KR101326850B1

KR101326850B1 - 오일펌프 제어 시스템 및 방법

Info

Publication number: KR101326850B1
Application number: KR20120110027A
Authority: KR
Inventors: 이성하
Original assignee: 기아자동차주식회사; 현대자동차주식회사
Priority date: 2012-10-04
Filing date: 2012-10-04
Publication date: 2013-11-11
Also published as: US9031741B2; DE102012113143B4; CN103711542B; US20140100739A1; DE102012113143A1; CN103711542A

Abstract

본 발명은 엔진의 회전 속도 또는 오일 온도로부터 상기 오일펌프의 최초 목표 오일압력을 설정하고, 상기 최초 목표 오일압력을 기초로, 상기 엔진의 목표 토크 또는 목표 연료량을 고려하여 압력 보상값을 산출하며, 상기 최초 목표 오일압력에 상기 압력 보상값을 더하여 최종 목표 오일압력을 산출하고, 실시간으로 측정되는 현재 오일압력이 상기 최종 목표 오일압력을 추종하도록 상기 오일펌프를 피드백(feedback) 제어하는 오일펌프 제어 시스템 및 방법에 관한 것이다.

Description

오일펌프 제어 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR CONTROLLING AN OIL PUMP}

본 발명은 차량의 오일펌프 제어 시스템 및 오일펌프 제어 방법에 관한 것이다.

종래 자동차 엔진 윤활 시스템에 적용되는 기계식 가변오일펌프는 일반적으로 엔진으로부터 동력을 전달받는 구동기어와, 구동기어의 회전력으로 회전되며 다수의 베인을 구비한 로터와, 하우징에 고정되어 있는 피봇핀과, 상기 피봇핀을 중심으로 회동됨으로써 상기 베인들과의 사이에 형성되는 펌핑공간의 부피를 가변시킬 수 있는 아우터링과, 상기 아우터링을 탄성적으로 지지하는 스프링 등을 포함하여 구성되어 있다.

이러한 기계식 가변오일펌프의 경우 엔진의 회전수와 관계없이 일정한 오일압력을 유지하도록 아우터링이 움직이면서 펌핑공간의 부피를 가변시키기 때문에 엔진의 회전 속도가 낮은 디젤엔진과 같은 경우에는 효율이 저하되는 문제가 있었다.

또한, 종래의 기계식 가변오일펌프의 경우 가변시점과 오일압력은 일종의 트레이드오프(trade-off) 관계가 형성되어 가변 시작점을 낮은 압력으로 할 경우 전부하 시 오일압력을 맞추기 어렵고 전부하 시 오일압력을 맞출 경우 가변 시작점의 압력이 올라가게 되어 연비가 저하되는 문제가 있었다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 여러 변수에 의해 전자식으로 오일펌프를 제어하는 전자식 오일펌프가 개발되고 있으나 이러한 전자식 오일펌프의 경우에도 엔진의 부하를 고려하여 오일펌프를 제어하고 있지는 않으므로 고부하 조건에서 오일 압력으로부터 엔진 윤활시스템을 충분히 보호할 수 없게 되는 문제가 있었다.

따라서, 종래기술의 경우 연비 향상 측면과 엔진 윤활시스템의 보호 측면을 모두 만족시키기 어려운 문제가 있었다.

본 발명은 상술한 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 엔진의 부하를 고려하여 연비 향상 측면과 엔진 윤활시스템 보호 측면을 모두 만족시킬 수 있는 오일펌프 제어 시스템 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상술한 과제를 해결하기 위한 수단으로서 본 발명의 실시예에서는 오일펌프 제어 방법을 제공한다. 몇몇 실시예에서, 상기 오일펌프 제어 방법은, 엔진의 회전 속도 또는 오일 온도로부터 상기 오일펌프의 최초 목표 오일압력을 설정하는 단계; 엔진의 목표 토크 또는 목표 연료량을 산출하는 단계; 상기 최초 목표 오일압력을 기초로, 상기 엔진의 목표 토크 또는 목표 연료량을 고려하여 압력 보상값을 산출하는 단계; 상기 최초 목표 오일압력에 상기 압력 보상값을 더하여 최종 목표 오일압력을 산출하는 단계; 및 실시간으로 측정되는 현재 오일압력이 상기 최종 목표 오일압력을 추종하도록 상기 오일펌프를 피드백(feedback) 제어하는 단계;를 포함할 수 있다.

상기 최초 목표 오일압력은 상기 엔진의 회전 속도에 따라 미리 설정된 목표 오일압력 커브(Curve) 또는 상기 엔진의 회전 속도와 상기 오일 온도에 따라 미리 설정된 목표 오일압력 맵(Map)으로부터 설정되는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 오일 온도가 정상적으로 측정되는지 여부를 판단하는 단계; 및 상기 오일 온도가 정상적으로 측정되지 않는 경우에는 상기 목표 오일압력 커브(Curve)에 따라 산출된 목표 오일압력을 최종 목표 오일압력으로 설정하는 단계;를 더 포함 할 수 있다.

상기 압력 보상값을 산출하는 단계는, 상기 목표 오일압력 커브(Curve)로부터 산출된 제1 목표 오일압력과 상기 목표 오일압력 맵(Map)으로부터 산출된 제2 목표 오일압력의 차이의 절대값을 계산하는 단계; 상기 엔진의 목표 토크 또는 상기 엔진의 목표 연료량으로부터 압력 보상계수(Compensation Factor)를 산출하는 단계; 및 상기 절대값에 상기 압력 보상계수를 곱하여 상기 압력 보상값을 산출하는 단계;를 포함 할 수 있다.

상기 압력 보상계수는 상기 엔진의 목표 토크와 상기 엔진의 회전 속도에 따라 미리 설정된 토크 기반 보상계수 맵으로부터 산출되는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 토크 기반 보상계수 맵은 상기 최종 목표 오일압력이 상기 제2 목표 오일압력 이상 상기 제1 목표 오일압력 이하의 값을 가지도록 미리 설정되는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 압력 보상계수는 상기 엔진의 목표 연료량과 상기 엔진의 회전 속도에 따라 미리 설정된 연료량 기반 보상계수 맵으로부터 산출되는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 연료량 기반 보상계수 맵은 상기 최종 목표 오일압력이 상기 제2 목표 오일압력 이상 상기 제1 목표 오일압력 이하의 값을 가지도록 미리 설정되는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에서는 전자식 오일펌프의 오일압력을 제어하는 오일펌프 제어 시스템을 제공한다. 몇몇 실시예에서 상기 오일압력 제어 시스템은, 엔진의 회전 속도를 측정하는 엔진 회전속도 센서; 오일 온도를 측정하는 오일 온도 센서; 상기 오일펌프의 현재 오일압력을 검출하는 오일 압력 센서; 및 상기 엔진 회전 속도 센서와 상기 오일 온도 센서로 및 상기 오일 압력 센서부터 전송되는 엔진 회전 속도 정보와 오일 온도 정보 및 오일 압력 정보를 기초로 상기 오일 펌프를 제어하는 제어유닛;을 포함하고, 상기 제어유닛은 오일압력 제어 방법에 의해 상기 오일펌프를 제어하는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 제어유닛은 상기 오일펌프에 연결된 솔레노이드 밸브를 제어하여 상기 오일펌프의 압력을 제어하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 오일펌프 제어 시스템 및 오일펌프 제어 방법에 의하면 엔진 부하 변동(목표 토크 또는 목표 연료량 변동)을 반영하여 오일압력을 제어할 수 있으므로 엔진 윤활시스템을 보호할 수 있으며, 저부하 영역에서는 오일압력을 낮추어 연비를 개선할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 오일펌프 제어 시스템의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 오일 펌프 제어 방법의 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 최종 목표압력 설정 과정의 개략도이다.
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 최종 목표압력 설정 과정의 개략도이다.
도 5는 본 발명의 제3실시예에 따른 최종 목표압력 설정 과정의 개략도이다.
도 6은 본 발명의 제4실시예에 따른 최종 목표압력 설정 과정의 개략도이다.
도 7은 본 발명의 제5실시예에 따른 최종 목표압력 설정 과정의 개략도이다.
도 8은 종래기술과 본 발명의 오일압 선도를 비교한 그래프이다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참조로 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 오일펌프(500) 제어 시스템(10)의 구성도이다.

도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 오일펌프(500) 제어 시스템(10)은 엔진 회전 속도 센서(100), 오일 온도 센서(200), 오일 압력 센서(300) 및 제어유닛(400)을 포함할 수 있다.

상기 엔진 회전 속도 센서(Engine speed sensor)(100)는 엔진의 회전 속도(rpm)를 검출하고 검출된 엔진의 회전 속도 정보를 상기 제어유닛(400)으로 전송한다. 엔진 회전 속도 센서(100)는 엔진의 회전축의 회전 속도를 검출하는 것으로서 기계식 회전 속도 센서뿐만 아니라 전자 유도식, 점화 펄스식, 광학식 등 여러 종류의 회전 속도 센서가 사용될 수 있다. 이 외에도 홀 소자나 자기저항소자 등을 이용한 엔진 회전 속도 센서가 있으며, 본 발명의 실시예의 경우 특정한 방식으로 한정되지 않고 엔진의 회전 속도를 검출할 수 있는 것이면 어느 것이나 사용될 수 있다.

상기 오일 온도 센서(Oil temperature sensor)(200)는 오일펌프(500)에서 펌핑된 오일의 온도를 측정하고 측정된 오일 온도 정보를 상기 제어유닛(400)으로 전송한다.

상기 오일 압력 센서(Oil pressure sensor)(300)는 상기 오일펌프(500)에서 펌핑되는 오일의 압력을 측정하고 측정된 현재 오일 압력정보를 상기 제어유닛(400)으로 전송한다.

상기 제어유닛(Control unit)(400)은 엔진 회전 속도 센서(100)와 상기 오일 온도 센서(200) 및 상기 오일 압력 센서(300)부터 전송되는 엔진 회전 속도 정보와 오일 온도 정보 및 오일 압력 정보를 기초로 상기 오일 펌프를 제어한다.

하나 또는 다수의 실시예에서 상기 제어유닛(400)은 차량의 ECU(Engine Control Unit)가 될 수 있다.

하나 또는 다수의 실시예에서 상기 제어유닛(400)은 차량의 ECU(Engine Control Unit)와 별도로 상기 ECU와 통신하며 상기 오일펌프(500) 제어를 위한 각종 연산 및 상기 엔진 회전 속도 센서(100), 오일 온도 센서(200), 오일 압력 센서(300) 등에서 전송된 정보를 처리하는 제어모듈(Contorl module)을 포함하여 구성될 수도 있다.

상기 제어유닛(400)은 엔진(600)의 부하(load)를 고려하여 상기 오일펌프(500)를 제어하게 된다. 엔진(600)의 부하는 엔진이 요구하는 토크 즉 목표 토크로 나타나거나 엔진이 요구하는 연료량 즉 목표 연료량으로 나타날 수 있으며, 상기 엔진(600)의 목표 토크나 목표 연료량은 제어유닛(400)에 미리 설정될 수 있다. 엔진(600)의 목표 토크나 목표 연료량은 엔진의 회전수, 오일온도, 차속, 외부기온 등과 같은 차량의 운행조건에 대한 맵 테이블(Map table)로 상기 제어유닛(400)에 미리 저장되어 있을 수 있다.

상기 제어유닛(400)은 엔진 회전 속도와 오일 온도뿐만 아니라 엔진의 목표 토크 또는 목표 연료량까지 고려하여 최종 목표 오일압력을 설정하고 이를 추종하도록 오일펌프(500)를 피드백 제어하게 된다.

하나 또는 다수의 실시예에서 상기 제어유닛(400)은 최종 목표 오일압력 값에 도달하기 위해 엔진 윤활 회로에 장착된 솔레노이드 밸브(Solenoid valve)(510)를 조절하여 오일펌프(500)를 제어할 수 있다. 솔레노이드 밸브(510)는 전자 밸브의 일종으로서 전자 코일의 전자력을 이용하여 밸브를 개폐시키게 된다.

상기 제어유닛(400)은 설정된 프로그램에 의해 동작하는 하나 이상의 프로세서로 구현될 수 있으며, 상기 설정된 프로그램은 본 발명의 실시예에 따른 오일펌프(500) 제어 방법의 각 단계를 수행하도록 프로그래밍된 것일 수 있다.

이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 오일 펌프 제어 방법을 도면을 참조하여 설명한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 오일 펌프 제어 방법의 흐름도이다.

도 2에 도시된 바와 같이 상기 제어유닛(400)은 먼저 오일온도를 정상적으로 측정할 수 있는지 여부를 판단한다(S10). 상기 제어유닛(400)은 오일 온도 센서(200)에 문제가 발생하였는지 여부를 판단함으로써 오일온도를 정상적으로 측정할 수 있는지 여부를 판단할 수 있다.

