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KR102540557B1 - 하이브리드 차량의 윤활조절밸브 고착 진단 방법 - Google Patents

하이브리드 차량의 윤활조절밸브 고착 진단 방법 Download PDF

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KR102540557B1
KR102540557B1 KR1020180158182A KR20180158182A KR102540557B1 KR 102540557 B1 KR102540557 B1 KR 102540557B1 KR 1020180158182 A KR1020180158182 A KR 1020180158182A KR 20180158182 A KR20180158182 A KR 20180158182A KR 102540557 B1 KR102540557 B1 KR 102540557B1
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lubrication control
engine clutch
pressure
controller
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최월선
장호선
구태형
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현대자동차주식회사
기아 주식회사
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Abstract

본 발명은 하이브리드 차량의 변속기 및 엔진클러치에는 윤활유를 순환시키기 위한 윤활계 구성 부품으로서, 전기에 의하여 온/오프 작동되는 솔레노이드 밸브 타입인 독립형 윤활조절밸브의 고착(stuck) 상태를 엔진클러치 접합을 위한 작동 유압을 이용하여 주행 전에 미리 진단할 수 있도록 함으로써, 엔진클러치 및 변속기 내 클러치 등이 손상되는 것을 방지할 수 있도록 한 하이브리드 차량의 윤활조절밸브 고착 진단 방법을 제공하고자 한 것이다.

Description

하이브리드 차량의 윤활조절밸브 고착 진단 방법{METHOD FOR STUCK DIAGNOSIS OF LUBRICATION CONTROL VALVE OF HYBRID VEHICLE}
본 발명은 하이브리드 차량의 윤활조절밸브 고착 진단 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 독립형 윤활조절밸브의 고착(stuck) 상태를 엔진클러치 작동 유압을 이용하여 주행 전에 미리 진단할 수 있도록 한 하이브리드 차량의 윤활조절밸브 고착 진단 방법에 관한 것이다.
하이브리드 차량용 동력전달장치는 첨부한 도 1에 도시된 바와 같이, 서로 직결된 엔진(10)과 모터(12), 엔진(10) 및 모터(12) 사이에 배열되어 엔진 동력을 전달 또는 단절시키는 엔진 클러치(11)와, 동력을 주행 휠로 변속하여 출력하는 자동변속기(14) 등을 포함하여 구성되어 있다.
또한, 상기 변속기(14) 및 엔진클러치(11)에는 윤활유를 순환시키기 위하여 오일펌프 및 오일공급라인 등을 포함하는 윤활계(20)가 연결된다.
특히, 상기 윤활계(20)의 윤활유 공급라인에는 기존의 윤활조절밸브 외에 독립형 윤활조절밸브(22)가 더 장착된다.
상기 독립형 윤활조절밸브(22)는 모터 사용량의 증대 및 엔진클러치 슬립주행 영역 확대를 위해 변속기의 기존 기어단에 종속된 윤활조절밸브를 개선하여, 독립적으로 온/오프가 가능한 솔레노이드 밸브 타입으로 채택되어 있다.
이에, 기존의 1단에서만 변속기 및 엔진클러치로 추가 윤활 공급이 가능하였지만, 상기 독립형 윤활조절밸브(22)의 온 작동에 의하여 기어단에 관계없이 추가 윤활 공급이 자유롭게 이루어질 수 있다.
하지만, 기존의 윤활조절밸브는 페일 세이프(Fail Safe) 로직에 의하여 그 작동 여부 즉, 고착(Stuck) 여부를 기어변속의 불가로 간접적으로 알 수 있었으나, 상기 독립형 윤활조절밸브의 고착 여부를 판단할 수 없는 문제점이 있다.
참고로, 상기 고착(Stuck)은 솔레노이드 밸브에 제어 전류를 인가하여도 고장 등으로 인하여 물리적으로 움직이지 못하는 작동 불가 상태를 말한다.
