KR20190028226A - 냉각수 제어밸브 유닛의 제어시스템, 및 제어방법 - Google Patents

냉각수 제어밸브 유닛의 제어시스템, 및 제어방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20190028226A
KR20190028226A KR1020170115423A KR20170115423A KR20190028226A KR 20190028226 A KR20190028226 A KR 20190028226A KR 1020170115423 A KR1020170115423 A KR 1020170115423A KR 20170115423 A KR20170115423 A KR 20170115423A KR 20190028226 A KR20190028226 A KR 20190028226A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
cooling water
water passage
control
opening ratio
maximum
Prior art date
Application number
KR1020170115423A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102359946B1 (ko
Inventor
이용규
정태만
강호균
이효조
정우열
Original Assignee
현대자동차주식회사
기아자동차주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 현대자동차주식회사, 기아자동차주식회사 filed Critical 현대자동차주식회사
Priority to KR1020170115423A priority Critical patent/KR102359946B1/ko
Priority to US15/826,274 priority patent/US20190078494A1/en
Priority to EP17206064.2A priority patent/EP3453854B1/en
Priority to ES17206064T priority patent/ES2765863T3/es
Priority to CN201711290383.0A priority patent/CN109469542A/zh
Publication of KR20190028226A publication Critical patent/KR20190028226A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102359946B1 publication Critical patent/KR102359946B1/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P7/00—Controlling of coolant flow
    • F01P7/14—Controlling of coolant flow the coolant being liquid
    • F01P7/16—Controlling of coolant flow the coolant being liquid by thermostatic control
    • F01P7/165—Controlling of coolant flow the coolant being liquid by thermostatic control characterised by systems with two or more loops
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P7/00—Controlling of coolant flow
    • F01P7/14—Controlling of coolant flow the coolant being liquid
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P3/00—Liquid cooling
    • F01P3/02—Arrangements for cooling cylinders or cylinder heads
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P3/00—Liquid cooling
    • F01P3/02—Arrangements for cooling cylinders or cylinder heads
    • F01P2003/021—Cooling cylinders
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P3/00—Liquid cooling
    • F01P3/02—Arrangements for cooling cylinders or cylinder heads
    • F01P2003/024—Cooling cylinder heads
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P3/00—Liquid cooling
    • F01P3/02—Arrangements for cooling cylinders or cylinder heads
    • F01P2003/027—Cooling cylinders and cylinder heads in parallel
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P7/00—Controlling of coolant flow
    • F01P7/14—Controlling of coolant flow the coolant being liquid
    • F01P2007/146—Controlling of coolant flow the coolant being liquid using valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P2037/00—Controlling
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P2060/00—Cooling circuits using auxiliaries
    • F01P2060/08—Cabin heater
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01P2060/00—Cooling circuits using auxiliaries
    • F01P2060/18—Heater

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)
  • Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

본 발명의 실시예에 따른 냉각수 제어밸브 유닛의 제어시스템은, 실린더 블럭 위에 배치되는 실린더 헤드, 상기 실린더 헤드에서 배출되는 냉각수를 공급받고, 히터 코어로 분배되는 냉각수가 흐르는 제1 냉각수 통로, 라디에이터로 분배되는 냉각수가 흐르는 제2 냉각수 통로, 및 상기 실린더 블럭에서 배출되는 냉각수가 흐르는 제3 냉각수 통로의 개도율을 각각 제어하도록 구성된 냉각수 제어밸브 유닛, 및 수신된 운행조건에 따라서 상기 냉각수 제어밸브 유닛을 제어하여 상기 제1,2,3 냉각수 통로를 지나는 냉각수를 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.

