KR20090062702A - 하이브리드 차량의 경사로 주행시 밀림방지 제어 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 하이브리드 차량의 경사로 주행시 밀림방지 제어 방법에 관한 것으로서, 차량이 정지 후 아이들 스톱 상태로 진입하면 즉시 CAS를 작동시키고(CAS On), 이후 경사각 센서의 신호로부터 경사각을 판정하여 경사각에 따라 산출된 작동시간이 경과되면 CAS 작동을 해제(CAS Off)하도록 구성된 하이브리드 차량의 경사로 주행시 밀림방지 제어 방법에 관한 것이다.

이러한 본 발명에 의하면, 종래에는 밀림방지를 위해 경사로에서 차량이 완전히 정지되고 경사각 센서 신호의 안정화가 된 상태에서 경사각을 판정하여 CAS 작동을 개시하였는 바, CAS 작동시까지의 소요 시간이 길면서 후방 밀림이 발생할 수 있었으나, 본 발명에서는 일단 아이들 스톱 진입과 동시에 CAS 작동을 개시하고 이후 판정된 경사각에 따라 CAS 작동시간을 제어하는 방식이므로 종래와 같은 후방 밀림을 효과적으로 방지할 수 있게 된다.

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Description

하이브리드 차량의 경사로 주행시 밀림방지 제어 방법{Control method for preventing backward slipping of hybrid electric vehicles on slope road}

본 발명은 하이브리드 차량의 경사로 주행시 밀림방지 제어 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 경사로(등판로)에서 하이브리드 차량의 주행상태가 아이들 스톱(Idle Stop) 후 재출발시에 차량이 후방으로 밀리는 것을 방지하기 위한 하이브리드 차량의 경사로 주행시 밀림방지 제어 방법에 관한 것이다.

일반적으로 넓은 의미의 하이브리드 차량은 서로 다른 두 종류 이상의 동력원을 효율적으로 조합하여 차량을 구동시키는 것을 의미하나, 대부분의 경우는 연료(가솔린 등 화석연료)의 연소에 의해 회전력을 얻는 엔진(내연기관)과 배터리의 전력으로 회전력을 얻는 전기모터에 의해 구동하는 차량을 의미하며, 이를 하이브리드 전기 차량(Hybrid Electric Vehicle, HEV)이라 부르고 있다.

최근 연비를 개선하고 보다 환경친화적인 제품을 개발해야 한다는 시대적 요청에 부응하여 하이브리드 전기 차량에 대한 연구가 더욱 활발히 진행되고 있다.

주지된 바와 같이, 하이브리드 차량에서는 전기모터의 회전력만을 이용하여 차량을 구동하는 순수 전기자동차 모드인 EV(Electric Vehicle) 모드, 엔진의 회전력만을 이용하는 엔진 모드, 엔진과 전기모터의 회전력을 동시에 이용하는 HEV(Hybrid Electric Vehicle) 모드의 선택 및 전환이 가능하다.

이와 같이 하이브리드 차량에서는 엔진의 기계적 에너지와 배터리의 전기에너지를 함께 사용할 수 있어 에너지를 효율적으로 이용할 수 있다는 장점이 있고, 엔진과 전기모터의 최적 작동영역을 이용하여 차량 연비를 향상시킴은 물론 제동시에는 전기모터로 에너지를 회수하므로 효율적인 에너지의 이용이 가능하다는 장점이 있다.

한편, 하이브리드 차량에서 클러치를 갖는 트랜스미션(Transmission, T/M)은 브레이크 온(On) 시에 엔진과 T/M사이의 클러치가 오픈(Open)되어 있어 동력이 전달되지 않고, 브레이크 오프(Off) 시에는 클러치가 인게이지(Engage)되어 동력을 전달한다.

그런데, 차량이 경사로 주행 중에 정차한 뒤 재출발하는 경우에 있어서 브레이크 오프 후 재출발 시점에 충분한 동력이 휠로 전달되지 않을 때에는 차량이 뒤로 밀리는 현상이 발생한다.

통상의 하이브리드 차량은 연비 향상 및 배기가스 저감을 위해 정차시 엔진을 오프시키는 아이들 스톱(Idle Stop) 기능을 구비하고 있고, 이러한 아이들 스톱 기능은 경사로 주행 중 정차시에도 동작하여, 경사로 주행 중 차량이 정차하면 엔진은 오프된다.

