KR101063224B1

KR101063224B1 - 하이브리드 차량용 직렬식 냉각구조의 냉각제어장치 및 냉각제어방법

Info

Publication number: KR101063224B1
Application number: KR1020080116380A
Authority: KR
Inventors: 이석범
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2008-11-21
Filing date: 2008-11-21
Publication date: 2011-09-07
Also published as: KR20100057368A

Abstract

본 발명은 하이브리드 차량용 냉각제어장치 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 하이브리드 차량 부품의 냉각유로가 직렬로 배치된 냉각구조에서 각 부품의 냉각사양 및 제어사양의 불일치로 발생하는 문제를 개선하여 각 부품의 냉각성능을 향상시킬 수 있는 하이브리드 차량용 냉각제어장치 및 방법에 관한 것이다.

이를 위해, 본 발명은 각 부품의 냉각목표치(최대 또는 적정 운전온도, 공간/시간에 따른 허용 온도변화량 등)와 현재 온도센싱값의 오차를 감소시키도록 제어하는 냉각제어기; 및 상기 각 냉각제어기의 오차에 근거하여 최대오차를 갖는 냉각제어기에 우선권을 부여하는 관리자 제어기를 포함하고, 상기 관리자 제어기는 각 부품의 냉각제어특성이 다른 경우에 각 부품의 제어오차가 일정 범위에 수렴하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량용 냉각제어장치를 제공한다.

냉각제어기, 관리자 제어기, 제어오차, 우선권

Description

하이브리드 차량용 직렬식 냉각구조의 냉각제어장치 및 냉각제어방법{Cooling control apparatus and method for HEV}

냉각유로를 공유하는 직렬식 냉각구조는 냉각용 부품 및 공간최적화를 통한 상품성향상 및 원가절감에 장점을 가지기 때문에 널리 사용된다.

기존 직렬냉각구조의 냉각로직은 각 부품의 냉각제어기가 각각 필요한 냉각유량을 계산하여 이 중 최대값을 기준으로 냉각팬을 구동한다.

이와 관련된 종래기술로서, 일본 특개 제2005-245054호에는 단일의 냉각 팬으로부터의 송풍에 의해서 복수의 고압 전장 기기를 냉각할 때에 냉각 팬을 적절히 작동시키는 하이브리드 차량용 고압 전장부품의 냉각제어장치가 개시되어 있다.

그러나, 각 부품의 냉각제어 특성이 고려되지 않고 단순히 최대유량이 공급됨으로써 제어 우선권을 가지는 부품은 냉각이 됨에도 불구하고 제어특성이 불일치하는 부품의 온도오차는 계속적으로 증가하게 된다.

또한, 종래에는 각 부품의 냉각제어기의 요구유량에 근거하여 우선권을 부여하므로 냉각제어특성이 상이한 경우 요구풍량이 작은 제어기가 발산하는 문제점을 갖는다.

본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 제어오차에 근거한 관리자 제어기는 각 부품의 냉각제어특성이 다른 경우에도 각 부품의 제어오차가 일정 범위에 수렴하도록 함으로써, 각 부품의 냉각사양 및 제어사양의 불일치로 발생하는 문제점을 최소화할 수 있고, 각 부품의 냉각성능을 향상시킬 수 있도록 한 하이브리드 차량용 냉각제어장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서 제공하는 하이브리드 차량용 직렬식 냉각구조의 냉각제어장치는

부품들이 냉각유로를 공유하여 순차적으로 냉각이 되는 직렬식 냉각구조에서의 냉각제어장치로서,
각 부품의 냉각목표치와 현재 온도센싱값의 오차를 감소시키도록 제어하는 냉각제어기;
상기 각 냉각제어기의 오차에 근거하여 최대오차를 갖는 냉각제어기에 우선권을 부여하는 관리자 제어기;
를 포함하고, 상기 관리자 제어기는 각 부품의 냉각제어특성이 다른 경우에 각 부품마다 순차적으로 각 부품의 냉각제어오차가 최대오차보다 큰 지 여부를 판단한 후, 상기 각 부품의 냉각제어오차가 최대오차보다 큰 경우에 해당부품의 냉각제어오차를 최대오차로 입력하고, 상기 최대오차를 갖는 해당부품의 냉각제어기에 우선권을 부여하는 방식으로 각 부품의 제어오차가 일정 범위에 수렴되도록 제어하는 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서 제공하는 하이브리드 차량용 직렬식 냉각구조의 냉각제어방법은

