KR102484858B1 - Atf 워머 시스템 및 그 운영방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 ATF 워머 시스템)1)의 ATF 워머 시스템운영방법에는 엔진시동이 ATF 워머 ECU(Electronic Control Unit)(10)에 의해 인식되면, ATF 워머(Auto Transmission Fluid Warmer)(3)의 동작에 따른 작동시간이 모니터링된 후 작동시간을 서비스 코드로 생성 및 저장 해주는 ATF 워머 동작인식제어가 포함됨으로써 ATF 워머(3)의 주행기간 및 life cycle에 대한 모니터링으로 Active Off-Cycle Credit 요구사항인 북미 19MY 강화 OBD(On-Board Diagnostics) 법규 충족이 이루어지는 특징을 갖는다.

Description

ATF 워머 시스템 및 그 운영방법{Method for Operation of ATF Warmer System and ATF Warmer System employing the same}

본 발명은 ATF 워머 시스템(Auto Transmission Fluid Warmer System)에 관한 것으로, 특히 ATF 워머 동작이 ATF 열교환기 모니터링으로 기록되는 제어를 수행하는 ATF 워머 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 차량에는 고유가 및 CO2규제에 대한 대응 효과를 높이기 위해 변속기의 ATF(Auto Transmission Fluid)온도 조절이 이루어지는 ATF 워머 시스템이 적용된다.

하드웨어(hardware) 측면에서, 상기 ATF 워머 시스템은 ATF와 엔진 냉각수의 순환으로 열교환이 일어나는 ATF 워머(Warmer)를 포함하고, 상기 ATF 워머는 변속기를 순환하는 ATF가 흐르는 ATF 회로와 엔진을 순환하는 엔진냉각수가 흐르는 냉각수 회로의 연결부에 설치된다. 여기서 상기 ATF 워머는 ATF와 엔진냉각수간 열교환을 수행하는 ATF 열교환기이다. 이하 상기 ATF 워머는 ATF 열교환기로 칭한다.

운영(operation) 측면에서, 상기 ATF 워머 시스템은 엔진냉각수 흐름/유량을 제어하는 써머스탯(thermostat)의 열림시(예, 냉각수온 70℃ 이상시 CLOSE에서 OPEN으로 전환) 제어된 엔진냉각수 흐름/유량이 ATF 열교환기로 공급되고, ATF 열교환기 내부의 ATF와 엔진냉각수간 열교환으로 ATF 온도 조절이 이루어진다. 일례로, 저온 ATF시 히터(heater)를 따라 흐르는 고온의 엔진냉각수가 ATF 열교환기로 유입되어 ATF 온도를 상승시키고 반면 고온 ATF시 라디에이터를 통과한 차가운 엔진냉각수가 ATF 열교환기로 유입되지 않도록 하여 ATF 온도를 고온에서 적정 온도로 낮춰준다.

그러므로 상기 ATF 워머 시스템은 엔진의 냉각수 센서와 변속기 오일펌프에서 방출되는 ATF의 온도 변화량에 따른 ATF 열교환기 작동으로 ATF 워머 제어가 수행됨으로써 ATF 워머 동작에 따른 변속기 전달효율 개선효과로 차량의 연비개선으로 이어진다.

일본공개특허 2010-0174712(2010.8.12)

하지만 ATF 워머 시스템은 하기 표 1과 같이 최근 들어 도입된 북미 19MY 강화 OBD 법규 준수를 요구하고 있다.

예) 19MY 북미 OBD 강화 법규의 Active Off-Cycle Credit

상기 표 1로부터, 상기 19MY 북미 OBD 강화 법규는 ATF 워머 시스템에 대한 Active Off-Cycle Credit를 요구한다. 그러나 기존 ATF 워머 시스템 운영은 ATF 열교환기에 대한 냉각수 흐름과 유량 조절에 의한 ATF 워머 동작제어로 ATF 온도 조절이 이루어짐으로써 ATF 열교환기의 작동상태 모니터링이 이루어지지 않는 방식이 적용되고 있다.

그 결과 ATF 워머 시스템의 모니터링 미적용 운영방식은 해당 주행기간 및 life cycle 동안 ATF 워머 작동시간을 ATF 열교환기의 작동상태 모니터링에 기반하는 Active Off-Cycle Credit 요구사항을 충족시킬 수 없는 한계를 가질 수밖에 없다.

나아가 상기 19MY 북미 OBD 강화 법규 도입은 ATF 워머 시스템의 법규 미충족에 대한 페널티를 부여함으로써 Active Off-Cycle Credit를 받을 수 있는 ATF 시스템 대책이 요구되고 있다.

이에 상기와 같은 점을 감안한 본 발명은 ATF 열교환기 모니터링에 기반되어 해당 주행기간 및 life cycle 동안 ATF 워머 작동작시간을 산출하고, ATF 열교환기 모니터링으로 Active Off-Cycle Credit 요구사항을 따름으로써 북미 19MY 강화 OBD(On-Board Diagnostics) 법규가 충족되는 운영방법을 적용한 ATF 워머 시스템의 제공에 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 ATF 워머 시스템 운영방법은 엔진시동이 ATF 워머 ECU에 의해 인식되면, ATF 워머의 동작에 따른 작동시간을 모니터링 해주는 ATF 워머 동작인식제어가 포함되는 것을 특징으로 한다.

