KR101673354B1 - 투웨이 클러치를 갖는 엔진의 진단방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 투웨이 클러치를 갖는 엔진의 진단방법에 의하면, 엔진의 실제회전속도(A)를 감지하는 단계, 제1,2모터제너레이터의 실제회전속도를 각각 감지하고, 이에 따른 상기 엔진의 이론회전속도(B)를 연산하는 단계, 변속레버의 상태가 전진단인지 후진단인지 판단하는 단계, 상기 엔진의 출력측에 배치되는 투웨이클러치의 전진단모드, 후진단모드, 또는 중립모드를 수행하는 단계, 상기 변속레버의 작동상태, 상기 투웨이클러치의 작동상태, 및 상기 엔진의 실제회전속도와 이론회전속도에 따라서 상기 투웨이클러치의 작동오류 신호를 생성하는 단계, 및 상기 작동오류 신호를 카운팅하고, 이 카운팅된 값이 설정값을 초과하면, 상기 투웨이클러치의 작동오류로 판단하는 단계를 수행할 수 있다.

Description

투웨이 클러치를 갖는 엔진의 진단방법{DIAGNOSIS METHOD OF ENGINE HAVING TWO WAY CLUTCH}
본 발명은 투웨이클러치를 통해서 엔진의 출력측 샤프트를 정회전하도록 하거나 역회전하도록 하여 보다 다양한 출력모드를 수행할 수 있는 투웨이 클러치를 갖는 엔진의 진단방법에 관한 것이다.
현재, 일반적으로 하이브리드 차량은 서로 다른 두 종류 이상의 동력원을 효율적으로 조합하여 구동하는 차량이다.
이러한 하이브리드 차량은 통상적으로 엔진과 모터/제너레이터를 사용하는데, 저속에서는 상대적으로 저속토크특성이 좋은 모터/제너레이터를 주 동력원으로 사용하고, 고속에서는 상대적으로 고속토크특성이 좋은 엔진을 주 동력원으로 사용한다.
이에 따라 하이브리드 차량은 저속구간에서 화석 연료를 사용하는 엔진의 작동이 정지되고 모터/제너레이터를 사용하기 때문에 연비 개선과 배기가스의 저감에 우수한 효과가 있다.
그리고 상기와 같은 하이브리드 차량용 변속장치는 단일모드 방식과 다중모드 방식으로 분류된다.
상기 단일모드 방식은 변속제어를 위한 클러치 및 브레이크와 같은 토크전달기구가 필요하지 않다는 장점은 있으나, 고속 주행 시, 효율이 저하되어 연비가 낮고 대형 차량에 적용하기 위해서는 부가적인 토크 증배 장치가 필요하다는 단점이 있다.
상기 다중모드 방식은 고속 주행 시, 효율이 높고 자체적으로 토크 증배가 가능하도록 설계할 수 있어 중대형차량에 적용이 가능하다는 장점이 있다.
이에 따라 최근에는 단일모드 방식보다는 다중모드 방식을 주로 채택하고 있으며, 그에 따른 연구가 활발하게 진행되고 있다.
상기 다중모드 방식의 동력전달장치는 유성기어세트, 모터 및 발전기로 사용되는 복수의 모터/제너레이터, 상기 유성기어세트의 회전요소를 제어할 수 있는 토크전달기구, 및 상기 모터/제너레이터의 동력원으로 사용되는 배터리 등을 포함하여 이루어진다.
이러한 다중모드 방식의 동력전달장치는 상기 유성기어세트, 모터/제너레이터, 및 토크전달기구의 연결 구성에 따라 상이한 작동 메커니즘을 갖는다.
또한, 상기 다중모드 방식의 동력전달장치는 그 연결 구성에 따라 내구성, 동력전달효율, 크기 등이 달라지는 특성이 있기 때문에 하이브리드 차량용 변속장치 분야에서는 보다 견고하고, 동력손실이 적으며, 콤팩트한 동력전달장치를 구현하기 위한 연구가 진행되고 있다.
