KR102518738B1 - Method for controlling valve of integrated theraml management system for hybrid vehicle - Google Patents

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Abstract

본 발명은 HEV 자동차의 통합 열관리 시스템의 밸브 제어 방법에 관한 것으로, 특히 PHEV 자동차의 CD 주행 후 CS 천이 시, 통합유량밸브의 제어에 의해, 배기열 회수 단계를 거치지 않고 변속기 측 오일과의 열교환 단계로 진입함으로써 변속기 과온을 방지하면서 효과적인 엔진 웜업 제어를 실시할 수 있는 밸브 제어 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a valve control method of an integrated thermal management system of an HEV vehicle, and in particular, when a PHEV vehicle shifts from CD to CS, by controlling an integrated flow valve, heat exchange with transmission oil is performed without exhaust heat recovery. A valve control method capable of effective engine warm-up control while preventing overheating of a transmission by entering the valve.

Figure R1020180152501
Figure R1020180152501

Description

하이브리드 차량용 통합 열관리 시스템의 밸브 제어 방법 {METHOD FOR CONTROLLING VALVE OF INTEGRATED THERAML MANAGEMENT SYSTEM FOR HYBRID VEHICLE}Valve control method of integrated thermal management system for hybrid vehicle {METHOD FOR CONTROLLING VALVE OF INTEGRATED THERAML MANAGEMENT SYSTEM FOR HYBRID VEHICLE}

본 발명은 하이브리드 차량용 통합 열관리 시스템의 제어 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 하이브리드 차량용 통합 열관리 시스템에 포함되어, 각 출구 포트 별로 배출되는 냉각수 유량을 조절하기 위한 밸브를 제어하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a control method of an integrated thermal management system for a hybrid vehicle, and more particularly, to a method for controlling a valve included in the integrated thermal management system for a hybrid vehicle to adjust the flow rate of coolant discharged from each outlet port.

일반적으로 하이브리드 자동차라고 함은 서로 다른 두 종류 이상의 동력원을 효율적으로 조합하여 차량을 구동시키는 자동차를 말하는데, 대부분의 경우 연료를 사용하여 동력을 얻는 엔진과 전기로 구동되는 전기 모터로 구성된 시스템을 말한다.In general, a hybrid vehicle refers to a vehicle that drives a vehicle by efficiently combining two or more different types of power sources.

하이브리드 자동차는 차량이 가속을 할 때 전기 모터를 이용하여 동력을 보조하고, 자동 변속 제어를 통한 엔진의 최적 운전을 수행함으로써, 기존의 가솔린 엔진과 자동 변속기를 탑재한 차량에 비하여 우수한 연비를 얻을 수 있게 되는 것이다. 하이브리드 차량은 엔진, 구동모터 및 발전과 엔진 시동을 위하여 사용되는 제너레이터를 포함하는 변속기 구조를 갖는다. 이러한 변속기 구조는 초기 출발시 구동모터가 사용되며, 이는 초기 출발 영역인 낮은 RPM에서 구동모터의 효율이 우수하기 때문이다. 그리고, 일정 속도 이상에서는 제너레이터가 엔진을 시동하여 엔진의 출력과 구동모터의 출력을 동시에 이용한다.A hybrid vehicle assists power using an electric motor when the vehicle accelerates, and optimizes the engine operation through automatic transmission control, thereby achieving superior fuel efficiency compared to vehicles equipped with conventional gasoline engines and automatic transmissions. there will be A hybrid vehicle has a transmission structure including an engine, a driving motor, and a generator used for generating power and starting the engine. In this transmission structure, a drive motor is used at the initial start, and this is because the efficiency of the drive motor is excellent at a low RPM, which is the initial start range. In addition, at a certain speed or higher, the generator starts the engine and simultaneously uses the output of the engine and the output of the driving motor.

한편, 친환경 자동차로써 전기자동차와 같이, 배터리에 전류를 충전하고, 충전된 전력을 이용하는 플러그인 하이브리드 자동차(Plug-in Hybrid Electric Vehecle, 이하, 'PHEV'라 통칭함)가 있다. 이러한 플러그인 자동차는 배터리 에너지를 방전하면서 모터로 EV주행하는 모드인 CD(Charge-Depleting) 모드와 배터리 충전상태 유지를 위해 엔진을 사용하여 EV 모드와 HEV 모드를 적절히 가변 제어하면서 주행하는 CS(Charge-Sustaining) 모드를 가진다.On the other hand, as an eco-friendly vehicle, there is a plug-in hybrid electric vehicle (hereinafter collectively referred to as 'PHEV') that charges a battery with current and uses the charged power, like an electric vehicle. These plug-in vehicles use the CD (Charge-Depleting) mode, which is a mode in which the EV is driven by the motor while discharging battery energy, and the CS (Charge-Depleting) mode, which is driven by appropriately variably controlling the EV mode and HEV mode using the engine to maintain the battery's state of charge. Sustaining) mode.

이러한 하이브리드 자동차에서는 내부 부품들 간의 효율적인 열관리를 위해 냉각수 유량 및 냉각 회로 제어를 실시할 수 있도록 통합 열관리 시스템이 구비된다. 이러한 통합 열관리 시스템은 엔진 냉각수와 변속기 오일 간의 열교환을 실시하거나 배기열을 회수하여 실내 난방 또는 엔진 웜업에 사용하기 위한 회로 구성을 포함하며, 그 냉각수 유량을 적절히 조절하기 위한 밸브들을 포함한다.In such a hybrid vehicle, an integrated thermal management system is provided to control a cooling water flow rate and a cooling circuit for efficient thermal management between internal parts. This integrated thermal management system includes a circuit configuration for performing heat exchange between engine cooling water and transmission oil or recovering exhaust heat to use for indoor heating or engine warm-up, and includes valves for appropriately adjusting the flow rate of the cooling water.

