KR19990026532U

KR19990026532U - 차량의 에어클리너 교체시기 검출장치

Info

Publication number: KR19990026532U
Application number: KR2019970039069U
Authority: KR
Inventors: 이재형
Original assignee: 양재신; 대우자동차 주식회사; 김덕중; 사단법인 고등기술연구원 연구조합
Priority date: 1997-12-19
Filing date: 1997-12-19
Publication date: 1999-07-15

Abstract

본 고안은 차량의 흡기장치에 관한 것으로, 특히, 에어클리너를 통과하는 흡입공기의 압력차를 계산하여, 에어클리너의 교체시기를 검출하는 차량의 에어클리너 교체시기 검출장치에 관한 것이다.

종래에는 차량의 주행거리에 따라 에어클리너의 교환시기를 짐작하는 바, 에어클리너의 교환시기가 지났음에도 운전자가 이를 인지하지 못하고 에어클리너를 교체하지 않음에 기인하여, 공기의 흡입저항이 증대되어 농후한 혼합기가 형성됨으로써, 충진효율을 저하시켜 엔진의 출력이 낮아지고, 동시에 연비가 나빠지는 문제점이 있다.

본 고안은 에어클리너를 통과하는 흡입공기의 압력차에 따라 에어클리너의 교체시기를 검출하여, 교체시기가 되었으면 이를 경보함으로써, 운전자가 용이하게 에어클리너의 교체시기를 인지할 수 있다.

Description

차량의 에어클리너 교체시기 검출장치

일반적으로 공기중에 포함되어 있는 먼지 입자의 직경은 대부분 0.005∼0.05mm 정도가 대부분이다. 자연환경, 도로조건(포장 또는 비포장), 차량의 사용처(건설현장, 고속도로등)등에 따라 공기 1m³당 먼지량은 약 0.01∼1g정도로 그 폭이 대단히 크다. 100Km를 주행하는 데 10l의 연료를 소비하는 차량의 엔진일 경우, 공기 1m³(1000l)당 0.05g/m³의 먼지를 포함하고 있다면 10l의 연료를 연소시키는 데는 약 100m³(115,000l)의 공기가 필요하므로 이때 흡입되는 먼지량은 약 5g정도가 된다. 이 먼지가 엔진측으로 흡입되어 윤활유에 섞이면 연마제와 같은 작용을 하게되어 실린더 벽, 피스톤, 밸브가이드등의 마멸을 촉진시킨다. 따라서 흡입공기의 청정도는 엔진의 수명을 결정하는 주요 요인중의 하나이므로, 에어클리너를 장착하여 공기를 정화시켜 엔진으로 공급하게 되는 바, 차량의 에어클리너는 공기 중에 함유되어 있는 모래나 먼지 등을 제거 분리하여 깨끗한 공기가 엔진으로 공급되도록 하고 공기가 흡입될 때 발생하는 소음을 억제하여 역화시에 불길을 저지하는 역할을 하기도 한다. 전술한 바와 같은 에어클리너는 여과방법에 따라 건식여과기, 습식여과기, 오일배스여과기, 원심식여과기등으로 구분할 수 있다. 특히, 건식여과기는 첨부된 도면 도1에 도시된 바와 같이, 케이스(1)내에 종이 또는 천을 접어서 만든 엘리먼트(2)를 삽입하여 공기 중의 먼지를 분리시킨다. 건식 여과기는 구조가 간단하고, 설치나 교환이 용이하며 여과성능이 우수하고 기관의 회전속도에 변동이 있어도 여과효율이 비교적 안정적이라는 장점이 있어서 소형승용차에 널리 사용되고 있다. 이 때, 엘리먼트(2)의 수명은 표면적의 크기와 공기 중의 먼지량에 의하여 결정된다. 일반적으로 엘리먼트(2)를 완전하게 청소하는 것은 가능하지 않고, 다만 압축공기로 안쪽에서 바깥쪽으로 불어내는 정도의 청소밖에 할 수 없다. 따라서, 엘리먼트(2)가 어느 정도 막히면 교환해야 하는 데, 교환시기는 주행거리로 약 15,000∼20,000km정도 주행한 후에 교체한다. 교환시기가 지났거나 청소시기가 지난 엘리먼트(2)는 공기의 흡입저항을 증대시켜 농후한 혼합기가 형성되게 함은 물론 충진효율을 저하시켜 결과적으로 기관의 출력이 낮아지게 된다.

