KR20100111362A - 하이브리드 변속기용 전동식오일펌프 제어장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 하이브리드 변속기용 전동식오일펌프 제어장치에 관한 것이다.
본 발명의 실시예는 하이브리드 변속기용 전동식오일펌프 제어장치에 있어서, 변속기에 유량을 공급하여 클러치 유압을 발생시키는 오일펌프와 오일펌프를 작동시켜 오일을 토출시키는 전동모터, 차량의 배터리전원에 의해 동작하며 상기 전동모터를 제어하여 토출량을 조절하는 제어장치를 포함한다.
본 발명에 의하면, 변속기오일의 점도가 높은 극저온(-30도)에서도 제어장치가 전동모터를 구동하여 오일펌프가 변속기에 유량을 공급할 수 있게 하며, 또한 차량의 비정상 상태 및 상위 제어기(변속기콘트롤부)와 통신 불능 상황에서도 자가진단을 통하여 외적인 영향에 대응할 수 있는 이점이 있다.
하이브리드, 변속기, 오일펌프
Description
본 발명은 하이브리드 변속기용 전동식오일펌프 제어장치에 관한 것이다.
자동변속기를 장착한 하이브리드 자동차에서 아이들 스톱등 하이브리드 고유기능 동작 시에는 엔진/모터등 동력원의 정지로 자동변속기에 장착되어 있는 A/T(Automactic Transmission) 오일펌프가 정상기능을 하지 못한다.
이에 배터리 파워를 이용한 보조용 전동식 오일펌프가 장착되어 자동변속기내 유량 공급을 하는 A/T오일펌프의 역할을 대신하게 된다.
첨부한 도 1은 종래의 하이브리드 전기 차량에서 각 제어기 및 오일펌프 등의 제어관계를 도시한 구성도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, I-MCU(Motor Control Unit)(12), ECU(13), CCU(Clutch Control Unit)(14), MCU(15), P-MCU(16), TCU(17)가 상위 제어기인 HCU(11)에 CAN 통신 라인(10)으로 연결되어 상호 간 정보를 주고받도록 되어 있으 며, 여기서 I-MCU(12)는 시동모터와 발전기 기능이 통합된 전동기, 즉 ISG(Integrated Starter & Generator)(2)를 실질적으로 제어하는 제어기이고, CCU(14)는 엔진 클러치(3)를, P-MCU(인버터 포함)(16)는 외장형 전동식 오일펌프(6)의 모터를 제어하는 제어기이다.
전동식 오일펌프(6)의 경우, HCU(11)가 차량 운행상태 및 운전자 조작상태에 따라 목표 회전수를 결정한 뒤 이를 P-MCU(16)로 송신하면, P-MCU(16)는 HCU(11)로부터 계산된 목표 회전수에 따라 오일펌프 구동용 모터를 제어하고, 이에 목표 회전수에 따라 제어되는 모터에 의해 오일펌프가 작동되면서 엔진 클러치 및 변속기에 필요한 작동유를 공급하게 된다.
여기서, HCU(11)와 P-MCU(16)는 CAN 통신을 통해 오일펌프의 목표 회전수 및 실제 회전수, 오일펌프 구동용 모터의 회전수, 펌프의 운전상태, 즉 정상 혹은 고장상태 등 정보를 주고받으며 협조제어를 수행한다.
그러나, 종래의 하이브리드 전기 차량은 극저온의 상태 즉, 영하 -30도의 온도에서는 전동식 오일펌프의 작동유 공급을 위한 방안이 마련되어 있지 않으므로 개선이 필요한 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 본 발명의 목적은 변속기오일의 점도가 높은 극저온(-30도)에서도 전동식오일펌프의 전동모터를 제어하여 변속기에 유량을 공급하는 전동식오일펌프 제어장치를 제공하는 데에 있다.
본 발명의 다른 목적은 자가진단을 통하여 외적인 영향에 대응할 수 있는 하이브리드 변속기용 전동식오일펌프 제어장치를 제공하는 데에 있다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 실시예는 하이브리드 변속기용 전동식오일펌프 제어장치에 있어서, 변속기에 유량을 공급하여 클러치 유압을 발생시키는 오일펌프와 오일펌프를 작동시켜 오일을 토출시키는 전동모터, 차량의 배터리전원에 의해 동작하며 상기 전동모터를 제어하여 토출량을 조절하는 제어장치를 포함한다.
