KR101296231B1 - Engine cooling control system - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 자동차의 팬이나 펌프를 구동하여 엔진 냉각 제어하기 위한 장치에 관한 기술 분야에 속한다.
The present invention belongs to the technical field related to an apparatus for controlling engine cooling by driving a fan or a pump of an automobile.
본 발명은 엔진을 냉각시키기 위한 제어 장치로서, 본 장치 일측에 냉각팬이 결합되며 냉각팬에 부착된 오일씰 내의 유체에 의한 마찰력을 이용하여 외측 냉각팬을 구동함으로써, 엔진을 냉각하는 장치로서, 도 1을 참조하면 본 발명은 크랭크 샤프트 일측과 냉각팬 사이에 장착되어 냉각팬 동작을 제어하는 시스템이다.
The present invention relates to a control device for cooling an engine, wherein a cooling fan is coupled to one side of the device and drives an outer cooling fan by using frictional force of a fluid in an oil seal attached to the cooling fan, thereby cooling the engine. Referring to 1, the present invention is a system mounted between one side of a crankshaft and a cooling fan to control a cooling fan operation.
자동차는 움직이는 생활공간으로서 편의성과 안전성이 극대화 되고, 저연비, 배기가스 규제대응, 보증기간 연장과 안정성 확보 등의 요구증대로 자동차부품의 전장화(car electronics) 추세가 가속화되고 있다. 자동차를 둘러싼 환경은 자동차 본래의 성능향상 요구는 물론이고, 에너지문제, 환경문제 등 해결해야할 많은 과제가 포함되어 있다. 자동차 배출가스 규제는 계속해서 엄격해 지는 경향이고, 저공해 자동차의 보급이 당면과제로 부상하고 있으며, 자원의 유효이용에 의한 연비향상의 요구도 한층 강화되고 있다. 세계적인 자동차 배출가스규제 강화에 의한 배출가스 저감 및 연비향상 방법으로 엔진제어 시스템의 자동화, 경량화, 엔진 냉각계의 최적화를 통한 연비향상 등을 열거할 수 있다.
Automobiles are moving living spaces, maximizing convenience and safety, and increasing the demand for low fuel consumption, exhaust gas regulations, extended warranty periods and securing stability. The environment surrounding the car includes not only demands for improving the performance of the car inherently, but also many challenges to be solved, such as energy problems and environmental problems. Regulations on automobile emissions continue to become more stringent, the dissemination of low-pollution automobiles is a challenge, and the demand for improved fuel economy by the effective use of resources is also being reinforced. Emission reduction and fuel efficiency improvement by strengthening global automobile emission regulations can be enumerated, such as automation of engine control system, weight reduction, and fuel efficiency improvement through optimization of engine cooling system.
현재 엔진냉각용 팬으로는 DC motor에 의한 전동식과 바이메탈(Bi-metal)을 이용한 ON/OFF식 온도감응 유체 팬 클러치가 산업적으로 널리 사용되고 있다. DC motor로 팬을 구동시키는 전동식은 엔진과 분리하여 설치할 수 있기 때문에 실차 설치시 유연성이 있지만, 과다 전력소모로 인해 주로 소형엔진 냉각에 주로 사용된다. 유체 커플링식 팬 클러치는 크랭크축을 통하여 얻은 구동력을 유체 커플링식 클러치를 매개로 하여 냉각판을 작동시키는 방식이다.
At present, the engine cooling fan is widely used in the electric motor by DC motor and ON / OFF temperature sensitive fluid fan clutch using Bi-metal. The electric motor that drives the fan by DC motor can be installed separately from the engine, which gives flexibility in actual vehicle installation, but is mainly used for small engine cooling due to excessive power consumption. The fluid coupling fan clutch is a method of operating the cooling plate through the fluid coupling clutch using the driving force obtained through the crankshaft.
일반적으로 라디에이타를 통과한 공기의 온도를 바이메탈(bi-metallic spring)에 의해 감지하여 감응온도에 따라 팬 클러치 내부의 밸브 조절판을 작동시켜 작동실로 유입되는 점성유체의 량을 제어하여 팬의 회전수를 자동적으로 조절하도록 하면서 팬을 온오프 시키는 장치이다. 이 방식은 보조동력의 소모가 작고 엔진의 냉각 요구에 따른 제어가 가능하며 소음과 진동측면에서도 매우 유리하여 소형엔진에서부터 디젤을 주원료로 하는 대형 트럭 엔진에 이르기까지 엔진의 냉각 수요를 충분히 처리할 수 있어 현재 가장 보편화 되어 있다. In general, the temperature of the air passing through the radiator is detected by a bi-metallic spring, and the valve control plate inside the fan clutch is operated in accordance with the response temperature to control the amount of viscous fluid flowing into the operating chamber to control the rotation speed of the fan. This device turns the fan on and off while letting you adjust it automatically. This method consumes less auxiliary power, can be controlled according to the engine's cooling requirements, and is very advantageous in terms of noise and vibration. It can handle the cooling demand of the engine from small engines to large truck engines based on diesel. It is the most popular now.
