KR101795411B1 - 하이브리드 차량의 전동식 오일 펌프 제어 시스템 및 그 방법 - Google Patents

하이브리드 차량의 전동식 오일 펌프 제어 시스템 및 그 방법 Download PDF

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현대자동차 주식회사
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Abstract

하이브리드 차량의 전동식 오일 펌프 제어 시스템 및 그 방법이 개시된다.
본 발명의 실시 예에 따른 하이브리드 차량의 전동식 오일 펌프 제어 시스템은, 하이브리드 차량의 운행에 따른 운전정보를 검출하는 운전정보 검출부; 변속기 오일을 흡입하여 클러치 작동을 위해 공급하는 전동식 오일 펌프(Electric Oil Pump, EOP) 구동형 변속기; 및 상기 운전정보를 분석하여 상기 하이브리드 차량이 급제동으로 정차하면 상기 변속기 내 오일 쏠림 현상이 발생된 것으로 인식하여 EOP 회전수 증배 모드로 진입한 후 소정 기준 시간 내 급출발 시 상기 EOP의 회전수를 증배하여 일시적 오일 흡입력을 증대하는 제어기를 포함한다.

Description

하이브리드 차량의 전동식 오일 펌프 제어 시스템 및 그 방법{SYSTEM AND METHOD FOR ELECTRIC OIL PUMP CONTROL OF HYBRID ELECTORIC VEHICLE}
본 발명은 하이브리드 차량의 전동식 오일 펌프 제어 시스템 및 그 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 하이브리드 차량의 급제동 후 재출발시 발진 지연을 방지하기 위한 하이브리드 차량의 전동식 오일 펌프 제어 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.
일반적으로 하이브리드 차량(Hybrid Electric Vehicle/Plug-in Hybrid Electric Vehicle, HEV/PHEV)은 서로 다른 두 종류 이상의 동력원을 사용하는 자동차로써, 연료를 연소시켜 구동력을 얻는 엔진과 배터리 전력으로 구동력을 얻는 모터에 의해 구동되는 차량을 의미한다.
하이브리드 차량이 고속주행 중 급제동시 자동변속기 오일(Automatic Transmission Fluid, ATF, 이하 편의상 오일이라 명명함)은 한쪽 방향으로 쏠린다. 이 때, 오일 쏠림 현상으로 인해 클러치 체결을 위해 오일을 공급하는 흡입부가 일시적으로 공기에 노출된다.
이런 경우, 오일이 한 방향으로 쏠린 후 다시 제자리를 찾는 데에는 대략 2초이상의 시간이 걸리며 운전자가 이 시간 내에 차량을 재출발(즉, 급출발)하게 되는 경우에는 클러치에 오일이 아닌 공기가 흡입되어 클러치 체결이 불가한 상황이 발생한다.
즉, 차량의 급제동으로 인한 오일 쏠림 현상으로 클러치 작동을 위한 오일 공급이 지연되어 클러치 미체결 및 구동축으로의 동력전달이 불가한 상황의 발생으로 차량이 즉시 출발 하지 못하고 발진 지연되는 문제점이 있다.
한편, 도 1은 종래의 자동변속기 오일(ATF) 정상 공급 상태와 오일 공급 지연 문제 발생 상태의 차량 동작 상태를 비교하여 나타낸 그래프이다.
첨부된 도 1을 참조하면, 오일이 정상적으로 공급된 상태에서는 구동축에 클러치가 정상적으로 체결되어 엔진 동력을 전달하고 모터 속도와 엔진 속도가 동기된 상태를 보여준다.
반면, 오일이 정상적으로 공급되지 않는 경우 유압 부족으로 구동축에 클러치를 체결할 수 없어 동력전달이 불가능하여 즉시 출발하지 못하고 발진이 지연된다. 그 뿐만 아니라 모터속도 발산으로 모터 속도와 엔진 속도차이가 크게 벌어지는 비동기화가 발생되며, 이는 클러치 결합을 위해 엔진 회전속도를 모터 회전속도에 맞게 끌어올려야 하는 시간 지연이 가중되어 발진 지연이 가중되는 문제점이 있다.
한편, 이러한 문제점을 해결할 수 있는 방법으로는 오일을 추가 주입하여 급제동 시 오일이 한 방향으로 치우칠 때에 흡입부가 노출되지 않게 하는 방법을 고려할 수 있다.
예컨대, 도 2는 종래의 가솔린 차량에서의 기계식 오일 펌프(Mechanical Oil Pump, MOP)에서의 오일 쏠림 상태를 나타낸다.
첨부된 도 2를 참조하면, 종래 가솔린 차량에서는 엔진축과 기계식 오일 펌프(MOP)가 일축으로 연결된 구조에서 급제동에 따른 오일 쏠림 상태가 발생된 상태를 보여준다. 이런 경우 MOP의 토출량은 결정된 상태이므로, 변속기 하면에 남아있는 유량을 최대로 하여야만 오일 흡입부의 공기 노출을 최소화 하는 방법을 고려할 수 있다.
