KR100887812B1

KR100887812B1 - 하이브리드 차량용 자동변속기 오일펌프의 제어방법

Info

Publication number: KR100887812B1
Application number: KR1020070086848A
Authority: KR
Inventors: 김종현
Original assignee: 현대자동차주식회사; 기아자동차주식회사
Priority date: 2007-08-29
Filing date: 2007-08-29
Publication date: 2009-03-09
Also published as: KR20090021935A

Abstract

본 발명은 하이브리드 차량용 자동변속기 오일펌프의 제어방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 자동변속기를 이용한 하이브리드 차량구조에서 EV모드 초기 출발시 자동변속기 오일온도가 기준온도 이하인 경우 구동모터를 작동하여 오일온도를 상승시킴으로써, 오일의 점성을 낮추고, 오일을 순환시키는 전동식 오일펌프를 정상으로 작동케함으로써, 자동변속기에 안정적인 유압을 공급하는 하이브리드 차량용 자동변속기 오일펌프의 제어방법에 관한 것이다.

또한, 본 발명은 온도센서부가 자동변속기 오일보관부 내부의 오일온도를 감지하여 하이브리드 제어부에 전달하는 단계와; 하이브리드 제어부가 상기 오일온도와 기준온도를 비교하는 단계와; 오일온도가 기준온도 이하인 경우 구동모터가 일정 rpm으로 작동하여 자동변속기 내부 오일펌프에 의해 오일이 순환됨으로써, 상기 오일온도 증가로 점성이 감소되는 단계;로 구성되는 하이브리드 차량용 자동변속기 오일펌프의 제어방법을 제공한다.

하이브리드, 자동변속기, 오일펌프, 온도센서부, 구동모터

Description

하이브리드 차량용 자동변속기 오일펌프의 제어방법{CONTROL METHOD OF AUTO-TRANSMISSION OIL PUMP FOR HYBRID VEHICLE}

일반적으로, 하이브리드 자동차는 엔진과 모터로 이루어지는 동력원이 구비되며, 상기한 동력원을 적절히 조합한 구조를 적용하여 차량의 출발시나 가속시에 배터리의 전압에 의해 동작되는 모터의 동력 보조로 연비 향상을 유도한다.

또한, 배터리의 SOC(State Of Charge) 상태 및 주행 상황에 따라 모터만의 구동으로 주행하는 EV 모드와 엔진만의 구동으로 주행하는 엔진모드, 엔진이 주 동 력원으로 작용하고 모터가 동력을 보조하는 하이브리드 모드로 주행된다.

상기 하이브리드 자동차는 자동변속기의 윤활을 제공하는 오일펌프가 구비되는데, 오일펌프의 구동축은 엔진의 출력축과 연결되어 있어 엔진의 출력에 의해서만 오일펌프의 구동이 이루어진다.

이러한 자동변속기의 오일(ATF, Automatic Transmission Fluid) 펌프는온도에 따라 제어되는바, 특히 토크 컨버터(T/CON) 장착 하이브리드 시스템에서 엔진클러치를 보호하기 위해 토크 컨버터 내부의 자동변속기 오일 온도를 검출하여 오일이 오일 쿨러로 순환될 수 있게 한다.

이는 상기 오일의 온도가 일정치 이상으로 상승하는 경우 엔진이 구동모터 및 엔진클러치를 이용하여 동력을 합성하는 단계에서 엔진클러치의 슬립이 일어나는데 이때 상승된 오일의 온도로 인해 엔진클러치가 손상을 입기 때문이다.

이하 첨부 도면을 참조하여 종래 자동변속기 오일 펌프의 제어방법을 설명하기로 한다.

첨부한 도 1은 온도에 따른 오일펌프 제어방법의 흐름도이다.

도 1에서 도시한 바와 같이, 오일온도 센서부(OTS)에서 토크 컨버터 내부의 자동변속기(100) 오일 온도를 검출하여 하이브리드 제어부(HCU, 이하 'HCU'라 칭함)에 제공하고, 상기 HCU는 오일온도와 기준온도를 비교한다.

이에, 상기 오일의 온도가 일정치 이하인 경우 온도 제어부(TCU)는 미리 설정된 로직에 따라 밸브바디(120)를 제어하고, 상기 오일의 온도가 일정치 이상인 경우 온도 제어부는 전동식 오일펌프(110)를 작동시킨다.

상기 전동식 오일펌프(110)의 작동에 의해 오일은 오일쿨러(130)로 순환되는 것이 활발히 이루어지고, 이에 따라 오일의 온도는 하강하게 되는데, 다만 상기 오일의 온도가 엔진클러치 이상을 발생하는 온도 이하로 내려가면 전동식 오일펌프(110)의 작동은 중단된다.

여기서, 상기 제어방법은 자동변속기 오일의 극저온시에는 별도의 제어단계가 없어 상기 오일의 극저온으로 인해 전동식 오일펌프의 성능이 저하되는 것을 방지하지 못하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 온도센서부가 자동변속기 오일보관부 내부의 오일온도를 감지하여 하이브리드 제어부에 전달하는 단계와; 하이브리드 제어부가 상기 오일온도와 기준온도를 비교하는 단계와; 오일온도가 기준온도 이하인 경우 구동모터가 일정 rpm으로 작동하여 자동변속기 내부 오일펌프에 의해 오일이 순환됨으로써, 상기 오일온도 증가로 점성이 감소되는 단계;로 구성됨으로써, EV모드 초기 출발시 자동변속기 오일온도가 기준온도 이하인 경우 구동모터를 작동하여 오일온도를 상승시킴으로써, 오일의 점성을 낮추고, 오일을 순환시키는 전동식 오일펌프를 정상으로 작동케함으로써, 자동변속기에 안정적인 유압을 공급하는 하이브리드 차량용 자동변속기 오일펌프의 제어방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은

온도센서부가 자동변속기 오일보관부 내부의 오일온도를 감지하여 하이브리드 제어부에 전달하는 단계와;

상기 하이브리드 제어부가 상기 오일온도와 기준온도를 비교하는 단계와;

상기 오일온도가 기준온도 범위에 포함되는 경우 미리 설정된 로직에 따라 오일쿨러에 의해 냉각되고, 상기 오일온도가 기준온도 이하인 경우 구동모터가 일정 rpm으로 작동하여 자동변속기 내부 오일펌프에 의해 오일이 순환됨으로써, 상기 오일온도의 증가로 점성이 감소되는 단계와;

상기 단계에서 온도가 증가된 오일이 기준온도 범위에 포함되는 경우 전동식 오일펌프로 공급되어 미리 설정된 로직에 따라 오일쿨러에 의해 냉각되는 단계;

를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 구동모터 및 내부 오일펌프에 의해 오일이 순환되는 단계에서 파워트레인 제어부(PCU)에 의해 상기 오일이 오일쿨러로 가는 유로가 차단되어 단시간에 오일온도가 상승토록 하는 것을 특징으로 한다.

덧붙여, 상기 구동모터 및 내부 오일펌프에 의해 오일이 순환되는 단계에서 상기 자동변속기의 레버가 드라이버단(D)으로 변속되더라도 파워트레인 제어부(PCU)가 변속단이 드라이버단으로 변속되는 것을 지연시켜, 상기 구동모터의 작동에 의해 내부 오일펌프가 자동변속기 내부의 오일을 순환시키는 시간을 확보하는 것을 특징으로 한다.

이상에서 본 바와 같이 본 발명에 따른 하이브리드 차량용 자동변속기 오일펌프의 제어방법은 다음과 같은 효과를 제공한다.

우선, 자동변속기를 이용한 하이브리드 차량구조에서 EV모드 초기 출발시 자동변속기 오일온도가 기준온도 이하인 경우 구동모터를 작동하여 오일온도를 상승시킴으로써, 오일의 점성을 낮추고,

이에 따라, 오일을 순환시키는 전동식 오일펌프를 정상으로 작동케함으로써, 자동변속기에 안정적인 유압을 공급하는 효과가 있다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, “포함하다” 또는 “가지다” 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들의 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조로 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 자동변속기 오일 온도에 따른 오일펌프 제어방법의 흐름도이다.

