KR20180107796A - 오일펌프 고장 시 차량제어방법 - Google Patents

오일펌프 고장 시 차량제어방법 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 오일펌프 고장 시 차량제어방법은 제어부가 EOP의 실제RPM과, EOP의 목표RPM에 따라 설정된 제1설정값을 비교하는 제1비교단계; 상기 제1비교단계 수행결과, 실제RPM이 제1설정값 이하일 경우, 상기 제어부가 EOP를 최대출력으로 구동하는 EOP최대구동단계; 상기 EOP최대구동단계 이후, 상기 제어부가 EOP의 실제RPM을 제2설정값과 비교하는 제2비교단계; 및 상기 제2비교단계 수행결과, 실제RPM이 제2설정값보다 클 경우, 상기 제어부가 모터를 이용하여 차량을 크립주행하는 크립주행단계;를 포함할 수 있다.

Description

오일펌프 고장 시 차량제어방법 {Vehicle control method in case of oil pump failure}
본 발명은 차량에서 OPU 고장이 발생할 경우, 림프홈 주행이 가능하도록 마련하여 차량의 주행성능 및 고객의 안전성을 확보하는 차량제어방법에 관한 것이다.
일반적으로 하이브리드 차량은 동력원으로 엔진과 배터리로 동작되는 모터가 적용되며, 주행 상황에 따라 두 동력원이 각각의 특성을 발휘할 수 있는 영역에서 작동되어 연비가 가장 높게 운전되도록 제어되는 것을 특징으로 한다.
그리고 감속시 운동 에너지를 전기 에너지로 회수함으로써 기존 가솔린 엔진에 비해 연비 향상을 이룰 수 있으며 시내구간에서 엔진 시동을 오프한 상태로 주행할 수 있어 환경차량으로 사용된다.
하이브리드 차량에는 차량의 전반적인 동작을 제어하는 상위 제어기인 HCU(Hybrid Control Unit)이 장착되고, 시스템을 구성하는 각각의 장치별로 제어기가 장착되며 상위 제어기인 HCU를 중심으로 네트워크를 통해 연결되어 상호간에 정보를 주고받아 협조 제어를 실행한다.
하이브리드 차량은 원가 절감과 변속기에 전달되는 토크의 손실을 최소화하기 위하여 토크 컨버터 대신에 엔진과 모터의 사이에 엔진의 출력 토크를 연결하는 엔진 클러치가 장착되며, 엔진 클러치와 변속기의 동작에 필요한 유압을 공급하는 전동식 오일펌프(EOP:Electric Oil Pump)가 구비된다.
전동식 오일펌프(EOP)는 자동변속기 내에 구비되는 기계식 오일펌프(MOP: Mechanical Oil Pump)와 연동되어 동작에 필요한 유압을 공급하며, 네트워크로 연결되는 HCU와 OPU(Oil Pump Unit)의 상호 연동에 따라 제어된다.
예를 들어, HCU가 차량의 상태와 운전자의 요구, TCU(Transmission Control Unit)에서 제공되는 변속단의 정보에 따라 오일펌프의 목표 회전수를 결정하여 OPU에 제공하면 OPU는 HCU에서 제공되는 정보에 따라 전동식 오일펌프에 공급되는 전류량을 제어하여 목표 회전수로 작동시킴으로써, 엔진 클러치 및 변속기의 작동에 필요한 유압을 공급한다.
이때, HCU와 OPU는 네트워크를 통해 오일펌프의 목표 회전수 및 실제 회전수, 펌프의 운전상태, 이상 여부(정상 혹은 고장) 등의 정보를 상호 교환한다.
한편, 기계식 오일펌프(MOP)는 엔진 및 모터의 구동력에 의해 작동하기 때문에, 자동차의 주행을 방해하는 요소로서 작용하였다. 이는 곧 연비의 하락을 불러오기 때문에, 최근에는 연비 향상을 위해 차량에 기계식 오일펌프(MOP)를 제거하고 전동식 오일펌프(EOP)만으로 유압을 형성시킴으로써 연비 향상을 시도하는 경우도 증가하고 있다.
하지만, EOP가 단독으로 적용될 경우, 여분으로 유압을 형성할 수 있는 장치가 없어지기 때문에, 변속기의 내구나 기능 구현에 직접적인 연관이 있는 OPU의 성능을 지속적으로 측정하고 이상이 있을 경우에는 차량을 올바르게 제어하는 기능들이 요구되어진다.
상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.
KR 10-2011-0059694 A
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로 차량에서 OPU 고장이 감지될 경우, EOP의 실제RPM을 기반으로 차량 크립주행이 가능한지 판정하고, 모터로 크립주행을 실시함으로써 최대한 차량을 주행가능하게 하여 주행성능 및 안전성을 향상시키는 오일펌프 고장 시 차량제어방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 오일펌프 고장 시 차량제어방법은 제어부가 EOP의 실제RPM과, EOP의 목표RPM에 따라 설정된 제1설정값을 비교하는 제1비교단계; 상기 제1비교단계 수행결과, 실제RPM이 제1설정값 이하일 경우, 상기 제어부가 EOP를 최대출력으로 구동하는 EOP최대구동단계; 상기 EOP최대구동단계 이후, 상기 제어부가 EOP의 실제RPM을 제2설정값과 비교하는 제2비교단계; 및 상기 제2비교단계 수행결과, 실제RPM이 제2설정값보다 클 경우, 상기 제어부가 모터를 이용하여 차량을 크립주행하는 크립주행단계;를 포함할 수 있다.
상기 제1설정값은 EOP의 목표RPM보다 작은 값으로 설정되는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 제2설정값은 차량이 1단 또는 2단으로 모터크립주행이 가능한 EOP RPM값으로 설정되는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 크립주행단계에서, 상기 제어부는 차량이 1단 또는 2단일 경우에만 모터로 크립주행을 실시하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 제2비교단계 수행결과, 실제RPM이 제2설정값보다 클 경우, 상기 제어부가 차속이 설정차속에 도달할 때까지 엔진시동을 오프(OFF)하고, 모터토크 발생을 제한하는 토크전달제한단계;를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 토크전달제한단계 이후, 상기 크립주행단계를 실시하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 설정차속은 차량이 1단 또는 2단일 경우의 차속영역 내에 포함된 값으로 설정된 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 토크전달제한단계 이후, 상기 제어부가 엔진시동을 온(ON)하고, 엔진클러치를 오픈(OPEN)하여 모터 충전을 실시하는 모터충전단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 제2비교단계 수행결과, 실제RPM이 제2설정값 이하일 경우, 상기 제어부가 차량을 셧-다운(Shut Down) 제어하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상술한 바와 같은 구조로 이루어진 오일펌프 고장 시 차량제어방법에 따르면 OPU 성능 이상이 감지되더라도 차량성능이 뒷받침된다면 최대한 차량 주행을 보장함으로써 주행성능 및 고객의 안전성을 확보할 수 있다.
또한, 모터 크립주행을 실시하는 동안, 엔진을 통한 모터 충전을 실시하는바, 메인배터리가 방전되는 상황을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 EOP만이 설치된 차량의 간략도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 오일펌프 고장 시 차량제어방법을 도시한 순서도이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 오일펌프 고장 시 차량제어방법에 대하여 살펴본다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 EOP만이 설치된 차량의 간략도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 오일펌프 고장 시 차량제어방법을 도시한 순서도이다.
도 1 내지 도 2를 참조하면, 오일펌프 고장 시 차량제어방법은 제어부가 EOP(10)의 실제RPM과, EOP(10)의 목표RPM에 따라 설정된 제1설정값을 비교하는 제1비교단계(S100); 상기 제1비교단계(S100) 수행결과, 실제RPM이 제1설정값 이하일 경우, 상기 제어부가 EOP(10)를 최대출력으로 구동하는 EOP최대구동단계(S110); 상기 EOP최대구동단계(S110) 이후, 상기 제어부가 EOP(10)의 실제RPM을 제2설정값과 비교하는 제2비교단계(S120); 및 상기 제2비교단계(S120) 수행결과, 실제RPM이 제2설정값보다 클 경우, 상기 제어부가 모터(2)를 이용하여 차량을 크립주행하는 크립주행단계(S140);를 포함할 수 있다.
즉, 운전자의 조작에 따라 차량이 주행될 때, 도 2와 같이 제어부는 OPU(Oil Pump Unit)에 전동식 오일펌프(EOP:Electric Oil Pump)를 목표RPM으로 구동명령하는 신호를 출력함으로써, 엔진과 변속기 등의 차량 부품들에 냉각 및 윤활을 위한 오일을 펌핑하는 제어를 실시한다. 여기서, 제어부는 TCU(Transmission Control Unit)일 수 있다.
특히, 본 발명의 하이브리드 차량에는 EOP(10)가 단독으로 적용되도록 마련되는바, 차량의 유압형성을 보조할 수 있는 수단이 없어 EOP(10)의 성능 이상을 감지하는 것이 매우 중요하다.
이에 따라, EOP(10)의 고장상황을 진단하기 위해 제어부는 일차적으로 EOP(10)의 실제RPM이 제1설정값 이하인지 비교한다(S100). 여기서, 제1설정값은 EOP(10)의 목표RPM에 따라 가변된다.
구체적으로, 제1설정값은 EOP(10)의 목표RPM보다 작은 값으로 설정될 수 있다. 예를 들어, 제1설정값이 목표RPM의 50%에 해당하는 값으로 설정된다고 가정하면, 목표RPM이 1500RPM일 때 제1설정값은 750RPM으로 설정될 것이다. 이는 이해를 돕기 위한 일 실시예일 뿐, 제1설정값이 목표RPM에 따라 설정되는 비율은 설계자가 가변하여 설정할 수 있는 것이기 때문에 특정값으로 한정되어서는 안될 것이다.
즉, 제어부는 EOP(10)를 목표로 하는 성능인 목표RPM으로 구동명령할 때, EOP(10)의 고장으로 인해 실제RPM이 목표RPM을 충분히 추종하지 못하는 상황을 감지함으로써, EOP(10)의 고장상황을 분별하는 것을 특징으로 한다.
만약, 제1비교단계(S100) 수행결과, 목표RPM이 제1설정값 이하일 경우라면 제어부는 EOP(10)가 고장상황이라 판단하여 EOP(10)가 크립주행을 실시할 수 있을 정도의 유압 확보가 가능한지 확인하기 위해, EOP(10)를 최대출력으로 구동시킨 다음(S110), EOP(10)의 실제RPM을 제2설정값과 비교한다(S120).
여기서, 제2설정값은 차량이 1단 또는 2단으로 모터크립주행이 가능한 EOP RPM값으로 설정된 것을 특징으로 할 수 있다.
즉, 제어부는 EOP(10)의 최대로 구동가능한 회전수가, 차량이 1단 또는 2단으로 주행될 경우 유압 형성이 가능한 정도의 회전수인지를 확인함으로써, 1단 또는 2단 모터크립주행이 실시되는 림프-홈(Limp-home) 주행모드에서 충분한 유압이 형성되지 않아 변속기 고장이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
따라서, 상기 제2비교단계(S120) 수행결과, 실제RPM이 제2설정값 이하일 경우, 상기 제어부가 차량을 셧-다운(Shut Down) 제어하는 것이 바람직하다.
만약, 제2비교단계(S120) 수행결과, 실제RPM이 제2설정값보다 클 경우, 상기 제어부가 모터(2)를 이용하여 차량을 크립주행할 수 있다(S140).
즉, 본 발명은 EOP(10)가 성능이 충분히 발휘되지 않는 고장상황이면, EOP(10)의 최대 구현가능한 RPM값을 확인하고, 이를 차량을 1단 또는 2단으로 모터크립주행이 가능한 정도인지 확인하여, 가능하다면 모터크립주행을 실시하도록 마련된다.
따라서, 주행 중 차량이 셧-다운되어 2차적인 사고가 발생하는 것을 방지하고, 림프-홈(Limp-Home) 주행을 통해 운전자의 주행성능 및 차량 안전성을 보장할 수 있다.
이때, 크립주행단계(S140)에서, 상기 제어부는 차량이 1단 또는 2단일 경우에만 모터(2)로 크립주행을 실시할 수 있다.
통상적으로 차량이 1단 또는 2단보다 큰 변속단에서 주행되면, 변속기나 엔진에는 많은 양의 오일이 요구된다. 따라서, EOP(10)의 성능이 저하된 상태에서 고속변속단으로 차량을 주행시키면 변속기가 과열되거나 고장이 발생할 가능성이 높기 때문에 1단 또는 2단일 경우에만 모터(2) 크립주행을 실시하는 것이 바람직하다.
한편, 본 발명은 상기 제2비교단계(S120) 수행결과, 실제RPM이 제2설정값보다 클 경우, 상기 제어부가 차속이 설정차속에 도달할 때까지 엔진시동을 오프(OFF)하고, 모터토크 발생을 제한하는 토크전달제한단계(S130);를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 토크전달제한단계(S130) 이후, 상기 크립주행단계(S140)를 실시할 수 있다.
즉, 제어부는 제2비교단계(S120)를 통해 EOP(10)가 정상 차량구동을 위한 성능은 부족하지만, 모터크립주행은 가능한 것으로 판단한 경우라면, 상위 제어기인 차량제어기(HCU:Hybrid Control Unit)에 변속기 입력단에 토크가 전달되지 않도록 엔진시동을 오프(OFF)하고, 모터토크 발생을 제한하는 신호를 요청한다. 이는 EOP(10)성능이 부족한데 토크가 전달되는 상태에서 차량 변속이 시도되면, 변속기 고장이 발생할 수 있기 때문이다.
따라서, 모터크립주행을 실시하기 전에 엔진을 오프(OFF)하고, 모터토크발생을 제한함으로써, 모터크립주행에 의한 변속기(3) 고장상황을 방지할 수 있다.
특히, 상기 설정차속은 차량이 1단 또는 2단일 경우의 차속영역 내에 포함된 값으로 설정될 수 있다.
즉, 제어부는 차량이 1단 또는 2단으로 변속되는 시점의 차속까지 변속기(3) 입력축에 토크전달을 제한한 이후에, 모터크립주행을 실시하도록 제어함으로써 EOP(10) 성능이 저하된 상태에서 과도한 모터토크 전달로 인해 변속기(3) 고장이 발생하는 현상을 막을 수 있다.
한편, 본 발명은 상기 토크전달제한단계(S130) 이후, 상기 제어부가 엔진(1)시동을 온(ON)하고, 엔진클러치(4)를 오픈(OPEN)하여 모터(2) 충전을 실시하는 모터충전단계(S150);를 더 포함할 수 있다.
본 발명에서 하이브리드 차량은 도 1에 도시된 바와 같이 모터(2)와 변속기(3)가 연결되고, 엔진(1)이 이들과 엔진클러치(4)를 매개로 연결된 TMED(Transmission Mounted Eletric Device) 방식으로 마련된다.
따라서, 모터(2)를 이용한 크립주행이 실시될 경우, 제어부는 엔진(1)시동을 온(ON)하고 엔진클러치(4)는 오픈(OPEN)하여, HSG(Hybrid Start Generator,20)를 통해 메인배터리(30)를 충전시킴으로써, 모터(3)를 구동하는 메인배터리(30)가 방전되는 것을 방지할 수 있다.
상술한 바와 같은 구조로 이루어진 오일펌프 고장 시 차량제어방법에 따르면 OPU 성능 이상이 감지되더라도 차량성능이 뒷받침된다면 최대한 차량 주행을 보장함으로써 주행성능 및 고객의 안전성을 확보할 수 있다.
또한, 모터 크립주행을 실시하는 동안, 엔진을 통한 모터 충전을 실시하는바, 메인배터리가 방전되는 상황을 방지할 수 있다.
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 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
1: 엔진 2: 모터
3: 변속기 4: 엔진클러치
10: EOP 20: HSG
30: 메인배터리

Claims (8)

  1. 제어부가 EOP의 실제RPM과, EOP의 목표RPM에 따라 설정된 제1설정값을 비교하는 제1비교단계;
    상기 제1비교단계 수행결과, 실제RPM이 제1설정값 이하일 경우, 상기 제어부가 EOP를 최대출력으로 구동하는 EOP최대구동단계;
    상기 EOP최대구동단계 이후, 상기 제어부가 EOP의 실제RPM을 제2설정값과 비교하는 제2비교단계; 및
    상기 제2비교단계 수행결과, 실제RPM이 제2설정값보다 클 경우, 상기 제어부가 모터를 이용하여 차량을 크립주행하는 크립주행단계;를 포함하는 오일펌프 고장 시 차량제어방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1설정값은 EOP의 목표RPM보다 작은 값으로 설정되는 것을 특징으로 하는 오일펌프 고장 시 차량제어방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2설정값은 차량이 1단 또는 2단으로 모터크립주행이 가능한 EOP RPM값으로 설정되는 것을 특징으로 하는 오일펌프 고장 시 차량제어방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 크립주행단계에서, 상기 제어부는 차량이 1단 또는 2단일 경우에만 모터로 크립주행을 실시하는 것을 특징으로 하는 오일펌프 고장 시 차량제어방법.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2비교단계 수행결과, 실제RPM이 제2설정값보다 클 경우, 상기 제어부가 차속이 설정차속에 도달할 때까지 엔진시동을 오프(OFF)하고, 모터토크 발생을 제한하는 토크전달제한단계;를 더 포함하고,
    상기 제어부는 상기 토크전달제한단계 이후, 상기 크립주행단계를 실시하는 것을 특징으로 하는 오일펌프 고장 시 차량제어방법.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 설정차속은 차량이 1단 또는 2단일 경우의 차속영역 내에 포함된 값으로 설정된 것을 특징으로 하는 오일펌프 고장 시 차량제어방법.
  7. 청구항 5에 있어서,
    상기 토크전달제한단계 이후, 상기 제어부가 엔진시동을 온(ON)하고, 엔진클러치를 오픈(OPEN)하여 모터 충전을 실시하는 모터충전단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 오일펌프 고장 시 차량제어방법.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2비교단계 수행결과, 실제RPM이 제2설정값 이하일 경우, 상기 제어부가 차량을 셧-다운(Shut Down) 제어하는 것을 특징으로 하는 오일펌프 고장 시 차량제어방법.
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