이를 위해 라인압제어를 통해 라인압을 높은 압에서 낮은 압으로 감압하여 클러치에 보내는 유량을 제한하고 나머지를 밸브바디의 EX 유로로 바이패스하여 변속기 하부에 유량이 많이 남아있게 할 수 있다.
그러나, 이는 특정모드를 위해 불필요한 오일을 추가로 주입하는 것으로 오일 추가 시 처닝 드래그 증대로 인한 연비악화가 발생되는 문제점이 있다.
따라서, 오일 추가 주입으로 인한 연비 악화 없이 하이브리드 차량의 급제동 후 재출발 시 발진 지연을 예방할 수 있는 방안이 절실하다.
이 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.
특허문헌 1 : 한국등록특허 제1394040호 (2014.05.02. 공고)
본 발명의 실시 예는 차량 주행 모드를 인식하여 급제동 후 일정 시간 내에 재출발 시 EOP 회전 수 증대에 의한 순간적인 유량공급을 보상함으로써 발진지연을 방지하는 하이브리드 차량의 전동식 오일 펌프 제어 시스템 및 그 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 하이브리드 차량의 전동식 오일 펌프 제어 시스템은, 하이브리드 차량의 운행에 따른 운전정보를 검출하는 운전정보 검출부; 변속기 오일을 흡입하여 클러치 작동을 위해 공급하는 전동식 오일 펌프(Electric Oil Pump, EOP) 구동형 변속기; 및 상기 운전정보를 분석하여 상기 하이브리드 차량이 급제동으로 정차하면 상기 변속기 내 오일 쏠림 현상이 발생된 것으로 인식하여 EOP 회전수 증배 모드로 진입한 후 소정 기준 시간 내 급출발 시 상기 EOP의 회전수를 증배하여 일시적 오일 흡입력을 증대하는 제어기를 포함한다.
또한, 상기 운전정보 검출부는, 브레이크 페달 작동 변위, 가속 페달의 작동 변위, 차속, 차량 가속도, 변속단, 엔진 회전수, 모터 회전수 및 도로 경사각 중 적어도 하나의 운전정보를 검출할 수 있다.
또한, 상기 변속기는, 하부면에 오일을 저장하고 정상 시 수평한 오일 유면을 형성하는 오일팬; 전동기의 회전력으로 상기 오일 유면에 잠긴 오일 흡입부를 통해 오일을 흡입하는 EOP; 상기 EOP를 통해 흡입된 오일을 구동축과의 연결을 위한 클러치 및 변속기에 공급하는 밸브 바디; 및 인가되는 제어 신호에 따른 상기 EOP의 전력 공급을 단속하기 위한 릴레이로 구성된 펌프 구동부플 포함할 수 있다.
또한, 상기 제어기는, 주행 중 브레이크 작동으로 인한 차량 가속도가 소정 기준 가속도 이상에 진입하면 차량 급제동이 발생한 것으로 판단할 수 있다.
또한, 상기 제어기는, 상기 차량 급제동이 발생된 상태에서 차속이 소정 기준 속도 이하이면 상기 급제동으로 인한 차량 정차가 발생된 것으로 판단할 수 있다.
또한, 상기 제어기는, 상기 차량 급제동이 발생된 상태에서 차속이 소정 기준 속도 이하인 차량 정차가 발생되면 소정 기준 시간 동안 상기 EOP 회전수 증배 모드로 동작할 수 있다.
또한, 상기 제어기는, 상기 소정 기준 시간 내에 브레이크 오프 신호가 검출되면 차량 급출발이 발생한 것으로 판단할 수 있다.
또한, 상기 제어기는, 기본 EOP 회전수에 소정 배수의 증배량을 곱하여 상기 EOP의 회전수를 증배시킬 수 있다.
또한, 상기 제어기는, 상기 차량 급제동 시의 차량 가속도가 증가함에 따라 상기 기본 EOP 회전수의 증배량을 증가 시킬 수 있다.
또한, 상기 제어기는, 도로 경사각으로 인한 오일 쏠림 현상이 가중된 만큼 EOP 회전수의 증배량과 그 증배 제어 시간을 증가시킬 수 있다.
한편, 본 발명의 일 측면에 따른, 하이브리드 차량의 전동식 오일 펌프(Electric Oil Pump, EOP) 제어 방법은, a) 하이브리드 차량 운행에 운행에 따른 운전정보를 검출하는 단계; b) 상기 운전정보를 분석하여 상기 하이브리드 차량이 급제동으로 정차하면 상기 변속기 내 오일 쏠림 현상이 발생된 것으로 인식하여 EOP 회전수 증배 모드로 진입하는 단계; c) 상기 EOP 회전수 증배 모드에서 차량이 정지 후 소정 기준 시간 내에 재출발 하면 차량 급출발이 발생한 것으로 판단하는 단계; 및 d) 상기 차량 급출발 발생에 따른 상기 EOP의 회전수를 증배하여 일시적 오일 흡입력을 증대하는 단계를 포함한다.
