KR102394783B1 - Control method for preventing overheating of fanclutch - Google Patents
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Abstract
본 발명은 엔진 동력을 이용하여 냉각팬을 구동시키는 팬클러치의 방열성능을 초과하는 과다 작동을 방지하고 팬클러치의 과열로 인한 고장을 방지하기 위한 상용 엔진의 팬클러치 과열 방지 제어 방법에 관한 것으로서, 팬클러치의 입력회전수 및 엔진 냉각수온과 더불어 상기 팬클러치에 의해 구동되는 엔진 냉각팬의 회전수 및 누적작동시간을 판단 조건으로 채택하고 그 판단 결과에 따라 팬클러치의 작동 모드를 제어함으로써, 팬클러치의 슬립 히트로 인한 과열 및 과열로 인한 번트를 방지하는 것은 물론이고, 팬클러치의 제어와 관련하여 엔진 회전수의 자유도를 증대시켜 엔진 종류 및 엔진 운전 조건에 대응하여 팬클러치의 작동을 적절하게 제어할 수 있도록 하며, 이에 엔진 회전수에 따른 팬클러치의 빈번한 온/오프 작동을 방지하고 팬클러치의 과열 방지를 위한 합리적인 제어 기능을 확보할 수 있는 상용 엔진의 팬클러치 과열 방지 제어 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention relates to a fan clutch overheat prevention control method of a commercial engine for preventing excessive operation exceeding the heat dissipation performance of a fan clutch that drives a cooling fan using engine power and preventing failure due to overheating of the fan clutch, By adopting the input rotation speed of the fan clutch and engine coolant temperature as well as the rotation speed and accumulated operating time of the engine cooling fan driven by the fan clutch as the determination conditions, and controlling the operation mode of the fan clutch according to the determination result, the fan It not only prevents overheating due to slip heat of the clutch and burnt caused by overheating, but also increases the degree of freedom in engine rotation speed in relation to the control of the fan clutch to properly operate the fan clutch in response to the engine type and engine operating conditions. To provide a control method to prevent overheating of the fan clutch of commercial engines, thereby preventing the frequent on/off operation of the fan clutch according to the engine speed and securing a reasonable control function to prevent overheating of the fan clutch. There is a purpose.
Description
본 발명은 상용 엔진의 팬클러치 과열 방지 제어 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 엔진 동력을 이용하여 냉각팬을 구동시키는 팬클러치의 방열성능을 초과하는 과다 작동을 방지하고 팬클러치의 과열로 인한 고장을 방지하기 위한 상용 엔진의 팬클러치 과열 방지 제어 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a control method for preventing overheating of a fan clutch of a commercial engine, and more particularly, to prevent excessive operation exceeding the heat dissipation performance of a fan clutch that drives a cooling fan using engine power, and to prevent malfunction due to overheating of the fan clutch It relates to a fan clutch overheat prevention control method of a commercial engine for preventing
일반적으로 차량에는 엔진을 냉각시키는 냉각수의 냉각 효율 향상을 위해 라디에이터가 장착되고, 이 라디에이터를 통과하는 냉각수의 냉각을 촉진시키는 냉각팬이 설치되며, 냉각팬에는 엔진의 크랭크축 풀리로부터 동력을 전달받고 라디에이터의 냉각수 온도가 높은 경우 냉각팬을 회전시키도록 동력을 전달하는 팬클러치가 연결된다.In general, a vehicle is equipped with a radiator to improve the cooling efficiency of the coolant that cools the engine, and a cooling fan that promotes cooling of the coolant passing through the radiator is installed, and the cooling fan receives power from the crankshaft pulley of the engine. When the coolant temperature of the radiator is high, a fan clutch that transmits power to rotate the cooling fan is connected.
상기 팬클러치는 엔진 냉각수 온도를 일정하게 유지시키기 위하여 엔진 제어부(ECU)의 제어를 통해 냉각팬 회전수를 적절하게 조절하게 되며, 이때 팬클러치의 과열을 방지하기 위해 엔진 회전수를 고려하여 팬클러치의 작동 모드를 제어하게 된다.The fan clutch appropriately adjusts the cooling fan rotation speed through the control of the engine control unit (ECU) to keep the engine coolant temperature constant. control the mode of operation.
예를 들어, 크랭크축 풀리를 통해 팬클러치에 전달되는 입력회전수가 설정된 회전수(기준입력회전수) 이상이 되면 팬클러치의 작동 해제 여부를 판단하게 된다.For example, when the input rotational speed transmitted to the fan clutch through the crankshaft pulley is greater than or equal to the set rotational speed (reference input rotational speed), it is determined whether the fan clutch is released.
그런데, 상기와 같이 팬클러치의 입력회전수만을 고려하여 팬클러치의 과열 및 과열로 인한 번트(BURNT)를 방지하도록 팬클러치의 작동을 제어하는 경우, 기준입력회전수를 적절하게 설정하기 어려우며, 이에 부적절한 기준입력회전수가 설정되는 경우 팬클러치가 빈번하게 온/오프 작동되는 문제가 발생한다.However, when controlling the operation of the fan clutch to prevent overheating and burnt caused by overheating of the fan clutch in consideration of only the input rotational speed of the fan clutch as described above, it is difficult to properly set the reference input rotational speed. If an inappropriate reference input rotation speed is set, a problem occurs in which the fan clutch is frequently turned on/off.
이는 차량에 따른 엔진 종류에 따라 팬클러치의 과열을 초래하는 최소 엔진 회전수가 달라지고, 또한 엔진 운전 모드 및 사용 환경 등의 다양한 조건에 연동하여 팬클러치의 과열을 초래하는 엔진 회전수가 가변되기 때문이다.This is because the minimum engine speed that causes overheating of the fan clutch varies depending on the type of engine depending on the vehicle, and the engine speed that causes overheating of the fan clutch varies depending on various conditions such as engine operation mode and operating environment. .
이렇게 팬클러치의 온/오프 작동이 빈번하게 발생하는 경우, 팬클러치의 과열 방지를 위한 합리적인 제어 기능을 상실하게 되며, 또한 연비 저하 및 냉각팬 소음 증가를 초래하게 되고, 결국 그에 따른 사용자 불만이 발생하게 된다.
If the fan clutch on/off operation occurs frequently, a reasonable control function to prevent overheating of the fan clutch is lost, and fuel efficiency is lowered and the cooling fan noise is increased, resulting in user dissatisfaction. will do
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 팬클러치의 입력회전수 및 엔진 냉각수온과 더불어 상기 팬클러치에 의해 구동되는 엔진 냉각팬의 회전수 및 누적작동시간을 판단 조건으로 채택하고 그 판단 결과에 따라 팬클러치의 작동 모드를 제어함으로써, 팬클러치의 슬립 히트로 인한 과열 및 과열로 인한 번트를 방지하는 것은 물론이고, 팬클러치의 제어와 관련하여 엔진 회전수의 자유도를 증대시켜 엔진 종류 및 엔진 운전 조건에 대응하여 팬클러치의 작동을 적절하게 제어할 수 있도록 하며, 이에 엔진 회전수에 따른 팬클러치의 빈번한 온/오프 작동을 방지하고 팬클러치의 과열 방지를 위한 합리적인 제어 기능을 확보할 수 있는 상용 엔진의 팬클러치 과열 방지 제어 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
The present invention has been devised in view of the above points, and the input rotational speed and engine coolant temperature of the fan clutch, as well as the rotational speed and accumulated operating time of the engine cooling fan driven by the fan clutch, are adopted as determination conditions, and the By controlling the operation mode of the fan clutch according to the judgment result, overheating due to slip heat of the fan clutch and burnt due to overheating are prevented, and the degree of freedom of the engine speed is increased in relation to the control of the fan clutch to increase the degree of freedom of the engine type. and to appropriately control the operation of the fan clutch in response to the engine operating conditions, thereby preventing the frequent on/off operation of the fan clutch according to the engine speed and securing a reasonable control function to prevent overheating of the fan clutch. An object of the present invention is to provide a control method for preventing overheating of a fan clutch of a commercial engine.
이에 본 발명에서는, 엔진 냉각팬의 구동을 위한 팬클러치의 과열 방지 제어 방법으로서, 팬클러치의 입력회전수 및 엔진 냉각수온이 상기 팬클러치의 작동 조건을 만족하는지 여부를 판단하는 제1단계; 상기 팬클러치의 작동 조건이 만족되면, 팬클러치에 의해 구동되는 냉각팬의 회전수 및 냉각팬이 소정 조건으로 작동하는 누적작동시간에 기초하여 상기 팬클러치의 작동 모드를 결정하는 제2단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 상용 엔진의 팬클러치 과열 방지 제어 방법을 제공한다.Accordingly, the present invention provides a control method for preventing overheating of a fan clutch for driving an engine cooling fan, comprising: a first step of determining whether an input rotational speed of the fan clutch and an engine coolant temperature satisfy operating conditions of the fan clutch; a second step of determining the operating mode of the fan clutch based on the number of rotations of the cooling fan driven by the fan clutch and the accumulated operating time during which the cooling fan operates under a predetermined condition when the operating condition of the fan clutch is satisfied; It provides a fan clutch overheat prevention control method of a commercial engine, characterized in that it comprises.
구체적으로, 상기 제1단계는, 팬클러치의 입력회전수가 기준입력회전수 이상인지 판단하는 단계; 엔진 냉각수온이 기준냉각수온 이상인지 판단하는 단계; 상기 팬클러치의 입력회전수가 기준입력회전수 이상이고 상기 엔진 냉각수온이 기준냉각수온 미만이면 팬클러치를 디스인게이지먼트(Dis-Engagement) 모드로 진입시키는 단계;를 포함하며, 상기 팬클러치의 입력회전수가 기준입력회전수 미만이면 팬클러치를 정상 작동 모드로 진입시키는 단계를 더 포함한다.Specifically, the first step may include: determining whether the input rotational speed of the fan clutch is equal to or greater than the reference input rotational speed; determining whether the engine coolant temperature is higher than or equal to a reference coolant temperature; Entering the fan clutch into a dis-engagement mode when the input rotation speed of the fan clutch is greater than or equal to the reference input rotation speed and the engine coolant temperature is less than the reference coolant temperature; The method further includes the step of entering the fan clutch into a normal operation mode when the rotation speed is less than the reference input rotation speed.
또한, 상기 제2단계는, 냉각팬의 회전수가 기준회전수 이상인지 판단하는 단계; 상기 냉각팬이 기준회전수 이상으로 회전 작동하는 누적작동시간을 산출하는 단계; 상기 냉각팬 회전수가 기준회전수 이상이고 상기 누적작동시간이 기준시간 이상이면 팬클러치를 풀인게이지먼트(Full-Engagement) 모드로 진입시키는 단계;를 포함하며, 상기 냉각팬 회전수가 기준회전수 미만이면 팬클러치를 정상 작동 모드로 진입시키는 단계와, 상기 냉각팬 회전수가 기준회전수 이상이고 상기 누적작동시간이 기준시간 미만이면 팬클러치를 정상 작동 모드로 진입시키는 단계를 더 포함한다.
