KR102276015B1 - 하이브리드 차량의 엔진오일 예열 장치 및 방법 - Google Patents

하이브리드 차량의 엔진오일 예열 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

하이브리드 차량의 엔진오일 예열 장치 및 방법이 개시된다. 본 발명의 하이브리드 차량의 엔진오일 예열 장치는 엔진오일의 온도를 감지하는 엔진오일 온도 센서; 전기 구동계를 냉각시키는 냉각시스템의 냉각수의 온도를 감지하는 냉각수 온도 센서; 냉각 시스템을 통해 흐르는 냉각수의 유량을 제어하는 워터 펌프; 냉각수를 엔진 오일팬에 공급하는 냉각수 공급부; 및 하이브리드 차량의 엔진이 동작하지 않는 상태에서, 엔진오일 온도 센서 및 냉각수 온도 센서에 의해 각각 감지된 엔진오일의 온도와 냉각수의 온도에 따라 워터 펌프와 냉각수 공급부 각각을 제어하여 엔진오일을 예열하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

하이브리드 차량의 엔진오일 예열 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR PRE-HEATING ENGINE OIL OF HYBRID VEHICLE}
본 발명은 하이브리드 차량의 엔진오일 예열 장치 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 하이브리드 차량의 출발 또는 저속주행중의 모터 구동시, 모터에서 발생된 열로 엔진오일을 예열하는 하이브리드 차량의 엔진오일 예열 장치 및 방법에 관한 것이다.
차량의 엔진을 동력으로 사용하는 경우, 엔진이 부드럽게 작동하도록 윤활을 돕는 엔진오일이 필수적으로 사용된다.
겨울철에는 오일류의 높은 점도로 인한 마찰 계수 증가로 시동에 상대적으로 높은 토크가 요구된다. 겨울철에는 시동후 엔진오일이 엔진 내로 스며드는 시간이 상대적으로 길어져 엔진오일이 엔진에 충분히 스며들지 못해 마찰 증가로 인한 엔진 동력이 손실되거나 연비가 저하되는 문제점이 있었다.
즉, 겨울철에는 오일류의 높은 점도로 인한 마찰 계수 증가로 시동에 필요한 토크가 높아질 뿐만 아니라 이로 인해 배기가스가 증가하고 기계계통(베어링 및 실린더)의 빠른 마모를 초래할 수 있다.
이러한 문제를 해결하기 위해 종래에는 엔진오일 가열장치를 이용하여 엔진오일을 가열하여 윤활 작동을 유도하거나 히팅 코일을 이용하여 엔진 시동 전에 윤활 부위에 공급하였다.
그러나, 종래 방법은 별도의 엔진오일 가열장치와 히팅 코일을 구비하여야 하므로 엔진오일 예열을 위한 추가적인 비용이 발생하는 문제점이 있었다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허공보 10-2001-0097863호(2001.11.08)의 '자동차의 엔진시동계 예열장치'에 개시되어 있다.
본 발명은 전술한 문제점을 개선하기 위해 창안된 것으로서, 본 발명의 일 측면에 따른 목적은 하이브리드 차량의 출발 또는 저속주행중의 모터 구동시, 모터에서 발생된 열을 엔진오일 예열에 사용하여 엔진 윤활이 원활하게 이루어지도록 하는, 하이브리드 차량의 엔진오일 예열 장치 및 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 하이브리드 차량의 엔진오일 예열 장치는 엔진오일의 온도를 감지하는 엔진오일 온도 센서; 전기 구동계를 냉각시키는 냉각시스템의 냉각수의 온도를 감지하는 냉각수 온도 센서; 상기 냉각 시스템을 통해 흐르는 냉각수의 유량을 제어하는 워터 펌프; 냉각수를 엔진 오일팬에 공급하는 냉각수 공급부; 및 하이브리드 차량의 엔진이 동작하지 않는 상태에서, 상기 엔진오일 온도 센서 및 상기 냉각수 온도 센서에 의해 각각 감지된 엔진오일의 온도와 냉각수의 온도에 따라 상기 워터 펌프와 상기 냉각수 공급부 각각을 제어하여 엔진오일을 예열하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 제어부는 상기 엔진오일 온도 센서에 의해 감지된 엔진오일의 온도가 기 설정된 엔진오일 설정값 이하인지를 판단하여 판단 결과에 따라 엔진오일을 예열시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 제어부는 상기 냉각수 온도 센서에 의해 감지된 냉각수의 온도가 기 설정된 냉각수 설정값 이상인지를 판단하여 판단 결과에 따라 엔진오일을 예열시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 하이브리드 차량의 차속을 감지하는 차속 센서를 더 포함하되, 상기 제어부는 하이브리드 차량이 EV(Electric Vehicle) 모드로 구동하고 상기 차속 센서에 의해 감지된 차속이 차속 설정값 이하이면 엔진오일을 예열시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 냉각수 공급부는 상기 냉각 시스템의 냉각수 유로를 형성하는 냉각수 순환관에 설치되어 상기 냉각수 순환관을 통해 흐르는 냉각수를 바이패스시키는 바이패스 밸브; 상기 바이패스 밸브를 통해 공급되는 냉각수를 상기 엔진 오일팬에 유입시키는 유입관; 및 상기 엔진 오일팬으로부터의 냉각수를 상기 냉각시스템으로 토출시키는 토출관을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 냉각수 공급부는 전기 구동계의 구동모터 또는 하이브리드 스타터 제너레이터로부터 토출되는 냉각수를 상기 엔진 오일팬으로 바이패스시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 하이브리드 차량의 엔진오일 예열 방법은 하이브리드 차량의 엔진이 동작하지 않는 상태에서, 제어부가 엔진오일의 온도를 기 설정된 엔진오일 설정값과 비교하는 단계; 상기 제어부가 상기 엔진오일의 온도가 상기 엔진오일 설정값의 비교 결과에 따라 하이브리드 차량이 저속모드로 동작하는지를 판단하는 단계; 상기 제어부가 하이브리드 차량이 저속모드로 동작하는지에 따라 냉각수의 온도를 기 설정된 냉각수 설정값과 비교하는 단계; 및 상기 제어부가 상기 냉각수의 온도와 상기 냉각수 설정값의 비교 결과에 따라 냉각수 공급부를 제어하여 냉각 시스템을 통해 흐르는 냉각수를 엔진 오일팬에 공급하여 엔진오일을 예열하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 차량이 저속모드로 동작하는지를 판단하는 단계에서, 상기 제어부는 상기 엔진오일의 온도가 상기 엔진오일 설정값 이하이면 하이브리드 차량이 저속모드로 동작하는지를 판단하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 냉각수의 온도를 기 설정된 냉각수 설정값과 비교하는 단계에서, 상기 제어부는 하이브리드 차량이 EV 모드로 동작하고 차속이 기 설정된 차속 설정값 이하이면 하이브리드 차량이 상기 저속모드인 것으로 판단하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 엔진오일을 예열하는 단계에서, 상기 제어부는 상기 엔진오일의 온도가 상기 엔진오일 설정값 이하이면 상기 엔진오일을 예열하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 냉각수 공급부는 상기 냉각 시스템의 냉각수 유로를 형성하는 냉각수 순환관에 설치되어 상기 냉각수 순환관을 통해 흐르는 냉각수를 바이패스시키는 바이패스 밸브; 상기 바이패스 밸브를 통해 공급되는 냉각수를 상기 엔진 오일팬에 유입시키는 유입관; 및 상기 엔진 오일팬으로부터의 냉각수를 상기 냉각시스템으로 토출시키는 토출관을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 냉각수 공급부는 상기 냉각 시스템의 구동모터 또는 하이브리드 스타터 제너레이터로부터 토출되는 냉각수를 상기 엔진 오일팬으로 바이패스시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 하이브리드 차량의 엔진오일 예열 장치 및 방법은 하이브리드 차량의 출발 또는 저속주행중의 모터 구동시, 모터에서 발생된 열을 엔진오일 예열에 사용하여 엔진 윤활이 원활하게 이루어지도록 한다.
본 발명의 다른 측면에 따른 하이브리드 차량의 엔진오일 예열 장치 및 방법은 하이브리드 차량의 엔진 시동시 오일류의 점도를 낮출 수 있어 엔진 마모 및 높은 시동 토크를 방지하며, 이를 통해 연료 저감을 통한 연비 및 배기가스를 저감시킬 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따른 하이브리드 차량의 엔진오일 예열 장치 및 방법은 냉각수의 열을 엔진오일 예열에 사용하여 냉각수 온도 저하를 위한 냉각팬 사용을 감소시킬 수 있으므로, 냉각팬 동작을 위한 배터리 사용을 최소화할 수 있디.
도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 차량의 엔진오일 예열 장치의 블럭 구성도이다.
도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각수 공급부의 설치 예시도이다.
도 3 은 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 차량의 엔진오일 예열 방법의 순서도이다.
이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 차량의 엔진오일 예열 장치 및 방법을 첨부된 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다. 이러한 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 이용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야할 것이다.
본 명세서에서 설명된 구현은, 예컨대, 방법 또는 프로세스, 장치, 소프트웨어 프로그램, 데이터 스트림 또는 신호로 구현될 수 있다. 단일 형태의 구현의 맥락에서만 논의(예컨대, 방법으로서만 논의)되었더라도, 논의된 특징의 구현은 또한 다른 형태(예컨대, 장치 또는 프로그램)로도 구현될 수 있다. 장치는 적절한 하드웨어, 소프트웨어 및 펌웨어 등으로 구현될 수 있다. 방법은, 예컨대, 컴퓨터, 마이크로프로세서, 집적 회로 또는 프로그래밍가능한 로직 디바이스 등을 포함하는 프로세싱 디바이스를 일반적으로 지칭하는 프로세서 등과 같은 장치에서 구현될 수 있다. 프로세서는 또한 최종-사용자 사이에 정보의 통신을 용이하게 하는 컴퓨터, 셀 폰, 휴대용/개인용 정보 단말기(personal digital assistant: "PDA") 및 다른 디바이스 등과 같은 통신 디바이스를 포함한다.
도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 차량의 엔진오일 예열 장치의 블럭 구성도이고, 도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각수 공급부의 설치 예시도이다.
도 1 을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 차량의 엔진오일 예열 장치는 엔진오일 온도 센서(100), 냉각수 온도 센서(120), 차속 센서(110), 냉각수 공급부(90) 및 제어부(130)를 포함한다.
엔진오일 온도 센서(100)는 엔진오일의 온도를 감지한다.
냉각수 온도 센서(120)는 하이브리드 차량의 전기계통을 냉각시키는 냉각 시스템을 통해 흐르는 냉각수의 온도를 감지한다. 냉각수 온도 센서(120)는 전기 계통의 HPCU(Hybrid Power Control Unit)(60) 내 MCU(Motor Control Unit) 또는 LDC(Low DC-DC Converter)의 온도를 감지하고, 감지된 MCU 또는 LDC의 온도를 토대로 냉각수의 온도를 추정할 수 있다.
냉각 시스템에 대해서는 후술한다.
차속 센서(110)는 하이브리드 차량의 차속을 감지한다. 차속 센서(110)는 하이브리드 차량의 휠속을 감지하고 감지된 휠속을 토대로 차속을 검출할 수 있다. 이 외에도 차속 센서(110)로는 내비게이션 시스템이 채용될 수도 있다.
냉각수 공급부(90)는 냉각 시스템을 통해 흐르는 고온의 냉각수를 엔진(82)의 엔진 오일팬(81)에 공급하여 엔진오일에 열을 공급함으로써, 엔진(82)이 동작하기 전에 엔진오일이 예열될 수 있도록 한다.
통상적으로, 하이브리드 차량은 출발시 구동 모터(20)를 우선적으로 동작시켜 차량을 주행시키고 이후 차속을 가속시키거나 엔진 동작 조건이 만족되면 엔진(82)을 동작시킨다. 따라서, 구동 모터(20)가 동작하는 초기에는 엔진오일의 온도가 상대적으로 낮다.
한편, 상기한 바와 같이 구동 모터(20)의 동력으로 하이브리드 차량이 주행하는 경우에는, 구동 모터(20)는 전기 에너지를 운동 에너지로 변환하는데 에너지 변환 과정에서 발생하는 열을 배출하고, 하이브리드 스타터 제너레이터(Hybrid Starter Genserator;HSG)(30) 등에서도 열을 배출하거나, 또는 HPCU(Hybrid Power Control Unit)(60) 내 MCU(Motor Control Unit) 또는 LDC(Low DC-DC Converter) 등에서도 열을 배출한다.
하이브리드 스타터 제너레이터(Hybrid Starter Genserator;HSG)(30)는 구동 모터(20)로 제공되는 전기 에너지의 형태를 직류에서 교류로 변환하는데 필요한 전력 반도체 소자를 포함하는 인버터나 또는 하이브리드 차량의 시동과 발전을 위해 적용될 수 있다.
즉, 구동 모터(20)의 동작으로 하이브리드 차량이 주행하는 주행 초기에는 엔진(82)이 동작하지 않고 구동 모터(20)가 동작하여 이러한 전기 구동계의 동작에 의한 열이 발생하게 된다.
따라서, 전기 에너지로 동작하는 전기 구동계에서 발생되는 열을 냉각시키기 위해서, 하이브리드 차량에는 냉각수를 순환시켜 전기 구동계에서 발생되는 열을 냉각시키는 냉각 시스템이 구비된다.
이러한 냉각 시스템에 있어서, 냉각수는 전기 구동계에서 발생되는 열을 흡수하고 흡수된 열을 라디에이터 팬(41)에서 방출한다.
즉, 구동 모터(20)의 동작으로 하이브리드 차량이 주행하는 주행 초기에는 엔진(82)이 동작하지 않고 구동 모터(20)가 동작하므로, HPCU(60)나 구동 모터(20) 또는 하이브리드 스타터 제너레이터(30)을 통과한 냉각수는 이들로부터 발생된 열을 흡수하여 상대적으로 높다.
따라서, 냉각수 공급부(90)는 엔진(82) 동작없이 구동 모터(20)의 동작으로 주행하는 주행 초기에 전기 구동계에 의한 상대적으로 높은 온도의 냉각수를 엔진 오일팬(81)에 공급하여 엔진오일을 예열시킨다.
도 2 를 참조하면, 냉각 시스템에 있어서, 워터 펌프(Electric Water Pump: EWP)(10)는 냉각 시스템에서 냉각수를 순환시킨다.
워터 펌프(10)에 의해 순환되는 냉각수는 냉각수 순환관(70)을 통해 구동 모터(20), 하이브리드 스타터 제너레이터(30), 라디에이터 팬(41) 및 HPCU(60)를 거쳐 리저버 탱크(50)에 회수됨으로써, 전기 구동계를 냉각시킨다.
구동 모터(20)는 하이브리드 차량에 설치되어 하이브리드 차량을 주행시킨다.
하이브리드 스타터 제너레이터(30)는 하이브리드 차량의 시동과 발전을 위해 적용될 수 있다.
라디에이터(42)는 고온의 냉각수를 순환시켜 냉각시켜 주는 장치이다. 라디에이터(42)는 내연 기관에서 발생한 열의 일부를 냉각수를 통해서 대기 속으로 방출하는 역할을 하는 것으로써, 냉각수가 통과하면서 외부의 차가운 공기 등과 열교환을 통해 그 온도를 감소시킨다. 라디에이터(42)에 의해 냉각된 냉각수는 HPCU(60)로 공급되어 HPCU(60)를 냉각시킨다.
HPCU(60)는 하이브리드 차량의 전력 제어를 위한 여러 부품이 통합되어 있다. 일 예로 HPCU(60)는 MCU(Motor Control Unit) 및 LDC(Low DC-DC Converter)를 포함할 수 있다.
MCU는 구동 모터(20)의 동력을 배분하여 그에 따른 토크를 제어하며, 4륜 구동 모드에서는 전륜과 후륜간의 슬립 변화율, 및 슬립 에러의 크기에 따라 각 모터 시스템에 공급되는 전류량을 제한 제어한다.
LDC는 일반 직류를 스위칭시켜 교류로 만들고 이 교류를 코일, 트랜스, 커패시턴스 등을 이용해 승압 또는 강압시킨 다음, 다시 정류시켜 DC로 만들어 이를 각 전장 부하에서 사용되는 전압에 맞게 공급하는 역할을 한다.
HPCU(60)를 냉각시킨 냉각수는 리저버 탱크(50)에 회수된다.
상기한 바와 같은 냉각 시스템에 있어서, 냉각수 공급부(90)는 냉각 시스템에 설치되어 냉각수를 엔진 오일팬(81)에 공급한다.
즉, 냉각수 공급부(90)는 하이브리드 스타터 제너레이터(30)와 라디에이터 팬(41) 사이에 설치되어 하이브리드 스타터 제너레이터(30)로부터 라디에이터 팬(41)으로 공급되는 냉각수를 엔진 오일팬(81)에 공급한다.
냉각수 공급부(90)는 바이패스 밸브(91), 유입관(92) 및 토출관(93)을 포함한다.
바이패스 밸브(91)는 하이브리드 스타터 제너레이터(30)와 라디에이터 팬(41) 사이의 냉각수 순환관(70)에 설치되며, 하이브리드 스타터 제너레이터(30)로부터 라디에이터 팬(41)으로 공급되는 냉각수를 엔진 오일팬(81)으로 바이패스시킨다.
유입관(92)은 일측이 바이패스 밸브(91)에 연결되고 타측이 엔진 오일팬(81)에 연결되어 바이패스 밸브(91)로부터 공급되는 냉각수를 엔진 오일팬(81)에 공급한다.
토출관(93)은 일측이 엔진 오일팬(81)에 연결되고 타측이 라디에이터 팬(41)에 연결되어 엔진 오일팬(81)으로부터의 냉각수를 라디에이터 팬(41)으로 토출시킨다.
즉, 워터 펌프(10)가 동작하면 냉각수가 구동 모터(20)와 하이브리드 스타터 제너레이터(30)를 거치면서 열을 흡수하며, 이때 바이패스 밸브(91)가 동작하여 엔진 오일팬(81)측 유로를 형성한다.
이에 따라, 냉각수는 유입관(92)을 거쳐 엔진 오일팬(81)으로 공급되고 냉각수는 엔진 오일팬(81)에서의 열교환을 통해 엔진 오일팬(81)에 열을 공급하고 토출관(93)을 통해 라디에이터 팬(41)에 공급된다.
이에 따라, 엔진(82)의 엔진(82) 오일은 엔진 오일팬(81)을 통해 공급된 열을 흡수하여 그 온도가 증가하게 된다.
제어부(130)는 엔진오일 온도 센서(100) 및 냉각수 온도 센서(120)에 의해 각각 감지된 엔진오일의 온도와 냉각수의 온도에 따라 워터 펌프(10)와 냉각수 공급부(90) 각각을 제어하여 엔진오일을 예열한다.
즉, HPCU(60)의 제어에 의해 구동 모터(20)가 동작하여 하이브리드 차량의 주행이 개시되면, 제어부(130)는 엔진오일 온도 센서(100)를 통해 엔진오일 온도를 감지한다.
제어부(130)는 엔진오일 온도 센서(100)에 의해 감지된 엔진오일 온도가 기 설정된 엔진오일 설정값 이하인지를 통해 엔진오일의 예열이 필요한지를 판단한다.
엔진오일 설정값은 엔진(82) 동작시 엔진오일이 엔진(82)에 충분히 스며들지 못해 마찰 증가로 인한 엔진(82) 동력이 손실되거나 연비가 저하될 수 있는 엔진오일의 온도이다. 따라서, 제어부(130)는 엔진오일이 엔진오일 설정값 이하이면 엔진오일을 예열시킨다. 엔진오일 설정값은 특별히 한정되는 것은 아니다.
한편, 엔진오일의 온도가 엔진오일 설정값 이하이면, 제어부(130)는 하이브리드 차량의 엔진(82)이 동작 중인지를 판단하기 위해 하이브리드 차량이 기 설정된 저속모드로 동작하는지를 판단한다. 여기서, 제어부(130)는 하이브리드 차량이 기 설정된 저속모드로 동작하는 경우엔 엔진(82)이 동작하지 않는 것으로 판단한다.
이 경우, 제어부(130)는 하이브리드 차량이 EV(Electric Vehicle) 모드로 동작하는지를 확인하고 차속 센서(110)를 통해 감지된 차속이 기 설정된 차속 설정값 이하인지를 판단한다. 즉, 제어부(130)는 하이브리드 차량이 EV 모드로 동작하고 차속이 차속 설정값 이하이면 하이브리드 차량이 주행 초기의 기 설정된 저속모드로 동작하는 것으로 판단하고, 하이브리드 차량이 저속모드로 동작하는 것으로 판단되면 냉각수 온도 센서(120)를 통해 냉각수의 온도를 감지한다.
이때, 냉각수 온도 센서(120)는 MCU나 LDC의 온도를 통해 냉각수의 온도를 추정할 수 있다.
냉각수의 온도가 감지됨에 따라, 제어부(130)는 냉각수의 온도를 기 설정된 냉각수 설정값과 비교하여 냉각수의 온도가 냉각수 설정값 이상인지를 판단한다.
냉각수 설정값은 냉각수가 엔진오일을 가열할 수 있을 정도의 냉각수의 온도이다. 냉각수의 온도는 엔진오일 온도 센서(100)에 의해 감지된 엔진오일의 온도에 따라 실시간으로 변경될 수 있다.
냉각수의 온도가 냉각수 설정값 이상이면, 제어부(130)는 냉각수가 엔진 오일팬(81)에 공급되도록 바이패스 밸브(91)를 동작시키고 워터 펌프(10)를 동작시킨다.
이에 따라, 구동 모터(20)와 하이브리드 스타터 제너레이터(30)를 거친 고온의 냉각수는 바이패스 밸브(91)에 의해 유입관(92)을 거쳐 엔진 오일팬(81)으로 공급되고 엔진 오일팬(81)에서의 열교환을 통해 엔진오일에 열을 공급하여 엔진오일을 예열시킨다.
이후 엔진 오일팬(81)을 거친 냉각수는 토출관(93)을 통해 라디에이터 팬(41)에 공급되어 라디에이터 팬(41)에 의해 냉각된 후 HPCU(60)를 거쳐 리저버 탱크(50)에 회수된다.
이상으로 상술한 구성 요소들의 기능은 본 실시예에 대한 동작을 보다 명확하게 이해할 수 있도록 각기 구분하여 설명하였으나, 실시예에 따라서는 제어부(130)가 구성 요소들의 기능을 모두 통합하여 실시하거나, 또는 제어부(130)가 구성 요소들의 기능 중 적어도 하나 이상을 대체하여 실시할 수도 있음에 유의한다.
이하 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 차량의 엔진오일 예열 방법을 도 3 을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 3 은 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 차량의 엔진오일 예열 방법의 순서도이다.
도 3 을 참조하면, 먼저 엔진오일 온도 센서(100)는 엔진오일의 온도를 감지한다(S10).
제어부(130)는 엔진오일 온도 센서(100)에 의해 감지된 엔진오일의 온도를 기 설정된 엔진오일 설정값과 비교하여 엔진오일의 온도가 엔진오일 설정값 이하인지를 판단한다(S20).
S20 단계에서의 판단 결과 엔진오일의 온도가 엔진오일 설정값 이하이면, 제어부(130)는 하이브리드 차량의 엔진(82)이 동작 중인지를 판단하기 위해 하이브리드 차량이 기 설정된 저속모드로 동작하는지를 판단한다.
즉, 제어부(130)는 하이브리드 차량이 EV(Electric Vehicle) 모드로 동작하는지를 판단(S30)하고, 단계(S30)에서의 판단 결과 하이브리드 차량이 EV 모드이면 차속 센서(110)를 통해 차속을 감지한다(S40).
이어 제어부(130)는 차속 센서(110)를 통해 감지된 차속을 기 설정된 차속 설정값과 비교하여 차속이 차속 설정값 이하인지를 판단한다(S50).
S50 단계에서의 판단 결과 차속이 차속 설정값 이하이면, 제어부(130)는 냉각수 온도 센서(120)를 통해 냉각수의 온도를 감지하고 감지된 냉각수의 온도를 기 설정된 냉각수 설정값과 비교하여 냉각수의 온도가 냉각수 설정값 이상인지를 판단한다(S60).
S60 단계에서의 판단 결과 냉각수의 온도가 냉각 설정값 이상이면, 제어부(130)는 냉각수가 엔진 오일팬(81)으로 바이패스되도록 바이패스 밸브(91)를 제어(S70)하고 워터 펌프(10)를 구동시킨다(S80).
이에 따라, 구동 모터(20)와 하이브리드 스타터 제너레이터(30)를 거친 고온의 냉각수는 바이패스 밸브(91)에 의해 유입관(92)을 거쳐 엔진 오일팬(81)으로 공급되고 엔진 오일팬(81)에서의 열교환을 통해 엔진 오일팬(81)에 열을 공급하여 엔진오일을 예열시킨다.
이와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 차량의 엔진오일 예열 장치 및 방법은 하이브리드 차량의 출발 또는 저속주행중의 모터 구동시, 모터에서 발생된 열을 엔진오일 예열에 사용하여 엔진(82) 윤활이 원활하게 이루어지도록 한다.'
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 차량의 엔진오일 예열 장치 및 방법은 하이브리드 차량의 엔진(82) 시동시 오일류의 점도를 낮출 수 있어 엔진(82) 마모 및 높은 시동 토크를 방지하며, 이를 통해 연료 저감을 통한 연비 및 배기가스를 저감시킬 수 있다.
게다가, 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 차량의 엔진오일 예열 장치 및 방법은 냉각수의 열을 엔진오일 예열에 사용하여 냉각수 온도 저하를 위한 냉각팬 사용을 감소시킬 수 있으므로, 냉각팬 동작을 위한 배터리 사용을 최소화할 수 있디.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 기술이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 정해져야할 것이다.
10: 워터 펌프 20: 구동 모터
30: 하이브리드 스타터 제너레이터 42: 라디에이터
41: 라디에이터 팬 50: 리저버 탱크
60: HPCU 70: 냉각수 순환관
82: 엔진 81: 엔진 오일팬
90: 냉각수 공급부 91: 바이패스 밸브
92: 유입관 93: 토출관
100: 엔진오일 온도 센서 110: 차속 센서
120: 냉각수 온도 센서 130: 제어부

Claims (12)

  1. 엔진오일의 온도를 감지하는 엔진오일 온도 센서;
    전기 구동계를 냉각시키는 냉각시스템의 냉각수의 온도를 감지하는 냉각수 온도 센서;
    상기 냉각 시스템을 통해 흐르는 냉각수의 유량을 제어하는 워터 펌프;
    냉각수를 엔진 오일팬에 공급하는 냉각수 공급부; 및
    하이브리드 차량의 엔진이 동작하지 않는 상태에서, 상기 엔진오일 온도 센서 및 상기 냉각수 온도 센서에 의해 각각 감지된 엔진오일의 온도와 냉각수의 온도에 따라 상기 워터 펌프와 상기 냉각수 공급부 각각을 제어하여 엔진오일을 예열하는 제어부를 포함하고,
    상기 냉각수 온도 센서는 전기 계통의 HPCU(Hybrid Power Control Unit) 내 MCU(Motor Control Unit) 또는 LDC(Low DC-DC Converter)의 온도를 감지하고, 감지된 MCU 또는 LDC의 온도를 토대로 냉각수의 온도를 추정하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 엔진오일 예열 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제어부는
    상기 엔진오일 온도 센서에 의해 감지된 엔진오일의 온도가 기 설정된 엔진오일 설정값 이하인지를 판단하여 판단 결과에 따라 엔진오일을 예열시키는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 엔진오일 예열 장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 제어부는
    상기 냉각수 온도 센서에 의해 감지된 냉각수의 온도가 기 설정된 냉각수 설정값 이상인지를 판단하여 판단 결과에 따라 엔진오일을 예열시키는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 엔진오일 예열 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    하이브리드 차량의 차속을 감지하는 차속 센서를 더 포함하되,
    상기 제어부는 하이브리드 차량이 EV(Electric Vehicle) 모드로 구동하고 상기 차속 센서에 의해 감지된 차속이 차속 설정값 이하이면 엔진오일을 예열시키는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 엔진오일 예열 장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 냉각수 공급부는
    상기 냉각 시스템의 냉각수 유로를 형성하는 냉각수 순환관에 설치되어 상기 냉각수 순환관을 통해 흐르는 냉각수를 바이패스시키는 바이패스 밸브;
    상기 바이패스 밸브를 통해 공급되는 냉각수를 상기 엔진 오일팬에 유입시키는 유입관; 및
    상기 엔진 오일팬으로부터의 냉각수를 상기 냉각시스템으로 토출시키는 토출관을 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 엔진오일 예열 장치.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 냉각수 공급부는
    전기 구동계의 구동모터 또는 하이브리드 스타터 제너레이터로부터 토출되는 냉각수를 상기 엔진 오일팬으로 바이패스시키는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 엔진오일 예열 장치.
  7. 하이브리드 차량의 엔진이 동작하지 않는 상태에서, 제어부가 엔진오일의 온도를 기 설정된 엔진오일 설정값과 비교하는 단계;
    상기 제어부가 상기 엔진오일의 온도가 상기 엔진오일 설정값의 비교 결과에 따라 하이브리드 차량이 저속모드로 동작하는지를 판단하는 단계;
    상기 제어부가 하이브리드 차량이 저속모드로 동작하는지에 따라 냉각수의 온도를 기 설정된 냉각수 설정값과 비교하는 단계; 및
    상기 제어부가 상기 냉각수의 온도와 상기 냉각수 설정값의 비교 결과에 따라 냉각수 공급부를 제어하여 냉각 시스템을 통해 흐르는 냉각수를 엔진 오일팬에 공급하여 엔진오일을 예열하는 단계를 포함하고,
    상기 냉각수의 온도는 전기 계통의 HPCU(Hybrid Power Control Unit) 내 MCU(Motor Control Unit) 또는 LDC(Low DC-DC Converter)의 온도를 토대로 추정되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 엔진오일 예열 방법.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 차량이 저속모드로 동작하는지를 판단하는 단계에서,
    상기 제어부는 상기 엔진오일의 온도가 상기 엔진오일 설정값 이하이면 하이브리드 차량이 저속모드로 동작하는지를 판단하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 엔진오일 예열 방법.
  9. 제 7 항에 있어서, 상기 냉각수의 온도를 기 설정된 냉각수 설정값과 비교하는 단계에서,
    상기 제어부는 하이브리드 차량이 EV 모드로 동작하고 차속이 기 설정된 차속 설정값 이하이면 하이브리드 차량이 상기 저속모드인 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 엔진오일 예열 방법.
  10. 제 7 항에 있어서, 상기 엔진오일을 예열하는 단계에서,
    상기 제어부는 상기 엔진오일의 온도가 상기 엔진오일 설정값 이하이면 상기 엔진오일을 예열하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 엔진오일 예열 방법.
  11. 제 7 항에 있어서, 상기 냉각수 공급부는
    상기 냉각 시스템의 냉각수 유로를 형성하는 냉각수 순환관에 설치되어 상기 냉각수 순환관을 통해 흐르는 냉각수를 바이패스시키는 바이패스 밸브;
    상기 바이패스 밸브를 통해 공급되는 냉각수를 상기 엔진 오일팬에 유입시키는 유입관; 및
    상기 엔진 오일팬으로부터의 냉각수를 상기 냉각시스템으로 토출시키는 토출관을 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 엔진오일 예열 방법.
  12. 제 7 항에 있어서, 상기 냉각수 공급부는
    상기 냉각 시스템의 구동모터 또는 하이브리드 스타터 제너레이터로부터 토출되는 냉각수를 상기 엔진 오일팬으로 바이패스시키는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량의 엔진오일 예열 방법.
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