또한, 상기 b) 단계는, 브레이크가 작동된 상태에서 차량 가속도가 소정 기준 가속도 이상이면 차량 급제동이 발생된 것으로 판단하는 단계; 상기 차량 급제동이 발생된 상태에서 차속이 소정 기준 속도 이하이면 차량 정차가 발생된 것으로 판단하는 단계; 및 상기 차량 급제동 및 차량 정차 조건을 모두 충족하면 상기 EOP 회전수 증배 모드로 진입하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 c) 단계는, 상기 오일 쏠림 현상이 발생한 후 유체가 다시 제자리를 찾는데 걸리는 상기 소정 기준 시간 이내에 브레이크 해제 신호가 입력되면 차량 급출발로 인식할 수 있다.
또한, 상기 d) 단계는, 기본 EOP 회전수에 차량 가속도에 따른 소정 배수의 증배량을 곱하여 상기 EOP의 회전수를 증배 제어하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 d) 단계 이후에, 일정시간 상기 EOP의 회전수 증배 제어를 지속한 후 원래의 기본 EOP 회전수로 환원하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 c) 단계는, 상기 소정 기준 시간 이내에 상기 차량 급출발이 발생하지 않으면 상기 EOP 회전수 증배 모드를 해제할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 하이브리드 차량의 급제동 후 재출발시 EOP의 회전수 증배 제어를 통해 순간적인 오일 흡입력을 증가시킴으로써 변속기내 오일 쏠림 현상에 의한 발전지연을 방지할 수 있다.
또한, 기존의 오일 쏠림 현상에 따른 발전지연을 방지하기 위하여 오일량을 증대하는 방법을 대체함으로써, 오일 추가 주입으로 인한 오일 낭비 및 연비 악화 없이 발진 지연을 방지할 수 있다.
또한, 별도의 하드웨어의 추가 없이 EOP 회전수 증배 제어 로직의 추가만으로도 오일 쏠림 현상 발생시 지연 없는 클러치 작동 유량을 충분히 공급함으로써 다양한 차종에 수평전개가 가능한 효과가 있다.
도 1은 종래의 자동변속기 오일(ATF) 정상 공급 상태와 오일 공급 지연 문제 발생 상태의 차량 동작 상태를 비교하여 나타낸 그래프이다.
도 2는 종래의 가솔린 차량에서의 기계식 오일 펌프(Mechanical Oil Pump, MOP)에서의 오일 쏠림 상태를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 하이브리드 차량의 전동식 오일 펌프 제어 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 하이브리드 차량의 전동식 오일 펌프 제어를 위한 변속기 내부 구성을 개략적으로 나타낸다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 EOP 회전수 증배 모드 제어 조건을 나타낸다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 하이브리드 차량의 전동식 오일 펌프 제어 방법을 개략적으로 나타낸 흐름도이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 도로 경사에 의해 가중된 오일 쏠림 현상을 나타낸다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "…부", "…기", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호로 표시된 부분들은 동일한 구성요소들을 의미한다.
본 명세서에서 사용된 "차량", "차", "차량의", "자동차" 또는 다른 유사한 용어들은 하이브리드 차량, 전기 차량, 플러그 인 하이브리드 전기 차량, 수소연료 차량 및 다른 대체 연료(예를 들어, 석유 외의 자원으로부터 얻어지는 연료) 차량을 포함한다.
명세서 전체에서 '재출발' 은 차량이 급제동으로 정차 후 소정 짧은 시간 내에 재출발 하는 것으로써 '급출발'과 동일한 의미로 사용된다.
이제 본 발명의 실시 예에 따른 하이브리드 차량의 전동식 오일 펌프 제어 시스템 및 그 방법에 대하여 도면을 참조로 하여 상세하게 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 하이브리드 차량의 전동식 오일 펌프 제어 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸다.
첨부된 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 하이브리드 차량의 전동식 오일 펌프 제어 시스템(100)은 운전정보 검출부(110), 하이브리드 제어기(Hybrid Control Unit, HCU)(120), 변속기(130) 및 변속기 제어기(Transmission Control Unit, TCU)(140)를 포함한다.
운전정보 검출부(110)는 하이브리드 차량의 운행에 따른 전반적인 운전정보를 검출하여 하이브리드 제어기(120)로 제공한다.
운전정보 검출부(110)는 브레이크 페달의 작동 변위를 검출하는 BPS(Brake Pedal Sensor), 가속 페달의 작동 변위를 검출하는 APS(Accelerator Pedal Sensor), 차량의 속도를 검출하는 차속 센서, 차량의 가속도를 검출하는 가속도 센서, 현재 체결 변속단을 검출하는 변속단 센서, 엔진(11)의 회전수를 검출하는 RPM(Revolutions Per Minute) 센서, 구동력을 제공하는 모터(13)의 속도 및 회전자 각도를 검출하는 레졸버(Resolver) 및 도로의 경사를 측정하는 경사도 센서 중 적어도 하나로부터 차량의 운행에 따른 운전정보를 검출할 수 있다.