Description

냉각수 제어밸브 유닛의 제어시스템, 및 제어방법{CONTROL SYSTEM OF COOLANT CONTROL VALVE UNIT, AND THE CONTROL METHOD}
본 발명은 운전 조건에 따라서 엔진의 부품들을 각각 흐르는 냉각수를 제어하되, 실린더 블럭을 흐르는 냉각수도 제어하여 워밍업 성능과 냉각성능을 향상시키는 냉각수 제어밸브 유닛의 제어시스템, 및 제어방법에 관한 것이다.
엔진은 연료의 연소에 의해서 회전력을 발생시키면서 열에너지를 배출하고, 냉각수는 엔진, 히터, 및 라디에이터 등을 순환하면서 열에너지를 흡수하고, 이를 외부로 방출한다.
엔진의 냉각수 온도가 낮으면, 오일의 점성이 높아져서 마찰력이 증가하고, 연료소모가 늘어나며, 배기가스의 온도가 천천히 상승하여 촉매가 활성화되는 시간이 길어질 뿐만 아니라, 배기가스의 품질이 저하될 수 있다. 아울러, 히터의 기능이 정상화되는 시간이 길어져 사용자에게 불편을 줄 수 있다.
엔진의 냉각수 온도가 과열되면, 노킹이 발생하고, 이를 억제하기 위해서 점화시기를 조절해야 하므로 엔진의 성능이 저하될 수 있으며, 윤활유의 온도가 과도하면 점성이 낮아져서 윤활의 기능이 저하될 수 있다.
따라서, 엔진의 특정부위는 냉각수의 온도를 높게 유지하고, 다른 부위는 낮게 유지하는 등 하나의 밸브 유닛을 통해서 여러 개의 냉각요소를 제어하는 기술이 적용되고 있다.
하나의 냉각수 제어밸브 유닛이 라디에이터, 히터 코어, 이지알 쿨러, 오일 쿨러, 또는 실린더 블럭을 지나는 냉각수를 각각 제어하는 기술에 대한 연구가 진행되고 있다. 선행문헌으로써, 일본 특개 2015-59615가 있다.
종래 기술의 한 예로써, 냉각수 제어밸브 유닛은, 모터, 상기 모터에 의해서 회전하는 캠, 상기 캠의 일면에 형성된 트랙에 의해서 움직이는 로드, 상기 로드에 형성된 밸브를 포함하고, 상기 모터에 의해서 상기 캠이 회전하고, 상기 캠의 트랙이 상기 로드를 밀어내면 밸브가 냉각수 통로를 개폐하는 구조를 갖는다.
이러한 기술에서, 캠과 트랙의 형태에 따라서 밸브 제어 전략이 구현되는데, 엔진의 사양에 따라서 냉각 회로도와 구성이 다르기 때문에, 동일한 밸브 제어 전략을 사용할 경우, 최적화된 냉각수 흐름을 구현할 수 없다.
따라서, 미리 설정된 엔진에 적합한 냉각수 흐름을 구성하기 위한 캠의 회전제어 전략이 필요하다. 특히, 운행조건에 따라서 실린더 블럭의 냉각수는 유동을 정지시키고, 히터 코어 및 라디에이터로 분배되는 냉각수를 운행조건에 따라서 제어하는 구조 및 제어방법에 대한 연구가 진행되고 있다.
이 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.
본 발명의 목적은 실린더 블럭의 냉각수의 유동을 정지하는 경우에, 실린더 헤드에서 배출되는 냉각수를 히터 코어, 라디에이터, 또는 오일 쿨러 측으로 분배하고, 미리 설정된 조건에서는 실린더 블럭을 지나는 냉각수를 흐르도록 하는 냉각수 제어밸브 유닛의 제어시스템, 및 제어방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 냉각수 제어밸브 유닛의 제어시스템은, 실린더 블럭 위에 배치되는 실린더 헤드, 상기 실린더 헤드에서 배출되는 냉각수를 공급받고, 히터 코어로 분배되는 냉각수가 흐르는 제1 냉각수 통로, 라디에이터로 분배되는 냉각수가 흐르는 제2 냉각수 통로, 및 상기 실린더 블럭에서 배출되는 냉각수가 흐르는 제3 냉각수 통로의 개도율을 각각 제어하도록 구성된 냉각수 제어밸브 유닛, 및 수신된 운행조건에 따라서 상기 냉각수 제어밸브 유닛을 제어하여 상기 제1,2,3냉각수 통로를 지나는 냉각수를 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.
상기 제어부는 상기 제2,3 냉각수 통로를 차단하고, 상기 제3 냉각수 통로를 차단하는 제1모드를 수행할 수 있다.
상기 제어부는 상기 제1 냉각수 통로의 개도율을 가변적으로 제어하고, 상기 제3,4냉각수 통로를 차단하는 제2모드를 수행할 수 있다.
상기 제어부는 상기 제1 냉각수 통로의 개도율을 최대로 제어하고, 상기 제2 냉각수 통로의 개도율을 가변적으로 제어하며, 상기 제3 냉각수 통로를 차단하는 제3모드를 수행할 수 있다.
상기 제어부는 상기 제1 냉각수 통로의 개도율을 최대로 제어하고, 상기 제2 냉각수 통로의 개도율을 최대로 제어하며, 상기 제3 냉각수 통로의 개도율을 가변적으로 제어하는 제4모드를 수행할 수 있다.
상기 제어부는 상기 제1 냉각수 통로의 개도율을 최대로 제어하고, 상기 제2 냉각수 통로의 개도율을 최대로 제어하며, 상기 제3 냉각수 통로의 개도율을 최대로 제어하는 제5모드를 수행할 수 있다.
상기 제어부는 상기 제1 냉각수 통로의 개도율을 최대로 제어하고, 상기 제2 냉각수 통로의 개도율을 가변적으로 제어하며, 상기 제3 냉각수 통로의 개도율을 최대로 제어하는 제6모드를 수행할 수 있다.
상기 제어부는 상기 제1 냉각수 통로의 개도율을 최대로 제어하고, 상기 제2 냉각수 통로를 차단하며, 상기 제3 냉각수 통로의 개도율을 최대로 제어하는 제7모드를 수행할 수 있다.
상기 냉각수 제어밸브 유닛은, 상기 제1 냉각수 통로를 개폐하도록 제1 로드에 형성된 제1 밸브, 상기 제2 냉각수 통로를 개폐하도록 제2 로드에 형성된 제2 밸브, 상기 제3 냉각수 통로를 개폐하도록 제3 로드에 형성된 제3 밸브, 회전위치에 따라서 상기 제1,2,3 밸브의 단부를 설정된 길이로 각각 밀도록 트랙이 형성된 캠, 및 상기 캠을 회전시키도록 구성된 모터를 포함할 수 있다.
상기 냉각수 제어밸브 유닛은 상기 실린데헤드의 냉각수출구 측에 장착될 수 있다.
상기 냉각수 제어밸브 유닛은 고압 이지알 밸브와 오일 쿨러로 항시 냉각수를 분배할 수 있다.
