KR100411037B1 - 차량용 라디에이터 냉각팬의 제어방법 - Google Patents

차량용 라디에이터 냉각팬의 제어방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차량의 속도영역 및 냉각수의 온도에 따라서 차량용 라디에이터 냉각팬을 기동시키거나 정지시키는 차량용 라디에이터의 냉각팬 제어방법에 관계한다. 본 발명의 제어방법은 우선 차량이 아이들링 상태에 있는가를 판단한다. 다음으로, 냉각수의 온도가 아이들링 기동 기준점에 있는가를 판단한다. 만약, 냉각수의 온도가 아이들링 기동 기준점에 있으면 냉각팬을 기동시킨다. 그런 다음, 냉각수의 온도가 아이들링 정지 기준점에 있는가를 판단한다. 만약, 냉각수의 온도가 아이들링 정지 기준점에 있으면 냉각팬을 정지시키기 된다.
본 발명에 의하면, 차량의 아이들링 상태에서도 냉각팬의 작동이 제어될 수 있으므로 차량의 아이들링 소음을 저감시키고, 냉각팬의 작동에 소요되는 동력을 절감함으로써 차량의 연비를 향상시킬 수 있다.

Description

차량용 라디에이터 냉각팬의 제어방법{METHOD FOR CONTROLLING A RADIATOR COOLING-FAN OF VEHICLES}
본 발명은 차량용 라디에이터 냉각팬의 제어방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 차량의 아이들링 상태를 차량의 전속도 영역과 별개로 구분하여 냉각팬의 작동을 제어할 수 있는 차량용 라디에이터 냉각팬의 제어방법에 관한 것이다.
일반적으로, 차량은 엔진이 모든 주행 조건과 전속도 범위에 걸쳐서 정상 작동 온도를 유지할 수 있도록 냉각수 또는 외부공기를 엔진 내부로 순환시키기 위한 냉각장치를 갖추고 있다. 이러한 냉각장치 중에서 냉각수에 의해 엔진을 냉각시키는 수냉식 냉각장치는 실린더 블록과 실린더 헤드에 마련된 워터 재킷안에 냉각수를 순환시켜 냉각 작용을 하도록 한 것으로, 그 주요부는 라디에이터, 워터펌프,냉각 팬, 수온 조절기 등으로 구성되어 있다.
상기에서 냉각팬은 보통 라디에이터 후방에 설치되어 강제 통풍에 의해 라디에이터의 냉각효과를 충분히 얻게 하는 역할을 하는 것으로서, 유체 커플링식, 팬클러치식, 전동 팬 방식 등으로 구분할 수 있다.
이 중 전동 팬 방식은 차량용 배터리의 전원을 이용한 전동기에 의해 냉각팬이 구동되는데, 수온센서로 냉각수의 온도를 감지하여 어느 온도에 달하면 ON(냉각팬 회전)이 되고, 어느 온도 이하로 내려가면 OFF(냉각팬 정지)되는 방식으로 냉각팬의 제어가 이루어진다.
이러한 전동 팬 방식을 적용한 기존의 냉각팬 제어방법의 일예를 들면, ① 차속이 0 Km/h 내지 45 Km/h 의 구간에서는 냉각수 온도가 95℃일 때 냉각팬을 온(ON)하고 냉각수 온도가 90℃일 때 냉각팬을 오프(OFF)하게 되며, ② 차속이 45 Km/h 내지 80 Km/h 의 구간에서는 냉각수 온도가 90℃일 때 냉각팬을 온(ON)하고 냉각수 온도가 85℃일 때 냉각팬을 온(OFF)하게 되며, ③ 차속이 80 Km/h 이상인 구간에서는 냉각수 온도가 90℃일 때 냉각팬을 온(ON)하고 냉각수 온도가 85℃일 때 냉각팬을 오프(OFF)하는 방법으로 냉각팬의 작동을 제어하였다.
그런데 차량이 아이들링 상태에 있는 경우, 이는 차속이 0 Km/h∼ 45 Km/h에 속하므로 상기와 같이 냉각수 온도가 95℃일 때 냉각팬을 온(ON)하고 냉각수 온도가 90℃일 때 냉각팬을 오프(OFF)하는 방식으로 냉각팬 제어가 이루어진다.
그러나, 실제로 차량이 아이들링 상태에 있을 경우에는 엔진에서 냉각수로방열되는 열량과 미소하게 열려있는 서모스텟을 통해 유입되는 차가운 냉각수에 의한 냉각 손실량간에 열평형이 이루어짐에 따라 냉각수 온도는 90℃이상으로 유지되게 된다. 이와 같은 냉각수 온도 조건에서는, 냉각팬은 지속적으로 ON된 상태를 유지하게 되므로 아이들링 소음이 증대하고, 냉각팬을 작동시키기 위한 동력의 낭비로 차량의 연비가 저하되고, 배터리의 용량이 부족해지는 문제점이 있었다.
