KR20160034450A - 하이브리드 오일펌프 시스템 및 그 제어방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 오일펌프에 연결되어 회전동력을 제공 가능한 전동기; 상기 오일펌프 측으로 회전동력을 제공하도록 설치된 엔진; 및 상기 엔진의 회전동력이 오일펌프에 제공되는 경로 상에 마련되며, 엔진과 전동기의 회전수 차이에 의해 엔진의 회전동력을 오일펌프에 선택적으로 제공하도록 구성된 제1원웨이클러치;를 포함하여 구성되는 하이브리드 오일펌프 시스템 및 그 제어방법이 소개된다.

Description

하이브리드 오일펌프 시스템 및 그 제어방법{METHOD FOR CONTROLLING OIL PUMP SYSTEM TYPE HYBRID AND OIL PUMP TYPE HYBRID}
본 발명은 하이브리드 오일펌프 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 기계식 오일펌프가 필요없는 운전영역에서 전동식 오일펌프를 사용하여 연비를 향상시키고, 엔진 기계 마찰을 최소화하여 내구성을 향상시키도록 한 하이브리드 오일펌프 시스템 및 그 제어방법에 관한 것이다.
차량에는 자동변속기와 같이 유압에 의해서 작동하는 각종 유압 기구가 존재하며, 통상 엔진의 크랭크 샤프트에 직결된 기계식의 오일펌프에 의해 상기 유압기구들에 유압을 공급한다.
더불어, 하이브리드 차량과 같이 엔진 시동을 정지한 상태에서 주행이 필요한 차량의 경우에는 기계식 오일펌프와 함께 전동식 오일펌프가 별도 설치된다. 즉, 엔진 정지시 기계식 오일펌프가 정지되면, 전동식 오일펌프에 의해 유압을 계속적으로 공급하게 되는 것이다.
한편, 상기한 기계식 오일펌프는 엔진의 동력으로 구동되는바, 연비 측면에서 불리한 문제가 있다. 이에, 최근에는 기계식 오일펌프를 전동식 오일펌프로 대체하는 기술이 제안되고 있다.
그러나, 오일펌프를 전동으로만 구동하기에는 차량의 운행시 유압공급에 필요한 요구토크가 크기 때문에 모터의 용량이 과대해져야 하고, 이 경우 모터 설치 및 설계에 따른 레이아웃과 원가 측면에서 불리한 문제가 있다.
또한, 가혹 조건에서 차량의 운행시, 모터의 소비전력이 과다해지는 문제도 있었다.
상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.
KR 10-2011-0107975 A
본 발명은 전술한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 기계식 오일펌프가 필요없는 운전영역에서 전동식 오일펌프를 사용하여 연비를 향상시키고, 엔진 기계 마찰을 최소화하여 내구성을 향상시키도록 한 하이브리드 오일펌프 및 그 제어방법을 제공하는 데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은, 오일펌프에 연결되어 회전동력을 제공 가능한 전동기; 상기 오일펌프 측으로 회전동력을 제공하도록 설치된 엔진; 및 상기 엔진의 회전동력이 오일펌프에 제공되는 경로 상에 마련되며, 엔진과 전동기의 회전수 차이에 의해 엔진의 회전동력을 오일펌프에 선택적으로 제공하도록 구성된 제1원웨이클러치;를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 엔진으로부터 회전동력을 제공받아 회전하는 엔진구동축;을 더 포함하고, 상기 엔진구동축의 단부에 상기 제1원웨이클러치가 마련될 수 있다.
상기 제1원웨이클러치는, 엔진회전수가 전동기회전수보다 큰 경우에 연결되고, 엔진회전수가 전동기회전수보다 작은 경우에 해제되는 구조로 구성될 수 있다.
엔진출력값 및 유체온도에 따라 전동기의 회전수를 조절하여, 엔진과 전동기의 회전수 차이에 의해 제1원웨이클러치를 연결 또는 해제시키면서 전동기의 회전동력이나 엔진의 회전동력으로 오일펌프가 회전되도록 제어하는 제어부;를 포함할 수 있다.
상기 제1원웨이클러치는 전동기와 엔진 사이에 설치될 수 있다.
상기 오일펌프의 단부에는 전동기와 제1원웨이클러치 및 엔진이, 직렬 형태를 이루어 배치될 수 있다.
상기 제1원웨이클러치는 오일펌프와 엔진 사이에 설치될 수 있다.
상기 오일펌프의 일단에는 전동기가 배치되고, 오일펌프의 타단에는 제1원웨이클러치 및 엔진이 배치될 수 있다.
