KR20160065323A - 하이브리드 차량의 변속기 유압회로 및 그 제어방법 - Google Patents

하이브리드 차량의 변속기 유압회로 및 그 제어방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차량의 주행상황에 따라 적절한 윤활 및 냉각 전략을 구사할 수 있도록 하여 차량의 연비 향상에 기여할 수 있도록 함은 물론, 변속기의 안정된 작동이 가능하도록 하고 모터제너레이터의 온도가 과도하게 상승하는 것을 방지할 수 있도록 한다.

Description

하이브리드 차량의 변속기 유압회로 및 그 제어방법{HYDRAULIC CIRCUIT FOR HYBRID TRANSMISSION OF VEHICLE AND CONTROL METHOD THEREOF}
본 발명은 하이브리드 차량의 변속기 유압회로 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 EVT(Electric Variable Transmission)로 구동이 가능한 하이브리드 차량의 변속기를 제어하는 유압회로의 구성 및 그 제어에 관한 기술이다.
하이브리드 차량은 그 주된 목적인 연비 향상을 위하여 많은 기술이 적용되고 있으며, 그에 따라 변속기의 안정된 작동을 유지하고 이를 제어하는 데에 소모되는 에너지도 최소화하여 연비 향상에 기여하도록 하는 노력이 필요하다.
즉, 변속기의 각 부품과 모터제너레이터의 윤활 및 냉각 성능을 충족시켜서 변속기의 안정된 작동을 유지하고 클러치나 브레이크 등과 같은 변속요소를 작동시켜 변속기를 제어함에 있어서도 가급적 최소한의 동력을 소모할 수 있도록 하여 차량의 연비를 향상시킬 수 있도록 하는 것이 바람직한 것이다.
상기 발명의 배경이 되는 기술로서 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 1020120055416 A
본 발명은 차량의 주행상황에 따라 적절한 윤활 및 냉각 전략을 구사할 수 있도록 하여 차량의 연비 향상에 기여할 수 있도록 함은 물론, 변속기의 안정된 작동이 가능하도록 하고 모터제너레이터의 온도가 과도하게 상승하는 것을 방지할 수 있도록 하는 하이브리드 차량의 변속기 유압회로 및 그 제어방법을 제공함에 그 목적이 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 하이브리드 차량의 변속기 유압회로는
기계식 오일펌프와;
상기 기계식 오일펌프와는 독립적으로 구비된 전동식 오일펌프와;
상기 기계식 오일펌프로부터의 오일을 제1모터제너레이터, 제2모터제너레이터 및 변속기윤활계통으로 공급하도록 형성된 윤활라인과;
상기 전동식 오일펌프로부터의 오일압을 조절하여 라인압을 형성하도록 설치된 레귤레이터밸브와;
상기 레귤레이터밸브로부터 조절된 라인압으로 변속요소를 제어하도록 구비된 변속제어부와;
운전자의 조작을 받아 상기 레귤레이터밸브로부터의 라인압을 상기 변속제어부로 전달하는 상태를 전환할 수 있도록 설치된 매뉴얼밸브를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 하이브리드 차량의 변속기 유압회로 제어방법은,
차속이 소정의 기준차속 이상인지를 판단하는 차속판단단계와;
제1모터제너레이터 또는 제2모터제너레이터의 온도가 소정의 제1기준온도 미만인지를 판단하는 제1온도판단단계와;
차량이 EV모드에 진입하는지의 여부를 판단하는 EV진입판단단계와;
상기 차속판단단계, 제1온도판단단계 및 EV진입판단단계 수행결과, 차량이 기준차속 미만이고, 제1모터제너레이터 또는 제2모터제너레이터의 온도가 상기 제1기준온도 이상이며, EV모드에 진입하지 않는 경우, 상기 전동식 오일펌프를 구동하는 제1EOP구동단계와;
상기 차속판단단계, 제1온도판단단계 및 EV진입판단단계 수행결과, 차속이 기준차속 이상이거나, 제1모터제너레이터 또는 제2모터제너레이터의 온도가 제1기준온도 미만이거나, EV모드에 진입하는 경우, 상기 전동식 오일펌프의 작동을 해제하는 제1EOP해제단계를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 하이브리드 차량의 변속기 유압회로 제어방법은,
차량의 주행중에는 상기 윤활라인의 윤활압을 측정하는 윤활압검출단계와;
상기 검출된 윤활압을 기준압력과 비교하는 윤활압비교단계와;
상기 윤활압비교단계 수행결과, 상기 윤활압이 상기 기준압력 이상이면, 전동식 오일펌프를 오프시키는 제2EOP해제단계와;
상기 윤활압비교단계 수행결과, 상기 윤활압이 상기 기준압력 미만이면, HEV진입 여부를 판단하는 HEV판단단계와;
HEV판단단계 수행결과, HEV모드로 주행중이 아니면, HEV모드로의 진입을 제한하는 HEV진입제한단계와;
HEV판단단계 수행결과, HEV모드로 주행중이면, EV모드나 시리즈모드로 주행모드를 전환하도록 하는 강제모드전환단계와;
상기 HEV진입제한단계 또는 강제모드전환단계가 수행되면, 전동식 오일펌프를 구동하는 제2EOP구동단계를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 하이브리드 차량의 변속기 유압회로 제어방법은,
차량의 주행 시 전동식 오일펌프의 고장 여부를 판단하는 고장판단단계와;
전동식 오일펌프의 고장으로 판단되면, 라인압을 최소 라인압으로 설정함과 아울러 HEV모드 및 엔진모드로의 진입을 금지하는 모드제한단계와;
상기 모드제한단계 이후 제1모터제너레이터 및 제2모터제너레이터의 온도를 검출하는 제2온도검출단계와;
상기 제2온도검출단계에서 검출된 온도가 소정의 제3기준온도 이상인지 판단하는 제3온도판단단계와;
상기 제3온도판단단계 수행결과, 검출된 온도가 상기 제3기준온도 이상인 경우, 상기 제1모터제너레이터 및 제2모터제너레이터의 속도를 제한하는 모터속도제한단계를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
본 발명은 차량의 주행상황에 따라 적절한 윤활 및 냉각 전략을 구사할 수 있도록 하여 차량의 연비 향상에 기여할 수 있도록 함은 물론, 변속기의 안정된 작동이 가능하도록 하고 모터제너레이터의 온도가 과도하게 상승하는 것을 방지할 수 있도록 한다.