오일 온도를 정상적으로 측정할 수 있는 경우에는 목표 오일압력 커브(Curve) 또는 목표 오일압력 맵(Map)에 의해 최초 목표 오일압력을 설정한다(S20). 여기서 목표 오일압력 커브(Curve)는 도 3 내지 도 6에 도시된 바와 같이 엔진의 회전속도를 변수로 하여 목표 오일압력을 미리 설정해 놓을 수 있으며, 목표 오일압력 맵(Map)은 엔진의 회전 속도와 오일 온도을 변수로 하여 목표 오일압력을 미리 설정해 놓을 수 있다.

상기 목표 오일압력 커브(Curve)는 오일 온도 센서(200)의 고장을 대비하여 엔진의 회전 속도만으로 목표 오일압력을 설정하기 때문에 엔진의 윤활 시스템이 안정적으로 작동하도록 하기 위해 오일압력이 다소 높게 설정될 수 있다. 여기서, 목표 오일압력 커브에 의해 설정되는 목표 오일압력을 제1차 목표 오일압력(P1)으로 정의한다.

이와 달리, 상기 목표 오일압력 맵(Map)은 엔진의 오일온도가 낮은 저부하 영역에서 추가적으로 연비를 개선하기 위해 오일압력을 목표 오일압력 커브(Curve) 보다 낮게 설정할 수 있다. 여기서, 목표 오일압력 맵(Map)에 의해 설정되는 목표 오일압력을 제2차 목표 오일압력(P2)으로 정의한다.

따라서, 상기 최초 목표 오일압력은 제1 목표 오일압력(P1)과 제2 목표 오일압력(P2) 중 어느 하나가 될 수 있다.

그리고, 상기 제어유닛(400)은 차량의 운전 조건에 따라 엔진의 목표 토크 또는 목표 연료량을 산출한다(S25). 엔진의 목표 토크나 목표 연료량은 엔진의 회전수, 오일온도, 차속, 외부기온 등과 같은 차량의 운행조건에 대한 맵 테이블(Map table)로 상기 제어유닛(400)에 미리 저장되어 있을 수 있다. 따라서, 상기 제어유닛(400)은 상기 맵 테이블을 이용하여 현재 차량의 운행조건에 대한 엔진의 목표 토크나 목표 연료량을 실시간으로 산출할 수 있다.

그 다음, 상기 제어유닛(400)은 상기에서 설정된 최초 목표 오일압력을 기초로 상기 엔진의 목표 토크 또는 목표 연료량을 고려하여 압력 보상값(P4)을 산출한다(S30).

하나 또는 다수의 실시예에서, 상기 S30단계를 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

먼저, 제어유닛(400)는 상기 목표 오일압력 커브(Curve)로부터 산출된 제1 목표 오일압력(P1)과 상기 목표 오일압력 맵(Map)으로부터 산출된 제2 목표 오일압력(P2)의 차이의 절대값(|P1-P2|=P3)을 계산한다(S31).

그 후, 제어유닛(400)는 상기 엔진의 목표 토크 또는 상기 엔진의 목표 연료량으로부터 압력 보상계수(Compensation Factor)(F1)를 산출하며(S32), 상기 절대값(P3)에 상기 압력 보상계수(F1)를 곱하여 상기 압력 보상값(P4=P3*F1)을 산출할 수 있다(S33).

하나 또는 다수의 실시예에서 상기 S32단계에서 상기 압력 보상계수(F1)는 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 상기 엔진의 목표 토크(Nm)와 상기 엔진의 회전 속도(rpm)에 따라 미리 설정된 토크 기반 보상계수 맵(Map)으로부터 산출될 수 있다. 이때, 상기 토크 기반 보상계수 맵(Map)은 상기 최종 목표 오일압력(P5)이 상기 제2 목표 오일압력(P2) 이상 상기 제1 목표 오일압력(P1) 이하의 값을 가지도록 미리 설정될 수 있다. 하나 또는 다수의 실시예에서, 목표 오일압력 커브(Curve)에 의해 산출되는 제1 목표 오일압력(P1)이 목표 오일압력 맵(Map)에 의해 산출되는 제2 목표 오일압력(P2) 보다 크거나 같은 값을 가지는 경우 최종 목표 오일압력(P5)이 상기 제2 목표 오일압력(P2) 이상 상기 제1 목표 오일압력(P1) 이하가 되도록 상기 토크 기반 보상계수 맵(Map)의 각 압력 보상계수(F1)들을 미리 설정해 놓을 수 있다.