하이브리드 제어기(120)는 하이브리드 차량의 최상위 제어기로써 차량 내 엔진 제어기(ECU), 모터 제어기(MCU), 변속기 제어기(TCU), 배터리 관리부(BMS), 직류 변환기(LDC) 등의 각종 제어기들을 통합 제어한다.
하이브리드 제어기(120)는 각 제어기들과 고속 CAN 통신라인으로 연결하여 상호간의 정보를 주고 받으며, 협조 제어를 실행하여 엔진(11)과 모터(13)의 출력 토크를 제어할 수 있다.
하이브리드 제어기(120)는 차량의 시동 후 EV 모드로 운행되는 상태에서 운전정보 검출부(110)에서 검출된 운전자 요구토크와 배터리(14)의 충전상태(State Of Charge, SOC)를 체크하여 HEV 모드로의 전환이 요구되면 엔진시동을 결정할 수 있다. 그리고, 엔진(11)과 모터(13) 사이에 장착되는 클러치(12)를 결합시켜 HEV 모드의 운전을 제어할 수 있다.
하이브리드 제어기(120)는 엑셀 페달을 밟는 운전자의 답력에 의한 APS 변위 값으로 상기 운전자 요구토크를 계산할 수 있다. 또한, 하이브리드 제어기(120)는 차량이 경사로를 주행중인 경우 오르막/내리막 경사도를 더 반영하여 운전자 요구토크를 계산할 수 있다.
하이브리드 제어기(120)는 계산된 운전자 요구토크가 HEV 모드 진입에 필요한 임계 토크 크기를 초과할 경우 HEV모드로 전환을 위한 엔진시동을 결정할 수 있다.
또한, 하이브리드 제어기(120)는 EV 주행에 따른 배터리의 SOC 크기가 줄어들어 엔진에 의한 발전이 필요한 임계 SOC 크기 미만으로 내려가는 경우에도 HEV 모드로 전환을 위한 엔진시동을 결정할 수 있다.
배터리(14)는 다수개의 단위 셀로 이루어지며, 모터(13)에 전압을 제공하기 위한 고전압, 예컨대 직류 400V 내지 450V의 전압이 저장될 수 있다.
배터리(14)와 모터(13) 사이에는 복수의 전력 스위칭 소자로 구성된 모터 제어기(MCU)가 위치하여 하이브리드 제어기(120)에서 인가되는 제어신호에 따라 배터리(14)에서 공급되는 직류전압을 3상 교류전압으로 변환시켜 모터(13)를 제어한다.
모터(13)는 상기 3상 교류전압에 의해 동작되어 토크를 발생시키고, 타행 주행에서는 발전기로 동작되어 회생에너지를 배터리(14)에 공급한다.
엔진(11)은 동력원으로 시동 온 상태에서의 엔진 동력을 출력한다.
하이브리드 제어기(120)는 엔진 제어기를 통해 엔진(11)을 제어하고 엔진(11)의 동작상태(예; 엔진 rpm, 엔진 토크)를 모니터링 한다.
클러치(12)는 엔진(11)과 모터(13)의 사이에 배치되어 EV 모드와 HEV 모드의 운행이 제공될 수 있도록 한다.
클러치(12)는 EV 모드에서는 엔진(11)과 구동축의 연결을 해제하고, 운전자의 재가속 요구로 인한 HEV 모드의 전환 시 엔진(11)과 구동축을 연결(결합)하여 엔진(11)의 구동력을 전달한다.
변속기(130)는 자동 변속기(AT) 또는 DCT(Dual Clutch Transmission)로 구성될 수 있으며, 변속기 제어기(140)의 제어에 따라 변속비가 조정된다.
본 발명의 실시 예에 따른 변속기(130)는 차량 급제동 후 재출발 시 발진지연에 관한 개선제안으로 전동식 오일 펌프(Electric Oil Pump, EOP)(132) 구동형 변속기로 구비될 수 있다.
여기서, EOP(132)는 오일 흡입부를 통해 변속기(130) 하부의 오일 팬(131)으로부터 오일을 흡입하여 클러치(12) 및 변속 작동을 위해 공급하는 장치이며, 이와 관련해서는 뒤에서 자세히 설명하기로 한다.
변속기 제어기(140)는 차속, 스로틀 개도, 입력토크 등의 조건에 따라 결정된 변속기(130)의 목표 변속단을 자동으로 제어하여 현재의 운전조건에 적합한 차속을 유지시킨다.
본 발명의 실시 예에 따른, 변속기 제어기(140)는 하이브리드 제어기(120)를 통해 수집된 운전정보를 토대로 차량의 고속 운행 중 급제동으로 정차 후 일정 시간 내 재출발 상황을 인식하면 EOP(132)의 회전수를 증가시킨다.