도 1은 본 발명이 적용될 수 있는 하이브리드 차량의 변속기 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 하이브리드 차량의 변속기 유압회로도,
도 3은 본 발명에 따른 하이브리드 차량의 변속기 유압회로 제어방법을 도시한 것으로서, 차량의 정차조건에서의 제어방법을 도시한 순서도,
도 4는 본 발명에 따른 하이브리드 차량의 변속기 유압회로 제어방법을 도시한 것으로서, 차량의 주행시 전동식 오일펌프에 의해 윤활유량을 보조하는 제어방법을 도시한 순서도,
도 5는 본 발명에 따른 하이브리드 차량의 변속기 유압회로 제어방법을 도시한 것으로서, 전동식 오일펌프가 고장인 경우의 제어방법을 도시한 순서도이다.
도 1은 본 발명이 적용될 수 있는 하이브리드 차량의 변속기 구조를 도시한 것으로서, 엔진에 연결되는 입력축(IN)과; 제1모터제너레이터(MG1) 및 제2모터제너레이터(MG2)와; 상기 입력축(IN)에 캐리어(C)가 연결되고, 선기어(S)가 고정되며, 링기어(R)가 상기 제1모터제너레이터(MG1)에 연결된 제1유성기어장치(PG1)와; 링기어(R)가 고정되고, 선기어(S)가 상기 제2모터제너레이터(MG2)에 연결되며, 캐리어(C)가 상기 제1유성기어장치(PG1)의 캐리어(C) 및 링기어(R)와 연결 가능하도록 형성된 제2유성기어장치(PG2)와; 상기 제2유성기어장치(PG2)의 캐리어(C)와 외접기어로 치합되는 출력축(OUT)과; 상기 제1유성기어장치(PG1)의 캐리어(C)를 상기 제2유성기어장치(PG2)의 캐리어(C)에 연결하거나 차단할 수 있도록 설치된 1:1클러치(1:1/C)와; 상기 제1유성기어장치(PG1)의 링기어(R)를 상기 제2유성기어장치(PG2)의 캐리어(C)에 연결하거나 차단할 수 있도록 설치된 오버드라이브클러치(OD/C)를 포함하여 구성된다.
물론, 상기 출력축(OUT)에는 디퍼렌셜(D)이 연결되어 있어서, 상기 출력축(OUT)으로 인출되는 동력을 양쪽 구동륜으로 인출하도록 구성하고 있다.
상기 1:1클러치(1:1/C)와 오버드라이브클러치(OD/C)는 HEV모드에서만 체결되며, EV모드에서는 상기 제2모터제너레이터(MG2)가 구동력을 발생시키면, 상기 제2유성기어장치(PG2)의 선기어(S)로 입력된 동력이 캐리어(C)로 감속되어 상기 출력축(OUT)을 통해 동력이 인출되도록 되어 있다.
시리즈 모드에서도 상기 오버드라이브클러치(OD/C)와 1:1클러치(1:1/C)는 체결되지 않으며, 엔진의 동력은 상기 제1유성기어장치(PG1)의 캐리어(C)로 입력되어 링기어(R)를 통해 상기 제1모터제너레이터(MG1)를 구동하여 전기를 발전하고, 이 발전된 전기로 제2모터제너레이터(MG2)를 구동하여 시리즈 모드를 구현한다.
물론, 엔진의 시동시에는 상기 제1모터제너레이터(MG1)로 역으로 엔진을 구동하여 엔진의 시동이 이루어지도록 한다.
HEV모드는 1:1모드와 OD모드를 구현할 수 있는데, 1:1모드의 경우에는 상기 1:1클러치(1:1/C)를 결합하여, 엔진의 동력이 상기 1:1클러치(1:1/C)에 의해 바로 제2유성기어장치(PG2)의 캐리어(C)로 전달되고, 제2모터제너레이터(MG2)의 동력도 상기 제2유성기어장치(PG2)의 캐리어(C)에서 합해져서 상기 출력축(OUT)을 구동함으로써, 디퍼렌셜(D)을 통해 구동륜으로 엔진 및 제2모터제너레이터(MG2)의 동력이 함께 인출되도록 하는 상태이다.