한편, 변속레버의 위치 즉, 전진단이나 후진단에 따라서 엔진의 출력측은 정회전하거나 역회전하게 되는데, 이러한 회전방향을 단속하기 위해서 투웨이클러치가 적용되고 있다. 그러나, 이러한 투웨이클러치가 오동작되어 엔진의 출력측이 양방향으로 회전되지 못하는 경우가 발생한다.
본 발명의 목적은 엔진의 출력측에 배치되는 투웨이클러치의 오동작이나 고장을 효과적으로 감지하여 보다 안정적으로 변속이 이뤄지도록 하는 투웨이 클러치를 갖는 엔진의 진단방법을 제공하는 것이다.
상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 투웨이 클러치를 갖는 엔진의 진단방법에 의하면, 엔진의 실제회전속도(A)를 감지하는 단계, 제1,2모터제너레이터의 실제회전속도를 각각 감지하고, 이에 따른 상기 엔진의 이론회전속도(B)를 연산하는 단계, 변속레버의 상태가 전진단인지 후진단인지 판단하는 단계, 상기 엔진의 출력측에 배치되는 투웨이클러치의 전진단모드, 후진단모드, 또는 중립모드를 수행하는 단계, 상기 변속레버의 작동상태, 상기 투웨이클러치의 작동상태, 및 상기 엔진의 실제회전속도와 이론회전속도에 따라서 상기 투웨이클러치의 작동오류 신호를 생성하는 단계, 및 상기 작동오류 신호를 카운팅하고, 이 카운팅된 값이 설정값을 초과하면, 상기 투웨이클러치의 작동오류로 판단하는 단계를 수행할 수 있다.
상기 변속레버는 전진단이고, 상기 투웨이클러치의 모드가 전진단모드인 상태에서, 상기 엔진의 실제회전속도와 상기 엔진의 이론회전속도 중 하나가 마이너스이면, 상기 투웨이클러치의 작동오류 신호를 생성할 수 있다.
상기 변속레버는 후진단이고, 상기 투웨이클러치의 모드가 후진단모드인 상태에서, 상기 엔진의 실제회전속도와 상기 엔진의 이론회전속도 중 하나가 마이너스이면, 상기 투웨이클러치의 작동오류 신호를 생성할 수 있다.
유성기어세트를 더 포함하고, 상기 유성기어세트는, 상기 제1모터제너레이터에 의해서 회전하도록 배치되는 선기어, 상기 선기어와 외접하는 유성기어, 상기 유성기어의 회전중심을 연결하여, 상기 엔진의 출력측에 의해서 회전하도록 배치되는 캐리어, 상기 제2모터제너레이터에 의해서 회전하도록 배치되는 링기어를 더 포함할 수 있다.
상기 투웨이클러치는 상기 캐리어와 상기 엔진 사이에 배치될 수 있다.
상기 엔진의 출력측의 회전력을 이용하여 오일을 펌핑하는 오일펌프가 배치될 수 있다.
상기 제1모터제너레이터의 회전을 단속하여 상기 선기어의 회전을 단속하는 제1클러치를 더 포함할 수 있다.
상기 선기어와 상기 캐리어로 입력되는 회전력에 의해서, 상기 링기어로부터 출력되는 회전력을 외부로 출력하는 출력샤프트를 더 포함할 수 있다.
상기 투웨이클러치를 이용하여 상기 캐리어 및 상기 엔진의 출력축 회전방향을 제어하며, 상기 제1,2모터제너레이터를 작동시켜 상기 링기어를 통해서 회전력을 출력할 수 있다.