이러한 아이들 스톱 상태에서 운전자 재출발 의지, 즉 브레이크 오프에 의해 차량 출발이 이루어지는데, 이때 엔진 시동 완료 시간과 CVT(무단변속기) 클러치 체결을 위해 엔진 회전수가 상승하기까지 약 1 ~ 2초 정도의 시간이 소요되고, 이 시간 동안 충분한 동력이 휠로 전달되지 않음으로 해서 차량의 후방 밀림이 발생하는 것이다.

상기와 같은 문제를 해결하기 위해, 하이브리드 차량에는 차량 정지 후 출발시에 후방 밀림을 방지하는 밀림방지장치, 즉 CAS(Creeping Aid System)를 구비하고 있으며, 첨부한 도 1은 하이브리드 차량의 CAS 시스템 구성을 나타낸 것이다.

운전자가 브레이크 페달(1)을 밟아 브레이크 페달 스위치의 온(이하, 브레이크 온이라 약칭함) 이후 소정의 작동조건을 만족하면 일정시간 동안 CAS를 온(On) 함으로써, 브레이크 유압을 일정시간 유지되도록 제어하여 차량의 후방 밀림을 방지하게 된다.

여기서, CAS에서는 차량이 주행 중 정지한 뒤 1.5초 후에 경사각 센서의 출력전압으로부터 차량 제어기(Hybrid Control Unit, HCU)(2)가 경사각을 감지하여 ABS 유압 밸브(3)를 작동시키도록 되어 있다.

이때, HCU는 경사각 센서의 출력전압으로부터 경사각을 판정해야 하나 차량 진동으로 인해 주행 중에는 경사각 판정이 불가하여 반드시 차량 정지 뒤 약 1.5초 후에 경사각 판정을 해야 한다.

따라서, 경사로에서 차량 정지 후 짧은 시간 이내에 출발시, 예컨대 운전자 의지로 0.5초 이내에 출발하는 경우, HCU가 짧은 시간 동안 경사각 판정을 하기도 전에 차량 출발이 이루어지면서 밀림 현상이 발생하게 된다.

첨부한 도 2와 도 3은 종래의 CAS 작동조건을 설명하기 위한 도면으로서, 우선 도 2를 참조하면, 브레이크 온(On) 신호 입력 및 아이들 스톱 진입 후, 차속 및 엔진 회전수가 감소하여 차량이 정지하고, 이후 경사각 센서의 출력전압이 안정화되면 경사각을 판정하여 CAS가 작동하게 된다.

여기서, 경사각 센서의 출력전압은 차량 주행 중에는 진동에 의해 크게 흔들리므로, 반드시 차량 정지 후에 입력되는 경사각 센서의 출력전압으로부터 경사각 판정을 한 뒤 CAS를 온(On) 하게 된다.

도 3을 참조하면, 차량의 동작상태에 따른 각종 신호, 즉 차속, 엔진 회전수, 변속 조작신호, 브레이크 조작신호 및 경사각 센서 신호 등을 입력받은 후, 상기 경사각 센서 신호를 이용해 차량의 경사도를 판정하고, 판정된 경사도가 기준치 이상이 되면 CAS 작동조건 만족 여부를 판단한 후, CAS 작동조건을 만족하면 CAS를 작동시킨다.

CAS 작동조건의 일 예로서, 브레이크 온 신호 입력 후 차속 0.2km/h(정차 판단 기준) 미만이고 변속레버(Shift Lever)의 파킹 또는 중립 위치가 아닌 상태에서, 엔진 회전수 10rpm 미만인 조건, 또는 경사도 8°이상 및 경사각 센서 신호 가용 시간(아이들 스톱 진입 시간 > 1.2초)을 만족하는 조건이 되면, HCU는 CAS 동작 가능 모드를 판단하여 CAS 온 요청을 하는 바, 이에 CAS 작동이 이루어진다.

여기서, CAS 동작 가능 모드 판단은 ABS 제어기로부터 전달되는 신호(ABS 제어기가 브레이크 시스템 자체 고장 진단 후 CAS 작동이 가능함을 알리는 신호)로부 터 판단하게 된다.

이와 같이 종래에는 CAS 작동까지 어느 정도의 시간이 소요되므로, 차량 정지 후 짧은 시간 이내에 차량 출발이 이루어지는 경우에는 후방 밀림 발생이 불가피한 문제점이 있게 된다.