상기 오일 쿨러는 상기 실린더 헤드와 상기 실린더 블럭을 순환하는 엔진오일을 냉각시키도록 구성되고, 상기 오일 쿨러로 공급되는 오일 공급 라인 상에 설치되는 오일 컨트롤 밸브를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따라서 실린더 헤드에서 배출되는 냉각수를 공급받고, 히터 코어로 분배되는 냉각수가 흐르는 제1 냉각수 통로, 라디에이터로 분배되는 냉각수가 흐르는 제2 냉각수 통로, 및 상기 실린더 블럭에서 배출되는 냉각수가 흐르는 제3 냉각수 통로의 개도율을 각각 제어하도록 구성된 냉각수 제어밸브 유닛을 갖는 냉각시스템의 제어방법은 운행조건을 감지하는 감지단계, 및 감지된 운행조건에 따라서 상기 냉각수 제어밸브의 작동을 제어하는 제어단계를 포함할 수 있다.
상기 제어단계는 상기 제2,3 냉각수 통로를 차단하고, 상기 제3 냉각수 통로를 차단하는 제1모드를 수행할 수 있다.
상기 제어단계는 상기 제1 냉각수 통로의 개도율을 가변적으로 제어하고, 상기 제3,4냉각수 통로를 차단하는 제2모드를 수행할 수 있다.
상기 제어단계는 상기 제1 냉각수 통로의 개도율을 최대로 제어하고, 상기 제2 냉각수 통로의 개도율을 가변적으로 제어하며, 상기 제3 냉각수 통로를 차단하는 제3모드를 수행할 수 있다.
상기 제어단계는 상기 제1 냉각수 통로의 개도율을 최대로 제어하고, 상기 제2 냉각수 통로의 개도율을 최대로 제어하며, 상기 제3 냉각수 통로의 개도율을 가변적으로 제어하는 제4모드를 수행할 수 있다.
상기 제어단계는 상기 제1 냉각수 통로의 개도율을 최대로 제어하고, 상기 제2 냉각수 통로의 개도율을 최대로 제어하며, 상기 제3 냉각수 통로의 개도율을 최대로 제어하는 제5모드를 수행할 수 있다.
상기 제어단계는 상기 제1 냉각수 통로의 개도율을 최대로 제어하고, 상기 제2 냉각수 통로의 개도율을 가변적으로 제어하며, 상기 제3 냉각수 통로의 개도율을 최대로 제어하는 제6모드를 수행할 수 있다.
상기 제어단계는 상기 제1 냉각수 통로의 개도율을 최대로 제어하고, 상기 제2 냉각수 통로를 차단하며, 상기 제3 냉각수 통로의 개도율을 최대로 제어하는 제7모드를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 제1모드에서 히터 코어 및 저압 이지알 쿨러, 라디에이터, 및 실린더 블럭에 대응하는 제1,2,3 냉각수 통로를 차단하여, 엔진을 최대로 워밍업할 수 있다.
제2모드에서 라디에이터와 실린더 블럭에 대응하는 제2,3 냉각수 통로를 차단하고, 히터 코어 및 저압 이지알 쿨러와 대응하는 제1 냉각수 통로의 개도율을 제어하여 워밍업을 신속하게 수행할 수 있다.
제3모드에서 실린더 블럭에 대응하는 제3 냉각수 통로를 차단하고, 라디에이터에 대응하는 제2 냉각수 통로의 개도율을 제어하며, 히터 코어 및 저압 이지알 쿨러와 대응하는 제1 냉각수 통로의 개도율의 최대로 제어하여, 냉각수의 온도를 적절하게 제어할 수 있다.
제4모드에서 실린더 블럭에 대응하는 제3 냉각수 통로의 개도율을 제어하고, 라디에이터에 대응하는 제2 냉각수 통로의 개도율을 최대로 제어하며, 히터 코어 및 저압 이지알 쿨러와 대응하는 제1 냉각수 통로의 개도율의 최대로 제어하여, 실린더 블럭의 온도를 제어하고, 냉각수의 과열을 방지할 수 있다.
제5모드에서 실린더 블럭에 대응하는 제3 냉각수 통로의 개도율을 최대로 제어하고, 라디에이터에 대응하는 제2 냉각수 통로의 개도율을 최대로 제어하며, 히터 코어 및 저압 이지알 쿨러와 대응하는 제1 냉각수 통로의 개도율의 최대로 제어하여, 냉각수의 열을 최대한 외부로 방출할 수 있다.
제6모드에서 실린더 블럭에 대응하는 제3 냉각수 통로의 개도율을 최대로 제어하고, 라디에이터에 대응하는 제2 냉각수 통로의 개도율을 제어하며, 히터 코어 및 저압 이지알 쿨러와 대응하는 제1 냉각수 통로의 개도율의 최대로 제어하여, 실린더 블럭의 온도를 제어하고, 냉각수의 과열을 방지할 수 있다.
제7모드에서 실린더 블럭에 대응하는 제3 냉각수 통로의 개도율을 최대로 제어하고, 라디에이터에 대응하는 제2 냉각수 통로를 차단하며, 히터 코어 및 저압 이지알 쿨러와 대응하는 제1 냉각수 통로의 개도율의 최대로 제어하여, 외기온이 낮은 조건에서 히터의 성능을 최대화할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 냉각수 제어밸브 유닛의 제어시스템에서 냉각수의 흐름을 보여주는 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 냉각수 제어밸브 유닛의 일부 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 냉각수 제어밸브 유닛의 일부 분해 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 냉각수 제어밸브 유닛의 제어모드를 보여주는 그래프이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 냉각수 제어밸브 유닛의 제어방법을 보여주는 플로우차트이다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
단, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도면에 도시된 바에 한정되지 않으며, 여러 부분 및 모드를 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다.
단, 본 발명의 실시 예를 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 도면부호를 부여하여 설명한다.
하기의 설명에서 구성의 명칭을 제1, 제2 등으로 구분한 것은 그 구성의 명칭이 동일하여 이를 구분하기 위한 것으로, 반드시 그 순서에 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 냉각수 제어밸브 유닛의 제어시스템에서 냉각수의 흐름을 보여주는 구성도이다.
도 1을 참조하면, 냉각시스템은 실린더 블럭(100), 실린더 헤드(105), 저압 이지알 쿨러(110), 히터 코어(115), 냉각수온 센서(120), 냉각수 제어밸브 유닛(125), 라디에이터(130), 오일 쿨러(135), 오일 컨트롤 밸브(140), 오일 공급 라인(142), 고압 이지알 밸브(145), 리저버(150), 및 냉각수 펌프(155)를 포함한다.
상기 냉각수 펌프(155)는 상기 실린더 블럭(100)의 냉각수 입구측으로 냉각수를 펌핑하고, 펌핑된 냉각수는 상기 실린더 블럭(100)과 상기 실린더 헤드(105)로 분배된다.
상기 냉각수 제어밸브 유닛(125)은 상기 실린더 헤드(105)의 냉각수 출구측에 장착되고, 상기 실린더 헤드(105)로부터는 항시 냉각수를 공급받고, 상기 실린더 블럭(100)의 냉각수 출구측 냉각수 통로의 개도율을 제어할 수 있다.
상기 냉각수 제어밸브 유닛(125)에는 상기 실린더 헤드(105) 또는 상기 실린더 블럭(100)에서 배출되는 냉각수의 온도를 감지하는 냉각수온 센서(120)가 배치된다.
상기 냉각수 제어밸브 유닛(125)은 상기 히터 코어(115)와 상기 라디에이터(130)로 분배되는 냉각수를 각각 제어할 수 있다. 여기서, 냉각수는 상기 히터 코어(115)를 지나기 전에 상기 저압 이지알 쿨러(110)를 지날 수 있고, 상기 히터 코어(115)와 상기 저압 이지알 쿨러(110)는 직렬로 배치되거나 병렬로 배치될 수 있다.
상기 냉각수 제어밸브 유닛(125)은 상기 고압 이지알 밸브(145)와 상기 오일 쿨러(135) 측으로는 냉각수를 항시 분배한다.
그리고, 상기 실린더 블럭(100)과 상기 실린더 헤드(105)를 순환하는 엔진오일의 일부는 상기 오일 쿨러(135)를 순환하면서 냉각되는데, 오일 공급 라인(142) 상에는 오일 컨트롤 밸브(140)가 배치된다. 여기서, 상기 오일 컨트롤 밸브(140)는 능동적으로 제어되거나, 써모스탯과 같이 기계적으로 작동될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 구성요소들의 구조 및 기능에 대해서는 공지기술을 참조하며, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 냉각수 제어밸브 유닛의 일부 단면도이다.
도 2를 참조하면, 냉각수 제어밸브 유닛(125)은 커버(205), 캠(210), 트랙(320), 하우징(200), 로드(215), 밸브(220), 탄성 부재(225), 및 홀더(230)를 포함한다.
상기 하우징(200)의 하부에 홀더(230)가 고정되어 배치되고, 상기 홀더(230)는 상기 탄성 부재(225)의 하단을 지지한다.
상기 탄성 부재(225)는 상기 밸브(220)가 냉각수 통로(322)를 폐쇄하도록 상기 밸브(220)의 하면을 상부로 지지한다.
상기 밸브(220)는 하면이 평평하고, 중심부 상부 방향으로 뾰족한 삿갓 형태를 가지며, 그 상단에는 로드(215)가 연결되고, 상기 로드(215)는 상부로 설정길이 연장된다.
상기 캠(210)의 하면에는 설정된 경사와 높이를 갖는 트랙(320)이 형성되고, 상기 캠(210)의 회전위치에 따라서 상기 트랙(320)이 상기 로드(215)의 상단을 하부로 밀어낸다.
따라서, 상기 탄성 부재(225)가 압축되면서, 상기 밸브(220)가 냉각수 통로(322)를 개폐할 수 있다. 여기서, 상기 캠(210)의 회전위치에 따라서 냉각수 통로의 개도율이 제어될 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 상기 밸브(220)와 상기 로드(215)는 2개 이상으로 구성될 수 있고, 냉각수 통로(322)도 이에 대응하여 2개 이상으로 구성될 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 냉각수 제어밸브 유닛의 일부 분해 사시도이다.
도 3을 참조하면, 제어부(300)는 운행조건(냉각수온, 외기온 등)과 캠 위치 감지센서(600)로부터 수신된 상기 캠(210)의 위치를 이용하여 상기 모터(305)를 제어하고, 상기 모터(305)는 기어 박스(310)를 통해서 상기 캠(210)의 회전위치를 가변시킨다.
상기 캠 위치 감지센서(600)는 상기 캠(210)의 회전위치를 직접적으로 감지하는 센서일 수 있고, 상기 제어부(300)는 레졸버(미표시) 등을 통해서 상기 모터(305)의 회전위치를 감지하여 상기 캠(210)의 회전위치를 간접적으로 연산할 수 있다.
상기 캠(210)의 하면에는 3개의 트랙(320)이 형성되고, 이에 대응하여 3개의 로드(215a, 215b, 215c)와 3개의 밸브(220a, 220b, 220c)가 구성된다. 여기서, 각 밸브(220a, 220b, 220c)와 대응하여 제1,2,3 냉각수 통로(미표시)가 형성되는 것은 자명하다.
상기 제1 냉각수 통로는 상기 히터 코어(115) 및 상기 저압 이지알 쿨러(110)와 연결되고, 상기 제2 냉각수 통로는 상기 라디에이터(130)와 연결되며, 상기 제3 냉각수 통로는 상기 실린더 블럭(100)과 연결된다.
아울러, 상기 냉각수 제어밸브 유닛(125)은 상기 실린더 헤드(105)로부터 냉각수를 항시 공급받고, 상기 오일 쿨러(135)와 상기 고압 이지알 밸브(145)로 항시 냉각수를 분배하는데, 이들의 구조에 대해서는 그 상세한 설명을 생략한다.
상기 제어부(300)는 설정된 프로그램에 의하여 동작하는 하나 이상의 마이크로 프로세서로 구현될 수 있으며, 상기 설정된 프로그램은 후술하는 본 발명의 실시예에 따른 방법을 수행하기 위한 일련의 명령을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 냉각수 제어밸브 유닛은 도 2 및 3에 냉각수 제어밸브 유닛에 한정되지 않으며, 적어도 2개의 냉각수통로를 개폐할 수 있는 공지된 모든 냉각수 제어밸브 유닛의 구조를 채택할 수 있음은 당연하다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 냉각수 제어밸브 유닛의 제어모드를 보여주는 그래프이다.
도 4를 참조하면, 가로축은 상기 캠(210)의 회전위치(rotation position of cam)를 나타내고, 세로축은 상기 밸브(220)의 이동거리(당업자는 "밸브 리프트"또는 "valve lift"라고 부름)를 나타낸다. 여기서, 밸브(220)의 리프트를 통해서 냉각수 통로(322)의 개도율을 제어할 수 있다.
제1모드에서 히터 코어(115) 및 저압 이지알 쿨러(110), 라디에이터(130), 및 실린더 블럭(100)에 대응하는 제1,2,3 냉각수 통로를 차단한다. 여기서, 밸브 리프트는 0이다.
제2모드에서 상기 라디에이터(130)와 상기 실린더 블럭(100)에 대응하는 제2,3 냉각수 통로를 차단하고, 상기 히터 코어(115) 및 저압 이지알 쿨러(110)와 대응하는 제1 냉각수 통로의 개도율을 제어한다.
제3모드에서 상기 실린더 블럭(100)에 대응하는 제3 냉각수 통로를 차단하고, 상기 라디에이터(130)에 대응하는 제2 냉각수 통로의 개도율을 제어하며, 상기 히터 코어(115) 및 저압 이지알 쿨러(110)와 대응하는 제1 냉각수 통로의 개도율을 최대로 제어한다.
제4모드에서 상기 실린더 블럭(100)에 대응하는 제3 냉각수 통로의 개도율을 제어하고, 상기 라디에이터(130)에 대응하는 제2 냉각수 통로의 개도율을 최대로 제어하며, 상기 히터 코어(115) 및 저압 이지알 쿨러(110)와 대응하는 제1 냉각수 통로의 개도율을 최대로 제어한다.
제5모드에서 상기 실린더 블럭(100)에 대응하는 제3 냉각수 통로의 개도율을 최대로 제어하고, 상기 라디에이터(130)에 대응하는 제2 냉각수 통로의 개도율을 최대로 제어하며, 상기 히터 코어(115) 및 저압 이지알 쿨러(110)와 대응하는 제1 냉각수 통로의 개도율을 최대로 제어한다.
제6모드에서 상기 실린더 블럭(100)에 대응하는 제3 냉각수 통로의 개도율을 최대로 제어하고, 상기 라디에이터(130)에 대응하는 제2 냉각수 통로의 개도율을 제어하며, 상기 히터 코어(115) 및 저압 이지알 쿨러(110)와 대응하는 제1 냉각수 통로의 개도율을 최대로 제어한다.
제7모드에서 상기 실린더 블럭(100)에 대응하는 제3 냉각수 통로의 개도율을 최대로 제어하고, 상기 라디에이터(130)에 대응하는 제2 냉각수 통로를 차단하며, 상기 히터 코어(115) 및 저압 이지알 쿨러(110)와 대응하는 제1 냉각수 통로의 개도율을 최대로 제어한다.
상기 제1모드에서는 냉각수의 흐름을 최소화하는 것으로 저온상태에서 엔진오일과 냉각수의 온도를 신속하게 상승시킨다.
상기 제2,3,4,5,6모드에서는 냉각수의 온도에 따라서 제1,2,3 냉각수 통로의 개도율을 제어하여 워밍업(제1모드), 라디에이터 쿨링(제3모드), 실린더 블럭 쿨링(제4모드), 최대 쿨링(모드5), 실린더 블럭 및 라디에이터 쿨링(모드6)을 수행한다.
제7모드에서는 냉각수의 온도가 설정값 이상이고, 외기온이 설정값 미만일 경우에, 상기 라디에이터(130)에 대응하는 제2 냉각수 통로는 폐쇄하고, 상기 히터 코어(115)와 상기 저압 이지알 쿨러(110)에 대응하는 제1 냉각수 통로를 최대로 개방하고, 상기 실린더 블럭(100)에 대응하는 제3 냉각수 통로를 최대로 개방할 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 냉각수 제어밸브 유닛의 제어방법을 보여주는 플로우차트이다.
도 5를 참조하면, S550에서 제어부(300)는 냉각수온과 외기온 등을 포함하는 운행조건을 감지한다.
S520에서 제어부(300)는 운행조건에 따른 상기 캠(210)의 목표회전위치를 연산하고, S525에서 제어부(300)는 상기 캠(210)의 실제회전위치를 연산한다.
S530에서 제어부(300)는 목표회전위치와 실제회전위치 사이의 차이값을 연산하고, S535에서는 이 차이값에 따라서 상기 제어부(300)는 상기 모터(305)에 전원을 인가하여 상기 캠(210)을 회전시킨다.
S540에서 제어부(300)는 차이값이 설정값 미만인지 판단하고, 차이값이 설정값 이상이면 S530을 다시 수행하며, 차이값이 설정값 미만이면 S500을 다시 수행한다.
본 발명의 실시예에서, 상기 캠(210)의 목표회전위치와 실제회전위치는 실질적으로, 도 4의 내용을 포함할 수 있다. 즉, 상기 캠(210)의 목표회전위치가 50도라면 모드2에 해당되고, 상기 캠(210)의 목표회전위치가 230도라면 모드5에 해당되는 것이다.
이상으로 본 발명에 관한 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.
100: 실린더 블록 105: 실린더 헤드
110: 저압 이지알 쿨러 115: 히터 코어
120: 냉각수온 센서 125: 냉각수 제어밸브 유닛
130: 라디에이터 135: 오일 쿨러
140: 오일 컨트롤 밸브 142: 오일 공급 라인
145: 고압 이지알 밸브 150: 리저버
155: 냉각수 펌프 200: 하우징
210: 캠 205: 커버
320: 트랙 215: 로드
215a: 제1 로드 215b: 제2 로드
215c: 제3 로드 220: 밸브
220a: 제1 밸브 220b: 제2 밸브
220c: 제3 밸브 225: 탄성 부재
230: 홀더 300: 제어부
305: 모터 310: 기어 박스
600: 캠 위치 감지센서

Claims (8)

  1. 실린더 헤드에서 배출되는 냉각수를 공급받고, 히터 코어로 분배되는 냉각수가 흐르는 제1 냉각수 통로, 라디에이터로 분배되는 냉각수가 흐르는 제2 냉각수 통로, 및 상기 실린더 블럭에서 배출되는 냉각수가 흐르는 제3 냉각수 통로의 개도율을 각각 제어하도록 구성된 냉각수 제어밸브 유닛을 갖는 냉각시스템의 제어방법에 있어서,
    운행조건을 감지하는 감지단계; 및
    감지된 운행조건에 따라서 상기 냉각수 제어밸브의 작동을 제어하는 제어단계를 포함하는 냉각수 제어밸브 유닛의 제어방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어단계는 상기 제2,3냉각수 통로를 차단하고, 상기 제3 냉각수 통로를 차단하는 제1모드를 수행하는 냉각수 제어밸브 유닛의 제어방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제어단계는 상기 제1 냉각수 통로의 개도율을 가변적으로 제어하고, 상기 제3,4냉각수 통로를 차단하는 제2모드를 수행하는 것을 특징으로 하는 냉각수 제어밸브 유닛의 제어방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제어단계는 상기 제1 냉각수 통로의 개도율을 최대로 제어하고, 상기 제2 냉각수 통로의 개도율을 가변적으로 제어하며, 상기 제3 냉각수 통로를 차단하는 제3모드를 수행하는 것을 특징으로 하는 냉각수 제어밸브 유닛의 제어방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제어단계는 상기 제1 냉각수 통로의 개도율을 최대로 제어하고, 상기 제2 냉각수 통로의 개도율을 최대로 제어하며, 상기 제3 냉각수 통로의 개도율을 가변적으로 제어하는 제4모드를 수행하는 것을 특징으로 하는 냉각수 제어밸브 유닛의 제어방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제어단계는 상기 제1 냉각수 통로의 개도율을 최대로 제어하고, 상기 제2 냉각수 통로의 개도율을 최대로 제어하며, 상기 제3 냉각수 통로의 개도율을 최대로 제어하는 제5모드를 수행하는 것을 특징으로 하는 냉각수 제어밸브 유닛의 제어방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제어단계는 상기 제1 냉각수 통로의 개도율을 최대로 제어하고, 상기 제2 냉각수 통로의 개도율을 가변적으로 제어하며, 상기 제3 냉각수 통로의 개도율을 최대로 제어하는 제6모드를 수행하는 것을 특징으로 하는 냉각수 제어밸브 유닛의 제어방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제어단계는 상기 제1 냉각수 통로의 개도율을 최대로 제어하고, 상기 제2 냉각수 통로를 차단하며, 상기 제3 냉각수 통로의 개도율을 최대로 제어하는 제7모드를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉각수 제어밸브 유닛의 제어방법.
KR1020170115423A 2017-09-08 2017-09-08 냉각수 제어밸브 유닛의 제어방법 KR102359946B1 (ko)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170115423A KR102359946B1 (ko) 2017-09-08 2017-09-08 냉각수 제어밸브 유닛의 제어방법
US15/826,274 US20190078494A1 (en) 2017-09-08 2017-11-29 Control method of cooling system having coolant control valve unit
EP17206064.2A EP3453854B1 (en) 2017-09-08 2017-12-08 Control method of cooling system having coolant control valve unit
ES17206064T ES2765863T3 (es) 2017-09-08 2017-12-08 Procedimiento de control de sistema de refrigeración que tiene una unidad de válvula de control de refrigerante
CN201711290383.0A CN109469542A (zh) 2017-09-08 2017-12-08 一种具有冷却剂控制阀单元的冷却系统的控制方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170115423A KR102359946B1 (ko) 2017-09-08 2017-09-08 냉각수 제어밸브 유닛의 제어방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190028226A true KR20190028226A (ko) 2019-03-18
KR102359946B1 KR102359946B1 (ko) 2022-02-07

Family

ID=60629549

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170115423A KR102359946B1 (ko) 2017-09-08 2017-09-08 냉각수 제어밸브 유닛의 제어방법

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20190078494A1 (ko)
EP (1) EP3453854B1 (ko)
KR (1) KR102359946B1 (ko)
CN (1) CN109469542A (ko)
ES (1) ES2765863T3 (ko)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102487183B1 (ko) * 2017-12-20 2023-01-10 현대자동차 주식회사 차량용 냉각 시스템
KR102552021B1 (ko) * 2018-08-27 2023-07-05 현대자동차 주식회사 냉각 시스템의 제어 방법
US11781450B2 (en) 2019-09-03 2023-10-10 Husco Automotive Holdings Llc Systems and methods for a poppet valve assembly

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013124656A (ja) * 2011-12-16 2013-06-24 Toyota Motor Corp 内燃機関の制御装置
JP2013130166A (ja) * 2011-12-22 2013-07-04 Denso Corp エンジン冷却液循環システム
KR20150080660A (ko) * 2013-12-30 2015-07-10 현대자동차주식회사 엔진의 냉각시스템
KR101713742B1 (ko) * 2015-08-25 2017-03-22 현대자동차 주식회사 냉각수 제어밸브유닛을 갖는 엔진시스템
KR101724495B1 (ko) * 2015-10-13 2017-04-07 현대자동차 주식회사 냉각수 제어밸브의 최적 제어를 위한 학습방법 및 냉각수 제어밸브를 갖는 엔진시스템

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100227551B1 (ko) * 1996-09-06 1999-11-01 정몽규 수냉식 엔진의 냉각장치
CA2651087C (en) * 2006-05-08 2015-07-07 Magna Powertrain Inc. Vehicle cooling system with directed flows
CN201627631U (zh) * 2009-12-31 2010-11-10 浙江吉利汽车研究院有限公司 一种发动机冷却系统
US9035912B2 (en) * 2011-07-14 2015-05-19 3M Innovative Properties Company Digitizer for multi-display system
KR101394051B1 (ko) * 2012-12-17 2014-05-09 현대자동차 주식회사 차량용 엔진 냉각 시스템 및 그 제어방법
JP6254402B2 (ja) 2013-09-19 2017-12-27 日立オートモティブシステムズ株式会社 流量制御弁
JP6272094B2 (ja) * 2014-03-12 2018-01-31 日立オートモティブシステムズ株式会社 内燃機関の冷却装置
KR101619278B1 (ko) * 2014-10-29 2016-05-10 현대자동차 주식회사 냉각수 제어밸브를 갖는 엔진시스템
KR101601236B1 (ko) * 2014-11-26 2016-03-21 현대자동차주식회사 냉각수 제어밸브를 갖는 엔진시스템
US9611781B2 (en) * 2015-01-09 2017-04-04 GM Global Technology Operations LLC System and method of thermal management for an engine
JP6135684B2 (ja) * 2015-01-26 2017-05-31 マツダ株式会社 エンジンの冷却装置
US9840962B2 (en) * 2015-06-25 2017-12-12 GM Global Technology Operations LLC System and method for controlling inlet coolant temperature of an internal combustion engine
JP2017067015A (ja) * 2015-09-30 2017-04-06 アイシン精機株式会社 冷却制御装置
JP6505613B2 (ja) * 2016-01-06 2019-04-24 日立オートモティブシステムズ株式会社 車両用内燃機関の冷却装置、冷却装置の制御装置、冷却装置用流量制御弁、及び、車両用内燃機関の冷却装置の制御方法
JP6668780B2 (ja) * 2016-01-26 2020-03-18 アイシン精機株式会社 冷媒制御バルブ装置
CN206158839U (zh) * 2016-09-14 2017-05-10 邵洪明 一种带外置节温器的汽车发动机冷却循环系统
US10450940B2 (en) * 2017-04-21 2019-10-22 GM Global Technology Operations LLC Coolant control systems and methods to prevent over temperature
JP6496364B2 (ja) * 2017-08-09 2019-04-03 株式会社Ｓｕｂａｒｕ 冷却制御装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013124656A (ja) * 2011-12-16 2013-06-24 Toyota Motor Corp 内燃機関の制御装置
JP2013130166A (ja) * 2011-12-22 2013-07-04 Denso Corp エンジン冷却液循環システム
KR20150080660A (ko) * 2013-12-30 2015-07-10 현대자동차주식회사 엔진의 냉각시스템
KR101713742B1 (ko) * 2015-08-25 2017-03-22 현대자동차 주식회사 냉각수 제어밸브유닛을 갖는 엔진시스템
KR101724495B1 (ko) * 2015-10-13 2017-04-07 현대자동차 주식회사 냉각수 제어밸브의 최적 제어를 위한 학습방법 및 냉각수 제어밸브를 갖는 엔진시스템

Also Published As

Publication number Publication date
ES2765863T3 (es) 2020-06-11
CN109469542A (zh) 2019-03-15
EP3453854B1 (en) 2019-11-13
EP3453854A1 (en) 2019-03-13
KR102359946B1 (ko) 2022-02-07
US20190078494A1 (en) 2019-03-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101713742B1 (ko) 냉각수 제어밸브유닛을 갖는 엔진시스템
RU2607930C2 (ru) Двигатель внутреннего сгорания с жидкостным охлаждением и способ работы такого двигателя
US7263954B2 (en) Internal combustion engine coolant flow
US8347846B2 (en) Control device for internal combustion engine
US20150184576A1 (en) Engine cooling system
US20060162676A1 (en) Engine cooling system
US20120048228A1 (en) System for controlling hydraulic pressure and flow rate of oil in engine and control method thereof
US10024219B2 (en) Engine system having coolant control valve
US20140069522A1 (en) Fluid control system
WO2013093997A1 (ja) 冷却システムの制御装置
KR20190028226A (ko) 냉각수 제어밸브 유닛의 제어시스템, 및 제어방법
US10890100B2 (en) Integrated flow control valve and engine system including the same
JP2001041040A (ja) 熱交換器における冷却水流量および潤滑油流量の制御装置
KR20190073184A (ko) 냉각수 제어 밸브유닛, 및 이를 구비한 엔진 냉각시스템
KR102394584B1 (ko) 냉각수 제어밸브 유닛, 및 이를 구비한 엔진 냉각시스템
KR20190046337A (ko) 냉각수 제어 밸브유닛을 구비한 엔진 냉각시스템
KR20180068258A (ko) 엔진 냉각 시스템
CN107636274B (zh) 具有分流式冷却系统的内燃机
KR102496812B1 (ko) 냉각 시스템의 제어 방법
KR20190062804A (ko) 냉각수 제어 밸브유닛, 및 이를 구비한 엔진 냉각 시스템
US20190323413A1 (en) Coolant pump for vehicle, cooling system provided with the same and control method for the same
JP3692426B2 (ja) エンジンの冷却システム
KR102487183B1 (ko) 차량용 냉각 시스템
KR102394555B1 (ko) 냉각수 제어 밸브유닛을 갖는 엔진의 제어방법 및 제어시스템
US6435143B2 (en) Three-way solenoid valve for actuating flow control valves in a temperature control system

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant