KR20120124820A

KR20120124820A - 자동차의 열교환 장치 및 열교환 장치 제어방법

Info

Publication number: KR20120124820A
Application number: KR1020110042679A
Authority: KR
Inventors: 김대광
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2011-05-04
Filing date: 2011-05-04
Publication date: 2012-11-14
Also published as: CN102765320A; DE102011056085B4; DE102011056085A1; US20120279699A1; KR101305184B1

Abstract

본 발명은 열교환이 효율적으로 이루어지고 자동차의 연비가 절감될 수 있도록 자동변속기와 차동장치에 동시에 적용되는 열교환 장치 및 열교환 장치 제어방법에 관한 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 자동차의 열교환 장치는, 냉각수, 자동변속기오일, 그리고 기어오일의 온도를 증감시키는 열교환기, 상기 기어오일을 펌핑하는 펌프, 그리고 상기 펌프를 제어하는 제어유닛을 포함하되
상기 냉각수와 열교환하는 엔진, 상기 자동변속기오일을 윤활유로 사용하는 자동변속기, 그리고 상기 기어오일을 윤활유로 사용하는 차동장치의 열교환을 수행할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 자동차의 열교환 장치 제어방법은, 차동장치에 구비되어 기어오일을 펌핑하는 펌프, 그리고 상기 펌프를 제어하는 제어유닛을 포함하는 자동차의 열교환 장치에 있어서, 엔진의 작동이 시작되면, 상기 냉각수, 상기 자동변속기오일, 그리고 상기 기어오일의 온도에 대한 정보가 상기 제어유닛에 수집되었는지 판단하는 단계, 상기 제어유닛에 상기 정보가 수집된 것으로 판단되면, 상기 정보에 따라 상기 펌프를 작동시킬 회전수가 상기 제어유닛에 의해 계산되는 단계, 그리고 상기 회전수의 계산값에 따라 상기 제어유닛이 상기 펌프를 작동시키는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 자동차의 열교환 장치 제어방법은, 차동장치에 구비되어 기어오일을 펌핑하는 펌프, 그리고 상기 펌프를 제어하는 제어유닛을 포함하는 자동차의 열교환 장치에 있어서, 엔진의 작동이 시작되면, 상기 냉각수, 상기 자동변속기오일, 그리고 상기 기어오일의 온도에 대한 정보가 상기 제어유닛에 수집되었는지 판단하는 단계, 상기 제어유닛에 상기 정보가 수집된 것으로 판단되면, 상기 제어유닛은 상기 정보를 설정온도와 비교하는 단계, 그리고 상기 정보를 설정온도와 비교한 결과에 따라 상기 제어유닛은 선택적으로 상기 펌프를 on시키거나 off시키는 단계를 포함할 수 있다.

Description

자동차의 열교환 장치 및 열교환 장치 제어방법{HEAT EXCHANGING SYSTEM FOR VEHICLE AND CONTROL METHOD THEREOF}

본 발명은 자동차의 열교환 장치 및 열교환 장치 제어방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 자동변속기와 차동장치에 동시에 적용되는 열교환 장치 및 열교환 장치 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로, 열교환 장치는 고온의 열원과 저온의 열원 사이에 열흐름을 유도하여 저온유체의 가열, 고온유체의 냉각을 목적으로 하는 장치이다.

이러한 열교환 장치는 자동차의 구동장치에도 적용될 수 있다. 여기서 구동장치는 자동변속기 및 수동변속기 등을 포함하는 자동차의 동력전달 장치를 말한다. 한편, 자동변속기를 사용하는 자동차의 동력전달 장치에 있어서, 자동변속기 및 차동장치(differential gear) 내의 오일은 온도가 증가하면 점성이 낮아지는 성질을 갖는다. 이러한 성질을 이용하면, 자동변속기의 빠른 웜업(warm-up)에 의해 기계적인 마찰을 줄이는 것이 가능하다. 따라서, 자동차의 연비를 개선하는 방법으로써 동력전달 장치를 빠르게 웜업하는 기술이 개발되고 있다.

하지만 종래의 자동변속기 및 차동장치(differential gear)에는 오일의 온도를 높이기 위한 별도의 장치가 장착되어 있지 않거나, 자동변속기 내의 오일만의 온도를 높이는 열교환 장치가 사용되었다. 따라서, 차동장치(differential gear)의 열교환이 용이하지 않아 최적의 연비를 얻을 수 없었다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 자동변속기 및 차동장치에 동시에 적용할 수 있는 자동차의 열교환 장치 및 열교환 장치 제어방법을 제공하는 것이다.

또한, 불필요한 냉각손실을 최소화하고 자동차의 연비 및 구동장치의 내구성을 향상시킬 수 있는 자동차의 열교환 장치 및 열교환 장치 제어방법을 제공하는데 다른 목적이 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 자동차의 열교환 장치는, 냉각수, 자동변속기오일, 그리고 기어오일의 온도를 증감시키는 열교환기, 상기 기어오일을 펌핑하는 펌프, 그리고 상기 펌프를 제어하는 제어유닛을 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 자동차의 열교환 장치는 상기 냉각수와 열교환하는 엔진, 상기 자동변속기오일을 윤활유로 사용하는 자동변속기, 그리고 상기 기어오일을 윤활유로 사용하는 차동장치의 열교환을 수행할 수 있다.

