KR20130074579A - 에어 덕트 개폐장치 및 그 제어방법 - Google Patents

에어 덕트 개폐장치 및 그 제어방법 Download PDF

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    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • F16D65/00—Parts or details
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Abstract

본 발명은 브레이크 디스크의 냉각효율을 향상시킨 수 있는 에어 덕트 개폐장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 에어 덕트 개폐장치는, 범퍼에 형성되어 브레이크를 냉각시키기 위한 공기가 유입되는 에어 덕트의 흡입구; 상기 브레이크를 선택적으로 냉각시키도록 상기 흡입구를 선택적으로 개폐시키는 커버; 상기 커버를 작동시키는 작동부; 및 상기 작동부를 제어하는 제어유닛;을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 에어 덕트 개폐장치 제어방법은, 범퍼에 형성되어 브레이크를 냉각시키기 위한 공기가 유입되는 에어 덕트의 흡입구, 상기 브레이크를 선택적으로 냉각시키도록 상기 흡입구를 선택적으로 개폐시키는 커버, 상기 커버를 작동시키는 작동부 및 상기 작동부를 제어하는 제어유닛을 포함하는 에어 덕트 개폐장치에 있어서, 차량이 시동되었는지 판단하는 단계; 차량이 주행 중인지 판단하는 단계; 브레이크 작동 빈도가 설정치보다 큰지 판단하는 단계; 상기 커버를 작동시켜 상기 흡입구를 개방시키는 단계; 및 상기 커버를 작동시켜 상기 흡입구를 폐쇄시키는 단계; 를 포함할 수 있다.

Description

에어 덕트 개폐장치 및 그 제어방법{AIR DUCT OPEN AND SHUT DEVICE AND CONTROL METHOD THEREOF}
본 발명은 에어 덕트 개폐장치 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 브레이크 디스크의 냉각효율을 향상시킨 수 있는 에어 덕트 개폐장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.
일반적으로, 에어 덕트는 공기의 통로로써, 공기를 흡입하는 흡입구에서 필요한 개소까지 공기를 유도하기 위한 파이프를 말한다. 이러한 에어 덕트에는 엔진에 흡입되어 공기를 유도하는 에어 덕트 혹은 브레이크를 냉각시키기 위한 브레이크 에어 덕트 등이 있다.
상기 브레이크 에어 덕트는 주로 전륜 브레이크 차량에서 전면 범퍼에 흡입구가 형성되어 공기를 흡입함으로써, 브레이크 디스크 또는 브레이크 드럼을 냉각시키도록 구성된다.
상기 브레이크 디스크 또는 브레이크 드럼의 냉각이 원활히 수행되지 않으면, 디스크 또는 드럼에서 고온의 열이 발생됨에 따라 저더(judder) 및 브레이크 페이드(fade) 현상을 초래한다. 여기서 저더는 디스크 마찰면의 마찰력이 일정하지 않음으로써 진동 및 소음이 발생되는 현상을 말한다. 또한, 브레이크 페이드 현상은 디스크의 온도가 상승함에 따라 마찰계수가 감소함으로써 브레이크의 성능이 저하되는 현상을 말한다.
또한, 상기 저더 및 브레이크 페이드 현상을 방지하기 위한 종래의 에어덕트에서는 공기를 흡입하는 흡입구가 항시 개방됨에 따라 공력계수가 상승함으로써, 연비가 저하되는 단점이 있었다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 브레이크 디스크 또는 브레이크 드럼의 냉각이 원활히 수행되면서도 연비 저하를 방지할 수 있는 에어 덕트 개폐장치 및 그 제어방법을 제공하는 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 에어 덕트 개폐장치는, 범퍼에 형성되어 브레이크를 냉각시키기 위한 공기가 유입되는 에어 덕트의 흡입구; 상기 브레이크를 선택적으로 냉각시키도록 상기 흡입구를 선택적으로 개폐시키는 커버; 상기 커버를 작동시키는 작동부; 및 상기 작동부를 제어하는 제어유닛;을 포함할 수 있다.
상기 커버의 작동 방향을 유도하는 가이드를 더 포함할 수 있다.
