KR101789268B1 - 냉각 시스템의 제어를 위한 방법 및 시스템 - Google Patents

Abstract

차량의 냉각 시스템을 제어하기 위한 방법 및 시스템이 제시되어 있다. 제어 시스템은 차량의 속도에 대한 적어도 한 개의 미래 속도 프로파일의 예측을 행하도록 구성된 속도 예측 유닛을 포함한다. 제어 시스템은 차량의 적어도 한 개의 컴포넌트의 온도에 대한 적어도 한 개의 미래 온도 프로파일의 예측을, 적어도 차량의 총중량, 상기 도로 구간과 관련된 정보 및 상기 적어도 한 개의 미래 속도 프로파일에 기초하여 행하도록 구성된 온도 예측 유닛을 더 포함한다. 제어 시스템은 또한 냉각 시스템의 제어를 적어도 한 개의 미래 온도 프로파일 및 차량 내의 적어도 한 개의 컴포넌트에 대한 제한 온도치에 기초하여 수행하도록 구성된 냉각 시스템 제어 유닛을 더 포함한다. 본 발명에 따르면, 상기 라디에이터(100) 내의 상기 냉각 유체의 입구 온도(T_{comp_fluid_in_radiator})에 대한 온도 미분치(dT/dt)가 상기 온도 미분치에 대한 제한치(dT/dt_lim)를 초과하면, 라디에이터로 [들어가는] 냉각 유체의 입구 온도(T_{comp_fluid_in_radiator})의 변동 횟수가 감소되도록 그리고/또는 라디에이터로 들어가는 유량(Q)의 크기가 감소되도록 냉각 시스템의 제어가 수행된다.

Description

냉각 시스템의 제어를 위한 방법 및 시스템{METHOD AND SYSTEM FOR CONTROL OF A COOLING SYSTEM}

본 발명은 청구항 제1항의 전제부에 따른 차량의 냉각 시스템을 제어하기 위한 방법에 관한 것이다. 또한 본 발명은 청구항 제32항의 전제부에 따른 차량의 냉각 시스템을 제어하도록 구성된 시스템과, 본 발명에 따른 방법을 실시하는 컴퓨터 프로그램 및 컴퓨터 프로그램 제품에 관한 것이다.

이하의 배경기술은 본 발명의 배경에 대한 설명이며, 종래 기술을 구성하는 것은 아니다.

냉각 시스템은 엔진을 구비한 차량에 필요한데, 이는 엔진의 효율이 제한되기 때문이다. 이렇게 효율이 제한된다는 것은 엔진에서 발생되는 열이 전부 기계적 에너지로 변환되는 것이 아니라는 것을 의미한다. 이에 따라 발생되는 잉여 열은 효율적인 방법으로 엔진으로부터 멀리 전달되어야할 필요가 있다. 차량용 냉각 시스템은 보통 1차 냉각 매체인 냉각 유체를 사용하고, 상기 냉각 유체는 일반적으로 물과 글리콜 같은 부동액 및/또는 방식제를 포함한다. 도 1은 차량(500)의 엔진(200)과 냉각 시스템(400)을 개략적으로 도시하고 있다. 냉각 유체는 냉각 시스템 내에서 순환하는데, 엔진(200)과 라디에이터(100)가 냉각 유체 루프 내에 포함되고, 이에 의해 엔진(200)으로부터 라디에이터(100)로 전달된다. 라디에이터(100)에서, 열은 1차 냉각 매체, 냉각 유체로부터 2차 냉각 매체, 공기로 전달된다. 도 1에서 굵은 화살표들(151, 152, 153, 154, 155, 156)은 냉각 매체가 이송되는 라인들을 가리킨다. 얇은 화살표들은 냉각 시스템과 제어 유닛(300) 간의 연결을 나타낸다. 속이 빈 화살표들(161, 162, 163)은 기류를 나타내는데, 이는 하기에서 설명한다.

이에 따라, 냉각 유체는 엔진(200)을 통과하고 엔진이 고온일 때 잉여 열에 의해 엔진에서 가열된다. 엔진에 의해 가열된 냉각 유체(152)는, 리타더 브레이크(retarder brake), 배기가스 재순환 장치, 터보차저, 이중 터보차저(dual turbocharger), 변속기, 브레이크 시스템용 압축기, 엔진(200)으로부터 배출되는 배기가스를 함유하는 장치, 배기가스 후처리 장치, 공조 시스템 또는 임의의 발열 컴포넌트와 같은 한 개 또는 다수 개의 추가 발열 컴포넌트(210)도 통과한다. 추가 발열 컴포넌트들일 수 있는 것들 전부를 도 1에서는 컴포넌트(210)로서 냉각 유체 라인을 따라 엔진(200)과 직렬로 표시하였다. 그러나 컴포넌트(210)는 다수 개의 각기 다른 컴포넌트들로 배치될 수 있는데, 이들은 냉각 유체 루프에서 엔진(200)과 직렬로 그리고/또는 병렬로 연결될 수 있다.

냉각 유체는 한 개 또는 다수 개의 추가 발열 컴포넌트(210)에서 더 가열되고 나서, 서모스탯(120)으로 더 이송된다(153). 서모스탯(120)은 라디에이터(100)를 통한 냉각 유체의 유량(Q)을 제어한다. 서모스탯(120)은 제어 유닛(300)에 의해 제어될 수 있다. 서모스탯은, 적절한 경우에, 고온의 냉각 유체(154)를 라디에이터(100)로 안내하고, 그리고 적절한 경우에, 냉각 유체(155)를 라디에이터(100)를 우회하게 안내하여 이를 라디에이터(100)로부터 나오는 냉각 유체 라인(156)으로 공급한다. 냉각 유체는 순환 펌프(110)에 의해 발생될 수 있는 냉각 유체 루프 내에서의 순환 때문에 라디에이터(100)를 통과하여 유동한다. 라디에이터(100)는 열교환기인데, 주로 맞바람(161, 162)에 의해 라디에이터(100)로 강제 송풍되는 외기가 라디에이터(100)를 통과하면서(154) 고온의 냉각 유체를 냉각시킨다. 이에 따라 냉각 유체의 온도는 감소되고, 그런 다음 냉각 유체는 라디에이터를 빠져나가서(156) 순환 펌프(110)를 통해 엔진(200)으로 가서(151) 엔진 및/또는 추가 컴포넌트들(210)을 냉각시키는데, 여기서 냉각 유체는 다시 뜨거워지고 다음 순환을 시작한다.

따라서 냉각 시스템은 보통 순환 펌프(110)를 포함하며, 이 순환 펌프는 냉각 시스템 내에서의 냉각 유체의 순환을 구동한다. 펌프(110)는, 예를 들어 현재의 엔진 rpm 또는 기타 적당한 파라미터들에 기초하여, 제어 유닛(300)에 의해 제어된다(131). 냉각 유체는 엔진(200)으로 더 펌핑된다(151). 또한, 냉각 시스템(400)은 보통 팬모터(미도시)에 의해서 또는, 어떤 경우에는 순환 펌프(110)를 통해서 엔진(200)에 의해 구동될 수 있는 팬(130)을 포함한다. 도 1에서, 팬(130)이 라디에이터(100)의 전방에, 즉 기류의 유동 방향으로 볼 때 라디에이터의 상류에 개략적으로 도시되어 있다. 그러나 팬(130)은 또한 라디에이터(100)의 후방에, 즉 라디에이터(100)의 하류에 배치될 수도 있다. 팬(130)은, 라디에이터(100)의 효율을 증가시키기 위하여, 공기를 라디에이터(100)로 가압/흡인하는 데 도움이 되는 기류(163)를 생성한다. 팬(130)은 제어 유닛(300)에 의해 제어될 수 있다(133). 또한, 냉각 시스템(400)은 라디에이터(100)에 도달하는 외기/맞바람을 제어하기 위하여 완전히 또는 부분적으로 개방될 수 있는 한 개 또는 다수 개의 라디에이터 블라인드(140)를 포함할 수도 있다. 한 개 또는 다수 개의 라디에이터 블라인드(140)는 제어 유닛(300)에 의해 제어될 수 있다(134). 이에 따라 라디에이터(100)의 효율은, 순환 펌프(110)에 의해 제어하는 것에 더하여, 한 개 또는 다수 개의 라디에이터 블라인드(140)를 개방하거나 혹은 폐쇄하는 것에 의해 그리고/또는 팬(130)을 이용하는 것에 의해 제어될 수도 있다.

냉각 시스템을 구비한 차량의 연료 소비를 감소시키려는 목적으로 위치 정보에 기초하여 냉각 시스템을 제어하고 다음의 냉각 수요를 예측하는 것이 예컨대 US2004/026148에 공지되어 있다.

종래 기술의 해결책은 그러한 제어가 라디에이터 자체 및/또는 냉각 시스템 자체에 얼마나 영향을 미치는지를 고려하지 않기 때문에 문제가 있다.

라디에이터(100)는 다수 개의 채널들 및/또는 튜브들을 포함하고 있으며, 엔진(200)이 고온일 때, 이들은 내부/1차 유동, 즉 냉각 유체에 의해 가열되고, 외부/2차 유동, 즉 외기에 의해 냉각된다. 채널들/튜브들의 온도는 이 두 개의 상호 연동되는 유동들에 의해 결정된다. 내부 유동과 외부 유동 둘 다 라디에이터(100) 전체에 완전히 균일하게 분포되지 않기 때문에, 채널들/튜브들의 온도가 서로 다르다.

예컨대 구리 또는 알루미늄으로 이루어질 수 있는 채널들/튜브들의 소재는 채널들/튜브들의 길이들이 온도가 증가함에 따라 서로 다르게 팽창하는 식으로 온도에 의해 영향을 받는다. 이에 따라 소재에 변형(strain)이 초래되어, 라디에이터(100)에 응력이 가해진다. 이에 따라 냉각 시스템에, 특히 라디에이터(100)에 열적 부하가 가해져서 내용연수가 단축된다. 일반적으로, 온도 변화가 가장 클 때, 즉 저온의 라디에이터가 고온이 되고 그리고/또는 완전히 폐쇄된 서모스탯(120)이 개방될 때, 변형률의 변화도 가장 크다. 라디에이터(100)는 그 기능이 열화되기 전까지 제한된 횟수의 온도 및/또는 유동의 대변화만을 견딜 수 있다.

결국 본 발명의 일 목적은 냉각 시스템에 가해지는 열적 부하를 감소시키고 이에 의해 냉각 시스템과 관련된 컴포넌트들의 견고성(robustness)을 더 크게 하는 것이다.

이 목적은 청구항 제1항의 특징부에 따른 상술한 방법에 의해 달성된다. 또한 이 목적은 청구항 제32항의 특징부에 따른 상기 시스템과, 상술한 컴퓨터 프로그램 및 컴퓨터 프로그램 제품에 의해서도 달성된다.

실험에 의하면, 라디에이터(100)에 유해한 응력들을 발생시키는 것은 기본적으로 소재 변형의 크기, 빈도 및 방향의 변화 횟수이다. 따라서 이러한 응력 변화는 내부 유동, 즉 냉각 유체의 변화 및 외부 유동, 즉 외기의 변화에 의해서, 그리고 온도 변화의 크기와 빈도에 의해서 초래된다.

