KR20200108684A - 변속기 오일 온도 제어 장치 및 방법, 그리고 차량 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 변속기 오일 온도 제어 장치 및 방법, 그리고 차량 시스템에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 장치는, 충전 개시 시 변속기 오일의 온도와 목표 온도 간 온도 차이값이 변속기 오일의 승온 제어 조건을 만족하는지 판단하는 판단부, 및 상기 변속기 오일의 승온 제어 조건을 만족하면 열관리시스템의 적어도 하나 이상의 구동유닛에 대한 동작 제어 신호를 출력하여 상기 변속기 오일의 온도를 제어하는 제어부를 포함한다.

Description

변속기 오일 온도 제어 장치 및 방법, 그리고 차량 시스템{APPARATUS AND METHOD FOR TEMPERATURE CONTROL OF TRANSMISSION FLUID, AND VEHICLE SYSTEM}
본 발명은 변속기 오일 온도 제어 장치 및 방법, 그리고 차량 시스템에 관한 것이다.
자동변속기에서는 엔진이나 모터와 같은 차량 구동원의 동력을 구동축으로 원활하게 전달하기 위하여 변속기 오일(Automatic Transmission Fluid, 이하 'ATF'라 칭함)을 사용하고 있다.
ATF는 자동변속기의 토크 컨버터에서 동력을 전달하기 위한 작동 유체로 사용되고, 이와 더불어 기어나 베어링 등 각 부품에 대한 윤활 및 냉각 작용은 물론, 클러치나 브레이크, 밸브 바디 등의 작동유체로 사용되고 있다.
저온 또는 냉간 운전시에는 ATF의 온도가 낮은 상태이기 때문에 ATF의 작용효율이 떨어지고, 특히 ATF의 온도가 낮으면 유체 점도가 높아지면서 이를 사용하는 부품 등에서 마찰이 커지므로 차량 연비가 낮아지는 문제점이 발생한다.
ATF 워머는 ATF를 가열하여 마찰 저감 및 차량 연비 개선을 주목적으로 하는 장치로서, ATF의 온도가 낮을 경우 ATF를 가열하여 유체 점도를 낮춰줌으로써 마찰 저감을 유도하고, 이를 통해 차량 연비를 개선한다.
플러그인 하이브리드 차량(PHEV)에서 배터리를 유지하며 내연기관을 이용하여 주행하는 CS(Charge Sustaining) 모드로 동작하는 경우 기존 HEV나 가솔린과 같이 엔진 열을 이용한 ATF 워머로 ATF 온도를 승온하여 변속기효율을 개선할 수 있으나, 배터리를 소모하여 발생하는 전기를 이용하여 주행하는 CD(Charge Depleting) 모드로 동작하는 경우에는 변속기 외부 열 발생원이 제한적이어서 변속기 효율 측면에서 더욱 불리한 상황이다.
또한, 고속 저APS(Accelerator Pedal Sensor)로 주행 시 주행 풍에 의하여 온도가 떨어질 수 있다.
본 발명의 목적은, OBC(on board charger)를 파워트레인계 열관리시스템에 장착하여 충전 시에 OBC에 발생하는 열을 활용하여 ATF 온도를 승온시킴으로써 최소한의 에너지를 이용하여 온도를 상승시킴과 동시에 완충 후 차량 주행 시 변속기 효율을 증대시킬 수 있도록 한, 변속기 오일 온도 제어 장치 및 방법, 그리고 차량 시스템을 제공함에 있다.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재들로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 변속기 오일 온도 제어 장치는, 충전 개시 시 변속기 오일의 온도와 목표 온도 간 온도 차이값이 변속기 오일의 승온 제어 조건을 만족하는지 판단하는 판단부, 및 상기 변속기 오일의 승온 제어 조건을 만족하면 열관리시스템의 적어도 하나 이상의 구동유닛에 대한 동작 제어 신호를 출력하여 상기 변속기 오일의 온도를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 열관리시스템은, 파워트레인계 열관리시스템인 것을 특징으로 한다.
상기 파워트레인계 열관리시스템은, PTC(Positive Temperature Coefficient) 히터, 전동식 오일 펌프, 히터용 워터펌프 및 ATF(Automatic Transmission Fluid) 워머를 포함하고, 상기 PTC 히터와 상기 ATF 워머 사이에 연결되어 충전 시 열을 발생하는 OBC(on board charger)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 판단부는, 상기 온도 차이값이 상기 제1 설정값을 초과하고 제2 설정값 이하이면 1단계 승온 조건을 만족하는 것으로 판단하는 것을 특징으로 한다.