상기 가이드는 상기 커버의 폭에 대응되도록 평행하게 배치된 한 쌍의 레일로 형성되고, 상기 커버의 일단 및 타단은 상기 가이드에 접촉되어 그 길이방향으로 작동됨으로써 흡입구를 개폐시킬 수 있다.
상기 흡입구가 완전히 개방되거나 폐쇄될 경우 상기 커버의 작동이 멈추도록 배치되고, 상기 커버가 상기 가이드에서 이탈되는 것을 방지하도록 구비되는 스토퍼를 더 포함할 수 있다.
상기 작동부는, 모터; 상기 모터의 회전에 의해 회전되도록 연결되는 기어; 를 포함하되, 상기 커버의 일면에는 상기 기어의 기어치에 대응되도록 배열된 산과 골이 형성됨으로써, 상기 모터의 회전에 의해 상기 커버를 작동시킬 수 있다.
상기 제어유닛은 상기 모터를 제어할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 에어 덕트 개폐장치 제어방법은, 범퍼에 형성되어 브레이크를 냉각시키기 위한 공기가 유입되는 에어 덕트의 흡입구, 상기 브레이크를 선택적으로 냉각시키도록 상기 흡입구를 선택적으로 개폐시키는 커버, 상기 커버를 작동시키는 작동부 및 상기 작동부를 제어하는 제어유닛을 포함하는 에어 덕트 개폐장치에 있어서, 차량이 시동되었는지 판단하는 단계; 차량이 주행 중인지 판단하는 단계; 브레이크 작동 빈도가 설정치보다 큰지 판단하는 단계; 상기 커버를 작동시켜 상기 흡입구를 개방시키는 단계; 및 상기 커버를 작동시켜 상기 흡입구를 폐쇄시키는 단계; 를 포함할 수 있다.
차량이 시동되고, 차량이 주행 중이며, 브레이크 작동 빈도가 설정치보다 큰 조건이 모두 만족되면, 상기 커버를 작동시켜 상기 흡입구를 개방시킬 수 있다.
차량이 시동되고, 차량이 주행 중이며, 브레이크 작동 빈도가 설정치보다 큰 조건 중 적어도 하나 이상이 만족되지 않으면, 상기 커버를 작동시켜 상기 흡입구를 폐쇄시킬 수 있다.
차량이 시동되었는지에 대한 판단은 ECU에서 엔진의 정보를 전달받음으로써 수행될 수 있다.
차량이 주행 중인지에 대한 판단은 ECU에서 휠 스피드 센서의 정보를 전달받음으로써 수행될 수 있다.
브레이크 작동 빈도가 설정치보다 큰지에 대한 판단은 ESC에서 설정된 시간동안 브레이크의 작동을 카운팅함으로써 수행될 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따르면, 브레이크 디스크 또는 브레이크 드럼의 냉각이 필요한 경우 흡입구가 개방됨에 따라 브레이크 디스크 또는 브레이크 드럼의 냉각이 원활히 수행될 수 있다.
또한, 브레이크 디스크 또는 브레이크 드럼의 냉각이 필요하지 않은 경우 흡입구가 폐쇄됨에 따라 공력계수의 상승에 따른 연비 저하가 방지될 수 있다.
도 1(a)는 본 발명의 실시예에 따른 에어 덕트 개폐장치의 흡입구가 개방된 상태를 도시한 도면이다.
도 1(b)는 도 1(a)의 A-A 방향에서 바라본 단면도이다.
도 2(a)는 본 발명의 실시예에 따른 에어 덕트 개폐장치의 흡입구가 폐쇄된 상태를 도시한 도면이다.
도 2(b)는 도 2(a)의 B-B 방향에서 바라본 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 제어유닛에 차량의 정보를 전달하는 구성요소들의 블록도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 에어 덕트 개폐장치 제어방법의 흐름도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1(a)는 본 발명의 실시예에 따른 에어 덕트 개폐장치의 흡입구가 개방된 상태를 도시한 도면이다. 또한, 도 2(a)는 본 발명의 실시예에 따른 에어 덕트 개폐장치의 흡입구가 폐쇄된 상태를 도시한 도면이다.
도 1(a) 및 도 2(b)에 도시된 바와 같이, 에어 덕트 개폐장치는 커버(20), 가이드(30), 모터(40), 기어(50), 제1,2스토퍼(60, 62) 및 제어유닛(80)을 포함한다. 또한, 에어 덕트 개폐장치는 범퍼(10)에 장착되고. 범퍼(10)에 형성된 흡입구(70)를 선택적으로 개폐시킨다.
흡입구(70)는 브레이크(90)를 냉각시키기 위한 공기가 외부로부터 차량의 내부에 유입되도록 형성된다. 도 1(b) 및 도 2(b)를 참조하면, 차량 내부에 브레이크(90)가 배치된 위치를 개략적으로 알 수 있다.
커버(20)는 브레이크(90)를 선택적으로 냉각시키도록 흡입구(70)를 선택적으로 개폐시킨다. 즉, 흡입구(70)는 커버(20)의 작동에 의해 선택적으로 개폐된다.
가이드(30)는 커버(20)가 흡입구(70)를 개페시키도록 이동되는 방향을 유도하도록 구비된다. 또한, 가이드(30)는 한 쌍의 레일로 형성될 수 있다. 나아가, 상기 한 쌍의 레일은 커버(20)의 폭만큼 이격되어 평행하게 배치된다.
커버(20)의 일단은 상기 레일 중 하나에 접촉되고, 커버(20)의 타단은 상기 레일 중 다른 하나에 접촉된다. 또한, 커버(20)는 평행하게 배치된 상기 한 쌍의 레일의 길이방향을 따라 슬라이딩되도록 구비된다.
모터(40)는 회전력에 의해 커버(20)를 작동시킨다.
기어(50)는 모터(40)의 구동축(42)과 연결됨으로써 모터(40)의 구동에 의해 회전된다. 또한, 기어(50)가 회전됨에 따라 커버(20)가 작동된다.
제1스토퍼(60)는 커버(20)가 흡입구(70)를 폐쇄시킬 경우, 커버(20)의 작동을 멈추게 하도록 구비된다.
제2스토퍼(62)는 커버(20)가 흡입구(70)를 개방시킬 경우, 커버(20)의 작동을 멈추게 하도록 구비된다. 또한, 제1,2스토퍼(60, 62)는 커버(20)가 가이드(30)에서 이탈되는 것을 방지한다.
제어유닛(80)은 모터(40)의 구동을 제어한다. 또한, 제어유닛(80)은 모터 구동축(42)을 선택적으로 양방향 중 한 방향으로 회전시킬 수 있다.
도 1(b)는 도 1(a)의 A-A 방향에서 바라본 단면도이다. 또한, 도 2(b)는 도 2(a)의 B-B 방향에서 바라본 단면도이다.
도 1(b) 및 2(b)에 도시된 바와 같이, 판형상으로 형성된 커버(20)의 일면에는 기어(50)의 외주면에 형성된 기어치와 대응되도록 배열된 복수개의 산과 골이 형성될 수 있다. 즉, 기어(50)가 회전되면, 상기 복수개가 배열된 산과 골이 상기 기어치와 순차적으로 맞물리면서 커버(20)를 이동시킨다. 한편, 도 1(b)에서는 기어(50)가 시계방향으로 회전됨에 따라 커버(20)가 흡입구(70)를 폐쇄시키도록 이동된 것이 도시되었고, 도 2(b)에서는 기어(50)가 반시계방향으로 회전됨에 따라 커버(20)가 흡입구(70)를 개방시키도록 이동된 것이 도시되었다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 제어유닛에 차량의 정보를 전달하는 구성요소들의 블록도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 제어유닛(80)에 차량의 정보를 전달하는 구성요소로써 ECU(82), ESC(84) 및 휠 스피드 센서(86)가 구비된다.
ECU(electronic control unit, 82)는 각종 센서들로부터 정보를 받아서 각종 회로와 장치를 가동시키도록 설계된 반도체 장치이다. 또한, ECU(82)는 차량에 장착되어 엔진 제어, 주행 제어, 브레이크 제어 및 변속기 제어 등에 사용된다. 이러한, ECU(82)는 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자(이하, 당업자)에게 자명하므로 더 이상의 자세한 설명은 생략하기로 한다.
ECU(82)는 엔진으로부터 정보를 전달받아 차량이 시동되었는지 판단한 정보를 제어유닛(80)에 전달한다.