상기 전동기는 오일펌프와 직결되어 설치될 수 있다.
상기 전동기와 오일펌프 사이에 마련되며, 전동기와 오일펌프의 회전수 차이에 의해 전동기와 오일펌프 사이가 단속되도록 구성된 제2원웨이클러치;를 더 포함할 수 있다.
상기 제2원웨이클러치는, 전동기회전수가 엔진회전수보다 큰 경우에 연결되고, 전동기회전수가 엔진회전수보다 작은 경우에 해제되는 구조로 구성될 수 있다.
상기 오일펌프의 단부에는 제2원웨이클러치와 전동기와 제1원웨이클러치 및 엔진이, 직렬 형태를 이루어 배치될 수 있다.
상기 오일펌프의 일단에는 제2원웨이클러치 및 전동기가 배치되고, 오일펌프의 타단에는 제1원웨이클러치 및 엔진이 배치될 수 있다.
상기 전동기로부터 회전동력을 제공받아 회전하는 전동기구동축;을 더 포함하며, 상기 전동기구동축 및 엔진구동축은 동일 축상에 마련될 수 있다.
상기 오일펌프는 차량의 주행상태를 반영하는 엔진출력값 및 유체온도에 따라 오일유량을 가변하여 형성되도록 구성된 가변오일펌프일 수 있다.
본 발명은, 차량의 주행상태를 반영하는 엔진출력값 및 유체온도를 측정하는 측정단계; 및 상기 엔진출력값 및 유체온도에 따라 전동기의 회전수를 조절하여, 엔진과 전동기의 회전수 차이에 의해 제1원웨이클러치를 연결 또는 해제시키면서 전동기의 회전동력이나 엔진의 회전동력으로 오일펌프가 회전되도록 제어하는 제어단계;를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 엔진출력값은 엔진회전수 또는 엔진부하이며; 상기 유체온도는 오일온도 또는 냉각수온일 수 있다.
상기 제어단계에서는, 상기 엔진출력값 및 유체온도를 이용하여 계측값을 도출하고; 상기 엔진출력값 및 유체온도의 관계를 형성하는 구동맵를 이용하여 상기 계측값이 구동맵에서의 엔진구동기준값 내에 포함시, 상기 전동기회전수를 엔진회전수 미만으로 조절함으로써, 제1원웨이클러치가 연결되어 엔진의 회전동력으로 오일펌프가 회전되도록 제어하는 엔진구동 제어단계; 및 상기 계측값이 구동맵에서의 모터구동기준값 내에 포함시, 상기 전동기회전수를 엔진회전수 이상으로 조절함으로써, 제1원웨이클러치가 해제되어 전동기의 회전동력으로 오일펌프가 회전되도록 제어하는 전동기구동 제어단계;를 포함할 수 있다.
상기 전동기구동 제어단계에서는, 오일펌프에 의해 형성된 오일유압을 측정하고; 상기 측정된 유압이 목표값을 추종하도록 전동기의 회전수를 조절할 수 있다.
상기 오일펌프는 가변오일펌프로서, 상기 엔진구동 제어단계 및 전동기구동 제어단계에서는, 차량의 주행상태를 반영하는 엔진출력값 및 유체온도에 따라 상기 오일펌프에서 형성되는 오일유량을 가변하여 형성하도록 제어할 수 있다.
상기 엔진구동 제어단계에서는, 에너지회수가능조건 만족시, 전동기를 이용하여 발전할 수 있다.
상기 전동기와 오일펌프 사이에 제2원웨이클러치가 더 마련된 구조로서, 상기 엔진구동 제어단계에서는, 상기 전동기회전수를 엔진회전수 미만으로 조절함으로써, 제2원웨이클러치가 해제되어 엔진의 회전동력이 전동기에 전달되는 것을 차단하고; 상기 전동기구동 제어단계에서는, 상기 전동기회전수를 엔진회전수 이상으로 조절함으로써, 제2원웨이클러치가 연결되어 전동기의 회전동력으로 오일펌프가 회전되도록 제어할 수 있다.
상기한 과제 해결수단을 통해 본 발명은, 전동기의 회전동력으로 오일펌프를 회전시키는 것이 가능한 것은 물론, 원웨이클러치를 통해 엔진의 회전동력이 오일펌프에 선택적으로 전달되도록 함으로써, 차량의 주행 중 고속, 고부하 및 냉간시 등과 같이 엔진의 높은 회전동력이 필요한 운전영역에서만 엔진의 회전동력으로 오일펌프가 회전되도록 제어한다. 따라서, 오일펌프 구동에 필요한 엔진의 동력소모를 최소화하여 연비를 향상시키고, 또한 전동기의 용량을 최대한 작게 설계하여 원가 및 중량을 저감하는 효과가 있다.