이렇게 상기 독립형 윤활조절밸브의 고착 현상이 발생하면 엔진클러치 또는 변속기 내 클러치 등에 대한 윤활이 부족해질 수 밖에 없고, 그에 따라 엔진클러치가 소손이 되거나 변속기 내 클러치가 마모되거나 소손되는 문제점이 따르게 된다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 전기에 의하여 온/오프 작동되는 솔레노이드 밸브 타입인 독립형 윤활조절밸브의 고착(stuck) 상태를 엔진클러치 접합을 위한 작동 유압을 이용하여 주행 전에 미리 진단할 수 있도록 함으로써, 엔진클러치 및 변속기 내 클러치 등이 손상되는 것을 방지할 수 있도록 한 하이브리드 차량의 윤활조절밸브 고착 진단 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은: 변속 제어기에서 운전자의 주행의지를 판단하여 하이브리드 제어기에 독립형 윤활조절밸브의 고착 진단을 요청하는 단계; 상기 변속제어기의 고착 진단 요청에 대하여 하이브리드 제어기에서 허가 여부를 결정하는 단계; 상기 하이브리드 제어기에서 고착 진단을 허가한 후, 엔진클러치에 클러치 접합을 위한 압력을 변속기 제어기에 지령하는 단계; 상기 변속기 제어기에서 엔진클러치에 접합을 위한 유압을 공급하는 전동식 오일펌프를 온 시킴과 함께 상기 하이브리드 제어기의 클러치 접합을 위한 압력 지령에 맞게 전동식 오일펌프의 작동 속도를 제어하는 단계; 상기 엔진클러치가 전동식 오일펌프로부터 제공되는 유압에 의하여 접합될 때의 엔진클러치 접합 압력을 엔진클러치 압력센서에서 측정하되, 상기 독립형 윤활조절밸브의 오프 상태에서의 엔진클러치 접합 압력(P1)과 온 시킨 상태에서의 엔진클러치 접합 압력(P2)를 측정하는 단계; 및 상기 변속기 제어기에서 엔진클러치 접합 압력(P1)과 엔진클러치 접합 압력(P2) 간의 압력 차이(ΔP)를 기반으로, 상기 독립형 윤활조절밸브의 고착 유무를 판정하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 윤활조절밸브 고착 진단 방법을 제공한다.
바람직하게는, 상기 변속 제어기는 브레이크 페달 스트로크 오프 신호와, P단 신호와, 현재 차속= 0, 엔진 속도= 0, 모터 속도= 0 인 신호를 수신하면 운전자의 주행의지가 없는 것으로 판단하여, 하이브리드 제어기에 독립형 윤활조절밸브에 대한 고착 진단을 요청하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 변속 제어기는 고착 진단이 가능한 정상 상태이고, 차량의 일 구동 사이클 동안 고착 진단이 없는 경우에 하이브리드 제어기에 독립형 윤활조절밸브에 대한 고착 진단을 요청하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 하이브리드 제어기는 엔진클러치의 학습 작동 여부 및 엔진클러치 압력센서의 정상 유무를 확인한 후, 엔진클러치 미학습 조건 및 엔진클러치 압력센서 정상 조건에서 독립형 윤활조절밸브에 대한 고착 진단을 허가하는 것을 특징으로 한다.
상기 독립형 윤활조절밸브의 고착 유무를 판정하는 단계에서, 상기 압력 차이(ΔP)가 기준값 이상이면, 변속기 제어기는 독립형 윤활조절밸브의 온/오프 동작이 정상적으로 이루어진 것으로 판정하여 차량 계기판을 통하여 독립형 윤활조절밸브가 정상 상태임을 출력하는 것을 특징으로 한다.
반면, 상기 독립형 윤활조절밸브의 고착 유무를 판정하는 단계에서, 상기 압력 차이(ΔP)가 기준값 미만이면, 변속기 제어기는 독립형 윤활조절밸브가 고착된 상태로 판정하여 차량 계기판을 통하여 독립형 윤활조절밸브가 고장 상태임을 출력하는 것을 특징으로 한다.
상기한 과제 해결 수단을 통하여 본 발명은 다음과 같은 효과를 제공한다.
첫째, 변속기 및 엔진클러치로의 윤활유 공급을 조절하는 독립형 윤활조절밸브의 고착 상태 유무를 용이하게 진단할 수 있다.
둘째, 독립형 윤활조절밸브가 고착된 상태로 판정되면, 정비 유도를 위한 경고와 함께 엔진클러치 슬립 주행을 제한하여 엔진클러치를 보호할 수 있고, 변속기 내 클러치 소손을 방지할 수 있다.
도 1은 하이브리드 차량의 동력전달계통을 도시한 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 하이브리드 차량의 윤활조절밸브 고착 진단을 위한 제어 구성도,
도 3은 본 발명에 따른 하이브리드 차량의 윤활조절밸브 고착 진단 방법을 도시한 순서도.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조로 상세하게 설명하기로 한다.
첨부한 도 2는 본 발명에 따른 하이브리드 차량의 윤활조절밸브 고착 진단을 위한 제어 구성도이고, 도 3은 본 발명에 따른 하이브리드 차량의 윤활조절밸브 고착 진단 방법을 도시한 순서도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 윤활조절밸브 고착 진단은 변속기 제어기(110, TCU : Transmission Control Unit)와, 상위 제어기인 하이브리드 제어기(100, HCU : Hybrid Control Unit) 간의 협조 제어를 통하여 이루어진다.
상기 변속 제어기(110)는 브레이크 페달 스트로크 신호와, 현재 기어단수와, 현재 차속, 엔진 속도, 모터 속도를 기반으로 운전자의 주행의지를 판단한다.
또한, 상기 변속 제어기(110)는 운전자가 브레이크 페달을 밟지 않은 상태인 브레이크 페달 스트로크 오프 신호와, 현재 기어단수가 P단 신호와, 현재 차속= 0, 엔진 속도= 0, 모터 속도= 0 인 신호를 수신하면, 운전자의 주행의지가 없는 것으로 판단하여, 독립형 윤활조절밸브에 대한 고착 진단을 하이브리드 제어기(100)에 요청한다.
이때, 상기 변속 제어기(110)는 고착 진단이 가능한 정상 상태이고, 차량의 일 구동 사이클(1 DC = 1 Driving Cycle) 동안 고착 진단이 없는 경우에 하이브리드 제어기(100)에 독립형 윤활조절밸브에 대한 고착 진단을 요청한다.
상기 하이브리드 제어기(100)는 변속제어기(110)의 고착 진단 요청이 있는 경우, 엔진클러치의 학습 작동 여부 및 엔진클러치 작동압력을 감지하는 클러치 압력센서의 정상 작동 유무에 따라 독립형 윤활조절밸브에 대한 고착 진단을 허가한다.
참고로, 엔진클러치의 노화에 의한 열화 및 마모를 고려하여 클러치의 마찰계수 특성을 보정하거나, 클러치 작동을 위한 리턴스프링의 반발력 변화에 대한 간극 등을 보정하는 등의 제반 과정을 엔진클러치 학습이라 하며, 예를 들어 엔진클러치 학습 작동은 이그니션 키 시동 온 상태에서 차량 출발 전 아이들 상태 등의 조건 하에서 이루어진다.
이에, 상기 하이브리드 제어기(100)는 엔진클러치의 학습 작동에 우선 순위를 부여하기 위하여 엔진클러치 미학습 조건일 경우, 그리고 엔진클러치가 유압에 의하여 작동하는 압력을 감지하는 엔진클러치 압력센서의 신호가 정상적으로 수신되는 정상 상태일 경우, 독립형 윤활조절밸브에 대한 고착 진단을 허가한다.
또한, 상기 하이브리드 제어기(100)는 독립형 윤활조절밸브에 대한 고착 진단을 허가한 후, 실질적인 고착 진단을 위하여 엔진클러치에 클러치 접합을 위한 압력을 변속기 제어기(110)에 지령한다.
