KR101338084B1

KR101338084B1 - 차량의 엔진룸 유동 제어방법

Info

Publication number: KR101338084B1
Application number: KR1020120109307A
Authority: KR
Inventors: 백승진
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2012-09-28
Filing date: 2012-09-28
Publication date: 2013-12-06

Abstract

본 발명은 차량 전방의 개구 크기를 조절하여 엔진룸으로 유입되는 공기의 흐름을 제어할 수 있도록 된 액티브에어플랩과, 회동됨에 의해 라디에이터로 유입되는 공기의 흐름을 조절할 수 있도록 된 에어가이드와, 엔진룸 하측을 감싸는 면적을 가변할 수 있도록 된 엔진룸언더커버를 구비한 차량에서, 차량의 주행상태에 따라 상기 액티브에어플랩과 에어가이드 및 엔진룸언더커버를 적절히 제어하여, 엔진룸의 냉각성능을 적절히 확보하면서도 차량의 공기저항을 최소화하여 차량의 연비향상에 기여할 수 있도록 한다.

Description

차량의 엔진룸 유동 제어방법{AIR FLOW CONTROL METHOD FOR ENGINE ROOM OF VEHICLE}

본 발명은 차량의 엔진룸 유동 제어방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 엔진룸 내부의 냉각 등에 관한 온도와 차량의 공기저항에 따른 연비 등을 종합적으로 고려하여, 차량의 주행상태에 따라 최적의 엔진룸 공기 유동 상태를 형성할 수 있도록 하는 기술에 관한 것이다.

최근에는 차량 전방에 액티브에어플랩을 구비하여, 엔진룸으로 유입되는 공기를 제어할 수 있도록 함으로써, 엔진의 운전상태에 적합한 온도 조건을 확보하도록 하고 있으며, 상기한 바와 같이 액티브에어플랩으로 공기 유입을 위한 개구를 조절하면, 차량의 공기저항이 가변된다.

즉, 액티브에어플랩의 개구를 확대하면, 엔진룸으로 유입되는 공기의 양이 증가하여 엔진룸의 냉각에는 유리하지만, 공기저항은 커지는 방향으로 변화하고, 개구를 축소하면, 엔진룸으로 유입되는 공기의 양은 줄어서 엔진룸의 냉각에는 불리하지만, 차량의 공기저항은 감소하여 차량의 연비에는 긍정적인 것이다.

또한, 차량의 범퍼와 라디에이터 사이에는 에어가이드를 장착하여, 회동됨에 따라 차량 전후방향으로 길게 펼쳐지면 엔진룸으로 유입되는 공기의 흐름을 라디에이터로 집중시켜 냉각성능에 보다 유리한 상태를 형성할 수 있도록 하고 있다.

상기한 바와 같은 에어가이드는 냉각성능 향상이 필요한 경우가 아니라면, 오프시켜서 접는 편이 차량의 충돌 등의 경우에, 범퍼와 라디에이터 사이에 공간이 확보되어 파손이 방지되는 등 다소 유리한 측면이 있다.

또한, 차량의 엔진룸 하측에는 언더커버가 장착되어 차량의 공기저항을 줄여줄 수 있도록 하고 있는데, 언더커버는 엔진룸 내부의 공기 유동에는 다소 부정적인 영향을 주므로, 차량의 주행상태에 따라 적절한 범위로 엔진룸 하측을 커버링할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

종래에는 상기한 바와 같은 액티브에어플랩이나 에어가이드가 각각 별도로 제어되고, 상기 언더커버는 고정식으로 장착되어, 차량의 주행상태에 따른 최적의 엔진룸 냉각 성능 확보 및 공기저항 감소의 제어가 이루어지지 못하고 있다.

상기의 발명의 배경이 되는 기술로서 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 차량 전방의 개구 크기를 조절하여 엔진룸으로 유입되는 공기의 흐름을 제어할 수 있도록 된 액티브에어플랩과, 회동됨에 의해 라디에이터로 유입되는 공기의 흐름을 조절할 수 있도록 된 에어가이드와, 엔진룸 하측을 감싸는 면적을 가변할 수 있도록 된 엔진룸언더커버를 구비한 차량에서, 차량의 주행상태에 따라 상기 액티브에어플랩과 에어가이드 및 엔진룸언더커버를 적절히 제어하여, 엔진룸의 냉각성능을 적절히 확보하면서도 차량의 공기저항을 최소화하여 차량의 연비향상에 기여할 수 있도록 한 차량의 엔진룸 유동 제어방법을 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 차량의 엔진룸 유동 제어방법은

에어컨의 온오프 상태와, 엔진 냉각수온과 엔진룸 내부 공간 온도에 따라 엔진룸언더커버의 개도와 에어가이드의 온오프 및 액티브에어플랩의 개구 개폐를 제어하되,

상기 에어컨의 온오프 상태를 먼저 판단하고, 상기 엔진 냉각수온과 엔진룸 내부 공간 온도를 차례로 판단하여, 상기 엔진룸언더커버의 개도와 에어가이드의 온오프 및 액티브에어플랩의 개구 개폐를 조절하는 것을 특징으로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 차량의 엔진룸 유동 제어방법의 실시예를 도시한 순서도,
도 2는 도 1의 제어방법을 도표로 정리한 도면이다.

도 1과 도 2를 참조하면, 본 발명 실시예는 에어컨의 온오프 상태와, 엔진 냉각수온과 엔진룸 내부 공간 온도에 따라 엔진룸언더커버의 개도와 에어가이드의 온오프 및 액티브에어플랩의 개구 개폐를 제어하되, 상기 에어컨의 온오프 상태를 먼저 판단하고, 상기 엔진 냉각수온과 엔진룸 내부 공간 온도를 차례로 판단하여, 상기 엔진룸언더커버의 개도와 에어가이드의 온오프 및 액티브에어플랩의 개구 개폐를 조절하도록 한다.

도 1을 참조하면, 본 발명 실시예는 에어컨의 온오프 상태를 판단하는 에어컨판단단계(S10)와; 상기 에어컨판단단계(S10) 수행결과, 에어컨이 온된 상태에서는 상기 엔진룸언더커버를 개방하고, 에어가이드를 온시키며, 액티브에어플랩의 개구를 개방 상태로 하는 에어컨온조치단계(S20)를 포함하여 구성된다.

즉, 먼저 상기 에어컨판단단계(S10)를 수행하여, 에어컨이 온된 상태에서는 상기 에어컨온조치단계(S20)를 수행함으로써, 에어컨의 작동으로 라디에이터와 콘덴서 모두 냉각이 필요한 상황에 맞게 액티브에어플랩을 개방하고 엔진룸언터커버를 개방하여 엔진룸 내부를 경유하는 원활한 공기유동을 확보하고 에어가이드를 통해 라디에이터와 콘덴서로 공기 유동이 집중되도록 하여 최대의 냉각 성능을 확보하도록 하는 것이다.

상기 에어컨판단단계(S10) 수행결과, 에어컨이 오프된 상태에서는 엔진 냉각수온이 소정의 상한 수온값을 초과하는지를 판단하는 수온상한판단단계(S30)와; 상기 수온상한판단단계(S30) 수행결과, 냉각수온이 상기 상한 수온값을 초과하는 경우, 엔진룸언더커버를 부분적으로 개방하고, 에어가이드를 온시키며, 액티브에어플랩의 개구를 개방 상태로 하는 수온초과조치단계(S40)를 더 수행한다.

즉, 상기 에어컨이 오프된 상태에서는 콘덴서의 냉각은 요하지 않지만 엔진 냉각수온이 상기 상한 수온값을 초과하면, 엔진의 냉각을 위해 라디에이터의 냉각이 요구되는 것이므로, 상기 수온초과조치단계(S40)에 의해 액티브에어플랩을 개방하고 에어가이드를 온시키며, 상기 엔진룸언더커버를 부분적으로 개방하여, 라디에이터의 원활한 냉각이 이루어질 수 있도록 하면서도 공기저항을 가급적 줄여서 연비를 향상시키도록 한 것이다.

상기한 바와 같이 엔진룸언더커버의 개방 정도를 조절하여 차량의 공기저항을 줄이도록 하는 것은, 실험에 의한 데이터에 근거한 것으로서, 종래의 언더커버의 크기에 따른 차량 공기저항의 실험에 의하면, 액티브에어플랩이 개방된 상태에서는 언더커버의 크기가 클수록 공기저항이 적어 차량의 연비에 유리하다는 결과에 따른 것이다.

상기 수온상한판단단계(S30) 수행결과, 냉각수온이 상기 상한 수온값 이하인 경우에는 엔진룸 내부 공간 온도가 소정의 상한 공기 온도값을 초과하는지를 판단하는 분위기온상한판단단계(S50)와; 상기 분위기온상한판단단계(S50) 수행결과, 엔진룸 내부 공간 온도가 상기 상한 공기 온도값을 초과하면, 엔진룸언더커버를 개방하고, 에어가이드를 오프시키며, 차속에 따라 상기 액티브에어플랩의 개구를 개방 또는 폐쇄상태로 조절하는 분위기온초과조치단계(S60)를 수행한다.

상기 분위기온초과조치단계(S60)에서는 차속이 소정의 기준차속을 초과하는 경우에는 상기 액티브에어플랩의 개구를 폐쇄 상태로 하고, 상기 기준차속 이하인 경우에는 상기 액티브에어플랩의 개구를 개방 상태로 제어한다.

즉, 엔진 냉각수온이 높지 않아 엔진의 냉각이 중요하지는 않은 상황에서, 엔진룸 내부의 공기 온도가 상기 상한 공기 온도값보다 높은 경우에는 상기 분위기온초과조치단계(S60)를 수행하여, 상기 엔진룸언더커버는 개방하고 에어가이드는 오프시키되, 차속에 따라 상기 액티브에어플랩을 개방하거나 폐쇄하는 것이다.

여기서, 차속이 상기 기준차속을 초과하는 경우에는, 결과적으로 상기 액티브에어플랩은 폐쇄하고 엔진룸언더커버는 개방하며 에어가이드는 오프시킨 상태가 되는데, 이는 차속이 높으므로 액티브에어플랩을 닫아 공기저항을 줄여 차량의 연비향상에 기여하도록 하면서도 엔진룸 내부의 공기가 외부로 원활히 배출되어 냉각에 도움이 되도록 하는 것이다.

특히, 이때 상기 엔진룸언더커버를 부분적으로 개방하지 않고 완전히 개방하는 이유는, 엔진룸 내부의 냉각을 위한 것이라기 보다는, 상기 언더커버의 크기에 따른 차량 공기저항의 실험에서, 액티브에어플랩이 폐쇄된 상태에서는 언더커버가 완전히 엔진룸 하측을 감싼 경우는 물론 공기저항에 가장 유리하지만, 언더커버가 엔진룸 하측을 반쯤 감싼 경우에 비하여 거의 개방상태로 하는 경우가 오히려 공기저항에 더 유리하다는 실험 결과를 반영한 것이다.

또한, 차속이 상기 기준차속 이하인 경우에는, 결과적으로 상기 액티브에어플랩을열고 엔진룸언더커버는 개방하며 에어가이드는 오프시킨 상태가 되는데, 이는 차속이 낮으면 공기저항의 영향이 연비에 미치는 영향이 적으므로, 공기가 엔진룸을 통과하면서 엔진룸 내부 공간의 온도를 냉각시키는 데에 치중하도록 하는 것이다.

여기서, 상기 에어가이드를 오프시키면, 차량의 충돌 사고시에 범퍼와 라디에이터 사이의 공간 확보로 충돌 상황에 조금이나마 유리한 상태를 확보하고자 하는 것이다.

상기 분위기온상한판단단계(S50) 수행결과, 엔진룸 내부 공간 온도가 상기 상한 공기 온도값 이하인 경우에는, 엔진 냉각수온이 소정의 하한 수온값 미만인지를 판단하는 수온하한판단단계(S70)와; 상기 수온하한판단단계(S70) 수행결과, 엔진 냉각수온이 상기 하한 수온값 미만인 경우, 엔진룸 내부 공간 온도가 소정의 하한 공기 온도값 미만인지를 판단하는 분위기온하한판단단계(S80)와; 상기 분위기온하한판단단계(S80) 수행결과, 엔진룸 내부 공간 온도가 상기 하한 공기 온도값 미만인 경우, 엔진룸언더커버를 폐쇄하고, 에어가이드를 오프시키며, 액티브에어플랩의 개구를 폐쇄상태로 하는 분위기온미만조치단계(S90)를 수행한다.

즉, 엔진룸 내부 공간의 온도가 상기 상한 공기 온도값은 물론 하한 공기 온도값 보다도 작고, 냉각수온도 상기 하한 수온값 미만이면, 차량의 냉시동으로 엔진의 온도 상승이 필요한 상황 등이므로, 상기 분위기온미만조치단계(S90)를 통해 액티브에어플랩을 닫고 에어가이드를 오프시키며, 엔진룸언더커버를 닫아서, 엔진의 신속한 웜업이 이루어지도록 하는 것이다.

참고로, 상기 상한 수온값과 하한 수온값은 엔진의 냉각이 요구되는 수온인지 웜업이 필요한 수온인지를 판단하기 위한 것으로 실험 및 해석에 의해 적절히 설정되는 값이며, 상기 상한 공기 온도값과 하한 공기 온도값은 엔진룸 내부의 공기 온도가 냉각이 필요한 상황인지 엔진룸의 온도 상승이 필요한 상황인지를 판단하기 위한 것으로서, 역시 실험 및 해석에 의해 적절히 설정되는 값이다.

본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.

S10; 에어컨판단단계
S20; 에어컨온조치단계
S30; 수온상한판단단계
S40; 수온초과조치단계
S50; 분위기온상한판단단계
S60; 분위기온초과조치단계
S70; 수온하한판단단계
S80; 분위기온하한판단단계
S90; 분위기온미만조치단계

Claims

에어컨의 온오프 상태와, 엔진 냉각수온과 엔진룸 내부 공간 온도에 따라 엔진룸언더커버의 개도와 에어가이드의 온오프 및 액티브에어플랩의 개구 개폐를 제어하되,
상기 에어컨의 온오프 상태를 먼저 판단하고, 상기 엔진 냉각수온과 엔진룸 내부 공간 온도를 차례로 판단하여, 상기 엔진룸언더커버의 개도와 에어가이드의 온오프 및 액티브에어플랩의 개구 개폐를 조절하는 것
을 특징으로 하는 차량의 엔진룸 유동 제어방법.
청구항 1에 있어서,
에어컨의 온오프 상태를 판단하는 에어컨판단단계(S10)와;
상기 에어컨판단단계(S10) 수행결과, 에어컨이 온된 상태에서는 상기 엔진룸언더커버를 개방하고, 에어가이드를 온시키며, 액티브에어플랩의 개구를 개방 상태로 하는 에어컨온조치단계(S20);
를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 차량의 엔진룸 유동 제어방법.
청구항 2에 있어서,
상기 에어컨판단단계(S10) 수행결과, 에어컨이 오프된 상태에서는 엔진 냉각수온이 소정의 상한 수온값을 초과하는지를 판단하는 수온상한판단단계(S30)와;
상기 수온상한판단단계(S30) 수행결과, 냉각수온이 상기 상한 수온값을 초과하는 경우, 엔진룸언더커버를 부분적으로 개방하고, 에어가이드를 온시키며, 액티브에어플랩의 개구를 개방 상태로 하는 수온초과조치단계(S40);
를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 차량의 엔진룸 유동 제어방법.
청구항 3에 있어서,
상기 수온상한판단단계(S30) 수행결과, 냉각수온이 상기 상한 수온값 이하인 경우에는 엔진룸 내부 공간 온도가 소정의 상한 공기 온도값을 초과하는지를 판단하는 분위기온상한판단단계(S50)와;
상기 분위기온상한판단단계(S50) 수행결과, 엔진룸 내부 공간 온도가 상기 상한 공기 온도값을 초과하면, 엔진룸언더커버를 개방하고, 에어가이드를 오프시키며, 차속에 따라 상기 액티브에어플랩의 개구를 개방 또는 폐쇄상태로 조절하는 분위기온초과조치단계(S60);
를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 차량의 엔진룸 유동 제어방법.
청구항 4에 있어서,
상기 분위기온초과조치단계(S60)에서는 차속이 소정의 기준차속을 초과하는 경우에는 상기 액티브에어플랩의 개구를 폐쇄 상태로 하고, 상기 기준차속 이하인 경우에는 상기 액티브에어플랩의 개구를 개방 상태로 제어하는 것
을 특징으로 하는 차량의 엔진룸 유동 제어방법.
청구항 4에 있어서,
상기 분위기온상한판단단계(S50) 수행결과, 엔진룸 내부 공간 온도가 상기 상한 공기 온도값 이하인 경우에는, 엔진 냉각수온이 소정의 하한 수온값 미만인지를 판단하는 수온하한판단단계(S70)와;
상기 수온하한판단단계(S70) 수행결과, 엔진 냉각수온이 상기 하한 수온값 미만인 경우, 엔진룸 내부 공간 온도가 소정의 하한 공기 온도값 미만인지를 판단하는 분위기온하한판단단계(S80)와;
상기 분위기온하한판단단계(S80) 수행결과, 엔진룸 내부 공간 온도가 상기 하한 공기 온도값 미만인 경우, 엔진룸언더커버를 폐쇄하고, 에어가이드를 오프시키며, 액티브에어플랩의 개구를 폐쇄상태로 하는 분위기온미만조치단계(S90);
를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 차량의 엔진룸 유동 제어방법.