KR101305877B1

KR101305877B1 - 차량의 냉각팬 작동 제어방법

Info

Publication number: KR101305877B1
Application number: KR1020110119752A
Authority: KR
Inventors: 정일
Original assignee: 기아자동차주식회사; 현대자동차주식회사
Priority date: 2011-11-16
Filing date: 2011-11-16
Publication date: 2013-09-09
Anticipated expiration: 2031-11-16
Also published as: KR20130053993A

Abstract

본 발명은 차량의 라디에이터 전방의 주행풍 상황을 고려하여 팬클러치를 제어할 수 있도록 함으로써, 엔진 냉각수 온도의 안정된 냉각성능을 확보하면서도, 불필요한 냉각팬의 구동을 최대한 억제하여 동력 손실을 최소화 함으로써, 차량의 연비를 향상시킬 수 있도록 한다.

Description

차량의 냉각팬 작동 제어방법{COOLING FAN DRIVING CONTROL METHOD FOR VEHICLE}

본 발명은 차량의 냉각팬 작동 제어방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 차량 라디에이터 전방의 주행풍에 따른 영향을 고려하여 냉각팬을 제어할 수 있도록 하는 기술에 관한 것이다.

차량에는 엔진 냉각수를 냉각시키기 위하여 라디에이터가 구비되고, 상기 라디에이터에 강제적으로 냉각풍을 공급하기 위한 냉각팬이 구비되며, 상기 냉각팬은 팬클러치에 의해 그 작동이 제어될 수 있도록 구성된다.

종래의 전자식 팬클러치는 라디에이터 전방의 주행풍에 대한 정보를 감지하여 적용하는 것이 불가능하고, 팬클러치의 작동온도가 고정되어 있다. 즉, 엔진 냉각수 냉각 목표 온도가 고정되어 있는 것이다.

한편, 상기 팬클러치의 작동온도는 높게 설정할 수 없는데, 그 이유는 상기 팬클러치 작동온도를 과도하게 높게 선정할 경우, 하절기 라디에이터 전면 주행풍이 약한 등판 조건 등과 같은 특수한 운전조건에서 엔진 냉각수 온도의 지나친 상승에 의한 엔진의 출력저하가 발생될 수 있는 염려가 있기 때문이다.

따라서, 종래에는 차량의 라디에이터 전방 주행풍의 영향을 고려하지 않고, 상기한 바와 같은 특수한 운전조건을 고려한 상대적으로 낮은 일정한 팬클러치 작동온도에 의해 팬클러치를 제어함에 따라, 불필요한 팬클러치의 작동에 따른 동력 손실로 인하여 차량의 연비를 저하시키는 요인을 제공하게 되는 문제점이 있다.

상기의 발명의 배경이 되는 기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.

KR

10-2005-0089210

A

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 차량의 라디에이터 전방의 주행풍 상황을 고려하여 팬클러치를 제어할 수 있도록 함으로써, 엔진 냉각수 온도의 안정된 냉각성능을 확보하면서도, 불필요한 냉각팬의 구동을 최대한 억제하여 동력 손실을 최소화 함으로써, 차량의 연비를 향상시킬 수 있도록 한 차량의 냉각팬 작동 제어방법을 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 차량의 냉각팬 작동 제어방법은

라디에이터 입구부의 냉각수 온도와 상기 라디에이터 출구부의 냉각수 온도를 측정하는 온도측정단계와;

상기 입구부의 냉각수 온도와 출구부의 냉각수 온도의 차이를 구하여 소정의 기준온도차 이상인지를 판단하는 온도차판단단계와;

상기 입구부의 냉각수 온도와 출구부의 냉각수 온도의 차이가 상기 기준온도차 이상인 경우, 상기 냉각수 온도의 차이에 따라 미리 정해져 있는 소정의 온도증가치만큼을 엔진 냉각수의 목표온도에 더하여, 새로운 냉각수 목표온도로 설정하는 목표온도재설정단계와;

상기 새로 설정된 냉각수 목표온도 추종하도록 냉각팬의 팬클러치를 제어하는 팬클러치제어단계;