따라서, 상기 변속기 제어기(110)는 엔진클러치에 접합을 위한 유압을 공급하는 전동식 오일펌프를 온 시킴과 함께 상기 하이브리드 제어기(100)의 클러치 접합을 위한 압력 지령에 맞게 전동식 오일펌프(EOP, Electric Oil Pump)의 작동 속도를 제어한다.
이어서, 상기 엔진클러치가 전동식 오일펌프로부터 제공되는 유압에 의하여 접합되는 바, 이때의 엔진클러치 접합 압력을 엔진클러치 압력센서에서 측정하되, 상기 독립형 윤활조절밸브의 오프 상태와 온 상태에서 각각 측정한다.
좀 더 상세하게는, 먼저 상기 독립형 윤활조절밸브를 오프시킨 상태에서 엔진클러치 접합 압력(P1)을 엔진클러치 압력센서에서 측정하여 변속제 제어기(110)에 전송한 다음, 상기 독립형 윤활조절밸브를 온시킨 상태에서 엔진클러치 접합 압력(P2)을 엔진클러치 압력센서에서 측정하여 변속기 제어기(110)로 전송한다.
이어서, 상기 변속기 제어기(110)는 솔레노이드 밸브 타입인 독립형 윤활조절밸브를 오프(OFF)시킨 상태에서 측정한 엔진클러치 접합 압력(P1)과, 솔레노이드 밸브 타입인 독립형 윤활조절밸브를 온(ON)시킨 상태에서 측정한 엔진클러치 접합 압력(P2) 간의 압력 차이(ΔP)를 계산한 후, 이 압력 차이(ΔP)를 기준값과 비교한다.
비교 결과, 상기 압력 차이(ΔP)가 기준값 이상이면, 변속기 제어기(110)는독립형 윤활조절밸브의 온/오프 동작이 정상적으로 이루어진 것으로 판정하여 차량 계기판을 통하여 독립형 윤활조절밸브가 정상 상태임을 출력한다.
부연하면, 상기 독립형 윤활조절밸브가 온 작동되어 윤활계로부터 엔진클러치의 접합을 위한 섭동부 구성 등(예, 엔진클러치의 마찰재를 가압하는 피스톤과 접하는 부분)에 추가 윤활이 정상적으로 이루어짐으로써, 엔진클러치 접합이 윤활 전에 비하여 원활하게 이루어지면서 엔진클러치 접합을 위한 압력이 증가하지 않게 되고, 반면 상기 독립형 윤활조절밸브가 오프 작동되어 윤활계로부터 엔진클러치의 접합을 위한 섭동부 등에 대한 추가 윤활이 이루어지지 않음으로써, 추가 윤활시에 비하여 엔진클러치 접합을 위한 압력 증가가 필요하게 되므로, 결국 상기 압력 차이(ΔP)가 기준값 이상이면 독립형 윤활조절밸브가 정상적으로 작동하는 것으로 판정할 수 있다.
반면, 상기 압력 차이(ΔP)가 기준값 미만이면, 상기 추가 윤활시 엔진클러치 접합을 위한 압력과 추가 윤활 이전의 엔진클러치 접합을 위한 압력이 별반 차이가 없으므로, 결국 상기 압력 차이(ΔP)가 기준값 미만이면 변속기 제어기(110)는 독립형 윤활조절밸브가 고착된 상태로 판정하여, 차량 계기판을 통하여 독립형 윤활조절밸브가 고장 상태임을 출력한다.
여기서, 본 발명에 따른 윤활조절밸브 고착 진단 방법을 첨부한 도 2 및 도 3을 참조로 순서대로 설명하면 다음과 같다.
먼저, 상기 변속 제어기(110)는 브레이크 페달 스트로크 신호와, 현재 기어단수와, 현재 차속, 엔진 속도, 모터 속도를 기반으로 운전자의 주행의지를 판단한다(S101).
