KR100774691B1 - 하이브리드 차량의 파워트레인 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 토크컨버터케이스 내부에 엔진과 모터를 연결 및 차단할 수 있도록 하는 엔진클러치를 구비한 하이브리드 파워트레인에서 엔진클러치의 소손이 우려되는 상황이 되면 엔진클러치를 강제로 직결시키는 제어를 통해 엔진클러치의 소손을 방지하여 엔진클러치를 보호하도록 한다.

Description

하이브리드 차량의 파워트레인 제어방법{power train control method of a hybrid vehicle}

도 1은 종래의 하이브리드 차량의 파워트레인을 도시한 구성도,

도 2는 본 발명이 적용되는 하이브리드 차량의 파워트레인을 도시한 도면,

도 3은 본 발명을 설명한 순서도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명>

1; 엔진 3; 토크컨버터

5; 변속기구 7; 모터

9; 토크컨버터케이스 11; 엔진클러치

13; 유온센서 15; 밸브바디

17; 전동식오일펌프 19; 오일쿨러

21; 컨트롤러

본 발명은 하이브리드 차량의 파워트레인 제어방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 엔진과 모터를 이용하는 하이브리드 차량에서 엔진과 모터 사이의 동력 을 단속하는 엔진클러치의 소손을 방지하고 보호하도록 하는 기술에 관한 것이다

도 1은 종래 기술에 의한 하이브리드 차량의 파워트레인이 도시된 것으로서, 종래의 자동변속기를 이루는 변속기구(500)와 토크컨버터(502) 사이에 모터(504)가 설치되고, 상기 토크컨버터(502)의 임펠러는 엔진(506)에 연결되며, 터빈은 엔진클러치(508)를 통해 상기 모터(504)의 로터에 연결되고, 토크컨버터케이스(510)내에는 록업클러치(512)가 구비된 구조이다.

상기 변속기구(500) 및 토크컨버터(502)는 밸브바디(516)에 의해 조작되며, 상기 밸브바디(516)는 엔진(506)이나 모터(504)와는 무관하게 작동할 수 있는 전동식오일펌프(518)에 의해 필요한 유압을 공급받을 수 있도록 되어 있으며, 상기 변속기구(500) 내부의 내장형오일펌프로부터도 작동유압을 공급받을 수 있도록 되어 있어서, 주로 내장형오일펌프에서 충분한 유압을 발생하기 어려운 상황에서 상기 전동식오일펌프(518)로부터 유압을 공급받도록 되어 있다.

상기 밸브바디(516)는 오일쿨러(522)를 통하여 오일(ATF)을 순환시켜서 상기 변속기구(500) 및 토크컨버터(502)의 냉각을 도모할 수 있도록 되어 있고, 상기 밸브바디(516) 및 전동식오일펌프(518)는 전자식 컨트롤러(520)에 의해 제어되도록 되어 있다.

상기 모터(504)의 로터는 변속기구(500)의 입력축(514)에 직결되어 있어서, 상기 엔진클러치(508)를 차단한 상태에서 모터(504)를 구동하면, 차량은 모터(504)에서 발생된 구동력만으로 구동되는 전기차모드를 구현할 수 있으며, 상기 엔진클러치(508)가 결합되면 엔진(506)으로부터의 동력과 모터(504)에서 발생된 동력이 함께 변속기구(500)의 입력축으로 공급되어 하이브리드모드를 구현할 수 있다.

상기한 바와 같이 구성되어 작동되는 하이브리드 파워트레인에서는 상기 엔진클러치(508)가 상기 토크컨버터케이스(510)의 내부에 설치되어 있어서, 토크컨버터(502)의 터빈과 임펠러 및 스테이터 사이에서 운동하는 오일에 발생된 높은 열이 직접 전달되며, 외부로 열을 방출하기 어려운 상태이다.

따라서, 엔진클러치(508)의 온도가 높은 상태에서 잦은 슬립이 발생하면, 엔진클러치(508)가 쉽게 소손되는 문제점을 가지고 있다.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 토크컨버터케이스 내부에 엔진과 모터를 연결 및 차단할 수 있도록 하는 엔진클러치를 구비한 하이브리드 파워트레인에서 엔진클러치의 소손이 우려되는 상황이 되면 적절한 제어를 통해 엔진클러치의 소손을 방지하여 엔진클러치를 보호하도록 하는 하이브리드 차량의 파워트레인 제어방법을 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 하이브리드 차량의 파워트레인 냉각방법은

엔진과 토크컨버터가 연결되며, 토크컨버터와 변속기구 사이에 모터가 설치되고, 토크컨버터케이스 내부에 상기 엔진과 모터를 연결 및 차단할 수 있도록 하는 엔진클러치를 구비한 하이브리드 파워트레인을 제어하는 방법에 있어서;

상기 토크컨버터케이스 내부에 설치된 유온센서로부터 측정된 오일 온도가 소정의 제1기준값 이상이 되는지를 판단하는 단계와;

상기 오일 온도가 소정의 제1기준값 이상이 되는 경우 상기 엔진클러치를 강제로 결합시키는 단계와;

상기 유온센서로부터 측정된 오일 온도가 소정의 제2기준값 이하로 되는지를 판단하는 단계와;

상기 오일 온도가 소정의 제2기준값 이하로 되면 상기 엔진클러치의 강제 결합을 해제하는 단계;

를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.

도 2는 도 1과 비교하여 본 발명의 구현에 필요한 유온센서가 더 설치된 것으로서 본 발명이 적용되는 하이브리드 파워트레인을 도시하고 있는바, 엔진(1)과 토크컨버터(3)가 연결되며, 토크컨버터(3)와 변속기구(5) 사이에 모터(7)가 설치되고, 토크컨버터케이스(9) 내부에 상기 엔진(1)과 모터(7)를 연결 및 차단할 수 있도록 하는 엔진클러치(11)를 구비하며, 상기 토크컨버터케이스(9) 내부에는 도시된 바와 같이 유온센서(13)가 설치되어 있다.

상기 변속기구(5) 및 토크컨버터(3)는 밸브바디(15)에 의해 조작되며, 상기 밸브바디(15)는 엔진이나 모터(7)와는 무관하게 작동할 수 있는 전동식오일펌프(17)에 의해 필요한 유압을 공급받을 수 있도록 되어 있으며, 상기 변속기구(5) 내부의 내장형오일펌프로부터도 작동유압을 공급받을 수 있도록 되어 있어서, 주로 내장형오일펌프에서 충분한 유압을 발생하기 어려운 상황에서 상기 전동식오일펌프(17)로부터 유압을 공급받도록 되어 있다.

상기 밸브바디(15)는 오일쿨러(19)를 통하여 오일(ATF)을 순환시켜서 상기 변속기구(5) 및 토크컨버터(3)의 냉각을 도모할 수 있도록 되어 있고, 상기 밸브바디(15) 및 전동식오일펌프(17)는 전자식 컨트롤러(21)에 의해 제어되도록 되어 있다.

상기 유온센서(13)의 신호는 상기 컨트롤러(21)에 공급되도록 되어 있으며, 상기 컨트롤러(21)는 하이브리드컨트롤러와 트랜스미션컨트롤러 등으로 분리되어 구성될 수도 있다.

도 3을 참조하면 본 발명 실시예는 상기 토크컨버터케이스(9) 내부에 설치된 유온센서(13)로부터 측정된 오일 온도가 소정의 제1기준값 이상이 되는지를 판단하는 단계와; 상기 오일 온도가 소정의 제1기준값 이상이 되는 경우 상기 엔진클러치(11)를 강제로 결합시키는 단계와; 상기 유온센서(13)로부터 측정된 오일 온도가 소정의 제2기준값 이하로 되는지를 판단하는 단계와; 상기 오일 온도가 소정의 제2기준값 이하로 되면 상기 엔진클러치(11)의 강제 결합을 해제하는 단계를 포함하여 구성된다.

본 실시예에서 상기 오일 온도의 판단 기준이 되는 제1기준값은 상기 제2기준값 보다 높게 설정된다. 즉, 통상적인 토크컨버터 내부의 오일(ATF) 온도를 대략 85℃로 볼 때, 상기 제1기준값은 95℃ 정도로 설정하고, 상기 제2기준값은 90℃ 정도로 설정하는 것이다.