상기 열교환기에는 냉각수 입구 및 출구, 자동변속기오일 입구 및 출구, 그리고 기어오일 입구 및 출구가 형성될 수 있다.

상기 열교환기의 내부에는 냉각수 통로, 자동변속기오일 통로, 그리고 기어오일 통로가 구비될 수 있다.

상기 냉각수 통로의 일단 및 타단은 상기 냉각수 입구 및 출구를 각각 통과하여 상기 엔진에 연결될 수 있다.

상기 엔진을 경유한 상기 냉각수는 상기 냉각수 통로의 일단을 통하여 상기 냉각수 입구, 상기 열교환기 내부의 상기 냉각수 통로, 그리고 상기 냉각수 출구를 순차적으로 경유한 후 상기 냉각수 통로의 타단을 통하여 엔진으로 유입될 수 있다.

상기 자동변속기오일 통로의 일단 및 타단은 상기 자동변속기오일 입구 및 출구를 각각 통과하여 상기 자동변속기에 연결될 수 있다.

상기 자동변속기를 경유한 상기 자동변속기오일은 상기 자동변속기오일 통로의 일단을 통하여 상기 자동변속기오일 입구, 상기 열교환기 내부의 상기 자동변속기오일 통로, 그리고 상기 자동변속기오일 출구를 순차적으로 경유한 후 상기 자동변속기오일 통로의 타단을 통하여 자동변속기로 유입될 수 있다.

상기 기어오일 통로의 일단 및 타단은 상기 기어오일 입구 및 출구를 각각 통과하여 상기 차동장치에 연결될 수 있다.

상기 차동장치를 경유한 상기 기어오일은 상기 기어오일 통로의 일단을 통하여 상기 기어오일 입구, 상기 열교환기 내부의 상기 기어오일 통로, 그리고 상기 기어오일 출구를 순차적으로 경유한 후 상기 기어오일 통로의 타단을 통하여 차동장치로 유입될 수 있다.

상기 냉각수, 상기 자동변속기 오일, 그리고 상기 기어오일은 상기 냉각수 통로, 상기 자동변속기오일 통로, 그리고 상기 기어오일 통로를 각각 통과하는 동안 서로 열교환이 수행될 수 있다.

상기 펌프는 상기 차동장치에 구비될 수 있다.

상기 펌프는 상기 기어오일이 상기 차동장치 내부를 순환하거나 상기 열교환기로 유입되도록 펌핑할 수 있다.

상기 펌프는 전동식 펌프이고, 상기 제어유닛은 상기 엔진 및 자동변속기 등을 전기적으로 제어하는 전기제어장치이며, 상기 전동식 펌프와 상기 전기제어장치는 전기적으로 연결될 수 있다.

상기 전기제어장치는 상기 냉각수, 상기 자동변속기오일, 그리고 상기 기어오일에 대한 정보를 수집할 수 있다.

상기 전기제어장치는 수집된 정보에 따라 상기 전동식 펌프의 회전수를 제어하거나 상기 전동식 펌프를 선택적으로 on/off시킬 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 자동차의 열교환 장치 제어방법은, 차동장치에 구비되어 기어오일을 펌핑하는 펌프, 그리고 상기 펌프를 제어하는 제어유닛을 포함하는 자동차의 열교환 장치에 있어서, 엔진의 작동이 시작되면, 상기 냉각수, 상기 자동변속기오일, 그리고 상기 기어오일의 온도에 대한 정보가 상기 제어유닛에 수집되었는지 판단하는 단계, 상기 제어유닛에 상기 정보가 수집된 것으로 판단되면, 상기 정보에 따라 상기 펌프를 작동시킬 회전수가 상기 제어유닛에 의해 계산되는 단계, 그리고 상기 회전수의 계산값에 따라 상기 제어유닛이 상기 펌프를 작동시키는 단계를 포함할 수 있다.

상기 제어유닛에 상기 정보가 수집되지 않은 것으로 판단되면, 상기 제어유닛은 상기 펌프를 안전모드로 작동시킬수 있다.

상기 펌프가 안전모드로 작동되면, 경고등이 작동될 수 있다.

상기 펌프가 작동되면, 상기 제어유닛은 상기 엔진의 작동이 종료되었는지 판단할 수 있다.

상기 엔진의 작동이 종료되지 않은 것으로 판단되면, 상기 정보가 수집되었는지 판단하는 단계부터 다시 수행할 수 있다.

상기 엔진의 작동이 종료된 것으로 판단되면, 상기 제어유닛은 상기 펌프의 작동을 정지시킬 수 있다.

상기 엔진의 작동이 시작되기 전에 상기 펌프의 상태에 대한 진단이 선행될 수 있다.