이러한 통합 열관리 시스템에는 다수의 출구 포트를 갖는 밸브가 포함될 수 있으며, 이 밸브는 모터를 이용하여 냉각수 유량 및 회로 제어를 실시하고, 이를 통해 웜업 성능 개선등 통합 열관리 기능을 제공하게 된다.The integrated thermal management system may include a valve having a plurality of outlet ports, and the valve controls the coolant flow rate and circuit using a motor, thereby providing an integrated thermal management function such as improving warm-up performance.

또한, 이러한 밸브 제어를 통해, 차량 저중속 운전 시에는 냉각수온 상향 제어를 실시하고, 고속 및 고부하 운전 시에는 냉각수온하향 제어 (최적 냉각수온 제어)를 실시하게 된다.In addition, through such valve control, the cooling water temperature is controlled to increase during low-medium speed driving, and the cooling water temperature is controlled to decrease (optimal cooling water temperature control) during high-speed and high-load driving.

이와 관련, 가솔린 및 HEV 차량은 주행 초기 엔진 웜업을 위하여 밸브 조정을 통해 배기열 회수 제어에 진입하게 된다.In this regard, gasoline and HEV vehicles enter exhaust heat recovery control through valve adjustment in order to warm up the engine at the initial stage of driving.

한국 공개 특허 제10-2018-0056027 (2018. 05. 28.)Korean Patent Publication No. 10-2018-0056027 (2018. 05. 28.)

플러그인하이브리드 차량의 경우 CD모드 주행 후 CS 모드에 진입하게 된다. 이 때 CS 모드에서 엔진이 동작 시, 빠른 엔진 웜업을 위해, 배기열 회수 장치에 연결된 밸브를 개방하는 경우, CD 주행에 따라 온도가 상승한 변속기는 과온 상태에 빠질 가능성이 존재한다. 즉, 배기열 회수 제어 시, 변속기 측으로 추가적인 열이 공급되어 변속기 오일 온도가 과도하게 높아질 가능성이 있다.In the case of a plug-in hybrid vehicle, after driving in CD mode, it enters CS mode. At this time, when the engine is operating in the CS mode and a valve connected to the exhaust heat recovery device is opened for quick engine warm-up, the transmission whose temperature has risen according to CD driving may fall into an overtemperature state. That is, when exhaust heat recovery is controlled, additional heat is supplied to the transmission side, so the transmission oil temperature may become excessively high.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명에서는 PHEV 차량의 효율적인 열 관리를 위하여 변속기 온도와 엔진 및 전기동력부품의 냉각 수온을 고려하여 CD 주행 후 CS 천이 시 효과적으로 밸브 제어를 실시하고자 하는 것에 특징이 있다.The present invention has been devised to solve the above problems. In the present invention, for efficient heat management of a PHEV vehicle, the valve control is effectively performed during CS transition after CD driving in consideration of the transmission temperature and the cooling water temperature of the engine and electric power parts. What you want to do is characteristic.

특히, 본 발명에서는 변속기 온도가 일정 수준 이상일 경우, 변속기 온도가 불필요하게 상승하지 않는 범위에서 엔진 냉각수 웜업을 실시하고자 하는 것에 또 다른 특징이 있다.In particular, another feature of the present invention is that the engine coolant warm-up is performed within a range in which the transmission temperature does not rise unnecessarily when the transmission temperature is above a certain level.

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 바람직한 일 실시예에서는, PHEV 자동차의 CD 주행 후 CS 천이 시, 통합유량밸브의 제어에 의해, 배기열 회수 단계를 거치지 않고 변속기 측 오일과의 열교환 단계로 진입하는 방안을 제공하는 것에 특징이 있다.In order to achieve the above object, in a preferred embodiment of the present invention, when a PHEV vehicle moves from CD to CS, the control of the integrated flow valve enters the heat exchange step with transmission oil without passing through the exhaust heat recovery step. It is characterized by providing a way to do it.

이를 위해, 본 발명에서는 차량 시동 후 엔진 냉각수온이 미리설정된 제1기준값(X1)과 비교하는 엔진 냉각수온 확인 단계; 상기 엔진 냉각수온 확인 단계에서, 엔진 냉각수온이 상기 제1기준값(X1) 보다 작은 경우, 엔진 온 상태인지를 확인하는 단계; 엔진 온 상태인 것으로 확인된 경우, 변속기 유온을 미리 설정된 제2기준값(Y1)과 비교하는 변속기 유온 비교 단계; 및 상기 변속기 유온이 상기 제2기준값(Y1) 보다 큰 경우 변속기 오일 측과 열교환 가능하도록 제1 밸브를 개방하는 제1 밸브 개방 단계;를 포함하는 하이브리드 차량용 통합 열관리 시스템의 밸브 제어 방법을 제공한다.To this end, the present invention includes an engine cooling water temperature check step of comparing the engine cooling water temperature with a preset first reference value X1 after starting the vehicle; In the engine cooling water temperature checking step, when the engine cooling water temperature is lower than the first reference value X1, checking whether the engine is in an on state; When it is confirmed that the engine is on, the transmission oil temperature comparison step of comparing the transmission oil temperature with a preset second reference value (Y1); and a first valve opening step of opening a first valve to enable heat exchange with the transmission oil side when the transmission oil temperature is greater than the second reference value Y1.