OD모드는 상기 1:1클러치(1:1/C)는 해제하고 오버드라이브클러치(OD/C)를 체결하여 구현하는 바, 엔진의 동력은 상기 제1유성기어장치(PG1)에서 상기 캐리어(C)로부터 링기어(R)로 전달되면서 증속되어 상기 오버드라이브클러치(OD/C)를 통해 상기 제2유성기어장치(PG2)의 캐리어(C)에 전달되는 상태가 된다.
따라서, 상기 제2유성기어장치(PG2)의 캐리어(C)는 엔진의 속도보다 빠른 속도로 상기 출력축(OUT)을 구동하여 오버드라이브 모드를 구현하게 되는 것이며, 물론, 상기 제2모터제너레이터(MG2)를 함께 구동하여 HEV모드를 구현하는 것이다.
물론, 상기 HEV모드인 1:1모드와 OD모드는 상기 제2모터제너레이터(MG2)에서 동력을 발생시키지 않고 엔진만에 의해 구동력을 제공하도록 할 수도 있는 바, 이러한 상황에서는 엔진모드라고 할 수 있다.
상기한 바와 같이 구성되어 작동되는 하이브리드 변속기를 제어할 수 있는 본 발명에 따른 유압회로는 도 2에 도시된 바와 같이, 기계식 오일펌프(MOP)와; 상기 기계식 오일펌프(MOP)와는 독립적으로 구비된 전동식 오일펌프(EOP)와; 상기 기계식 오일펌프(MOP)로부터의 오일을 제1모터제너레이터(MG1), 제2모터제너레이터(MG2) 및 변속기윤활계통으로 공급하도록 형성된 윤활라인(1)과; 상기 전동식 오일펌프(EOP)로부터의 오일압을 조절하여 라인압을 형성하도록 설치된 레귤레이터밸브(RGV)와; 상기 레귤레이터밸브(RGV)로부터 조절된 라인압으로 변속요소를 제어하도록 구비된 변속제어부(3)와; 운전자의 조작을 받아 상기 레귤레이터밸브(RGV)로부터의 라인압을 상기 변속제어부(3)로 전달하는 상태를 전환할 수 있도록 설치된 매뉴얼밸브(MV)를 포함하여 구성된다.
상기 윤활라인(1)에는 윤활라인(1)의 오일압을 제한하는 제1릴리프밸브(RFV1)가 구비되고, 상기 레귤레이터밸브(RGV)의 토출압을 상기 윤활라인(1)에 연결하는 윤활연결라인(5)이 구비되며, 상기 윤활연결라인(5)이 윤활라인(1)에 연결된 곳으로부터 상기 제1릴리프밸브(RFV1)가 연결된 곳으로의 오일흐름을 차단하도록 제1체크밸브(CK1)가 설치되고, 상기 윤활연결라인(5)에는 상기 윤활라인(1)으로부터 상기 레귤레이터밸브(RGV)를 향하는 오일흐름을 차단하도록 제2체크밸브(CK2)가 설치된다.
상기 윤활라인(1)은 상기 기계식 오일펌프(MOP)는 물론 상기 전동식 오일펌프(EOP)로부터도 윤활 유량을 공급받을 수 있는 구성이며, 상기 제1릴리프밸브(RFV1) 하나로 상기 윤활라인(1)의 윤활압을 제한하도록 구성되어 있으며, 상기 제1체크밸브(CK1)는 상기 윤활라인(1)의 오일이 상기 윤활연결라인(5)을 통해서 역류하지 못하도록 한다.
즉, 본 실시예의 유압회로는 상기 기계식 오일펌프(MOP)가 주로 상기 윤활라인(1)으로 공급할 오일을 펌핑하도록 하며, 필요한 상황에 따라 상기 전동식 오일펌프(EOP)가 윤활라인(1)에 필요한 유압을 보조적으로 공급할 수 있도록 하고, 전동식 오일펌프(EOP)는 기본적으로는 상기 1:1클러치(1:1/C)와 오버드라이브클러치(OD/C)를 제어하기 위한 유량을 형성하도록 구성된 것이다.
상기 기계식 오일펌프(MOP)는 변속기 출력축(OUT)에 연동하도록 설치되므로, 차량이 주행중인 상황에서는 상기 기계식 오일펌프(MOP)에 의해 기본적으로 윤활라인(1)에 공급할 오일의 펌핑이 이루어지게 되고, 정차시와 같이 기계식 오일펌프(MOP)가 기능할 수 없는 상황이나, 주행시라도 기계식 오일펌프(MOP)의 펌핑량만으로는 충분한 윤활유량의 확보가 곤란한 상황에서는 컨트롤러가 상기 윤활라인(1)에 설치된 오일압센서(9)를 통해 그 상황을 인식한 후 상기 전동식 오일펌프(EOP)를 추가로 구동하도록 하는 것이다.
상기 기계식 오일펌프(MOP)의 오일 흡입측과 토출측 사이에는 기계식 오일펌프(MOP)를 우회하는 우회유압라인(7)이 구비되며, 상기 우회유압라인(7)에는 상기 토출측으로부터 흡입측을 향한 오일흐름을 차단하는 체3체크밸브(CK3)가 구비된다.