상기 제어부는, 상기 1단계 승온 조건을 만족하면 상기 열관리시스템의 PTC 히터를 오프(OFF) 제어하고, 전동식 오일 펌프(EOP) 및 히터용 워터펌프를 온(ON) 제어하기 위한 명령을 포함하는 승온 제어 신호를 생성하여 상기 열관리시스템으로 송신하는 것을 특징으로 한다.
상기 판단부는, 상기 온도 차이값이 상기 제2 설정값을 초과하면 2단계 승온 조건을 만족하는 것으로 판단하는 것을 특징으로 한다.
상기 제어부는, 상기 2단계 승온 조건을 만족하면, 상기 열관리시스템의 PTC 히터, 전동식 오일 펌프(EOP) 및 히터용 워터펌프를 모두 온(ON) 제어하기 위한 명령을 포함하는 2단계 승온 제어 신호를 생성하여 상기 열관리시스템으로 송신하는 것을 특징으로 한다.
상기 제어부는, 외기온 및 충전 상태(SOC)에 따라 상기 히터용 워터펌프의 사용 비율을 결정하는 것을 특징으로 한다.
상기 제어부는, 외기온이 기준온도 미만이면 상기 히터용 워터펌프의 사용 비율을 100% 또는 제1 값으로 결정하는 것을 특징으로 한다.
상기 제어부는, 외기온이 기준온도 이상이고, 충전 상태(SOC)가 기준치 이상이면 상기 히터용 워터펌프의 사용 비율을 제1 값 보다 작은 제2 값으로 결정하는 것을 특징으로 한다.
상기 제어부는, 외기온이 기준온도 이상이고, 충전 상태(SOC)가 기준치 미만이면 상기 히터용 워터펌프의 사용 비율을 제2 값 보다 작은 제3 값으로 결정하는 것을 특징으로 한다.
상기 판단부는, 상기 온도 차이값이 상기 제1 설정값 미만이면 OBC의 냉각 조건을 만족하는 것으로 판단하는 것을 특징으로 한다.
상기 제어부는, 상기 냉각 조건을 만족하면, 상기 열관리시스템의 PTC 히터 및 전동식 오일 펌프(EOP)를 오프(OFF) 제어하고, 히터용 워터펌프를 온(ON) 제어하기 위한 명령을 포함하는 냉각 제어 신호를 생성하여 열관리시스템으로 송신하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 변속기 오일 온도 제어 방법은, 충전 개시 시 변속기 오일의 온도와 목표 온도 간 온도 차이값이 변속기 오일의 승온 제어 조건을 만족하는지 판단하는 단계, 및 상기 변속기 오일의 승온 제어 조건을 만족하면 열관리시스템의 적어도 하나 이상의 구동유닛에 대한 동작 제어 신호를 출력하여 상기 변속기 오일의 온도를 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 시스템은, PTC(Positive Temperature Coefficient) 히터, 전동식 오일 펌프, 히터용 워터펌프 및 ATF(Automatic Transmission Fluid) 워머를 포함하고, 상기 PTC 히터와 상기 ATF 워머 사이에 연결되는 OBC(on board charger)를 포함하는 파워트레인계 열관리시스템, 및 충전 개시 시에 변속기 오일의 온도와 목표 온도 간 온도 차이값이 변속기 오일의 승온 제어 조건을 만족하는지 판단하여 상기 변속기 오일의 승온 제어 조건을 만족하면 열관리시스템의 적어도 하나 이상의 구동유닛에 대한 동작 제어 신호를 출력하여 상기 변속기 오일의 온도를 제어하는 변속기 오일 온도 제어 장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, OBC(on board charger)를 파워트레인계 열관리시스템에 장착하여 충전 시에 OBC 발생하는 열을 활용하여 ATF 온도를 승온시킴으로써 최소한의 에너지를 이용하여 온도를 상승시킴과 동시에 완충 후 차량 주행 시 변속기 효율을 증대시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 시스템의 구성을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 파워트레인계 열관리시스템의 구성을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 변속기 오일 온도 제어 장치의 구성을 도시한 도면이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 변속기 오일 온도 제어 방법에 대한 동작 흐름을 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 방법이 실행되는 컴퓨팅 시스템을 도시한 도면이다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
본 발명의 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 또한, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 시스템의 구성을 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 차량 시스템은 파워트레인계 열관리시스템(10) 및 변속기 오일 온도 제어 장치(100)를 포함할 수 있다.
파워트레인계 열관리시스템(10)은 엔진을 중심으로 냉각수의 순환 흐름을 형성하는 엔진계 열관리시스템과, 변속기를 중심으로 변속기 오일의 순환 흐름을 형성하는 변속계 열관리시스템으로 구성될 수 있다.
