KR20200133105A - 하이브리드 차량의 비상 운전 방법 - Google Patents

하이브리드 차량의 비상 운전 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20200133105A
KR20200133105A KR1020190057782A KR20190057782A KR20200133105A KR 20200133105 A KR20200133105 A KR 20200133105A KR 1020190057782 A KR1020190057782 A KR 1020190057782A KR 20190057782 A KR20190057782 A KR 20190057782A KR 20200133105 A KR20200133105 A KR 20200133105A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
vehicle
voltage
engine
motor
failure
Prior art date
Application number
KR1020190057782A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102644574B1 (ko
Inventor
노정원
최성원
김태진
Original Assignee
현대자동차주식회사
기아자동차주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 현대자동차주식회사, 기아자동차주식회사 filed Critical 현대자동차주식회사
Priority to KR1020190057782A priority Critical patent/KR102644574B1/ko
Publication of KR20200133105A publication Critical patent/KR20200133105A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102644574B1 publication Critical patent/KR102644574B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W20/00—Control systems specially adapted for hybrid vehicles
    • B60W20/50—Control strategies for responding to system failures, e.g. for fault diagnosis, failsafe operation or limp mode
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L1/00—Supplying electric power to auxiliary equipment of vehicles
    • B60L1/003—Supplying electric power to auxiliary equipment of vehicles to auxiliary motors, e.g. for pumps, compressors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/0023—Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train
    • B60L3/0046—Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train relating to electric energy storage systems, e.g. batteries or capacitors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/02—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of driveline clutches
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/04—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units
    • B60W10/06—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units including control of combustion engines
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/04—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units
    • B60W10/08—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of propulsion units including control of electric propulsion units, e.g. motors or generators
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
    • B60W10/30—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of auxiliary equipment, e.g. air-conditioning compressors or oil pumps
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W40/00—Estimation or calculation of non-directly measurable driving parameters for road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub unit, e.g. by using mathematical models
    • B60W40/10—Estimation or calculation of non-directly measurable driving parameters for road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub unit, e.g. by using mathematical models related to vehicle motion
    • B60W40/105—Speed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W50/00—Details of control systems for road vehicle drive control not related to the control of a particular sub-unit, e.g. process diagnostic or vehicle driver interfaces
    • B60W50/02—Ensuring safety in case of control system failures, e.g. by diagnosing, circumventing or fixing failures
    • B60W50/0205—Diagnosing or detecting failures; Failure detection models
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40—Drive Train control parameters
    • B60L2240/54—Drive Train control parameters related to batteries
    • B60L2240/547—Voltage
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W50/00—Details of control systems for road vehicle drive control not related to the control of a particular sub-unit, e.g. process diagnostic or vehicle driver interfaces
    • B60W50/02—Ensuring safety in case of control system failures, e.g. by diagnosing, circumventing or fixing failures
    • B60W50/0205—Diagnosing or detecting failures; Failure detection models
    • B60W2050/021—Means for detecting failure or malfunction
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2520/00—Input parameters relating to overall vehicle dynamics
    • B60W2520/10—Longitudinal speed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2710/00—Output or target parameters relating to a particular sub-units
    • B60W2710/02—Clutches
    • B60W2710/025—Clutch slip, i.e. difference between input and output speeds
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2200/00—Type of vehicle
    • B60Y2200/90—Vehicles comprising electric prime movers
    • B60Y2200/92—Hybrid vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2306/00—Other features of vehicle sub-units
    • B60Y2306/15—Failure diagnostics
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/62—Hybrid vehicles
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/72—Electric energy management in electromobility

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

본 발명은 하이브리드 차량의 비상 운전 방법에 관한 것으로서, 하이브리드 차량의 비상 운전 방법을 제공하는데 주된 목적이 있는 것이다. 상기한 목적을 달성하기 위해, 배터리 전압과 인버터 캡 전압 정보가 취득되는 단계; 상기 취득되는 배터리 전압과 인버터 캡 전압을 이용하여 배터리와 인버터 사이를 연결하는 DC 링크 회로의 고장을 진단하는 단계; 상기 DC 링크 회로의 고장 상태이면 인버터에 대한 PWM 출력을 오프하는 단계; 엔진 시동 후 엔진 동력으로 모터를 회전시켜 상기 모터에서 역기전력이 생성되도록 하는 단계; 및 상기 생성되는 역기전력에 의해 전동식 오일펌프가 구동되도록 하여 차량의 림프홈 주행이 이루어지도록 하는 단계를 포함하는 하이브리드 차량의 비상 운전 방법이 개시된다.

