KR101945747B1 - 차량용 에어 플랩 장치 및 그 페일 판정 방법 - Google Patents

Abstract

차량용 에어 플랩 장치와 그 페일 판정 방법이 개시된다. 차량의 전방에 형성된 개구부를 개폐하도록 회전 가능하게 설치되는 다수개의 플랩과, 상기 다수개의 플랩이 일체로 연동되게 상기 다수개의 플랩을 연결하는 제1,2링크 및, 상기 다수개의 플랩을 회전시키는 액추에이터를 포함하고, 상기 제1링크는 상기 다수개의 각 일측을 연결하는 제1링크와, 상기 다수개의 플랩의 길이 방향을 따른 중앙부위를 연결하는 제2링크를 포함하여, 에어 플랩 장치의 페일 여부의 판정이 정확하게 된다.

Description

차량용 에어 플랩 장치 및 그 페일 판정 방법{Air flap device for vehicle and method for determining fail thereof}

본 발명은 차량에 형성된 전면 개구부를 개폐하는 차량용 에어 플랩장치 및 그 페일을 판정하는 페일 판정 방법에 것이다.

일반적으로 차량의 전방에는 엔진과 변속기 등을 장착하기 위한 엔진 룸이 구비된다.

상기 엔진 룸에 설치된 엔진과 같은 각종 부품들은 그 작동 시에 발열하게 되고, 이러한 발열을 외부의 공기 유입으로 적절히 냉각하기 위해 상기 엔진 룸의 전방에는 개구부가 형성된다.

그런데 겨울철과 같은 동절기에는 엔진 룸의 과도한 냉각을 방지하기 위해 상기 개구부를 차단하여 엔진 룸과 외부를 단절시킬 필요가 있고, 하절기는 상기 개구부를 전면 개방하여 엔진 룸의 과도한 온도 상승을 방지할 필요가 있다.

이에 따라 상기 개구부를 개폐하는 에어 플랩 장치가 종래에도 차량에 설치되고 있는 바, 이러한 에어 플랩 장치는 상기 개구부를 형성하는 하우징에 상기 개구부를 개폐할 수 있도록 회전 가능하게 설치된 다수개의 플랩과, 상기 다수개의 플랩을 함께 회전시키도록 다수개의 플랩을 연결하는 링크, 상기 링크에 회전 동력을 제공하는 액추에이터를 포함한다.

차량의 주행 중에 적절한 제어기가 엔진의 냉각 수온 등의 조건을 수신하여 상기 에어 플랩의 개방 여부를 결정하고, 상기 제어기의 제어로 상기 액추에이터가 작동하여 그 회전 동력을 상기 링크에 전달해서 상기 다수개의 플랩을 회전시킴으로써, 상기 개구부가 개폐되게 된다.

그리고 상기 에어 플랩 장치의 고장이나 작동 불능은 차량에 심각한 손상을 야기하고, 배기가스의 배출량을 증대시킬 수 있으므로, 상기 에어 플랩 장치에는 그 고장이나 작동 불능 상태에 대해 운전자에게 경고하는 경고장치가 설치된다.

먼저 상기 액추에이터의 페일 여부를 판단하는 종래의 판단 방법은, 액추에이터의 출력의 회전 각도를 감지하는 포텐셔미터를 설치하고, 상기 제어기의 작동 명령에 따라 액추에이터가 작동되어야 할 각도와 상기 포텐셔미터를 통해 감지한 작동 각도를 비교하여, 그 비교 값이 일정 범위 이상이면 액추에이터의 페일로 판단하고 있었다.

또한 상기 플랩 및 링크의 페일 여부를 판단하는 종래의 판단 방법은, 차량의 시동 시에 상기 플랩이 개구부를 개방하는 방향으로 회전되게 상기 액추에이터를 개방 작동 범위를 초과하여 구동시키고, 상기 플랩의 정상 개방 각도에서 상기 액추에이터의 구속 여부를 판단하여 상기 플랩 및 링크의 페일 여부를 판단하고 있었다.

그러나 상기와 같은 종래의 에어 플랩 장치의 페일 여부 판정 방법은, 포텐셔미터를 이용한 플랩의 작동 각도의 확인이 액추에이터의 내부에서 이루어지므로, 실제 공기의 유입을 제어하는 플랩의 작동 상태를 정확히 판단하기 어려웠다.

또한 액추에이터의 작동 상태 값이 명령 값과 다른 경우에 액추에이터 내부 장치 혹은 포텐셔미터의 고장으로 판단할 수 밖에 없으나 실제로는 플랩의 구동 시에 이물질의 유입, 겨울철의 빙결에 의한 구속 발생시에도 고장 상태로 판단되어 운전자에게 불필요한 경고 조치 발생으로 소비자의 불만이 야기되었다.

그리고 구동 링크 장치의 고장 판단을 위해 작동 범위 이상의 각도로 액추에이터를 강제적으로 구동하여 액추에이터를 구속시킴에 따라 액추에이터의 수명을 단축시키고, 전력 소비를 증대시키며, 불필요한 고장을 유발할 우려가 있었다.

본 발명의 실시 예는 액추에이터나 플랩 혹은 링크의 페일을 정확하게 판단하여 운전자에게 경고 조치를 발하여 줌으로써 에어 플랩 장치의 경고 신뢰성의 향상과 더불어 불필요한 경고 조치를 줄여서 소비자의 불만을 해소하여 차량의 상품성도 향상시킬 수 있는 차량용 에어 플랩 장치 및 그 페일 판정 방법을 제공하고자 한다.

본 발명의 실시 예는 차량의 전방에 형성된 개구부를 개폐하도록 회전 가능하게 설치되는 다수개의 플랩과, 상기 다수개의 플랩이 일체로 연동되게 상기 다수개의 플랩을 연결하는 링크 및, 상기 다수개의 플랩을 회전시키는 액추에이터를 포함할 수 있다.

상기 링크는 상기 다수개의 각 일측을 연결하는 제1링크와, 상기 다수개의 플랩의 길이 방향을 따른 중앙부위를 연결하는 제2링크를 포함할 수 있다.

상기 다수개의 플랩 중에 어느 하나의 플랩은 상기 제1링크를 관통하여 상기 액추에이터의 출력축에 연결되는 연결축을 포함할 수 있고, 나머지 플랩들은 상기 제1링크에 연결될 수 있다.

상기 플랩 혹은 상기 제1링크의 회전 각도를 감지하는 제1센서와, 상기 액추에이터의 작동 각도를 감지하는 제2센서를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 실시 예는, 상기 제1센서로 상기 플랩 혹은 상기 제1링크의 회전 각도를 측정하고, 제2센서로 상기 액추에이터의 출력축의 회전 각도를 측정한 측정하며, 상기 제1센서의 측정값과 제2센서의 측정값의 오차가 일정 범위 이상인 경우에 상기 플랩 혹은 링크는 작동하지 않는 페일로 판정한다.

상기 제1,2센서에 의해 측정된 측정값들이 명령값과 비교하여 일정 범위 이상이 되면, 상기 플랩 사이에 이물질이 유입되거나 플랩이 동결되어 정상적으로 작동하지 않은 페일로 판정할 수 있다.

상기 액추에이터의 내부 회로의 전류를 측정하고, 상기 전류 측정값이 정상 작동 범위를 벗어난 경우에는 상기 액추에이터의 내부 회로 및 그 모터의 페일로 판정할 수 있다.

본 발명의 실시 예는 액추에이터의 페일 여부가 액추에이터의 전류 측정값에 대한 판단으로 이루어져 액추에이터의 페일 여부를 정확하게 진단할 수 있다.

플랩 혹은 링크의 페일 여부가 액추에이터의 출력축 측정값과 링크의 작동 각도 측정값의 비교로 이루어져 정확하게 진단될 수 있다.

플랩 사이에 이물질 유입이나 겨울철에 결빙으로 플랩이 동결되어 정상적으로 작동하지 않을 경우의 페일 여부는 액추에이터의 전류 측정값과 액추에이터의 출력축 측정값 및 링크의 작동 각도 측정값의 비교로 종합적인 판단에 의해 정확하게 이루어질 수 있다.

이에 따라 액추에이터와 플랩 및 링크의 페일 여부에 대한 정확한 진단 및 경고 조치로 제품의 신뢰성과 차량의 상품성을 향상시키고, 액추에이터와 플랩 및 링크의 페일에 대한 적절한 경고 조치로 정비를 유도하여 차량의 연비 개선과 배기가스의 배출량 감소 및 차량 부품들의 치명적인 손상을 방지 할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 개구부 하우징의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 개구부 하우징에 다수개의 플랩이 장착된 상태의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 다수개의 플랩과 액추에이터의 분리 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 다수개의 플랩과 포텐셔미터가 액추에이터에 장착된 상태의 사시도이다.

이하 본 발명의 실시 예를 첨부된 예시도면에 의거 상세히 설명한다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 하우징(10)은 차량의 전방에 형성되어 엔진 룸 쪽으로 외기를 유입시키는 개구부에 장착된다.

상기 하우징(10)은 다수개의 바아 및 플레이트가 서로 결합되어 대체로 직사각 형상의 틀을 형성하게 된다.

상기 하우징(10)에는 외기를 유입시키기 위한 다수개의 외기 유입구(101)가 차량의 폭 방향을 따라 소정 간격을 두고 배치되게 형성된다.

도 2를 참조하면, 상기 하우징(10)에는 상기 외기 유입구(101)를 개폐하는 다수개의 플랩(20)이 설치된다.

상기 플랩(20)은 차량의 폭 방향을 따라 연장되게 형성되고, 상기 하우징(10)에 회전 가능하게 설치된다.

본 발명의 실시 예에 따르면 3개의 플랩(20)이 상기 하우징(10)에 설치되어 있지만, 그 이상 혹은 그 이하의 개수로 설치될 수 있다.

상기 플랩(20)들은 그 일측과 길이 방향을 따른 중앙부에서 제1,2링크(30,31)를 매개로 서로 일체로 연동되게 연결된다.

상기 제1,2링크(30,31)는 차량의 높이 방향으로 직립되게 배치된 바아 형상을 가진다.

상기 하우징(10)의 일측면에는 상기 플랩(20)들을 회전시키기 위한 액추에이터(40)가 설치된다.

도 3을 참조하면, 상기 각 플랩(20)은 대체로 일직선으로 연장된 형태의 바아 형상을 이루고, 상기 각 플랩(20)의 길이 방향을 따른 중앙부위에는 상기 제2링크(31)에 연결하기 위한 조립홀을 가진 플랜지(201)가 일체로 형성된다.

또한 상기 각 플랩(20)의 일측에는 그 길이 방향으로 돌출한 조립 돌출부(202)가 형성되고, 상기 조립 돌출부(202)는 상기 제1링크(30)에 다수개로 형성된 각 조립홈에 끼워져 조립된다.

상기 각 플랩(20)의 타측은 상기 하우징(10)에 회전 가능하게 장착되어 지지된다.

한편 상기 다수개의 플랩(20) 중에 어느 하나의 플랩(20)에는 상기 제1링크(30)를 관통하여 상기 액추에이터(40)의 출력축에 연결되는 연결축(203)을 구비한다.

이에 따라 상기 액추에이터(40)가 작동하면, 액추에이터(40)에 내장된 모터가 구동해서 상기 출력축을 회전시키고, 상기 출력축의 회전으로 상기 연결축(203)이 상기 출력축과 함께 일체로 회전하며, 상기 연결축(203)의 회전으로 해당 플랩(20)이 회전하게 된다.

그리고 상기 연결축(203)의 회전 운동은 상기 제1링크(30)에 전달되어 제1링크(30)가 소정 각도로 회전하고, 이 제1링크(30)의 회전 운동으로 제1링크(30)에 연결된 다른 플랩(20)들이 함께 회전하면서 상기 개구부(101)를 개폐하게 된다.

상기와 같은 플랩(20)들의 회전 운동 과정에 상기 제2링크(31)는 상기 플랩(20)들을 일체로 연결하는 역할을 하여 상기 플랩(20)들이 함께 원활하게 회전할 수 있게 된다.

한편 본 발명의 실시 예에서 상기 다수개의 플랩(20)들이 2개의 제1,2링크(30,31)를 매개로 연결하였지만, 단지 하나의 제1링크(30)만을 사용하여 다수개의 플랩(20)들을 연결할 수 있다.

상기 플랩(20)들 중에 어느 하나의 플랩(20)에는 플랩 혹은 링크의 회전 각도를 감지하기 위한 제1센서(50)가 연결되고, 상기 제1센서(50)는 상기 액추에이터(40)에 장착되어 지지된다.

상기 제1센서(50)는 상기 액추에이터에 내장 혹은 외장될 수 있고, 포텐셔미터로 구성할 수 있다.

도 4를 참조하면, 상기 출력축에는 출력축의 회전 각도를 감지하기 위한 제2센서(60)가 장착되고, 상기 제2센서(60)도 포텐셔미터로 구성할 수 있다.

상기 액추에이터의 내부 구동 회로에는 액추에이터의 전류를 측정하는 센서가 구비되고, 이러한 센서는 이미 공지되어 있으므로, 그에 대한 자세한 설명은 생략한다.

이상과 같이 구성된 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 에어 플랩 장치에 의하면, 상기 액추에이터의 내부 회로 및 그 모터의 고장 판정은, 상기 액추에이터의 내부 회로의 전류 측정값이 정상 작동 범위인지를 판단하고, 정상 작동 범위를 벗어난 경우에는 액추에이터의 내부 회로 및 그 모터의 페일로 판단하여 경고 조치를 발하게 함으로써, 액추에이터의 페일 여부를 정확하게 진단할 수 있다.

상기 플랩 및 링크의 페일 판정은, 상기 액추에이터의 전류 측정값이 정상 작동 범위 이내에 있지만, 상기 제1센서(50)의 측정값과 제2센서(60)의 측정값의 오차가 일정 범위 이상인 경우에 상기 액추에이터는 정상적으로 작동하지만 플랩 혹은 링크는 작동하지 않은 것이므로, 이들의 페일로 판정한다.

이물질이 플랩 사이로 유입되거나 플랩이 동결되어 정상적으로 작동하지 않은 페일로의 판정은, 액추에이터의 전류 측정값이 정상 작동 범위 이내이지만, 상기 제1,2센서(50,60)에 의해 측정된 측정값들이 명령값과 비교하여 일정 범위 이상이 되면, 액추에이터와 플랩 및 링크는 페일되지 않았지만, 플랩 사이에 이물질이 유입되거나 플랩이 동결되어 정상적으로 작동하지 않은 페일로 판정한다.

이상과 같은 판정 방법에 따라 액추에이터와 플랩 및 링크의 페일 여부와, 이물질의 유입 혹은 플랩의 동결로 인한 페일 여부를 정확하게 판정하여 운전자에게 경고 조치를 할 수 있는 것이다.

이상과 같이, 본 발명은 한정된 실시 예와 도면을 통하여 설명되었으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재된 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다.

10 : 하우징 20 : 플랩
30 : 제1링크 31 : 제2링크
40 : 액추에이터 50 : 제1센서
60 : 제2센서

Claims (7)

1. 차량의 전방에 형성된 개구부를 개폐하도록 회전 가능하게 설치되는 다수개의 플랩과;
   상기 다수개의 플랩이 일체로 연동되게 상기 다수개의 플랩을 연결하는 링크; 및
   상기 다수개의 플랩을 회전시키는 액추에이터;를 포함하고,
   상기 링크는 상기 다수개의 플랩의 각 일측을 연결하는 제1링크와, 상기 다수개의 플랩의 길이 방향을 따른 중앙부위를 연결하는 제2링크를 포함하며,
   상기 다수개의 플랩 중에 어느 하나의 플랩은 상기 제1링크를 관통하여 상기 액추에이터의 출력축에 연결되는 연결축을 포함하고, 나머지 플랩들은 상기 제1링크에 연결되며,
   상기 플랩 혹은 상기 제1링크의 회전 각도를 감지하는 제1센서와, 상기 액추에이터의 작동 각도를 감지하는 제2센서를 더 포함하며,
   상기 제1센서의 측정값과 제2센서의 측정값의 오차가 일정 범위 이상인 경우에 상기 플랩 혹은 링크는 작동하지 않는 페일로 판정하며,
   상기 제1센서 및 상기 제2센서에 의해 측정된 측정값들이 명령값과 비교하여 일정 범위 이상이 되면, 상기 플랩 사이에 이물질이 유입되거나 플랩이 동결되어 정상적으로 작동하지 않는 페일로 판정하는 것을 특징으로 하는 차량용 에어 플랩 장치.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 차량의 전방에 형성된 개구부를 개폐하도록 회전 가능하게 설치되는 다수개의 플랩과;
   상기 다수개의 플랩이 일체로 연동되게 상기 다수개의 플랩을 연결하는 링크; 및
   상기 다수개의 플랩을 회전시키는 액추에이터;를 포함하고,
   상기 링크는 상기 다수개의 플랩의 각 일측을 연결하는 제1링크와, 상기 다수개의 플랩의 길이 방향을 따른 중앙부위를 연결하는 제2링크를 포함하며,
   상기 다수개의 플랩 중에 어느 하나의 플랩은 상기 제1링크를 관통하여 상기 액추에이터의 출력축에 연결되는 연결축을 포함하고, 나머지 플랩들은 상기 제1링크에 연결되며,
   상기 플랩 혹은 상기 제1링크의 회전 각도를 감지하는 제1센서와, 상기 액추에이터의 작동 각도를 감지하는 제2센서를 더 포함하는, 차량용 에어 플랩 장치의 페일 판정 방법에 있어서,
   상기 제1센서로 상기 플랩 혹은 상기 제1링크의 회전 각도를 측정하고,
   상기 제2센서로 상기 액추에이터의 출력축의 회전 각도를 측정하며,
   상기 제1센서의 측정값과 상기 제2센서의 측정값의 오차가 일정 범위 이상인 경우에 상기 플랩 혹은 링크는 작동하지 않는 페일로 판정하며,
   상기 제1,2센서에 의해 측정된 측정값들이 명령값과 비교하여 일정 범위 이상이 되면, 상기 플랩 사이에 이물질이 유입되거나 플랩이 동결되어 정상적으로 작동하지 않는 페일로 판정하는 것을 특징으로 하는 차량용 에어 플랩 장치의 페일 판정 방법.
6. 삭제
7. 제5항에 있어서,
   상기 액추에이터의 내부 회로의 전류를 측정하고,
   상기 전류 측정값이 정상 작동 범위를 벗어난 경우에는 상기 액추에이터의 내부 회로 및 그 모터의 페일로 판정하는 것을 특징으로 하는 차량용 에어 플랩 장치의 페일 판정 방법.
   
   

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