KR20140033167A - 저 레벨 오일 검출 시스템 및 방법 - Google Patents

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KR20140033167A
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토마스 에이. 라이트
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알리손 트랜스미션, 인크.
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Abstract

엔진 및 변속기 사이에 위치되는 하이브리드 모듈을 위한 유압 시스템은 기계식 펌프 및 전기식 펌프의 병렬 배열을 포함한다. 각각의 펌프는 동작 모드에 의존하여 섬프로부터 유압 시스템의 다른 부분들로 오일을 전달하도록 구성 및 배열된다. 전기식 펌프 상에서의 부하는 전기식 펌프 모터 상에서의 전류 요구량에 대응한다. 이러한 전류 요구량은 상기 섬프에서 낮은 오일 레벨이 존재할 때를 표시하기 위해 사용된다.

Description

저 레벨 오일 검출 시스템 및 방법{LOW LEVEL OIL DETECTION SYSTEM AND METHOD}
관련 출원들에 대한 상호 참조
본 출원은 여기에 참조로서 통합되는, 2011년 6월 22일에 출원된 미국 가 특허 출원 번호 제61/499,889호의 이득을 주장한다.
오일 공급들뿐만 아니라 세계 기후 변화에 대한 커지는 관심으로, 자동차들에 대한 다양한 하이브리드 시스템들을 개발하기 위한 최근의 동향이 있어 왔다. 다수의 하이브리드 시스템들이 제안되어 왔지만, 상기 시스템들은 통상적으로 상기 자동차들의 드라이브 트레인들에 대한 상당한 수정들을 필요로 한다. 이들 수정들은 기존의 자동차들에 상기 시스템들을 새로 장착하는 것을 어렵게 만든다. 게다가, 이들 시스템들 중 일부는 상당한 전력 손실을 야기하는 경향이 있으며, 이것은 결국 상기 차량에 대한 연비를 상하게 한다. 따라서, 이러한 분야에서의 개선을 위한 요구가 존재한다.
개선을 위한 부문들 중 하나는 상기 유압 시스템의 구성 및 배열에 있다. 하이브리드 자동차들, 및 특히 이러한 자동차와 연관된 상기 하이브리드 모듈은 엔진 상태들 및 동작 모드들에 의존하는 다양한 윤활 및 냉각 요구들을 가진다. 이들 요구들을 해결하기 위해, 오일은 적어도 하나의 유압 펌프에 의해 전달된다. 각각의 유압 펌프의 동작은, 상기 윤활 및 냉각 요구들에 부분적으로 기초하여 및 하나 이상의 유압 펌프가 상기 하이브리드 자동차의 유압 시스템의 일부로서 포함될 때 우선순위 결정에 부분적으로 기초하여 제어된다. 유압 펌프들 사이에서의 상기 우선순위 결정은 상기 요구들에 부분적으로 기초하며 상기 하이브리드 자동차의 동작 상태 또는 모드에 부분적으로 기초한다.
유압 시스템 내에서의 개선을 위한 또 다른 부문은 유체 레벨들의 엔진 상태들, 설정들, 및 상황의 모니터링에 있다. 상태, 판독, 또는 레벨이 원하는 범위의 밖에 있거나 또는 원하는 값으로부터 벗어날 때 상기 자동차의 운전자(또는 조작자)에게 알리기 위한 바람(및 능력)은 이러한 모니터링과 관련된다. 일 예로서, 상기 자동차에 대한 또는 상기 자동차의 몇몇 부분 또는 서브어셈블리에 대한 원하는 오일 레벨(또는 범위) 및 낮은 오일 상태가 존재할 때 운전자에게 알리는 중요성을 고려하자.
여기에 설명된 상기 유압 시스템(및 방법)은 자동차들에서의 사용을 위해 적응되고 운송 시스템들에서 및 다른 환경들로의 사용에 적합한 하이브리드 시스템 내에서 사용된 하이브리드 모듈의 일부이다. 협조적 하이브리드 시스템은 일반적으로 대응하는 자동차 또는 운송 시스템에서의 다른 시스템들로부터 리소스들을 빼내기 위한 요구 없이 기능할 수 있는 독립적 및 자립적인 시스템이다. 상기 하이브리드 모듈은 전기 기계(eMachine; 이머신)를 포함한다.
이러한 자립적 설계는 결과적으로 변속기 및 윤활 시스템들과 같이, 다른 시스템들에 대해 요구된 수정들의 양을 감소시키는데, 이는 상기 다른 시스템들의 용량들이 하이브리드 시스템에 의해 생성된 증가된 작업 부하를 보상하기 위해 증가될 필요가 없기 때문이다. 예를 들면, 상기 하이브리드 시스템은 변속기 및 엔진에 관계없이 동작할 수 있는 그 자신의 윤활 및 냉각 시스템들을 통합한다. 윤활유, 유압유, 및/또는 냉각수로서 동작할 수 있는, 유체 순환 시스템은 요구될 때 기계식 펌프에 대한 작업 부하를 보완하는 전기식 펌프와 함께, 유체를 순환시키기 위한 기계식 펌프를 포함한다. 이하에 추가로 상세히 설명될 바와 같이, 이러한 이중 기계식/전기식 펌프 시스템은 요구된 기계식 펌프의 크기 및 무게를 감소시키도록 도우며, 원한다면, 또한 상기 시스템으로 하여금 상기 전기식 펌프가 단지 상기 유체만을 순환시키는 완전한 전기 모드에서 동작하도록 허용한다.
보다 구체적으로, 상기 설명된 유압 시스템(대표적인 실시예를 위해)은 하이브리드 전기 자동차(hybrid electric vehicle; HEV)와 함께 사용된다. 기계식 오일 펌프 및 전기식 오일 펌프의 병렬 배열은 상기 설명된 유압 시스템의 일부로서 포함된다. 각각의 펌프의 제어 및 각각의 펌프의 동작의 시퀀스는 상기 하이브리드 자동차의 동작 상태 또는 모드에 부분적으로 의존한다. 다양한 시스템 모드들이 상기 하이브리드 자동차에 관해 여기에 설명된다. 여기에 개시된 유압 시스템에 대해 말하자면, 구체적으로 설명되는 3개의 모드들이 있으며, 이들 3개의 모드들은 전기 모드(electric mode; eMode), 전이 모드(transition mode), 및 순항 모드(cruise mode)를 포함한다.
이어지는 설명으로부터 명백할 바와 같이, 상기 설명된 유압 시스템(및 방법)은 구성요소 윤활을 위한 요구를 다루기 위해 및 상기 자동차의 동작 동안 증가된 온도를 경험하는 하이브리드 모듈의 이들 부분들을 냉각시키기 위해 구성 및 배열된다. 특정 구성 및 동작 특성들은 유압 모듈을 위해 개선된 유압 시스템을 제공한다.
