KR101316230B1 - 액티브 에어플랩의 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 차량의 냉매압수치를 임의의 여러 구간으로 나누어 제1기준냉매압 내지 제n기준냉매압을 설정하는 기준냉매압 설정단계; 차량의 차속수치를 임의의 여러 구간으로 나누어 제1기준차속 내지 제n기준차속을 설정하는 기준차속 설정단계; 일정 냉매압 및 차속 조건별로 에어플랩의 개폐를 전환시키기 위한 기준냉각수온도를 설정하는 기준냉각수온도 설정단계; 및 차량의 운행 중에 냉매압, 차속, 냉각수온도를 측정하며, 측정된 냉매압 및 차속조건에 대응하여 설정된 기준냉각수온도와, 측정된 냉각수온도를 서로 비교하여 에어플랩을 개방 또는 폐쇄시키는 에어플랩 전환단계;를 포함하여 구성되는 액티브 에어 플랩의 제어방법이 소개된다.

Description

액티브 에어플랩의 제어방법{METHOD FOR CONTROLLING ACTIVE AIR FLAP}

본 발명은 차량의 주행에 따른 냉매압과 차속의 조건을 세분화하여, 세분화한 냉매압 및 차속 조건시 냉각수온도에 따라 에어플랩을 개폐시키도록 한 액티브 에어플랩에 관한 것이다.

차량이 주행을 하게 되면 라디에이터 그릴을 통해 엔진룸 내부에 주행풍이 빠르게 유입됨으로써, 라디에이터의 냉각에 필요한 공기를 받아들일 수 있게 된다.

그러나, 차량이 고속으로 주행하게 되면, 엔진룸에 유입되는 공기의 흐름 또한 빨라지게 됨으로써, 차량이 받게 되는 공기의 저항이 커지게 되어, 연비가 떨어지게 되는 문제가 있다.

이에, 최근에는 라디에이터 그릴 후면에 개폐가 가능한 형태로 액티브 에어플랩(Active Air Flap)이 설치됨으로써, 차량 운행 조건에 따라 공기의 유입을 제어하여 공력 성능을 개선하고 연비 향상을 구현하도록 하고 있다.

도 1은 상기한 액티브 에어플랩의 제어방법을 설명하기 위한 것으로, 에어컨의 작동 여부와 관계없이 외기온도값과 차속값을 판단하여 에어플랩의 개폐여부를 판단한다.

즉, 에어플랩의 폐쇄여부를 확인한 후, 외기온도값과 차속값이 각각 기준값 이상으로 판단되면, 에어플랩을 개방하고, 외기온도값이 기준값이 미만이면 에어플랩을 폐쇄하게 된다.

그러나, 이같은 종래 기술은 에어플랩의 개폐여부에 대한 판단요소가 세분화되어 있지 않으므로, 단순히 외기온도와 차속이 기준값만 넘게 되면 에어플랩이 개방되어 연비 향상 효과가 떨어지는 문제가 있다.

더욱이, 여름철과 같이 외기온도가 쉽게 상승하는 조건에서는 이같은 에어플랩의 개폐제어 방법이 연비 개선이 부적절한 문제가 있다.

상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.

본 발명은 전술한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 차량의 주행에 따른 냉매압과 차속의 조건을 세분화하여, 세분화한 냉매압 및 차속 조건시 냉각수온도에 따라 에어플랩을 개폐시키도록 한 액티브 에어플랩을 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은, 차량의 냉매압수치를 임의의 여러 구간으로 나누어 제1기준냉매압 내지 제n기준냉매압을 설정하는 기준냉매압 설정단계; 차량의 차속수치를 임의의 여러 구간으로 나누어 제1기준차속 내지 제n기준차속을 설정하는 기준차속 설정단계; 일정 냉매압 및 차속 조건별로 에어플랩의 개폐를 전환시키기 위한 기준냉각수온도를 설정하는 기준냉각수온도 설정단계; 및 에어컨 정지조건에서 차량의 운행 중에 냉매압, 차속, 냉각수온도를 측정하며, 측정된 냉매압 및 차속조건에 대응하여 설정된 기준냉각수온도와, 측정된 냉각수온도를 서로 비교하여 에어플랩을 개방 또는 폐쇄시키는 에어플랩 전환단계;를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

상기 기준냉각수온도는 일정 온도에서 ±α℃를 포함하는 구간으로 설정될 수 있다.

상기 기준냉각수온도에 냉각수온도가 도달시, 냉각수온도가 기준냉각수온도 범위를 벗어나는 온도 시점에서 에어플랩이 개방 또는 폐쇄상태로 전환될 수 있다.

상기 에어플랩 전환단계에서 측정된 냉매압이 최대 냉매압 구간인 제1기준냉매압 이상인 경우, 측정되는 차속과 냉각수온도에 관계없이 에어플랩이 항상 개방된 상태를 유지할 수 있다.

상기 에어플랩 전환단계에서 측정된 냉매압이 제1기준냉매압의 하위 구간인 제1기준냉매압과 제2기준냉매압의 사이에 포함되고, 차속이 최저 차속 구간인 제n기준차속 미만인 경우, 측정되는 냉각수온도에 관계없이 에어플랩이 항상 개방된 상태를 유지할 수 있다.

상기 에어플랩 전환단계에서 측정된 냉매압이 최저 냉매압 구간인 제n기준냉매압 미만인 경우, 차속에 관계없이 측정된 냉각수온도와 기준냉각수온도만을 비교하여 에어플랩의 개폐여부를 판단할 수 있다.

상기한 과제 해결수단을 통해 본 발명은, 냉매압과 차속을 여러 구간으로 세분화하여 나누고, 주행시 측정되는 냉각수온도를 이용하여 에어플랩의 개폐를 판단 및 제어하게 됨으로써, 액티브 에어플랩의 폐쇄 구간을 최대화하여 공력향상 효과를 높이고, 차량의 연비를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

더욱이, 냉각수온도가 기설정된 기준냉각수온도에 도달시 에어플랩을 곧바로 전환시키지 않고, 냉각수온도가 기준냉각수온도를 벗어날 때 전환 동작이 되도록 설정함으로써, 에어플랩의 빈번한 전환동작을 제한하여 액티브 에어플랩의 고장원인을 방지할 수 있는 효과도 있다.

도 1은 종래 기술에 의한 차량 공조 제어방법을 순차적으로 나열한 도면.
도 2는 본 발명에 의한 액티브 에어플랩의 제어방법을 설명하기 위한 도면.

본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2를 통해 도시된 본 발명의 액티브 에어플랩의 제어방법은, 차량의 냉매압수치를 임의의 여러 구간으로 나누어 제1기준냉매압 내지 제n기준냉매압을 설정하는 기준냉매압 설정단계와, 차량의 차속수치를 임의의 여러 구간으로 나누어 제1기준차속 내지 제n기준차속을 설정하는 기준차속 설정단계와, 일정 냉매압 및 차속 조건별로 에어플랩의 개폐를 전환시키기 위한 기준냉각수온도를 설정하는 기준냉각수온도 설정단계와, 차량의 운행 중에 냉매압, 차속, 냉각수온도를 측정하며, 측정된 냉매압 및 차속조건에 대응하여 설정된 기준냉각수온도와, 측정된 냉각수온도를 서로 비교하여 에어플랩을 개방 또는 폐쇄시키는 에어플랩 전환단계를 포함하여 구성된다.

여기서, 본 발명에서는 기준냉매압의 경우 3개가 설정되어 4구간의 냉매압구간으로 나뉘어질 수 있고, 또한 기준차속의 경우 2개가 설정되어 3구간의 차속구간으로 나뉘어질 수 있는데, 이는 본 발명을 실시 및 설명하기 위한 바람직한 예시일 뿐, 기준냉매압과 기준차속이 상기한 구간 및 수치에 제한되는 것은 아닐 것이다.

이와 같이, 본 발명은 냉매압과 차속의 조건을 세분화하고, 차량의 주행 중 냉매압, 차속, 냉각수온도를 측정한다. 따라서, 측정된 냉매압 및 차속조건에서 냉각수온도를 기준냉각수온도와 비교 판단하여, 냉각수온도에 따라 에어플랩을 개방 또는 폐쇄시킬 수 있게 된다.

본 발명에서, 상기 기준냉각수온도는 일정 온도에서 ±α℃를 포함하는 구간으로 설정될 수 있다. 여기서, α℃는 5℃로 설정되는 것이 적절하나, 상기한 수치에 한정되는 것은 아니다. 일례로써, 냉각수온도가 100℃인 경우, 95~105℃의 구간이 기준냉각수온도로 설정될 수 있다.

본 발명에서 상기 기준냉각수온도에 냉각수온도가 도달시, 냉각수온도가 기준냉각수온도 범위를 벗어나는 온도 시점에서 에어플랩이 개방 또는 폐쇄상태로 전환될 수 있다.

즉, 기준냉각수온도가 95~105℃로 설정된 경우, 냉각수온도가 95℃에 도달시, 곧바로 에어플랩을 개방시키지 않고, 냉각수온도가 105℃보다 높아지게 될 때 에어플랩을 개방시키게 된다.