바람직한 실시예로서, 상기 ATF 워머 동작인식제어는 냉각수 회로가 엔진과 라디에이터 사이를 연결하지 않는 조건에서 이루어진다. 상기 작동시간은 ATF 워머 타이머 카운트 시간에 대한 서비스 코드로 생성된다.

바람직한 실시예로서, 상기 ATF 워머 동작인식제어는, (A) 상기 엔진시동시 차량조건정보와 시스템조건정보 및 외부조건정보가 확인되는 ATF 모니터링제어 단계, (B) 상기 ATF 워머의 상기 작동시간이 계산되는 ATF 타이머 카운트 제어 단계, (C) 상기 작동시간에 대한 서비스 코드가 생성되는 ATF 타이머 저장 제어 단계;로 구분된다.

바람직한 실시예로서, 상기 ATF 모니터링제어 단계는, (a-1) 상기 엔진시동시 엔진 RPM과 엔진 토크가 상기 차량조건정보로 검출되며, 냉각수온도와 오일온도 및 써머스탯 OPEN/CLOSE가 상기 시스템조건정보로 검출되고, 외기온도가 상기 외부조건정보로 검출되는 단계, (a-2) 상기 시스템조건정보에서 써머스탯 CLOSE가 확인되는 단계, (a-3) 상기 써머스탯 CLOSE시 상기 냉각수온도, 상기 오일온도, 상기 외기온도, 상기 엔진 soaking time을 확인하는 ATF 열교환기 모니터링 단계로 수행된다.

바람직한 실시예로서, 상기 ATF 열교환기 모니터링 단계는, (a-3-1) 상기 냉각수온도, 상기 오일온도, 상기 외기온도, 상기 엔진 soaking time을 엔진시동시 모니터링 설정 변수로 적용하여 각각의 엔진시동시 검출 값이 확인되는 단계, (a-3-2) 상기 검출 값의 확인 후 시간대기하는 재 검출조건 도달 판단 단계, (a-3-3) 상기 시간대기 후 재 검출된 상기 냉각수온도와 상기 오일온도로 상기 엔진시동시 검출 값을 업데이트 하여 엔진시동 후 검출 값으로 변경되는 단계로 이루어진다. 이 경우 상기 시간대기는 분(minute)이고, 상기 업데이트는 분(minute)단위로 이루어진다.

바람직한 실시예로서, 상기 ATF 타이머 카운트 제어 단계는, (b-1) 상기 차량조건정보로 검출된 엔진 RPM과 엔진 토크, 상기 시스템조건정보로 검출된 냉각수온도과 오일온도 및 써머스탯 OPEN/CLOSE, 상기 외부조건정보로 검출된 외기온도에 대한 조건 충족으로 ATF워머 타이머 제어 진입조건이 판단되는 단계, (b-2) 상기 ATF 워머 타이머 제어 진입조건 충족시 상기 ATF 워머(3)의 상기 작동시간이 계산되는 ATF 워머 타이머 카운트 단계, (b-3) 상기 ATF 워머 타이머 카운트시 오일온도상승이 판단되는 단계, (b-4) 상기 오일온도상승시 상기 ATF 워머 타이머 카운트를 지속한 후 오일온도도달 여부가 판단되는 단계, (b-5) 상기 오일온도도달시 상기 ATF 워머 타이머 카운트가 종료되어 상기 작동시간이 ATF 워머 타이머 카운트 시간으로 산출되는 단계로 이루어진다.

바람직한 상기 ATF 타이머 카운트 제어 단계의 실시예로서, 상기 조건 충족은 상기 엔진 RPM, 상기 엔진 토크, 상기 냉각수온도, 상기 오일온도, 상기 써머스탯 CLOSE, 상기 외기온도의 각각에 모두 충족된 경우로 판단된다. 상기 냉각수온도와 상기 외기온도는 각각 최저 값과 최고 값이 적용된다. 상기 오일온도는 변속기오일온도의 임계값이 적용된다. 상기 오일온도상승에는 카운트 후 오일온도와 카운트 전 오일온도의 10℃ 차에 대한 임계값이 적용된다. 상기 오일온도도달은 오일온도와 냉각수온이 같아지는 조건이다.

바람직한 실시예로서, 상기 ATF 타이머 저장 제어 단계에서는 상기 서비스 코드가 저장된다.

그리고 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 ATF 워머 시스템은 ATF 회로로 변속기에서 ATF 워머로 순환하는 변속기 오일과 냉각수 회로로 엔진을 순환하는 엔진냉각수의 열교환을 위해 엔진시동시 상기 냉각수 회로의 써머스텟이 CLOSE되어 상기 ATF 워머가 동작되면, 상기 ATF 워머의 작동시간을 모니터링하고, 상기 작동시간에 대한 서비스 코드를 생성 및 저장해주는 ATF 워머 ECU가 포함되는 것을 특징으로 한다.