In addition, the second step may include: determining whether the rotation speed of the cooling fan is equal to or greater than the reference rotation speed; calculating an accumulated operating time during which the cooling fan rotates at a reference rotation speed or more; If the number of rotations of the cooling fan is equal to or greater than the reference number of revolutions and the cumulative operating time is equal to or greater than the reference time, entering the fan clutch into a full-engagement mode; The method further includes the steps of: entering the fan clutch into a normal operation mode; and entering the fan clutch into a normal operation mode when the cooling fan rotation speed is greater than or equal to the reference rotation speed and the accumulated operation time is less than the reference time.
본 발명에 따른 상용 엔진의 팬클러치 과열 방지 제어 방법에 의하면, 팬클러치의 입력회전수뿐만 아니라 냉각팬의 회전수를 판단 조건으로 채택하여 팬클러치의 작동 모드를 제어함으로써, 팬클러치의 과열 및 과열로 인한 번트를 방지하는 것은 물론이고, 팬클러치의 제어와 관련하여 엔진 회전수의 자유도를 증대시켜 엔진 종류 및 엔진 운전 조건에 대응하여 팬클러치의 작동을 적절하게 제어할 수 있도록 하며, 이에 엔진 회전수에 따른 팬클러치의 빈번한 온/오프 작동을 방지하고 팬클러치의 과열 방지를 위한 합리적인 제어 기능을 확보할 수 있으며, 결과적으로 연비 악화 및 냉각팬 소음 증가로 인한 사용자 불만을 최소화할 수 있다.
According to the fan clutch overheat prevention control method of a commercial engine according to the present invention, by controlling the operation mode of the fan clutch by adopting not only the input rotation speed of the fan clutch but also the rotation speed of the cooling fan as a determination condition, overheating and overheating of the fan clutch In addition to preventing burnt caused by the fan clutch, it also increases the degree of freedom of the engine rotation speed in relation to the control of the fan clutch so that the operation of the fan clutch can be appropriately controlled in response to the type of engine and engine operating conditions. It is possible to prevent frequent on/off operation of the fan clutch according to the number and secure a reasonable control function to prevent overheating of the fan clutch.
도 1은 본 발명에 따른 팬클러치 과열 방지 제어 방법이 적용되는 팬클러치의 동력 전달 구조를 나타낸 개략도
도 2는 본 발명에 따른 팬클러치 과열 방지 제어 방법을 나타낸 흐름도1 is a schematic diagram showing a power transmission structure of a fan clutch to which a fan clutch overheat prevention control method according to the present invention is applied;
2 is a flowchart illustrating a method for controlling a fan clutch overheating according to the present invention;
이하, 본 발명을 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 설명하기로 한다. Hereinafter, the present invention will be described so that those skilled in the art can easily practice it.
알려진 바와 같이, 전자 제어식 유체 팬클러치는 엔진의 크랭크축 풀리로부터 동력을 전달받아 엔진 냉각팬을 회전시킬 수 있도록 구성된 것으로서, 팬클러치의 내부(작동실)로 유입되는 실리콘 오일 등의 작동유체를 사용하며 상기 작동유체의 전단력(shear stress)을 이용하여 냉각팬 회전수를 제어하게 된다.As is known, the electronically controlled fluid fan clutch is configured to rotate the engine cooling fan by receiving power from the crankshaft pulley of the engine, and uses a working fluid such as silicone oil flowing into the inside (working chamber) of the fan clutch. And the cooling fan rotation speed is controlled by using the shear stress of the working fluid.
상기 팬클러치는 작동유체의 유입량과 점성에 의해 엔진 회전수에 따른 회전 속도가 발생하게 되고, 작동유체의 유입량이 증가하여 점성 저항이 증가할수록 유체 슬립이 감소하여 회전 속도가 더욱 증가하게 된다.The fan clutch generates a rotational speed according to the engine rotation speed due to the inflow amount and viscosity of the working fluid, and as the inflow amount of the working fluid increases and the viscous resistance increases, the fluid slip decreases and the rotational speed further increases.
이때 상기 작동유체는 슬립(SLIP)에 의해 발열되어 온도가 상승하게 되며, 한계온도 이상으로 상승하는 것을 방지하기 위해 팬클러치 케이스는 방열핀 등의 방열구조가 구비되어 있고, 온도 상승에 따른 이상을 방지하기 위해 한계온도 이하에서 작동하도록 제어된다. 한계온도를 초과하여 작동하게 되는 경우 슬립 히트 페일(slip heat fail)로 인해 작동유체 및 팬클러치의 기능이 상실되는 문제가 발생한다.At this time, the working fluid is heated by SLIP and the temperature rises. In order to prevent the temperature from rising above the limit temperature, the fan clutch case is equipped with a heat dissipation structure such as a heat dissipation fin, and prevents abnormalities due to temperature rise It is controlled to operate below the limit temperature in order to When the operation exceeds the limit temperature, there is a problem in that the functions of the working fluid and the fan clutch are lost due to a slip heat fail.
팬클러치의 슬립 히트 페일은 방열성능의 한계를 초과하여 과다 작동하게 됨에 의해 과열에 의한 이상 및 고장이 일어나게 되어 팬클러치의 기능이 상실되는 상황을 말한다.The slip heat fail of the fan clutch refers to a situation in which the function of the fan clutch is lost due to overheating and malfunction due to excessive operation exceeding the limit of heat dissipation performance.
상기 팬클러치는 엔진 종류에 따라 크랭크축 풀리와 직결식으로 연결되거나 또는 크랭크축 풀리와 벨트를 통해 벨트 구동식으로 연결될 수 있으며, 상기 직결식의 경우 팬클러치에 입력되는 입력회전수와 엔진 회전수가 동일하고, 상기 벨트 구동식의 경우 엔진 회전수에 풀리비(Pulley Ratio)를 승산한 값이 팬클러치의 구동을 위한 입력회전수가 된다.The fan clutch may be directly connected to a crankshaft pulley or connected to a belt driven type through a crankshaft pulley and a belt depending on the type of engine. In the same way, in the case of the belt drive type, a value obtained by multiplying the engine speed by a pulley ratio becomes the input speed for driving the fan clutch.
통상 상기 팬클러치는 엔진 냉각수온을 일정하게 유지시키기 위하여 엔진 제어부(ECU)의 PWM(펄스폭변조) 제어를 통해 냉각팬 회전수(회전속도)를 적절히 조절하게 된다.In general, the fan clutch appropriately adjusts the number of rotations (rotational speed) of the cooling fan through PWM (pulse width modulation) control of the engine control unit (ECU) in order to maintain a constant engine coolant temperature.
이때, 팬클러치의 과열 및 과열로 인한 번트를 방지하기 위해 엔진 회전수를 고려하여 팬클러치의 작동 해제 여부를 판단하게 된다.At this time, in order to prevent overheating of the fan clutch and burnt due to overheating, it is determined whether the operation of the fan clutch is released in consideration of the engine speed.
좀더 설명하면, 엔진 회전수만을 고려하여 팬클러치의 작동 해제 여부를 판단하는 경우, 팬클러치의 입력회전수를 제한하기 위해 기준입력회전수를 설정하고 팬클러치의 입력회전수가 상기 기준입력회전수 이상일 때 냉각수온 정보에 기초하여 팬클러치의 작동 해제 여부를 결정하게 된다.More specifically, when determining whether to release the fan clutch by considering only the engine speed, a reference input speed is set to limit the input speed of the fan clutch, and the input speed of the fan clutch is greater than or equal to the reference input speed. At this time, it is decided whether to release the fan clutch based on the coolant temperature information.
그런데, 단순히 팬클러치의 입력회전수만 고려하는 경우, 엔진 종류 및 엔진 운전 조건에 대응하여 팬클러치의 작동을 적절하게 제어할 수 없는 문제점이 존재한다.However, when only the input rotation speed of the fan clutch is considered, there is a problem in that the operation of the fan clutch cannot be properly controlled in response to the engine type and engine operating conditions.
이는 차량의 엔진 종류에 따라 팬클러치의 과열을 초래하는 최소 엔진 회전수가 달라지고, 엔진 종류와 엔진 운전 모드 등의 다양한 엔진 조건에 연동하여 엔진 회전수가 변동되기 때문이다.This is because the minimum engine speed that causes overheating of the fan clutch varies according to the type of engine of the vehicle, and the engine speed is changed in association with various engine conditions such as the engine type and engine operation mode.
이에 본 발명에서는 팬클러치의 입력회전수뿐만 아니라 냉각팬의 회전수를 판단 조건으로 채택하여 팬클러치의 작동 모드를 제어함으로써, 팬클러치의 과열 및 과열로 인한 번트를 방지하는 것은 물론이고, 팬클러치의 제어와 관련하여 엔진 회전수의 자유도를 증대시켜 엔진 종류 및 엔진 운전 조건에 대응하여 팬클러치의 작동을 적절하게 제어할 수 있도록 하며, 이에 빈번한 팬클러치의 온/오프 작동을 방지하고 팬클러치의 과열 방지를 위한 합리적인 제어 기능을 확보할 수 있으며, 결과적으로 연비 악화 및 냉각팬 소음 증가로 인한 사용자 불만을 최소화할 수 있다.Accordingly, in the present invention, by controlling the operation mode of the fan clutch by adopting not only the input rotation speed of the fan clutch but also the rotation speed of the cooling fan as a determination condition, overheating of the fan clutch and burnt due to overheating are prevented, and the fan clutch In relation to the control of the engine, the degree of freedom of the engine rotation speed is increased to appropriately control the operation of the fan clutch in response to the engine type and engine operating conditions, thereby preventing frequent on/off operation of the fan clutch and It is possible to secure a reasonable control function to prevent overheating, and as a result, it is possible to minimize user complaints due to deterioration of fuel efficiency and increased noise of the cooling fan.
이는 냉각팬의 회전수 정보를 팬클러치의 작동 모드 제어 조건에 포함시켜 냉각팬 회전수에 따라 팬클러치의 작동 모드를 최종 결정하기 때문이다.This is because information on the rotation speed of the cooling fan is included in the operation mode control condition of the fan clutch to finally determine the operation mode of the fan clutch according to the rotation speed of the cooling fan.
여기서, 첨부한 도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명의 팬클러치 과열 방지 제어 방법을 상세하게 설명하도록 한다.Here, the fan clutch overheat prevention control method of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 and 2 attached thereto.
도 1에 보듯이, 팬클러치의 작동 모드는 팬클러치의 입력회전수, 라디에이터의 엔진 냉각수온, 냉각팬의 회전수 등의 정보를 파악할 수 있는 엔진 제어부(ECU)에 의해 제어된다.As shown in FIG. 1 , the operation mode of the fan clutch is controlled by the engine control unit (ECU) capable of grasping information such as the input rotation speed of the fan clutch, the engine coolant temperature of the radiator, and the rotation speed of the cooling fan.
즉, 상기 엔진 제어부(ECU)는 팬클러치의 입력회전수, 라디에이터의 엔진 냉각수온, 냉각팬의 회전수를 판단 조건으로 하여 상기 팬클러치의 작동 모드를 제어한다.That is, the engine control unit (ECU) controls the operation mode of the fan clutch using the input rotation speed of the fan clutch, the engine coolant temperature of the radiator, and the rotation speed of the cooling fan as determination conditions.
상기 팬클러치의 입력회전수는 엔진의 크랭크축 풀리 또는 벨트로부터 전달되는 엔진 동력에 의해 회전 구동되는 팬클러치의 회전수이다.The input rotation speed of the fan clutch is the rotation speed of the fan clutch rotationally driven by engine power transmitted from a crankshaft pulley or belt of the engine.
상기 엔진 냉각수온은 라디에이터에 설치되어 있는 수온센서가 라디에이터를 통과하는 냉각수의 온도를 감지한 측정값이다.The engine coolant temperature is a measured value in which a water temperature sensor installed in the radiator senses the temperature of the coolant passing through the radiator.
상기 냉각팬의 회전수는 팬클러치의 회전 작동에 연동하여 회전 작동하는 냉각팬의 회전수이다.The rotation speed of the cooling fan is the rotation speed of the cooling fan which rotates in association with the rotation operation of the fan clutch.
그리고, 상기 팬클러치의 작동 모드로는 정상 작동 모드, 디스인게이지먼트(Dis-Engagement) 모드, 및 풀인게이지먼트(Full-Engagement) 모드가 있다.In addition, as an operation mode of the fan clutch, there are a normal operation mode, a dis-engagement mode, and a full-engagement mode.
상기 정상 작동 모드는 엔진 제어부(ECU)로부터 입력되는 제어 신호(PWM 신호)에 기초하여 팬클러치가 작동하는 모드로서, 엔진 냉각수온에 기초하여 상기 제어 신호의 듀티비가 결정되고 그에 따른 팬클러치의 접속(engagement) 및 분리(disengagement) 상태가 제어되며, 팬클러치는 그 내부(작동실)에 작동유체가 유입되어 있고 상기 제어 신호에 의해 작동함으로써 그에 따른 슬립 및 발열이 발생하게 된다.The normal operation mode is a mode in which the fan clutch operates based on a control signal (PWM signal) input from the engine control unit (ECU). The duty ratio of the control signal is determined based on the engine coolant temperature, and the fan clutch is connected accordingly. (engagement) and disengagement (disengagement) states are controlled, and the fan clutch has a working fluid flowing therein (operating chamber) and operates according to the control signal, resulting in slip and heat generation.
상기 디스인게이지먼트 모드는 팬클러치의 내부(작동실)에 작동유체가 유입되지 않은 상태이며, 따라서 유체의 전단력을 이용하지 못한다. 이에 작동유체의 슬립에 의한 열 발생이 없고 동력 전달이 이루어지지 않아 냉각팬의 회전 작동 또한 발생하지 않는다. 즉, 디스인게이지먼트 모드는 팬클러치가 작동하지 않는 작동 해제 상태를 말한다. In the disengagement mode, the working fluid does not flow into the inside (working chamber) of the fan clutch, and thus the shear force of the fluid cannot be used. Accordingly, there is no heat generation due to the slip of the working fluid, and no power transmission is made, so the rotational operation of the cooling fan does not occur. That is, the disengagement mode refers to an operation release state in which the fan clutch does not operate.
상기 풀인게이지먼트 모드는 팬클러치의 작동실에 유입된 작동유체의 슬립량이 최소인 상태이며, 이에 따라 작동유체의 전단력에 의해 냉각팬의 회전수가 팬클러치의 입력회전수와 거의 동일하게 발생하며, 작동유체의 슬립에 의한 발열량이 최소화되고 그에 따른 팬클러치의 온도 상승 또한 최소화된다. 즉, 풀인게이지먼트 모드는 팬클러치가 최소 슬립이 발생하는 완전 접속 상태로 유지되는 작동 상태를 말한다.In the pull engagement mode, the slip amount of the working fluid introduced into the operating chamber of the fan clutch is the minimum, and accordingly, the rotational speed of the cooling fan is generated to be approximately the same as the input rotational speed of the fan clutch due to the shear force of the working fluid, The amount of heat generated by the slip of the working fluid is minimized, and the temperature rise of the fan clutch is also minimized. That is, the pull-engagement mode refers to an operating state in which the fan clutch is maintained in a fully connected state in which minimal slip occurs.
도 2에 나타낸 바와 같이, 상기 엔진 제어부(ECU)는 먼저 팬클러치의 입력회전수 및 엔진 냉각수온이 상기 팬클러치의 작동 조건을 만족하는지 여부를 판단한다.As shown in FIG. 2 , the engine control unit ECU first determines whether the input rotation speed of the fan clutch and the engine coolant temperature satisfy the operating conditions of the fan clutch.
엔진 제어부(ECU)는, 상기 팬클러치의 작동 조건을 만족하는지 여부를 판단하기 위해, 팬클러치의 입력회전수가 설정된 기준입력회전수 이상인지 여부를 판단하고(S10), 엔진 냉각수온이 설정된 기준냉각수온 이상인지 여부를 판단한다(S11).The engine control unit (ECU) determines whether an input rotation speed of the fan clutch is equal to or greater than a set reference input rotation speed in order to determine whether the operating conditions of the fan clutch are satisfied (S10), and the engine coolant temperature is set reference coolant It is determined whether or not it is ON (S11).
상기 판단 결과, 팬클러치의 입력회전수가 기준입력회전수 이상이고 엔진 냉각수온이 기준냉각수온 미만이면, 팬클러치가 과다하게 작동되어 작동유체의 슬립에 의한 과열이 발생하고 있다고 판단하고, 상기 팬클러치를 디스인게이지먼트 모드로 진입시켜(S12) 팬클러치의 작동을 해제하고 냉각팬의 회전 작동을 중단시킨다. 그리고, 상기 팬클러치의 입력회전수가 기준입력회전수 미만이면 엔진 냉각수온에 상관없이 팬클러치를 정상 작동 모드로 진입시켜(S13) 엔진 동력을 이용하여 냉각팬을 펄스폭제어(PWM) 방식으로 회전 작동시킨다.As a result of the determination, if the input rotational speed of the fan clutch is greater than or equal to the reference input rotational speed and the engine coolant temperature is less than the reference coolant temperature, it is determined that the fan clutch is excessively operated and overheating due to the slip of the working fluid is occurring, and the fan clutch enters the disengagement mode (S12) to cancel the operation of the fan clutch and stop the rotational operation of the cooling fan. And, if the input rotation speed of the fan clutch is less than the reference input rotation speed, the fan clutch enters the normal operation mode regardless of the engine coolant temperature (S13) to rotate the cooling fan in a pulse width control (PWM) method using engine power make it work
여기서, 상기 기준입력회전수 및 기준냉각수온은 차종 및 엔진 종류 등에 따라 다르게 설정될 수 있으며, 사전 실험 및 평가를 통해 도출된 값으로서 결정된다.Here, the reference input rotational speed and the reference coolant temperature may be set differently according to a vehicle model and an engine type, and are determined as values derived through a prior experiment and evaluation.
좀더 설명하면, 상기 기준입력회전수 및 기준냉각수온은 팬클러치의 슬립 히트 페일을 초래하는 과열 작동을 방지하기 위한 값으로서 설정된다. More specifically, the reference input rotational speed and the reference coolant temperature are set as values for preventing overheat operation that causes slip heat failure of the fan clutch.
다음, 엔진 제어부(ECU)는 상기 팬클러치의 작동 조건이 만족되면, 구체적으로 상기 팬클러치가 정상 작동 모드로 제어되고 있는 것은 아니나 팬클러치의 작동 조건이 만족되는 것으로 판단되면, 즉 엔진 제어부(ECU)는 상기 팬클러치의 입력회전수가 기준입력회전수 이상이고 엔진 냉각수온이 기준냉각수온 이상이면, 팬클러치의 입력회전수가 기준입력회전수 이상이긴 하나 팬클러치가 방열성능의 한계를 초과하여 과다하게 작동하고 있는 것은 아니라고 판단하고, 상기 팬클러치에 의해 구동되는 냉각팬의 회전수 및 냉각팬이 소정 조건으로 작동하는 누적작동시간에 기초하여 상기 팬클러치의 작동 모드를 결정한다.Next, when the operating condition of the fan clutch is satisfied, the engine control unit (ECU) determines that the operating condition of the fan clutch is satisfied, that is, when it is determined that the fan clutch is not specifically controlled in the normal operating mode, that is, the engine control unit (ECU) ) indicates that if the input rotation speed of the fan clutch is greater than or equal to the reference input rotation speed and the engine coolant temperature is greater than or equal to the reference coolant temperature, the fan clutch input rotation speed is greater than or equal to the reference input rotation speed, but the fan clutch exceeds the limit of heat dissipation performance. It is determined that the fan clutch is not operating, and the operation mode of the fan clutch is determined based on the number of rotations of the cooling fan driven by the fan clutch and the accumulated operating time during which the cooling fan operates under a predetermined condition.
엔진 제어부(ECU)는 상기 팬클러치의 작동 모드를 결정하기 위하여, 팬클러치에 연동하여 회전 작동하는 냉각팬의 회전수가 기준회전수 이상인지 여부를 판단하고(S14), 상기 냉각팬이 기준회전수 이상으로 회전 작동하는 누적작동시간을 산출하여 판단한다(S15).In order to determine the operation mode of the fan clutch, the engine control unit (ECU) determines whether or not the rotational speed of the cooling fan rotating in conjunction with the fan clutch is equal to or greater than the reference rotational speed (S14), and the cooling fan sets the reference rotational speed It is determined by calculating the accumulated operating time of the rotation operation as described above (S15).
이때, 상기 누적작동시간은 엔진 제어부에 내장되어 있는 타임 카운터를 이용하여 측정한 뒤 누적 합산하며, 차량의 시동 온(On) 이후부터 시동 오프(Off) 사이에 냉각팬이 기준회전수 이상으로 회전 작동한 시간을 누적 합산한다.At this time, the accumulated operating time is measured using a time counter built into the engine control unit and then accumulated, and the cooling fan rotates more than the reference rotation speed between the start-up of the vehicle and the start-off period. Cumulative sum of working hours.
상기 판단 결과, 냉각팬 회전수가 설정된 기준회전수 이상이고 상기 누적작동시간이 설정된 기준시간 이상이면, 팬클러치의 슬립 히트 페일이 발생할 가능성을 고려하여 작동유체의 슬립을 최소화하면서 냉각팬을 작동시킬 수 있도록, 상기 팬클러치를 풀인게이지먼트 모드로 진입시켜(S16) 엔진 동력을 이용하여 냉각팬을 작동시킨다. 그리고, 상기 냉각팬 회전수가 기준회전수 미만이면 상기 누적작동시간에 상관없이 팬클러치를 정상 작동 모드로 진입시켜(S17) 냉각팬을 펄스폭제어(PWM) 방식으로 회전 작동시키고, 상기 냉각팬 회전수가 기준회전수 이상이고 상기 누적작동시간이 기준시간 미만인 경우에도 팬클러치를 정상 작동 모드로 진입시켜(S18) 냉각팬을 펄스폭제어(PWM) 방식으로 회전 작동시킨다. As a result of the determination, if the cooling fan rotation speed is greater than or equal to the set reference rotation speed and the accumulated operating time is greater than or equal to the set reference time, the cooling fan can be operated while minimizing the slip of the working fluid in consideration of the possibility of slip heat failure of the fan clutch. Thus, the fan clutch is entered into the pull-engagement mode (S16) to operate the cooling fan using engine power. And, if the cooling fan rotation speed is less than the reference rotation speed, the fan clutch enters the normal operation mode regardless of the accumulated operation time (S17) to rotate the cooling fan in a pulse width control (PWM) method, and rotate the cooling fan Even when the number is greater than or equal to the reference number of revolutions and the accumulated operation time is less than the reference time, the fan clutch is entered into the normal operation mode (S18) to rotate the cooling fan in a pulse width control (PWM) method.
상기 기준회전수 및 기준시간은 차종 및 엔진 종류에 따라 다르게 설정될 수 있으며, 사전 실험 및 평가 등으로 통해 도출된 값으로서 결정된다.The reference rotation speed and reference time may be set differently depending on the vehicle model and engine type, and are determined as values derived through prior experiments and evaluations.
좀더 설명하면, 상기 기준회전수 및 기준시간은 팬클러치의 슬립 히트 페일을 초래하는 과열 작동을 방지하기 위한 값으로서 설정된다. More specifically, the reference rotation speed and the reference time are set as values for preventing overheating that causes the fan clutch to slip and fail.
이와 같이 팬클러치의 입력회전수, 엔진 냉각수온, 및 냉각팬의 회전수를 판단 조건으로 하여 팬클러치의 작동 모드를 제어함으로써, 팬클러치의 과열로 인한 고장(fail)이 발생하는 영역(발열성능 한계 초과 영역)에서 지속적으로 작동시 발생하는 팬클러치의 고장(fail)을 방지하는 동시에, 팬클러치의 작동 제어와 관련하여 엔진 회전수의 자유도를 증대시켜 엔진 회전수에 따른 팬클러치의 빈번한 온/오프 작동을 방지하고 팬클러치의 과열 방지를 위한 합리적인 제어 기능을 확보할 수 있으며, 이에 따라 연비 악화 및 냉각팬 소음 증가로 인한 사용자 불만을 최소화할 수 있다.In this way, by controlling the operation mode of the fan clutch using the input rotation speed of the fan clutch, the engine coolant temperature, and the rotation speed of the cooling fan as the determination conditions, a failure due to overheating of the fan clutch occurs (heating performance). In addition to preventing the failure of the fan clutch that occurs during continuous operation in the region exceeding limit It is possible to secure a reasonable control function to prevent off operation and prevent overheating of the fan clutch, thereby minimizing user complaints due to deterioration of fuel economy and increased noise from the cooling fan.
따라서 본 발명에 따른 팬클러치의 작동 제어에 의하면, 다양한 엔진 운전 조건에서 팬클러치의 과열로 인한 번트를 방지할 수 있게 된다.Therefore, according to the operation control of the fan clutch according to the present invention, it is possible to prevent burnt due to overheating of the fan clutch under various engine operating conditions.
예를 들면, 상용 디젤 엔진 트럭이 고속도로를 주행하는 경우 엔진이 하이 아이들(high idle) 영역(엔진이 최대회전수로 구동됨)에 진입하는 상황이 거의 발생하지 않으며, 상용 디젤 엔진 버스가 도심을 주행하는 경우 엔진이 하이 아이들 영역에 진입하는 상황이 빈번하게 발생하고, 또한 산간지방을 주행하는 카고 트럭의 경우 엔진브레이크의 사용으로 엔진이 하이 아이들 영역에 진입하는 상황이 빈번하게 발생하고, 또한 급가속시나 엔진브레이크의 사용시 엔진이 하이 아이들 영역에 진입할 가능성이 존재하는 등 상용 디젤 엔진을 사용하고 있는 트럭이나 버스와 같은 차량의 경우 차종에 따라 엔진 운전 조건이 달라지게 된다.For example, when a commercial diesel engine truck is traveling on a highway, it rarely happens that the engine enters the high idle region (the engine is running at full speed), and a commercial diesel engine bus travels through the city center. When driving, the engine enters the high idle area frequently, and in the case of a cargo truck traveling in mountainous regions, the engine enters the high idle area due to the use of the engine brake. There is a possibility that the engine enters the high idle region during acceleration or when the engine brake is used.
본 발명에 의하면, 팬클러치의 입력회전수와 직결되는 엔진 회전수의 자유도가 증대되어 상기와 같은 다양한 엔진 운전 조건에 대응하여 팬클러치의 과열로 인한 번트 및 고장을 방지할 수 있게 된다.According to the present invention, the degree of freedom of the engine rotation speed directly connected to the input rotation speed of the fan clutch is increased, and thus it is possible to prevent burnt and malfunction due to overheating of the fan clutch in response to various engine operating conditions as described above.
좀더 말하면, 본 발명에서는 팬클러치의 입력회전수 및 엔진 냉각수온과 더불어 냉각팬 회전수를 판단 조건으로 이용하여 팬클러치의 작동 모드를 제어함으로써 팬클러치의 구동을 위한 입력회전수와 직결되는 엔진 회전수의 자유도가 증대되어 엔진 회전수의 변동에 따라 발생하는 팬클러치의 빈번한 온/오프 작동을 방지할 수 있으며, 이에 팬클러치의 과열 방지 제어의 신뢰성을 확보하고 연비 저하 및 냉각팬 소음 증대를 방지할 수 있게 된다.More specifically, in the present invention, the engine rotation directly connected to the input rotation speed for driving the fan clutch by controlling the operation mode of the fan clutch using the cooling fan rotation speed as well as the input rotation speed of the fan clutch and the engine coolant temperature as a determination condition. The number of degrees of freedom is increased to prevent frequent on/off operation of the fan clutch caused by changes in engine speed, thereby securing the reliability of the overheat prevention control of the fan clutch and preventing fuel efficiency degradation and noise increase of the cooling fan be able to do
이상으로 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명하였는바, 본 발명의 권리범위는 상술한 실시예에 한정되지 않으며, 다음의 특허청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 또한 본 발명의 권리범위에 포함된다.
As the embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications and Improvements are also included in the scope of the present invention.
Claims (6)
팬클러치의 입력회전수 및 엔진 냉각수온이 상기 팬클러치의 작동 조건을 만족하는지 여부를 판단하는 제1단계;
상기 팬클러치의 작동 조건이 만족되면, 팬클러치에 의해 구동되는 냉각팬의 회전수 및 상기 냉각팬이 기준회전수 이상으로 회전 작동하는 누적작동시간에 기초하여 상기 팬클러치의 작동 모드를 풀인게이지먼트(Full-Engagement) 모드 또는 정상 작동 모드로 결정하는 제2단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 상용 엔진의 팬클러치 과열 방지 제어 방법.
A method for controlling overheating of a fan clutch for driving an engine cooling fan, comprising:
a first step of determining whether the input rotational speed of the fan clutch and the engine coolant temperature satisfy operating conditions of the fan clutch;
When the operating conditions of the fan clutch are satisfied, the operation mode of the fan clutch is fully engaged based on the rotational speed of the cooling fan driven by the fan clutch and the accumulated operating time during which the cooling fan rotates more than the reference rotational speed. a second step of determining a (Full-Engagement) mode or a normal operation mode;
A fan clutch overheat prevention control method of a commercial engine comprising a.
상기 제2단계는, 냉각팬의 회전수가 기준회전수 이상인지 판단하는 단계;
상기 냉각팬이 기준회전수 이상으로 회전 작동하는 누적작동시간을 산출하는 단계;
상기 냉각팬 회전수가 기준회전수 이상이고 상기 누적작동시간이 기준시간 이상이면 팬클러치를 풀인게이지먼트(Full-Engagement) 모드로 진입시키는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 상용 엔진의 팬클러치 과열 방지 제어 방법.
The method according to claim 1,
The second step may include: determining whether the rotation speed of the cooling fan is equal to or greater than a reference rotation speed;
calculating an accumulated operating time during which the cooling fan rotates at a reference rotation speed or more;
entering the fan clutch into a full-engagement mode when the number of rotations of the cooling fan is equal to or greater than the reference number of revolutions and the cumulative operating time is equal to or greater than the reference time;
A fan clutch overheat prevention control method of a commercial engine comprising a.
상기 제2단계는 상기 냉각팬 회전수가 기준회전수 미만이면 팬클러치를 정상 작동 모드로 진입시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 상용 엔진의 팬클러치 과열 방지 제어 방법.
3. The method according to claim 2,
The second step further comprises the step of entering the fan clutch into a normal operation mode when the rotation speed of the cooling fan is less than the reference rotation speed.
상기 제2단계는 상기 냉각팬 회전수가 기준회전수 이상이고 상기 누적작동시간이 기준시간 미만이면 팬클러치를 정상 작동 모드로 진입시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 상용 엔진의 팬클러치 과열 방지 제어 방법.
3. The method according to claim 2,
The second step may further include the step of entering the fan clutch into a normal operation mode when the cooling fan rotation speed is greater than or equal to the reference rotation speed and the accumulated operating time is less than the reference time. Way.
상기 제1단계는,
팬클러치의 입력회전수가 기준입력회전수 이상인지 판단하는 단계;
엔진 냉각수온이 기준냉각수온 이상인지 판단하는 단계;
상기 팬클러치의 입력회전수가 기준입력회전수 이상이고 상기 엔진 냉각수온이 기준냉각수온 미만이면 팬클러치를 디스인게이지먼트(Dis-Engagement) 모드로 진입시키는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 상용 엔진의 팬클러치 과열 방지 제어 방법.
The method according to claim 1,
The first step is
determining whether the input rotation speed of the fan clutch is equal to or greater than the reference input rotation speed;
determining whether the engine coolant temperature is higher than or equal to a reference coolant temperature;
entering the fan clutch into a dis-engagement mode when the input rotation speed of the fan clutch is greater than or equal to the reference input rotation speed and the engine coolant temperature is less than the reference coolant temperature;
A fan clutch overheat prevention control method of a commercial engine comprising a.
상기 제1단계는 상기 팬클러치의 입력회전수가 기준입력회전수 미만이면 팬클러치를 정상 작동 모드로 진입시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 상용 엔진의 팬클러치 과열 방지 제어 방법.
6. The method of claim 5,
The first step further comprises the step of entering the fan clutch into a normal operation mode when the input rotation speed of the fan clutch is less than the reference input rotation speed.
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