KR100285266B1 - Alarm system for thermostat trouble for vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 자동차의 써모스탯의 고장 경고 시스템에 관한 것으로서, 특히 워터 재킷 내부와 라디에이터 상부 유로 내부의 수온을 각각 검출하여 비교함으로써, 써모스탯의 고장여부를 검출하고, 써모스탯이 고장일 경우 운전자에게 경고하여 주는 자동차의 써모스탯 고장 경고 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a failure warning system of a thermostat of an automobile, and in particular, by detecting and comparing water temperatures inside a water jacket and an inside of a radiator upper flow path, respectively, to detect a failure of the thermostat, and to the driver when the thermostat is broken. It is about the thermostat failure warning system of the vehicle which gives a warning.
일반적으로 냉각 장치는 엔진을 냉각하여 과열을 방지함과 아울러 적온으로 유지하는 장치로써, 외기를 이용하여 엔진의 외부를 직접 냉각하는 공랭식과 냉각수를 엔진 내부로 순환시켜 냉각하는 수냉식이 있다.In general, a cooling device is a device for cooling an engine to prevent overheating and maintaining it at an appropriate temperature. There are an air cooling type that directly cools the outside of the engine using outside air and a water cooling type that circulates and cools the cooling water inside the engine.
상기 수냉식 냉각 장치는 도 1에 나타내는 바와 같이 실린더(10)와 연소실(20)을 둘러싸는 워터 재킷(30), 물을 실린더(10)내로 압송 순환시키는 워터 펌프(40), 온도가 높은 냉각수의 열을 외기에 전달하여 냉각하는 라디에이터(50), 라디에이터(50)의 통풍을 돕는 팬(60), 시동직후에 냉각수를 빨리 적정 온도로 올리기 위한 써모스탯(100) 등으로 구성되어 있으며, 워터 펌프(40)에 의해 냉각수를 실린더(10)를 둘러싸는 워터 재킷(30) 내부에 순환시켜서 실린더 블록(70) 및 실린더 헤드(80)에 발생되는 열을 냉각시키도록 한 후, 워터 재킷(30)에서 데워진 냉각수를 라디에이터(50)로 끌어들여 방열한다. 그리고, 라디에이터(50)에서 방열된 물은 다시 워터 재킷(30)으로 순환시켜서 엔진을 냉각하게 된다.As shown in FIG. 1, the water-cooled cooling apparatus includes a
또한, 상기 팬은 외기를 강제적으로 라디에이터(50)와 접촉되도록 하여 방열 효과를 좋게 하며, 워터 재킷(30)과 라디에이터(50) 사이의 상부 유로(90)에는 냉각수의 온도의 변화에 따라 자동으로 개폐가 제어되어 라디에이터(50)로 흐르는 유량을 제어함으로써, 냉각수의 온도를 적정 온도로 유지하는 써모스탯(100)이 설치되어 있어서 온도에 따라 냉각수의 순환 경로를 변환하게 되어 있다.In addition, the fan is forced to contact the
상기 써모스탯의 동작은 도 2a 및 도 2b를 참조하여 하기에서 보다 상세하게 설명한다.The operation of the thermostat will be described in more detail below with reference to FIGS. 2A and 2B.
도 2a는 써모스탯이 닫혀 있을 때의 상태를 나타내는 단면도이고, 도 2b는 워터 재킷 내부의 냉각수의 온도가 상승되어 써모스탯이 열릴 때의 상태를 나타내는 단면도이다.2A is a cross-sectional view showing a state when the thermostat is closed, and FIG. 2B is a cross-sectional view showing a state when the temperature of the coolant inside the water jacket is increased to open the thermostat.
