KR20180069411A - 키오프 시 엔진 냉각 제어 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 키오프 시 엔진 냉각 제어 방법 및 장치에 관한 것이다. 이를 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 키 오프시 엔진 냉각 제어 방법은 키오프 이후, 미리 설정된 판단 기준에 따라 냉각팬의 작동 여부를 결정하는 단계; 판단 기준에 충족할 경우, 냉각팬 제어 등급을 결정하는 단계; 및 냉각팬 제어 등급에 따라 냉각팬을 작동시키는 단계를 포함하고, 키오프 시점 이전 미리 설정된 시간 동안의 평균 냉각 수온을 산출하는 단계를 더 포함하며, 냉각팬의 작동 여부를 결정하는 단계는 평균 냉각 수온과 임계 냉각 수온을 비교하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

키오프 시 엔진 냉각 제어 방법 및 장치{APPARATUS AND METHOD FOR CONTROLLING ENGINE COOLING AT KEY-OFF}

본 발명은 키오프 시 엔진 냉각 제어 방법 및 장치에 관한 것이다.

일반적으로 자동차에는 엔진의 작동시 발생되는 열을 냉각시키기 위해 수냉식 엔진 냉각시스템이 구비되어 있다. 일반적으로, 이러한 엔진 냉각시스템은 자동차의 고속 주행이나 과도한 주행시 엔진의 과열 현상을 막기 위해 냉각팬을 구동해서 냉각수를 냉각해 자동차 엔진의 과열을 방지한다. 또한 과부하 주행후 키오프 시에도 냉각팬을 작동하여 엔진룸 각 부품 열해를 개선하고 냉각수 보일링을 방지(예를 들어, 보일링 소음 개선, 리저버 냉각수 넘침 방지)하며 연료라인을 냉각시켜 재시동성 개선하고 키오프(Key-Off) 후 재시동 시 엔진과열 경고등 점등을 방지한다..

여기서, 종래기술은 키오프 이후, 냉각팬을 동작시킬 때, 키오프 시점의 냉각 수온을 근거로 냉각팬의 동작을 제어하는 것을 특징으로 한다. 즉, 도 1에 도시된 것처럼 종래기술은 키오프 여부의 판단 이후, 키오프 시점의 냉각 수온에 따라 냉각팬의 동작 시간을 제어한다.

다만 이러한 종래기술은 단지 키오프 시점의 냉각 수온만을 고려하는 점에 기인하여, 외부 환경적인 요인에 의한 냉각을 전혀 고려하지 못하고 있다. 특정 엔진들은 고부하 주행 이후, 키-오프 전 및 차량 정차 시점에 냉각 수온이 급격히 낮아지는 경향이 있다(도 2 참조). 이 경우 냉각수온이 냉각팬이 작동하는 임계온도 보다 낮아져 냉각팬이 작동하지 않게 되며, 이를 방지하기 위해 임계온도 설정을 하향이 필요하나, 키오프 이후 냉각팬의 빈번한 작동 가능성이 존재하고, 이에 따른 사이드 이펙트(냉각팬 작동 소음, 충방전 성능 악화, 팬내구 악화, 연비 악화)우려가 존재한다.

또한, 신규 엔진의 경우 연비개선을 위해 전기식 써모스탯이 적용되어 엔진의 부하가 낮은 일반 주행 시에도 냉각수온이 높게 유지되며, 이 경우 엔진이 고부하로 작동하지 않아 키오프 이후 냉각팬의 작동이 불필요 함에도 연비 개선을 위해 높아진 냉각수온에 의해 키오프시 쿨링팬의 빈번한 작동이 일어날 수 있다.

따라서 상술한 로직의 개선이 필요하다.

한국등록특허 제2013-0070105호(명칭: 차량용 냉각 장치 및 그의 제어 방법)

본 발명은 키오프 이후, 냉각팬의 빈번한 작동을 방지할 수 있고, 종래의 키오프 이후 냉각팬의 작동 알고리즘을 개선한 키오프 시 엔진 냉각 제어 방법 및 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 키 오프시 엔진 냉각 제어 방법은 키오프 이후, 미리 설정된 판단 기준에 따라 냉각팬의 작동 여부를 결정하는 단계; 판단 기준에 충족할 경우, 냉각팬 제어 등급을 결정하는 단계; 및 냉각팬 제어 등급에 따라 냉각팬을 작동시키는 단계를 포함하고, 키오프 시점 이전 미리 설정된 시간 동안의 평균 냉각 수온을 산출하는 단계를 더 포함하며, 냉각팬의 작동 여부를 결정하는 단계는 평균 냉각 수온과 임계 냉각 수온을 비교하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 키 오프시 엔진 냉각 제어 방법은 키오프 시점 이전 미리 설정된 시간 동안의 평균 연료량을 산출하는 단계를 더 포함하고, 냉각팬의 작동 여부를 결정하는 단계는 평균 연료량과 임계 연료량을 비교하는 단계를 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 키 오프시 엔진 냉각 제어 방법은 키오프 시점 이전 미리 설정된 시간 동안의 엔진에 유입되는 평균 공기량을 산출하는 단계를 더 포함하고, 냉각팬의 작동 여부를 결정하는 단계는 평균 공기량과 임계 공기량을 비교하는 단계를 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 키 오프시 엔진 냉각 제어 방법은 키오프 시점 이전 미리 설정된 시간 동안의 평균 엔진 부하량을 산출하는 단계를 더 포함하고, 냉각팬의 작동 여부를 결정하는 단계는 평균 엔진 부하량과 임계 엔진 부하량을 비교하는 단계를 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 키 오프시 엔진 냉각 제어 방법은 키오프 시점 이전 미리 설정된 시간 동안의 평균 배기가스 온도를 산출하는 단계를 더 포함하고, 냉각팬의 작동 여부를 결정하는 단계는 평균 배기가스 온도와 임계 배기가스 온도를 비교하는 단계를 더 포함할 수 있다.