또한 경사각 판정이 있은 후에 CAS 작동이 개시되고, CAS 작동이 있기까지의 소요 시간을 줄이기 위해서는 정확한 경사각 판정이 선행되어야 하는 바, 차량 정지 뒤 센서 신호의 노이즈 문제에 대한 대응이 필요하며, 이에 고가의 정밀한 경사각 센서가 필요하다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명한 것으로서, 차량이 정지 후 아이들 스톱 상태로 진입하면 즉시 CAS를 작동시키고(CAS On), 이후 경사각 센서의 신호로부터 경사각을 판정하여 경사각에 따라 산출된 작동시간이 경과되면 CAS 작동을 해제(CAS Off)하도록 구성됨으로써, 종래와 같은 CAS 작동 소요시간에 따른 차량 후방 밀림을 효과적으로 방지할 수 있도록 한 하이브리드 차량의 경사로 주행시 밀림방지 제어 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, 하이브리드 차량의 경사로 주행시 밀림방지 제어 방법에 있어서, 경사로 주행 중 브레이크 온 상태이고 변속레버의 파킹 또는 중립 위치가 아닌 상태에서 차량의 아이들 스톱 진입이 감지되면 아이들 스톱 진입과 동시에 CAS를 작동시키는 단계와; CAS 작동 개시 후 경사각 센서의 신호로부터 경사각을 판정한 뒤 판정된 경사각에 따라 CAS 작동시간을 제어하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 경사로 주행시 밀림방지 제어 방법을 제공한다.

여기서, 상기 판정된 경사각으로부터 "경사각 Vs. CAS 작동시간(CAS On Time)"으로 정의된 맵을 통해 CAS 작동시간을 산출한 뒤, CAS 작동 개시 후 산출된 상기 CAS 작동시간이 경과되면, CAS를 해제하도록 된 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 본 발명의 하이브리드 차량의 경사로 주행시 밀림방지 제어 방법에 의하면, 차량이 정지 후 아이들 스톱 상태로 진입하면 즉시 CAS를 작동시키고(CAS On), 이후 경사각 센서의 신호로부터 경사각을 판정하여 경사각에 따라 산출된 작동시간이 경과되면 CAS 작동을 해제(CAS Off)하도록 구성됨으로써, 다음과 같은 종래의 문제점을 해소할 수 있게 된다.

종래에는 경사로에서 차량이 완전히 정지되고 경사각 센서 신호의 안정화가 된 상태에서 경사각을 판정하여 CAS 작동을 개시하였는 바, CAS 작동시까지의 소요 시간이 길면서 후방 밀림이 발생할 수 있었으나, 본 발명에서는 일단 아이들 스톱 진입과 동시에 CAS 작동을 개시하고, 이후 판정된 경사각에 따라 CAS 작동시간을 제어하는 방식이므로, 종래와 같은 후방 밀림을 효과적으로 방지할 수 있게 된다.

또한 정밀한 고가의 경사각 센서가 불필요함에 따라 상대적으로 가격이 저렴한 경사각 센서의 국산화가 가능하여 원가 절감의 효과가 있게 된다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 하이브리드 차량의 경사로 주행시 밀림방지 제어 방법에 관한 것으로서, 특히 차량의 경사로 후방 밀림방지를 위한 CAS(Creep Aid System) 제어 기 술에 관한 것이며, 차량 주행 중에는 경사각 판정이 불가하므로, 경사각 판정 이전에 아이들 스톱 진입 즉시 CAS를 강제 작동시킨 뒤(CAS On) 경사각 센서의 신호로부터 경사각을 판정하여 경사각별 CAS 온 시간(CAS On Time, 즉 CAS 작동시간)을 맵으로 제어하도록 한 것에 주된 특징이 있는 것이다.

전술한 바와 같이, 차량 주행 중에는 경사각 센서의 출력전압 신호로부터 경사각을 감지하는 것은 불가하며, 이는 주행 중에 차량 진동에 의하여 경사각 센서의 신호가 채터링(Chattering)(흔들림 발생)되기 때문이다.

첨부한 도 4와 도 5는 본 발명에 따른 CAS 작동조건을 설명하기 위한 도면으로서, 도 4에 나타낸 바와 같이, HCU는 차량 주행 중 아이들 스톱 진입을 판단하게 되면 CAS를 강제로 즉시 온(On) 하여 작동시킨다.

즉, 브레이크 온(On) 신호 입력 후 차속 및 엔진 회전수가 감소하고 이후 차량이 정차한 상태에서 아이들 스톱 진입을 판단하게 되면, 아이들 스톱 진입과 동시에 CAS를 즉시 온(On) 하여 작동시키는 것이다.

그리고, CAS를 강제로 온(On) 한 후 경사각 센서의 출력전압 신호에 따라 경사각을 판정한 뒤, 미리 설정된 맵(경사각 Vs. CAS 온 시간)을 통해 판정된 경사각에 따른 CAS 온 시간을 산출하고, 산출된 CAS 온 시간 동안 CAS를 작동시킨다.

도 5를 참조하면, 본 발명의 세부적인 CAS 작동조건이 도시되어 있는데, HCU는 브레이크 온 상태에서 변속레버 위치가 파킹 또는 중립 위치가 아닌 조건, 및 CAS 동작 가능 모드(ABS 제어기의 신호로부터 브레이크 시스템 이상 유무 및 CAS 정상 동작 가능 여부 판정)인 조건을 만족한 상태에서 아이들 스톱 진입을 판단하 게 되면, 즉시 CAS를 작동시키고, 이후 차량 경사각 센서의 신호로부터 경사각을 판정하여 맵으로부터 산출된 CAS 온 시간 동안 CAS를 작동시킨다.

한편, 첨부한 도 6은 CAS의 해제조건을 나타낸 도면으로, 도시된 바와 같이, 산출된 CAS 온 시간에 따라 CAS 작동이 수행되는 동안이라도 CAS 온 시간 이내에서 차량 조건의 변동이 발생하면 CAS 작동을 해제한다(CAS Off).

이러한 CAS 작동 해제조건은 종래와 동일하며, 변속레버가 계속해서 파킹 또는 중립 위치에 있지만 클러치가 인게이지(Engage)되거나 브레이크 오프 입력 후 설정된 최대 지연 시간이 경과되고 경사도에 따른 CAS 해제 지연 시간이 경과되면 CAS 작동을 해제한다.

그 밖에 브레이크 오프 입력 후 변속레버 위치가 파킹 또는 중립 위치로 변경되거나, 경사도 3°이하인 조건에서 CAS 작동을 해제하게 된다.

이와 같이 하여, 본 발명에서는 차량이 경사로에서 정지 후 아이들 스톱 상태로 진입하면 즉시 CAS를 작동시키고(CAS On), 이후 경사각 센서의 신호로부터 경사각을 판정하여 경사각에 따라 산출된 작동시간이 경과되면 CAS 작동을 해제(CAS Off)하게 되며, 이를 통해 경사각 판정 후 CAS 작동함에 따른 종래의 문제점을 해소할 수 있게 된다.

즉, 종래에는 경사로에서 차량이 완전히 정지되고 경사각 센서 신호의 안정화가 된 상태에서 경사각을 판정하여 CAS 작동을 개시하였는 바, CAS 작동시까지의 소요 시간이 길면서 후방 밀림이 발생할 수 있었으나, 본 발명에서는 일단 아이들 스톱 진입과 동시에 CAS 작동을 개시하고 이후 판정된 경사각에 따라 CAS 작동시간 을 제어하는 방식이므로 종래와 같은 후방 밀림을 효과적으로 방지할 수 있게 되는 것이다.

또한 정밀한 고가의 경사각 센서가 불필요함에 따라 상대적으로 가격이 저렴한 경사각 센서의 국산화가 가능하여 원가 절감의 효과가 있게 된다.

도 1은 하이브리드 차량의 CAS 시스템 구성도,

도 2와 도 3은 종래의 CAS 작동조건을 설명하기 위한 도면,

도 4와 도 5는 본 발명에 따른 CAS 작동조건을 설명하기 위한 도면,

도 6은 CAS의 해제조건을 나타낸 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 브레이크 페달 2 : HCU

3 : ABS 유압 밸브

Claims (2)

1. 하이브리드 차량의 경사로 주행시 밀림방지 제어 방법에 있어서,

   경사로 주행 중 브레이크 온 상태이고 변속레버의 파킹 또는 중립 위치가 아닌 상태에서 차량의 아이들 스톱 진입이 감지되면 아이들 스톱 진입과 동시에 CAS를 작동시키는 단계와;

   CAS 작동 개시 후 경사각 센서의 신호로부터 경사각을 판정한 뒤 판정된 경사각에 따라 CAS 작동시간을 제어하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 경사로 주행시 밀림방지 제어 방법.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 판정된 경사각으로부터 "경사각 Vs. CAS 작동시간(CAS On Time)"으로 정의된 맵을 통해 CAS 작동시간을 산출한 뒤, CAS 작동 개시 후 산출된 상기 CAS 작동시간이 경과되면, CAS를 해제하도록 된 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 경사로 주행시 밀림방지 제어 방법.

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