도 2에서 도시한 바와 같이, 온도센서부(150)가 자동변속기(100) 오일보관부(140) 내부의 오일온도를 감지하고, 상기 오일온도가 기준온도 이하인 경우 구동모터(170) 및 자동변속기(100) 내부 오일펌프(160)가 상기 오일의 온도를 상승시켜 그 점성을 감소시킴으로써, 전동식 오일펌프(110)가 정상 작동하게 된다.

본 발명의 일실시예 따르면 EV모드 초기 출발시 하이브리드 차량용 자동변속기(100) 오일보관부(140) 내부의 오일은 상기 온도센서부(150)(Oil temperature sensor, OTS)에 의해 오일온도가 측정된다.

또한, 상기 온도센서부(150)에 의해 감지된 오일온도는 하이브리드 제어부(HCU)로 전달되고, 상기 하이브리드 제어부는 오일온도를 기준온도와 비교하여 자동변속기(100)에서 오일이 정상적으로 사용 가능한지 여부를 판단한다.

상기 오일온도가 기준온도 범위(일정치 이상)를 충족하는 경우 미리 설정된 제어로직에 따라 밸브바디(120) 및 전동식 오일펌프(110)의 작동에 의해 상기 오일을 오일쿨러(130)로 순환시킴으로써, 오일온도가 냉각된다.

이때, 상기 밸브바디(120) 및 전동식 오일펌프(110)는 하이브리드 제어부로부터 신호를 전달받은 파워트레인 제어부(PCU)에 의해 콘트롤되는 것이 가능하다.

상기 오일온도가 기준온도 이하(극저온)인 경우 전동식 오일펌프(110)가 작동하는 대신 구동모터(170)가 일정 RPM으로 작동하여, 상기 구동모터(170)와 연결된 자동변속기(100) 내부 오일펌프(160)가 오일보관부(140)의 오일을 순환시키게 된다.

다만, 상기 구동모터(170)가 작동하기 전에 하이브리드 제어부에 의해 엔진이 점화되었는지 여부 및 엔진점화시 자동변속기(100)의 변속단이 파킹단 또는 중립단에 위치하는지 여부가 체크되는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 오일보관부(140)의 오일은 상기 내부 오일펌프(160)의 작동에 의해 일정경로를 반복적으로 순환함으로써, 상기 오일의 온도가 상승하는 것이 가능하다.

따라서, 상기 구동모터(170)의 작동 및 내부 오일펌프(160)의 오일순환에 의해 오일의 온도는 상승하게 되고, 이에 따라 오일의 점성은 감소하게 된다.

여기서, 기준온도 이하의 오일온도를 조절하는 것은 오일온도의 극저온시 오일점성의 증가와 기동토크의 증대로 인해 전동식 오일펌프(110)의 성능이 저하되어, 기어 메커니즘 구조의 마찰요소들이 손상되는 것을 방지하기 위함이다.

덧붙여, 상기 구동모터(170)는 직류전류를 교류로 전환하는 인버터(180)의 전류공급에 의해 작동하고, 상기 인버터(180)는 하이브리드 제어부의 신호에 의해 콘트롤되는 것이 가능하다.

또한, 상기 구동모터(170) 및 내부 오일펌프(160)에 의해 오일 순환시, 이와 동시에 오일이 오일쿨러(130)로 들어가는 유로를 차단하여, 자동변속기(100) 내에서 조속하게 오일온도의 상승이 이루어지도록 한다.

이때, 상기 오일쿨러(130) 유로를 차단하는 것은 상기 오일이 오일쿨러(130)로 진입 순환하여 쿨링된 오일이 자동변속기(100) 내부로 다시 유입됨으로써, 상기 자동변속기(100) 내부의 오일온도가 하강하는 것을 차단하기 위함이다.

또한, 상기 오일쿨러(130)로 유입되는 오일의 차단은 상기 파워트레인 제어부(PCU)에 의해 콘트롤되는 것이 가능하다.

그리고, 상기 자동변속기(100)의 레버가 드라이버단(D)으로 변속되는 경우, 상기 구동모터(170)가 내부 오일펌프(160)를 작동시켜 자동변속기(100) 내부의 오일온도를 상승시키킬 시간이 확보될 수 있도록, 변속단이 파킹단(P) 또는 중립단(N)에서 드라이버단(D)으로 바뀌는 과정이 파워트레인 제어부(PCU)에 의해 일정시간 지연되는 것이 바람직하다.

이는 변속기가 드라이버단으로 변속하는 경우 구동모터(170)가 정지되어 자동변속기(100)의 오일을 순환시키는 내부 오일펌프(160)가 작동되지 않음으로써, 오일온도를 상승시키는 제어가 재대로 이루어지지 않기 때문이다.

이후, 상기 구동모터(170)의 작동 및 내부 오일펌프(160)의 오일순환에 의해 자동변속기(100) 오일 온도가 기준온도 범위를 충족하는 경우 상기 전동식 오일펌프(110)의 작동에 의해 오일이 오일쿨러(130)를 순환함으로써, 상기 오일의 정상적인 냉각과정이 진행된다.

결국, EV모드(모터만의 구동으로 주행)가 구현되는 하이브리드 차량구조에서 차량시동후 EV모드 초기시, 자동변속기(100)용 오일 온도가 저온상태인 경우 구동모터(170) 및 내부 오일펌프(160)를 이용하여 오일의 온도를 상승시킴으로써, 전동식 오일펌프(110)가 정상으로 작동되도록 한다.

구체적으로, 하이브리드 차량은 항상 구동모터(170)에 의해 EV모드로 출발하 게 되는바, 엔진이 정지되어 자동변속기에서 저단변속을 담당하는 클러치에 자동변속기의 오일펌프가 유압을 공급하지 못함으로써, 전동식 오일펌프(110)의 작동이 차량의 출발시 항상 필요하게 된다.

이때, 상기 전동식 오일펌프(110)의 모터용량을 무한히 크게 설계할 수 없기 때문에 오일점성이 증가하는 일정온도 이하에서 전동식 오일펌프를 구동시켜줄 방법으로 본 발명이 고안된 것이다.

따라서, 토크가 큰 구동모터(170)를 구현하여 내부 오일펌프(160)에 의해 오일점성을 낮추고, 점성이 개성된 오일을 전동식 오일펌프가 흡입하게 된다.

이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 이러한 실시예에 한정되지 않으며, 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 실시할 수 있는 다양한 형태의 실시예들을 모두 포함한다.

도 1은 온도에 따른 오일펌프 제어방법의 흐름도,

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 자동변속기 오일 온도에 따른 오일펌프 제어방법의 흐름도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100 : 자동변속기 110 : 전동식 오일펌프

120 : 밸브바디 130 : 오일쿨러

140 : 오일보관부 150 : 온도센서부

160 : 내부 오일펌프 170 : 구동모터

Claims

온도센서부가 자동변속기 오일보관부 내부의 오일온도를 감지하여 하이브리드 제어부에 전달하는 단계와;

상기 하이브리드 제어부가 상기 오일온도와 기준온도를 비교하는 단계와;

상기 오일온도가 기준온도 범위에 포함되는 경우 미리 설정된 로직에 따라 오일쿨러에 의해 냉각되고, 상기 오일온도가 기준온도 이하인 경우 구동모터가 일정 rpm으로 작동하여 자동변속기 내부 오일펌프에 의해 오일이 순환됨으로써, 상기 오일온도의 증가로 점성이 감소되는 단계와;

상기 단계에서 온도가 증가된 오일이 기준온도 범위에 포함되는 경우 전동식 오일펌프로 공급되어 미리 설정된 로직에 따라 오일쿨러에 의해 냉각되는 단계;

를 포함하여 구성되되,

상기 구동모터 및 내부 오일펌프에 의해 오일이 순환되는 단계에서 상기 자동변속기의 레버가 드라이버단(D)으로 변속되더라도 파워트레인 제어부(PCU)가 변속단이 드라이버단으로 변속되는 것을 지연시켜, 상기 구동모터의 작동에 의해 내부 오일펌프가 자동변속기 내부의 오일을 순환시킬 시간을 확보하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량용 자동변속기 오일펌프의 제어방법.
청구항 1에 있어서, 상기 구동모터 및 내부 오일펌프에 의해 오일이 순환되는 단계에서 파워트레인 제어부(PCU)에 의해 상기 오일이 오일쿨러로 가는 유로가 차단되어 단시간에 오일온도가 상승토록 하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량용 자동변속기 오일펌프의 제어방법.
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