KR20130066837A - 차량용 오일펌프 제어시스템 - Google Patents

차량용 오일펌프 제어시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 엔진에 오일을 공급하기 위한 차량용 오일펌프 제어시스템에 대한 것으로, 상기 발명은 엔진에 오일을 공급하기 위한 오일펌프; 상기 오일펌프의 토출부 유압을 제어하기 위한 유압제어밸브; 상기 오일펌프의 토출부 유압을 감지하여 출력하는 유압센서; 및 외부로부터 입력된 차량정보 중 엔진의 유압 및 운전상태와 관련된 정보에 대응하여 상기 오일펌프의 토출부의 목표유압값을 산출하고, 상기 산출된 목표유압값을 기준으로 상기 유압센서로부터 입력된 측정유압값을 비교하여 상기 유압제어밸브를 구동하기 위한 피드백제어를 수행하는 제어기;를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의해 본 발명은 엔진의 유압과 운전상태와 관련된 정보에 대응하여 오일펌프의 토출부의 목표유압값을 산출하고 유압센서로부터 입력된 측정유압값을 이용하여 이 목표유압값에 추종되도록 피드백제어을 수행함으로써 냉간 또는 고속 또는 저부하시 오일펌프의 토출부에 불필요한 유압이 형성되는 것을 조절하여 오일펌프의 부하를 관리할 수 있으며, 이로 인해 오일펌프로 인한 연비 상승의 원인을 줄일 수 있다.

Description

차량용 오일펌프 제어시스템{Oil pump control system for vehicle}
본 발명은 차량용 오일펌프 제어시스템에 관한 것으로, 구체적으로는 오일펌프 토출부 유압을 제어하는 차량용 오일펌프 제어시스템에 관한 것이다.
도 1의 종래 차량용 오일펌프 제어시스템의 블록도로서, 도 1에 도시된 바와 같이, 종래 차량용 오일펌프 제어시스템(1)은 크랭크축에 의해 구동되는 오일펌프(10)와 과도한 오일압력 상승시에 펌프 흡입구로 오일을 리턴하기 위한 릴리프밸브(20)를 구비하고 있다.
여기서 릴리프밸브(20)는 플런져(22) 상면에 가해지는 오일펌프 토출압이 플런져(22)를 지지하는 스프링(24)의 지지력보다 큰 경우 오일펌프(10)의 토출부의 오일을 오일펌프(24)의 흡입부로 재순환하도록 동작한다.
이와 같이 릴리프밸브(20)는 위와 같이 기계적 동작에 의해 개폐를 수행하기 때문에 엔진 운전 조건, 유온, 수온 등에 대응하여 오일펌프(10) 토출부의 유압을 능동적으로 제어하는 데는 한계를 가진다.
이 때문에 종래 차량용 오일펌프 제어시스템(1)은 냉간 또는 고속 또는 저부하시 오일펌프(10)의 토출부에 불필요한 유압이 형성되는 경우에도 이를 적절히 관리하는 것이 어려운 문제를 가진다. 또한 이러한 문제는 오일펌프(10)의 부하를 증가시킴으로써 연비 상승의 원인이 되고 있다.
본 발명의 목적은 종래 기계식의 릴리프밸브를 전기적 제어가 가능한 형태로 변경함과 더불어 차량의 운전조건 및 환경변화에 대응하여 오일펌프 토출부 유압을 능동적으로 제어할 수 있는 차량용 오일펌프 제어시스템을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 엔진에 오일을 공급하기 위한 차량용 오일펌프 제어시스템에 관한 것으로, 본 차량용 오일펌프 제어시스템은 엔진에 오일을 공급하기 위한 오일펌프; 상기 오일펌프의 토출부 유압을 제어하기 위한 유압제어밸브; 상기 오일펌프의 토출부 유압을 감지하여 출력하는 유압센서; 및 외부로부터 입력된 차량정보 중 엔진의 유압 및 운전상태와 관련된 정보에 대응하여 상기 오일펌프의 토출부의 목표유압값을 산출하고, 상기 산출된 목표유압값을 기준으로 상기 유압센서로부터 입력된 측정유압값을 비교하여 상기 유압제어밸브를 구동하기 위한 피드백제어를 수행하는 제어기;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제어기는, 상기 차량정보 중 엔진회전수 및 연료량에 대응하여 사전에 정한 범위 내에서 설정된 제1 목표유압맵에 의해 상기 목표유압값을 산출하는 제1 제어모듈을 구비할 수 있다.
상기 제1 목표유압맵에 의해 산출된 목표유압값은 상기 차량정보 중 오일온도 및 냉각수온에 의해 보정될 수 있다.