좀더 구체적으로 설명하면, 하이브리드 차량이 운행 중 급제동에 의해 EV 모드로 진입하여 엔진(11)이 구동축과 분리된 클러치 해제 상태로 정차하는 경우, 운전자가 재가속을 위해 브레이크 해제 및 엑셀 페달을 밟으면 다시 HEV 모드로 진입해야 한다.
이 때, 하이브리드 차량은 엔진측의 클러치를 다시 구동축과 연결해야 하는데 클러치 연결을 위해서는 EOP(132)로부터 클러치 작동 유압을 위해 필요한 오일이 공급되어야 한다.
앞선 설명에서와 같이, 종래에는 상기 오일 쏠림 현상이 발생된 상태에서의 재출발 상황이 인식되면 공기가 흡입되어 클러치 체결이 불가하므로 엔진 동력전달이 되지 않는 문제점이 존재하였다.
이러한 문제점을 해결하는 방법으로, 본 발명의 실시 예에 따른 변속기 제어기(140)는 차량이 급제동으로 정차하면 변속기(130) 내 오일 쏠림 현상이 발생된 것으로 인식하여 EOP(132)의 오일 흡입부(133)가 공기 중에 노출된 것으로 파악하고 EOP 회전수 증배 모드로 진입 한다.
그리고, 변속기 제어기(140)는 상기 EOP 회전수 증배 모드로 진입한 후 소정 기준 시간 내에 차량 재출발시 상기 EOP의 회전수를 증배하여 일시적 오일 흡입력을 증대한다.
따라서, EOP 회전 속도 증가에 따른 흡입부하 증대로 인한 빨대효과를 통해 오일이 일반모드의 흡입력에 비해 빠르게 흡입됨으로써 공기유입에 의한 발진지연을 방지하고 차량이 즉시 재출발을 할 수 있도록 한다.
한편, 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 하이브리드 차량의 전동식 오일 펌프 제어를 위한 변속기 내부 구성을 개략적으로 나타낸다.
첨부된 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 변속기(130)는 오일 팬(131), EOP(132), 오일 흡입부(133), 밸브 바디(Valve Body)(134), 펌프 구동부(Oil Pump Unit, OPU)(135) 및 제어기(136)를 포함한다.
오일 팬(131)은 변속기(130)의 하부면에 오일을 저장하고 정상 시 수평한 오일 유면을 형성한다.
EOP(132)는 전동기의 회전력을 발생하여 오일 팬(131)의 오일 유면에 잠긴 오일 흡입부(133)를 통해 오일을 흡입하여 클러치(12) 작동 및 변속 제어를 위해 공급한다.
EOP(132)는 기계식 오일 펌프(MOP)와는 달리 엔진과 별개로 제어가 가능하며, 오일 쏠림 현상이 발생된 상태에서의 상기 EOP 회전수 증배 모드 제어를 통해 EOP 회전수를 증속함으로써 오일 팬(131)의 하면에 남아있는 유량을 강제로 빨아들일 수 있다.
밸브 바디(134)는 EOP(132)를 통해 흡입된 오일을 구동축과의 연결을 위한 클러치(12) 및 변속기(130)에 공급한다.
밸브바디(134)는 클러치(12) 및 변속기(130)에 각종 유압밸브를 이용하여 유압 공급, 해제 및 변속을 조절할 수 있다.
펌프 구동부(Oil Pump Unit, OPU)(135)는 인가되는 제어 신호에 따른 EOP(132)의 전력 공급을 단속하기 위한 릴레이(relay) 등을 포함한다.
제어기(136)는 펌프 구동부(135)에 제어 신호를 전달하여 EOP(132)의 회전수(즉, 회전속도)를 전자적으로 제어한다.
제어기(136)는 앞서 도 3을 통해 설명한 것과 같이 변속기 제어기(140)로 구성할 수 있으며, 하이브리드 제어기(120)가 직접 EOP(132)를 제어하도록 구성할 수도 있다.
또한, 제어기(136)는 별도의 펌프 제어기를 구성하여 상위 제어기인 변속기 제어기(140) 또는 하이브리드 제어기(120)와 CAN 통신을 통해 정보를 송수신하고, 이로부터 인가되는 제어신호에 의해 EOP(132)의 회전수(흡입력)를 제어하도록 할 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 EOP 회전수 증배 모드 제어 조건을 나타낸다.
첨부된 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 제어기(136)는 EOP(132)의 오일 흡입부(133)가 공기 중에 노출 시 EOP 회전수 증배 모드로 제어하여 EOP(132)의 흡입력을 증대한다.
이 때, 제어기(136)의 EOP 회전수 증배 모드 제어는 세부적으로 차량 급제동, 차량 정차 및 차량 급출발 인식 조건을 모두 충족하는 것에 의해 수행 된다.
예컨대, 제어기(136)는 차량 가속도(속도/시간 변화율)가 소정 기준 가속도(예; 0.7G) 이상에 진입하면 차량 급제동이 발생된 것으로 판단할 수 있다.
또한, 제어기(136)는 상기 차량 급제동이 발생된 상태에서 차속이 소정 기준속도(예; 5km) 이하 이면 차량 정차가 발생된 것으로 판단할 수 있다.
반면, 제어기(136)는 차량이 급제동 중에 상기 기준속도 이상에서 재가속 하면 오일 흡입부(133)가 공기에 노출되지 않으므로 차량 정차가 아닌 것으로 판단할 수 있다.
또한, 제어기(136)는 차량이 급제동으로 정차한 후 소정 기준 시간(예; 2초) 내에 재출발 신호(예; BPS OFF 신호)가 검출되면 차량 급출발이 발생한 것으로 판단 할 수 있다.
반면, 제어기(136)는 차량이 급제동으로 정차하여 오일 쏠림 현상으로 오일 흡입부(133)가 공기에 노출되더라도 상기 기준 시간 이상에서는 오일 유면이 안정화되므로 별도의 조치가 불필요한 것으로 판단할 수 있다.
이처럼, 제어기(136)는 위의 세가지 조건을 모두 충족하는 경우에만 EOP 회전수 증배 모드로 제어하여 EOP 회전수를 보상한다.
이 때, 상기 EOP 회전수 보상은 일반모드에서 기 설정된 기본 EOP 회전수 입력 데이터(예; CAL로 매핑된 값)의 소정 배수(예; 기본 EOP 회전수 x 증배량)로 결정된다.
또한, 상기 EOP 회전수 보상은 급제동 크기에 따라 오일 쏠림 현상이 크게 작용함으로 차량 가속도가 증가함에 따라 기본 EOP 회전수의 증배량을 증가시킬 수 있다.
한편, 전술한 본 발명의 실시 예에 따른 하이브리드 차량의 전동식 오일 펌프 제어 시스템(100)의 구성을 바탕으로 하는 전동식 오일 펌프 제어 방법을 아래의 도 6을 통해 설명한다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 하이브리드 차량의 전동식 오일 펌프 제어 방법을 개략적으로 나타낸 흐름도이다.
첨부된 도 6을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 하이브리드 차량의 전동식 오일 펌프 제어 시스템(100)은 차량이 운행이 시작되면 차량의 운전정보를 검출하여 차량의 주행 상태를 모니터링 한다(S101).
전동식 오일 펌프 제어 시스템(100)은 브레이크가 작동된 상태(BPS ON)에서 차량 가속도가 소정 기준 가속도(예; 0.7G) 이상이면 차량 급제동이 발생된 것으로 판단한다(S102; 예).
전동식 오일 펌프 제어 시스템(100)은 상기 차량 급제동이 발생된 상태에서 차속이 소정 기준속도(예; 5km) 이하이면 차량 정차가 발생된 것으로 판단한다(S103; 예).
이 때, 전동식 오일 펌프 제어 시스템(100)은 상기 급제동 후 정차로 인해 오일 흡입부(133)가 공기 중에 노출된 것으로 파악하여 EOP 회전수 증배 모드로 진입 한다(S104).
전동식 오일 펌프 제어 시스템(100)은 상기 EOP 회전수 증배 모드에서 차량이 정지 후 소정 기준 시간 내에 재출발 하면 차량 급출발이 발생한 것으로 판단한다(S105; 예).
예컨대, 전동식 오일 펌프 제어 시스템(100)은 차량이 급제동 후 정지하여 오일 쏠림 현상이 발생한 후 유체가 다시 제자리를 찾는데 걸리는 최소 2초 이내에 브레이크 오프(BPS OFF) 신호가 입력되면 차량 급출발로 인식할 수 있다.
전동식 오일 펌프 제어 시스템(100)은 상기 EOP 회전수 증배 모드에서의 차량 급출발 발생에 따른 EOP(132)의 회전수를 증배 제어한다(S106).
예컨대, 제어기(136)는 일반 모드에서의 기본 EOP 회전수의 3배로 일정시간 EOP(132)의 회전수를 증배 제어하여 빨대효과를 통한 오일 흡입력을 증가시킨다.
전동식 오일 펌프 제어 시스템(100)은 일정시간 EOP(132)의 회전수 증배 제어를 지속한 후 원래의 기본 EOP 회전수로 환원한다(S107). 전동식 오일 펌프 제어 시스템(100)은 유체가 다시 제자리를 찾는데 걸리는 일정시간 동안만 회전수 증배 제어를 지속한 후 오일 유면이 정상화 되면 EOP 회전수 증배 모드를 해제할 수 있다.
반면, 전동식 오일 펌프 제어 시스템(100)은 상기 S102 단계에서 차량 급제동 조건을 충족하지 않거나(S102; 아니오), 상기 S103 단계에서 차량 정차 조건을 충족하지 않으면(S103; 아니오), 일반 모드로 EOP(132)의 회전수를 제어한다.
또한, 전동식 오일 펌프 제어 시스템(100)은 상기 S105 단계에서 차량 급출발 조건을 충족하지 않으면(S105; 아니오), 오일 유면이 안정화된 것으로 판단하여 일반 모드로 EOP(132)의 회전수를 제어한다.