상기 하이브리드 모듈의 치밀한 설계는 그것의 유압식 기계 및 클러치와 같이, 다수의 그것의 서브구성요소들에 대한 요구들 및 제약들을 둔다. 축 방향의 치밀한 배열을 제공하기 위해, 상기 클러치를 위한 피스톤은 상기 피스톤을 보통 분리된 위치로 되돌리는 피스톤 스프링을 수용하기 위해 리세스(recess)를 가진다. 상기 피스톤에서의 스프링을 위한 리세스는 상기 피스톤의 반대 표면적들에 불균형을 생성한다. 이러한 불균형은, 상기 피스톤에 대한 유압유로서 동작하는, 유체의 풀링을 야기하는 높은 원심력들에 의해 악화된다. 그 결과, 정확한 피스톤 제어를 매우 어렵게 만드는 피스톤 압력에 대한 비선형 관계가 형성된다. 이러한 이슈를 다루기 위해, 상기 피스톤은 상기 피스톤의 양 측면들이 동일한 면적 및 직경을 갖도록 오프셋 섹션을 가진다. 동일한 상기 면적들을 갖고, 상기 클러치의 동작은 단단히 및 신뢰가능하게 제어될 수 있다. 상기 클러치를 위한 유압식 기계는 정역학 잠금의 위험을 감소시키는 스필 오버 특징(spill over feature)을 통합하지만, 동시에 적절한 채움 및 윤활을 보장한다.
상기 클러치에 대한 유압유로서 동작하는 것 외에, 상기 유압유는 또한 다른 구성요소들뿐만 아니라 이머신에 대한 냉각수로서 동작한다. 상기 하이브리드 모듈은 냉각 목적들을 위해 상기 이머신을 둘러싸는 유체 채널을 한정하는 슬리브(sleeve)를 포함한다. 상기 슬리브는 상기 유체 채널로부터 고정자의 권선들로 상기 유체를 분사하는 다수의 분사 채널들을 가지며, 그에 의해 일반적으로 이머신에 대한 대부분의 열을 발생시키는 경향이 있는 권선들을 냉각시킨다. 상기 유체는 상기 하이브리드 모듈로부터 및 상기 토크 변환기 주변에서 새는 경향이 있다. 상기 토크 변환기의 전력 손실을 방지하기 위해, 상기 토크 변환기 주위의 면적은 비교적 건조해야 하며, 즉 상기 유체가 없어야 한다. 상기 유체가 상기 토크 변환기를 벗어나고 침입하는 것을 막기 위해, 상기 하이브리드 모듈은 댐(dam) 및 슬링거(slinger) 배열을 포함한다. 구체적으로, 상기 하이브리드 모듈은 윈도우 또는 댐 부재에서의 개구를 통해 상기 유체를 다시 상기 이머신으로 몰고 가는 임펠러 블레이드(impeller blade)를 가진다. 후속하여, 상기 유체는 그 후 그것이 스캐빈징(scavenge)되고 재순환될 수 있도록 섬프(sump)로 빼내어진다.
상기 하이브리드 모듈은 다수의 상이한 동작 모드들을 가진다. 시작 모드 동안, 배터리는 상기 전기식 펌프로뿐만 아니라 상기 이머신에 전력을 공급한다. 상기 전기식 펌프가 원하는 오일 압력을 달성한다면, 상기 클러치 피스톤은 상기 클러치를 적용하도록 스트로킹된다. 클러치가 맞물려진 상태에서, 상기 이머신은 상기 엔진의 시동을 걸기 위해 전력을 인가한다. 전기-추진 전용 모드 동안, 상기 클러치는 분리되며, 단지 상기 이머신만이 상기 토크 변환기에 동력을 공급하기 위해 사용된다. 추진 보조 모드에서, 상기 엔진의 클러치가 맞물려지며, 상기 이머신은 상기 엔진 및 이머신 양쪽 모두가 토크 변환기를 구동하는 모터로서 동작한다. 추진-차지 모드(propulsion-charge mode)에 있는 동안, 상기 클러치가 맞물려지며, 내부 내연 기관은 단지 상기 자동차를 구동한다. 상기 이머신은 에너지 저장 시스템에 저장되는 전기를 발생시키기 위해 발전기 모드에서 동작된다. 상기 하이브리드 모듈은 또한 회생 제동(즉, 회생 차징)을 이용하기 위해 사용될 수 있다. 회생 제동 동안, 상기 엔진의 클러치는 분리되며, 상기 이머신은 에너지 저장 시스템에 전기를 공급하기 위해 발전기로서 동작한다. 상기 시스템은 또한 엔진 압축 제동을 위해 설계되며, 이 경우에 상기 엔진의 클러치는 맞물려지고, 상기 이머신은 또한 발전기로서 동작한다.
여기에 설명된 바와 같이 상기 설명된 유압 시스템(대표적인 실시예를 위한)은 구성요소들의 윤활 및 냉각, 서브 어셈블리들, 및 HEV의 하이브리드 모듈의 부분들에 대한 요구를 다루기 위해 구성 및 배열된다. 충분한 오일 레벨들 및 충분한 오일 흐름, 즉 원하는 위치들로의 전달을 갖는 중요성은 윤활 및 냉각에 대한 요구와 관련된다. 오일 레벨이 원하는 범위 내에 있지 않을 때 또는 오일 흐름이 충분하지 않을 때, 오일 레벨 또는 전달 이슈들이 하이브리드 모듈의 몇몇 부분에 대한 심각한 손상이 발생하기 전에 처리될 수 있도록 적절한 보호 장치들(safeguards) 및 경고들을 갖는 것이 중요하다.
여기에 설명된 낮은 오일 레벨 검출 시스템 및 방법은 특정한 오일 레벨이 "낮을(low)" 때 하이브리드 자동차의 운전자에게 알리는데 사용하기 위한 시스템 및 방법을 제공한다. 상대어 "낮은"은 특정한 하이브리드 자동차의 문맥에서 사용되며 제조사에 의해 설정되거나 또는 특정될 수 있는 것 및 상기 오일 레벨에 대한 원하는 동작 범위이다.
이하의 설명으로부터 이해될 바와 같이, 병렬의 기계식 펌프 및 전기식 펌프 배열은 오일 레벨이 "낮을" 때 자동차의 운전자에게 알리기 위한 기존의 시스템 하드웨어 및 제어 시스템들을 사용하기 위한 기회를 제공한다. 전기식 오일 펌프가 과도 가압 기능들을 위해 사용되기 때문에, 전기식 오일 펌프가 오프(OFF)일 때 간격들이 존재한다. 이것은 전기식 오일 펌프가 간단히 턴 온되고 그 후 모니터링 기능의 기본으로서 펌프 모터 전류 판독을 사용하도록 허용한다.
본 발명의 추가 형태들, 목적들, 특징들, 양상들, 이득들, 이점들, 및 실시예들이 함께 제공된 상세한 설명 및 도면들로부터 명백해질 것이다.
본 발명에 따른 저 레벨 오일 검출 시스템 및 방법은 섬프에서 오일 레벨 센서의 부가를 요구하지 않으며, 섬프에서의 낮은 오일 레벨이 오일 레벨 센서의 부가를 요구하지 않고 모니터링될 수 있으므로, 이러한 특징으로 비용 절감들이 존재한다.
도 1은 하이브리드 시스템의 도식적인 뷰를 예시한다.
도 2는 도 1의 하이브리드 시스템에 사용하기에 적합한 하나의 유압 시스템의 도식적인 뷰를 예시한다.
도 3은 유압 시스템이 전기 모드에 있을 때 도 2의 유압 시스템의 도식적인 뷰를 예시한다.
도 4는 유압 시스템이 전이 모드에 있을 때 도 2의 유압 시스템의 도식적인 뷰를 예시한다.
도 5는 유압 시스템이 순항 모드에 있을 때 도 2의 유압 시스템의 도식적인 뷰를 예시한다.
도 6은 낮은 오일 레벨 검출 시스템 및 관련 로직 신호 연결들의 대표적인 실시예를 묘사한 개략적인 예시이다.