또한, 상기 제1 밸브 개방 단계는 변속기 유온과 엔진 냉각수온의 차이가 미리 설정된 온도 범위를 벗어나는 경우에만 실시되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량용 통합 열관리 시스템의 밸브 제어 방법을 제공한다.In addition, the valve control method of the integrated thermal management system for a hybrid vehicle, characterized in that the first valve opening step is performed only when the difference between the transmission fluid temperature and the engine coolant temperature is out of a preset temperature range.

또한, 상기 변속기 유온과 엔진 냉각수온의 차이가 미리 설정된 온도 범위 내인 경우, 엔진 냉각수온에 따라 미리 설정된 노멀 통합유량밸브 제어를 실시하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량용 통합 열관리 시스템의 밸브 제어 방법을 제공한다.In addition, when the difference between the transmission fluid temperature and the engine coolant temperature is within a preset temperature range, a preset normal integrated flow valve control is performed according to the engine coolant temperature. .

또한, 상기 변속기 유온 비교 단계에서는, 변속기 유온 비교와 함께 전기동력부품(PE) 냉각수온을 미리 설정된 제3기준값(Z1)과 비교하고, 상기 변속기 유온이 상기 제2기준값(Y1) 보다 크고, 상기 전기동력부품(PE) 냉각수온이 상기 제3기준값(Z1) 보다 더 큰 경우에만 상기 제1 밸브를 개방하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량용 통합 열관리 시스템의 밸브 제어 방법을 제공한다.In addition, in the transmission oil temperature comparison step, the electric power part (PE) coolant temperature is compared with a preset third reference value (Z1) together with the transmission oil temperature comparison, the transmission oil temperature is greater than the second reference value (Y1), Provided is a valve control method of an integrated thermal management system for a hybrid vehicle, characterized in that the control to open the first valve only when the temperature of the cooling water of the electric power component (PE) is greater than the third reference value (Z1).

또한, 상기 변속기 유온이 상기 제2기준값(Y1) 보다 크고, 상기 전기동력부품(PE) 냉각수온이 상기 제3기준값(Z1) 보다 더 큰 경우, CD 모드 주행 이후 CS 모드로 모드 천이가 발생한 것으로 판정하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량용 통합 열관리 시스템의 밸브 제어 방법을 제공한다.In addition, when the transmission fluid temperature is greater than the second reference value (Y1) and the electric power part (PE) coolant temperature is greater than the third reference value (Z1), it is assumed that the mode transition to the CS mode has occurred after driving in the CD mode. Provided is a valve control method of an integrated thermal management system for a hybrid vehicle, characterized in that the determination is made.

또한, 상기 제1 밸브 개방 단계에서는, 배기열 회수장치 측으로 연결되는 제2 밸브의 개도량이 최소가 되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량용 통합 열관리 시스템의 밸브 제어 방법을 제공한다.In addition, in the opening of the first valve, a valve control method of an integrated thermal management system for a hybrid vehicle is provided, wherein the opening amount of the second valve connected to the exhaust heat recovery device is minimized.

또한, 상기 제1 밸브는 ATF 워머 밸브인 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량용 통합 열관리 시스템의 밸브 제어 방법을 제공한다.In addition, the first valve provides a valve control method of an integrated thermal management system for a hybrid vehicle, characterized in that the ATF warmer valve.

또한, 상기 변속기 유온이 상기 제2기준값(Y1) 보다 작은 경우, 배기열 회수장치와 냉각수가 열교환할 수 있도록 제2 밸브를 개방하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량용 통합 열관리 시스템의 밸브 제어 방법을 제공한다.In addition, when the transmission oil temperature is lower than the second reference value (Y1), opening a second valve to allow heat exchange between the exhaust heat recovery device and the coolant; Provides a control method.

또한, 상기 제2 밸브는 배기열 회수 밸브인 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량용 통합 열관리 시스템의 밸브 제어 방법을 제공한다.In addition, the second valve provides a valve control method of an integrated thermal management system for a hybrid vehicle, characterized in that the exhaust heat recovery valve.

또한, 상기 엔진 냉각수온 확인 단계에서, 엔진 냉각수온이 상기 제1기준값(X1) 보다 큰 경우, 엔진 냉각수온에 따라 미리 설정된 노멀 통합유량밸브 제어를 실시하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량용 통합 열관리 시스템의 밸브 제어 방법을 제공한다.In addition, in the step of checking the engine coolant temperature, when the engine coolant temperature is greater than the first reference value (X1), a preset normal integrated flow valve control is performed according to the engine coolant temperature. A valve control method is provided.

본 발명은 PHEV 차량의 주행 특성을 고려하여 CD 모드 - CS 모드 간의 모드 천이 시 효율적인 열관리 제어를 수행함으로써, ATF(Automatic Transmission Fluid) 유온이 과도하게 상승하는 것을 방지할 수 있어 주행 성능을 개선할 수 있는 효과가 있다.The present invention can improve driving performance by preventing an excessive rise in ATF (Automatic Transmission Fluid) oil temperature by performing efficient thermal management control during mode transition between CD mode and CS mode in consideration of the driving characteristics of a PHEV vehicle. There is an effect.

또한, 본 발명에 따르면, 열유동 제어 효율성 극대화를 통해 연비를 개선할 수 있는 효과가 있다.In addition, according to the present invention, there is an effect of improving fuel efficiency through maximization of heat flow control efficiency.