상기 제1기준값은 엔진클러치(11)의 열해가 염려되는 온도보다 낮은 범위에서 설정되어야 하며, 상기 제1기준값과 제2기준값의 차이는 너무 작지 않게 하여 너무 잦은 반복적인 본 발명의 제어가 이루어지지 않도록 하는 것이 바람직하며, 상기 제2기준값은 통상적인 정상상태의 오일 온도보다는 높게 설정되어야 본 발명에 의한 강제적인 엔진클러치의 제어시간이 줄어들게 된다.

상기 컨트롤러(21)는 토크컨버터케이스(9) 내부에 설치된 유온센서(13)에서 제공되는 신호를 계속하여 감시하다가 측정된 오일 온도가 상기 제1기준값 이상이 되는지를 판단한다.

상기 판단결과 상기 오일 온도가 소정의 제1기준값 이상이 되면, 상기 컨트롤러(21)는 상기 엔진클러치(11)를 강제로 결합시킨다.

즉, 보통의 상태라면, 상기 엔진클러치(11)가 결합되거나 해제되면서 작동할 수 있는 상황에서도 무조건적으로 엔진클러치(11)를 결합된 상태로 강제로 제어하도록 하는 것이다.

상기와 같이 엔진클러치(11)를 제어하게 되면, 엔진클러치(11)에서는 결합 및 해제 작동에 따른 슬립의 발생이 방지되고 일체의 단일 부품으로 작용하여 마찰열에 의한 소손이 방지되게 된다.

즉, 토크컨버터(3) 내부의 오일 온도가 상당히 높게 되는 경우에도 엔진클러치(11) 자체는 별다른 슬립이 발생하지 않고 단일 회전체로 회전되므로 추가적인 마찰열의 발생에 의해 엔진클러치(11)가 소손되는 것이 방지되는 것이다.

물론, 상기와 같이 엔진클러치(11)가 직결된 상태에서 상기 파워트레인은 종래의 소프트타입 하이브리드 파워트레인과 동일하게 기능하게 된다.

즉, 모터(7)는 엔진(1)의 동력을 보조하는 역할만을 하고, 일시적으로 모터(7)만에 의한 전기차모드의 구현은 할 수 없는 상태가 되는 것이다.

상기 유온센서(13)로부터 제공되는 신호를 계속해서 감시하는 컨트롤러(21)는 측정된 오일 온도가 상기 제2기준값 이하로 되면, 상기 엔진클러치(11)의 강제 결합을 해제하고, 종래의 정상적인 제어를 수행할 수 있도록 한다.

즉, 토크컨버터(3) 내부의 온도가 내려가서 엔진클러치(11)의 결합 및 해제 작동이 이루어져도 엔진클러치(11)가 소손될 염려가 없게 된 경우에는, 차량의 구동 상태 및 미리 설정된 제어로직에 따라 엔진클러치(11)를 결합 및 해제하면서, 차량의 주행상태에 적합한 통상의 제어를 수행할 수 있도록 하는 것이다.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 토크컨버터케이스 내부에 엔진과 모터를 연결 및 차단할 수 있도록 하는 엔진클러치를 구비한 하이브리드 파워트레인에서 엔진클러치의 소손이 우려되는 상황이 되면 엔진클러치를 강제로 직결시키는 제어를 통해 엔진클러치의 소손을 방지하여 엔진클러치를 보호할 수 있다.

Claims (2)

1. 엔진과 토크컨버터가 연결되며, 토크컨버터와 변속기구 사이에 모터가 설치되고, 토크컨버터케이스 내부에 상기 엔진과 모터를 연결 및 차단할 수 있도록 하는 엔진클러치를 구비한 하이브리드 파워트레인을 제어하는 방법에 있어서;

   상기 토크컨버터케이스 내부에 설치된 유온센서로부터 측정된 오일 온도가 소정의 제1기준값 이상이 되는지를 판단하는 단계와;

   상기 오일 온도가 소정의 제1기준값 이상이 되는 경우 상기 엔진클러치를 강제로 결합시키는 단계와;

   상기 유온센서로부터 측정된 오일 온도가 소정의 제2기준값 이하로 되는지를 판단하는 단계와;

   상기 오일 온도가 소정의 제2기준값 이하로 되면 상기 엔진클러치의 강제 결합을 해제하는 단계;

   를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 파워트레인 제어방법.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 오일 온도의 판단 기준이 되는 제1기준값은 상기 제2기준값 보다 높게 설정된 것

   을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 파워트레인 제어방법.

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