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KR101518944B1 - 하이브리드 차량의 오일펌프 시스템 및 그 제어방법 - Google Patents

하이브리드 차량의 오일펌프 시스템 및 그 제어방법 Download PDF

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KR101518944B1
KR101518944B1 KR1020130131995A KR20130131995A KR101518944B1 KR 101518944 B1 KR101518944 B1 KR 101518944B1 KR 1020130131995 A KR1020130131995 A KR 1020130131995A KR 20130131995 A KR20130131995 A KR 20130131995A KR 101518944 B1 KR101518944 B1 KR 101518944B1
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KR
South Korea
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flow rate
oil pump
speed command
transmission
hybrid vehicle
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송상록
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양승현
이종호
김종현
이재신
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현대자동차주식회사
기아자동차주식회사
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    • B60—VEHICLES IN GENERAL
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  • Hybrid Electric Vehicles (AREA)

Abstract

본 발명은 하이브리드 차량의 오일펌프 시스템 및 그 제어방법에 관한 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 차량의 변속기에 작동유압을 공급하는 오일펌프 시스템은, 속도 지령에 따라 상기 변속기에 작동유압을 공급하는 전동식 오일펌프; 상기 전동식 오일펌프의 제어를 위한 데이터를 검출하는 데이터 검출부; 및 상기 데이터 검출부로부터 검출된 데이터를 기초로 상기 전동식 오일펌프의 구동모드를 설정하고, 설정된 구동모드의 기본 유량을 산출하고, 기본 유량을 보상하여 최종 유량을 산출하고, 상기 속도 지령을 상기 전동식 오일펌프로 인가하는 제어기;를 포함하되, 상기 작동유압은 상기 전동식 오일펌프에 의해서만 상기 변속기에 공급되고, 상기 속도 지령은 목표 유압, 유온, 및 상기 최종 유량을 기초로 산출된다.

Description

하이브리드 차량의 오일펌프 시스템 및 그 제어방법{OIL PUMP SYSTEM OF HYBRID VEHICLE AND METHOD FOR CONTROLLING THE SAME}
본 발명은 하이브리드 차량의 오일펌프 시스템 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전동식 오일펌프만을 이용하여 변속기에 유압을 공급하도록 구비된 하이브리드 차량의 오일펌프 시스템 및 그 제어방법에 관한 것이다.
주지하는 바와 같이 하이브리드 차량(hybrid vehicle)은 엔진과 배터리 전원을 함께 사용한다. 즉, 하이브리드 차량은 엔진의 동력과 모터의 동력을 효율적으로 조합하여 사용한다.
하이브리드 차량은 통상적으로 자동 변속기가 장착되고 있으며, 자동 변속기에 작동유압을 공급하기 위하여 기계식 오일펌프(MOP; mechanical oil pump) 및 전동식 오일펌프(EOP; electric oil pump)를 병용하는 오일펌프 시스템이 주로 사용된다.
상기 기계식 오일펌프는 엔진의 동력에 의해 구동되어 자동 변속기에 오일을 공급한다. 따라서, 엔진의 동작이 중지되면 기계식 오일펌프 역시 중지되어 오일을 공급하지 못하므로, 엔진과는 별개로 구동되는 상기 전동식 오일펌프가 장착된다. 예를 들어, 종래의 하이브리드 차량의 오일펌프 시스템은 주행 상태(속도)에 따라 정지, 저속 및 고속 구간으로 구분하고, 정지 구간에서는 전동식 오일펌프만을 작동시키고, 저속 구간에서는 기계식 오일펌프 및 전동식 오일펌프를 동시에 작동시키고, 고속 구간에서는 기계식 오일펌프만을 작동시키는 오일펌프 제어 방법이 적용될 수 있다. 즉, 종래의 오일펌프 시스템에서 상기 전동식 오일펌프는 상기 기계식 오일펌프의 부족한 작동유압을 보조하는데 사용된다.