즉, 상기 기계식 오일펌프(MOP)는 변속기 출력축(OUT)에 연동되도록 구성되어 있으므로, 상기 제3체크밸브는 차량의 전진시에는 상기 우회유압라인(7)을 차단하고 있다가, 차량의 후진시에 기계식 오일펌프(MOP)의 역구동이 일어나는 경우, 오일을 순환시킬 수 있도록 하는 역할을 하는 것이다.
또한, 본 실시예의 유압회로는 상기 라인압을 입력받아 2차적으로 라인압을 감압시키도록 구성된 리듀싱밸브(RDV)와; 상기 리듀싱밸브(RDV)에서 감압된 압력을 제공받아 상기 레귤레이터밸브(RGV)를 제어하는 제어압을 형성하도록 구비된 라인솔레노이드밸브(LNSOL)를 더 포함하여 구성된다.
상기 라인솔레노이드밸브(LNSOL)는 비례제어 솔레노이드 밸브인 VFS(Variable Force Solenoid)로 구성되어, 상기 레귤레이터밸브(RGV)를 제어하는 제어압을 선형적으로 제어하도록 되어 있다.
즉, 상기 라인솔레노이드밸브(LNSOL)를 제어함에 의해 상기 레귤레이터밸브(RGV)에서 형성되는 라인압을 가변시킬 수 있는 바, 차량의 주행상태에 따라 라인압을 가변시킴으로써, 전동식 오일펌프(EOP)를 가급적 적게 구동하여 연비 향상에 기여할 수 있도록 하면서도, 윤활이 더 요구되는 상황에서는 윤활라인(1)으로 더 많은 유량을 공급할 수 있도록 라인압을 제어할 수 있도록 한 것이다.
한편, 상기 레귤레이터밸브(RGV)로부터 상기 리듀싱밸브(RDV) 및 매뉴얼밸브(MV)로 공급되는 라인압은 제2릴리프밸브(RFV2)에 의해 최대압이 제한되도록 되어 있고, 상기 매뉴얼밸브(MV)는 D레인지 상태에서만 상기 라인압을 상기 변속제어부(3)에 공급하도록 구성된다.
따라서, 변속레버의 오조작에 의해 D레인지 이외의 상태에서는 1:1클러치(1:1/C)나 오버드라이브클러치(OD/C) 쪽으로 유압이 공급되는 것을 방지하도록 하는 페일세이프 기능이 구현되는 것이다.
상기 변속제어부(3)는 1:1클러치(1:1/C) 및 오버드라이브클러치(OD/C)와; 상기 매뉴얼밸브(MV)로부터 제공되는 라인압을 제어하여 상기 1:1클러치(1:1/C)를 제어하는 제어압을 형성하도록 구성된 1:1솔레노이드밸브(1:1SOL)와; 상기 매뉴얼밸브(MV)로부터 제공되는 라인압을 제어하여 상기 오버드라이브클러치(OD/C)를 제어하는 제어압을 형성하도록 구성된 OD솔레노이드밸브(ODSOL)를 포함하여 구성된다.
상기 변속제어부(3)는 상기 1:1솔레노이드밸브(1:1SOL)로부터 상기 1:1클러치(1:1/C)로 제어압이 공급될 때에는 상기 OD솔레노이드밸브(ODSOL)로부터 상기 오버드라이브클러치(OD/C)로 공급되는 제어압의 유로를 차단하도록 설치된 세이프티밸브(FSV)를 더 포함하여 구성된다.
상기 1:1솔레노이드밸브(1:1SOL)는 전원 차단시 상기 1:1클러치(1:1/C)로 향하는 유로를 개방하는 노멀리 하이 타입(Normally high type)으로 구성되고, 상기 OD솔레노이드밸브(ODSOL)는 전원 차단시 상기 오버드라이브클러치(OD/C)로 향하는 유로를 차단하는 노멀리 로우 타입(Normally low type)으로 구성된다.
즉, 상기 1:1클러치(1:1/C)와 오버드라이브클러치(OD/C)는 동시에 체결되는 경우가 발생하면 안되므로, 불의의 상황에서 상기 1:1솔레노이드와 OD솔레노이드에 모두 전기가 차단되는 상황이 되면, 1:1클러치(1:1/C)로는 상기 1:1솔레노이드밸브(1:1SOL)를 통해 오일이 공급되지만, OD솔레노이드밸브(ODSOL)를 통해서는 오일이 오버드라이브클러치(OD/C)로 공급되지 못하도록 하는 것이며, 만약 OD솔레노이드밸브(ODSOL)가 고장으로 전원 차단에도 불구하고 유로를 개방하여 오버드라이브클러치(OD/C)를 향해 오일을 공급하는 상황이 되더라도, 상기 세이프티밸브(FSV)가 유로를 차단하여 오버드라이브클러치(OD/C)의 체결을 방지할 수 있도록 하여 2중의 안전대책을 제공하는 것이다.