Description

하이브리드 차량의 비상 운전 방법{Method for emergency driving of hybrid electric vehicle}
본 발명은 하이브리드 차량의 비상 운전 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 고전압 부품 고장시 차량이 셧다운되는 문제를 해결할 수 있는 하이브리드 차량의 비상 운전 방법에 관한 것이다.
하이브리드 차량(Hybrid Electric Vehicle, HEV/PHEV)은 전기모터로 주행하는 넓은 범위의 전기 차량으로서, 차량 구동원으로서 엔진과 모터를 이용하여 주행하는 차량이다.
하이브리드 차량의 통상적인 파워트레인 형태는 엔진과 모터 사이에 엔진 클러치를 가지는 타입으로, 도 1은 하이브리드 차량의 시스템 구성을 예시한 도면이다.
도시된 바와 같이, 엔진(1)과 모터(3)를 엔진 클러치(2)를 통해 연결하고 모터 출력 측에 변속기(4)를 연결한 TMED(Transmission Mounted Electric Device) 타입의 하이브리드 시스템이 알려져 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 배터리(101)에 충, 방전 가능하게 연결된다.
인버터(105)는 모터 구동시 배터리(101)로부터 공급되는 직류(DC) 전류를 교류(AC)로 변환하여 전력케이블을 통해 모터(3)에 인가하고, 회생제동시에는 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.
파워 릴레이 어셈블리(103)는 배터리(101)와 인버터(105) 사이를 연결하고 있는 DC 링크 회로(102)의 (+) 파워 라인과 (-) 파워 라인을 개폐하는 복수의 고전압 릴레이(104a,104b)들을 포함하고, 각 고전압 릴레이(104a,104b)는 배터리 제어기(Battery Management System, BMS)에 의해 온/오프 제어된다.
보다 구체적으로는, 파워 릴레이 어셈블리(103)는 두 개의 고전압 메인 릴레이, 즉 (+) 파워 라인의 메인 릴레이(104a)와 (-) 파워 라인의 메인 릴레이(104b), 그리고 상기 (+) 파워 라인의 메인 릴레이(104a)를 우회하는 회로에 설치된 프리차지 릴레이(104c)와 프리차지 저항(104d)을 포함하여 구성된다.
또한, 고전압 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, EOP)(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.
하이브리드 차량에서 제어기 고장이나 배터리 고장 등이 발생하면, DC 링크 회로(102)에 연결된 고전압 부품(106,107)들이 전력을 공급받지 못할 수 있다.
이하의 설명에서 고전압 릴레이는 메인 릴레이(104a,104b)를 의미하고, 아울러 이하의 설명에서 배터리 고장은 배터리 과온 고장을 포함하여 넓은 의미에서 고전압 릴레이(104a,104b)의 오프 상태 고장, 퓨즈(101a) 단선, VPD(Voltage Protection Device)(미도시) 오작동 등을 포함하는 것이다.
이러한 배터리 고장 상태에서는 배터리(101) 전력을 사용할 수 없으므로 전동식 오일펌프(EOP)(107)를 배터리 전력으로는 구동시킬 수 없는 상태이지만, 차량의 림프홈 주행을 위해서는 전동식 오일펌프(107)를 다른 전력으로 구동시켜야 한다.
전동식 오일펌프(107)가 구동하지 않을 경우 변속기(4)에 오일이 공급될 수 없으므로 차량 셧다운(shutdown) 상태가 되어 차량 운행이 즉시 중지된다.
따라서, 전동식 오일펌프(107)가 배터리 전력을 공급받지 못하는 조건이라 하더라도, 전동식 오일펌프를 구동시킬 수 있고 차량이 림프홈 주행을 할 수 있도록 하기 위한 방안이 마련되어 있어야 한다.
종래의 하이브리드 차량에서는 유압 계통에서의 유압 생성을 위해 저전압 전동식 오일펌프(EOP)와 함께 엔진 동력으로 구동하는 기계식 오일펌프(Mechanical Oil Pump, MOP)를 별도로 구비하였다.
이 경우, 전동식 오일펌프(EOP)의 작동이 불가하더라도 기계식 오일펌프(MOP)를 이용하여 유압을 생성 및 공급할 수 있으므로 차량의 림프홈 주행이 가능하다.
그러나, 최근의 TMED 하이브리드 시스템에서는 고전압 전동식 오일펌프(EOP)(107) 및 펌프 제어기로 이루어진 오일펌프 유닛(Oil Pump Unit, OPU)만이 구비되기 때문에, 오일펌프(EOP)의 고장이 발생하거나 작동이 불가하게 되면, 유압 계통에서의 유압 생성이 불가하고, 변속기(4)에서 유압을 공급받지 못하여 차량 구동이 불가해진다.
따라서, 배터리 고장 발생시에도 전동식 오일펌프(EOP)(107)에 전력을 공급할 수 있는 기술이 필요하다.
고전압 회로 계통에서 부품의 고장이나 품질문제, 예를 들어 파워 릴레이 어셈블리(PRA)의 열화(메인 릴레이 오프 상태 고장)나 퓨즈 단선, VPD 오작동 등으로 인해 고전압 오일펌프 유닛(OPU)이 배터리로부터 전력을 공급받지 못하게 되면, 전압 부족으로 인해 오일펌프의 성능이 저하되어서 필요로 하는 유압을 생성하지 못하게 된다.
따라서, 메인 릴레이 오프 상태 고장, 퓨즈 단선, VPD 오작동 등으로 인해 차량 주행이 불가(고장 발생시 차량 즉시 셧다운)한 상황에서 차량의 림프홈 주행을 가능하게 하여 주행성능 및 고객 안전을 최대한 확보할 수 있는 방안이 요구되고 있다.
종래 기술에 따르면, 배터리 제어기(BMS)가 정해진 진단 과정을 통해 고장 상태를 인지할 수 있는 배터리 고장, 예를 들어 배터리 과온 고장의 경우, 배터리 제어기 등의 협조 제어하에 차량의 림프홈 주행이 가능하다.
그러나, 종래 기술에 따르면, 배터리 고장 중에서도 메인 릴레이 오프 상태 고장이나 퓨즈 단선, VPD 오작동 등의 고장은 배터리 제어기(BMS)가 고장 상태를 인지하지 못하므로 협조 제어가 불가하다.