더욱이, 실운전 영역에서만 전동기를 사용하여 오일펌프를 구동함으로써, 기존의 기계식 오일펌프의 기계 마찰손실을 저감시킬 수 있으며, 또한 타력주행시 전동기를 통해 발전하여 에너지의 회수가 가능한 효과도 있다.
그리고, 전동기의 듀티제어 및 가변오일펌프에 의한 용량 제어를 통해 엔진 요구 유압에 맞춰 오일펌프의 작동이 가능한바, 전동기의 전력소모를 최소화할 수 있는 효과도 있다.
또한, 동력차폐기구로서 원웨이클러치를 사용함으로써, 사이징 축소 및 원가를 저감하는 효과도 있다.
도 1은 본 발명에 의한 하이브리드 오일펌프 시스템의 제1실시예 구성을 설명하기 위한 도면.
도 2는 본 발명에 의한 하이브리드 오일펌프 시스템의 제2실시예 구성을 설명하기 위한 도면.
도 3은 본 발명에 의한 하이브리드 오일펌프 시스템의 제3실시예 구성을 설명하기 위한 도면.
도 4는 본 발명에 의한 하이브리드 오일펌프 시스템의 제3실시예 구성을 설명하기 위한 도면.
도 5는 도 1 및 도 2에 도시된 하이브리드 오일펌프의 작동 제어 흐름을 설명하기 위한 도면.
도 6은 도 3 및 도 4에 도시된 하이브리드 오일펌프의 작동 제어 흐름을 설명하기 위한 도면.
도 7은 본 발명에 의한 하이브리드 오일펌프에서 엔진출력값 및 유체온도를 반영하여 모터회전수를 제어하는 구성을 설명하기 위한 도면.
본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 하이브리드 오일펌프 시스템은 크게, 전동기(10)와, 엔진(20) 및 제1원웨이클러치(30)를 포함하여 구성된다.
도 1 및 도 2를 참조하여, 본 발명을 구체적으로 살펴보면, 먼저 상기 전동기(10)는 제너레이터 기능을 갖는 모터일 수 있는 것으로, 오일펌프(40)에 연결되어 상기 오일펌프(40)에 회전동력을 제공한다.
그리고, 상기 엔진(20)은 상기 오일펌프(40) 측으로 회전동력을 제공하도록 설치되며, 엔진 구동풀리 또는 기어를 통해 엔진구동축(22)이 연결될 수 있다.
또한, 상기 제1원웨이클러치(30)는, 엔진(20)의 회전동력이 오일펌프(40)에 제공되는 경로 상에 마련되며, 엔진(20)과 전동기(10)의 회전수 차이에 의해 엔진(20)의 회전동력을 오일펌프(40)에 선택적으로 제공하도록 구성된다.
이러한, 상기 제1원웨이클러치(30)는 상기 엔진구동축(22)의 단부에 연결될 수 있다.
특히, 상기 제1원웨이클러치(30)는, 엔진회전수가 전동기회전수보다 큰 경우에 연결되고, 엔진회전수가 전동기회전수보다 작은 경우에 해제되는 구조로 구성될 수 있다.
즉, 상기 제1원웨이클러치(30)를 이루는 내륜 및 외륜이 엔진(20) 측과 전동기(10) 측에 각각 결합되는데, 상기 내륜 및 외륜 중에서 회전속도가 더 빠를 때에 동력의 전달이 이루어지는 쪽이 엔진구동축(22)에 연결되어야 한다.
이 같은 구성에 따라, 상기 전동기(10)의 회전동력으로 오일펌프(40)를 회전시키는 것이 가능한 것은 물론, 제1원웨이클러치(30)를 통해 엔진(20)의 회전동력이 오일펌프(40)에 선택적으로 전달되도록 함으로써, 차량의 주행 중 고속, 고부하 및 냉간시 등과 같이 엔진(20)의 높은 회전동력이 필요한 운전영역에서만 엔진(20)의 회전동력으로 오일펌프(40)가 회전되도록 한다.
따라서, 오일펌프(40) 구동에 필요한 엔진(20)의 동력소모를 최소화하여 연비를 향상시키고, 또한 전동기(10)의 용량을 최대한 작게 설계하여 원가 및 중량을 저감하게 되는 것이다.
그리고, 엔진출력값 및 유체온도에 따라 전동기(10)의 회전수를 조절하여, 엔진(20)과 전동기(10)의 회전수 차이에 의해 제1원웨이클러치(30)를 연결 또는 해제시키면서 전동기(10)의 회전동력이나 엔진(20)의 회전동력으로 오일펌프(40)가 회전되도록 제어하는 제어부(도시 생략)를 더 포함하여 구성될 수 있다.
즉, 차량의 주행 중 고속, 고부하 및 냉간시 등과 같이 엔진(20)의 높은 회전동력이 필요한 운전영역에서는 전동기회전수를 엔진회전수보다 작게 조절하면 제1원웨이클러치(30)가 연결되는바, 엔진(20)의 회전동력이 오일펌프(40)에 제공되도록 함으로써, 오일펌프(40)를 엔진(20)의 회전동력으로 회전시킨다.
반면, 저속, 저부하 및 열간시 등과 같이 엔진(20)의 회전동력이 불필요한 운전영역에서는 전동기회전수를 엔진회전수보다 높게 조절하면, 제1원웨이클러치(30)가 해제되는바, 전동기(10)의 회전동력으로 오일펌프(40)를 회전시킨다.
한편, 본 발명은, 도 1 및 도 2와 같이 상기 전동기(10)가 오일펌프(40)와 직결되어 설치될 수 있다. 즉, 차량의 동력소모가 작은 실운전 영역에서는 전동기(10)를 사용하여 오일펌프(40)가 구동되도록 함으로써, 연비를 향상시키게 되는 것이다.
그리고, 도 1을 참조하여 본 발명의 하이브리드 오일펌프 시스템의 제1실시예 구조를 살펴보면, 상기 제1원웨이클러치(30)는 전동기(10)와 엔진(20) 사이에 설치될 수 있다.
예컨대, 상기 오일펌프(40)의 단부에는 전동기(10)와 동력단속기구(30) 및 엔진(20)이, 직렬 형태를 이루어 배치될 수 있다.
또한, 도 2를 참조하여 본 발명의 하이브리드 오일펌프 시스템의 제2실시예 구조를 살펴보면, 상기 제1원웨이클러치(30)는 오일펌프(40)와 엔진(20) 사이에 설치될 수 있다.
예컨대, 상기 오일펌프(40)의 일단에는 전동기(10)가 배치되고, 오일펌프(40)의 타단에는 제1원웨이클러치(30) 및 엔진(20)이 배치될 수 있는바, 상기 전동기(10)와, 제1원웨이클러치(30) 및 엔진(20)이 상기 오일펌프(40)를 기준으로 병렬 형태를 이루어 배치될 수 있다.
한편, 본 발명은 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 엔진(20)에서 제공되는 회전동력이 전동기(10)에 제공되는 것을 제2원웨이클러치(50)를 통해 기구적으로 단속할 수 있다.
예컨대, 상기 전동기(10)와 오일펌프(40) 사이에 제2원웨이클러치(50)가 마련됨으로써, 전동기(10)와 오일펌프(40)의 회전수 차이에 의해 전동기(10)와 오일펌프(40) 사이가 단속되도록 구성될 수 있다.
구체적으로, 상기 제2원웨이클러치(50)는, 전동기회전수가 엔진회전수보다 큰 경우에 연결되고, 전동기회전수가 엔진회전수보다 작은 경우에 해제되는 구조로 구성될 수 있다. 이때, 상기 전동기(10)의 단부에는 상기 전동기(10)로부터 회전동력을 제공받아 회전하는 전동기구동축(12)의 일단이 결합되고, 상기 전동기구동축(12)의 타단에 제2원웨이클러치(50)가 결합된다.
즉, 상기 제2원웨이클러치(50)를 이루는 내륜 및 외륜이 전동기(10) 측과 오일펌프(40) 측에 각각 결합되는데, 상기 내륜 및 외륜 중에서 회전속도가 더 빠를 때에 동력의 전달이 이루어지는 쪽이 전동기구동축(12)에 연결되어야 한다.
그리고, 도 3을 참조하여 본 발명의 하이브리드 오일펌프 시스템의 제3실시예 구조를 살펴보면, 상기 오일펌프(40)의 단부에는 제2원웨이클러치(50)와 전동기(10)와 제1원웨이클러치(30) 및 엔진(20)이, 직렬 형태를 이루어 배치될 수 있다.
또한, 도 4를 참조하여 본 발명의 하이브리드 오일펌프 시스템의 제4실시예 구조를 살펴보면, 상기 오일펌프(40)의 일단에는 제2원웨이클러치(50) 및 전동기(10)가 배치되고, 오일펌프(40)의 타단에는 제1원웨이클러치(30) 및 엔진(20)이 배치될 수 있는바, 상기 제2원웨이클러치(50) 및 전동기(10)와, 제1원웨이클러치(30) 및 엔진(20)이 상기 오일펌프(40)를 기준으로 병렬 형태를 이루어 배치될 수 있다.
한편, 본 발명은, 상기 오일펌프(40)에 회전력을 전달하는 펌프축이 구비될 수 있으며, 상기 엔진구동축(22)과, 전동기구동축(12) 및 펌프축은 동일 축선상에 구성될 수 있다.
특히, 상기 오일펌프(40)는, 차량의 주행상태를 반영하는 엔진출력값 및 유체온도에 따라 오일유량을 가변하여 형성되도록 구성된 가변오일펌프일 수 있다.
여기서, 상기 엔진출력값은 엔진회전수 또는 엔진부하(예시로서 연료사용량)일 수 있고, 유체온도는 냉각수온 또는 오일온도일 수 있다. 그리고, 상기 가변오일펌프의 유량조절은 제어부를 통해 이루어질 수 있고, 상기 제어부는 전동기회전수를 제어하는 상기한 제어부에서 통합하여 이루어지거나, 별도의 제어기를 이용하여 제어가 이루어질 수도 있다.
한편, 본 발명의 하이브리드 오일펌프 시스템 제어방법은, 크게 측정단계(S100)와, 제어단계(S200)를 포함하여 구성된다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 먼저 상기 측정단계(S100)에서는, 차량의 주행상태를 반영하는 엔진출력값 및 유체온도를 측정한다.
여기서, 상기 엔진출력값은 엔진회전수 또는 엔진부하일 수 있으며, 상기 유체온도는 오일온도 또는 냉각수온일 수 있다.
그리고, 상기 제어단계(S200)에서는, 상기 엔진출력값 및 유체온도에 따라 전동기(10)의 회전수를 조절하여, 엔진(20)과 전동기(10)의 회전수 차이에 의해 제1원웨이클러치(30)를 연결 또는 해제시키면서 전동기(10)의 회전동력이나 엔진(20)의 회전동력으로 오일펌프(40)가 회전되도록 제어한다.
여기서, 상기한 제어단계(S200)는 제1원웨이클러치(30)가 구비된 도 1 내지 도 4의 오일펌프(40) 시스템 전부에 공히 적용될 수 있다.
즉, 상기 유체온도 및 엔진출력값을 측정하여, 측정된 유체온도 및 출력값에 의해 엔진(20)의 회전동력이 필요한 운전영역으로 판단시, 전동기회전수를 엔진회전수보다 낮게 조절함으로써, 제1원웨이클러치(30)가 연결된다. 따라서, 엔진(20)의 회전동력으로 오일펌프(40)를 동작시키게 된다.
그리고, 엔진(20)의 회전동력이 불필요한 운전영역으로 판단시, 전동기회전수를 엔진회전수보다 높게 조절함으로써, 제1원웨이클러치(30)가 기구적으로 해제된다. 따라서, 전동기(10)의 회전동력으로 오일펌프(40)를 동작시키게 되는 것이다.
상기 제어단계(S200)의 구성을 도 5 및 도 6을 참조하여 좀더 구체적으로 살펴보면, 상기 제어단계(S200)는 엔진구동 제어단계(S210) 및 전동기구동 제어단계(S220)를 포함하여 구성된다.
구체적으로, 상기 제어단계(S200)에서는 상기 엔진출력값 및 유체온도를 이용하여 계측값을 도출한다.
특히, 상기 엔진구동 제어단계(S210)에서는, 상기 엔진출력값 및 유체온도의 관계를 형성하는 구동맵를 이용하여 상기 계측값이 구동맵에서의 엔진구동기준값 내에 포함시, 상기 전동기회전수를 엔진회전수 미만으로 조절(S211)함으로써, 제1원웨이클러치(30)가 연결되어 엔진(20)의 회전동력으로 오일펌프(40)가 회전되도록 제어한다.
즉, 도 7과 같이 오일 또는 냉각수의 온도가 낮은 경우에는, 오일의 점도가 상대적으로 높을 것인바, 오일 공급을 위해 필요한 일이 상대적으로 커지게 된다. 그리고, 높은 엔진(20) 출력이 필요한 운전영역에서는 오일펌프(40)에 요구되는 유압 및 토크가 크기 때문에 오일펌프(40)의 부하가 커지게 된다.
따라서, 이 경우 전동기(10)의 회전을 위한 듀티값을 작게 제어하여, 전동기(10)의 회전수가 엔진회전수보다 작아지게 제어함으로써, 엔진(20)에서 제공되는 회전동력이 제1원웨이클러치(30)를 통해 오일펌프(40) 측으로 제공되어 오일펌프(40)를 회전시키게 되는 것이다.
아울러, 상기 전동기구동 제어단계(S220)에서는, 상기 계측값이 구동맵에서의 전동기구동기준값 내에 포함시, 상기 전동기회전수를 엔진회전수 이상으로 조절(S221)함으로써, 제1원웨이클러치(30)가 해제되어 전동기(10)의 회전동력으로 오일펌프(40)가 회전되도록 제어하는 것이다.
즉, 도 7과 같이 오일 또는 냉각수의 온도가 높은 경우에는, 오일의 점도가 상대적으로 작을 것인바, 오일 공급을 위해 필요한 일이 상대적으로 줄어들게 된다. 그리고, 작은 엔진(20) 출력이 필요한 운전영역에서는 요구되는 유압이 작기 때문에 오일펌프(40)의 부하가 작다.
따라서, 이 경우 전동기(10)의 회전을 위한 듀티비를 상대적으로 크게 제어하여, 전동기(10)의 회전수가 엔진회전수보다 높아지게 제어함으로써, 전동기(10)에서 제공되는 회전동력으로 오일펌프(40)를 회전시키게 되는데, 이때 엔진(20)에서 제공되는 회전동력은 제1원웨이클러치(30)를 통해 상대 회전되는바, 오일펌프(40) 측으로 전달되지 않는 것이다.
더불어, 상기 전동기구동 제어단계(S220)에서는, 오일펌프(40)에 의해 형성된 오일유압을 측정하고, 상기 측정된 유압이 목표값을 추종하도록 전동기(10)의 회전수를 조절할 수 있다.
여기서, 상기 목표값은 측정된 오일유압과 비교할 수 있는 목표유압일 수 있으며, 상기 목표유압은 상기 계측값에 상응하는 유압일 수 있다.
즉, 계측된 유압이 계측값에 상응하는 목표유압에 이르도록 피드백제어하거나, 혹은 상기 계측된 유압이 별도의 제어맵을 통해 설정된 목표유압에 이르도록 전동기(10)의 회전수를 가감하여 제어하는 것이다.
그리고, 상기 엔진구동 제어단계(S210) 및 전동기구동 제어단계(S220)에서는, 차량의 주행상태를 반영하는 엔진출력값 및 유체온도에 따라 상기 오일펌프(40)에서 형성되는 오일유량을 가변하여 형성하도록 제어할 수 있다.
즉, 상기 엔진구동 제어단계(S210)에서는, 높은 엔진출력으로 인해 요구되는 유압 및 유량이 크기 때문에 오일펌프(40)의 부하가 커지게 된다. 따라서, 오일펌프(40)의 용량이 상대적으로 커지도록 제어하여 해당 주행 조건에서 요구되는 유량을 충분하게 확보하는 것이다(S212).
반면, 상기 전동기구동 제어단계(S220)에서는, 작은 엔진출력으로 인해 요구되는 유압 및 유량이 작기 때문에 오일펌프(40)의 부하 역시 작아지게 된다. 다만, 전동기(10)의 회전수가 높아지게 되면 필요 이상으로 오일의 유량 및 유압이 커지게 되는바 오일펌프(40)의 용량을 상대적으로 작아지게 제어하여 해당 주행 조건에서 요구되는 적절한 유량을 확보하게 되는 것이다(S222).
그리고, 본 발명은 도 1 및 도 2에 도시된 하이브리드 오일펌프 시스템의 경우, 상기 엔진구동 제어단계(S210)에서는, 에너지회수가능조건 만족시, 전동기(10)를 이용하여 발전할 수 있다.
예컨대, 타력 주행 상태 또는 제동 신호 입력시와 같이 에너지회수가능조건을 만족하는 경우에는, 상기 전동기(10)를 제너레이터 기능으로 전환하여 발전할 수 있는 것이다(S213).
여기서, 상기 제동 신호는 제어부에 입력될 수 있으며, 상기 제어부에서 전동기를 제너레이터 기능으로 전환하도록 제어할 수 있다.
그리고, 본 발명은 특히, 도 4에 도시된 하이브리드 오일펌프 시스템의 경우, 도 6과 같이 상기 엔진구동 제어단계(S210)에서는, 상기 전동기회전수를 엔진회전수 미만으로 조절(S211)함으로써, 제2원웨이클러치(50)가 해제되어 엔진(20)의 회전동력이 전동기(10)에 전달되는 것을 차단할 수 있다.
즉, 엔진동력으로 오일펌프(40)를 회전시키는 경우, 제2원웨이클러치(50)가 상대 회전하면서 엔진(20)의 동력이 전동기(10)에 전달되지 않게 되는바, 엔진(20) 구동력을 저감하여 연비를 향상시키게 되는 것이다.
또한, 도 3 및 도 4에 도시된 하이브리드 오일펌프 시스템의 경우, 도 6과 같이 상기 전동기구동 제어단계(S220)에서는, 상기 전동기회전수를 엔진회전수 이상으로 조절(S221)함으로써, 제2원웨이클러치(50)가 연결되어 전동기(10)의 회전동력으로 오일펌프(40)가 회전되도록 제어하게 된다.
한편, 본 발명은 상기한 구체적인 예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.
10 : 전동기 20 : 엔진
30 : 제1원웨이클러치 40 : 오일펌프
50 : 제2원웨이클러치
S100 : 측정단계 S200 : 제어단계
S210 : 엔진구동 제어단계 S220 : 전동기구동 제어단계

Claims (22)

  1. 오일펌프에 연결되어 회전동력을 제공 가능한 전동기;
    상기 오일펌프 측으로 회전동력을 제공하도록 설치된 엔진; 및
    상기 엔진의 회전동력이 오일펌프에 제공되는 경로 상에 마련되며, 엔진과 전동기의 회전수 차이에 의해 엔진의 회전동력을 오일펌프에 선택적으로 제공하도록 구성된 제1원웨이클러치;를 포함하는 하이브리드 오일펌프 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 엔진으로부터 회전동력을 제공받아 회전하는 엔진구동축;을 더 포함하고,
    상기 엔진구동축의 단부에 상기 제1원웨이클러치가 마련된 것을 특징으로 하는 하이브리드 오일펌프 시스템.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 제1원웨이클러치는, 엔진회전수가 전동기회전수보다 큰 경우에 연결되고, 엔진회전수가 전동기회전수보다 작은 경우에 해제되는 구조로 구성된 것을 특징으로 하는 하이브리드 오일펌프 시스템.
  4. 청구항 3에 있어서,
    엔진출력값 및 유체온도에 따라 전동기의 회전수를 조절하여, 엔진과 전동기의 회전수 차이에 의해 제1원웨이클러치를 연결 또는 해제시키면서 전동기의 회전동력이나 엔진의 회전동력으로 오일펌프가 회전되도록 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 오일펌프 시스템.
  5. 청구항 3에 있어서,
    상기 제1원웨이클러치는 전동기와 엔진 사이에 설치된 것을 특징으로 하는 하이브리드 오일펌프 시스템.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 오일펌프의 단부에는 전동기와 제1원웨이클러치 및 엔진이, 직렬 형태를 이루어 배치된 것을 특징으로 하는 하이브리드 오일펌프 시스템.
  7. 청구항 3에 있어서,
    상기 제1원웨이클러치는 오일펌프와 엔진 사이에 설치된 것을 특징으로 하는 하이브리드 오일펌프 시스템.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 오일펌프의 일단에는 전동기가 배치되고, 오일펌프의 타단에는 제1원웨이클러치 및 엔진이 배치된 것을 특징으로 하는 하이브리드 오일펌프 시스템.
  9. 청구항 3에 있어서,
    상기 전동기는 오일펌프와 직결되어 설치된 것을 특징으로 하는 하이브리드 오일펌프 시스템.
  10. 청구항 3에 있어서,
    상기 전동기와 오일펌프 사이에 마련되며, 전동기와 오일펌프의 회전수 차이에 의해 전동기와 오일펌프 사이가 단속되도록 구성된 제2원웨이클러치;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 오일펌프 시스템.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 제2원웨이클러치는, 전동기회전수가 엔진회전수보다 큰 경우에 연결되고, 전동기회전수가 엔진회전수보다 작은 경우에 해제되는 구조로 구성된 것을 특징으로 하는 하이브리드 오일펌프 시스템.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 오일펌프의 단부에는 제2원웨이클러치와 전동기와 제1원웨이클러치 및 엔진이, 직렬 형태를 이루어 배치된 것을 특징으로 하는 하이브리드 오일펌프 시스템.
  13. 청구항 11에 있어서,
    상기 오일펌프의 일단에는 제2원웨이클러치 및 전동기가 배치되고, 오일펌프의 타단에는 제1원웨이클러치 및 엔진이 배치된 것을 특징으로 하는 하이브리드 오일펌프 시스템.
  14. 청구항 3에 있어서,
    상기 전동기로부터 회전동력을 제공받아 회전하는 전동기구동축;을 더 포함하며,
    상기 전동기구동축 및 엔진구동축은 동일 축상에 마련된 것을 특징으로 하는 하이브리드 오일펌프 시스템.
  15. 청구항 1에 있어서,
    상기 오일펌프는 차량의 주행상태를 반영하는 엔진출력값 및 유체온도에 따라 오일유량을 가변하여 형성되도록 구성된 가변오일펌프인 것을 특징으로 하는 하이브리드 오일펌프 시스템.
  16. 청구항 1항에 기재된 하이브리드 오일펌프 시스템을 제어하는 방법으로서,
    차량의 주행상태를 반영하는 엔진출력값 및 유체온도를 측정하는 측정단계; 및
    상기 엔진출력값 및 유체온도에 따라 전동기의 회전수를 조절하여, 엔진과 전동기의 회전수 차이에 의해 제1원웨이클러치를 연결 또는 해제시키면서 전동기의 회전동력이나 엔진의 회전동력으로 오일펌프가 회전되도록 제어하는 제어단계;를 포함하는 하이브리드 오일펌프 시스템 제어방법.
  17. 청구항 16에 있어서,
    상기 엔진출력값은 엔진회전수 또는 엔진부하이며;
    상기 유체온도는 오일온도 또는 냉각수온도인 것을 특징으로 하는 하이브리드 오일펌프 시스템 제어방법.
  18. 청구항 16에 있어서,
    상기 제어단계에서는, 상기 엔진출력값 및 유체온도를 이용하여 계측값을 도출하고;
    상기 엔진출력값 및 유체온도의 관계를 형성하는 구동맵를 이용하여 상기 계측값이 구동맵에서의 엔진구동기준값 내에 포함시, 상기 전동기회전수를 엔진회전수 미만으로 조절함으로써, 제1원웨이클러치가 연결되어 엔진의 회전동력으로 오일펌프가 회전되도록 제어하는 엔진구동 제어단계; 및
    상기 계측값이 구동맵에서의 전동기구동기준값 내에 포함시, 상기 전동기회전수를 엔진회전수 이상으로 조절함으로써, 제1원웨이클러치가 해제되어 전동기의 회전동력으로 오일펌프가 회전되도록 제어하는 전동기구동 제어단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 오일펌프 시스템 제어방법.
  19. 청구항 18에 있어서,
    상기 전동기구동 제어단계에서는,
    오일펌프에 의해 형성된 오일유압을 측정하고;
    상기 측정된 유압이 목표값을 추종하도록 전동기의 회전수를 조절하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 오일펌프 시스템 제어방법.
  20. 청구항 18에 있어서,
    상기 오일펌프는 가변오일펌프로서,
    상기 엔진구동 제어단계 및 전동기구동 제어단계에서는, 차량의 주행상태를 반영하는 엔진출력값 및 유체온도에 따라 상기 오일펌프에서 형성되는 오일유량을 가변하여 형성하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 오일펌프 시스템 제어방법.
  21. 청구항 18에 있어서,
    상기 엔진구동 제어단계에서는, 에너지회수가능조건 만족시, 전동기를 이용하여 발전하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 오일펌프 시스템 제어방법.
  22. 청구항 18에 있어서,
    상기 전동기와 오일펌프 사이에 제2원웨이클러치가 더 마련된 구조로서,
    상기 엔진구동 제어단계에서는, 상기 전동기회전수를 엔진회전수 미만으로 조절함으로써, 제2원웨이클러치가 해제되어 엔진의 회전동력이 전동기에 전달되는 것을 차단하고;
    상기 전동기구동 제어단계에서는, 상기 전동기회전수를 엔진회전수 이상으로 조절함으로써, 제2원웨이클러치가 연결되어 전동기의 회전동력으로 오일펌프가 회전되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 오일펌프 시스템 제어방법.
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