이때, 상기 변속 제어기(110)는 운전자가 브레이크 페달을 밟지 않은 상태인 브레이크 페달 스트로크 오프 신호와, 현재 기어단수가 P단 신호와, 현재 차속= 0, 엔진 속도= 0, 모터 속도= 0 인 신호를 수신하면, 운전자의 주행의지가 없는 것으로 판단한다.
연이어, 상기 변속 제어기(110)는 고착 진단이 가능한 정상 상태인지를 자가 확인함과 함께 차량의 일 구동 사이클(1 DC = 1 Driving Cycle) 동안 고착 진단이 없는가를 확인한 후(S102), 고착 진단이 가능한 정상 상태이면서 차량의 일 구동 사이클(1 DC = 1 Driving Cycle) 동안 고착 진단이 없으면 하이브리드 제어기(100)에 독립형 윤활조절밸브에 대한 고착 진단을 요청한다(S103).
상기 하이브리드 제어기(100)는 변속제어기(110)의 고착 진단 요청이 있는 경우, 엔진클러치의 학습 작동 여부 및 엔진클러치 압력센서의 정상 유무를 확인한 후(S104), 엔진클러치 미학습 조건 및 엔진클러치 압력센서 정상 조건에서 독립형 윤활조절밸브에 대한 고착 진단을 허가한다(S105).
이에, 상기 하이브리드 제어기(100)는 독립형 윤활조절밸브에 대한 실질적인 고착 진단을 위하여 엔진클러치에 클러치 접합을 위한 압력을 변속기 제어기(110)에 지령한다(S106).
따라서, 상기 변속기 제어기(110)는 엔진클러치에 접합을 위한 유압을 공급하는 전동식 오일펌프를 온 시킴과 함께 상기 하이브리드 제어기(100)의 클러치 접합을 위한 압력 지령에 맞게 전동식 오일펌프(EOP, Electric Oil Pump)의 작동 속도를 제어한다(S107).
다음으로, 상기 엔진클러치가 전동식 오일펌프로부터 제공되는 유압에 의하여 접합될 때의 접합 압력을 엔진클러치 압력센서에서 측정하되, 상기 독립형 윤활조절밸브의 오프 상태와 온 상태에서 각각 측정한다.
즉, 상기 독립형 윤활조절밸브를 오프시킨 상태에서 엔진클러치 접합 압력(P1)을 엔진클러치 압력센서에서 측정하여 변속제 제어기(110)에 전송하고(S108), 이어서 상기 독립형 윤활조절밸브를 온시킨 상태에서 엔진클러치 접합 압력(P2)을 엔진클러치 압력센서에서 측정하여 변속기 제어기(110)로 전송한다(S109).
이어서, 상기 변속기 제어기(110)는 솔레노이드 밸브 타입인 독립형 윤활조절밸브를 오프(OFF)시킨 상태에서 측정한 엔진클러치 접합 압력(P1)과, 솔레노이드 밸브 타입인 독립형 윤활조절밸브를 온(ON)시킨 상태에서 측정한 엔진클러치 접합 압력(P2) 간의 압력 차이(ΔP)를 계산한 후, 이 압력 차이(ΔP)를 기준값과 비교한다(S110).
비교 결과, 상기 압력 차이(ΔP)가 기준값 이상이면, 변속기 제어기(110)는독립형 윤활조절밸브의 온/오프 동작이 정상적으로 이루어진 것으로 판정하여 차량 계기판을 통하여 독립형 윤활조절밸브가 정상 상태임을 출력한다(S111).
반면, 상기 압력 차이(ΔP)가 기준값 미만이면, 변속기 제어기(110)는 독립형 윤활조절밸브가 고착된 상태로 판정하여 차량 계기판을 통하여 독립형 윤활조절밸브가 고장 상태임을 출력한다(S112).