이와 같이, 본 발명의 실시 예에 따르면, 하이브리드 차량의 급제동후 재출발시 순간적인 EOP의 회전수를 증배 제어로 오일 흡입력을 증가시킴으로써 변속기내 오일 쏠림 현상에 의한 발전지연을 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 기존의 오일 쏠림 현상에 따른 발전지연을 방지하기 위하여 오일량을 증대하는 방법을 대체함으로써, 오일 추가 주입으로 인한 오일 낭비 및 연비 악화 없이 발진 지연을 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 하드웨어의 추가 없이 EOP 회전수 증배 모드로 진입 제어 로직의 추가만으로도 지연 없는 클러치 작동 유량을 충분히 공급함으로써 다양한 차종에 수평전개가 가능한 효과가 있다.
이상에서는 본 발명의 실시 예에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시 예에만 한정되는 것은 아니며 그 외의 다양한 변경이 가능하다.
예컨대, 상기 도 5를 통한 설명에서, EOP 회전수 보상은 기본 EOP 회전수 입력 데이터의 소정 배수(예; 기본 EOP 회전수 x 증배량)로 결정되며, 오일 쏠림 현상이 크게 작용하는 차량 가속도를 고려하여 그 증가에 따라 기본 EOP 회전수의 증배량을 증가시킬 수 있다고 설명하였다.
본 발명의 실시 예는 이에 한정되지 않으며, 운전정보 검출부(110)에서 측정된 도로 경사를 더 고려하여 EOP 회전수의 증배량을 조절할 수 있다.
예컨대, 도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 도로 경사에 의해 가중된 오일 쏠림 현상을 나타낸다.
첨부된 도 7을 참조하면, 차량이 경사진 도로를 주행하는 경우 변속기(130)의 오일 팬(131)내 오일 유면은 정상 시에도 도로 경사각으로 인한 오일 쏠림이 발생한다. 이 때, 차량이 급제동 후 정차되면 상기 도로 경사각으로 인한 오일 쏠림 현상이 가중되어 상기 도 4와 같은 평지 도로 대비 오일 쏠림이 증가하고 유체가 다시 제자리를 찾는데 걸리는 시간도 증가한다.
이에, 전동식 오일 펌프 제어 시스템(100)은 EOP 회전수 증배 모드에서의 도로 경사각을 더 적용하여 상기 도로 경사각으로 인한 오일 쏠림 현상이 가중된 만큼 EOP 회전수의 증배량과 그 증배 제어 시간을 증가시킬 수 있다.
이를 위해, 전동식 오일 펌프 제어 시스템(100)은 EOP 회전수 증배 모드에서의 차량 가속도 크기 및 도로 경사각의 가중치에 따른 EOP 회전수 증배량을 결정하기 위해 마련된 EOP 회전수 증배량 제어맵을 저장하고, EOP 회전수 증배 제어시 이를 참조할 수 있다.
따라서, 하이브리드 차량이 주행중인 도로 경사각으로 인해 가중된 오일 쏠림 현상에 적응하여 가중된 만큼의 EOP 회전수를 증배 제어함으로써 어떠한 도로 조건의 EOP 회전수 증배 모드 진입에서도 발진 지연 없는 제어가 가능한 효과가 있다.
본 발명의 실시 예는 이상에서 설명한 장치 및/또는 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시 예의 구성에 대응하는 기능을 실현하기 위한 프로그램, 그 프로그램이 기록된 기록 매체 등을 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시 예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.