부품들이 냉각유로를 공유하여 순차적으로 냉각이 되는 직렬식 냉각구조에서의 냉각제어방법으로서,
각 부품의 냉각제어오차를 계산하는 단계;
어느 한 부품의 냉각제어오차가 최대오차보다 큰 경우에 해당부품의 냉각제어오차를 최대오차로 입력하고, 해당 부품의 냉각제어오차가 최대오차 이하인 경우에 다음 순번 부품의 냉각제어오차가 최대오차보다 큰 지 여부를 판단하는 방식으로 각 부품마다 순차적으로 각 부품의 냉각제어오차가 최대오차보다 큰 지 여부를 판단하는 단계;
상기 각 부품의 냉각제어오차가 최대오차보다 큰 경우에 상기 해당부품의 냉각제어오차를 최대오차로 입력하고, 상기 최대오차를 갖는 해당부품의 냉각제어기에 우선권을 부여하는 단계;
를 포함하며, 상기 해당부품의 냉각제어기에 우선권이 부여되면 이 해당부품의 냉각유량이 증가하여 해당부품의 오차가 감소하고, 다른 부품의 오차가 증가하여 다른 부품의 냉각제어기에 우선권이 부여되도록 함으로써, 각 부품의 냉각제어오차가 일정 범위 안에 수렴되도록 하는 것을 특징으로 한다.

이에 따라 본 발명에 따른 하이브리드 차량용 냉각제어장치 및 방법에 의하면, 제어오차에 근거한 관리자 제어기는 각 부품의 냉각제어특성이 다른 경우에도 각 부품의 제어오차가 일정 범위에 수렴하도록 함으로써, 각 부품의 냉각사양의 불만족으로 인한 고장을 최소화할 수 있고, 각 부품의 냉각성능 및 내구성을 향상시킬 수 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조로 상세하게 설명한다.

첨부한 도 1은 본 발명에 따른 관리자 제어기(12)의 냉각 제어 방법을 나타내는 순서도이고, 도 2는 본 발명에 따른 하이브리드 차량용 냉각제어블럭도이고, 도 3은 본 발명에 따른 냉각제어 오차의 거동을 나타내는 그래프이고, 도 4는 본 발명에 따른 하이브리드 차량의 직렬식 냉각구조를 나타내는 장치구성도이다.

본 발명은 부품들이 냉각유로를 공유하여 순차적으로 냉각이 되는 직렬식 냉각구조에서 냉각부품들의 목표온도조건에 수렴하는 제어를 수행하는 하이브리드 차량용 냉각제어장치 및 방법에 관한 것이다.

본 발명에 따른 냉각제어기(11)는 각 부품(10)의 냉각유량을 결정하는 각각의 냉각제어기(11)와, 각각의 냉각제어기(11)의 제어오차에 근거하여 그 중의 한 냉각제어기(11)에 우선권을 부여하는 관리자 제어기(12)로 구성된다.

기존의 제어기는 각 제어기의 요구유량에 근거하여 우선권을 부여하므로 냉각제어특성이 다른 경우 요구풍량이 작은 제어기가 발산하는 문제점을 갖는다.

본 발명에 따른 관리자 제어기(12)는 기존의 제어기와 달리 제어오차에 근거하여 각 부품(10)의 냉각제어특성이 다른 경우에도 각 부품(10)의 제어오차가 일정 범위에 수렴한다.

본 발명에서 냉각제어특성이 다른 경우의 예를 살펴보면, 제2부품(10)의 최대온도제어시 냉각유량을 증가시키면 최대온도가 내려간다. 하지만 제1부품(10)의 경우 냉각유량을 증가시키면 온도편차가 증가하게 된다. 여기서, 만약 제2부품(10)의 냉각제어기(11)가 최대오차를 가짐으로써 우선권을 가지면 유량이 증가하여 제2부품(10)의 오차가 감소하나, 제1부품(10)의 오차가 증가하여 제1부품(10)의 제어기가 우선권을 가짐으로써 각 부품(10)의 냉각오차는 일정범위 안에 수렴한다. 도 3은 각 부품(10)의 냉각오차가 일정범위 안에 수렴하고 있음을 나타낸다.

따라서, 본 발명에 따른 직렬식 냉각구조에서 냉각사양의 불만족을 방지하여 냉각 및 각 부품(10)의 운전성능을 향상시키고, 냉각사양의 불만족에 의한 고장을 방지할 수 있다.

도 4는 하이브리드 차량용 직렬식 냉각장치를 나타내는 구성도이다. 도시한 바와 같이 차가운 공기가 유입되는 입구덕트(20), 입구덕트(20)를 통해 냉각되는 배터리(21), 배터리(21)를 냉각한 후 인버터(23)와 LDC(24)를 냉각하기 위해 냉각풍을 전달하는 연결덕트(22), 인버터(23)와 LDC(24)를 냉각한 후 냉각풍을 배출시키는 출구덕트(25)로 구성된다.

냉각풍의 흐름경로를 살펴보면, 냉각풍은 입구덕트(20)를 통해 하우징 내부로 유입되고, 하우징 내부에서 배터리(21)와 열교환을 통해 배터리(21)를 냉각시키고, 계속해서 인버터(23)와 LDC(24)를 냉각시킨 후 출구덕트(25)를 통해 배출된다.

이와 같은 구성에 의한 본 발명에 따른 관리자 제어기(12)의 냉각제어방법을 설명하면 다음과 같다.

에러_i(i=1,2,3,...m)는 각 부품(10)의 냉각제어오차를 나타낸다. 냉각제어오차를 계산한다. 먼저 최대오차(max_err)에 제1부품(10)의 냉각제어오차(err_1)를 입력한다.

그다음, 제2부품(10)의 냉각제어오차(err_2)가 최대오차보다 큰 지 여부를 판단한다. 만약

가

보다 크면 최대오차에 제2부품(10)의 냉각제어오차를 입력한다.

그리고 제3부품(10)의 냉각제어오차(err_3)가 최대오차보다 큰 지 여부를 판 단한다. 만약,

가

보다 크면 최대오차에 제3부품(10)의 냉각제어오차를 입력한다.

이와 같은 방법으로 제m부품(10)까지 각 부품(10)의 냉각제어오차와 최대오차를 비교판단하여 해당 부품(10)의 냉각제어오차가 최대오차보다 큰 경우 최대오차에 해당 부품(10)의 냉각제어오차를 입력함으로써, 냉각제어오차가 최대오차보다 큰 해당부품(10)의 냉각제어기(11)가 우선권을 부여받아 일정범위 안에 수렴한다.

도 1은 본 발명에 따른 관리자 제어기의 냉각 제어 방법을 나타내는 순서도,

도 2는 본 발명에 따른 하이브리드 차량용 냉각제어블럭도,

도 3은 본 발명에 따른 냉각제어 오차의 거동을 나타내는 그래프,

도 4는 본 발명에 따른 하이브리드 차량의 직렬식 냉각구조를 나타내는 장치구성도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 부품 11 : 냉각제어기

12 : 관리자 제어기 20 : 입구덕트

21 : 배터리 22 : 연결덕트

23 : 인버터 24 : LDC

25 : 출구덕트

Claims

부품들이 냉각유로를 공유하여 순차적으로 냉각이 되는 직렬식 냉각구조에서의 냉각제어장치로서,

각 부품의 냉각목표치와 현재 온도센싱값의 오차를 감소시키도록 제어하는 냉각제어기;

상기 각 냉각제어기의 오차에 근거하여 최대오차를 갖는 냉각제어기에 우선권을 부여하는 관리자 제어기;

를 포함하고, 상기 관리자 제어기는 각 부품의 냉각제어특성이 다른 경우에 각 부품마다 순차적으로 각 부품의 냉각제어오차가 최대오차보다 큰 지 여부를 판단한 후, 상기 각 부품의 냉각제어오차가 최대오차보다 큰 경우에 해당부품의 냉각제어오차를 최대오차로 입력하고, 상기 최대오차를 갖는 해당부품의 냉각제어기에 우선권을 부여하는 방식으로 각 부품의 제어오차가 일정 범위에 수렴되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량용 직렬식 냉각구조의 냉각제어장치.
부품들이 냉각유로를 공유하여 순차적으로 냉각이 되는 직렬식 냉각구조에서의 냉각제어방법으로서,

각 부품의 냉각제어오차를 계산하는 단계;

어느 한 부품의 냉각제어오차가 최대오차보다 큰 경우에 해당부품의 냉각제어오차를 최대오차로 입력하고, 해당 부품의 냉각제어오차가 최대오차 이하인 경우에 다음 순번 부품의 냉각제어오차가 최대오차보다 큰 지 여부를 판단하는 방식으로 각 부품마다 순차적으로 각 부품의 냉각제어오차가 최대오차보다 큰 지 여부를 판단하는 단계;

상기 각 부품의 냉각제어오차가 최대오차보다 큰 경우에 상기 해당부품의 냉각제어오차를 최대오차로 입력하고, 상기 최대오차를 갖는 해당부품의 냉각제어기에 우선권을 부여하는 단계;

를 포함하며, 상기 해당부품의 냉각제어기에 우선권이 부여되면 이 해당부품의 냉각유량이 증가하여 해당부품의 오차가 감소하고, 다른 부품의 오차가 증가하여 다른 부품의 냉각제어기에 우선권이 부여되도록 함으로써, 각 부품의 냉각제어오차가 일정 범위 안에 수렴되도록 하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량용 직렬식 냉각구조의 냉각제어방법.