결국, 협조 제어 불가시, 고전압 경로인 DC 링크 회로(102)가 오픈된 상태로 전동식 오일펌프(EOP)의 작동전압이 충분히 공급되지 못하여 차량의 림프홈 주행이 불가하고, 차량이 즉시 셧다운될 수밖에 없다.
도 2는 배터리 고장시 협조 제어를 통해 하이브리드 차량의 림프홈 주행이 가능하도록 하는 예를 나타낸 것으로, 배터리 고장시 배터리 제어기(BMS)가 고장 상태를 인지한 경우를 나타낸 것이다.
도 2에는 전동식 오일펌프(이하 'EOP'라 칭함)(107)를 구동시킬 수 있는 최소 작동전압이 기재되어 있고, 배터리 고장(배터리 과온 고장 등) 발생 시점에서 EOP 작동을 위해 엔진 시동 후 엔진회전수(RPM)를 상승시키고 있음을 보여주고 있다.
차량에서 배터리 과온 고장과 같이 배터리 제어기(BMS)가 정해진 진단 과정을 통해 판별 및 인지할 수 있는 배터리 고장이 발생한 경우라면, 배터리 제어기를 포함한 차량 내 제어기들이 협조 제어하여, 엔진 클러치(2)를 결합(lock up)하고, 엔진(1)을 시동한 후, 엔진 동력으로 모터(3) 또는 HSG(5)를 회전시킬 수 있고, 결국 모터(3) 또는 HSG(5)에서 생성된 역기전력으로 EOP(107)를 구동시킬 수 있다.
이와 같이 배터리 제어기(BMS)가 인지 가능하고 협조 제어가 이루어질 수 있는 배터리 고장인 경우에는 EOP(107)의 작동전력이 모터(3) 또는 HSG(5)의 역기전력이 될 수 있다.
엔진 시동을 위한 협조 제어시에는 배터리 제어기(이하 'BMS'라 칭함)가 고장 신호를 상위 제어기인 하이브리드 제어기(Hybrid Control Unit, 이하 'HCU'라 칭함)에 송신함과 동시에, BMS가 HCU에 엔진 시동을 요청한다.
이에 HCU는 엔진 클러치(2)를 슬립 제어하여 구동륜의 회전력이 모터(3)를 통해 엔진(1)에 전달되도록 함으로써 엔진 시동이 이루어지도록 하고, 엔진 시동 후에는 엔진(1)의 동력이 모터(3)에 전달될 수 있도록 엔진 클러치(2)를 완전히 결합한다.
또한, BMS는 배터리 고장을 인지하면, 메인 릴레이 오프 제어 신호를 출력하는데, 모터 제어기(이하 'MCU'라 칭함)가 BMS의 메인 릴레이 오프 제어 신호를 참고하여 PWM 출력을 오프시킨다.
모터(3) 및 HSG(5)의 인버터에 대한 MCU에서의 PWM 출력이 오프되어야만 모터(3) 및 HSG(5)에서 엔진(1)의 동력을 전달받고 있을 때 역기전력이 생성될 수 있다.
결국, 엔진 시동 후 MCU의 PWM 오프 상태일 때 엔진(1)의 동력을 전달받은 모터(3) 또는 HSG(5)에서 역기전력이 생성될 수 있고, 이 역기전력에 의해 EOP(107)에 최소 작동전압 이상의 전압이 공급될 수 있는바, EOP 작동전압 확보, EOP 구동 및 그에 따른 오일 공급, 나아가 차량의 림프홈 주행이 가능해진다.
이로써, OPU 내 펌프 제어기의 제어 가능 상태를 유지할 수 있고, 이에 펌프 제어기에 의한 EOP 작동 및 제어가 이루어질 수 있으므로 차량이 림프홈 모드로 주행할 수 있게 된다.
이와 같이 배터리 관련 고장시, BMS가 배터리 관련 고장을 자체적으로 인지하게 되면, 타 제어기에 협조 제어를 위한 신호를 출력할 수 있으므로, 메인 릴레이 오프 제어 신호를 출력할 수 있고, 이에 MCU가 메인 릴레이 오프 신호를 참고하여 PWM 출력을 오프시킬 수 있으며, 결국 모터(3) 및 HSG(5)의 역기전력을 이용하는 다이오드 정류 주행이 가능해진다.
도 2를 참조하면, BMS가 메인 릴레이 오프 제어 신호를 출력한 상태('Relay off'), MCU의 PWM 출력이 오프된 상태('MCU PWM off'), 엔진 클러치(2)가 엔진 시동 후 락업된 상태(결합 상태)('Lock up')를 나타내고 있다.
그러나, 파워 릴레이 어셈블리(PRA)(103)의 열화(메인 릴레이 오프 상태 고장), 퓨즈(101a)의 단선, VPD 오작동 등과 같은 고장의 경우, BMS가 고장을 인지하지 못한 상황에서 배터리(101)의 전력이 EOP(107)에 공급되지 못하므로, 엔진 시동 및 EOP 작동전압 확보, 나아가 림프홈 주행을 위한 제어기 간 협조 제어가 불가하다.
결국, EOP(107)가 계속해서 작동전압을 공급받지 못하여 작동 불능 상태가 되고, 변속기(4) 등에 유압이 공급되지 못하면서 차량의 림프홈 주행이 불가능한 차량 셧다운(shutdown) 상태가 된다.
도 3은 종래 기술에 따른 문제점을 보여주는 도면으로, BMS가 인지하지 못하는 배터리 고장 발생시를 보여주고 있다.
메인 릴레이(104a,104b) 오프 상태 고장이나 퓨즈(101a) 단선, VPD 오작동 등과 같이 DC 링크 회로의 오픈 고장인 경우, BMS가 고장을 인지하지 못하므로 협조 제어가 불가하다.
도시된 바와 같이, BMS가 고장을 인지하지 못한 경우, BMS가 릴레이 오프 제어 신호를 출력하지 못하므로 MCU에서 PWM 오프가 제때에 이루어지지 못하고, MCU 저전압 상태에서 PWM 오프가 이루어진다.
하지만, BMS가 고장을 인지하지 못하여 타 제어기와의 협조 제어를 수행하지 않게 되므로 PWM 오프 후에도 엔진 시동이 이루어질 수 없고, EOP 작동전압의 확보가 불가하다.
결국, EOP 최소 작동전압(예, 80V) 이하인 상태가 설정시간(예, 100ms) 동안 유지되어 차량 셧다운(HEV Ready off) 상태가 된다.