상기 캐리어와 상기 엔진 사이에는 회전을 선택적으로 멈추는 제2클러치가 배치될 수 있다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따라서, 제1,2모터제너레이터를 통해서 엔진의 이론회전속도를 연산하고, 엔진의 실제회전속도는 센서를 통해서 감지하며, 변속레버의 변속위치, 및 투웨이클러치의 작동모드에 따라서 투웨이클러치의 오동작을 용이하게 판단할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 투웨이 클러치를 갖는 엔진시스템의 개략적인 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 투웨이 클러치를 갖는 엔진의 진단방법을 보여주는 개략적인 플로우차트이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 투웨이 클러치를 갖는 엔진의 진단방법을 보여주는 플로우차트이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 투웨이 클러치를 갖는 엔진시스템의 개략적인 구성도이다.
도 1을 참조하면, 엔진시스템은 엔진(100), 오일펌프(105), 투웨이클러치(110)(TWC: two way clutch), 캐리어(115), 링기어(130), 유성기어(125), 선기어(120), 제1모터제너레이터(135)(MG1), 제1클러치(172), 제2모터제너레이터(140)(MG2), 변속레버(170), 출력샤프트(150), 제2클러치(174), 및 제어부(160)를 포함한다.
유성기어세트는 상기 선기어(120), 상기 유성기어(125), 상기 링기어(130), 및 상기 캐리어(115)를 포함하고, 상기 선기어(120)는 상기 제1모터제너레이터(135)의 출력측과 연결되어 상기 제1모터제너레이터(135)에 의해서 회전되도록 배치된다.
상기 캐리어(115)는 상기 엔진(100)의 출력측과 연결되어 상기 엔진(100)에 의해서 회전되도록 배치되고, 상기 링기어(130)는 상기 제2모터제너레이터(140)의 출력측과 연결되어 상기 제2모터제너레이터(140)에 의해서 회전되도록 배치된다.
도시한 바와 같이, 상기 링기어(130)의 외주면과 상기 제2모터제너레이터(140)의 출력측에 배치되는 기어가 외접하고, 상기 기어가 출력샤프트(150)와 연결되는 구조를 갖는다.
상기 캐리어(115)와 상기 엔진(100)의 출력측 사이에는 상기 제2클러치(174), 상기 투웨이클러치(110), 및 상기 오일펌프(105)가 배치된다.
여기서, 상기 투웨이클러치(110)는 상기 캐리어(115)와 상기 엔진(100)의 회전방향을 일측방향 또는 타측방향으로 제한하는 기능을 수행하고, 상기 오일펌프(105)는 상기 엔진(100)의 출력측의 회전력을 이용하여 오일을 펌핑하는 기능을 수행하며, 상기 제2클러치(174)는 상기 엔진(100)의 출력측을 선택적으로 고정한다. 아울러, 상기 엔진(100)의 출력측에는 토크컨버터(미도시)가 설치될 수 있다.
상기 제1클러치(172)는 상기 제1모터제너레이터(135)의 출력측의 회전을 고정하여, 상기 선기어(120)의 회전을 고정할 수 있다. 아울러, 운전자는 상기 변속레버(170)를 통해서 전진단, 후진단, 및 중립모드를 각각 선택할 수 있고, 상기 제어부(160)는 상기 변속레버(170)의 상태에 따라서 상기 엔진(100), 상기 오일펌프(105), 상기 투웨이클러치(110), 상기 제1,2모터제너레이터(135, 140), 및 상기 제1,2클러치()를 각각 제어할 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 상기 엔진(100)의 작동이 멈춘 상태에서, 상기 투웨이클러치(110)에 의해서 상기 엔진(100)의 회전방향이 일방향으로 제한되고, 상기 제1,2모터제너레이터(135, 140)가 선택적으로 작동되어 상기 링기어를 회전시켜 상기 출력샤프트(150)로 회전력을 생성할 수 있다. 이 때, 전진단 또는 후진단에 따라서 상기 투웨이클러치(110)의 모드가 선택된다.
상기 제어부(160)는 설정된 프로그램에 의하여 동작하는 하나 이상의 마이크로 프로세서로 구현될 수 있으며, 상기 설정된 프로그램은 후술하는 본 발명의 실시예에 따른 방법을 수행하기 위한 일련의 명령을 포함할 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 투웨이 클러치를 갖는 엔진의 진단방법을 보여주는 개략적인 플로우차트이다.
