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KR20160150161A - 전동식 오일펌프 소음 저감 방법 - Google Patents

전동식 오일펌프 소음 저감 방법 Download PDF

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KR20160150161A
KR20160150161A KR1020150086633A KR20150086633A KR20160150161A KR 20160150161 A KR20160150161 A KR 20160150161A KR 1020150086633 A KR1020150086633 A KR 1020150086633A KR 20150086633 A KR20150086633 A KR 20150086633A KR 20160150161 A KR20160150161 A KR 20160150161A
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KR
South Korea
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noise
oil pump
eop
running mode
engine
Prior art date
Application number
KR1020150086633A
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English (en)
Inventor
김종현
강승재
Original Assignee
현대자동차주식회사
기아자동차주식회사
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Publication date
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Priority to US14/883,352 priority patent/US10436081B2/en
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Abstract

본 발명에 의한 전동식 오일펌프 소음 저감 방법은, 기계식 오일펌프(MOP)가 생략되고 전동식 오일펌프(EOP)만이 장착된 차량의 주행시 전동식 오일펌프에서 발생하는 소음을 저감하는 방법으로서, 저소음 주행모드 중에는 상기 전동식 오일펌프의 회전속도를 최대 회전속도의 70% 이하로 제한하고, 고소음 주행모드 중에는 상기 전동식 오일펌프를 최대 회전속도로 회전시키는 것을 특징으로 한다.

Description

전동식 오일펌프 소음 저감 방법{METHOD FOR NOISE MITIGATION OF ELECTRONIC OIL PUMP}
본 발명은 전동식 오일펌프 소음 저감 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 기계식 오일펌프가 생략되고 전동식 오일펌프를 단독으로 설치한 차량에서 발생되는 소음을 억제하는 전동식 오일펌프 소음 저감 방법에 관한 것이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 하이브리드 차량에는 엔진 및 모터와 함께 회전하는 기계식 오일펌프(이하 MOP: Mechanical Oil Pump로도 표기함)와, 전기 모터식으로 작동되는 전동식 오일펌프(이하 EOP: Electric Oil Pump로도 표기함)가 설치되어 있다. 이 중 MOP는 변속기 등에 유압을 제공하는 주요 구성으로서, 엔진이나 모터의 회전축에 연동하여 작동된다.
즉, 엔진이나 모터가 구동하는 동안에는 MOP가 함께 작동하면서 유압을 발생시키고, 유량이 부족할 때 EOP가 추가로 작동하여 유압을 보조하는 시스템이다.
그러나 이러한 MOP는 엔진 및 모터의 구동력에 의해 작동하기 때문에, 자동차의 주행을 방해하는 요소로서 작용하였다. 이는 곧 연비의 하락을 불러오므로, 최근의 트랜드인 연비 향상에 커다란 걸림돌이 되었다.
따라서, 도 2에 도시된 바와 같이, MOP를 제거하고 EOP만으로 유압을 형성시킴으로써 연비를 향상시키려는 시도가 있었다. 그러나 EOP만으로 유압을 형성시키기 위해서는 MOP의 유압 공급량까지 EOP만으로 공급시켜야 하므로, EOP의 회전속도를 크게 상승시킬 필요가 있다. 그러나 EOP는 변속기의 외부에 별도로 설치되는 구성이기 때문에, EOP의 회전속도를 상승시키면 EOP에서 발생하는 소음이 별다른 차폐 없이 탑승자에게까지 전달되게 된다.
EOP의 회전속도를 증가시켜야 하는 원인은 이 밖에도 다양하게 있다. 한 예로서, 유온이 상승하면 오일의 점도가 낮아지면서 누유량이 증가하고, 이를 보상하는 오일의 공급량을 늘리기 위해 EOP의 회전속도를 상승시켜야 한다.
또한, 변속시에는 기어의 원활한 교체를 위해 높은 유압이 요구되는데, 이렇게 높은 유압을 실현시키기 위해 EOP의 회전속도를 상승시켜야 한다.
실제로 MOP와 함께 사용되는 EOP는 최대 회전속도가 2500RPM 정도이지만, 단독으로 EOP만 사용할 경우에는 최대 회전속도가 3500RPM에 이를 정도로 고속 회전하여 탑승자가 소음을 인지할 수 있을 정도가 된다.
도 3에 도시된 바와 같이, EOP 단독으로 사용시 EOP의 회전속도가 증가함에 따라 소음이 심해지는 것을 알 수 있다.
따라서, 탑승자가 소음을 인지할 수 있는 상황에서 EOP의 소음 발생을 억제하여 탑승 품질을 향상시키는 방법이 요구되고 있는 실정이다.
종래의 EOP 회전속도를 제어하는 방법이 "하이브리드차의 오일펌프 제어 방법(일본 공개특허 25112337(2013.06.10))"에 공지되어 있다.
상기 발명은, N단에서 D단으로 조작하는 것을 판단하여 전동식 오일펌프의 회전속도를 증가시키고, 이로부터 소정 시간이 경과하면 전동식 오일펌프의 회전수를 내리는 것을 특징으로 한다. 이렇게 전동식 오일펌프의 회전속도를 제어함으로써 소음 발생을 방지하는 것이다.
그러나 상기 발명은 EOP뿐만 아니라 MOP도 설치되어 있는 종래의 하이브리드 차량의 제어 방법으로서, 유온, 엔진 회전수 등에 따라 EOP의 회전수를 제어하는 방법이 개시되어 있지 않은 한계가 있었다.
일본 공개특허 25112337(2013.06.10)
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은, 차량에서 발생되는 소음이 적을 때 전동식 오일펌프의 회전속도를 감소시키는 전동식 오일펌프 소음 저감 방법을 제공하는 데 있다.
위 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 오일펌프 소음 저감 방법은, 기계식 오일펌프(MOP)가 생략되고 전동식 오일펌프(EOP)만이 장착된 차량의 주행시 전동식 오일펌프에서 발생하는 소음을 저감하는 방법으로서, 저소음 주행모드 중에는 상기 전동식 오일펌프의 회전속도를 최대 회전속도의 70% 이하로 제한하고, 고소음 주행모드 중에는 상기 전동식 오일펌프를 최대 회전속도로 회전시키는 것을 특징으로 한다.
유온이 설정된 온도 이하일 경우 저소음 주행모드로 판단하는 유온 판단 단계;를 포함한다.
엑셀 개도량이 설정된 수치 이하일 경우 저소음 주행모드로 판단하는 엑셀 판단 단계;를 포함한다.
변속기에 입력되는 토크가 설정된 수치 이하일 경우 저소음 주행모드로 판단하는 토크 판단 단계;를 포함한다.
차량이 변속중일 경우 고소음 주행모드로 판단하는 변속 판단 단계;를 더 포함한다.
유온이 설정된 수치 이상인지 판단하는 단계; 엑셀 개도량이 설정된 수치 이상인지 판단하는 단계; 변속기에 입력되는 토크가 설정된 수치 이상인지 판단하는 단계; 변속중인지 판단하는 단계; 및 유온, 엑셀 개도량, 변속기 입력 토크가 설정된 수치 이상이면서 변속중일 경우, 고소음 주행모드로 판단하는 단계; 를 포함한다.
본 발명에 의한 전동식 오일펌프 소음 저감 방법에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 탑승자가 인지할 수 있는 소음의 발생을 방지하여 주행 품질을 개선시킬 수 있다.
둘째, 저소음 주행모드에서 EOP의 회전속도를 제어함으로써 연비 절감 효과가 있다.
셋째, MOP의 생략에 따른 연비 절감 효과가 있다.
도 1은 종래의 MOP 및 EOP가 모두 설치된 차량의 간략도이고,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 EOP만이 설치된 차량의 간략도이고,
도 3은 EOP의 회전수에 따라 소음 크기가 어떻게 변화하는지 비교한 그래프이고,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 EOP 회전수 제어 순서도이다.
여기서 사용되는 전문용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.
다르게 정의하지는 않았지만, 여기에 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 보통 사용되는 사전에 정의된 용어들은 관련기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 매우 공식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 전동식 오일펌프 소음 저감 방법에 대하여 설명하기로 한다.
우선 도 2를 바탕으로 본 발명의 물리적 구성에 대해 설명한다. 본 발명은 MOP(10)가 생략되고 EOP(20)만이 장착된 차량을 대상으로 한다. 본 발명은 EOP의 작동 과정에서 발생하는 소음을 저감하는 방법으로서, 저소음 주행모드 중에는 EOP의 회전속도를 최대 회전속도의 70% 이하로 제한하고, 고소음 주행모드 중에는 EOP를 최대 회전속도로 회전시키는 것이다.
이하 도 4를 바탕으로 본 발명의 EOP 회전수 제어 로직에 대해 설명한다.
고소음 주행모드는 엔진 소음 등의 주변 소음에 의해 EOP의 소음이 인지되지 않거나, 높은 유압이 요구되어 EOP의 회전속도를 필수적으로 증가시켜야 하는 시점에 적용되고, 저소음 주행모드는 그 외의 시점에 적용된다.
즉, 고소음 주행모드는 변속 등의 높은 유압이 필요한 시점이나, 고속 주행에 의해 엔진 소음이 클 때 적용될 수 있다.
고소음 주행모드에서는 EOP(20)의 회전속도가 3500RPM까지 상승하면서 유압라인 압력이 16bar까지 증가하지만, 저소음 주행모드에서는 EOP의 회전속도를 최대치의 70% 이하, 더 구체적으로는 3000RPM 이하로 제한하여 유압라인 압력을 5~11bar로 유지시킨다.
이러한 주행모드의 구분은 아래와 같은 기준들로 이루어진다.
1) 유온: 유온이 설정된 온도보다 높으면 오일의 점도가 낮아지기 때문에 리크(Leak) 오일이 증가하게 된다. 따라서 적절한 유압을 유지시키기 위해 평소보다 많은 오일을 공급해야 하고, 이에 따라 EOP(20)의 회전속도가 증가해야 하는 것이다.
유온이 설정된 온도 이하일 경우에는 오일의 공급량을 늘릴 필요가 없기 때문에, EOP(20)의 회전속도를 낮게 유지하여 소음 발생을 억제한다.
유온의 설정 기준은 사용하는 오일에 따라 점도 변화가 각각 다르기 때문에 하나로 특정하기 어렵고, 사용하는 오일 종류와 적정 점도에 따라 다르게 설정할 수 있다.
2) 엑셀 개도량: 엑셀 개도량이 설정된 수치보다 높으면 엔진의 회전수가 증가하여 엔진 소음이 커지게 된다. 이렇게 엔진 소음이 높을 때에는 EOP(20)에서 발생되는 소음이 탑승자에 의해 인지되기 어렵다. 즉, EOP(20) 발생 소음보다 엔진 발생 소음이 더 크기 때문에, EOP(20)의 회전속도가 높아지더라도 소음 발생을 인지할 수 없는 것이다.
반면 엑셀 개도량이 설정된 수치 이하일 경우 엔진의 회전수가 충분히 높아지지 않기 때문에 EOP(20) 발생 소음이 인지될 가능성이 높아진다. 따라서 EOP(20)의 회전속도는 낮게 유지하여 소음 발생을 억제한다.
엑셀 개도량 기준은 차종과 엔진에 따라 달라지지만, 30%를 기준으로 삼는 것이 바람직하다. 엑셀 개도량이 30%를 초과하면 일반적으로 엔진 소음이 EOP(20) 발생 소음보다 커지게 되기 때문이다.
3) 변속기 입력 토크: 변속기에 입력되는 토크가 설정된 수치보다 높다는 것은, 이에 비례하여 엔진의 회전수가 높다는 것을 의미한다. 따라서, 엔진 소음에 의해 EOP(20) 발생 소음이 인지되지 않게 된다.
반면 변속기 입력 토크가 설정된 수치 이하일 경우 엔진의 회전수가 충분히 높지 않고, 이에 따라 엔진 소음이 줄어들기 때문에 EOP(20) 발생 소음이 인지될 수 있게 된다. 따라서 이 경우에는 EOP(20)의 회전속도를 낮게 제어해야 한다.
4) 변속: 차량이 변속중일 경우에는 높은 유압이 필요하므로 EOP(20)의 회전속도를 높일 필요가 있다. 유압이 높을수록 기어의 교체가 보다 신속하고 원활해진다.
고소음 주행모드인지 저소음 주행모드인지 판단하기 위해서 위와 같은 기준들 중 일부를 이용할 수도 있고, 모든 기준을 사용할 수도 있다. 다만, 변속 여부를 통해 주행모드를 판단하는 것은 항상 적용되는 것이 바람직하다.
또한, 일단 고소음 주행모드로 진입한 이후에는 차량 속도가 일정 이하로 감소할 때까지 고소음 주행모드를 유지시키고, 차량 속도가 감소할 경우, 다시 고소음/저소음 주행모드를 판단하는 과정을 거치는 것이 바람직하다.
이는 차량 속도가 빠를 때에 엔진의 회전수 역시 높으므로, EOP의 회전속도가 증가하여도 인지 가능한 소음이 발생하지 않기 때문이다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변경된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
1: 엔진 2: 모터
3: 변속기 10: 기계식 오일펌프(MOP)
20: 전동식 오일펌프(EOP)

Claims (6)

  1. 기계식 오일펌프(MOP)가 생략되고 전동식 오일펌프(EOP)만이 장착된 차량의 주행시 전동식 오일펌프에서 발생하는 소음을 저감하는 방법으로서,
    저소음 주행모드 중에는 상기 전동식 오일펌프의 회전속도를 최대 회전속도의 70% 이하로 제한하고,
    고소음 주행모드 중에는 상기 전동식 오일펌프를 최대 회전속도로 회전시키는 것을 특징으로 하는, 전동식 오일펌프 소음 저감 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    유온이 설정된 온도 이하일 경우 저소음 주행모드로 판단하는 유온 판단 단계;를 포함하는, 전동식 오일펌프 소음 저감 방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    엑셀 개도량이 설정된 수치 이하일 경우 저소음 주행모드로 판단하는 엑셀 판단 단계;를 포함하는, 전동식 오일펌프 소음 저감 방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    변속기에 입력되는 토크가 설정된 수치 이하일 경우 저소음 주행모드로 판단하는 토크 판단 단계;를 포함하는, 전동식 오일펌프 소음 저감 방법.
  5. 청구항 1 내지 4 중 어느 한 항에 있어서,
    차량이 변속중일 경우 고소음 주행모드로 판단하는 변속 판단 단계;를 더 포함하는, 전동식 오일펌프 소음 저감 방법.
  6. 청구항 1에 있어서,
    유온이 설정된 수치 이상인지 판단하는 단계;
    엑셀 개도량이 설정된 수치 이상인지 판단하는 단계;
    변속기에 입력되는 토크가 설정된 수치 이상인지 판단하는 단계;
    변속중인지 판단하는 단계; 및
    유온, 엑셀 개도량, 변속기 입력 토크가 설정된 수치 이상이면서 변속중일 경우, 고소음 주행모드로 판단하는 단계; 를 포함하는, 전동식 오일펌프 소음 저감 방법.
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