KR100188601B1 - 듀얼형 엔진 냉각수온 센서 - Google Patents

Abstract

본 발명은 듀얼형 엔진 냉각수온 센서에 관한 것으로, 특히 HGU(Heat Gauge Unit)에 플로형 구조를 채택하여 WTS(Water Temperature Sensor)의 발열량을 감소시킴과 동시에 센서의 전체 사이즈를 줄일 수 있어 코스트 절감과 무게를 줄일 수 있는 듀얼형 엔진 냉각수온 센서에 관한 것이다.

본 발명은 중앙에 관통구멍이 형성된 폴로형 구조의 HGU와, 서미스터로 이루어진 온도검출소자가 일단에 배치되고 타단에 위치된 출력단자 사이의 연결선이 상기 관통구멍을 통하여 배치된 WTS로 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

듀얼형 엔진 냉각수온 센서

본 발명은 듀얼형 엔진 냉각수온 센서에 관한 것으로, 특히 HGU(Heat Gauge Unit)에 폴로형 구조를 채택하여 WTS(Water Temperature Sensor)의 발열량을 감소시킴과 동시에 센서의 전체 사이즈를 줄일 수 있어 코스트 절감과 무게를 줄일 수 있는 듀얼형 엔진 냉각수온 센서에 관한 것이다.

일반적으로 차량에는 운전중의 엔진이 과열되지 않도록 냉각하여 엔진을 적정 온도로 유지하기 위한 냉각장치가 구비되어 있다.

연소 기간 중의 연소실 내의 온도는 약 200℃에 이르며 이 열의 상당량이 실린더 벽, 실린더 헤드, 피스톤, 밸브 및 기타의 부품에 전도된다. 따라서 냉각하지 않으면 이들 부품이 과열되어 이상 연소, 열변형 등이 일어나고, 또 오일의 연소 등으로 윤활이 불충분하게 되어 심할 때에는 엔진이 손상된다.

엔진의 냉각 방식에는 공냉식과 수냉식이 있으며, 다기통 엔진의 경우는 수냉식이 일반적으로 사용되고 있다.

이러한 수냉식 냉각장치는 냉각수를 사용하여 엔진을 냉각하는 방식으로, 엔진 내부를 순화하여 온도가 상승된 냉각수를 냉각시키기 위한 라디에이터와, 워터서모 스위치에 의해 작동되어 엔진의 냉각수 온도를 일정하에 유지하도록 라디에이터에 바람을 불어 주는 쿨링팬과, 냉각 계통내의 냉각수를 강제적으로 순환시키기 위해 실린더 블록 전면에 장착되어 타이밍 벨트에 의해 구동되는 워터 펌프와, 엔진의 워터 쟈켓과 라디에이터 사이의 냉각수 순환 통로에 설치되어 라디에이터로 흐르는 냉각수량을 조절하여 수온을 조정하기 위한 서모스태트와, 엔진룸에 설치되어 있으며 라디에이터와 연결되어 냉각수를 보충해 주거나 오버히트되는 냉각수가 리턴되는 냉각수 리저브 탱크로 구성되어 있다.

상기한 냉각장치는 냉각수가 고열의 엔진을 냉각시키면서 순환하는 도중에 미세량이 증발되므로 특히 여름철에는 주기적으로 냉각수가 탱크의 소정 레벨로 유지되고 있는지에 대한 보충 점검이 필요하였다.

한편 차량용 가솔린 엔진의 연료분사는 전자 제어식 시스템을 채용하고 있으며, 흡기 매니폴드에 분사하는 형식이 주로 사용되고 있다. 이러한 연료분사의 근본 원리는 연료계통에 항상 일정한 압력을 가해 두었다가 솔레노이드 밸브(즉, 인젝터)를 열어 주어 흡기 매니폴드 내에 연료를 분출시키는 구조를 갖고 있다.