상기 펌프의 상태에 대한 진단방법은, 상기 제어유닛에서 상기 펌프로 상기 펌프의 작동을 명령하는 신호를 송출하는 단계, 상기 제어유닛이 상기 펌프의 작동 상황에 대한 신호를 수신하여 상기 펌프가 정상작동 되는지 판단하는 단계, 그리고 상기 펌프가 정상작동 되는 것으로 판단되면, 상기 제어유닛은 상기 펌프의 작동을 중지시키고 상기 펌프의 제어를 준비하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 펌프가 정상작동 되지 않는 것으로 판단되면, 상기 경고등이 작동될 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 자동차의 열교환 장치 제어방법은, 차동장치에 구비되어 기어오일을 펌핑하는 펌프, 그리고 상기 펌프를 제어하는 제어유닛을 포함하는 자동차의 열교환 장치에 있어서, 엔진의 작동이 시작되면, 상기 냉각수, 상기 자동변속기오일, 그리고 상기 기어오일의 온도에 대한 정보가 상기 제어유닛에 수집되었는지 판단하는 단계, 상기 제어유닛에 상기 정보가 수집된 것으로 판단되면, 상기 제어유닛은 상기 정보를 설정온도와 비교하는 단계, 그리고 상기 정보를 설정온도와 비교한 결과에 따라 상기 제어유닛은 선택적으로 상기 펌프를 on시키거나 off시키는 단계를 포함할 수 있다.

상기 제어유닛에 상기 정보가 수집되지 않은 것으로 판단되면, 상기 제어유닛은 상기 펌프를 안전모드로 작동시킬 수 있다.

상기 설정온도는 제1설정온도, 제2설정온도 및 제3설정온도를 포함할 수 있다.

상기 냉각수의 온도가 상기 제1설정온도보다 낮으면, 상기 제어유닛은 상기 펌프를 off시킬 수 있다.

상기 냉각수의 온도가 상기 제1설정온도보다 낮지 않으면, 상기 기어오일의 온도를 상기 제2설정온도와 비교할 수 있다.

상기 기어오일의 온도가 상기 제2설정온도보다 낮으면, 상기 제어유닛은 상기 펌프를 on시킬 수 있다.

상기 기어오일의 온도가 상기 제2설정온도보다 낮지 않으면, 상기 기어오일의 온도를 상기 제3설정온도와 비교할 수 있다.

상기 기어오일의 온도가 상기 제3설정온도보다 낮으면, 상기 제어유닛은 상기 펌프를 off시키고, 상기 제3설정온도보다 낮지 않으면, 상기 제어유닛은 상기 펌프를 on시킬 수 있다.

상기 펌프의 on 또는 off가 완료되면, 상기 엔진의 작동이 종료되었는지 판단할 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따르면, 열교환 장치를 자동변속기 및 차동장치에 동시에 적용할 수 있으므로 열교환이 효율적으로 이루어지며 자동차의 연비가 절감될 수 있다.

또한, 하나의 열교환기에서 3개의 유체가 열교환을 수행하므로 불필요한 냉각손실을 최소화할 수 있고 구동장치의 내구성을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 열교환 장치를 구비한 구동장치 주요부의 블럭도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 자동차의 열교환 장치의 구성도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 자동차의 열교환 장치 제어방법의 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 자동차의 열교환 장치 제어방법의 흐름도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 열교환 장치를 구비한 구동장치 주요부의 블럭도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 열교환 장치는 엔진(10), 히터(20), 라디에이터(30), 그리고 써모스텟(40) 등을 경유하는 냉각수 통로(100)에 의해 상기 장치들과 연결된다.

엔진(10) 및 히터(20)를 경유한 냉각수는 냉각수 통로(100)를 통하여 열교환기(90)에 유입된다. 또한, 열교환기(90)를 경유한 냉각수는 냉각수 통로(100)를 통하여 엔진(10)으로 유입된다.

또한, 열교환기(90)는 차동장치(70) 및 자동변속기(80)와도 연결된다.

이하, 도 2를 참고로 본 발명의 실시예에 따른 열교환 장치를 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 자동차의 열교환 장치의 구성도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 자동차의 열교환 장치는 냉각수, 자동변속기오일, 그리고 기어오일의 온도를 증감시키는 열교환기(90), 상기 기어오일을 펌핑하는 펌프(60), 그리고 펌프(60)를 제어하는 제어유닛(50)을 포함한다.

열교환기(90)에는 냉각수 입구(102) 및 출구(104), 기어오일 입구(112) 및 출구(114), 그리고 자동변속기오일 입구(122) 및 출구(124)가 형성된다. 또한, 열교환기의 내부에는 냉각수 통로(100), 기어오일 통로(110), 그리고 자동변속기오일 통로(120)가 구비된다.

열교환기(90)의 외부에서, 상기 냉각수는 엔진(10)과 열교환하고 상기 자동변속기오일은 자동변속기(80)와 열교환하고 상기 기어오일은 차동장치(70)와 열교환한다. 또한, 열교환기(90)의 내부에서, 상기 냉각수, 상기 자동변속기오일, 그리고 상기 기어오일이 서로 열교환한다.

상기 냉각수, 상기 자동변속기오일, 그리고 상기 기어오일이 서로 열교환할 수 있도록 열교환기(90) 내부의 냉각수 통로(100), 기어오일 통로(110), 그리고 자동변속기오일 통로(120)를 배치하는 방법은 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양하게 구현될 수 있다.

상기된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따르면 상기 3개의 유체가 동시에 열교환을 수행하므로 냉각손실 및 열손실을 최소화할 수 있다.

열교환기(90) 내부의 냉각수 통로(100)는 그 일단이 냉각수 입구(102)를 통과하고 그 타단이 냉각수 출구(104)를 통과한다. 냉각수 입구(102) 및 냉각수 출구(104)를 통과한 냉각수 통로(100)는 도 1과 같이 엔진(10)에 연결된다. 또한, 냉각수 통로(100)는 다른 장치를 경유하여 엔진(10)에 연결될 수 있다.

엔진(10)을 경유한 상기 냉각수는 냉각수 입구(102)를 통과하는 냉각수 통로(100)의 일단을 통하여 냉각수 입구(102), 열교환기(90) 내부의 냉각수 통로(100), 그리고 냉각수 출구(104)를 순차적으로 경유한 후 냉각수 출구(104)를 통과하는 냉각수 통로(100)의 타단을 통하여 엔진(10)으로 유입된다.

열교환기(90) 내부의 기어오일 통로(110)는 그 일단이 기어오일 입구(112)를 통과하고 그 타단이 기어오일 출구(114)를 통과한다. 기어오일 입구(112) 및 기어오일 출구(114)를 통과한 기어오일 통로(110)는 도 2와 같이 차동장치(70)에 연결된다. 또한, 상기 기어오일 통로(110)의 일단과 타단 중 적어도 하나는 차동장치(70)에 구비된 펌프(60)와 연결될 수 있다.

차동장치(70)를 경유한 상기 기어오일은 기어오일 입구(112)를 통과하는 기어오일 통로(110)의 일단을 통하여 기어오일 입구(112), 열교환기(90) 내부의 기어오일 통로(110), 그리고 기어오일 출구(114)를 순차적으로 경유한 후 기어오일 출구(114)를 통과하는 기어오일 통로의 타단을 통하여 차동장치로 유입된다. 또한, 상기 기어오일은 펌프(60)를 경유하여 차동장치(70)에 유입되거나, 펌프(60)를 경유하여 차동장치(70)에서 유출될 수 있다.

열교환기(90) 내부의 자동변속기오일 통로(120)는 그 일단이 자동변속기오일 입구(122)를 통과하고 그 타단이 자동변속기오일 출구(124)를 통과한다. 자동변속기오일 입구(122) 및 자동변속기오일 출구(124)를 통과한 자동변속기오일 통로(120)는 도 2와 같이 자동변속기(80)에 연결된다.

자동변속기(80)를 경유한 상기 자동변속기오일은 자동변속기오일 입구(122)를 통과하는 자동변속기오일 통로(120)의 일단을 통하여 자동변속기오일 입구(122), 열교환기(90) 내부의 자동변속기오일 통로(120), 그리고 자동변속기오일 출구(124)를 순차적으로 경유한 후 자동변속기오일 출구(124)를 통과하는 자동변속기오일 통로(120)의 타단을 통하여 자동변속기(80)으로 유입된다.

상기된 바와 같이, 상기 냉각수, 상기 자동변속기 오일, 그리고 상기 기어오일은 열교환기(90) 내부의 냉각수 통로(100), 기어오일 통로(110), 그리고 자동변속기오일 통로(120)를 각각 통과하는 동안 서로 열교환이 수행된다.

여기서, 상기 기어오일(differential oil)은 일반적인 차동장치(differential gear)의 윤활에 사용되는 오일의 총칭이다. 또한, 상기 자동변속기 오일로는 자동변속기 전용 작동유인 ATF(automatic transmission fluid)가 사용될 수 있지만 이에 한정되지 않는다.

펌프(60)는 차동장치(70)에 구비된다. 펌프(60)는 기어오일 입구(112) 및 출구(114)를 각각 통과하는 기어오일 통로(110)의 일단 및 타단 중 적어도 하나에 연결되어, 상기 기어오일을 펌핑(pumping)한다. 따라서, 상기 기어오일이 차동장치(70) 내부를 순환하거나 열교환기(90)로 유입되는 것을 용이하게 한다. 펌프(60)은 전동식 펌프일 수 있으나 이에 한정되지 않는다.

제어유닛(50)은 차동장치(70) 외부에 구비되어 펌프(60)와 연결된다. 또한, 제어유닛(50)은 엔진(10) 및 자동변속기(80) 등을 전기적으로 제어하는 전기제어장치일 수 있다. 따라서, 제어유닛(50)과 펌프(60)는 전기적으로 연결될 수 있다.

제어유닛(50)에는 상기 냉각수, 상기 자동변속기오일, 그리고 상기 기어오일의 정보가 수집된다. 또한, 제어유닛(50)은 수집된 상기 정보에 따라 펌프(60)의 회전수를 제어하거나 펌프(60)를 선택적으로 on/off시킨다.

