KR20110128013A - 차량의 전동오일펌프 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이이들 스톱 기능의 실행으로 엔진이 정지되는 경우 최대구동명령으로 제어되는 전동오일펌프에서 피드백 검출되는 한계 RPM에 따라 전동오일펌프의 속도를 제어하는 차량의 전동오일펌프 제어방법이다.
본 발명은 아이들 스톱 기능이 실행되는지 판단하는 과정, 아이들 스톱 기능이 실행되면 최대구동명령을 출력하여 전동오일펌프를 회전시키는 과정, 전동오일펌프의 한계 RPM을 검출하는 과정, 설정된 한계 RPM에 따른 라인압력의 맵에서 전동오일펌프의 RPM을 결정하여 전동오일펌프의 구동을 제어하는 과정을 포함한다.

Description

차량의 전동오일펌프 제어방법{METHOD FOR CONTROLLING ELECTRIC OIL PUMP OF VEHICLE}

본 발명은 차량의 전동오일펌프 제어방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 ISG(Idle Stop and Go)기능이 탑재되는 차량에서 아이들 스톱 기능이 실행되는 경우 전동오일펌프의 한계 RPM에 따라 구동속도를 제어하는 차량의 전동오일펌프 제어방법에 관한 것이다.

강화되는 환경 규제를 해소하고 연비 향상을 제공하기 위하여 차량에는 일정시간 이상 공회전이 지속되는 경우 엔진이 정지되고, 엔진 정지가 유지되는 상태에서 브레이크 페달을 해제하거나 가속페달을 밟으면 자동으로 엔진이 재시동되는 ISG기능이 탑재된다.

ISG기능이 탑재된 차량이 신호대기나 일정시간 이상의 정차로 인하여 아이들 스톱 기능이 실행되어 엔진이 정지되는 경우 크랭크샤프트에 직결되어 자동변속기 에 유압을 발생시키는 오일펌프의 동작이 정지된다.

따라서, 자동변속기에 라인압력이 형성되지 못하므로 유성기어에서 전진1속을 유지하기 위한 마찰요소(클러치 및 브레이크)를 잡아줄 수 없는 상황이 된다.

상기와 같이 아이들 스톱 기능이 실행되는 상태에서 운전자가 재출발을 위해 브레이크 페달을 해제하거나 가속페달을 밟았을 때 엔진이 재시동 되는데, 이 경우 엔진 회전수가 상승함에 따라 크랭크샤프트에 직결되는 오일펌프의 회전수도 상승되어 펌핑 압력이 급격하게 상승된다.

따라서, 자동변속기에 공급되는 라인압력이 급격히 상승되어 전진 1속을 유지하는 마찰요소에 급격하게 인가되므로 변속 충격을 발생시켜 운전자에게 불쾌감을 유발시키고, 마찰요소의 손상을 일으키는 문제점이 발생한다.

이와 같이 재시동에서 라인압력의 급격한 공급에 따른 변속충격을 방지하기 위하여 시동시 중립제어를 실행하는 방법이 제공되고 있으나, 이는 중립상태에서 엔진을 재시동하고 라인압력이 안정화된 이후에 기어 변속을 실행하므로 차량 발진에 많은 시간이 소요되어 실제 차량에 적용하고 있지 않는다.

상기와 같이 자동변속기 차량에 ISG기능이 탑재될 때 나타나는 문제점을 해결하기 위해 아이들 스톱 중에 변속기 내의 라인압력을 유지하기 위한 추가적인 보조 유압시스템을 장착하는 기술이 제공되고 있다.

자동변속기의 외부에 엔진의 구동과 별도로 제어되는 전동오일펌프를 추가로 설치하여 엔진이 정지되어 있는 동안에도 라인압력이 공급될 수 있도록 한다.

상기 보조 유압시스템은 자동변속기에 구비된 기계식 오일펌프와 전동오일펌프가 연동되어 라인압력을 위한 오일을 공급하며, 동일한 유압라인에 압력을 발생시키기 위해 기계식 오일펌프와 전동오일펌프를 유압라인에 대해 병렬로 구성한다.

도 1은 종래의 ISG차량에 적용된 자동변속기의 유압제어 시스템을 도시한 도면이다.

도시된 바와 같이, 엔진의 시동이 걸려 있는 동안에는 크랭크샤프트에 직결되는 기계식 오일펌프(10)가 작동되어 라인압력을 발생시키고, 아이들 스톱 기능이 실행되는 동안에는 전동오일펌프(20)가 작동되어 라인압력을 발생시킨다.

상기 기계식 오일펌프(10)가 운전되고 있는 동안에 병렬로 설치된 전동오일펌프(20)의 유압라인 측으로 오일이 역류하는 것을 방지하기 위해 기계식 오일펌프(10)와 전동오일펌프(20)의 사이에 체크밸브(21)가 설치된다.

도 2는 종래의 ISG차량에서 전동오일펌프의 제어관계를 도시한 도면이다.

ISG기능이 탑재된 차량이 신호대기나 일정시간 이상을 정차하게 되면 아이들 스톱 기능이 실행되어 엔진의 시동이 정지되고, 이에 따라 크랭크샤프트에 직결되는 기계식 오일펌프(10)의 작동이 중지되므로 자동변속기의 라인압력을 발생시키지 못하게 되므로, 라인압력이 감소하게 된다.

이때, 차량 제어기(30)는 모터 제어기(40)를 통해 전동오일펌프(20)의 작동시키는데, 아이들 스톱 구간에서는 라인압력이 크게 필요하지 않으므로 전동오일펌프(20)의 구동 듀티를 설정된 로우 듀티(Low Duty)로 낮게 제어하여 라인압력만을 유지시킨다.

따라서, 엔진의 재시동시에 라인압력 상승에 걸리는 시간을 줄여 차량의 발진 응답성을 향상시켜 준다.

그리고, 브레이크 페달의 해제 혹은 가속페달의 작동에 따른 출발요구에 따라 엔진이 재시동되는 시점에는 전동오일펌프(20)의 구동 듀티를 하이 듀티(High Duty)로 높게 제어하여 변속기의 라인압력을 급속히 상승시켜줌으로써 발진 응답성이 제공될 수 있도록 한다.

이후, 엔진의 재시동으로 기계식 오일펌프(10)가 충분한 압력을 발생시킬 수 있는 아이들 회전수 이상에 이르게 되면 전동오일펌프(20)의 구동을 중지시킨다.

상기와 같이 전동오일펌프의 구동을 제어함에 있어 유온에 따라 속도를 가변하지 못하는 구조를 갖고 있어 최고 유온(예를 들어 120℃)과 최대의 구동속도의 조건으로 작동되도록 고정되어 있다.

따라서, 엔진이 아이들 스톱되는 경우 전동오일펌프가 상시적으로 고속 회전하므로 내구성을 악화시키고, 배터리의 전류를 과다하게 소비하게 되며 배터리의 잦은 충방전으로 인하여 배터리의 내구성을 악화시키는 문제점이 있다.

또한, 엔진이 재시동되는 경우 배터리의 충전에 필요한 엔진 토크를 확보하기 위하여 연료 분사량이 증가 보정됨에 따라 연비를 악화시키는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 본 발명의 목적은 아이들 스톱 기능 실행되면 전동오일펌프의 한계 RPM에 따라 구동속도를 제어하여 내구성을 향상시키고, 연비 향상을 제공하는데 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 아이들 스톱 기능이 실행되는지 판단하는 과정; 아이들 스톱 기능이 실행되면 최대구동명령을 출력하여 전동오일펌프를 회전시키는 과정; 상기 전동오일펌프의 한계 RPM을 검출하는 과정; 한계 RPM을 설정된 맵에 적용하여 전동오일펌프의 RPM을 결정한 다음 전동오일펌프의 구동을 제어하는 과정을 포함하는 차량의 전동오일펌프 제어방법을 제공한다.

이와 같은 본 발명은 ISG차량에서 전동오일펌프의 한계 RPM에 따라 구동속도를 능동적으로 가변 제어함으로써, 내구성과 연비 향상을 제공하는 효과가 있다.

도 1은 종래의 ISG차량에 적용된 자동변속기의 유압제어 시스템을 도시한 도면이다.
도 2는 종래의 ISG차량에서 전동오일펌프 제어관계를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 ISG차량의 전동오일펌프 제어절차를 도시한 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에서 전동오일펌프의 최대 구동명령과 피드백 검출되는 한계 RPM을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에서 전동오일펌프의 한계 RPM과 라인압의 관계로 설정되는 맵을 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따라 전동오일펌프의 유압유지구간 제어를 도시한 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으므로, 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않으며, 자동변속기내의 유압 시스템의 구조는 전술한 도 1의 구조와 동일 내지 유사하므로, 구조에 대한 구체적인 설명은 생략한다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 ISG차량의 전동식 오일펌프 제어 절차를 도시한 흐름도이다.

본 발명이 적용되는 ISG차량이 운행중인 상태에서(S101) 차량 제어기는 신호의 대기나 정체 혹은 일정시간 이상의 정차로 인하여 아이들 스톱 기능이 실행되어 엔진이 정지되었는지 판단한다(S102).

상기 S102의 판단에서 아이들 스톱 기능이 실행되지 않은 상태이면 상기 S101로 리턴되어 운행상태를 지속적으로 유지하고, 아이들 스톱 기능이 실행되었으면 차량 제어기는 엔진 정지에 따른 라인압력 유지를 위해 모터 제어기를 통해 전동오일펌프에 최대구동명령, 예를 들어 3,600RPM 내지 3,700RPM을 요구하는 구동명령을 출력한다(S103).

이후, 상기한 최대구동명령에 따라 회전하는 전동오일펌프로부터 도 4에 도시된 바와 같이 피드백되는 한계 RPM을 검출한다(S104).

상기 전동오일펌프로부터 피드백되는 한계 RPM은 오일펌프의 구동토크에 의해 결정되며, 오일펌프의 구동토크는 유온과 밸브바디 누설유량 등에 의한 부하 압력에 의해 결정된다.

즉, 유온이 증가할수록 또는 밸브바디 누설유량 증가에 의한 부하압력이 감소할수록 한계 RPM은 높아지게 되므로 한계 RPM에는 유온, 밸브바디 누설유량 등의 정보가 포함된다.

상기에서 한계 RPM이 검출되면 도 5와 같이 설정된 맵으로부터 한계 RPM에 따라 라인압력을 얻기 위한 전동오일펌프의 RPM이 결정된다(S105).

따라서, 상기 S105에서 결정된 RPM으로 첨부된 도 6에 도시된 바와 같이 전동오일펌프를 라입압력 유지구간 동안을 구동시켜 전동오일펌프의 RPM을 최적화함으로써, 전류소모를 감소시키고, 이에 따라 연비개선 및 관련부품의 내구성을 개선한다.

상기 한계 RPM의 검출은 아이들 스톱 기능의 실행에 따라 엔진이 정지되면 도 6의 "A" 구간과 같이 전동오일펌프의 구동명령을 최대값으로 출력하여 일정시간 유지하며, 이때 피드백 검출되는 한계 RPM을 바탕으로 도 6의 "B"구간, 즉 라인압력 유지구간 동안의 전동오일펌프의 RPM을 결정하여 최적 상태로 제어한다.

상기한 제어 과정에서 브레이크 페달의 해제 혹은 가속페달의 작동에 따른 출발요구에 따라 아이들 고 기능이 실행되어 엔진이 재시동되는 경우 엔진 재시동 시점에서 전동오일펌프를 도 6에서 "b"의 상태로 제어하여 라인압력을 급속히 상승시켜 주며, 기계식 오일펌프가 충분한 압력을 발생시킬 수 있는 아이들 RPM에 이르는 "C"구간동안 유지한 다음 전동오일펌프의 구동을 중지시킨다.

이상에서 설명한 바와 같이 한계 RPM을 적용하여 라인압력 유지구간 동안 전동오일펌프를 최적의 조건으로 구동 제어함으로써, 고속구동이 배제되어 내구성이 향상된다.

이상에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 ISG차량의 전동식 오일펌프의 제어에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 구성요소의 부가, 변경, 추가, 삭제 등에 의해서 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 포함된다고 할 것이다.

Claims (4)

1. 아이들 스톱 기능이 실행되는지 판단하는 과정;
   아이들 스톱 기능이 실행되면 최대구동명령을 출력하여 전동오일펌프를 회전시키는 과정;
   상기 전동오일펌프의 한계 RPM을 검출하는 과정;
   한계 RPM을 설정된 맵에 적용하여 전동오일펌프의 RPM을 결정한 다음 전동오일펌프의 구동을 제어하는 과정;
   을 포함하는 차량의 전동오일펌프 제어방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 전동오일펌프의 한계 RPM은 유온과 밸브바디 누설유량을 포함하는 부하압력에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 차량의 전동오일펌프 제어방법.
3. 제1항에 있어서,
   상기 전동오일펌프의 한계 RPM은 전동오일펌프의 최대구동명령에 따라 피드백 검출되는 RPM이며, 아이들 스톱 기능 실행 후 전동오일펌프에 출력되는 최대구동명령을 일정시간 유지하여 검출하는 것을 특징으로 하는 차량의 전동오일펌프 제어방법.
4. 제1항에 있어서,
   상기 전동오일펌프의 한계 RPM 검출을 통한 전동오일펌프 구동제어는 라인압력 유지구간 동안만 실행되는 것을 특징으로 하는 차량의 전동오일펌프 제어방법.

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