KR101000162B1 - 하이브리드 자동차의 전동식 오일펌프 제어방법 - Google Patents

Abstract

이 발명은 기계식 오일펌프와 전동식 오일펌프를 구비한 자동변속기를 장착한 하이브리드 자동차에서, 변속기 요구유압과 기계식 오일펌프의 출력유압과의 차이를 보상하는 정도로만 전동식 오일펌프를 제어하는 방법에 관한 것이다.

이 발명의 전동식 오일펌프 제어방법은, 엔진토크와 모터토크와 오일온도의 정보가 입력되면 변속기 요구유압 및 최소 목표 회전속도를 계산하는 제1단계와, 현재 변속기의 회전속도와 회전감가속도를 계산하는 제2단계와, 상기 변속기의 최소 목표 회전속도와 상기 현재 변속기의 회전속도와 회전감가속도를 이용하여 상기 변속기 요구유압 대비 현재 유압이 미달되는지를 판단하는 제3단계와, 상기 제3단계의 판단결과에 따라 전동식 오일펌프의 온/오프 및 구동속도를 결정하는 제4단계를 포함한다.

하이브리드, 자동차, 변속기, 전동식, 요구유압

Description

하이브리드 자동차의 전동식 오일펌프 제어방법 {Method of controlling an electric oil pump of a hybrid car}

이 발명은 자동변속기를 장착한 하이브리드 자동차에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 기계식 오일펌프와 전동식 오일펌프를 구비한 자동변속기에서 요구유압과 기계식 오일펌프의 출력유압과의 차이를 보상하는 정도로만 전동식 오일펌프를 제어하는 방법에 관한 것이다.

통상적으로 하이브리드 자동차는 엔진과 배터리의 전원으로 구동되는 구동모터로 구성되는 동력원이 구비되며, 전륜에 상기의 동력원을 적절히 조합한 구조를 적용하여 차량의 출발시나 가속시에 배터리의 전압에 의해 동작되는 모터의 동력 보조로 연비 향상을 유도할 수 있는 차량을 말한다.

자동변속기를 장착한 하이브리드 자동차는 스탑앤고(stop and go) 등의 주행 중 엔진이 정지하는 경우를 대비하여야 한다. 이를 위해 자동변속기에 오일을 공급하기 수단으로서, 기존의 기계식 오일펌프 외에 전동식 오일펌프를 기계식 오일펌프와 병렬로 추가 장착하고 있다.

도 1은 일반적인 하이브리드 자동차의 자동변속기의 오일 공급시스템을 도시한 도면이다.

오일팬(11)이 가동하면 오일필터(12)를 거쳐 필터링된 오일이 기계식 오일펌프(13)에서 자동변속기(미도시)에 공급된다. 이 기계식 오일펌프(13)는 엔진의 힘에 의해 가동되기 때문에 주행 중 엔진이 정지하는 경우에는 자동변속기에 적절한 유압을 제공하지 못하게 된다.

따라서, 하이브리드 자동차의 자동변속기에는 기계식 오일펌프와 병렬로 전동식 오일펌프(14)를 추가하고, 이 전동식 오일펌프(14)를 모터(15)를 이용하여 동작시킨다.

이러한 구조에서는 두 펌프 중 어느 하나면 동작하여도 자동변속기에 오일이 공급될 수 있다. 이 경우, 기계식 오일펌프가 동작하여 자동변속기에 유압을 공급하는 동안에는 전동식 오일펌프가 동작하더라도 유압공급 능력은 추가로 향상되지 않으면서 오히려 전동식 오일펌프의 전력 소모량만 증가하는 문제점이 있다.

도 2는 기계식 오일펌프의 회전수에 따른 전동식 오일펌프의 전력소모량을 도시한 그래프이다. 이 그래프에 따르면 기계식 오일펌프의 회전수가 높을수록 전동식 오일펌프의 전력 소모가 증가함을 알 수 있으며, 기계식 오일펌프와 전동식 오일펌프가 동시에 작동할 때 에너지 소모량이 과대함을 알 수 있다.

따라서, 기계식 오일펌프와 전동식 오일펌프가 장착된 하이브리드 자동차의 자동변속기에서 전동식 오일펌프의 작동을 최적화하여 제어할 필요가 있다.

상술한 종래기술의 필요성을 충족하기 위한 이 발명의 목적은, 자동변속기에서 필요로 하는 요구유압에 따른 입력축의 최소 회전속도를 계산하고 현재 자동변속기 입력축의 회전속도를 측정하여 그 차이가 보상되도록 전동식 오일펌프를 제어하는 방법을 제공하기 위한 것이다.

상술한 목적을 달성하기 위한 이 발명에 따른 하이브리드 자동차의 전동식 오일펌프 제어방법은, 엔진토크와 모터토크와 오일온도의 정보가 입력되면 변속기 요구유압 및 최소 목표 회전속도를 계산하는 제1단계와, 현재 변속기의 회전속도와 회전감가속도를 계산하는 제2단계와, 상기 변속기의 최소 목표 회전속도와 상기 현재 변속기의 회전속도와 회전감가속도를 이용하여 상기 변속기 요구유압 대비 현재 유압이 미달되는지를 판단하는 제3단계와, 상기 제3단계의 판단결과에 따라 전동식 오일펌프의 온/오프 및 구동속도를 결정하는 제4단계를 포함한 것을 특징으로 한다.