도 2a에 나타내는 바와 같이 밸브(110)가 닫혀 있는 상태에서 워터 재킷 내부의 냉각수의 온도가 규정 온도 이상으로 높아지면 팰릿(Pallet ; 120)안의 왁스(125)가 팽창하여 팰릿(120)의 내부에 삽입되어 있는 러버(130)를 압축함으로써, 러버(130)의 중심부에 있는 스핀들(140)이 상측으로 압력을 받게 되지만 상기 스핀들(140)은 브라켓(150)에 장착 고정되어 있으므로 팰릿(120)이 하강하게 되어 도 2b에 나타내는 바와 같이 밸브(110)가 열리게 된다.As shown in FIG. 2A, when the temperature of the coolant inside the water jacket rises above the prescribed temperature in the state in which the
한편, 상기한 도 2b에 나타내는 바와 같이 밸브(110)가 열려서 워터 재킷의 더운 냉각수가 라디에이터로 순환하게 되어 냉각수의 온도가 낮아지게 되면 팽창되었던 왁스(125)가 수축되고 러버(130)의 압축이 제거되어 팰릿(120)은 스프링(160)의 탄성에 의해 도 2a에 나타내는 바와 같이 원위치로 돌아가게 되어 있다.On the other hand, as shown in FIG. 2B, when the
그러나, 상술한 써모스탯이 고장나서 밸브가 열리는 특정 온도 이상이 되어도 닫힌 상태를 유지할 경우, 즉 88℃에서 열려야 하는 밸브가 88℃이상의 온도에서도 닫혀 있을 경우에는, 엔진으로부터 발열되는 열에 의하여 데워진 워터 재킷 내부의 냉각수가 냉각되지 않게 되어 엔진이 과열되므로, 실린더가 변형을 일으키거나 실린더 벽의 유막이 파괴되어 윤활 불량이 발생되며, 또한 연소상태가 나빠져서 노킹이나 조기점화를 일으킴으로써 자동차의 출력이 급격히 저하된다. 또한, 냉각수가 과열되면 냉각수가 수증기로 변하면서 라디에이터 내부의 압력을 상승시키므로, 상승된 압력이 라디에이터 캡에 작용되어 라디에이터 캡이 상부로 열리게 됨으로써, 주행 중에 라디에이터 캡을 통하여 수증기가 급격하게 토출되는 현상이 발생되어 운전자의 주행에 관한 집중력을 발생시킨다.However, the water jacket warmed by the heat generated from the engine when the thermostat fails and the valve is kept closed even when the valve is opened above a certain temperature, that is, when the valve to be opened at 88 ° C is closed even at a temperature above 88 ° C. As the coolant inside is not cooled and the engine is overheated, the cylinder is deformed or the oil film on the cylinder wall is broken, resulting in poor lubrication. Also, the combustion condition worsens, leading to knocking or premature ignition. do. In addition, when the coolant is overheated, the coolant turns into water vapor and raises the pressure inside the radiator. Thus, the increased pressure acts on the radiator cap, causing the radiator cap to open upward, thereby rapidly discharging water vapor through the radiator cap while driving. This is generated to generate a concentration on the driver's driving.
한편, 써모스탯이 고장이 나서 밸브가 기 설정된 일정 온도 이하에서도 열려 있을 경우에는 냉각수가 계속해서 라디에이터를 거쳐서 냉각되므로, 연소에 의해 생긴 열 중에서 냉각으로 상실되는 양이 많아져 엔진의 열효율을 저하시키고, 냉각수 온도를 기준으로 하여 연료 분사량을 제어하는 ECU는 냉각수 온도가 낮으므로 연료 분사량을 길게 함으로써 연료소비를 증대시키며, 실린더 중에서 가솔린의 무화가 불충분한 혼합기가 공급되기 때문에 가솔린에 의해 엔진 오일을 묽게 만드는 원인이 되며 실린더의 마모를 촉진시키는 원인이 된다. 또한, 항상 수온이 낮아서 에어컨의 성능 저하를 가져온다.On the other hand, when the thermostat fails and the valve is opened even below a predetermined temperature, the coolant continues to cool through the radiator, so that the amount of heat lost by cooling increases due to combustion, which reduces the engine's thermal efficiency. The ECU, which controls the fuel injection amount based on the coolant temperature, increases the fuel consumption by increasing the fuel injection amount because the coolant temperature is low, and dilutes the engine oil by the gasoline because the insufficiency of gasoline in the cylinder is supplied. It is a cause of making and accelerating wear of the cylinder. In addition, the water temperature is always low, resulting in a decrease in the performance of the air conditioner.