상기 정보는 온도에 대한 정보일 수 있으나 이에 한정되지 않는다.

이하, 도 3 및 도 4를 참고로 본 발명의 실시예에 따른 자동차의 열교환 장치 제어방법을 상세히 설명한다,

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 자동차의 열교환 장치 제어방법의 흐름도이다.

도 3에 도시된 바와 같이, key on이 실행(S100)되면, 펌프(60)에 대한 진단이 시작된다(S110).

펌프(60)에 대한 진단이 시작되면, 제어유닛(50)은 펌프(60)의 작동을 명령하는 신호를 펌프(60)로 송출한다(S120).

펌프(60)의 작동명령이 완료되면, 제어유닛(50)은 펌프(60)로부터 펌프(60)의 작동 상황에 대한 신호를 수신하여 펌프(60)가 정상작동 되는지 판단한다(S130).

만일 펌프(60)가 정상작동 되지 않으면, 경고등이 작동된다(S180). 상기 경고등은 운전자가 펌프(60)의 상황을 인식할 수 있도록 구비된다.

만일 펌프(60)가 정상작동 되면, 제어유닛(50)은 펌프(60)의 작동을 중지시키고 펌프(60)를 제어하기 위한 준비를 한다(S140). 또한, 상기 S140단계는 엔진시동 전에 완료될 수 있다.

엔진의 작동이 시작(S150)되면, 제어유닛(50)은 오일 및 냉각수의 온도에 대한 정보가 수집되었는지 판단한다(S160). 상기 오일은 차동장치(70)를 윤활하는 기어오일(differential oil)인 것이 적당하지만, 상기 기어오일과 자동변속기(80)를 윤활하는 자동변속기오일의 온도차이가 크지 않으므로 상기 자동변속기오일의 온도에 대한 정보가 이용될 수도 있다. 또한, 본 발명의 실시예에서는 상기 오일의 온도는 차동장치(70)나 자동변속기(80) 내의 오일의 온도이고, 상기 냉각수의 온도는 열교환기(90)로 유입되기 전의 냉각수의 온도인 것이 적당하지만, 이에 한정되지 않는다.

만일 상기 오일 및 상기 냉각수의 온도에 대한 정보가 수집되지 않으면, 제어유닛(50)은 펌프(60)를 안전모드로 작동시킨다(S170). 또한, 펌프(60)가 안전모드로 작동되면, 상기 경고등이 작동된다(S180).

만일 상기 오일 및 상기 냉각수의 온도에 대한 정보가 수집되면, 제어유닛(50)은 상기 정보에 따라 펌프(60)를 작동시킬 회전수를 계산한다(S200).

펌프(60)를 작동시킬 회전수가 계산되면, 제어유닛(50)은 계산결과에 따라 펌프(60)를 작동시킨다(S210). 이러한 상기 정보에 따른 상기 회전수의 계산식은 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 임의로 설정될 수 있다.

제어유닛(50)이 상기 계산결과에 따라 펌프(60)를 작동시키면, 엔진(10)의 작동이 종료되었는지 판단한다(S220).

만일 엔진(10)의 작동이 종료되면, 제어유닛(50)은 펌프(60)의 작동을 정지시킨다(S230).

만일 엔진(10)의 작동이 종료되지 않으면, 상기 S160단계부터 상기된 과정을 반복한다.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 자동차의 열교환 장치 제어방법의 흐름도이다.

도 3 및 도 4의 S100단계에서 S180단계까지의 과정은 동일하므로 반복되는 설명은 생략하기로 한다.

도 4에 도시된 바와 같이, 엔진의 작동이 시작(S150)되면, 제어유닛(50)은 오일 및 냉각수의 온도에 대한 정보가 수집되었는지 판단한다(S160). 상기 오일은 차동장치(70)를 윤활하는 기어오일(differential oil)인 것이 적당하지만, 상기 기어오일과 자동변속기(80)를 윤활하는 자동변속기오일의 온도차이가 크지 않으므로 상기 자동변속기오일의 온도에 대한 정보가 이용될 수도 있다. 또한, 본 발명의 실시예에서는 상기 오일의 온도는 차동장치(70)나 자동변속기(80) 내의 오일의 온도이고, 상기 냉각수의 온도는 열교환기(90)로 유입되기 전의 냉각수의 온도인 것이 적당하지만, 이에 한정되지 않는다.

만일 상기 오일 및 상기 냉각수의 온도에 대한 정보가 수집되면, 제어유닛(50)은 상기 냉각수의 온도가 제1설정온도(to)보다 작은지 판단한다(S162).

만일 상기 냉각수의 온도가 제1설정온도(to)보다 작으면, 제어유닛(50)은 펌프(60)를 off시킨다(S190).

만일 상기 냉각수의 온도가 제1설정온도(to)보다 작지 않으면, 상기 오일의 온도가 제2설정온도(t1)보다 작은지 판단한다(S164).

만일 상기 오일의 온도가 제2설정온도(t1)보다 작으면, 제어유닛(50)은 펌프(60)를 on시킨다(S192).

만일 상기 오일의 온도가 제2설정온도(t1)보다 작지 않으면, 상기 오일의 온도가 제3설정온도(t2)보다 작은지 판단한다(S166).

만일 상기 오일의 온도가 제3설정온도(t2)보다 작으면, 제어유닛(50)은 펌프(60)를 off시킨다(S194).

만일 상기 오일의 온도가 제3설정온도(t2)보다 작지 않으면, 제어유닛(50)은 펌프(60)를 on시킨다(S196).

제1설정온도(to)는 상당히 낮은 온도이다. 한편, 상기 냉각수는 자동차 내부의 히터와 같은 기기의 작동에 의해 열손실이 발생될 수 있다. 따라서, 상기 냉각수의 온도가 제1설정온도(to)보다 낮을 때, 냉각수의 열손실을 최대한 방지하기 위해 펌프를 off시킨다.

상기 오일의 온도가 제2설정온도(t1)보다 낮을 때, 상기 오일이 어느 정도 온도가 상승한 상기 냉각수와 열교환을 수행하면 자동변속기(80) 및 차동장치(70)를 신속하게 웜업(warm-up)시킬 수 있다. 따라서, 상기 오일과 상기 냉각수의 열교환 효율을 높이기 위해 펌프를 on시킨다.

상기 오일의 온도가 제2설정온도(t1)이상이고 제3설정온도(t2)보다 낮을 때, 상기 오일의 온도는 어느 정도 높아진 상태이며 펌프가 작동하지 않더라도 상기 오일은 자동변속기(80) 및 차동장치(70)를 원활하게 윤활한다. 따라서, 본 발명의 실시예에 따른 자동차의 열교환 장치의 에너지 낭비를 최소화하기 위해 펌프를 off시킨다.

제3설정온도(t2)는 상당히 높은 온도이다. 한편, 상기 오일의 온도가 너무 높아지면 자동변속기(80) 및 차동장치(70)가 과열될 수 있다. 따라서, 상기 오일은 냉각을 필요로 한다.

상기 오일의 온도가 제3설정온도(t2)보다 높을 때, 상기 오일이 상기 냉각수와 열교환하면, 상기 오일이 냉각된다. 따라서, 상기 오일과 상기 냉각수의 열교환 효율을 높이기 위해 펌프를 on시킨다.

제1, 2, 3설정온도(t0, t1, t2)는 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 임의로 설정될 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예에서는 3개의 설정온도를 사용하였지만 이에 한정되지 않는다.

이상으로 본 발명에 관한 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.

10: 엔진 20: 히터
30: 라디에이터(radiator) 40: 써모스텟(thermostat)
50: 제어유닛 60: 펌프
70: 차동장치(differential gear) 80: 자동변속기
90: 열교환기 92: 열교환기 하우징
100: 냉각수 통로 102: 냉각수 입구
104: 냉각수 출구 110: 기어오일 통로
112: 기어오일 입구 114: 기어오일 출구
120: 자동변속기오일 통로 122: 자동변속기오일 입구
124: 자동변속기오일 출구 t0: 제1설정온도
t1: 제2설정온도 t2: 제3설정온도