개시의 이해를 촉진시키기 위해, 도면들에서 예시된 실시예들에 대한 참조가 이제 이루어질 것이며 특정 언어가 동일한 것을 설명하기 위해 사용될 것이다. 그럼에도 불구하고, 본 개시의 범위의 어떤 제한도 그에 의해 의도되지 않으며, 예시된 디바이스 및 그것의 사용에서 이러한 변경들 및 추가 수정들, 및 여기에 예시된 것과 같은 본 개시의 원리들의 이러한 추가 응용들이 본 개시가 관련되는 기술분야에서의 숙련자에 대해 정상적으로 발생할 것으로 고려된다는 것이 이해될 것이다.
도 1은 일 실시예에 따른 하이브리드 시스템(100)의 도식적인 뷰를 도시한다. 도 1에 예시된 상기 하이브리드 시스템(100)은 다른 유형들의 자동차들 또는 운송 시스템들뿐만 아니라 상용-등급 트럭들에서의 사용을 위해 적응되지만, 상기 하이브리드 시스템(100)의 다양한 양상들이 다른 환경들에 통합될 수 있다는 것이 상상된다. 도시된 바와 같이, 상기 하이브리드 시스템(100)은 엔진(102), 하이브리드 모듈(104), 자동 변속기(106), 및 상기 변속기(106)로부터 휠들(110)로 전력을 전달하기 위한 드라이브 트레인(108)을 포함한다. 상기 하이브리드 모듈(104)은 보통 이머신(112)이라 불리우는 전기 기계, 및 상기 이머신(112)을 가진 상기 엔진(102) 및 상기 변속기(106)를 동작적으로 연결 및 연결해제하는 클러치(114)를 통합한다.
상기 하이브리드 모듈(104)은 자립형 유닛으로서 동작하도록 설계되며, 즉 그것은 일반적으로 상기 엔진(102) 및 변속기(106)에 관계없이 동작할 수 있다. 특히, 그것의 유압, 냉각 및 윤활은 상기 엔진(102) 및 상기 변속기(106)에 직접 의존하지 않는다. 상기 하이브리드 모듈(104)은 유압, 윤활, 및 냉각 목적들을 위해 오일, 윤활유들, 또는 다른 유체들과 같은 유체들을 저장하고 하이브리드 모듈(104)에 공급하는 섬프(116)를 포함한다. 용어들(오일 또는 윤활유 또는 루브(lube))은 여기에서 상호 교환가능하게 사용될 것이지만, 이들 용어들은 천연 또는 합성 오일들과 같은 다양한 유형들의 윤활유들, 뿐만 아니라 상이한 특성들을 가진 윤활유들을 포함하기 위해 보다 광범위한 의미로 사용된다. 상기 유체를 순환시키기 위해, 상기 하이브리드 모듈(104)은 유압 시스템(200)(도 2 참조)과 협력하는 기계식 펌프(118) 및 전기식 펌프(120)를 포함한다. 상기 기계적 펌프(118) 및 전기적 펌프(120) 모두의 이러한 병렬 조합을 갖고, 상기 펌프들에 대한 전체 크기, 및 게다가 전체 비용이 감소된다. 상기 전기식 펌프(120)는 필요할 때 추가의 펌핑 용량을 제공하기 위해 상기 기계식 펌프(118)와 협력한다. 상기 전기식 펌프(120)는 또한 상기 기계식 펌프(118)를 동작시키기 위한 드라이브 입력이 없을 때 하이브리드 시스템 요구들을 위해 사용된다. 또한, 전기식 펌프(120)를 통한 흐름이 하이브리드 모듈(104)에 대한 낮은 유체 상태들을 검출하기 위해 사용될 수 있다는 것이 고려된다.
본 개시의 문맥에서 사용되는 바와 같이, 상기 기계식 펌프(118)는 하이브리드 모듈(104) 및 하이브리드 시스템(100) 내에서의 그것의 사용 특징을 고려해볼 때 1차 유체 펌프로서 생각되어져야 한다. 유사하게, 상기 전기식 펌프(120)는 그것의 사용 특징을 고려해볼 때 2차 유체 펌프로서 생각되어져야 한다. 상기 섬프(116)는 유체 저장소를 구성하며 각각의 펌프는 섬프(116)로부터 오일과 같은 유체를 인출하고 대응하는 펌프로부터 아래쪽에 있는 위치로 상기 유체의 적어도 일 부분을 전달하도록 구성 및 배열된다.
상기 하이브리드 시스템(100)은 하이브리드 시스템(100)의 다양한 다른 구성요소들로의 물-에틸렌-글리콜(water-ethylene-glyclo; WEG)뿐만 아니라 하이브리드 모듈(104)에 공급된 유체를 냉각시키기 위해 사용되는 냉각 시스템(122)을 더 포함한다. 하나의 변형에 있어서, 상기 WEG는 또한 이머신(112)을 냉각시키기 위해 상기 이머신(112)의 외부 자켓을 통해 순환될 수 있다. 상기 하이브리드 시스템(100)은 WEG 냉각수에 대하여 설명되지만, 물, 알코올 액들 등과 같이, 다른 유형들의 부동액들 및 냉각용 유체들이 사용될 수 있다. 도 1을 계속해서 참조하면, 상기 냉각 시스템(122)은 하이브리드 모듈(104)에 대한 유체를 냉각시키는 유체 라디에이터(124)를 포함한다. 상기 냉각 시스템(122)은 하이브리드 시스템(100)에서의 다양한 다른 구성요소들에 대한 부동액을 냉각시키도록 구성되는 주 라디에이터(126)를 더 포함한다. 보통, 상기 주 라디에이터(126)는 대부분의 자동차들에서 엔진 라디에이터이지만, 상기 주 라디에이터(126)는 엔진 라디에이터가 될 필요는 없다. 냉각 팬(128)은 유체 라디에이터(124) 및 주 라디에이터(126) 양쪽 모두를 통해 공기를 흐르게 한다. 순환 또는 냉각수 펌프(130)는 주 라디에이터(126)로 부동액을 순환시킨다. 예시된 것들 외에 다른 다양한 구성요소들이 냉각 시스템(122)을 사용하여 냉각될 수 있다는 것이 인지되어야 한다. 예를 들면, 상기 변속기(106) 및/또는 상기 엔진(102)은 냉각 시스템(122)을 통해 또한 냉각될 수 있다.