내부 유동의 크기는 서모스탯(120)에 의해서 그리고 냉각수 펌프(110)의 rpm에 의해서 결정된다. 내부 유동의 온도는 냉각 시스템 내의 열 유동에 의해, 예컨대 엔진 부하 및 배기 브레이크와 리타더 브레이크의 사용에 의해서 결정된다. 외부 유동은 팬(130)의 rpm, 맞바람(161) 및/또는 라디에이터 블라인드(140)들의 개방/폐쇄 정도에 의해 결정된다.

본 발명을 사용함으로써, 내부 유동 및/또는 외부 유동이 냉각 시스템 내의 라디에이터(100) 및/또는 다른 컴포넌트들의 마모를 감소시키도록 제어된다. 이에 따라, 냉각 시스템 내에 있는 조정 가능한 액추에이터들이 냉각 시스템(400)의 열화 효과를 감소시키도록 조정된다. 예를 들면, 서모스탯(120), 냉각수 펌프(110), 팬(130) 및/또는 라디에이터 블라인드(140)들이 소재 변형의 변화의 크기, 빈도 및/또는 방향이 감소되도록 조정될 수 있다. 이에 의해, 라디에이터(100) 및/또는 냉각 시스템 컴포넌트들의 내용연수가 연장된다.

이에 따라 냉각 유체 유동의 변화 횟수 및 냉각 유체 유동 온도는 본 발명을 사용함으로써 감소된다. 냉각 유체 유동의 변화 횟수는 서모스탯(120)에 의해 능동적으로 제어된다. 이는 한 개 또는 다수 개의 컴포넌트의 온도에 대한 적어도 한 개의 미래 온도 프로파일(T_pred) 및 냉각 시스템 내의 상기 한 개 또는 다수 개의 컴포넌트에 대한 제한 온도치(T_{comp_lim})의 분석을 통해 달성될 수 있다. 예컨대 폐쇄된 서모스탯(120)이 개방되어 저온의 라디에이터(100)가 고온이 될 때의 가장 큰 온도 변화가 본 분석에 의해 감소되고 그리고/또는 방지될 수 있다.

본 명세서에서, 서모스탯(120)은 폐쇄되거나 혹은 개방될 수 있다. 즉, 서모스탯은 서모스탯을 통과해서 라디에이터로 가는 유량이 영과 동일한 것(Q=0)에 상응하는 개방 정도/서모스탯 위치를 가지거나, 혹은 서모스탯을 통과해서 라디에이터로 가는 유량(Q)이 영보다 크다(Q>0). 서모스탯이 개방될 때, 유량(Q)은 서모스탯(120)이 거의 폐쇄될 때의 매우 낮은 유량으로부터 서모스탯(120)이 완전히 개방될 때의 높은 유량까지의 전부를 포괄하는 범위를 가질 수 있다.

서모스탯의 두 개의 개방 위치들 간의 냉각 유체 유량의 변화, 예컨대 100l/min으로부터 150l/min까지의 변화로 인해, 서모스탯(120)이 완전히 폐쇄된 위치와 서모스탯이 완전히 개방된 위치 사이에서의 변화보다, 라디에이터의 온도가 훨씬 작게 변화하게 되고, 이에 따라 라디에이터 및/또는 냉각 시스템에 훨씬 낮은 열 부하가 발생된다. 결과적으로, 이는 주로, 본 발명에 따라 냉각 시스템을 제어하는 데 사용되는 냉각 유체 유량의 서모스탯의 두 개의 개방 위치들 사이에서의 변화들이다. 여기서, 폐쇄 위치로부터의 냉각 유체 유량의 비교적 작은 변화, 예컨대 0l/min으로부터 20l/min까지의 변화로 인한 라디에이터 온도의 변화가 두 개의 개방 위치들 사이에서의 비교적 큰 변화, 예컨대 상술한 100l/min으로부터 150l/min까지의 변화로 인한 것보다 더 크다는 것을 알 수 있다. 이는 서모스탯(120)이 폐쇄되면 라디에이터(100)가 외기 온도까지 냉각되고, 외기 온도는 보통 냉각 유체의 온도보다 훨씬 낮기 때문이다.

따라서 냉각 시스템의 제어, 즉 냉각 시스템을 위한 로직(logic)은 냉각 시스템의 미래 부하의 예측에 기초하여 디자인되고, 이에 의해 서모스탯의 위치/개방 정도의 대변화(major change)의 횟수가 최소화된다. 본 발명에 따르면, 서모스탯(120)이 폐쇄된 위치에서 일부 개방된 위치로 변경되는 횟수가 특히 최소화된다. 본 명세서에서, 개방된 위치/서모스탯이라는 용어는, 위에서 언급한 것처럼, 적어도 부분적으로 개방된 위치/서모스탯, 즉 기본적으로 겨우 개방된 위치/서모스탯으로부터 완전히 개방된 위치/서모스탯까지의 모든 개방 정도를 말한다.

일 실시예에 따르면, 냉각 시스템(400)의 제어는 또한, 리타더의 사용, 엔진에 대한 막대한 요구 및/또는 배기 브레이킹과 같은, 냉각 루프와의 에너지 교환 시 높은 파워를 발생시킬 수 있는 컴포넌트들의 예측에도 기초하여 디자인되고, 이에 따라 냉각 유체 온도가 예컨대 리타더 오일 냉각기와의 에너지 교환과 관련하여 증가될 수 있기 전에 서모스탯(120)이 제어된 방식으로 개방된다. 이에 의해, 냉각 유체 서모스탯이 폐쇄 위치로부터 개방 또는 반개방 위치로 갈 때의 냉각 유체 라디에이터의 변화 및 이에 가해지는 열 부하의 크기가 감소된다.

일 실시예에 따르면, 라디에이터(100) 내의 냉각 유체 온도(T_{comp_fluid_radiator})의 미분치를 감소시키기 위하여 서모스탯이 개방될 때 라디에이터를 통과하는 기류가 최소화되도록 라디에이터 블라인드(140)들도 제어될 수 있다.

일 실시예에 따르면, 냉각 시스템의 제어는 서모스탯이 완전히 개방된 위치에 도달하지 않으면 냉각 팬이 시동되지 않도록 디자인될 수 있고, 이에 의해 라디에이터(100)에서의 외부 불균일성의 영향이 최소화된다. 이는, 팬에 의해 기류가 증가되면 매우 강력한 냉각 효과가 발생되므로, 서모스탯(30)이 막 개방되려는 중에 팬(30)이 작동되면 라디에이터 내의 일부 냉각 채널들/튜브들 및/또는 냉각 채널들/튜브들의 특정 부분들만이 가열될 수 있기 때문이다.

도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명하는데, 동일한 부품들에 대해서는 동일한 도면 부호를 부여한다.
도 1은 냉각 시스템을 포함하는 차량을 개략적으로 도시한다.
도 2는 본 발명의 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예의 활용에 대한 비제한적인 예를 도시한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예의 활용에 대한 비제한적인 예를 도시한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예의 활용에 대한 비제한적인 예를 도시한다.
도 6은 라디에이터를 개략적으로 도시한다.
도 7은 본 발명에 따른 제어 유닛을 개략적으로 도시한다.

도 2는 본 발명에 따른 방법의 흐름도이다. 본 발명에 따른 방법의 제1 단계(201)에서, 냉각 시스템을 포함하고 있는 차량의 속도에 대한 적어도 한 개의 미래 속도 프로파일(v_pred)의 예측이 예컨대 제어 유닛(300) 내의 속도 예측 유닛(301)에 의해서 수행된다. 한 개 또는 다수 개의 속도 프로파일(v_pred)은 차량 전방의 도로 구간에 대해 예측되며, 도로 구간의 경사 및/또는 도로 구간의 제한 속도와 같은, 다가오는 도로 구간과 관련된 정보에 기초할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 한 개 또는 다수 개의 미래 속도 프로파일(v_pred)은, 예측이 차량의 현재 위치와 상황에 기초하고 있으며 도로 구간 전부에 대해 예견하고 있으므로, 차량 전방의 도로 구간에 대한 실제 속도에 대해 예측되고, 여기서 예측은 도로 구간과 관련된 데이터에 기초하고 있다.

예를 들면, 예측은 1Hz의 빈도(이는 새로운 예측이 매초마다 완료됨을 의미함) 또는 0.1Hz 또는 10Hz의 빈도와 같은 미리 정해진 빈도(frequency)로 차량에서 행해질 수 있다. 예측이 이루어지는 도로 구간은 차량 전방의 미리 정해진 직선 구간을 포함하며, 이 직선 구간은 그 길이가 예를 들어 0.5km, 1km 또는 2km일 수 있다. 또한 도로 구간은 예측이 이루어질 차량 전방의 수평 구간(horizon)으로 보일 수도 있다.

예측은, 상술한 파라미터인 도로 경사에 더하여, 변속 모드, 주행 거동, 현재의 실제 차속, 엔진 최대 토크 및/또는 엔진 최저 토크, 차량 주량, 공기 저항, 구름 저항, 변속기 및/또는 구동라인의 기어비 또는 휠 반경과 같은 적어도 한 개의 엔진 특성 중 한 개 또는 다수 개에 기초할 수 있다.

예측이 기초할 수 있는 도로 경사는 다수의 서로 다른 방법들로 얻어질 수 있다. 도로 경사는 GPS(Global Positioning System) 정보와 같은 위치 시스템 정보와 함께, 예컨대 지형 정보를 담고 있는 디지털 맵들로부터의 지도 데이터에 기초하여 결정될 수 있다. 위치 정보를 이용하면, 도로 구간이 지도 데이터로부터 추출될 수 있도록 차량의 지도 데이터에 대한 관계가 결정될 수 있다.

지도 데이터와 위치 정보는 크루즈 컨트롤과 관련하여 현재의 많은 크루즈 컨트롤 시스템들에서 사용되고 있다. 그러면 이러한 시스템들이 지도 데이터와 위치 정보를 본 발명의 시스템에 제공하고, 그 결과 도로 경사를 결정하는 것과 관련된 추가적인 복잡성은 낮다.

시뮬레이션이 기초하는 도로 경사는 GPS 정보, 레이더 정보, 카메라 정보, 다른 차량으로부터의 정보, 차량에 이전에 저장되어 있던 위치 정보 및 도로 경사 정보, 또는 상기 도로 구간과 관련된 교통 시스템으로부터 얻어진 정보와 결합된 지도에 기초하여 얻어질 수 있다. 차량들 간의 정보 교환이 활용될 수 있는 시스템에서는, 한 차량에 의해 추정된 도로 경사가 다른 차량들에 직접 또는 데이터베이스 등과 같은 중개 유닛을 통해 제공될 수 있다.