이와 같이 EOP 최소 작동전압 이하인 상태로 변속기(4)에 유압이 공급되지 못하는 시간이 설정시간 유지될 때에는 차량이 셧다운되면서 OPU의 펌프 제어기에 의한 제어 및 EOP(107) 작동이 불가하므로 차량의 림프홈 주행이 불가해진다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출한 것으로서, 고전압 릴레이 오픈 등의 고장 상태로 인해 차량이 바로 셧다운되고 림프홈 주행이 불가하였던 종래의 문제를 해결할 수 있는 하이브리드 차량의 비상 운전 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따르면, 배터리 전압과 인버터 캡 전압 정보가 취득되는 단계; 상기 취득되는 배터리 전압과 인버터 캡 전압을 이용하여 배터리와 인버터 사이를 연결하는 DC 링크 회로의 고장을 진단하는 단계; 상기 DC 링크 회로의 고장 상태이면 인버터에 대한 PWM 출력을 오프하는 단계; 엔진 시동 후 엔진 동력으로 모터를 회전시켜 상기 모터에서 역기전력이 생성되도록 하는 단계; 및 상기 생성되는 역기전력에 의해 전동식 오일펌프가 구동되도록 하여 차량의 림프홈 주행이 이루어지도록 하는 단계를 포함하는 하이브리드 차량의 비상 운전 방법을 제공한다.
여기서, 상기 모터는 차량을 구동하는 모터와, 엔진을 시동하는 모터 중 적어도 하나 또는 둘일 수 있다.
또한, 상기 DC 링크 회로의 고장을 진단하는 단계에서, 상기 취득되는 배터리 전압과 인버터 캡 전압의 차이값을 설정값과 비교하고, 상기 차이값이 설정값보다 큰 경우 DC 링크 회로의 오픈 고장인 것으로 판단할 수 있다.
또한, 상기 DC 링크 회로의 고장 상태에서, 상기 전동식 오일펌프의 전압이 정해진 최소 작동전압보다 낮은 상태가 미리 설정된 유지시간 이상 지속될 경우 차량이 셧다운되도록 할 수 있다.
또한, 상기 DC 링크 회로의 고장 상태에서, 상기 전동식 오일펌프의 전압이 정해진 최소 작동전압보다 낮은 상태가 되는 경우, 상기 PWM 출력을 오프하는 단계, 상기 역기전력이 생성되도록 하는 단계, 및 상기 림프홈 주행이 이루어지도록 하는 단계가 실시되도록 할 수 있다.
바람직하게는, 상기 DC 링크 회로의 고장 상태에서, 상기 전동식 오일펌프의 전압이 정해진 최소 작동전압보다 낮아지고 난 뒤 미리 설정된 설정시간이 경과하면, 상기 PWM 출력을 오프하는 단계, 상기 역기전력이 생성되도록 하는 단계, 및 상기 림프홈 주행이 이루어지도록 하는 단계가 실시되도록 할 수 있다.
또한, 상기 역기전력이 생성되도록 하는 단계에서, 차속검출부에 의해 검출되는 현재 차속이 설정차속 이상인지를 판단하고, 현재 차속이 설정차속 이상인 경우, 엔진과 차량 구동용 모터 사이에 위치된 엔진 클러치를 슬립 제어하여, 차량 구동륜의 회전력이 모터 및 엔진 클러치를 통해 엔진으로 전달되도록 하여 엔진 시동이 이루어지도록 할 수 있다.
여기서, 상기 엔진 시동 후에는 엔진 클러치를 완전히 결합하여 엔진의 동력이 차량 구동용 모터에 전달되도록 하고, 이로써 상기 차량 구동용 모터에서 전동식 오일펌프의 구동을 위한 역기전력이 생성되도록 할 수 있다.
또한, 현재 차속이 설정차속보다 낮으면, 상기 DC 링크 회로의 고장 상태에서, 상기 전동식 오일펌프의 전압이 정해진 최소 작동전압보다 낮은 상태가 설정된 유지시간 이상 지속될 경우, 차량이 셧다운되도록 할 수 있다.
이로써, 본 발명에 따른 하이브리드 차량의 비상 운전 방법에 의하면, 배터리 전압과 인버터 캡 전압로부터 DC 링크 회로의 오픈 고장 상태인 것으로 판단되면, 인버터에 대한 PWM 출력을 오프하고, 엔진 클러치 슬립 제어를 통해 엔진을 시동한 후, 엔진 동력으로 모터를 회전시켜, 상기 모터에서 생성되는 역기전력에 의해 전동식 오일펌프가 구동되도록 함으로써, 차량의 림프홈 주행이 이루어질 수 있게 된다.
도 1은 하이브리드 차량의 시스템 구성을 예시한 도면이다.
도 2는 배터리 고장시 협조 제어를 통해 하이브리드 차량의 림프홈 주행이 가능하도록 하는 제어 상태를 예시한 도면이다.
도 3은 종래 기술에 따른 문제점을 보여주는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 비상 운전 과정을 나타내는 순서도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 비상 운전 과정에서 협조 제어를 통해 차량의 림프홈 주행이 이루어지는 제어 상태를 보여주는 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.
본 발명은 하이브리드 차량의 비상 운전 방법에 관한 것으로, 메인 릴레이 오프 상태 고장이나 퓨즈 단선, VPD 오작동 등과 같이 배터리 제어기(BMS)가 인지하지 못하는 고장 발생의 경우에서 협조 제어 및 림프홈(limphome) 주행이 불가능하여 차량이 바로 셧다운(shutdown) 되던 문제점을 해결하고, 림프홈 주행을 가능하게 하여 비상 상황에서의 주행성능 확보, 운전자 및 승객의 안전성 향상을 도모할 수 있는 하이브리드 차량의 비상 운전 방법을 제공하고자 하는 것이다.
이하의 설명에서 시스템 구성에 대해서는 도 1을 참조하기로 한다.
또한, 본 발명에 따른 비상 운전 방법은 하이브리드 제어기(이하 'HCU'라 칭함), 배터리 제어기(이하 'BMS'라 칭함), 모터 제어기(이하 'MCU'라 칭함) 등 복수 개의 제어기가 협조 제어하여 수행하거나 통합된 하나의 제어기가 수행할 수 있으며, 이하에서는 본 발명에 따른 비상 운전 과정을 복수 개의 제어기가 협조 제어하여 수행하는 예를 들어 설명하기로 한다.
전술한 종래의 문제점은 BMS가 배터리 고장 중에서 고전압 메인 릴레이(104a,104b)의 오프 상태 고장이나 퓨즈(101a)의 단선, VOP(미도시) 오작동 등의 고장을 인지하지 못하는 것이 주요 원인이다.
따라서, 본 발명에서는 메인 릴레이(104a,104b)의 오프 상태 고장, 퓨즈(101a)의 단선, VOP 오작동 등으로 인해 배터리와 인버터 사이를 연결하고 있는 DC 링크 회로(102)가 오픈(open)된 상태임을 간접적으로 확인할 수 있는 방법을 이용하여 엔진 시동, 전동식 오일펌프의 작동전압 확보, 차량의 림프홈 주행을 위한 제어기들의 협조 제어가 수행될 수 있도록 한다.
