KR19990028485U

KR19990028485U - 차량의 라디에터 그릴 자동 제어 장치

Info

Publication number: KR19990028485U
Application number: KR2019970041116U
Authority: KR
Inventors: 김관
Original assignee: 양재신; 대우자동차 주식회사
Priority date: 1997-12-26
Filing date: 1997-12-26
Publication date: 1999-07-15

Abstract

본 고안은 차량의 라디에터 그릴(Radiator Grille)에 관한 것으로, 특히 냉간 엔진의 시동 시 또는 고속 주행 시에 라디에터 그릴을 폐쇄시키도록 한 차량의 라디에터 그릴 자동 제어 장치에 관한 것이다.

종래 차량의 라디에터 그릴은 항상 개방되어 있는 구조였으나, 본 고안에 의해 차량의 고속 주행과 냉간 엔진의 시동을 감지하여 스텝 모터의 구동으로 그릴 덮개를 하강시켜 라디에터 그릴을 폐쇄시킬 수 있도록 함으로써, 냉간 시의 엔진 온도를 빠르게 상승시킬 수 있으며 항력을 감소시켜 연비를 향상시키고 잡음을 감소시킬 수 있다.

Description

차량의 라디에터 그릴 자동 제어 장치

일반적으로, 차량의 냉각 장치는 모든 주행 조건과 전속도 범위에 걸쳐서 엔진이 정상 작동 온도를 유지하도록 하는데, 실린더 벽의 온도가 약 200 ~ 600(℃) 정도를 넘지 않아야 한다.

왜냐 하면, 실린더 내에서 혼합기가 연소될 경우에 연소 가스의 최대 온도는 약 2500(℃) 정도에 이르는데, 해당 발생된 열 중의 일부는 실린더 벽, 실린더 헤더 및 피스톤에 전달되어 이를 제거하지 않으면 엔진의 가열로 유막이 파손되고 윤활유의 고유 특성을 상실하게 될 우려가 있기 때문이다.

그러나, 엔진은 윤활유의 고유 특성이 유지되는 최고 한계 온도 부근에서 최고의 성능을 발휘하므로, 해당 실린더 헤더 또는 실린더 벽에서 생성된 열을 잘 제어해야 할 것이다.

그리고, 해당 냉각 장치 중의 수냉식은 물펍프, 냉각팬, 라디에터, 라디에터 캡 등을 구비하고 있는데, 해당 수냉식 냉각 장치의 라디에터 구성을 살펴 보면, 도 1에 도시된 바와 같이, 상부 탱크(11)와, 여압식 캡(12)과, 냉각수 주입구(13)와, 유입구(14)와, 상부판(15)과, 오버플로관(Over Flow Pipe; 16)과, 측면 지지대(17)와, 코어 블록(18)과, 냉각핀(19)과, 코어(20)와, 하부판(21)과, 냉각수 출구(22)와, 하부 탱크(23)와, 드레인 코크(24)를 포함하여 이루어져 있다.

상술한 바와 같이 구성된 라디에터는 냉각수에 전달된 엔진의 열을 대기 중으로 방출하는데, 상부탱크(11)와 하부 탱크(23) 사이에 냉각수 튜브들과 냉각핀(19)이 있고 해당 상부 탱크(11)에는 냉각수 주입구(13)와 유입구(14)가 있고 해당 하부 탱크(23)에는 드레인 코크(24)와 냉각수 출구(22)가 있고 해당 냉각수 튜브의 외부에는 해당 냉각핀(19)을 설치함으로 전열 면적을 크게 하여 해당 냉각 튜브를 통과하는 냉각수로부터 열을 제거하도록 한다.

그리고, 오버플로관(16)은 해당 상부 탱크(11)에 연결되어 냉각수의 열팽창을 보상하며, 여압식 캡(12)은 고압 밸브와 저압 밸브가 각각 하나 씩 구비하는데, 해당 고압 밸브는 냉각 시스템의 내부 압력이 대기압보다 약 0.2 ~ 0.3(bar) 정도 더 높아지면 열리고 해당 냉각 시스템의 내부 압력을 대기압보다 높게 유지하면 냉각수 온도다 약 104 ~ 108(℃) 정도가 되어도 비등하지 않아 냉각 성능이 향상되므로, 특히 엔진의 열부하가 높을 때, 예로 언덕길을 등반 주행할할 때와 같은 경우에 잘 나타난다.

한편, 라디에터 그릴을 통해 유입되는 찬공기 또는 냉각팬의 구동에 의해 라디에터가 냉각되는 경우, 해당 라디에터 내에 존재하는 수증기는 응축되고 내부 압력은 대기압보다 낮아지므로 해당 여압식 캡(12)의 저압 밸브는 해당 내부 압력이 대기압과 동일할 때까지 기계적으로 열려 있게 된다.

따라서, 해당 라디에터의 내부 압력이 부압 상태가 지속되어 해당 냉각 튜브가 수축 및 변형되는 것을 방지할 수 있으며, 이때 대기압이 상부 탱크(11)와 연결된 오버플로관(16)을 통해 작용해 해당 라디에터 내에 냉각수가 유입되면서 압력이 평형되도록 한다.

그런데, 상술한 바와 같이 해당 라디에터 그릴을 통해 유입되는 찬공기 또는 냉각팬의 구동에 의해 해당 라디에터를 냉각시켜 줌으로 냉각수에 전달된 엔진의 열을 대기 중으로 방출할 수 있는데, 해당 라디에터 그릴은 항상 개방되어 있어 항상 찬공기를 유입시켜 해당 라디에터에 보내므로 냉간 시에 엔진의 온도 상승을 저하시키며 고속 주행 시에 주행 속도에 따라 지수 함수적으로 세어지는 항력의 증가로 연비를 감소시키고 잡음을 증가시키게 된다.

이와 같이, 종래 차량의 라디에터 그릴은 항상 개방되어 있어 냉간 시에 엔진의 온도 상승을 저하시키며 고속 주행 시에 항력의 증가로 연비를 저하시키고 잡음을 증가시키는 문제점이 있었다.

상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해, 본 고안은 차량의 라디에터 그릴에 있어서, 냉간 엔진의 시동 시에 또는 고속 주행 시에 해당 라디에터 그릴을 폐쇄시키므로써, 냉간 시의 엔진 온도를 빠르게 상승시킬 수 있으며 항력을 감소시켜 연비를 향상시키고 잡음을 감소시키도록 하는데 그 목적이 있다.

도 1은 일반적인 차량의 라디에터를 나타낸 구성도.

도 2는 본 고안의 실시예에 따른 차량의 라디에터 그릴 자동 제어 장치를 나타낸 도면.

도 3은 도 2에 있어 차량의 라디에터 그릴 자동 제어 방법을 나타낸 플로우챠트.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

30 : 메모리 40 : ECM

50 : 스텝 모터 60 : 측면 지지대

70 : 그릴 덮개

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안은 메모리와, ECM과, 스텝 모터와, 측면 지지대와, 그릴 덮개를 구비하는 차량의 라디에터 그릴 자동 제어 장치에 있어서, 상기 ECM은 차량의 냉각수 온도를 감지하고 저장되어 있는 기준 냉각수 온도값을 판독하여 해당 감지한 냉각수 온도값과 판독한 기준 냉각수 온도값을 비교하는 제1과정과; 상기 감지한 냉각수 온도값이 상기 판독한 기준 냉각수 온도값보다 작은 경우에 스텝 모터를 정회전시켜 라디에터 그릴을 폐쇄하는 제2과정과; 차량의 속도를 감지하고 저장되어 있는 기준 속도값을 판독하여 해당 감지한 차량 속도값과 판독한 기준 속도값을 비교하는 제3과정과; 상기 감지한 차량 속도값이 상기 판독한 기준 속도값보다 큰 경우에 냉각팬을 작동시킴과 동시에 상기 스텝 모터를 정회전시켜 상기 라디에터 그릴을 폐쇄하는 제4과정과; 상기 감지한 냉각수 온도값이 상기 판독한 기준 냉각수 온도값보다 크고 상기 감지한 차량 속도값이 상기 판독한 기준 속도값보다 작은 경우에 상기 스텝 모터를 역회전시켜 상기 폐쇄된 라디에터 그릴을 개방하는 제5과정을 포함하여 프로그래밍된 것을 특징으로 한다.

이하 첨부된 도면을 참고하여 다음과 같이 설명한다.

도 2는 본 고안의 실시예에 따른 차량의 라디에터 그릴 자동 제어 장치를 나타낸 도면이고, 도 3은 도 2에 있어 차량의 라디에터 그릴 자동 제어 방법을 나타낸 플로우챠트이다.

본 고안의 실시예에 따른 차량의 라디에터 그릴 자동 제어 장치의 구성을 살펴 보면, 도 2에 도시된 바와 같이, 메모리(30)와, ECM(40)과, 스텝 모터(50)와, 측면 지지대(60)와, 그릴 덮개(70)를 포함하여 이루어진다.

상기 메모리(30)는 엔진의 온도가 냉간이라고 판단될 수 있는 기준 냉각수 온도값과 차량의 고속 운행으로 항력을 증대시켜 연비의 감소와 잡음의 증가를 유발시킨다고 판단할 수 있는 기준 속도값을 기설정하여 저장하여 둔다.

상기 ECM(40)은 상기 냉각수 온도 센서로부터 인가받은 냉각수 온도값과 상기 메모리(30)로부터 판독한 기준 냉각수 온도값을 비교하거나 상기 속도 센서로부터 인가받은 차량 속도값과 상기 메모리(30)로부터 판독한 기준 속도값을 비교하여 상기 스텝 모터(50)에 정방향 제어 신호 또는 역방향 제어 신호를 인가하고 냉각팬 구동부에 냉각팬 구동 제어 신호를 인가한다.

상기 스텝 모터(50)는 상기 ECM(40)로부터 인가되는 정방향 제어 신호 또는 역방향 제어 신호에 따라 회전축을 정회전 또는 역회전한다.

상기 측면 지지대(60)는 차량 라디에터 그릴의 안쪽 양끝단에 고정 설치되어 있으며, 상기 그릴 덮개(70)의 상하 운동을 안내한다.

상기 그릴 덮개(70)는 상기 스텝 모터(50)의 회전축에 감겨 있는 패널로써, 상기 스텝 모터(50) 회전축의 정회전 또는 역회전에 의해 상기 측면 지지대(60)를 따라서 하강 또는 상승하게 되어 해당 라디에터 그릴을 폐쇄시키거나 개방시킨다.

본 고안의 실시예에 따른 차량의 라디에터 그릴 자동 제어 장치의 동작을 도 3의 플로우챠트를 참고하여 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 엔진의 온도가 냉간이라고 판단될 수 있는 기준이 되는 냉각수의 온도값을 미리 설정하고 차량의 고속 운행으로 항력을 증대시켜 연비의 감소와 잡음의 증가를 유발시킨다고 판단할 수 있는 기준이 되는 속도값을 미리 설정하여 해당 기준 냉각수 온도값과 기준 속도값을 메모리(30)에 저장하여 둔다.

그리고, 냉각수 온도 센서에서는 항상 현재 차량 엔진의 온도에 대응하는 냉각수의 온도를 감지하여 해당 감지된 냉각수 온도값을 ECM(40)에 인가하며, 속도 센서에서는 항상 현재 차량의 주행 속도를 감지하여 해당 감지된 속도값을 해당 ECM(40)에 인가한다.

이에, 상기 ECM(40)에서는 상기 냉각수 온도 센서에서 감지한 냉각수 온도값을 인가받고(단계 S1) 상기 메모리(30)에 저장되어 있는 기준 냉각수 온도값을 판독하는데(단계 S2), 상기 냉각수 온도 센서로부터 인가받은 냉각수 온도값과 상기 메모리(30)로부터 판독한 기준 냉각수 온도값을 비교한다(단계 S3).

만약, 상기 제3단계(S3)에서 상기 냉각수 온도 센서로부터 인가받은 냉각수 온도값이 상기 메모리(30)로부터 판독한 기준 냉각수 온도값보다 작으면, 상기 ECM(40)에서는 엔진의 온도가 냉간이라고 판단하고 엔진의 온도를 보다 빠르게 상승시키기 위하여 정방향 제어 신호를 생성시켜 스텝 모터(50)에 인가한다(단계 S4).

그러면, 상기 스텝 모터(50)는 상기 ECM(40)으로부터 정방향 제어 신호를 인가받아 회전축을 정회전시키므로, 상기 스텝 모터(50)의 회전축에 감겨 있는 그릴 덮개(70)는 상기 스텝 모터(50)의 정회전에 의해 라디에터 그릴의 안쪽 양끝단에 고정 구비된 측면 지지대(60)를 따라서 하강하게 되어 해당 라디에터 그릴을 폐쇄하게 된다(단계 S5).

한편, 상기 제3단계(S3)에서 상기 냉각수 온도 센서로부터 인가받은 냉각수 온도값이 상기 메모리(30)로부터 판독한 기준 냉각수 온도값보다 크다면, 상기 ECM(40)에서는 엔진이 워밍업된 상태라고 판단하고 상기 속도 센서에서 감지한 차량의 속도값을 인가받고(단계 S6) 상기 메모리(30)에 저장되어 있는 기준 속도값을 판독하는데(단계 S7), 상기 속도 센서로부터 인가받은 차량 속도값과 상기 메모리(30)로부터 판독한 기준 속도값을 비교한다(단계 S8).

여기서, 상기 제8단계(S8)에서 상기 속도 센서로부터 인가받은 차량 속도값이 상기 메모리(30)로부터 판독한 기준 속도값보다 크면, 상기 ECM(40)에서는 두 가지 측면으로 판단할 수 있는데, 첫 번째로 차량이 고속 주행 중임을 판단하여 엔진의 과열(Over-heating)을 방지하기 위하여 냉각팬 구동 제어 신호를 생성시켜 냉각팬 구동부에 인가함으로 냉각팬을 작동시킨다(단계 S9).

그리고, 상기 ECM(40)에서는 두 번째로 차량의 고속 운행으로 항력을 증대시켜 연비의 감소와 잡음의 증가를 유발시킨다고 판단하고 해당 항력을 감소시켜 연비의 향상과 잡음을 감소시키기 위하여 정방향 제어 신호를 생성시켜 상기 스텝 모터(50)에 인가한다(단계 S10).

그러면, 상기 스텝 모터(50)는 상술한 바와 같이 상기 ECM(40)으로부터 정방향 제어 신호를 인가받아 회전축을 정회전시키므로, 상기 그릴 덮개(70)는 상기 스텝 모터(50)의 정회전에 의해 상기 측면 지지대(60)를 따라서 하강하게 되어 해당 라디에터 그릴을 폐쇄하게 된다(단계 S11).

반대로, 상기 제8단계(S8)에서 상기 속도 센서로부터 인가받은 차량 속도값이 상기 메모리(30)로부터 판독한 기준 속도값보다 작다면, 상기 ECM(40)에서는 차량이 정상 주행 중임을 판단하여 상기 폐쇄된 라디에터 그릴을 개방시키기 위하여 역방향 제어 신호를 생성시켜 상기 스텝 모터(50)에 인가한다(단계 S12).

이에, 상기 스텝 모터(50)는 상기 ECM(40)으로부터 역방향 제어 신호를 인가받아 회전축을 역회전시키므로, 상기 그릴 덮개(70)는 상기 스텝 모터(50)의 역회전에 의해 상기 측면 지지대(60)를 따라서 상승하게 되어 해당 라디에터 그릴을 개방하게 된다(단계 S13).

이상과 같이, 본 고안에 의해 차량의 고속 주행과 냉간 엔진의 시동을 감지하여 스텝 모터의 구동으로 그릴 덮개를 하강시켜 라디에터 그릴을 폐쇄시키므로써, 냉간 시의 엔진 온도를 빠르게 상승시킬 수 있으며 항력을 감소시켜 연비를 향상시키고 잡음을 감소시킬 수 있다.

Claims

메모리(30)와, ECM(40)과, 스텝 모터(50)와, 측면 지지대(60)와, 그릴 덮개(70)를 구비하는 차량의 라디에터 그릴 자동 제어 장치에 있어서,

상기 ECM(40)은 차량의 냉각수 온도를 감지하고 저장되어 있는 기준 냉각수 온도값을 판독하여 해당 감지한 냉각수 온도값과 판독한 기준 냉각수 온도값을 비교하는 제1과정과; 상기 감지한 냉각수 온도값이 상기 판독한 기준 냉각수 온도값보다 작은 경우에 스텝 모터를 정회전시켜 라디에터 그릴을 폐쇄하는 제2과정과; 차량의 속도를 감지하고 저장되어 있는 기준 속도값을 판독하여 해당 감지한 차량 속도값과 판독한 기준 속도값을 비교하는 제3과정과; 상기 감지한 차량 속도값이 상기 판독한 기준 속도값보다 큰 경우에 냉각팬을 작동시킴과 동시에 상기 스텝 모터를 정회전시켜 상기 라디에터 그릴을 폐쇄하는 제4과정과; 상기 감지한 냉각수 온도값이 상기 판독한 기준 냉각수 온도값보다 크고 상기 감지한 차량 속도값이 상기 판독한 기준 속도값보다 작은 경우에 상기 스텝 모터를 역회전시켜 상기 폐쇄된 라디에터 그릴을 개방하는 제5과정을 포함하여 프로그래밍된 것을 특징으로 하는 차량의 라디에터 그릴 자동 제어 장치.