도로 구간을 따른 적어도 한 개의 미래 온도 프로파일(T_pred)의 예측이 본 발명에 따른 방법의 제2 단계(202)에서 예컨대 제어 유닛(300) 내의 온도 예측 유닛(302)에 의해 행해진다. 여기서 예측은 적어도 차량의 총중량(tonnage), 차량 전방의 도로 구간과 관련된 상술한 정보 및 제1 단계(201)에서 예측된 적어도 한 개의 미래 속도 프로파일(V_pred)에 기초한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 적어도 한 개의 컴포넌트는 한 개 또는 다수 개의 냉각 유체, 엔진(200)의 모터오일, 리타더 장치, 엔진(200)의 실린더 소재, 배기가스 재순환 장치, 터보차저 장치, 차량의 변속기, 차량의 브레이크 시스템용 압축기, 엔진(200)으로부터 나오는 배기가스, 촉매 컨버터 및/또는 입자 필터와 같은 배기가스 후처리 시스템, 및 공조 시스템을 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 온도 프로파일(T_pred)은 또한, 엔진(200)에 의해 전달되는 토크, 엔진 rpm, 차량 변속을 위한 기어 선택, 차량에서 사용되는 컴포넌트, 라디에이터(100)를 통과하는 기류, 외기/대기 압력, 외기 온도 및 엔진 및/또는 냉각 시스템 유닛들의 공지의 특성들 중 한 개 또는 다수 개에도 기초할 수 있다.

냉각 시스템의 제어가 본 발명에 따른 방법의 제3 단계(203)에서 수행되는데, 이러한 제어는, 예를 들어, 제어 유닛(300) 내의 냉각 시스템 제어 유닛(303)에 의해, 제2 단계(202)에서 예측된 적어도 한 개의 미래 온도 프로파일(T_pred) 및 차량 내의 컴포넌트들 중 적어도 한 컴포넌트에 대한 제한 온도치(T_{comp_lim})에 기초하여 수행될 수 있다. 본 명세서에서 제한 온도치(T_{comp_lim})는 냉각 시스템에 포함되어 있는 한 개 또는 다수 개의 각각의 컴포넌트들에 대한 한 개 또는 다수 개의 제한 온도치를 포함하는 집합적 제한 온도치이다. 본 명세서에서 제한 온도치(T_{comp_lim})는 예컨대 냉각 시스템에 포함되어 있는 상응하는 한 개 또는 다수 개의 각각의 컴포넌트들에 대한 한 개 또는 다수 개의 온도를 포함하는 집합적 온도를 구성하는 실제 온도(T_comp)와 비교되는데, 이 실제 온도에 대해서는 하기에서 상세하게 설명한다. 제어는 본 발명에 따라, 라디에이터(100) 내의 냉각 유체의 입구 온도(T_{comp_fluid_in_radiator})의 대변동들(major fluctuations)일 수 있는 변동의 횟수를 감소시키기 위해 그리고/또는 라디에이터의 입구 온도(T_{comp_fluid_in_radiator})에 대한 온도 미분치(dT/dt)가 클 때, 즉 입구 온도(T_{comp_fluid_in_radiator})에 대한 온도 미분치(dT/dt)가 상기 미분치에 대한 제한치(dT/dt_lim)를 초과할 때 라디에이터 내의 유량(Q)을 감소시키기 위해 수행된다.

일 실시예에 따르면, 미분치에 대한 제한치(dT/dt_lim)는 라디에이터에 의한 해로운 사이클을 초래할 위험을 나타내는 입구 온도(T_{comp_fluid_in_radiator})의 변화와 관련이 있다. 이에 따라, 제한치(dT/dt_lim)는 여기서 이러한 해로운 사이클이 방지되도록 설정된다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 미분치에 대한 제한치(dT/dt_lim)는 냉각 시스템에 포함되어 있는 한 개 또는 다수 개의 컴포넌트들의 견고성과 관련이 있고, 이에 따라 제한치(dT/dt_lim)는 한 개 또는 다수 개의 컴포넌트들의 견고성에 긍정적인 영향을 미치는 값으로 설정된다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 미분치에 대한 제한치(dT/dt_lim)는 냉각 시스템에 포함되어 있는 한 개 또는 다수 개의 컴포넌트들의 효율에 대한 온도 종속성과 관련이 있고, 이에 따라 제한치(dT/dt_lim)는 한 개 또는 다수 개의 컴포넌트들의 효율에 긍정적인 영향을 미치는 값으로 설정된다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 미분치에 대한 제한치(dT/dt_lim)는 4℃/s의 값을 갖는다.

상기 제어가 예측된 미래 온도 프로파일(T_pred) 및 포함된 컴포넌트들에 대한 제한 온도치(T_{comp_lim}) 둘 다에 기초하고 있기 때문에, 냉각 시스템의 제어를 위한 근거가 충분하고 능동적인 선택들이 본 발명에 의해서 행해질 수 있다. 이에 따라 컴포넌트들이 그들의 제한 온도치(T_{comp_lim})를 초과/언더슛(undershoot)하지 않으면서 예측된 미래 온도 프로파일(T_pred)에 대해 효율적으로 활용될 수 있다. 여기서 이러한 활용은 포함된 컴포넌트들의 견고성에 대하여 최적화될 수 있다. 즉, 라디에이터(100)의 내용연수를 연장할 수 있는 냉각 시스템의 제어와 관련된 판단이 우선시된다. 많은 컴포넌트들에 대해, 과도하게 높은 온도를 피하는 것이 중요하다. 그러나 EGR(배기가스 재순환) 라디에이터와 같은 어떤 컴포넌트들에 대해서는, 오일 내에 응축물의 형태로 된 침전물이 생기는 것을 방지하기 위하여 과도하게 낮은 온도를 피하는 것이 중요하다.

예를 들면, 여기서, 서모스탯(120), 냉각수 펌프(110), 팬(130) 및/또는 라디에이터 블라인드(140)들은, 예컨대 서모스탯(120)의 폐쇄 위치로부터 어느 정도 개방된 위치까지의 변경 횟수를 최소화하는 것에 의해, 소재 응력들로 인한 라디에이터의 마모가 감소되도록 그리고 라디에이터(100)의 내용연수가 증가하도록 조정될 수 있다.

본 발명과 그 실시예들을 설명하기 위해 본 명세서에서 다수의 온도들이 사용된다. 여기서 실제 온도들은 순간적인/존재하는/지배적인 온도들을 가리키는데, 이들은 차량의 현재 위치, 즉 차량 전방 0미터에서의 온도들의 예측으로 볼 수도 있다. 여기서 예측 온도들은 차량이 이동할 때 차량 전방의 여러 지점들, 예컨대 250m, 500m, 1km 또는 2km에서의 온도에 대한 추정치들을 말한다.

이러한 온도들 중 일부는 다음과 같이 정의된다.

- T_comp는 냉각 시스템에 의해서 그 온도가 조절되는 차량 내의 적어도 한 컴포넌트에 대한 실제적인/존재하는/지배적인/순간적인 온도를 말하며, 예컨대 엔진(200)과 냉각 유체가 그러한 컴포넌트들을 구성할 수 있다. 따라서 실제 온도(T_comp)는 냉각 시스템에 포함되어 있는 한 개 또는 다수 개의 컴포넌트에 대한 한 개 또는 다수 개의 온도를 포함하는 집합적 온도를 구성한다.

- T_{comp_fluid}는 구체적으로 컴포넌트 냉각 유체의 실제 온도를 말한다. 하기에서 알 수 있는 바와 같이, 냉각 루프를 통한 냉각 유체의 유동을 따라 이 냉각 온도(T_{comp_fluid})가 변하므로, 냉각 시스템의 다른 컴포넌트들에 대해 특수한 냉각 유체 온도들도 있다. 따라서 실제 온도(T_{comp_fluid})는 냉각 시스템에 포함되어 있는 한 개 또는 다수 개의 컴포넌트에 있는 냉각 유체의 한 개 또는 다수 개의 온도를 포함하는 집합적 온도로 이루어진다.

- T_{comp_fluid_radiator}는 컴포넌트인 라디에이터(100) 내의 실제 냉각 유체 온도를 말하는데, 이 온도는 라디에이터 내의 냉각 유체의 평균 온도를 구성하고, 이 평균 온도는, 예를 들어 라디에이터 내의 상정된 냉각 유체 및/또는 온도 분포 및/또는 외기 온도에 기초하여 추정될 수 있다.

- T_{comp_fluid_in_radiator}는 컴포넌트인 라디에이터(100)로 들어가는 입구에서의 실제 냉각 유체 온도를 말한다.

- T_{comp_fluid_motor}는 컴포넌트인 엔진(200) 내의 실제 냉각 유체 온도를 말한다.

- T_{comp_lim}은 컴포넌트들 중 적어도 한 컴포넌트에 대한 상한치/하한치를 구성하는 제한 온도치를 말한다. 하기에서 설명하는 바와 같이, 역시 컴포넌트들 중 특정 컴포넌트, 예컨대 터보차저 또는 리타더 오일에 대해 규정되어 있는 특수한 제한 온도치들이 있다. 따라서 제한 온도치(T_{comp_lim})는 집합적 제한 온도치로서, 냉각 시스템에 포함되어 있는 한 개 또는 다수 개의 컴포넌트에 대한 한 개 또는 다수 개의 제한 온도치를 포함한다. 예를 들어 실제 온도(T_comp)가 제한 온도치(T_{comp_lim})와 비교되면, 포함된 컴포넌트 온도들 중 한 개 또는 다수 개에 대한 실제 온도(T_comp)의 제한 온도치(T_{comp_lim})에 포함되어 있는 각각의 컴포넌트 제한 온도치들에 대한 비교가 이루어진다.

- T_pred는 차량 전방에 놓여 있는 도로 구간에 대한 차량의 적어도 한 컴포넌트에 대한 적어도 한 개의 미래 온도 프로파일의 예측치를 말한다. 달리 말하면, T_pred는 다가오는 도로 구간에서의 실제 온도(T_comp)의 추정치에 상응한다. 따라서 예측되는 온도(T_pred)는 냉각 시스템에 포함되어 있는 한 개 또는 다수 개의 컴포넌트에 대한 한 개 또는 다수 개의 예측 온도를 포함하는 집합적 온도를 구성한다.

- T_{pred_fluid}는 컴포넌트 냉각 유체에 대한 특정 온도의 예측치를 말한다. 달리 말하면, T_{pred_fluid}는 다가오는 도로 구간에서의 실제 온도(T_fluid)의 추정치에 상응한다. 따라서 예측되는 온도(T_{pred_fluid})는 냉각 시스템에 포함되어 있는 한 개 또는 다수 개의 컴포넌트를 위한 냉각 유체에 대한 한 개 또는 다수 개의 예측 온도를 포함하는 집합적 온도를 구성한다.

- T_ref는 서모스탯(120)이 개방되고 그리고/또는 폐쇄될 기준 온도를 말한다. 기준온도(T_ref)는 온도를 증가시키는 것에 의해 낮은 온도로부터 이 기준 온도에 도달하면 서모스탯이 개방되거나 혹은 온도를 감소시키는 것에 의해 높은 온도로부터 기준 온도에 도달하면 서모스탯이 폐쇄될 온도이다.

- dT/dt는 시간 미분치, 즉 시간에 따른 변화치이다. 시간 미분치는, 라디에이터로 들어가는 냉각 유체의 입구 온도(T_{comp_fluid_in_radiator})와 같은 시스템 내의 각기 다른 온도들에 대해 결정될 수 있다.

- dT/dt_lim는 라디에이터로 들어가는 냉각 유체의 입구 온도(T_{comp_fluid_in_radiator})와 같은 시스템 내의 각기 다른 온도들에 대한 시간 미분치(dT/dt)에 대한 제한치이다. 제한치(dT/dt_lim)는 기본적으로 본 명세서에 기재된 모든 온도들과 그 미분치들/변화치들을 평가하는 데 사용된다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 저온 상태, 즉 차량 주변이 저온인 경우에, 라디에이터(100)에 대한 냉각 파워(P_cooling)가 라디에이터 내의 냉각 유체 온도(T_{comp_fluid_radiator})가 라디에이터(100) 내의 냉각 유체에 대한 냉각 유체 하한치(T_{comp_fluid_radiator_thres_cold})보다 낮고 동시에 냉각 파워 제한치(P_{cooling_thres})보다 높다. 여기서, 냉각 유체 제한치(T_{comp _fluid_radiator_ thres _cold})는 예를 들어 약 -10℃에 상응할 수 있다. 여기서 냉각 파워 제한치(P_{cooling _ thres})는 예를 들어 100kW에 상응할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 서모스탯(120)은 위에서 규정한 저온 상태 동안 가능한 한 오랫동안 폐쇄된 상태로 유지되어야 하고, 이에 따라 서모스탯(120)에 대한 상기 폐쇄 상태는, 포함되어 있는 한 개 또는 다수 개의 컴포넌트들에 대한 한 개 또는 다수 개의 제한 온도치(T_{comp_lim})와 예측 미래 온도 프로파일(T_pred)의 분석에 기초한다. 이에 따라 각 컴포넌트들 그리고 모든 각각의 컴포넌트에 대한 예측 미래 온도 프로파일(T_pred)이 각각의 상응하는 제한 온도치(T_{copm_lim})와 관련되는 방식이 분석된다.

서모스탯(120)의 폐쇄 상태(t_closed)의 연장은, 라디에이터에 의한 제한 냉각이 적용되는 경우에 미래 온도 프로파일(T_pred)이 각각의 그리고 모든 한 개 또는 다수 개의 컴포넌트들의 실제 온도(T_comp)가 컴포넌트들 중 적어 한 개의 컴포넌트의 제한 온도치(T_{comp_lim}) 아래일 것을 나타내면, 서모스탯이 개방 상태와 폐쇄 상태 사이에서 전환되어야 할 때를 지시하기 때문에 서모스탯(120)을 개방 및 폐쇄하기 위해 활용되는 기준 온도(T_ref)가 허용 최고치(T_{ref_max})로 지정되는 것에 의해 달성된다. 예를 들면, 컴포넌트 냉각 유체의 실제 온도(T_{comp_fluid})는 서모스탯(120)의 연장된 폐쇄 때문에 제한 온도치(T_{comp_lim})를 초과할 수 없다(T_{comp_fluid}<T_{comp_lim}). 여기서, 허용 최고치(T_{ref_max})는 예를 들어 약 105℃에 상응할 수 있다. 이에 의해 서모스탯이 폐쇄된 상태의 연장 시간(t_closed)은 서모스탯(120)이 개방 상태로 전환되기 전에 달성된다.

서모스탯(120)이 폐쇄 상태로 있는 연장된 시간 후에, 냉각 유체의 실제 온도(T_{comp_fluid})가 허용 최고치(T_{ref_max})를 초과하면 서모스탯이 개방될 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 기준 온도(T_ref)는, 서모스탯(120)의 이러한 개방 상태 도중에, 허용 최저치(T_{ref_min}), 예컨대 약 70℃에 상응하는 값으로 지정되는데, 이는 상기 허용 최저치(T_{ref_min})에서 서모스탯(120)이 개방 상태로부터 폐쇄 상태로 전환될 것이라는 의미이다. 이 실시예에 따르면, 냉각 유체의 실제 온도(T_{comp_fluid})를 허용 최저치(T_{ref_min})까지 천천히 감소시킬 수 있게 하는 데에 제한 냉각이 활용되는데, 이 허용 최저치에서 서모스탯(120)은 폐쇄 상태로 전환될 것이다. 기준 온도(T_ref)를 허용 최저치(T_{ref_min})로 지정하면, 서모스탯(120)이 폐쇄되기 전에 개방 상태로 있는 연장 시간(t_open)이 늘어난다. 그러나 온도 프로파일(T_pred)이 실제 온도(T_comp)가 적어도 한 개의 컴포넌트에 대한 제한 온도치(T_{comp_lim})보다 높을 것으로 지시하면(T_comp>T_pred), 제한 냉각을 위한 조건은 더 이상 충족되지 않으며, 이에 따라 서모스탯(120)을 더 개방하는 것에 의해, 즉 더 많은 유량(Q)을 라디에이터(100)를 통해 전달하는 것에 의해 요구되는 냉각을 충족시켜야 한다. 더 큰 냉각 요구가 서모스탯(120)의 더 큰 개방도에 의해 충족되고 난 후에, 온도 프로파일(T_pred)이 실제 온도(T_comp)가 모든 컴포넌트들에 대한 제한 온도치(T_{comp_lim})보다 낮을 것으로 지시하면(T_comp<T_{comp_lim}), 제한 냉각으로의 복귀가 일어난다.

따라서, 냉각 유체의 실제 온도(T_{comp_fluid})는, 온도 프로파일(T_pred)이 실제 온도(T_comp)가 제한 온도치(T_{comp_lim})보다 낮을 것으로 지시하면(T_comp<T_{comp_lim}), 허용 최저치(T_{ref_min})와 허용 최고치(T_{ref_max}) 사이에 들어가도록 제어된다(T_{ref_min}<T_{comp_fluid}<T_{ref_max}).

달리 말하면, 서모스탯(120)은, 온도 프로파일(T_pred)이 최소 냉각 도중의 컴포넌트들의 온도(T_comp)가 제한 온도치(T_{comp_lim})보다 낮을 것으로 지시하면(T_comp<T_{comp_lim}) 가능한 한 적은 라디에이터(100)의 사이클들이 발생하는 결과가 나타나도록, 기준 온도(T_ref)를 증가/감소시키는 것에 의해 더 긴 기간을 갖도록 제어된다. 여기서, 서모스탯(120)은 증가된 기준치(T_{comp_fluid}>T_{ref_max})에서 먼저 개방될 것이고, 감소된 기준치(T_{comp_fluid}<T_{ref_min})에서 각각 먼저 폐쇄될 것이다.

이에 따라 서모스탯이 폐쇄 상태로 있는 연장 시간(t_closed)은 서모스탯(120)이 폐쇄 상태에 있을 때 허용 최고치(T_{ref_max})가 기준 온도(T_ref)로 지정되도록 제어하는 것에 의해 얻어진다. 이에 상응하는 방식으로, 서모스탯이 개방 상태로 있는 연장 시간은 서모스탯(120)이 개방 상태에 있을 때 허용 최저치(T_{ref_min})가 기준 온도(T_ref)로 지정되도록 제어하는 것에 의해 얻어진다. 총괄하여, 냉각 유체의 실제 온도(T_{comp_fluid})가 더 크게 변화하기 때문에 서모스탯(120)은 연속적으로 두 번 개방될 수 있다. 달리 말하면, 각 기간이 더 긴 시간을 차지하기 때문에 라디에이터(100)의 사이클이 더 적게 일어나고, 이는 라디에이터(100)에 덜 부담스럽다. 동시에, 컴포넌트들의 온도(T_comp)는 각각의 컴포넌트의 제한 온도치(T_{comp_lim})를 초과하지 않을 것인데, 이는 기준 온도(T_ref)로 지정되는 값들이 온도 프로파일(T_pred)에 기초하여 정해지기 때문이다. 결국 본 발명을 활용함으로써 라디에이터(100) 및/또는 냉각 시스템의 마모를 감소시키는 냉각 시스템의 견고하고 신뢰성 있는 제어가 얻어진다.

일 실시예에 따르면, 저온 상태에서 활용될 상술한 제한 냉각은 라디에이터(100)를 통과하는 냉각 유체 유량(Q)이 예를 들어 분당 5리터 미만, 또는 분당 3 내지 6리터 범위 내의 다른 적당한 값 미만일 때 얻어진다. 또한 제한 냉각은 라디에이터를 통과하는 수동 기류를 활용하는 것에 의해서도 달성될 수 있다. 즉, 냉각 시스템(400) 내에서의 유동과 냉각이 펌프(110) 및/또는 팬(130)과 같은 에너지를 소비하는 유닛들의 작용 없이 얻어진다. 또한 제한 냉각은, 능동적인 조정에 의해, 즉 펌프(110) 및/또는 팬(130)을 활용하여 미리 정해진 비교적 낮은 기준 온도(T_ref) 쪽으로 조정하는 것에 의해 달성될 수 있다.

도 3은 본 실시예에 따른 기준 온도(T_ref)가 허용 최저치(T_{ref_min}) 또는 허용 최고치(T_{ref_max})로 정해질 때 본 발명에 따른 컴포넌트인 엔진(200)의 실제 온도(T_{comp_motor_invention})(실선)의 비제한적인 예가 어떻게 보일 수 있는지를 개략적으로 도시한다. 비교를 위해, 이전에 공지된 서모스탯의 개방/폐쇄 온도(T_{ref_prior art})(파선)도 도시되어 있는데, 서모스탯은 온도 조건(T_{ref_prior art})이 공지된 방식으로 충족되면 개방/폐쇄된다. 개방/폐쇄 온도에 기초하여 상기 종래 기술의 조건에 따라 제어되는 서모스탯의 사용에 의해 나타날 엔진(200)의 온도(T_{comp_motor_prior art})(점선) 역시 도시되어 있다. 도 3에 도시된 예로부터 서모스탯(120)이 폐쇄되기 전에 개방 상태에서 소비하는 시간(t_open)이 연장되는 것은 명확하고, 이에 따라 종래 기술과 비교하여 실시예를 사용할 때 사이클이 더 적게 일어난다(t_open>t_{open_prior art}).

본 발명에 따르면, 예측된 라디에이터(100)로의 유입량(Q)이 위에서 규정된 저온 상태의 제한치(Q_lim)를 초과하면, 즉 차량 주변이 저온이면, 라디에이터(100)에 대한 냉각 파워(P_cooling)가 라디에이터(100) 내의 냉각 유체에 대한 낮은 냉각 유체 제한치(T_{comp_fluid_radiator_thres_cold})보다 낮고 동시에 냉각 파워 제한치(P_{power_thres})보다는 높도록 라디에이터(100)가 예열된다. 여기서, 예측된 라디에이터(100)로의 유입량(Q)은 미래 온도 프로파일(T_pred)에 기초하여 결정되고, 미래 온도 프로파일은 다시, 다른 인자들 중에서, 미래 속도 프로파일(V_pred)에 기초하여 결정된다. 이에 의해 라디에이터(100)는 예측된 많은 라디에이터로의 유입량(Q_pred) 전에, 즉 제한치(Q_lim)를 초과하는 유입량이 라디에이터(100)에 도달하기 전에 완만하게 가열된다.

일 실시예에 따르면, 상기 예열은 라디에이터(100)로 유입되는 유량(Q)이 점진적으로 증가하기 때문에 달성되고, 이에 따라 라디에이터 내의 냉각 유체 온도(T_{comp_fluid_radiator}) 역시 점진적으로 증가된다. 이는 라디에이터(100) 내에서 예측되는 온도의 대변화가 크게 감소되고, 이에 따라 라디에이터의 마모가 감소된다는 것을 의미한다.

라디에이터를 통과하는 유량(Q)의 점진적인 증가에 의한 라디에이터의 예열은 또한 라디에이터 블라인드(140)들을 폐쇄하여 기류를 감소시키는 것에 의해서 그리고/또는 조정 가능한 냉각 유체 펌프(110)에 의해 라디에이터(100)를 통과하는 냉각 유체의 유량을 제어하는 것에 의해 보조될 수 있다. 예열에 의해 라디에이터(100) 내의 냉각 유체 온도(T_{comp_fluid_radiator})가 미리 완만하게 상승된다.

라디에이터의 예열이 완료되면, 냉각 유체 온도(T_{comp_fluid})의 온도 미분치(dT/dt)가 변화 제한치((dT/dt)_{lim_cold})를 초과하는 경우에 라디에이터(100)에 의한 제한 냉각이 적용될 수 있다. 본 명세서에서, 온도 미분치는 온도의 시간 미분치, 즉 시간 간격에 따른 온도의 변화치로 이루어진다. 이에 따라, 여기서, 제한 냉각은 온도(T_{comp_fluid})의 온도 미분치(dT/dt)가 클 것으로 예측될 때 활용된다.

여기서, 제한 냉각은 서모스탯(120)의 개구가 예측되는 미래 온도 프로파일(T_pred)이 적어도 한 개의 컴포넌트의 온도(T_comp)가 각각의 컴포넌트의 제한 온도치(T_{comp_lim})보다 낮음(T_comp<T_{comp_lim})을 지시하기에 충분한 정도로 제한된다. 여기서, 예열은 버퍼(buffer)의 역할을 하는데, 이는 예측된 냉각 유체의 실제 온도의 미분치(dT/dt)가 온도 미분치의 하한치((dT/dt)_{lim_cold})보다 큰 경우에 냉각 유체의 실제 온도(T_{comp_fluid})가 예열에 의해 감소될 것이기 때문이다. 그러면, 냉각 유체의 실제 온도(T_{comp_fluid})의 온도 미분치(dT/dt)가 온도 미분치의 하한치((dT/dt)_{lim_cold})보다 큰 동시에 서모스탯(120)이 폐쇄된 상태로 유지될 수 있을 때까지, 또는 냉각 유체의 실제 온도(T_{comp_fluid})가 그 제한 온도치(T_{comp_lim})에 도달하면, 예열이 계속될 수 있다.

따라서 라디에이터(100)의 파워는 라디에이터(100)를 통과하는 유량(Q)을 제어하는 것에 의해 제어될 수 있는데, Q가 줄어들면 라디에이터 내에서의 열교환도 감소된다. 이에 따라, 온도 미분치(dT/dt)가 온도 미분치의 하한치((dT/dt)_{lim_cold})보다 큰 경우에 라디에이터(100)를 통과하는 유량(Q)은 최소화된다.

냉각 유체의 실제 온도(T_{comp_fluid})를 낮추는 것에 의해 달성되는 냉각 루프로부터의 에너지의 사전 제거에 의해 온도 미분치(dT/dt)가 온도 미분치의 하한치((dT/dt)_{lim_cold})보다 클 경우에 유량이 최소화되어야 할 때 활용될 수 있는 버퍼가 비축된다. 따라서 버퍼는 여기서 예열을 활용하는 것에 의해 비축된다. 적어도 한 개의 컴포넌트의 온도(T_comp)가 각각의 컴포넌트의 제한 온도치(T_{comp_lim})보다 낮아야만 하는 조건(T_comp<T_{comp_lim})에 의해서 라디에이터(100)를 통과하는 유량(Q)이 제한될 수 있는 정도가 결정된다.

이에 따라, 여기서, 온도 프로파일(T_pred)의 예측에 기초하여 라디에이터(100)를 통과하는 유량(Q)이 유량 제한치(Q_lim)를 초과할 것이라는 점이 확인될 수 있으면, 서모스탯(120)은 종래 기술에 따라 개방되었을 시점 이전에 개방된다. 이에 따라 완만한 냉각이 이루어지며, 이는 서모스탯(120)이 폐쇄된 상태로 유지될 수 있는 경우에, 종래 기술을 이용할 경우에 일어날 수 있었던, 라디에이터로 들어가는 입구에서의 냉각 유체의 온도(T_{comp_fluid_in_radiator})에 있어서의 "온도 급등(temperature spikes)", 즉 온도 미분치(dT/dt)가 극히 높은 짧은 기간, 즉 온도 미분치(dT/dt)가 미분의 제한치(dT/dt_lim)를 초과할 때가 크게 감소될 수 있기 때문이다. 냉각에 대한 요구 때문에 서모스탯(120)이 폐쇄된 상태로 유지되지 못할 경우, 완만한 냉각은 라디에이터를 통과하는 유량(Q)이 감소됨으로써 달성되는 파워의 감소를 통해 얻어진다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 서모스탯의 개방은 서모스탯이 폐쇄되는 정도로 제한되고, 이에 따라 라디에이터(100)로 들어가는 입구에서의 냉각 유체 온도(T_{comp_fluid_in_radiator})의 온도 미분치(dT/dt)는 영과 동일해진다(dT/dt=0).

도 4는 본 실시예가 적용될 때 본 발명에 따른 컴포넌트, 즉 엔진(200)의 냉각 유체 온도(T_{comp_fluid_motor})(실선) 및 컴포넌트, 즉 라디에이터(100) 내의 냉각유체 온도(T_{comp_fluid_in_radiator})(실선)가 어떻게 나타나는지에 대한 비한정적인 예를 개략적으로 도시한다. 비교를 위해, 서모스탯 및 이 서모스탯(120)의 개방/폐쇄 온도(T_{ref_prior_art})(실선)의 사용에 기초한 종래 기술의 조절에 의해 나타나는, 종래 기술의 방안에 따른 컴포넌트, 즉 엔진(200)의 냉각 유체 온도(T_{comp_fluid_motor_prior_art})(파선) 및 라디에이터(100) 내의 상응하는 냉각유체 온도(T_{comp_fluid_in_radiator_prior_art})(파선)도 도시되어 있다. 도면은 본 발명의 적용 시 종래 기술 방안에 의해서 일어나는 "온도 급등"이 감소되게 하기 위하여 라디에이터에 의한 예열 및 제한 냉각(dT/dt_invention<dT/dt_{prior _art}), 이는 라디에이터(100)의 마모를 감소시킨다는 것을 명확히 나타내고 있다[원문 그대로임]. 달리 말하면, 종래 기술이 사용될 경우 온도 미분치(dT/dt)는 보통 미분치의 제한치(dT/d_tlim)를 초과한다. 본 발명이 활용될 경우, 온도 미분치(dT/dt)의 제한치(dT/dt_lim)에 도달할 때 라디에이터로 들어가는 유량을 감소시키는 것과 같은 조치가 실시되고, 그 결과 본 발명이 적용되면 온도 미분치(dT/dt)의 피크치들이 더 낮은 보다 편평한 곡선들이 얻어지고, 이에 따라 라디에이터에 대한 부정적인 작용/영향이 감소된다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 냉각 유체의 사전 냉각, 즉 실제 냉각 유체 온도(T_{comp_fluid})의 감소는 외기 온도가 높을 때 냉각 시스템 내에 에너지 버퍼를 생성하기 위하여 적용될 수 있다. 컴포넌트들 중 임의의 컴포넌트의 실제 온도(T_comp)의 온도 미분치(dT/dt)가 온도 미분치의 상한치((dT/dt)_{lim_warm})보다 크면, 라디에이터(100)로 들어가는 유량(Q)이 감소된 때에 버퍼가 활용될 수 있다. 내리막 경사에서 리타더 브레이크가 사용될 때, 엔진에 요구되는 동력이 클 동안 그리고/또는 배기 제동 중에, 시간에 따른 온도 변화, 즉 온도 미분치(dT/dt)는 예를 들어 클 수 있다. 리타더 브레이크는 짧은 시간에 다량의 열을 발생시키고, 이에 따라 냉각 유체 온도(T_{comp_fluid})의 미분치를 크게 한다. 여기서, 미래 온도 프로파일(T_pred)이 임의의 컴포넌트의 온도(T_{comp_fluid})의 온도 미분치(dT/dt)가 온도 미분치의 상한치(dT/dt)_{lim_warm})를 초과할 것임을 지시하는 동시에 라디에이터(100) 내의 실제 냉각 유체 온도(T_{comp_fluid_radiator})가 라디에이터(100) 내의 냉각 유체의 냉각 유체 상한치(T_{comp_fluid_radiator_thres_warm})보다 높으면, 라디에이터(100)의 마모를 감소시키기 위하여 냉각 유체(T_{comp_fluid})의 사전 냉각이 이루어진다. 냉각 유체의 이 냉각 유체 상한치(T_{comp_fluid_radiator_thres_warm})는 예를 들어 약 60℃ 또는 50℃ 내지 65℃ 범위의 다른 적당한 온도에 상응할 수 있다. 이 실시예에 따르면 냉각 유체의 사전 냉각은, 유리하게는, 수동 냉각이 활용되는 것과 동시에, 즉 서모스탯(120)이 적어도 부분적으로 개방된 상태에서 수행될 수 있다.

사전 냉각은 서모스탯(120)을 개방하는 것에 의해 본 실시예에 따라 달성되고, 이에 따라 라디에이터(100)에 의한 수동 냉각이, 예를 들어 오일 내에 응축물의 침전이 일어나고 이 응축물이 증발될 수 없을 때 그리고/또는 임의의 컴포넌트의 실제 온도(T_comp)가 그 제한 온도치(T_{comp_lim})에 도달할 때 그리고/또는 미래 온도 프로파일(T_pred)이 한 개 또는 복수 개의 컴포넌트의 온도(T_comp)가 각각의 컴포넌트의 제한 온도치(T_{comp_lim}) 미만임을 나타낼 때, 실제 냉각 유체 온도(T_{comp_fluid})가 하드웨어 제한에 따라 온도 제한치, 예를 들어 약 60℃에 도달할 때까지 수행된다. 일 예로, 터보차저의 제한 온도치(T_{comp_turbo_lim})가 약 125℃의 값을 가지면, 이 제한 온도치(T_{comp_turbo_lim})를 초과하는 것을 방지하기 위해 필요한 냉각 파워는 약 90℃에 상응하는 실제 냉각 유체 온도(T_{comp_fluid}) 및 분당 400리터에 상응하는 라디에이터로 유입되는 유량(Q)을 요구할 것이다. 본 실시예에 따른 사전 냉각에 의해 냉각 시스템에 버퍼가 생성되고, 이 버퍼는, 본 실시예에 따르면, 냉각 유체 온도(T_{comp_fluid})의 시간에 따른 변화(dT/dt)가 온도 미분치의 상한치((dT/dt)_{lim_warm})를 초과하는 간격 동안 라디에이터(100)를 통과하는 유량(Q)을 감소시키는 데 활용될 수 있고, 이에 따라 라디에이터(100)에 의한 완만하고 제한 냉각이 얻어진다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 냉각 유체(T_{comp_fluid})의 제한 냉각은 라디에이터(100)에 의한 사전 냉각이 완료된 후에 적용된다. 제한 냉각을 제어하는 데에 기초가 되는 미래 온도 프로파일(T_pred)은 여기서 냉각 유체 온도(T_{comp_fluid})의 시간 미분치(dT/dt)가 온도 미분치의 상한치((dT/dt)_{lim_warm})를 초과하는 것을 고려하여 결정된다.

그러면 라디에이터(100)에 의한 제한 냉각은 서모스탯(120)을 제한된 정도까지 개방하는 것에 의해 얻어질 수 있다. 즉, 서모스탯의 개방은 한 개 또는 다수 개의 컴포넌트의 미래 온도 프로파일(T_pred)이 한 개 또는 다수 개의 컴포넌트의 실제 온도(T_comp)가 각각의 컴포넌트의 제한 온도치(T_{comp_lim})보다 낮다는 것을 나타낼 정도로 제한된다. 여기서 서모스탯(120)의 제한된 개방은 최소 개방으로 이루어질 수 있는데, 이러한 최소 개방은 서모스탯(120)의 폐쇄에 상응할 수 있다. 따라서 라디에이터에 의한 제한적인 냉각 역시 라디에이터(100)에 의한 최소 냉각으로 이루어질 수 있으며, 이 최소 냉각은 라디에이터에 의한 비냉각(즉, 서모스탯이 폐쇄됨)에 상응할 수 있다.

따라서 본 실시예에 의해, 냉각 유체의 온도(T_{comp_fluid})의 온도 미분치(dT/dt)가 큰 과정 전체를 통해 서모스탯의 개방도가 감소된 상태로 유지되도록 서모스탯(120)이 제어된다.

도 5는 예를 들어 리타더 제동이 사용되는 내리막 경사를 갖는 지형에서 나타날 본 발명에 따른 컴포넌트, 즉 엔진(200)의 임의의 실제 냉각 유체 온도(T_{comp_fluid_motor invention})(실선) 및 실시예가 적용될 때의 제한적인 서모스탯 개방도(φ_{open_invention})(실선)의 비한정적인 예를 개략적으로 도시한다. 종래 기술 방안에 따른 컴포넌트, 즉 엔진의 냉각 유체 온도(T_{comp_fluid_motor prior art})(파선) 및 동일한 지형에 대한 상응하는 서모스탯 개방도(φ_{open_prior_art})(파선) 역시 비교를 위해 도시되어 있다.

도 5는 본 실시예에 따른 사전 냉각이 본 발명에 따른 냉각 유체 온도(T_{comp_fluid_motor invention})가 종래 기술 방안에 따른 냉각 유체 온도(T_{comp_fluid_motor prior art})보다 매우 낮은 값까지 감소하는 버퍼 핀(buffer fin)을 생성하는 것을 나타내고 있다. 온도 상승이 개시되면, 이에 따라 라디에이터(100)에 의한 완만하고 제한적인 냉각이 얻어지도록 본 발명에 따른 냉각 유체 온도(T_{comp_fluid_motor invention})가 라디에이터를 통과하는 유량(Q)을 최소로 유지하는데 활용될 수 있는 매우 낮은 레벨로부터 상승하기 시작한다. 여기서, 종래 기술 방안에 의하면, 짧은 시간에 라디에이터로 들어가는 유량(Q)이 심각하게 증가하여 온도(T_{comp_fluid})의 시간에 따른 변화(dT/dt)가 큰 위험을 초래했을 것이고, 이는 라디에이터의 견고성에 부정적인 영향을 미칠 것이다. 종래 기술 방안에서는, 온도를 낮게 유지하기 위해 아마도, 연료를 소비하는, 팬(130)의 종합적인 사용 역시 필요했을 것이다. 본 발명에 따른 컴포넌트, 즉 엔진의 냉각유체 온도(T_{comp_fluid_motor_invention})는 온도(T_{comp_fluid})의 시간에 따른 미분치(dT/dt)가 큰 것과 관련하여 라디에이터(100)를 통과하는 유량(Q)을 최적으로 제어하는 것보다 높은 우선순위를 가진다. 따라서 라디에이터를 통과하는 유량은 한 개 또는 다수 개의 컴포넌트들이 낮은 유량으로 인해 그 각각의 제한치가 초과될 때 과열될 위험을 감수하면서 낮게 유지될 수는 없다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 라디에이터(100) 내의 냉각 유체의 입구 온도(T_{comp_fluid_in_radiator}), 즉 냉각 유체가 라디에이터로 들어갈 때의 냉각 유체의 온도는, 외기 온도가 높을 때 그리고 냉각 시스템 내에 온도 불균형이 발생할 것으로 예측되면 기본적으로 일정하게 유지된다. 이 실시예에 따르면, 냉각 시스템 내에서 발생할 온도 불균형이 미래 온도 프로파일(T_pred)을 분석하는 것에 의해 확인될 수 있다. 이러한 온도 불균형은 예를 들어 여러 유형의 운전 상황들에서, 예컨대 지형 또는 속도의 변화들로 인해서 발생할 수 있다. 이러한 운전 상황의 일 예는 예를 들어 전진 주행 중에 지형 때문에 엔진 부하가 변하는 기복이 있는 고속도로(rolling motorway)이다. 여기서 실제 냉각 유체 온도(Tcomp_fluid)가 라디에이터(100) 내의 냉각 유체의 냉각 유체 상한치(T_{comp_fluid_thres_warm})(냉각 유체 상한치(T_{comp_fluid_thres_warm})는 약 90℃에 상응하는치를 가질 수 있음)보다 높으면 외기 온도가 높을 것이다. 기본적으로 일정한 라디에이터(100)의 입구 온도(T_{comp_fluid_in_radiator})는 예측된 냉각 요구를 충족시키도록 냉각 시스템을 사전 냉각하는 것에 의해 달성될 수 있다. 여기서, 예측된 냉각 요구는 미래 온도 프로파일(T_pred)에 기초하여 결정된다. 미래의 냉각 요구를 예측하면 냉각 유체 펌프 및/또는 서모스탯(120)의 능동적인 제어를 활용할 것인지 결정할 수 있게 되고, 그러면 이들은 냉각 요구의 소변동들이 가변적인 냉각 수행에 의해서 충족될 수 있게 제어된다. 따라서 기본적으로 일정한 라디에이터 입구 온도(T_{comp_fluid_in_radiator})는 사전 제어에 의해 달성된다.

도 6은 냉각 유체가 들어가고 나올 수 있는 입구(601)와 출구(602)를 구비하는 라디에이터(600)를 개략적으로 도시한다. 제1 컨테이너(611)가 입구(601)에 배치되어 입구(601)와 연결되고, 이 컨테이너로부터 다수의 냉각 채널(620)들이 냉각 채널(620)들과 연결되는 제2 컨테이너(612)까지 연장된다. 라디에이터(600)에 도달한 냉각 유체는 입구(601)에서 입구 온도(T_{comp_fluid_in_radiator})를 갖는다. 입구는 제1 컨테이너(611)의 제1 단부에 배치된다. 냉각 유체가 제1 컨테이너(611)를 통과할 때 그 온도가 변하고, 컨테이너의 제2 단부에서 냉각 유체는 입구(601)에서의 입구 온도(T_{comp_fluid_in_radiator})보다 낮은 제2 온도(T_{comp_fluid_2})를 갖는다. 본 발명에 따라 예측된 냉각 요구를 충족시키도록 냉각 시스템을 사전 제어하면 라디에이터의 입구 온도(T_{comp_fluid_in_radiator})가 기본적으로 일정하게 되고, 이는 또한 제2 온도(T_{comp_fluid_2})와 입구 온도(T_{comp_fluid_in_radiator}) 사이에 평형이 이루어진다는 것을 의미한다.

본 실시예에 따른 냉각 시스템의 사전 제어가 없으면, 입구(601)에서의 입구 온도(T_{comp_fluid_in_radiator})는 본 발명의 본 실시예가 활용되는 경우보다 매우 크게 변할 것이다. 이러한 대변화는 온도 미분치(dT/dt)를 더 높게 할 것이고, 이에 따라 라디에이터(600)에 유해한 사이클링이 초래될 것이다.

본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명에 따른 냉각 시스템을 제어하기 위한 방법이, 컴퓨터에서 실행될 때 컴퓨터가 본 발명의 방법을 수행하게 하는 컴퓨터 프로그램에서 실시될 수도 있음을 알 것이다. 컴퓨터 프로그램은 일반적으로 컴퓨터 프로그램 제품(703)의 일부로 이루어지는데, 이 컴퓨터 프로그램 제품은 컴퓨터 프로그램이 저장되는 적당한 디지털 저장 매체를 포함한다. 상기 컴퓨터로 판독 가능한 매체는, ROM(Read-Only Memory), PROM(Programmable Read-Only Memory), EPROM(Erasable PROM), 하드 드라이브 유닛 등과 같은, 적당한 메모리로 이루어진다.

도 7은 제어 유닛(300)을 개략적으로 도시한다. 제어 유닛(300)은 계산 유닛(701)을 포함하는데, 이 계산 유닛은 기본적으로 임의의 적당한 종류의 프로세서 또는 마이크로컴퓨터, 예컨대 디지털 신호 처리용 회로(DSP: Digital Signal Processor) 또는 특정한 기능을 갖는 회로(ASIC: Application Specific Integrated Circuit)로 이루어질 수 있다. 계산 유닛(701)은, 제어 유닛(300)에 설치되어 있고 계산 유닛(701)이 계산을 수행할 수 있기 위해 필요로 하는 예컨대 저장되어 있는 프로그램 코드 및/또는 저장되어 있는 데이터를 계산 유닛(701)에 제공하는 메모리 유닛(702)과 연결되어 있다. 계산 유닛(701)은 또한 메모리 유닛(702)에 중간 계산 결과 또는 최종 계산 결과를 저장하도록 구성되어 있다.

제어 유닛(300)은 각각의 입력 신호들과 출력 신호들을 각각 수신하고 송신하기 위한 장치들(711, 712, 713, 714)을 더 구비한다. 각각의 입력 신호들과 출력 신호들은, 입력 신호들의 수신을 위해 장치들(711, 713)에 의해 정보로서 검출될 수 있고 계산 유닛(701)에 의해 처리될 수 있는 신호들로 변환될 수 있는 파형, 펄스 또는 기타 속성들을 포함할 수 있다. 그러면, 이 신호들은 계산 유닛(701)으로 제공된다. 출력 신호들을 송신하기 위한 장치들(712, 714)은 계산 유닛(701)으로부터 수신되는 신호들을, 예를 들어 신호들을 변조하는 것에 의해, 냉각 시스템의 다른 부품들로 전송될 수 있는 출력 신호들을 생성하도록 구성된다.

각각의 입력 신호들과 출력 신호들을 각각 수신하고 송신하기 위한 장치들에의 연결들 각각 및 전부는, 케이블; CAN(Controller Area Network) 버스, MOST(Media Oriented Systems Transport) 버스 또는 기타 임의의 버스 구성과 같은 데이터 버스; 또는 무선 연결 중 한 개 또는 몇 개로 이루어질 수 있다. 도 1에 도시된 연결들(131. 132, 133, 134) 역시 상기 케이블들, 버스들 또는 무선 연결 중 한 개 또는 복수 개로 이루어질 수 있다.

본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 컴퓨터가 계산 유닛(701)으로 이루어질 수 있고, 상술한 메모리가 메모리 유닛(702)으로 이루어질 수 있음을 알 것이다.

일반적으로, 현대 차량의 제어 시스템들은 다수의 전자 제어 장치(ECU)들 또는 제어기들 및 차량에 위치되어 있는 여러 컴포넌트들을 한 개 또는 몇 개의 통신 버스들로 이루어진 통신 버스 시스템으로 이루어져 있다. 이러한 제어 시스템은 다수의 제어 유닛들을 포함할 수 있으며, 특정 기능에 대한 역할이 한 개 이상의 제어 장치에 분산될 수 있다. 이에 따라 도시된 종류의 차량들은 보통, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 잘 알고 있는 바와 같이, 도 7에 도시된 것보다 훨씬 더 많은 제어 유닛들을 포함하고 있다.

본 발명은, 도시된 실시예에서는, 제어 유닛(300)에서 실시된다. 그러나 본 발명은 전체적으로 또는 부분적으로 차량 내에 이미 존재하는 한 개 또는 몇 개의 다른 제어 유닛 또는 본 발명을 위한 전용 제어 유닛에서 실시될 수도 있다.

상술한 차량의 냉각 시스템을 제어하기 위해 배치된 제어 시스템이 본 발명의 일 태양에 따라 제공된다. 제어 시스템은 속도 예측 유닛(301)(도 1에 도시됨)을 포함하며, 이 속도 예측 유닛은 위에서 설명한 방식으로 차량의 속도에 대한 적어도 한 개의 미래 속도 프로파일(V_pred)의 예측을 행하도록 구성되며, 상기 예측은 다가오는 도로 구간과 관련된 정보에 기초할 수 있다. 제어 시스템은 온도 예측 유닛(302)(도 1에 도시됨)을 더 포함하며, 온도 예측 유닛은 적어도 한 개의 컴포넌트(200, 210)의 온도에 대한 적어도 한 개의 미래 온도 프로파일(T_pred)의 예측을 행하도록 구성되고, 이 예측은 차량의 총중량, 차량 전방의 도로 구간과 관련된 정보 및 적어도 한 개의 미래 속도 프로파일(V_pred)에 기초한다. 제어 시스템은 냉각 시스템 제어 유닛(303)(도 1에 도시됨)도 포함하며, 이 냉각 시스템 제어 유닛은 적어도 한 개의 미래 온도 프로파일(T_pred)과 차량 내에 있는 적어도 한 개의 컴포넌트(200, 210) 각각의 제한 온도치(T_{comp_lim})에 기초하여 냉각 시스템의 제어를 수행하도록 구성된다. 제어는, 라디에이터(100) 내의 냉각 유체의 입구 온도(T_{comp_in_radiator})의 변동 횟수가 감소되도록 그리고/또는 입구 온도(T_{comp_in_radiator})의 온도 미분치(dT/dt)가 큰 경우에, 즉 온도 미분치(dT/dt)가 미분치의 제한치(dT/dt_lim)보다 크면 라디에이터(100)로 들어가는 유량(Q)의 규모가 감소되도록 수행된다.

본 발명에 따른 제어 시스템을 활용함으로써, 라디에이터(100) 및/또는 냉각 시스템의 다른 컴포넌트들의 마모가 감소되도록 냉각 시스템 내의 유량이 제어된다. 예를 들어, 서모스탯(120), 냉각수 펌프(110), 팬(130) 및/또는 라디에이터 블라인드(140)들이 컴포넌트 내의 소재 응력들의 변화의 크기, 빈도 및/또는 방향이 감소되도록 조정될 수 있다. 이에 의해 라디에이터(100) 및/또는 냉각 시스템(400)의 내용연수 또한 연장된다.

본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명에 따른 방법의 여러 실시예들에 따라 상술한 시스템이 개조될 수 있다는 것도 알 것이다. 또한 본 발명은 적어도 한 개의 냉각 시스템을 포함하는 자동차(500), 예컨대 화물차 또는 버스와도 관련된다.

본 발명은 위에서 설명한 실시예들로 한정되지 않고, 첨부된 독립 청구항들의 보호 범위 내에 있는 모든 실시예들과 관련되며 또 그러한 실시예들을 포함한다.

Claims (32)

1. 차량(500) 내의 적어도 한 개의 컴포넌트(200, 210)의 온도(T_comp)를 조절하며, 서모스탯(120)에 연결되어 있는 라디에이터(100)를 포함하고, 상기 서모스탯(120)이 상기 라디에이터(100)를 통과하는 냉각 유체의 유량을 제어하도록 된 차량(500) 내의 냉각 시스템(400)을 제어하기 위한 차량 냉각 시스템 제어 방법으로,
   - 상기 차량(500)의 전방의 도로 구간을 따라 상기 차량(500)의 속도에 대한 적어도 한 개의 미래 속도 프로파일(V_pred)의 예측이 행해지고;
   - 상기 도로 구간을 따라 상기 적어도 한 개의 컴포넌트(200, 210)의 온도(T_comp)에 대한 적어도 한 개의 미래 온도 프로파일(T_pred)의 예측이, 적어도 차량의 총중량, 상기 도로 구간과 관련된 정보 및 상기 적어도 한 개의 미래 속도 프로파일(V_pred)에 기초하여 행해지는 차량 냉각 시스템 제어 방법에 있어서,
   - 상기 냉각 시스템(400)의 상기 제어가 상기 적어도 한 개의 미래 온도 프로파일(T_pred) 및 차량 내의 상기 적어도 한 개의 컴포넌트(200, 210)에 대한 제한 온도치(T_{comp_lim})에 기초하여 수행되며;
   상기 라디에이터(100) 내의 상기 냉각 유체의 입구 온도(T_{comp_fluid_in_radiator})에 대한 온도 미분치(dT/dt)가 상기 온도 미분치(dT/dt)에 대한 제한치(dT/dt_lim)를 초과하면, 상기 냉각 시스템(400)의 상기 제어가,
   - 상기 입구 온도(T_{comp_fluid_in_radiator})의 변동 횟수; 및
   - 상기 라디에이터로 들어가는 유량(Q)의 크기
   중 적어도 한 개의 감소가 이루어지도록 수행되는 것을 특징으로 하는 차량 냉각 시스템 제어 방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 라디에이터(100)의 냉각 파워(P_cooling)가 냉각 파워 제한치(P_{cooling_thres})를 초과하고, 상기 라디에이터(100) 내의 냉각 유체 온도(T_{comp_fluid_radiator})는 상기 라디에이터(100) 내의 상기 냉각 유체의 냉각 유체 하한치(T_{comp_fluid_radiator_thres_cold})보다 낮은 것을 특징으로 하는 차량 냉각 시스템 제어 방법.
3. 제2항에 있어서,
   냉각 파워 제한치(P_{cooling_thres})가 100kW에 상응하고, 상기 냉각 유체 하한치(T_{comp_fluid_radiator_thres_cold})가 0℃ 내지 -10℃ 범위의 온도에 상응하는 것을 특징으로 하는 차량 냉각 시스템 제어 방법.
4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
   상기 서모스탯(120)이 폐쇄될 때, 상기 미래 온도 프로파일(T_pred)이, 상기 라디에이터(100)에 의한 제한 냉각이 적용되면, 적어도 한 개의 컴포넌트(200, 210)에 대한 상기 냉각 유체의 온도(T_{comp_fluid})가 각각의 컴포넌트(200, 210)에 대한 상기 제한 온도치(T_{comp_lim})보다 낮을 것임을 가리키면, 상기 미래 온도 프로파일(T_pred)에 기초하여 상기 서모스탯(120)이 폐쇄 상태에서 개방 상태로 전환되어야할 때를 가리키는 기준 온도(T_ref)가 허용 최고치(T_{ref_max})로 지정되고, 이에 의해 상기 서모스탯(120)이 개방되기 전에 서모스탯(120)이 폐쇄된 시간(t_closed)이 연장되는 것을 특징으로 하는 차량 냉각 시스템 제어 방법.
5. 제4항에 있어서,
   상기 서모스탯(120)이 개방되었을 때, 상기 기준 온도(T_ref)가 허용 최저치(T_{ref_min})로 지정되고, 상기 제한 냉각은 상기 냉각 유체의 온도(T_{comp_fluid})가 상기 허용 최저치(T_{ref_min})를 향해 감소되는 동안 이용되고, 이에 의해 상기 서모스탯(120)이 폐쇄되기 전에 상기 서모스탯(120)이 개방된 시간(t_open)이 연장되는 것을 특징으로 하는 차량 냉각 시스템 제어 방법.
6. 제5항에 있어서,
   서모스탯(120)이 폐쇄된 시간(t_closed)이 연장되는 것과 상기 서모스탯(120)이 개방된 시간(t_open)이 연장되는 것에 의해서 총괄적으로, 상기 서모스탯(120)이 연이어서 두 번 개방되는 사이의 기간이 연장되는 것을 특징으로 하는 차량 냉각 시스템 제어 방법.
7. 제5항에 있어서,
   상기 허용 최고치(T_{ref_max})가 105℃에 상응하고, 상기 허용 최저치(T_{ref_min})가 70℃에 상응하는 것을 특징으로 하는 차량 냉각 시스템 제어 방법.
8. 제4항에 있어서,
   상기 제한 냉각이,
   - 상기 라디에이터(100)를 통과하는 유량이 분당 5리터 미만인 것;
   - 상기 라디에이터(100)를 통과하는 기류가 수동인 것; 그리고
   - 상기 제한 냉각이 냉각 유체 온도(T_{comp_fluid})가 미리 정해진 낮은 기준 온도(T_ref) 쪽으로 제어되도록 능동적으로 제어되는 것으로 이루어진 그룹 중 한 개 또는 몇 개에 의해 규정되는 것을 특징으로 하는 차량 냉각 시스템 제어 방법.
9. 제1항에 있어서,
   상기 미래 온도 프로파일(T_pred)에 기초하여 결정되는 라디에이터(100)로의 예측 유입량(Q)이 제한치(Q_lim)를 초과하면, 그리고 상기 라디에이터(100)에 대한 냉각 파워(P_cooling)가 냉각 파워 제한치(P_{cooling_thres})를 초과하고 상기 라디에이터(100) 내의 냉각 유체 온도(T_{comp_fluid_radiator})가 상기 라디에이터(100) 내의 상기 냉각 유체에 대한 냉각 유체 하한치(T_{comp_fluid_radiator_thres)cold})보다 낮을 때, 냉각 유체의 예열이 적용되는 것을 특징으로 하는 차량 냉각 시스템 제어 방법.
10. 제9항에 있어서,
    상기 예열이 상기 라디에이터(100)로 들어가는 유량(Q)의 점진적인 증가에 의해 달성되고, 이에 의해 상기 라디에이터(100) 내의 냉각 유체 온도(T_{comp_fluid_radiator})가 증가되는 것을 특징으로 하는 차량 냉각 시스템 제어 방법.
11. 제10항에 있어서,
    상기 라디에이터(100)로 들어가는 유량(Q)의 상기 점진적인 증가가,
    - 라디에이터 블라인드(140)의 폐쇄; 및
    - 조정 가능한 냉각수 펌프에 의한 상기 라디에이터(100)로 들어가는 냉각 유체 유량(Q)의 제어로 이루어진 그룹의 한 개 또는 다수 개의 조치와 결합하여 수행되는 것을 특징으로 하는 차량 냉각 시스템 제어 방법.
12. 제9항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 냉각 유체의 상기 예열이 수행될 때, 상기 적어도 한 개의 컴포넌트(200, 210)에 대한 상기 냉각 유체의 온도(T_{comp_fluid})의 온도 미분치(dT/dt)가 온도 미분치에 대한 제한치((dT/dt)_lim)를 초과할 것으로 예측되면, 상기 라디에이터(100)에 의한 제한 냉각이 적용되는 것을 특징으로 하는 차량 냉각 시스템 제어 방법.
13. 제12항에 있어서,
    상기 미래 온도 프로파일(T_pred)이, 상기 적어도 한 개의 컴포넌트(200, 210) 각각 및 전부에 대해, 각각의 컴포넌트(200, 210)의 상기 제한 온도치(T_{comp_lim})보다 낮음을 가리키도록 상기 서모스탯(120)의 개방도를 제한하는 것에 의해, 상기 제한 냉각이 얻어지는 것을 특징으로 하는 차량 냉각 시스템 제어 방법.
14. 제13항에 있어서,
    상기 개방도의 상기 제한이 상기 서모스탯(120)이 폐쇄되는 결과를 초래하는 것을 특징으로 하는 차량 냉각 시스템 제어 방법.
15. 제1항에 있어서,
    상기 라디에이터(100) 내의 냉각 유체 온도(T_{comp_fluid_radiator})가 상기 라디에이터(100) 내의 냉각 유체의 냉각 유체 상한치(T_{comp_fluid_radiator_thres_warm})보다 높을 때 상기 미래 온도 프로파일(T_pred)이 상기 적어도 한 개의 컴포넌트(200, 210) 중 임의의 컴포넌트의 실제 온도(T_comp)의 온도 미분치(dT/dt)가 온도 미분치의 상한치((dT/dt)_{lim_warm})보다 크다는 것을 가리키면, 상기 냉각 유체의 사전 냉각이 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량 냉각 시스템 제어 방법.
16. 제15항에 있어서,
    상기 라디에이터(100) 내의 냉각 유체의 냉각 유체 상한치(T_{comp_fluid_radiator_thres_warm})가 60℃에 상응하는 것을 특징으로 하는 차량 냉각 시스템 제어 방법.
17. 제15항 또는 제16항에 있어서,
    상기 사전 냉각이 상기 서모스탯(120)의 개방에 이어지는 상기 냉각 유체의 수동 냉각에 의해 달성되는 것을 특징으로 하는 차량 냉각 시스템 제어 방법.
18. 제15항에 있어서,
    상기 사전 냉각이
    - 상기 냉각 유체 온도(T_{comp_fluid})가 온도 제한치(T_{comp_fluid_lim})에 도달하는 것;
    - 상기 냉각 유체 온도(T_{comp_fluid})가 상기 냉각 유체의 상기 제한 온도치(T_{comp_lim})에 도달하는 것; 그리고
    - 상기 미래 온도 프로파일(T_pred)이 상기 적어도 한 개의 컴포넌트(200, 210) 중 임의의 컴포넌트의 온도(T_comp)가 상기 제한 온도치(T_{comp_lim})를 초과하지 않음을 가리키는 것으로 이루어진 그룹에서 한 가지 이상이 일어날 때까지 지속되는 것을 특징으로 하는 차량 냉각 시스템 제어 방법.
19. 제15항에 있어서,
    상기 미래 온도 프로파일(T_pred)이
    상기 냉각 유체의 온도(T_{comp_fluid})에 대한 상기 온도 미분치(dT/dt)가 온도 미분치의 상한치((dT/dt)_{lim_warm})를 초과하는 것에 기초하여 결정되고,
    상기 라디에이터(100)에 의한 제한 냉각이 상기 냉각 유체의 상기 사전 냉각이 수행되고 난 후에 적용되는 것을 특징으로 하는 차량 냉각 시스템 제어 방법.
20. 제15항에 있어서,
    상기 미래 온도 프로파일(T_pred)이 적어도 한 개의 컴포넌트(200, 210)의 온도(T_comp)가적어도 한 개의 컴포넌트(200, 210)의 상기 제한 온도치(T_{comp_lim})를 초과함을 지시하도록 상기 서모스탯(120)의 개방도가 제한되는 경우에, 상기 제한 냉각은 상기 냉각 유체의 온도(T_{comp_fluid})에 대한 상기 온도 미분치(T/dt)가 온도 미분치의 상한치((dT/dt)_{lim_warm})를 초과할 때 얻어지는 것을 특징으로 하는 차량 냉각 시스템 제어 방법.
21. 제20항에 있어서,
    상기 개방도의 상기 제한은 상기 서모스탯(120)이 폐쇄되는 결과를 초래하는 것을 특징으로 하는 차량 냉각 시스템 제어 방법.
22. 제1항에 있어서,
    상기 라디에이터(100) 내의 냉각 유체 온도(T_{comp_fluid_radiator})가 상기 라디에이터(100) 내의 냉각 유체의 냉각 유체 상한치(T_{comp_fluid_radiator_thres_warm})보다 높으면, 그리고 상기 미래 온도 프로파일(T_pred)이 상기 냉각 시스템(400) 내의 미래 온도 불균형을 나타내면, 상기 라디에이터(100)의 입구 온도(T_{comp_fluid)in_radiator})가 일정하게 되는 것을 특징으로 하는 차량 냉각 시스템 제어 방법.
23. 제22항에 있어서,
    상기 냉각 유체 상한치(T_{comp_fluid_radiator_thres_warm})가 90℃에 상응하는 값을 가지는 것을 특징으로 하는 차량 냉각 시스템 제어 방법.
24. 제22항 또는 제23항에 있어서,
    상기 일정한 입구 온도(T_{comp_fluid)in_radiator})가 예측된 냉각 요구를 충족시키도록 상기 냉각 시스템(400)을 사전 제어하는 것에 의해 달성되고, 상기 예측된 냉각 요구는 상기 미래 온도 프로파일(T_pred)에 기초하여 결정되는 것을 특징으로 하는 차량 냉각 시스템 제어 방법.
25. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 한 개의 컴포넌트(200, 210)는,
    - 상기 냉각 유체;
    - 모터오일;
    - 리타더 장치;
    - 엔진(200)의 실린더 소재;
    - 배기가스 재순환 장치;
    - 터보차저;
    - 듀얼 터보차저;
    - 변속기;
    - 브레이크 시스템용 압축기;
    - 엔진(200)으로부터 배출되는 배기가스;
    - 배기가스용 후처리 장치; 및
    - 공조 시스템으로 이루어진 그룹 중의 한 개 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 냉각 시스템 제어 방법.
26. 제1항에 있어서,
    상기 도로 구간과 관련된 상기 정보가 도로 경사를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 냉각 시스템 제어 방법.
27. 제1항에 있어서,
    상기 도로 구간과 관련된 상기 정보가,
    - 레이더 기반 정보;
    - 카메라 기반 정보;
    - 상기 차량이 아닌 차량으로부터 얻어진 정보;
    - 차량(500) 내에 이전에 저장된 도로 경사 정보 및 위치 정보; 및
    - 상기 도로 구간과 관련된 교통 시스템으로부터 얻어진 정보로 이루어진 그룹 중의 임의의 정보에 기초하여 결정되는 도로 경사를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 냉각 시스템 제어 방법.
28. 제1항에 있어서,
    상기 도로 구간과 관련된 상기 정보가,
    - 상기 차량(500)에 작용하는 주행 저항;
    - 상기 도로 구간의 제한 속도;
    - 상기 도로 구간의 속도 이력; 및
    - 교통 정보로 이루어진 그룹 중의 적어도 한 개의 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 냉각 시스템 제어 방법.
29. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 한 개의 미래 온도 프로파일(T_pred)의 상기 예측이 또한,
    - 엔진(200)에 의해 전달되는 예측 토크;
    - 엔진(200)의 rpm;
    - 상기 차량의 변속기의 기어 선택;
    - 상기 차량에서 사용되는 컴포넌트;
    - 상기 라디에이터(100)를 통과하는 기류;
    - 외기 압력; 및
    - 외기 온도로 이루어진 그룹 중에서 한 개 이상에 기초하는 것을 특징으로 하는 차량 냉각 시스템 제어 방법.
30. 삭제
31. 컴퓨터 프로그램이 저장되어 있는 컴퓨터 판독 가능 매체로서, 상기 컴퓨터 프로그램이 프로그램 코드를 포함하고, 상기 프로그램 코드가 컴퓨터에서 실행될 때 상기 컴퓨터가 제1항에 따른 방법을 수행하게 하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 판독 가능 매체.
32. 차량(500) 내의 적어도 한 개의 컴포넌트(200, 210)의 온도(T_comp)를 조절도록 구성되며, 서모스탯(120)에 연결되어 있는 라디에이터(100)를 포함하고, 상기 서모스탯(120)이 상기 라디에이터(100)를 통과하는 냉각 유체의 유량을 제어하도록 된 차량(500) 내의 냉각 시스템(400)을 제어하기 위한 차량 냉각 시스템 제어 시스템으로,
    - 상기 차량(500)의 전방의 도로 구간에 걸쳐 상기 차량(500)의 속도에 대한 적어도 한 개의 미래 속도 프로파일(V_pred)의 예측을 행하도록 구성된 속도 예측 유닛(301);
    - 상기 도로 구간에 걸쳐 상기 적어도 한 개의 컴포넌트(200, 210)의 온도(T_comp)에 대한 적어도 한 개의 미래 온도 프로파일(T_pred)의 예측을, 적어도 차량의 총중량, 상기 도로 구간과 관련된 정보 및 상기 적어도 한 개의 미래 속도 프로파일(V_pred)에 기초하여 행하도록 구성된 온도 예측 유닛(302)을 포함하는 차량 냉각 시스템 제어 시스템에 있어서,
    - 상기 냉각 시스템(400)의 상기 제어를 상기 적어도 한 개의 미래 온도 프로파일(T_pred) 및 차량 내의 상기 적어도 한 개의 컴포넌트(200, 210)에 대한 제한 온도치(T_{comp_lim})에 기초하여 수행하도록 구성된 냉각 시스템 제어 유닛(303)을 포함하며;
    상기 라디에이터(100) 내의 상기 냉각 유체의 입구 온도(T_{comp_fluid_in_radiator})에 대한 온도 미분치(dT/dt)가 상기 온도 미분치(dT/dt)에 대한 제한치(dT/dt_lim)를 초과하면, 상기 냉각 시스템(400)의 상기 제어가,
    - 상기 입구 온도(T_{comp_fluid_in_radiator})의 변동 횟수; 및
    - 상기 라디에이터로 들어가는 유량(Q)의 크기
    중 적어도 한 개의 감소가 이루어지도록 수행되는 것을 특징으로 하는 차량 냉각 시스템 제어 시스템.

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