도 1은 본 발명의 바람직한 구현예에 따른 밸브 제어 방법을 적용할 수 있는 통합 열관리 시스템의 예를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 구현예에 따른 하이브리드 차량용 통합 열관리 시스템의 밸브 제어 방법을 구체적으로 도시하고 있는 순서도이다.
1 shows an example of an integrated thermal management system to which a valve control method according to a preferred embodiment of the present invention can be applied.
FIG. 2 is a flowchart illustrating a valve control method of an integrated thermal management system for a hybrid vehicle according to a preferred embodiment of the present invention.

앞서, 설명한 것처럼, 본 발명은 CD 모드와 CS 모드 간의 모드 천이가 이루어지는 PHEV 자동차에 적용할 수 있는 제어 방법이며, 특히 배기열 회수 장치과의 열교환 및 변속기 측 오일과의 열교환이 이루어질 수 있는 회로를 포함하고, 이들 회로에 유입되는 냉각수 유량을 조절할 수 있는 밸브를 포함하는 통합 열관리 시스템에서의 밸브 제어 방법에 관한 것이다.As described above, the present invention is a control method applicable to a PHEV vehicle in which a mode transition between the CD mode and the CS mode is made, and in particular, a circuit capable of exchanging heat with an exhaust heat recovery device and with oil at the transmission side, and , It relates to a valve control method in an integrated thermal management system including a valve capable of adjusting the flow rate of cooling water flowing into these circuits.

특히, 본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 1개의 입구 포트와 3 개의 출구 포트를 갖는 통합유량밸브(ITM)을 포함하는 통합 열관리 시스템을 기준으로 설명하고 있으나, 본 발명은 이러한 예에 한정되는 것은 아니며, 각 회로로 냉각수 유량을 조절할 수 있는 밸브류를 포함하는 구성이라면 제한 없이 적용할 수 있는 것으로 해석해야 한다. 또한, 각 밸브들은 개별적인 모터에 의해 구동되는 예를 포섭할 수 있으며, 하나의 모터에 의해 개도가 제어되는 4-웨이 밸브와 같은 형태의 밸브에도 적용될 수 있다.In particular, according to a preferred embodiment of the present invention, an integrated thermal management system including an integrated flow valve (ITM) having one inlet port and three outlet ports is described as a standard, but the present invention is not limited to this example. It is not, and if it is a configuration that includes valves that can control the flow rate of cooling water in each circuit, it should be interpreted as being applicable without limitation. In addition, each valve may include an example in which each valve is driven by an individual motor, and may be applied to a valve in the form of a 4-way valve whose opening is controlled by one motor.

이하 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 바람직한 구현예에 따른 하이브리드 차량용 통합 열관리 시스템의 밸브 제어 방법을 상세하게 설명한다. Hereinafter, a valve control method of an integrated thermal management system for a hybrid vehicle according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 바람직한 구현예에 따른 밸브 제어 방법을 적용할 수 있는 통합 열관리 시스템의 예를 도시한 것이다.1 shows an example of an integrated thermal management system to which a valve control method according to a preferred embodiment of the present invention can be applied.

본 발명에 적용될 수 있는 통합 열관리 시스템은 엔진, 변속기 측과 열교환이 가능하도록 냉각수 유량을 적절히 제어하는 통합유량밸브(110)를 포함한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 이러한 통합유량밸브(110)는 메인 바디(111)에 연결된 1개의 입구 포트와 3개의 출구 포트를 포함할 수 있으며, 바람직하게는 각 출구 포트에는 각각 밸브(112, 113, 114)가 설치된다.An integrated thermal management system that can be applied to the present invention includes an integrated flow valve 110 that appropriately controls the flow rate of coolant to enable heat exchange with the engine and transmission side. As shown in FIG. 1, the integrated flow valve 110 may include one inlet port and three outlet ports connected to the main body 111, and preferably each outlet port has a valve 112, 113, 114) are installed.

구체적으로, 워터 펌프(127)를 통해 실린더 블록(128) 및 실린더 헤드(129) 측을 통과한 냉각수는 직접 또는 EGR 쿨러(130)를 거쳐 통합유량밸브(110)의 입구 포트 측으로 유입된다. 또한, 상기 통합유량밸브(110)에는 3개의 출구 포트를 포함하는데, 각 출구 포트에는 배기열 회수 장치(122), ATF 워머(124) 및 라디에이터(126)가 각각 연결된다.Specifically, the coolant passing through the cylinder block 128 and the cylinder head 129 through the water pump 127 is introduced directly or via the EGR cooler 130 to the inlet port of the integrated flow valve 110. In addition, the integrated flow valve 110 includes three outlet ports, and the exhaust heat recovery device 122, the ATF warmer 124, and the radiator 126 are connected to each outlet port, respectively.

특히, 배기열 회수 장치(122)는 배기열 회수 밸브(제2 밸브: 112)에 연결되며, 배기열 회수 밸브(112)를 통과한 냉각수는 전기구동펌프(121)에 의해 배기열 회수 장치(122)와 열교환을 실시하게 된다. 또한, 배기열 회수 장치(122)의 후단에는 히터 코어(123) 측과 연결되어 배기열을 이용하여 실내 난방이 이루어지도록 구성된다.In particular, the exhaust heat recovery device 122 is connected to the exhaust heat recovery valve (second valve: 112), and the cooling water passing through the exhaust heat recovery valve 112 exchanges heat with the exhaust heat recovery device 122 by the electric drive pump 121. will carry out In addition, the rear end of the exhaust heat recovery device 122 is connected to the heater core 123 so that indoor heating is performed using exhaust heat.

ATF 워머(124) 및 오일 워머(125)는 ATF 워머 밸브(제1 밸브: 113)에 연결되며, 이 밸브를 개방함에 따라 변속기 측 오일과 열교환이 이루어지게 된다.The ATF warmer 124 and the oil warmer 125 are connected to the ATF warmer valve (first valve: 113), and as the valve is opened, heat is exchanged with transmission-side oil.

