KR20180117524A - 통합 전기 펌프 및 그 유압 제어 방법 - Google Patents

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시아오유안 홍
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존슨 일렉트릭 에스.에이.
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Abstract

통합 전기 펌프는 모터, 모터에 의해 구동되는 오일 펌프, 및 압력 제어 시스템을 포함한다. 압력 제어 시스템은, 모터의 모터 속도, 오일 온도 및 압력 명령에 따라 오일 펌프의 하이드롤릭 압력을 제어한다. 통합 전기 펌프의 유압 제어 방법이 또한 제공된다.

Description

통합 전기 펌프 및 그 유압 제어 방법{INTEGRATED ELECTRICAL PUMP AND OIL PRESSURE CONTROL METHOD THEREOF}
본 발명은 하이브리드 전기차의 자동 트랜스미션, 특히 통합 전기 펌프(IEP: Integrated Electric Pump) 및 그 유압 제어 방법에 관한 것이다.
하이브리드 전기차에서, 메인 펌프가 내연 엔진이나 기어박스에서 턴 오프된 후, 통합 전기 펌프(IEP)가 엔진 오일을 기어 박스에 제공하는데 사용된다. 통합 전기 펌프가 특정 하이드롤릭 압력을 갖는 엔진 오일을 장기간 동안 기어박스에 제공할 수 있으므로, 이러한 펌프는 종래의 어큐뮬레이터보다 더 장점이 있다.
통합 전기 펌프의 하이드롤릭 압력을 유지하기 위해, 압력 센서가 통합 전기 펌프에 필요하다. 그러나 압력 센서는 공간을 차지하며 비용을 늘린다.
통합 전기 펌프는 모터, 모터에 의해 구동되는 오일 펌프, 및 압력 제어 시스템을 포함한다. 압력 제어 시스템은, 모터의 모터 속도, 오일 온도 및 압력 명령에 따라 오일 펌프의 하이드롤릭 압력을 제어한다.
바람직하게도, 모터의 회전자의 포지션을 나타내는 포지션 신호가 압력 제어 시스템에 출력된다.
바람직하게도, 압력 제어 시스템은, 오일 펌프의 온도(T0)를 나타내는 온도 검출 신호를 수신하는 오일 온도 수신 모듈을 포함한다.
바람직하게도, 압력 제어 시스템은, 통합 전기 펌프의 작동 조건에 따라 압력 명령을 출력하는 압력 제어 모듈을 포함한다.
바람직하게도, 압력 제어 시스템은, 포지션 신호를 수신하며 모터 속도를 산출하는 포지션 및 속도 산출 모듈; 압력 명령, 온도 및 모터 속도에 따라 모터의 추정된 기계적 토크를 획득하는 압력 보상 모듈을 포함한다.
바람직하게도, 압력 제어 시스템은, 추정된 기계적 토크와 모터 속도에 따라 추정된 전자기 토크를 획득하는 토크 보상 모듈을 포함한다.
바람직하게도, 통합 전기 펌프는 모터를 구동하는 구동 회로를 더 포함하며, 압력 제어 시스템은, 추정된 전자기 토크에 따라 구동 회로의 다수의 스위치의 스위치 상태를 제어하는 제어 모듈을 포함한다.
바람직하게도, 통합 전기 펌프는, 전류 검출 신호를 압력 제어 시스템에 출력하는 전류 검출기를 더 포함하며, 압력 제어 시스템은 전류 검출 신호에 관한 클라크 및 파크(Clark and Park) 변환을 실행하여 D 축 전류와 Q 축 전류를 획득하는 클라크/파크 변환 모듈을 포함한다.
바람직하게도, 압력 제어 시스템은, 추정된 전자기 토크에 따라 추정된 D 축 전류와 추정된 Q 축 전류를 획득하는 토크 변환 모듈을 포함한다.