엔진 냉각공기는 프론트 그릴에서 팬 클러치에 장착된 냉각팬에 의해 유입되어 오일쿨러, 콘덴서, 라디에이터 등을 통과하여 엔진룸에 유입된다. 엔진냉각팬의 구동력은 엔진의 크기와 작동속도에 비례적으로 증가함으로 엔진파워에 있어 주요한 소비 원인중의 하나가 되며, 엔진소음과 진동의 주요 원천이 된다. 따라서 점성유체 팬 클러치를 적용함으로서 자동차에서 발생하는 공기역학적인 주 소음원인 엔진의 팬 소음과 진동을 줄이고, 에어콘의 성능과 엔진의 연비를 향상시킬 수 있다. 일반적으로 충분히 순환되지 않는 팬은 과열(overheating)과 불충분한 냉방가동을 초래하고, 엔진 과냉현상이 발생되면 구동마력의 저하와 소음을 일으킨다. 한편, 팬이 계속 사용 상태로 유지될 경우 연비저하(poor fuel economy), 불필요한 노이즈와 배터리 방전(battery dead)을 일으킨다. 따라서 고도화된 전자시스템을 적용하는 것이 엄격한 기술과제 해결에 불가결한 상황으로 자동차용 전자 센서와 엑츄에이터를 적용하는 것이 필요하다. 자동차용 센서와 엑츄에이터에서는 검출감도, 검출정도, 응답속도 등의 필요성능이 자동차의 가혹한 사용 환경에서 유지되어야 하고, 내열성이나 내진동성 등의 고신뢰성이 요구된다. 현재 널리 사용되고 있는 나선형 서모스태틱 코일 스프링에 의한 냉각팬의 경우, 유체 커플링식 팬 클러치가 갖는 장점에도 불구하고 엔진주위 온도에 따라 열팽창계수가 다른 바이메탈스프링(bi-metallic spring)에 의해 밸브 레버를 단지 온오프 시키는 기능만 가지고 있기 때문에 정밀한 엔진온도 제어나 팬의 회전 속도를 제어할 수 없다.
Engine cooling air flows from the front grille by the cooling fan mounted on the fan clutch and flows into the engine room through the oil cooler, condenser and radiator. The driving force of the engine cooling fan increases in proportion to the size and operating speed of the engine, which is one of the main sources of consumption in engine power, and is the main source of engine noise and vibration. Therefore, by applying the viscous fluid fan clutch, it is possible to reduce the fan noise and vibration of the engine, which is the main aerodynamic noise source generated in the automobile, and improve the performance of the air conditioner and the fuel economy of the engine. In general, a fan that is not sufficiently circulated causes overheating and insufficient cooling operation, and when engine overcooling occurs, driving horsepower and noise are generated. On the other hand, if the fan remains in use, it causes poor fuel economy, unnecessary noise and battery dead. Therefore, it is necessary to apply automotive electronic sensors and actuators because application of advanced electronic systems is indispensable for solving strict technical challenges. In the sensors and actuators for automobiles, the necessity of detection sensitivity, detection accuracy, response speed, etc. must be maintained in the severe use environment of the vehicle, and high reliability such as heat resistance and vibration resistance is required. In the case of cooling fans with spiral thermostatic coil springs, which are widely used at present, the valve levers are simply closed by a bi-metallic spring whose thermal expansion coefficient varies depending on the engine ambient temperature, despite the advantages of the fluid coupling fan clutch. Because it has only the function to turn on and off, it is impossible to control the engine temperature precisely or the rotation speed of the fan.
본 발명에서는 엔진 온도센서나 압력센서와 같은 센서의 신호나 PWM(Pulse Width Modulation) 신호에 따라 엔진제어시스템(Engine Management System)에 의해 자동으로 냉각팬의 구동과 속도를 제어할 수 있는 엔진냉각용 제어장치를 제시함을 목적으로 한다.In the present invention, the engine cooling system that can automatically control the drive and speed of the cooling fan by the engine control system (Engine Management System) according to the signal of the sensor, such as the engine temperature sensor or pressure sensor or Pulse Width Modulation (PWM) signal The purpose is to present a control device.
크랭크 샤프트에 연결되는 주축(800)의 외주에 위치하는 코일로부터 형성되는 자기력 발생에 의하여 밸브를 동작시키는 엔진냉각제어장치에 있어서,In the engine cooling control apparatus for operating the valve by generating a magnetic force formed from a coil located on the outer circumference of the
주축 외측부에 형성되고, 오일씰 내부로 흐르는 오일의 흐름을 단속하기 위한 밸브(100);A
상기 밸브 하부에 위치하고, 냉각팬과 함께 회전하는 요철형상의 컨덕트(200);A concave-
상기 컨덕터의 요철 블럭 부분과 근접하게 형성되고 홀센서(750)를 내부에 구비하며, 일측에 외부 컨넥터와 연결되는 핀이 구비된 컨넥터파트 하우징 및 컨넥터파트하우징과 이웃한 PCB파트하우징을 포함한 플라스틱 사출로 형성되는 제2하우징(600);A plastic part including a connector part housing and a connector part housing and a neighboring PCB part housing formed near the uneven block portion of the conductor and having a
내부에 코일이 권취된 보빈이 장착된 제1하우징(500);를 포함하되,Includes; the
제2하우징 일측의 PCB파트하우징(630)에 홀센서(750)와 PCB(700)이 장착되며 PCB 상부에는 커버(637)가 형성되고, 커버(637) 주위로 에폭시가 도포되어 밀봉되어 있되, 에폭시 주입시 PCB 쪽으로 흘러들어가지 않도록,PCB파트하우징(630) 내부에는 에폭시 수용공간을 위한 격벽(631)이 형성됨을 특징으로 하며,The
상기 홀센서(750)에 의하여 컨덕트(200) 블럭의 근접 감지여부에 따라 냉각팬 회전수가 검출되며, The cooling fan speed is detected by the
코일로부터 발생된 자기장은 주축 중심축과 밸브 및 컨덕터를 통하여 순환하도록 유도되며,The magnetic field generated from the coil is induced to circulate through the spindle central axis and the valves and conductors,
제1하우징(500) 내부에 장착되는 베어링측부(410)에는, 보빈(350) 돌출되어 링 형상으로 형성된 밀봉턱(355)이 밀착되도록 형성되어, 제2하우징을 형성하는 오버몰딩 공정시, 사출물이 베어링(400)으로 스며들지 못하도록 형성됨을 특징으로 하는 엔진냉각제어장치가 제시된다.The
상세한 내용은 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용에서 서술한다.Details are set forth in the detailed description for carrying out the invention.
본 발명에 의하여 엔진온도 혹은 압력센서의 센싱 신호에 따라 냉각팬의 회전속도를 정밀 제어할 수 있기 때문에 최적의 엔진 성능과 엔진 연비 향상의 한계를 극복할 수 있는 효과가 있다. 또한 엔진의 냉각효율을 극대화할 수 있고 자동차 연비향상과 NOx와 같은 오염배기가스를 저감시키는 효과가 있다.
According to the present invention, since the rotation speed of the cooling fan can be precisely controlled according to the sensing signal of the engine temperature or the pressure sensor, there is an effect of overcoming the limitations of the optimum engine performance and engine fuel efficiency improvement. In addition, the cooling efficiency of the engine can be maximized, and the fuel efficiency of automobiles and pollution emissions such as NOx are reduced.
도 1은 본 발명 장치가 장착되는 부위를 설명하기 위한 사진.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 제어장치의 사시도.
도 3은 도 2의 분해도
도 4는 컨덕터, 제1,2하우징 및 보빈
도 5는 도 4에서의 제1,2 하우징 및 보빈의 사진
도 6은 도 5에서의 우측 사진에 해당하는 부품들을 분리한 사진
도 7은 보빈의 사시도
도 8은 보빈의 코일 권취 부분 형상을 설명하기 위한 도면
도 9는 코일을 덮는 캡의 구조를 설명하기 위한 도면
도 10은 PCB가 장착되는 PCB파트 하우징 내부구조를 설명하기 위한 도면
도 11은 제2하우징의 PCB 장착부 구조를 위한 도면
도 12 및 도 13은 제2하우징을 형성하기 위한 오버몰딩 전후의 비교도면
도 14는 밸브 동작 및 홀센서 동작을 설명하기 위한 도면
도 15 내지 도 26은 밸브의 다양한 실시예 및 자기력 시뮬레이션 결과를 나타낸 도면이다.1 is a photograph for explaining a portion of the present invention the device is mounted.
2 is a perspective view of a control device according to a preferred embodiment of the present invention.
3 is an exploded view of FIG.
4 shows the conductor, first and second housings and bobbins;
5 is a photograph of the first and second housings and bobbins in FIG.
FIG. 6 is a photograph of parts separated from the right photograph of FIG. 5.
7 is a perspective view of a bobbin
8 is a view for explaining the coil winding portion shape of the bobbin.
9 is a view for explaining the structure of the cap covering the coil
10 is a view for explaining the internal structure of the PCB part housing the PCB is mounted
11 is a view for the structure of the PCB mounting portion of the second housing
12 and 13 are comparative drawings before and after overmolding to form a second housing;
14 is a view for explaining the valve operation and the Hall sensor operation
15 to 26 are views illustrating various embodiments of a valve and a magnetic force simulation result.
우선 본 발명의 제어장치의 전체적인 발명의 구성 및 동작 설명한다.First, the configuration and operation of the overall invention of the control device of the present invention will be described.
도 1과 같이 본 발명 장치는, 크랭크 샤프트와 냉각팬(미도시) 사이에 장착되는데, 엔진을 쿨링하는 냉각팬의 동작을 제어함으로써, 엔진을 냉각시키는 장치에 해당한다. 본 발명은 냉각팬에 부착된 오일씰(미도시) 내부의 유체량 흐름을 제어하는 밸브의 동작을 제어하게 된다.As shown in Fig. 1, the apparatus of the present invention is mounted between a crankshaft and a cooling fan (not shown), and corresponds to an apparatus for cooling the engine by controlling the operation of the cooling fan for cooling the engine. The present invention is to control the operation of the valve for controlling the flow of fluid in the oil seal (not shown) attached to the cooling fan.
상기 밸브(100) 동작의 제어는 코일(300)에 형성된 자기장이, 베어링(400), 컨덕터(200) 등의 금속부재 들의 내외부로 전달되어, 밸브를 온오프하게 한다. 즉 유체 흐름을 단속하는 밸브의 개폐는 형성된 자기력에 의하여 행하여 지는 것이다.
In the control of the operation of the
한편, 엔진을 쿨링하고 있는 냉각팬의 회전수를 검출하는 방법은, 요철 형태로 형성된 금속 블럭을 구비한 컨덕터(200)의 회전수를 체크함으로써 가능하다. 컨덕트는 오일씰(미도시)과 결합되어 있어서 냉각팬의 회전수는 컨덕터(200)의 회전수에 해당하게 된다.On the other hand, the method of detecting the rotation speed of the cooling fan cooling the engine is possible by checking the rotation speed of the
이러한 컨덕트의 금속 블럭(210) 근처에 홀이펙트 센터 혹은 홀센서(750)를 배치하여, 검출된 신호의 펄스(도 14 참조)에 의하여 컨덕트의 회전수를 파악할 수 있다. 컨덕트의 블럭들 사이의 공간부와 홀센서가 근접(도 14)할 때에는 신호가 검출이 되지 않고, 블럭과 홀센서가 인접하면 신호가 검출되는 원리를 이용하는 것이다. The Hall effect center or the
이하 본 발명의 첨부도면들을 참조로 상세한 기술 설명을 행한다.DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, detailed description will be made with reference to the accompanying drawings of the present invention.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 제어장치의 사시도이고 도 3은 도 2의 분해도, 도 4는 컨덕터, 제1,2하우징 및 보빈, 도 5는 도 4에서의 제1,2 하우징 및 보빈의 사진, 도 6은 도 5에서의 우측 사진에 해당하는 부품들을 분리한 사진, 도 7은 보빈의 사시도, 도 8은 보빈의 코일 권취 부분 형상을 설명하기 위한 도면, 도 9는 코일을 덮는 캡의 구조를 설명하기 위한 도면, 도 10은 PCB가 장착되는 PCB파트 하우징 내부구조를 설명하기 위한 도면, 도 12 및 도 13은 제2하우징을 형성하기 위한 오버몰딩 전후의 비교도면, 도 14는 밸브 동작 및 홀센서 동작을 설명하기 위한 도면이다.
2 is a perspective view of a control device according to a preferred embodiment of the present invention, FIG. 3 is an exploded view of FIG. 2, FIG. 4 is a conductor, first and second housings and bobbins, and FIG. 5 is a first and second housings in FIG. 4. Photograph of the bobbin, Figure 6 is a photo of the parts corresponding to the right photograph in Figure 5, Figure 7 is a perspective view of the bobbin, Figure 8 is a view for explaining the coil winding portion shape of the bobbin, Figure 9 covers the coil Figure 10 is a view for explaining the structure of the cap, Figure 10 is a view for explaining the internal structure of the PCB part housing on which the PCB is mounted, Figures 12 and 13 are comparative drawings before and after overmolding to form a second housing, Figure 14 It is a figure for demonstrating valve operation | movement and hall sensor operation | movement.
도 2, 도 3을 참조하면, 크랭크 샤프트(도 1)에 연결되는 주축(800)에 본 발명의 기타 부품들이 차례대로 결합되는 구조를 가진다. 최상부에는 오일의 흐름을 단속하기 위한 밸브(100)가 형성되고 , 상기 밸브의 동작은 보빈(350)에 권취된 코일(300)에서 발생된 자기력에 의하여 이루어지게 된다.2 and 3, the other parts of the present invention are sequentially coupled to the
코일이 권취된 보빈은 금속 재질의 제1 하우징(500)내 장착되어 있으며, 이러한 제1 하우징은 플라스틱 재질의 제2 하우징(600)에 의하여 감싸져 있다. The bobbin in which the coil is wound is mounted in the
제1하우징은 그 내부의 코일, 보빈을 보호하는 기능 및 자기장 전달 역할을 한다. The first housing serves to protect the coils, bobbins and magnetic field transfers therein.
제2하우징(600)의 상부에는 냉각팬(미도시)과 결합되어 회전하는 컨덕터(200)가 형성되어 있다.A
컨넥터파트 하우징(610)내 형성된 핀을 통해 외부에서 전원이 공급되어 밸브(100)가 동작되며, PCB파트 하우징(630)에 장착되는 홀센서(750)에 의하여 컨덕트(200)의 회전수 즉, 냉각팬의 회전수 신호가 검출되어 ECU으로 전달되게 되므로, 현재 냉각팬의 회전속도를 적절히 엔진 과열 상태에 따라서 제어하게 되는 것이다.The power is supplied from the outside through a pin formed in the
도 4를 참조하면, 컨덕터(200)와 제1,2 하우징(500,600) 및 보빈(350)이 도시되어 있다. 컨덕터의 요철형상에 해당하는 블럭(210)들은 제1하우징(500)의 외주와 제2하우징(600)의 내주 사이 컨덕터수용공간(660)에 위치하게 된다. 도 14에서 파악할 수 있는 바와 같이, 컨덕터는 코일에서 발생된 자기장이 밸브(100) 쪽으로 유도되도록 하는 기능을 한다. 또한, 블럭(210)이 회전되면서 홀센서(750) 근방으로 접근할 때에만 신호가 검출되는 원리를 이용하여 냉각팬의 회전속도를 검출하는 기능도 겸한다.Referring to FIG. 4, the
도 5를 참조하면, 도 4에서 도시된 제1,2 하우징(500,600)의 결합상태 전후를 파악할 수 있다. 도 6을 참조하면, 도 5의 우측의 결합사진부에 대한 분해도가 도시되어 있는데, 제1하우징(500) 중앙을 관통하여 베어링(400)이 형성되어 있고, 베어링은 외곽프레임(405)와 베어링롤링부(420) 및 베어링측부(410)를 포함한다.
Referring to FIG. 5, before and after coupling states of the first and
베어링측부(410)에는, 도 6의 보빈(350) 상부에 돌출되어 링 형상으로 형성된 밀봉턱(355)이 밀착되어 씰링되도록 형성되어야 한다. 이는 플라스틱 사출물에 의하여 형성되는 제2하우징을 형성하는 오버몰딩 공정시, 사출물이 베어링(400)으로 스며들지 못하도록 하기 위한 구조에 해당한다.
The
보빈과 캡(320)의 상세 구조는 도 8, 도 9를 참조한다. Detailed structures of the bobbin and the
보빈에는 코일(300)이 권취되는데, 코일 권취가 균일하도록 코일 권취면(351)은 산과 골 형상으로 형성되어 있다. 즉 도 8의 우측 확대도면과 같이 코일의 단면에 해당하는 호 형상으로 수개가 이웃하여 권취면을 이루고 있다.
The
도 9는 코일이 보빈에 감겨진 후, 코일을 감싸는 캡(320)이 도시되어 있다. 상부일측에는 보빈터미널(638)이 결합되는 보빈터미널장착부(353)이 형성된다. 보빈터미널장착부는 제1하우징의 수용구멍(530)으로 끼워진다.9 shows a
한편, 보빈 일측에는 코일 권선이 용이하도록 사선방향의 홈을 내어 시작점 정렬에 도움을 줄 수 있다.On the other hand, one side of the bobbin can help to align the starting point by making a groove in the diagonal direction to facilitate the coil winding.
코일을 감은 후에는 캡(320)을 덧씌운다. 이러한 캡은 권선의 정렬이 흐트러지거나, 코일단선 및 쇼트방지를 위한 것이다.After winding the coil, the
캡(320)은 반원 두개가 결합되고 힌지부(326)를 중심으로 반원 형상의 두개의 구성부분이 회전하면서 상호 그 단부의 결합부재(322,324)끼리 결합되도록 하는 구조를 갖는다. The
결합부재는 후크(322) 및 후크를 수용하는 구조(324)인 슬라이드 록킹구조로 형성됨이 바람직하고 코일의 량에 따라 가변적으로 결합되도록 후크 수용구조는 둘 이상의 다수개로 형성함이 바람직하다.The coupling member is preferably formed of a slide locking structure, which is a
코일의 재질은 동선 이외에도 알루미늄 재질을 사용할 수 있다. 특히 알루미늄 계열 코일은 원가절감, 발열저하, 하중절감의 효과가 있다.
The coil may be made of aluminum in addition to copper wire. In particular, aluminum-based coils have the effect of cost reduction, heat generation reduction, and load reduction.
캡(320)의 몸체 중간 중간에는 몰딩용구멍(327)이 형성되어 있다. 이러한 구멍에는 제2하우징을 오버몰딩에 의하여 형성할 때, 사출물이 이 몰딩용 구멍에 자리잡게 되어 굳게 되도록 하기 위한 것이며, 사출물이 몰딩용구멍(327)에 형성됨으로써, 캡(320)이 변위(變位)를 일으키는 것을 효과적으로 막아주는 역할을 한다. A
도 12 및 도 13은 제2하우징(600)이 형성된 후의 도면 및 형성전의 도면에 해당한다. 도 13은 도 5의 우측 사진을 뒤집은 것에 해당하는 사시도인데, 도 13과 같이 핀(637)과 함께 금형틀에 배치한 후, 플라스틱 사출물을 오버몰딩하여 도 12의 상태로 제2하우징(600)을 형성한다. 12 and 13 correspond to a view after the
이러한 오버몰딩 과정 중 제1하우징의 몰딩용구멍(520) 및 보빈과 제1하우징의 사이공간 그리고 캡의 몰딩용구멍(327)등이 플라스틱 사출물에 의하여 채워져 보빈과 제1하우징 유격이 유지된다.During the overmolding process, the
즉 제2하우징(600) 오버몰딩시, 외부 컨넥터가 결합되는 컨넥터파트하우징 (610) 및 PCB 등이 장착되는 PCB파트하우징(630)이 일체로 형성되고, 인서트 터미널(도 11 참조)이 제2하우징에 매몰되도록 하여 일체의 구조물이 완성된다.
That is, when overmolding the
도 10 및 도 11과 같이, 제2하우징이 완성된 후, 제2하우징 일측의 PCB파트하우징(630)에 홀센서(750)와 PCB(700)을 장착하고 그 상부에 커버(637)를 씌운뒤, 커버(637) 주위로 에폭시(638)를 주입하여 PCB 를 완전밀봉함으로써, 전기적 절연, 방수기능이 되도록 한다. 에폭시 주입시 PCB 쪽으로 흘러들어가지 않도록 별도의 격벽(631, 도 11)이 형성됨이 바람직하다. 본 발명의 제2하우징(600) 외측의 커넥터연결 부위(도 11)는 종전에는 전혀 제시되지 않은 기술로서, 차체로부터 가해지는 외부 충격에 전장 부품들이 매우 안정적으로 보호될 수 있으며, 내구성도 매우 뛰어나다. 그리고, 외부 컨넥터를 직접 컨넥터파트하우징(610)에 결속시킬 수 있어서, 사용성 증대의 효과가 현저하다.10 and 11, after the second housing is completed, the
PCB 에는 저항, 낮은 누설전류와 고온성능이 우수한 고효율 다이오드, 고정밀 PWM 신호 획득을 위한 자동 게인 제어와 통합 콘덴서를 사용한 디바이스로 되어 있다.The PCB consists of a device with a resistor, a high efficiency diode with low leakage current and high temperature performance, an automatic gain control for acquiring a high-precision PWM signal, and an integrated capacitor.
이하 본 발명의 다양한 실시예에 따른 밸브 구조의 특유한 기능 및 구조에 대하여 설명한다.Hereinafter, unique functions and structures of the valve structure according to various embodiments of the present disclosure will be described.
도 15에서는 노말형(normal형) 밸브가 도시되어 있다. 노말형 밸브 단부는 오픈 혹은 클로즈드 되어 오일씰 유체의 흐름을 단속하는 기능을 한다. In Fig. 1 , a normal valve is shown. The normal valve end is open or closed to interrupt the flow of the oil seal fluid.
기 개발되어 있는 제품은 밸브 작동력이 시뮬레이션 결과 밸브 재질 선정에 한계가 존재하며 자기장 증대 효과가 미미하다. 수직방향의 자력은 1.1764 뉴톤으로 나타났으며, 도 22에서는 플럭스패스형 밸브의 자력 증대를 보이는 시뮬레이션 결과가 도시되어져 있다.
Previously developed products have limitations on the selection of valve materials as a result of simulation of the valve operating force, and the effect of increasing the magnetic field is minimal. The magnetic force in the vertical direction was 1.1764 Newtons. In FIG. 22, simulation results showing the increase in the magnetic force of the fluxpass valve are shown.
도 16은 도 2의 결합물에 대하여 전체적인 자기장 벡터가 도시되어있다. 제품에 전원 인가시 코일로부터 발생하는 자기장은 주축(800)을 중심으로 하여 대칭되며, 상부 밸브를 따라 근접하는 컨덕터(200)에 전이되면서 재순환한다.
FIG. 16 shows the overall magnetic field vector for the combination of FIG. 2. The magnetic field generated from the coil when the power is applied to the product is symmetric about the
도 18 내지 도 22를 참조하여, 플럭스패스형 밸브에 관한 시뮬레이션 결과 및 구조를 설명한다.Refer to FIG. 18 to FIG. 22, the simulation result will be described and the structure of the flux path valve.
도 22을 참조하면, 밸브를 구성하는 상,하판(111,112)이 상하결합되어 있고 하판(112)의 하부로는 플럭스패스(150)이 형성되어 있다. Referring to FIG. 22 , upper and
닫힘상태(closed)에 있을 때에는 플럭스패스의 B 부분인 수평부가 컨덕터(200)에 매우 근접되어 있다. When in the closed state, the horizontal portion, B portion of the fluxpath, is very close to the
열림상태(open) 에서는 플럭스패스의 하방돌출부인 A 부분이 컨덕터에 매우 근접되어 있다. 닫힘상태이든 열림상태이든 자기력선의 흐름은 하방돌출부(A)로부터 컨덕터로 흐름과 동시에, 상하판(111,112)에서 수평부(B)를 통하여 컨덕터로 자력이 흘러간다.
In the open position, the A portion, the downward projection of the flux path, is very close to the conductor. In the closed state or the open state, the magnetic force line flows from the downward projection A to the conductor, and at the same time, the magnetic force flows from the upper and
즉, 플럭스패스(150)의 구조는 밸브 개방, 닫힘 상태에 따라 컨덕터(200)에 인접하게 되는 부위가 다르게 되는 특이점이 있다. That is, the structure of the
도 18 및 도 20에서 이러한 자력의 흐름 상태를 파악할 수 있다. 그리고 도 21의 시뮬레이션 결과는 밸브 오픈상태 2.4뉴톤, 클로즈드 상태에서는 5.8 뉴톤 가량의 수직 자기력이 발생되어, 상기 노말형 보다 큰 수직 자기력 F(z)이 발생되는 결과를 보이며, 밸브 제어 능력을 매우 향상시킬 수 있는 형태이다.
18 and 20 , it is possible to grasp the flow state of the magnetic force. The simulation result of FIG. 21 shows that the vertical magnetic force of about 2.4 newtons in the valve open state and about 5.8 newtons in the closed state results in the generation of a higher vertical magnetic force F (z) than the normal type, and greatly improves the valve control ability. It is a form that can be made.
본 발명에 의하여 엔진온도 혹은 압력센서의 센싱 신호에 따라 냉각팬의 회전속도를 정밀 제어할 수 있기 때문에 최적의 엔진 성능과 엔진 연비 향상의 한계를 극복할 수 있는 효과가 있다. 또한 엔진의 냉각효율을 극대화할 수 있고 자동차 연비향상과 NOx와 같은 오염배기가스를 저감시키는 효과가 있다.
According to the present invention, since the rotation speed of the cooling fan can be precisely controlled according to the sensing signal of the engine temperature or the pressure sensor, there is an effect of overcoming the limitations of the optimum engine performance and engine fuel efficiency improvement. In addition, the cooling efficiency of the engine can be maximized, and the fuel efficiency of automobiles and pollution emissions such as NOx are reduced.
이하, 밸브의 또다른 실시예인 가이드밸브 타입은 도 23 내지 도 26을 참조하여 설명한다.Hereinafter, a guide valve type as another embodiment of the valve will be described with reference to FIGS. 23 to 26.
본 실시예에 따른 밸브 형상은 'ㄷ'자 형상으로 하방으로 절곡된 바(bar) 형태의 가이드 를 구비한 밸브에 해당한다. 이를 가이드밸브(guide valve)로 명명한다. The valve shape according to the present embodiment corresponds to a valve having a bar-shaped guide bent downward in a 'c' shape. This is called a guide valve.
밸브가 상측으로 올라가 있으면 오픈, 내려가 있으면 밸브 닫힘 상태이다.If the valve is up, it is open; if it is down, it is closed.
ㄷ 자로 절곡된 부위는 자장을 외측으로 분산시키지 않고, 컨덕터 쪽으로 집중하는데 매우 효과적인 구조이다. 본 밸브의 형상적 특징으로 인하여 자기장의 흐름을 증가시키는 기능을 하여, 상기 노말형 보다 4배 내지 8배 정도의 수직축 방향의 힘(F(z))을 발휘한다.
The c-shaped bent portion is a very effective structure for concentrating toward the conductor without distributing the magnetic field to the outside. Due to the shape of the valve, the function of increasing the flow of the magnetic field is exerted, thereby exerting a force F (z) in the vertical axis direction of about four to eight times that of the normal type.
100:밸브 200:컨덕터
210:블럭 300:코일
320:캡 322,324:결합부재
326:힌지부 327:몰딩용구멍
340:보빈터미널
350:보빈 353:보빈터미널 장착부
355:밀봉턱 357:권취홈
400:베어링 405:외곽프레임
410:베이링측부 420:베어링롤링부
500:제1하우징 520:몰딩용구멍
530:수용구멍 600:제2하우징
610:컨넥터파트 하우징
630:PCB파트 하우징
660:컨덕터수용공간
637:커버 700:PCB 750:홀센서 800:주축100: valve 200: conductor
210: Block 300: Coil
320: cap 322,324: coupling member
326: hinge portion 327: molding hole
340: Bobbin Terminal
350: bobbin 353: bobbin terminal mounting portion
355: sealing jaw 357: winding groove
400: bearing 405: outer frame
410: bearing side part 420: bearing rolling part
500: first housing 520: molding hole
530: accommodation hole 600: the second housing
610 connector part housing
630: PCB part housing
660: conductor accommodation space
637: Cover 700: PCB 750: Hall sensor 800: Spindle
Claims (5)
주축 외측부에 형성되고, 오일씰 내부로 흐르는 오일의 흐름을 단속하기 위한 밸브(100);
상기 밸브 하부에 위치하고, 냉각팬과 함께 회전하는 요철형상의 컨덕트(200);
상기 컨덕터의 요철 블럭 부분과 근접하게 형성되고 홀센서(750)를 내부에 구비하며, 일측에 외부 컨넥터와 연결되는 핀이 구비된 컨넥터파트 하우징 및 컨넥터파트하우징과 이웃한 PCB파트하우징을 포함한 플라스틱 사출로 형성되는 제2하우징(600);
내부에 코일이 권취된 보빈이 장착된 제1하우징(500);를 포함하되,
제2하우징 일측의 PCB파트하우징(630)에 홀센서(750)와 PCB(700)이 장착되며 PCB 상부에는 커버(637)가 형성되고,
커버(637) 주위로 에폭시가 도포되어 밀봉되어 있되, 에폭시 주입시 PCB 쪽으로 흘러들어가지 않도록,PCB파트하우징(630) 내부에는 에폭시 수용공간을 위한 격벽(631)이 형성됨을 특징으로 하며,
상기 홀센서(750)에 의하여 컨덕트(200) 블럭의 근접 감지여부에 따라 냉각팬 회전수가 검출되며,
코일로부터 발생된 자기장은 주축 중심축과 밸브 및 컨덕터를 통하여 순환하도록 유도되며,
제1하우징(500) 중앙을 관통하여 베어링(400)이 형성되어 있고, 베어링은 외곽프레임(405)와 베어링롤링부(420) 및 베어링측부(410)를 포함하며,
상기 베어링측부(410)에는,
보빈(350)의 상부로 돌출되되, 링 형상으로 형성된 밀봉턱(355)이 밀착되도록 형성되어,
제2하우징을 형성하는 오버몰딩 공정시, 사출물이 베어링(400)으로 스며들지 못하도록 형성됨을 특징으로 하는 엔진냉각제어장치.
In the engine cooling control apparatus for operating the valve by generating a magnetic force formed from a coil located on the outer circumference of the main shaft 800 connected to the crank shaft,
A valve 100 formed at an outer side of the main shaft and configured to control a flow of oil flowing into the oil seal;
A concave-convex conductor 200 positioned below the valve and rotating together with a cooling fan;
A plastic part including a connector part housing and a connector part housing and a neighboring PCB part housing formed near the uneven block portion of the conductor and having a hall sensor 750 therein, and having a pin connected to an external connector on one side thereof. A second housing 600 formed of;
Includes; the first housing 500 is equipped with a bobbin coil wound therein;
The hall sensor 750 and the PCB 700 are mounted on the PCB part housing 630 of one side of the second housing, and a cover 637 is formed on the PCB.
Epoxy is coated and sealed around the cover 637, but the partition 631 is formed inside the PCB part housing 630 for epoxy containing space so as not to flow into the PCB during epoxy injection.
The cooling fan speed is detected by the Hall sensor 750 according to whether the proximity block of the conductor 200 is detected.
The magnetic field generated from the coil is induced to circulate through the spindle central axis and the valves and conductors,
The bearing 400 is formed through the center of the first housing 500, and the bearing includes an outer frame 405, a bearing rolling part 420, and a bearing side part 410.
In the bearing side portion 410,
Protruding to the upper portion of the bobbin 350, the sealing jaw 355 formed in a ring shape is formed to be in close contact,
During the overmolding process of forming the second housing, the engine cooling control apparatus, characterized in that the injection molding is formed so as not to seep into the bearing (400).
제1하우징(500) 일측의 몰딩용구멍(520) 및 보빈과 제1하우징의 사이공간 및 캡(320)의 몰딩용구멍(327)은, 제2하우징 형성 중의 플라스틱 사출물에 의하여 채워져 보빈과 제1하우징 유격이 유지되도록 하며,
외부 컨넥터가 결합되는 컨넥터파트하우징 (610) 및 PCB(700) 이 장착되는 PCB파트하우징(630)이 일체로 형성되고, 인서트 터미널이 제2하우징에 매몰되도록 하여 일체의 구조물로 형성되어 있으며, 제2하우징 일측의 PCB파트하우징(630)에 홀센서(750)와 PCB(700)이 장착되며 PCB 상부에는 커버(637)가 형성되고,
커버(637) 주위로는 에폭시가 도포되어 있되, 에폭시는 PCB 쪽으로 흘러들어가지 않도록, PCB파트하우징(630) 내부에는 에폭시 수용공간을 위한 격벽(631)이 PCB파트하우징(630) 내부에 형성됨을 특징으로 하는 엔진냉각제어장치.
The method according to claim 1,
The molding hole 520 on one side of the first housing 500, the space between the bobbin and the first housing, and the molding hole 327 of the cap 320 are filled by the plastic injection molding during the second housing formation. 1 Housing clearance is maintained,
The connector part housing 610 to which the external connector is coupled and the PCB part housing 630 to which the PCB 700 is mounted are integrally formed, and the insert terminal is buried in the second housing to form an integral structure. 2, the hall sensor 750 and the PCB 700 are mounted on the PCB part housing 630 on one side of the housing, and a cover 637 is formed on the PCB.
Epoxy is coated around the cover 637, but the epoxy 633 is formed inside the PCB part housing 630 so that the partition 631 is formed inside the PCB part housing 630. Engine cooling control device characterized in that.
주축 외측부에 형성되고, 오일씰 내부로 흐르는 오일의 흐름을 단속하기 위한 밸브(100);
상기 밸브 하부에 위치하고, 냉각팬과 함께 회전하는 요철형상의 컨덕트(200);
상기 컨덕터의 요철 블럭 부분과 근접하게 형성되고 홀센서(750)를 내부에 구비하며, 일측에 외부 컨넥터와 연결되는 핀이 구비된 컨넥터파트 하우징 및 컨넥터파트하우징과 이웃한 PCB파트하우징을 포함한 플라스틱 사출로 형성되는 제2하우징(600);
내부에 코일이 권취된 보빈이 장착된 제1하우징(500);를 포함하되,
제2하우징 일측의 PCB파트하우징(630)에 홀센서(750)와 PCB(700)이 장착되며 PCB 상부에는 커버(637)가 형성되고, 커버(637) 주위로 에폭시가 도포되어 밀봉되어 있되, 에폭시 주입시 PCB 쪽으로 흘러들어가지 않도록, PCB파트하우징(630) 내부에는 에폭시 수용공간을 위한 격벽(631)이 형성됨을 특징으로 하며,
상기 밸브의 하부에 플럭스패스(150)가 더 구비되어, 자기력을 증가시키도록 하되, 플럭스패스는 수평부(B) 및 하방돌출부(A)로 형성되고, 밸브 닫힘상태(closed)에 있을 때에는 플럭스패스의 수평부가 컨덕터 (200)에 근접되고, 열림상태(open) 에서는 플럭스패스의 하방돌출부가 컨덕터에 근접되며, 자기력선의 흐름은 하방돌출부(A)로부터 컨덕터로 흐름과 동시에, 상하판(111,112)에서 수평부(B)를 통하여 컨덕터로 자력이 흘러가도록 유도하는 것을 특징으로 하는 엔진냉각제어장치. In the engine cooling control apparatus for operating the valve by generating a magnetic force formed from a coil located on the outer circumference of the main shaft 800 connected to the crank shaft,
A valve 100 formed at an outer side of the main shaft and configured to control a flow of oil flowing into the oil seal;
A concave-convex conductor 200 positioned below the valve and rotating together with a cooling fan;
A plastic part including a connector part housing and a connector part housing and a neighboring PCB part housing formed near the uneven block portion of the conductor and having a hall sensor 750 therein, and having a pin connected to an external connector on one side thereof. A second housing 600 formed of;
Includes; the first housing 500 is equipped with a bobbin coil wound therein;
The hall sensor 750 and the PCB 700 are mounted on the PCB part housing 630 of one side of the second housing, and a cover 637 is formed on the upper part of the PCB, and epoxy is sealed around the cover 637 to be sealed. In order to prevent flow into the PCB during epoxy injection, a partition 631 is formed inside the PCB part housing 630 for an epoxy accommodation space.
The lower portion of the valve is further provided with a flux path 150 to increase the magnetic force, the flux path is formed of a horizontal portion (B) and the downward projection (A), the flux when the valve is closed (closed) The horizontal part of the path is close to the conductor 200, and in the open state, the downward protrusion of the flux path is close to the conductor, and the flow of magnetic force lines flows from the downward protrusion A to the conductor, and at the same time, the upper and lower plates 111 and 112. Engine cooling control device characterized in that the magnetic force flows to the conductor through the horizontal portion (B) in the.
주축 외측부에 형성되고, 오일씰 내부로 흐르는 오일의 흐름을 단속하기 위한 밸브(100);
상기 밸브 하부에 위치하고, 냉각팬과 함께 회전하는 요철형상의 컨덕트(200);
상기 컨덕터의 요철 블럭 부분과 근접하게 형성되고 홀센서(750)를 내부에 구비하며, 일측에 외부 컨넥터와 연결되는 핀이 구비된 컨넥터파트 하우징 및 컨넥터파트하우징과 이웃한 PCB파트하우징을 포함한 플라스틱 사출로 형성되는 제2하우징(600);
내부에 코일이 권취된 보빈이 장착된 제1하우징(500);를 포함하되,
상기 밸브에는 'ㄷ'자 형상으로 하방으로 절곡된 바 형태의 가이드를 구비하여, 상기 가이드의 절곡된 부위에 의해서는 자기장을 외측으로 분산시키지 않고, 컨덕터 쪽으로 집중되도록 하는 엔진냉각제어장치. In the engine cooling control apparatus for operating the valve by generating a magnetic force formed from a coil located on the outer circumference of the main shaft 800 connected to the crank shaft,
A valve 100 formed at an outer side of the main shaft and configured to control a flow of oil flowing into the oil seal;
A concave-convex conductor 200 positioned below the valve and rotating together with a cooling fan;
A plastic part including a connector part housing and a connector part housing and a neighboring PCB part housing formed near the uneven block portion of the conductor and having a hall sensor 750 therein, and having a pin connected to an external connector on one side thereof. A second housing 600 formed of;
Includes; the first housing 500 is equipped with a bobbin coil wound therein;
The valve is provided with a bar-shaped guide bent downward in the 'c' shape, by the bent portion of the guide engine cooling control device to be concentrated toward the conductor without dispersing the magnetic field to the outside.
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