상기 기계식 오일펌프는 엔진의 시동에 따라 상시적으로 동작되므로, 불필요한 동력 손실을 유발시켜 연비 저하를 발생시킬 수 있다. 또한, 기계식 오일펌프 및 전동식 오일펌프를 동시에 사용하는 경우 생산 비용이 증가할 수 있다.
따라서, 기계식 오일펌프를 삭제하고 전동식 오일펌프의 단독 구동으로 자동변속기에 오일을 공급하는 방법이 필요하다.
이 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.
따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 전동식 오일펌프의 단독 구동으로 변속기에 작동유압을 안정적으로 공급하는 하이브리드 차량의 오일펌프 시스템 및 그 제어방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 차량의 변속기에 작동유압을 공급하는 오일펌프 시스템은, 속도 지령에 따라 상기 변속기에 작동유압을 공급하는 전동식 오일펌프; 상기 전동식 오일펌프의 제어를 위한 데이터를 검출하는 데이터 검출부; 및 상기 데이터 검출부로부터 검출된 데이터를 기초로 상기 전동식 오일펌프의 구동모드를 설정하고, 설정된 구동모드의 기본 유량을 산출하고, 기본 유량을 보상하여 최종 유량을 산출하고, 상기 속도 지령을 상기 전동식 오일펌프로 인가하는 제어기;를 포함하되, 상기 작동유압은 상기 전동식 오일펌프에 의해서만 상기 변속기에 공급되고, 상기 속도 지령은 목표 유압, 유온, 및 상기 최종 유량을 기초로 산출된다.
상기 구동모드는 정차 조건에서 설정되는 제1 제어 모드 및 주행 조건에서 설정되는 제2 제어 모드를 포함할 수 있다.
상기 구동모드는 발차 조건에서 설정되는 제3 제어 모드를 더 포함할 수 있고, 상기 제3 제어 모드는 설정된 시간 동안 유지될 수 있다.
상기 제어기는 구동모드 별로 저장된 유온, 목표 유압, 및 기본 유량의 관계에 대한 기본 유량 맵으로부터 상기 설정된 구동모드의 기본 유량을 산출할 수 있다.
상기 제어기는 상기 변속기의 냉각시, 윤활시, 슬립시 및 누유시에 요구되는 보상 유량을 산출하고, 상기 기본 유량에 상기 보상 유량을 합하여 상기 최종 유량을 산출할 수 있다.
상기 제어기는 속도 지령 맵으로부터 상기 속도 지령을 산출하고, 상기 속도 지령 맵은 목표 유압, 유온, 최종 유량 및 속도 지령의 관계에 대한 3차원 맵일 수 있다.
상기 전동식 오일펌프는 상기 하이브리드 차량의 시동시부터 시동 오프시까지 계속하여 작동될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 차량의 변속기에 작동유압을 공급하는 오일펌프 시스템을 제어하는 방법은, 데이터 검출부로부터 검출된 데이터를 기초로 전동식 오일펌프의 구동모드를 설정하는 단계; 상기 설정된 구동모드의 기본 유량을 산출하는 단계; 상기 기본 유량을 기초로 최종 유량을 산출하는 단계; 목표 유압, 유온 및 상기 최종 유량을 토대로 상기 전동식 오일펌프의 속도 지령을 산출하는 단계; 및 상기 산출된 속도 지령에 따라 상기 전동식 오일펌프의 구동을 제어하는 단계;를 포함한다.
상기 구동모드는 정차 조건에서 설정되는 제1 제어 모드 및 주행 조건에서 설정되는 제2 제어 모드를 포함할 수 있다.
상기 구동모드는 발차 조건에서 설정되는 제3 제어 모드를 더 포함할 수 있고, 상기 제3 제어 모드는 설정된 시간 동안 유지될 수 있다.
상기 기본 유량은 구동모드 별로 저장된 유온, 목표 유압 및 기본 유량의 관계에 대한 기본 유량 맵으로부터 산출될 수 있다.