ESC(electronic stability control, 84)는 차량의 전반적인 주행자세를 안정적으로 제어하기 위한 시스템으로써, 기존의 ABS(Anti-lock Brake System)와 TCS(Traction Control System)와 연계하여 운전자가 별도의 제동을 하지 않아도 자동차의 각 휠을 독립적으로 자동 제어해서 자동차의 주행 안정성을 확보하도록 하는 시스템이다. 이러한, ESC(84)는 당업자에게 자명하므로 더 이상의 자세한 설명은 생략하기로 한다.
ESC(84)는 설정된 시간동안 브레이크(90)의 작동 횟수를 카운팅함으로써, 브레이크(90)의 작동 빈도를 계산한다. 또한, 브레이크(90)의 작동 빈도가 설정치보다 큰지 판단한 정보를 제어유닛(80)에 전달한다. 여기서 상기 설정된 시간 및 상기 브레이크(90)의 작동 빈도에 대한 설정치는 당업자에 의해 용이하게 설정될 수 있다.
휠 스피드 센서(86)는 주파수에 의해 각 휠의 속도를 검출하는 장치이다. 또한, ECU(82)는 휠 스피드 센서(86)로부터 휠의 회전에 대한 정보를 전달받아 차량이 주행 중인지 판단한 정보를 제어유닛(80)에 전달한다.
제어유닛(80)은 ECU(82), ESC(84) 및 휠 스피드 센서(86)로부터 전달받은 정보에 따라 흡입구(70)가 선택적으로 개폐되도록 모터(40)의 구동을 제어한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 에어 덕트 개폐장치 제어방법의 흐름도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 에어 덕트 개폐장치의 제어가 시작되면(S100), ECU(82)는 차량이 시동되었는지 판단한다(S110).
차량이 시동되지 않은 것으로 판단되면, 제어유닛(80)은 흡기구(70)를 폐쇄시킨다(S150).
차량이 시동된 것으로 판단되면, ECU(82)는 휠 스피드 센서(86)로부터 휠의 회전에 대한 정보를 전달받아 차량이 주행 중인지 판단한다(S120).
차량이 주행 중이 아닌 것으로 판단되면, 제어유닛(80)은 흡기구(70)를 폐쇄시킨다(S150).
차량이 주행 중인 것으로 판단되면, ESC(84)는 브레이크(90)의 작동 빈도가 설정치보다 큰지 판단한다(S130).
브레이크(90)의 작동 빈도가 설정치보다 크지 않은 것으로 판단되면, 제어유닛(80)은 흡기구(70)를 폐쇄시킨다(S150).
브레이크(90)의 작동 빈도가 설정치보다 큰 것으로 판단되면, 제어유닛(80)은 흡기구(70)를 개방시킨다(S140).
흡기구(70)를 폐쇄시키거나(S150) 개방시킨(S140) 후에는 차량이 시동되었는지 판단하는 단계(S110)부터 다시 수행된다.
즉, 차량이 시동되고, 차량이 주행 중이며, 브레이크(90)의 작동 빈도가 설정치보다 큰 조건이 모두 만족되면, 제어유닛(80)이 모터(40)를 일방향으로 회전시킴에 따라 커버(20)가 작동됨으로써 흡입구(70)를 개방된다. 또한, 차량이 시동되고, 차량이 주행 중이며, 브레이크(90)의 작동 빈도가 설정치보다 큰 조건 중 적어도 하나 이상이 만족되지 않으면, 제어유닛(80)이 모터(40)를 상기 일방향과 반대방향으로 회전시킴에 따라 커버(20)가 작동됨으로써 흡입구(70)가 폐쇄된다.
상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따르면, 브레이크 디스크 또는 브레이크 드럼의 냉각이 필요한 경우 흡입구(70)가 개방됨에 따라 브레이크 디스크 또는 브레이크 드럼의 냉각이 원활히 수행될 수 있다. 또한, 브레이크 디스크 또는 브레이크 드럼의 냉각이 필요하지 않은 경우 흡입구(70)가 폐쇄됨에 따라 공력계수의 상승에 따른 연비 저하가 방지될 수 있다.
이상으로 본 발명에 관한 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.