를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따른 차량의 냉각팬 작동 제어장치는

라디에이터의 입구부에 설치되어 라디에이터로 유입되는 냉각수의 온도를 측정하는 입구부온도센서와;

상기 라디에이터의 출구부에 설치되어 라디에이터로부터 유출되는 냉각수의 온도를 측정하는 출구부온도센서와;

라디에이터 입구부의 냉각수 온도와 라디에이터 출구부의 냉각수 온도의 차이에 따른 온도증가치맵을 저장한 기억장치와;

상기 입구부온도센서와 출구부온도센서의 신호를 받아 상기 냉각수 온도들의 온도차를 연산하고, 소정의 적용조건이 만족하는지를 판단하여, 상기 기억장치의 온도증가치맵으로부터 상기 온도차에 해당하는 온도증가치를 구하고, 이전의 냉각수 목표온도에 상기 온도증가치를 더하여 새로운 냉각수 목표온도를 설정하여, 냉각팬의 팬클러치를 제어하는 컨트롤러;

를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 차량의 냉각팬 작동 제어방법의 실시예를 도시한 순서도,
도 2는 본 발명에 따른 차량의 냉각팬 작동 제어방법을 설명한 다이어그램,
도 3은 본 발명의 차량의 냉각팬 작동 제어방법에 사용되는 온도차에 대한 온도증가치의 맵을 예시한 도면,
도 4는 본 발명에 따른 차량의 냉각팬 작동 제어장치의 일 예를 예시한 도면이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명 실시예의 차량의 냉각팬 작동 제어방법은 라디에이터 입구부의 냉각수 온도와 상기 라디에이터 출구부의 냉각수 온도를 측정하는 온도측정단계(S10)와; 상기 입구부의 냉각수 온도와 출구부의 냉각수 온도의 차이를 구하여 소정의 기준온도차 이상인지를 판단하는 온도차판단단계(S20)와; 상기 입구부의 냉각수 온도와 출구부의 냉각수 온도의 차이가 상기 기준온도차 이상인 경우, 상기 냉각수 온도의 차이에 따라 미리 정해져 있는 소정의 온도증가치만큼을 엔진 냉각수의 목표온도에 더하여, 새로운 냉각수 목표온도로 설정하는 목표온도재설정단계(S30)와; 상기 새로 설정된 냉각수 목표온도를 추종하도록 냉각팬의 팬클러치를 제어하는 팬클러치제어단계(S40)를 포함하여 구성된다.

즉, 라디에이터 입구부의 냉각수 온도와 라디에이터 출구부의 냉각수 온도의 차이는 얼마나 라디에이터에서 냉각이 잘 이루어지는지를 대표하는 물리량이라 할 수 있으므로, 상기 냉각수 온도의 차이는 냉각팬의 작동 이외에 차량의 주행에 따른 라디에이터 전방의 주행풍의 상황이 함께 반영된 결과로 볼 수 있을 것이므로, 이 냉각수 온도차이에 따라 상기 온도증가치만큼 냉각수 목표온도를 재설정하여 그에 따라 냉각팬의 팬클러치를 제어하도록 함으로써, 냉각풍에 의한 냉각이 원활하게 이루어지고 있는 경우에는 팬클러치의 작동이 감소하도록 함으로써, 불필요한 동력소모를 줄여 차량의 연비를 향상시키도록 하는 것이다.

상기 목표온도재설정단계(S30)는 상기 온도차판단단계(S20) 수행결과, 상기 입구부의 냉각수 온도와 출구부의 냉각수 온도의 차이가 상기 기준온도차 이상인 경우에, 현재의 차속이 소정의 기준차속 이상인 경우에만 수행하도록 구성할 수 있다.

또한, 상기 목표온도재설정단계(S30)는 상기 온도차판단단계(S20) 수행결과, 상기 입구부의 냉각수 온도와 출구부의 냉각수 온도의 차이가 상기 기준온도차 이상이고, 현재의 차속이 소정의 기준차속 이상인 경우(S21), 엔진회전수가 소정의 기준엔진회전수 이하인 경우(S22)에만 수행하도록 구성할 수도 있을 것인바, 본 실시예에서는 상기 차속과 엔진회전수를 모두 고려하고 있다.

여기서, 상기 기준온도차는 라디에이터 입구부의 냉각수 온도와 출구부의 냉각수 온도의 차이가 본 발명을 적용하여 새로운 냉각수 목표온도를 설정할 만큼 큰 경우를 구별하기 위한 것으로서, 다수의 실험과 해석에 의해 정해질 수 있을 것이며, 예컨대 5℃ 등으로 설정될 수 있을 것이다.

또한, 상기 기준차속은 라디에이터 전방의 주행풍이 라디에이터의 냉각에 도움을 줄 수 있는 차속인지의 여부를 가리기 위한 것으로서, 예컨대 80㎞/h 등으로 설정될 수 있다.

상기 기준엔진회전수는 엔진의 과열이 우려되는 엔진의 높은 회전수 운전상태인 경우에는 본 발명을 적용하지 않기 위한 것으로서, 예컨대 4000rpm 등으로 설정될 수 있을 것이다.

한편, 도 3은 상기 목표온도재설정단계(S30)에서 냉각수 온도의 차이에 따른 온도증가치를 구하기 위한 맵을 예시한 것으로서, 온도차가 클수록 온도증가치도 크게 설정되도록 하고 있다.

또한, 상기 팬클러치제어단계(S40)에서는 새로 설정된 목표온도에 따라 팬클러치를 예컨대, PID제어 방법 등에 의해 제어함으로써, 냉각수의 온도가 상기 목표온도를 추종하도록 제어한다.

상기 온도측정단계(S10)로부터 상기 온도차판단단계(S20)와 목표온도재설정단계(S30) 및 상기 팬클러치제어단계(S40)는 지속적으로 반복하여 수행하면서, 실시간으로 변화하는 냉각수 온도를 반영하도록 한다.

한편, 도 4는 상기한 바와 같은 본 발명을 구현하기 위한 차량의 냉각팬 작동 제어장치의 구성을 예시한 것으로서, 라디에이터의 입구부에 설치되어 라디에이터로 유입되는 냉각수의 온도를 측정하는 입구부온도센서(1)와; 상기 라디에이터의 출구부에 설치되어 라디에이터로부터 유출되는 냉각수의 온도를 측정하는 출구부온도센서(3)와; 라디에이터 입구부의 냉각수 온도와 라디에이터 출구부의 냉각수 온도의 차이에 따른 온도증가치맵을 저장한 기억장치(5)와; 상기 입구부온도센서(1)와 출구부온도센서(3)의 신호를 받아 상기 냉각수 온도들의 온도차를 연산하고, 소정의 적용조건이 만족하는지를 판단하여, 상기 기억장치(5)의 온도증가치맵으로부터 상기 온도차에 해당하는 온도증가치를 구하고, 이전의 냉각수 목표온도에 상기 온도증가치를 적용하여 새로운 냉각수 목표온도를 설정하여, 냉각팬의 팬클러치(7)를 제어하는 컨트롤러(9)를 포함하고 있다.

또한, 차량의 속도를 검출하는 차속센서(11)와 엔진회전수센서(13)를 더 포함하여 구성될 수 있다. 물론, 상기 차속센서(11)와 엔진회전수센서(13)는 별도의 센서를 구비하지 않고, 엔진ECU 등으로부터 해당 정보를 공급받도록 구성할 수도 있을 것이다.

본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.