상기 오일펌프 시스템을 제어하는 방법은, 상기 변속기의 냉각시, 윤활시, 슬립시 및 누유시에 요구되는 보상 유량을 산출하는 단계를 더 포함하고, 상기 최종 유량은 상기 기본 유량에 상기 보상 유량을 합하여 산출될 수 있다.
상기 속도 지령은 목표 유압, 유온, 최종 유량 및 속도 지령의 관계에 대한 3차원 맵으로부터 산출될 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따르면, 전동식 오일펌프의 단독 구동으로 연비가 향상되고 생산비용이 절감될 수 있다.
또한, 목표 유압, 유온, 최종 유량 및 전동식 오일펌프의 속도 지령에 대한 3차원 맵을 사용함으로써, 작동유압을 필요한 만큼 정확하고 안정적으로 변속기에 공급할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 차량의 오일펌프 시스템의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 차량의 오일펌프 시스템 제어방법의 흐름도이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 전동식 오일펌프의 구동모드를 나타내는 도면이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 부여한다.
또한, 도면에서 나타난 각 구성은 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도면에 도시된 바에 한정되지 않는다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 차량의 오일펌프 시스템의 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 차량의 오일펌프 시스템은 변속기(50), 전동식 오일펌프(EOP; electric oil pump, 60), 제어기(70) 및 데이터 검출부(90)를 포함한다. 또한, 하이브리드 차량의 동력전달장치(power train system)는 엔진(10), HSG(hybrid starter and generator, 12), 엔진 클러치(20), 구동모터(30), 배터리(40), 변속기(50) 및 차축(80)을 포함한다.
하이브리드 차량의 동력 전달은 상기 엔진(10) 또는 상기 구동모터(30)에서 발생된 동력이 상기 변속기(50)의 입력축(52)에 선택적으로 전달되고, 상기 변속기(50)의 출력단(54)으로부터 출력된 동력이 종감속 장치(84) 및 차동기어 장치(86)를 경유하여 상기 차축(80)에 전달된다. 상기 차축(80)이 휠(82)을 회전시킴으로써 상기 엔진(10) 또는 상기 구동모터(30)에서 발생된 동력에 의해 하이브리드 차량이 주행한다.
상기 HSG(12)는 모터로 동작되어 상기 엔진(10)을 시동시키거나, 상기 엔진(10)이 시동 온을 유지하는 상태에서 잉여 출력이 발생되는 경우 제너레이터로 작동되어 상기 배터리(40)를 충전한다.
상기 엔진 클러치(20)는 상기 엔진(10)과 구동모터(30)의 사이에 장착되어 동력을 연결하거나 차단한다.
상기 배터리(40)는 고전압이 저장되며 상기 구동모터(30)에 구동전압을 공급하고, 하이브리드 차량의 타력 주행 중 상기 구동모터(30)에서 발생된 회생 에너지에 의하여 충전된다.
이러한 하이브리드 차량의 동력전달 및 회생제동 등은 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자(이하, 당업자)에게 자명하므로 더 이상의 자세한 설명은 생략하기로 한다.
상기 변속기(50)는 상기 입력축(52)으로부터 상기 출력단(54)까지 연결되는 기어비를 변경하여 변속을 수행하는 장치이다. 또한, 상기 변속기(50)는 적어도 하나 이상의 브레이크 및 적어도 하나 이상의 클러치를 포함하는 복수개의 마찰요소의 작동에 따라 변속을 수행한다. 상기 복수개의 마찰요소는 상기 변속기(50)에 공급되는 작동유압에 의해 결합 또는 해제되도록 작동된다.
상기 전동식 오일펌프(60)는 오일을 펌핑하여 상기 엔진 클러치(20) 및 상기 변속기(50)로 작동유압을 공급한다. 상기 전동식 오일펌프(60)는 하이브리드 차량의 시동시부터 시동 오프시까지 계속하여 작동된다. 즉, 기계식 오일펌프의 삭제에 따라 상기 전동식 오일펌프(60)가 상시 작동한다.
데이터 검출부(90)는 전동식 오일펌프(60)의 제어를 위한 데이터를 검출하며, 데이터 검출부(90)에서 검출된 데이터는 제어기(70)로 전달된다.
상기 데이터 검출부(90)는 가속 페달 위치 센서(91), 브레이크 페달 위치 센서(92), 차속 센서(93), 변속단 센서(94) 및 유온 센서(95)를 포함할 수 있다.
가속 페달 위치 센서(91)는 운전자가 가속 페달을 누른 정보를 측정한다. 즉, 가속 페달 위치 센서(91)는 운전자의 가속 의지에 관련된 데이터를 측정한다.
브레이크 페달 위치 센서(92)는 브레이크 페달을 밟았는지 아닌지를 검출한다. 즉, 브레이크 페달 위치 센서(92)는 상기 가속 페달 위치 센서(91)와 함께 운전자의 가속 의지를 검출한다.
차속 센서(93)는 차량의 속도를 측정하며, 차량의 휠에 장착되어 있다. 이와는 달리, 위성 항법 장치(global positioning system; GPS)에서 수신한 GPS신호를 기초로 차속을 계산할 수도 있다.
한편, 상기 가속 페달 위치 센서(91)의 신호와 상기 차속 센서(93)의 신호를 기초로 변속 패턴을 이용하여 목표 변속단이 계산될 수 있으며, 목표 변속단으로의 변속이 제어된다. 즉, 복수개의 유성기어세트와 복수개의 마찰요소가 구비된 자동변속기의 경우에는 복수개의 마찰요소에 공급되거나 복수개의 마찰요소로부터 해제되는 유압이 조절된다. 또한, 이중 클러치 변속기의 경우에는 복수개의 싱크로나이저 기구 및 액츄에이터에 가해지는 전류가 제어된다.
변속단 센서(94)는 현재 체결되어 있는 변속단을 검출한다. 유온 센서(95)는 변속기(50) 오일의 온도를 검출한다.
상기 제어기(70)는 변속기 제어기(TCU; transmission control unit, 72) 및 오일펌프 제어기(OPU; electric oil pump unit, 74)를 포함할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 차량의 오일펌프 시스템 제어방법은 상기 변속기 제어기(72) 및 오일펌프 제어기(74)에 의해 수행될 수 있다.
상기 변속기 제어기(72)는 상기 변속기(50)의 토크 및 상기 복수개의 마찰요소의 작동 등을 제어하는 장치이다. 상기 변속기 제어기(72)는 상기 데이터 검출부(90)에서 검출되는 데이터를 기초로 전동식 오일펌프(60)의 구동모드를 설정하고, 설정된 구동모드에 따라 속도 지령을 산출하여 상기 오일펌프 제어기(74)로 전송할 수 있다.
이러한 목적을 위하여, 상기 변속기 제어기(72)는 설정된 프로그램에 의해 동작하는 하나 이상의 프로세서로 구현될 수 있으며, 상기 설정된 프로그램은 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 차량의 오일펌프 시스템 제어방법의 각 단계를 수행하도록 프로그래밍된 것일 수 있다.
상기 오일펌프 제어기(74)는 상기 전동식 오일펌프(60)와 연결되고, 상기 속도 지령에 따라 상기 전동식 오일펌프(60)의 구동을 제어한다.
후술하는 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 차량의 전동식 오일펌프 제어 방법의 일부 프로세스는 상기 변속기 제어기(72)에 의하여, 다른 일부 프로세스는 상기 오일펌프 제어기(74)에 의하여 수행되는 것으로 할 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 차량의 전동식 오일펌프 제어 방법은 상기 변속기 제어기(72) 및 오일펌프 제어기(74)를 하나의 제어기(70)로 하여 설명이 가능한 바, 본 명세서에서는 상기 변속기 제어기(72) 및 오일펌프 제어기(74)를 제어기(70)로 칭하기로 한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 차량의 오일펌프 시스템 제어방법의 흐름도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 차량의 오일펌프 시스템 제어방법은 전동식 오일펌프(60)의 제어를 위한 데이터를 검출함으로써 시작된다(S100).
상기 제어기(70)는 상기 데이터를 기초로 전동식 오일펌프(60)의 구동모드를 설정한다(S110).
도 3 및 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 전동식 오일펌프의 구동모드를 나타내는 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 상기 구동모드는 제1 제어 모드(first control mode) 및 제2 제어 모드(second control mode)를 포함한다.
상기 제1 제어 모드는 하이브리드 차량이 정차한 상태에서 상기 전동식 오일펌프(60)가 구동되는 모드이다. 상기 제1 제어 모드는 전력 소모를 최소화하기 위하여 최소한의 필요한 유압만 공급되는 모드이다. 상기 제어기(70)는 정차 조건에서 상기 제1 제어 모드로 상기 전동식 오일펌프를 구동시킨다. 일예로, 상기 정차 조건은 브레이크 온 및 차속이 0, 또는 변속단이 주차변속단(P단) 혹은 중립변속단(N단)인 경우 만족되는 것으로 할 수 있다.
상기 제2 제어 모드는 하이브리드 차량이 주행 중인 상태에서 상기 전동식 오일펌프(60)가 구동되는 모드이다. 상기 제어기(70)는 시동 시 또는 주행 조건에서 상기 제2 제어 모드로 상기 전동식 오일펌프(60)를 구동시킨다. 일예로, 상기 주행 조건은 브레이크 오프 혹은 차속이 0보다 크고, 변속단이 주차변속단(D단) 혹은 후진변속단(R단)인 경우 만족되는 것으로 할 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 상기 구동모드는 제3 제어 모드(third control mode)를 더 포함할 수 있다.
상기 제3 제어 모드는 상기 하이브리드 차량이 발차 중인 상태에서 상기 전동식 오일펌프(60)가 고속으로 구동되는 모드이다. 상기 제3 제어 모드는 설정된 시간 동안 순간적으로 유압을 변속기(50)에 공급하여 유압 응답성을 확보하는 모드이다.
즉, 상기 제1 제어 모드에서 바로 상기 제2 제어 모드로 변환시, 상기 제2 제어 모드에서 산출된 속도 지령을 전동식 오일펌프(60)의 회전 속도가 추종하지 못하는 경우(일예로, 배터리의 저전압 상태)를 고려하여 짧은 시간 동안 순간적으로 오일을 고압으로 펌핑하여 신속히 규정 압력 상태가 되도록 할 수 있다.
상기 제어기(70)는 시동 시 또는 발차 조건에서 상기 제3 제어 모드로 상기 전동식 오일펌프(60)를 구동시킬 수 있다. 상기 발차 조건은 상기 제1 제어 모드가 설정된 상태에서 브레이크 오프 혹은 차속이 0보다 크고, 변속단이 주차 변속단(D단) 혹은 후진변속단(R단)인 경우 만족되는 것으로 할 수 있다.
상기 제어기(70)는 유온, 목표 유압, 및 상기 설정된 시간(제3 제어 모드 유지 시간)의 관계에 대한 2차원 맵을 기초로 상기 설정된 시간을 산출할 수 있다. 상기 설정된 시간이 경과하면, 상기 제어기(70)는 구동모드를 상기 제3 제어 모드에서 상기 제2 제어 모드로 변환한다.
상기 S110 단계에서 전동식 오일펌프(60)의 구동모드를 설정한 후, 상기 제어기(70)는 기본 유량 맵(Map)으로부터 상기 설정된 구동모드의 기본 유량(Q1)을 산출한다(S120). 여기서, 상기 기본 유량 맵(Map)은 유온 및 목표 유압을 변수로 하여 기본 유량에 대한 정보가 구동모드 별로 저장된 2차원 맵(Map)일 수 있다. 즉, 상기 제어기(70)는 상기 기본 유량 맵(Map)의 정보를 이용하여, 현재의 유온 및 목표 유압에 따라 상기 기본 유량(Q1)을 산출할 수 있다.
상기 제1 제어 모드의 2차원 맵에서 상기 기본 유량(Q1)은 하이브리드 차량이 정차한 상태에서 필요한 최소 유지 유량으로 설정될 수 있다. 상기 제2 제어 모드의 2차원 맵에서 상기 기본 유량(Q1)은 하이브리드 차량이 주행 중인 상태에서 토크 전달이 가능한 유량으로 설정될 수 있다. 상기 제3 제어 모드의 2차원 맵에서 상기 기본 유량(Q1)은 하이브리드 차량이 발차 중인 상태에서 유압 응답성을 확보하기 위한 유량으로 설정될 수 있다.
상기 제어기(70)는 상기 엔진 클러치(20), 구동모터(30) 및 변속기(50)의 냉각, 윤활, 슬립 및 누유를 기초로 보상 유량(Q2)을 산출할 수 있다(S130).
상기 제어기(70)는 보상 유량 맵(Map)을 이용하여 변속기(50)의 냉각시, 윤활시, 슬립시 및 누유시 요구되는 상기 보상 유량(Q2)을 산출할 수 있다. 상기 보상 유량 맵(Map)은 냉각, 윤활 및 슬립을 고려하여 유온, 발열 및 보상 유량의 관계에 대한 정보가 저장된 2차원 맵(Map)과 누유를 고려하여 유온, 밸브 제어압 및 보상 유량의 관계에 대한 정보가 저장된 2차원 맵(Map)을 포함할 수 있다. 여기서, 상기 제어기(70)의 상기 보상 유량 맵(Map)을 이용하여 보상 유량을 산출하는 방법은 하나의 예시일 뿐 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
예를 들어, 상기 제어기(70)는 상기 보상 유량(Q2) 산출시 구동모터 계통(모터 자체 또는 베어링 등)의 발열(X1), 변속기 출력 계통(차동기어장치 또는 베어링 등)의 발열(X2), 부시(bush) 계통(shaft bush 등)의 발열(X3), 유성기어 계통(유성기어, 니들롤러베어링 등)의 발열(X4), 복수개의 마찰요소(클러치 및 브레이크)의 슬립시 발열(X5) 등을 고려할 수 있다.
또한, 상기 제어기(70)는 상기 보상 유량(Q2) 산출시 변속 중 과도한 제어에 따른 변속기(50)의 누유를 고려할 수 있다. 즉, 상기 제어기(70)는 변속기(50) 내부에 구비된 복수개의 밸브의 누유를 기초로 상기 보상 유량을 산출할 수 있다. 본 명세서에서 사용된 다양한 식의 변수, 기호 및 상수 등과 관련하여 당업자에게 자명한 것은 설명의 편의를 위해 그 구체적인 설명을 생략한다.
상기 구동모터 계통의 발열(X1)은 X1=|w1*(|T1|*k11+k12)|의 식으로부터 산출될 수 있다. 여기서, | |은 절대값 함수이고, w1은 구동모터의 회전 속도, T1은 구동모터의 토크, k11은 구동모터 손실율, k12은 구동모터 베어링 드래그 상수이다. 상기 구동모터 손실율은 0과 1 사이의 값을 가지며, 상기 구동모터의 회전 속도, 상기 구동모터의 토크의 절대값 및 상기 구동모터 손실율의 관계에 대한 2차원 맵으로부터 산출될 수 있다.
상기 변속기 출력 계통의 발열(X2)은 X2=No*(|T2|*k21+k22)의 식으로부터 산출될 수 있다. 여기서, No은 변속기 출력축 회전수, T2은 변속기 출력축 토크, K21은 출력축 손실율 상수, K22은 출력축 베어링 드래그 상수이다.
상기 부시 계통의 발열(X3)은 X3=v3*k3의 식으로부터 산출될 수 있다. 여기서, v3는 변속기 입력축 부시의 상대속도, k3는 부시 드래그이다. 상기 부시 드래그는 0과 10 사이의 값을 가지며, 유온, 상기 부시의 상대속도 및 상기 부시 드래그의 관계에 대한 2차원 맵으로부터 산출될 수 있다.
상기 유성기어 계통의 발열(X4)은 X4=w4*(|T4|*k41+k42)|의 식으로부터 산출될 수 있다. 여기서, w4은 피니언 기어의 회전 속도, T4은 피니언 기어의 전달 토크, k41은 피니언 기어 손실율 상수, k42은 유성 기어 계통의 베어링 드래그 상수이다. 상기 피니언 기어 손실율 상수(k41) 및 상기 유성 기어 계통의 베어링 드래그 상수(k42)는 복수의 유성기어 세트 별로 각각 정의될 수 있다.
하나의 마찰요소의 슬립시 발열(X5)은 X5=v5*(P5 -k51)*k52의 식으로부터 산출될 수 있다. 여기서, v5은 마찰요소의 상대 속도, P5은 마찰요소의 제어압, k51은 마찰요소의 kiss point 압력 상수, k52은 마찰요소의 면적 상수이다. 각각의 마찰요소의 슬립시 발열은 상기 하나의 마찰요소의 슬립시 발열과 동일한 방법으로 산출될 수 있다.
이때, 상기 제어기(70)는 상기 변수들에 따라 산출된 각각의 보상 유량 중에서 최대값을 상기 보상 유량(Q2)으로 결정할 수 있다.
이후, 상기 제어기(70)는 상기 기본 유량(Q1)에 상기 보상 유량(Q2)을 합하여 최종 유량(Q3)을 산출한다(S140).
상기 제어기(70)는 속도 지령 맵(Map)으로부터 전동식 오일펌프(60)의 속도 지령을 산출한다(S150). 여기서, 상기 속도 지령 맵(Map)은 목표 유압, 유온, 및 최종 유량을 변수로 하여 전동식 오일펌프의 속도 지령에 대한 정보가 저장된 3차원 맵일 수 있다. 즉, 상기 제어기(70)는 상기 속도 지령 맵(Map)의 정보를 이용하여, 목표 유압, 유온, 및 최종 유량에 따라 전동식 오일펌프의 속도 지령을 산출할 수 있다.
상기 제어기(70)는 상기 산출된 속도 지령을 기초로 상기 전동식 오일펌프(60)의 구동을 제어한다(S160). 상기 제어기(70)를 상기 변속기 제어기(72) 및 오일펌프 제어기(74)로 구분하여 설명하면, 상기 변속기 제어기(70)는 상기 속도 지령을 산출하여 상기 오일펌프 제어기(74)로 전송하고, 상기 오일펌프 제어기(74)는 상기 속도 지령에 따라 상기 전동식 오일펌프(60)를 구동 시킬 수 있다.
이로써, 본 발명의 실시예에 따르면, 전동식 오일펌프의 단독 구동으로 연비가 향상되고 생산비용이 절감된다.
또한, 목표 유압, 최종 유량, 및 전동식 오일펌프의 속도 지령에 대한 3차원 맵을 사용함으로써, 작동유압을 필요한 만큼 정확하고 안정적으로 변속기에 공급할 수 있다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
10: 엔진 12: HSG(hybrid starter and generator)
20: 엔진 클러치 30: 구동모터
40: 배터리 50: 변속기
60: 전동식 오일펌프(electric oil pump)
70: 제어기 72: 변속기 제어기(transmission control unit)
74: 오일펌프 제어기(electric oil pump unit)
80: 차축 82: 휠
84: 종감속 장치 86: 차동기어 장치
90: 데이터 검출부

Claims (13)

  1. 하이브리드 차량의 변속기에 작동유압을 공급하는 오일펌프 시스템에 있어서,
    속도 지령에 따라 상기 변속기에 작동유압을 공급하는 전동식 오일펌프;
    상기 전동식 오일펌프의 제어를 위한 데이터를 검출하는 데이터 검출부; 및
    상기 데이터 검출부로부터 검출된 데이터를 기초로 상기 전동식 오일펌프의 구동모드를 설정하고, 설정된 구동모드의 기본 유량을 산출하며, 상기 변속기의 냉각시, 윤활시, 슬립시 및 누유시에 요구되는 보상 유량을 산출하고, 상기 기본 유량에 상기 보상 유량을 합하여 최종 유량을 산출하며, 상기 속도 지령을 상기 전동식 오일펌프로 인가하는 제어기;
    를 포함하되,
    상기 작동유압은 상기 전동식 오일펌프에 의해서만 상기 변속기에 공급되고, 상기 속도 지령은 목표 유압, 유온, 및 상기 최종 유량을 기초로 산출되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 오일펌프 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 구동모드는 정차 조건에서 설정되는 제1 제어 모드 및 주행 조건에서 설정되는 제2 제어 모드를 포함하는 하이브리드 차량의 오일펌프 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 구동모드는 발차 조건에서 설정되는 제3 제어 모드를 더 포함하되,
    상기 제3 제어 모드는 설정된 시간 동안 유지되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 오일펌프 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제어기는 구동모드 별로 저장된 유온, 목표 유압, 및 기본 유량의 관계에 대한 기본 유량 맵으로부터 상기 설정된 구동모드의 기본 유량을 산출하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 오일펌프 시스템.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제어기는 속도 지령 맵으로부터 상기 속도 지령을 산출하고,
    상기 속도 지령 맵은 목표 유압, 유온, 최종 유량 및 속도 지령의 관계에 대한 3차원 맵인 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 오일펌프 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 전동식 오일펌프는 상기 하이브리드 차량의 시동시부터 시동 오프시까지 계속하여 작동되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 오일펌프 시스템.
  8. 하이브리드 차량의 변속기에 작동유압을 공급하는 오일펌프 시스템을 제어하는 방법에 있어서,
    데이터 검출부로부터 검출된 데이터를 기초로 전동식 오일펌프의 구동모드를 설정하는 단계;
    상기 설정된 구동모드의 기본 유량을 산출하는 단계;
    상기 변속기의 냉각시, 윤활시, 슬립시 및 누유시에 요구되는 보상 유량을 산출하는 단계;
    상기 기본 유량에 상기 보상 유량을 합하여 최종 유량을 산출하는 단계;
    목표 유압, 유온 및 상기 최종 유량을 토대로 상기 전동식 오일펌프의 속도 지령을 산출하는 단계; 및
    상기 산출된 속도 지령에 따라 상기 전동식 오일펌프의 구동을 제어하는 단계;
    를 포함하는 하이브리드 차량의 오일펌프 시스템 제어방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 구동모드는 정차 조건에서 설정되는 제1 제어 모드 및 주행 조건에서 설정되는 제2 제어 모드를 포함하는 하이브리드 차량의 오일펌프 시스템 제어방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 구동모드는 발차 조건에서 설정되는 제3 제어 모드를 더 포함하되,
    상기 제3 제어 모드는 설정된 시간 동안 유지되는 하이브리드 차량의 오일펌프 시스템 제어방법.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 기본 유량은 구동모드 별로 저장된 유온, 목표 유압 및 기본 유량의 관계에 대한 기본 유량 맵으로부터 산출되는 하이브리드 차량의 오일펌프 시스템 제어방법.
  12. 삭제
  13. 제8항에 있어서,
    상기 속도 지령은 목표 유압, 유온, 최종 유량 및 속도 지령의 관계에 대한 3차원 맵으로부터 산출되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 오일펌프 시스템 제어방법.
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