또한, 냉각팬 제어 등급을 결정하는 단계는 평균 냉각 수온이 임계 냉각 수온 이상일 때, 평균 연료량이 임계 연료량 이상일 때, 평균 공기량이 임계 공기량 이상일 때, 평균 엔진 부하량이 임계 엔진 부하량 이상일 때, 그리고 평균 배기가스 온도가 임계 배기가스 온도 이상일 때 중 적어도 하나에 해당하는 경우 수행될 수 있다.

또한, 냉각팬 제어 등급을 결정하는 단계는 평균 냉각 수온과 임계 냉각 수온 간 차이, 평균 연료량과 임계 연료량 간 차이, 평균 공기량과 임계 공기량 간 차이, 평균 엔진 부하량과 임계 엔진 부하량 간 차이 및 평균 배기가스 온도와 임계 배기가스 온도 간 차이 중 적어도 하나를 근거로 이루어질 수 있다.

또한, 배터리 전압이 임계 전압 미만이거나, 평균 냉각 수온이 임계 냉각 수온 미만이거나, 평균 연료량이 임계 연료량 미만이거나, 평균 공기량이 임계 공기량 미만이거나, 평균 엔진 부하량이 임계 엔진 부하량 미만이거나, 평균 배기가스 온도가 임계 배기가스 온도 미만인 경우, 냉각팬은 미작동될 수 있다.

또한, 냉각팬을 작동시키는 단계는 냉각팬 제어 등급에 따라 결정된 냉각팬 작동 시간 동안 냉각팬을 작동시킴으로써 이루어질 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 키 오프시 엔진 냉각 제어 방법은 차량에 포함된 배터리 전압을 측정하는 단계; 및 배터리 전압과 임계 전압을 비교하는 단계를 더 포함하고, 미리 설정된 판단 기준에 따라 냉각팬의 작동 여부를 결정하는 단계는 배터리 전압이 임계 전압 이상일 경우 수행될 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 키 오프시 엔진 냉각 제어 방법은 외기온을 획득하는 단계; 및 외기온이 제 1 기준 온도 이상일 경우, 외기온과 제 1 기준 온도 간의 차이를 근거로 가중치를 산출하는 단계를 더 포함하고, 냉각팬 작동 시간은 냉각팬 제어 등급에 따라 결정된 시간에 가중치를 적용함으로써 산출될 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 키 오프시 엔진 냉각 제어 방법은 흡기온을 획득하는 단계; 및 흡기온이 제 2 기준 온도 이상일 경우, 흡기온과 제 2 기준 온도 간의 차이를 근거로 가중치를 산출하는 단계를 더 포함하고, 냉각팬 작동 시간은 냉각팬 제어 등급에 따라 결정된 시간에 가중치를 적용함으로써 산출될 수 있다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 엔진 냉각 제어 장치는 키오프 이후, 미리 설정된 판단 기준에 따라 냉각팬의 작동 여부를 결정하는 냉각팬 작동 여부 결정부; 판단 기준에 충족할 경우, 냉각팬 제어 등급을 결정하는 냉각팬 제어 등급 결정부; 및 냉각팬 제어 등급에 따라 냉각팬을 작동시키는 냉각팬 제어부를 포함하고, 키오프 시점 이전 미리 설정된 시간 동안의 평균 냉각 수온을 산출하는 평균값 산출부를 더 포함하며, 냉각팬 작동 여부 결정부는 평균 냉각 수온과 임계 냉각 수온을 비교하는 것을 특징으로 한다.

또한, 평균값 산출부는 키오프 시점 이전 미리 설정된 시간 동안의 평균 연료량을 더 산출하고, 냉각팬 작동 여부 결정부는 평균 연료량과 임계 연료량 간 비교 결과를 더 고려함으로써 냉각팬의 작동 여부를 결정할 수 있다.

또한, 평균값 산출부는 키오프 시점 이전 미리 설정된 시간 동안의 엔진에 유입되는 평균 공기량을 더 산출하고, 냉각팬 작동 여부 결정부는 평균 공기량과 임계 공기량 간 비교 결과를 더 고려함으로써 냉각팬의 작동 여부를 결정할 수 있다.

또한, 평균값 산출부는 키오프 시점 이전 미리 설정된 시간 동안의 평균 엔진 부하량을 더 산출하고, 냉각팬 작동 여부 결정부는 평균 엔진 부하량과 임계 엔진 부하량 간 비교 결과를 더 고려함으로써 냉각팬의 작동 여부를 결정할 수 있다.

또한, 평균값 산출부는 키오프 시점 이전 미리 설정된 시간 동안의 평균 배기가스 온도를 더 산출하고 냉각팬 작동 여부 결정부는 평균 배기가스 온도와 임계 배기가스 온도 간 비교 결과를 더 고려함으로써 냉각팬의 작동 여부를 결정할 수 있다.

또한, 냉각팬 제어 등급 결정부는 평균 냉각 수온이 임계 냉각 수온 이상일 때, 평균 연료량이 임계 연료량 이상일 때, 평균 공기량이 임계 공기량 이상일 때, 평균 엔진 부하량이 임계 엔진 부하량 이상일 때, 그리고 평균 배기가스 온도가 임계 배기가스 온도 이상일 때 중 적어도 하나에 해당하는 경우, 냉각팬 제어 등급을 결정할 수 있다.

또한, 냉각팬 제어 등급 결정부는 평균 냉각 수온과 임계 냉각 수온 간 차이, 평균 연료량과 임계 연료량 간 차이, 평균 공기량과 임계 공기량 간 차이, 엔진 부하량과 임계 엔진 부하량 간 차이 및 평균 배기가스 온도와 임계 배기가스 온도 간 차이 중 적어도 하나를 고려하여 상기 냉각팬 제어 등급을 결정할 수 있다.

또한, 냉각팬은 배터리 전압이 임계 전압 미만이거나, 평균 냉각 수온이 임계 냉각 수온 미만이거나, 평균 연료량이 임계 연료량 미만이거나, 평균 공기량이 임계 공기량 미만이거나, 평균 엔진 부하량이 임계 엔진 부하량 미만이거나, 평균 배기가승 온도가 임계 배기가스 온도 미만인 경우 미작동될 수 있다.

또한, 냉각팬 제어부는 냉각팬 제어 등급에 따라 결정된 냉각팬 작동 시간 동안 냉각팬을 작동시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량에 포함된 배터리 전압을 측정하고, 배터리 전압과 임계 전압을 비교하는 키오프 판단부를 더 포함하고, 냉각팬 작동 여부 결정부는 배터리 전압이 임계 전압 이상일 경우 미리 설정된 판단 기준에 따라 냉각팬의 작동 여부를 결정할 수 있다.

또한, 냉각팬 제어부는 외기온을 획득하고, 외기온이 제 1 기준 온도 이상일 경우, 외기온과 제 1 기준 온도 간의 차이를 근거로 가중치를 산출하며, 냉각팬 제어 등급에 따라 결정된 시간에 가중치를 적용함으로써 냉각팬 작동 시간을 산출할 수 있다.

또한, 냉각팬 제어부는 흡기온을 획득하고, 흡기온이 제 2 기준 온도 이상일 경우, 흡기온과 제 2 기준 온도 간의 차이를 근거로 가중치를 산출하며, 냉각팬 제어 등급에 따라 결정된 시간에 가중치를 적용함으로써 냉각팬 작동 시간을 산출할 수 있다.

본 발명의 키오프 시 엔진 냉각 제어 방법 및 장치에 따르면 키오프 진입 냉각수온 상향으로, 냉각팬의 빈번한 작동을 방지할 수 있다. 이에 따라, 냉각팬에 의해 발생하는 작동 소음, 충방전 성능, 팬 내구성, 연비, 열해 개선을 통해 원가 및 중량 감소가 가능하다.

또한, 본 발명의 키오프 시 엔진 냉각 제어 방법 및 장치에 따르면 고부하 주행 판별 조건 추가를 통한 키오프 시의 냉각팬 작동 알고리즘이 업그레이드될 수 있고, 이를 통해 일반 엔진뿐만 아니라, 터보 엔진 등에 적용되더라도 최적의 효과를 낼 수 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 키 오프시 엔진 냉각 제어 방법에 대한 흐름도이다.
도 2는 종래 기술에 따른 키 오프시 엔진 냉각 제어 방법을 통한 실험 결과를 나타내는 그래프이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 키 오프시 엔진 냉각 제어 방법에 대한 흐름도이다.
도 4 및 도 5는 각각 종래기술과 본 발명의 일 실시예에 따른 키 오프시 엔진 냉각 제어 방법을 통한 실험 결과를 나타내는 그래프이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 엔진 냉각 장치에 대한 블록도이다.

본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서, 반복되는 설명, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능, 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 본 발명의 실시형태는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.

앞서 언급한 것처럼, 종래 기술에 따른 엔진 냉각 제어 기술은 키오프 시점을 기준으로 그 작동이 결정된다. 이 경우, 고부하 주행 이후에 차량 정차 시점의 냉각 수온은 급격히 낮아지는 경향이 있어서, 키오프 시 냉각팬의 작동을 위해 설정되는 임계 수온은 낮게 설정되어야 한다(도 2 참조).

다만, 이렇게 임계 수온이 낮게 설정되면, 고부하 주행이 아닌 일반 주행 후에 키오프 시, 냉각팬의 작동 확률이 증가하게 된다. 냉각팬이 작동이 증가하면, 냉각팬으로 인한 소음이 증가하게 되고, 충방전 성능, 팬내구, 그리고 연비가 악화되는 문제가 있다.

또한, 최근 양산되는 차량의 경우 연비 개선을 위해 전자식 써모스탯이 적용되는 추세이며, 이 경우 냉각수온은 100~104℃로 유지된다. 이 경우, 임계 수온은 105℃ 이상으로 설정되어야 하며 이 경우, 재시동성, 엔진룸 각 부품 열해, 냉각수 보일링 등의 성능이 악화되는 문제가 있다(악화된 열해/재시동성 성능 개선을 위해 차열재 적용시 원가/중량 증대됨).

이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 키 오프시 엔진 냉각 제어 방법은 종래 기술과는 달리 키오프 시점이 아닌, 키오프 이전, 미리 설정된 시간 동안의 평균 데이터를 이용하여 엔진의 냉각 제어를 수행하는 것을 특징으로 한다. 이제 도 3을 참조로 본 발명의 일 실시예에 따른 키 오프시 엔진 냉각 제어 방법에 대한 설명이 이루어진다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 키 오프 시 엔진 냉각 제어 방법에 대한 흐름도이다.

S110 단계는 키오프 판단부에 의해, 키오프 여부를 판단하는 단계이다. 판단 결과, 키오프 상태로 판단되면 제어는 S120 단계로 전달된다. 그렇지 않은 경우 제어는 S170 단계로 전달된다.

S120 단계는 키오프 판단부에 의해, 배터리 전압과 임계 전압을 비교하는 단계이다. 즉, S120 단계는 키오프 이후, 아래에서 설명되는 냉각팬의 제어에 의해 배터리가 방전되는 상황을 방지하기 위한 단계로서, 배터리 전압을 확인하고, 배터리 전압이 임계 전압 이상인지 판단하는 단계이다. 이를 위해, S120 단계를 수행하기 전, 차량에 장착된 ECU로부터 배터리 전압에 대한 정보를 수신하는 과정이 더 수행될 수 있다. S120 단계를 통한 판단 결과, 확인된 배터리 전압이 임계 전압 이상인 것으로 판단되면 제어는 S130 단계로 전달된다. 그렇지 않은 경우 제어는 S170 단계로 전달될 수 있다.

S130 단계는 아래에서 설명되는 판단 기준에 이용되는 평균값들을 산출하는 단계이다. 구체적으로, S130 단계는 평균값 산출부에 의해, 키오프 시점을 기준으로 미리 설정된 시간 동안의 평균 냉각 수온, 평균 연료량, 평균 공기량, 평균 엔진 부하량 및 평균 배기가스 온도 중 적어도 하나를 산출하는 단계이다. 이를 위해, S130 단계를 수행하기 전 ECU 등으로부터 키오프 시점 이전의 데이터들을 수집하는 과정이 더 수행될 수 있다. 또한, 미리 설정된 시간은 예를 들어 키오프 시점을 기준으로, 키오프 시점 이전의 1~2분을 나타낼 수 있다.

즉, 본 발명은 키오프 시점의 데이터를 이용하는 것이 아닌 키오프 이전 시점에 수집된 데이터들의 평균값을 이용하는데, 이는 냉각팬의 작동 여부를 판단하는데 기준이 되는 임계값들이 너무 낮은 값으로 설정되는 것을 방지하기 위함이다. 이에 따라, 종래기술 대비 키오프 이후 냉각팬의 작동 확률이 감소하게 되고, 이에 따라 냉각팬으로 인한 작동 소음, 충방전 성능, 팬내구성 및 연비에 대한 개선이 이루어질 수 있다. 뿐만 아니라, 이렇게 키오프 이전 시점에 수집된 데이터들을 이용함으로써 냉각팬이 아닌 외부 요인에 의한 냉각 효과도 함께 고려될 수 있다.

또한, 본 발명은 냉각 수온뿐만 아니라, 연료량, 엔진에 유입되는 공기량, 엔진 부하량, 그리고 배기가스 온도를 고려하는 것을 특징으로 한다. 이는 전자식 써모스탯이 적용된 차량의 경우, 엔진 저부하의 일반 주행 조건에서도 냉각 수온이 높은 점에 기인한 것이고, 냉각 수온 외에 다른 판단 기준이 더 포함되는 것이 바람직하다.

여기서, 엔진이 높은 출력으로 작동시 엔진의 발열도 증가되며 주변의 부품은 높은 온도 상태에 있게 되는데, 이 경우 시동 off시 냉각팬을 작동시켜 줄 필요가 있다. 시동 off 이전에 엔진이 높은 출력으로 작동하였음을 판단하는 기준이 연료량/공기량/엔진 부하량/냉각 수온/배기가스 온도이며, 가령 키오프 이전, 1분간 엔진이 소모한 공기량이 350mg/stk (또는 연료량이 23.8mg/stk 또는 엔진출력이 350Nm) 이상일 경우 해당 엔진이 높은 출력을 내는 상태이고(이는 엔진에 따른 다를 수 있음) 시동 off시 냉각팬을 작동시켜 온도를 낮추어줄 필요가 있다. 이에 따라, 본 발명은 일반적으로 사용되는 냉각 수온외에, 연료량, 공기량, 엔진 부하량 및 배기가스 온도를 더 고려한다.

또한, 상술한 용어 연료량, 공기량 및 엔진 부하량이란 다음과 같이 정의될 수 있다. 엔진이 작동하기 위해서는 실린더에서 연료와 공기가 일정한 비율 (공연비)로 혼합되어 연소되는데 이때 발생하는 열에너지로 인해 압력이 형성되고 이를 크랭크 축에서 회전운동으로 변환시켜 엔진이 작동하게 된다. 이 때 엔진이 발생시키는 회전운동의 동력 정도를 엔진부하 또는 엔진 출력이라고 하며 통상 W, 마력 등의 단위를 사용한다. 또한 이 때 엔진이 소모하는 연료와 공기의 양을 연료량 및 공기량이라고 하며 대체로 일정한 비율로 소모되는데 연료와 공기의 양에 따라 엔진 출력이 결정된다.

S140 단계는 미리 설정된 판단 기준에 따라 냉각팬의 작동 여부를 결정하는 단계이다. 위에서 설명된 바와 같이, S140 단계는 S130 단계를 통해 산출된 미리 설정된 시간 동안의 평균 냉각 수온, 평균 연료량, 평균 공기량, 평균 엔진 부하량 및 평균 배기가스 온도 중 적어도 하나 또는 전체를 이용하여 냉각팬의 작동 여부를 결정할 수 있다.

즉, S140 단계는 S130 단계를 통해 산출된 평균 냉각 수온과 임계 냉각 수온을 비교하는 단계를 포함할 수 있다. 또한, S140 단계는 S130 단계를 통해 산출된 또한, S140 단계는 S130 단계를 통해 산출된 평균 연료량과 임계 연료량을 비교하는 단계를 포함할 수 있다. 또한, S140 단계는 S130 단계를 통해 산출된 평균 공기량과 임계 공기량을 비교하는 단계를 포함할 수 있다. 또한, S140 단계는 S130 단계를 통해 산출된 평균 엔진 부하량과 임계 엔진 부하량을 비교하는 단계를 포함할 수 있다. 또한, S140 단계는 S130 단계를 통해 산출된 평균 배기가스 온도와 임계 배기가스 온도를 비교하는 단계를 포함할 수 있다.

즉, S140 단계는 평균 냉각 수온, 평균 연료량, 평균 공기량, 평균 엔진 부하량 및 평균 배기가스 온도 중 적어도 하나 또는 전체와 각 판단 기준에 따른 임계값들의 비교 결과를 근거로 냉각팬의 작동 여부를 결정할 수 있다.

예를 들어, S140 단계는 평균 냉각 수온이 임계 냉각 수온 이상이고, 평균 연료량이 임계 연료량 이상이고, 평균 공기량이 임계 공기량 이상이고, 평균 엔진 부하량이 임계 엔진 부하량 이상이며, 평균 배기가스 온도가 임계 배기가스 온도 이상일 때, 냉각팬이 작동되어야 하는 것으로 결정할 수 있다. 물론, 설정에 따라 상기 5개의 판단 기준 모두가 충족될 때뿐만 아니라, 설정에 따라 상기 5개의 판단 기준 중 1개, 2개, 3개 또는 4개가 충족될 때 냉각팬이 작동되도록 변경하는 것도 가능하다.

S150 단계는 냉각팬 제어 등급을 결정하는 단계이다. 여기서, 냉각팬 제어 등급은 평균값과 임계값 간 차이에 따라 복수개의 등급으로 구분될 수 있다. 예를 들어, 냉각팬 제어 등급이 4개로 구분된 상황을 가정한다. 또한, 냉각 수온을 근거로 냉각팬 제어 등급을 결정할 때, 각 등급은 100℃ 내지 102℃의 제 1 냉각팬 제어 등급, 102℃ 내지 106℃의 제 2 냉각팬 제어 등급, 106℃ 내지 108℃의 제 3 냉각팬 제어 등급, 그리고 108℃ 이상의 제 4 냉각팬 제어 등급이 존재하는 것으로 가정된다. 만일, S130 단계를 통해 산출된 평균 냉각 수온이 105℃ 이라면, S150 단계는 냉각팬 제어 등급을 제 2 냉각팬 제어 등급으로 결정할 수 있다. 마찬가지로, S130 단계를 통해 산출된 평균 냉각 수온이 110℃ 이라면, S150 단계는 냉각팬 제어 등급을 제 4 냉각팬 제어 등급으로 결정할 수 있다.

위의 설명에서, 냉각팬 제어 등급의 개수는 4개인 것으로 가정하였고, 냉각팬 제어 등급의 결정에 평균 냉각 수온만이 고려되는 것으로 설명되었으나, 이는 예시일 뿐이고 냉각팬 제어 등급의 개수와 각 등급의 구분 기준은 다양하게 변경될 수 있고, 냉각팬 제어 등급의 결정도 평균 연료량, 평균 공기량, 평균 엔진 부하량 및 평균 배기가스 온도 중 다른 평균값이 이용되거나, 상기 평균값들 중 복수의 평균값들이 이용되는 것도 생각해볼 수 있다. 다시 말해, S150 단계는 평균 냉각 수온과 임계 냉각 수온 간 차이, 평균 연료량과 임계 연료량 간 차이, 평균 공기량과 임계 공기량 간 차이, 평균 엔진 부하량과 임계 엔진 부하량 간 차이 및 평균 배기가스 온도와 임계 배기가스 온도 간 차이 중 적어도 하나를 근거로 이루어질 수 있다.

S160 단계는 S150 단계를 통해 결정된 냉각팬 제어 등급에 따라 냉각팬을 작동시키는 단계이다. 구체적으로, S160 단계는 S150 단계를 통해 결정된 냉각팬 제어 등급에 따라 결정된 냉각팬 작동 시간 동안 냉각팬을 작동시키는 단계이다. 예를 들어, S150 단계를 통해 결정된 냉각팬 제어 등급이 제 1 냉각팬 제어 등급인 경우, S160 단계는 1분간 냉각팬을 작동시킬 수 있고, 냉각팬 제어 등급이 제 2 냉각팬 제어 등급인 경우, S160 단계는 2분간 냉각팬을 작동시킬 수 있고, 냉각팬 제어 등급이 제 3 냉각팬 제어 등급인 경우, S160 단계는 3분간 냉각팬을 작동시킬 수 있으며, 냉각팬 제어 등급이 제 4 냉각팬 제어 등급인 경우, S160 단계는 5분간 냉각팬을 작동시킬 수 있다.다만, S160 단계를 통해 결정되는 냉각팬 작동 시간은 외부 환경을 고려하여 설정된 가중치에 따라 변경되는 것도 가능하다. 구체적으로, S160 단계는 외기온와 흡기온을 획득하고, 획득한 온도 정보와 미리 설정된 기준 온도의 비교를 통해 가중치의 설정 여부를 결정하는 단계를 포함할 수 있다.

예를 들어, S160 단계는 외기온을 획득하는 단계와, 외기온과 미리 설정된 제 1 기준 온도를 비교하는 단계를 포함할 수 있다. 또한, S160 단계는 외기온이 제 1 기준 온도 미만일 경우 가중치를 1로 설정하되, 외기온이 제 1 기준 온도 이상일 때, 외기온과 제 1 기준 온도 간 차이를 근거로 가중치를 설정하고(예를 들어, (외기온 - 제 1 기준 온도)/2), 냉각팬 제어 등급에 따라 결정된 시간에 가중치를 적용함으로써 냉각팬 작동 시간을 결정할 수 있다.

또한, S160 단계는 외기온이 아닌 흡기온을 근거로 가중치를 설정하는 것도 가능하다. 예를 들어, S160 단계는 흡기온을 획득하는 단계와, 흡기온과 미리 설정된 제 2 기준 온도를 비교하는 단계를 포함할 수 있다. 또한, S160 단계는 흡기온이 제 2 기준 온도 미만일 경우 가중치를 1로 설정하되, 흡기온이 제 2 기준 온도 이상일 때, 흡기온과 제 2 기준 온도 간 차이를 근거로 가중치를 설정하고(예를 들어, (흡기온 - 제 2 기준 온도)/2), 냉각팬 제어 등급에 따라 결정된 시간에 가중치를 적용함으로써 냉각팬 작동 시간을 결정할 수 있다.

또한, 위에서 설명한 것처럼, 냉각팬 제어 등급의 개수는 다양하게 변경될 수 있다. 이에 따라, S160 단계는 미리 설정된 냉각팬 제어 등급에 따라 다양한 시간 동안 냉각팬 제어를 수행할 수 있고, 각 제어 등급에 따른 냉각팬 작동 시간도 상기 시간만으로 제한되지 않고 차량 또는 엔진에 따라 다양하게 변경될 수 있다.