하나 또는 다수의 실시예에서 상기 S32단계에서 상기 압력 보상계수(F1)는 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 상기 엔진의 목표 연료량(mg/st, milligram/stroke)과 상기 엔진의 회전 속도(rpm)에 따라 미리 설정된 연료량 기반 보상계수 맵(Map)으로부터 산출될 수 있다. 이때, 상기 연료량 기반 보상계수 맵(Map)은 상기 최종 목표 오일압력(P5)이 상기 제2 목표 오일압력(P2) 이상 상기 제1 목표 오일압력(P1) 이하의 값을 가지도록 미리 설정될 수 있다. 하나 또는 다수의 실시예에서, 목표 오일압력 커브(Curve)에 의해 산출되는 제1 목표 오일압력(P1)이 목표 오일압력 맵(Map)에 의해 산출되는 제2 목표 오일압력(P2) 보다 크거나 같은 값을 가지는 경우 최종 목표 오일압력(P5)이 상기 제2 목표 오일압력(P2) 이상 상기 제1 목표 오일압력(P1) 이하가 되도록 상기 연료량 기반 보상계수 맵(Map)의 각 압력 보상계수(F1)들을 미리 설정해 놓을 수 있다.

그 다음, 상기 제어유닛(400)은 상기 최초 목표 오일압력(P1 또는 P2)에 상기 압력 보상값(P4)을 더하여 최종 목표 오일압력(P5)을 산출한다(S40).

한편, 상기 S10단계에서 오일온도를 정상적으로 측정할 수 없는 상태인 경우에는 목표 오일압력 커브(Curve)에 의해 최종 목표 오일압력(P5)을 바로 설정한다(S50). 오일온도를 정상적으로 측정할 수 없으므로 목표 오일압력 맵(Map)을 이용할 수 없고, 압력 보상값(P4)를 산출할 수도 없으므로 목표 오일압력 커브(Curve)에 따라 설정된 제1 목표 오일압력(P1)을 최종 목표 오일압력(P5=P1)로 설정하게 된다.

그 다음, 상기 제어유닛(400)은 상기 오일 압력 센서(300)에서 실시간으로 측정되는 현재 오일압력이 상기 최종 목표 오일압력(P5)을 추종하도록 상기 오일펌프(500)를 피드백(feedback) 제어한다(S50). 상술한 바와 같이 제어유닛(400)이 솔레노이드 밸브(510)를 조절함으로써 오일펌프(500)를 제어할 수 있다.

도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 최종 목표압력(P5) 설정 과정을 도시한 개략도이다. 본 발명의 제1실시예에 따르면 제2 목표 오일압력(P2)을 최초 목표 오일압력으로 설정하며, 엔진의 목표 토크를 기반으로 한 토크 기반 보상계수 맵(Map)을 적용한다. 설명의 편의를 위해 엔진 회전 속도는 2000rpm, 오일 온도는 40℃, 목표 토크는 100Nm인 것으로 가정한다.

도 3을 참조하면 먼저 오일 온도는 정상적으로 측정(40℃)된다(S10). 그리고 제2 목표 오일압력(P2=170kPa)이 최초 목표 오일압력으로 설정된다(S20). 목표 토크는 100Nm가 된다(S25). 압력 보상값(P4)은 목표 토크가 100Nm에서 9kPa이 된다(S30). 구체적으로 압력 보상값(P4)은 상술한 S31단계의 식(P3=|P1-P2|=|200-170|=30kPa)과 S32단계 및 S33단계의 식(P4=P3*F1=30*0.3=9kPa)으로부터 구해진다.

따라서, 본 발명의 제1실시예에서 최종 목표 오일압력(P5)은 목표 오일압력(P2=170kPa)에 압력 보상값(P4=9kPa)을 더하여 179kPa가 된다.

도 3에서 다른 조건은 모두 동일하고 목표 토크가 500Nm인 경우 동일하게 계산하면 최종 목표 오일압력(P5)는 206kPa가 되고, 목표 토크가 0Nm인 경우 최종 목표 오일압력(P5)은 161kPa가 된다.

도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 최종 목표압력(P5) 설정 과정을 도시한 개략도이다. 본 발명의 제2실시예에 따르면 제1 목표 오일압력(P1)을 최초 목표 오일압력으로 설정하며, 엔진의 목표 토크를 기반으로 한 토크 기반 보상계수 맵(Map)을 적용한다. 설명의 편의를 위해 엔진 회전 속도는 2000rpm, 오일 온도는 40℃, 목표 토크는 100Nm인 것으로 가정한다.

도 4를 참조하면 먼저 오일 온도는 정상적으로 측정(40℃)된다(S10). 그리고 제1 목표 오일압력(P1=200kPa)이 최초 목표 오일압력으로 설정된다(S20). 목표 토크는 100Nm가 된다(S25). 압력 보상값(P4)은 목표 토크가 100Nm에서 -21kPa이 된다(S30). 구체적으로 압력 보상값(P4)은 상술한 S31단계의 식(P3=|P1-P2|=|200-170|=30kPa)과 S32단계 및 S33단계의 식(P4=P3*F1=30*(-0.7)=-21kPa)으로부터 구해진다.

따라서, 본 발명의 제2실시예에서 최종 목표 오일압력(P5)은 목표 오일압력(P1=200kPa)에 압력 보상값(P4=-21kPa)을 더하여 179kPa가 된다.

도 4에서 다른 조건은 모두 동일하고 목표 토크가 500Nm인 경우 동일하게 계산하면 최종 목표 오일압력(P5)는 206kPa가 되고, 목표 토크가 0Nm인 경우 최종 목표 오일압력(P5)은 161kPa가 된다.

따라서, 본 발명의 제1실시예 및 제2실시예에 따르면 엔진 부하 변동(목표 토크 변동)을 반영하여 오일압력을 제어할 수 있으므로 엔진 윤활시스템을 보호할 수 있으며, 저부하 영역에서는 오일압력을 낮추어 추가적인 연비 효과를 얻을 수 있다.

도 5는 본 발명의 제3실시예에 따른 최종 목표압력(P5) 설정 과정을 도시한 개략도이다. 본 발명의 제3실시예에 따르면 제2 목표 오일압력(P2)을 최초 목표 오일압력으로 설정하며, 엔진의 목표 연료량을 기반으로 한 연료량 기반 보상계수 맵(Map)을 적용한다. 설명의 편의를 위해 엔진 회전 속도는 2000rpm, 오일 온도는 40℃, 목표 연료량은 10mg/st인 것으로 가정한다.

도 5를 참조하면 먼저 오일 온도는 정상적으로 측정(40℃)된다(S10). 그리고 제2 목표 오일압력(P2=170kPa)이 최초 목표 오일압력으로 설정된다(S20). 목표 연료량은 10mg/st이 된다(S25). 압력 보상값(P4)은 목표 연료량이 10mg/st에서 9kPa이 된다(S30). 구체적으로 압력 보상값(P4)은 상술한 S31단계의 식(P3=|P1-P2|=|200-170|=30kPa)과 S32단계 및 S33단계의 식(P4=P3*F1=30*0.3=9kPa)으로부터 구해진다.

따라서, 본 발명의 제3실시예에서 최종 목표 오일압력(P5)은 목표 오일압력(P2=170kPa)에 압력 보상값(P4=9kPa)을 더하여 179kPa가 된다.

도 5에서 다른 조건은 모두 동일하고 목표 연료량이 80mg/st인 경우 동일하게 계산하면 최종 목표 오일압력(P5)는 206kPa가 되고, 목표 연료량이 0mg/st인 경우 최종 목표 오일압력(P5)은 161kPa가 된다.

도 6은 본 발명의 제4실시예에 따른 최종 목표압력(P5) 설정 과정을 도시한 개략도이다. 본 발명의 제4실시예에 따르면 제1 목표 오일압력(P1)을 최초 목표 오일압력으로 설정하며, 엔진의 목표 연료량을 기반으로 한 연료량 기반 보상계수 맵(Map)을 적용한다. 그리고, 설명의 편의를 위해 엔진 회전 속도는 2000rpm, 오일 온도는 40℃, 목표 연료량은 10mg/st인 것으로 가정한다.

도 6을 참조하면 먼저 오일 온도는 정상적으로 측정(40℃)된다(S10). 그리고 제1 목표 오일압력(P1=200kPa)이 최초 목표 오일압력으로 설정된다(S20). 목표 연료량은 10mg/st이 된다(S25). 압력 보상값(P4)은 목표 연료량이 10mg/st에서 -21kPa이 된다(S30). 구체적으로 압력 보상값(P4)은 상술한 S31단계의 식(P3=|P1-P2|=|200-170|=30kPa)과 S32단계 및 S33단계의 식(P4=P3*F1=30*(-0.7)=-21kPa)으로부터 구해진다.

따라서, 본 발명의 제4실시예에서 최종 목표 오일압력(P5)은 목표 오일압력(P1=200kPa)에 압력 보상값(P4=-21kPa)을 더하여 179kPa가 된다.

도 6에서 다른 조건은 모두 동일하고 목표 연료량이 80mg/st인 경우 동일하게 계산하면 최종 목표 오일압력(P5)는 206kPa가 되고, 목표 연료량이 0mg/st인 경우 최종 목표 오일압력(P5)은 161kPa가 된다.

따라서, 본 발명의 제3실시예 및 제4실시예에 따르면 엔진 부하 변동(목표 연료량 변동)을 반영하여 오일압력을 제어할 수 있으므로 엔진 윤활 시스템을 보호할 수 있으며, 저부하 영역에서는 오일압력을 낮추어 추가적인 연비 효과를 얻을 수 있다.

도 7은 본 발명의 제5실시예에 따른 최종 목표압력(P5) 설정 과정을 도시한 개략도이다. 본 발명의 제5실시예의 경우 상술한 제1실시예와 마찬가지로 제2 목표 오일압력(P2)이 최초 목표 오일압력으로 설정되고, 엔진의 목표 토크를 기반으로 한 토크 기반 보상계수 맵(Map)이 적용되며, 엔진 회전 속도는 2000rpm, 오일 온도는 40℃인 것으로 가정한다.

다만, 본 발명의 제5실시예의 경우 상기 최종 목표 오일압력(P5)이 상기 제2 목표 오일압력(P2)이상 상기 제1 목표 오일압력(P1)이하가 되도록 상기 토크 기반 보상계수 맵(Map)의 압력 보상계수(F1)들이 설정되어 있다.

도 7의 토크 기반 압력 보상계수 맵(Map)에 도시된 바와 같이 목표 토크가 400Nm, 500Nm인 경우 모두 압력 보상계수(F1)은 1.0이 되고, 최종 목표 오일압력(P5)은 200kPa가 된다.

따라서, 본 발명의 제5실시예에 따른 토크 기반 압력 보상계수 맵(Map)을 적용하면 최종 목표 오일압력(P5)은 제2 목표오일 압력(P2) 이상 제1 목표 오일압력(P1)이하가 됨을 알 수 있다.

상기 본 발명의 제5실시예에서는 토크 기반 압력 보상계수 맵(Map)을 예를 들어 설명하였지만 이는 상기 제3실시예 또는 제4실시예에 따른 연료량 기반 압력 보상계수 맵(Map)에도 동일하게 적용될 수 있다. 즉, 연료량 기반 압력 보상계수 맵(Map)의 압력 보상계수(F1)들도 상기 최종 목표 오일압력(P5)이 상기 제2 목표 오일압력(P2)이상 상기 제1 목표 오일압력(P1)이하가 되도록 미리 설정될 수 있다.

도 8은 본 발명과 종래기술을 비교한 그래프이다.

도 8에서 L1은 종래 기계식 오일펌프에 의한 오일압 선도를 나타내고, L2는 종래의 전자식 오일펌프의 오일압 선도를 나타내며, L3-1 내지 L3-4는 본 발명의 실시예에 따른 오일펌프 제어 방법의 오일압 선도를 나타낸다.

도 8에 나타나 있는 바와 같이 종래의 기계식 오일펌프에 의한 오일압 선도(L1)와 종래의 전자식 오일펌프의 오일압 선도(L2)에 비교하여 본 발명의 실시예에 따른 오일압 선도(L3-1 내지 L3-4)가 낮은 위치에 있음을 알 수 있다. 즉, 본 발명의 실시예에 따르면 종래기술과 비교하여 추가적으로 오일압력을 감소시킴으로써 연비를 개선시킬 수 있다. 그리고, 엔진의 부하를 반영하여 L3-1 내지 L3-4 사이에서 능동적으로 오일압력을 변경하여 제어할 수 있게 되므로 엔진의 윤활 시스템을 보호할 수 있다.

이상으로 본 발명에 관한 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.

