KR0183071B1

KR0183071B1 - 전자적 제어가 가능한 클러치 팬 장치 및 방법

Info

Publication number: KR0183071B1
Application number: KR1019940039701A
Authority: KR
Inventors: 박경태
Original assignee: 전성원; 현대자동차주식회사
Priority date: 1994-12-30
Filing date: 1994-12-30
Publication date: 1999-04-01
Also published as: KR960023892A

Abstract

이 발명은 전자 제어 클러치 팬에 관한 것으로, 종래의 클러치 팬이 단순히 온도에만 작용하는 것 이외에 엔진회전수, 차속도, 스로틀 밸브 개폐량 등 전체적인 엔진 상태를 기준으로 판단하여 팬 컨트롤러에 의한 냉각 클러치 팬을 전자적으로 제어하며 작동시켜 보다 정확하고 효과적인 냉각 작용을 얻는 것이 가능한 전자 제어 클러치 팬의 장치 및 방법에 관한 것이다.

Description

전자적 제어가 가능한 클러치 팬 장치 및 방법

제1도는 종래의 점성 클러치 팬의 형상을 나타낸 상세도.

제2도는 종래의 공기 유동 흐름에 대한 클러치 팬의 위치를 도시한 상세도.

제3도는 종래의 엔진 회전수와 팬 회전수 사이에서의 온도에 따른 클러치 팬의 회전곡선을 도시한 특성도.

제4도는 이 발명의 실시예에 따른 전자 제어 클러치 팬을 도시한 구성도.

제5도는 이 발명의 실시예에 따른 온도와 엔진상태에 의한 전자 제어 클어치 팬을 도시한 동작 흐름도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 스로틀 밸브 2 : 온도 센서

3 : 속도계 4 : 팬 컨트롤러

5 : 에어컨 팬 6 : 컴프래셔

7 : 액추에이터 8 : 서보모터

9 : 클러치 팬

이 발명은 전자 제어 클러치 팬 장치 및 방법에 관한 것으로 더욱 상세하게 말하자면, 공냉식 엔진 냉각 장치에서 클러치 팬이 단순히 온도에만 작용하는 것 이외에 엔진의 전반적인 상태에 따라 전자식으로 클러치 팬을 제어하는 장치 및 방법에 관한 것이다.

종래의 자동차 엔진 냉각 장치에는 냉각수를 사용하는 수냉식이 사용되어져 왔으며, 수냉식 냉각 장치는 물의 순환 방식에 따라 자연 순환식과 강제 순환식이 있고 그중 특히 워터 펌프를 이용하여 냉각수를 강제로 순환시켜 냉각하는 방식인 강제 순환식이 자동차 엔진 냉각 장치의 대표적인 방식이었다.

이 방식의 주요 구성 부품은 라디에이터, 워터 펌프, 워터 재킷, 수온 조절기 등으로 구성되고 라디에이터는 엔진에서 가열된 냉각수를 냉각하는 장치이며, 냉각 팬은 그 라디에이터 뒤쪽에 부착하여 강제로 통풍시킴으로써 라디에이터의 냉각효과를 충분히 얻게 하고 또, 고속시에는 배기 매니폴드 등의 과열을 방지하는 역할도 한다.

특히 클러치 팬은 자동 팬이라고도 하며, 팬의 회전을 엔진의 실내 온도에 따라 자동적으로 조절하여 팬의 구동에 소비되는 동력의 손실을 될 수 있는 대로 적게 하고 엔진의 과냉이나 팬의 소음를 적게 하기 위한 장치이다.

종래의 엔진 냉각 장치에서 사용되어온 클러치 팬의 구조를 첨부된 도면을 참조로 설명하면 다음과 같다.

제1도는 종래의 점성 클러치 팬의 형상을 나타낸 상세도이다.

제2도는 종래의 공기 유동 흐름에 대한 엔진의 라디에이터 앞에 있는 클러치 팬의 위치를 도시한 상세도이다.

제3도는 종래의 엔진 회전수와 팬 회전수 사이에서의 온도에 따른 클러치 팬의 회전곡선을 도시한 특성도로서, 공기 온도가 섭씨 55도, 65도일 때 점성 클러치 팬 형상의 바이 메탈 스트립(BIMETAL STRIP)의 길이가 늘어나 피스톤으로 밸브를 열면 열린 홀(HOLE)로 액체가 유입되어, 드라이븐 하우정(DIVEN HOUSING)과 엔진 마운팅 서페이스(ENGINE MOUNTING SURFACE) 사이에서 유체 전단력으로 연결시키는 동작이 이루어진다.

실제 엔진은 초기 시동시 냉각이 불필요하고, 고속 주행시 유입되는 공기 증가로 팬이 필요없으며, 로드(LOAD)가 작을 때에는 냉각이 작아도 된다.

그러나, 종래의 엔진 냉각 장치의 클러치 팬은 초기 시동시에도 팬이 회전하고 고속시에는 팬이 고속 회전하여, 로드가 작을 때에는 과냉각이 되어 엔진에는 매우 좋지못한 영향을 미치며, 또한 소비 동력을 과소비시키고 팬의 소음이 심하게 되는 단점이 생긴다.

그러므로 이 발명의 목적은 종래의 단점을 해결하기 위한 것으로, 단순히 현재 사용되는 라디에이터 온도로 조절하는 것 이외에, 엔진 내에 있는 속도계와 냉각수 온도 센서, 스로틀 밸브 개도 센서에서 입력값을 받아 팬 컨트롤러에서 서보 모터로 출력값을 주어서 엔진 상태에 따라 전자적으로 클러치 팬을 제어하여 보다 효과적인 엔진 냉각 장치를 얻고자 하는데 있다.

상기의 목적을 달성하고자 하는 이 발명의 구성은, 유입된 유체량을 조절해 주는 스로틀 밸브와; 냉각수의 온도를 감지하는 온도 센서와; 차의 주행 속도를 감지하여 계기판에 나타내 주는 속도계와; 각종 센서에 의한 입력값의 정도에 따라 팬의 회전량을 조절하는 팬 컨트롤러와; 차실내의 공기나 외부의 공기를 팬을 사용해 차실내에 찬 바람을 보내는 역할을 하는 에어컨 팬과; 냉매를 압축하여 고온, 고압가스로 만드는 컴프래셔와; 팬 컨트롤러를 구동시키며 컴프래셔와 에어컨 팬에 동력을 전달해 주는 액추에이터와; 팬과 클러치를 연결하는 서보모터로 이루어진다.

상기 구성에 의하여 이 발명을 실시할 수 있는 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 하여 설명하면 다음과 같다.

제4도는 이 발명의 실시예에 따른 전자 제어 클러치 팬 장치를 도시한 구성도로서, 엔진 축과 클러치 사이에 유입된 유체량을 조절 해주는 스로틀 밸브(1)와; 라디에이터의 냉각수 온도를 감지하는 온도 센서(2)와; 차의 주행 속도를 감지하여 계기판에 나타내 주는 속도계(3)와; 스로틀 밸브(1)의 개폐, 온도센서(2) 및 속도계(3)의 입력값의 정도에 따라 팬의 회전량을 조절하는 팬 컨트롤러(4)와; 차실내의 공기나 외부의 공기를 팬을 사용해 강제적으로 증발기에 보내서 열 교환을 하게 하고, 차실내에 찬 바람을 보내는 역할을 하는 에어컨 팬(5)과; 증발기에서 열을 흡수하여 가스 상태로 된 냉매를 비교적 높은 온도에서도 열을 쉽게 방산할 수 있는 상태로 만들기 위해 냉매를 압축하여 고온, 고압가스로 만드는 컴프래셔(6)와; 팬 컨트롤러(4)를 구동시켜 그 정보량을 서보모터(8)로 전달하며, 컴프래셔(6)와 에어컨 팬(5)에 동력을 전달해 주는 액추에이터(7)와; 팬과 클러치를 연결하고 엔진축과 직결하고 팬의 엔진 회전수 조정 등을 하는 서보모터(8)로 이루어진다.

제5도는 이 발명의 실시예에 따른 전자 제어 클러치 팬의 동작 방법을 도시한 동작순서도로서, 엔진회전수, 속도계(3) 및 냉각수 온도센서(2)와 스로틀 밸브(1)의 개도 등을 읽어 센서에 의한 감지 신호를 판독하는 개시 단계(S1)와; 냉각수의 온도가 설정온도(섭씨 90도) 이상인지를 판단하여 맞으면 클러치 연결을 위한 저속의 클러치 팬(9) 구동 신호를 출력하고 아니면 클러치를 해제하기 위한 구동 신호를 출력하는 단계(S2)와; 엔진회전수가 설정회전수 이상인지를 비교하여 맞으면 차속도가 설정속도(시속 100킬로미터) 이상인지를 비교하고, 아니면 클러치 팬(9)의 구동 속도를 저속으로 유지하는 단계(S3)과; 차속도가 설정속도(시속 100킬로미터)보다 크면 냉각수 온도와 설정온도(섭씨 100도)를 비교하고, 작으면 스로틀 밸브(1) 개도 정도와 설정 개도 정도를 비교하는 단계(S4)와; 냉각수 온도가 설정온도(섭써 100도)보다 크면 클러치 연결을 위한 고속의 클러치 팬 구동 신호를 출력하고, 작으면 클러치 해제를 위한 구동 신호를 출력하는 단계(S5)와; 스로틀 밸브(1) 개도 정도가 설정 개도 정도보다 크면 냉각수 온도와 설정온도(섭씨 100도)를 비교하고, 작으면 클러치 연결을 위한 저속의 클러치 팬 구동 신호를 출력하는 단계(S6)와; 냉각수의 온도가 설정온도(섭씨 100)보다 크면 엔진축과 직결하고, 에어컨 팬(5)을 구동하며 작으면 클러치 연결을 위한 저속의 클러치 팬 구동 신호를 출력하는 단계(S7)로 이루어진다.

상기 구성에 의한 이 발명의 실시예에 따른 전자 제어 클러치 팬의 동작은 다음과 같다.

먼저, 팬 컨트롤러(4)가 엔진 내부의 스로틀 밸브(1)의 개도량과 온도센서(2) 및 속도계(3)의 값을 읽어서 그 정보량을 액추에이터(7)로 전달한 다음, 다시 액추에이터(7)는 팬과 클러치를 연결 또는 엔진축과 직결하고 팬의 회전수를 조정하는 서보모터(8)로 전달하여 전자적으로제어된 클러치 팬이 작동하며, 단 부하가 클시에는 에어컨까지 관계하여 액추에이터(7)에서 에어컨 오프(OFF)시에도 에어컨 팬을 회전시키고, 에어컨 온(ON)시에는 컴프래셔(6)를 오프(OFF)시키는 전자 제어 클러치 팬의 동작이 이루어진다.

본 발명의 효과는, 단순히 라디에이터의 온도를 기준으로 판단하여 냉각 클러치 팬을 작동시키는 종래의 기술과는 달리 엔진회전수, 차속도, 스로틀 밸브 개폐량 등 전체적인 엔진상태를 기준으로 판단하여 냉각 클러치 팬을 전자적으로 제어하며 작동시키기 때문에 보다 정확하고 효과적인 냉각 작용을 얻는 것이 가능하다.

Claims

유입된 유체량을 조절해 주는 스로틀 밸브와; 냉각수의 온도를 감지하는 온도 센서와; 차의 주행 속도를 감지하여 계기판에 나타내 주는 속도계와; 각종 센서에 의한 입력값의 정도에 따라 팬의 회전량을 조절하는 팬 컨트롤러와; 차실내의 공기나 외부의 공기를 팬을 사용해 차실내에 찬 바람을 보내는 역할을 하는 에어컨 팬과; 냉매를 압축하여 고온, 고압가스로 만드는 컴프래셔와; 팬 컨트롤러를 구동시키며 컴프래셔와 에어컨 팬에 동력을 전달해 주는 액추에이터와; 팬과 클러치를 연결하는 서보모터로 구성되어짐을 특징으로 하는 전자 제어 클러치 팬 장치.
제1항에 있어서, 상기한 팬 컨트롤러는 스로틀 밸브의 개폐, 온도센서 및 속도계의 입력값의 정도에 따라 팬의 회전량을 조절하여 엑추에이터로 정보를 보내 주는 것을 특징으로 하는 전자 제어 클러치 팬 장치.
제1항에 있어서, 상기한 액추에이터는 각종 센서에 의한 엔진의 상태에 따라 입력된 팬 컨트롤러를 구동시켜 그 정보량을 서보모터로 전달하며, 컴프래셔와 에어컨 팬에 동력을 전달해 주는 것을 특징으로 하는 전자 제어 클러치 팬 장치.
제1항에 있어서, 상기한 서보모터는 팬 컨트롤러의 각종 센서에 의한 정보를 액추에이터로부터 입력받아 팬과 클러치를 연결하고 엔진축과 직결하며, 팬의 엔진 회전수 조정 등을 하는 것을 특징으로 하는 전자 제어 클러치 팬 장치.
엔진회전수, 차속도 및 냉각수 온도와 스로틀 밸브의 개도 등을 읽어 센서에 의한 감지신호를 판독하는 개시 단계와; 냉각수의 온도가 설정온도(섭씨 90도) 이상인지를 판단하여 맞으면 클러치 연결을 위한 저속의 클러치 팬 구동 신호를 출력하고 아니면 클러치를 해제하기 위한 구동 신호를 출력하는 단계와; 엔진회전수가 설정회전수 이상인지를 비교하여 맞으면 차속도가 설정속도(시속 100킬로미터) 이상인지를 비교하고, 아니면 클러치 팬의 구동 속도를 저속으로 유지하는 단계와; 차속도가 설정속도(시속 100킬로미터) 보다 크면 냉각수 온도와 설정온도(섭씨 100도)를 비교하고, 작으면 스로틀 밸브 개도 정도와 설정 개도 정도를 비교하는 단계와; 냉각수 온도가 설정온도(섭씨 100도)보다 크면 클러치 연결을 위한 고속의 클러치 팬 구동 신호를 출력하고, 작으면 클러치 해제를 위한 구동 신호를 출력하는 단계와; 스로틀 밸브 개도 정도가 설정 개도 정도 보다 크면 냉각수 온도와 설정온도(섭씨 100도)를 비교하고, 작으면 클러치 연결을 위한 저속의 클러치 팬 구동 신호를 출력하는 단계와; 냉각수의 온도가 설정온도(섭씨 100도)보다 크면 엔진축과 직결하고, 에어컨 팬을 구동하여 작으면 클러치 연결을 위한 저속의 클러치 팬 구동 신호를 출력하는 단계로 구성되어짐을 특징으로 하는 클러치 팬의 전자 제어 방법.