상기와 같은 문제점을 제거하기 위한 본 발명의 목적은 워터 재킷 내부와 라디에이터 상부 유로 내부의 수온을 각각 검출하여 비교함으로써, 써모스탯의 고장여부를 검출하고, 써모스탯이 고장일 경우 운전자에게 경고하여 주는 자동차의 써모스탯 고장 경고 시스템을 제공하는 데 있다.An object of the present invention for removing the above problems is to detect and compare the water temperature inside the water jacket and the inside of the radiator upper flow path, respectively, to detect the failure of the thermostat, and to warn the driver if the thermostat is broken To provide a thermostat failure warning system for a car.
도 1은 종래의 수냉식 냉각 장치의 실시 예를 나타내는 단면도.1 is a cross-sectional view showing an embodiment of a conventional water-cooled cooling device.
도 2a는 써모스탯이 닫혀 있는 상태를 나타내는 단면도.Figure 2a is a sectional view showing a state in which the thermostat is closed.
도 2b는 써모스탯이 열려 있는 상태를 나타내는 단면도.2B is a sectional view showing a state in which the thermostat is open;
도 3은 본 발명에 따른 써모스탯의 고장 경고 시스템의 구성을 나타내는 블록도.Figure 3 is a block diagram showing the configuration of a failure warning system of the thermostat according to the present invention.
도 4는 상기 도 3의 써모스탯 고장 경고 시스템의 동작을 나타내는 순서도.4 is a flow chart showing the operation of the thermostat failure warning system of FIG.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *
100 : 써모스탯 210 : 제 2 냉각수 온도 센서100: thermostat 210: second coolant temperature sensor
220 : 제 2 냉각수 온도 센서 230 : 경고 부저220: second coolant temperature sensor 230: warning buzzer
240 : 스위칭 수단 250 : ECU240: switching means 250: ECU
LY : 릴레이 스위치LY: relay switch
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은 워터 재킷과 라디에이터 상부 사이에 형성된 유로의 개폐를 제어하는 써모스탯(100) 및, 배터리와 일단이 접속되어 차량의 시동을 거는 이그니션 스위치(IG)를 구비한 자동차에 있어서, 써모스탯(100)에 장착되어 워터 재킷 내부의 냉각수 온도를 검출하는 제 1 냉각수 온도 센서(210)와, 라디에이터 상부 유로의 도중에 설치되어 상부 유로 내부의 냉각수의 온도를 검출하는 제 2 냉각수 온도 센서(220)와, 차량 내부의 인스트루먼트 패널 소정 개소에 장착되며 배터리로부터 공급되는 전원에 의하여 동작되는 경고 표시부(230)와, 입력되는 동작 제어 신호에 의하여 온/오프가 제어되고, 온될경우에 한하여 배터리와 경고 표시부(230) 사이의 전류의 유로를 형성하는 스위칭부(240)와, 상기 복수개의 냉각수 온도 센서(210)(220)로부터 검출되는 신호를 비교하여 제 1 냉각수 온도 센서(210)로부터 검출된 냉각수 온도가 써모스탯(100)의 밸브가 열리는 온도 범위 이외의 온도일 경우에 제 2 냉각수 온도 센서(220)로부터 검출된 냉각수 온도가 일정 범위 이상 상승하거나 하강하면 고장으로 판단하여 상기 스위칭부(240)를 온 시키는 ECU(250)를 포함하는 데 있다.Features of the present invention for achieving the above object is provided with a
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일 실시 예를 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 3은 본 발명에 따른 써모스탯 고장 경고 시스템을 나타내는 도면이다.3 is a view showing a thermostat failure warning system according to the present invention.