본 발명에 의하면, 변속기오일의 점도가 아주 높은 극저온(-30도)에서도 제어장치가 전동모터를 구동하여 오일펌프가 변속기에 유량을 공급할 수 있게 하며, 또한 차량의 비정상 상태 및 상위 제어기(변속기콘트롤부)와 통신불능 상황에서도 자가진단을 통하여 외적인 영향에 대응할 수 있는 이점이 있다.
이하, 첨부한 도면에 의하여 본 발명을 설명하면 다음과 같다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예는 구동부(40)에 변속된 회전력을 전달하는 변속기(20)와, 변속기(20)에 유량을 공급하여 클러치 유압을 발생시키는 오일펌프(30)와, 오일펌프(30)를 작동시켜 오일을 토출시키는 전동모터(50)와, 외부의 입력신호에 의해 변속기(20)를 변속하는 변속신호를 발생시키는 변속기컨트롤부(70)와, 변속기컨트롤부(70)의 변속신호 발생시 차량의 배터리(21)전원을 이용하여 상기 전동모터(50)를 제어하는 전동식오일펌프제어부(90)를 포함한다.
여기서, 구동부(40)는 하이브리드 차량을 주행시키도록 모터(도시생략) 또는 엔진(도시생략)을 구동시킬 수 있고, 변속기컨트롤부(70)는 TCU로 구현될 수 있다. 이때, 변속기컨트롤부(70)는 주행중 일 때는 기계식 오일펌프를 이용하여 유압을 제어하여 변속기(20)를 변속시킬 수 있다. 그리고, 오일펌프(30) 및 전동모터(50)를 포함하여 전동식오일펌프(60)라 한다.
또한, 외부의 입력신호는 액셀신호일 수 있다. 즉, 사용자가 하이브리드 차량에 탑승한 상태에서 키를 돌려 시동을 건 상태에서 액셀(도시생략)을 밟으면, 액셀에서 발생된 신호는 변속기컨트롤부(70)로 전송된다. 이때, 액셀신호의 세기에 따라 변속기컨트롤부(70)는 구동RPM을 발생시킨다. 즉, 발생된 구동RPM에 의해 전동식오일펌프제어부(90)는 전동모터(50)를 제어하고, 전동모터(50)는 오일펌프(30) 를 작동시켜 오일펌프(30)에 의해서 생성된 유압에 의해 변속기(20)은 자동변속되고 변속된 회전력은 구동부(40)에 전송될 수 있다.
이때, 변속기(20)의 변속된 회전력은 변속기컨트롤부(70)로 피드백되므로, 변속기컨트롤부(70)는 이를 근거로 하여 적절한 유압이 생성되도록 전동식오일펌프제어부(90)를 제어할 수 있다. 그리고 본 발명에 적용되는 전동식오일펌프제어부(90)에 의하면 하이브리드 차량의 구동부(40)인 엔진 및 전기모터가 정지상태에서 최초출발시 배터리(21)의 전원을 이용하여 스타트될 수 있다.
그리고, 도 3에 도시된 바와 같이, 전동식오일펌프제어부(90)는 배터리(21)의 전원을 정전압으로 변환하는 정전압공급부(91)와, 외부에서 공급되는 전원에 의해 구동되는 메인제어부(93)와, 메인제어부(93)에 의해 제어되어 전동모터(50)를 구동시키는 모터구동부(95)와, 전동모터(50)의 구동상태를 감지하여 메인제어부(93)에 제공하는 모터감지부(97)와, 메인제어부(93)와 변속기컨트롤부(70)가 서로 통신하도록 메인통신부(99a)와 서브통신부(99b)로 구성되는 통신부(99)를 포함할 수 있다.
여기서, 정전압공급부(91)는 DC/DC컨버터로 구현될 수 있다. 또한, 메인제어부(93)는 모터구동부(95)의 파워(전류)를 증가시켜 전동모터(50)를 구동시키고, 모터감지부(97)를 통하여 전동모터(50)의 구동상태를 감지할 수 있으며, 통신부(99)를 통해 변속기컨트롤부(70)와 통신하여 변속기컨트롤부(70)의 변속신호에 따라 전동모터(50)를 구동시킬 수 있다.
또한, 전동식오일펌프제어부(90)는 메인릴레이(22)를 구비하여 배터리(21)에 서 인가되는 전원이 메인릴레이(22)를 통하여 메인제어부(93)에 공급될 수 있도록 하였다. 또한, 전동식오일펌프제어부(90)는 사용자의 키동작을 인식하는 IG-Key신호인식부(23)가 구비될 수 있다. 이때, 전동식오일펌프제어부(90)는 메인릴레이(22) 및 IG-Key신호인식부(23)를 통하여 유입될 수 있는 노이즈를 제거하는 노이즈필터부(24)가 구비될 수 있다.
한편, 모터감지부(97)는 전동모터(50)의 회전을 체크하고 로터(51)의 위치를 파악할 수 있는 홀센서로 구현될 수 있다. 또한, 모터감지부(97)는 신호처리부(97a)에 연결되어, 신호처리부(97a)에서 모터감지부(97)에서 유입될 수 있는 노이즈가 제거될 수 있다. 즉, 메인제어부(93)는 모터감지부(97)에 의해 전동모터(50)의 상태를 체크하여 적절하게 대응할 수 있다.
또한, 통신부(99)에서 메인통신부(99a)는 캔(CAN : CONTROLLER AREA NETWORK)통신으로 구현될 수 있고, 서브통신부(99b)는 하드웨어와이어링(Hardware-Wiring)통신으로 구현될 수 있다. 따라서, 메인제어부(93)는 캔통신이나 하드와이어통신을 이용하여 변속기컨트롤부(70)와 통신할 수 있다.
그리고, 메인제어부(93)는 전동식오일펌프제어부(90)의 내부부품에 전달되는 외부요인을 진단하는 자가진단부(92)와, 자가진단부(92)의 진단에 의해 모터구동부(95)를 정지시키는 구동정지부(94)를 더 포함할 수 있다.
여기서, 자가진단부(92)를 통하여 외부요인을 감지하고, 구동정지부(94)에 의해 메인제어부(93)를 정지시키면 외부요인은 차단되고 이에 의해 내부부품들의 소손을 방지할 수 있다.
그리고, 도 4에 도시된 바와 같이, 자가진단부(92)는 배터리(21)의 이상전원을 센싱하는 전압센싱부(92a)와, 모터구동부(95)의 이상온도를 센싱하는 온도센싱부(92b)와, 모터구동부(95)에서 사용되는 전류를 감지하는 이상전류감지부(96)를 포함할 수 있다.
여기서, 전압센싱부(92a)는 배터리(21)에서 정격전압이 12V일 때 9V이하 또는 16V이상 이면 이를 감지하여 메인제어부(93)를 정지시켜 모터구동부(95)를 정지시킬 수 있다.
또한, 온도센싱부(92b)에 의해 모터구동부(95)의 구동에 의해 발생될 수 있는 고온을 감지하여 모터구동부(95)를 정지시킴으로써, 고온으로부터 소손될 수 있는 내부부품들을 보호할 수 있다.
또한, 이상전류감지부(94)는 모터구동부(95)에서 사용되는 전류가 소정전류 이상이면 고장으로 판단할 수 있다.
그리고, 도 5에 도시된 바와 같이, 이상전류감지부(96)는 이상전류를 감지하는 전류감지부(96a)와, 전류감지부(96a)의 감지시점부터 카운팅하는 카운트부(96b)와, 카운트부(96b)에 시간을 제공하는 클럭(96c)과, 카운트부(96b)의 카운트시간과 비교되는 비교시간을 설정하는 시간설정부(96d)와, 카운트시간과 비교시간을 비교하는 시간비교부(96e)와, 시간비교부(96e)의 비교에 의해 이상을 판단하여 모터구동부(95)를 정지시키는 이상판단부(96f)를 포함할 수 있다.
여기서, 전류감지부(94a)가 전류를 감지한 상태에서 설정된 시간이 경과하면 이상으로 판단하여 모터구동부(95)를 정지시켜서 내부부품들을 보호할 수 있다. 즉, 모터구동부(95)에서 사용되는 전류는 상온일 때는 정격전류를 사용하고, 극저온인 -30도일 때는 정격전류의 약 1.5배정도 소모되며 약 1분 ~ 3분동안 사용될 수 있다.
그러나, 모터구동부(95)에서 극저온 상태의 과전류가 약 5분 이상으로 경과되면 고장으로 판단되는 것이다.
그리고, 도 3에 도시된 바와 같이, 모터구동부(95)는 메인제어부(93)의 제어에 의해 사용되는 전류가 설정된 전류값 이상으로 상승하지 못하도록 전류를 제한하는 전류제한부(98)를 더 포함할 수 있다.
여기서, 모터구동부(95)는 상온일 때는 정격전류를 사용하고, 극저온일 때는 정격전류의 약1.5배(과전류 허용치)를 사용할 수 있다. 이때, 전류제한부(98)는 외부온도가 극저온이 되어 모터구동부(95)의 부하증가로 사용되는 전류가 증가될 때 사용전류가 과전류 허용치 이상으로 상승되는 것을 방지하여야 한다.
그리고, 전류제한부(98)는 모터구동부(95)에 연결되어 입력되는 전류값을 전압값으로 변화 시키는 저항(98a)과, 설정된 과전류허용치와 사용되는 전류값을 비교하여 트리거 신호를 발생시키는 비교기(98b)와, 메인제어부(93)와 연동되어 모터구동부(95)의 사용전류를 설정값 이하로 유지시키는 전류유지부(98c)를 포함할 수 있다.
여기서, 저항(98a)은 션트저항일 수 있고, 비교기(98b)는 OP-AMP로 구현될 수 있다. 즉, 사용되는 전류 값은 저항(98a)에 의해 전압으로 변환되고 이는 비교기(98b)에서 과전류 허용치와 비교된다. 이때, 비교기(98b)에는 비교값인 과전류 허용치(정격전류의 1.5배)가 사전에 설정되어야 한다. 또한, 전류유지부(98c)에 의해 소정전압이상이면 메인제어부(93)의 명령을 차단하고, 소정전압이하이면 메인제어부(93)의 명령을 연결하여 모터구동부(95)에서 사용되는 전류가 과전류 허용치로 유지되도록 할 수 있다.
그리고, 도 6에 도시된 바와 같이, 메인제어부(93)는 메인통신부(99a)의 통신두절 감지하는 통신감지부(93a)와, 통신감지부(93a)의 감지에 의해 서브통신부(99b)를 연결하는 통신연결부(93b)와, 통신연결부(93b)의 두절을 감지하여 모터구동부(95)를 구동시키는 자가구동부(93c)를 포함할 수 있다.
여기서, 메인제어부(93)는 통신부(99)인 메인통신부(99a) 및 서브통신부(99b)가 모두 두절되면, 자가구동부(93c)를 통하여 모터구동부(95)를 구동시킬 수 있다. 따라서, 변속기컨트롤부(70)의 변속신호가 변속기(20)에 전송되면 전동모터(50)는 구동되는 상태이므로, 전동식오일펌프(30)는 용이하게 유압을 발생시킬 수 있고, 이에 의해 변속기(20)은 용이하게 변속할 수 있다.
이와 같이, 본 발명은 모터구동부(95)가 전동모터(50)를 구동시키면 오일펌프(30)가 유압을 발생시켜 변속기(20)을 동작시킬 수 있다. 그러나, 극저온인 -30도의 극한 상황에서는 오일의 점도가 높아져 끈적이게 되어 오일펌프(30)가 원활하게 작동되지 않는다. 따라서, 정상적인 유량공급을 유지하기 위해서는 상온에서 사용되는 전류보다 높은 전류를 이용하여야 한다.
또한, 본 발명은 극저온인 -30도일 때 높은 전류가 장시간 지속되거나, 너무 높은 전류가 사용되지 못하도록 하여 부품의 소손을 미연에 방지할 수 있다.
이상, 본 발명의 실시예에 대해 설명하였다. 상기 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자가 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 전술한 상세한 설명보다는 후술하는 청구범위에 의하여 나타내어지며, 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
도 1은 종래의 하이브리드 전기 차량에서 각 제어기 및 오일펌프 등의 제어관계를 도시한 구성도
도 2는 본 발명의 적용상태를 보인 개략도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 변속기용 전동식오일펌프 제어부를 보인 블록도.
도 4는 본 발명에 적용되는 자가진단부를 보인 블록도.
도 5는 본 발명에 적용되는 이상전류감지부를 보인 블록도.
도 6은 본 발명의 다른 실시예를 보인 블록도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
20 : 변속기 30 : 오일펌프
50 : 전동모터 60 : 전동식오일펌프
70 : 변속기컨트롤부 90 : 전동식오일펌프제어부
Claims (8)
- 하이브리드 변속기용 전동식오일펌프 제어장치에 있어서,변속기(20)에 유량을 공급하여 클러치 유압을 발생시키는 오일펌프(30)를 작동시켜 오일을 토출시키는 전동모터(50);변속기컨트롤부(70)의 변속신호 발생 시 차량의 배터리(21)전원을 이용하여 상기 전동모터(50)를 제어하는 전동식오일펌프제어부(90)를 포함하는 하이브리드 변속기용 전동식오일펌프 제어장치.