이와 같이, 상기 독립형 윤활조절밸브가 고착된 상태로 판정되면, 운전자에게 차량 계기판을 통하여 독립형 윤활조절밸브의 고장 상태를 인지시켜서 정비를 받을 것을 유도할 수 있고, 또한 정비소까지의 주행 중 엔진클러치 슬립 주행을 제한하여 엔진클러치를 보호할 수 있고, 변속기 내 클러치 소손을 방지할 수 있다.
10 : 엔진
11 : 엔진 클러치
12 : 모터
14 : 변속기
20 : 윤활계
22 : 독립형 윤활조절밸브
100 : 하이브리드 제어기
110 : 변속기 제어기

Claims (6)

  1. 변속 제어기에서 운전자의 주행의지를 판단하여 하이브리드 제어기에 독립형 윤활조절밸브의 고착 진단을 요청하는 단계;
    상기 변속제어기의 고착 진단 요청에 대하여 하이브리드 제어기에서 허가 여부를 결정하는 단계;
    상기 하이브리드 제어기에서 고착 진단을 허가한 후, 엔진클러치에 클러치 접합을 위한 압력을 변속기 제어기에 지령하는 단계;
    상기 변속기 제어기에서 엔진클러치에 접합을 위한 유압을 공급하는 전동식 오일펌프를 온 시킴과 함께 상기 하이브리드 제어기의 클러치 접합을 위한 압력 지령에 맞게 전동식 오일펌프의 작동 속도를 제어하는 단계;
    상기 엔진클러치가 전동식 오일펌프로부터 제공되는 유압에 의하여 접합될 때의 엔진클러치 접합 압력을 엔진클러치 압력센서에서 측정하되, 상기 독립형 윤활조절밸브의 오프 상태에서의 엔진클러치 접합 압력(P1)과 온 시킨 상태에서의 엔진클러치 접합 압력(P2)를 측정하는 단계; 및
    상기 변속기 제어기에서 엔진클러치 접합 압력(P1)과 엔진클러치 접합 압력(P2) 간의 압력 차이(ΔP)를 기반으로, 상기 독립형 윤활조절밸브의 고착 유무를 판정하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 윤활조절밸브 고착 진단 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 변속 제어기는 브레이크 페달 스트로크 오프 신호와, P단 신호와, 현재 차속= 0, 엔진 속도= 0, 모터 속도= 0 인 신호를 수신하면 운전자의 주행의지가 없는 것으로 판단하여, 하이브리드 제어기에 독립형 윤활조절밸브에 대한 고착 진단을 요청하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 윤활조절밸브 고착 진단 방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 변속 제어기는 고착 진단이 가능한 정상 상태이고, 차량의 일 구동 사이클 동안 고착 진단이 없는 경우에 하이브리드 제어기에 독립형 윤활조절밸브에 대한 고착 진단을 요청하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 윤활조절밸브 고착 진단 방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 하이브리드 제어기는 엔진클러치의 학습 작동 여부 및 엔진클러치 압력센서의 정상 유무를 확인한 후, 엔진클러치 미학습 조건 및 엔진클러치 압력센서 정상 조건에서 독립형 윤활조절밸브에 대한 고착 진단을 허가하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 윤활조절밸브 고착 진단 방법.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 독립형 윤활조절밸브의 고착 유무를 판정하는 단계에서, 상기 압력 차이(ΔP)가 기준값 이상이면, 변속기 제어기는 독립형 윤활조절밸브의 온/오프 동작이 정상적으로 이루어진 것으로 판정하여 차량 계기판을 통하여 독립형 윤활조절밸브가 정상 상태임을 출력하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 윤활조절밸브 고착 진단 방법.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 독립형 윤활조절밸브의 고착 유무를 판정하는 단계에서, 상기 압력 차이(ΔP)가 기준값 미만이면, 변속기 제어기는 독립형 윤활조절밸브가 고착된 상태로 판정하여 차량 계기판을 통하여 독립형 윤활조절밸브가 고장 상태임을 출력하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 윤활조절밸브 고착 진단 방법.
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