써모스탯 고장 경고 시스템은 써모스탯(100)에 장착되어 워터 재킷 측의 냉각수 온도를 검출하는 제 1 냉각수 온도 센서(210)와, 라디에이터 상부 유로의 도중에 설치되어 상부 유로 내부의 냉각수의 온도를 검출하는 제 2 냉각수 온도 센서(220)와, 차량 내부의 인스트루먼트 패널 소정 개소에 장착되며 일단이 배터리(V)로부터 출력되는 전원을 전달하는 이그니션 스위치(IG)와 전기적으로 접속되어 배터리(V)로부터 출력되는 전원에 의하여 동작됨으로써 상기 써모스탯(100)의 고장을 알리는 경고 표시부(230)와, 입력되는 동작 제어 신호에 의하여 온/오프가 제어됨으로써 상기 이그니션 스위치(IG)와 경고 표시부(230)사이의 전류의 유로를 단속하는 스위칭부(240)와, 상기 복수개의 냉각수 온도 센서(210)(220)로부터 검출되는 신호를 비교하여 그에 따라 상기 스위칭부(240)의 온/오프를 제어하는 동작 제어 신호를 출력하는 ECU(Engine Control Unit ; 250)를 포함한다.The thermostat failure warning system is installed in the
한편, 본 발명의 실시 예에서 상기 스위칭부(240)는 바람직하게, ECU(250)의 출력단에 접속되어 있는 제어 단자로 베이스 단자(B)를 사용하며 출력단은 콜렉터 단자(C)인 에미터 접지형 트랜지스터(Tr)와, 접점은 이그니션 스위치(IG)와 경고 표시부(230) 사이의 링크에 위치되며 상기 접점의 온/오프를 제어하는 코일은 상기 트랜지스터(Tr)의 출력단(C)과 접속되어 있는 릴레이 스위치(LY)로 구성되며, 상기 ECU(250)로부터 하이 신호가 출력될 경우에 트랜지스터(240)가 온되어 릴레이 스위치(LY)의 접점이 온 됨으로써, 이그니션 스위치(IG)와 경고 표시부(230)사이의 전류의 유로를 형성한다.Meanwhile, in the embodiment of the present invention, the
또한, 상기 경고 표시부(230)는 경고음을 출력하는 경고 부저 또는 점등되는 경광등을 사용한다.In addition, the
상술한 구성을 갖는 써모스탯 고장 경고 시스템의 동작을 첨부한 도 4를 참조하여 하기에서 상세하게 설명한다.The operation of the thermostat failure warning system having the above-described configuration will be described in detail below with reference to FIG. 4.
사용자가 자동차 키를 사용하여 차량에 시동을 걸면 이그니션 스위치(IG)가 온되어 배터리(V)로부터 출력되는 전류는 이그니션 스위치(IG)를 거쳐서 릴레이 스위치(LY)의 일단으로 전달된다. 그리고, 엔진이 시동됨에 따라 워터 재킷내부의 냉각수 온도는 상승하게 된다.When the user starts the vehicle using the car key, the ignition switch IG is turned on, and the current output from the battery V is transmitted to the one end of the relay switch LY via the ignition switch IG. As the engine starts, the coolant temperature inside the water jacket increases.
한편, ECU(250)는 복수개의 냉각수 온도 센서(210)(220)를 동작(S101)시켜서 워터 재킷 내부의 냉각수 온도(A)와 라디에이터 상부 유로 내부의 냉각수 온도(B)를 검출하며, 상기 제 1 냉각수 온도 센서(210)로부터 검출된 냉각수 온도(A)가 밸브가 열리는 특정 온도범위(X) 이하인지를 판단(S102)한다.Meanwhile, the ECU 250 operates the plurality of
상기 스텝 S102에서 제 1 냉각수 온도 센서(210)로부터 검출된 냉각수 온도(A)가 특정 온도 범위(X) 이하이면 제 2 냉각수 온도센서(220)로부터 검출된 냉각수 온도(B)가 일정 범위(외기에 의하여 냉각수 온도가 가변되는 범위) 이상 상승하는지를 판단(S103)하는데, 상기 판단 과정(S103)을 하는 이유는 써모스탯(100)이 고장이 나서 열려야 하는 온도보다 낮은 온도에서 열릴 경우에 워터 재킷 내부에서 데워진 냉각수가 라디에이터 상부 유로로 유입되므로 라디에이터 상부 유로 내부의 낮은 온도를 갖는 냉각수가 워터 재킷으로부터 유입되는 데워진 냉각수와 혼합되어 라디에이터 상부 유로 내부의 냉각수 온도(B)가 상승하기 때문이다.If the coolant temperature A detected from the first