이러한 전자식 연료분사의 제어는 각종 주행상태에서 기관의 출력성능 향상과 연비 향상 및 공해 가스 저감 등을 실형하기 위한 것으로, 이를 위해 엔진의 냉각수 온도, 흡입공기의 온도, 흡기 매니폴드의 압력과 대기 압력, 차속, 스로틀 개도량, 크랭크 각 신호 등을 각종 센서를 사용하여 검출한 후 이에 기초하여 마이크로 컴퓨터(ECU)에서 에어콘 릴레이, 연료펌프 릴레이, 인젝터, 점화코일, ISC밸브, 라디에이터 냉각용 전동팬 등을 제어하고 있다.

상기한 컴퓨터에 의한 제어를 크게 나누면 분사시기 제어와 분사량 제어로 나눈다. 먼저 분사시기 제어는 점화코일의 점화신호를 사용하며, 분사량 제어는 점화코일의 점화신호와 흡입 공기량 신호에 의한 기본 분사시간을 만듦과 동시에 각센서로부터의 검출신호에 의해 분사시간의 보정을 행하여 인젝터를 작동시키는 최종적인 분사시간을 정하고 있다.

상기한 연료분사는 엔진 1회전마다 1회의 분사가 이루어지며, 분사의 시기는 점화와 동기해서 이루어지므로 4기통의 경우에는 점화 2회에 대하여 1회, 6기통의 경우는 점화 3회에 대하여 1회의 비율로 분사한다.

한편 분사량 제어는 점화코일의 신호를 기초로 회전수의 신호를 만들어 이 신호와 흡입공기량 신호에 의해 기본 분사신호를 만든다. 그후 컴퓨터(ECU)는 시동/난기에 따른 중량, 흡기온 보정, 스로틀 포지션 센서(TPS)에 의한 스로틀 개도량의 변화, 즉 출력증가에 따른 중량, 밧데리 전압레벨에 따른 전압보정, MAP센서에 의해 검출된 흡입 공기량 변화에 따른 보정 등의 보정을 행하여 인젝터 구동용 최종 분사시간을 구한다.

상기와 같이 엔진의 냉각과 연료 분사제어에 이용하기 위하여 냉각수온을 검출하기 위한 냉각수온 센서는 검출온도의 오차가 1% 정도이고 ECU의 입력에 연결된 WTS와, 검출온도의 오차가 5%정도이고 냉각수온용 계기판을 구동하는데 사용되는 HGU가 있다.

일반적으로 WTS와 HGU는 듀얼형으로 제작되고 있으며 그 구조는 제1도에 도시된 바와같이 디스크형의 HGU(1)와, 일단에 배치된 NTC(Negative Temperature Coefficient)서미스터(3A)를 이용한 WTS(3)가 하나의 지지체(7)에 일체형으로 형성된다.

그런데 이 경우 지지체(7)의 타단에 배치된 출력단자(5)와 WTS(3)의 서미스터(3A)사이를 연결하는 연결선(9)은 디스크형 HGU(1)를 우회하여 연결되고 있으므로 전체적인 센서의 사이즈가 필요 이상으로 커져서 코스트의 상승과 무게의 증가 현상이 발생된다.

또한 이 경우에는 WTS(3)로부터 발열량도 높게 나타나고 있고, HGU(1)의 검출신호에 따른 계기판의 온도변화는 제3도 및 제4도에 도시된 특성곡선과 같이 냉각수온의 변화가 포물선을 그리면서 상승하기 때문에 운전자가 급격한 냉각수온의 상승으로 인식하여 불안을 느끼게 되는 문제점이 있다.

따라서 본 발명은 이러한 종래기술의 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 그 목적은 HGU 폴로형 구조를 채택하여 WTS의 발열량을 감소시킴과 동시에 센서의 전체 사이즈를 줄일 수 있어 코스트 절감과 무게를 줄일 수 있는 듀얼형 엔진 냉각수온 센서를 제공하는 데 있다.

제1도는 종래의 디스크형 HGU와 WTS를 갖는 냉각수온 센서의 개략 구성도.