또한, S150 단계 및 S160 단계는 위에서 설명된 것처럼 미리 설정된 판단 기준에 충족할 시 이루어진다. 즉, S140 단계를 참조로 언급된 판단 기준에 충족되지 않거나, 또는 배터리 전압이 임계 전압 미만이라면, 키오프인 상황이더라도 S170 단계를 통해 별도의 냉각팬 작동이 이루어지지 않도록 제어가 수행될 수 있다.

이처럼, 본 발명의 일 실시예에 따른 키 오프시 엔진 냉각 제어 방법은 키오프 시점의 데이터가 아닌, 키오프 이전의 데이터를 근거로 엔진의 냉각 제어를 수행하는 것을 특징으로 한다. 만일, 키오프 시점의 데이터를 이용하여 냉각 제어를 수행할 경우, 도 4에 도시된 것처럼 키오프 이후 특정 상황에 기인하여 냉각수온과 연료 리턴 라인의 온도가 지속적으로 증가하나, 냉각팬이 동작되지 않는 상황이 존재할 수 있다. 반대로, 본 발명은 키오프 이후, 연료 리턴 라인이나 냉각 수온이 증가하는 상황이 야기되더라도, 상술한 평균값의 이용을 통해 정상적으로 냉각팬이 동작하고 이로 인해 연료 라인의 내열 기준을 만족시키게 된다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 엔진 냉각 장치(100)에 대한 블록도이다. 이제, 도 6을 참조로 본 발명의 일 실시예에 따른 엔진 냉각 장치(100)에 대한 설명이 이루어진다. 도 6에 도시된 것처럼, 본 발명의 일 실시예에 따른 엔진 냉각 장치(100)는 키오프 판단부(110), 정보 수집부(120), 평균값 산출부(130), 냉각팬 작동 여부 결정부(140), 냉각팬 제어 등급 결정부(150), 냉각팬 제어부(160)를 포함하여 구성될 수 있다. 여기서, 본 발명의 일 실시예에 따른 엔진 냉각 장치(100)에 포함된 각 구성들은 본 발명의 이해를 돕기 위해, 기능별로 각 구성을 구분한 것이고 실제로는 CPU, MPU, ECU와 같은 하나의 처리 장치를 통해 구현되는 것도 가능하다.

키오프 판단부(110)는 키오프 여부를 판단하는 기능을 한다. 또한, 키오프 판단부(110)는 ECU 등으로부터 배터리 전압 정보를 수신하고, 배터리 전압과 임계 전압을 비교하는 과정을 더 수행할 수 있다.

정보 수집부(120)는 ECU 등으로부터 키오프 시점 이전의 데이터들을 수집하는 기능을 한다. 예를 들어, 정보 수집부(120)는 키오프 시점을 기준으로 미리 설정된 시간 동안의 냉각 수온, 연료량, 공기량, 엔진 부하량 및 배기가스 온도 중 적어도 하나에 대한 정보들을 수집할 수 있다. 위에서 설명한 것처럼, 미리 설정된 시간은 예를 들어 키오프 시점을 기준으로, 키오프 시점 이전의 1~2분을 나타낼 수 있다.

평균값 산출부(130)는 정보 수집부(120)를 통해 수집된 정보들을 이용하여, 냉각팬 작동 여부를 결정하는데 이용되는 평균값들을 산출하는 기능을 한다. 구체적으로, 평균값 산출부(130)는 평균 냉각 수온, 평균 연료량, 평균 공기량, 평균 엔진 부하량 및 평균 배기가스 온도 중 적어도 하나를 산출할 수 있다.

냉각팬 작동 여부 결정부(140)는 미리 설정된 판단 기준에 따라 냉각팬의 작동 여부를 결정하는 기능을 한다. 즉, 냉각팬 작동 여부 결정부(140)는 평균 냉각 수온, 평균 연료량, 평균 공기량. 평균 엔진 부하량 및 평균 배기가스 온도 중 적어도 하나와, 임계 냉각 수온, 임계 연료량, 임계 공기량, 임계 엔진 부하량 및 임계 배기가스 온도 중 적어도 하나를 각각 비교함으로써 냉각팬의 작동 여부를 결정할 수 있다. 위에서 설명한 바와 같이, 냉각팬 작동 여부 결정부(140)는 평균 냉각 수온, 평균 연료량, 평균 공기량, 평균 엔진 부하량 및 평균 배기가스 온도 중 선택적으로 하나의 평균값을 선택하여 상술한 냉각팬 작동 여부 결정을 수행하거나, 또는 평균 냉각 수온, 평균 연료량, 평균 공기량, 평균 엔진 부하량 및 평균 배기가스 온도 모두를 이용하여 냉각팬 작동 여부 결정을 수행할 수 있다.

예를 들어, 냉각팬 작동 여부 결정부(140)는 평균 냉각 수온이 임계 냉각 수온 이상이고, 평균 연료량이 임계 연료량 이상이고, 평균 공기량이 임계 공기량 이상이고, 평균 엔진 부하량이 임계 엔진 부하량 이상이며, 평균 배기가스 온도가 임계 배기가스 온도 이상일 때, 냉각팬이 작동되어야 하는 것으로 결정할 수 있다. 물론, 냉각팬 작동 여부 결정부(140)는 설정에 따라 평균값들 중 하나 또는 그 이상이 임계값 이상일 때 냉각팬이 작동되어야 하는 것으로 결정하는 것도 가능하다.

냉각팬 제어 등급 결정부(150)는 냉각팬 제어 등급을 결정하는 기능을 한다. 여기서, 냉각팬 제어 등급은 평균값과 임계값 간 차이에 따라 복수개의 등급으로 구분될 수 있으며, 이에 대한 설명은 위에서 도 3을 참조로 상세히 언급하였으므로, 중복되는 설명은 생략한다.

냉각팬 제어부(160)는 냉각팬 제어 등급 결정부(150)를 통해 결정된 냉각팬 제어 등급에 따라 냉각팬을 동작시키는 기능을 한다. 구체적으로, 냉각팬 제어부(160)는 냉각팬 제어 등급에 따라 결정된 냉각팬 작동 시간 동안 냉각팬을 작동시키는 기능을 한다. 또한, 냉각팬 제어부(160)는 외기온과 흡기온 중 적어도 하나를 근거로 산출된 가중치를 고려하여 냉각팬 작동 시간을 산출할 수 있다. 여기서, 냉각팬 제어부(160)의 동작에 대한 설명은 위에서 도 3을 참조로 상세히 언급하였으므로, 중복되는 설명은 생략한다.

이상에서와 같이 도면과 명세서에서 최적의 실시예가 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

100 : 엔진 냉각 제어 장치 110 : 키오프 판단부
120 : 정보 수집부 130 : 평균값 산출부
140 : 냉각팬 작동 여부 결정부 150 : 냉각팬 제어 등급 결정부
160: 냉각팬 제어부

Claims (22)

1. 키오프 이후, 미리 설정된 판단 기준에 따라 냉각팬의 작동 여부를 결정하는 단계;
   상기 판단 기준에 충족할 경우, 냉각팬 제어 등급을 결정하는 단계; 및
   상기 냉각팬 제어 등급에 따라 냉각팬을 작동시키는 단계를 포함하고,
   키오프 시점 이전 미리 설정된 시간 동안의 평균 냉각 수온을 산출하는 단계를 더 포함하며,
   상기 냉각팬의 작동 여부를 결정하는 단계는 상기 평균 냉각 수온과 임계 냉각 수온을 비교하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 키 오프시 엔진 냉각 제어 방법.
2. 제1항에 있어서,
   키오프 시점 이전 미리 설정된 시간 동안의 평균 연료량을 산출하는 단계를 더 포함하고,
   상기 냉각팬의 작동 여부를 결정하는 단계는 상기 평균 연료량과 임계 연료량을 비교하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 키 오프시 엔진 냉각 제어 방법.
3. 제1항에 있어서,
   키오프 시점 이전 미리 설정된 시간 동안의 엔진에 유입되는 평균 공기량을 산출하는 단계를 더 포함하고,
   상기 냉각팬의 작동 여부를 결정하는 단계는 상기 평균 공기량과 임계 공기량을 비교하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 키 오프시 엔진 냉각 제어 방법.
4. 제1항에 있어서,
   키오프 시점 이전 미리 설정된 시간 동안의 평균 엔진 부하량을 산출하는 단계를 더 포함하고,
   상기 냉각팬의 작동 여부를 결정하는 단계는 상기 평균 엔진 부하량과 임계 엔진 부하량을 비교하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 키 오프시 엔진 냉각 제어 방법.
5. 제1항에 있어서,
   키오프 시점 이전 미리 설정된 시간 동안의 평균 배기가스 온도를 산출하는 단계를 더 포함하고,
   상기 냉각팬의 작동 여부를 결정하는 단계는 상기 평균 배기가스 온도와 임계 배기가스 온도를 비교하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 키 오프시 엔진 냉각 제어 방법.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 냉각팬 제어 등급을 결정하는 단계는
   상기 평균 냉각 수온이 임계 냉각 수온 이상일 때, 상기 평균 연료량이 임계 연료량 이상일 때, 상기 평균 공기량이 임계 공기량 이상일 때, 상기 평균 엔진 부하량이 임계 엔진 부하량 이상일 때, 그리고 상기 평균 배기가스 온도가 상기 임계 배기가스 온도 이상일 때 중 적어도 하나에 해당하는 경우 수행되는 것을 특징으로 하는 키 오프시 엔진 냉각 제어 방법.
7. 제6항에 있어서,
   상기 냉각팬 제어 등급을 결정하는 단계는 상기 평균 냉각 수온과 상기 임계 냉각 수온 간 차이, 상기 평균 연료량과 상기 임계 연료량 간 차이, 상기 평균 공기량과 상기 임계 공기량 간 차이, 상기 엔진 부하량과 상기 임계 엔진 부하량 간 차이 및 상기 평균 배기가스 온도와 상기 임계 배기가스 온도 간 차이 중 적어도 하나를 근거로 이루어지는 것을 특징으로 하는 키 오프시 엔진 냉각 제어 방법.
8. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
   배터리 전압이 임계 전압 미만이거나, 상기 평균 냉각 수온이 임계 냉각 수온 미만이거나, 상기 평균 연료량이 임계 연료량 미만이거나, 상기 평균 공기량이 임계 공기량 미만이거나, 상기 평균 엔진 부하량이 임계 엔진 부하량 미만이거나 상기 평균 배기가스 온도가 상기 임계 배기가스 온도 미만인 경우, 상기 냉각팬은 미작동되는 것을 특징으로 하는 키 오프시 엔진 냉각 제어 방법.
9. 제1항에 있어서,
   상기 냉각팬을 작동시키는 단계는 상기 냉각팬 제어 등급에 따라 결정된 냉각팬 작동 시간 동안 상기 냉각팬을 작동시킴으로써 이루어지는 것을 특징으로 하는 키 오프시 엔진 냉각 제어 방법.
10. 제9항에 있어서,
    외기온을 획득하는 단계; 및
    상기 외기온이 제 1 기준 온도 이상일 경우, 상기 외기온과 제 1 기준 온도 간의 차이를 근거로 가중치를 산출하는 단계를 더 포함하고,
