KR100906867B1 - 하이브리드 차량용 구동모터의 토크 제어 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 하이브리드 차량용 구동모터의 토크 제어 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 외장형 전동식 오일펌프의 작동구간에서 전동식 오일펌프의 제한된 용량으로 인한 기어 변속 메카니즘 기구인 클러치 및 브레이크의 파손을 방지할 수 있도록 전동식 오일펌프의 작동구간에서 구동모터의 토크를 제한하는 하이브리드 차량용 구동모터의 토크 제어 방법에 관한 것이다.
이를 위해, 본 발명은 하이브리드 차량의 주행모드가 EV주행모드임을 판단하는 단계와; EV주행모드와 함께 전동식 오일펌프가 작동하는 여부를 판단하는 단계와; 전동식 오일펌프가 작동하는 상태에서 변속단이 R단 또는 L단인지 판단하는 단계와; R단 또는 L단인 경우, 전동식 오일펌프가 공급 가능한 유압에 해당하는 토크로 구동모터의 토크를 제한하는 단계; 로 이루어지는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량용 구동모터의 토크 제어 방법을 제공한다.
하이브리드, 차량, 외장형 전동식 오일펌프, 구동모터, 토크, 제한,

Description

하이브리드 차량용 구동모터의 토크 제어 방법{Method for controlling motor torque of HEV}
본 발명은 하이브리드 차량용 구동모터의 토크 제어 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 외장형 전동식 오일펌프의 작동구간에서 전동식 오일펌프의 제한된 용량으로 인한 기어 변속 메카니즘 기구인 클러치 및 브레이크의 파손을 방지할 수 있도록 전동식 오일펌프의 작동구간에서 구동모터의 토크를 제한하는 하이브리드 차량용 구동모터의 토크 제어 방법에 관한 것이다.
하이브리드 차량의 시스템 구성은 첨부한 도 2의 구성도에서 보는 바와 같이, 차량 주행용 구동원으로서 엔진(50)과, 스테이터(90) 및 로터(92)로 이루어진 모터(60)를 구비하고 있고, 이들의 동작을 위한 인버터(10), ISG(20), 고전압배터리(30) 등을 포함하며, 제어수단으로서 미도시되었지만 HCU(Hybrid Control Unit), MCU(Motor Control Unit), BMS(Battery Management System) 등을 포함하고 있다.
또한, 자동변속기(40)내에는 A/T오일펌프(70)가 포함되어 있고, 자동변속 기(40)의 외부에는 외장형 전동식 오일펌프(80)가 설치되어 있다.
이러한 구성을 기반으로 하는 하이브리드 차량은 모터 동력만을 이용하는 순수 전기자동차 모드인 EV(electric vehicle)모드와, 엔진의 회전력을 주동력으로 하면서 상기 모터의 회전력을 보조 동력으로 이용하는 보조모드인 HEV(hybrid electric vehicle)모드와, 차량의 제동 혹은 관성에 의한 주행시 차량의 제동 및 관성 에너지를 상기 모터에서 발전을 통하여 회수하여 배터리에 충전하는 회생제동(RB: Regenerative Braking)모드를 통하여 그 주행이 이루어진다.
한편, 하이브리드 차량에 있어서, 엔진과 전동기가 각각 보기류와 연동되는 구조를 이루고 있고, 그외에도 엔진의 시동을 위한 스타터 모터와 변속기에 작동유의 공급을 위한 외장형 전동식 오일펌프를 구비하고 있다.
상기 전동기는 통합형 시동 발전기(20: ISG(Integrated Starter Generator))라 지칭되는 것으로 시동과 발전 기능을 통합한 것이고, 상기 스타터 모터는 엔진의 시동시 크랭크 축을 강제로 회전시켜 주는 기능을 수행하는 것이며, 상기 외장형 전동식 오일펌프는 엔진의 공회전 정지시 엔진의 구동에 따른 변속기 및 그 작동유 공급경로에 작동유를 제공하기 위한 것이다.
하이브리드 시스템의 외장형 전동식 오일펌프는 차량의 일정한 차속 이하에서 작동하게 되어 있는 바, 이 전동식 오일펌프의 구동축은 변속기에 윤활을 위해 오일을 제공하고자 엔진의 출력축과 연결되어 있고, 따라서 배터리가 만충전을 유지하는 상태에서 저속 EV 모드로 장시간 주행하거나 크리프(Creep) 주행하게 되는 등의 EV모드에서는 엔진이 구동되지 않음에 따라 오일펌프의 작동이 중지된다.
