KR20180071736A - 차량의 오일 온도 모델링 방법 - Google Patents

차량의 오일 온도 모델링 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차량의 오일 온도 모델링 방법에 관한 것으로, 차량의 시동 중지 시의 오일 온도(TS)를 저장하는 오일온 저장 단계, 및 시동 중지 후 소정 시간 내에 재시동 될 경우 상기 오일온 저장 단계에서 저장된 오일 온도(TS)가 미리 입력된 기준 온도(TR) 이상(TS≥TR)인지 여부를 판단하는 기준 판단 단계를 포함하여 시동 정지 전의 오일의 온도가 기준온도 미만인 경우에는 시동 정지 전의 오일의 온도를 초기 온도로 모델링을 진행하므로 오일의 온도가 갑자기 높아지도록 모델링되는 것을 방지시킬 수 있다.

Description

차량의 오일 온도 모델링 방법 {OIL TEMPERATURE MODELING METHOD FOR VEHICLE}
본 발명은 차량의 오일 온도 모델링 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 차량의 재시동 시에 냉각수 온도 및 차량 외부의 기온을 고려하여 오일 온도를 모델링 할 수 있는 차량의 오일 온도 모델링 방법에 관한 것이다.
엔진오일은 엔진을 구동함에 있어서 실린더와 피스톤, 베어링 등 접동 부분의 윤활 역할을 함으로써 엔진에 필수요소 중 하나이다. 또한 엔진의 성능을 충분히 발휘시키기 위하여 엔진오일의 특성은 매우 중요한데, 그 중 가장 중요한 점성은 오일 온도에 따라서 변하게 되므로 엔진 오일 온도를 알아야 한다.
만약, 오일 온도가 낮거나 또는 아주 높으면 정상적인 엔진의 제어가 이루어질 수 없으므로 금지하여야 한다.
그러므로 차량 제어 측면에서는 오일 온도가 충분히 올라갔다고 판단되면 그 이후 CVVT, 터보 시스템을 작동시킨다. 보통 차량에서는 엔진오일에 온도 센서를 장착하지 않고 모델링 값을 사용하며, 엔진 캘리브레이션 엔지니어는 이 모델링 값이 실제 값과 유사하도록 엔진 오일 모델링 캘리브레이션을 수행한다.
엔진 오일 모델링 영역 중에 초기값을 담당하는 부분이 있다. 엔진 off 이후 다시 재시동시 오일 온도 모델링 값을 결정하는 영역이다. 재시동시 냉각수가 일정 온도가 되기 이전에는, 현재의 냉각수온과 외기온을 고려하여 두 온도 사이의 값을 가지도록 되어있고, 냉각수온 일정 온도 이후에는 바로 오일온이 냉각수온과 같도록 로직이 구성되어있다.
그러나 오일의 비열이 냉각수의 비열보다 높으므로, 오일 온도는 냉각수온에 비해 온도 상승 속도가 늦어져 냉각수온이 일정 수준 이상으로 올라간 이후에 문제가 발생될 수 있다. 즉, 냉각수온만 먼저 일정온도 이상 도달한 상태에서 오일 온도를 냉각수온과 같은 온도로 초기값을 가지게 되면, 오일온도가 실제로는 충분히 올라가지 않음에도 모델링 값이 냉각수온만큼 상승하게 된다.
따라서 실제로는 아직 오일 온도가 충분히 올라가지 않았음에도 차량에서는 오일 온도가 올라갔다고 판단하여 그에 맞는 엔진 제어를 시작하게 되면 엔진오일의 역할을 충분히 할 수 없는 상태에서 엔진 제어가 되므로 엔진에 문제가 생길 가능성이 있다.
특히, 이러한 문제점은 재시동 시에 더욱 일어날 확률이 증가하게 된다. 최초 시동 시에 냉각수의 온도는 빠르게 올라가 이미 일정온도를 초과할 경우가 많지만, 오일의 온도는 아직 일정온도를 초과하지 못하였을 가능성이 있다. 다만, 이러한 경우에도 최초 시동 시의 모델링 값은 실제의 오일의 온도와 가깝게 상승한 상태이다.
도 2(a)를 참조하면, 종래의 재시동 시의 오일 온도에 대한 모델링 값의 그래프를 볼 수 있다. 종래의 차량의 오일 온도 모델링 방법에 의하면 최초의 시동과 재시동을 구별하지 아니하고 시동 시의 냉각수온을 기준으로 모델링 방법을 선택하게 된다. 그 결과 도 2a와 같이 최초 시동에서 아직 실제 오일 온도 및 모델링 값이 일정 온도를 넘지 못하였더라도, 비열이 낮은 냉각수온이 일정 온도를 넘긴 상태에서 시동이 중지된 후 재시동이 걸리면 오일 온도의 모델링 값이 바로 냉각수온으로 설정되고, 그 상태에서 엔진의 제어가 시작되는 문제가 있다.
대한민국등록특허공보 제10-0551302호(2006.02.03.)
본 발명은 상기한 바와 같은 종래 차량의 오일 온도 모델링 방법이 가지는 문제점들을 개선하기 위해 창출된 것으로 재시동 시에 실제 오일 온도에 적합한 오일온 모델링 방식을 채택할 수 있는 오일 온도 모델링 방법을 제공함에 그 목적이 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 차량의 오일 온도 모델링 방법은 차량의 시동 중지 시의 오일 온도(TS)를 저장하는 오일온 저장 단계, 및 시동 중지 후 소정 시간 내에 재시동 될 경우 상기 오일온 저장 단계에서 저장된 오일 온도(TS)가 미리 입력된 기준 온도(TR) 이상(TS≥TR)인지 여부를 판단하는 기준 판단 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 기준 판단 단계에서 상기 오일온 저장 단계에서 저장된 오일 온도가 상기 기준 온도 이상(TS≥TR)인 경우 냉각수의 온도(TC)를 측정하고 오일의 초기온도(TO)를 상기 냉각수의 온도로 설정(TO=TC)하는 제1 오일온 모델링 단계를 더 포함하는 것도 가능하다.
또한, 상기 기준 판단 단계에서 상기 오일온 저장 단계에서 저장된 오일 온도가 상기 기준 온도 미만(TS<TR)인 경우 오일의 초기온도(TO)를 상기 시동 중지 시의 오일 온도(TS)로 설정(TO=TS)하는 제2 오일온 모델링 단계를 더 포함하는 것도 가능하다.
한편, 시동 중지 후 재시동 될 때까지의 시간(tS)이 기준 시간(tR) 미만(tS<tR)인지 여부를 판단하는 재시동 판단 단계를 더 포함하는 것도 가능하다.