바람직한 실시예로서, 상기 ATF 워머 ECU는 엔진 RPM, 엔진 토크, 냉각수온도, 변속기 오일온도, 써머스탯 CLOSE, 외기온도를 모니터링 인자로 하여 상기 모니터링을 위한 모니터링조건으로 적용한다. 상기 모니터링조건은 상기 모니터링 인자가 모두 충족되는 경우이다.

바람직한 실시예로서, 상기 모니터링 인자 중 상기 냉각수온도와 상기 변속기 오일온도는 상기 엔진시동시 검출 값이 시간 간격을 두고 업데이트된다.

이러한 본 발명의 ATF 워머 시스템에 적용된 운영방법은 하기와 같은 작용 및 효과를 구현한다.

첫째, ATF 워머 시스템에 적용된 북미 19MY 강화 OBD 법규 충족이 이루어진다. 둘째, ATF 열교환기를 모니터링함으로써 Active Off-Cycle Credit의 요구사항에 충족한다. 셋째, ATF 워머 성능 유지에 의한 ATF 유온제어로 변속기 전달효율개선 및 연비개선의 효과가 최적화된다. 넷째, ATF 열교환기 모니터링에 기반되어 ATF 워머 작동상태보증이 이루어짐으로써 ATF 워머 시스템의 하드웨어 개선이나 변경이 요구되지 않는다. 다섯째, ATF 워머 시스템 구성요소를 그대로 적용함으로써 ATF 워머가 사용된 모든 차량에 적용되는 확장성과 범용성을 갖는다.

도 1은 본 발명에 따른 ATF 워머 시스템 운영방법의 순서도이고, 도 2는 본 발명에 따른 ATF 워머 시스템의 하드웨어 구성 예이고, 도 3은 본 발명에 따른 TF 워머 시스템 운영제어의 ATF 열교환기 모니터링 방식이며, 도 4는 본 발명에 따른 TF 워머 시스템 운영제어의 ATF워머 타이머 제어 진입조건 판단방식이고, 도 5는 본 발명에 따른 ATF 워머 시스템 운영제어시 ATF 워머 시스템 동작 상태이며, 도 6은 본 발명에 따른 ATF 워머 시스템의 ATF 워머 작동시간의 예이다.

이하 본 발명의 실시 예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명하며, 이러한 실시 예는 일례로서 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으므로, 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다.

도 1을 참조하면, ATF 워머 시스템 운영방법은 엔진시동에 따른 ATF 열교환기 모니터링으로 오일온도 도달을 확인(S10~S80) 후 ATF 워머 작동시간 산출에 따른 서비스 코드 생성(S90~S100)이 이루어지는 ATF 워머 동작인식제어를 수행함에 그 특징이 있다.

그 결과 상기 ATF 워머 동작인식제어는 검출된 냉각수온/오일온도센서와 엔진RPM, 토크, 외기온도, 엔진 소킹(soaking)시간에 기반하여 ATF 워머 타이머(timer)에 의한 ATF 워머 작동시간의 시작과 종료를 계산함으로써 ATF 열교환기의 작동상태를 모니터링하지 않던 기존 방법과 달리 19MY CARB 법규 충족이 가능하다. 특히 기 ATF 워머 시스템 운영방법에서는 오일온도 센서가 이용됨으로써 IG_on(엔진시동)시 오일온도와 최종 오일온도의 온도 편차(약 10℃ 이상)가 있을 때 ATF 워머 작동시간 산출을 위한 시간계산(timer count)이 이루어질 수 있는 장점도 있다.

도 2를 참조하면, ATF 워머 시스템(1)은 ATF 회로(2-1), 냉각수 회로(2-2), ATF 열교환기인 ATF 워머(3), 온도센서, 써머스텟(Thermostat)(5), 변속기(6), 엔진(7), 라디에이터(8-1), 워터펌프(8-2), EGR 쿨러(Exhaust Gas Recirculation Cooler)(9-1), 히터(9-2), ETC(Electronic Throttle Control)(9-3) 및 ATF 워머 ECU(Electronic Control Unit)(10)를 포함한다.

구체적으로 상기 ATF 회로(2-1)는 변속기 오일(즉, ATF)이 ATF 워머(3)와 변속기(6)를 순환하도록 형성되고, 오일온도 센서(4-1)를 구비한다. 상기 냉각수 회로(2-2)는 써머스텟(5)과 엔진(7), 라디에이터(8-1), 워터펌프(8-2), EGR 쿨러(9-1), 히터(9-2) 및 ETC(9-3)를 순환하도록 형성되고, 냉각수온 센서(4-2)를 구비한다.

구체적으로 상기 ATF 워머(3)는 변속기(6)를 순환하는 변속기 작동유인 ATF(Auto Transmission Fluid)를 엔진 냉각수를 이용하여 승온시켜 준다. 상기 온도센서는 ATF 회로(2-1)에 구비되어 ATF온도를 검출하는 오일온도 센서(4-1)와 냉각수 회로(2-2)에 구비되어 엔진냉각수온도를 검출하는 냉각수온 센서(4-2)로 구성된다.

