KR20110028888A - 하이브리드 오일펌프의 토출유량 증대 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 하이브리드전기차량(Hybrid Electric Vehicle, HEV)에 적용된 외장형 전동식 오일펌프(8)에서 오일토출량 증대를 필요로 할 때, 엔진클러치(2)를 이용한 온도모델로 요구되는 계산값을 산출해 오일펌프의 회전수를 높게(1000rpm →2000rpm) 조정해 냉각유량을 충분히 증대시킴으로써, 별도의 장치 추가없이 엔진클러치(2)를 안정적으로 보호할 수 있고, 평상시에는 필요한 최소 유량만을 공급하도록 작동시킬 수 있어 연비향상을 높이고, 필요한 순간에만 유량을 제한적으로 증가해 엔진클러치(2)의 내구를 확보할 수 있는 특징을 갖는다.

오일펌프, 구배로, 엔진클러치

Description

하이브리드 오일펌프의 토출유량 증대 제어방법{Outflux increasing control method of oil pump for Hybrid Electric Vehicle}

본 발명은 오일펌프에 관한 것으로, 특히 구배로 발진과 같이 토출유량을 증대하기 위한 오일펌프의 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로 하이브리드전기차량(Hybrid Electric Vehicle, HEV)에서는 동력원으로 엔진과 구동모터가 구비되며, 하이브리드차량이라 불린다.

상기와 같은 하이브리드 차량인 HEV는 엔진클러치를 장착하여 모터와 엔진을 분리하고 자동변속기를 이용함으로써, EV(전기차)모드 출발이 가능하고, 엔진과 모터구동을 동시 사용하는 HEV 모드도 가능하다.

이와 같이 자동변속기(A/T)를 이용하면, 오일펌프가 엔진에 연결되어 있지 않고 변속기 입력축과 모터로터쪽에 연결된 구조를 가지므로, A/T 오일펌프로 토출하려면 모터로터의 회전이 반드시 요구된다.

또한, 자동변속기차량은 출발하려면 유압공급을 필요로 하므로, 오일펌프는 외장형 전동식 오일펌프를 적용하며, 상기 외장형 전동식 오일펌프는 12V 전압을 사용하므로 일반 주행상황에서 LDC(Low DC Converter, 270V->12V 변환장치)로부터 전원을 공급받아 구동되는 펌프모터를 통해 회전되고, 이를 통해 오일을 밸브바디로 공급한다.

즉, 상기와 같은 외장형 전동식 오일펌프는 엔진이 온(ON)상태이지만 엔진클러치 단락시에는 항상 구동해 A/T 유압공급장치(밸브바디)로 유량을 공급하는데, 이는 차량이 정지되어 있거나, 또는 차속이 낮아 A/T 오일펌프의 토출량이 부족할시 적절한 유량을 공급할 수 있게 한다.

통상, 병렬형 하이브리드차량에서는 보다 많은 냉각유량을 필요로 할 때가 있는데, 일례로 엔진모드 구배로 발진시 과열되는 엔진클러치를 냉각하기 위해서나 또는 엔진클러치의 슬립(Slip)시 적은 유량으로 인한 엔진클러치의 소손 가능성 예방을 위한 경우이다.

상기와 같이 평상시보다 많은 유량을 필요로 할 때, 전동식 오일펌프의 회전수를 올려 유량공급을 늘려줌으로써 엔진클러치를 보호한다.

하지만, 전동식 오일펌프의 기본적인 회전수를 높이면 전장부하 과다와 연비를 저하시키는 현상이 있고, 특히 연속적인 엔진클러치 슬립시 전동식 오일펌프가 항상 높은 회전수를 유지해야 하므로 전장부하 과다와 더불어 연비저하를 심화시키게 된다.

이에 본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 발명된 것으로, 엔진클러치의 슬 립(Slip)시나 특히, 엔진 모드 구배로 발진시 엔진클러치의 온도모델을 설정하고, 산출된 온도모델계산값을 이용해 전동식 오일펌프의 회전수를 높게(1000rpm →2000rpm) 조정함으로써, 엔진클러치 보호를 위한 냉각유량 증가를 신속하고 적기에 맞출 수 있는 오일펌프 제어방법을 제공함에 목적이 있다.

또한, 본 발명은 엔진클러치를 이용한 온도모델로 오일펌프의 회전수 증대를 구현함으로써, 별도의 장치 추가등이 없는 오일펌프 제어방법을 제공함에 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 하이브리드 오일펌프의 토출유량 증대 제어방법이 구배에 정지된 차량이 갖는 경사각의 설정값 초과를 판단하는 출발조건판단단계;

상기 설정값의 초과시 외장형 전동식 오일펌프(8)를 정상적으로 구동하고, 엔진클러치(2)의 설정온도 초과를 판단하는 냉각유량증대조건단계;

상기 엔진클러치(2)의 설정온도 초과시 상기 외장형 전동식 오일펌프(8)의 회전속도를 올려줌으로써, 구배로 발진에 따른 엔진클러치(2)의 보호와 발진성능을 향상을 위한 냉각유량 공급을 증대시키는 보호수행단계;

상기 엔진클러치(2)에서 슬립(Slip)이 발생되는지 여부를 다시 체크한 후, 슬립발생시 냉각유량증대조건단계로 복귀되어 이어지는 절차를 수행하는 안전강화체크단계;로 수행되는 것을 특징으로 한다.

상기 출발조건판단단계전 외장형 전동식 오일펌프(8)의 토출유량 증대가 필요한 입력요소인 엔진클러치(2)의 슬립(Slip)여부와, 엔진클러치(2)의 슬립(Slip)시간과, 출발 차량의 경사여부를 체크하는 초기준비단계를 수행된다.

상기 안전강화체크단계에서 슬립(Slip)현상 없이 엔진클러치(2)가 정상 작동되면, 상기 냉각유량증대조건단계를 위한 대기상태로 전환된다.

이러한 본 발명에 의하면, 전동식 오일펌프의 회전수를 높게(1000rpm →2000rpm) 조정할 필요가 있을 때, 엔진클러치의 온도모델을 적용함으로써 별도의 장치 추가없이 엔진클러치를 안정적으로 보호할 수 있는 효과를 갖는다.

또한, 본 발명은 엔진클러치를 이용해 전동식 오일펌프의 회전수를 증대하므로, 평상시에는 필요한 최소 유량만을 공급하도록 작동시킬 수 있어 연비향상을 높이고, 필요한 순간에만 유량을 제한적으로 증가해 엔진클러치의 내구를 확보할 수 있는 효과를 갖는다.

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명하며, 이러한 실시예는 일례로서 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으므로, 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

도 1은 본 발명에 따른 하이브리드 오일펌프의 토출유량 증대 제어 순서도를 도시한 것인바, 본 발명은 펌프모터로 오일펌프를 회전시키는 외장형 전동식 오일펌프에서 오일토출량 증대를 필요로 할 때, 엔진클러치를 이용한 온도모델로 요구되는 계산값을 산출해 오일펌프의 회전수를 높게(1000rpm →2000rpm) 조정하게 된다.

이로 인해 본 실시예에서는 외장형 전동식 오일펌프를 평상시에는 필요한 최소 유량만을 공급하도록 작동시키고 필요한 순간에만 유량을 제한적으로 증가할 수 있어, 연비향상을 높이고 엔진클러치의 내구도 확보 할 수 있게 된다.

도 2는 본 발명에 따른 토출유량 증대 제어방법을 적용한 오일펌프를 갖춘 하이브리드차량을 나타낸다.

도시된 바와 같이, 하이브리드차량인 HEV(Hybrid Electric Vehicle)는 엔진(1)과 구동모터(3)사이에 엔진클러치(2)가 구비되고, 변속기축으로 변속기(4)가 연결되며, 구동모터(3)를 구동하는 270V인 고압배터리(5)와 12V배터리(6)사이에는 LDC(Low DC Converter)타입 컨버터(7)를 설치하며, 상기 LDC(Low DC Converter)타입 컨버터(7)는 외장형 전동식 오일펌프(8)를 제어한다.

상기와 같이 구성된 HEV는 일반적인 구성을 나타내며, 병렬형 HEV이다.

본 실시예에 따른 구배로 발진시 외장형 전동식 오일펌프(8)의 제어는 도 1에 나타낸다.

도시된 바와 같이, 외장형 전동식 오일펌프(8)의 토출유량을 증대하기 위해선 입력요소들의 각 조건을 판단한다.

상기와 같은 입력요소들은 S1 단계와 같이, 엔진클러치(2)의 슬립(Slip)여부와, 엔진클러치(2)의 슬립(Slip)시간과, 출발 차량의 경사여부이다.

상기 입력요소들이 갖는 각 조건에 대한 상태를 파악한 후, S10 단계와 같이 차량의 구배로 정지여부를 판단하며, 측정된 구배로 경사각이 설정값 이하이면 단계S1으로 돌아간다.

측정된 구배로 경사각이 설정값 이상이면, S20단계와 같이 외장형 전동식 오일펌프(8)를 정상적으로 구동하고, S20단계와 같이 엔진클러치(2)의 온도를 고려한다.

S20단계에서 수행되는 외장형 전동식 오일펌프(8)의 구동은 단계S1에서 체크한 입력요소들이 기준이나 설정값을 초과하는 경우에도 구현된다.

상기 외장형 전동식 오일펌프(8)가 S20단계에서 정상적으로 구동함은 약 1000RPM으로 회전됨을 의미한다.

상기와 같은 엔진클러치(2)는 엔진축에 결합되고, 피스톤가 밸런스 피스톤을 갖추며, 다수의 판형상 디스크세트와 리테이너 앗세이(Retainer Assembly)를 갖추고, 상기 부품들을 결합하는 하우징을 구비한 구조이며, 이러한 구조는 HEV에 적용되는 통상적인 엔진클러치이다.

엔진클러치(2)의 온도는 표-1과 같은 수학식을 이용해 산출하며, 이를 이용해 산출된 엔진클러치(2)의 온도를 모델온도로 정한다.

표-1

상기 S30단계 처리결과, 표-1과 같은 수학식을 이용해 산출된 엔진클러치(2)의 모델온도가 엔진클러치(2)의 보호가 필요한 온도인 설정온도에 미달되면, 외장형 전동식 오일펌프(8)는 정상적인 구동상태를 유지한다.

하지만, 엔진클러치(2)의 모델온도가 설정온도를 넘어서면, S40단계와 같이 외장형 전동식 오일펌프(8)의 회전속도를 약 1000RPM에서 약 2000RPM까지 상승시킨다.

상기 외장형 전동식 오일펌프(8)의 회전속도 상승으로 S50단계와 같이 변속기 냉각유량이 증가됨으로써, S60단계와 같이 구배로 발진에 따른 적은 유량시 소손으로부터 엔진클러치(2)를 보호하며 발진성능을 향상할 수 있도록 충분한 유량을 공급해 준다.

상기와 같이 외장형 전동식 오일펌프(8)의 회전속도가 상승되어 냉각유량을 증가한 후, S70단계와 같이 엔진클러치(2)의 작동상태를 다시 판단한 다음, 엔진클러치(2)에서 슬립(Slip)이 형성되면 S30단계로 다시 복귀해 S30단계 이후 절차를 수행한다.

정상적인 경우와 같이, S70단계에서 슬립(Slip)현상 없이 엔진클러치(2)가 정상 작동되면, S1단계로 복귀해 S10단계 진입에 대한 대기상태로 전환한다.

도 1은 본 발명에 따른 하이브리드 오일펌프의 토출유량 증대 제어 순서도

도 2는 본 발명에 따른 토출유량 증대 제어을 적용한 오일펌프를 갖춘 하이브리드 차량의 구성도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 엔진 2 : 엔진클러치

3 : 구동모터 4 : 변속기

5 : 고압배터리 6 : 12V배터리

7 : 컨버터 8 : 외장형 전동식 오일펌프

Claims (6)

1. 구배로에 정지된 차량이 갖는 경사각의 설정값 초과를 판단하는 출발조건판단단계;

   상기 설정값의 초과시 외장형 전동식 오일펌프를 정상적으로 구동하고, 엔진클러치의 설정온도 초과를 판단하는 냉각유량증대조건단계;

   상기 엔진클러치의 설정온도 초과시 상기 외장형 전동식 오일펌프의 회전속도를 올려줌으로써, 구배로 발진에 따른 엔진클러치의 보호와 발진성능을 향상을 위한 냉각유량 공급을 증대시키는 보호수행단계;

   상기 엔진클러치에서 슬립(Slip)이 발생되는지 여부를 다시 체크한 후, 슬립발생시 냉각유량증대조건단계로 복귀되어 이어지는 절차를 수행하는 안전강화체크단계;

   로 수행되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 오일펌프의 토출유량 증대 제어방법.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 출발조건판단단계전 외장형 전동식 오일펌프의 토출유량 증대가 필요한 입력요소인 엔진클러치의 슬립(Slip)여부와, 엔진클러치의 슬립(Slip)시간과, 출발 차량의 경사여부를 체크하는 초기준비단계를 수행되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 오일펌프의 토출유량 증대 제어방법.
3. 청구항 1에 있어서, 상기 외장형 전동식 오일펌프의 정상적인 구동은 1000RPM인 것을 특징으로 하는 하이브리드 오일펌프의 토출유량 증대 제어방법.
4. 청구항 1에 있어서, 상기 엔진클러치의 설정온도초과를 판단하는 엔진클러치의 온도는 수학식을 적용한 모델온도산출식을 통해 산출되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 오일펌프의 토출유량 증대 제어방법.

   모델온도산출식;

   
5. 청구항 1에 있어서, 상기 외장형 전동식 오일펌프의 회전수증가는 2000RPM까지 상승되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 오일펌프의 토출유량 증대 제어방법.
6. 청구항 1에 있어서, 상기 안전강화체크단계에서 슬립(Slip)현상 없이 엔진클러치가 정상 작동되면, 상기 냉각유량증대조건단계를 위한 대기상태로 전환되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 오일펌프의 토출유량 증대 제어방법.

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