되는 주행모드로 차량의 주행모드를 전환한 후, 차량의 주행 마일리지가 상기 기준마일리지 이상이되면, 현재까지의 제어를 종료하고 통상의 하이브리드 차량 제어로 전환하도록 할 수 있다.

차량의 마일리지가 소정의 기준마일리지 이내이고, 차량이 EV모드 주행 상황인 경우에, 상기 컨트롤러는 상기 산소센서 신호의 절대값이 제1기준값 이상인 원인이 차량에 장착된 촉매컨버터의 보호매트 연소에 의한 것으로 판단하도록 할 수 있다.

본 발명은 하이브리드 차량의 최초 제작에 따라 신품 촉매컨버터가 차량에 장착된 후, 차량의 주행에 의해 촉매컨터버의 보호매트가 연소되어 발생되는 연소 가스가 산소센서의 오진단을 유발할 수 있는 상황에서, 강제적으로 엔진이 구동될 수 있도록 차량의 주행모드를 전환함으로써, 엔진의 배기압으로 상기 연소가스를 배출시킴에 따라 산소센서의 오진단을 방지할 수 있도록 한다.

도 1은 본 발명이 적용되는 하이브리드 차량의 개념도,
도 2는 본 발명에 따른 하이브리드 차량의 제어방법의 실시예를 도시한 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 발명이 적용되는 하이브리드 차량은 엔진(E)과 모터(M)를 구비하고 있으며, 컨트롤러(C)가 상기 엔진과 모터를 제어하여 차량을 엔진모드, EV모드 및 HEV모드로 전환하도록 할 수 있으며, 엔진의 배기계에는 촉매컨버터(1)가 설치되어 있고, 상기 촉매컨터버 내부에는 촉매담체(3)를 보호하는 보호매트(5)가 구비되어 있다.

참고로, 상기 컨트롤러(C)는 포괄적인 의미로 사용된 것으로서, 실제로는 엔진을 제어하는 ECU(Engine Control Unit)와, 모터를 제어하는 MCU(Motor Control Unit) 및 이들 하이브리드 차량의 주행상황에 따라 ECU와 MCU에 명령을 제공하는 HCU(HYBRID CONTROL UNIT)을 모두 포함한 개념으로 사용될 수 있다.

또는, 상기 컨트롤러(C)는 상기 ECU만을 의미할 수 있는 바, 이런 경우 상기 컨트롤러가 차량의 주행모드를 전환하도록 한다는 것은 HCU나 MCU 등과 같은 다른 컨트롤러들에게 협조제어를 요청하여 처리하도록 하는 것을 의미한다.

한편, 도 1에는 산소센서(7)가 촉매컨버터(1)의 하류에 1개가 설치된 것을 예시하고 있으나, 실질적으로는 촉매컨버터의 상류와 하류에 모두 설치되는 경우도 있으며, 개념적으로 산소센서가 설치된다는 것을 한정할 뿐, 배기계 내에서 산소센서의 설치위치나 개수가 도 1과 같은 예로 제한되어 본 발명이 해석되어서는 안된다.

도 2는 본 발명에 따른 하이브리드 차량의 제어방법의 실시예를 도시한 순서도로서, 컨트롤러(C)가 차량의 주행 마일리지가 소정의 기준마일리지 미만인지를 판단하는 마일리지판단단계(S10)와; 상기 컨트롤러가 차량이 EV모드로 주행중인지를 확인하는 EV확인단계(S20)와; 상기 컨트롤러(C)가 산소센서(7)의 신호를 입력받아, 산소센서 신호의 절대값이 소정의 제1기준값 이상인지를 판단하는 제1산소센서판단단계(S30)와; 상기 마일리지판단단계와 EV확인단계 및 제1산소센서판단단계의 수행결과, 차량의 주행 마일리지가 기준마일리지 미만인 상태이고 차량이 EV모드로 주행중인 상황에서 산소센서 신호의 절대값이 제1기준값 이상이라고 판단되면, 상기 컨트롤러는 엔진이 구동되는 운전모드로 차량의 주행모드를 전환하는 모드전환단계(S40)를 포함하여 구성된다.

