KR20020090565A - 자동차의 흡기장치 및 흡기온도제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 자동차의 흡기장치 및 흡기온도 제어방법은 엔진룸의 예열된 공기를 흡기관으로 안내하는 연결파이프와 연결파이프를 개폐하는 조절밸브와 조절밸브의 개도량을 조절하는 제어부로 구성되어, 엔진의 연소실로 공급되는 공기의 온도가 적정수준을 유지하도록 외부공기와 엔진룸의 예열된 공기가 흡기관에서 적절히 혼합된 다음 엔진의 연소실로 공급되므로 혹한기에 스로틀 밸브가 결빙되어 오작동되는 것을 방지할 뿐만 아니라, 엔진의 연소실로 공급되는 공기의 온도에 따라 엔진의 체적효율이 감소되어 엔진의 성능이 저하되는 것을 방지할 수 있다.

Description

자동차의 흡기장치 및 흡기온도제어방법{An intake apparatus and intaking air-temperature control method of automobile}

본 발명은 자동차의 흡기장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 흡기관을 통해 스로틀 바디로 흡입되는 공기의 온도가 적정수준을 유지하도록 하는 자동차의 흡기장치에 관한 것이다.

일반적으로 자동차의 흡기장치는 외부 공기를 흡입하는 흡입관(2)과, 상기 흡입관(2)을 통해 흡입된 외부 공기의 불순물을 걸러주는 에어 필터(4)와, 상기 에어 필터(4)를 통과한 공기의 양을 체크하는 에어 플로미터(미도시)와, 흡입된 공기를 엔진에 필요한 만큼만 공급되도록 흡입 공기량을 조절하는 스로틀 밸브(6a)가 설치된 스로틀 바디(6)와, 상기 스로틀 바디(6)를 통과한 공기가 일시 저장되어 흡기 맥동이 감소되는 서지 탱크(8)와, 상기 서지 탱크(8)와 엔진의 연소실(20)을 연결하는 흡기 매니폴드(10)를 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 스로틀 바디(6)는 상기 서지 탱크(8)와 흡기관(2) 사이에서 압력차를 발생시키므로 상기 스로틀 바디(6)를 통과한 공기는 단열 팽창하면서 대기온보다 온도가 낮아진다.

따라서, 혹한기에는 찬 공기에 의해 상기 스로틀 밸브(6a)가 결빙되어 정상적인 개도되지않아 사고가 발생될 우려가 있는데, 이를 방지하기 위해 상기 스로틀 바디(6)에는 온수회로(30)가 설치된다.

상기 온수회로(30)는 엔진의 과열을 방지하는 워터재킷(22)의 일측과 연결되어 상기 엔진에서 발생된 열을 흡수한 냉각수 파이프(30a)가 상기 스로틀 바디(6)를 우회하도록 설치된 것으로서 상기 엔진에서 발생된 열을 흡수한 냉각수에 의해상기 스로틀 밸브(6a)가 결빙되는 것을 방지한다.

그러나, 상기와 같이 구성된 온수회로는 항상 스로틀 바디에 열을 공급하므로 대기온이 상온 이상인 경우에는 엔진으로 공급되는 공기의 온도가 적정수준보다 높아져 오히려 연소실의 체적효율을 감소시킴으로써 엔진의 성능을 저하시키는 문제점이 있다.

또한, 냉각수 파이프가 상기 스로틀 바디에 우회되어 설치되기 때문에 엔진측의 외관상 문제가 발생되며, 상기 냉각수 파이프와 스로틀 바디의 연결부분에서 냉각수가 누수될 우려가 있다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 스로틀 밸브의 결빙을 방지할 뿐만 아니라 스로틀 바디를 통과하여 엔진의 연소실로 공급되는 공기의 온도가 항상 적정수준을 유지하도록 하는 자동차의 흡기장치를 제공하는 데 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 자동차의 흡기장치 구성도,

도 2는 본 발명에 따른 자동차의 흡기장치 구성도,

도 3은 도 2에 따른 'A'의 확대도,

도 4는 본 발명에 따른 자동차의 흡기온도 제어방법을 나타낸 순서도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