상기한 바와 같이 구성된 변속기 유압회로를 제어하는 방법은, 도 3에 도시된 바와 같이, 차속이 소정의 기준차속 이상인지를 판단하는 차속판단단계(S10)와; 제1모터제너레이터(MG1) 또는 제2모터제너레이터(MG2)의 온도가 소정의 제1기준온도 미만인지를 판단하는 제1온도판단단계(S20)와; 차량이 EV모드에 진입하는지의 여부를 판단하는 EV진입판단단계(S30)와; 상기 차속판단단계(S10), 제1온도판단단계(S20) 및 EV진입판단단계(S30) 수행결과, 차량이 기준차속 미만이고, 제1모터제너레이터(MG1) 또는 제2모터제너레이터(MG2)의 온도가 상기 제1기준온도 이상이며, EV모드에 진입하지 않는 경우, 상기 전동식 오일펌프(EOP)를 구동하는 제1EOP구동단계(S40)와; 상기 차속판단단계(S10), 제1온도판단단계(S20) 및 EV진입판단단계(S30) 수행결과, 차속이 기준차속 이상이거나, 제1모터제너레이터(MG1) 또는 제2모터제너레이터(MG2)의 온도가 제1기준온도 미만이거나, EV모드에 진입하는 경우, 상기 전동식 오일펌프(EOP)의 작동을 해제하는 제1EOP해제단계(S50)를 포함하여 구성된다.
여기서, 상기 기준차속은 일 예로 5Kph로 설정되어 있어서, 상기 차속판단단계(S10)에서는 실질적인 차량 정차 상태를 확인할 수 있다.
즉, 차량이 상기 기준차속 미만이어서 정차한 상태라고 판단되는 상황에서는 모터제너레이터들의 온도 및 EV모드 진입 여부에 따라 상기 전동식 오일펌프(EOP)의 구동을 해제할지를 결정하는 것으로서, 정차상태에서는 기계식 오일펌프(MOP)가 정지하므로, 기본적으로 전동식 오일펌프(EOP)를 구동하여 윤활라인(1)에 오일을 공급하지만, 모터제너레이터들의 온도가 상기 제1기준온도보다 낮거나 EV모드에 진입하여 기계식 오일펌프(MOP)의 펌핑이 기대되는 상황이면, 전동식 오일펌프(EOP)의 작동을 해제하여, 연비를 향상시키도록 하는 것이다.
따라서, 상기 제1기준온도는 모터제너레이터들의 냉각에 큰 문제가 없을 것으로 판단할 수 있는 정도의 온도로서, 실험 및 해석에 의해 설계적으로 결정될 수 있을 것이다.
또한, 본 발명 하이브리드 차량의 변속기 유압회로 제어방법은, 도 4에 예시된 바와 같이, 차량의 주행중에는 상기 윤활라인(1)의 윤활압을 측정하는 윤활압검출단계(S110)와; 상기 검출된 윤활압을 기준압력과 비교하는 윤활압비교단계(S120)와; 상기 윤활압비교단계(S120) 수행결과, 상기 윤활압이 상기 기준압력 이상이면, 전동식 오일펌프(EOP)를 오프시키는 제2EOP해제단계(S130)와; 상기 윤활압비교단계(S120) 수행결과, 상기 윤활압이 상기 기준압력 미만이면, HEV진입 여부를 판단하는 HEV판단단계(S140)와; HEV판단단계(S140) 수행결과, HEV모드로 주행중이 아니면, HEV모드로의 진입을 제한하는 HEV진입제한단계(S150)와; HEV판단단계(S140) 수행결과, HEV모드로 주행중이면, EV모드나 시리즈모드로 주행모드를 전환하도록 하는 강제모드전환단계(S160)와; 상기 HEV진입제한단계(S150) 또는 강제모드전환단계(S160)가 수행되면, 전동식 오일펌프(EOP)를 구동하는 제2EOP구동단계(S170)를 포함하여 구성된다.
또한, 본 실시예에서 상기 강제모드전환단계(S160) 직전에는 OD솔레노이드밸브(ODSOL)와 1:1솔레노이드밸브(1:1SOL)로 오버드라이브클러치(OD/C)와 1:1클러치(1:1/C)로 공급되는 제어압을 제한하도록 하는 듀티제한단계(S155)를 더 포함하여 구성된다.
즉, 컨트롤러가 상기 윤활압센서에 의해 윤활라인(1)의 압력을 검출하여 상기 기준압력과 비교하여, 윤활라인(1)의 압력이 부족한 것으로 판단하면, HEV모드로의 진입을 차단함과 아울러 이미 HEV모드에 진입된 상태이면 EV모드나 시리즈 모드로 강제로 전환하도록 하고, 전동식 오일펌프(EOP)를 구동하여 부족한 윤활압을 보충할 수 있도록 하는 것이다.
따라서, 상기 기준압력은 그 취지에 맞게 긴급히 차량의 구동모드를 제한하면서까지 윤활유량의 증대가 필요한 상황을 판단할 수 있는 수준으로, 다수의 실험 및 해석에 의해 설계적으로 결정될 수 있을 것이다.
또한, 도 4에는 추가로 제1모터제너레이터(MG1) 및 제2모터제너레이터(MG2)의 온도를 검출하는 제1온도검출단계(S210)와; 상기 제1온도검출단계(S210)에서 검출된 온도가 소정의 제2기준온도 이상인지 판단하는 제2온도판단단계(S220)와; 상기 제2온도판단단계(S220) 수행결과, 상기 제1모터제너레이터(MG1) 및 제2모터제너레이터(MG2)의 온도가 상기 제2기준온도 이상이면, 전동식 오일펌프(EOP)를 상기 제2EOP구동단계(S170)보다 더 빠른 속도로 구동하는 제3EOP구동단계(S230)가 더 포함되어 있다.