- 제 1항에 있어서,상기 전동식오일펌프제어부(90)는상기 배터리(21)의 전원을 정전압으로 변환하는 정전압공급부(91);상기 외부에서 공급되는 전원에 의해 구동되는 메인제어부(93);상기 메인제어부(93)에 의해 제어되어 상기 전동모터(50)를 구동시키는 모터구동부(95);상기 전동모터(50)의 구동상태를 감지하여 상기 메인제어부(93)에 제공하는 모터감지부(97);상기 메인제어부(93)와 변속기컨트롤부(70)가 서로 통신하도록 메인통신부(99a)와 서브통신부(99b)로 구성되는 통신부(99)를 포함하는 하이브리드 변속기 용 전동식오일펌프 제어장치.
- 제 2항에 있어서,상기 메인제어부(93)는상기 오일펌프제어부(90)의 내부부품에 전달되는 외부요인을 진단하는 자가진단부(92);상기 자가진단부(92)의 진단에 의해 상기 모터구동부(95)를 정지시키는 구동정지부(94)를 더 포함하는 하이브리드 변속기용 전동식오일펌프 제어장치.
- 제 3항에 있어서,상기 자가진단부(92)는상기 배터리(21)의 이상전원을 센싱하는 전압센싱부(92a);상기 모터구동부(95)의 이상온도를 센싱하는 온도센싱부(92b);상기 모터구동부(95)에서 사용되는 전류를 감지하는 이상전류감지부(96)를 포함하는 하이브리드 변속기용 전동식오일펌프 제어장치.
- 제 4항에 있어서,상기 이상전류감지부(96)는상기 이상전류를 감지하는 전류감지부(96a);상기 전류감지부(96a)의 감지시점부터 카운팅하는 카운트부(96b);상기 카운트부(96b)에 시간을 제공하는 클럭(96c);상기 카운트부(96b)의 카운트시간과 비교되는 비교시간을 설정하는 시간설정부(96d);상기 카운트시간과 비교시간을 비교하는 시간비교부(96e);상기 시간비교부(96e)의 비교에 의해 이상을 판단하여 상기 모터구동부(95)를 정지시키는 이상판단부(96f)를 포함하는 하이브리드 변속기용 전동식오일펌프 제어장치.
- 제 2항에 있어서,상기 모터구동부(95)는상기 메인제어부(93)의 제어에 의해 사용되는 전류가 설정된 전류값 이상으로 상승하지 못하도록 사용전류를 제한하는 전류제한부(98)를 더 포함하는 하이브리드 변속기용 전동식오일펌프 제어장치.
- 제 6항에 있어서,상기 전류제한부(98)는상기 모터구동부(95)에 연결되어 입력되는 전류값을 전압값으로 변화시키는 저항(98a);설정된 과전류허용치와 사용되는 전류값을 비교하여 트리거 신호를 발생시키는 비교기(98b);상기 메인제어부(93)와 연동되어 상기 모터구동부(95)의 사용전류를 설정값 이하로 유지시키는 전류유지부(98c)를 포함하는 하이브리드 변속기용 전동식오일펌프 제어장치.
- 제 2항에 있어서,상기 메인제어부(93)는상기 메인통신부(99a)의 통신두절을 감지하는 통신감지부(93a);상기 통신감지부(93a)의 감지에 의해 상기 서브통신부(99b)를 연결하는 통신연결부(93b);상기 통신연결부(93b)의 두절을 감지하여 상기 모터구동부(95)를 구동시키는 자가구동부(93c)를 포함하는 하이브리드 변속기용 전동식오일펌프 제어장치.
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KR1020090029743A KR20100111362A (ko) | 2009-04-07 | 2009-04-07 | 하이브리드 변속기용 전동식오일펌프 제어장치 |
Country Status (1)
Country | Link |
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KR (1) | KR20100111362A (ko) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101484214B1 (ko) * | 2012-12-27 | 2015-01-19 | 현대자동차 주식회사 | 하이브리드 차량의 오일 펌프 제어 유닛의 입력전류 제한 방법 및 시스템 |
CN107336603A (zh) * | 2016-05-02 | 2017-11-10 | 铃木株式会社 | 车辆的变速控制装置 |
US9925859B2 (en) | 2015-12-15 | 2018-03-27 | Hyundai Motor Company | Apparatus for controlling hybrid vehicle having engine oil pump and method thereof |
CN107923516A (zh) * | 2015-12-14 | 2018-04-17 | 皮尔伯格泵技术有限责任公司 | 混合动力油泵 |
CN112583306A (zh) * | 2019-09-30 | 2021-03-30 | 日本电产东测株式会社 | 马达驱动装置及电动油泵装置 |
-
2009
- 2009-04-07 KR KR1020090029743A patent/KR20100111362A/ko active IP Right Grant
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