상기와 같이, 하이브리드 차량의 주행모드중 EV모드는 차량 초기 출발, 저속구간, 후진시에 작동하는 바, EV모드에서 자동변속기의 후진단과 전진단에 따라 자동변속기내의 변속의 담당하는 클러치 및 브레이크 조합이 달라게 된다.
즉, 1단 출발시에는 전동식 오일펌프로부터 U/D(Under Drive)브레이크에 유압이 공급되고, 후진(R)시에는 L/R(Low/Reverse)브레이크와 클러치에 유압이 동시에 제공되어, 마찰판의 결합으로 기어 변속이 이루어진다.
그러나, 각 클러치 및 브레이크의 용량 및 변속기 입력축의 유입 토크에 따라 각 기어변속 메커니즘 기구(클러치, 브레이크)의 필요 유압이 달라짐에 따라 다음과 같은 문제점이 발생할 수 있다.
즉, 하이브리드 차량의 EV주행모드를 위하여, 필수적으로 적용되어야 할 전동식 오일펌프 용량과 관련하여, 후진 및 L단 출발시 작동되는 L/R브레이크 동작시, 시스템 최대 토크가 유입될 경우 필요유압은 13bar이나, 전동식 오일펌프가 생성 가능한 유압은 10.5bar이므로, 구동모터의 토크가 최대 토크를 요하는 경우 L/R브레이크가 파손될 우려가 있다.
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 하이브리드 차량의 주행모드중 EV주행모드와 함께 외장형 전동식 오일펌프가 작동하는 구간에서 구동모터의 토크를 전동식 오일펌프가 공급 가능한 유압에 해당하는 토크로 제한하여 자동변속기내의 L/R브레이크가 파손되는 현상을 방지할 수 있도록 한 하이브리드 차량용 구동모터의 토크 제어 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은: 하이브리드 차량의 주행모드가 EV주행모드임을 판단하는 단계와; EV주행모드와 함께 전동식 오일펌프가 작동하는 여부를 판단하는 단계와; 전동식 오일펌프가 작동하는 상태에서 변속단이 R단 또는 L단인지 판단하는 단계와; R단 또는 L단인 경우, 전동식 오일펌프가 공급 가능한 유압에 해당하는 토크로 구동모터의 토크를 제한하는 단계; 로 이루어지는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량용 구동모터의 토크 제어 방법을 제공한다.
바람직한 구현예로서, 상기 구동모터의 토크는 전동식 오일펌프가 공급 가능한 10.5bar에 해당하는 160N.m로 제한되는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 과제 해결 수단을 통하여, 본 발명은 다음과 같은 효과를 제공할 수 있다.
하이브리드 차량의 주행모드중 EV주행모드와 함께 시스템 최대 토크가 유입될 경우, 전동식 오일펌프가 작동하는 구간에서 전동식 오일펌프 용량 제한으로 인하여 시스템 최대 토크에 따른 유압량을 제공하지 못하여 자동변속기내의 L/R브레이크가 파손되는 현상을 방지할 수 있다.
즉, 하이브리드 차량의 주행모드중 EV주행모드와 함께 전동식 오일펌프가 작동하는 구간에서 구동모터의 최대 토크를 전동식 오일펌프가 공급 가능한 유압에 해당하는 토크로 제한하여 자동변속기내의 L/R브레이크가 파손되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 전동식 오일펌프가 필요 이상으로 과대한 용량의 것으로 채택되는 것을 방지하여, 원가절감 및 시스템 효율을 극대화시킬 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조로 상세하게 설명하기로 한다.
첨부한 도 1은 본 발명에 따른 하이브리드 차량용 구동모터의 토크 제어 방법을 설명하는 순서도이고, 도 2는 하이브리드 차량의 시스템 구성을 설명하는 개략도이다.
전술한 바와 같이, 하이브리드 차량의 시스템 구성은 첨부한 도 2의 구성도에서 보는 바와 같이, 차량 주행용 구동원으로서 엔진(50)과, 스테이터(90) 및 로터(92)로 이루어진 모터(60)를 구비하고 있고, 이들의 동작을 위한 인버터(10), ISG(20), 고전압배터리(30) 등을 포함하며, 제어수단으로서 미도시되었지만 HCU(Hybrid Control Unit), MCU(Motor Control Unit)등을 포함하고 있다.
특히, 자동변속기(40)내에는 A/T오일펌프(70)가 포함되어 있고, 자동변속기(40)의 외부에는 외장형 전동식 오일펌프(80)가 설치되어 있다.
본 발명은 하이브리드 차량은 모터 동력만을 이용하는 순수 전기자동차 모드인 EV(electric vehicle)모드 주행과 함께 상기 전동식 오일펌프가 작동될 때, 구동모터의 토크를 제한하여, 자동변속기내의 브레이크 및 클러치 등의 소손을 방지하고자 한 점에 주안점이 있다.
보다 상세하게는, 본 발명은 하이브리드 차량의 주행모드중 EV주행모드와 함께 외장형 전동식 오일펌프가 작동하는 구간에서 구동모터의 토크를 전동식 오일펌프가 공급 가능한 유압에 해당하는 토크로 제한하여 자동변속기내의 L/R브레이크가 파손되는 현상을 방지할 수 있도록 한 것이다.
이때, 상기 EV모드 주행임을 판단하고, 전동식 오일펌프가 작동중임을 판단하여, 구동모터의 토크를 제한하는 제어는 하이브리드 차량의 주제어기인 HCU 또는 MCU등이 담당할 수 있다.
여기서, 본 발명에 따른 하이브리드 차량용 구동모터의 토크 제어 방법을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
하이브리드 차량의 EV모드에서 전동식 오일펌프(80) 작동시 300W급 전동식 오일펌프(80)는 10.5bar의 라인압을 생성할 수 있으며, EV모드에서 후진과 L단 출발시 자동변속기(40)내에 L/R브레이크(미도시됨)가 잡히게 되는데, L/R브레이크의 필요유압은 12.2bar이상을 필요로 한다.
그러나, 상기 전동식 오일펌프(80)는 10.5bar 이하로만 유압 공급이 가능하기 때문에 구동모터의 최대토크 186N.m 유입시에는 L/R브레이크는 슬립되면서 소손될 수 있다.
따라서, 주제어기인 HCU 또는 MCU 등과 같은 제어기(미도시됨)에서 하이브리드 차량의 주행모드가 EV주행모드임을 판단하고, EV주행모드와 함께 전동식 오일펌프(80)가 작동하는 여부를 판단한다.
또한, EV주행모드이면서 전동식 오일펌프(80)가 작동하는 경우, 전동식 오일펌프가 작동하는 상태에서 변속단이 R단 또는 L단인지를 판단한다.
이에, EV주행모드이면서 전동식 오일펌프(80)가 작동하고, 변속단이 R단 또는 L단인 경우, 상기 제어기에서 전동식 오일펌프(80)가 공급 가능한 유압에 해당하는 토크로 모터 토크를 제한하는 제어를 하게 된다.
다시 말해서, 전동식 오일펌프(80)가 공급 가능한 10.5bar에 해당하는 160N.m의 토크로 구동모터(60)의 토크를 제한하게 된다.
이와 같이, 하이브리드 차량의 EV주행모드와 함께 외장형 전동식 오일펌프가 작동하는 구간에서 구동모터의 토크를 전동식 오일펌프가 공급 가능한 유압에 해당하는 토크로 제한함으로써, 자동변속기내의 L/R브레이크가 파손되는 현상을 방지할 수 있고, 이러한 제어를 통하여 필요 이상의 용량을 갖는 전동식 오일펌프로 대체하는 원가 상승 원인을 제거할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 하이브리드 차량용 구동모터의 토크 제어 방법을 설명하는 순서도,
도 2는 하이브리드 차량의 시스템 구성을 설명하는 개략도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10 : 인버터 20 : ISG
30 : 고전압배터리 40 : 자동변속기
50 : 엔진 60 : 구동모터
70 : A/T오일펌프 80 : 외장형 전동식 오일펌프
90 : 구동모터 스테이터 92 : 구동모터 로터

Claims (1)

  1. 하이브리드 차량의 주행모드가 EV주행모드임을 판단하는 단계와;
    EV주행모드와 함께 전동식 오일펌프가 작동하는 여부를 판단하는 단계와;
    전동식 오일펌프가 작동하는 상태에서 변속단이 R단 또는 L단인지 판단하는 단계와;
    R단 또는 L단인 경우, 전동식 오일펌프가 공급 가능한 유압에 해당하는 토크로 구동모터의 토크를 제한하는 단계;
    로 이루어지는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량용 구동모터의 토크 제어 방법.
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