42 : 흡기관46 : 스로틀 바디

50 : 엔진62 : 연결파이프

64 : 조절밸브64a : 힌지축

64b : 밸브판70 : ECU

상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명의 자동차의 흡기장치는 외부 공기를 흡입하여 엔진의 연소실로 공급하는 흡기관과, 상기 흡기관에 설치되어 엔진의 연소실로 공급되는 공기량을 조절하는 스로틀 밸브가 설치된 스로틀 바디와, 일단이 상기 흡기관에 연통되어 엔진룸의 예열된 공기를 상기 흡기관으로 안내하는 연결파이프와, 상기 연결파이프에 설치되어 상기 흡기관으로 유입되는 엔진측의 따뜻한 공기량을 조절하는 조절밸브와, 상기 스로틀 바디로 흡입되는 공기의 온도가 적정수준을 유지하도록 상기 조절밸브의 개도량을 제어하는 제어부로 구성된 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예를 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 자동차의 흡기장치는 외부 공기를 흡입하여 엔진의 연소실(50)로 공급하는 흡입관(42)과, 상기 흡입관(42)을 통해 흡입된 외부 공기의 불순물을 걸러주는 에어 필터(44)와, 흡입된 공기를 엔진에 필요한 만큼만 공급되도록 흡입 공기량을 조절하는 스로틀 밸브(46a)가 설치된 스로틀 바디(46)와, 상기 스로틀 바디를 통과한 공기를 일시 저장하여 공기의 맥동을 제거하는 서지탱크(48)를 포함하여 구성된다.

그리고, 일단은 상기 흡기관(42)과 연통되고 타단은 엔진룸(50)측에 개방되어 상기 엔진룸(50)의 예열된 공기를 상기 흡기관(42)으로 안내하는 연결파이프(62)와, 상기 연결파이프(62)의 내측에 설치되어 상기 흡기관(42)으로 안내되는 엔진(50)측의 따뜻한 공기량을 조절하는 조절밸브(64)와, 상기 스로틀 바디(46) 및 엔진의 연소실(50)로 흡입되는 공기의 온도를 적정수준으로 유지하도록 상기 조절밸브(64)의 개도량을 제어하는 제어부를 더 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 연결파이프(62)는 상기 흡기관(42)에 설치된 에어필터(44)의 선단측 흡기관(42)과 연통되도록 설치되어 상기 흡기관(42)을 통해 흡입된 외부 공기와 함께 엔진(50)측 따뜻한 공기의 불순물이 상기 에어필터(44)에서 걸려지도록 한다.

상기 조절밸브(64)는 상기 연결파이프(62) 축의 직각방향으로 관통되어 상기제어부에 의해 회전되는 힌지축(64a)과, 상기 힌지축(64a)에 연결되고 상기 연결파이프(62)에 내접되어 상기 힌지축(64a)이 회전되면 상기 연결파이프(62)를 개도 및 차단시키는 밸브판(64b)으로 구성된다.

상기 제어부는 상기 스로틀 바디(46)에 위치되어 흡입 공기량 및 흡기 온도를 검출하는 에어플로우 센서(46b)와, 상기 에어플로우 센서(46b)의 신호를 입력받아 상기 힌지축(64a)을 회전시키는 ECU(70)로 구성된다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 자동차의 흡기온도 제어방법을 다음에서 설명한다.

먼저 엔진이 시동되면(s10), ECU(70)에 입력된 정보에 의해 조절밸브가 개도되어 엔진룸(50)의 예열된 공기가 상기 연결파이프(62)를 통해 흡기관(42)으로 흡입된다(s11).

그리고, 상기 엔진룸(50)의 예열된 공기와 외부공기는 상기 흡기관(42)에서 혼합되어 스로틀 바디(46) 및 엔진(50)의 연소실로 흡입되고 스로틀 바디(46)에 위치된 에어플로우 센서(46b)에서 상기 흡입된 공기의 온도를 검출하여 ECU(70)로 정보를 보낸다(s12).

상기 에어플로우 센서(46b)로부터 정보를 받은 ECU(70)에서는 흡기 온도와 엔진의 연소실(50)로 분사되기에 적절한 설정 온도를 비교하여(s13), 흡기 온도가 설정 온도보다 높으면 조절밸브(64)의 개도량이 일정치 증가되도록 조절밸브(64)의 힌지축(64a)을 회전시킨다(s15, s17).

또는 흡기 온도가 설정 온도보다 낮다고 ECU(70)에서 판단되면 상기 조절밸브(64)의 개도량이 일정치 감소되도록 상기 조절밸브(64)의 힌지축(64a)을 회전시킨다(s14, s16).

다음으로 엔진이 작동중인지 아닌지를 판단하여 엔진이 작동중이면 일정시간이 지난 다음 다시 에어플로우 센서(46b)에서 스로틀 바디(46)를 통과하는 공기의 온도를 측정하여 조절밸브(64)의 개도량을 일정치 증가 또는 감소시키고, 엔진이 정지상태이면 정지되기 전에 조정된 조절밸브(64)의 개도량을 ECU(70)에 입력한다.

상기한 바와 같이 ECU(70)에 입력된 정보는 엔진의 재시동시 조절밸브(64)의 초기 개도량을 결정하는데 이용된다.

따라서, 상기와 같이 구성되고 작용되는 본 발명에 따른 자동차의 흡기장치 및 흡기온도 제어방법은 엔진룸의 예열된 공기를 흡기관으로 안내하는 연결파이프와, 상기 연결파이프를 개폐하는 조절밸브와 상기 조절밸브의 개도량을 조절하는 제어부로 구성되어, 엔진의 연소실로 공급되는 공기의 온도가 적정수준을 유지하도록 외부공기와 엔진룸의 예열된 공기가 상기 흡기관에서 적절히 혼합된 다음 엔진의 연소실로 공급되므로 혹한기에 스로틀 밸브가 결빙되어 오작동되는 것을 방지할 뿐만 아니라, 엔진의 연소실로 공급되는 공기의 온도에 따라 엔진의 체적효율이 감소되어 엔진의 성능이 저하되는 것을 방지할 수 있는 이점이 있다.

Claims (7)

1. 외부 공기를 흡입하여 엔진의 연소실로 공급하는 흡기관과, 상기 흡기관에 설치되어 엔진의 연소실로 공급되는 공기량을 조절하는 스로틀 밸브가 설치된 스로틀 바디와, 일단이 상기 흡기관과 연통되어 엔진룸에서 예열된 공기가 상기 흡기관으로 유입되도록 하는 연결파이프와, 상기 연결파이프에 설치되어 상기 흡기관으로 유입되는 공기의 온도가 낮은 경우 상기 연결파이프를 개방시키는 조절밸브를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 자동차의 흡기장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 스로틀 바디로 흡입되는 흡입 공기의 온도를 측정하여 상기 흡입 공기의 온도가 적정수준을 유지하도록 상기 조절밸브의 개도량을 제어하는 제어부를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 자동차의 흡기장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 제어부는 상기 스로틀 바디에 위치되어 흡기온도를 검출하는 에어플로우 센서와, 상기 에어플로우 센서의 신호를 입력받아 상기 조절밸브의 개도량을 제어하는 ECU로 구성된 것을 특징으로 하는 자동차의 흡기장치.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 조절밸브는 상기 연결파이프 축의 직각방향으로 관통된 힌지축과, 상기 힌지축에 연결되고 상기 연결파이프에 내접된 밸브판으로 구성된 것을 특징으로 하는 자동차의 흡기장치.
5. 엔진이 시동되면 흡기관을 통해 엔진의 연소실로 공급되는 흡기온도를 측정하는 제1 단계와, 상기 제1 단계에서 측정된 흡기온도가 설정온도보다 낮으면 엔진룸의 예열된 공기를 상기 흡기관으로 유도하는 연결파이프에 설치된 조절밸브를 개방시켜 엔진룸의 예열된 공기를 상기 흡기관으로 공급하고, 측정된 흡기온도가 설정온도보다 높으면 상기 조절밸브를 폐쇄시켜 상기 흡기관으로 엔진룸의 예열 공기가 공급되는 것을 차단하는 제 2단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차의 흡기온도 제어방법.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 제2 단계는 상기 조절밸브의 개방시에는 상기 조절밸브의 개도량을 일정량씩 증가시키고, 상기 조절밸브의 폐쇄시에는 상기 조절밸브의 개도량을 일정량씩 감소시키는 것을 특징으로 하는 자동차의 흡기온도 제어방법.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 자동차의 흡기온도 제어방법은 상기 제 2단계에서 엔진 오프전에 결정된 조절밸브의 개도량에 의해 재시동시 상기 조절밸브가 개도될 수 있도록 상기 개도량을 ECU에 입력하는 제3 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차의 흡기온도 제어방법.