KR19980057749A - 라디에이터 냉각용 전동팬 제어 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 냉각팬이 설정된 엔진 냉각수 온도에 따라 하이/로우 두단계의 속도로 회전하는 가운데 차량의 속도에 따라서 냉각팬의 회전이 제어되어 불필요한 고속회전을 줄여 동력 소모 절감을 도모할 수 있고, 또한 소음도 줄여 상품성을 향상시킬 수 있는 라디에이터 냉각용 전동팬 제어 시스템에 관한 것이다.

본 발명은 엔진의 냉각수 온도를 검출하기 위한 냉각수온 센서와, 차량의 주행속도를 검출하기 위한 차속센서와, 상기 냉각수의 온도를 낮추기 위한 수냉식 냉각장치의 라디에이터를 냉각시키는 전동식 냉각팬과, 냉각수 온도가 저온이고 에어콘 작동시에는 냉각수 온도에 관계없이 상기 냉각팬을 저속으로 구동하고, 에어콘이 오프인 경우에는 차속이 69㎞/h 이하이고 99℃ 이상에서 냉각팬을 저속으로 구동하며 93℃ 이하에서 오프시키며, 상기와 반대로 차속이 69㎞/h 이상이고 108℃ 이상에서 냉각팬을 저속으로 구동하며 104℃ 이하에서 오프시키며, 냉각수 온도가 고온인 경우에는 에어콘 작동 및 차속에 무관하게 110℃ 이상일 때 냉각팬을 고속으로 구동하며 104℃ 이하에서 오프시키고, 상기 센서가 고장일 때 고속으로 구동시키기 위한 제어수단으로 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

라디에이터 냉각용 전동팬 제어 시스템

본 발명은 라디에이터 냉각용 전동팬 제어 시스템에 관한 것으로, 특히 냉각팬이 설정된 엔진 냉각수 온도에 따라 하이/로우 두단계의 속도로 회전하는 가운데 차량의 속도에 따라서 냉각팬의 회전이 제어되어 불필요한 고속회전을 줄여 동력 소모 절감을 도모할 수 있고, 또한 소음도 줄여 상품성을 향상시킬 수 있는 라디에이터 냉각용 전동팬 제어 시스템에 관한 것이다.

한편 일반적으로 차량에는 운전중의 엔진이 과열되지 않도록 냉각하여 엔진을 적정 온도로 유지하기 위한 냉각장치가 구비되어 있다.

가솔린 엔진의 경우 연소 기간 중의 연소실 내의 온도는 약 200℃에 이르며 이 열의 상당량이 실린더 벽, 실린더 헤드, 피스톤, 밸브 및 기타의 부품에 전도된다. 따라서 냉각하지 않으면 이들 부품이 과열되어 이상 연소, 열변형 등이 일어나고, 또 오일의 연소 등으로 윤활이 불충분하게 되어 심할 때에는 엔진이 손상된다.

엔진의 냉각 방식에는 공냉식과 수냉식이 있으며, 다기통 엔진의 경우는 수냉식이 일반적으로 사용되고 있다.

이러한 수냉식 냉각장치는 냉각수를 사용하여 엔진을 냉각하는 방식으로, 엔진 내부를 순화하여 온도가 상승된 냉각수를 냉각시키기 위한 라디에이터와, 워터서모 스위치에 의해 작동되어 엔진의 냉각수 온도를 일정하게 유지하도록 라다에이터에 바람을 불어주는 쿨링팬과, 냉각 계통내의 냉각수를 강제적으로 순환시키기 위해 실린더 블록 전면에 장착되어 타이밍 벨트에 의해 구동되는 워터 펌프와, 엔진의 워터 쟈켓과 라디에이터 사이의 냉각수 순환 통로에 설치되어 라디에이터로 흐르는 냉각수량을 조절하여 수온을 조정하기 위한 서모스태트와, 엔진룸에 설치되어 있으며 라디에이터와 연결되어 냉각수를 보충해 주거나 오버히트되는 냉각수가 리턴되는 냉각수 리저브 탱크로 구성되어 있다.