이 발명에 따르면 자동변속기에 제공되는 유압이 요구유압에 미달되거나 미달될 가 능성이 있을 때 전동식 오일펌프가 구동되도록 함으로써, 전동식 오일펌프에서의 전력소모를 최적화할 수 있고 연비를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하며 이 발명의 한 실시예에 따른 하이브리드 자동차의 전동식 오일펌프 제어방법을 상세하게 설명한다.

도 3은 이 발명의 한 실시예에 따른 하이브리드 자동차의 전동식 오일펌프 제어방법의 개략적인 흐름도이다.

이 발명의 전동식 오일펌프 제어방법은 변속기 제어부(미도시)에서 수행된다. 변속기 제어부는 엔진토크와 모터토크와 오일온도의 정보가 입력되면(S310), 변속기 요구유압 및 입력축의 최소 회전속도를 계산한다(S320). 한편, 현재 변속기 입력축의 회전속도를 입력받아 그 시간 미분값을 계산한다(S330). 단계 S320에서 계산한 변속기 요구유압 대비 현재 유압이 미달되거나 미달 가능하다고 판단되면(S340), 그 미달 정도에 따라 전동식 오일펌프의 온/오프 및 그 구동속도를 결정한다(S350).

도 4는 이 발명의 한 실시예에 따른 하이브리드 자동차의 전동식 오일펌프 제어방법의 상세한 흐름도이다.

단계 S310에서 기어단수와, 모터토크와 엔진토크와 변속기 오일온도가 입력된다.

단계 S320은 단계 S321 내지 단계 S329로 이루어진다. 단계 S310에서 입력된 기어단수와 모터토크와 엔진토크를 이용하여 기어단별 입력토크 대비 클러치 및 브레이 크 최소 요구유압을 판단한다(S321). 한편, 엔진토크를 이용하여 엔진 클러치 입력토크 대비 최소 요구유압을 판단한다(S322).

단계 S321에서 구한 기어단별 입력토크 대비 클러치 및 브레이크 최소 요구유압과 엔진 클러치 입력토크 대비 최소 요구유압 중 최대값을 출력한다(S323).

EC체결여부에 따라(S324), 전기차주행(EV)시 단계 S321에서 구한 기어단별 입력토크 대비 클러치 및 브레이크 최소 요구유압을 출력하고, 하이브리드 전기차주행(HEV)시 단계 S323에서 구한 최대값을 출력한다(S325).

솔레노이드 밸브 구동 최소유압이 4 bar(S326)와, 단계 S325에서 출력되는 값을 비교하여 두 값 중 최대값을 출력하여(S327), 최소한 솔레노이드 밸브 구동 최소유압이 출력될 수 있도록 한다.

이 단계 S327에서 출력되는 값이 변속기 오일 목표 압력지령이며(S328), 요구유압이 확보 가능한 기계식 오일펌프의 최소 목표 회전속도를 계산한다(S329).

단계 S330은 단계 S331과 S332로 이루어지며, 단계 S331에서는 변속기 회전속도가 계산되고 단계 S332에서는 변속기 회전속도의 시간의 미분값인 변속기 회전감가속도가 계산된다.

단계 S340은 단계 S341 내지 단계 S346으로 이루어진다. 단계 S331에서 계산된 변속기 회전속도와 단계 S329에서 계산된 최소 목표 회전속도를 감산하고(S341), 그 회전수차이값(delta rpm)과 0을 비교한다(S342). 단계 S342의 비교결과, 그 회전수차이값이 0보다 작지 않으면 단계 S332에서 계산된 변속기 회전감가속도를 이용하여 기계식 오일펌프의 토출압부족이 예상되는 시간을 계산한다(S343). 아울 러, 전동식 오일펌프의 목표 유압 반응시간을 판단한다(S344).

그 다음, 단계 S343에서 계산된 시간과 단계 S344에서 계산된 시간을 감산하여(S345), 그 시간차이값과 0을 비교한다(S346).

단계 S350은 단계 S351 내지 단계 S355로 이루어진다. 단계 S342의 비교결과 회전수차이값이 0보다 작으면 전동식 오일펌프를 온하는 것으로 결정한다(S351). 단계 S346의 비교결과 시간차이값이 0보다 작으면 전동식 오일펌프를 온하는 결정한다(S351). 단계 S346의 비교결과 시간차이값이 0보다 작지 않으면 전동식 오일펌프를 오프하는 결정한다(S352).

단계 S351과 같이 전동식 오일펌프를 온하는 결정한 경우, 변속기 오일온도와 아이들스탑(Idle Stop) 여부(S353)에 따라 전동식 오일펌프의 속도를 결정한다(S354). 도면에 도시된 예시로서, 초기구동시에는 2초간 최대속도 구동, 정상주행시에는 11 bar 토출 속도 구동, 아이들스탑(Idle Stop)시에는 5 bar 토출 예비 구동하는 것으로 결정한다. 전동식 오일펌프에 결정된 속도 지령을 출력한다(S355).

도 5는 도 4의 실시예를 하드웨어로 구성한 제어로직이다. 도 5의 제어로직의 동작은 도 4와 동일한 바, 그 상세한 설명은 생략한다.

도 1은 일반적인 하이브리드 자동차의 자동변속기의 오일 공급시스템을 도시한 도면,

도 2는 기계식 오일펌프의 회전수에 따른 전동식 오일펌프의 전력소모량을 도시한 그래프,

도 3은 이 발명의 한 실시예에 따른 하이브리드 자동차의 전동식 오일펌프 제어방법의 개략적인 흐름도,

도 4는 이 발명의 한 실시예에 따른 하이브리드 자동차의 전동식 오일펌프 제어방법의 상세한 흐름도,

도 5는 도 4의 흐름도를 하드웨어로 구성한 제어로직이다.

Claims (5)

1. 엔진토크와 모터토크와 오일온도의 정보가 입력되면 변속기 요구유압 및 최소 목표 회전속도를 계산하는 제1단계와,

   현재 변속기의 회전속도와 회전감가속도를 계산하는 제2단계와,

   상기 변속기의 최소 목표 회전속도와 상기 현재 변속기의 회전속도와 회전감가속도를 이용하여 상기 변속기 요구유압 대비 현재 유압이 미달되는지를 판단하는 제3단계와,

   상기 제3단계의 판단결과에 따라 전동식 오일펌프의 온/오프 및 구동속도를 결정하는 제4단계를 포함한 것을 특징으로 하는 하이브리드 자동차의 전동식 오일펌프 제어방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 제1단계는, 기어단수와 상기 모터토크와 상기 엔진토크를 이용하여 기어단별 입력토크 대비 클러치 및 브레이크 최소 요구유압을 판단하는 제11서브단계와, 상기 엔진토크를 이용하여 엔진 클러치 입력토크 대비 최소 요구유압을 판단하는 제12서브단계와, 상기 기어단별 입력토크 대비 클러치 및 브레이크 최소 요구유압과 상기 엔진 클러치 입력토크 대비 최소 요구유압 중 최대값을 출력하는 제13서브단계와, 전기차주행(EV)시 상기 기어단별 입력토크 대비 클러치 및 브레이크 최소 요구유압을 출력하고 하이브리드 전기차주행(HEV)시 상기 제13서브단계에서 구한 최대값을 출력하는 제14서브단계와, 상기 제14서브단계에서 출력 되는 요구유압이 확보 가능한 기계식 오일펌프의 최소 목표 회전속도를 계산하는 제15서브단계를 포함한 것을 특징으로 하는 하이브리드 자동차의 전동식 오일펌프 제어방법.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 제14서브단계에서 출력되는 요구유압이 솔레노이드 밸브 구동 최소유압보다 작으면, 상기 제15서브단계는 상기 솔레노이드 밸브 구동 최소유압이 확보 가능한 기계식 오일펌프의 최소 목표 회전속도를 계산하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 자동차의 전동식 오일펌프 제어방법.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 제3단계는, 상기 현재 변속기의 회전속도와 상기 최소 목표 회전속도를 감산하는 제31서브단계와, 상기 제31서브단계의 결과치인 회전수차이값과 0을 비교하는 제32서브단계와, 제32서브단계의 비교 결과 상기 회전수차이값이 0보다 작지 않으면 상기 현재 변속기의 회전감가속도를 이용하여 기계식 오일펌프의 토출압부족이 예상되는 시간을 계산하는 제33서브단계와, 상기 전동식 오일펌프의 목표 유압 반응시간을 판단하는 제34서브단계와, 상기 제33서브단계에서 계산된 시간과 제34서브단계에서 계산된 시간을 감산하는 제35서브단계와, 상기 제35서브단계의 결과치인 시간차이값과 0을 비교하는 제36서브단계를 포함한 것을 특징으로 하는 하이브리드 자동차의 전동식 오일펌프 제어방법.
5. 제 4 항에 있어서, 제4단계는, 상기 제32서브단계의 비교결과 상기 회전수차이값이 0보다 작거나 상기 제36서브단계의 비교결과 상기 시간차이값이 0보다 작으면 상기 전동식 오일펌프를 온하는 것으로 결정하고, 상기 시간차이값이 0보다 작지 않으면 상기 전동식 오일펌프를 오프하는 것으로 결정하는 제41서브단계와, 제41서브단계에서 상기 전동식 오일펌프를 온하는 것으로 결정한 경우 변속기 오일온도와 아이들스탑(Idle Stop) 여부에 따라 상기 전동식 오일펌프의 구동속도를 결정하는 제42서브단계와, 상기 전동식 오일펌프에게 상기 결정된 구동속도 지령을 출력하는 제43서브단계를 포함한 것을 특징으로 하는 하이브리드 자동차의 전동식 오일펌프 제어방법.

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