상기 하이브리드 모듈(104)에서의 이머신(112)은, 동작 모드에 의존하여, 때때로 발전기로서 동작하며 다른 때에는 모터로서 동작한다. 모터로서 동작할 때, 상기 이머신(112)은 교류(AC)를 인출한다. 발전기로서 동작할 때, 상기 이머신(112)은 AC를 생성한다. 인버터(132)는 상기 이머신(112)으로부터 AC를 변환하고 그것을 에너지 저장 시스템(134)에 공급한다. 일 예에서 상기 이머신(112)은 인디아나주, 펜들톤의 레미 인터내셔널, 인크(Remy International, Inc.)에 의해 제조된 HVH410 시리즈 전기 모터이지만, 다른 유형들의 이머신들이 사용될 수 있다는 것이 예상된다. 예시된 예에서, 상기 에너지 저장 시스템(134)은 에너지를 저장하며 그것을 직류(DC)로서 재공급한다. 상기 하이브리드 모듈(104)에서의 이머신(112)이 모터로서 동작할 때, 상기 인버터(132)는 DC 전력을 AC로 변환하며, 이것은 차례로 이머신(112)에 공급된다. 예시된 예에서 상기 에너지 저장 시스템(134)은 고 전압 전력을 인버터(132)에 공급하기 위해 함께 데이지-체인(daisy-chain)되는 3개의 에너지 저장 모듈들(136)을 포함한다. 상기 에너지 저장 모듈들(136)은 본질적으로 상기 이머신(112)에 의해 발생된 에너지를 저장하고 상기 에너지를 다시 이머신(112)에 신속히 공급하기 위한 전기화학 배터리들이다. 상기 에너지 저장 모듈들(136), 상기 인버터(132), 및 상기 이머신(112)은 도 1에 예시된 라인에 의해 묘사된 바와 같이 고 전압 배선을 통해 함께 동작적으로 결합된다. 상기 예시된 예는 3개의 에너지 저장 모듈들(136)을 포함한 에너지 저장 시스템(134)을 도시하지만, 상기 에너지 저장 시스템(134)은 도시된 것보다 많거나 또는 적은 에너지 저장 모듈들(136)을 포함할 수 있다는 것이 인지되어야 한다. 게다가, 상기 에너지 저장 시스템(134)은, 몇 가지 예를 들자면, 화학적 수단들, 공압 축압기들, 유압식 축압기들, 스프링들, 열 저장 시스템들, 플라이휠들, 중력 디바이스들, 및 커패시터들을 통해서와 같이, 위치 에너지를 저장하기 위한 임의의 시스템을 포함할 수 있다는 것이 예상된다.
고 전압 배선은 에너지 저장 시스템(134)을 고 전압 탭(138)에 연결한다. 상기 고 전압 탭(138)은 고 전압을 상기 자동차에 부착된 다양한 구성요소들에 공급한다. 하나 이상의 DC-DC 변환기 모듈들(142)을 포함하는, DC-DC 변환기 시스템(140)은 에너지 저장 시스템(134)에 의해 공급된 고 전압 전력을 보다 낮은 전압으로 변환하며, 이것은 차례로 보다 낮은 전압들을 요구하는 다양한 시스템들 및 액세서리들(144)에 공급된다. 도 1에 예시된 바와 같이, 저 전압 배선은 상기 DC-DC 변환기 모듈들(142)을 저 전압 시스템들 및 액세서리들(144)에 연결한다.
상기 하이브리드 시스템(100)은 다양한 구성요소들의 동작들을 제어하기 위한 다수의 제어 시스템들을 통합한다. 예를 들면, 상기 엔진(102)은 연료 주입 등과 같은 상기 엔진(102)의 다양한 동작 특성들을 제어하는 엔진 제어 모듈(engine control module; ECM)(146)을 가진다. 변속기/하이브리드 제어 모듈(TCM/HCM)(148)은 종래의 변속기 제어 모듈을 대신하며 하이브리드 모듈(104)뿐만 아니라 상기 변속기(106)의 동작 양쪽 모두를 제어하도록 설계된다. 인버터(132), 에너지 저장 시스템(134), 및 DC-DC 변환기 시스템(140)과 함께 상기 변속기/하이브리드 제어 모듈(148) 및 상기 엔진 제어 모듈(146)은 도 1에 묘사된 바와 같이 통신 링크를 따라 통신한다.
상기 하이브리드 시스템(100)의 동작을 제어 및 모니터링하기 위해, 상기 하이브리드 시스템(100)은 인터페이스(150)를 포함한다. 상기 인터페이스(150)는 상기 자동차가 주행, 중립, 후진 등에 있는지 여부를 선택하기 위한 시프트 선택기(152), 및 몇 가지만 말하자면, 체크 변속기, 브레이크 압력, 및 기압 표시기들과 같은, 하이브리드 시스템(100)의 동작 상황의 다양한 표시기들(156)을 포함하는 계기판(154)을 포함한다.
이전에 주지된 바와 같이, 상기 하이브리드 시스템(100)은 전체 설계에 최소 영향을 가진 기존의 자동차 설계들에 쉽게 새로 장착되도록 구성된다. 상기 하이브리드 시스템(100)의, 이에 제한되지 않지만, 기계적, 전기적, 냉각, 제어들, 및 유압 시스템들을 포함한 시스템들의 모두는 상기 자동차의 나머지 구성요소들이 상당한 변경들을 요구하지 않도록 일반적으로 독립적 유닛이도록 구성되어 왔다. 변경될 필요가 있는 구성요소들이 많을수록, 자동차 설계 노력 및 테스팅이 더 많이 요구되며, 이것은 결과적으로 보다 덜 효율적인, 기존의 자동차 설계들에 비해 보다 새로운 하이브리드 설계들을 채택하는 자동차 제조사들의 기회를 감소시킨다. 다시 말해서, 하이브리드 재조절을 위한 기존의 자동차 설계의 레이아웃에 대한 상당한 수정들이 그 후 상기 자동차의 적절한 동작 및 안전을 보장하기 위해 자동차 및 제품 라인 수정들 및 값비싼 테스팅을 요구하며, 이러한 비용은 하이브리드 시스템들의 채택을 줄이거나 또는 속도를 늦추는 경향이 있다. 인지될 바와 같이, 상기 하이브리드 시스템(100)은 기존의 자동차 설계들의 기계적 시스템들에 최소로 영향을 주는 기계적 아키텍처를 통합할 뿐만 아니라, 상기 하이브리드 시스템(100)은 또한 기존의 차량 설계들의 제어 및 전기적 시스템들에 최소로 영향을 주는 제어/전기적 아키텍처를 통합한다.
도 2를 참조하면, 하이브리드 시스템(100)과 함께 사용하기 위해 적절히 구성 및 배열되는 유압 시스템(200)이 도식 형태로 예시되어 있다. 보다 특히, 유압 시스템(200)은 하이브리드 모듈(104)의 일 부분이다. 도 2의 예시는 섬프 모듈 어셈블리(202)와 인터페이스하는 구성요소들을 포함하기 때문에, 파선들(204)이 다른 유압 구성요소들로부터 상기 섬프 모듈 어셈블리(202)로의 오일 연결들의 기능적 위치들을 도식 형태로 나타내기 위해 도 2에서 사용된다. 소문자들이 다양한 파선 위치들(204a, 204b 등)을 구별하기 위해 참조 부호(204)와 함께 사용된다. 예를 들면, 상기 섬프(116)는 상기 섬프 모듈 어셈블리(202)의 일부이지만, 기계식 펌프(118) 및 전기식 펌프(120)는, 이러한 관례가 다소 임의적이지만, 기술적으로 상기 섬프 모듈 어셈블리(202)의 실제 구성요소 부분들로 고려되지 않을 수 있다. 상기 기계식 펌프(118) 및 상기 전기식 펌프(120) 각각은 상기 섬프 모듈 어셈블리(202)와 오일 연결을 가진다. 섬프(116)는 자동 변속기(106)를 위한 섬프에 독립적이다. 파선(204a)은 상기 기계식 펌프 유입구 도관(206) 및 섬프(116) 사이에서의 흐름 통신의 위치를 도식적으로 예시한다. 유사하게, 파선(204b)은 전기식 펌프 유입구 도관(208) 및 섬프(116) 사이에서의 흐름 통신의 위치를 나타낸다. 유입구 도관(206)은 유입구 도관 개구(206a)를 한정한다. 이러한 유체 유입구(206a)는 또한 기계식 펌프(118)의 유체 유입구로서 고려될 수 있다. 유입구 도관(208)은 유입구 도관 개구(208a)를 한정한다. 이러한 유체 유입구(208a)는 또한 전기식 펌프(120)의 유체 유입구로서 고려될 수 있다.