상기 고장으로 인해 고전압 DC 링크 회로(102)가 오픈(open)된 상태가 되면, 배터리 전력을 이용하여 전동식 오일펌프(이하 'EOP'라 칭함)(107)를 작동시키는 것이 불가하고, 이때 유압이 변속기(4) 등 파워트레인 부품에 공급되지 못하므로, 결국 차량의 림프홈 주행이 불가하고, 차량이 셧다운될 수 있다.
본 발명에서는 메인 릴레이(104a,104b)나 퓨즈(101a)가 열화되어 고전압 경로인 DC 링크 회로(102)에 이상이 생기면, 실제로 배터리 전압과 인버터 캡 전압(Inverter Cap Voltage)의 차이가 발생하기 때문에, 두 지점의 전압간 차이를 이용하여 간접적으로 메인 릴레이 오프 상태 고장이나 퓨즈 단선 등으로 인한 DC 링크 회로의 오픈 고장 상태인지를 진단한다.
여기서, 배터리 전압과 인버터 캡 전압은 모두 전압검출부에 의해 검출 및 측정되는 전압측정값으로서, 상기 인버터 캡 전압은 MCU DC 링크 전압을 의미하고, 통상의 경우 MCU가 전압검출부의 신호로부터 인버터 캡 전압 값을 실시간 전압 정보로서 취득한다.
또한, 상기 배터리 전압은 전압검출부의 신호로부터 BMS에서 취득되는 실시간 전압 정보이며, MCU가 인버터 캡 전압 정보를 BMS로 전달하면, BMS에서 두 전압을 비교하여 두 전압의 차이 값, 즉 전압차를 산출하고, 이어 전압차로부터 메인 릴레이 오프 상태 고장이나 퓨즈 단선, VPD 오작동 등으로 인한 DC 링크 오픈 고장 여부를 진단할 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 비상 운전 방법을 나타내는 순서도로서, 이를 참조하여 비상 운전(즉 림프홈 주행)을 위한 협조 제어가 이루어지는 과정에 대해 단계적으로 설명하기로 한다.
먼저, 차량 운행 동안 차량 내 제어기들이 전압검출부의 신호로부터 실시간 전압 정보를 취득하게 되며(S11), 이때 BMS는 배터리 전압에 대한 정보를, MCU는 인버터 캡 전압에 대한 정보를 취득하게 된다.
또한, 오일펌프 유닛(이하 'OPU'라 칭함)의 펌프 제어기가 EOP 전압에 대한 정보를 취득하게 된다.
이때, MCU는 실시간으로 취득되는 인버터 캡 전압 정보를 BMS로 전달하고, BMS는 배터리 전압과 인버터 캡 전압을 비교하여 두 전압의 차이 값, 즉 배터리와 인버터 캡의 두 지점간 전압차를 산출한다.
이어 BMS는 전압차를 미리 정해진 설정값과 비교한 후(S12), 전압차가 설정값 이하이면 DC 링크 오픈 고장이 발생하지 않은 상태인 것으로 판단하여 림프홈 주행을 위한 협조 제어 없이 차량의 주행 상태를 그대로 유지한다(S13).
반면, 전압차가 설정값을 초과하는 경우, BMS는 메인 릴레이 오프 상태 고장, 퓨즈 단선 또는 VPD 오작동 등이 원인일 수 있는 DC 링크 회로(102)의 오픈 고장 상태인 것으로 판단한다(S14).
이와 같이 메인 릴레이(104a,104b)의 오프 상태 고장이나 퓨즈(101a)의 단선, 그 밖에 미도시된 VPD의 오작동 등이 발생하였을 때, 상기 두 지점의 전압차를 설정값과 비교함으로써 상기 고장으로 인해 DC 링크 회로(102)가 오픈 된 상태인 DC 링크 오픈 고장 상태인 것으로 판단할 수 있다.
고장으로 인해 고전압 경로인 DC 링크 회로(102)가 오픈되고 나면, OPU의 전압도 하강하게 되므로, OPU의 전압, 특히 EOP에서의 전압(이하 'EOP 전압'이라 칭함)이 미리 정해진 EOP 최소 작동전압보다 낮은 상태가 될 수 있다.
본 발명에서는 EOP 전압이 최소 작동전압보다 낮은 상태가 미리 설정된 유지시간 이상 지속될 경우 차량이 즉시 셧다운 되도록 할 수 있고(S15,S16), 이때 EOP 전압에 대한 정보가 펌프 제어기에서 HCU로 전달되면, HCU가 EOP 전압과 설정된 최소 작동전압, 설정된 유지시간을 이용하여 차량 셧다운 여부를 결정하도록 설정될 수 있다.
즉, EOP 전압이 상기 설정된 최소 작동전압보다 낮은 상태가 상기 설정된 유지시간 동안 지속될 경우, HCU가 차량 셧다운를 위한 제어를 수행하도록 하는 것이다.
이에 차량 셧다운이 결정되기 전까지, 즉 EOP 전압이 최소 작동전압보다 낮은 상태가 상기 유지시간에 도달하기 전까지는, 엔진을 시동한 후, 엔진 동력으로 차량을 구동하는 모터와 차량을 시동하는 모터인 HSG 중 적어도 하나에서 역기전력을 생성하여 최소 작동전압 이상의 전압이 EOP에 공급될 수 있도록 해야 한다.
따라서, 본 발명에 따른 비상 운전 과정에서는 펌프 제어기가 EOP 전압에 대한 정보를 HCU에 전달할 때 BMS에도 EOP 전압에 대한 정보를 동시에 전달하도록 설정된다.
이에 BMS가 DC 링크 오픈 고장 상태인 것으로 판단한 경우, 펌프 제어기로부터 수신된 EOP 전압에 대한 정보로부터 EOP 전압이 설정된 EOP 최소 작동전압보다 낮아지는지를 판단할 수 있다.
이어 EOP 전압이 EOP 최소 작동전압보다 낮아지는 것을 판단한 경우, BMS는 타 제어기와 함께 엔진 시동과 EOP 작동전압 확보, 차량 림프홈 주행을 위한 협조 제어를 시작한다.
바람직하게는, BMS가 EOP 전압이 EOP 최소 작동전압보다 낮아지는 것을 판단한 뒤, 그 시점부터 시간을 카운트하여 설정시간이 경과하였는지를 판단하고(S17), 만약 설정시간이 경과하였다면, BMS가 엔진 시동과 EOP 작동전압 확보, 차량 림프홈 주행을 위한 협조 제어를 시작하도록 설정될 수 있다.
즉, EOP 전압이 EOP 최소 작동전압보다 낮아진 후 설정시간 경과하였다면, BMS는 메인 릴레이 오프 제어 신호를 MCU로 송신하고(S18), 이에 MCU에서는 인버터(105)에 대한 PWM 출력을 오프하게 된다(S19).
또한, EOP 전압이 EOP 최소 작동전압보다 낮아진 후 설정시간 경과하였다면, BMS는 HCU에 고장 신호를 송신함과 더불어 엔진 시동을 요청한다(S20).
여기서, 설정시간은 상기 유지시간보다 짧은 시간으로 설정된다.
이에 따라 HCU가 고장 신호 및 엔진 시동 요청을 전달받게 되면 차속검출부에 의해 검출되는 현재 차속이 설정차속 이상인지를 판단하고(S21), 만약 현재 차속이 설정차속 이상인 것으로 판단한 경우 엔진 제어기(Engine Control Unit, 이하 'ECU'라 칭함)와 엔진 시동을 위한 협조 제어를 실시한다(S21,S23).
이때, HCU는 엔진 클러치(2)를 슬립 제어하고(S22), ECU와의 협조 제어를 통해 엔진(1)에 연료가 공급될 수 있도록 하는데, 이로써 구동륜의 회전력이 변속기(4)와 모터(3), 엔진 클러치(2)를 통해 엔진(1)에 전달되면서 엔진 시동이 이루어질 수 있다(S23).
엔진(1)이 시동되고 나면, HCU는 엔진 클러치(2)를 완전히 결합(lock up)하여 엔진(1)의 동력이 모터(3)에 전달될 수 있도록 하고(S24), 이로써 모터(3)와 HSG(5)가 엔진 동력에 의해 회전되면서 역기전력을 생성하게 된다.
이와 같이 모터와 HSG에서 생성된 역기전력이 OPU에 인가됨으로써 OPU 전압이 다시 상승하게 되고, 결국 EOP에 최소 작동전압 이상의 전압이 공급되면서 EOP 작동전압이 확보될 수 있게 된다(S25).
이에 따라 EOP가 작동할 수 있고, 결국 EOP 작동에 의해 변속기 등의 파워트레인 부품에 유압이 공급될 수 있으며, 차량의 림프홈 주행이 이루어질 수 있게 된다(S26).
다만, S21 단계에서 현재 차속이 설정차속보다 낮은 차속이라면, 엔진 클러치를 슬립 제어하더라도 구동륜의 회전력으로 엔진을 시동할 수 없으므로, HCU는 부득이 EOP 전압이 EOP 최소 작동전압보다 낮은 상태가 유지시간동안 지속될 경우 차량을 셧다운 시키게 된다(S15,S16).
위의 설명에서 BMS가 OPU(펌프 제어기)로부터 EOP 전압에 대한 정보를 수신하여 EOP 전압이 EOP 최소 작동전압보다 낮아지는 것을 판단하고, HCU 또한 OPU로부터 EOP 전압에 대한 정보를 수신하여 EOP 전입이 EOP 최소 작동전압보다 낮아지는 것을 판단함을 설명하였으나, 이러한 과정이 OPU에서 실시되도록 하는 것이 가능하다.
즉, OPU에서 EOP 전압이 EOP 최소 작동전압보다 낮아지면, EOP 전압이 EOP 최소 작동전압보다 낮아짐을 나타내는 신호를 OPU에서 BMS와 HCU에 동시에 송신하도록 하고, 이에 BMS가 메인 릴레이 오프 제어 신호를 MCU에 송신하도록 하는 것이다.
또한, HCU 역시 OPU로부터 EOP 전압이 EOP 최소 작동전압보다 낮아짐을 나타내는 신호를 수신하게 되면, 이후 시간을 카운트하여, 현재 차속이 설정차속보다 낮은 상태일 때, EOP 전압이 EOP 최소 작동전압보다 낮아진 상태가 유지시간 이상으로 지속될 경우 차량을 셧다운 시키도록 할 수 있다.
이와 같이 하여, 본 발명에 따른 비상 운전 방법에 의하면, BMS가 기존의 진단 로직을 통해 고장 상태를 인지하지 못하더라도 배터리 전압과 인버터 캡 전압의 차이가 설정값보다 클 경우 메인 릴레이 오프 상태 고장, 퓨즈 단선, VPD 오작동 등으로 인한 고장 상태인 것으로 판단하여 엔진 시동, EOP 작동전압 확보, 림프홈 주행을 위한 협조 제어를 수행하게 되고, 이로써 차량의 비상 운전(림프홈 주행)이 가능해진다.
종래에는 메인 릴레이 오프 상태 고장, 퓨즈 단선, VPD 오작동 등으로 인한 고장 상태를 BMS가 인지하지 못하여, EOP 작동전압을 제때에 확보하지 못하고 EOP 전압이 최소 작동전압보다 낮은 상태로 차량 셧다운이 이루어졌다면 OPU나 EOP가 정상임에도 불구하고 A/S시 오교체하는 경우가 많았다.
그러나, 본 발명에서는 DC 링크 오픈 고장 상태를 진단함으로써 메인 릴레이 등 문제 부품을 정확히 판단할 수 있고, 따라서 문제 부품을 정확히 교체할 수가 있는바, 종래와 같이 정상 상태인 OPU나 EOP를 불필요하게 오교체하는 것을 방지할 수 있고, 결국 A/S 비용 절감, 진단 신뢰성 향상, 차량 상품성 향상 등의 여러 이점이 있게 된다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 비상 운전 과정에서 협조 제어를 통해 차량의 림프홈 주행이 이루어지는 제어 상태를 보여주는 도면으로서, 이에 대해 설명하면 다음과 같다.
도시된 바와 같이, 배터리 고장, 특히 메인 릴레이 오프 상태 고장이나 퓨즈 단선, VPD 오작동 등으로 인해 DC 링크 오픈 고장이 발생하면, EOP 전압이 점차 낮아져 EOP 최소 작동전압 아래로 떨어질 수 있다.
이때, BMS가 기존의 진단 과정을 통해서는 DC 링크 오픈 고장을 감지하지는 못하지만, 본 발명에서는 배터리 전압과 인버터 캡 전압을 비교하여 그 전압차가 설정값보다 큰 지를 판단하여 DC 링크 오픈 고장 여부를 판단할 수 있다.
결국, DC 링크 오픈 고장 상태임을 판단하고 난 뒤, EOP 전압이 EOP 최소 작동전압보다 낮아지고 나면, EOP 전압이 EOP 최소 작동전압보다 낮아지고 난 후 설정시간('X초')이 경과하였는지를 판단하고, 설정시간이 경과하면, BMS의 릴레이 오프 제어 신호 출력('Relay off'), MCU의 PWM 오프('MCU PWM off'), HCU의 엔진 클러치 슬립 제어 및 락업('Lock up') 제어가 이루어지고, 엔진 시동 및 OPU 제어 가능 상태에서 차량의 림프홈 주행이 이루어진다.
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 렐레이
104c : 프리차지 릴레이
104d : 프리차지 저항
105 : 인버터
105a : 파워모듈
106 : 에어컨 컴프레서
107 : 전동식 오일펌프(EOP)
C : 커패시터
S : 스위칭 소자

Claims (9)

  1. 배터리 전압과 인버터 캡 전압 정보가 취득되는 단계;
    상기 취득되는 배터리 전압과 인버터 캡 전압을 이용하여 배터리와 인버터 사이를 연결하는 DC 링크 회로의 고장을 진단하는 단계;
    상기 DC 링크 회로의 고장 상태이면 인버터에 대한 PWM 출력을 오프하는 단계;
    엔진 시동 후 엔진 동력으로 모터를 회전시켜 상기 모터에서 역기전력이 생성되도록 하는 단계; 및
    상기 생성되는 역기전력에 의해 전동식 오일펌프가 구동되도록 하여 차량의 림프홈 주행이 이루어지도록 하는 단계를 포함하는 하이브리드 차량의 비상 운전 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 모터는 차량을 구동하는 모터와, 엔진을 시동하는 모터 중 적어도 하나 또는 둘인 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 비상 운전 방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 DC 링크 회로의 고장을 진단하는 단계에서,
    상기 취득되는 배터리 전압과 인버터 캡 전압의 차이값을 설정값과 비교하고, 상기 차이값이 설정값보다 큰 경우 DC 링크 회로의 오픈 고장인 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 비상 운전 방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 DC 링크 회로의 고장 상태에서, 상기 전동식 오일펌프의 전압이 정해진 최소 작동전압보다 낮은 상태가 미리 설정된 유지시간 이상 지속될 경우, 차량이 셧다운되도록 하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 비상 운전 방법.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 DC 링크 회로의 고장 상태에서, 상기 전동식 오일펌프의 전압이 정해진 최소 작동전압보다 낮은 상태가 되는 경우, 상기 PWM 출력을 오프하는 단계, 상기 역기전력이 생성되도록 하는 단계, 및 상기 림프홈 주행이 이루어지도록 하는 단계가 실시되는 것을 특징으로하는 하이브리드 차량의 비상 운전 방법.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 DC 링크 회로의 고장 상태에서, 상기 전동식 오일펌프의 전압이 정해진 최소 작동전압보다 낮아지고 난 뒤 미리 설정된 설정시간이 경과하면, 상기 PWM 출력을 오프하는 단계, 상기 역기전력이 생성되도록 하는 단계, 및 상기 림프홈 주행이 이루어지도록 하는 단계가 실시되는 것을 특징으로하는 하이브리드 차량의 비상 운전 방법.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 역기전력이 생성되도록 하는 단계에서,
    차속검출부에 의해 검출되는 현재 차속이 설정차속 이상인지를 판단하고,
    현재 차속이 설정차속 이상인 경우, 엔진과 차량 구동용 모터 사이에 위치된 엔진 클러치를 슬립 제어하여, 차량 구동륜의 회전력이 모터 및 엔진 클러치를 통해 엔진으로 전달되도록 하여 엔진 시동이 이루어지도록 하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 비상 운전 방법.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 엔진 시동 후에는 엔진 클러치를 완전히 결합하여 엔진의 동력이 차량 구동용 모터에 전달되도록 하고, 상기 차량 구동용 모터에서 전동식 오일펌프의 구동을 위한 역기전력이 생성되도록 하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 비상 운전 방법.
  9. 청구항 7에 있어서,
    현재 차속이 설정차속보다 낮으면, 상기 DC 링크 회로의 고장 상태에서, 상기 전동식 오일펌프의 전압이 정해진 최소 작동전압보다 낮은 상태가 설정된 유지시간 이상 지속될 경우, 차량이 셧다운되도록 하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 비상 운전 방법.
KR1020190057782A 2019-05-17 2019-05-17 하이브리드 차량의 비상 운전 방법 KR102644574B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190057782A KR102644574B1 (ko) 2019-05-17 2019-05-17 하이브리드 차량의 비상 운전 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190057782A KR102644574B1 (ko) 2019-05-17 2019-05-17 하이브리드 차량의 비상 운전 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20200133105A true KR20200133105A (ko) 2020-11-26
KR102644574B1 KR102644574B1 (ko) 2024-03-07

Family

ID=73679250

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190057782A KR102644574B1 (ko) 2019-05-17 2019-05-17 하이브리드 차량의 비상 운전 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102644574B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114715137A (zh) * 2022-03-29 2022-07-08 江铃汽车股份有限公司 混合动力汽车控制方法、***、计算机及可读存储介质

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20120002317A (ko) * 2010-06-30 2012-01-05 현대자동차주식회사 하이브리드 차량의 보호장치 및 방법
KR20140087581A (ko) * 2012-12-31 2014-07-09 현대자동차주식회사 하이브리드 차량의 고전압 부품의 비상 구동 장치 및 방법
KR20140105990A (ko) * 2013-02-25 2014-09-03 주식회사 만도 모터에 대한 인버터 파손 방지 장치 및 방법
KR101558757B1 (ko) * 2014-04-14 2015-10-07 현대자동차주식회사 하이브리드 차량의 비상 운전 방법
KR20150129284A (ko) * 2014-05-08 2015-11-19 현대자동차주식회사 하이브리드 차량의 비상 운전 방법

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20120002317A (ko) * 2010-06-30 2012-01-05 현대자동차주식회사 하이브리드 차량의 보호장치 및 방법
KR20140087581A (ko) * 2012-12-31 2014-07-09 현대자동차주식회사 하이브리드 차량의 고전압 부품의 비상 구동 장치 및 방법
KR20140105990A (ko) * 2013-02-25 2014-09-03 주식회사 만도 모터에 대한 인버터 파손 방지 장치 및 방법
KR101558757B1 (ko) * 2014-04-14 2015-10-07 현대자동차주식회사 하이브리드 차량의 비상 운전 방법
KR20150129284A (ko) * 2014-05-08 2015-11-19 현대자동차주식회사 하이브리드 차량의 비상 운전 방법

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114715137A (zh) * 2022-03-29 2022-07-08 江铃汽车股份有限公司 混合动力汽车控制方法、***、计算机及可读存储介质

Also Published As

Publication number Publication date
KR102644574B1 (ko) 2024-03-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101702160B1 (ko) 에너지 시스템에서 장애 발생 시 하이브리드 자동차의 구동 방법 및 장치
US10071721B2 (en) Control method and apparatus of hybrid electric vehicle
US8086363B2 (en) Drive control device for vehicle, and vehicle
KR101332871B1 (ko) 전기 자동차의 릴레이 접점 진단 장치 및 방법
CN102463897B (zh) 用于车辆的控制装置
KR101154751B1 (ko) 비상 시동 옵션을 갖춘 하이브리드 드라이브
US11458844B2 (en) Power supply system for vehicle
US9669714B2 (en) High voltage cable detection using rotating machine in hybrid vehicles
CN103383430B (zh) 用于监控包括放电电路的高压电路的方法和设备
JP2013098170A (ja) 親環境車両のメインリレーモニタリング装置および方法
US20190173412A1 (en) Abnormality diagnosis apparatus
JP5780195B2 (ja) ハイブリッド車両
KR20130053037A (ko) 친환경 자동차의 강제 방전 시스템 및 그 방법
KR20090062339A (ko) 전기자동차의 디씨-디씨 컨버터 고장 진단 방법
CN113352898A (zh) 用于电池电动车辆的跛行回家模式
JP2019209811A (ja) バッテリ診断装置
JP5675561B2 (ja) 電気自動車
JP2013521437A (ja) 電流回路を作動するためのエンジン制御装置およびエンジン制御方法
KR101755977B1 (ko) 하이브리드 자동차의 엔진클러치 고장시 운전방법
KR102644574B1 (ko) 하이브리드 차량의 비상 운전 방법
KR101816448B1 (ko) 하이브리드 차량의 강제 방전 방법
US20130124117A1 (en) Electric vehicle and method of diagnosing current sensor
KR20200127105A (ko) 전기자동차의 bms 전원 단선시 제어 방법
JP3394217B2 (ja) 電気車の制御装置及びコンタクタ制御方法
KR102644580B1 (ko) 하이브리드 차량의 bms 전원 단선시 제어 방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant