KR100589216B1 - 차량의 냉각 팬 제어장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

입자 정화장치(Diesel Particulate Filter ; DPF)가 장착되는 차량에서 입자 정화장치의 재생 기능이 활성화 상태를 유지하는 경우 흡기 온도의 조건에 따라 냉각 팬의 구동을 적절히 제어하여 배기가스의 온도를 보존하도록 하는 것으로,

엔진의 시동이 온을 유지하는 상태에서 입자 정화장치의 재생 기능이 활성화되었는지를 판단하는 과정과, 입자 정화장치의 재생 기능이 활성화의 상태이면 흡기 온도가 설정된 기준온도 이하를 유지하는지 판단하는 과정 및 흡기 온도가 설정된 기준온도 이하이면 냉각 팬의 작동 상태를 검출하여 그에 따른 작동 제어를 실행하는 과정을 포함한다.

냉각 팬, 에어콘, 차속, 입자 정화장치

Description

차량의 냉각 팬 제어장치 및 방법{COOLING FAN CONTROLLING APPARATUS OF VEHICLE AND METHOD THEREOF}

도 1은 본 발명에 따른 차량의 냉각 팬 제어장치에 대한 개략적인 블록도.

도 2는 본 발명에 따라 차량의 냉각 팬 제어를 수행하는 실시예의 흐름도.

본 발명은 차량의 냉각 팬 제어장치에 관한 것으로, 상세하게는 입자 정화장치(Diesel Particulate Filter ; DPF)가 장착되는 차량에서 입자 정화장치의 재생 기능이 실행되면 외기 온도의 조건에 따라 냉각 팬의 구동을 적절히 제어하여 배기가스의 온도를 보존하도록 하는 차량의 냉각 팬 제어장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 자동차는 냉각수를 매개로 하여 엔진의 냉각시키는 수냉식 냉각 방식을 적용하고 있는데, 이는 엔진의 열을 흡수한 냉각수가 라디에이터를 순환하는 과정에서 라디에이터를 통과하는 공기에 의해 냉각되어 진다.

이때, 차량이 정지 상태에서 냉각수의 온도가 설정된 기준 온도 이상으로 상승하게 되면 냉각 팬의 구동을 통해 공기의 흐름을 강제로 만들어 줌으로써 엔진의 냉각수온을 조절하게 되며, 차량이 주행하는 경우 라디에이터 방열핀 사이로 공기 의 흐름이 형성되므로 충분한 공기 흐름을 형성시키는 차속의 조건에서는 추가적인 냉각 팬의 구동 제어 없이 엔진의 냉각이 이루어진다.

또한, 하절기의 운행시 쾌적한 실내 환경을 유지하기 위해 장착되는 에어컨 시스템이 작동되는 경우 냉매를 액화시키는 콘덴서의 냉각을 위해 콘덴서용 냉각 팬의 구동을 제어한다.

상기한 종래의 냉각 팬의 구동 제어는 냉각수의 온도와 차속 및 에어컨 시스템의 작동에 따른 조건으로 설정되어 있다.

따라서, 배출가스에 포함되어 있는 미세한 입자상 물질을 정화하는 입자 정화장치가 장착되는 경우 외기 온도가 낮은 겨울철에 상기 입자 정화장치에 퇴적된 입자상 물질을 산화시키기 위하여 재생 기능(Regeneration Function)이 작동되는 도중에 냉각 팬이나 컨덴서용 냉각 팬이 작동하게 되면 연비 악화를 초래하게 되며, 입자 정화장치의 재생이 안정되지 못하는 단점이 발생된다.

즉, 입자 정화장치에 퇴적된 입자상 물질을 산화시키기 위해서는 배기가스의 온도를 높여 주며, 이를 위해서 연료량을 증가시켜 분사한다.

그러나, 이 과정에서 냉각 팬이나 콘덴서용 냉각 팬이 구동되는 경우 공기의 흐름의 가속에 의해 배기가스의 발열량 상당부분을 빼앗아 가게 되므로 연비 악화 및 입자 정화장치의 재생 기능이 정상적으로 수행되지 못하게 된다.

또한, 하절기 운행에서 에어컨 시스템을 작동시키고 주행하는 과정에서 입자 정화장치의 재생 기능이 실행되는 경우 콘덴서용 냉각 팬의 구동에 의한 공기의 순환으로 인하여 배기가스의 온도를 저하시키므로, 연비 악화와 입자 정화장치의 재 생 기능이 정상적으로 실행되지 못하는 단점이 있다.

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 감안하여 발명한 것으로, 그 목적은 입자 정화장치가 장착되는 차량에서 재생 기능이 실행되는 경우 외기 온도(흡기 온도)에 따라 냉각 팬의 구동을 제어하여 배기가스의 온도를 보존하도록 함으로써, 연비의 안정성과 입자 정화장치의 재생 기능이 안정되게 실행되도록 한 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 입자 정화장치가 장착되는 차량에 있어서, 상기 냉각 팬 제어에 요구되는 차량의 각종 조건을 검출하는 상태정보 검출수단과; 상기 입자 정화장치의 재생 기능이 활성화로 검출되는 경우 외기 온도의 조건에 따라 냉각 팬의 구동 속도를 능동적 제어하는 제어수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 냉각 팬 제어장치를 제공한다.