즉, 모터제너레이터들의 온도를 검출하여, 이들의 온도가 제2기준온도보다 높다고 판단되면, 전동식 오일펌프(EOP)를 높은 회전수로 구동하여 신속히 모터제너레이터들의 냉각을 도모하도록 하는 것이다.
상기 모터제너레이터들의 온도에 따른 제어는 도 4에 도시된 것처럼, 상기 윤활라인(1)의 윤활압력 상황에 따른 제어방법의 수행 중에 함께 수행하도록 할 수도 있고, 독자적으로 또는 상기 윤활압력 상황에 따른 제어와 교번하여 수행하도록 할 수도 있을 것이다.
따라서, 상기 제2기준온도는 상기 취지에 맞게, 전동식 오일펌프(EOP)를 높은 회전수로 구동하여 신속한 냉각의 도모가 필요한 상황을 대표하는 온도로, 다수의 실험 및 해석에 의해 설계적으로 결정되는 것이 바람직할 것이다.
또한, 본 발명 하이브리드 차량의 변속기 유압회로 제어방법은, 도 5에 도시된 바와 같이, 차량의 주행 시 전동식 오일펌프(EOP)의 고장 여부를 판단하는 고장판단단계(S310)와; 전동식 오일펌프(EOP)의 고장으로 판단되면, 라인압을 최소 라인압으로 설정함과 아울러 HEV모드 및 엔진모드로의 진입을 금지하는 모드제한단계(S320)와; 상기 모드제한단계(S320) 이후 제1모터제너레이터(MG1) 및 제2모터제너레이터(MG2)의 온도를 검출하는 제2온도검출단계(S330)와; 상기 제2온도검출단계(S330)에서 검출된 온도가 소정의 제3기준온도 이상인지 판단하는 제3온도판단단계(S340)와; 상기 제3온도판단단계(S340) 수행결과, 검출된 온도가 상기 제3기준온도 이상인 경우, 상기 제1모터제너레이터(MG1) 및 제2모터제너레이터(MG2)의 속도를 제한하는 모터속도제한단계(S350)를 포함하여 구성된다.
즉, 전동식 오일펌프(EOP)가 고장난 것으로 판단되는 경우에는, 1:1클러치(1:1/C)나 오버드라이브클러치(OD/C)의 제어가 불가능하므로, HEV모드 또는 엔진모드로의 진입을 금지하도록 하는 것이며, 이에 더하여 상기 모터제너레이터들의 온도가 상기 제3기준온도 이상이면, 모터제너레이터들의 속도를 제한하여 그 내구성 저하 또는 소손을 방지하도록 하는 것이다.
따라서, 상기 제3기준온도는 상기 취지에 맞도록 전동식 오일펌프(EOP)에 의해 보조 유활유량의 공급이 불가능함을 전제로 모터제너레이터들의 내구성 저하나 소손의 염려가 방지되는 수준으로 다수의 실험 및 해석에 의해 설계적으로 결정되는 값이다.
참고로, 상기 제1기준온도 내지 제3기준온도는 모드 서로 다른 값으로 설정될 수 있음은 물론, 서로 같은 값으로 설정될 수도 있을 것이다.
본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
1; 윤활라인
3; 변속제어부
5; 윤활연결라인
7; 우회유압라인
9; 오일압센서
IN; 입력축
MG1; 제1모터제너레이터
MG2; 제2모터제너레이터
PG1; 제1유성기어장치
PG2; 제2유성기어장치
OUT; 출력축
1:1/C; 1:1클러치
OD/C; 오버드라이브클러치
MOP; 기계식 오일펌프
EOP; 전동식 오일펌프
RGV; 레귤레이터밸브
MV; 매뉴얼밸브
RFV1; 제1릴리프밸브
RFV2; 제2릴리프밸브
CK1; 제1체크밸브
CK2; 제2체크밸브
CK3; 체3체크밸브
RDV; 리듀싱밸브
LNSOL; 라인솔레노이드밸브
1:1SOL; 1:1솔레노이드밸브
ODSOL; OD솔레노이드밸브
FSV; 세이프티밸브
S10; 차속판단단계
S20; 제1온도판단단계
S30; EV진입판단단계
S40; 제1EOP구동단계
S50; 제1EOP해제단계
S110; 윤활압검출단계
S130; 제2EOP해제단계
S120; 윤활압비교단계
S140; HEV판단단계
S150; HEV진입제한단계
S160; 강제모드전환단계
S170; 제2EOP구동단계
S155; 듀티제한단계
S210; 제1온도검출단계
S220; 제2온도판단단계
S230; 제3EOP구동단계
S310; 고장판단단계
S320; 모드제한단계
S330; 제2온도검출단계
S340; 제3온도판단단계
S350; 모터속도제한단계

Claims (15)

  1. 기계식 오일펌프(MOP)와;
    상기 기계식 오일펌프(MOP)와는 독립적으로 구비된 전동식 오일펌프(EOP)와;
    상기 기계식 오일펌프(MOP)로부터의 오일을 제1모터제너레이터(MG1), 제2모터제너레이터(MG2) 및 변속기윤활계통으로 공급하도록 형성된 윤활라인(1)과;
    상기 전동식 오일펌프(EOP)로부터의 오일압을 조절하여 라인압을 형성하도록 설치된 레귤레이터밸브(RGV)와;
    상기 레귤레이터밸브
    (RGV)로부터 조절된 라인압으로 변속요소를 제어하도록 구비된 변속제어부(3)와;
    운전자의 조작을 받아 상기 레귤레이터밸브(RGV)로부터의 라인압을 상기 변속제어부(3)로 전달하는 상태를 전환할 수 있도록 설치된 매뉴얼밸브(MV);
    를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 변속기 유압회로.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 윤활라인(1)에는 윤활라인(1)의 오일압을 제한하는 제1릴리프밸브(RFV1)가 구비되고;
    상기 레귤레이터밸브(RGV)의 토출압을 상기 윤활라인(1)에 연결하는 윤활연결라인(5)이 구비되며;
    상기 윤활연결라인(5)이 윤활라인(1)에 연결된 곳으로부터 상기 제1릴리프밸브(RFV1)가 연결된 곳으로의 오일흐름을 차단하도록 제1체크밸브(CK1)가 설치되고;
