KR102214580B1

KR102214580B1 - 마일드 하이브리드 차량의 온도 제어 모듈 고장 시 엔진 온도 상승 방지를 위한 제어 방법 및 장치

Info

Publication number: KR102214580B1
Application number: KR1020190151686A
Authority: KR
Inventors: 조현재; 양웅
Original assignee: 주식회사 현대케피코
Priority date: 2019-11-22
Filing date: 2019-11-22
Publication date: 2021-02-10

Abstract

온도 제어 모듈(Thermo Management Module) 냉각 시스템을 사용하는 마일드 하이브리드 차량에서 상기 온도 제어 모듈 고장 시 엔진 온도 상승 방지를 위한 제어 방법 및 장치가 개시된다. 본 발명의 실시 예에 따른 마일드 하이브리드 차량의 온도 제어 모듈 고장 시 엔진 온도 상승 방지를 위한 제어 방법은, 온도 제어 모듈의 고장을 검출하는 단계, 온도 제어 모듈 고장 검출 시 온도 제어 모듈에 형성된 복수의 유로 중 라디에이터 유로의 개폐 상태를 확인하는 단계, 온도 제어 모듈 고장이 검출되고 라디에이터 유로가 닫혀 있으면, 출력 가능한 범위에서 MHSG(Mild Hybrid Starter generator)의 토크를 최대(Max)로 제어함으로써 엔진 출력 부담을 경감시키는 단계를 포함하는 것을 요지로 한다.

Description

마일드 하이브리드 차량의 온도 제어 모듈 고장 시 엔진 온도 상승 방지를 위한 제어 방법 및 장치 {Control method and device to prevent engine temperature rise in case of Thermo Management Module failure of Mild hybrid vehicle}

본 발명은 마일드 하이브리드 차량의 엔진 온도 상승 방지를 위한 제어 방법 및 장치에 관한 것으로, 특히 온도 제어 모듈(Thermo Management Module) 냉각 시스템을 사용하는 마일드 하이브리드 차량에서 상기 온도 제어 모듈 고장 시 엔진 온도 상승 방지를 위한 제어 방법 및 장치에 관한 것이다.

하이브리드 차량은 엔진과 모터의 파워 분담비에 따라 마일드(mild) 타입과 하드(hard) 타입으로 구분될 수 있다. 마일드 타입은 알터네이터 대신에 엔진 출력을 보조하거나 엔진의 출력에 의해 발전하는 MHSG(Mild Hybrid Starter generator)를 구비하며, 하드 타입은 엔진을 시동하거나 상기 엔진의 출력에 의해 발전하는 시동 발전기와 차량을 구동하는 구동 모터가 각각 구비된다.

마일드 하이브리드 차량은 MHSG의 토크만으로 차량을 구동시키는 주행 모드는 없지만, MHSG를 이용하여 주행 상태에 따라 엔진 토크를 보조할 수 있으며, 회생제동을 통해 배터리(예를 들어, 48V 배터리)를 충전할 수 있다. 즉 엔진 토크에 MHSG 토크를 더해 운전자 요구 토크에 대응함으로써 바른 응답성과 함께 회생제동으로 얻은 전력을 사용하기 때문에 연비도 향상될 수 있다.

일반적으로 마일드 하이브리드 차량은 운전 영역 및 운전자 요구 토크에 따라 맵핑된 최적 비율로 엔진과 MHSG가 담당하게 될 토크를 결정한다. 예를 들어, 설정 차속을 초과하는 고속 주행에서는 엔진 출력만으로 운전자 요구 토크에 대응하고, 설정 차속 내 저속 주행에서는 맵핑된 비율로 엔진 출력을 MHSG가 보조함으로써 운전자 요구 토크에 대응한다.

한편, 마일드 하이브리드 차량에서 엔진 온도는 온도 제어 모듈(TMM, Thermo Management Module)을 통해 제어된다. 온도 제어 모듈은 엔진 온도에 따라 제어 모드를 구분하고, 각 제어 모드에 적정한 상태로 3개의 유로, 구체적으로는 라디에이터 유로, 히터 유로, ATF 워머(Auto Transmission Fluid Warmer) 유로의 개폐를 조절함으로써 엔진 온도를 최적으로 제어한다.

온도 제어 모듈은 냉각수 순환라인에 설치된다. 온도 제어 모듈은 일반적으로, 복수개, 바람직하게는 전술한 3개의 유로(라디에이터 유로, 히터 유로, ATF 유로)를 구비하며, 이들 유로를 개별적으로 개폐시키기 위해 회전 및 슬라이드 작동되는 개폐부재를 포함한다. 또한 개폐부재를 동작시키기 위한 구동력을 발생시키는 구동 모터를 구비한다.

이러한 온도 제어 모듈은 예를 들어, 엔진 온도가 상승하면 상기 라디에이터 유로를 개방시켜 라디에이터로 냉각수의 온도를 낮춤으로써 엔진 온도가 적정 수준을 유지하도록 제어하고, 운전자 요청에 따라 히터 작동 명령이 입력되면, 입력된 작동 명령에 따라 상기 히터 유로를 개방시킴으로써 히터 측으로 냉각수가 유입될 수 있도록 제어한다.

온도 제어 모듈은 이처럼 냉각수 흐름의 방향을 제어하여 엔진 온도를 최적의 성능을 발휘할 수 있는 온도로 유지시키는 매우 중요한 역할을 한다. 때문에 중요한 역할 만큼이나 고장이 발생했을 때 차량에 미치는 영향은 상당히 치명적이다. 특히 상기 라디에이터 유로가 닫힌 상태로 구동 모터 구동이 불가능한 고장이 발생하면 엔진 과열 및 그로 인한 화재 발생 위험이 있다.

그럼에도 불구하고 TMM 고장과 같은 긴급 상황에 대처할 수 있는 기술적 수단이 현재로서는 부재한 실정이다.

한국공개특허 제2017-0116490호(공개일 2017.10.19)

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 온도 제어 모듈 고장 발생 시 출력 가능한 범위에서 MHSG(Mild Hybrid Starter generator)의 토크를 최대한 사용하여 그 만큼 엔진 부담을 경감시키고, 이를 통해 엔진 과열 및 그로 인한 화재를 방지할 수 있는 마일드 하이브리드 차량의 온도 제어 모듈 고장 시 엔진 온도 상승 방지를 위한 제어 방법 및 장치를 제공하고자 하는 것이다.

과제의 해결 수단으로서 본 발명의 일 측면에 따르면,

온도 제어 모듈(Thermo Management Module) 냉각 시스템을 사용하는 마일드 하이브리드 차량에서 상기 온도 제어 모듈 고장 시 엔진 온도 상승 방지를 위한 제어 방법으로서,

상기 온도 제어 모듈의 고장을 검출하는 단계;

상기 온도 제어 모듈 고장 검출 시 상기 온도 제어 모듈에 형성된 복수의 유로 중 라디에이터 유로의 개폐 상태를 확인하는 단계;

상기 온도 제어 모듈 고장이 검출되고 상기 라디에이터 유로가 닫혀 있으면, 출력 가능한 범위에서 MHSG(Mild Hybrid Starter generator)의 토크를 최대(Max)로 제어하는 단계;를 포함하는 마일드 하이브리드 차량의 온도 제어 모듈 고장 시 엔진 온도 상승 방지를 위한 제어 방법을 제공한다.

바람직하게, 상기 온도 제어 모듈의 고장을 검출하는 단계에서는, 상기 온도 제어 모듈의 고장 판별을 위한 데이터를 수집하고, 수집된 데이터로부터 고장 여부를 판별할 수 있다.

이때 상기 온도 제어 모듈 고장 판별을 위한 데이터는, 냉각수 온도 검출부가 제공하는 냉각수 온도 데이터, 온도 제어 모듈을 구성하는 구동 모터의 에러 신호 발생 여부에 관한 데이터, 냉각수 유량 검출부가 제공하는 냉각수 유량 검출 데이터를 포함할 수 있다.

보다 바람직하게는, 냉각수 온도가 설정값 이상이거나, 상기 온도 제어 모듈의 구동 모터로부터 에러 신호가 발생했거나, 제어부가 상기 구동 모터에 라디에이터 유로를 개방시키기 위한 명령을 출력했음에도 라디에이터 유로를 통한 냉각수 유동이 검출되지 않으면 온도 제어 모듈 고장으로 판별할 수 있다.

본 발명의 일 측면에 따른 제어 방법은 또한,

상기 MHSG의 토크 최대(Max) 제어 후 냉각수 온도를 설정 임계값과 비교하는 단계; 및

비교결과 냉각수 온도가 설정 임계값을 초과하면, 엔진 온도 상승을 억제하기 위한 보조 전략을 추가적으로 구사하기 위한 제어를 실행하는 단계;를 더 포함할 수 있다.

상기 보조 전략을 추가적으로 구사하기 위한 제어를 실행하는 단계에서는 바람직하게, 상기 온도 제어 모듈에 형성된 복수의 유로 중 히터 유로의 개폐 상태를 확인하고, 상기 히터 유로가 열려 있으면, 운전자 요청과 상관 없이 히터를 구동시키는 제어가 수행될 수 있다.

과제의 해결 수단으로서 본 발명의 다른 측면에 따르면,

온도 제어 모듈(Thermo Management Module) 냉각 시스템을 사용하는 마일드 하이브리드 차량에서 상기 온도 제어 모듈 고장 시 엔진 온도 상승 방지를 위한 제어 장치로서,

엔진 출력을 보조하거나 엔진 출력에 의해 발전하는 MHSG(Mild Hybrid Starter generator);

냉각수 순환라인 상에 설치되며, 복수의 유로를 구비하고 이들 유로를 개폐시키기 위해 구동되는 구동 모터를 포함하는 온도 제어 모듈;

냉각수의 수온을 검출하는 냉각수 온도 검출부;

상기 온도 제어 모듈의 복수 유로 중 라디에이터 유로를 통한 냉각수 유동을 검출하는 냉각수 유량 검출부; 및

상기 온도 제어 모듈의 고장 판별을 위한 데이터를 수집하고, 수집된 데이터로부터 고장 여부를 판별하는 제어부;를 포함하며,

상기 제어부는,

상기 데이터 분석 결과 온도 제어 모듈이 고장으로 판별되고 상기 라디에이터 유로가 닫혀 있으면,

출력 가능한 범위에서 상기 MHSG의 토크를 최대(Max)로 제어하여 엔진 출력 부담을 줄이는 마일드 하이브리드 차량의 온도 제어 모듈 고장 시 엔진 온도 상승 방지를 위한 제어 장치를 제공한다.

여기서 상기 제어부가 수집하는 상기 온도 제어 모듈 고장 판별을 위한 데이터는 바람직하게, 상기 냉각수 온도 검출부가 제공하는 냉각수 온도 데이터, 상기 구동 모터의 에러 신호 발생 여부에 관한 데이터, 상기 냉각수 유량 검출부가 제공하는 상기 라디에이터 유로의 냉각수 유량 검출 데이터를 포함할 수 있다.

이때 상기 제어부는, 냉각수 온도가 설정값 이상이거나, 상기 구동 모터로부터 에러 신호가 발생했거나, 상기 온도 제어 모듈에 라디에이터 유로를 개방시키기 위한 명령을 출력했음에도 라디에이터 유로의 냉각수 유동이 검출되지 않으면 온도 제어 모듈 고장으로 판별할 수 있다.

또한 상기 제어부는, 온도 제어 모듈 고장 판별에 따른 상기 MHSG의 토크 최대(Max) 제어에도 냉각수 온도가 상승하면, 엔진 온도 상승을 억제하기 위한 보조 전략을 추가적으로 구사하기 위한 제어를 실행할 수 있다.

이때 상기 제어부에 의해 행해지는 엔진 온도 상승 억제를 위한 보조 전략은, 상기 온도 제어 모듈에 형성된 복수의 유로 중 히터 유로의 개폐 상태를 확인하고, 상기 히터 유로가 열려 있으면, 운전자 요청과 상관 없이 히터를 구동, 즉 히터 측으로 고온의 냉각수를 흘려 냉각수의 온도를 낮추는 것일 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따르면, TMM 고장 발생 시 출력 가능한 범위에서 MHSG의 토크를 최대한 사용하여 엔진 부담을 경감시키도록 구성된다. 따라서 TMM 고장 시 엔진 과열 및 그로 인한 화재를 방지할 수 있으며, MHSG 최대 토크 제어에도 냉각수 온도가 계속 상승하면 추가적인 보조 전략(히터 구동)을 구사하여 냉각수 온도 상승을 억제함으로써 TMM 고장에 능동적으로 대처할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 마일드 하이브리드 차량의 온도 제어 모듈 고장 시 엔진 온도 상승 방지를 위한 제어 장치를 포함하는 온도 제어 모듈(Thermo Management Module) 냉각 시스템의 시스템 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 마일드 하이브리드 차량의 온도 제어 모듈 고장 시 엔진 온도 상승을 방지하기 위한 제어 방법에 관한 순서도.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명을 설명함에 있어 이하 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

또한, 본 명세서에서 "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

또한, 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

더하여, 명세서에 기재된 "…부", "…유닛", "…모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.

첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일한 구성 요소에 대해서는 동일도면 참조부호를 부여하기로 하며 동일 구성에 대한 중복된 설명은 생략하기로 한다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 마일드 하이브리드 차량의 온도 제어 모듈 고장 시 엔진 온도 상승 방지를 위한 제어 장치를 포함하는 온도 제어 모듈(Thermo Management Module) 냉각 시스템(이하, 'TMM 냉각 시스템'이라 한다)의 시스템 구성도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 엔진(60) 온도 상승 방지를 위한 제어 장치는, 온도 제어 모듈 냉각 시스템을 사용하는 마일드 하이브리드 차량에서 온도 제어 모듈(이하 'TMM'이라 한다) 고장에 따른 엔진(60) 과열 및 그로 인한 화재 발생을 방지하기 위한 장치로서, MHSG(Mild Hybrid Starter generator, 10), TMM(20), 냉각수 온도 검출부(30), 냉각수 유량 검출부(40) 및 제어부(50)를 포함한다.

MHSG(10)는 엔진(60) 출력축(크랭크축)의 일단에 벨트로 연결되어 차량 주행 상태에 따라 엔진 토크를 보조하거나, 엔진 출력에 의해 발전(發電)을 한다. 좀 더 구체적으로는, 운전 영역 및 운전자 요구 토크에 따라 맵핑된 최적 비율로 엔진 출력을 보조함으로써 운전자 요구 토크에 대응하며, 회생제동을 통해 배터리(예를 들어, 48V 배터리)를 충전할 수 있다.

모터링 영역(방전 영역)에서 MHSG(10)가 담당하게 될 토크는 상기 제어부(50)가 결정한다. 제어부(50)는 운전 영역 및 운전자 요구 토크에 따라 맵핑된 최적 비율로 엔진(60)과 MHSG(10) 각각이 담당하게 될 토크 비율을 결정하며, 결정된 토크 비율에 맞는 제어값으로 엔진(60)과 상기 MHSG(10)의 출력을 제어함으로써 운전자 요구 토크에 대응할 수 있도록 한다.

TMM(20)의 주된 기능은 엔진(60)의 온도 제어이다. TMM(20)은 엔진 온도에 따라 제어 모드를 구분하고, 각 제어 모드에 적정한 상태로 3개의 유로, 즉 라디에이터 유로(22), 히터 유로(24), ATF 워머(Auto Transmission Fluid Warmer) 유로(26)의 개폐를 조절함으로써 엔진(60) 온도를 최적으로 제어한다. 참고로, ATF 워머(80)는 냉각수로 미션오일의 온도를 제어하는 열교환기의 일종이다.

TMM(20)은 도 1의 예시와 같이 냉각수 순환라인에 설치된다. TMM(20)은 복수, 바람직하게는 전술한 3개의 유로(라디에이터 유로(22), 히터 유로(24), ATF 유로)를 구비하며, 이들 유로를 개별적으로 개폐시키기 위해 회전 및 슬라이드 작동되는 개폐부재(도시 생략)를 포함한다. 또한 개폐부재를 동작시키기 위한 구동력을 발생시키는 구동 모터(21)를 구비한다.

이러한 온도 제어 모듈은 예를 들어, 엔진(60) 온도가 상승하면 상기 제어부(50) 통제에 따라 상기 라디에이터 유로(22)를 개방시켜 라디에이터로 냉각수의 온도를 낮춤으로써 엔진(60) 온도를 적정 수준으로 유지시키며, 운전자 요청에 따라 히터 작동 명령이 입력되면, 입력된 작동 명령에 따라 상기 히터 유로(24)를 개방시킴으로써 히터(70) 측으로 냉각수가 유입될 수 있도록 제어한다.

제어부(50)는 앞서 언급한 바와 같이, 운전 영역 및 운전자 요구 토크에 맞춰 최적 비율로 엔진(60)과 MHSG(10)의 출력을 제어하며, 운전 상황에 맞춰 상기 TMM(20)을 통제하여 엔진(60) 온도를 제어한다. 본 발명의 실시 예에서 제어부(50)는 또한, 상기 TMM(20)의 고장 판별을 위한 데이터를 수집하고, 그 수집된 데이터로부터 고장 여부를 판별하는 기능도 포함한다.

TMM(20) 고장 판별을 위해 제어부(50)가 수집하는 데이터는, 상기 냉각수 온도 검출부(30)가 제공하는 냉각수 온도 데이터, 상기 구동 모터(21)의 에러 발생 시 피드백신호로부터 알 수 있는 구동 모터(21) 에러 신호 발생 여부에 관한 데이터, 상기 냉각수 유량 검출부(40)가 제공하는 상기 라디에이터 유로(22)의 냉각수 유량 검출 데이터를 포함할 수 있다.

제어부(50)는 바람직하게, 냉각수 온도가 설정값 이상이거나, 상기 구동 모터(21)로부터 에러 신호가 발생했거나, 상기 TMM(20)에 라디에이터 유로(22)를 개방시키기 위한 명령을 출력했음에도 라디에이터 유로(22)의 냉각수 유동이 검출되지 않으면 상기 TMM(20)에 이상이 있는 것으로 판단할 수 있다. 즉 위 열거 된 조건 중 하나라도 해당되면 TMM(20) 고장으로 판별할 수 있다.

TMM(20)은 상기 냉각수 온도 검출부(30)가 제어부(50)에 제공하는 검출 정보(냉각수 온도 정보)에 기초한 상기 제어부(50)의 피드백 제어로 상기 라디에이터 유로(22)를 단속한다. 예를 들어, 냉각수 온도가 낮으면 라디에이터 유로(22) 개방을 차단하고, 냉각수 온도가 설정 범위에 도달하면 냉각수의 온도에 따라 라디에이터 유로(22)를 열거나 닫아 냉각수를 온도를 설정 범위로 유지시킨다.

따라서 TMM(20)이 정상적으로 작동하는 경우라면 냉각수 온도는 설정 범위를 벗어나지 않는다. 반면, 라디에이터 유로(22)가 닫혀 있는 상태에서 TMM(20) 제어 불능 상태가 되면, 지속적인 엔진(60) 구동으로 냉각수의 온도는 상승하지만 라디에이터(90)를 순환하는 경로가 차단되어 있기 때문에 냉각수가 과열될 수 밖에 없다. 때문에 TMM(20) 고장 여부 판별에 냉각수 온도는 중요한 단서가 된다.

구동 모터(21)로부터 에러 신호 신호가 출력되는 경우는 TMM(20)이 정상적으로 작동하지 못하는 상황이므로 당연히 TMM(20) 고장 판별 조건에 포함되며, 제어부(50)가 TMM(20)에 라디에이터 유로(22)를 개방시키기 위한 명령을 출력했음에도 라디에이터 유로(22)의 냉각수 유동이 검출되지 않은 경우 역시 TMM(20)이 정상적으로 작동되지 않는 경우이므로 고장 판별 조건으로 포함되는 것이다.

제어부(50)는 또한, 수집된 데이터 정보를 분석한 결과 TMM(20) 고장으로 판별되면, 그 시점에 상기 라디에이터 유로(22) 상태를 점검한다. 그리고 점검 결과 TMM(20)의 상기 라디에이터 유로(22)가 닫혀 있는 것으로 확인되면, 현재 고전압 배터리(도시 생략) 상태를 고려한 출력 가능한 범위 내에서 상기 MHSG(10)의 토크를 최대(Max)로 제어하여 엔진(60)의 출력 부담을 최소화한다.

즉 TMM(20)이 고장으로 판별되고, 그 상태에서 TMM(20)에의 라디에이터 유로(22)가 닫혀 있는 것으로 확인되면, MHSG(10)의 토크를 출력 가능한 범위에서 최대한으로 사용함으로써 그 만큼 엔진(60) 부담을 경감시키는 것이며, 엔진(60) 부담이 경감되면 그 만큼 냉각수의 수온 상승 요인이 줄어 들기 때문에 엔진(60) 과열 및 그로 인한 화재 발생 가능성이 크게 줄게 된다.

TMM(20) 고장 판정 후 제어부(50)가 라디에이터 유로(22)의 개폐 상태를 점검함에 있어서는, TMM(20) 내 상기 구동 모터(21) 출력축 또는 전술한 개폐부재의 회전 위치 또는 슬라이딩 위치를 검출하는 위치센서(Position Sensor, 도시 생략)의 출력 정보를 활용하거나, 라디에이터 유로(22)의 냉각수 유량을 검출하는 상기 냉각수 유량 검출부(40) 정보를 활용하는 방안이 고려될 수 있다.

제어부(50)는 TMM(20) 고장에 따른 MHSG(10)의 토크 최대(Max) 제어 중에도 냉각수 온도를 지속적으로 모니터링 한다. 바람직하게는, MHSG(10)의 토크 최대(Max) 제어 후 냉각수 온도가 설정 임계값를 초과하는지 지속적으로 모니터링 하며, 냉각수 온도가 설정 임계값을 초과하면, 엔진(60) 온도 상승을 억제하기 위한 보조 전략을 추가적으로 구사하기 위한 제어를 실행한다.

제어부(50)에 의해 행해지는 엔진(60) 온도 추가 상승을 억제하기 위한 보조 전략은 바람직하게, TMM(20)에 형성된 복수의 유로 중 히터 유로(24)의 개폐 상태를 확인(상기 위치센서의 출력신호로부터 개폐 상태를 알 수 있음)하고, 상기 히터 유로(24)가 열려 있으면, 운전자 요청과 상관 없이 히터를 강제로 구동시켜 냉각수의 온도를 낮추는 전략일 수 있다.

즉 제어부(50)는 TMM(20) 고장에 따른 MHSG(10)의 토크 최대(Max) 제어 중에도 냉각수 온도를 지속적으로 모니터링 하고, 냉각수 온도가 설정 임계값를 초과함과 동시에 히터 유로(24)가 열려 있으면, 운전자 요청과 상관 없이 히터 측으로 냉각수가 흐르도록 제어하며, 이 경우 냉각수에 포함된 열에너지가 히터를 통해 방출되기 때문에 추가적인 온도 상승이 억제되는 것이다.

도 1에서 미설명 도면부호 100은 배기가스 중 일부를 흡기 측으로 환류시켜 질소산화물 발생을 억제하는 EGR 라인을 따라 흡기 측으로 환류되는 배기가스를 냉각시키는 EGR 쿨러를 가리킨다.

이하, 전술한 마일드 하이브리드 차량의 온도 제어 모듈 고장 시 엔진(60) 온도 상승 방지를 위한 제어 장치에 의해 수행되는 엔진(60) 온도 상승 방지 과정을 도 2의 제어 순서도를 참조하여 살펴보기로 한다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 마일드 하이브리드 차량의 온도 제어 모듈 고장 시 엔진 온도 상승을 방지하기 위한 제어 방법에 관한 순서도이다. 설명의 편의를 위해 앞서 도 1에 도시된 구성은 해당 도면부호를 언급하여 설명하기로 한다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 온도 제어 모듈 고장 시 엔진 온도 상승을 위한 제어 방법은 크게, 온도 제어 모듈(이하 제어 방법 설명에 있어서도 설명의 편의를 위해 'TMM(20)'이라 한다)의 고장을 검출하는 단계(S100), 라디에이터 유로(22)의 개폐 상태를 확인하는 단계(200), MHSG(10)의 토크 제어 단계(300) 및 추가적인 보조 전략을 구사하는 단계(500)로 구분될 수 있다.

TMM(20) 고장을 검출하는 단계(S100)에서는, 상기 TMM(20)의 고장 판별에 유용한 정보를 제공하는 데이터를 수집하고, 수집된 데이터로부터 고장 여부를 판별할 수 있다. TMM(20) 고장 판별을 위해 수집하는 데이터는 바람직하게, 냉각수 온도 데이터, TMM 구동 모터(21)의 에러 신호 발생 여부에 관한 데이터, 냉각수 유량 검출 데이터를 포함할 수 있다.

TMM(20) 고장을 검출하는 단계(S100)에서는 구체적으로, 냉각수 온도가 설정값 이상이거나, 상기 TMM(20) 구동 모터(21)로부터 에러 신호가 발생 혹은 출력되었거나, 제어부(50)가 상기 구동 모터(21)에 라디에이터 유로(22)를 개방시키기 위한 명령을 출력했음에도 라디에이터 유로(22)를 통한 냉각수 유동이 검출되지 않으면 온도 제어 모듈 고장으로 판정할 수 있다.

TMM(20)은 냉각수 온도 검출부(30)가 제어부(50)에 제공하는 검출 정보(냉각수 온도 정보)에 기초한 상기 제어부(50)의 피드백 제어로 상기 라디에이터 유로(22)를 단속한다. 예를 들어, 냉각수 온도가 낮으면 라디에이터 유로(22) 개방을 차단하고, 냉각수 온도가 설정 범위에 도달하면 냉각수의 온도에 따라 라디에이터 유로(22)를 열거나 닫아 냉각수를 온도를 설정 범위로 유지시킨다.

때문에 TMM(20)이 정상적으로 작동하는 경우라면 냉각수 온도는 설정 범위를 벗어나지 않는다. 반면, 라디에이터 유로(22)가 닫혀 있는 상태에서 TMM(20) 제어 불능 상태가 되면, 지속적인 엔진(60) 구동으로 냉각수의 온도는 상승하지만 라디에이터를 순환하는 경로가 차단되어 있기 때문에 냉각수는 과열될 수 밖에 없다. 따라서 냉각수 온도로부터 TMM(20) 고장 여부를 판별할 수 있다.

S200 단계는 TMM(20) 고장 검출 시 TMM(20) 에 형성된 복수의 유로 중 라디에이터 유로(22)의 개폐 상태를 점검하는 단계이다. 이때 라디에이터 유로(22)의 개폐 상태 점검에 있어서는, TMM(20) 내 구동 모터(21) 작동 위치를 검출하는 위치센서(Position Sensor)의 출력 정보 또는 라디에이터 유로(22)의 냉각수 유량을 검출하는 냉각수 유량 검출부(40) 정보를 활용하는 방안이 고려될 수 있다.

만약, 전술한 S100 단계를 통한 확인 결과 TMM(20) 고장이 검출되지 않았거나, 상기 S200 단계를 통한 확인 결과, TMM(20)의 라디에이터 유로(22)가 열려 있는 것으로 확인되면, 기존과 마찬가지로 운전 영역 및 운전자 요구 토크에 따라 맵핑된 최적 비율로 엔진 출력을 MHSG(10)가 보조함으로써 운전자 요구 토크에 대응하도록 한다(S600).

TMM(20) 고장이 검출되지 않은 경우 TMM(20)에 대한 제어부(50)의 정상적인 제어가 가능하므로 엔진 온도 최적 제어가 가능하며, TMM(20) 고장이 검출되었더라도 라디에이터 유로(22)가 열려 있으면, 엔진 성능이 최적으로 발휘되는 온도 범위로 엔진 온도를 제어하는 것은 어렵지만 적어도 엔진 과열 및 그에 따른 엔진 손상은 방지할 수 있기 때문이다.

한편, S100 단계에서 TMM(20) 고장이 검출되고, S200 단계를 통한 점검 결과 라디에이터 유로(22)가 닫혀 있는 것으로 확인되면, 제어부(50)는 MHSG(10)의 토크 제어 단계를 통해 현재 고전압 배터리 상태를 고려한 출력 가능한 범위 내에서 MHSG(10)의 토크를 최대(Max)로 제어하여 엔진(60) 출력 부담을 최소화한다.

즉 TMM(20)이 고장으로 판정되고, 그 상태에서 TMM(20)에의 라디에이터 유로(22)가 닫혀 있는 것으로 확인되면, MHSG(10)의 토크를 출력 가능한 범위에서 최대한으로 사용함으로써 그 만큼 엔진(60) 부담을 경감시키며, 엔진(60) 부담이 경감되면 그 만큼 냉각수의 수온 상승 요인이 줄어 들기 때문에 엔진(60) 과열 및 그로 인한 화재 발생 가능성이 크게 줄게 된다.

TMM(20) 고장에 따른 MHSG(10)의 토크 최대(Max) 제어 중에도 냉각수 온도를 지속적으로 모니터링 한다. 바람직하게는, MHSG(10)의 토크 최대(Max) 제어 후 냉각수 온도가 설정 임계값를 초과하는지 지속적으로 모니터링 하며, 냉각수 온도가 설정 임계값을 초과하면, 엔진(60) 온도 상승을 억제하기 위한 보조 전략을 추가적으로 구사하기 위한 제어를 실행한다.

즉 추가적인 보조 전략을 구사함에 앞서, MHSG(10)의 토크 최대(Max) 제어 후 냉각수 온도를 설정 임계값과 비교하고(S400), 비교결과 냉각수 온도가 설정 임계값을 초과하면, MHSG(10)의 토크 최대(Max) 제어에도 불구하고 냉각수 온도가 계속해서 상승하는 것으로 판단, 계속된 냉각수 온도 상승을 억제하기 위한 보조 전략을 추가적으로 구사하는 것이다.

보조 전략을 추가적으로 구사하기 위한 제어를 실행하는 단계(S500)에서는 바람직하게, TMM(20)에 형성된 복수의 유로 중 히터 유로(24)의 개폐 상태를 점검하는 과정(S510)과, 점검 결과 상기 히터 유로(24)가 열려 있는 것으로 확인되면, 운전자 요청과 상관 없이 히터를 구동시켜 냉각수에 포함된 열에너지를 강제 소모함으로써 냉각수를 냉각시키는 과정(S520)을 포함할 수 있다.

다시 말해, 보조 전략을 추가적으로 구사하기 위한 제어를 실행하는 단계(S500)에서는, MHSG(10)의 토크 최대(Max) 제어 상태에서 냉각수 온도를 지속적으로 모니터링 하고, 냉각수 온도가 설정 임계값를 초과함과 동시에 히터 유로(24)가 열려 있으면, 운전자 요청과 상관 없이 히터 측으로 냉각수가 흐르도록 히터를 강제 구동시킴으로써, 추가적인 온도 상승을 억제하는 것이다.

TMM은 냉각수 흐름의 방향을 제어하여 엔진 온도를 최적의 성능을 발휘할 수 있는 온도로 유지시키는 매우 중요한 역할을 한다. 때문에 중요한 역할 만큼이나 고장이 발생했을 때 차량에 미치는 영향은 상당히 치명적이다. 특히 라디에이터 유로가 닫힌 상태로 구동 모터를 통제할 수 없는 고장이 발생하면 엔진 과열 및 그로 인한 화재 발생의 우려가 매우 크다.

본 발명의 실시 예에 따르면, TMM 고장 발생 시 출력 가능한 범위에서 MHSG의 토크를 최대한 사용하여 엔진 부담을 경감시키도록 구성된다. 따라서 TMM 고장 시 엔진 과열 및 그로 인한 화재를 방지할 수 있으며, MHSG 최대 토크 제어에도 냉각수 온도가 계속 상승하면 추가적인 보조 전략(히터 구동)을 구사하여 냉각수 온도 상승을 억제함으로써 TMM 고장에 대처할 수 있다.

이상의 본 발명의 상세한 설명에서는 그에 따른 특별한 실시 예에 대해서만 기술하였다. 하지만 본 발명은 상세한 설명에서 언급되는 특별한 형태로 한정되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 오히려 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

10 : MHSG(Mild Hybrid Starter generator)
20 : 온도 제어 모듈(TMM, Thermo Management Module)
22 : 라디에이터 유로
24 : 히터 유로
26 : ATF 워머(Auto Transmission Fluid Warmer) 유로
30 : 냉각수 온도 검출부
40 : 냉각수 유량 검출부
50 : 제어부
60 : 엔진
70 : 히터
80 : ATF 워머(Auto Transmission Fluid Warmer)
90 : 라디에이터
100 : EGR 쿨러

Claims

온도 제어 모듈(Thermo Management Module) 냉각 시스템을 사용하는 마일드 하이브리드 차량에서 상기 온도 제어 모듈 고장 시 엔진 온도 상승 방지를 위한 제어 방법으로서,
상기 온도 제어 모듈의 고장을 검출하는 단계;
상기 온도 제어 모듈 고장 검출 시 상기 온도 제어 모듈에 형성된 복수의 유로 중 라디에이터 유로의 개폐 상태를 확인하는 단계;
상기 온도 제어 모듈 고장이 검출되고 상기 라디에이터 유로가 닫혀 있으면, 출력 가능한 범위에서 MHSG(Mild Hybrid Starter generator)의 토크를 최대(Max)로 제어하는 단계;를 포함하는 마일드 하이브리드 차량의 온도 제어 모듈 고장 시 엔진 온도 상승 방지를 위한 제어 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 온도 제어 모듈의 고장을 검출하는 단계에서는,
상기 온도 제어 모듈의 고장 판별을 위한 데이터를 수집하고, 수집된 데이터로부터 고장 여부를 판별하는 마일드 하이브리드 차량의 온도 제어 모듈 고장 시 엔진 온도 상승 방지를 위한 제어 방법.
제 2 항에 있어서,
상기 온도 제어 모듈 고장 판별을 위한 데이터는,
냉각수 온도 검출부가 제공하는 냉각수 온도 데이터, 온도 제어 모듈을 구성하는 구동 모터의 에러 신호 발생 여부에 관한 데이터, 냉각수 유량 검출부가 제공하는 냉각수 유량 검출 데이터를 포함하는 마일드 하이브리드 차량의 온도 제어 모듈 고장 시 엔진 온도 상승 방지를 위한 제어 방법.
제 3 항에 있어서,
냉각수 온도가 설정값 이상이거나,
상기 온도 제어 모듈의 구동 모터로부터 에러 신호가 발생했거나,
제어부가 상기 구동 모터에 라디에이터 유로를 개방시키기 위한 명령을 출력했음에도 라디에이터 유로를 통한 냉각수 유동이 검출되지 않으면 온도 제어 모듈 고장으로 판별하는 마일드 하이브리드 차량의 온도 제어 모듈 고장 시 엔진 온도 상승 방지를 위한 제어 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 MHSG의 토크 최대(Max) 제어 후 냉각수 온도를 설정 임계값과 비교하는 단계; 및
비교결과 냉각수 온도가 설정 임계값을 초과하면, 엔진 온도 상승을 억제하기 위한 보조 전략을 추가적으로 구사하기 위한 제어를 실행하는 단계;를 더 포함하는 마일드 하이브리드 차량의 온도 제어 모듈 고장 시 엔진 온도 상승 방지를 위한 제어 방법.
제 5 항에 있어서,
상기 보조 전략을 추가적으로 구사하기 위한 제어를 실행하는 단계에서는,
상기 온도 제어 모듈에 형성된 복수의 유로 중 히터 유로의 개폐 상태를 확인하고,
상기 히터 유로가 열려 있으면, 운전자 요청과 상관 없이 히터를 구동시키는 마일드 하이브리드 차량의 온도 제어 모듈 고장 시 엔진 온도 상승 방지를 위한 제어 방법.
온도 제어 모듈(Thermo Management Module) 냉각 시스템을 사용하는 마일드 하이브리드 차량에서 상기 온도 제어 모듈 고장 시 엔진 온도 상승 방지를 위한 제어 장치로서,
엔진 출력을 보조하거나 엔진 출력에 의해 발전하는 MHSG(Mild Hybrid Starter generator);
냉각수 순환라인 상에 설치되며, 복수의 유로를 구비하고 이들 유로를 개폐시키기 위해 구동되는 구동 모터를 포함하는 온도 제어 모듈;
냉각수의 수온을 검출하는 냉각수 온도 검출부;
상기 온도 제어 모듈의 복수 유로 중 라디에이터 유로를 통한 냉각수 유동을 검출하는 냉각수 유량 검출부; 및
상기 온도 제어 모듈의 고장 판별을 위한 데이터를 수집하고, 수집된 데이터로부터 고장 여부를 판별하는 제어부;를 포함하며,
상기 제어부는,
상기 데이터 분석 결과 온도 제어 모듈이 고장으로 판별되고 상기 라디에이터 유로가 닫혀 있으면,
출력 가능한 범위에서 상기 MHSG의 토크를 최대(Max)로 제어하여 엔진 출력 부담을 줄이는 마일드 하이브리드 차량의 온도 제어 모듈 고장 시 엔진 온도 상승 방지를 위한 제어 장치.
제 7 항에 있어서,
상기 제어부가 수집하는 상기 온도 제어 모듈 고장 판별을 위한 데이터는,
상기 냉각수 온도 검출부가 제공하는 냉각수 온도 데이터, 상기 구동 모터의 에러 신호 발생 여부에 관한 데이터, 상기 냉각수 유량 검출부가 제공하는 상기 라디에이터 유로의 냉각수 유량 검출 데이터를 포함하는 마일드 하이브리드 차량의 온도 제어 모듈 고장 시 엔진 온도 상승 방지를 위한 제어 장치.
제 8 항에 있어서,
상기 제어부는,
냉각수 온도가 설정값 이상이거나,
상기 구동 모터로부터 에러 신호가 발생했거나,
상기 온도 제어 모듈에 라디에이터 유로를 개방시키기 위한 명령을 출력했음에도 라디에이터 유로의 냉각수 유동이 검출되지 않으면 온도 제어 모듈 고장으로 판별하는 마일드 하이브리드 차량의 온도 제어 모듈 고장 시 엔진 온도 상승 방지를 위한 제어 장치.
제 7 항에 있어서,
상기 제어부는,
온도 제어 모듈 고장 판별에 따른 상기 MHSG의 토크 최대(Max) 제어에도 냉각수 온도가 상승하면,
엔진 온도 상승을 억제하기 위한 보조 전략을 추가적으로 구사하기 위한 제어를 실행하는 마일드 하이브리드 차량의 온도 제어 모듈 고장 시 엔진 온도 상승 방지를 위한 제어 장치.
제 10 항에 있어서,
상기 제어부에 의해 행해지는 엔진 온도 상승 억제를 위한 보조 전략은,
상기 온도 제어 모듈에 형성된 복수의 유로 중 히터 유로의 개폐 상태를 확인하고, 상기 히터 유로가 열려 있으면, 운전자 요청과 상관 없이 히터를 구동시켜 냉각수의 온도를 낮추는 것인 마일드 하이브리드 차량의 온도 제어 모듈 고장 시 엔진 온도 상승 방지를 위한 제어 장치.