또한, 본 발명은 엔진의 시동이 온을 유지하는 상태에서 입자 정화장치의 재생 기능이 활성화되었는지를 판단하는 과정과; 입자 정화장치의 재생 기능이 활성화의 상태이면 흡기 온도가 설정된 기준온도 이하를 유지하는지 판단하는 과정 및; 흡기 온도가 설정된 기준온도 이하이면 냉각 팬의 작동 상태를 검출하여 그에 따른 작동 제어를 실행하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 냉각 팬 제어방법을 제공한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1에서 알 수 있는 바와 같이 본 발명에 따른 차량의 냉각 팬 제어장치는 수온 검출부(10)와 차속 검출부(20), A/C 스위치(30), 흡기 온도 검출부(40), 제어부(50) 및 냉각 팬 모터(60)로 이루어진다.

수온 검출부(10)는 엔진을 순환하는 냉각수의 온도를 검출하여 그에 대한 정보를 출력한다.

차속 검출부(20)는 트랜스밋션의 출력축 샤프트의 회전수로부터 현재의 주행 차속을 검출하여 그에 대한 정보를 출력한다.

A/C 스위치(30)는 에어컨 시스템의 작동 및 작동 모드 선택에 대한 신호를 출력한다.

흡기 온도 검출부(40)는 흡기 매니폴더를 통해 연소실로 유입되는 외기의 온도를 검출하여 그에 대한 정보를 출력한다.

제어부(50)는 일반적인 작동 상태에서는 냉각수의 온도와 차속, 에어컨 시스템의 작동 선택 여부 등의 조건에 따라 냉각 팬의 구동을 제어하고, 입자 정화장치(100)의 재생 기능이 실행되는 경우 흡기 온도의 조건에 따라 냉각 팬의 구동을 제어하여 배기가스의 온도를 보존하여 준다.

냉각 팬 모터(60)는 상기 제어부(50)에서 인가되는 제어신호에 따라 구동 및 속도가 제어된다.

상기한 구성 이외에 냉각 팬 구동 제어에는 더 많은 구성 요소가 포함되나, 본 발명에 직접적인 관련이 없는 부분에 대해서는 통상의 기능이 적용되는 바, 이에 대한 구체적인 구성 및 기능에 대한 설명은 생략한다.

상기한 기능을 포함하는 구성의 본 발명에서 냉각 팬의 구동을 제어하는 동작에 대하여 도 2를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

입자 정화장치(100)의 재생 기능이 동작되지 않는 상태에서는 종래의 기술과 유사 내지 동일하게 냉각 팬 제어가 실행되므로 이에 대한 설명한 생략하고, 입자 정화장치(100)가 퇴적된 그을음 등의 입자상 물질을 산화시키는 재생 기능이 실행되는 경우에 대하여 냉각 팬의 구동을 제어하는 동작에 대해서만 설명한다.

엔진의 시동이 온을 유지하고 있는 상태에서 제어부(50)는 입자 정화장치(100)의 사이에 장착되며, 도시되지 않은 차압 센서로부터 검출되는 입자 정화장치(100)내의 차압이 설정된 기준값 이상으로 검출되는 상태, 즉 그을음 등의 입자상 물질이 재생 요구량 이상으로 퇴적되어 있는 상태로 제어부(50)에 의한 후분사가 제어되는 재생 기능이 활성화되었는지를 판단한다(S101).

입자 정화장치(100)의 재생 기능이 활성화되지 않은 상태이면, 냉각수온의 정보와 주행 차속 및 에어컨 시스템의 작동 여부에 따른 조건으로 냉각 팬의 구동을 제어한다.

그러나, 입자 정화장치(100)가 퇴적된 그을음 등의 입자상 물질을 산화시키는 재생 기능이 활성화된 상태이면 연소실로 유입되는 흡기 온도를 판독하여(S102), 설정된 기준온도 이하를 유지하고 있는지를 판단한다(S103).

이때, 흡기 온도(외기 온도)가 설정된 기준온도 이하를 유지하고 있는 것으로 판단되면 제어부(50)는 냉각 팬 모터(60)의 구동 제어상태를 확인하여(104) '고속'으로 제어되고 있는지를 판단한다(S105).

상기 냉각 팬 모터(60)가 고속으로 작동으로 제어되고 있는 것으로 판단되면 냉각 팬 모터(60)를 저속으로 작동 제어시켜 라디에이터를 통과하는 공기의 흐름을 작게 하여 배기가스의 온도를 보존시켜 줌으로써, 상기 입자 정화장치(100)의 재생 기능이 안정되게 실행되도록 한다(S106).

그러나, 상기 S105의 판단에서 냉각 팬 모터(60)가 고속으로 작동 제어되고 있지 않은 상태이면 저속으로 작동 제어되고 있는지를 판단한다(S106).

상기에서 냉각 팬 모터(60)가 저속으로 작동 제어되고 있는 것으로 판단되면, 냉각 팬 모터(60)의 작동을 중지시켜 라디에이터를 통화하는 공기의 흐름을 더욱 작게 하여 배기가스의 온도를 보존시켜 줌으로써, 상기 입자 정화장치(100)의 재생 기능이 안정되게 실행되도록 한다(S108).

또한, 냉각 팬 모터(60)의 작동 제어가 수행되지 않는 상태, 즉 정지 제어를 유지하고 있는 것으로 판단되면, 현재의 작동 정지 제어 상태를 지속시켜 배기가스 온도를 보존함으로써, 상기 입자 정화장치(100)의 재생 기능이 안정되게 실행되도록 한다.

상기와 같은 동작이 실행되는 과정에서 엔진 시동을 오프하는 이그니션 오프가 검출되는지를 판단하며(S109), 이그니션 오프가 검출되지 않으면 상기 S101의 과정으로 리턴하여 전술한 과정을 반복 실행하고, 이그니션 오프가 검출되면 냉각 팬 제어 모드를 종료한다.

즉, 입자 정화장치(100)가 장착되는 경우 흡기 온도의 조건을 포함하여 동절기의 운행시 입자 정화장치(100)의 재생 기능이 활성화되는 경우 냉각 팬 모터(60)의 작동 제어를 중지시키거나 저속 작동으로 제어하여 배기가스의 온도를 보존하여 줌으로써, 입자 정화장치(100)의 안정된 재생을 제공한다.

또한, 하절기의 운행에서 입자 정화장치(100)의 재생 기능이 활성화되는 경우 냉각 팬 모터(60)의 작동을 저속으로 제어하여 배기가스의 온도를 보존하여 줌 으로써, 입자 정화장치(100)의 안정된 재생을 제공한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 입자 정화장치가 장착되는 차량에서 입자 정화장치의 재생 기능이 활성화되는 경우 흡기 온도의 조건에 따라 냉각 팬의 구동을 능동적으로 제어함으로써, 배기가스의 온도를 보존시켜 입자 정화장치의 안정된 재생을 제공하고, 배기가스의 온도 보존을 통해 연비 향상을 제공한다.

Claims (7)

1. 입자 정화장치가 장착되는 차량에 있어서,

   현재의 주행 차속을 검출하는 차속 검출부와;

   엔진 블록을 순환하는 냉각수의 온도를 검출하는 수온 검출부와;

   에어콘 시스템의 작동 온/오프 및 실내 온도 설정에 대한 신호를 검출하는 에어콘 스위치 및;

   연소실로 유입되는 흡기 온도를 검출하는 흡기 온도 검출부

   후분사 제어를 통해 입자 정화장치의 재생 기능이 활성화로 검출되는 경우 흡기 온도의 조건에 따라 냉각 팬의 구동 속도를 능동적 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 냉각 팬 제어장치.
2. 삭제
3. 엔진의 시동이 온을 유지하는 상태에서 입자 정화장치의 재생 기능이 활성화되었는지를 판단하는 과정과;

   입자 정화장치의 재생 기능이 활성화의 상태이면 흡기 온도가 설정된 기준온 도 이하를 유지하는지 판단하는 과정 및;

   흡기 온도가 설정된 기준온도 이하이면 냉각 팬의 작동 상태를 검출하여 그에 따른 작동 제어를 실행하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 냉각 팬 제어방법.
4. 제3항에 있어서,

   상기 입자 정화장치의 재생 기능이 비활성화의 상태이면 냉각의 온도와 차속 및 엔진의 상태 조건에 따라 냉각 팬의 작동을 제어하는 것을 특징으로 하는 차량의 냉각 팬 제어방법.
5. 제3항에 있어서,

   상기 흡기 온도가 기준온도 이하인 상태에서 냉각 팬 모터가 고속으로 작동중이면 저속 작동으로 제어하는 것을 특징으로 하는 차량의 냉각 팬 제어방법.
6. 제3항에 있어서,

   상기 흡기 온도가 기준온도 이하인 상태에서 냉각 팬 모터가 저속으로 작동중이면 작동을 중지시키는 것을 특징으로 하는 차량의 냉각 팬 제어방법.
7. 제3항에 있어서,

   상기 흡기 온도가 기준온도 이하인 상태에서 냉각 팬 모터의 작동이 중지된 상태이면 냉각 팬 모터의 작동 조건이 입력되더라도 상기 입자 정화장치의 재생 기능이 완료되기 이전까지 냉각 팬 모터의 작동 중지를 유지하는 것을 특징으로 하는 차량의 냉각 팬 제어방법.

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