구체적으로 상기 써머스텟(5)은 엔진냉각수온도에 따라 개방되어져 고온 엔진냉각수를 라디에이터(8-1)로 순환시켜 준다. 상기 변속기(6)는 오일펌프와 토크컨버터로 구성되고, 상기 엔진(7)은 내연기관이며, 상기 라디에이터(8-1)는 고온 엔진냉각수를 냉각시켜 주고, 상기 워터펌프(8-2)는 엔진냉각수를 순환시켜 주며, 상기 EGR 쿨러(9-1)는 EGR 가스온도를 냉각시켜 주고, 상기 히터(9-2)는 고온 엔진냉각수로 외기를 승온시켜주며, 상기 ETC(9-3)는 엔진으로 공급되는 흠기유량을 제어한다. 그러므로 상기 써머스텟(5), 상기 변속기(6), 상기 엔진(7), 상기 라디에이터(8-1), 상기 워터펌프(8-2), 상기 EGR 쿨러(9-1), 상기 히터(9-2), 상기 ETC(9-3)는 ATF 워머 시스템(1)에 연계된 차량의 통상적인 구성요소이다.

구체적으로 상기 ATF 워머 ECU(10)는 ATF 워머(3)에서 나오는 오일온도 센서(4-1)의 입력과 엔진(7)에서 나오는 냉각수온 센서(4-2)의 입력을 받고, 오일온도 센서(4-1)와 냉각수온 센서(4-2)의 온도센서 편차와 변화량을 비교하여 열교환이 일어나는 시간을 계산한다. 또한 상기 ECU(10)는 차량 주행조건을 판정하기 위해서 토크와 엔진RPM(Revolution Per Minute)을 모니터링하여 RPM 이나 토크가 커서 엔진온도 특성을 정확히 모델링이 안되는 구간에서는 ATF 워머 작동시간 계산을 중지하고, 특히 써머스텟(5)의 개방(open)시점에서는 ATF 워머 작동시간(timer)계산이 이루어지지 않는다.

이를 위해 상기 ATF 워머 ECU(10)는 제어부(11)와 산출부(13) 및 저장부(15)로 구성되고, 특히 ATF 워머 타이머가 구비되거나 연계된다. 일례로 상기 제어부(11)는 엔진RPM/토크의 정보를 차량조건(Vehicle Condition)으로 하면서 냉각수온과 변속기 오일온도, 외기온도, 써머스탯 Open/close의 정보를 차량정보(Vehicle Information)로 한다. 상기 산출부(13)는 상기 차량조건과 상기 차량정보에 기반하여 ATF 워머 작동 상태와 ATF 워머 작동 시간을 계산한다. 상기 저장부(15)는 ATF 워머 작동 상태에 기반한 ATF 워머 작동 시간을 service$09로 표출하고, 이를 저장한다.

이하 상기 ATF 워머 시스템 운영방법을 도 2 내지 도 6을 참조로 상세히 설명한다. 이 경우 제어주체는 제어부(11)와 산출부(13) 및 저장부(15)로 구성된 ATF 워머 ECU(10)이고, 제어대상은 ATF와 냉각수의 열교환이 일어나는 ATF 회로(2-1) 및 ATF 회로(2-1)에 구비된 ATF 워머(3)이다.

ATF 워머 ECU(10)는 ATF 워머 시스템 운영방법을 ATF 모니터링 제어(S10~S30), ATF 타이머 카운트 제어(S40~S91), ATF 타이머 저장 제어(S100)로 구분한다. 이를 위해 상기 ATF 워머 ECU(10)는 ATF 모니터링 제어(S10~S30)에서 엔진 RPM과 엔진 토크를 차량조건정보로 냉각수온도과 오일온도 및 냉각회로동작(써머스탯 OPEN/CLOSE)을 시스템조건정보로 외기온도를 외부조건정보로 검출한다.

일례로 상기 ATF 모니터링제어(S10~S30)는 S10의 엔진시동(예, IGN_ON) 확인 단계, S20의 써머스텟 동작 확인 단계, S30의 ATF 열교환기 모니터링 단계로 수행된다. 상기 ATF 타이머 카운트 제어(S40~S90)는 S40의 ATF워머 타이머 제어 진입조건 판단 단계, S50의 ATF 워머 타이머 카운트 개시 단계, S60의 오일온도상승 판단 단계, S70의 ATF 워머 타이머 카운트 지속 단계, S80의 오일온도도달 확인 단계, S90의 ATF 워머 타이머 카운트 종료 단계, S91의 ATF 워머 작동시간 산출 단계로 수행된다. 상기 ATF 타이머 저장 제어(S100)는 ATF 워머 타이머 카운트 시간에 대해 서비스 코드 생성과 저장 단계로 수행된다.

구체적으로 상기 ATF 모니터링제어(S10~S30)에서는 ATF 열교환기 모니터링(S30)을 위해 엔진시동(S10) 후 써머스텟 CLOSE(폐쇄)(S20)를 필요로 한다.

도 2를 참조하면, ATF 워머 ECU(10)의 제어부(11)는 입력된 IG ON/OFF 신호, 엔진RPM, 엔진 토크, 냉각수온도/오일온도(즉, ATF)/외기온도 검출값, 써머스탯 OPEN/CLOSE 신호, 엔진 soaking time 등으로부터 IG ON 신호와 써머스탯 CLOSE 신호를 읽어 엔진(7)의 동작과 써머스텟(5)의 폐쇄 상태를 판단한다. 이 경우 써머스탯 OPEN 신호는 써머스텟(5)의 열림에 따른 냉각수 회로(2-2)의 엔진냉각수 순환을 의미하므로 ATF 모니터링제어(S10~S30)를 종료한다.

그 결과 ATF 워머 ECU(10)는 엔진(7)의 동작시 써머스텟(5)에 의한 냉각수 회로(2-2)의 폐쇄 조건에서 냉각수온도, 오일온도, 외기온도, 엔진 soaking time을 이용하여 ATF 열교환기 모니터링을 시작한다(S30).

상기 ATF 열교환기 모니터링(S30)은 도 3과 같이 이루어진다.

도 3을 참조하면, 상기 ATF 열교환기 모니터링(S30)은 S31의 엔진시동시 모니터링 설정 단계, S32의 재 검출조건 도달 판단 단계, S33의 엔진시동후 모니터링 진행 단계로 구분된다.

상기 엔진시동시 모니터링 설정 단계(S31)는 냉각수온도, 오일온도, 외기온도, 엔진 soaking time을 엔진시동시 모니터링 설정 변수로 적용한다. 일례로 상기 냉각수온도는 S31a와 같이 엔진시동시 냉각수온 검출값을 A1으로 하여 설정된다. 상기 오일온도는 S31b와 같이 엔진시동시 오일온도 검출값을 B1으로 하여 설정된다. 상기 외기온도는 S31c와 같이 엔진시동시 외기온도 검출값을 T1으로 하여 설정된다. 상기 엔진 soaking time(즉, IG OFF와 IG On의 간격시간)은 S31d와 같이 엔진시동시 엔진 soaking time 검출값이 T2로 하여 설정된다.

상기 재 검출조건 도달 판단(S32)은 시간을 재 검출 변수로 하여 하기 식으로 이루어진다.

재 검출조건 : t = a

여기서 “t”는 대기시간이고, “a”는 설정값으로 약 1분을 적용한다. “=”는 두 값이 같음을 나타내는 부등호이다.

그 결과 ATF 워머 ECU(10)의 제어부(11)는 엔진시동 후 1분 경과전까지 엔진시동시 모니터링 단계(S31)를 유지한다.

상기 엔진시동후 모니터링 진행 단계(S33)는 냉각수온도, 오일온도를 엔진시동시 모니터링 진행 변수로 적용하여 온도 검출을 수행한다. 이러한 이유는 엔진시동 후 외기온도와 엔진 soaking time은 ATF 워머(3)의 동작과 관련성이 없기 때문이다. 도 2를 참조하면, ATF 워머 ECU(10)의 제어부(11)는 엔진(7)이 시동된 후 1분 경과 도달시점에서 검출된 오일온도 센서(4-1)의 오일온도 검출값과 냉각수온 센서(4-2)의 냉각수온 검출값을 읽어 엔진시동후 모니터링 진행을 완료한다.

그 결과 상기 엔진시동후 모니터링 진행을 통해 냉각수온도와 오일온도는 각각 재 검출된 온도값을 갖는다.

그러므로 상기 엔진시동후 모니터링 진행의 결과인 냉각수온도와 오일온도는 엔진시동시 냉각수온 검출값(A1)과 엔진시동시 오일온도 검출값(B1)을 업데이트하여 준다. 일례로 상기 냉각수온도는 S33a와 같이 엔진시동후 냉각수온 재 검출값을 A2로 하여 A1을 대체한다. 상기 오일온도는 S33b와 같이 엔진시동후 오일온도 재 검출값을 B2로 하여 B1을 대체한다. 특히 상기 B2는 S33c와 같이 ATF 타이머 카운트 시작시까지 분(minute)단위 재검출로 업데이트를 지속함으로써 최종적인 엔진 시동후 변속기오일온도 검출값 B2__final로 하여 B2를 대체한다.

상기 ATF 열교환기 모니터링(S30)에서 적용된 A1,A2,B1,B2,B2__final,T1은 온도값(℃)이고, 상기 T2는 엔진정지와 시동사이의 시간(time)이고, 엔진시동시 검출값이나 엔진시동 후 ATF 타이머 카운트 시작전 검출값이므로 특정 수치로 한정됨은 의미를 가질 수 없다.

그러므로 ATF 워머 ECU(10)의 제어부(11)는 엔진(7)의 시동 후 최소한 1분 경과 시점에서 냉각수온도 A2, 오일온도 B2__final, 외기온도 T1, 엔진 soaking time T2를 확보하고, 상기 A2, B2__final, T1, T2를 산출부(13)로 제공함으로써 ATF 타이머 카운트 제어(S40~S90)를 수행한다.

이어 상기 ATF 타이머 카운트 제어(S40~S91)는 S40과 같이 ATF워머 타이머 제어 진입조건을 차량조건정보와 시스템조건정보 및 외부조건정보가 모두 적합한 경우로 한정하여 준다. 이러한 이유는 RPM 이나 토크가 커서 엔진온도 특성을 정확히 모델링이 어려운 운전구간에서 ATF 워머 작동시간 계산을 중지하기 위함이다.

도 4를 참조하면, S40의 ATF워머 타이머 제어 진입조건 판단 단계는 S41의 엔진부하 충족 판단 단계, S42의 냉각수온 충족 판단 단계, S43의 외기온 충족 판단 단계, S44의 엔진 soaking time 충족 판단 단계, S45의 변속기오일온도 충족 판단 단계로 구분된다. 그러므로 상기 ATF워머 타이머 제어 진입은 엔진 RPM과 엔진 토크의 엔진부하, 냉각수온, 외기온, 엔진 soaking time, 변속기오일온도가 모두 조건 충족된 경우로 한정된다.

이를 위해 ATF 워머 ECU(10)의 산출부(13)는 하기 관계식을 적용하여 ATF워머 타이머 제어 진입을 판단한다.

엔진부하 충족 판단 : K < K_1 & L < L_1

냉각수온 충족 판단 : M_1 < M < M_2

외기온 충족 판단 : N_1 < N < N_2

엔진 soaking time 충족 판단 : O > O_1

변속기오일온도 충족 판단 : B2__final - B1 > 임계값

여기서 “<,>”는 두 값의 크기를 “-”는 두 값의 차이를 “=”는 두 값이 같음을 나타내는 부등호이다. “K”는 고부하 엔진 RPM이고, “K_1“은 고부하 판단 엔진 RPM으로 약 1500RPM이며, ”L”은 엔진토크이고, “L_1”은 엔진토크 설정값으로 약 30%이며, “M”은 냉각수온도이고, “M_1”은 최저 냉각수온도 설정값으로 약 -5℃이며, “M_2”는 최고 냉각수온도 설정값으로 약 60℃이고, “N”은 외기온도이며, “N_1”은 최저 외기온도 설정값으로 약 0℃이고, “N_2”는 최고 외기온도 설정값으로 약 35℃이며, “O”는 현재 엔진 soaking time(즉, 엔진시동시 검출값 T2(hour)이고, “O_1”은 엔진 soaking time 설정값으로 약 3hr이며, “B2__final”는 최종변속기오일온도이고, “B1”은 엔진 시동시 변속기오일온도이며, 임계값은 ATF 타이머 산출 변속기오일온도로 threshold#1로 설정된다.

그러므로 ATF 워머 ECU(10)는 “K < K_1”및 “L < L_1”인 경우 엔진부하 충족으로 판단하고, “M_1 < M < M_2”인 경우 냉각수온 충족 판단하며, “N_1 < N < N_2”인 경우 외기온 충족 판단하고, “O > O_1”인 경우 엔진 soaking time 충족 판단하며, “B2__final - B1 > 임계값”인 경우 변속기오일온도 충족 판단한다.

이어 상기 ATF 타이머 카운트 제어(S40~S91)는 ATF 워머 타이머 제어 진입조건 충족(S40)에 따라 S50과 같이 ATF 워머 타이머 카운트를 개시한다. 이로부터 ECU(10)는 ATF 워머(3)의 작동시간을 계산한다.

도 5를 참조하면, ATF 워머 ECU(10)는 토크, RPM, 냉각수온, 오일온도, 외기온도를 고려하여 써모스텟 CLOSE 상태에서 워터펌프로 펌핑된 엔진냉각수를 엔진(7)과 EGR 쿨러(9-1) 및 ATF 워머(3)로 순환시켜 준다. 그 결과 변속기(6)의 ATF 회로(2-1)와 엔진(7)의 써머스텟(5) CLOSE된 냉각수 회로(2-2)간 변속기 오일(ATF)과 엔진냉각수의 열교환으로 변속기 오일(ATF)이 냉각수 온도까지 신속하게 승온된다.

이후 상기 ATF 타이머 카운트 제어(S40~S91)는 ATF 워머 타이머 카운트 진행(S50)시 S60과 같이 오일온도상승을 판단한다.

이를 위해 ECU(10)는 하기 식을 적용한다.

오일온도상승 판단 : n - (n-1) < 임계값

여기서 “n”은 카운트 후 오일온도이고, “n-1“은 카운트 전 오일온도이며, 임계값은 오일온 편차로 threshold#2로 설정된다. 일례로 상기 threshold#2는 ATF 워머(3)의 동작시 열교환에 따른 온도센서 검출값 편차를 적용한 경우 카운트 후 오일온도와 카운트 전 오일온도의 차[n - (n-1)]가 약 10℃일 수 있다.

그러므로 ATF 워머 ECU(10)는 "n - (n-1) < 임계값" 충족되지 못하면 S30의 ATF 열교환기 모니터링 단계의 S33의 엔진시동후 모니터링 진행 단계로 피드백하여 A2와 B2__final를 업데이트 반복한 후 이후 절차를 이어간다. 반면 ECU(10)는 "n - (n-1) < 임계값" 충족시 S70과 같이 ATF 워머 타이머 카운트를 지속하고, S80과 같이 오일온도도달 여부를 판단한다.

이를 위해ATF 워머 ECU(10)는 하기 식을 적용한다.

오일온도도달 판단 : 오일온도 = 냉각수온

그 결과 ECU(10)의 제어부(11)는 오일온도도달 판단시점에서 오일온도 센서(4-1)와 냉각수온 센서(4-2)의 온도 검출값이 같아질 때까지 온도 검출을 지속한 후 같아지는 시점에서 온도 검출을 중지한다.

이어서 상기 ATF 타이머 카운트 제어(S40~S91)는 S90과 같이 ATF 워머 타이머 카운트를 종료하고, S91과 같이 ATF 워머 작동시간을 산출함으로써 ATF 타이머 카운트 제어를 종료한다.

이로부터 ATF 워머 ECU(10)의 산출부(13)에서는 ATF 워머 작동시간을 ATF 워머 타이머 카운트 시간이 산출된다.

한편 상기 ATF 타이머 저장 제어(S100)는 ECU(10)의 산출부(13)에서 산출된 ATF 워머 타이머 카운트 시간을 서비스 코드로 생성한 후 저장한다. 이 경우 상기 서비스 코드는 ATF 워머 timer를 이용하여 Service $9 정보로 저장될 수 있다.

전술된 바와 같이, 본 실시예에 따른 ATF 워머 시스템(1)의 ATF 워머 시스템운영방법에는 엔진시동이 ATF 워머 ECU(10)에 의해 인식되면, ATF 워머(3)의 동작에 따른 작동시간이 모니터링된 후 작동시간을 서비스 코드로 생성 및 저장 해주는 ATF 워머 동작인식제어가 포함됨으로써 ATF 워머(3)의 주행기간 및 life cycle에 대한 모니터링으로 Active Off-Cycle Credit 요구사항인 북미 19MY 강화 OBD 법규 충족이 이루어진다.

1 : ATF 워머 시스템(Auto Transmission Fluid Warmer System)
2-1 : ATF 회로 2-2 : 냉각수 회로
3 : ATF 워머 4-1 : 오일온도 센서
4-2 : 냉각수온 센서 5 : 써머스텟(Thermostat)
6 : 변속기 7 : 엔진
8-1 : 라디에이터 8-2 : 워터펌프
9-1 : EGR 쿨러(Exhaust Gas Recirculation Cooler)
9-2 : 히터 9-3 : ETC(Electronic Throttle Control)
10 : ATF 워머 ECU(Electronic Control Unit)
11 : 제어부 13 : 산출부
15 : 저장부

Claims (20)

1. 엔진시동이 ATF 워머 ECU(Electronic Control Unit)에 의해 인식되면, ATF 워머(Auto Transmission Fluid Warmer)의 동작에 따른 작동시간을 모니터링 해주는 ATF 워머 동작인식제어가 포함되고,
   상기 ATF 워머 동작인식제어는, (A) 상기 엔진시동시 차량조건정보와 시스템조건정보 및 외부조건정보가 확인되는 ATF 모니터링제어 단계를 수행하며,
   상기 ATF 모니터링제어 단계는, (a-1) 상기 엔진시동시 엔진 RPM과 엔진 토크가 상기 차량조건정보로 검출되며, 냉각수온도와 오일온도 및 써머스탯 OPEN/CLOSE가 상기 시스템조건정보로 검출되고, 외기온도가 상기 외부조건정보로 검출되는 단계, (a-2) 상기 시스템조건정보에서 써머스탯 CLOSE가 확인되는 단계, (a-3) 상기 써머스탯 CLOSE시 상기 냉각수온도, 상기 오일온도, 상기 외기온도와 함께 엔진 soaking time을 확인하는 ATF 열교환기 모니터링 단계로 수행되는 것을 특징으로 하는 ATF 워머 시스템 운영방법.
   
2. 청구항 1에 있어서, 상기 ATF 워머 동작인식제어는 냉각수 회로가 엔진과 라디에이터 사이를 연결하지 않는 조건에서 이루어지는 것을 특징으로 하는 ATF 워머 시스템 운영방법.
   
3. 청구항 1에 있어서, 상기 작동시간은 ATF 워머 타이머 카운트 시간에 대한 서비스 코드로 생성되는 것을 특징으로 하는 ATF 워머 시스템 운영방법.
   
4. 청구항 1에 있어서, 상기 ATF 워머 동작인식제어는, 상기ATF 모니터링제어 단계에 이어, (B) 상기 ATF 워머의 상기 작동시간이 계산되는 ATF 타이머 카운트 제어 단계, (C) 상기 작동시간에 대한 서비스 코드가 생성되는 ATF 타이머 저장 제어 단계;
   로 구분되는 것을 특징으로 하는 ATF 워머 시스템 운영방법.
   