따라서, 기준냉각수온도가 일정 범위 내에서 설정되고, 냉각수온도가 상기 기준냉각수온도를 벗어날 때 에어플랩의 동작이 전환되도록 함으로써, 기준냉각수온도값 전후에서 에어플랩이 수시로 개방 및 폐쇄동작되는 것을 방지하게 되며, 이를 통해 에어플랩 작동에 따른 조건값 에러를 방지하고, 에어플랩의 고장원인을 방지할 수 있게 된다.

본 발명은, 상기 에어플랩 전환단계에서 측정된 냉매압이 최대 냉매압 구간인 제1기준냉매압 이상인 경우, 측정되는 차속과 냉각수온도에 관계없이 에어플랩이 항상 개방된 상태를 유지할 수 있게 된다.

즉, 에어컨 정지시 냉매압이 높아지게 되면, 이는 냉매압이 고온 상태인 것을 의미하므로, 차속과 냉각수온에 관계없이 에어플랩을 항상 개방시키게 되는 것이다.

본 발명은, 상기 에어플랩 전환단계에서 측정된 냉매압이 제1기준냉매압의 하위 구간인 제1기준냉매압과 제2기준냉매압의 사이에 포함되고, 차속이 최저 차속 구간인 제n기준차속 미만인 경우, 측정되는 냉각수온도에 관계없이 에어플랩이 항상 개방된 상태를 유지하게 된다.

즉, 에어컨 정지시 냉매압이 상대적으로 높아지게 되면, 이는 냉매압이 고온 상태인 것을 의미하고, 또한 차속이 저속으로 운행되면 주행풍에 의한 냉각작용 역시 미미하여 온도가 더욱 상승하게 되므로, 냉각수온도에 관계없이 에어플랩을 항상 개방시키게 되는 것이다.

본 발명은, 상기 에어플랩 전환단계에서 측정된 냉매압이 최저 냉매압 구간인 제n기준냉매압 미만인 경우, 차속에 관계없이 측정된 냉각수온도와 기준냉각수온도만을 비교하여 에어플랩의 개폐여부를 판단하게 된다.

즉, 에어컨 정지시 냉매압이 낮아지게 되면, 이는 냉매압이 저온 상태인 것을 의미하므로, 설령 차속이 저행으로 운행하여 주행풍에 의한 냉각작용이 미미하더라도 전체적인 냉각성능에 큰 영향을 미치지 않게 되는 바, 차속에 관계없이 냉각수온도만으로 에어플랩의 개폐여부를 판단하는 것이다.

본 발명의 작용 및 효과를 상세하게 설명한다.

차량의 운행 중 에어컨 작동시에는, 외기온도와 차속을 측정하고, 측정된 외기온도와 차속에 따라 에어플랩의 개폐 여부를 판단한다.

다만, 차량의 운행 중 에어컨 작동의 정지시에는, 도 2에 도시된 바와 같이, 냉매압 및 차속의 조건을 세분화하고, 해당 냉매압 및 차속 조건시 기설정된 기준냉각수온도와 실시간 측정되는 냉각수온도를 서로 비교하여 에어플랩의 개폐여부를 판단 및 제어한다.

이를 위한 냉매압조건으로 제1기준냉매압은 220psi, 제2기준냉매압은 170psi, 제3기준냉매압은 85psi로 설정될 수 있다. 그리고, 차속조건으로 제1기준차속은 45km/h, 제2기준차속은 80km/h로 설정될 수 있다.

이를 위한 예시로, 첫 번째로, 냉매압이 제1기준냉매압 이상인 경우, 차속에 관계없이 에어플랩을 항상 개방상태로 유지시킨다.

두 번째로, 냉매압이 제1기준냉매압 미만 제2기준냉매압 이상이고, 차속이 제1기준차속 미만인 경우에도 에어플랩을 항상 개방상태로 유지시킨다.

세 번째로, 냉매압이 제1기준냉매압 미만 제2기준냉매압 이상이고, 차속이 제1기준차속 이상 제2기준차속 미만인 경우에, 냉각수온도가 105℃ 이상이면 에어플랩을 개방시키고, 95℃ 이하이면 에어플랩을 폐쇄시킨다.

네 번째로, 냉매압이 제1기준냉매압 미만 제2기준냉매압 이상이고, 차속이 제2기준차속 이상인 경우에, 냉각수온도가 115℃ 이상이면 에어플랩을 개방시키고, 105℃ 이하이면 에어플랩을 폐쇄시킨다.

다섯 번째로, 냉매압이 제2기준냉매압 미만 제3기준냉매압 이상이고, 차속이 제1기준차속 미만인 경우에, 냉각수온도가 75℃ 이상이면 에어플랩을 개방시키고, 65℃ 이하이면 에어플랩을 폐쇄시킨다.

여섯 번째로, 냉매압이 제2기준냉매압 미만 제3기준냉매압 이상이고, 차속이 제2기준차속 이상 제3기준차속 미만인 경우에, 냉각수온도가 105℃ 이상이면 에어플랩을 개방시키고, 95℃ 이하이면 에어플랩을 폐쇄시킨다.

일곱 번째로, 냉매압이 제2기준냉매압 미만 제3기준냉매압 이상이고, 차속이 제3기준차속 이상인 경우에, 냉각수온도가 115℃ 이상이면 에어플랩을 개방시키고, 105℃ 이하이면 에어플랩을 폐쇄시킨다.

여덟 번째로, 냉매압이 제3기준냉매압 미만인 경우에는, 차속에 관계없이 냉각수온도가 115℃ 이상이면 에어플랩을 개방시키고, 105℃ 이하이면 에어플랩을 폐쇄시킨다.

이와 같이, 본 발명은 냉매압과 차속을 여러 구간으로 세분화하여 나누고, 주행시 측정되는 냉각수온도를 이용하여 에어플랩의 개폐를 판단 및 제어하게 됨으로써, 액티브 에어플랩의 폐쇄 구간을 최대화하여 공력향상 효과를 높이고, 차량의 연비를 향상시킬 수 있게 된다.

또한, 본 발명은 냉각수온도가 기설정된 기준냉각수온도에 도달시 에어플랩을 곧바로 개방 또는 폐쇄시키지 않고, 냉각수온도가 일정 범위에 있는 기준냉각수온도를 벗어날 때 전환 동작이 되도록 설정함으로써, 에어플랩이 빈번하게 전환동작되지 않도록 제어하여 액티브 에어플랩의 고장원인을 방지할 수 있게 된다.

따라서, 기준냉각수온도가 일정 범위 내에서 설정되고, 냉각수온도가 상기 기준냉각수온도를 벗어날 때 에어플랩의 동작이 전환되도록 함으로써, 기준냉각수온도값 전후에서 에어플랩이 수시로 개방 및 폐쇄동작되는 히스테리시스(hysteresis) 현상을 방지하게 되며, 이를 통해 에어플랩 작동에 따른 조건값 에러를 방지하고, 에어플랩의 고장원인을 방지할 수 있게 된다.

한편, 본 발명은 상기한 구체적인 예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

Claims (6)

1. 차량의 냉매압수치를 임의의 여러 구간으로 나누어 제1기준냉매압 내지 제n기준냉매압을 설정하는 기준냉매압 설정단계;
   차량의 차속수치를 임의의 여러 구간으로 나누어 제1기준차속 내지 제n기준차속을 설정하는 기준차속 설정단계;
   일정 냉매압 및 차속 조건별로 에어플랩의 개폐를 전환시키기 위한 기준냉각수온도를 설정하는 기준냉각수온도 설정단계; 및
   에어컨 정지조건에서 차량의 운행 중에 냉매압, 차속, 냉각수온도를 측정하며, 측정된 냉매압 및 차속조건에 대응하여 설정된 기준냉각수온도와, 측정된 냉각수온도를 서로 비교하여 에어플랩을 개방 또는 폐쇄시키는 에어플랩 전환단계;를 포함하여 구성되며,
   상기 에어플랩 전환단계에서 측정된 냉매압이 최대 냉매압 구간인 제1기준냉매압 이상인 경우, 측정되는 차속과 냉각수온도에 관계없이 에어플랩이 항상 개방된 상태를 유지하고,
   상기 에어플랩 전환단계에서 측정된 냉매압이 제1기준냉매압의 하위 구간인 제1기준냉매압과 제2기준냉매압의 사이에 포함되고, 차속이 최저 차속 구간인 제n기준차속 미만인 경우, 측정되는 냉각수온도에 관계없이 에어플랩이 항상 개방된 상태를 유지하는 것을 특징으로 하는 액티브 에어플랩의 제어방법.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 기준냉각수온도는 일정 온도에서 ±α℃를 포함하는 구간으로 설정된 것을 특징으로 하는 액티브 에어플랩의 제어방법.
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 기준냉각수온도에 냉각수온도가 도달시, 냉각수온도가 기준냉각수온도 범위를 벗어나는 온도 시점에서 에어플랩이 개방 또는 폐쇄상태로 전환되는 것을 특징으로 하는 액티브의 에어플랩 제어방법.
4. 삭제
5. 삭제
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 에어플랩 전환단계에서 측정된 냉매압이 최저 냉매압 구간인 제n기준냉매압 미만인 경우, 차속에 관계없이 측정된 냉각수온도와 기준냉각수온도만을 비교하여 에어플랩의 개폐여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 액티브 에어플랩의 제어방법.

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