이때, 상기 재시동 판단 단계에서 시동 중지 후 재시동 될 때까지의 시간(tS)이 기준 시간(tR) 미만(tS<tR)인 경우에 상기 기준 판단 단계를 수행하는 것도 가능하다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 차량의 오일 온도 모델링 방법에 의하면, 재시동 시에도 실제의 오일 온도에 대응하여 오일온 모델링 방식을 채택하여 실제 오일의 온도에 대응한 엔진 제어를 할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 오일 온도 모델링 방법의 순서도,
도 2a는 종래 차량의 오일 온도 모델링 방법에 따른 재시동 시의 오일 온도 모델링 값에 대한 그래프,
도 2b는 본 발명의 차량의 오일 온도 모델링 방법에 따른 재시동 시의 오일 온도 모델링 값에 대한 그래프이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 오일 온도 모델링 방법은, 오일온 저장 단계(S10), 재시동 판단 단계(S15), 기준 판단 단계(S20), 제1 오일온 모델링 단계(S30) 및 제2 오일온 모델링 단계(S40)를 포함한다.
상기 오일온 저장 단계(S10)에서는 차량의 시동 중지 시의 오일 온도(TS)를 저장한다. 차량의 시동이 걸려있거나(공회전 등) 또는 차량의 주행이 있는 경우에는 엔진의 작동에 의하여 냉각수의 온도(TC) 및 오일의 온도(T)가 상승하게 되고, 오일의 온도는 상기 냉각수의 온도(TC)와 차량 외부의 기온(TA)을 기준으로 하여 모델링된다. 이때, 차량의 시동을 중지시키면, 차량의 제어부(도면 미기재)는 상기 시동 중지 시의 오일 온도(TS)를 저장한다.
상기 재시동 판단 단계(S15)에서는 시동 중지 후 재시동 될 때까지의 시간(tS)(이하 재시동 시간이라 한다.)이 미리 설정된 기준 시간(tR) 미만(tS<tR)인지 여부를 판단한다. 시동이 중지되면 엔진의 작동에 의한 열공급이 없으므로, 상기 냉각수의 온도(TC) 및 상기 오일의 온도(T)가 낮아지게 된다. 따라서, 상기 기준 시간(tR)을 초과하여 시동이 중지된 경우에는 엔진 오일이 충분히 식게되어 재시동 시의 온도 모델링의 적용이 불필요하다.
그러므로, 본 실시예에서는 상기 재시동 판단 단계(S15)에서 상기 재시동 시간(tS)이 상기 기준 시간(tR) 미만(tS<tR)인 경우에는 상기 기준 판단 단계(S20)를 수행하고 상기 재시동 시간(tS)이 상기 기준 시간(tR) 이상(tS≥tR)인 경우에는 본 발명을 종료한다.
상기 기준 판단 단계(S20)에서는 상기 오일온 저장 단계(S10)에서 저장된 오일 온도(TS)(이하 저장된 오일 온도라 한다.)가 미리 입력된 기준 온도(TR) 이상(TS≥TR)인지 여부를 판단한다.
최초에 시동이 걸린 상태에서 오일이 충분히 가열되어 있다면 상기 기준 시간(tR) 미만의 시간 동안 엔진 제어에 필요한 온도 미만으로 떨어지지 아니하므로 본 발명에서는 상기 기준 판단 단계(S20)에서 상기 저장된 오일 온도(TS)와 상기 기준 온도(TR)를 판단한다.
따라서, 상기 기준 판단 단계(S20)에서 상기 저장된 오일 온도(TS)가 상기 기준 온도(TR) 이상(TS≥TR)인 경우에는 상기 제1 오일온 모델링 단계(S30)를 수행하고, 상기 저장된 오일 온도(TS)가 상기 기준 온도(TR) 미만(TS<TR)인 경우에는 상기 제2 오일온 모델링 단계(S40)를 수행한다.
상기 제1 오일온 모델링 단계(S30)에서는 냉각수의 온도(TC)를 측정하고, 오일의 초기온도(TO)를 상기 냉각수의 온도로 설정(TO=TC)한다. 즉, 상기 저장된 오일 온도(TS)가 상기 기준 온도(TR) 이상(TS≥TR)인 경우에는 엔진의 제어에 필요한 최소한의 온도는 만족시켰으므로 상기 초기온도(TO)를 상기 냉각수의 온도로 설정(TO=TC)하여 모델링을 진행할 때, 오차가 발생하여도 차량에 무리를 주지 아니한다.
한편, 상기 제2 오일온 모델링 단계(S40)에서는 상기 초기온도(TO)를 상기 저장된 오일 온도(TS)로 설정(TO=TS)한다. 상기 저장된 오일 온도(TS)가 상기 기준 온도(TR) 미만(TS<TR)인 경우에는 오일 온도에 따른 추가적인 제어가 필요하므로 상기 저장된 오일 온도(TS)를 상기 초기온도(TO)로 설정하여 오일의 온도를 모델링 한다.
이때, 본 발명에서 오일 온도(T)의 모델링은 상기 냉각수의 온도(TC) 이하, 상기 차량 외부의 기온(TA) 이상으로(TC≥T≥TA) 모델링하되, 상기 냉각수의 온도(TC)와 상기 차량 외부의 기온(TA)을 이용하는 것은 물론, 냉각수의 비열 및 오일의 비열을 고려하여 상기 냉각수의 온도(TC) 변화에 따른 오일 온도(T)의 변화율 등을 다양하게 적용시키는 것을 포함한다.
그러므로 본 발명에 의하면, 종래에 최초 시동 및 재시동을 구별하지 아니하고 초기온도를 냉각수의 온도로 설정하여 모델링 한 것과 달리, 재시동 시에는 시동 정지 전의 온도와 기준온도를 비교하여 기준온도 이하일 경우에는 초기 온도를 재시동 시 저장된 온도로 설정하여 모델링한다.
따라서, 도 2b의 그래프와 같이 냉각수의 온도는 기준온도 이상이지만 시동 정지 전의 오일의 온도가 기준온도 미만인 경우에는 시동 정지 전의 오일의 온도를 초기 온도로 모델링을 진행하므로, 도 2a에서와 같이 오일의 온도가 갑자기 높아지도록 모델링되는 것을 방지시킬 수 있다.
이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명은 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함은 명백하다.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.
S10 : 오일온 저장 단계
S15 : 재시동 판단 단계
S20 : 기준 판단 단계
S30 : 제1 오일온 모델링 단계
S40 : 제2 오일온 모델링 단계

Claims (5)

  1. 차량의 시동 중지 시의 오일 온도(TS)를 저장하는 오일온 저장 단계; 및
    상기 오일온 저장 단계에서 저장된 오일 온도(TS)가 미리 입력된 기준 온도(TR) 이상(TS≥TR)인지 여부를 판단하는 기준 판단 단계;
    를 포함하는 차량의 오일 온도 모델링 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 기준 판단 단계에서 상기 오일온 저장 단계에서 저장된 오일 온도가 상기 기준 온도 이상(TS≥TR)인 경우, 냉각수의 온도(TC)를 측정하고, 오일의 초기온도(TO)를 상기 냉각수의 온도로 설정(TO=TC)하는 제1 오일온 모델링 단계;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 오일 온도 모델링 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 기준 판단 단계에서 상기 오일온 저장 단계에서 저장된 오일 온도가 상기 기준 온도 미만(TS<TR)인 경우, 오일의 초기온도(TO)를 상기 시동 중지 시의 오일 온도(TS)로 설정(TO=TS)하는 제2 오일온 모델링 단계;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 오일 온도 모델링 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    시동 중지 후 재시동 될 때까지의 시간(tS)이 기준 시간(tR) 미만(tS<tR)인지 여부를 판단하는 재시동 판단 단계;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 오일 온도 모델링 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 재시동 판단 단계에서 시동 중지 후 재시동 될 때까지의 시간(tS)이 기준 시간(tR) 미만(tS<tR)인 경우에 상기 기준 판단 단계를 수행하는 것을 특징으로 하는 차량의 오일 온도 모델링 방법.
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