Claims

냉각수, 자동변속기오일, 그리고 기어오일의 온도를 증감시키는 열교환기;
상기 기어오일을 펌핑하는 펌프; 그리고
상기 펌프를 제어하는 제어유닛;
을 포함하되
상기 냉각수와 열교환하는 엔진, 상기 자동변속기오일을 윤활유로 사용하는 자동변속기, 그리고 상기 기어오일을 윤활유로 사용하는 차동장치의 열교환을 수행하는 자동차의 열교환 장치.
제1항에 있어서,
상기 열교환기에는 냉각수 입구 및 출구, 자동변속기오일 입구 및 출구, 그리고 기어오일 입구 및 출구가 형성되는 것을 특징으로 하는 자동차의 열교환 장치.
제2항에 있어서,
상기 열교환기의 내부에는 냉각수 통로, 자동변속기오일 통로, 그리고 기어오일 통로가 구비되는 것을 특징으로 하는 자동차의 열교환 장치.
제3항에 있어서,
상기 냉각수 통로의 일단 및 타단은 상기 냉각수 입구 및 출구를 각각 통과하여 상기 엔진에 연결되는 것을 특징으로 하는 자동차의 열교환 장치.
제4항에 있어서,
상기 엔진을 경유한 상기 냉각수는 상기 냉각수 통로의 일단을 통하여 상기 냉각수 입구, 상기 열교환기 내부의 상기 냉각수 통로, 그리고 상기 냉각수 출구를 순차적으로 경유한 후 상기 냉각수 통로의 타단을 통하여 엔진으로 유입되는 것을 특징으로 하는 자동차의 열교환 장치.
제3항에 있어서,
상기 자동변속기오일 통로의 일단 및 타단은 상기 자동변속기오일 입구 및 출구를 각각 통과하여 상기 자동변속기에 연결되는 것을 특징으로 하는 자동차의 열교환 장치.
제6항에 있어서,
상기 자동변속기를 경유한 상기 자동변속기오일은 상기 자동변속기오일 통로의 일단을 통하여 상기 자동변속기오일 입구, 상기 열교환기 내부의 상기 자동변속기오일 통로, 그리고 상기 자동변속기오일 출구를 순차적으로 경유한 후 상기 자동변속기오일 통로의 타단을 통하여 자동변속기로 유입되는 것을 특징으로 하는 자동차의 열교환 장치.
제3항에 있어서,
상기 기어오일 통로의 일단 및 타단은 상기 기어오일 입구 및 출구를 각각 통과하여 상기 차동장치에 연결되는 것을 특징으로 하는 자동차의 열교환 장치.
제8항에 있어서,
상기 차동장치를 경유한 상기 기어오일은 상기 기어오일 통로의 일단을 통하여 상기 기어오일 입구, 상기 열교환기 내부의 상기 기어오일 통로, 그리고 상기 기어오일 출구를 순차적으로 경유한 후 상기 기어오일 통로의 타단을 통하여 차동장치로 유입되는 것을 특징으로 하는 자동차의 열교환 장치.
제3항에 있어서,
상기 냉각수, 상기 자동변속기 오일, 그리고 상기 기어오일은 상기 냉각수 통로, 상기 자동변속기오일 통로, 그리고 상기 기어오일 통로를 각각 통과하는 동안 서로 열교환이 수행되는 것을 특징으로 하는 자동차의 열교환 장치.
제1항에 있어서,
상기 펌프는 상기 차동장치에 구비되는 것을 특징으로 하는 자동차의 열교환 장치.
제11항에 있어서,
상기 펌프는 상기 기어오일이 상기 차동장치 내부를 순환하거나 상기 열교환기로 유입되도록 펌핑하는 것을 특징으로 하는 자동차의 열교환 장치.
제1항에 있어서,
상기 펌프는 전동식 펌프이고, 상기 제어유닛은 상기 엔진 및 자동변속기 등을 전기적으로 제어하는 전기제어장치이며, 상기 전동식 펌프와 상기 전기제어장치는 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 자동차의 열교환 장치.
제13항에 있어서,
상기 전기제어장치는 상기 냉각수, 상기 자동변속기오일, 그리고 상기 기어오일에 대한 정보를 수집하는 것을 특징으로 하는 자동차의 열교환 장치.
제14항에 있어서,
상기 전기제어장치는 수집된 정보에 따라 상기 전동식 펌프의 회전수를 제어하거나 상기 전동식 펌프를 선택적으로 on/off시키는 것을 특징으로 하는 자동차의 열교환 장치.
차동장치에 구비되어 기어오일을 펌핑하는 펌프, 그리고 상기 펌프를 제어하는 제어유닛을 포함하는 자동차의 열교환 장치에 있어서,
엔진의 작동이 시작되면, 상기 냉각수, 상기 자동변속기오일, 그리고 상기 기어오일의 온도에 대한 정보가 상기 제어유닛에 수집되었는지 판단하는 단계;
상기 제어유닛에 상기 정보가 수집된 것으로 판단되면, 상기 정보에 따라 상기 펌프를 작동시킬 회전수가 상기 제어유닛에 의해 계산되는 단계; 그리고
상기 회전수의 계산값에 따라 상기 제어유닛이 상기 펌프를 작동시키는 단계;
를 포함하는 자동차의 열교환 장치 제어방법.
제16항에 있어서,
상기 제어유닛에 상기 정보가 수집되지 않은 것으로 판단되면, 상기 제어유닛은 상기 펌프를 안전모드로 작동시키는 것을 특징으로 하는 자동차의 열교환 장치 제어방법.
제17항에 있어서,
상기 펌프가 안전모드로 작동되면, 경고등이 작동되는 것을 특징으로 하는 자동차의 열교환 장치 제어방법.
제16항에 있어서,
상기 펌프가 작동되면, 상기 제어유닛은 상기 엔진의 작동이 종료되었는지 판단하는 것을 특징으로 하는 자동차의 열교환 장치 제어방법.
제19항에 있어서,
상기 엔진의 작동이 종료되지 않은 것으로 판단되면, 상기 정보가 수집되었는지 판단하는 단계부터 다시 수행하는 것을 특징으로 하는 자동차의 열교환 장치 제어방법.
제19항에 있어서,
상기 엔진의 작동이 종료된 것으로 판단되면, 상기 제어유닛은 상기 펌프의 작동을 정지시키는 것을 특징으로 하는 자동차의 열교환 장치 제어방법.
제16항에 있어서,
상기 엔진의 작동이 시작되기 전에 상기 펌프의 상태에 대한 진단이 선행되는 것을 특징으로 하는 자동차의 열교환 장치 제어방법.
제22항에 있어서,
상기 펌프의 상태에 대한 진단방법은
상기 제어유닛에서 상기 펌프로 상기 펌프의 작동을 명령하는 신호를 송출하는 단계;
상기 제어유닛이 상기 펌프의 작동 상황에 대한 신호를 수신하여 상기 펌프가 정상작동 되는지 판단하는 단계; 그리고
상기 펌프가 정상작동 되는 것으로 판단되면, 상기 제어유닛은 상기 펌프의 작동을 중지시키고 상기 펌프의 제어를 준비하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차의 열교환 장치 제어방법.
제23항에 있어서,
상기 펌프가 정상작동 되지 않는 것으로 판단되면, 상기 경고등이 작동되는 것을 특징으로 하는 자동차의 열교환 장치 제어방법.
차동장치에 구비되어 기어오일을 펌핑하는 펌프, 그리고 상기 펌프를 제어하는 제어유닛을 포함하는 자동차의 열교환 장치에 있어서,
엔진의 작동이 시작되면, 상기 냉각수, 상기 자동변속기오일, 그리고 상기 기어오일의 온도에 대한 정보가 상기 제어유닛에 수집되었는지 판단하는 단계;
상기 제어유닛에 상기 정보가 수집된 것으로 판단되면, 상기 제어유닛은 상기 정보를 설정온도와 비교하는 단계; 그리고
상기 정보를 설정온도와 비교한 결과에 따라 상기 제어유닛은 선택적으로 상기 펌프를 on시키거나 off시키는 단계;
를 포함하는 자동차의 열교환 장치 제어방법.
제25항에 있어서,
상기 제어유닛에 상기 정보가 수집되지 않은 것으로 판단되면, 상기 제어유닛은 상기 펌프를 안전모드로 작동시키는 것을 특징으로 하는 자동차의 열교환 장치 제어방법.
제26항에 있어서,
상기 펌프가 안전모드로 작동되면, 경고등이 작동되는 것을 특징으로 하는 자동차의 열교환 장치 제어방법.
제25항에 있어서,
상기 설정온도는 제1설정온도, 제2설정온도 및 제3설정온도를 포함하며,
상기 냉각수의 온도가 상기 제1설정온도보다 낮으면, 상기 제어유닛은 상기 펌프를 off시키는 것을 특징으로 하는 자동차의 열교환 장치 제어방법.
제25항에 있어서,
상기 설정온도는 제1설정온도, 제2설정온도 및 제3설정온도를 포함하며,
상기 냉각수의 온도가 상기 제1설정온도보다 낮지 않으면, 상기 기어오일의 온도를 상기 제2설정온도와 비교하는 것을 특징으로 하는 자동차의 열교환 장치 제어방법.
제29항에 있어서,
상기 기어오일의 온도가 상기 제2설정온도보다 낮으면, 상기 제어유닛은 상기 펌프를 on시키는 것을 특징으로 하는 자동차의 열교환 장치 제어방법.
제29항에 있어서,
상기 기어오일의 온도가 상기 제2설정온도보다 낮지 않으면, 상기 기어오일의 온도를 상기 제3설정온도와 비교하는 것을 특징으로 하는 자동차의 열교환 장치 제어방법.
제31항에 있어서,
상기 기어오일의 온도가
상기 제3설정온도보다 낮으면, 상기 제어유닛은 상기 펌프를 off시키고, 상기 제3설정온도보다 낮지 않으면, 상기 제어유닛은 상기 펌프를 on시키는 것을 특징으로 하는 자동차의 열교환 장치 제어방법.
제25항에 있어서,
상기 펌프의 on 또는 off가 완료되면, 상기 엔진의 작동이 종료되었는지 판단하는 것을 특징으로 하는 자동차의 열교환 장치 제어방법.
제33항에 있어서,
상기 엔진의 작동이 종료되지 않은 것으로 판단되면, 상기 정보가 수집되었는지 판단하는 단계부터 다시 수행하는 것을 특징으로 하는 자동차의 열교환 장치 제어방법.
제33항에 있어서,
상기 엔진의 작동이 종료된 것으로 판단되면, 상기 제어유닛은 상기 펌프의 작동을 정지시키는 것을 특징으로 하는 자동차의 열교환 장치 제어방법.
제25항에 있어서,
상기 엔진의 작동이 시작되기 전에 상기 펌프의 상태에 대한 진단이 선행되는 것을 특징으로 하는 자동차의 열교환 장치 제어방법.
제36항에 있어서,
상기 펌프의 상태에 대한 진단방법은
상기 제어유닛에서 상기 펌프로 상기 펌프의 작동을 명령하는 신호를 송출하는 단계;
상기 제어유닛이 상기 펌프의 작동 상황에 대한 신호를 수신하여 상기 펌프가 정상작동 되는지 판단하는 단계; 그리고
상기 펌프가 정상작동 되는 것으로 판단되면, 상기 제어유닛은 상기 펌프의 작동을 중지시키고 상기 펌프의 제어를 준비하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차의 열교환 장치 제어방법.
제37항에 있어서,
상기 펌프가 정상작동 되지 않는 것으로 판단되면, 상기 경고등이 작동되는 것을 특징으로 하는 자동차의 열교환 장치 제어방법.