따라서 본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 차량의 전속도 영역과 차량의 아이들링 상태를 별개로 구분하여 차량의 아이들링 상태에서도 냉각팬의 작동을 제어할 수 있는 차량용 라디에이터 냉각팬 제어방법을 제공하는 데 있다.
도 1은 일반적인 차량용 냉각장치의 계통도,
도 2는 본 발명에 의한 라디에이터 냉각팬의 제어를 위한 입출력 계통도,
도 3은 본 발명에 의한 제어방법의 아이들링 단계의 순서도,
도 4는 본 발명에 의한 제어방법의 차량 운행 단계의 순서도이다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,
차량의 속도영역 및 냉각수의 온도에 따라서 차량용 라디에이터 냉각팬을 기동시키거나 정지시키는 차량용 라디에이터 냉각팬 제어방법에 있어서,
(a) 차량이 아이들링 상태에 있는가를 판단하는 단계; (b) 냉각수의 온도가 아이들링 기동 기준점에 있는가를 판단하는 단계; (c) 냉각수의 온도가 아이들링 기동 기준점에 있으면 냉각팬을 기동시키는 단계; (d) 냉각수의 온도가 아이들링 정지 기준점에 있는가를 판단하는 단계; 및 (e) 냉각수의 온도가 아이들링 정지 기준점에 있으면 냉각팬을 정지시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 라디에이터 냉각팬 제어방법을 제공한다.
이하, 상기의 목적을 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 일반적으로 차량에 사용되는 가솔린엔진의 냉각계통을 도시한다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 관계하는 엔진의 냉각계를 냉각수의 흐름을 따라 살펴보면, 워터펌프(12)가 기동되어 냉각수를 엔진(14) 내부의 실린더 블록과 실린더 헤드의 워터 재킷(16)으로 보낸 다음, 가열된 냉각수를 라디에이터(18)로 보내서 방열시키고, 다시 워터펌프(12)로 순환시키는 구성으로 이루어진다. 여기서, 라디에이터(18) 후방에 냉각팬(20)이 설치되며, 워터 재킷(16)과 라디에이터(18) 사이에는 수온 조절기(22; 서모스텟)가 설치되어 온도에 따라 냉각수의 순환 경로를 바꾸어 냉각수의 온도를 조절하고 있으며, 실린더 헤드측 출구에는 수온센서(24)가 설치되어 냉각수의 온도를 감지하도록 되어 있다.
상기와 같이 이루어지는 엔진의 냉각계통에 있어서 본 발명의 라디에이터 냉각팬의 제어를 위한 제어계통은 도 2에 도시한 바와 같이, 상기 실린더 헤드측 출구에 설치된 수온센서(24)에 의한 냉각수의 온도와, 바퀴의 회전수를 검출하는 차속센서(26)에 의한 차량의 속도와, 스로틀 밸브의 개도각을 검출하는 스로틀 포지션 센서(28)에 의한 엔진의 아이들링 상태 신호를 입력요소로 하는 전자제어유닛(30)의 작동신호에 의하여 냉각팬(20)이 기동되거나 정지되도록 이루어진다.
도 3 및 도 4는 본 발명에 의한 라디에이터 냉각팬의 제어방법을 도시한다.
도 3을 참조하면, 우선 엔진이 기동되면(S300), 전자제어유닛(30)은 냉각수의 온도와, 차량의 속도와, 엔진의 아이들링 상태 여부를 상기 수온센서(24), 차속센서(26), 스로틀 포지션 센서(28)에 의하여 검출한다(S310a, S310b, S310c).
만약, 차량이 아이들링 상태에 있다고 판단되면(S320), 전자제어유닛(30)은 검출된 냉각수의 온도가 아이들링 기동 기준점으로 임의 설정된 97℃가 되었는가를 판단한다(S330). 만약, 냉각수의 온도가 97℃가 되었으면 냉각팬(20)을 기동시키게 된다(S340). 냉각팬(20)이 기동되면 냉각 효율은 더욱 높아지고 냉각수의 온도가 하락하게 되며, 이에 따라 전자제어유닛(30)은 다시 냉각수의 온도가 아이들링 정지 기준점으로 임의 설저된 93℃가 되었는가를 판단한다(S350). 만약, 냉각수의 온도가 93℃가 되었다면 충분히 냉각되었다고 할 수 있으므로 전자제어유닛(30)은 냉각팬(20)을 정지시키게 된다(S360). 상기에서 아이들링 기동 기준점과 아이들링 정지 기준점은 통상적으로 아이들링 상태에서의 냉각 수온이 차량 주행시의 냉각 수온보다 높기 때문에 차량 주행시의 기준점 온도보다 약 2℃∼3℃가 높게 설정한 온도이다.
상기와 같은 차량의 아이들링 상태 외에 차량의 운행 상태에서의 냉각팬의 제어는 종래의 제어방법과 동일하다.
즉, 도 4에 도시한 바와 같이, 차속이 0 Km/h 내지 45 Km/h 의 속도범위내라고 판단되면(S410), 전자제어유닛(30)은 검출된 냉각수의 온도가 기동 기준점인 95℃가 되었는가를 판단한다(S420). 만약, 냉각수의 온도가 95℃가 되었으면 냉각팬(20)을 기동시키게 된다(S430). 이에 따라 냉각수의 온도는 하락하게 되며, 하락된 냉각수의 온도가 90℃가 되었다면(S440), 전자제어유닛(30)은 냉각팬(20)을정지시키게 된다(S450).
다음으로 차속이 45 Km/h 내지 80 Km/h 의 속도범위내라고 판단되면(S510), 전자제어유닛(30)은 검출된 냉각수의 온도가 기동 기준점인 90℃가 되었는가를 판단한다(S520). 만약, 냉각수의 온도가 90℃가 되었으면 냉각팬(20)을 기동시키게 된다(S530). 이에 따라 냉각수의 온도는 하락하게 되며, 하락된 냉각수의 온도가 85℃가 되었다면(S540), 전자제어유닛(30)은 냉각팬(20)을 정지시키게 된다(S550).
마지막으로 차속이 80 Km/h 이상이라고 판단되면(S610), 전자제어유닛(30)은 검출된 냉각수의 온도가 기동 기준점인 105℃가 되었는가를 판단한다(S620). 만약, 냉각수의 온도가 105℃가 되었으면 냉각팬(20)을 기동시키게 된다(S630). 이에 따라 냉각수의 온도는 하락하게 되며, 하락된 냉각수의 온도가 100℃가 되었다면(S640), 전자제어유닛(30)은 냉각팬(20)을 정지시키게 된다(S650).
상기와 같이 이루어지는 라디에이터 냉각팬의 제어방법에 따르면 차량의 주행상태 뿐만 아니라 아이들링 상태에서도 냉각팬의 작동은 제어될 수 있다.
본 발명에 의하면, 차량의 아이들링 상태를 차량의 전속도 영역과 구분하여 냉각팬의 작동을 제어할 수 있으므로 차량의 아이들링 소음을 저감시키고, 냉각팬의 작동에 소요되는 동력을 절감함으로써 차량의 연비를 향상시킬 수 있다.

Claims (2)

  1. 차량의 속도영역 및 냉각수의 온도에 따라서 차량용 라디에이터 냉각팬을 기동시키거나 정지시키는 차량용 라디에이터 냉각팬 제어방법에 있어서,
    (a) 차량이 아이들링 상태에 있는가를 판단하는 단계;
    (b) 냉각수의 온도가 아이들링 기동 기준점에 있는가를 판단하는 단계;
    (c) 냉각수의 온도가 아이들링 기동 기준점에 있으면 냉각팬을 기동시키는 단계;
    (d) 냉각수의 온도가 아이들링 정지 기준점에 있는가를 판단하는 단계; 및
    (e) 냉각수의 온도가 아이들링 정지 기준점에 있으면 냉각팬을 정지시키는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 라디에이터 냉각팬의 제어방법.
  2. 청구항 1에서,
    상기 (b)단계 및 상기 (c)단계의 아이들링 기동 기준점과 상기 (d)단계 및 상기 (e)단계의 아이들링 정지 기준점의 온도는 차량 주행시의 기동 및 정지 기준점 온도보다 적어도 2℃이상 높게 설정되는 것을 특징으로 하는 차량용 라디에이터 냉각팬의 제어방법.
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