KR20020079363A - 냉각기류용 폐쇄 유니트를 구비한 자동차 냉각 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 내연기관의 작동 파라미터들을 최적화하기 위해 냉각기류용 폐쇄유니트의 기능이 모니터링되는 자동차용 냉각시스템에 관한 것이다. 상기 폐쇄유니트, 특히 냉각기류의 조절을 위한 플랩과 셔터는 온도 정체나 온도가 구동 온도에 도달하지 못하는 것을 막기 위하여 그 기능이 모니터링된다. 폐쇄 유니트(1)의 위치를 검출하기 위해서, 일반적으로 제공되는 온도 센서에 의해 냉각수 온도의 변화와 저장된 모델 변화를 비교하는 것이 제시된다. 만약 냉각수 온도가 정해진 허용 오차 범위 내에 존재한다면, 폐쇄 유니트는 이미 기능을 하고 있는 것이다. 다른 경우에 폐쇄 유니트가 가동하지 않고 있다고 추정된다. 상기 경우에는 폐쇄 유니트가 의도적으로 제어됨으로써 그 결과 온도 추이는 해당 모델 추이와 비교된다. 만약 냉각수 온도가 계속해서 정해진 허용 오차 범위(S21, S22)를 벗어나 있다면, 이것은 폐쇄 유니트(1)가 작동하고 있지 않다는 표시가 된다. 상기 에러는 표시되며 저장된다.

Description

냉각기류용 폐쇄 유니트를 구비한 자동차 냉각 시스템{Cooling system of a motor vehicle comprising a closing Unit for the cooling airfow}

엔진 온도와 상관없이 냉각기용 팬 플랩의 개방각이나 폐쇄각을 조정하는 조정 장치가 JP-100 77 838 A에 공지되어 있다. 이 때 온도 센서는 엔진의 냉각수 온도를 감지하고 제 1 컴퓨터는 시간에 따른 온도 변화의 추이를 계산한다. 이로부터 제 2 컴퓨터가 조절된 팬 플랩의 개방각을 결정한다.

기계적으로 구동되는 냉각제 펌프와 더불어 작동 파라미터들에 따라 전기로 구동되는 냉각제 펌프가 작동되는, 자동차 엔진용 냉각시스템이 WO 890 44 19 A에 공지되어 있다. 열교환기는 해당 팬 플랩에 의해 그 용량이 조절될 수 있으므로, 부하가 커지고 회전수가 높을 시 냉각력은 증가될 수 있다.

그러나, 상기 냉각 시스템에서는, 냉각력의 소정 조절이, 폐쇄 유니트, 특히 팬 플랩의 기능 안전성에 의존한다는 문제점이 있다. 예를 들면 겨울에 얼거나 얼음 또는 눈이 끼어서 팬 플랩이 움직이지 않을 경우, 주어진 개방각이 얻어질 수없다. 이것은 극단적인 경우 엔진과열 및 그에 따른 엔진 손상을 초래할 수 있다.

본 발명은 독립 청구항의 전제부에 따른 내연기관의 작동 파라미터들을 최적화하기 위한 냉각 기류용 폐쇄 유니트를 포함하는 자동차 냉각 시스템에 관한 것이다.

도 1은 본네트용 폐쇄 유니트의 개략도.

도 2는 흐름도.

도 3은 블록회로도.

청구범위 독립항에서 언급된 특징들을 가지는, 냉각기류용 폐쇄 유니트를 포함하는 자동차의 냉각 시스템은, 온도 추이의 도움으로 폐쇄 유니트의 문제점을 찾아낼 수 있다는 장점을 가진다. 특히, 폐쇄 유니트의 개방각의 감지를 위한 어떤 부가적인 센서도 필요치 않다는 것이 장점이다, 이로써 비용이 절감된다.

종속항들에서 언급된 방법들을 통해 독립항에 제시된 냉각시스템의 바람직한 실시와 개선이 가능하다. 특히 모델 온도 추이에 대한 허용 오차 범위를 제공함으로써 실제 온도와의 간단한 비교를 통해 우선 온도차이를 검출하고, 그 원인을 찾을 수 있는 것이 특히 바람직하다. 예를 들어 엔진 온도가 아주 낮음에도 불구하고 폐쇄 유니트가 개방된다면, 그것으로 부터 폐쇄 유니트의 개방각이 너무 크다는 것을 추론할 수 있다. 또 다른 경우, 만약 엔진의 온도가 너무 높다면, 폐쇄 유니트가 닫혀 있고 냉각기류가 너무 작다는 것을 가정할 수 있다.

상기 기준에 따라 폐쇄 유니트의 문제점을 추측한다면, 상기 명제를 뒷받침하기 위해 폐쇄 유니트의 개방각을 어떤 의도한 바대로 조절하고 거기에 대응하는 온도 추이를 제어함으로써 추측 원인이 폐쇄 유니트의 개방각의 조절에 있는지 아닌지를 재차 검증할 수 있을 것이다. 이는 편의상 해당 모델 추이가 저장된 제 2 허용 오차 범위로 가능하므로 간단한 개연성 분석만으로도 상기 추측된 문제점이 체크될 수 있다.

냉각수 온도를 위한 모델 추이는 특정 자동차 또는 엔진 타입에 대해 경험적으로 검출되기 때문에 상기 모델은 실제적 지지를 얻게 된다.

또한, 모델 추이가 그 파라미터와 함께 불휘발성 메모리에 저장됨으로써, 전압 강하 후에도 이용될 수 있는 것이 바람직하다.

또한, 제어를 위해, 예를 들면 피벗 플랩이나 셔터로 제조된 폐쇄 유니트를 선택하는 것이 바람직하다. 상기 부품들은 간단히 제조될 수 있고, 예를 들면 작은 전기 모터로 쉽게 제어될 수 있다.

본 발명의 실시예는 도면에 도시되며 다음 설명에서 더 자세히 설명된다.

도 1에는 완전히 캡슐화되고 주행 방향으로 냉각기류(k)용 개구를 갖는 본네트(2)가 도시된다. 상기 개구는 플랩이나 셔터와 같은 적합한 폐쇄 유니트(1)를 구비한다. 본네트(2)에는 팬(5)을 포함하는 적어도 하나의 냉각기(4)가 배치된다. 상기 팬(5)은 냉각기(4)를 통해 냉각기류(k)를 흡입함으로써, 냉각기(4)에 저장된 열을 방출한다. 가열된 기류는 도시되어 있지 않은 개구들을 통해 외부로 안내되었거나 또는 경우에 따라 자동차 승객실 가열을 위해 사용된다. 또한 엔진(3)은 냉각수 온도의 측정을 위한 적어도 하나의 센서(6)를 포함하는 내연기관으로서 배치된다. 상기 엔진(3)은 적합한 냉각관(a)을 통해 냉각기(4)와 연결된다. 필요한밸브와 펌프 등은 명확한 도시를 위해 생략되었다.

또한, 불휘발성 메모리(8)를 포함하는 제어장치(7)가 본네트(2)에 배치된다. 제어장치(7)는 케이블을 통해 센서(6)와 연결된다. 또한 폐쇄 유니트(1)의 도시되지 않은 제어모터에 대한 제어접속이 이루어진다. 폐쇄 유니트는 엔진 온도 또는 냉각수 온도에 따라 제어장치(8)에 의해 열리거나 닫힐 수 있고 또는 중간 위치를 취할 수 있으므로, 냉각기(4)와 엔진(3)의 냉각을 위한 냉각기류(k)가 조절될 수 있다. 이처럼 예를 들면 저온 시동시 더 빨리 엔진의 온도를 높이기 위해 냉각기류(K)는 저지될 수 있다. 엔진의 빠른 웜업을 통해 엔진은 최적의 작동점에 빨리 도달하며 유해 배기 가스도 더 적게 발생한다.

열관리를 위해, 폐쇄 유니트(1)는 모든 작동 조건 하에서 확실하게 작동해야만 한다. 특히 온도가 낮고 얼음이 얼고 눈이 오는 겨울에는, 폐쇄 유니트(1)가 소정 개방각을 지속적으로 유지해야 한다. 큰 열발생으로 엔진부하가 높을 때 닫혀있는 폐쇄 유니트(1)는 엔진이 과열되어 손상을 입는 것을 초래할 수 있다. 다른 한편으로 지속적으로 열려있는 플랩은, 엔진이 최적의 작동 온도에 도달하지 못함으로써 배기가스에 평균 이상으로 많은 유해 물질이 발생되게 할 수 있다. 물론 상기 경우 자동차 내부에 대한 가열력 또한 충분치 못할 것이다. 폐쇄 유니트(1)의 기능을 모니터링하기 위해 제어 수단이 제공될 수 있다.

본 발명에 따라 도 2에서 자세히 설명되듯이 폐쇄 유니트의 개방각 모니터링이 제어 수단에 의해 이루어 진다. 이 때 메모리(8)에 냉각수 온도에 대한 모델 추이가 저장되어 있으며, 상기 모델 추이는 폐쇄 유니트가 닫혀 있을 때나 열려 있을 때의 온도 상승을 고려한다. 본 발명은 폐쇄 유니트(1)의 결함이 예측될 때, 냉각수 온도의 실제 온도 추이가 저장된 모델 추이와 일치하지 않는다는 것을 전제로 한다. 상기 예측을 검증하기 위해서 폐쇄 유니트(1)가 의도적으로 제어됨으로써 이로부터 달라진 냉각기류(k)를 기초로 달라진 온도 추이가 얻어져야 한다. 이 때 당연히 주행 조건과 엔진 부하, 또는 엔진 열발생 등이 고려된다.

도 2 의 흐름도에 따르면 우선 포지션(21)에서 센서(6)의 도움으로, 엔진의 저온 시동 여부가 체크된다. 예를 들어 엔진의 온도가 20도 미만이라면, 저온 시동이라 전제된다. 이 경우 포지션(22) 에서 모델 온도(tmod)는 메모리(8)로부터 꺼내져서 측정된 엔진온도(tmot)와 비교된다.

저온 시동의 경우 포지션(23)에서, 시점(t1) 에서 모델온도(tmod)와 엔진 온도(tmot)사이의 온도차(dt)가 형성된다. 상기 온도차(dt)가 해당 온도 허용 오차 범위를 표시하는 정해진 두 한계값 S11과 S12 사이에 위치한다면, 그 값은 문제가 없는 것이다(포지션 24). 이 경우에는, 폐쇄 유니트(1)이 제대로 작동하고 있다고 전제될 수 있다. 상기 경우 프로그램은 포지션(21)로 되돌아가며 온도 측정부터 다시 시작한다. 이와는 달리 온도차(dt)가 두 한계값 S11과 S12의 밖에 있다면 폐쇄 유니트가 열려있다고 전제된다(포지션 25). 상기 경우에는 포지션(26)에 따라 플랩이 제어장치(7)에 따라 조절되어 예를 들면 일정한 각 만큼 조정되거나 완전히 닫힌다. 포지션(27)에서, 시점(t2)에서 모델 온도(tmod)와 엔진온도(tmot) 사이의 온도차(dt)가 다시 형성된다. 만약 포지션 28에 따라 온도차(dt)가 제 2 한계값 S21과 S22사이에 위치한다면, 폐쇄 유니트가 제대로 작동하고 있으며 에러가 없는것으로 전제된다. 상기 경우에는 프로그램이 다시 포지션 21로 돌아간다.

다른 경우에, 만약 온도차(dt)가 두 한계값 S21과 S22 밖에 위치한다면, 폐쇄 유니트(1)가 작동되지 않는 것으로 전제된다. 이러한 경우에는 프로그램이 열려있는 플랩을 에러로 인식한다(포지션 29). 상기 상태는 예를 들어 계기판에 있는 디스플레이에 나타나며 이로써 운전자는 냉각시스템이 제대로 작동하고 있지 않다는 것을 인식하게 된다. 대안적으로 상기 에러가 에러 메모리에 저장됨으로써, 공장에서 서비스를 받을 경우 진단될 수 있다.

도 3은 모델 온도(tmod)와 엔진 온도(tmot), 온도차(dt)의 형성을 위한 블록 회로도를 도시한다. 자동차에 대해, 엔진과 주행의 모든 가변적 파라미터들이 고려되는 온도 모델(31)이 형성된다. 예를 들면 엔진의 입력 회전수, 플랩 개방을 위한 제어값, 엔진 부하나 회전 모멘트, 기온(t_L)과 자동차 속도가 해당 입력부(35 부터 38)에 입력된다. 상기 데이타들은 해당 센서의 도움으로 미리 주어지므로 온도모델(31)의 형성을 위해 고려될 수 있다. 출력측에 모델 온도(tmod)가 제공된다. 상기 모델온도(tmod)는 감산기(33)에 주어진다. 상기 감산기(33)는 예를 들면 센서(6)로 부터 단자(39)를 통해 공급된 측정 온도를(tmot)를 감한다. 감산기(33)는 출력측에 온도차(dt)를 제공한다(포지션 32). 상기 온도차(dt)는 비교기(34)로 들어가며, 한계값 S11, S12, S21, S22 도 입력부(40)를 지나 비교기(34)에 공급된다. 상기 비교기(34)는 온도차(dt)를 한계값(S)의 허용 오차 범위와 비교하고 상응하는 출력신호를 단자(41)에 출력한다. 이러한 출력 신호는 후속 처리를 위해 제공된다.

플랩이 닫혀져 끼어있다고 진단될 수 있다. 이 경우 온도 추이는 플랩의 제어나 개방 후 척도로서 사용된다. 플랩의 제어 후 엔진 온도(tmot)가 모델 온도(tmod)보다 더 높게 상승한다면(시점 t3에서 dt〉S31 이고 dt〈 S32), 플랩은 닫혀져서 끼어 있다고 추측된다. 플랩을 한번 더 제어한 후에도 그러하다면, 플랩은 사실상 닫혀져 있고 끼어 있다고 전제된다.

플랩을 제어하고 온도 tmot와 tmod를 비교하는 것은(결함을 미리 예측하지 않고) 순수하게 검사를 목적으로 이루어질 수도 있다. 이것은 일정한 엔진 구동에서, 예를 들면 공회전 상태에서 이루어 지는 것이 바람직하다.

Claims (9)

1. 내연기관의 작동 파라미터를 최적화 하기 위한, 냉각기류(K)용 폐쇄유니트, 엔진 온도(tmot)의 감지를 위한 센서(6) 및 상기 엔진 온도(tmot)에 따라 폐쇄 유니트(1)를 작동시키기 위한 제어장치(7)를 포함하는 자동차용 냉각시스템에 있어서,

   상기 제어장치(7)는 시간에 따른 냉각수 온도 추이를 검출하여 미리 정해진 모델 추이와 비교하고 모델 추이(tmod)와 냉각수 온도 추이(tmot) 사이 온도차(dt)의 시간에 따른 변화로 부터 폐쇄 유니트의 에러를 검출하는 것을 특징으로 하는 냉각 시스템.
2. 제 1 항에 있어서, 시간에 따른 모델 온도(tmod)와 냉각수 온도(tmot)의 온도차(dt) 변화가 정해진 허용 오차 범위(S11, S12)를 벗어날 경우 상기 제어장치(7)는 폐쇄 유니트의 에러를 검출하는 것을 특징으로 하는 냉각시스템.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 제어장치는 에러의 검출 시 폐쇄 유니트(1)를 주어진 각 만큼 제어하고 후속해서 정해진 시간 간격 동안 온도 추이와 모델 추이를 비교하는 것을 특징으로 하는 냉각 시스템.
4. 제 3 항에 있어서, 발생한 온도 추이는 두번째 허용 오차 범위(S21, S22)와비교되고 개연성에 대해 체크되는 것을 특징으로 하는 냉각 시스템.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 하나의 자동차/엔진 타입에 대한 냉각수 온도의 모델 추이가 경험적으로 검출될 수 있는 것을 특징으로 하는 냉각 시스템.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 모델 추이는 제어 장치(7)의 불휘발성 메모리(8)에 저장되거나 또는 불휘발성으로 저장되어 있는 파라미터들로 부터 계산되는 것을 특징으로 하는 냉각 시스템.
7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 폐쇄 유니트(1)는 하나의 플랩을 가지고 있는 것을 특징으로 하는 냉각 시스템.
8. 제 1 항 내지 제 7 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 폐쇄 유니트는 하나의 셔터를 가지고 있는 것을 특징으로 하는 냉각 시스템.
9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 폐쇄 유니트(1)는 일정한 엔진 동작 동안, 특히, 정지된 자동차의 공회전시 제어되는 것을 특징으로 하는 냉각 시스템.