즉, 본 발명은 컨트롤러가 입력받은 산소센서 신호의 절대값이 소정의 제1기준값 이상인 경우, 그 원인이 차량에 장착된 촉매컨버터의 보호매트 연소에 의한 것인지 판단하고, 보호매트의 연소에 의한 것이라고 판단되면, 차량의 주행모드를 엔진이 구동되는 주행모드로 전환하여, 보호매트의 연소가스가 엔진의 배기압에 의해 배기관 외부로 배출될 수 있도록 함으로써, 산소센서가 정상적인 신호를 출력할 수 있는 배기관의 환경을 강제적으로 조성하여, 산소센서의 오진단을 방지할 수 있도록 하는 것이다.

여기서, 상기 컨트롤러는 차량의 마일리지가 소정의 기준마일리지 이내이고, 차량이 EV모드 주행 상황인 경우에, 상기 컨트롤러는 상기 산소센서 신호의 절대값이 제1기준값 이상인 원인이 차량에 장착된 촉매컨버터의 보호매트 연소에 의한 것으로 판단하는 것이다.

따라서, 상기 기준마일리지는 차량에 신품 촉매컨버터가 장착된 후, 차량이 주행하면서 엔진의 작동에 의해 보호매트가 충분히 연소되어, 보호매트의 연소가스가 산소센서의 출력신호에 더이상 영향을 주지 않을 정도의 주행 마일리지 값으로 설정되는 것으로서, 다수의 실험 및 해석에 의해 결정되어 상기 컨트롤러가 참조할 수 있도록 미리 저장장치 등에 입력되는 것이다.

또한, 상기 산소센서 신호를 비교하기 위한 제1기준값은, 엔진의 정상적인 작동상태에서 아무리 배기가스가 농후하더라도 정상적인 산소센서에서는 통상적으로 출력되지 않는 과도한 값으로서, 다수의 실험 및 해석에 의해 보호매트 연소가스에 의한 과도한 출력임을 나타낼 수 있는 값으로 설정되어 미리 저장장치 등에 입력되는 것이다.

한편, 상기 엔진이 구동되는 운전모드란, 엔진모드 또는 하이브리드 모드가 될 수 있을 것이다. 즉 상기 모드전환단계의 목적은 엔진을 구동하여 엔진 배기압에 의해 배기계에 잔존하는 보호매트 연소가스를 배출하도록 하기 위한 것이므로, 엔진이 작동되는 모드이면, 엔진만 구동되는 엔진모드이든 모터가 함께 구동되는 HEV모드이건 가능한 것이다.

그러나, 보다 바람직하게는 엔진이 충분한 배기압을 형성할 수 있도록 하기 위해, 상기 모드전환단계에서는 엔진만 작동하는 엔진모드로 전환하는 것이 더 바람직할 것이다.

상기 컨트롤러(C)는 상기 모드전환단계(S40)가 개시된 후, 상기 산소센서 신호의 절대값이 소정의 제2기준값 이내인 상태가 소정의 기준시간 이상 지속되는지 판단하는 제2산소센서판단단계(S50)를 수행한다.

상기 제2산소센서판단단계 수행결과, 산소센서 신호의 절대값이 상기 제2기준값 이내인 상태가 기준시간 이상 지속되는 경우, 상기 컨트롤러는 차량의 주행모드를 EV모드로 전환하는 모드복원단계(S60)를 수행한다.

즉, 상기 컨트롤러는 상기 모드전환단계(S40)에 의해 엔진이 구동되는 주행모드로 전환한 후, 산소센서 신호의 절대값이 소정의 제2기준값 이내인 상태가 안정적으로 유지되면, 차량의 주행모드를 엔진은 구동하지 않는 원래의 EV모드로 복원시키는 것이다.

따라서, 상기 제2기준값은 산소센서의 신호가 정상적인 범위 내에서 출력되고 있음을 가늠할 수 있는 수준으로 설정되는 것이 바람직하며, 다수의 실험 및 해석에 의해 미리 결정되어 저장장치 등에 입력되는 것이다.

또한, 상기 기준시간도, 그 취지에 맞게, 산소센서 신호의 절대값이 상기 제2기준값 이내에서 지속적으로 유지되는 시간이 충분히 길어서, 보호매트 연소가스가 배기관 내에 더이상 영향을 주지 않는 것으로 확신할 수 있다고 판단할 수 있는 시간으로 설정되어야 하며, 역시 다수의 실험 및 해석에 의해 결정될 수 있을 것이다.

상기 컨트롤러는 상기 모드전환단계(S40)가 개시된 후, 상기 마일리지판단단계(S10)를 반복적으로 수행하여, 차량의 주행 마일리지가 상기 기준마일리지 이상이 되면, 상기 모드전환단계에 의해 강제적으로 전환된 운전모드를 종료하고, 통상적인 제어로 전환하는 탈출단계(S70)를 수행한다.

즉, 상기 컨트롤러는 엔진이 구동되는 주행모드로 차량의 주행모드를 전환한 후, 차량의 주행 마일리지가 상기 기준마일리지 이상이 되면, 현재까지의 제어를 종료하고 통상의 하이브리드 차량 제어로 전환하는 것이다.

1; 촉매컨버터
3; 촉매담체
5; 보호매트
7; 산소센서
E; 엔진
M; 모터
C; 컨트롤러
S10; 마일리지판단단계
S20; EV확인단계
S30; 제1산소센서판단단계
S40; 모드전환단계
S50; 제2산소센서판단단계
S60; 모드복원단계
S70; 탈출단계

Claims (8)

1. 컨트롤러가 차량의 주행 마일리지가 소정의 기준마일리지 미만인지를 판단하는 마일리지판단단계와;
   상기 컨트롤러가 차량이 EV모드로 주행중인지를 확인하는 EV확인단계와;
   상기 컨트롤러가 산소센서의 신호를 입력 받아, 산소센서 신호의 절대값이 소정의 제1기준값 이상인지를 판단하는 제1산소센서판단단계와;
   상기 마일리지판단단계와 EV확인단계 및 제1산소센서판단단계의 수행결과, 차량의 주행 마일리지가 기준마일리지 미만인 상태이고 차량이 EV모드로 주행중인 상황에서 산소센서 신호의 절대값이 제1기준값 이상이라고 판단되면, 상기 컨트롤러는 엔진이 구동되는 운전모드로 차량의 주행모드를 전환하는 모드전환단계;
   를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 제어방법.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 컨트롤러는 상기 모드전환단계가 개시된 후, 상기 산소센서 신호의 절대값이 소정의 제2기준값 이내인 상태가 소정의 기준시간 이상 지속되는지 판단하는 제2산소센서판단단계를 수행하고;
   상기 제2산소센서판단단계 수행결과, 산소센서 신호의 절대값이 상기 제2기준값 이내인 상태가 기준시간 이상 지속되는 경우, 상기 컨트롤러는 차량의 주행모드를 EV모드로 전환하는 모드복원단계;
   를 더 수행하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 제어방법.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 컨트롤러는 상기 모드전환단계가 개시된 후, 상기 마일리지판단단계를 반복적으로 수행하여, 차량의 주행 마일리지가 상기 기준마일리지 이상이 되면, 상기 모드전환단계에 의해 강제적으로 전환된 운전모드를 종료하고, 통상적인 제어로 전환하는 탈출단계를 더 수행하는 것
   을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 제어방법.
4. 컨트롤러가 입력받은 산소센서 신호의 절대값이 소정의 제1기준값 이상인 경우, 그 원인이 차량에 장착된 촉매컨버터의 보호매트 연소에 의한 것인지 판단하고, 보호매트의 연소에 의한 것이라고 판단되면, 차량의 주행모드를 엔진이 구동되는 주행모드로 전환하는 것
   을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 제어방법.
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 컨트롤러는 상기 판단에 의해 엔진이 구동되는 주행모드로 전환한 후, 산소센서 신호의 절대값이 소정의 제2기준값 이내인 상태가 안정적으로 유지되면, 차량의 주행모드를 엔진은 구동하지 않는 EV모드로 복원시키는 것
   을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 제어방법.
6. 청구항 5에 있어서,
   상기 컨트롤러는 상기 산소센서 신호의 절대값이 제2기준값 이내인 상태가 소정의 기준시간 이상 지속되면, 산소센서 신호의 절대값이 소정의 제2기준값 이내인 상태가 안정적인 것으로 판단하는 것
   을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 제어방법.
7. 청구항 4에 있어서,
   상기 컨트롤러는 엔진이 구동되는 주행모드로 차량의 주행모드를 전환한 후, 차량의 주행 마일리지가 기준마일리지 이상이되면, 현재까지의 제어를 종료하고 통상의 하이브리드 차량 제어로 전환하는 것
   을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 제어방법.
8. 청구항 4에 있어서,
   차량의 마일리지가 소정의 기준마일리지 이내이고, 차량이 EV모드 주행 상황인 경우에, 상기 컨트롤러는 상기 산소센서 신호의 절대값이 제1기준값 이상인 원인이 차량에 장착된 촉매컨버터의 보호매트 연소에 의한 것으로 판단하는 것
   을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 제어방법.
   
   
   

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