KR20040052422A - Method and apparatus for warning trouble of fan clutch - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A device and a method for warning the failure of a fan clutch are provided to prevent the travelling failure or engine failure caused by the failure of a fan clutch in advance. CONSTITUTION: A device and a method for warning the failure of a fan clutch includes a water temperature sensor(10), an engine rpm sensor(20), a cooling fan rpm sensor(30), a warning element(40), and an electronic control unit(ECU;50). The water temperature sensor senses the temperature of a cooling water. The ECU controls the sensors, and measures the engine rpm and the cooling fan rpm to drive the warning element if the measured engine rpm and the measured cooling fan rpm do not satisfy set conditions.

Description

팬 클러치 고장 경보장치 및 그 방법 {Method and apparatus for warning trouble of fan clutch}Fan clutch failure alarm and its method {Method and apparatus for warning trouble of fan clutch}

본 발명은 팬 클러치 고장 경보장치 및 그 방법에 관한 것으로서 특히, 간단한 구성으로 운전자가 팬 클러치의 오동작과 고장 여부를 알 수 있도록 함으로써, 팬 클러치의 고장이 주행불능 및 엔진의 고장으로 이어지는 것을 사전에 예방할 수 있도록 하는 팬 클러치 고장 경보장치 및 그 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a fan clutch failure alarm device and a method thereof, and in particular, by allowing the driver to know the fan clutch malfunction and failure with a simple configuration, in advance that the failure of the fan clutch leads to the inability to drive and the engine failure. The present invention relates to a fan clutch failure alarm device and a method for preventing the failure.

잘 알려진 바와 같이, 팬 클러치는 자동팬이라고도 불리우며 팬의 회전을 자동적으로 조절하여 팬의 구동에 소비되는 동력의 손실을 될 수 있는 대로 적게 하고, 기관의 과냉이나 팬의 소음을 적게 하기 위한 장치로서, 팬 클러치에는 유체 커플링식, 팬 클러치식, 전기식 등이 있다.As is well known, the fan clutch is also called an auto fan, and is a device for automatically adjusting the rotation of the fan to reduce the loss of power consumed to drive the fan as much as possible, and to reduce engine overcooling or fan noise. The fan clutch includes fluid coupling, fan clutch, electric and the like.

도 1은 일반적인 팬 클러치의 일례를 나타내는 개략도로서, 팬 클러치는, 라디에이터(1)를 통과하는 공기의 온도를 바이메탈(2)에 의하여 감지하여 팬(3)의 회전속도를 자동변속 시키도록 하는 구성을 가진다.1 is a schematic view showing an example of a general fan clutch, wherein the fan clutch is configured to automatically sense the temperature of air passing through the radiator 1 by the bimetal 2 to automatically rotate the rotational speed of the fan 3. Has

즉, 상기 바이메탈(2)의 작용으로 냉각수의 온도가 고온일 경우에는 팬(3)을 고속회전 시켜 라디에이터(1)를 통과하는 풍량을 증대시키고, 저온일 경우에는 팬(3)을 저속회전 시켜서 연비를 향상시키고 소음을 감소시키는 것이다.That is, when the temperature of the cooling water is high by the action of the bimetal 2, the fan 3 is rotated at high speed to increase the air volume passing through the radiator 1, and when the temperature is low, the fan 3 is rotated at low speed. To improve fuel efficiency and reduce noise.

일반적으로 차량의 냉각시스템은 고부하 운행조건에서도 각 구성요소들이 정상적인 작동을 할 경우에는 엔진의 냉각수 온도를 적정온도 이하로 유지시킬 수 있도록 설계되어있다.In general, the cooling system of a vehicle is designed to maintain the coolant temperature of the engine below a proper temperature when the components operate normally even under high load operating conditions.

그러나 각 구성요소(라디에이터, 서모스탯, 팬 클러치 등)들 중 어느 하나라도 정상적인 기능을 하지 못한 상태에서 차량을 계속해서 고부하 상태에서 주행을 유지할 경우에는 엔진이 과열되게 된다.However, if any one of the components (radiator, thermostat, fan clutch, etc.) does not function normally and the vehicle continues to run at a high load, the engine will overheat.

상기 구성요소 중에서도 특히 팬 클러치의 고장 발생율이 가장 높기 때문에 엔진의 오버히트를 방지하기 위해서는 팬 클러치의 정상 작동여부를 확인하는 것이 중요하다.Among the above components, in particular, since the failure rate of the fan clutch is the highest, it is important to check whether the fan clutch is normally operated to prevent overheating of the engine.

그러나 종래에는 차량의 팬 클러치의 고장 여부를 확인할 방법이 없어서, 팬 클러치의 노후화에 따른 오동작 및 고장 발생시, 운행중에 운전자가 냉각수 온도를 확인하지 못할 경우에는 엔진 오버히트를 초래하게 되고, 더 이상 주행이 불가능해지는 문제점이 있었다.However, since there is no conventional method for checking the failure of the fan clutch of the vehicle, when the driver malfunctions or malfunctions due to the aging of the fan clutch, if the driver fails to check the coolant temperature while driving, engine overheating is caused and the driving is no longer performed. There was a problem of becoming impossible.

본 발명은 상기의 결점을 해소하기 위한 것으로, 팬 클러치의 고장이 주행불능 및 엔진의 고장으로 이어지는 것을 사전에 예방할 수 있도록 하는 팬 클러치 고장 경보장치 및 그 방법을 제공하고자 한다.The present invention is to solve the above-mentioned drawbacks, and to provide a fan clutch failure warning device and method for preventing the failure of the fan clutch leading to a driving failure and engine failure in advance.

이러한 본 발명은 냉각수의 온도를 감지하는 수온센서와; 엔진 회전수를 감지하는 rpm 센서와; 쿨링팬의 회전수를 감지하는 회전수 센서와; 경보를 발생하는 경보기와; 상기 수온센서와 rpm 센서 및 회전수 센서를 제어하여, 엔진 회전수와 쿨링팬의 회전수를 측정하여 그 값이 설정한 조건을 만족하지 않으면 상기 경보기를 작동하도록 하는 ECU를 포함하여 구성함으로써 달성된다.The present invention and the water temperature sensor for sensing the temperature of the cooling water; An rpm sensor for detecting an engine speed; A rotation speed sensor for sensing a rotation speed of the cooling fan; An alarm for generating an alarm; And controlling the water temperature sensor, the rpm sensor, and the rotational speed sensor to measure the engine speed and the rotational speed of the cooling fan, and to configure the ECU to operate the alarm if the value does not satisfy the set condition. .

도 1은 일반적인 팬 클러치의 일례를 나타내는 개략도,1 is a schematic view showing an example of a general fan clutch;

도 2는 본 발명의 팬 클러치 고장 경보장치를 나타내는 블록도,2 is a block diagram showing a fan clutch failure alarm device of the present invention;

도 3은 본 발명의 팬 클러치 고장 경보방법을 나타내는 순서도.Figure 3 is a flow chart showing a fan clutch failure alarming method of the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

10 : 수온센서 20 : rpm 센서10: water temperature sensor 20: rpm sensor

30 : 회전수 센서 40 : 경보기30: rotation speed sensor 40: alarm

50 : ECU S1 : 제 1단계50: ECU S1: first step

S2 : 제 2단계 S3 : 제 3단계S2: second stage S3: third stage

S4 : 제 4단계S4: fourth stage

본 발명의 실시예를 첨부 도면을 참고하여 상세히 설명하면 다음과 같다.An embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명의 팬 클러치 고장 경보장치를 나타내는 블록도로서, 본 발명은, 냉각수의 온도를 감지하는 수온센서(10)와; 엔진 회전수를 감지하는 rpm 센서(20)와; 쿨링팬의 회전수를 감지하는 회전수 센서(30)와; 경보를 발생하는 경보기(40)와; 상기 수온센서(10)와 rpm 센서(20) 및 회전수 센서(30)를 제어하여, 엔진 회전수와 쿨링팬의 회전수를 측정하여 그 값이 설정한 조건을 만족하지 않으면 상기 경보기(40)를 작동하도록 하는 ECU(50)를 포함하여 구성되는 것을 그 기술상의 특징으로 한다.2 is a block diagram showing a fan clutch failure alarm device of the present invention, the present invention, the water temperature sensor 10 for detecting the temperature of the coolant; An rpm sensor 20 for detecting an engine speed; A rotation speed sensor 30 for sensing the rotation speed of the cooling fan; An alarm 40 for generating an alarm; The water temperature sensor 10, the rpm sensor 20, and the rotation speed sensor 30 are controlled to measure the engine speed and the rotation speed of the cooling fan, and if the value does not satisfy the condition set by the alarm 40. It is characterized by the technical features that comprise the ECU 50 to operate the.

상기 회전수 센서는(30), 상기 rpm 센서(20)와 동일한 접점식 마그네틱 센서를 사용하는 것이 바람직하다.It is preferable that the rotation speed sensor 30 uses the same contact type magnetic sensor as the rpm sensor 20.

도 3은 본 발명의 팬 클러치 고장 경보방법을 나타내는 순서도로서, 상기 장치를 이용하는 순서도를 나타낸다. 즉, 냉각수 온도를 측정하여, 냉각수 온도가 기준온도 이상인가를 판단하는 제 1단계(S1)와; 엔진 회전수와 쿨링팬의 회전수를 측정하는 제 2단계(S2)와; 상기 제 1단계(S1)에서 측정한 냉각수의 온도가 기준온도 이상으로 상승하였을 경우에 팬의 회전수에 의한 전달률이 설정값을 만족하는 지를 판단하는 제 3단계(S3)와; 상기 제 3단계(S3)에서 전달률이 설정값에 만족하지 않는 경우에 경보기를 작동하도록 하는 제 4단계(S4)를 포함하여 구성되는 것을 그 기술상의 특징으로 한다.Fig. 3 is a flowchart showing the fan clutch failure warning method of the present invention, showing a flow chart using the apparatus. That is, the first step (S1) by measuring the coolant temperature, and determines whether the coolant temperature is above the reference temperature; A second step (S2) of measuring the engine speed and the rotation speed of the cooling fan; A third step (S3) of determining whether the rate of transmission by the rotational speed of the fan satisfies the set value when the temperature of the cooling water measured in the first step (S1) rises above the reference temperature; The technical feature is that the third step (S3) comprises a fourth step (S4) to operate the alarm when the transmission rate does not satisfy the set value.

상기 전달률은, 엔진에 의한 회전 rpm 대비 팬 클러치가 쿨링팬을 전달하여나오는 출력 rpm값으로서, 이는 설정치(설계 조건)를 만족하여야 하며, 그렇지 않을 경우에는 팬 클러치의 고장을 의미한다.The transmission rate is an output rpm value at which the fan clutch delivers the cooling fan relative to the rotation rpm by the engine, which must satisfy a set value (design condition), otherwise it means a failure of the fan clutch.

이하, 상기 도 2 및 도 3을 참고하여 본 발명의 작용 및 효과를 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the operation and effects of the present invention will be described with reference to FIGS. 2 and 3.

본 발명은 상기한 바와 같이, 팬 클러치의 고장으로 팬의 회전수가 적정 회전수 이하일 경우에는 운전자가 즉시 이를 알 수 있도록 함으로써 엔진의 오버히트를 사전에 예방할 수 있도록 하는 것에 그 특징이 있다.As described above, the present invention is characterized in that the engine can be prevented from overheating in advance by allowing the driver to immediately know when the fan speed is lower than the proper speed due to a failure of the fan clutch.

자동차의 냉각계가 정상일 때는 그 작동상태는 대략 다음과 같다.When the cooling system of the vehicle is normal, the operating state is as follows.

냉각수 온도는 엔진의 부하에 의해 서서히 상승하다가 일정온도(서모스탯: thermostat 개변온도; 차종에 따라 다소 상이하지만 대부분 5톤 이상 대형차량의 경우는 82℃, 그 이하는 88℃) 이상이 되면 서모스탯와 라디에이터, 팬 클러치, 쿨링팬 등에 의해 그 차량에 적정한 온도로 유지하게 된다. (대략 5톤 이상 대형차량의 경우 하절기 고부하 운행조건에서는 100℃~105 ℃를 까지 상승하기도 하지만 대부분 100℃ 이하를 유지하게 된다.)The coolant temperature gradually rises due to the engine load, but the temperature is higher than a certain temperature (thermostat: thermostat opening temperature; it is slightly different depending on the type of vehicle, but it is 82 ℃ for large vehicles of 5 tons or more, and 88 ℃ or less). Radiators, fan clutches, cooling fans, and the like are maintained at temperatures appropriate for the vehicle. (In case of large vehicles of about 5 tons or more, it may rise to 100 ℃ ~ 105 ℃ in summer under high load operating conditions, but most of them remain below 100 ℃.)

이후, 서모스탯이 열리기 시작하면서 냉각수는 라디에이터를 통과하게 된다. 이때 쿨링팬은 저 회전 상태를 유지하다가, 라디에이터를 통과하는 냉각수량이 많아지면 열교환이 활발해지면서 팬 클러치 전면부의 바이메탈의 온도가 올라가기 시작하고, 바이메탈부 온도가 팬 클러치 작동온도에 도달하면 팬 클러치는 록(lock)이 되어 엔진 CRS 풀리의 회전수를 쿨링팬으로 전달하는 역할을 수행하게 된다. 이쿨링팬의 회전에 의해 라디에이터로 유입되는 냉각풍의 양이 정해지며, 냉각수의 온도를 적정한 온도로 유지할 수 있게 된다.The thermostat then begins to open and the coolant passes through the radiator. At this time, the cooling fan maintains low rotation, but when the amount of cooling water passes through the radiator increases, the heat exchange becomes active, and the temperature of the bimetal on the front of the fan clutch starts to rise, and when the temperature of the bimetal part reaches the fan clutch operating temperature, the fan clutch The lock (lock) is to transmit the rotational speed of the engine CRS pulley to the cooling fan. The amount of cooling air flowing into the radiator is determined by the rotation of the cooling fan, and the temperature of the cooling water can be maintained at an appropriate temperature.

본 발명에 의한 작동관계는 다음과 같다.The operating relationship according to the present invention is as follows.

먼저, 수온센서에 의해 측정된 냉각수의 온도가 판단조건을 만족하는지 확인한다(S1).First, it is checked whether the temperature of the cooling water measured by the water temperature sensor satisfies the determination condition (S1).

냉각수 온도가 95℃ 이상일 경우 고부하 운행조건이므로 쿨링팬의 정상 작동 여부를 확인하는 것으로, 냉각수 온도가 95℃ 정도일 때 팬 클러치는 이미 록(lock) 상태가 되어 쿨링팬의 회전수를 최대로 유지하여야 냉각수 온도를 적정온도 이하로 유지시킬 수 있다.If the coolant temperature is higher than 95 ℃, check the normal operation of the cooling fan because it is a high load operating condition.When the coolant temperature is about 95 ℃, the fan clutch should be locked and keep the rotation speed of the cooling fan at the maximum. Cooling water temperature can be maintained below the optimum temperature.

이후, 차량의 엔진 회전수(rpm)를 측정하는 센서와 동일한 센서(접점식 마그네틱 센서)를 이용하여 쿨링팬의 회전수를 측정한다(S2).Thereafter, the rotation speed of the cooling fan is measured using the same sensor (contact type magnetic sensor) as the sensor for measuring the engine speed (rpm) of the vehicle (S2).

그리하여, 냉각수가 기준온도 이상으로 상승했을 경우, 팬의 회전수가 설계 조건에 만족하는 수준인지를 판단한다(S3).Thus, when the cooling water rises above the reference temperature, it is determined whether the rotation speed of the fan satisfies the design condition (S3).

일반적으로 팬 클러치의 전달율은 사양별 상세히 나타나 있다(대부분 max. 조건에서 최소 90 % 이상임). 여기서 전달율이라 함은 엔진 CRS 풀리가 냉각계 풀리를 거쳐 전달되는 고회전의 입력 rpm 대비 팬 클러치가 쿨링팬에 전달하여 나오는 출력 rpm에 대한 값이다.In general, the transmission rates of the fan clutches are detailed by specification (mostly at least 90% at max. Conditions). Here, the transmission rate is a value for the output rpm that the fan clutch transmits to the cooling fan relative to the high rpm input rpm that the engine CRS pulley passes through the cooling system pulley.

상기 조건에서 쿨링팬의 회전수가 설계 조건을 만족하지 못 할 경우 팬 클러치의 고장이므로 경보기를 작동하여(S4) 운전자가 이를 인지 할 수 있도록 하는 것이다.If the rotation speed of the cooling fan does not satisfy the design conditions under the above conditions, the fan clutch is broken, so that the driver operates the alarm (S4).

상기 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 구체적으로 설명하기 위한 일례로서, 본 발명의 범위는 상기의 도면이나 실시예에 한정되지 않는다.The above embodiment is an example for explaining the technical idea of the present invention in detail, and the scope of the present invention is not limited to the above drawings and embodiments.

이상과 같은 본 발명은 팬 클러치의 고장 여부를 운전자에게 알려줌으로써, 팬 클러치의 고장이 주행불능 및 엔진의 고장으로 이어지는 것을 사전에 예방할 수 있도록 하는 효과가 있는 발명인 것이다.The present invention as described above is an invention having an effect of preventing the fan clutch from failing, leading to inability to drive and failure of the engine by informing the driver of the failure of the fan clutch.

Claims (4)

냉각수의 온도를 감지하는 수온센서와;A water temperature sensor for sensing the temperature of the cooling water; 엔진 회전수를 감지하는 rpm 센서와;An rpm sensor for detecting an engine speed; 쿨링팬의 회전수를 감지하는 회전수 센서와;A rotation speed sensor for sensing a rotation speed of the cooling fan; 경보를 발생하는 경보기와;An alarm for generating an alarm; 상기 수온센서와 rpm 센서 및 회전수 센서를 제어하여, 엔진 회전수와 쿨링팬의 회전수를 측정하여 그 값이 설정한 조건을 만족하지 않으면 상기 경보기를 작동하도록 하는 ECU를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 팬 클러치 고장 경보장치.And an ECU for controlling the water temperature sensor, the rpm sensor, and the rotational speed sensor to measure the engine speed and the rotational speed of the cooling fan and to operate the alarm if the value does not satisfy the set condition. Fan clutch breakdown alarm. 제 1항에 있어서, 상기 회전수 센서는,The method of claim 1, wherein the rotation speed sensor, 상기 rpm 센서와 동일한 접점식 마그네틱 센서를 사용하는 것을 특징으로 하는 팬 클러치 고장 경보장치.Fan clutch failure alarm device, characterized in that using the same contact type magnetic sensor as the rpm sensor. 제 1항의 장치를 이용하여 팬 클러치의 고장을 경보하는 방법에 있어서,In the method for alarming the failure of the fan clutch using the apparatus of claim 1, 냉각수 온도를 측정하여, 냉각수 온도가 기준온도 이상인가를 판단하는 제 1단계와;Measuring a coolant temperature to determine whether the coolant temperature is equal to or higher than a reference temperature; 엔진 회전수와 쿨링팬의 회전수를 측정하는 제 2단계와;A second step of measuring the engine speed and the rotation speed of the cooling fan; 상기 제 1단계에서 측정한 냉각수의 온도가 기준온도 이상으로 상승하였을 경우에 팬의 회전수에 의한 전달률이 설정값을 만족하는 지를 판단하는 제 3단계와;A third step of determining whether the rate of transmission by the rotational speed of the fan satisfies the set value when the temperature of the cooling water measured in the first step rises above the reference temperature; 상기 제 3단계에서 전달률이 설정값에 만족하지 않는 경우에 경보기를 작동하도록 하는 제 4단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 팬 클러치 고장 경보방법.And a fourth step of operating the alarm when the transmission rate does not satisfy the set value in the third step. 제 3항에 있어서, 상기 전달률은,The method of claim 3, wherein the delivery rate, 엔진에 의한 회전 rpm 대비 팬 클러치가 쿨링팬을 전달하여 나오는 출력 rpm값으로 하는 것을 특징으로 하는 팬 클러치 고장 경보방법.Fan clutch failure alarm method characterized in that the output rpm value that the fan clutch delivers the cooling fan relative to the rotation rpm by the engine.
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