5. 삭제
6. 청구항 1에 있어서, 상기 ATF 열교환기 모니터링 단계는, (a-3-1) 상기 냉각수온도, 상기 오일온도, 상기 외기온도, 상기 엔진 soaking time을 엔진시동시 모니터링 설정 변수로 적용하여 각각의 엔진시동시 검출 값이 확인되는 단계, (a-3-2) 상기 검출 값의 확인 후 시간대기하는 재 검출조건 도달 판단 단계, (a-3-3) 상기 시간대기 후 재 검출된 상기 냉각수온도와 상기 오일온도로 상기 엔진시동시 검출 값을 업데이트 하여 엔진시동 후 검출 값으로 변경되는 단계
   로 이루어지는 것을 특징으로 하는 ATF 워머 시스템 운영방법.
   
7. 청구항 6에 있어서, 상기 시간대기는 분(minute)인 것을 특징으로 하는 ATF 워머 시스템 운영방법.
   
8. 청구항 6에 있어서, 상기 업데이트는 분(minute)단위로 이루어지는 것을 특징으로 하는 ATF 워머 시스템 운영방법.
   
9. 청구항 4에 있어서, 상기 ATF 타이머 카운트 제어 단계는, (b-1) 상기 차량조건정보로 검출된 엔진 RPM과 엔진 토크, 상기 시스템조건정보로 검출된 냉각수온도과 오일온도 및 써머스탯 OPEN/CLOSE, 상기 외부조건정보로 검출된 외기온도에 대한 조건 충족으로 ATF워머 타이머 제어 진입조건이 판단되는 단계, (b-2) 상기 ATF 워머 타이머 제어 진입조건 충족시 상기 ATF 워머의 상기 작동시간이 계산되는 ATF 워머 타이머 카운트 단계, (b-3) 상기 ATF 워머 타이머 카운트시 오일온도상승이 판단되는 단계, (b-4) 상기 오일온도상승시 상기 ATF 워머 타이머 카운트를 지속한 후 오일온도도달 여부가 판단되는 단계, (b-5) 상기 오일온도도달시 상기 ATF 워머 타이머 카운트가 종료되어 상기 작동시간이 ATF 워머 타이머 카운트 시간으로 산출되는 단계
   로 이루어지는 것을 특징으로 하는 ATF 워머 시스템 운영방법.
   
   
10. 청구항 9에 있어서, 상기 조건 충족은 상기 엔진 RPM, 상기 엔진 토크, 상기 냉각수온도, 상기 오일온도, 상기 써머스탯 CLOSE, 상기 외기온도의 각각에 모두 충족된 경우로 판단되는 것을 특징으로 하는 ATF 워머 시스템 운영방법.
    
11. 청구항 10에 있어서, 상기 냉각수온도와 상기 외기온도는 각각 최저 값과 최고 값이 적용되는 것을 특징으로 하는 ATF 워머 시스템 운영방법.
    
12. 청구항 10에 있어서, 상기 오일온도는 변속기오일온도의 임계값이 적용되는 것을 특징으로 하는 ATF 워머 시스템 운영방법.
    
13. 청구항 9에 있어서, 상기 오일온도상승에는 카운트 후 오일온도와 카운트 전 오일온도의 차에 대한 임계값이 적용되는 것을 특징으로 하는 ATF 워머 시스템 운영방법.
    
14. 청구항 13에 있어서, 상기 차는 10℃인 것을 특징으로 하는 ATF 워머 시스템 운영방법.
    
15. 청구항 9에 있어서, 상기 오일온도도달은 오일온도와 냉각수온이 같아지는 조건인 것을 특징으로 하는 ATF 워머 시스템 운영방법.
    
16. 청구항 4에 있어서, 상기 ATF 타이머 저장 제어 단계에서는 상기 서비스 코드가 저장되는 것을 특징으로 하는 ATF 워머 시스템 운영방법.
    
17. 청구항 1 내지 4 및 청구항 6 내지 16 중 어느 한 항에 의한 ATF 워머 시스템에 있어서,
    ATF 회로로 변속기에서 ATF 워머로 순환하는 변속기 오일과 냉각수 회로로 엔진을 순환하는 엔진냉각수의 열교환을 위해 엔진시동시 상기 냉각수 회로의 써머스텟(Thermostat)이 CLOSE되어 상기 ATF 워머가 동작되면, 상기 ATF 워머의 작동시간을 모니터링하고, 상기 작동시간에 대한 서비스 코드를 생성 및 저장해주는 ATF 워머 ECU(Electronic Control Unit)
    가 포함되는 것을 특징으로 하는 ATF 워머 시스템.
    
18. 청구항 17에 있어서, 상기 ATF 워머 ECU는 엔진 RPM, 엔진 토크, 냉각수온도, 변속기 오일온도, 써머스탯 CLOSE, 외기온도를 모니터링 인자로 하여 상기 모니터링을 위한 모니터링조건으로 적용하는 것을 특징으로 하는 ATF 워머 시스템.
    
19. 청구항 18에 있어서, 상기 모니터링조건은 상기 모니터링 인자가 모두 충족되는 경우인 것을 특징으로 하는 ATF 워머 시스템.
    
20. 청구항 18에 있어서, 상기 모니터링 인자 중 상기 냉각수온도와 상기 변속기 오일온도는 엔진시동시 검출 값이 시간 간격을 두고 업데이트되는 것을 특징으로 하는 ATF 워머 시스템.

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