KR20050088583A - 자동차용 오일쿨러의 오일온도 조절시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차용 오일쿨러의 오일온도 조절시스템에 관한 것으로서, 엔진의 운전 조건 변화에 따라 적정 온도의 오일을 유지하기 위하여 오일쿨러의 용량을 변화시켜 최적의 오일온도 조건을 얻을 수 있는 발명에 관한 것이다.

이를 실현하기 위하여, 엔진오일의 온도를 검출하는 오일온도센서와, 상기 오일온도센서로부터 검출된 신호를 입력신호로 하여 그 검출된 신호에 따라 솔레노이드 밸브에 제어신호를 출력하는 ECU와, 각 층마다 배치되어 상기 밸브 제어신호에 따라 각각 선택적으로 냉각수를 차단 또는 통과시키는 솔레노이드 밸브로 이루어져 오일쿨러 내의 냉각수량을 조절하여 적정 오일온도를 유지함으로써, 엔진 내구성을 향상시킴은 물론, 오일 수명의 증가를 도모할 수 있는 자동차용 오일쿨러의 오일온도 조절시스템을 제공하고자 한다.

Description

자동차용 오일쿨러의 오일온도 조절시스템{System for adjusting oil-temperature of oil-cooler for automobile}

본 발명은 자동차용 오일쿨러의 오일온도 조절시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 엔진의 운전 조건 변화에 따라 적정 온도의 오일을 유지하기 위하여 오일쿨러의 냉각수량을 변화시켜 최적의 오일온도 조건을 얻을 수 있는 자동차용 오일쿨러의 오일온도 조절시스템에 관한 것이다.

일반적으로, 자동차의 엔진은 흡기장치, 배기장치, 연료장치, 냉각장치 등으로 이루어져 있으며, 구동력을 발생시켜 차량의 주행이 이루어지도록 하는 것이다.

상기 엔진은 휘발유 등을 주 연료로 사용하며, 이를 점화장치를 통해 점화시킴으로서 구동력을 발생시키는 점화기관과, 공기를 고압으로 압축시킨 후 경유 등의 연료를 분사하여 착화를 발생시킴으로서 구동력을 발생시키는 압축 착화기관 등으로 구분된다.

상기 점화기관의 경우에는 승용차 등의 소형차량에 널리 이용되는 반면에 압축 착화기관은 버스나 화물 차량 등의 대형 차량에 이용되고 있다.

상기와 같이, 대형 차량에 사용되는 엔진은 대체로 고용량이기 때문에 출력이 크게 된다.

그리고, 출력이 큰 만큼 엔진이 과열되기 쉬우므로 엔진의 일측에 오일쿨러가 장착된다.

상기 오일 쿨러는 순환되는 배관의 외부 또는 내부에 냉각수를 순환시켜 엔진오일을 냉각하게 되는 바, 오일온도에 관계없이 최초 설계시 고려된 냉각 용량만으로 오일 냉각을 수행한다.

그런데, 시간에 따라 변화하는 엔진 작동 상태에 따라 오일 온도가 유동적으로 변화하기 때문에 엔진 운전 조건에 연동하여 오일온도를 유연하게 조절할 수 있는 시스템이 필요하다.

하지만, 종래의 오일쿨러는 고정된 냉각용량의 냉각 성능으로 인하여 유연한 조절이 불가능한 문제점이 있다.

그로 인하여, 과냉각시에는 엔진오일의 점도가 증가하여 마모, 마찰 등과 같은 엔진 내구성에 심각한 타격을 주어 연비가 저하되고, 배출하는 매연이 악화되는 한편, 저냉각시에는 엔진오일의 점도가 감소하여 오일 내 침전물이 생성되므로 그로 인하여 오일수명이 저하되고, 엔진 내구성에 심각한 타격을 주는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명한 것으로서, 엔진오일의 온도를 검출하는 오일온도센서와, 상기 오일온도센서로부터 검출된 신호를 입력신호로 하여 그 검출된 신호에 따라 솔레노이드 밸브에 제어신호를 출력하는 ECU와, 각 층마다 배치되어 상기 밸브 제어신호에 따라 각각 선택적으로 냉각수를 차단 또는 통과시키는 솔레노이드 밸브로 이루어져 오일쿨러 내의 냉각수량을 조절하여 적정 오일온도를 유지함으로써, 엔진 내구성을 향상시킴은 물론, 오일 수명의 증가를 도모할 수 있는 자동차용 오일쿨러의 오일온도 조절시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