    상기 냉각팬 작동 시간은 상기 냉각팬 제어 등급에 따라 결정된 시간에 상기 가중치를 적용함으로써 산출되는 것을 특징으로 하는 키 오프시 엔진 냉각 제어 방법.
11. 제9항에 있어서,
    흡기온을 획득하는 단계; 및
    상기 흡기온이 제 2 기준 온도 이상일 경우, 상기 흡기온과 제 2 기준 온도 간의 차이를 근거로 가중치를 산출하는 단계를 더 포함하고,
    상기 냉각팬 작동 시간은 상기 냉각팬 제어 등급에 따라 결정된 시간에 상기 가중치를 적용함으로써 산출되는 것을 특징으로 하는 키 오프시 엔진 냉각 제어 방법.
12. 키오프 이후, 미리 설정된 판단 기준에 따라 냉각팬의 작동 여부를 결정하는 냉각팬 작동 여부 결정부;
    상기 판단 기준에 충족할 경우, 냉각팬 제어 등급을 결정하는 냉각팬 제어 등급 결정부; 및
    상기 냉각팬 제어 등급에 따라 냉각팬을 작동시키는 냉각팬 제어부를 포함하고,
    키오프 시점 이전 미리 설정된 시간 동안의 평균 냉각 수온을 산출하는 평균값 산출부를 더 포함하며,
    상기 냉각팬 작동 여부 결정부는 상기 평균 냉각 수온과 임계 냉각 수온을 비교하는 것을 특징으로 하는 엔진 냉각 제어 장치.
13. 제12항에 있어서,
    상기 평균값 산출부는 키오프 시점 이전 미리 설정된 시간 동안의 평균 연료량을 더 산출하고,
    상기 냉각팬 작동 여부 결정부는 상기 평균 연료량과 임계 연료량 간 비교 결과를 더 고려함으로써 상기 냉각팬의 작동 여부를 결정하는 것을 특징으로 하는 엔진 냉각 제어 장치.
14. 제12항에 있어서,
    상기 평균값 산출부는 키오프 시점 이전 미리 설정된 시간 동안의 엔진에 유입되는 평균 공기량을 더 산출하고,
    상기 냉각팬 작동 여부 결정부는 상기 평균 공기량과 임계 공기량 간 비교 결과를 더 고려함으로써 상기 냉각팬의 작동 여부를 결정하는 것을 특징으로 하는 엔진 냉각 제어 장치.
15. 제12항에 있어서,
    상기 평균값 산출부는 키오프 시점 이전 미리 설정된 시간 동안의 평균 엔진 부하량을 더 산출하고,
    상기 냉각팬 작동 여부 결정부는 상기 평균 엔진 부하량과 임계 엔진 부하량 간 비교 결과를 더 고려함으로써 상기 냉각팬의 작동 여부를 결정하는 것을 특징으로 하는 엔진 냉각 제어 장치.
16. 제12항에 있어서,
    상기 평균값 산출부는 키오프 시점 이전 미리 설정된 시간 동안의 평균 배기가스 온도를 더 산출하고,
    상기 냉각팬 작동 여부 결정부는 상기 평균 배기가스 온도와 임계 배기가스 온도 간 비교 결과를 더 고려함으로써 상기 냉각팬의 작동 여부를 결정하는 것을 특징으로 하는 엔진 냉각 제어 장치.
17. 제12항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 냉각팬 제어 등급 결정부는 상기 평균 냉각 수온이 임계 냉각 수온 이상일 때, 상기 평균 연료량이 임계 연료량 이상일 때, 상기 평균 공기량이 임계 공기량 이상일 때, 상기 평균 엔진 부하량이 임계 엔진 부하량 이상일 때, 그리고 상기 평균 배기가스 온도가 상기 임계 배기가스 온도 이상일 때 중 적어도 하나에 해당하는 경우, 상기 냉각팬 제어 등급을 결정하는 것을 특징으로 하는 엔진 냉각 제어 장치.
18. 제17항에 있어서,
    상기 냉각팬 제어 등급 결정부는 상기 평균 냉각 수온과 상기 임계 냉각 수온 간 차이, 상기 평균 연료량과 상기 임계 연료량 간 차이, 상기 평균 공기량과 상기 임계 공기량 간 차이, 상기 엔진 부하량과 상기 임계 엔진 부하량 간 차이 및 상기 평균 배기가스 온도와 상기 임계 배기가스 온도 간 차이 중 적어도 하나를 고려하여 상기 냉각팬 제어 등급을 결정하는 것을 특징으로 하는 엔진 냉각 제어 장치.
19. 제12항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
    배터리 전압이 임계 전압 미만이거나, 상기 평균 냉각 수온이 임계 냉각 수온 미만이거나, 상기 평균 연료량이 임계 연료량 미만이거나, 상기 평균 공기량이 임계 공기량 미만이거나, 상기 평균 엔진 부하량이 임계 엔진 부하량 미만이거나 상기 평균 배기가스 온도가 상기 임계 배기가스 온도 미만인 경우, 상기 냉각팬은 미작동되는 것을 특징으로 하는 엔진 냉각 제어 장치.
20. 제12항에 있어서,
    상기 냉각팬 제어부는 상기 냉각팬 제어 등급에 따라 결정된 냉각팬 작동 시간 동안 상기 냉각팬을 작동시키는 것을 특징으로 하는 엔진 냉각 제어 장치.
21. 제20항에 있어서,
    상기 냉각팬 제어부는 외기온을 획득하고, 상기 외기온이 제 1 기준 온도 이상일 경우, 상기 외기온과 제 1 기준 온도 간의 차이를 근거로 가중치를 산출하며, 상기 냉각팬 제어 등급에 따라 결정된 시간에 상기 가중치를 적용함으로써 상기 냉각팬 작동 시간을 산출하는 것을 특징으로 하는 키 오프시 엔진 냉각 제어 장치.
22. 제20항에 있어서,
    상기 냉각팬 제어부는 흡기온을 획득하고, 상기 흡기온이 제 2 기준 온도 이상일 경우, 상기 흡기온과 제 2 기준 온도 간의 차이를 근거로 가중치를 산출하며, 상기 냉각팬 제어 등급에 따라 결정된 시간에 상기 가중치를 적용함으로써 상기 냉각팬 작동 시간을 산출하는 것을 특징으로 하는 키 오프시 엔진 냉각 제어 장치.

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