10: 범퍼
20: 커버
30: 가이드
40: 모터
42: 모터 구동축
50: 기어
60: 제1스토퍼
62: 제2스토퍼
70: 흡입구
80: 제어유닛
82: ESC
84: ECU
86: 휠 스피드 센서
90: 브레이크

Claims (12)

  1. 범퍼에 형성되어 브레이크를 냉각시키기 위한 공기가 유입되는 에어 덕트의 흡입구;
    상기 브레이크를 선택적으로 냉각시키도록 상기 흡입구를 선택적으로 개폐시키는 커버;
    상기 커버를 작동시키는 작동부; 및
    상기 작동부를 제어하는 제어유닛;
    을 포함하는 에어 덕트 개폐장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 커버의 작동 방향을 유도하는 가이드를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 에어 덕트 개폐장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 가이드는 상기 커버의 폭에 대응되도록 평행하게 배치된 한 쌍의 레일로 형성되고,
    상기 커버의 일단 및 타단은 상기 가이드에 접촉되어 그 길이방향으로 작동됨으로써 흡입구를 개폐시키는 것을 특징으로 하는 에어 덕트 개폐장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 흡입구가 완전히 개방되거나 폐쇄될 경우 상기 커버의 작동이 멈추도록 배치되고,
    상기 커버가 상기 가이드에서 이탈되는 것을 방지하도록 구비되는 스토퍼를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 에어 덕트 개폐장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 작동부는,
    모터;
    상기 모터의 회전에 의해 회전되도록 연결되는 기어;
    를 포함하되,
    상기 커버의 일면에는 상기 기어의 기어치에 대응되도록 배열된 산과 골이 형성됨으로써, 상기 모터의 회전에 의해 상기 커버를 작동시키는 것을 특징으로 하는 에어 덕트 개폐장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제어유닛은 상기 모터를 제어하는 것을 특징으로 하는 에어 덕트 개폐장치.
  7. 범퍼에 형성되어 브레이크를 냉각시키기 위한 공기가 유입되는 에어 덕트의 흡입구, 상기 브레이크를 선택적으로 냉각시키도록 상기 흡입구를 선택적으로 개폐시키는 커버, 상기 커버를 작동시키는 작동부 및 상기 작동부를 제어하는 제어유닛을 포함하는 에어 덕트 개폐장치에 있어서,
    차량이 시동되었는지 판단하는 단계;
    차량이 주행 중인지 판단하는 단계;
    브레이크 작동 빈도가 설정치보다 큰지 판단하는 단계;
    상기 커버를 작동시켜 상기 흡입구를 개방시키는 단계; 및
    상기 커버를 작동시켜 상기 흡입구를 폐쇄시키는 단계;
    를 포함하는 에어 덕트 개폐장치 제어방법.
  8. 제7항에 있어서,
    차량이 시동되고, 차량이 주행 중이며, 브레이크 작동 빈도가 설정치보다 큰 조건이 모두 만족되면,
    상기 커버를 작동시켜 상기 흡입구를 개방시키는 것을 특징으로 하는 에어 덕트 개폐장치 제어방법.
  9. 제7항에 있어서,
    차량이 시동되고, 차량이 주행 중이며, 브레이크 작동 빈도가 설정치보다 큰 조건 중 적어도 하나 이상이 만족되지 않으면,
    상기 커버를 작동시켜 상기 흡입구를 폐쇄시키는 것을 특징으로 하는 에어 덕트 개폐장치 제어방법.
  10. 제7항에 있어서,
    차량이 시동되었는지에 대한 판단은 ECU에서 엔진의 정보를 전달받음으로써 수행되는 것을 특징으로 하는 하는 에어 덕트 개폐장치 제어방법.
  11. 제7항에 있어서,
    차량이 주행 중인지에 대한 판단은 ECU에서 휠 스피드 센서의 정보를 전달받음으로써 수행되는 것을 특징으로 하는 에어 덕트 개폐장치 제어방법.
  12. 제7항에 있어서,
    브레이크 작동 빈도가 설정치보다 큰지에 대한 판단은 ESC에서 설정된 시간동안 브레이크의 작동을 카운팅함으로써 수행되는 것을 특징으로 하는 에어 덕트 개폐장치 제어방법.
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