전술한 바와 같이, 종래에는 차량의 주행거리에 따라 에어클리너의 교환시기를 짐작하는 바, 에어클리너의 교환시기가 지났음에도 운전자가 이를 인지하지 못하고 에어클리너를 교체하지 않음에 기인하여, 공기의 흡입저항이 증대되어 농후한 혼합기가 형성됨으로써, 충진효율을 저하시켜 엔진의 출력이 낮아지고, 동시에 연비가 나빠지는 문제점이 있다.

본 고안은 전술한 바와 같은 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 에어클리너를 통과하는 공기의 압력차에 따라 에어클리너의 교체시기를 검출하여, 교체시기가 되었으면 이를 경보함으로써, 운전자가 용이하게 에어클리너의 교체시기을 인지할 수 있는 차량의 에어클리너 교체시기 검출장치를 제공함을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 고안은, 냉각수온, 스로틀밸브의 개도, 흡기매니폴드의 절대공기압 및 차속에 따라 정상적으로 주행함이 판단될 경우, 에어클리너를 통과하기 전의 공기압을 인가받고, 에어클리너를 통과한 후의 공기압을 인가받은 후, 두 공기압의 압력차이를 계산하여, 이에 대응하는 제어신호를 출력하는 ECM과; 냉각수의 온도를 검출하여 이에 대응하는 온도검출신호를 상기 ECM측으로 출력하는 냉각수온검출센서와; 스로틀밸브의 개도를 검출하여 이에 대응하는 개도검출신호를 상기 ECM측으로 출력하는 스로틀포지션센서와; 흡기매니폴드의 절대공기압을 측정하여 이를 상기 ECM측으로 출력하는 MAP센서와; 차량의 속도를 검출하여 이에 대응하는 속도검출신호를 상기 ECM측으로 출력하는 차속센서와; 에어클리너를 통과하기 전의 공기의 압력을 검출하여 이를 상기 ECM측으로 출력하는 프론트압력센서와; 에어클리너를 통과한 후의 공기의 압력을 검출하여 이를 상기 ECM측으로 출력하는 리어압력센서와; 상기 ECM으로 부터 제어신호가 인가됨에 따라 점등하거나 소등하는 경보램프를 구비하는 차량의 에어클리너 교체시기 검출장치에 있어서, 상기 ECM은, 냉각수의 온도가 기설정된 소정의 기준온도를 초과했는지를 검사하는 제1과정과; 상기 제1과정에서, 냉각수의 온도가 기설정된 기준온도를 초과했으면, 스로틀밸브의 개도가 기설정된 소정의 기준개도 이상인지를 검사하는 제2과정과; 상기 제2과정에서 슬로틀밸브의 개도가 기준개도 이상이면, 흡기매니폴드의 압력이 일정압력을 유지하는지를 검사하는 제3과정과; 상기 제3과정에서 흡기매니폴드의 압력이 일정압력을 유지하면, 차량의 속도가 일정속도를 유지하는지를 검사하는 제4과정과; 상기 제4과정에서 차량의 속도가 일정속도를 유지하면, 에어클리너를 통과하기전의 공기압과 에어클리너를 통과한 후의 공기압을 검출하여 두 공기압의 압력차를 산출하는 제5과정과; 상기 제5과정이후, 두 공기압의 압력차가 기설정된 소정의 한계압력차 이상인지를 검사하는 제6과정과; 상기 제6과정에서 두 공기압의 압력차가 기설정된 소정의 한계압력차 이상이면, 상기 경보램프를 점등하는 제7과정으로 동작수행 하도록 프로그램된 것을 특징으로 한다.

도 1은 일반적인 건식 에어클리너의 동작개념도.

도 2는 본 고안에 따른 차량의 에어클리너 교체시기 검출장치의 구성블록도.

도 3은 도2에 도시된 프론트압력센서 및 리어압력센서의 장착예시도.

도 4는 본 고안에 따른 차량의 에어클리너 교체시기 검출장치의 동작순서도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 케이스 2 : 엘리먼트

10 : 냉각수온검출센서 20 : 스로틀포지션센서

30 : MAP센서 40 : ECM(Electronic Control Module)

50 : 차속센서 60 : 프론트압력센서

70 : 리어압력센서 80 : 경보램프

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 고안에 따른 차량의 에어클리너 교체시기 검출장치는 첨부된 도면 도2에 도시된 바와 같이, 냉각수온검출센서(10), 스로틀포지션센서(20), MAP센서(30), ECM(Electronic Control Module; 40), 차속센서(50), 프론트압력센서(60), 리어압력센서(70) 및 경보램프(80)를 구비한다. 냉각수온검출센서(10)는 냉각수의 온도를 검출하여 이에 대응하는 온도검출신호를 ECM(40)측으로 출력한다. 스로틀포지션센서(20)는 스로틀밸브의 개도를 검출하여 이에 대응하는 개도검출신호를 ECM(40)측으로 출력한다. MAP센서(30)는 흡기매니폴드의 절대공기압을 측정하여 이를 ECM(40)측으로 출력한다. 차속센서(50)는 차량의 속도를 검출하여 이에 대응하는 속도검출신호를 ECM(40)측으로 출력한다. 프론트압력센서(60)는 에어클리너를 통과하기 전의 공기의 압력을 검출하여 이를 ECM(40)측으로 출력한다. 리어압력센서(70)는 에어클리너를 통과한 후의 공기의 압력을 검출하여 이를 ECM(40)측으로 출력한다. 경보램프(80)는 ECM(40)으로 부터 제어신호가 인가됨에 따라 점등하거나 소등한다. ECM(40)은 각 센서로 부터 냉각수온, 스로틀밸브의 개도, 흡기매니폴드의 절대공기압 및 차속을 인가받아 정상적으로 주행할 경우, 프론트압력센서(60)로 부터 에어클리너를 통과하기 전의 공기압을 인가받고, 리어압력센서(70)로 부터 에어클리너를 통과한 후의 공기압을 인가받은 후, 두 공기압의 압력차이를 계산하여, 이에 대응하는 제어신호를 경보램프(80)측으로 출력한다.

한편, 상기 프론트압력센서(60) 및 리어압력센서(70)는 본 고안의 일실시예에 따라 첨부된 도면 도3에 도시된 바와 같이, 에어클리너 흡입관의 일측에 프론트압력센서(60)가 장착되고, 엔진과 연결된 배기관의 일측에 리어압력센서(70)가 장착되어 공기의 압력을 검출하게 된다.

전술한 바와 같이 구성되는 본 고안의 동작을 첨부된 도면 도4의 동작순서도에 따라 상세하게 설명하면 다음과 같다.

먼저, 차량이 주행하면, ECM(40)은 냉각수온검출센서(10)로 부터 인가되는 온도검출신호로 부터 냉각수의 온도가 기설정된 소정의 기준온도를 초과했는지를 검사하는 데(스텝 S1), 냉각장치의 써모스탯이 개방되기 시작하는 온도, 즉, 엔진의 정상작동온도인 약 80℃를 초과했는지를 검사하게 된다. 이에 냉각수의 온도가 기설정된 기준온도인 80℃를 초과했으면, 차량이 정속운행중인지를 검사하기 위해 스로틀포지션센서(20)로 부터 인가되는 개도검출신호에 의거하여 스로틀밸브의 개도가 기설정된 소정의 기준개도 이상인지를 검사한다(스텝 S2). 이 때, 슬로틀밸브의 개도가 기준개도 이상이면, MAP센서(30)로 부터 인가되는 검출신호에 의거하여 흡기매니폴드의 압력이 일정압력을 유지하는지를 검사하여(스텝 S3), 흡기매니폴드의 압력이 일정압력을 유지하면, 차속센서(50)로 부터 인가되는 차속검출신호에 의거하여 차량의 속도가 일정속도를 유지하는지를 검사하게 된다(스텝 S4). 상기 스텝S1∼S4는 차량이 주행할 때, 엔진이 정상적인 운전구간인지를 판단하고, 차량이 정속을 유지하고 있는 상태인지를 판단하기 위함이다. 따라서, 차량의 속도가 일정속도를 유지하여 상기의 조건을 모두 만족하게 되면, ECM(40)은 에어클리너를 통과하기전의 공기압을 프론트압력센서(60)로 부터 인가받고, 에어클리너를 통과한 후의 공기압을 리어압력센서(70)로 부터 인가받아, 해당 두 공기압의 압력차를 산출한 후(스텝 S5), 두 공기압의 압력차가 기설정된 소정의 한계압력차 이상인지를 검사하는 바(스텝 S6), 한계압력차는 에어클리너를 교체해야 할 시점에서의 에어클리너를 통과하기 전의 공기압과 에어클리너를 통과한 후의 공기압의 압력차를 계산하여 이를 ECM(40)에 기설정해 놓는다. 이는 에어클리너를 교체할 시기가 아직 안되었으면, 엘리먼트(2)를 통과하는 공기의 흐름이 원활하므로, 에어클리너를 통과하기 전의 공기압과 에어클리너를 통과한 후의 공기압의 압력차는 한계압력차보다 작을것이며, 에어클리너를 교체할 시기가 되었거나 경과했으면 엘리먼트(2)의 오염에 따라 공기의 흐름이 원활하지 않게되어 에어클리너를 통과하기 전의 공기압과 에어클리너를 통과한 후의 공기압의 압력차는 한계압력차보다 클 것이므로, 에어클리너의 교체시기를 판정하기 위한 조건으로 사용한다. 따라서, 상기 스텝 S6에서 두 공기압의 압력차가 기설정된 한계압력차 이상이면, ECM(40)은 경보램프(80)를 점등함으로써(스텝 S7), 운전자는 에어클리너를 교체해야 할 시기가 되었음을 인지하게 된다.

전술한 바와 같이, 본 고안은 에어클리너를 통과하는 흡입공기의 압력차에 따라 에어클리너의 교체시기를 검출하여, 교체시기가 되었으면 이를 경보함으로써, 운전자가 용이하게 에어클리너의 교체시기를 인지할 수 있다.

Claims

냉각수온, 스로틀밸브의 개도, 흡기매니폴드의 절대공기압 및 차속에 따라 정상적으로 주행함이 판단될 경우, 에어클리너를 통과하기 전의 공기압을 인가받고, 에어클리너를 통과한 후의 공기압을 인가받은 후, 두 공기압의 압력차이를 계산하여, 이에 대응하는 제어신호를 출력하는 ECM(40)과; 냉각수의 온도를 검출하여 이에 대응하는 온도검출신호를 상기 ECM(40)측으로 출력하는 냉각수온검출센서(10)와; 스로틀밸브의 개도를 검출하여 이에 대응하는 개도검출신호를 상기 ECM(40)측으로 출력하는 스로틀포지션센서(20)와; 흡기매니폴드의 절대공기압을 측정하여 이를 상기 ECM(40)측으로 출력하는 MAP센서(30)와; 차량의 속도를 검출하여 이에 대응하는 속도검출신호를 상기 ECM(40)측으로 출력하는 차속센서(50)와; 에어클리너를 통과하기 전의 공기의 압력을 검출하여 이를 상기 ECM(40)측으로 출력하는 프론트압력센서(60)와; 에어클리너를 통과한 후의 공기의 압력을 검출하여 이를 상기 ECM(40)측으로 출력하는 리어압력센서(70)와; 상기 ECM(40)으로 부터 제어신호가 인가됨에 따라 점등하거나 소등하는 경보램프(80)를 구비하는 차량의 에어클리너 교체시기 검출장치에 있어서, 상기 ECM(40)은, 냉각수의 온도가 기설정된 소정의 기준온도를 초과했는지를 검사하는 제1과정과; 상기 제1과정에서, 냉각수의 온도가 기설정된 기준온도를 초과했으면, 스로틀밸브의 개도가 기설정된 소정의 기준개도 이상인지를 검사하는 제2과정과; 상기 제2과정에서 슬로틀밸브의 개도가 기준개도 이상이면, 흡기매니폴드의 압력이 일정압력을 유지하는지를 검사하는 제3과정과; 상기 제3과정에서 흡기매니폴드의 압력이 일정압력을 유지하면, 차량의 속도가 일정속도를 유지하는지를 검사하는 제4과정과; 상기 제4과정에서 차량의 속도가 일정속도를 유지하면, 에어클리너를 통과하기전의 공기압과 에어클리너를 통과한 후의 공기압을 검출하여 두 공기압의 압력차를 산출하는 제5과정과; 상기 제5과정이후, 두 공기압의 압력차가 기설정된 소정의 한계압력차 이상인지를 검사하는 제6과정과; 상기 제6과정에서 두 공기압의 압력차가 기설정된 소정의 한계압력차 이상이면, 상기 경보램프(80)를 점등하는 제7과정으로 동작수행 하도록 프로그램된 것을 특징으로 하는 차량의 에어클리너 교체시기 검출장치.