바람직하게도, 압력 제어 시스템은 포지션 신호를 수신하며 모터 속도를 산출하는 포지션 및 속도 산출 모듈; 압력 명령, 온도 및 모터 속도에 따라 모터의 추정된 기계적 토크를 획득하는 압력 보상 모듈을 포함한다.
바람직하게도, 압력 제어 시스템은, 추정된 기계적 토크와 모터 속도에 따라 추정된 전자기 토크를 획득하는 토크 보상 모듈을 포함한다.
바람직하게도, 압력 보상 모듈은, 폐쇄 루프 제어를 형성하여 추정된 기계적 토크를 출력하는 PI 제어기 및 압력 추정 서브모듈을 포함한다.
바람직하게도, 추정된 압력은 다음의 수학식:
Figure pat00001
에 따라 압력 추정 서브모듈에 의해 획득하며, 여기서 p'는 추정된 압력이고, 파라미터(a, b 및 c)는 오일 온도에 관련된다.
바람직하게도, 통합 전기 펌프는 전기 제어 유닛을 더 포함하며, 압력 제어 시스템은 전기 제어 유닛에 저장되며 전기 제어 유닛에 의해 실행된다.
모터를 갖는 통합 전기 펌프의 유압 제어 방법은:
차량의 작동 조건에 따라 압력 명령(p*)을 출력하는 단계;
모터의 회전자의 포지션 각도를 획득하여, 포지션 각도와 시간 사이의 관계에 따라 모터 속도를 산출하는 단계;
압력 명령, 온도 및 모터 속도에 따라 추정된 기계적 토크를 획득하는 단계;
추정된 기계적 토크와 모터 속도에 따라 추정된 전자기 토크를 획득하는 단계; 및
PWM 신호를 출력하여 모터 속도를 제어하는 단계를 포함한다.
바람직하게도, 추정된 기계적 토크를 획득하는 단계는, 추정된 기계적 토크를 필터링하여 필터링된 기계적 토크를 획득하여, 모터 속도, 온도 및 필터링된 기계적 토크에 따라 추정된 압력을 출력하는 단계; 및 압력 명령과 추정된 압력에 따라 추정된 기계적 토크를 출력하는 단계를 포함한다.
바람직하게도, PWM 신호를 출력하여 모터 속도를 제어하는 단계는:
모터의 상 전류를 획득하고 3상 전류에 관한 클라크 변환과 파크 변환을 실행하여, D 축 전류와 Q 축 전류를 획득하는 단계;
추정된 전자기 토크에 따라 추정된 D 축 전류와 추정된 Q 축 전류를 획득하는 단계;
추정된 D 축 전류와 D 축 전류 사이의 차이, 추정된 Q 축 전류와 Q 축 전류 사이의 차이에 관한 PI 제어를 실행함으로써 D 축 전압과 Q 축 전압을 획득하는 단계; 및
D 축 전압, Q 축 전압에 따라 PWM 신호를 생성하는 단계를 포함한다.
바람직하게도, 추정된 기계적 토크를 획득하는 단계는:
실제 전자기 토크를 획득하는 단계;
실제 전자기 토크와 추정된 전자기 토크 사이의 차이에 관한 PI 제어 또는 PID 제어를 실행하여, 구동 회로의 다수의 스위치의 스위치 상태를 제어하는 단계를 포함한다.
도 1은, 일 실시예에 따른 압력 제어 시스템을 갖는 통합 전기 펌프를 도시한다.
도 2는 도 1의 압력 제어 시스템의 블록도를 도시한다.
도 3은, 도 2의 압력 제어 시스템의 압력 보상 모듈의 블록도를 도시한다.
도 4 및 도 5는, 일 실시예에 따른 하이드롤릭 압력, 모터 속도 및 토크의 특징 곡선의 개략적인 그래프를 도시한다.
도 6은 일 실시예에 따른 유압 제어 방법의 흐름도를 도시한다.
도 7 내지 도 9는 도 6의 유압 제어 방법의 서브-흐름도를 도시한다.
도 10은 20℃ 하에서 하이드롤릭 압력과 유속의 특징 곡선의 개략적인 그래프를 도시한다.
도 11은 60℃ 하에서 하이드롤릭 압력과 유속의 특징 곡선의 개략적인 그래프를 도시한다.
다음의 구현이 앞선 도면과 연계하여 본 발명의 설명에 사용된다.
이후, 본 발명의 실시예에서의 기술적 해법은 본 발명의 실시예에서 도면과 연계하여 분명하고 완벽하게 기재한다. 자명하게도, 기재한 실시예는 본 발명의 실시예 모두보다는 일부만이다. 어떤 창의적인 작업 없이 당업자가 본 발명의 실시예를 기초로 하여 획득한 임의의 다른 실시예가 본 발명의 보호 범위 내에 있다. 도면은 참고 및 예시를 제공하고자 만 하며 본 발명을 제한하고자 하지는 않음을 이해해야 한다. 도면에서 연결은 분명한 설명을 위한 것이며 연결의 타입을 제한하고자 하는 것은 아니다.
한 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되는 것"으로 기재된다면, 다른 구성요소에 직접 연결될 수 있거나, 동시에 중간의 구성요소가 있을 수 도 있음을 주목해야 한다. 본 발명의 모든 기술적 및 과학적 용어는, 달리 정의되지 않는 한, 당업자의 일반적인 이해와 동일한 정의를 갖는다. 여기서, 본 발명의 용어는 실시예를 단지 기재하고자 하는 것이며 본 발명을 제한하고자 하지는 않는다.
도 1은 일 실시예에 따른 압력 제어 시스템을 갖는 통합 전기 펌프이다. 이 압력 제어 시스템(100)은 통합 전기 펌프(IEP)(30)를 포함하는 하이브리드 차량에 사용할 수 있다. 통합 전기 펌프(30)는 모터(20)에 의해 구동되는 오일 펌프를 포함할 수 있다. 압력 제어 시스템(100)은, 통합 전기 펌프에서 모터(20)의 모터 속도를 제어함으로써 오일 펌프의 하이드롤릭 압력을 제어할 수 있다.
통합 전기 펌프(30)는 전기 제어 유닛(ECU)(10), 포지션 센서(12), 전류 검출기(14), 오일 온도 검출기(16)를 포함한다. 압력 제어 시스템(100)은 전기 제어 유닛(10)의 메모리에 저장될 수 있으며 전기 제어 유닛(10)에 의해 실행될 수 있다. 포지션 센서(12)는 모터(20)의 회전자의 포지션을 감지할 수 있고, 포지션 신호를 출력할 수 있다. 전류 검출기(14)는 모터(20)의 상 전류를 검출할 수 있으며 전류 검출 신호를 출력한다. 오일 온도 검출기(16)는 오일 펌프(30)에서 오일 온도를 검출하고, 오일 온도(T0)를 나타내는 온도 검출 신호를 출력하도록 구성된다. 전기 제어 유닛(10)은, 포지션 센서(12), 전류 검출기(14) 및 오일 온도 검출기(16)를 연결하는 다수의 입력 및 출력 인터페이스(18)를 포함할 수 있다.
실시예에서, 모터(20)는 3상 모터일 수 있다. 통합 전기 펌프(30)는 모터(20)를 구동하는 구동 회로(22)를 더 포함할 수 있다. 실시예에서, 전류 검출기(14)는 구동 회로의 3상 전류를 검출할 수 있다.
압력 제어 시스템(100)은 포지션 신호, 전류 검출 신호 및 온도 검출 신호에 따라 오일의 하이드롤릭 압력을 제어할 수 있다.
도 2는, 오일 온도 수신 모듈(101), 압력 제어 모듈(102), 포지션 및 속도 산출 모듈(103), 클라크/파크 변환 모듈(104), 압력 보상 모듈(105), 토크 보상 모듈(106), 토크 변환 모듈(107), PI/DQ 분리 모듈(108) 및 필드-지향 제어 모듈(109)을 포함할 수 있는 압력 제어 시스템(100)을 도시한다.
이 실시예에서, 오일 온도 수신 모듈(101)은, 다수의 입출력 인터페이스(15)를 중 하나를 통해 오일 온도 검출기(16)에 의해 출력되는 온도 검출 신호를 수신할 수 있다. 포지션 및 속도 산출 모듈(103)은, 다수의 입출력 인터페이스(15) 중 하나를 통해 포지션 센서(12)에 의해 출력되는 포지션 신호를 수신할 수 있다. 클라크/파크 변환 모듈(104)은, 다수의 입출력 인터페이스(15) 중 하나를 통해 전류 검출기(14)에 의해 출력되는 전류 검출 신호를 수신할 수 있다.
오일 온도 수신 모듈(101)은 온도 검출 신호를 압력 보상 모듈(105)에 전달한다. 포지션 및 속도 산출 모듈(103)은, 사인파 신호나 코사인파 신호인 포지션 신호를 획득한다. 포지션 및 속도 산출 모듈(103)은 회전자의 포지션 각도(θ)를 획득하여 포지션 각도(θ)와 시간 사이의 관계에 따라 모터 속도를 산출한다. 실시예에서, 포지션 각도(θ)는 회전자의 기계적 각도(θr) 또는 회전자의 전기적 각도(θe)일 수 있다. 모터 속도는 각속도(ω)나 회전 속도(n)일 수 있다. 다른 실시예에서, 포지션 및 속도 산출 모듈(103)은 동시에 각속도(ω)나 회전 속도(n)를 획득할 수 있다. 실시예에서, 각속도(ω)는 포지션 및 속도 산출 모듈(103)에 의해 획득한다. 각속도(ω)는 기계적 각속도(ωr)와 전기적 각속도(ωe)일 수 있다. 클라크/파크 변환 모듈(104)은 전류 검출 시간에 관한 클라크 변환 및 파크 변환을 실행하여 D 축 전류(id)와 Q 축 전류(iq)를 획득한다.
압력 제어 모듈(102)은 차량의 작동 조건에 따라 압력 명령(p*)을 출력한다. 실시예에서, 압력 명령(p*)은 통합 전기 펌프의 타겟 하이드롤릭 압력을 포함할 수 있다. 압력 보상 모듈(105)은 압력 명령(p*), 온도(T0) 및 각속도(ω)에 따라 모터의 추정된 기계적 토크(Tm*)를 획득할 수 있다. 토크 보상 모듈(106)은 추정된 기계적 토크(Tm*)와 각속도(ω)에 따라 추정된 전자기 토크(Te*)를 획득할 수 있다. 토크 변환 모듈(107)은 추정된 전자기 토크(Te*)에 따라 추정된 D 축 전류(id*)와 추정된 Q 축 전류(iq*)를 획득할 수 있다.
PI/DQ 분리 모듈(108)은 추정된 D 축 전류(id*), 추정된 Q 축 전류(iq*), D 축 전류(id*), Q 축 전류(iq*) 및 각속도(ω)를 수신한다. PI/DQ 분리 모듈(108)은, 각속도(ω)에 따라 추정된 D 축 전류(id*)와 D 축 전류(id*) 사이의 차이, 추정된 Q 축 전류(iq*)와 Q 축 전류(iq*) 사이의 차이에 관한 PI 제어를 실행한다. D 축 전압과 Q 축 전압은 PI 제어 후 추정된 D 축 전류(id*)와 D 축 전류(id*) 사이의 차이, 추정된 Q 축 전류(iq*)와 Q 축 전류(iq*) 사이의 차이를 분리함으로써 획득한다. 필드 지향 제어 모듈(109)은 PWM 신호를 D 축 전압, Q 축 전압 및 포지션 각도(θ)에 따라 구동 회로(22)에 출력한다. 실시예에서, 구동 회로(22)는 3상 인버터일 수 있다.
도 3은 도 2의 압력 보상 모듈(105)의 블록도를 도시한다. 압력 보상 모듈(105)은 속도 변환 서브모듈(1051), 압력 추정 서브모듈(1052), 인버터(1053), 가산기(1054), PI 제어기(1055) 및 필터(1056)를 포함할 수 있다. 압력 추정 서브모듈(1052), 인버터(1053), 가산기(1054), PI 제어기(1055) 및 필터(1056)가 폐쇄 루프 제어를 형성한다.
속도 변환 서브모듈(1051)은 각속도(ω)를 회전 속도(n)로 전환한다. 다른 실시예에서, 포지션 및 속도 산출 모듈(103)이 회전 속도(n)를 출력할 때, 속도 변환 서브모듈(1051)을 생략할 수 있다. 압력 추정 서브모듈(1052)은, 추정된 기계적 토크(Tm*)로부터 필터(1056)에 의해 필터링되는 필터링된 기계적 토크(Tm'), 회전 속도(n) 및 온도(T0)에 따라 추정된 압력(p')을 출력한다. 인버터(1053)는 추정된 압력(p')을 반전하여 추정된 압력(p')을 가산기(1054)에 출력한다. 압력 명령(p*)과 추정된 압력(p') 사이의 차이는, 인버터(1053)에 의해 반전되는 추정된 압력(p')과 압력 명령(p*)을 가산함으로써 획득한다. PI 제어기(1055)는 압력 명령(p*)과 추정된 압력(p') 사이의 차이로 PI 제어를 실행하여 추정된 기계적 토크(Tm*)를 출력한다. 필터링된 기계적 토크(Tm')는 필터(1056)로 추정된 기계적 토크(Tm*)를 필터링하여 획득한다. 이 실시예에서, 필터(1056)는 1차 저역 통과 필터나 2차 저역 통과 필터일 수 있다.
이 실시예에서, 추정된 압력(p')은 다음의 수학식:
Figure pat00002
에 따라 압력 추정 서브모듈(1052)에 의해 획득하며, 여기서 파라미터(a, b 및 c)는 온도(T0)에 관련된다. 룩업 표는 전기 제어 유닛(14)에 저장할 수 있다. 룩업 표는 상이한 온도(T0)에 대응하는 파라미터(a, b 및 c)를 포함할 수 있다. 실제 회전 속도(n), 실제 기계적 토크(Tm) 및 출력 압력(p)이 측정될 수 있어서, 상이한 온도에서 출력 압력(p)과 실제 회전 속도(n), 실제 기계적 토크(Tm) 사이의 관계 곡선을 도 4 및 도 5에 도시한 바와 같이 획득할 수 있다.
도 4 및 도 5에서, 실선은, 20℃와 60℃에서의 출력 압력(p)과 실제 회전 속도(n), 실제 기계적 토크(Tm) 사이의 관계를 나타낸다. 점선은 실선을 정정함으로써 획득한다. 파라미터(a, b 및 c)는 상이한 온도에서 점선으로부터 획득할 수 있으며, 룩업 표에 저장할 수 있다. 압력 추정 서브모듈(1052)은 룩업 표를 검색함으로써 파라미터(a, b 및 c)를 획득할 수 있다.
토크 보상 모듈(106)은 추정된 기계적 토크(Tm*)에 따라 추정된 전자기 토크(Te*)를 그리고 다음의 수학식에 따라 각속도(ω)를 획득한다:
Te*=Tm*+Fωr+TFe (1)
Figure pat00003
(2)
여기서 Kh >>Kc，Kh >>Ke이며, F는 회전자의 점성 마찰이고, TFe는 페라이트 코어 손실에 관련된 토크이고, Kh는 히스테리시스 계수이고, Kc는 종래의 에디 계수(classical eddy coefficient)이고, Ke는 비정상 와류 계수이고, Bmax는 자속 밀도의 최대 진폭이며, f는 스위치 주파수이다.
수학식 (1)과 수학식 (2)를 이하와 같이 결합함으로써 수학식을 획득할 수 있다:
Te*=Tm*+KTl1ωr+KTl2 (3), 여기서 KT11=F+KFef이며, KFe는 철 손실 계수이다. KT11 및 KT12는 테스트로 교정할 수 있으며 전기 제어 유닛에 저장할 수 있다.
다른 실시예에서, PI/DQ 분리 모듈(108)은 PID/DQ 분리 모듈일 수 있다. PI 제어기(1055)는 PID 제어기일 수 있다.
다른 실시예에서, 포지션 및 속도 산출 모듈(103)은 생략할 수 있다. 압력 제어 시스템(100)은 포지션 센서를 통해 회전 속도를 직접 획득할 수 있다.
다른 실시예에서, 클라크/파크 변환 모듈(104)은 압력 제어 시스템(100)의 외부에 배치될 수 잇다.
다른 실시예에서, 압력 제어 시스템(100)은 클라크/파크 변환 모듈(104), 압력 보상 모듈(105) 및 PI/DQ 분리 모듈(108)을 포함하지 않는다. 대안적인 실시예에서, 압력 제어 시스템(100)은 실제 전자기 토크(Te)를 획득하여 추정된 전자기 토크(Te*)를 출력하는 실제 토크 획득 모듈과, 추정된 전자기 토크(Te*)로 PI 또는 PID 제어를 실행하는 PI 또는 PID 제어 모듈을 포함할 수 있다.
도 6은 일 실시예에 따른 유압 제어 방법의 흐름도를 도시한다. 유압 제어 방법은 예를 들어 제공되며, 이는 이 방법을 실행할 여러 방식이 있기 때문이다. 이하에서 기재할 유압 제어 방법은 예컨대 도 2에 예시한 구성을 사용하여 실행될 수 있으며, 이들 도면의 여러 요소는 유압 제어 방법을 설명할 때 참조한다. 도 6에 도시한 각 블록은 유압 제어 방법에서 실행되는 하나 이상의 공정, 방법 또는 서브루틴을 나타낸다. 추가로, 예시한 블록의 순서는 단지 예를 든 것이며 블록의 순서는 변경할 수 있다. 유압 제어 방법은 블록(S60)에서 시작할 수 있다. 실시예에 의존하여, 추가 단계를 추가할 수 있고, 다른 단계를 제거할 수 있으며 단계의 순서를 변경할 수 있다.
S60에서, 차량의 작동 조건에 따라 압력 명령(p*)을 출력한다. 실시예에서, 압력 명령(p*)은 통합 전기 펌프의 타겟 하이드롤릭 압력을 포함할 수 있다.
S61에서, 회전자의 포지션 각도(θ)를 획득하여 포지션 각도(θ)와 시간에 따라 모터 속도를 산출한다. 실시예에서, 포지션 각도(θ)는 회전자의 기계적 각도(θr)나 회전자의 전기적 각도(θe)일 수 있다. 모터 속도는 각속도(ω)나 회전 속도(n)일 수 있다.
S62에서, 오일 온도(T0)를 획득한다.
S63에서, 압력 명령(p*), 온도(T0) 및 각속도(ω)에 따라 추정된 기계적 토크(Tm*)를 획득한다.
S64에서, 추정된 기계적 토크(Tm*)와 각속도(ω)에 따라 추정된 전자기 토크(Te*)를 획득한다.
S65에서, 추정된 전자기 토크(Te*)에 따라 PWM 신호를 구동 회로에 출력한다.
도 7은 추정된 기계적 토크(Tm*)를 획득하는 서브흐름도를 도시한다.
S630에서, 추정된 기계적 토크(Tm*)를 필터링하여 필터링된 기계적 토크(Tm')를 획득하여, 회전 속도(n), 온도(T0) 및 필터링된 기계적 토크(Tm')에 따라 추정된 압력(p')을 출력한다.
S632에서, 압력 명령(p*)과 추정된 압력(p')에 따라 추정된 기계적 토크(Tm*)를 출력한다.
도 8은 PWM 신호를 구동 회로에 출력하는 서브흐름도를 도시한다.
S650에서, 모터의 3상 전류를 획득하여 3상 전류에 관한 클라크 변환과 파크 변환을 실행하여 D 축 전류(id)와 Q 축 전류(iq)를 획득한다.
S651에서, 추정된 전자기 토크(Te*)에 따라 추정된 D 축 전류(id*)와 추정된 Q 축 전류(iq*)를 획득한다.
S652에서, 추정된 D 축 전류(id*)와 D 축 전류(id*) 사이의 차이, 추정된 Q 축 전류(iq*)와 Q 축 전류(iq*) 사이의 차이에 관한 PI 제어를 실행함으로써 D 축 전압과 Q 축 전압을 획득한다.
S653에서, D 축 전압, Q 축 전압 및 포지션 각도(θ)에 따라 PWM 신호를 생성한다.
S654에서, PWM 신호를 구동 회로에 출력하여 구동 회로에서 다수의 스위치의 스위치 상태를 제어한다. 그에 따라 모터 속도를 제어할 수 있다.
다른 실시예에서, PID 제어는, 각속도(ω)에 따라 추정된 D 축 전류(id*)와 D 축 전류(id*) 사이의 차이, 추정된 Q 축 전류(iq*)와 Q 축 전류(iq*) 사이의 차이에 관해 실행될 수 있다. PID 제어 후 추정된 D 축 전류(id*)와 D 축 전류(id*) 사이의 차이, 추정된 Q 축 전류(iq*)와 Q 축 전류(iq*) 사이의 차이를 분리하여, D 축 분리 값과 Q 축 분리 값을 획득한다.
도 9는 추정된 기계적 토크(Tm*)를 획득하는 서브흐름도를 도시한다.
S658에서, 실제 전자기 토크(Te)를 획득한다.
S659에서, 실제 전자기 토크(Te)와 추정된 전자기 토크(Te*) 사이의 차이에 관한 PI 제어 또는 PID 제어를 실행하여, 구동 회로의 다수의 스위치의 스위치 상태를 제어한다.
도 10 및 도 11은 20℃ 및 60℃ 하에서 하이드롤릭 압력과 유속의 특징 곡선의 개략적인 그래프를 도시한다. 테스트 결과는 상이한 유속(1.5L/min~8L/min)과 상이한 오일 온도(20℃ 및 60℃)에서의 압력 제어의 정적 실행이다. 유압 제어 방법은, 정확도 요건이 3bar의 하이드롤릭 압력에 대해 +30%이며, 5bar의 하이드롤릭 압력에 대해 +20%이며, 7bar의 하이드롤릭 압력에 대해 +20%임을 만족할 수 있다.
실시예에서, 3bar에서부터 5bar까지의 반응 시간은 25℃ 하에서 46ms이며 5bar에서부터 7bar까지의 반응 시간은 25℃ 하에서 44ms이다.
요약하면, 압력 센서는 통합 전기 펌프에서 생략할 수 있고, 공간을 절약할 수 있으며 비용을 줄일 수 있다. 그리고 유압 제어 방법은 제어 정밀도와 반응 시간을 개선할 수 있다.
앞서 기재한 것은 본 발명의 바람직한 실시예이며, 이러한 실시예는 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 발명의 사상과 원리의 범위에서의 등가의 교체 및 개선이 본 발명의 보호 범위 내에 있다.

Claims (10)

  1. 통합 전기 펌프로서,
    모터;
    상기 모터에 의해 구동되는 오일 펌프; 및
    상기 모터의 모터 속도, 오일 온도 및 압력 명령에 따라 상기 오일 펌프의 하이드롤릭 압력을 제어하는 압력 제어 시스템을 포함하는, 통합 전기 펌프.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 압력 제어 시스템은 오일 온도 수신 모듈과 압력 제어 모듈을 포함하며, 상기 오일 온도 수신 모듈은, 상기 오일 펌프의 오일 온도(T0)를 나타내는 온도 검출 신호를 수신하며, 상기 압력 제어 모듈은, 상기 통합 전기 펌프의 작동 조건에 따라 상기 압력 명령을 출력하는, 통합 전기 펌프.
  3. 청구항 2에 있어서, 상기 압력 제어 시스템은, 포지션 신호를 수신하며 모터 속도를 산출하는 포지션 및 속도 산출 모듈; 및 상기 압력 명령, 상기 오일 온도 및 상기 모터 속도에 따라 상기 모터의 추정된 기계적 토크를 획득하는 압력 보상 모듈을 포함하는, 통합 전기 펌프.
  4. 청구항 2에 있어서, 상기 압력 제어 시스템은, 상기 추정된 기계적 토크와 상기 모터 속도에 따라 추정된 전자기 토크를 획득하는 토크 보상 모듈을 포함하는, 통합 전기 펌프.
  5. 청구항 3에 있어서, 상기 모터를 구동하는 구동 회로를 더 포함하며, 상기 압력 제어 시스템은, 상기 추정된 전자기 토크에 따라 상기 구동 회로의 다수의 스위치의 스위치 상태를 제어하는 제어 모듈을 포함하는, 통합 전기 펌프.
  6. 청구항 4에 있어서, 전류 검출 신호를 상기 압력 제어 시스템에 출력하는 전류 검출기를 더 포함하며, 상기 압력 제어 시스템은 상기 전류 검출 신호에 관한 클라크 및 파크(Clark and Park) 변환을 실행하여 D 축 전류와 Q 축 전류를 획득하는 클라크/파크 변환 모듈을 포함하는, 통합 전기 펌프.
  7. 청구항 5에 있어서, 상기 압력 제어 시스템은, 상기 추정된 전자기 토크에 따라 추정된 D 축 전류와 추정된 Q 축 전류를 획득하는 토크 변환 모듈을 포함하는, 통합 전기 펌프.
  8. 청구항 7에 있어서, 상기 압력 제어 시스템은, 상기 모터 속도에 따라 상기 추정된 D 축 전류와 상기 D 축 전류 사이의 차이와, 상기 추정된 Q 축 전류와 상기 Q 축 전류 사이의 차이에 관한 PI 제어를 실행하는 PI/DQ 분리 모듈을 포함하여, D 축 전압과 Q 축 전압이 획득되는, 통합 전기 펌프.
  9. 청구항 3에 있어서, 상기 압력 보상 모듈은 PI 제어기 및 압력 추정 서브모듈을 포함하여 폐쇄 루프 제어를 형성하고 상기 추정된 기계적 토크를 출력하며, 추정된 압력이, 다음의 수학식:
    Figure pat00004
    에 따라 상기 압력 추정 서브모듈에 의해 획득되며, 여기서 p'는 상기 추정된 압력이고, 파라미터(a, b 및 c)는 상기 오일 온도에 관련되는, 통합 전기 펌프.
  10. 모터를 갖는 통합 전기 펌프의 유압 제어 방법으로서,
    차량의 작동 조건에 따라 압력 명령(p*)을 출력하는 단계;
    상기 모터의 회전자의 포지션 각도를 획득하여 상기 포지션 각도와 시간 사이의 관계에 따라 모터 속도를 산출하는 단계;
    상기 압력 명령, 온도 및 상기 모터 속도에 따라 추정된 기계적 토크를 획득하는 단계;
    상기 추정된 기계적 토크와 상기 모터 속도에 따라 추정된 전자기 토크를 획득하는 단계; 및
    PWM 신호를 출력하여 상기 모터 속도를 제어하는 단계를 포함하는, 유압 제어 방법.
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