또한, 라디에이터 밸브(제3 밸브: 114)는 라디에이터(126) 측과 연결되며, 따라서 라디에이터 밸브(114)를 개방시켜 냉각수 온도를 하강시키게 된다.In addition, the radiator valve (third valve: 114) is connected to the radiator 126 side, and thus the radiator valve 114 is opened to lower the coolant temperature.

한편, 도시되지는 않았으나, 인버터와 컨버터와 같은 전력 변환 장치를 포함하는 전기 동력 부품 (Power Electronics(P/E) 부품)을 냉각하기 위한 냉각 회로 또한 포함될 수 있다.Meanwhile, although not shown, a cooling circuit for cooling electric power components (Power Electronics (P/E) components) including power conversion devices such as inverters and converters may also be included.

따라서, 도 1의 시스템에서는 통합유량밸브(110)의 제1 밸브, 제2 밸브 및 제3 밸브의 개폐를 제어함으로써, 차량의 운전 상태에 따라 적절한 열관리 제어를 선택적으로 실시할 수 있도록 구현할 수 있다.Therefore, in the system of FIG. 1, by controlling the opening and closing of the first valve, the second valve, and the third valve of the integrated flow valve 110, appropriate thermal management control can be selectively implemented according to the driving state of the vehicle. .

이러한 통합 열관리 시스템의 제어에 있어서, 본 발명에서는 PHEV 차량의 주행 특성, 즉, CD 모드 주행 후 CS 모드로의 천이가 이루어지는 것을 고려한 통합유량밸브 제어를 실시하는 것에 특징이 있다. 따라서, 엔진 냉각수온 및 변속기 유온과 P/E 냉각수온 차이로부터 CD 모드 주행 여부를 판단하여 통합유량밸브 제어에 반영하는 것에 특징이 있다.In the control of such an integrated thermal management system, the present invention is characterized in that the integrated flow valve control is performed in consideration of the driving characteristics of the PHEV vehicle, that is, the transition to the CS mode after driving in the CD mode. Therefore, it is characterized by determining whether to drive in the CD mode from the difference between the engine coolant temperature, the transmission oil temperature and the P/E coolant temperature, and reflecting it to the integrated flow valve control.

구체적으로, 본 발명에서는 변속기 유온이 높고 엔진 냉각수온이 낮은 주행 상황에서 엔진 On 시 배기열 회수 단계를 거치지 않도록 구성함으로써, 추가적인 열이 유입되는 것을 방지한다. 이를 통해, 배기열 회수 장치(122)와의 열 교환을 배제한 채, ATF 워머(124)를 통한 열교환만을 실시함으로써, 변속기 과온을 방지하고 적절한 엔진 웜업을 실시할 수 있는 효과를 달성할 수 있다.Specifically, in the present invention, in a driving situation where the transmission oil temperature is high and the engine coolant temperature is low, the exhaust heat recovery step is not performed when the engine is turned on, thereby preventing additional heat from being introduced. Through this, by excluding heat exchange with the exhaust heat recovery device 122 and only exchanging heat through the ATF warmer 124, it is possible to prevent overheating of the transmission and to properly warm up the engine.

이와 관련, 도 2에서는 도 1의 시스템에서 열관리 제어를 위해 각 밸브들을 제어하는 구체적인 제어 방법을 상세하게 도시하고 있다.In this regard, FIG. 2 shows a specific control method for controlling each valve for thermal management control in the system of FIG. 1 in detail.

도 2를 참조하면, 단계 S210을 통해 차량 시동 후 엔진 냉각수온이 충분히 낮은 상황, 즉 시동 초기라서 엔진 웜업이 필요한 상황인지를 판단한다. 이와 관련, 제1 엔진 냉각수 온도(X1)은 엔진 웜업 필요 여부를 판정할 수 있는 정도로 충분히 낮은 온도로 설정된다.Referring to FIG. 2 , after starting the vehicle through step S210, it is determined whether the engine coolant temperature is sufficiently low, that is, a situation in which engine warm-up is required due to the initial stage of startup. In this regard, the first engine cooling water temperature X1 is set to a sufficiently low temperature to determine whether or not the engine needs to be warmed up.

단계 S210을 통해 엔진 냉각수 온도가 X1 보다 작은 것으로 판단되었다면, 엔진 웜업을 위한 제어 단계 S220 ~ S241이 수행된다. 반면, 단계 S210을 통해 엔진 냉각수 온도가 X1 보다 큰 것으로 판단되었다면, 엔진 냉각수 온도에 따라 통합유량밸브 제어를 실시하는 과정 S211 내지 S218이 적용된다. 단계 S211 내지 S218은 엔진냉각수 온도에 따라 통합유량밸브(110)를 제어하는 단계들로써, 시동 초기 엔진 및 변속기/PE 냉각수온이 일정 수준 이상인 경우, 주행 후 제시동이거나 CS 모드 주행 중으로 판단하여 엔진 냉각수온을 기준으로 히터 코어(123) 측으로의 밸브를 개방하거나, ATF 워머 밸브(113)를 개방거나 엔진 효율 최적 제어를 실시하는 방식의 제어를 포함할 수 있다.If it is determined through step S210 that the engine coolant temperature is lower than X1, control steps S220 to S241 for engine warm-up are performed. On the other hand, if it is determined through step S210 that the engine coolant temperature is higher than X1, steps S211 to S218 for performing integrated flow valve control according to the engine coolant temperature are applied. Steps S211 to S218 are steps for controlling the integrated flow valve 110 according to the temperature of the engine coolant. When the temperature of the engine and transmission/PE coolant at the initial stage of startup is above a certain level, it is determined that the engine coolant is in motion or CS mode driving after driving. Control may include a method of opening a valve toward the heater core 123 on the basis of being turned on, opening the ATF warmer valve 113, or performing optimum engine efficiency control.