도 2를 참조하면, 파워트레인계 열관리시스템(10)은 PTC(Positive Temperature Coefficient) 히터(12), 히터용 워터펌프(13), 엔진(14), 워터펌프(15), 변속기(16), 전동식 오일 펌프(electric oil pump, EOP)(17), ATF 워머(18), 라디에이터(19) 등을 포함할 수 있다. 또한, 파워트레인계 열관리시스템(10)은 OBC(on board charger)(11)를 추가로 더 포함할 수 있다.
워터펌프(13, 15)는 열관리 시스템의 순환 라인 내에서 냉각수를 순환시키는 역할을 하고, 전동식 오일 펌프(EOP)(17)는 열관리 시스템의 순환 라인 내에서 변속기 오일을 순환시키는 역할을 한다. ATF 워머(18)는 엔진 냉각수와 변속기 오일(ATF) 간 열교환을 통하여 변속기 오일(ATF)의 온도를 상승시키는 역할을 한다. 라디에이터(19)는 냉각수로부터 열이 방출되도록 하여 냉각수를 냉각시키는 역할을 한다.
파워트레인계 열관리시스템(10)은 PTC 히터(12)와 ATF 워머(18) 또는 ATF 오일챔버를 연결하고, 전동식 오일 펌프(EOP)(17)를 작동시켜 변속기 오일(ATF)의 승온을 제어할 수 있다. 이때, PTC 히터(12) 및 전동식 오일 펌프(EOP)(17)는 충전 에너지를 활용하여 작동될 수 있다.
OBC(11)는 차량의 외부에서 연결된 충전기의 AC 전류를 DC 전류로 변환하여 배터리로 제공하는 역할을 한다. OBC(11)는 충전 시 열이 발생하기 때문에, 파워트레인계 열관리시스템(10)은 OBC(11)를 PTC 히터(12)와 ATF 워머(18) 또는 ATF 오일챔버 사이에 연결하여 충전 시 OBC(11)에 발생하는 열을 활용하여 에너지 사용을 최소화하면서 변속기 오일(ATF)의 승온을 제어할 수 있다.
변속기 오일 온도 제어 장치(100)는 전기차량, 혹은 하이브리드 차량(Hybrid Electric Vehicle, HEV) 또는 플러그인 하이브리드 차량(Plug-in Hybrid Electric Vehicle, PHEV)이 전기 모드로 동작하여 모터에서 주 동력원을 제공하는 경우, 차량의 배터리 충전이 개시되면 미리 설정된 목표온도와, 변속기 오일온도, 외기온 및/또는 충전 상태(State of Charge, SOC) 등에 기초하여 변속기 오일의 온도를 제어할 수 있다.
이에, 변속기 오일 온도 제어 장치(100)의 세부 구성 및 동작에 대해서는 도 3의 실시예를 참조하도록 한다.
도 3을 참조하면, 변속기 오일 온도 제어 장치(100)는 제어부(110), 통신부(120), 저장부(130), 정보 수집부(140), 판단부(150)를 포함할 수 있다. 여기서, 본 실시예에 따른 변속기 오일 온도 제어 장치(100)의 제어부(110), 정보 수집부(140), 판단부(150)는 적어도 하나 이상의 프로세서(processor)로서 구현될 수 있다.
제어부(110)는 장치(100)의 각 구성요소들 간에 전달되는 신호를 처리할 수 있다.
통신부(120)는 차량에 구비된 전장품 및/또는 제어유닛들과의 차량 네트워크 통신을 위한 통신모듈을 포함할 수 있다. 일 예로서, 통신모듈은 차량에 구비된 센서들로부터 변속기 오일 온도, 외기온 및/또는 충전 상태(SOC) 정보를 수신할 수 있다.
여기서, 차량 네트워크 통신 기술로는 CAN(Controller Area Network) 통신, LIN(Local Interconnect Network) 통신, 플렉스레이(Flex-Ray) 통신 등의 차량 네트워크 통신을 지원하는 모듈을 포함할 수 있다.
또한, 통신부(120)는 무선 인터넷 접속을 위한 모듈 또는 근거리 통신(Short Range Communication)을 위한 통신모듈을 포함할 수도 있다.
저장부(130)는 변속기 오일 온도 제어 장치(100)가 동작하는데 필요한 데이터 및/또는 알고리즘 등을 저장할 수 있다.
일 예로서, 저장부(130)는 변속기 오일의 목표 온도 정보가 저장될 수 있으며, 통신부를 통해 수신된 변속기 오일 온도, 외기온 및/또는 SOC 정보가 저장될 수도 있다. 또한, 저장부(130)는 변속기 오일의 승온 제어 및/또는 OBC(11)의 냉각 제어를 위한 조건 정보가 저장될 수 있으며, 승온 또는 냉각 제어를 위한 명령 및/또는 알고리즘 등이 저장될 수도 있다.
여기서, 저장부(130)는 RAM(Random Access Memory), SRAM(Static Random Access Memory), ROM(Read-Only Memory), PROM(Programmable Read-Only Memory), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory)와 같은 저장매체를 포함할 수 있다.
정보 수집부(140)는 차량의 배터리 충전이 개시되면 온도 제어를 위한 각 조건들의 정보를 수집한다. 일 예로서, 정보 수집부(140)는 저장부(130)에 저장된 변속기 오일의 목표 온도 정보를 수집하고, 통신부를 통해 수집된 변속기 오일 온도, 외기온 및/또는 SOC 정보를 수집할 수 있다.
판단부(150)는 정보 수집부(140)에 의해 수집된 정보들에 기초하여 승온 제어 또는 냉각 제어를 위한 조건을 만족하는지를 판단하고, 판단 결과를 제어부(110)로 전달한다.
먼저, 판단부(150)는 변속기 오일의 목표 온도와 변속기 오일 온도 간 온도 차이값이 제1 설정값 미만인지를 판단한다. 일 예로서, 제1 설정값은 -10℃로 설정될 수 있다.
판단부(150)는 온도 차이값이 제1 설정값 미만이면 냉각 제어 조건을 만족하는 것으로 판단하여 제어부(110)로 제1 신호를 송신한다.
한편, 판단부(150)는 온도 차이값이 제1 설정값을 초과하는지를 판단한다. 판단부(150)는 온도 차이값이 제1 설정값을 초과하면 승온 제어 조건을 만족하는 것으로 판단한다.
이때, 판단부는 온도 차이값이 제2 설정값을 초과하는지를 판단한다. 이때, 판단부(150)는 온도 차이값이 제1 설정값을 초과하고 제2 설정값 이하이면 1단계 승온 제어 조건을 만족하는 것으로 판단하여 제어부(110)로 제2 신호를 송신하고, 온도 차이값이 제2 설정값을 초과하는 경우 2단계 승온 제어 조건을 만족하는 것으로 판단하여 제3 신호를 제어부(110)로 송신할 수 있다.
또한, 판단부(150)는 2단계 승온 제어 조건을 만족하는 경우, 외기온 및 충전 상태(SOC)와 각 기준치를 비교하여 그 결과를 제어부(110)로 함께 송신할 수 있다.
한편, 판단부(150)는 온도 차이값이 제1 설정값에 해당되는 경우에는 승온 제어 조건 혹은 냉각 제어 조건을 만족하지 않는 것으로 판단하여 제어부(110)로 제4 신호를 송신할 수 있다.
제어부(110)는 판단부(150)로부터 제1 신호가 수신되면, 변속기 오일(ATF)의 온도가 높은 것으로 판단하고 OBC(11)의 냉각 제어 신호를 생성하여 파워트레인계 열관리시스템(10)으로 송신한다. 여기서, 냉각 제어 신호는 PTC 히터(12) 및 전동식 오일 펌프(EOP)(17)를 오프(OFF) 제어하고, 히터용 워터펌프(13)를 온(ON) 제어하기 위한 명령을 포함할 수 있다.
따라서, 파워트레인계 열관리시스템(10)은 제어부(110)로부터의 냉각 제어 신호에 따라 PTC 히터(12) 및 전동식 오일 펌프(EOP)(17)를 오프(OFF) 제어하고, 히터용 워터펌프(13)만을 온(ON) 제어하도록 한다. 이 경우, 변속기 오일(ATF)의 온도가 높은 상태이므로 히터용 워터펌프(13)가 온(ON) 동작함에 따라 라디에이터를 통해 OBC(11)가 냉각되도록 하여 변속기 오일(ATF)의 온도가 상승하는 것을 방지할 수 있다.
한편, 제어부(110)는 판단부(150)로부터 제2 신호가 수신되면, 변속기 오일(ATF)의 온도를 1단계로 승온 제어하기 위한 1단계 승온 제어 신호를 생성하여 파워트레인계 열관리시스템(10)으로 송신한다. 여기서, 1단계 승온 제어 신호는 PTC 히터(12)를 오프(OFF) 제어하고, 전동식 오일 펌프(EOP)(17) 및 히터용 워터펌프(13)를 온(ON) 제어하기 위한 명령을 포함할 수 있다.
따라서, 파워트레인계 열관리시스템(10)은 제어부(110)로부터의 냉각 제어 신호에 따라 PTC 히터(12)만을 오프(OFF) 제어하고, 전동식 오일 펌프(EOP)(17) 및 히터용 워터펌프(13)를 온(ON) 제어하도록 한다. 이 경우, PTC 히터(12), 전동식 오일 펌프(EOP)(17) 및 히터용 워터펌프(13)가 모두 온(ON) 동작함에 따라 변속기 오일(ATF)의 온도가 일정 수준 이내로 유지되도록 함으로써 저온 상태에서 변속기 효율이 저하되는 것을 방지할 수 있다.
제어부(110)는 판단부(150)로부터 제3 신호가 수신되면, 변속기 오일(ATF)의 온도를 2단계로 승온 제어하기 위한 2단계 승온 제어 신호를 생성하여 파워트레인계 열관리시스템(10)으로 송신한다. 여기서, 2단계 승온 제어 신호는 PTC 히터(12), 전동식 오일 펌프(EOP)(17) 및 히터용 워터펌프(13)를 모두 온(ON) 제어하기 위한 명령을 포함할 수 있다.
따라서, 파워트레인계 열관리시스템(10)은 제어부(110)로부터의 2단계 승온 제어 신호에 따라 PTC 히터(12), 전동식 오일 펌프(EOP)(17) 및 히터용 워터펌프(13)를 모두 온(ON) 제어하도록 한다. 이 경우, PTC 히터(12), 전동식 오일 펌프(EOP)(17) 및 히터용 워터펌프(13)가 모두 온(ON) 동작함에 따라 변속기 오일(ATF)의 온도가 빠르게 상승하도록 함으로써 저온 상태에서 변속기 효율이 저하되는 것을 방지할 수 있다.
이때, 제어부(110)는 2단계 승온 제어 시, 외기온 및 충전 상태(SOC)에 따라 히터용 워터펌프(13)의 사용 비율을 결정할 수 있다.
일 예로서, 제어부(110)는 외기온이 기준온도 미만인 것으로 확인되면 히터용 워터펌프(13)의 사용 비율을 100% 또는 100%에 가까운 제1 값으로 결정할 수 있다. 또한, 제어부(110)는 외기온이 기준온도 이상인 경우, 충전 상태(SOC)에 따라 히터용 워터펌프(13)의 사용 비율을 결정할 수 있다.
예를 들어, 배터리의 충전 시작 시의 충전 상태(SOC)가 기준치 이상이거나 충전이 어느 정도 진행되어 충전 상태(SOC)가 기준치 이상이 되면 충전 효율이 높아져 OBC(11)에서 발생되는 열이 감소하게 된다. 따라서, 제어부(110)는 외기온이 기준온도 이상인 경우 배터리의 충전 상태(SOC)가 기준치 이상이면 PTC 히터(12) 사용비율을 제1 값 보다 작은 제2 값(예, 66.6%)으로 결정함으로써 목표온도까지 일정한 온도로 승온 될 수 있도록 한다.
한편, 배터리의 충전 시작 시의 충전 상태(SOC)가 기준치 미만이면 충전 시작 시의 OBC(11) 효율이 낮아 발생되는 열이 많고, PTC 히터(12) 동작 시 충전 에너지 사용으로 인해 충전 효율이 낮은 상태가 지속된다. 따라서, 제어부(110)는 외기온이 기준온도 이상인 경우 배터리의 충전 상태(SOC)가 기준치 미만이면 히터용 워터펌프(13)의 사용 비율을 제2 값 보다 작은 제3 값(예, 33.3%)으로 결정할 수 있다.
여기서, 히터용 워터펌프(13)의 사용 비율은 잔여 충전 시간 등의 외부 요인에 따라 다양하게 조절 가능함은 당연한 것이다.
한편, 제어부(110)는 판단부(150)로부터 제4 신호가 수신되면 변속기 오일(ATF)의 승온 제어를 종료하기 위한 승온 제어 오프 신호를 생성하여 파워트레인계 열관리시스템(10)으로 송신한다. 여기서, 승온 제어 오프 신호는 PTC 히터(12), 전동식 오일 펌프(EOP)(17) 및 히터용 워터펌프(13)를 모두 오프(OFF) 제어하기 위한 명령을 포함할 수 있다.
따라서, 파워트레인계 열관리시스템(10)은 제어부(110)로부터의 승온 제어 오프 신호에 따라 PTC 히터(12), 전동식 오일 펌프(EOP)(17) 및 히터용 워터펌프(13)를 모두 오프(OFF) 제어하도록 한다. 이 경우, PTC 히터(12), 전동식 오일 펌프(EOP)(17) 및 히터용 워터펌프(13)가 모두 오프(OFF) 동작함에 따라 변속기 오일(ATF)의 현재 온도가 유지되도록 할 수 있다.
상기에서와 같이 동작하는 본 실시예에 따른 변속기 오일 온도 제어 장치(100)는 메모리와 각 동작을 처리하는 프로세서를 포함하는 독립적인 하드웨어 장치 형태로 구현될 수 있으며, 마이크로프로세서나 범용 컴퓨터 시스템과 같은 다른 하드웨어 장치에 포함된 형태로 구동될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 변속기 오일 온도 제어 장치(100)는 차량의 내부에 구현될 수 있다. 이때, 변속기 오일 온도 제어 장치(100)는 차량의 내부 제어 유닛들과 일체로 형성될 수 있으며, 별도의 장치로 구현되어 별도의 연결 수단에 의해 차량의 제어 유닛들과 연결될 수도 있다.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 변속기 오일 온도 제어 장치의 동작 흐름을 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 변속기 오일 온도 제어 방법에 대한 동작 흐름을 도시한 도면이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 변속기 오일 온도 제어 장치(100)는 차량의 배터리 충전이 개시되면(S110), 변속기 오일 온도, 외기온 및/또는 SOC 정보 등과 같이 변속기 오일의 온도 제어를 위해 요구되는 각 정보를 수집한다(S120).
변속기 오일 온도 제어 장치(100)는 변속기 오일의 목표 온도와 변속기 오일의 현재 온도 간 온도 차이값(T)을 산출하고(S130), 산출된 온도 차이값(T)을 미리 설정된 제1 설정값, 제2 설정값과 비교한다.
변속기 오일 온도 제어 장치(100)는 온도 차이값(T)이 제1 설정값(A) 미만이면(S140), 변속기 오일(ATF)의 온도가 상승하는 것을 방지하기 위하여 OBC(11)의 냉각 제어 개시를 요청한다(S150).
이에, 파워트레인계 열관리시스템(10)은 변속기 오일 온도 제어 장치(100)의 요청에 따라 PTC 히터(12) 및 전동식 오일 펌프(EOP)(17)를 오프(OFF) 제어하고, 히터용 워터펌프(13)를 온(ON) 동작시켜 OBC(11)의 냉각 제어를 수행하도록 한다(S160).
한편, 변속기 오일 온도 제어 장치(100)는 온도 차이값(T)이 제1 설정값(A)을 초과하면(S170), 변속기 오일(ATF)의 온도가 일정 수준으로 유지하거나 승온시키기 위하여 승온 제어 개시를 요청한다(S200).
이때, 변속기 오일 온도 제어 장치(100)는 온도 차이값(T)이 제1 설정값(A)을 초과하고 제2 설정값(B) 이하이면(S210), 승온 제어 1단계 동작의 개시를 요청하고(S220), 온도 차이값(T)이 제2 설정값(B)을 초과하면 승온 제어 2단계 동작의 개시를 요청한다(S240).
이에, 파워트레인계 열관리시스템(10)은 변속기 오일 온도 제어 장치(100)로부터의 승온 제어 1단계 동작의 개시 요청에 따라 PTC 히터(12)만을 오프(OFF) 제어하고, 전동식 오일 펌프(EOP)(17) 및 히터용 워터펌프(13)를 온(ON) 동작시켜 승온 제어 1단계 동작을 수행하도록 한다(S230).
파워트레인계 열관리시스템(10)은 'S240' 과정에서 변속기 오일 온도 제어 장치(100)로부터의 승온 제어 2단계 동작의 개시 요청에 따라 PTC 히터(12), 전동식 오일 펌프(EOP)(17) 및 히터용 워터펌프(13)를 모두 온(ON) 동작시켜 승온 제어 2단계 동작을 수행하도록 한다(S250).
변속기 오일 온도 제어 장치(100)는 'S250' 과정 이후, 외기온 및 충전 상태(SOC)를 확인하여 외기온이 기준온도 미만인 것으로 확인되면(S260), 히터용 워터펌프(13)의 사용 비율을 100%로 결정한다(S270).
한편, 변속기 오일 온도 제어 장치(100)는 외기온이 기준온도 이상이고 배터리의 충전 상태(SOC)가 기준치 미만인 것으로 확인되면(S280), 히터용 워터펌프(13)의 사용 비율을 제1 값(X)으로 결정하고(S290), 그렇지 않으면 PTC 히터(12) 사용비율을 제1 값 보다 큰 제2 값(Y)으로 결정하도록 한다(S300).
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 방법이 실행되는 컴퓨팅 시스템을 도시한 도면이다.
도 6을 참조하면, 컴퓨팅 시스템(1000)은 버스(1200)를 통해 연결되는 적어도 하나의 프로세서(1100), 메모리(1300), 사용자 인터페이스 입력 장치(1400), 사용자 인터페이스 출력 장치(1500), 스토리지(1600), 및 네트워크 인터페이스(1700)를 포함할 수 있다.
프로세서(1100)는 중앙 처리 장치(CPU) 또는 메모리(1300) 및/또는 스토리지(1600)에 저장된 명령어들에 대해 처리를 실행하는 반도체 장치일 수 있다. 메모리(1300) 및 스토리지(1600)는 다양한 종류의 휘발성 또는 불휘발성 저장 매체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 메모리(1300)는 ROM(Read Only Memory)(1310) 및 RAM(Random Access Memory)(1320)을 포함할 수 있다.
따라서, 본 명세서에 개시된 실시예들과 관련하여 설명된 방법 또는 알고리즘의 단계는 프로세서(1100)에 의해 실행되는 하드웨어, 소프트웨어 모듈, 또는 그 2 개의 결합으로 직접 구현될 수 있다. 소프트웨어 모듈은 RAM 메모리, 플래시 메모리, ROM 메모리, EPROM 메모리, EEPROM 메모리, 레지스터, 하드 디스크, 착탈형 디스크, CD-ROM과 같은 저장 매체(즉, 메모리(1300) 및/또는 스토리지(1600))에 상주할 수도 있다. 예시적인 저장 매체는 프로세서(1100)에 커플링되며, 그 프로세서(1100)는 저장 매체로부터 정보를 판독할 수 있고 저장 매체에 정보를 기입할 수 있다. 다른 방법으로, 저장 매체는 프로세서(1100)와 일체형일 수도 있다. 프로세서 및 저장 매체는 주문형 집적회로(ASIC) 내에 상주할 수도 있다. ASIC는 사용자 단말기 내에 상주할 수도 있다. 다른 방법으로, 프로세서 및 저장 매체는 사용자 단말기 내에 개별 컴포넌트로서 상주할 수도 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.
따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10: 파워트레인계 열관리시스템 11:OBC
12: PTC 히터 13: 히터용 워터펌프
14: 엔진 15: 워터펌프
16: 변속기 17: 전동식 오일 펌프(EOP)
18: ATF 워머 19: 라디에이터
100: 변속기 오일 온도 제어 장치
110: 제어부 120: 통신부
130: 저장부 140: 정보 수집부
150: 판단부

Claims (20)

  1. 충전 개시 시 변속기 오일의 온도와 목표 온도 간 온도 차이값이 변속기 오일의 승온 제어 조건을 만족하는지 판단하는 판단부; 및
    상기 변속기 오일의 승온 제어 조건을 만족하면 열관리시스템의 적어도 하나 이상의 구동유닛에 대한 동작 제어 신호를 출력하여 상기 변속기 오일의 온도를 제어하는 제어부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 변속기 오일 온도 제어 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 열관리시스템은,
    파워트레인계 열관리시스템인 것을 특징으로 하는 변속기 오일 온도 제어 장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 파워트레인계 열관리시스템은,
    PTC(Positive Temperature Coefficient) 히터, 전동식 오일 펌프, 히터용 워터펌프 및 ATF(Automatic Transmission Fluid) 워머를 포함하고, 상기 PTC 히터와 상기 ATF 워머 사이에 연결되어 충전 시 열을 발생하는 OBC(on board charger)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 변속기 오일 온도 제어 장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 판단부는,
    상기 온도 차이값이 제1 설정값을 초과하고 제2 설정값 이하이면 1단계 승온 조건을 만족하는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 변속기 오일 온도 제어 장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 1단계 승온 조건을 만족하면 상기 열관리시스템의 PTC 히터를 오프(OFF) 제어하고, 전동식 오일 펌프(EOP) 및 히터용 워터펌프를 온(ON) 제어하기 위한 명령을 포함하는 승온 제어 신호를 생성하여 상기 열관리시스템으로 송신하는 것을 특징으로 하는 변속기 오일 온도 제어 장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 판단부는,
    상기 온도 차이값이 제2 설정값을 초과하면 2단계 승온 조건을 만족하는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 변속기 오일 온도 제어 장치.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 2단계 승온 조건을 만족하면, 상기 열관리시스템의 PTC 히터, 전동식 오일 펌프(EOP) 및 히터용 워터펌프를 모두 온(ON) 제어하기 위한 명령을 포함하는 2단계 승온 제어 신호를 생성하여 상기 열관리시스템으로 송신하는 것을 특징으로 하는 변속기 오일 온도 제어 장치.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 제어부는,
    외기온 및 충전 상태(SOC)에 따라 상기 히터용 워터펌프의 사용 비율을 결정하는 것을 특징으로 하는 변속기 오일 온도 제어 장치.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 제어부는,
    외기온이 기준온도 미만이면 상기 히터용 워터펌프의 사용 비율을 100% 또는 제1 값으로 결정하는 것을 특징으로 하는 변속기 오일 온도 제어 장치.
  10. 청구항 8에 있어서,
    상기 제어부는,
    외기온이 기준온도 이상이고, 충전 상태(SOC)가 기준치 이상이면 상기 히터용 워터펌프의 사용 비율을 제1 값 보다 작은 제2 값으로 결정하는 것을 특징으로 하는 변속기 오일 온도 제어 장치.
  11. 청구항 8에 있어서,
    상기 제어부는,
    외기온이 기준온도 이상이고, 충전 상태(SOC)가 기준치 미만이면 상기 히터용 워터펌프의 사용 비율을 제2 값 보다 작은 제3 값으로 결정하는 것을 특징으로 하는 변속기 오일 온도 제어 장치.
  12. 청구항 1에 있어서,
    상기 판단부는,
    상기 온도 차이값이 제1 설정값 미만이면 OBC의 냉각 조건을 만족하는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 변속기 오일 온도 제어 장치.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 냉각 조건을 만족하면, 상기 열관리시스템의 PTC 히터 및 전동식 오일 펌프(EOP)를 오프(OFF) 제어하고, 히터용 워터펌프를 온(ON) 제어하기 위한 명령을 포함하는 냉각 제어 신호를 생성하여 열관리시스템으로 송신하는 것을 특징으로 하는 변속기 오일 온도 제어 장치.
  14. 충전 개시 시 변속기 오일의 온도와 목표 온도 간 온도 차이값이 변속기 오일의 승온 제어 조건을 만족하는지 판단하는 단계; 및
    상기 변속기 오일의 승온 제어 조건을 만족하면 열관리시스템의 적어도 하나 이상의 구동유닛에 대한 동작 제어 신호를 출력하여 상기 변속기 오일의 온도를 제어하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 변속기 오일 온도 제어 방법.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 판단하는 단계는,
    상기 온도 차이값이 제1 설정값을 초과하고 제2 설정값 이하이면 1단계 승온 조건을 만족하는 것으로 판단하는 단계; 및
    상기 온도 차이값이 상기 제2 설정값을 초과하면 2단계 승온 조건을 만족하는 것으로 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 변속기 오일 온도 제어 방법.
  16. 청구항 15에 있어서,
    상기 변속기 오일의 온도를 제어하는 단계는,
    상기 1단계 승온 조건을 만족하면 상기 열관리시스템의 PTC 히터를 오프(OFF) 제어하고, 전동식 오일 펌프(EOP) 및 히터용 워터펌프를 온(ON) 제어하기 위한 명령을 포함하는 승온 제어 신호를 생성하여 상기 열관리시스템으로 송신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 변속기 오일 온도 제어 방법.
  17. 청구항 15에 있어서,
    상기 변속기 오일의 온도를 제어하는 단계는,
    상기 2단계 승온 조건을 만족하면, 상기 열관리시스템의 PTC 히터, 전동식 오일 펌프(EOP) 및 히터용 워터펌프를 모두 온(ON) 제어하기 위한 명령을 포함하는 2단계 승온 제어 신호를 생성하여 상기 열관리시스템으로 송신하는 것을 특징으로 하는 변속기 오일 온도 제어 방법.
  18. 청구항 17에 있어서,
    외기온 및 충전 상태(SOC)에 따라 상기 히터용 워터펌프의 사용 비율을 결정하는 것을 특징으로 하는 변속기 오일 온도 제어 방법.
  19. 청구항 18에 있어서,
    상기 히터용 워터펌프의 사용 비율을 결정하는 단계는,
    외기온이 기준온도 미만이면 상기 히터용 워터펌프의 사용 비율을 100% 또는 제1 값으로 결정하는 단계;
    외기온이 기준온도 이상이고, 충전 상태(SOC)가 기준치 이상이면 상기 히터용 워터펌프의 사용 비율을 제1 값 보다 작은 제2 값으로 결정하는 단계; 및
    외기온이 기준온도 이상이고, 충전 상태(SOC)가 기준치 미만이면 상기 히터용 워터펌프의 사용 비율을 제2 값 보다 작은 제3 값으로 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 변속기 오일 온도 제어 방법.
  20. PTC(Positive Temperature Coefficient) 히터, 전동식 오일 펌프, 히터용 워터펌프 및 ATF(Automatic Transmission Fluid) 워머를 포함하고, 상기 PTC 히터와 상기 ATF 워머 사이에 연결되는 OBC(on board charger)를 포함하는 파워트레인계 열관리시스템; 및
    충전 개시 시에 변속기 오일의 온도와 목표 온도 간 온도 차이값이 변속기 오일의 승온 제어 조건을 만족하는지 판단하여 상기 변속기 오일의 승온 제어 조건을 만족하면 열관리시스템의 적어도 하나 이상의 구동유닛에 대한 동작 제어 신호를 출력하여 상기 변속기 오일의 온도를 제어하는 변속기 오일 온도 제어 장치
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량 시스템.
KR1020190027666A 2019-03-11 2019-03-11 변속기 오일 온도 제어 장치 및 방법, 그리고 차량 시스템 KR102610757B1 (ko)

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