그러므로, 상기 스텝 S103에서 제 2 냉각수 온도 센서(220)로부터 검출된 냉각수온도(B)가 일정 범위 이상 상승한다고 판단되면 ECU(250)는 트랜지스터(Tr)의 베이스(B)로 기 설정된 일정 크기의 하이(High) 신호를 출력함으로써, 트랜지스터(Tr)가 통전하게 되고, 이로 인하여 릴레이 스위치(LY)를 구성하는 코일에 전류가 인가되어 접점이 닫혀지므로, 이그니션 스위치(IG)와 경고 표시부(230) 사이에 전류의 유로가 형성되어 경고 표시부(230)가 동작(S104)하게 되는 것이다.Therefore, when it is determined in step S103 that the coolant temperature B detected from the second
한편 스텝 S102에서 제 1 냉각수 온도 센서(210)로부터 검출된 냉각수 온도(A)가 특정 온도 범위(X) 이하가 아닐 경우에는 제 1 냉각수 온도 센서(210)로부터 검출된 냉각수 온도(A)가 특정 온도 범위(X) 이상인지를 판단(S105)하여, 냉각수 온도(A)가 특정 온도 범위(X) 이상일 경우에 ECU(250)는 제 2 냉각수 온도 센서(220)로부터 검출된 냉각수 온도(B)가 일정 범위(외기에 의하여 냉각수 온도가 가변되는 범위)이상 상승하는지를 판단(S106)하며, 상기 판단 과정(S106)을 하는 이유는 써모스탯(100)이 고장이 나서 열려야 하는 온도에서 열리지 않을 경우에 워터 재킷 내부에서 데워진 냉각수가 라디에이터 상부 유로로 유입되지 않으므로 라디에이터 상부 유로 내부의 냉각수의 온도(B)는 상승하지 않기 때문이다.On the other hand, when the coolant temperature A detected from the first
그러므로, 상기 스텝 S106에서 제 2 냉각수 온도 센서(220)로부터 검출된 냉각수 온도(B)가 일정 범위 이상 상승하지 않는다면 ECU(250)는 트랜지스터(Tr)의 베이스(B)로 하이 신호를 출력함으로써, 전술한 바와 같이 경고 표시부(230)가 동작되도록 한다.Therefore, if the coolant temperature B detected from the second
따라서, 본 발명에 의하면 ECU(250)가 써모스탯(100)의 고장을 검출하여 사용자에게 고장 여부를 알려주게 되는 것이다.Therefore, according to the present invention, the
상술한 바와 같이 동작되는 본 발명은 써모스탯의 고장을 ECU가 검출하여 사용자에게 고장 여부를 알려 주는 것이므로, 엔진의 과열이 발생되지 않게 되어 실린더 헤드 및 실린더 블록의 변형을 방지할 수 있으며 정상 출력을 유지할 수 있게 되고 연비 하강이 발생되지 않게 되는 효과와 아울러, 냉간 시동이 발생되지 않으므로 매연의 발생이 억제되는 효과가 있다.According to the present invention operated as described above, the ECU detects the failure of the thermostat and informs the user of the failure, so that the engine is not overheated and thus the deformation of the cylinder head and the cylinder block can be prevented. In addition to being able to maintain and prevent fuel economy from falling, cold start does not occur and thus generation of soot is suppressed.
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100342609B1 (en) * | 2000-07-18 | 2002-07-02 | 류정열 | Method for diagnosing malfunction of a thermostat of a cooling system for a motor vehicle |
-
1997
- 1997-12-30 KR KR1019970078801A patent/KR100285266B1/en not_active IP Right Cessation
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100342609B1 (en) * | 2000-07-18 | 2002-07-02 | 류정열 | Method for diagnosing malfunction of a thermostat of a cooling system for a motor vehicle |
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Legal Events
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E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
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Payment date: 20060102 Year of fee payment: 6 |
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LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |