KR101509939B1 - 전동식 오일 펌프 제어 방법 - Google Patents

Abstract

전동식 오일 펌프의 온도센서가 정상작동하는지 여부를 판단하는 온도센서 확인단계; 상기 온도센서가 정상작동하지 않는 것으로 판단되는 경우 전동식 오일 펌프에 미리 마련된 설정전류값 이하의 전류가 인가되도록 제한하고, 변속기의 출력 토크가 미리 설정된 설정토크값 이하가 되도록 변속기를 제어하는 제어 단계; 를 포함하는 전동식 오일 펌프 제어 방법이 소개된다.

Description

전동식 오일 펌프 제어 방법 {METHOD FOR CONTROLING ELECTRIC OIL PUMP}

본 발명은 전동식 오일 펌프의 내부 온도센서 고장시 전동식 오일 펌프에 가해지는 부하를 줄여 전동식 오일 펌프의 소손을 방지하는 전동식 오일 펌프 제어 방법에 관한 것이다.

전동식 오일 펌프(Electric Oil Pump, EOP)는 차량의 변속기에 설치되어 변속기 내부에 고압의 오일을 공급하는 장치로써, 크게 모터와 펌프로 구성되어 있으며 모터의 동력을 이용하여 펌프를 구동시킨다. 오일 펌프 컨트롤 유닛(Oil Pump Control Unit,OPU)은 EOP를 구동시키는 역할을 하며 EOP 과부하 발생 시 상전류 값을 높여 EOP가 큰 토크로 부하를 이겨내고 회전할 수 있도록 제어한다. 또한, EOP는 EOP온도 센서를 구비하고, EOP온도 센서는 모터 내부의 발열이 가장 심한 코일의 온도를 측정한다. EOP 연속 작동 조건(정격 구간)에서의 코일 포화 온도는 코일 제원 범위 안에 위치해야 한다. 고 부하 조건에서 코일은 급격히 발열되고 코일 제원을 벗어나 소손 될 수 있다. OPU는 코일온도를 모니터링 하며 코일 온도가 코일제원을 벗어나기 전에 특정 온도에 도달하면 EOP출력을 제한하여 코일온도가 제원을 벗어나지 않도록 제어한다.

OPU에는 EOP 내부 온도센서 고장 시 변속기를 보호하고자 차량을 정지시키는 Logic이 적용되어있는데, 운전자의 의도와는 관계없이 차량을 정지시키게 되는 것이므로 EOP 내부 온도센서 고장 시 운전자는 큰 불편함을 느끼게 되고 상품의 가치를 떨어뜨리는 한가지 요소로 작용하게 된 것이다.

상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.

KR 10-2009-0045990 A

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 전동식 오일 펌프의 온도센서 고장시 현재 차량이 가혹조건 하에 주행되고 있는지 여부를 판단하고, 가혹조건 하에 주행되는 경우 전동식 오일 펌프에 인가되는 전류량을 감소시키고 변속기의 출력 토크를 제한함으로써 변속기를 보호하고 차량이 정지되는 일 없이 계속 주행이 가능하도록 하는 전동식 오일 펌프 제어 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전동식 오일 펌프 제어 방법은 전동식 오일 펌프의 온도센서가 정상작동하는지 여부를 판단하는 온도센서 확인단계; 상기 온도센서가 정상작동하지 않는 것으로 판단되는 경우 전동식 오일 펌프에 미리 마련된 설정전류값 이하의 전류가 인가되도록 제한하고, 변속기의 출력 토크가 미리 설정된 설정토크값 이하가 되도록 변속기를 제어하는 제어단계; 를 포함한다.

상기 온도센서 확인단계를 수행하기 이전에 전동식 오일 펌프 제어기가 정상 작동하는지 여부를 판단하는 제어기 확인단계를 수행하고, 전동식 오일 펌프 제어기가 정상 작동하는 것으로 판단되는 경우 상기 온도센서 확인단계를 수행할 수 있다.

상기 제어기 확인단계는 상기 전동식 오일 펌프 제어기 내부 온도를 검출하고 검출된 내부 온도가 설정 내부온도 이하일 경우 정상 작동하는 것으로 판단할 수 있다.

상기 온도센서 확인단계는 차량 시동후 설정시간이 지나도 온도값이 설정 펌프온도값 이하일 경우 온도센서가 정상작동하지 않는 것으로 판단할 수 있다.

상기 온도센서 확인단계는 온도센서가 정상작동하지 않는 것으로 판단되는 경우 온도센서가 고장났음을 운전자가 인지하도록 인스트루먼트 패널에 경고등이 점등되도록 하는 경고등 점등단계를 더 포함할 수 있다.

상기 온도센서 확인단계는 온도센서가 정상작동하지 않는 것으로 판단되는 경우 현재 변속단이 후진단인지 여부를 판단하는 변속단 판단단계를 더 포함할 수 있다.

상기 변속단 판단단계는 현재 변속단이 후진단이 아닌 것으로 판단되는 경우 현재 변속기 오일 온도가 설정 변속기 오일 온도값 이하인지 여부를 판단하는 변속기온도 판단단계를 더 수행할 수 있다.

상기 제어단계는 변속기의 출력토크값을 검출하고, 검출된 변속기 출력토크값이 미리 마련된 설정토크값 이상일 경우, 변속기 출력토크값이 설정토크값 이하가 되도록 기어 단수를 낮추도록 제어할 수 있다.

상술한 바와 같은 구조로 이루어진 전동식 오일 펌프 제어 방법에 따르면, 전동식 오일 펌프의 온도센서 고장 시 차량 정지가 아닌 주행 가능한 상태를 유지하기 때문에 운전자가 느끼는 불편함을 줄일 수 있다.

또한, 차량이 가혹조건 하에 주행하는 경우가 아니라면 전동식 오일 펌프의 온도센서가 고장나더라도 정상적인 변속기 작동이 가능하도록 하여 운전자가 느끼는 불편함을 감소시키고 상품가치를 향상시킬 수 있다.

또한, 별도의 구성품을 추가적으로 설치하는 것이 아니라 로직만 변경되는 것이므로 시스템 개선을 위한 추가적인 비용 발생이 없다.

또한, 로직의 변경이 즉시 적용가능해 신속한 차량 적용이 가능하다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 오일 펌프 제어 방법의 흐름도.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 전동식 오일 펌프 제어 방법에 대하여 살펴본다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 오일 펌프 제어 방법의 흐름도로써, 전동식 오일 펌프의 온도센서가 정상작동하는지 여부를 판단하는 온도센서 확인단계(S120); 상기 온도센서가 정상작동하지 않는 것으로 판단되는 경우 전동식 오일 펌프에 미리 마련된 설정전류값 이하의 전류가 인가되도록 제한(S151)하고, 변속기의 출력 토크가 미리 설정된 설정토크값 이하가 되도록 변속기를 제어(S152)하는 제어단계(S150); 를 포함한다.

더 상세하게는, 상기 온도센서 확인단계(S120)를 수행하기 이전에 전동식 오일 펌프 제어기가 정상 작동하는지 여부를 판단하는 제어기 확인단계(S100)를 수행하고, 전동식 오일 펌프 제어기가 정상 작동하는 것으로 판단되는 경우 상기 온도센서 확인단계(S120)를 수행할 수 있다.

상기 전동식 오일 펌프는 변속기에 고압의 오일을 공급하도록 모터와 펌프로 구성된 전동식 오일 펌프(Electric Oil Pump, EOP)임이 바람직하고, 상기 전동식 오일 펌프 제어기는 전동식 오일 펌프에 전류를 인가하거나 차단하여 전동식 오일 펌프를 구동시키거나 정지시키고 또는 송출되는 오일의 압력을 조절하는 등 전동식 오일 펌프의 작동을 제어하는 오일 펌프 컨트롤 유닛(Oil Pump Control Unit, OPU)이 됨이 바람직하다.

상기 전동식 오일 펌프와 전동식 오일 펌프 제어기는 별도로 구비됨이 바람직하다.

또한, 상기 전동식 오일 펌프는 자동변속기에 사용되는 전동식 오일 펌프임이 바람직하다.

상기 제어기 확인단계(S100)는 상기 전동식 오일 펌프 제어기 내부 온도를 검출하고 검출된 내부 온도가 설정 내부온도 이하일 경우 정상 작동하는 것으로 판단할 수 있는데, 이를 위해 상기 전동식 오일 펌프 제어기는 내부에 제어기 온도센서를 구비하고 상기 제어기 온도센서가 전동식 오일 펌프 제어기 내부 온도를 검출하도록 함이 바람직하다.

또한, 상기 제어기 확인단계(S100)는 상기 전동식 오일 펌프 제어기에서 제어 전류가 송출되지 않는 경우, 즉 내부 단자나 회로가 소손되어 전동식 오일 펌프 제어기에 전류가 흐르지 않으므로써 제어 전류가 송출되지 않는 경우 상기 전동식 오일 펌프 제어기가 고장난 것으로 판단할 수 있다.

이 외에도 전동식 오일 펌프 제어기의 정상 작동 유무는 다양한 실시예를 통해 판단될 수 있다.

만약 상기 제어기 확인단계(S100)에서 상기 전동식 오일 펌프 제어기가 정상 작동하지 않는 것으로, 즉 고장난 것으로 판단되는 경우 OPU Fail 로직이 작동(S110)될 수 있는데, 이때 차량을 정지시켜 변속기의 구동을 정지시키는 제어가 수행될 수 있고 이 외에도 변속기를 보호하기 위한 다양한 제어로직이 수행될 수 있다.

이러한 OPU Fail 로직은 차량의 ECU(Electric Control Unit)에 의해 제어될 수 있다.

전동식 오일 펌프를 제어함에 있어서 전동식 오일 펌프 제어기의 작동은 필수적인 것이므로 상기 제어기 확인단계(S100)를 수행함으로써 불필요하게 이후의 전동식 오일 펌프를 제어단계들을 수행하는 일을 막을 수 있다.

한편, 상기 온도센서 확인단계(S120)는 차량 시동 후 설정시간이 지나도 온도값이 설정 펌프온도값 이하일 경우 온도센서가 정상작동하지 않는 것으로 판단할 수 있다.

즉, 차량이 주행을 시작하고 설정시간이 지나면 변속기의 구동으로 인해 전동식 오일 펌프 내의 온도는 설정 펌프온도값을 넘는 것이 정상이지만, 온도센서의 고장으로 설정시간이 지나도 설정 펌프온도값을 넘지 못한다면 이는 온도센서가 고장난 것으로 판단할 수 있는 것이다.

만약 상기 온도센서가 정상작동하는 것으로 판단되는 경우, 즉 차량 시동후 설정시간이 지났을때 온도값이 설정 펌프온도값을 넘는 경우 다시 상기 제어기 확인단계(S100)를 수행할 수 있다.

한편, 상기 온도센서 확인단계(S120)는 온도센서가 정상작동하지 않는 것으로 판단되는 경우 온도센서가 고장났음을 운전자가 인지하도록 인스트루먼트 패널에 경고등이 점등되도록 하는 경고등 점등단계(S130)를 더 포함할 수 있다.

물론, 운전자에게 알려주는데는 인스트루먼트 패널을 통한 경고등 점등 이외에도 경고음을 발생시킬 수도 있고 이외도 다양한 방법이 사용될 수 있다.

또한, 상기 온도센서 확인단계(S120)는 온도센서가 정상작동하지 않는 것으로 판단되는 경우 현재 변속단이 후진단인지 여부를 판단하는 변속단 판단단계(S140)를 더 포함할 수 있는데, 상기 변속단 판단단계(S140)는 상기 경고등 점등단계(S130)를 수행한 뒤 수행됨이 바람직하다.

변속단의 후진단 여부를 판단하는 이유에 대해 설명하자면, 기어단은 변속기 내에 클러치와 클러치를 잡는 브레이크들 중 어떤 작동 요소를 잡아서 유성기어의 입력-출력 기어비를 결정하느냐에 따라 달라지게 되는데, R단의 경우 D단에 비해 자주 사용하는 부분이 아니기에 클러치 및 브레이크의 용량이 작다. 클러치 매수가 많고 면적이 넓어 클러치 용량이 크면 R단 등판시 작용하는 부하를 이겨내는데 용이하며 변속기 내에 작은 압력으로 클러치를 잡아두어도 슬립이 발생하지 않게 된다.

하지만 연비 개선을 위하여 빈도가 작은 R단의 클러치 및 브레이크의 용량은 상대적으로 작고 높은 압력(약 16bar 정도)으로 잡아주어야 슬립이 발생하지 않게된다. 따라서 EOP는 R단의 경우 16bar라는 라인압을 발생시켜야 하는 것이므로 주행단(D단)에 비하여 더 많은 부하가 발생하는 것이다.

그러므로, 변속단 판단단계(S140)에서 현재 R단인 것으로 판단된다면 상기 제어단계(S150)를 수행하여 강제적으로 전동식 오일 펌프의 출력을 제한(S151)하고 변속기의 출력토크를 제한(S152)하는 것이다.(여기서 변속기 출력토크란 변속기에서 최종적으로 출력이 되는 토크값을 말한다.)

한편, 상기 변속단 판단단계(S140)는 현재 변속단이 후진단이 아닌 것으로 판단되는 경우 현재 변속기 오일 온도를 검출(S141)하고, 검출된 현재 변속기 오일 온도가 설정 변속기 오일 온도값 이하인지 여부를 판단하는 변속기온도 판단단계(S141)를 더 수행할 수 있는데, 변속기 오일 온도가 설정 변속기 오일 온도값 이하인 경우 변속기 오일의 점도가 상승하게 되고, 점도가 상승된 상태로 변속기 오일을 순환시키기 위해서는 전동식 오일 펌프에 많은 부하가 걸리게 되기 때문에 이 경우 차량이 가혹조건 하에 주행하고 있는 것으로 생각할 수 있고, 따라서 현재 변속기 오일 온도가 설정 변속기 오일 온도값 이하인 경우 제어단계(S150)를 수행함이 바람직하다.

반면, 현재 변속기 오일 온도가 설정 변속기 오일 온도값 이상이라면 현재 차량이 가혹조건하가 아닌 정상주행 상태라고 생각할 수 있으므로 상기 제어단계(S150)를 수행하지 않고 정상적으로 상기 전동식 오일 펌프를 작동시킬 수 있다.

참고적으로 설명하자면, 상기 전동식 오일 펌프는 기본적으로 가혹 상태가 아닌 정상적인 주행상태인 경우에는 전동식 오일 펌프 내부 코일에 과도한 부하가 걸리지 않을 것으로 생각할 수 있기 때문에 내부에 온도센서가 없더라도 전동식 오일 펌프가 소손되는 일이 없을 것이므로 제어단계(S150)의 수행 없이 정상적으로 상기 전동식 오일 펌프를 작동시킬 수 있다.

한편, 상기 제어단계(S150)는 전동식 오일 펌프에 미리 마련된 설정전류값 이하의 전류가 인가되도록 제한(S151)할 수 있는데, 고부하로 인해 전동식 오일 펌프에 과전류가 흐르게 되면 내부 코일의 소손이 발생할 수 있으므로, 계속해서 전동식 오일 펌프가 작동하더라도 코일이 소손되지 않는 설정전류값을 설정하고 그 이하의 전류만 상기 전동식 오일 펌프에 인가될 수 있도록 함이 바람직하다.

상기 전동식 오일 펌프에 인가되는 전류의 감소로 전동식 오일 펌프 자체의 출력이 감소되었으므로 차량의 안정적인 주행을 위해 상기 제어단계(S150)는 변속기의 출력토크를 제한하여 출력이 감소된 상기 전동식 오일 펌프가 감당할 수 있는 정도로 변속기를 구동시킴이 바람직하다.

이에 대해 부연설명을 하자면, 변속기에서는 외부의 부하를 이겨내기 위한 요구토크(변속기에 요구되는 변속기의 출력토크)가 있는데, 엔진의 출력은 제한되어 있고 출발시나, 급가속시, R단 주행시 변속기에 높은 토크를 전달해 줄 것을 변속기 제어부(Transmission Control Unit, TCU)가 요구하게 된다. 이 제어에 따라 차량 주행 조건에 맞게 변속기의 클러치를 잡는 브레이크를 작동시키게 되며 차량 요구토크가 높을수록 더 높은 압력으로 브레이크가 클러치를 잡아주도록 제어하게 된다. 만약 높은 출력토크를 필요로 하는데 그만큼 상기 브레이크가 클러치를 잡아주지 못한다면 브레이크와 클러치 사이에는 슬립이 발생하게 되고 변속기는 요구되는 출력토크를 발생시킬 수가 없게된다.

따라서 전동식 오일 펌프는 변속기 제어부의 요구에 맞도록 고압의 오일을 공급하게 되며 이는 전동식 오일 펌프에 많은 부하를 발생시키게 되는 것이다.

전동식 오일 펌프의 온도센서 고장시 코일 온도를 알 수 없으므로 높은 부하를 오랫동안 견딜 수가 없고, 그러므로 출력이 감소된 상기 전동식 오일 펌프가 감당할 수 있는 정도로 변속기 출력토크를 강제로 낮추어 전동식 오일 펌프에 고부하가 걸리지 않도록 하는 것이다. 물론, 이때는 가속 능력이나 R단 등판 능력이 낮아지게 된다.