두 개의 오일 펌프들의 흐름 출구 측면들 상에서, 파선(204c)은 기계식 펌프(118)의 유출구(210)가 섬프 모듈 어셈블리(202)와 흐름 연결 중인(및 흐름 통신하는) 위치를 나타낸다. 파선(204d)은 전기식 펌프(120)의 유출구(212)가 섬프 모듈 어셈블리(202)와 흐름 연결 중인(및 흐름 통신하는) 위치를 나타낸다. 이러한 파선 관례는 도 2의 예시 전체에 걸쳐 사용된다. 그러나, 이러한 관례는 대표적인 실시예를 설명할 때 단순히 편리함을 위한 것이며 임의의 방식으로 구조적으로 제한하려고 의도되지 않는다. 상기 섬프 모듈 어셈블리(202)로의 흐름 연결들을 가진 다른 구성요소들은 기술적으로 상기 섬프 모듈 어셈블리의 부분으로 고려되지 않지만, 기계식 펌프(118) 및 전기식 펌프(120)와 같은, 이들 다른 구성요소들은 전체 유압 시스템(200)의 일부로 고려된다.
계속해서 도 2를 참조하면, 유압 시스템(200)은 주 레귤레이터 밸브(218), 주 레귤레이터 바이-패스 밸브(220), 제어 주 밸브(222), 배기 역류 밸브(224), 냉각기(226), 필터(228), 루브 스플리터 밸브(230), 클러치 트림 밸브(232), 축압기(234), 솔레노이드(236), 및 솔레노이드(238)를 포함한다. 유압 시스템(200)의 이들 식별된 구성요소 부분들 및 서브어셈블리들은 다양한 흐름 도관들과 연결되며 팝 오프 밸브들(pop off valves)은 과도한 압력 레벨들로부터 보호하기 위해 전략적으로 위치된다는 것이 이해될 것이다. 또한, 상기 루브 스플리터 밸브(230)로부터의 아래쪽에는 오일을 받아들이도록 의도되는 요소들이 예시된다. 상기 루브 스플리터 밸브(230)에서의 이용가능한 오일의 제 1 우선순위는 냉각 및 윤활을 필요로 하는 베어링들(244) 및 기어들 또는 다른 액세서리들의 유활 및 냉각을 위한 것이다. 제 2 우선순위는, 상기 제 1 우선순위가 만족된다면, 모터 슬리브(246)로 오일을 전달하는 것이다.
상기 기계식 펌프(118)는 도관(250)을 통해 주 레귤레이터 밸브(218)로 오일을 전달하도록 구성 및 배열된다. 단-방향 밸브(248)는 도관(250)과의 흐름 통신을 위해 구성 및 배열되며 기계식 펌프(118)로부터 아래쪽으로 위치된다. 밸브(248)는 상기 엔진 및 (그에 따라) 상기 기계식 펌프가 오프일 때 역방향 흐름을 방지하도록 구성 및 배열된다. 밸브(248)는 5 psi의 임계치로 설정된 볼 및 스프링 배열을 포함한다. 브랜치 도관들(252, 254)은 흐름 연결들을 각각 상기 주 레귤레이터 밸브(218) 및 상기 주 레귤레이터 바이-패스 밸브(220)에 제공한다. 상기 전기식 펌프(120)는 도관(256)을 통해 상기 주 레귤레이터 바이-패스 밸브(220)에 오일을 전달하도록 구성 및 배열된다. 상기 주 레귤레이터 바이-패스 밸브(220)는 도관(258)을 통해 주 레귤레이터 밸브(218)와, 도관(260)을 통해 제어 주 밸브(222)와, 도관(262)을 통해 클러치 트림 밸브(232)와, 도관(264)을 통해 냉각기(226)와 및 도관(266)을 통해 솔레노이드(238)와 흐름 통신한다.
상기 주 레귤레이터 밸브(218)는 도관(272)을 통해 도관(264)과 흐름 통신한다. 도관(274)은 상기 주 레귤레이터 밸브(218)와 흐름 통신하며 제어 주 밸브(222) 및 솔레노이드(236) 사이에서 연장되는 도관(276)에 연결한다. 브랜치 도관(278)은 도관(274) 및 솔레노이드(238) 사이에 흐름 경로를 수립한다. 도관(280)은 주 레귤레이터 밸브(218) 및 클러치 트림 밸브(232) 사이에 흐름 통신을 수립한다. 도관(282)은 제어 주 밸브(222) 및 배기 역류 밸브(224) 사이에 흐름 통신을 수립한다. 도관(284)은 역류 배기 밸브(224) 및 클러치 트림 밸브(232) 사이에 흐름 통신을 수립한다. 도관(286)은 클러치 트림 밸브(232) 및 축압기(234) 사이에 흐름 통신을 수립한다. 도관(288)은 클러치 트림 밸브(232) 및 도관(276) 사이에 흐름 통신을 수립한다. 도관(290)은 솔레노이드(236) 및 클러치 트림 밸브(232) 사이에 흐름 통신을 수립한다. 도관(292)은 도관(280) 및 제어 주 밸브(222) 사이에 흐름 경로 (주)를 수립한다. 도관(294)은 도관(276) 및 제어 주 밸브(222) 사이에 제어 브랜치 흐름 연결을 수립한다. 다른 흐름 연결들 및 도관들이 도 2에 예시되며 대응하는 흐름 경로가 쉽게 명백해진다.
도 2의 도식 형태를 고려할 때, 다양한 흐름 연결들 및 흐름 도관들은 원하는 오일 흐름이 원하는 유량 및 원하는 흐름 타이밍 및 시퀀스를 갖고 달성될 수 있는 한 다양한 형태들 및 구성들 중 임의의 것을 가정할 수 있다는 것이 이해될 것이다. 상기 유압 시스템(200)의 설명은 어떤 유형의 오일 흐름이 어떤 구성요소들 및 서브어셈블리들 사이에서 요구되는지 및 각각의 흐름 경로에 대한 동작 이유를 명료하게 한다. 도 2에 예시되는 것에 대응하는 상기 유압 시스템(200) 설명은 하이브리드 시스템(100) 상태들 및 동작 모드에 의존하여 어떤 구성요소들 및 서브어셈블리들이 서로 오일 흐름 통신에 있는지에 관한 것이다.
설명된 유압 시스템(200) 및 그것의 3개의(주된) 동작 모드들이 도 3, 도 4, 및 도 5의 문맥에서 추가로 설명된다. 이들 3개의 모드들은 전기 모드(eMode), 전이 모드, 및 순항 모드를 포함한다.
먼저 도 3을 참조하면, 유압 시스템(200a)에 의해 표현된 바와 같이, eMode 상태에서, 상기 엔진 및 클러치는 각각 "오프" 상태에 있으며, 각각의 솔레노이드(236, 238)는 "오프" 상태이다. 전기식 펌프(120)는 주 레귤레이터 밸브(218)에 100 퍼센트(100%)의 오일 흐름을 제공한다. 솔레노이드(238)가 "오프" 상태에서, 주 레귤레이터 바이-패스 밸브(220)에 대한 솔레노이드 신호는 없으며, 이러한 구성요소는 또한 "오프" 상태에 있는 것으로 고려된다. 상기 주 압력은 단지 전기식 펌프(120)를 사용하는 것 및 그것의 성능 한계들을 고려하는 것으로 인해 90 psi로 "녹 다운(knocked down)"된다. 냉각기(226)로의 임의의 루브/냉각 흐름은 주 레귤레이터 밸브(218) 초과의 결과이다.
이제 도 4를 참조하면, 유압 시스템(200b)에 의해 표현된 바와 같이 전이 모드 상태에서, 상기 엔진은 "온" 또는 "오프" 상태에 있을 수 있으며, 상기 클러치는 "온" 상태에 있고, 솔레노이드(238)는 "오프"이며, 솔레노이드(236)는 "온"이다. 상기 전기식 펌프(120) 및 상기 기계식 펌프(118)는 주 레귤레이터 밸브(218)에 오일의 흐름을 공급할 수 있다. 상기 주 압력은 90 psi로 녹 다운되며 상기 냉각기(226)로의 임의의 루브/냉각 흐름은 주 레귤레이터 밸브(218) 초과의 결과이다.
이제 도 5를 참조하면, 유압 시스템(200c)에 의해 표현된 바와 같이 순항 모드에서, 상기 엔진 및 클러치는 각각 "온" 상태에 있으며, 각각의 솔레노이드(236, 238)는 "온" 상태에 있다. 이 상태에서, 상기 기계식 펌프(118)는 백 퍼센트(100%)의 오일 흐름을 주 레귤레이터 밸브(218)로 및 클러치 제어 유압식 기계로 제공한다. 상기 전기식 펌프(120)는 보완 냉각기 흐름(또는 냉각기 흐름 "부스트(boost)"로서 불리울 수 있는 것)을 제공한다. 상기 주 압력은 205 psi의 "정상" (즉, 녹다운되지 않은) 레벨에 있다. 상기 냉각기(226)로의 흐름은 주 레귤레이터 밸브(218) 초과에 의한 것이며 전기식 펌프(120)로부터의 흐름에 의해 보완된다.
도 3 내지 도 5에 설명되고 예시되는 3개의 모드들은 각각 유압 시스템들(200a, 200b, 200c)과 함께 식별된다. 문자 접미사들의 이러한 넘버링 기법은 유압 시스템(200)의 하드웨어, 구성요소들, 서브어셈블리들, 및 도관들이 상이한 모드들의 동작과 함께 변하지 않는다는 사실을 나타낸다. 그러나, 상기 하드웨어, 구성요소들, 및 서브어셈블리들의 동작 상황, 다양한 온/오프 상태들 등은 동작의 특정 아이템 및 특정 모드에 의존하여 변할 수 있다.
상기 유압 시스템(200)에 대한 3개의 설명된 모드들은 상기 엔진의 상황 또는 상태들에 부분적으로 기초하지만, 이들 모드들은 또한 기계식 펌프(118) 및 전기식 펌프(120)를 포함하여, 상기 참조된 하드웨어, 구성요소들, 및 서브어셈블리들의 온/오프 상황에 부분적으로 기초한다. 상기 기계식 펌프(118)는 상기 엔진이 온일 때, 상기 기계식 펌프(118)가 온이도록 상기 엔진(102)에 직접 연결된다. 상기 엔진(102)이 오프일 때, 상기 기계식 펌프(118)는 오프이다. 온일 때, 상기 기계식 펌프(118)는 전체 유압 시스템에 오일을 전달한다. 상기 주 레귤레이터 밸브(218)로부터의 임의의 초과가 냉각기(226)에 전달된다.
상기 전기식 펌프(120)의 온/오프 상황 및 상기 전기식 펌프(120)의 속도는 상기 하이브리드 모듈(104)의 전자 장치에 의해 제어된다. 상기 전기식 펌프(120)는 오일을 유압 시스템(200) 및/또는 냉각기(226)에 전달한다. 상기 기계식 펌프(118)가 오프이거나 또는 그것의 오일 전달이 불충분할 때, 상기 전기식 펌프(120)는 오일을 상기 유압 시스템에 전달한다. 상기 기계식 펌프로부터의 오일의 전달이 충분할 때, 상기 전기식 펌프(120)는 루브 및 모터 냉각을 위한 냉각기로의 오일의 전달을 위해 사용될 수 있다.
특정 동작 모드들에 대한 상기 녹 다운된 보다 낮은 압력 레벨에 대한 참조가 이루어진다. 이러한 녹다운된 압력은 전기식 펌프(120)의 동작과 연관된다. 다양한 압력 레벨들 및 유량들을 고려할 때, 상기 기계식 펌프(118)의 주 압력은 205 psi이다. 상기 전기식 펌프(120)의 주 압력은 90 psi이다. 루브 및 냉각을 위해, 대략 30 psi에서의 흐름의 첫 5.0 lpm이 루브를 위해 사용된다. 대략 15.0 lpm까지의 임의의 과도 흐름은 모터 냉각 슬리브(246)에 전달된다. 상기 루브/냉각 기능을 위한 50 psi의 최대치는 단지 상기 모터 냉각 슬리브(240)가 오일로 채워진 후에만 달성된다. 상기 클러치 인가된 압력은 205 psi 공칭(1410 kPa) 및 188 psi 최소치(1300 kPa)이다.
이제 도 6을 참조하면, 개략적인 예시가 낮은 오일 레벨 검출 시스템 및 검출의 방법에 관한 로직의 대표적인 실시예를 묘사하기 위한 하나의 방법으로서 제공된다. 먼저 기계식 펌프(118) 및 전기식 펌프(120)와 섬프(116)에 대한 그것들의 관계에 초점을 맞추면, 각각의 펌프는 각각 흐름 유입구 도관(206, 208)을 포함한다. 각각의 유입구 도관은 섬프(116)와 흐름 통신하여 구성 및 배열되며 이들 구성요소들은 하이브리드 모듈(104)의 모든 부분이다.
도 6의 개략적인 예시에서, 상기 섬프(116)는 통상적으로 일반적으로 수평 노면에 걸쳐 이동하는 바와 같이 차량 방향과 일치하려는 경향이 있는 일반적으로 수평 방향으로 구성 및 배열된다. 이 방향에서, 상기 기계식 펌프 유입구 도관(206)은 섬프(116)의 내부 볼륨으로 확대되는 바와 같이 일반적으로 수직 방향으로 구성 및 배열된다. 유사하게, 전기식 펌프 유입구 도관(208)은 그것이 섬프(116)의 내부 볼륨으로 확대되는 바와 같이 일반적으로 수직 방향으로 구성 및 배열된다. 설명된 낮은 오일 레벨 검출 시스템 및 방법의 목적들을 위해, 기계식 펌프 유입구 도관 개구(206a)(즉, 기계식 펌프의 유체 유입구)는 전기식 펌프 유입구 도관 개구(208a)(즉, 전기식 펌프의 유체 유입구)의 축 방향으로 아래에 있는 섬프(116)의 내부 볼륨에 위치된다. 두 개의 도관 개구들(206a, 208a) 사이에서의 축방향 오프셋 거리 또는 분리 치수는 대표적인 실시예의 섬프(116)의 예상된 크기 및 형태에 대해 대략 0.5 인치들(12.7 mm)이다. 그러나, 섬프(116)의 특성들이 특정한 HEV 및 특정한 하이브리드 모듈(104)에 의존하여 변할 수 있기 때문에, 개구들 사이에서의 이러한 오프셋 또는 분리 거리는 설명된 낮은 오일 레벨 검출 시스템 및 방법의 이해로부터 이해될 바와 같이, 변할 수 있다. 두 개의 도관 개구들 사이에서의 이러한 오프셋 거리는 도 6에서 참조 문자("d")에 의해 식별된다. 유입구 도관들(206, 208) 사이에서의 적절한 병렬(side-to-side) 간격을 갖는 것이 또한 중요하다.
상기 섬프(116)는 그 볼륨이 시간에 걸쳐 변하며 하이브리드 모듈(104)의 동작에 따라 변하는 유체의 공급 장치를 보유한다. 이러한 유체의 공급 장치의 상부 표면(116a)은 두 개의 도관 개구들(즉, 기계식 펌프(118)의 유체 유입구(206a) 및 전기식 펌프(120)의 유체 유입구(208a))의 깊이에 대한 기준 표면이다. 보통의 상태들 하에서, 상부 표면(116a)은 각각의 유체 유입구(206a, 208a) 위에 있을 것이다. 설명된 바와 같이, 유체 유입구(208a)는 유체 유입구(206a)만큼 깊거나 또는 유체 공급 장치로 아래까지는 아니며 이와 같이 유체 유입구(208a)는 따라서 상부 표면(116a)에 더 가깝고 사실상 상기 상부 표면 및 유체 유입구(206a) 사이에 있다.
전기식 펌프(120)가 오프 상황 또는 상태에 있을 때의 상태(3개의 동작 모드들을 나타내는) 동안, 명령어는 단지 간단하게, 전기식 펌프(120)를 턴 온하기 위해 전송된다. 일단 전기식 펌프(120)가 온 상태로 돌려지면, 펌프 모터 전류가 모니터링된다(즉, 판독되고 중계된다). 데이터 라인(400)은 전기식 펌프(120)의 온/오프 상황에 관한 정보를 모니터링 모듈(401)에 제공하도록 구성 및 배열된다. 상기 모니터링 모듈(401)은 단지 전기식 펌프(120)가 오프일 때만 전기식 펌프(120)에 "턴 온" 신호(데이터 라인(402))를 전송하도록 구성 및 배열된다. 모니터링 모듈(401)은 하이브리드 모듈이 모니터링 체크들 사이에서 동작하는 시간 길이에 기초하여, 이러한 낮은 오일 레벨 체크를 자동으로 및 주기적으로 구동하도록 구성 및 배열될 것이라는 것이 예상된다. 또 다른 옵션은 상기 하이브리드 모듈이 동작하고 있는지 여부에 상관없이, 모니터링 체크들 사이에서의 경과된 시간을 간단히 사용하는 것일 것이다. 이들 주기적인 모니터링 체크들의 자동 타이밍에 대한 추가 옵션은 기계식 펌프가 모니터링 체크들 사이에서 동작하는 시간 길이를 사용하는 것이다. 이러한 옵션은 데이터 라인(403)에 의해 표현된다.
이들 설명된 오일 레벨 모니터링 체크들을 구동하기 위한 하나의 옵션은 자동차(운전자-제어 블록(404))의 운전자(또는 조작자)가 오일 레벨 체크를 구동할 때를 결정하도록 허용하는 것이다. 데이터 라인(405)은 최종 모니터링 체크가 언제 구동되는지 및 상기 체크가 자동 모니터링 체크로서 구동되는지 또는 운전자-개시 모니터링 체크로서 구동되는지 여부에 대한 정보를 운전자에게 제공한다. 운전자가 오일 레벨 모니터링 체크를 구동하도록 선택한다면, 상기 명령어는 데이터 라인(405)을 가로질러 상기 체크를 구동하고 주기적인 (자동) 오일 레벨 체크들에 대한 그것의 프로그램된 시간 간격을 리셋하는 모니터링 모듈(401)에 전송된다.
시간 지연 및 운전자 관여가 어떻게 발생할 수 있는지에 대한 일 예로서, 모니터링 모듈(401)이 기계식 펌프(118) 동작의 8시간들 마다 오일 레벨 체크를 자동으로 구동하도록 프로그램된다고 가정하자. 이러한 시간 간격은 가상으로 임의의 값으로 설정될 수 있지만, 8시간들이 이 예를 위해 사용되는 것이다. 6시간들이 최종 오일 레벨 체크 이래 경과되었다면, 기계식 펌프(118) 구동 시간의 2시간들이 다음 스케줄링된 모니터링 체크 전에 남아있다. 이러한 다음 스케줄링된 모니터링 체크가 자동으로 구동되고 운전자가 그 결과들을 통지받는 반면, 상기 운전자는 오일 레벨 모니터링 체크를 진행하고 구동하며 구동을 위해 추가의 2시간들을 대기하지 않을지를 결정할 수 있다. 운전자가 그 자신의 오일 레벨 모니터링 체크를 구동하도록 진행한다면, 운전자의 명령은 데이터 라인(405)을 통해 모니터링 모듈(401)에 전송된다. 모니터링 모듈은 모니터링 체크를 구동하고 동시에 8시간 간격을 다시 0으로 리셋함으로써 응답하고 그 후 카운트를 재개한다.
자동 모드에 있는 동안, 8시간 간격의 끝에 도달되고 상기 전기식 펌프(120)가 오프 상태에 있지 않다면, 모니터링 모듈(401)은 계류 상태로 들어가서, 전기식 펌프(120)가 오프 상태로 스위칭하도록 대기한다. 전기식 펌프(120)가 데이터 라인(400)을 통해 전기식 펌프가 오프임을 모니터링 모듈(401)에 전달하자마자, 상기 모니터링 체크가 구동되며 8시간 간격 카운트가 리셋되고 카운트다운이 재개된다. 이러한 8시간 간격에 대한 타이머 회로는 모니터링 모듈(401)이 계류 상황에 있는 동안 카운팅 또는 타이밍 모드에 있지 않는다. 동일한 동작의 방법이 운전자가 낮은 오일 체크를 구동하기 위해 모니터링 모듈(401)에 명령어를 전송하는 경우에 적용가능하다. 전기식 펌프(120)가 오프 상태에 있지 않다면, 모니터링 모듈(401)은 설명된 계류 상황에 들어간다. 그러나, 운전자(운전자 제어 블록(401))는 전기식 펌프가 온일 때 조명하는 표시기 램프를 포함한다. 이것은 운전자가 모니터링 체크를 인가하거나 또는 신호를 전송하는 것을 기다리도록 허용하여 모니터링 모듈(401)이 계류 상황에 들어갈 것임을 안다.
모든 상태들이 만족됨을 의미하는, 낮은 오일 레벨 모니터링 체크가 구동될 때, 상기 전기식 펌프가 간단히 턴 온된다. 도관 개구(208a)가 오일에 침수된다면, 오일을 퍼올리고 그것을 아래쪽 위치로 펌핑하기 위한 전기식 펌프 상에서의 부하(즉, 기계적 저항)는 전기식 펌프 모터 상에서 특정한 및 대응하는 전류 요구량을 산출한다. 이러한 전류 요구량 또는 레벨은 데이터 라인(407)을 통해 전류 센서(406)에 의해 판독된다. 미리 결정된 범위 내에서의 전류 레벨은 결국 섬프(116)의 내부 볼륨 내에서의 오일에 완전히 침수되는 도관 개구(208a)를 표시하는 전체 펌핑 부하를 표시한다는 것이 알려져 있을 것이다. 결국, 이것은 섬프에서의 오일 레벨이 수용 가능하다(즉, "낮은" 오일 레벨이 아니다)는 것을 의미한다. 섬프 오일 레벨이 미리 설정된 범위 내에 있거나 또는 있지 않은지 여부에 대한 표시뿐만 아니라 실제 전류 판독이 데이터 라인(408)을 통해 운전자에게 전송된다. 섬프 오일 레벨이 낮다면, 경보등 및 메시지가 운전자에게 제공된다. 따라서, 운전자는 몇몇 유형의 재해적 고장 또는 손상이 발생하기 전에 낮은 오일 상태를 처리하기 위한 기회를 가진다. 도관 개구(208a)가 완전히 오일 밖에 있거나 또는 오일의 표면에 있도록 섬프 오일 레벨이 "낮다면", 전기식 펌프 모터의 전류 요구량은 도관 개구(208a)가 오일에서 완전히 침수될 때보다 더 낮을 것이다. 다시, 예비 테스팅 및 시험 모니터링에 의해, 낮은 오일 레벨에 대응하는 전류 요구량이 알려질 것이며 임계 전류 레벨이 설정된다. 오일 레벨이 "낮다면", 운전자가 통지받는다.
이해될 바와 같이, 오일의 무게 및 점성은 공기의 것보다 높으며 공기 및 오일 혼합물의 것보다 높다. 이것은 전기식 펌프(120)가 그것이 단지 공기에서 인출하는 것이라면(개구(208a)가 오일의 밖에 있다) 덜 노동적임을 의미한다. 상기 전기식 펌프(120) 모터가 그것이 공기 및 오일의 혼합물에서 인출한 것이라면(개구(208a)가 오일의 표면에 인접해 있다) 또한 덜 노동적이다. 전기식 펌프가 덜 노동적일 때, 보다 적은 전류 요구량이 존재하며 이것은 섬프(116)에 낮은 오일 레벨이 존재하는지를 검출하기 위한 방법으로서 모니터링될 수 있다. 낮은 모터 전류는 하이브리드 모듈(104)의 섬프(116)에서의 낮거나 또는 불충분한 오일 레벨의 표시이다. 이러한 설명된 시스템 및 방법은 섬프(116)에서 오일 레벨 센서의 부가를 요구하지 않는다. 섬프에서의 낮은 오일 레벨은 오일 레벨 센서의 부가를 요구하지 않고 모니터링될 수 있으므로, 이러한 특징으로 비용 절감들이 존재한다.
본 발명의 바람직한 실시예가 도면들 및 앞서 말한 설명에 예시되고 설명되었지만, 동일하게 특성이 예시적이며 제한적이지 않은 것으로 고려되며, 본 발명의 사상 내에 있는 모든 변화들 및 변경들은 보호되는 것이 바람직하다는 것이 이해된다.

Claims (11)

  1. 자동차의 유체 저장소를 위한 저 레벨 검출 시스템으로서,
    상기 유체 저장소에 보유된 유체 공급 장치로서, 상기 유체 공급 장치의 깊이를 한정하는 상부 표면을 갖는, 상기 유체 공급 장치;
    유체 유입구를 갖고 상기 유체 저장소로부터 유체를 인출하며 1차 유체 펌프로부터 아래쪽에 있는 위치로 상기 유체의 적어도 일 부분을 전달하기 위해 구성 및 배열되는 상기 1차 유체 펌프로서, 상기 1차 유체 펌프의 상기 유체 유입구는 상기 상부 표면에 대하여 제 1 깊이로 상기 유체 저장소에 위치되는, 상기 1차 유체 펌프;
    유체 유입구를 갖고 상기 유체 저장소로부터 유체를 인출하며 2차 유체 펌프로부터 아래쪽에 있는 위치로 상기 유체의 적어도 일 부분을 전달하기 위해 구성 및 배열되는 상기 2차 유체 펌프로서, 상기 2차 유체 펌프는 온(ON) 동작 상태 및 오프(OFF) 동작 상태를 가지며, 상기 2차 유체 펌프의 상기 유체 유입구는 상기 상부 표면에 대하여 제 2 깊이로 상기 유체 저장소에 위치되고, 상기 유체 공급 장치가 상기 2차 유체 펌프의 상기 유체 유입구를 커버하기에 충분할 때, 상기 2차 유체 펌프의 상기 유체 유입구는 상기 1차 유체 펌프의 상기 유체 유입구보다 상기 상부 표면에 더 가까운, 상기 2차 유체 펌프;
    상기 2차 유체 펌프의 동작 상태를 모니터링하기 위해 및 상기 2차 유체 펌프의 오프 동작 상태를 상기 2차 유체 펌프에 대한 온 동작 상태로 스위칭하기 위해 구성 및 배열되는 모니터링 및 제어 수단; 및
    상기 온 동작 상태에 있을 때 상기 2차 유체 펌프의 전류 요구량(current draw)을 판독하기 위해 구성 및 배열되는 센서 수단을 포함하는, 저 레벨 검출 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 유체는 오일인, 저 레벨 검출 시스템.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 유체 저장소는 오일 섬프인, 저 레벨 검출 시스템.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 1차 유체 펌프는 기계식 펌프인, 저 레벨 검출 시스템.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 2차 유체 펌프는 전기식 펌프인, 저 레벨 검출 시스템.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 자동차는 하이브리드 전기 자동차인, 저 레벨 검출 시스템.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 모니터링 및 제어 수단은 데이터 라인에 의해 상기 2차 유체 펌프에 연결되는, 저 레벨 검출 시스템.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 센서 수단은 데이터 라인에 의해 상기 2차 유체 펌프에 연결되는, 저 레벨 검출 시스템.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 센서 수단은 상기 2차 유체 펌프 상의 상기 전류 요구량의 전류 센서인, 저 레벨 검출 시스템.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 모니터링 및 제어 수단은 데이터 라인에 의해 상기 1차 유체 펌프에 연결되는, 저 레벨 검출 시스템.
  11. 자동차의 유체 저장소에서 유체의 저 레벨을 검출하는 방법으로서, 상기 자동차가 온 동작 상태 및 오프 동작 상태를 갖는 1차 유체 펌프 및 2차 유체 펌프를 포함하며, 각각의 펌프가 유체 유입구를 갖고, 상기 유체가 상부 표면을 한정하는, 상기 유체의 저 레벨을 검출하는 방법에 있어서,
    (a) 상기 상부 표면의 아래에 있는 제 1 깊이에서 상기 유체 저장소 안으로 상기 1차 유체 펌프의 상기 유체 유입구를 배치하는 단계;
    (b) 상기 상부 표면 아래에 있는 제 2 깊이에서 상기 유체 저장소 안으로 상기 2차 유체 펌프의 상기 유체 유입구를 배치하는 단계로서, 상기 2차 깊이는 상기 2차 유체 펌프의 상기 유체 유입구가 상기 1차 유체 펌프의 상기 유체 유입구 및 상기 상부 표면 사이에 있도록 상기 1차 깊이보다 낮은, 상기 2차 유체 펌프의 상기 유체 유입구를 배치하는 단계;
    (c) 상기 2차 유체 펌프의 상기 동작 상태를 모니터링하는 단계;
    (d) 상기 온 동작 상태에 있을 때 상기 2차 유체 펌프의 상기 전류 요구량을 감지하는 단계; 및
    (e) 상기 2차 유체 펌프를 오프 동작 상태에서 온 동작 상태로 주기적으로 스위칭한 후 단계 (d)를 수행하는 단계로서, 상기 2차 유체 펌프의 상기 전류 요구량은 상기 유체 저장소에서의 상기 유체 레벨의 표시를 제공하는, 상기 스위칭한 후 단계 (d)를 수행하는 단계를 포함하는, 유체의 저 레벨을 검출하는 방법.
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