제2도는 본 발명에 따른 폴로형 HGU와 WTS를 갖는 듀얼형 냉각수온 센서의 개략 구성도.

제3도 및 제4도는 종래의 디스크형 HGU에 대한 냉각수온 센서의 특성도.

제5도 및 제6도는 본 발명의 폴로형 HGU에 대한 냉각수온 센서의 특성도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

13 : WTS 13A : NTC 서미스터

15 : 출력단자 17 : 지지체

19 : 연결선 21 : HGU

23 : 관통구멍

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 중앙에 관통구멍이 형성된 폴로형 구조의 HGU와, 서미스터로 이루어진 온도검출소자가 일단에 배치되고 타단에 위치된 출력단자 사이의 연결선이 상기 관통구멍을 통하여 배치된 WTS로 구성되는 것을 특징으로 하는 듀얼형 엔진 냉각수온 센서를 제공한다.

상기한 바와 같이 본 발명에서는 HGU의 구조를 폴로형으로 형성하고 WTS의 서미스터와 출력단자 사이의 연결선은 폴로형 HGU의 관통구멍을 통하여 이루어지기 때문에 발열량이 감소하며 사이즈의 증가를 막아 코스트 절감과 무게 상승을 억제할 수 있고 중간부분이 평탄한 특성을 갖고 있어 운전자를 안심시킬 수 있다.

[실시예]

이하에 상기한 본 발명을 바람직한 실시예가 도시된 첨부도면을 참고하여 더욱 상세하게 설명한다.

첨부된 제2도는 본 발명에 따른 폴로형 HGU와 WTS를 갖는 듀얼형 냉각수온 센서의 개략 구성도, 제5도 및 제6도는 본 발명의 폴로형 HGU에 대한 냉각수온 센서의 특성도이다.

먼저 제2도를 참고하면 본 발명의 듀얼형 냉각수온 센서는 종래와 동일한 형상의 지지체(17)내에 HGU(21)의 형상을 중앙에 관통구멍(23)이 형성된 폴로형으로서 제작하고, 센서의 일단에 배치된 WTS(13)의 서미스터(13A)와 타단에 배치된 출력단자(15)사이의 연결선(19)은 상기 관통구멍(23)을 통하여 연결된다.

따라서 본 발명의 센서는 연결선(19)이 HGU(21)의 관통구멍(23)을 통과하는 구조를 채용하여 전체적인 사이즈가 콤팩트하게 이루어질 수 있게 되었다. 또한 그 결과 무게의 상승과 코스트의 상승을 막을 수 있게 되었다.

상기한 구조를 갖는 본 발명의 냉각수온 센서의 HGU(21)는 열방사 계수가 65mW/℃로서 제1도에 도시된 종래 HGU(1)의 열방사 계수65mW/℃ 보다 크게 작아 상대소자에 치명적인 손상을 주는 것을 막을 수 있게 되었다.

또한 본 발명의 냉각수온 센서에서는 제5도 및 제6도에 도시된 바와같이 쿨(C)에서 핫(H)사이의 온도변화시에 계기판의 특성은 중간부분이 평탄한 중온 안정형을 나타내고 있어 운전자가 불안감을 크게 느끼지 않게 한다.

상기한 바와같이 본발명에서는 HGU의 구조를 폴로형으로 형성하고 WTS의 서미스터와 출력단자 사이의 연결선은 폴로형 HGU의 관통구멍을 통하여 이루어지기 때문에 발열량이 감소하며 사이즈의 증가를 막아 코스트 절감과 무게 상승을 억제할 수 있고 중간부분이 평탄한 특성을 갖고 있어 운전자를 안심시킬 수 있다.

이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예를 예를 들어 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.

Claims (1)

1. 중앙에 관통구멍이 형성된 폴로형 구조의 HGU와, 서미스터로 이루어진 온도검출소자가 일단에 배치되고 타단에 위치된 출력단자 사이의 연결선이 상기 관통구멍을 통하여 배치된 WTS로 구성되는 것을 특징으로 하는 듀얼형 엔진 냉각수온 센서.