따라서, 상기 제어단계(S150)는 변속기의 출력토크값을 검출하고, 검출된 변속기 출력토크값이 미리 마련된 설정토크값 이상일 경우, 변속기 출력토크값이 설정토크값 이하가 되도록 기어 단수를 낮추도록 제어할 수 있는데, 기어단수를 낮추게 되면 변속기에 요구되는 출력토크가 낮아지게 되며, 변속기 내의 브레이크가 강하게 클러치를 잡을 것이 요구되지 않으므로 전동식 오일 펌프에 고부하가 걸리는 것을 막을 수 있다.

또한, 전동식 오일 펌프의 출력만 제한하고 변속기의 출력토크는 제어하지 않는다면 브레이크와 클러치 사이에는 계속해서 슬립이 발생하게 되고 변속기의 손상이 발생할 수 있는 것이므로 전동식 오일 펌프와 변속기 요구토크 모두를 함께 제어해 줌이 바람직하다.

상술한 바와 같은 구조로 이루어진 전동식 오일 펌프 제어 방법에 따르면, 전동식 오일 펌프의 온도센서 고장 시 차량 정지가 아닌 주행 가능한 상태를 유지하기 때문에 운전자가 느끼는 불편함을 줄일 수 있다.

또한, 차량이 가혹조건 하에 주행하는 경우가 아니라면 전동식 오일 펌프의 온도센서가 고장나더라도 정상적인 변속기 작동이 가능하도록 하여 운전자가 느끼는 불편함을 감소시키고 상품가치를 향상시킬 수 있다.

또한, 별도의 구성품을 추가적으로 설치하는 것이 아니라 로직만 변경되는 것이므로 시스템 개선을 위한 추가적인 비용 발생이 없다.

또한, 로직의 변경이 즉시 적용가능해 신속한 차량 적용이 가능하다.

본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.

S100 : 제어기 확인단계 S120 : 온도센서 확인단계
S130 : 경고등 점등단계 S140 : 변속단 판단단계
S150 : 제어단계

Claims (8)

1. 전동식 오일 펌프의 온도센서가 정상작동하는지 여부를 판단하는 온도센서 확인단계;
   상기 온도센서가 정상작동하지 않는 것으로 판단되는 경우 전동식 오일 펌프에 미리 마련된 설정전류값 이하의 전류가 인가되도록 제한하고, 변속기의 출력 토크가 미리 설정된 설정토크값 이하가 되도록 변속기를 제어하는 제어단계; 를 포함하며,
   상기 온도센서 확인단계를 수행하기 이전에 전동식 오일 펌프 제어기가 정상 작동하는지 여부를 판단하는 제어기 확인단계를 수행하고, 전동식 오일 펌프 제어기가 정상 작동하는 것으로 판단되는 경우 상기 온도센서 확인단계를 수행하는 것을 특징으로 하는 전동식 오일 펌프 제어 방법.
2. 삭제
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 제어기 확인단계는 상기 전동식 오일 펌프 제어기 내부 온도를 검출하고 검출된 내부 온도가 설정 내부온도 이하일 경우 정상 작동하는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 전동식 오일 펌프 제어 방법.
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 온도센서 확인단계는 차량 시동후 설정시간이 지나도 온도값이 설정 펌프온도값 이하일 경우 온도센서가 정상작동하지 않는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 전동식 오일 펌프 제어 방법.
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 온도센서 확인단계는 온도센서가 정상작동하지 않는 것으로 판단되는 경우 온도센서가 고장났음을 운전자가 인지하도록 인스트루먼트 패널에 경고등이 점등되도록 하는 경고등 점등단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전동식 오일 펌프 제어 방법.
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 온도센서 확인단계는 온도센서가 정상작동하지 않는 것으로 판단되는 경우 현재 변속단이 후진단인지 여부를 판단하는 변속단 판단단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전동식 오일 펌프 제어 방법.
7. 청구항 6에 있어서,
   상기 변속단 판단단계는 현재 변속단이 후진단이 아닌 것으로 판단되는 경우 현재 변속기 오일 온도가 설정 변속기 오일 온도값 이하인지 여부를 판단하는 변속기온도 판단단계를 더 수행하는 것을 특징으로 하는 전동식 오일 펌프 제어 방법.
8. 청구항 1에 있어서,
   상기 제어단계는 변속기의 출력토크값을 검출하고, 검출된 변속기 출력토크값이 미리 마련된 설정토크값 이상일 경우, 변속기 출력토크값이 설정토크값 이하가 되도록 기어 단수를 낮추도록 제어하는 것을 특징으로 하는 전동식 오일 펌프 제어 방법.

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