도 2를 참조하면, S200에서 상기 제1모터제너레이터(135)와 상기 제2모터제너레이터(140)의 회전속도를 감지한다. 모터의 회전속도는 속도센서나 모터의 전류특성을 이용하여 감지될 수 있다.
S210에서 상기 엔진(100)의 실제회전속도(A)가 감지된다. 그리고, S220에서 상기 제1,2모터제너레이터(135, 140)로부터 감지되는 회전속도에 따른 상기 엔진(100)의 이론회전속도(B)가 연산된다.
S230에서 상기 변속레버(170)의 변속위치가 감지된다. 즉, 상기 제어부(160)는 상기 변속레버(170)가 전진단, 후진단, 또는 중립상태인지 판단한다.
S240에서, 상기 투웨이클러치(110)의 작동모드가 전진단(D), 후진단(R), 중립(N)상태인지 판단되고, 전진단, 후진단, 또는 중립모드가 선택된다.
S250에서 상기 엔진(100)의 실제회전속도(A), 이론회전속도(B), 상기 변속레버(170)의 위치, 및 상기 투웨이클러치(110)의 작동모드에 따라서, 상기 투웨이클러치(110)의 오류신호가 발생된다.
그리고, S260에서 상기 오류신호의 누적값이 설정치를 초과하면, 상기 투웨이클러치(110)가 오동작하거나 고장난 것으로 판단한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 투웨이 클러치를 갖는 엔진의 진단방법을 보여주는 플로우차트이다.
도 3을 참조하면, S300에서 제어가 시작되고, S305에서 상기 제1모터제너레이터(135)의 회전속도가 감지되고, S310에서 상기 제2모터제너레이터(140)의 회전속도가 감지된다.
S315에서 상기 엔진(100)의 실제회전속도(A)가 센서에 의해서 감지된다. 그리고, S320에서 상기 제1모터제너레이터(135)와 상기 제2모터제너레이터(140)가 회전되는지 판단되고, 모두 회전되는 것으로 판단되면, S330이 수행되고, 그렇지 않으면 S305가 수행된다.
S325에서 상기 제1,2모터제너레이터(135, 140)의 회전속도에 따라서 상기 엔진(100)의 이론회전속도(B)가 연산된다. 그리고, S330에서 상기 변속레버(170)의 변속단이 감지된다. D단(진진단)으로 감지되면, S335가 수행되고, 그렇지 않으면, S345가 수행된다.
S335에서 상기 투웨이클러치(110)가 D단모드인지 연산되고, 상기 투웨이클러치(110)가 D단모드로 연산되면, S360이 수행된다. S360에서 상기 엔진(100)의 실제회전속도와 이론회전속도 중 하나가 0보다 작으면, S370에서 상기 투웨이클러치(110)의 오류신호가 카운팅된다.
S335에서 상기 투웨이클러치(110)가 중립단으로 판단되면, S305를 수행하고, S355에서 상기 투웨이클러치(110)가 후진단으로 S365가 수행된다.
S365에서 상기 엔진(100)의 실제회전속도와 이론회전속도 중 하나가 0보다 크면, S370에서 상기 투웨이클러치(110)의 오류신호가 카운팅된다. 여기서, S355에서 상기 투웨이클러치(110)가 중립모드로 연산되면, S305가 수행된다.
마지막으로, S375에서 카운팅된 상기 오류신호가 설정치를 초과한 것으로 판단되면, S380에서 상기 투웨이클러치(110)가 오동작하거나 고장난 것으로 판단한다.
이상으로 본 발명에 관한 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.
100: 엔진 105: 오일펌프
110: 투웨이클러치 115: 캐리어
120: 선기어 125: 유성기어
130: 링기어 135: 제1모터제너레이터
140: 제2모터제너레이터 150: 출력축샤프트
160: 제어부 170: 변속레버
172: 제1클러치 174: 제2클러치

Claims (10)

  1. 엔진의 실제회전속도(A)를 감지하는 단계;
    제1,2모터제너레이터의 실제회전속도를 각각 감지하고, 이에 따른 상기 엔진의 이론회전속도(B)를 연산하는 단계;
    변속레버의 상태가 전진단인지 후진단인지 판단하는 단계;
    상기 엔진의 출력측에 배치되는 투웨이클러치의 전진단모드, 후진단모드, 또는 중립모드를 수행하는 단계;
    상기 변속레버의 작동상태, 상기 투웨이클러치의 작동모드, 및 상기 엔진의 실제회전속도와 이론회전속도에 따라서 상기 투웨이클러치의 작동오류 신호를 생성하는 단계; 및
    상기 작동오류 신호를 카운팅하고, 이 카운팅된 값이 설정값을 초과하면, 상기 투웨이클러치의 작동오류로 판단하는 단계; 를 수행하고,
    상기 변속레버는 전진단이고, 상기 투웨이클러치의 모드가 전진단모드인 상태에서,
    상기 엔진의 실제회전속도와 상기 엔진의 이론회전속도 중 하나가 마이너스이면, 상기 투웨이클러치의 작동오류 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 투웨이 클러치를 갖는 엔진의 진단방법.
  2. 삭제
  3. 제1항에서,
    상기 변속레버는 후진단이고, 상기 투웨이클러치의 모드가 후진단모드인 상태에서,
    상기 엔진의 실제회전속도와 상기 엔진의 이론회전속도 중 하나가 마이너스이면, 상기 투웨이클러치의 작동오류 신호를 생성하는 투웨이 클러치를 갖는 엔진의 진단방법.
  4. 제1항에서,
    유성기어세트를 더 포함하고,
    상기 유성기어세트는,
    상기 제1모터제너레이터에 의해서 회전하도록 배치되는 선기어;
    상기 선기어와 외접하는 유성기어;
    상기 유성기어의 회전중심을 연결하여, 상기 엔진의 출력측에 의해서 회전하도록 배치되는 캐리어;
    상기 제2모터제너레이터에 의해서 회전하도록 배치되는 링기어;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 투웨이 클러치를 갖는 엔진의 진단방법.
  5. 제4항에서,
    상기 투웨이클러치는 상기 캐리어와 상기 엔진 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 투웨이 클러치를 갖는 엔진의 진단방법.
  6. 제4항에서,
    상기 엔진의 출력측의 회전력을 이용하여 오일을 펌핑하는 오일펌프가 배치되는 것을 특징으로 하는 투웨이 클러치를 갖는 엔진의 진단방법.
  7. 제4항에서,
    상기 제1모터제너레이터의 회전을 단속하여 상기 선기어의 회전을 단속하는 제1클러치;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 투웨이 클러치를 갖는 엔진의 진단방법.
  8. 제4항에서,
    상기 선기어와 상기 캐리어로 입력되는 회전력에 의해서, 상기 링기어로부터 출력되는 회전력을 외부로 출력하는 출력샤프트; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 투웨이 클러치를 갖는 엔진의 진단방법.
  9. 제7항에서,
    상기 투웨이클러치를 이용하여 상기 캐리어 및 상기 엔진의 출력축 회전방향을 제어하며,
    상기 제1,2모터제너레이터를 작동시켜 상기 링기어를 통해서 회전력을 출력하는 것을 특징으로 하는 투웨이 클러치를 갖는 엔진의 진단방법.
  10. 제4항에서,
    상기 캐리어와 상기 엔진 사이에는 회전을 선택적으로 멈추는 제2클러치가 배치되는 것을 특징으로 하는 투웨이 클러치를 갖는 엔진의 진단방법.
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KR101416422B1 (ko) * 2013-06-24 2014-07-09 현대자동차 주식회사 하이브리드 차량용 변속장치

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