상기 제어기는, 상기 오일펌프로부터 공급된 오일을 엔진의 피스톤에 공급하기 위한 피스톤실린더 쿨링 젯의 개방을 고려하여 상기 차량정보 중 엔진회전수 및 연료량에 대응하여 설정된 제2 목표유압맵에 의하여 상기 목표유압값을 산출하는 제2 제어모듈과, 상기 엔진회전수 및 연료량에 대응하여 상기 피스톤실린더 쿨링 젯을 제어하는 제3 제어모듈을 더 구비하고, 상기 피스톤실린더 쿨링 젯의 개방신호가 입력된 경우 상기 제1 제어모듈(132)을 비활성화하고 상기 제2 제어모듈 및 제3 제어모듈을 활성화할 수 있다.
상기 제어기는, 상기 목표유압값과 상기 측정유압값의 비교결과, 양자의 차이가 사전에 정해진 고장임계치에 도달된 경우 엔진고장으로 인식하고 이에 대응하는 경고신호를 외부로 출력하는 엔진고장 경고모듈을 더 구비할 수 있다.
상기 피드백제어는 비례적분(PI)제어 또는 비례적분미분(PID)제어에 의해 구현될 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 차량용 오일펌프 제어시스템은 차량정보 중 엔진의 유압과 운전상태와 관련된 정보에 대응하여 오일펌프의 토출부의 목표유압값을 산출하고 유압센서로부터 입력된 측정유압값을 이용하여 이 목표유압값에 추종되도록 피드백제어을 수행함으로써 냉간 또는 고속 또는 저부하시 오일펌프의 토출부에 불필요한 유압이 형성되는 것을 조절하여 오일펌프의 부하를 관리할 수 있으며, 이로 인해 오일펌프로 인한 연비 상승의 원인을 줄일 수 있다.
또한 본 발명에 따른 차량용 오일펌프 제어시스템은 피스톤실린더 쿨링 젯의 영향을 고려하여 산출된 목표유압값에 의해 피드백제어를 수행할 수 있어 연비의 저감 효과를 더욱 극대화할 수 있다.
또한 본 발명에 따른 차량용 오일펌프 제어시스템은 엔진의 유압 편차를 감지함으로써 엔진 윤활계통의 치명적인 오류에 의한 고장을 신속하게 진단함으로써 엔진 고장을 사전에 방지할 수 있다.
도 1은 종래 차량용 오일펌프 제어시스템의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 오일펌프 제어시스템의 블록도이다.
도 3은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 차량용 오일펌프 제어시스템의 블록도이다.
이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 오일펌프 제어시스템에 대하여 설명한다.
도 2를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 오일펌프 제어시스템(100)에 대하여 설명한다. 도 2은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 오일펌프 제어시스템의 블록도이다.
본 실시예에 따른 차량용 오일펌프 제어시스템(100)은, 오일펌프(110), 유압제어밸브(112), 유압센서(113), 제어기(130)로 이루어질 수 있다.
오일펌프(110)는 흡입부(114)를 통해 오일팬(116)의 오일을 펌핑하여 토출부(118)로 토출한다. 오일펌프(110)는 엔진의 속도에 비례하여 구동된다. 토출부(118)를 통해 토출된 오일은 엔진의 내부로 공급된다.
유압제어밸브(112)는 토출부(118)의 유압을 제어하기 위한 밸브로서, 흡입부(114)와 토출부(118) 사이의 유로에 배치되며, 제어기(130)에 제어에 의해 구동되는 솔레노이드 밸브로 마련될 수 있다.
유압센서(113)는 오일펌프(130)의 토출부(118) 유압을 감지하여 제어기(130)로 출력한다. 이에 의해 유압센서(113)는 제어기(130)의 제어에 의한 실제 유압값을 제어기(130)로 공급할 수 있다.
제어기(130)는 차량에 배치된 각종 센서들로부터 입력된 차량정보 중 엔진의 유압과 운전상태와 관련된 정보에 대응하여 토출부(118)가 유지할 목표유압값을 산출하고 이 산출된 목표유압값을 기준으로 유압센서(113)로부터 입력된 측정유압값을 비교하여 이 기준 목표유압값을 추종하도록 유압제어밸브(112)를 구동하기 위한 피드백제어를 수행한다. 여기서 피드백제어는 비례적분(PI)제어 또는 비례적분미분(PID)제어 등에 의해 구현될 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 제어기(130)는 목표유압값을 산출하기 위한 제1 제어모듈(132), 목표유압값을 추종하도록 비례적분(PI) 제어하는 PI제어모듈(137), 엔진고장 경고모듈(139)로 구분될 수 있다.
제1 제어모듈(132)은 차량정보 중 엔진회전수 및 연료량에 대응하여 설정된 제1 목표유압맵(1322)에 의해 목표유압값을 산출할 수 있다. 여기서 제1 목표유압맵(1322)에 의해 산출된 목표유압값은 차량정보 중 오일온도 및 냉각수온에 의해 보정될 수 있다. 제1 목표유압맵(1322)은 엔진회전수 및 연료량에 대응한 목표유압값은 오일펌프(130)의 토출부(118) 유압이 과도하게 형성되지 않는 사전에 정해진 범위 내에서 설정된다.
PI제어모듈(137)은 제1 제어모듈(132)에 의해 산출되고 보정된 목표유압값을 기준으로 유압센서(113)로부터 입력된 측정유압값을 비교하여 유압제어밸브를 구동하기 위한 비례적분(PI) 피드백제어를 수행함으로써 토출부(118)의 실제 유압을 제1 제어모듈(132)에 의한 목표유압값으로 추종할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 오일펌프 제어시스템(100)은 차량정보 중 엔진의 유압과 운전상태와 관련된 정보에 대응하여 오일펌프(130)의 토출부(118) 목표유압값을 산출하고 유압센서(113)로부터 입력된 측정유압값을 이용하여 이 목표유압값에 추종되도록 PI제어모듈(137)을 수행함으로써 냉간 또는 고속 또는 저부하시 오일펌프(130)의 토출부(118)에 불필요한 유압이 형성되는 것을 조절하여 오일펌프(130)의 부하를 관리할 수 있으며, 이로 인해 오일펌프(130)로 인한 연비 상승의 원인을 줄일 수 있다.
또한 엔진고장 경고모듈(139)은 제1 제어모듈(132)에 의한 목표유압값과 유압센서(113)로부터 입력된 측정유압값의 비교결과, 양자의 차이가 사전에 정해진 고장임계치에 도달된 경우 엔진고장으로 인식하고 이에 대응하는 경고신호를 외부로 출력할 수 있다.
이와 같이 본 실시예에 따른 차량용 오일펌프 제어시스템(100)은 엔진의 유압 편차를 감지함으로써 엔진 윤활계통의 치명적인 오류에 의한 고장을 신속하게 진단함으로써 엔진 고장을 사전에 방지할 수 있다.
이하에서는 도 3을 참조하여, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 차량용 오일펌프 제어시스템(200)에 대하여 설명한다. 도 3에 도시된 바와 같이 본 실시예에 따른 차량용 오일펌프 제어시스템(200)은 제어기(230)가 전술한 실시예와 달리 제1 제어모듈(232), PI제어모듈(237) 및 엔진고장 경고모듈(239) 외에도 제2 제어모듈(234), 제3 제어모듈(236)을 구비할 수 있다. 여기서 제1 제어모듈(232)과 제2 제어모듈(234)은 제어기(230)의 제어에 의해 선택적으로 동작된다.
즉 제어기(230)는 피스톤실린더 쿨링 젯(미도시)의 개방신호가 입력된 경우 상기 제1 제어모듈(232)을 비활성화하고 상기 제2 제어모듈(234) 및 제3 제어모듈(236)을 활성화하고 피스톤실린더 쿨링 젯 의 영향을 고려한 제2 밸브듀티맵(2342)에 의해 유압을 제어할 수 있다.
제1 제어모듈(232)은, 피스톤실린더의 쿨링 젯의 개방신호가 입력되지 않은 경우 즉 피스톤실린더의 쿨링 젯이 폐쇄된 경우 피스톤실린더 쿨링 젯 의 영향을 고려한 제1 목표유압맵(2322)에 의해 토출부(218)의 목표유압값을 산출할 수 있다.
여기서 제2 제어모듈(234)은 제2 목표유압맵(2342)에 의하여 목표유압값을 산출하여 PI제어모듈(237)로 출력할 수 있다. 제2 목표유압맵(2342)은 피스톤실린더 쿨링 젯의 개방을 고려하여 토출부(218) 목표유압값이 사전에 정해진 범위 내에서 산출되도록 차량정보 중 엔진회전수 및 연료량에 대응하여 설정된다. 여기서 피스톤실린더 쿨링 젯은 오일펌프(210)로부터 공급된 오일을 엔진의 피스톤에 공급한다.
또한 제2 제어모듈(234)는 차량정보 중 오일온도 및 냉각수온에 의해 제2 목표유압맵(2342)에 의해 생성된 제어신호를 보정할 수 있다.
PI제어모듈(237)은 제2 제어모듈(234)에 의해 산출되고 보정된 목표유압값을 기준으로 유압센서(213)로부터 입력된 측정유압값을 비교하여 유압제어밸브를 구동하기 위한 비례적분(PI) 피드백제어를 수행함으로써 토출부(218)의 실제 유압을 제1 제어모듈(232)에 의한 목표유압값으로 추종할 수 있다.
제3 제어모듈(236)은 차량정보 중 엔진회전수 및 연료량에 대응하여 피스톤실린더 쿨링 젯을 제어할 수 있다. 제3 제어모듈(236)은 차량정보 중 엔진회전수 및 연료량에 의해 피스톤실린더 쿨링 젯의 제어를 위한 제어신호값이 설정된 쿨링젯제어맵(2362)을 구비할 수 있다. 제3 제어모듈(236)은 쿨링젯제어맵(2362)에 의해 피스톤실린더 쿨링 젯을 제어할 수 있다.
제어기(230)는 피스톤실린더 쿨링 젯의 개방신호가 입력된 경우 제1 제어모듈(232)을 비활성화하고, 제2 제어모듈(234) 및 제3 제어모듈(236)을 활성화할 수 있다.
이와 같이 본 실시예에 따른 차량용 오일펌프 제어시스템(200)은 피스톤실린터 쿨링 젯이 개방된 경우 이에 의한 오일펌프(210) 토출부(218)의 유압변화가 반영된 제2 제어모듈(234)을 통해 도 2에 도시된 실시예에 비해 보다 정확한 목표유압값을 산출할 수 있다.
따라서 본 실시예에 따른 제어시스템(200)은 위와 같이 피스톤실린더 쿨링 젯의 영향을 고려하여 산출된 목표유압값에 의해 피드백제어를 수행할 수 있어 도 2의 실시예에 비해 연비의 저감 효과를 더욱 극대화할 수 있다.
100, 200: 차량용 오일펌프 제어시스템
110, 210: 전동식 워터펌프
112, 212: 유압제어밸브
114, 214: 흡입부
116, 216: 오일팬
118, 218: 토출부
130, 230: 제어기
132, 232: 제1 제어모듈
1322, 2322: 제1 밸브듀티맵
137, 237: PI제어모듈
139, 239: 엔진고장 경고모듈
234: 제2 제어모듈
2342: 제2 밸브듀티맵
236: 제3 제어모듈
2362: 쿨링젯제어맵

Claims (6)

  1. 차량용 오일펌프 제어시스템에 있어서,
    엔진에 오일을 공급하기 위한 오일펌프;
    상기 오일펌프의 토출부 유압을 제어하기 위한 유압제어밸브;
    상기 오일펌프의 토출부 유압을 감지하여 출력하는 유압센서; 및
    외부로부터 입력된 차량정보 중 엔진의 유압 및 운전상태와 관련된 정보에 대응하여 상기 오일펌프의 토출부의 목표유압값을 산출하고, 상기 산출된 목표유압값을 기준으로 상기 유압센서로부터 입력된 측정유압값을 비교하여 상기 유압제어밸브를 구동하기 위한 피드백제어를 수행하는 제어기;를
    포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 오일펌프 제어시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어기는, 상기 차량정보 중 엔진회전수 및 연료량에 대응하여 사전에 정한 범위 내에서 설정된 제1 목표유압맵에 의해 상기 목표유압값을 산출하는 제1 제어모듈을 구비하는 것을 특징으로 하는 차량용 오일펌프 제어시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 목표유압맵에 의해 산출된 목표유압값은 상기 차량정보 중 오일온도 및 냉각수온에 의해 보정되는 것을 특징으로 하는 차량용 오일펌프 제어시스템.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제어기는, 상기 오일펌프로부터 공급된 오일을 엔진의 피스톤에 공급하기 위한 피스톤실린더 쿨링 젯의 개방을 고려하여 상기 차량정보 중 엔진회전수 및 연료량에 대응하여 설정된 제2 목표유압맵에 의하여 상기 목표유압값을 산출하는 제2 제어모듈과, 상기 엔진회전수 및 연료량에 대응하여 상기 피스톤실린더 쿨링 젯을 제어하는 제3 제어모듈을 더 구비하고, 상기 피스톤실린더 쿨링 젯의 개방신호가 입력된 경우 상기 제1 제어모듈(132)을 비활성화하고 상기 제2 제어모듈 및 제3 제어모듈을 활성화하는 것을 특징으로 하는 차량용 오일펌프 제어시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제어기는, 상기 목표유압값과 상기 측정유압값의 비교결과, 양자의 차이가 사전에 정해진 고장임계치에 도달된 경우 엔진고장으로 인식하고 이에 대응하는 경고신호를 외부로 출력하는 엔진고장 경고모듈을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 차량용 오일펌프 제어시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 피드백제어는 비례적분(PI)제어 또는 비례적분미분(PID)제어에 의해 구현되는 것을 특징으로 하는 차량용 오일펌프 제어시스템.
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