상기한 냉각장치는 냉각수가 고열의 엔진을 냉각시키면서 순환하는 도중에 미세량이 증발되므로 특히 여름철에는 주기적으로 냉각수가 탱크의 소정 레벨로 유지되고 있는지에 대한 보충 점검이 필요하였다.

한편 가솔린 엔진의 연료분사는 전자 제어식 시스템을 채용하고 있으며, 흡기 매니폴드에 분사하는 형식이 주로 사용되고 있다. 이러한 연료분사의 근본 원리는 연료계통에 항상 일정한 압력을 가해 두었다가 솔레노이드 밸브(즉, 인젝터)를 열어주어 흡기 매니폴드 내에 연료를 분출시키는 구조를 갖고 있다.

이러한 전자식 연료분사의 제어는 각종 주행상태에서 기관의 출력성능 향상과 연비 향상 및 공해 가스 저감등을 실현하기 위한 것으로, 이를 위해 엔진의 냉각수 온도, 흡입공기의 온도, 흡기 매니폴드의 압력과 대기 압력, 차속, 스로틀 개도량, 크랭크 각 신호 등을 각종 센서를 사용하여 검출한 후 이에 기초하여 마이크로컴퓨터(ECU)에서 에어콘 릴레이, 연료펌프 릴레이, 인젝터, 점화코일, ISC 밸브, 라디에이터 냉각용 전동팬 등을 제어하고 있다.

상기한 컴퓨터에 의한 제어를 크게 나누면 분사시기 제어와 분사량 제어로 나눈다. 먼저 분사시기 제어는 점화코일의 점화신호를 사용하며, 분사량 제어는 점화코일의 점화신호와 흡입 공기량 신호에 의한 기본 분사시간을 만듦과 동시에 각 센서로부터의 검출신호에 의해 분사시간의 보정을 행하여 인젝터를 작동시키는 최종적인 분사시간을 정하고 있다.

분사량 제어는 점화코일의 신호를 기초로 회전수의 신호를 만들어 이 신호와 흡입공기량 신호에 의해 기본 분사신호를 만든다. 그후 컴퓨터(ECU)는 시동/난기에 따른 증량, 흡기온 보정, 스로틀 포지션 센서(TPS)에 의한 스로틀 개도량의 변화, 즉 출력 증가에 따른 증량, 밧데리 전압레벨에 따른 전압보정, MAP 센서에 의해 검출된 흡입 공기량 변화에 따른 보정 등의 보정을 행하여 인젝터 구동용 최종 분사시간을 구한다.

상기와 같이 엔진의 냉각과 연료 분사제어에 이용하기 위하여 냉각수온을 검출하기 위한 냉각수온 센서는 검출온도의 오차가 1% 정도이고 ECU의 입력에 연결된 WTS와, 검출온도의 오차가 5% 정도이고 냉각수온용 계기판을 구동하는데 사용되는 HGU가 있다.

한편 상기한 종래의 냉각수 온도에 기초하여 ECU에 의해 라디에이터를 냉각시키기 위한 전동팬 제어 시스템이 도1에 도시되어 있다.

종래의 시스템은 엔진의 냉각수 온도를 검출하기 위한 냉각수온 센서(7)와, 상기 냉각수의 온도를 낮추기 위한 수냉식 냉각장치의 라디에이터를 냉각시키는 전동식 냉각팬(3)과, 냉각수 온도가 저온이고 에어콘 작동시에는 냉각수 온도에 관계없이 상기 냉각팬(3)을 저속으로 구동하고, 에어콘이 오프인 경우에는 99℃ 이상에서 냉각팬을 저속으로 구동하며 93℃ 이하에서 오프시키며, 냉각수 온도가 고온인 경우에는 에어콘 작동에 무관하게 110℃ 이상일 때 냉각팬(3)을 고속으로 구동하며 104℃ 이하에서 오프시키고, 상기 센서(7)가 고장일 때 고속으로 구동시키기 위한 제어수단으로 구성되어 있다.

상기한 종래 시스템에서 저속은 예를 들어 1900 RPM이고, 고속은 2350 RPM이다.

상기한 시스템의 제어 로직을 표로서 정리하면 하기 표 1과 같다.

[표 1]

또한 상기와 유사하게 냉각팬의 회전속도는 낮추고 작동온도는 높인 또 다른 제어로직을 하기 표 2에 도시한다.

[표 2]

상기와 같이 종래에는 냉각팬의 회전조건에 엔진 냉각수 온도의 높고 낮음에 따라 고속회전(HI)과 저속회전(LOW)으로 구분하여 회전하도록 하여 차량의 소음 저감을 얻어 NVH 성능 개선을 꾀하고 있다.

그러나 종래의 시스템에서는 차량이 일정한 속도 이상으로 주행하여 라디에이터 그릴을 통하여 유입된 바람에 의해 라디에이터가 충분하게 냉각됨에도 불구하고 냉각팬의 회전은 설정된 냉각수 온도에 따라 제어되고 있다. 그 결과 불필요한 동력낭비와 소음유발이 야기되는 문제점이 있다.

따라서 본 발명은 이러한 종래기술의 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 그 목적은 냉각팬이 설정된 엔진 냉각수 온도에 따라 하이/로우 두단계의 속도로 회전하는 가운데 차량의 속도에 따라서 냉각팬의 회전이 제어되어 불필요한 고속회전을 줄여 동력 소모 절감을 도모할 수 있고, 또한 소음도 줄여 상품성을 향상시킬 수 있는 라디에이터 냉각용 전동팬 제어 시스템을 제공하는데 있다.

도1은 종래의 라디에이터 냉각용 전동팬 제어 시스템의 개략 블록도,

도2는 본 발명에 따른 라디에이터 냉각용 전동팬 제어 시스템의 개략 블록도이다.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1 ; 제어부 3 ; 모터

5 ; 냉각팬 7 ; 냉각수온 센서

9 ; 엔진 11 ; 차속센서

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 엔진의 냉각수 온도를 검출하기 위한 냉각수온 센서와, 차량의 주행속도를 검출하기 위한 차속센서와, 상기 냉각수의 온도를 낮추기 위한 수냉식 냉각장치의 라디에이터를 냉각시키는 전동식 냉각팬과, 냉각수 온도가 저온이고 에어콘 작동시에는 냉각수 온도에 관계없이 상기 냉각팬을 저속으로 구동하고, 에어콘이 오프인 경우에는 차속이 69㎞/h 이하이고 99℃ 이상에서 냉각팬을 저속으로 구동하며 93℃ 이하에서 오프시키며, 상기와 반대로 차속이 69㎞/h 이상이고 108℃ 이상에서 냉각팬을 저속으로 구동하며 104℃ 이하에서 오프시키며, 냉각수 온도가 고온인 경우에는 에어콘 작동 및 차속에 무관하게 110℃ 이상일 때 냉각팬을 고속으로 구동하며 104℃ 이하에서 오프시키고, 상기 센서가 고장일 때 고속으로 구동시키기 위한 제어수단으로 구성되는 것을 특징으로 하는 라디에이터 냉각용 전동팬 제어 시스템을 제공한다.

상기한 바와같이 본 발명에서는 냉각팬이 설정된 엔진 냉각수 온도에 따라 하이/로우 두단계의 속도로 회전하는 가운데 차량의 속도에 따라서 냉각팬의 회전이 제어되어 불필요한 고속회전을 줄여 동력 소모 절감을 도모할 수 있고, 또한 소음도 줄여 상품성을 향상시킬 수 있게 된다.

(실시예)

이하에 상기한 본 발명을 바람직한 실시예가 도시된 첨부도면을 참고하여 더욱 상세하게 설명한다.