1; 입구부온도센서
3; 출구부온도센서
5; 기억장치
7; 팬클러치
9; 컨트롤러
11; 차속센서
13; 엔진회전수센서
S10; 온도측정단계
S20; 온도차판단단계
S30; 목표온도재설정단계
S40; 팬클러치제어단계

Claims

라디에이터 입구부의 냉각수 온도와 상기 라디에이터 출구부의 냉각수 온도를 측정하는 온도측정단계(S10)와;
상기 입구부의 냉각수 온도와 출구부의 냉각수 온도의 차이를 구하여 소정의 기준온도차 이상인지를 판단하는 온도차판단단계(S20)와;
상기 입구부의 냉각수 온도와 출구부의 냉각수 온도의 차이가 상기 기준온도차 이상인 경우, 상기 냉각수 온도의 차이에 따라 미리 정해져 있는 소정의 온도증가치만큼을 엔진 냉각수의 목표온도에 더하여, 새로운 냉각수 목표온도로 설정하는 목표온도재설정단계(S30)와;
상기 새로 설정된 냉각수 목표온도를 추종하도록 냉각팬의 팬클러치를 제어하는 팬클러치제어단계(S40);
를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 차량의 냉각팬 작동 제어방법.
청구항 1에 있어서,
상기 목표온도재설정단계(S30)는 상기 온도차판단단계(S20) 수행결과, 상기 입구부의 냉각수 온도와 출구부의 냉각수 온도의 차이가 상기 기준온도차 이상인 경우에, 현재의 차속이 소정의 기준차속 이상인 경우에만 수행하도록 구성된 것
을 특징으로 하는 차량의 냉각팬 작동 제어방법.
청구항 2에 있어서,
상기 목표온도재설정단계(S30)는 상기 온도차판단단계(S20) 수행결과, 상기 입구부의 냉각수 온도와 출구부의 냉각수 온도의 차이가 상기 기준온도차 이상이고, 현재의 차속이 소정의 기준차속 이상인 경우, 엔진회전수가 소정의 기준엔진회전수 이하인 경우에만 수행하도록 구성된 것
을 특징으로 하는 차량의 냉각팬 작동 제어방법.
청구항 1에 있어서,
상기 온도측정단계(S10)로부터 상기 온도차판단단계(S20)와 목표온도재설정단계(S30) 및 상기 팬클러치제어단계(S40)는 지속적으로 반복하여 수행하는 것
을 특징으로 하는 차량의 냉각팬 작동 제어방법.
라디에이터의 입구부에 설치되어 라디에이터로 유입되는 냉각수의 온도를 측정하는 입구부온도센서(1)와;
상기 라디에이터의 출구부에 설치되어 라디에이터로부터 유출되는 냉각수의 온도를 측정하는 출구부온도센서(3)와;
라디에이터 입구부의 냉각수 온도와 라디에이터 출구부의 냉각수 온도의 차이에 따른 온도증가치맵을 저장한 기억장치(5)와;
상기 입구부온도센서(1)와 출구부온도센서(3)의 신호를 받아 상기 냉각수 온도들의 온도차를 연산하고, 소정의 기준온도차 이상인지를 판단하여, 상기 기억장치(5)의 온도증가치맵으로부터 상기 온도차에 해당하는 온도증가치를 구하고, 이전의 냉각수 목표온도에 상기 온도증가치를 더하여 새로운 냉각수 목표온도를 설정하여, 냉각팬의 팬클러치(7)를 제어하는 컨트롤러(9);
를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 차량의 냉각팬 작동 제어장치.
청구항 5에 있어서,
차량의 속도를 검출하는 차속센서(11)를 더 포함하여 구성되고;
상기 컨트롤러(9)가 판단하는 소정의 적용조건은 상기 차속센서(11)로부터 입력된 차속이 소정의 기준차속 이상인지의 여부를 포함하며, 상기 차속이 상기 기준차속 이상인 경우에 상기 온도증가치를 구하고 상기 냉각수 목표온도를 새로 설정하는 것
을 특징으로 하는 차량의 냉각팬 작동 제어장치.
청구항 6에 있어서,
엔진의 회전수를 검출하는 엔진회전수센서(13)를 더 포함하여 구성되고;
상기 컨트롤러(9)가 판단하는 소정의 적용조건은 상기 엔진회전수센서(13)로부터 입력된 엔진회전수가 소정의 기준엔진회전수 이하인지의 여부를 포함하며, 상기 엔진회전수가 상기 기준엔진회전수 이하인 경우에 상기 온도증가치를 구하고 상기 냉각수 목표온도를 새로 설정하는 것
을 특징으로 하는 차량의 냉각팬 작동 제어장치.