10: 오일펌프 제어 시스템 100: 엔진 회전 속도 센서
200: 오일 온도 센서 300: 오일 압력 센서
400: 제어유닛 500: 오일펌프
510: 솔레노이드 밸브 600: 엔진

Claims

오일펌프 제어 방법에 있어서,
엔진의 회전 속도 또는 오일 온도로부터 상기 오일펌프의 최초 목표 오일압력을 설정하는 단계;
엔진의 목표 토크 또는 목표 연료량을 산출하는 단계;
상기 최초 목표 오일압력을 기초로, 상기 산출된 엔진의 목표 토크 또는 목표 연료량을 고려하여 압력 보상값을 산출하는 단계;
상기 최초 목표 오일압력에 상기 압력 보상값을 더하여 최종 목표 오일압력을 산출하는 단계; 및
실시간으로 측정되는 현재 오일압력이 상기 최종 목표 오일압력을 추종하도록 상기 오일펌프를 피드백(feedback) 제어하는 단계;
를 포함하는 오일펌프 제어 방법.
제1항에 있어서,
상기 최초 목표 오일압력은 상기 엔진의 회전 속도에 따라 미리 설정된 목표 오일압력 커브(Curve) 또는 상기 엔진의 회전 속도와 상기 오일 온도에 따라 미리 설정된 목표 오일압력 맵(Map)으로부터 설정되는 것을 특징으로 하는 오일펌프 제어 방법.
제2항에 있어서,
상기 오일 온도가 정상적으로 측정되는지 여부를 판단하는 단계; 및
상기 오일 온도가 정상적으로 측정되지 않는 경우에는 상기 목표 오일압력 커브(Curve)에 따라 산출된 목표 오일압력을 최종 목표 오일압력으로 설정하는 단계;
를 더 포함하는 오일펌프 제어 방법.
제3항에 있어서,
상기 압력 보상값을 산출하는 단계는,
상기 목표 오일압력 커브(Curve)로부터 산출된 제1 목표 오일압력과 상기 목표 오일압력 맵(Map)으로부터 산출된 제2 목표 오일압력의 차이의 절대값을 계산하는 단계;
상기 엔진의 목표 토크 또는 상기 엔진의 목표 연료량으로부터 압력 보상계수(Compensation Factor)를 산출하는 단계; 및
상기 절대값에 상기 압력 보상계수를 곱하여 상기 압력 보상값을 산출하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 오일펌프 제어 방법.
제4항에 있어서,
상기 압력 보상계수는 상기 엔진의 목표 토크와 상기 엔진의 회전 속도에 따라 미리 설정된 토크 기반 보상계수 맵으로부터 산출되는 것을 특징으로 하는 오일펌프 제어 방법.
제5항에 있어서,
상기 토크 기반 보상계수 맵은 상기 최종 목표 오일압력이 상기 제2 목표 오일압력 이상 상기 제1 목표 오일압력 이하의 값을 가지도록 미리 설정되는 것을 특징으로 하는 오일 펌프 제어 방법.
제4항에 있어서,
상기 압력 보상계수는 상기 엔진의 목표 연료량과 상기 엔진의 회전 속도에 따라 미리 설정된 연료량 기반 보상계수 맵으로부터 산출되는 것을 특징으로 하는 오일펌프 제어 방법.
제7항에 있어서,
상기 연료량 기반 보상계수 맵은 상기 최종 목표 오일압력이 상기 제2 목표 오일압력 이상 상기 제1 목표 오일압력 이하의 값을 가지도록 미리 설정되는 것을 특징으로 하는 오일 펌프 제어 방법.
전자식 오일펌프의 오일압력을 제어하는 오일압력 제어 시스템에 있어서,
엔진의 회전 속도를 측정하는 엔진 회전속도 센서;
오일 온도를 측정하는 오일 온도 센서;
상기 오일펌프의 현재 오일압력을 검출하는 오일 압력 센서; 및
상기 엔진 회전 속도 센서와 상기 오일 온도 센서로 및 상기 오일 압력 센서부터 전송되는 엔진 회전 속도 정보와 오일 온도 정보 및 오일 압력 정보를 기초로 상기 오일 펌프를 제어하는 제어유닛;을 포함하고,
상기 제어유닛은 제1항 내지 제6항 중 어느 하나의 항에 따른 오일압력 제어 방법에 의해 상기 오일펌프를 제어하는 것을 특징으로 하는 오일압력 제어 시스템.
제9항에 있어서,
상기 제어유닛은 상기 오일펌프에 연결된 솔레노이드 밸브를 제어하여 상기 오일펌프의 압력을 제어하는 것을 특징으로 하는 오일압력 제어 시스템.