이하, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 대해 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 각각의 엔진오일 및 냉각수 라인이 유입 및 배출라인을 통해 서로 순환하는 행배열 형태의 다층구조로 이루어진 자동차용 오일쿨러에 있어서,

엔진오일의 온도를 검출하는 오일온도센서(11)와;

상기 오일온도센서(11)로부터 검출된 신호를 입력신호로 하여 그 검출된 신호에 따라 솔레노이드 밸브(13)에 제어신호를 출력할 수 있는 ECU(12)와;

각 층마다 배치되어 상기 밸브 제어신호에 따라 각각 선택적으로 냉각수를 차단 또는 통과시키는 솔레노이드 밸브(13)로 이루어진 것을 특징으로 한다.

특히, 상기 ECU(12)는 엔진오일의 온도가 그 ECU(12)의 설정온도와 비교하여 낮을 경우, 저층의 솔레노이드 밸브(13)를 구동시키는 한편, 엔진오일의 온도가 ECU(12)의 설정온도와 비교하여 높을 경우, 고층의 솔레노이드 밸브(13)를 구동시키는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 구성에 대해 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 일반적인 자동차용 오일쿨러의 냉각원리를 나타내는 개략도이고, 도 2a는 본 발명에 따른 저부하 냉각시의 자동차용 오일쿨러의 오일온도 조절시스템의 동작을 나타내는 구체도이며, 도 2b는 본 발명에 따른 고부하 냉각시의 자동차용 오일쿨러의 오일온도 조절시스템의 동작을 나타내는 구체도이다.

또한, 도 3은 본 발명에 따른 자동차용 오일쿨러의 오일온도 조절시스템의 매핑을 나타내는 블록도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 오일쿨러(10)는 공지된 기술로서, 행(行) 배열 형태로 이루어진 다층구조로 이루어져 있는 바, 각각의 엔진오일 및 냉각수 라인이 장시간의 반복적인 엔진 작동시, 유입 및 배출라인을 통해 서로 순환하도록 되어 있으며, 이러한 순환 작용으로 상기 엔진오일을 냉각시키도록 되어 있다.

이때, 과열된 엔진오일의 열이 순환하는 냉각수로 열전달이 이루어져 엔진오일 및 냉각수가 열평형 상태에 도달하게 되는 바, 상기 냉각수가 이 열을 흡수하여 엔진오일의 냉각이 이루어지게 된다.

또한, 상기 엔진오일과 냉각수는 서로 동일한 방향으로 흐르도록 함으로서 엔진오일의 냉각효과를 더욱 극대화시킬 수 있게 된다.

이러한 구조로 이루어진 본 발명에 따른 자동차용 오일쿨러(10)에 있어서, 시간에 따라 변화하는 엔진 작동 상태에 따라 오일온도가 유동적으로 가변될 수 있도록 오일쿨러(10)의 냉각수량을 결정하는 바, 도 2a와 도 2b에 도시된 바와 같이, 오일온도에 따라 냉각수의 유동을 차단시키거나 통과시키게 된다.

이를 실현하기 위하여, 엔진오일의 온도를 검출하는 오일온도센서(11)와, 상기 오일온도센서(11)로부터 검출된 신호를 입력신호로 하여 그 검출된 신호에 따라 솔레노이드 밸브(13)에 제어신호를 출력할 수 있는 ECU(12)와, 각 층마다 배치되어 상기 밸브 제어신호에 따라 각각 선택적으로 냉각수를 차단 또는 통과시키는 솔레노이드 밸브(13)로 이루어진 오일온도를 조절하는 시스템이 구성되어 있다.

이와 같이 상기 오일쿨러(10)에 있어서, 상기 오일온도센서(11)에 의해 작동하는 각각의 솔레노이드 밸브(13)를 각각의 냉각수 라인에 적용하며, ECU(12)에 설정된 엔진오일의 설정 온도에 대한 솔레노이드 밸브(13)의 작동 관계는 상기 오일쿨러(10)의 냉각용량을 결정하게 되며, 이는 오일쿨러(10)에서의 엔진오일 및 냉각수의 총 교환열량을 변화시켜 적정 오일온도를 유지시킬 수 있게 된다.

예를 들어 설명하자면, 도 2a에 도시된 바와 같이, 저부하 냉각시 즉, 저온의 엔진오일이 오일쿨러(10)를 순환할 경우, 상기 ECU(12)에 설정된 엔진오일의 설정온도에 따라 k-2번째 솔레노이드 밸브(13)가 작동하게 되며, 이로 인하여 냉각수가 흐르는 오일쿨러의 냉각수 라인은 k-2번째까지만 허용 가능하게 되는 한편, 도 2b에 도시된 바와 같이, 고부하 냉각시 즉, 고온의 엔진오일이 오일쿨러(10)를 순환할 경우, 상기 ECU(12)에 설정된 엔진오일의 설정온도에 따라 k번째 솔레노이드 밸브(13)가 작동하게 되며, 이로 인하여, 냉각수가 흐르는 오일쿨러의 냉각수 라인은 k번째까지 허용 가능하게 되며, 이에 따라 오일쿨러의 냉각라인을 순환하는 냉각수량을 각각 선택적으로 결정하게 된다.

한편, 본 발명에 따른 바람직한 구현예에 있어서, 상기 엔진오일 및 냉각수의 총 교환열량의 측정을 도출해 내기 위해 다음과 같은 식을 유도해 낼 수 있다.

상기 는 j번째 한 쌍의 냉각수/엔진 오일층에서, 고온의 엔진오일에서 저온 냉각수로의 전달열량을 나타낸다.

여기서, j=1~k

k:냉각수 및 엔진 오일층으로 이루어진 한 쌍의 총단수이다.

따라서, 상기 냉각수와 엔진 오일층 단수에 따라 오일쿨러(10)의 냉각용량이 결정되며, 여기서 오일쿨러(10)에 대한 층구조의 층수는 솔레노이드 밸브(13)를 통해 조절하게 되는 바, 이는 다시 말해서 상기 오일쿨러(10)의 용량 변화를 유도하여 냉각 성능을 조절하게 되고, 이를 통하여 최적의 오일온도 조건을 도출함으로써, 오일 퀄리티(quality)를 유지하며, 궁극적으로는 엔진 내구성을 증대시키게 된다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 자동차용 오일쿨러의 오일온도 조절시스템에 의하면, 엔진의 운전 조건 변화에 따라 적정 온도의 오일을 유지함으로써, 엔진 내구성을 향상시킴은 물론, 오일 수명의 증가를 도모할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 일반적인 자동차용 오일쿨러의 냉각원리를 나타내는 개략도,

도 2a는 본 발명에 따른 저부하 냉각시의 자동차용 오일쿨러의 오일온도 조절시스템의 동작을 나타내는 구체도,

도 2b는 본 발명에 따른 고부하 냉각시의 자동차용 오일쿨러의 오일온도 조절시스템의 동작을 나타내는 구체도,

도 3은 본 발명에 따른 자동차용 오일쿨러의 오일온도 조절시스템의 매핑을 나타내는 블록도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 오일쿨러 11 : 오일온도센서

12 : ECU 13 : 솔레노이드 밸브

20 : 엔진오일 유동방향 30 : 냉각수 유동방향

Claims (3)

1. 각각의 엔진오일 및 냉각수 라인이 유입 및 배출라인을 통해 서로 순환하는 행배열 형태의 다층구조로 이루어진 자동차용 오일쿨러에 있어서,

   엔진오일의 온도를 검출하는 오일온도센서(11)와;

   상기 오일온도센서(11)로부터 검출된 신호를 입력신호로 하며 상기 검출된 신호에 따라 솔레노이드 밸브(13)에 제어신호를 출력할 수 있는 ECU(12)와;

   각 층마다 배치되어 상기 밸브 제어신호에 따라 각각 선택적으로 냉각수를 차단 또는 통과시키는 솔레노이드 밸브(13)로 이루어진 것을 특징으로 하는 자동차용 오일쿨러의 오일온도 조절시스템.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 ECU(12)는 엔진오일의 온도가 그 ECU(12)의 설정온도와 비교하여 낮을 경우, 저층의 솔레노이드 밸브(13)를 구동시키는 것을 특징으로 하는 자동차용 오일쿨러의 오일온도 조절시스템.
3. 청구항 1에 있어서, 상기 ECU(12)는 엔진오일의 온도가 그 ECU(12)의 설정온도와 비교하여 높을 경우, 고층의 솔레노이드 밸브(13)를 구동시키는 것을 특징으로 하는 자동차용 오일쿨러의 오일온도 조절시스템.