    상기 윤활연결라인(5)에는 상기 윤활라인(1)으로부터 상기 레귤레이터밸브(RGV)를 향하는 오일흐름을 차단하도록 제2체크밸브(CK2)가 설치된 것
    을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 변속기 유압회로.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 기계식 오일펌프(MOP)는 변속기 출력축(OUT)에 연동하도록 설치되고;
    상기 기계식 오일펌프(MOP)의 오일 흡입측과 토출측 사이에는 기계식 오일펌프(MOP)를 우회하는 우회유압라인(7)이 구비되며;
    상기 우회유압라인(7)에는 상기 토출측으로부터 흡입측을 향한 오일흐름을 차단하는 체3체크밸브(CK3)가 구비된 것
    을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 변속기 유압회로.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 라인압을 입력받아 2차적으로 라인압을 감압시키도록 구성된 리듀싱밸브(RDV)와;
    상기 리듀싱밸브(RDV)에서 감압된 압력을 제공받아 상기 레귤레이터밸브(RGV)를 제어하는 제어압을 형성하도록 구비된 라인솔레노이드밸브(LNSOL);
    를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 변속기 유압회로.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 라인솔레노이드밸브(LNSOL)는 비례제어 솔레노이드 밸브인 VFS(Variable Force Solenoid)로 구성되어, 상기 레귤레이터밸브(RGV)를 제어하는 제어압을 선형적으로 제어하도록 된 것
    을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 변속기 유압회로.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 매뉴얼밸브(MV)는 D레인지 상태에서만 상기 라인압을 상기 변속제어부(3)에 공급하도록 구성된 것
    을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 변속기 유압회로.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 변속제어부(3)는
    1:1클러치(1:1/C) 및 오버드라이브클러치(OD/C)와;
    상기 매뉴얼밸브(MV)로부터 제공되는 라인압을 제어하여 상기 1:1클러치(1:1/C)를 제어하는 제어압을 형성하도록 구성된 1:1솔레노이드밸브(1:1SOL)와;
    상기 매뉴얼밸브(MV)로부터 제공되는 라인압을 제어하여 상기 오버드라이브클러치(OD/C)를 제어하는 제어압을 형성하도록 구성된 OD솔레노이드밸브(ODSOL);
    를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 변속기 유압회로.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 1:1솔레노이드밸브(1:1SOL)로부터 상기 1:1클러치(1:1/C)로 제어압이 공급될 때에는 상기 OD솔레노이드밸브(ODSOL)로부터 상기 오버드라이브클러치(OD/C)로 공급되는 제어압의 유로를 차단하도록 설치된 세이프티밸브(FSV);
    를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 변속기 유압회로.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 1:1솔레노이드밸브(1:1SOL)는 전원 차단시 상기 1:1클러치(1:1/C)로 향하는 유로를 개방하는 노멀리 하이 타입으로 구성되고;
    상기 OD솔레노이드밸브(ODSOL)는 전원 차단시 상기 오버드라이브클러치(OD/C)로 향하는 유로를 차단하는 노멀리 로우 타입으로 구성된 것
    을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 변속기 유압회로.
  10. 청구항 1 내지 9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 하이브리드 차량의 변속기는
    엔진에 연결되는 입력축(IN)과;
    제1모터제너레이터(MG1) 및 제2모터제너레이터(MG2)와;
    상기 입력축(IN)에 캐리어(C)가 연결되고, 선기어(S)가 고정되며, 링기어(R)가 상기 제1모터제너레이터(MG1)에 연결된 제1유성기어장치와;
    링기어(R)가 고정되고, 선기어(S)가 상기 제2모터제너레이터(MG2)에 연결되며, 캐리어(C)가 상기 제1유성기어장치(PG1)의 캐리어(C) 및 링기어(R)와 연결 가능하도록 형성된 제2유성기어장치(PG2)와;
    상기 제2유성기어장치(PG2)의 캐리어(C)와 외접기어로 치합되는 출력축(OUT)과;
    상기 제1유성기어장치(PG1)의 캐리어(C)를 상기 제2유성기어장치(PG2)의 캐리어(C)에 연결하거나 차단할 수 있도록 설치된 1:1클러치(1:1/C)와;
    상기 제1유성기어장치(PG1)의 링기어(R)를 상기 제2유성기어장치(PG2)의 캐리어(C)에 연결하거나 차단할 수 있도록 설치된 오버드라이브클러치(OD/C);
    를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 변속기 유압회로.
  11. 청구항 10의 변속기 유압회로를 제어하는 방법에 있어서,
    차속이 소정의 기준차속 이상인지를 판단하는 차속판단단계와;
    제1모터제너레이터(MG1) 또는 제2모터제너레이터(MG2)의 온도가 소정의 제1기준온도 미만인지를 판단하는 제1온도판단단계(S20)와;
    차량이 EV모드에 진입하는지의 여부를 판단하는 EV진입판단단계(S30)와;
    상기 차속판단단계(S10), 제1온도판단단계(S20) 및 EV진입판단단계(S30) 수행결과, 차량이 기준차속 미만이고, 제1모터제너레이터(MG1) 또는 제2모터제너레이터(MG2)의 온도가 상기 제1기준온도 이상이며, EV모드에 진입하지 않는 경우, 상기 전동식 오일펌프(EOP)를 구동하는 제1EOP구동단계(S40)와;
    상기 차속판단단계(S10), 제1온도판단단계(S20) 및 EV진입판단단계(S30) 수행결과, 차속이 기준차속 이상이거나, 제1모터제너레이터(MG1) 또는 제2모터제너레이터(MG2)의 온도가 제1기준온도 미만이거나, EV모드에 진입하는 경우, 상기 전동식 오일펌프(EOP)의 작동을 해제하는 제1EOP해제단계(S50);
    를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 변속기 유압회로 제어방법.
  12. 청구항 10의 변속기 유압회로를 제어하는 방법에 있어서,
    차량의 주행중에는 상기 윤활라인(1)의 윤활압을 측정하는 윤활압검출단계(S110)와;
    상기 검출된 윤활압을 기준압력과 비교하는 윤활압비교단계(S120)와;
    상기 윤활압비교단계(S120) 수행결과, 상기 윤활압이 상기 기준압력 이상이면, 전동식 오일펌프(EOP)를 오프시키는 제2EOP해제단계(S130)와;
    상기 윤활압비교단계(S120) 수행결과, 상기 윤활압이 상기 기준압력 미만이면, HEV진입 여부를 판단하는 HEV판단단계(S140)와;
    HEV판단단계(S140) 수행결과, HEV모드로 주행중이 아니면, HEV모드로의 진입을 제한하는 HEV진입제한단계와;
    HEV판단단계(S140) 수행결과, HEV모드로 주행중이면, EV모드나 시리즈모드로 주행모드를 전환하도록 하는 강제모드전환단계(S160)와;
    상기 HEV진입제한단계(S150) 또는 강제모드전환단계(S160)가 수행되면, 전동식 오일펌프(EOP)를 구동하는 제2EOP구동단계(S170);
    를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 변속기 유압회로 제어방법.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 강제모드전환단계(S160) 직전에는 OD솔레노이드밸브(ODSOL)와 1:1솔레노이드밸브(1:1SOL)로 오버드라이브클러치(OD/C)와 1:1클러치(1:1/C)로 공급되는 제어압을 제한하도록 하는 듀티제한단계(S155)를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 변속기 유압회로 제어방법.
  14. 청구항 12에 있어서,
    제1모터제너레이터(MG1) 및 제2모터제너레이터(MG2)의 온도를 검출하는 제1온도검출단계(S210)와;
    상기 제1온도검출단계(S210)에서 검출된 온도가 소정의 제2기준온도 이상인지 판단하는 제2온도판단단계(S220)와;
    상기 제2온도판단단계(S220) 수행결과, 상기 제1모터제너레이터(MG1) 및 제2모터제너레이터(MG2)의 온도가 상기 제2기준온도 이상이면, 전동식 오일펌프(EOP)를 상기 제2EOP구동단계(S170)보다 더 빠른 속도로 구동하는 제3EOP구동단계(S230);
    를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 변속기 유압회로 제어방법.
  15. 청구항 10의 변속기 유압회로를 제어하는 방법에 있어서,
    차량의 주행 시 전동식 오일펌프(EOP)의 고장 여부를 판단하는 고장판단단계(S310)와;
    전동식 오일펌프(EOP)의 고장으로 판단되면, 라인압을 최소 라인압으로 설정함과 아울러 HEV모드 및 엔진모드로의 진입을 금지하는 모드제한단계(S320)와;
    상기 모드제한단계(S320) 이후 제1모터제너레이터(MG1) 및 제2모터제너레이터(MG2)의 온도를 검출하는 제2온도검출단계(S330)와;
    상기 제2온도검출단계(S330)에서 검출된 온도가 소정의 제3기준온도 이상인지 판단하는 제3온도판단단계(S340)와;
    상기 제3온도판단단계(S340) 수행결과, 검출된 온도가 상기 제3기준온도 이상인 경우, 상기 제1모터제너레이터(MG1) 및 제2모터제너레이터(MG2)의 속도를 제한하는 모터속도제한단계(S350);
    를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 변속기 유압회로 제어방법.
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