첨부된 도2는 본 발명에 따른 라디에이터 냉각용 전용팬 제어 시스템의 개략 블록도로서 이에 도시된 바와같이 본 발명 시스템은 하기 표 3과 같이 엔진 냉각수 온도에 추가하여 차속센서(11)로부터의 차속신호를 받아서 차량의 속도별로 냉각수 온도를 차등 적용하고, 특히 차량의 고속 주행시에 냉각팬(5)의 회전과 멈춤, 냉각수 온도 조건을 더욱 낮게 설정하는 제어로직을 갖는다.

[표 3]

상기 표 3에서 알 수 있는 바와같이 본 발명에서는 냉각팬(5)의 속도조건을 먼저 로우(LOW)와 하이(HIGH)로 나누고, 냉각팬 속도가 로우인 경우에는 에어콘의 작동 여부에 따라 제어조건이 구분된다.

즉, 에어콘이 온(ON)인 경우에는 제어부(1)는 차속센서(11)로부터의 차속과 냉각수온 센서(7)로부터 엔진(9)의 냉각수 온도에 관계없이 냉각팬(5)을 온 시켜 1900 RPM으로 구동한다.

그러나 에어콘이 오프인 경우에는 차속이 69㎞/h 이하이고 냉각수 온도가 99℃ 이상인 경우에는 냉각팬(5)을 온 시켜 1900 RPM으로 구동하고, 냉각수 온도가 93℃ 이하인 경우에는 팬을 오프시킨다.

또한 차속이 69㎞/h 이상이고 냉각수 온도가 108℃ 이상인 경우에는 냉각팬(5)을 온 시켜 1900 RPM으로 구동하고, 냉각수 온도가 104℃ 이하인 경우에는 팬을 오프시킨다.

한편 팬(5)의 속도가 하이인 경우에는 에어콘의 작동 여부 및 차속에 관계없이 냉각수 온도에만 영향을 받는다. 즉, 냉각수 온도가 110℃ 이상인 경우에는 냉각팬(5)을 2350 RPM으로 구동하고, 104℃ 이하인 경우에는 냉각팬(5)을 오프시키며, 냉각수온 센서(7)가 고장인 경우에는 냉각팬(5)을 2350 RPM으로 구동한다.

상기한 바와같이 본 발명에서는 냉각팬이 설정된 엔진 냉각수 온도에 따라 하이/로우 두단계의 속도로 회전하는 가운데 차량의 속도에 따라서 냉각팬의 회전이 제어되어 불필요한 고속회전을 줄여 동력 소모 절감을 도모할 수 있고, 또한 소음도 줄여 상품성을 향상시킬 수 있게 된다.

이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예를 예를들어 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.

Claims (1)

1. 엔진의 냉각수 온도를 검출하기 위한 냉각수온 센서와, 차량의 주행속도를 검출하기 위한 차속센서와, 상기 냉각수의 온도를 낮추기 위한 수냉식 냉각장치의 라디에이터를 냉각시키는 전동식 냉각팬과, 냉각수 온도가 저온이고 에어콘 작동시에는 냉각수 온도에 관계없이 상기 냉각팬을 저속으로 구동하고, 에어콘이 오프인 경우에는 차속이 69㎞/h 이하이고 99℃ 이상에서 냉각팬을 저속으로 구동하며 93℃ 이하에서 오프시키며, 상기와 반대로 차속이 69㎞/h 이상이고 108℃ 이상에서 냉각팬을 저속으로 구동하며 104℃ 이하에서 오프시키며, 냉각수 온도가 고온인 경우에는 에어콘 작동 및 차속에 무관하게 110℃ 이상일 때 냉각팬을 고속으로 구동하며 104℃ 이하에서 오프시키고, 상기 센서가 고장일 때 고속으로 구동시키기 위한 제어수단으로 구성되는 것을 특징으로 하는 라디에이터 냉각용 전동팬 제어 시스템.