KR20130024387A - 하이브리드 차량에서의 변속기 제어기(ｔｃｕ)의 모드 제어 방법 - Google Patents

하이브리드 차량에서의 변속기 제어기(ｔｃｕ)의 모드 제어 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명에서는 상기 하이브리드 제어기(HCU)에서 요청된 변속 요청 모드 신호, 변속기 제어기(TCU)에서 인식하고 있는 레버 포지션 그리고 타이머 조건을 서로 비교하여 변속기 제어기(TCU)의 내부에서 정의하는 변속 모드를 결정함으로써, 비정상적인 모드 변경을 방지한다.

Description

하이브리드 차량에서의 변속기 제어기(ＴＣＵ)의 모드 제어 방법{Method for controlling Mode of Transmission Control Unit in a Hybrid Electric Vehicle}
본 발명은 하이브리드 차량에서의 변속기 제어기(TCU)의 모드 제어 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 레버 포지션(lever position)의 변경에 따른 변속기 제어기(TCU)의 모드 제어 방법에 관한 것이다.
일반적으로 넓은 의미의 하이브리드 차량은 서로 다른 두 종류 이상의 동력원을 효율적으로 조합하여 주행하는 차량을 일컬으며, 대부분 경우, 연료를 사용하여 구동력을 얻는 엔진과 배터리의 전력으로 구동되는 전기모터에 의해 구동력을 얻은 차량을 의미한다. 이를 하이브리드 전기 차량(Hybrid Electric Vehicle: HEV)이라 부르고 있다.
이러한 하이브리드 차량에는 하이브리드 제어기(Hybrid Control Unit: HCU)가 탑재되어 있고, 또한 하이브리드 차량의 시스템을 구성하는 각 장치별로 제어기를 구비하고 있다.
예컨대, 엔진 작동의 전반을 제어하는 엔진 제어기(Engine Control Unit, 이하 ECU라 약칭함), 구동모터 작동의 전반을 제어하는 모터 제어기(Motor Control Unit: MCU), 변속기를 제어하는 변속기 제어기(Transmission Control Unit: TCU), 배터리 상태를 감시하고 관리하는 배터리 관리 시스템(Battery Management System: BMS), 실내 온도 제어를 담당하는 에어컨 제어기(Full Auto Temperature Controller: FATC) 등이 구비되어 있다.
여기서, 하이브리드 제어기(HCU)는 각 제어기들(ECU, MCU, TCU, BMS, FATC)의 구동 제어 및 하이브리드 운전 모드 설정 및 차량 전반의 제어를 담당하는 최상위 제어기로서, 상기한 각 제어기들(ECU, MCU, TCU, BMS, FATC)이 최상위 제어기인 하이브리드 제어기(HCU)를 중심으로 고속의 CAN 통신라인으로 연결되어, 제어기들 상호 간에 정보를 주고받으면서, 상위 제어기인 하이브리드 제어기(HCU)는 상기한 하위 제어기에 명령을 전달하도록 되어 있다.
한편, 최상위 제어기인 하이브리드 제어기(HCU)는 상기한 하위 제어기들 중 변속기 제어기(TCU)와의 협조 제어를 통해 엔진/모터/발전기를 제어하고 변속 모드에 따른 적절한 토크/속도 제어를 수행하여 변속 모드별로 적절한 동력분배가 이루어지도록 한다. 또한 변속기 제어기(TCU)는 상기 하이브리드 제어기(HCU)로부터의 변속 요청 모드와 자신이 인식하고 있는 현재의 레버 포지션을 고려하여 변속기의 업/다운 변속을 제어한다.
그런데, 하이브리드 제어기(HCU) 자체 고장 및 하이브리드 제어기(HCU)의 통신 문제 등과 같은 하이브리드 제어기(HCU)의 고장시에는 하이브리드 제어기(HCU)가 변속기 제어기(TCU)로 비정상적인 변속 요청 모드를 송출한다.
만일,변속기 제어기(TCU)가 인식하고 있는 레버포지션에 대응하는 변속 모드와 하이브리드 제어기(HCU)로부터 송출된 비정상적인 변속 요청 모드가 일치하지않는 경우, 변속기 제어기(TCU)는 운전자가 원하지 않는 비정상적인 변속 모드로 변속기의 업/다운 변속을 제어하게 된다. 이 경우, 운전자가 원하는 변속 모드로 통제되지 않아, 차량 속도가 급변할 수 있는 등 차량 운전이 불안정해짐은 물론, 사고 발생 위험까지 있게 된다.
따라서, 본 발명의 목적은 하이브리드 제어기(HCU)와 변속기 제어기(TCU) 간이 통신 불량으로 인해 변속기 제어기가 비정상적인 변속 모드로 변경되는 것을 방지하는 하이브리드 차량에서의 변속기 제어기의 모드 제어 방법을 제공하는 데 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 하이브리드 차량에서의 변속기 제어기의 모드 제어 방법은,
본 발명에 의하면, 하이브리드 제어기(HCU)에서 요청된 변속 요청 모드 신호와 변속기 제어기(TCU)에서 인식하고 있는 레버 포지션 및 타이머 조건을 서로 비교하여 변속기 제어기가 변속 모드를 제어함으로써, 하이브리드 제어기(HCU)와 변속기 제어기 간의 통신 불량 등과 같은 문제로 변속기 제어기(TCU)가 비정상적인 모드로 변경되는 것을 방지한다. 이에 따라 운전자가 원하는 변속 모드로 통제되지 않아, 차량 속도가 급변할 수 있는 등 차량 운전이 불안정해짐은 물론, 사고 발생 위험까지 있는 종래의 문제점을 해결할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 하이브리드 차량에서의 변속기 제어기(TCU)의 모드 제어를 위한 하이브리드 차량의 변속 제어 시스템의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 하이브리드 차량에서의 변속기 제어기(TCU)의 모드 제어 방법을 보여주는 순서도이다.
본 발명에서는 하이브리드 차량에 있어, 하이브리드 제어기(HCU)에서 요청된 변속 요청 모드 신호와 변속 레버 유닛에서 요청한 레버 포지션 신호를 함께 고려하여 모드를 제어하는 것으로서, 상기 하이브리드 제어기(HCU)에서 요청된 변속 요청 모드 신호, 변속기 제어기(TCU)에서 인식하고 있는 레버 포지션 그리고 타이머 조건을 서로 비교하여 변속 모드를 제어함으로써, 비정상적인 모드 변경을 방지한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 대해 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 하이브리드 차량에서의 변속기 제어기(TCU)의 모드 제어를 위한 하이브리드 차량의 변속 제어 시스템의 블록도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 하이브리드 차량의 변속 제어 시스템(100)는 하이브리드 제어기(110: HCU), 변속 레버 유닛(120) 및 변속기 제어기(130: TCU)를 포함하여, 상기 변속기 제어기(130: TCU)는 변속 요청모드 검출부(132), 레버 포지션 검출부(134) 및 모드 판별부(136)를 포함한다.
하이브리드 제어기(110: HCU)는 운전자의 주행 요구 및 차량의 상태 정보에 따라 엔진 제어기(Engine Control Unit, 이하 ECU라 약칭함), 구동모터 작동의 전반을 제어하는 모터 제어기(Motor Control Unit: MCU), 변속기를 제어하는 변속기 제어기(Transmission Control Unit: TCU), 배터리 상태를 감시하고 관리하는 배터리 관리 시스템(Battery Management System: BMS)와 같은 하이브리드 전기 차량 내의 각종 제어기들을 통합 관리 및 제어하여, 엔진 및 모터의 출력 토크를 제어하고, 이를 통해 차량의 전반적인 동작을 제어한다. 무엇보다도 본 발명의 일실시예에 따른 하이브리드 제어기(110: HCU)는 주행 변속 모드 정보, 후진 변속 모드 정보 및 중립 변속 모드 정보로 이루어진 변속 요청 모드 정보(또는 신호)를 CAN 통신과 같은 차량 내의 네트워크 통신을 이용하여 상기 변속기 제어기(130: TCU)에 요청하는 구성으로서, 상기 변속 요청 모드 정보는 각 변속 요청 모드 정보 별로 APS 변위 정보, 스로틀 밸브의 변위 정보, 브레이크 페달의 변위 정보를 포함할 수 있다.
변속 레버 유닛(120)은 설정된 신호 테이블을 기초로 복수개의 온/오프 신호의 조합으로서 복수개의 레버 포지션에 관한 레버 포지션 신호를 생성한다. 이러한 변속 레버 유닛(120)은 정상 포지션뿐만 아니라 인접한 정상포지션 사이의 중간 포지션에 관하여도 상기 복수개의 온/오프 신호 조합을 정의한다. 변속 레버 유닛(120)에서 형성된 레버 포지션들의 개수의 배열은 당업자가 임의로 설정할 수 있다. 본 실시예에서는 변속 레버 유닛에 'D', 'R', 'N'의 레버 포지션이 형성된 것으로 가정하여 설명하기로 한다. 'D', 'R', 'N'의 각 레버 포지션 정보(또는 신호)를 생성하는 것은 다양한 방식에 의해 구현될 수 있다. 일례로, 레버가 움직이는 게이트 상에서 레버의 동작 위치에 따라 다른 전압을 발생하는 센서가 설치되어 그 센서값에 따른 레버 포지션 정보를 생성할 수 있다.
변속기 제어기(130: TCU)는 변속 레버 유닛(120)에서 전송되는 레버 포지션 정보에 따라 목표 변속단을 인식하고, 하이브리드 제어기(110: HCU)에서 전송되는 변속 요청 모드 정보에 포함된 현재의 차속, 스로틀 밸브의 변위에 따라 상기 인식한 목표 변속단으로 변속기의 변속 모드를 변경제어한다. 무엇보다도 본 발명의 일실시예에 따른 변속기 제어기(130: TCU)는 CAN 통신과 같은 차량 내의 네트워크 통신으로 불량으로 비정상적인 변속 요청 모드 정보와 비정상적인 레버 포지션 정보를 필터링하여 1차적으로 비정상적인 모드 변경을 방지하고, 상기 변속 요청 모드 정보와 상기 레버 포지션 정보 간에 사전에 설정된 타이머 조건에 따라 모드 변경함으로써, 2차적으로 잘못된 모드 변경을 방지한다.
이를 위해, 변속기 제어기(130: TCU)는 하이브리드 제어기(110: HCU)로부터 요청된 비정상적인 변속 요청 모드 정보를 검출하기 위하여, 사전에 정의된 기준 모드 정보와 상기 하이브리드 제어기(110: HCU)로부터 전송되는 변속 요청 모드 정보를 비교하여 비정상적인 변속 요청 모드 정보를 검출하는 변속 요청 모드 검출부(132)를 구비한다.
또한 변속기 제어기(130: TCU)는 상기 변속 레버 유닛(120)으로부터 전송된 비정상적인 레버 포지션 정보를 검출하기 위하여, 사전에 정의된 기준 레버 포지션 정보와 상기 변속 레버 유닛(120)으로부터 전송된 레버 포지션 정보를 비교하여 비정상적인 레버 포지션 정보를 검출하는 레버 포지션 검출부 구비한다.
또한 변속기 제어기(130: TCU)는 사전에 설정된 타이밍을 카운팅하는 카운터를 갖는 모드 판별부(136)를 더 포함한다. 모드 판별부(136)는 상기 변속 요청 모드 신호에 대응하는 변속 모드와 상기 레버 포지션 신호에 따라 인식된 변속 모드 간의 일치 여부를 판단하고, 판단 결과, 일치하지 않은 경우, 변속 모드를 인식한 시점, 예컨대, 변속 레버 유닛으로부터 레버 포지션 신호를 수신한 시점으로부터 사전에 설정된 시간을 카운팅하여, 상기 카운팅된 시간 이후, 차량의 현재 변속 모드를 상기 레버 포지션 신호에 대응하는 변속 모드로 전환한다. 즉, 일치하지 않는 경우, 상기 사전에 설정된 시간에 도달하기 전에는 이전 변속 모드를 강제로 유지함으로써, 비정상적인 모드 변경을 방지한다.
이하, 도 2를 참조하여 변속기 제어기의 비정상적인 모드 변경을 방지하는 구체적인 과정을 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 하이브리드 차량에서의 변속기 제어기(TCU)의 모드 제어 방법을 보여주는 순서도로서, 설명의 이해를 돕기 이해, 도 1을 함께 참조한다.
도 2를 참조하면, 먼저, TCU(130)가 변속 레버 유닛(120)으로부터 레버 포지션 신호를 수신하고, 수신된 레버포지션 신호에 기초하여 현재의 레버 포지션이 D/R 변속단인지 여부가 판단된다(S212).
인식된 레버 포지션이 D 변속단 또는 R 변속단인 경우, HCU(110)로부터 전송된 변속 요청 모드 정보가 D 또는 R 변속 요청 모드 정보인지를 판단한다(214). 즉, 변속 요청 모드 정보에 대응하는 변속 모드와 레버포지션 신호에 대응하는 변속모드 간의 일치 여부를 판단한다.
만일, HCU(110)로부터 전송된 변속 요청 모드 정보가 D 또는 R 변속 요청 모드 정보로 판단된 경우, 즉, TCU(130)가 인식한 레버 포지션과 상기 HCU(110)에서 요청된 요청 모드 정보가 서로 일치한 경우, TCU(130)에 구비된 변속 요청 모드 검출부를 통해 D 또는 R의 변속 요청 모드 정보의 정상 여부 즉, 유효성을 판단한다(S216).
HCU(110)로부터 요청된 D 또는 R의 변속 요청 모드 정보가 유효한 경우, 요청된 D 또는 R의 변속 요청 모드 정보에 따라 TCU(130)가 내부 모드를 D 또는 R 변속 모드로 전환하여, 해당 요청 모드를 수행한다(S218).
만일, HCU(110)로부터 요청된 D 또는 R의 변속 요청 모드 정보가 유효하지 않은 경우, 즉, 비정상인 경우, TCU는 내부 변속 모드를 D 또는 R 변속 모드로 전환하지 않고, 이전의 변속 모드를 그대로 유지한다(S220). 유사하게, 상기 단계(214)에서, 변속 요청 모드 정보에 대응하는 변속 모드와 레버포지션 신호에 대응하는 변속모드가 서로 일치하지 않은 경우에도 TCU(130)는 내부 변속 모드를 변경하지 않고, 이전의 변속 모드를 그대로 유지한다(S220).
한편, 상기 단계에서(S212), 수신된 레버포지션 신호에 기초하여 현재의 레버 포지션이 D/R 변속단이 아닌 경우, N 변속단인지의 여부가 판별된다(S222).
만일, 상기 수신된 레버포지션 신호에 따라 TCU(130)가 현재 N 변속단으로 인식한 경우, HCU(110)에서 전송되어 요청된 변속 요청 모드 정보가 N 변속 모드에 대응하는 정보인지 판단된다(S224).
HCU(110)에서 요청된 변속 요청 모드 정보가 N 변속 모드에 대응하는 정보인 경우, TCU(130)는 내부 모드를 최종적으로 N 변속 모드로 전환하여 유지한다(S228).
만일, 상기 단계(S224)에서, HCU(110)에서 전송되어 요청된 변속 요청 모드 정보가 N 변속 모드에 대응하는 정보가 아닌 경우, 상기 TCU(130)가 상기 레버포지션 신호에 따라 현재 변속 모드를 N 변속 모드로 인식한 시점으로부터 사전에 설정된 시간만큼 카운팅한다(S230).
상기 사전에 설정된 시간이 경과한 경우, TCU(130)는 내부 변속 모드를 강제로 레버포지션 신호에 대응하는 N 변속 모드로 전환하여 유지한다(S228). 즉, 상기 사전에 설정된 시간이 경과하기 전까지 TCU(130)는 내부 변속 모드를 이전 변속 모드로 유지한다(S232).
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에서는 상기 하이브리드 제어기(HCU)에서 요청된 변속 요청 모드 신호, 변속기 제어기(TCU)에서 인식하고 있는 레버 포지션 그리고 타이머 조건을 서로 비교하여 변속기 제어기(TCU)의 내부에서 정의하는 변속 모드를 결정함으로써, 비정상적인 모드 변경을 방지한다.

Claims (4)

  1. 변속기 제어기(Transmission Control Unit)가 변속기 레어 유닛으로부터 수신한 레버 포지션 신호에 대응하는 변속 모드를 인식하는 제1 단계;
    상기 변속기 제어기가 하이브리드 제어기(Hybrid Control Unit)로부터 변속 요청 모드 신호를 수신하여, 상기 변속 요청 모드 신호에 대응하는 변속 모드와 상기 레버 포지션 신호에 따라 인식한 변속 모드 간의 일치 여부를 판단하는 제2 단계; 및
    판단 결과, 일치하지 않은 경우, 상기 변속기 제어기가 상기 변속 모드를 인식한 시점으로부터 사전에 설정된 시간 이후에 차량의 현재 변속 모드를 상기 레버 포지션 신호에 대응하는 변속 모드로 전환하는 제3 단계;
    를 포함하는 하이브리드 차량에서의 변속기 제어기의 모드 전환 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 레버 포지션 신호에 대응하는 변속 모드가 중립 변속 모드이고, 상기 변속 요청 모드 신호에 대응하는 변속 모드가 상기 중립 변속 모드가 아닌 경우,
    상기 제3 단계에서, 상기 변속기 제어기가 상기 사전에 설정된 시간을 카운팅한 이후에 상기 차량의 현재 변속 모드를 강제로 상기 중립(N) 변속 모드로 전환하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량에서의 변속기 제어기의 모드 전환 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 레버 포지션 신호에 대응하는 변속 모드가 중립 변속 모드이고, 상기 변속 요청 모드 신호에 대응하는 변속 모드가 상기 중립 변속 모드인 경우,
    상기 제3 단계에서, 상기 변속기 제어기가 상기 사전에 설정된 시간을 카운팅하지 않고, 상기 차량의 현재 변속 모드를 강제로 상기 중립(N단) 변속 모드로 전환하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량에서의 변속기 제어기의 모드 전환 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 변속기 제어기가 하이브리드 제어기(Hybrid Control Unit)로부터 수신한 상기 변속 요청 모드 신호를 사전에 정의된 기준 변속 요청 모드 신호와 비교하여, 상기 변속 요청 모드 신호의 유효성을 판단하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량에서의 변속기 제어기의 모드 전환 방법.


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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN105128860A (zh) * 2015-09-11 2015-12-09 浙江吉利汽车研究院有限公司 一种车辆驾驶模式的智能控制方法及***

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