KR20140086303A - 전동식 오일펌프 시스템 및 그 제어방법 - Google Patents

전동식 오일펌프 시스템 및 그 제어방법 Download PDF

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KR20140086303A
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강승재
정상현
김종현
이학성
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현대자동차주식회사
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Abstract

본 발명의 실시예에 의한 전동식 오일펌프 시스템 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 전동식 오일펌프의 코일 온도에 따라 전동식 오일펌프의 디레이팅(Derating) 또는 디레이팅 해제를 수행하며, 전동식 오일펌프의 디레이팅 여부에 따라 변속기의 토크를 제어하는 것을 특징으로 한다.

Description

전동식 오일펌프 시스템 및 그 제어방법{ELECTRIC OIL PUMP SYSTEM AND CONTROL METHOD THEREOF}
본 발명은 전동식 오일펌프 시스템 및 그 제어방법에 관한 것이다.
특허문헌 1을 비롯한 전동식 오일펌프(EOP)의 모터는 과전류로 인한 발열로 인해 코일, 인쇄회로기판, 영구자석(Permanent Magnet)과 같은 주요 소자에 치명적인 피해가 발생할 수 있다.
특히, 전동식 오일 펌프 단독으로 유량을 공급하는 시스템에서 전동식 오일 펌프의 손상은 차량 정지로 이어지기 때문에 사전에 방지하는 것이 중요하다.
전동식 오일 펌프 제어기(EOP CU)는 전동식 오일펌프를 구동시키는 역할을 하며 전동식 오일펌프 과부하 발생 시 상전류값을 높여 전동식 오일펌프가 큰 토크로 부하를 견뎌 회전할 수 있도록 제어한다.
전동식 오일 펌프 제어기에서 전동식 오일펌프로 통전된 높은 상전류는 전동식 오일펌프 코일의 온도를 급격하게 높이게 되는데, 특정 온도 이상으로 상승할 경우 전동식 오일펌프의 주요 소자에 피해가 발생할 수 있다.
또한, 전동식 오일펌프의 손상으로 인한 공급 유량 저하에 따른 라인압 감소로 변속기에 2차 피해가 발생할 수 있다.
KR 10-2009-0039327 A
본 발명의 일 측면은 전동식 오일펌프의 코일 온도에 따라 전동식 오일펌프를 디레이팅(Derating)하는 전동식 오일펌프 시스템 및 그 제어방법에 관한 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 전동식 오일펌프 시스템은, 코일을 포함하는 전동식 오일펌프; 상기 전동식 오일펌프의 코일 온도를 측정하는 온도 센서; 상기 온도 센서에 의해서 측정된 전동식 오일펌프의 코일 온도에 따라 상기 전동식 오일펌프의 디레이팅(Derating) 또는 디레이팅 해제를 수행하며, 상기 전동식 오일펌프의 디레이팅 여부에 따라 변속기 제어기로 변속기의 토크를 제어하도록 요청하는 전동식 오일펌프 제어기; 및 상기 전동식 오일펌프 제어기에서의 상기 전동식 오일펌프의 디레이팅 또는 디레이팅 해제에 따라, 변속기 토크를 감소 또는 감소 해제시키는 변속기 제어기;를 포함할 수 있다.
또한, 전동식 오일펌프 제어기는, 온도 센서에 의해서 측정된 전동식 오일펌프의 코일 온도를 기 설정된 기준 온도와 비교하여, 전동식 오일펌프의 코일 온도가 기준 온도를 초과하는 경우 전동식 오일펌프의 디레이팅을 수행할 수 있다.
또한, 전동식 오일펌프 제어기는, 변속기 요구 토크 및 상기 전동식 오일펌프의 출력을 고려하여 상기 전동식 오일펌프의 디레이팅 값을 설정하고, 설정된 디레이팅 값에 따라 상기 전동식 오일펌프의 디레이팅을 수행할 수 있다.
또한, 전동식 오일펌프 제어기는, 온도 센서에 의해서 측정된 전동식 오일펌프의 코일 온도를 기 설정된 코일포화온도와 비교하여, 상기 전동식 오일펌프의 코일 온도가 상기 코일포화온도 보다 낮은 경우 상기 전동식 오일펌프의 디레이팅 해제를 수행할 수 있다.