이상에서 본 발명의 실시 예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
100: 전동식 오일 펌프 제어 시스템 110: 운전정보 검출부
120: 하이브리드 제어기(HCU) 130: 변속기
131: 오일 팬 132: 전동식 오일 펌프(EOP)
133: 오일 흡입부 134: 밸브 바디
135: 펌프 구동부(OPU) 136: 제어기
140: 변속기 제어기(TCU)

Claims (16)

  1. 하이브리드 차량의 운행에 따른 운전정보를 검출하는 운전정보 검출부;
    변속기 오일을 흡입하여 클러치 작동을 위해 공급하는 전동식 오일 펌프(Electric Oil Pump, EOP) 구동형 변속기; 및
    상기 운전정보를 분석하여 상기 하이브리드 차량이 급제동으로 정차하면 상기 변속기 내 오일 쏠림 현상이 발생된 것으로 인식하여 EOP 회전수 증배 모드로 진입한 후 소정 기준 시간 내 브레이크 오프 신호가 검출되면 차량 급출발이 발생한 것으로 판단하고, 상기 차량 급출발 판단에 따른 상기 EOP의 회전수를 증배하여 일시적 오일 흡입력을 증대하는 제어기
    를 포함하는 하이브리드 차량의 전동식 오일 펌프 제어 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 운전정보 검출부는,
    브레이크 페달 작동 변위, 가속 페달의 작동 변위, 차속, 차량 가속도, 변속단, 엔진 회전수, 모터 회전수 및 도로 경사각 중 적어도 하나의 운전정보를 검출하는 하이브리드 차량의 전동식 오일 펌프 제어 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 변속기는,
    하부면에 오일을 저장하고 정상 시 수평한 오일 유면을 형성하는 오일팬;
    전동기의 회전력으로 상기 오일 유면에 잠긴 오일 흡입부를 통해 오일을 흡입하는 EOP;
    상기 EOP를 통해 흡입된 오일을 구동축과의 연결을 위한 클러치 및 변속기에 공급하는 밸브 바디; 및
    인가되는 제어 신호에 따른 상기 EOP의 전력 공급을 단속하기 위한 릴레이로 구성된 펌프 구동부
    플 포함하는 하이브리드 차량의 전동식 오일 펌프 제어 시스템.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어기는,
    주행 중 브레이크 작동으로 인한 차량 가속도가 소정 기준 가속도 이상에 진입하면 차량 급제동이 발생한 것으로 판단하는 하이브리드 차량의 전동식 오일 펌프 제어 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제어기는,
    상기 차량 급제동이 발생된 상태에서 차속이 소정 기준 속도 이하이면 상기 급제동으로 인한 차량 정차가 발생된 것으로 판단하는 하이브리드 차량의 전동식 오일 펌프 제어 시스템.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제어기는,
    상기 차량 급제동이 발생된 상태에서 차속이 소정 기준 속도 이하인 차량 정차가 발생되면 소정 기준 시간 동안 상기 EOP 회전수 증배 모드로 동작하는 하이브리드 차량의 전동식 오일 펌프 제어 시스템.
  7. 삭제
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어기는,
    기본 EOP 회전수에 소정 배수의 증배량을 곱하여 상기 EOP의 회전수를 증배시키는 하이브리드 차량의 전동식 오일 펌프 제어 시스템.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제어기는,
    상기 차량 급제동 시의 차량 가속도가 증가함에 따라 상기 기본 EOP 회전수의 증배량을 증가시키는 하이브리드 차량의 전동식 오일 펌프 제어 시스템.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 제어기는,
    도로 경사각으로 인한 오일 쏠림 현상이 가중된 만큼 EOP 회전수의 증배량과 그 증배 제어 시간을 증가시키는 하이브리드 차량의 전동식 오일 펌프 제어 시스템.
  11. 하이브리드 차량의 전동식 오일 펌프(Electric Oil Pump, EOP) 제어 방법에 있어서,
    a) 하이브리드 차량 운행에 운행에 따른 운전정보를 검출하는 단계;
    b) 상기 운전정보를 분석하여 상기 하이브리드 차량이 급제동으로 정차하면 변속기 내 오일 쏠림 현상이 발생된 것으로 인식하여 EOP 회전수 증배 모드로 진입하는 단계;
    c) 상기 EOP 회전수 증배 모드에서 차량이 정지 후 소정 기준 시간 내에 재출발 하면 차량 급출발이 발생한 것으로 판단하는 단계; 및
    d) 상기 차량 급출발 발생에 따른 상기 EOP의 회전수를 증배하여 일시적 오일 흡입력을 증대하는 단계를 포함하되,
    상기 c) 단계는 상기 오일 쏠림 현상이 발생한 후 유체가 다시 제자리를 찾는데 걸리는 상기 소정 기준 시간 이내에 브레이크 해제 신호가 입력되면 차량 급출발로 인식하는 단계를 포함하는 하이브리드 차량의 전동식 오일 펌프 제어 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 b) 단계는,
    브레이크가 작동된 상태에서 차량 가속도가 소정 기준 가속도 이상이면 차량 급제동이 발생된 것으로 판단하는 단계;
    상기 차량 급제동이 발생된 상태에서 차속이 소정 기준 속도 이하이면 차량 정차가 발생된 것으로 판단하는 단계; 및
    상기 차량 급제동 및 차량 정차 조건을 모두 충족하면 상기 EOP 회전수 증배 모드로 진입하는 단계
    를 포함하는 하이브리드 차량의 전동식 오일 펌프 제어 방법.
  13. 삭제
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 d) 단계는,
    기본 EOP 회전수에 차량 가속도에 따른 소정 배수의 증배량을 곱하여 상기 EOP의 회전수를 증배 제어하는 단계를 포함하는 하이브리드 차량의 전동식 오일 펌프 제어 방법.
  15. 제 11 항에 있어서,
    상기 d) 단계 이후에,
    일정시간 상기 EOP의 회전수 증배 제어를 지속한 후 원래의 기본 EOP 회전수로 환원하는 단계를 더 포함하는 하이브리드 차량의 전동식 오일 펌프 제어 방법.
  16. 제 11 항에 있어서,
    상기 c) 단계는,
    상기 소정 기준 시간 이내에 상기 차량 급출발이 발생하지 않으면 상기 EOP 회전수 증배 모드를 해제하는 하이브리드 차량의 전동식 오일 펌프 제어 방법.
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