KR20040052422A - 팬 클러치 고장 경보장치 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 팬 클러치 고장 경보장치 및 그 방법에 관한 것으로서 특히, 간단한 구성으로 운전자가 팬 클러치의 오동작과 고장 여부를 알 수 있도록 하는 것으로서, 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 구성되어, 팬 클러치의 고장이 주행불능 및 엔진의 고장으로 이어지는 것을 사전에 예방할 수 있도록 하는 것이다.

Description

팬 클러치 고장 경보장치 및 그 방법 {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.

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.

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.

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.

일반적으로 차량의 냉각시스템은 고부하 운행조건에서도 각 구성요소들이 정상적인 작동을 할 경우에는 엔진의 냉각수 온도를 적정온도 이하로 유지시킬 수 있도록 설계되어있다.

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.

상기 구성요소 중에서도 특히 팬 클러치의 고장 발생율이 가장 높기 때문에 엔진의 오버히트를 방지하기 위해서는 팬 클러치의 정상 작동여부를 확인하는 것이 중요하다.

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.

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.

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.

도 1은 일반적인 팬 클러치의 일례를 나타내는 개략도,

도 2는 본 발명의 팬 클러치 고장 경보장치를 나타내는 블록도,

도 3은 본 발명의 팬 클러치 고장 경보방법을 나타내는 순서도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 수온센서 20 : rpm 센서

30 : 회전수 센서 40 : 경보기

50 : ECU S1 : 제 1단계

S2 : 제 2단계 S3 : 제 3단계

S4 : 제 4단계

본 발명의 실시예를 첨부 도면을 참고하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

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.

상기 회전수 센서는(30), 상기 rpm 센서(20)와 동일한 접점식 마그네틱 센서를 사용하는 것이 바람직하다.

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.

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.

이하, 상기 도 2 및 도 3을 참고하여 본 발명의 작용 및 효과를 설명하면 다음과 같다.

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.

자동차의 냉각계가 정상일 때는 그 작동상태는 대략 다음과 같다.

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.)

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.

본 발명에 의한 작동관계는 다음과 같다.

먼저, 수온센서에 의해 측정된 냉각수의 온도가 판단조건을 만족하는지 확인한다(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.

이후, 차량의 엔진 회전수(rpm)를 측정하는 센서와 동일한 센서(접점식 마그네틱 센서)를 이용하여 쿨링팬의 회전수를 측정한다(S2).

그리하여, 냉각수가 기준온도 이상으로 상승했을 경우, 팬의 회전수가 설계 조건에 만족하는 수준인지를 판단한다(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.

상기 조건에서 쿨링팬의 회전수가 설계 조건을 만족하지 못 할 경우 팬 클러치의 고장이므로 경보기를 작동하여(S4) 운전자가 이를 인지 할 수 있도록 하는 것이다.

상기 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 구체적으로 설명하기 위한 일례로서, 본 발명의 범위는 상기의 도면이나 실시예에 한정되지 않는다.

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.

Claims (4)

1. 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 구성되는 것을 특징으로 하는 팬 클러치 고장 경보장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 회전수 센서는,

   상기 rpm 센서와 동일한 접점식 마그네틱 센서를 사용하는 것을 특징으로 하는 팬 클러치 고장 경보장치.
3. 제 1항의 장치를 이용하여 팬 클러치의 고장을 경보하는 방법에 있어서,

   냉각수 온도를 측정하여, 냉각수 온도가 기준온도 이상인가를 판단하는 제 1단계와;

   엔진 회전수와 쿨링팬의 회전수를 측정하는 제 2단계와;

   상기 제 1단계에서 측정한 냉각수의 온도가 기준온도 이상으로 상승하였을 경우에 팬의 회전수에 의한 전달률이 설정값을 만족하는 지를 판단하는 제 3단계와;

   상기 제 3단계에서 전달률이 설정값에 만족하지 않는 경우에 경보기를 작동하도록 하는 제 4단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 팬 클러치 고장 경보방법.
4. 제 3항에 있어서, 상기 전달률은,

   엔진에 의한 회전 rpm 대비 팬 클러치가 쿨링팬을 전달하여 나오는 출력 rpm값으로 하는 것을 특징으로 하는 팬 클러치 고장 경보방법.