또한, 전동식 오일펌프로 인가되는 상전류를 모니터링하는 상전류 센서;를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 전동식 오일펌프 제어 방법은, 전동식 오일펌프, 전동식 오일펌프 제어기, 온도 센서 및 변속기 제어기를 포함하는 전동식 오일펌프 시스템에서의 전동식 오일펌프 제어방법으로서, 상기 전동식 오일펌프 시스템이 전동식 오일펌프의 코일 온도를 측정하여 기준 온도와 비교하는 단계; 비교 결과, 상기 전동식 오일펌프의 코일 온도가 상기 기준 온도를 초과하는 경우, 전동식 오일펌프의 디레이팅을 수행하는 단계; 및 전동식 오일펌프의 디레이팅에 따라, 변속기의 토크를 감소시키는 단계;를 포함할 수 있다.
또한, 변속기의 토크를 감소시키는 단계 이후에, 상기 전동식 오일펌프의 코일 온도가 기 설정된 코일포화온도보다 낮은지 여부를 확인하는 단계; 및 확인 결과, 상기 전동식 오일펌프의 코일 온도가 상기 코일포화온도보다 낮은 경우, 상기 전동식 오일펌프의 디레이팅을 해제하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
또한, 전동식 오일펌프의 디레이팅을 해제하는 단계 이후에, 상기 전동식 오일펌프의 디레이팅 해제에 따라, 변속기의 토크를 정상 전달하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
또한, 전동식 오일펌프의 디레이팅을 수행하는 단계에서, 변속기 요구 토크 및 상기 전동식 오일펌프의 출력을 고려하여 상기 전동식 오일펌프의 디레이팅 값을 설정하고, 설정된 디레이팅 값에 따라 상기 전동식 오일펌프의 디레이팅을 수행할 수 있다.
또한, 변속기의 토크를 감소시키는 단계 이후에, 전동식 오일펌프로 인가되는 상전류를 모니터링하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다.
이에 앞서 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
본 발명의 실시예에 의한 전동식 오일펌프 시스템 및 그 제어방법은 전동식 오일펌프의 코일 온도를 실시간으로 측정하여 전동식 오일펌프를 제어하기 때문에, 전동식 오일펌프의 주요소자를 보호할 수 있으며, 이로 인해 차량 제어의 안정성을 향상시킬 수 있다는 효과를 기대할 수 있는 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 전동식 오일펌프 시스템의 구성을 상세하게 나타내는 도면.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 전동식 오일펌프의 제어방법을 설명하기 위한 흐름도.
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 전동식 오일펌프의 제어방법을 설명하기 위한 그래프를 나타내는 도면.
본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 본 명세서에서, 제1, 제2 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로, 구성요소가 상기 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시형태를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 전동식 오일펌프 시스템의 구성을 상세하게 나타내는 도면으로서, 전동식 오일펌프의 제어방법을 설명하기 위한 그래프를 나타내는 도 3을 참조하여 설명하기로 한다.
도 1에서 도시하는 바와 같이, 전동식 오일펌프 시스템(100)은 전동식 오일펌프(110), 전동식 오일펌프 제어기(120), 온도 센서(130), 변속기 제어기(140) 및 상전류 센서(150)를 포함할 수 있다.
보다 상세히 설명하면, 전동식 오일펌프(110)는 코일을 포함하며, 변속기에 오일을 공급할 수 있다.
온도 센서(130)는 전동식 오일펌프(110)의 코일 온도를 측정할 수 있다.
또한, 전동식 오일펌프 제어기(120)는 온도 센서(130)에 의해서 측정된 전동식 오일펌프(110)의 코일 온도에 따라 전동식 오일펌프(110)의 디레이팅(Derating) 또는 디레이팅 해제를 수행하며, 전동식 오일펌프(110)의 디레이팅 여부에 따라 변속기 제어기(140)로 변속기의 토크를 제어하도록 요청할 수 있다.
보다 상세히 설명하면, 전동식 오일펌프 제어기(120)는 온도 센서(130)에 의해서 측정된 전동식 오일펌프(110)의 코일 온도를 기 설정된 기준 온도와 비교하여, 전동식 오일펌프(110)의 코일 온도가 기준 온도를 초과하는 경우 전동식 오일펌프(110)의 디레이팅을 수행할 수 있다.
이때, 기준 온도는 전동식 오일펌프(110)의 주요 소자에 악영향이 미칠 수 있는 온도를 고려하여 임의로 설정된 값으로 정의하기로 한다.
또한, 전동식 오일펌프 제어기(120)는 전동식 오일펌프의 코일 온도가 기준 온도를 초과하면 최대 토크를 점진적으로 감소시켜 정격 출력을 낮추는 디레이팅(Derating)을 수행하는 것이다.
또한, 전동식 오일펌프 제어기(120)는 변속기 요구 토크 및 전동식 오일펌프의 출력을 고려하여 전동식 오일펌프(110)의 디레이팅 값을 설정하고, 설정된 디레이팅 값에 따라 전동식 오일펌프(110)의 디레이팅을 수행할 수 있다.
즉, 전동식 오일펌프 제어기(120)는 전동식 오일펌프에 디레이팅을 수행하되, 변속기와 전동식 오일펌프가 동작하기 위한 상황을 고려하여 디레이팅 값을 설정하는 것으로, 설정되는 디레이팅 값은 운용자에 의해 임의로 설정될 수 있다.
또한, 전동식 오일펌프 제어기(120)는 온도 센서(130)에 의해서 측정된 전동식 오일펌프(110)의 코일 온도를 기 설정된 코일포화온도와 비교하여, 전동식 오일펌프(110)의 코일 온도가 코일포화온도 보다 낮은 경우 전동식 오일펌프(110)의 디레이팅 해제를 수행할 수 있다.
예를 들어, 도 3을 참조하면, A 구간은 전동식 오일펌프의 연속 작동시 정상 구간을 의미하고, B 구간은 과부하 작동에 의한 코일 온도 상승 구간을 의미하며, C 구간은 전동식 오일펌프의 디레이팅 구간을 의미하고, D 구간은 안정화 도달 구간을 의미할 수 있다.
이때, 전동식 오일펌프 제어기(120)는 전동식 오일펌프(110)가 정격 연속 작동(A 구간)하다가 코일 온도가 162.7℃의 포화 상태로 됨에 따라, 코일의 온도가 상승하여 과부하 조건 상태(B 구간)가 되면, 전동식 오일펌프(110)를 디레이팅하고, 변속기의 토크를 감소(C 구간)시키도록 하는 것이다.
또한, 전동식 오일펌프 제어기(120)는 전동식 오일펌프(110)의 코일 온도가 코일포화온도보다 낮아지면, 전동식 오일펌프(110)의 디레이팅을 해제하고, 변속기의 토크 감소도 해제(D 구간)시키도록 하는 것이다.
또한, 변속기 제어기(140)는 전동식 오일펌프 제어기(120)에서의 전동식 오일펌프(110)의 디레이팅 또는 디레이팅 해제에 따라, 변속기 토크를 감소 또는 감소 해제시킬 수 있다.
또한, 상전류 센서(150)는 전동식 오일펌프로 인가되는 상전류를 모니터링할 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 전동식 오일펌프의 제어방법을 설명하기 위한 흐름도로서, 전동식 오일펌프, 전동식 오일펌프 제어기, 온도 센서 및 변속기 제어기를 포함하는 전동식 오일펌프 시스템에서의 전동식 오일펌프 제어방법을 설명하기로 한다.
또한, 전동식 오일펌프의 제어방법을 설명하기 위한 그래프를 나타내는 도 3을 참조하여 설명하기로 한다.
먼저, 도 2에서 도시하는 바와 같이, 전동식 오일펌프 시스템이 전동식 오일펌프의 코일 온도를 측정하여 기준 온도와 비교할 수 있다(S111).
보다 상세히 설명하면, 온도 센서(130)가 전동식 오일펌프(110)의 코일 온도를 측정함에 따라, 전동식 오일펌프 제어기(120)가 온도 센서(130)에 의해서 측정된 전동식 오일펌프의 코일 온도를 기 설정된 기준 온도와 비교하는 것이다.
이때, 기준 온도는 전동식 오일펌프(110)의 주요 소자에 악영향이 미칠 수 있는 온도를 고려하여 임의로 설정된 값으로 정의하기로 한다.
비교 결과, 전동식 오일펌프(110)의 코일 온도가 기준 온도를 초과하는 경우, 전동식 오일펌프 제어기(120)는 전동식 오일펌프(110)의 디레이팅을 수행할 수 있다(S112, S113).
보다 상세히 설명하면, 전동식 오일펌프 제어기(120)는 변속기 요구 토크 및 전동식 오일펌프의 출력을 고려하여 전동식 오일펌프의 디레이팅 값을 설정하고(S112), 설정된 디레이팅 값에 따라 전동식 오일펌프(110)의 디레이팅을 수행할 수 있다(S113).
즉, 전동식 오일펌프 제어기(120)는 전동식 오일펌프에 디레이팅을 수행하되, 변속기와 전동식 오일펌프가 동작하기 위한 상황을 고려하여 디레이팅 값을 설정하는 것으로, 설정되는 디레이팅 값은 운용자에 의해 임의로 설정될 수 있다.
다음, 전동식 오일펌프(110)의 디레이팅에 따라, 변속기 제어기(140)는 변속기의 토크를 감소시킬 수 있다(S114, S115).
보다 상세히 설명하면, 전동식 오일펌프 제어기(120)가 전동식 오일펌프(110)의 디레이팅 수행에 따라, 변속기 제어기(140)로 변속기 토크 감소 요청을 전송하면(S114), 변속기 제어기(140)는 변속기의 토크를 감소시키는 것이다(S115).
다음, 상전류 센서(150)는 전동식 오일펌프(110)로 인가되는 상전류를 모니터링할 수 있다(S116).
다음, 전동식 오일펌프의 코일 온도가 기 설정된 코일포화온도보다 낮은지 여부를 확인할 수 있다(S117).
보다 상세히 설명하면, 온도 센서(130)가 전동식 오일펌프의 코일 온도를 측정함에 따라, 전동식 오일펌프 제어기(120)가 온도 센서(130)에 의해서 측정된 전동식 오일펌프의 코일 온도를 기 설정된 코일포화온도와 비교하는 것이다.
확인 결과, 전동식 오일펌프(110)의 코일 온도가 코일포화온도보다 낮은 경우, 전동식 오일펌프 제어기(120)는 전동식 오일펌프(110)의 디레이팅을 해제할 수 있다(S118).
다음, 전동식 오일펌프(110)의 디레이팅 해제에 따라, 변속기의 토크를 정상 전달할 수 있다(S119, S120).
보다 상세히 설명하면, 전동식 오일펌프 제어기(120)가 전동식 오일펌프(110)의 디레이팅 해제를 수행함에 따라, 변속기 제어기(140)로 변속기 토크 감소 해제 요청을 전송하면(S119), 변속기 제어기(140)는 변속기의 토크 감소를 해제시키는 것이다(S120).
예를 들어, 도 3을 참조하면, A 구간은 전동식 오일펌프의 연속 작동시 정상 구간을 의미하고, B 구간은 과부하 작동에 의한 코일 온도 상승 구간을 의미하며, C 구간은 전동식 오일펌프의 디레이팅 구간을 의미하고, D 구간은 안정화 도달 구간을 의미할 수 있다.
이때, 전동식 오일펌프 제어기(120)는 전동식 오일펌프가 정격 연속 작동(A 구간)하다가 코일 온도가 162.7℃의 포화 상태로 됨에 따라, 코일의 온도가 상승하여 과부하 조건 상태(B 구간)가 되면, 전동식 오일펌프(110)를 디레이팅하고, 변속기의 토크를 감소(C 구간)시키도록 하는 것이다.
또한, 전동식 오일펌프 제어기(120)는 전동식 오일펌프의 코일 온도가 코일포화온도보다 낮아지면, 전동식 오일펌프(110)의 디레이팅을 해제하고, 변속기의 토크 감소도 해제(D 구간)시키도록 하는 것이다.
한편, 단계 S111의 비교 결과, 전동식 오일펌프(110)의 코일 온도가 기준 온도를 초과하지 않는 경우, 전동식 오일펌프 제어기(120)는 전동식 오일펌프(110)를 정상 작동시키고, 변속기 제어기(140)가 변속기 요구 토크를 전달할 수 있다(S121).
이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함이 명백하다.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.
100 : 전동식 오일펌프 시스템
110 : 전동식 오일펌프
120 : 전동식 오일펌프 제어기
130 : 온도 센서
140 : 변속기 제어기
150 : 상전류 센서

Claims (10)

  1. 코일을 포함하는 전동식 오일펌프;
    상기 전동식 오일펌프의 코일 온도를 측정하는 온도 센서;
    상기 온도 센서에 의해서 측정된 전동식 오일펌프의 코일 온도에 따라 상기 전동식 오일펌프의 디레이팅(Derating) 또는 디레이팅 해제를 수행하며, 상기 전동식 오일펌프의 디레이팅 여부에 따라 변속기 제어기로 변속기의 토크를 제어하도록 요청하는 전동식 오일펌프 제어기; 및
    상기 전동식 오일펌프 제어기에서의 상기 전동식 오일펌프의 디레이팅 또는 디레이팅 해제에 따라, 변속기 토크를 감소 또는 감소 해제시키는 변속기 제어기;
    를 포함하는 전동식 오일펌프 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 전동식 오일펌프 제어기는,
    상기 온도 센서에 의해서 측정된 전동식 오일펌프의 코일 온도를 기 설정된 기준 온도와 비교하여, 상기 전동식 오일펌프의 코일 온도가 상기 기준 온도를 초과하는 경우 상기 전동식 오일펌프의 디레이팅을 수행하는 전동식 오일펌프 시스템.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 전동식 오일펌프 제어기는,
    변속기 요구 토크 및 상기 전동식 오일펌프의 출력을 고려하여 상기 전동식 오일펌프의 디레이팅 값을 설정하고, 설정된 디레이팅 값에 따라 상기 전동식 오일펌프의 디레이팅을 수행하는 전동식 오일펌프 시스템.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 전동식 오일펌프 제어기는,
    상기 온도 센서에 의해서 측정된 전동식 오일펌프의 코일 온도를 기 설정된 코일포화온도와 비교하여, 상기 전동식 오일펌프의 코일 온도가 상기 코일포화온도 보다 낮은 경우 상기 전동식 오일펌프의 디레이팅 해제를 수행하는 전동식 오일펌프 시스템.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 전동식 오일펌프로 인가되는 상전류를 모니터링하는 상전류 센서;
    를 더 포함하는 전동식 오일펌프 시스템.
  6. 전동식 오일펌프, 전동식 오일펌프 제어기, 온도 센서 및 변속기 제어기를 포함하는 전동식 오일펌프 시스템에서의 전동식 오일펌프 제어방법으로서,
    상기 전동식 오일펌프 시스템이 전동식 오일펌프의 코일 온도를 측정하여 기준 온도와 비교하는 단계;
    비교 결과, 상기 전동식 오일펌프의 코일 온도가 상기 기준 온도를 초과하는 경우, 전동식 오일펌프의 디레이팅을 수행하는 단계; 및
    상기 전동식 오일펌프의 디레이팅에 따라, 변속기의 토크를 감소시키는 단계;
    를 포함하는 전동식 오일펌프 제어방법.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 변속기의 토크를 감소시키는 단계 이후에,
    상기 전동식 오일펌프의 코일 온도가 기 설정된 코일포화온도보다 낮은지 여부를 확인하는 단계; 및
    확인 결과, 상기 전동식 오일펌프의 코일 온도가 상기 코일포화온도보다 낮은 경우, 상기 전동식 오일펌프의 디레이팅을 해제하는 단계;
    를 더 포함하는 전동식 오일펌프 제어방법.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 전동식 오일펌프의 디레이팅을 해제하는 단계 이후에,
    상기 전동식 오일펌프의 디레이팅 해제에 따라, 변속기의 토크를 정상 전달하는 단계;
    를 더 포함하는 전동식 오일펌프 제어방법.
  9. 청구항 6에 있어서,
    상기 전동식 오일펌프의 디레이팅을 수행하는 단계에서,
    변속기 요구 토크 및 상기 전동식 오일펌프의 출력을 고려하여 상기 전동식 오일펌프의 디레이팅 값을 설정하고, 설정된 디레이팅 값에 따라 상기 전동식 오일펌프의 디레이팅을 수행하는 전동식 오일펌프 제어방법.
  10. 청구항 6에 있어서,
    상기 변속기의 토크를 감소시키는 단계 이후에,
    상기 전동식 오일펌프로 인가되는 상전류를 모니터링하는 단계;
    를 더 포함하는 전동식 오일펌프 제어방법.
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