이와 관련, 단계 S212 내지 단계 S218의 경우, 종래 가솔린 차량 또는 HEV 차량에서도 사용되고 있던 제어 방식으로, 본 명세서에서는 이에 대한 상세한 설명은 생략한다. 다만, 편의를 위해, 이러한 일련의 단계 S211(또는 S212) 내지 S218을 노멀 통합유량밸브 제어라 칭하고, 이는 X2(>X1), X3(>X2), X4(>X3)와 같이 설정된 엔진 냉각수온에 따라 미리 설정된 제어 로직을 의미하는 것으로 한다. 따라서, 본 발명에서 노멀 통합유량밸브 제어라 함은 위 단계 S211(또는 S212) 내지 S218의 제어를 의미한다.In this regard, steps S212 to S218 are control schemes that have been used in conventional gasoline vehicles or HEV vehicles, and detailed descriptions thereof are omitted in the present specification. However, for convenience, these series of steps S211 (or S212) to S218 are referred to as normal integrated flow valve control, which is the engine coolant temperature set as X2 (>X1), X3 (>X2), X4 (>X3) It is meant to mean a control logic preset according to. Therefore, in the present invention, the normal integrated flow valve control means the control of the above steps S211 (or S212) to S218.

한편, 단계 S210을 통해 엔진 냉각수 온도가 X1 보다 작은 것으로 판단되었다면, 엔진이 ON 상태인지를 확인한다. 엔진이 OFF 상태라면 엔진 웜업이 불필요한 상태이므로, 다시 엔진 냉각수 온도를 모니터링하는 과정으로 복귀한다. 반면 엔진이 ON 상태인 것으로 확인되었다면 엔진 웜업을 위한 후속 단계들이 수행된다.Meanwhile, if it is determined that the engine cooling water temperature is lower than X1 through step S210, it is determined whether the engine is in an ON state. If the engine is OFF, engine warm-up is unnecessary, so the process of monitoring the engine coolant temperature is returned. On the other hand, if the engine is confirmed to be in the ON state, subsequent steps for engine warm-up are performed.

구체적으로, 단계 S230에서와 같이, 변속기 유온 및 PE 냉각수 온도가 기준값들(Y1, Z1) 이상인지 여부를 확인하는 단계가 실시될 수 있다. 이와 관련, 도 2의 예에서는 변속기 유온과 PE 냉각수온을 함께 모니터링하는 예를 도시하였으나, 도 2의 예에서와는 달리, 변속기 유온을 그에 대한 기준값(Y1) 이상인지 여부 만을 판정하도록 구성할 수도 있다. 이는 변속기 유온과 PE 냉각수온을 모두 모니터링함으로써 CD 모드 주행 후 CS 모드 천이임을 보다 정확하게 판단할 수 있기는 하지만, 변속기 유온만을 확인하더라도 실제적으로 변속기 유온이 과도하게 상승하는 것을 방지할 수 있는 효과를 달성할 수 있기 때문이다.Specifically, as in step S230, a step of checking whether the transmission fluid temperature and the PE coolant temperature are equal to or greater than the reference values Y1 and Z1 may be performed. In this regard, in the example of FIG. 2, an example of monitoring both the transmission oil temperature and the PE coolant temperature is shown, but unlike the example of FIG. Although it is possible to more accurately determine the CS mode transition after driving in CD mode by monitoring both the transmission oil temperature and the PE coolant temperature, it achieves the effect of preventing the transmission oil temperature from rising excessively even if only the transmission oil temperature is checked. Because you can.

단계 S230에서, 변속기 유온과 PE 냉각수온이 그 기준값들 (Y1, Z1) 보다 각각 작은 것으로 확인되었다면, 시동 초기 CS 모드로 판단할 수 있다. 따라서, 이러한 경우에는 배기열 회수 밸브(제2 밸브)를 개방하여 배기열 회수를 통해 엔진 웜업 제어를 실시하게 된다 (S231). 여기서, 변속기 유온이 그 기준값(Y1) 보다 작은 것만으로도 배기열 회수 밸브(112)를 개방하는 제어를 동일하게 실시할 수 있다는 점은 앞서 설명한 바와 같다. In step S230, if it is confirmed that the transmission oil temperature and the PE coolant temperature are lower than the reference values Y1 and Z1, respectively, it may be determined that the CS mode is the initial start-up. Therefore, in this case, the exhaust heat recovery valve (second valve) is opened to perform engine warm-up control through exhaust heat recovery (S231). Here, it is as described above that the same control for opening the exhaust heat recovery valve 112 can be performed only when the transmission oil temperature is lower than the reference value Y1.

단계 S230에서, 변속기 유온과 PE 냉각수온 중 어느 하나가 그 기준값(Y1, Z1) 보다 큰 것으로 확인되었다면, 변속기 유온과 엔진 냉각수온의 차이가 일정 온도 범위(ΔT) 이내인지를 판단하게 된다. 이 때, 변속기 유온과 엔진 냉각수온의 차이가 일정 온도 범위(ΔT) 이내인 경우, 엔진 온도가 충분히 상승하였다고 볼 수 있으며, 따라서 이러한 경우에는 엔진 냉각수온에 따라 통합유량밸브 제어를 실시하는 단계 S211 내지 S218 로 복귀하게 된다.In step S230, if it is determined that one of the transmission oil temperature and the PE coolant temperature is greater than the reference values Y1 and Z1, it is determined whether the difference between the transmission oil temperature and the engine coolant temperature is within a certain temperature range ΔT. At this time, if the difference between the transmission oil temperature and the engine cooling water temperature is within a certain temperature range (ΔT), it can be considered that the engine temperature has sufficiently risen. to S218.

