KR101724967B1 - 자동차용 오일 순환 시스템 및 이의 제어 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 오일쿨러의 전단과 오일필터의 후단 간의 차압을 감소시킬 수 있도록 한 자동차용 오일 순환 시스템 및 이의 제어 방법에 관한 것이다.
즉, 본 발명은 오일쿨러의 전단부 및 오일필터의 후단부에서 오일젯 갤러리로 분기되는 오일분기라인을 구성하고, 오일분기라인에 솔레노이드 밸브를 장착하여, 오일쿨러의 전단과 오일필터의 후단 간의 차압을 개선할 수 있고, 저온시에 엔진 오일온도 워밍업 시간을 단축시킬 수 있도록 함으로써, 궁극적으로는 연비 개선 효과를 얻을 수 있도록 한 자동차용 오일 순환 시스템 및 이의 제어 방법을 제공하고자 한 것이다.

Description

자동차용 오일 순환 시스템 및 이의 제어 방법{Oil circulation system for vehicle and method for contolling the same}
본 발명은 자동차용 오일 순환 시스템 및 이의 제어 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 오일쿨러의 전단과 오일필터의 후단 간의 차압을 감소시킬 수 있도록 한 자동차용 오일 순환 시스템 및 이의 제어 방법에 관한 것이다.
일반적으로 내연기관에는 각 섭동부에 대한 윤활 및 냉각을 위한 윤활 시스템이 포함되어 있으며, 이 윤활 시스템에는 엔진의 여러 부분에 오일(oil)을 순환시키는 오일 순환 시스템이 포함되어 있다.
특히, 상기 오일은 엔진의 실린더블록에 형성되는 메인 오일갤러리 및 오일젯 갤러리(피스톤 쿨링젯이라고도 함)으로 공급된다.
상기 메인 오일갤러리는 크랭크샤프트 및 각종 섭동부로의 오일 윤활을 위한 통로 역할을 하고, 상기 오일젯 갤러리는 피스톤 링의 소착 발생 및 피스톤의 열적 피로응력이 증대되어 실린더블럭 파손이 우려되는 점을 해소하는 냉각 기능을 한다.
여기서, 종래의 오일 순환 시스템에 대한 구성 및 그 작동 흐름을 첨부한 도 1을 참조로 살펴보면 다음과 같다.
도 1에서 보듯이, 오일 순환 시스템은 오일이 저장된 오일팬(10)으로부터 오일을 펌핑하는 오일펌프(12)와, 오일펌프(12)로부터의 오일 온도가 기준온도 이상일 때 오일을 냉각하는 오일쿨러(14)와, 오일쿨러(14)로부터의 오일을 필터링하여 엔진쪽으로 공급하는 오일필터(16)와, 오일필터(16)에서 여과된 오일을 수용하여 크랭크샤프트 및 각종 섭동부를 윤활시키는 메인 오일갤러리(18)와, 메인 오일갤러리(18)를 경유한 오일에 의하여 오일젯 및 피스톤 등을 냉각하는 오일젯 갤러리(20) 등을 포함하여 구성된다.
한편, 상기 오일쿨러(14)의 전단부와 오일필터(16)의 후단부 간의 오일 차압으로 인하여 연비가 저하되는 문제점이 있다.
예를 들어, 오일쿨러 통과 전후의 오일 차압을 말하는 오일쿨러 단품 차압(ΔP) 0.9bar 일 때, 여기에 오일이 오일쿨러의 입출구 라인을 흐를 때의 관로저항을 포함하면 총 오일쿨러의 전단 및 후단 간의 오일 차압(ΔP) 1.7bar 수준이 된다.
또한, 오일필터 통과 전후의 오일 차압을 말하는 오일필터 단품 차압(ΔP) 0.4bar 일 때, 여기에 오일이 오일필터의 입출구 라인을 흐를 때의 관로저항을 포함하면 총 오일필터의 전단 및 후단 간의 오일 차압(ΔP) 0.8bar 수준이 되어, 결국 오일쿨러 전단부와 오일필터 후단부 간의 전체 오일 차압이 2.5bar 수준이 된다.
이에, 상기 오일쿨러의 전단부와 오일필터의 후단부를 통과하는 차압 즉, 오일압력차가 크게 발생하여, 오일 순환 성능이 저하되고, 그에 따라 오일 윤활 및 냉각 성능 저하로 인하여 연비가 저하되는 문제점이 있다.
또한, 오일쿨러의 전단부와 오일필터의 후단부를 통과하는 차압으로 인하여, 원활한 오일순환을 위하여 오일펌프의 오일 토출압을 일정수준(예를 들어, 토출압 6.5bar)까지 증가시켜야 하므로, 결국 오일펌프 용량을 증대시킴에 따른 제조비용 증가를 초래하는 단점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 오일쿨러의 전단부 및 오일필터의 전단부에서 오일젯 갤러리로 분기되는 오일분기라인을 구성하고, 오일분기라인에 솔레노이드 밸브를 장착하여, 오일쿨러의 전단부와 오일필터의 후단부 간의 오일 차압을 개선할 수 있고, 저온시에 엔진 오일온도 워밍업 시간을 단축시킬 수 있도록 함으로써, 궁극적으로는 연비 개선 효과를 얻을 수 있도록 한 자동차용 오일 순환 시스템 및 이의 제어 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 구현예는: 오일펌프로부터 토출된 오일을 냉각하는 오일쿨러와, 오일쿨러로부터의 오일을 필터링하여 오일필터를 포함하는 자동차용 오일 순환 시스템에 있어서, 상기 오일쿨러의 전단부에 오일젯 갤러리로 직접 분기되는 제1오일분기라인을 연결하고, 상기 오일필터의 전단부에 오일젯 갤러리로 직접 분기되는 제2오일분기라인을 연결하며, 상기 제1오일분기라인 및 제2오일분기라인에 각각 제어부에 의하여 개폐 제어되는 제1솔레노이드 밸브 및 제2솔레노이드 밸브를 장착하여서 된 것을 특징으로 하는 자동차용 오일 순환 시스템을 제공한다.
상기 제1솔레노이드 밸브는 오일펌프로부터 오일쿨러로 공급되는 오일의 온도가 임계온도 이상의 고온일 때, 제어부에 의하여 닫힘 작동되는 것을 특징으로 한다.
상기 제2솔레노이드 밸브는 오일펌프로부터 오일쿨러로 공급되는 오일의 온도가 임계온도 이하의 저온일 때, 제어부에 의하여 닫힘 작동되는 것을 특징으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 구현예는: ⅰ) 오일펌프로부터 오일쿨러로 공급되는 오일의 온도 측정 단계와; ⅱ) 상기 오일의 측정 온도가 임계온도 이상의 고온이면 오일을 오일쿨러를 통과시킨 후, 오일필터로 흐르는 오일의 일부를 오일젯 갤러리로 직접 공급하는 단계와; ⅲ) 상기 오일 측정 온도가 임계온도 이하의 저온이면, 오일쿨러를 통과시키기 전의 오일 일부를 오일젯 갤러리로 직접 공급하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차용 오일 순환 시스템 제어 방법을 제공한다.
상기 ⅱ) 단계는: 오일쿨러의 전단부에 오일젯 갤러리로 직접 분기되는 제1오일분기라인을 연결하고, 오일필터의 전단부에 오일젯 갤러리로 직접 분기되는 제2오일분기라인을 연결한 상태에서, 제1오일분기라인에 장착된 제1솔레노이드 밸브를 닫힘 제어하는 동시에 제2오일분기라인에 장착된 제2솔레노이드 밸브를 열림 제어하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 ⅲ) 단계는: 오일쿨러의 전단부에 오일젯 갤러리로 직접 분기되는 제1오일분기라인을 연결하고, 오일필터의 전단부에 오일젯 갤러리로 직접 분기되는 제2오일분기라인을 연결한 상태에서, 제1오일분기라인에 장착된 제1솔레노이드 밸브를 열림 제어하는 동시에 제2오일분기라인에 장착된 제2솔레노이드 밸브를 닫힘 제어하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기한 과제 해결 수단을 통하여, 본 발명은 다음과 같은 효과를 제공한다.
첫째, 오일쿨러의 전단부 및 오일필터의 전단부에서 오일젯 갤러리로 분기되는 오일분기라인을 구성하여, 오일 온도에 따라 오일의 일부를 오일젯 갤러리로 직접 공급되도록 함으로써, 오일쿨러의 전단부와 오일필터의 후단부 간의 오일 차압을 감소시킬 수 있다.
둘째, 저온 조건에서 오일의 일부를 오일쿨러를 거치지 않고 곧바로 오일젯 갤러리로 직접 공급되도록 함으로써, 오일온도 워밍업 시간을 단축시킬 수 있고, 궁극적으로는 연비 개선 효과를 얻을 수 있다.
도 1은 종래의 오일 순환 시스템을 나타낸 구성도,
도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 오일 순환 시스템을 도시한 구성도,
도 4는 본 발명에 따른 오일 순환 시스템의 제어 과정을 나타낸 순서도.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조로 상세하게 설명하기로 한다.
첨부한 도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 오일 순환 시스템을 나타낸다.
도 2 및 도 3에서 보듯이, 상기 오일 순환 시스템은 오일이 저장된 오일팬(10)으로부터 오일을 펌핑하는 오일펌프(12)와, 오일펌프(12)로부터의 오일 온도가 기준온도 이상일 때 오일을 냉각하는 오일쿨러(14)와, 오일쿨러(14)로부터의 오일을 필터링하여 엔진쪽으로 공급하는 오일필터(16)와, 오일필터(16)에서 여과된 오일을 수용하여 크랭크샤프트 및 각종 섭동부를 윤활시키는 메인 오일갤러리(18)및 오일젯 및 피스톤 등을 냉각하는 오일젯 갤러리(20) 등을 포함하여 구성된다.
본 발명에 따르면, 상기 오일쿨러(14)의 전단부와 오일필터(16)의 전단부에 오일젯 갤러리(20)로 직접 오일의 일부를 공급하는 오일분기라인이 연결된다.
보다 상세하게는, 상기 오일분기라인은 오일쿨러(14)의 전단부에 분기 연결되어 오일의 일부를 오일쿨러를 비롯하여 오일필터 및 메인 갤러리 등을 거치지 않고 오일젯 갤러리(20)로 직접 공급하는 제1오일분기라인(22)과, 오일필터(16)의 전단부에 연결되어 오일의 일부를 오일필터 및 메인 갤러리 등을 거치지 않고 오일젯 갤러리(20)로 직접 공급하는 제2오일분기라인(24)으로 구성된다.
또한, 상기 제1오일분기라인(22) 및 제2오일분기라인(24)에는 각각 제어부(30)에 의하여 개폐 제어되는 제1솔레노이드 밸브(26) 및 제2솔레노이드 밸브(28)가 장착된다.
상기 제1솔레노이드 밸브(26)는 오일펌프(12)로부터 오일쿨러(14)로 공급되는 오일의 온도가 임계온도 이상의 고온일 때, 제어부(30)에 의하여 닫힘 작동되고, 제2솔레노이드 밸브(28)는 열림 상태를 유지하게 된다.
상기 제2솔레노이드 밸브(28)는 오일펌프(12)로부터 오일쿨러(14)로 공급되는 오일의 온도가 임계온도 이하의 저온일 때, 제어부(30)에 의하여 닫힘 작동되고, 제1솔레노이드 밸브(26)는 열림 상태를 유지하게 된다.
여기서, 상기한 구성으로 이루어진 본 발명의 오일 순환 시스템에 대한 작동 흐름을 첨부한 도 2 및 도 3을 참조로 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 상기 오일펌프(12)로부터 오일쿨러(14)로 공급되는 오일의 온도를 측정하는 바, 통상의 온도센서를 이용하여 측정할 수 있고, 측정된 온도는 제어부(30)로 전송 입력된다.
다음으로, 상기 오일의 측정 온도가 임계온도(예, 약 110 ℃) 이상의 고온이면, 오일 전부를 오일쿨러(14)를 통과시켜 냉각되도록 하고, 오일쿨러(14)을 빠져나와 오일필터(16)로 흐르던 오일의 일부가 오일젯 갤러리(20)로 직접 공급되도록 한다.
보다 상세하게는, 상기 오일의 측정 온도가 임계온도(예, 약 110 ℃) 이상의 고온이면, 제어부(30)에서 제1오일분기라인(22)에 장착된 제1솔레노이드 밸브(26)를 닫힘 작동시키는 동시에 제2오일분기라인(24)에 장착된 제2솔레노이드 밸브(28)를 열림 작동시키는 제어를 하게 됨으로써, 제1오일분기라인(22)는 막힌 상태가 되고, 제2오일분기라인(24)은 개방된 상태가 된다.
이에, 상기 오일펌프(12)로부터 토출된 오일 전부가 오일쿨러(14)를 통과하며 냉각되고, 연이어 오일쿨러(14)을 빠져나와 오일필터(16)로 흐르던 오일의 일부가 제2오일분기라인(24)을 통하여 오일젯 갤러리(20)로 직접 공급된다.
따라서, 오일의 일부가 오일필터(16)로 들어가지 않고, 오일젯 갤러리(20)로 직접 공급되므로, 오일필터의 입출구 라인을 흐를 때의 관로저항을 포함하는 오일필터의 전단 및 후단 간의 총 오일 차압을 감소시킬 수 있다.
반면, 상기 오일의 측정 온도가 임계온도(예, 약 110 ℃) 이하의 저온이면, 오일 일부를 오일쿨러(14)를 통과시키지 않고, 오일젯 갤러리(20)로 직접 공급되도록 한다.
보다 상세하게는, 상기 오일의 측정 온도가 임계온도(예, 약 110 ℃) 이하의 저온이면, 제어부(30)에서 제1오일분기라인(22)에 장착된 제1솔레노이드 밸브(26)를 열림 작동시키는 동시에 제2오일분기라인(24)에 장착된 제2솔레노이드 밸브(28)를 닫힘 작동시키는 제어를 하게 됨으로써, 제1오일분기라인(22)는 개방된 상태가 되고, 제2오일분기라인(24)은 막힌 상태가 된다.
이에, 상기 오일펌프(12)로부터 토출된 오일의 일부가 오일쿨러(14)를 통과하지 않고, 제1오일분기라인(22)을 통하여 오일젯 갤러리(20)로 직접 공급된다.
따라서, 오일의 일부가 오일쿨러(14)로 들어가지 않고, 오일젯 갤러리(20)로 직접 공급되므로, 오일쿨러의 입출구 라인을 흐를 때의 관로저항을 포함하는 오일쿨러의 전단 및 후단 간의 총 오일 차압을 감소시킬 수 있고, 또한 오일필터의 전단 및 후단 간의 오일 차압도 감소시킬 수 있다.
한편, 오일 온도가 저온 상태일 때 오일 일부가 오일쿨러(14)로 들어가지 않게 되므로, 오일쿨러내에서 냉각수(저온 상태)와의 열교환이 이루어지지 않게 된다.
이에, 저온 상태의 오일 온도가 오일쿨러에서의 열교환에 의하여 더 하강하는 것을 방지할 수 있으며, 결국 오일의 일부가 오일쿨러로 들어가지 않고 엔진의 오일젯 갤러리(20)로 직접 공급됨으로써, 엔진 구동에 의한 오일온도 워밍업 시간을 단축시킬 수 있다.
10 : 오일팬
12 : 오일펌프
14 : 오일쿨러
16 : 오일필터
18 : 메인 오일갤러리
20 : 오일젯 갤러리
22 : 제1오일분기라인
24 : 제2오일분기라인
26 : 제1솔레노이드 밸브
28 : 제2솔레노이드 밸브

Claims (6)

  1. 오일펌프로부터 토출된 오일을 냉각하는 오일쿨러와, 오일쿨러로부터의 오일을 필터링하여 오일필터를 포함하는 자동차용 오일 순환 시스템에 있어서,
    상기 오일쿨러의 전단부에 오일젯 갤러리로 직접 분기되는 제1오일분기라인을 연결하고, 상기 오일필터의 전단부에 오일젯 갤러리로 직접 분기되는 제2오일분기라인을 연결하며, 상기 제1오일분기라인 및 제2오일분기라인에 각각 제어부에 의하여 개폐 제어되는 제1솔레노이드 밸브 및 제2솔레노이드 밸브를 장착하여,
    상기 제1솔레노이드 밸브는 오일펌프로부터 오일쿨러로 공급되는 오일의 온도가 임계온도 이상의 고온일 때 제어부에 의하여 닫힘 작동되고, 제2솔레노이드 밸브는 열림 작동되며,
    상기 제2솔레노이드 밸브는 오일펌프로부터 오일쿨러로 공급되는 오일의 온도가 임계온도 이하의 저온일 때, 제어부에 의하여 닫힘 작동되고, 제1솔레노이드 밸브는 열림 작동되는 것을 특징으로 하는 자동차용 오일 순환 시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. ⅰ) 오일펌프로부터 오일쿨러로 공급되는 오일의 온도 측정 단계와;
    ⅱ) 상기 오일의 측정 온도가 임계온도 이상의 고온이면 오일을 오일쿨러를 통과시킨 후, 오일필터로 흐르는 오일의 일부를 오일젯 갤러리로 직접 공급하는 단계와;
    ⅲ) 상기 오일의 측정 온도가 임계온도 이하의 저온이면, 오일쿨러를 통과시키기 전의 오일 일부를 오일젯 갤러리로 직접 공급하는 단계;
    를 포함하고,
    상기 ⅱ) 단계는:
    오일쿨러의 전단부에 오일젯 갤러리로 직접 분기되는 제1오일분기라인을 연결하고, 오일필터의 전단부에 오일젯 갤러리로 직접 분기되는 제2오일분기라인을 연결한 상태에서, 제1오일분기라인에 장착된 제1솔레노이드 밸브를 닫힘 제어하는 동시에 제2오일분기라인에 장착된 제2솔레노이드 밸브를 열림 제어하여 이루어지고,
    상기 ⅲ) 단계는:
    오일쿨러의 전단부에 오일젯 갤러리로 직접 분기되는 제1오일분기라인을 연결하고, 오일필터의 전단부에 오일젯 갤러리로 직접 분기되는 제2오일분기라인을 연결한 상태에서, 제1오일분기라인에 장착된 제1솔레노이드 밸브를 열림 제어하는 동시에 제2오일분기라인에 장착된 제2솔레노이드 밸브를 닫힘 제어하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동차용 오일 순환 시스템 제어 방법.
  5. 삭제
  6. 삭제
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