반면, 해당 온도 범위(ΔT)를 벗어나는 경우, 변속기 유온과 엔진 냉각수온의 차이가 일정 온도 범위(ΔT) 이내를 유지할 수 있도록 ATF 워머(124)를 이용한 열교환 제어를 실시하게 된다. On the other hand, if it is out of the corresponding temperature range (ΔT), the heat exchange control is performed using the ATF warmer 124 so that the difference between the transmission oil temperature and the engine coolant temperature can be maintained within a certain temperature range (ΔT).

본 단계 S240 ~ S241에서는 배기열 회수 단계를 거치지 않고 ATF 워머 단계로 직접 진입하도록 통합유량밸브를 제어하게 된다. In these steps S240 to S241, the integrated flow valve is controlled to directly enter the ATF warmer step without going through the exhaust heat recovery step.

구체적으로, 단계 S241에 도시된 바와 같이, 통합유량밸브의 ATF 워머 밸브(제1 밸브: 113)가 개방된다. 이 때, 배기열 회수 밸브(제2 밸브)에 대한 개별 제어가 가능한 경우라면 배기열 회수 밸브는 폐쇄된 상태로 유지되는 것이 바람직하다. 반면, 통합유량밸브가 하나의 모터에 의해 각 밸브 개도들이 미리 설정된 양만큼 제어되는 형태라면, 배기열 회수 장치 측으로 흐르는 유량이 최소화될 수 있도록 밸브 개도를 조절하는 것이 바람직하다.Specifically, as shown in step S241, the ATF warmer valve (first valve: 113) of the integrated flow valve is opened. At this time, if individual control of the exhaust heat recovery valve (second valve) is possible, the exhaust heat recovery valve is preferably maintained in a closed state. On the other hand, if the integrated flow valve is a type in which each valve opening is controlled by a preset amount by a single motor, it is preferable to adjust the valve opening to minimize the flow rate flowing toward the exhaust heat recovery device.

따라서, 변속기 유온이 과온인 경우, 변속기 측 오일이 엔진 냉각수와 열교환함으로써 냉각되는 효과를 기대할 수 있으며, 배기열 회수 제어를 생략함으로써 추가적인 열원 유입을 방지하여 변속기 유온이 과도하게 상승하지 않도록 제어할 수 있게 된다. 또한, 저온의 엔진 냉각수가 제1 밸브 측으로 유입됨에 따라 실질적인 변속기 냉각 효과를 발휘할 수 있다.Therefore, when the transmission oil temperature is over-temperature, the effect of cooling the transmission oil by exchanging heat with the engine coolant can be expected, and by omitting the exhaust heat recovery control, the inflow of additional heat sources is prevented so that the transmission oil temperature can be controlled so that the transmission oil temperature does not rise excessively. do. In addition, as the low-temperature engine cooling water flows into the first valve side, a substantial transmission cooling effect may be exhibited.

본 발명은 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자는 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명의 요소들에 대한 수정 및 변경의 가능함을 이해할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명의 필수적인 영역을 벗어나지 않는 범위 내에서 특별한 상황들이나 재료에 대하여 많은 변경이 이루어질 수 있다. 그러므로, 본 발명은 본 발명의 바람직한 실시 예의 상세한 설명으로 제한되지 않으며, 첨부된 특허청구범위 내에서 모든 실시 예들을 포함할 것이다.Although the present invention has been described with reference to preferred embodiments, those skilled in the art will understand that modifications and changes to elements of the present invention are possible without departing from the scope of the present invention. In addition, many changes may be made to special circumstances or materials without departing from the essential scope of the present invention. Therefore, the present invention is not limited to the detailed description of the preferred embodiments of the present invention, but will include all embodiments within the scope of the appended claims.

110: 통합유량밸브 111: 메인 바디
112: 배기열 회수 밸브(제2 밸브) 113: ATF 워머 밸브(제1 밸브)
114: 라디에이터 밸브(제3 밸브) 121: 전기구동펌프
122: 배기열 회수 장치 123: 히터 코어
124: ATF 워머 125: 오일 워머
126: 라디에이터 127: 워터 펌프
128: 실린더 블록 129: 실린더 헤드
130: EGR 쿨러
110: integrated flow valve 111: main body
112: exhaust heat recovery valve (second valve) 113: ATF warmer valve (first valve)
114: radiator valve (third valve) 121: electric drive pump
122: exhaust heat recovery device 123: heater core
124: ATF warmer 125: oil warmer
126: radiator 127: water pump
128: cylinder block 129: cylinder head
130: EGR cooler

Claims (10)

차량 시동 후 엔진 냉각수온이 미리설정된 제1기준값(X1)과 비교하는 엔진 냉각수온 확인 단계;
상기 엔진 냉각수온 확인 단계에서, 엔진 냉각수온이 상기 제1기준값(X1) 보다 작은 경우, 엔진 온 상태인지를 확인하는 단계;
엔진 온 상태인 것으로 확인된 경우, 변속기 유온을 미리 설정된 제2기준값(Y1)과 비교하는 변속기 유온 비교 단계; 및
상기 변속기 유온이 상기 제2기준값(Y1) 보다 큰 경우 변속기 오일 측과 열교환 가능하도록 제1 밸브를 개방하는 제1 밸브 개방 단계;를 포함하는 하이브리드 차량용 통합 열관리 시스템의 밸브 제어 방법.
checking the engine cooling water temperature after starting the vehicle and comparing the engine cooling water temperature with a preset first reference value (X1);
In the engine cooling water temperature checking step, when the engine cooling water temperature is lower than the first reference value X1, checking whether the engine is in an on state;
When it is confirmed that the engine is on, the transmission oil temperature comparison step of comparing the transmission oil temperature with a preset second reference value (Y1); and
A valve control method of an integrated thermal management system for a hybrid vehicle, comprising: opening a first valve to enable heat exchange with transmission oil when the transmission oil temperature is greater than the second reference value (Y1).
청구항 1에 있어서,
상기 제1 밸브 개방 단계는 변속기 유온과 엔진 냉각수온의 차이가 미리 설정된 온도 범위를 벗어나는 경우에만 실시되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량용 통합 열관리 시스템의 밸브 제어 방법.
The method of claim 1,
The valve control method of the integrated thermal management system for a hybrid vehicle, characterized in that the first valve opening step is performed only when the difference between the transmission oil temperature and the engine coolant temperature is out of a preset temperature range.
청구항 2에 있어서,
상기 변속기 유온과 엔진 냉각수온의 차이가 미리 설정된 온도 범위 내인 경우, 엔진 냉각수온에 따라 미리 설정된 노멀 통합유량밸브 제어를 실시하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량용 통합 열관리 시스템의 밸브 제어 방법.
The method of claim 2,
When the difference between the transmission oil temperature and the engine coolant temperature is within a preset temperature range, a preset normal integrated flow valve control is performed according to the engine coolant temperature. Valve control method of an integrated thermal management system for a hybrid vehicle.
청구항 1에 있어서,
상기 변속기 유온 비교 단계에서는, 변속기 유온 비교와 함께 전기동력부품(PE) 냉각수온을 미리 설정된 제3기준값(Z1)과 비교하고,
상기 변속기 유온이 상기 제2기준값(Y1) 보다 크고, 상기 전기동력부품(PE) 냉각수온이 상기 제3기준값(Z1) 보다 더 큰 경우에만 상기 제1 밸브를 개방하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량용 통합 열관리 시스템의 밸브 제어 방법.
The method of claim 1,
In the transmission oil temperature comparison step, the electric power part (PE) coolant temperature is compared with a preset third reference value (Z1) together with the transmission oil temperature comparison,
Hybrid characterized in that the first valve is controlled to open only when the transmission fluid temperature is greater than the second reference value (Y1) and the cooling water temperature of the electric power part (PE) is greater than the third reference value (Z1) Valve control method of integrated thermal management system for vehicles.
청구항 4에 있어서,
상기 변속기 유온이 상기 제2기준값(Y1) 보다 크고, 상기 전기동력부품(PE) 냉각수온이 상기 제3기준값(Z1) 보다 더 큰 경우, CD 모드 주행 이후 CS 모드로 모드 천이가 발생한 것으로 판정하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량용 통합 열관리 시스템의 밸브 제어 방법.
The method of claim 4,
When the transmission oil temperature is greater than the second reference value (Y1) and the electric power part (PE) coolant temperature is greater than the third reference value (Z1), it is determined that the mode transition to the CS mode has occurred after driving in the CD mode A valve control method of an integrated thermal management system for a hybrid vehicle, characterized in that.
청구항 1에 있어서,
상기 제1 밸브 개방 단계에서는, 배기열 회수장치 측으로 연결되는 제2 밸브의 개도량이 최소가 되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량용 통합 열관리 시스템의 밸브 제어 방법.
The method of claim 1,
The valve control method of the integrated thermal management system for a hybrid vehicle, characterized in that in the opening of the first valve, the opening amount of the second valve connected to the exhaust heat recovery device is minimized.
청구항 1에 있어서,
상기 제1 밸브는 ATF 워머 밸브인 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량용 통합 열관리 시스템의 밸브 제어 방법.
The method of claim 1,
The valve control method of the integrated thermal management system for a hybrid vehicle, characterized in that the first valve is an ATF warmer valve.
청구항 1에 있어서,
상기 변속기 유온이 상기 제2기준값(Y1) 보다 작은 경우, 배기열 회수장치와 냉각수가 열교환할 수 있도록 제2 밸브를 개방하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량용 통합 열관리 시스템의 밸브 제어 방법.
The method of claim 1,
and opening a second valve to allow heat exchange between the exhaust heat recovery device and the coolant when the transmission oil temperature is lower than the second reference value Y1. .
청구항 6 또는 청구항 8에 있어서,
상기 제2 밸브는 배기열 회수 밸브인 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량용 통합 열관리 시스템의 밸브 제어 방법.
According to claim 6 or claim 8,
The valve control method of the integrated thermal management system for a hybrid vehicle, characterized in that the second valve is an exhaust heat recovery valve.
청구항 1에 있어서,
상기 엔진 냉각수온 확인 단계에서, 엔진 냉각수온이 상기 제1기준값(X1) 보다 큰 경우, 엔진 냉각수온에 따라 미리 설정된 노멀 통합유량밸브 제어를 실시하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량용 통합 열관리 시스템의 밸브 제어 방법.
The method of claim 1,
In the step of checking the engine cooling water temperature, when the engine cooling water temperature is greater than the first reference value (X1), the valve control of the integrated thermal management system for a hybrid vehicle, characterized in that performing a preset normal integrated flow valve control according to the engine cooling water temperature. method.
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