KR100482570B1

KR100482570B1 - 차량용 냉각팬 제어방법

Info

Publication number: KR100482570B1
Application number: KR10-2002-0054564A
Authority: KR
Inventors: 김창현
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2002-09-10
Filing date: 2002-09-10
Publication date: 2005-04-14
Also published as: KR20040022964A

Abstract

차량용 냉각팬 제어방법이 개시된다. 개시된 차량용 냉각팬 제어방법은, (a) 차량의 냉각수온에서 영역별로 기본 듀티를 계산하는 단계와; (b) 상기 차량의 에어컨 스위치가 오프되었는지 판단하는 단계와; (c) 상기 단계 (b)에서의 조건을 만족하는 경우, 에어컨 압력 스위치가 오프되었는지 판단하는 단계와; (d) 상기 단계 (c)에서의 조건을 만족하는 경우, 상기 차량의 차속을 설정하는 단계와; (e) 상기 단계 (d)에서 설정한 상기 차속에 따라 기본 듀티와 설정차속으로 정한 설정값과 곱하여 계산한 값을 듀티로 설정하는 단계;를 포함하고, 상기 기본 듀티는 상기 차량의 냉각수온센서에서 계측된 상기 차량의 엔진의 냉각수온에 따른 1차원 테이블 식에서 듀티값을 %로 표시한 것을 그 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 냉각팬의 속도를 다단으로 제어하여 불필요한 동작영역에서의 소음을 줄일 수 있는 이점이 있다.

Description

차량용 냉각팬 제어방법{METHOD OF CONTROLING A COOLING FAN FOR VEHICLE}

본 발명은 차량용 냉각팬 제어방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 외기온도 대신 냉각수온을 입력 인자로 하여 감속 및 가속에 따른 엔진의 열적 부하를 정밀하게 판단하기 위한 차량용 냉각팬 제어방법에 관한 것이다.

냉각수온, 차량속도 및 외기온도 값에 의해 냉각팬 모터의 속도를 제어하는 차량의 냉각팬 제어방법에 있어서, 도 1에 도시된 바와 같이, 써모스탯(thermostat) 스위치가 작동되면 차량의 엔진제어기인 ECU는 차속과 외기온도를 감지하여 차속과 외기온도 값에 의해 모터 제어값을 결정하고, 모터 속도를 듀티(duty) 제어한다.

그리고 써모스탯 스위치가 작동된 상태에서 차량의 속도가 기준값보다 빠르고, 외기온도 기준값보다 낮을 때, 상기한 냉각팬 모터의 속도를 낮추어 제어한다.

또한 반대로 차량 속도가 기준값보다 느리고 외기온도가 기준값보다 높을 때 냉각팬 모터의 속도를 빠르게 제어한다.

그런데, 상기와 같은 종래의 차량의 냉각팬 제어방법은, 차량의 에어컨 상태에 따른 엔진 과열상태가 반영이 되어 있지 않고, 차속과 외기온도에 따라 듀티값을 설정할 경우 2차원 테이블로 듀티가 계산되어 제어기 내 저장 용량을 많이 차지하게 되어 정밀한 듀티 제어가 어렵다.

그리고 냉각수온이 아닌 외기온도에 따른 입력 인자는 외기온도가 20~30℃로 제한되고 차속 기준값이 같은 범위에서 감속 및 가속에 따른 엔진의 열적 부하를 정밀하게 판단하지 못하는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 정밀한 듀티 제어가 이루어지고, 엔진의 열적 부하를 정밀하게 판단하도록 한 차량용 냉각팬 제어방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 차량용 냉각팬 제어방법은, (a) 차량의 냉각수온에서 영역별로 기본 듀티를 계산하는 단계와; (b) 상기 차량의 에어컨 스위치가 오프되었는지 판단하는 단계와; (c) 상기 단계 (b)에서의 조건을 만족하는 경우, 에어컨 압력 스위치가 오프되었는지 판단하는 단계와; (d) 상기 단계 (c)에서의 조건을 만족하는 경우, 상기 차량의 차속을 설정하는 단계와; (e) 상기 단계 (d)에서 설정한 상기 차속에 따라 기본 듀티와 설정차속으로 정한 설정값과 곱하여 계산한 값을 듀티로 설정하는 단계;를 포함하고, 상기 기본 듀티는 상기 차량의 냉각수온센서에서 계측된 상기 차량의 엔진의 냉각수온에 따른 1차원 테이블 식에서 듀티값을 %로 표시한 것을 그 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 2에는 본 발명에 따른 차량용 냉각팬 제어방법을 순차적으로 나타내 보인 개략적인 순서도가 도시되어 있고, 도 3에는 본 발명이 적용되는 시스템도가 개략적으로 도시되어 있다.

도면을 각각 참조하면, 본 발명에 따른 차량용 냉각팬 제어방법은, 우선, 차량의 냉각수온에서 영역별로 기본 듀티(duty)를 계산한다.(단계 110)

그리고 차량의 에어컨 스위치가 오프(off)되었는지 판단한다.(단계 120)

상기 단계 120에서의 조건을 만족하는 경우 즉, 에어컨 스위치가 오프되었으면, 에어컨 압력 스위치가 오프되었는지 판단한다.(단계 130)

상기 단계 130에서의 조건을 만족하는 경우, 차량의 차속 예컨대, 저속(V1), 중속(V2) 또는 고속(V3)인지를 설정한다.(단계 140)

상기 단계 140에서 설정한 차속에 따라 기본 듀티와 설정차속으로 정한 설정값과 곱하여 계산한 값을 듀티로 설정한다. 즉, '듀티 = 기본 듀티 ×설정값'의 식으로 설정한다.

한편, 상기 단계 140에서, 상기한 설정차속이 저속인 V1보다 차속이 작은 경우에는 설정값을 제1설정값으로 하고, 설정차속이 중속인 V2보다 차속이 작은 경우 설정값을 제2설정값으로 하며, 상기 설정차속이 중속인 V2보다 차속이 큰 경우 즉, 고속(V3)인 경우 설정값을 제3설정값으로 한다.그리고 상기한 기본 듀티는 차량의 냉각수온센서에서 계측된 차량의 엔진의 냉각수온에 따른 1차원 테이블 식에서 듀티값을 %로 표시한다. 다만, 냉각수온 상승시 설정 온도에 대한 듀티값에 대하여 온도 하강시 히스테리시스(온도 변화에 대한 지연)를 두어 온도 변화에 대한 듀티값이 급격히 변화하는 것을 막는다.다른 한편으로, 상기 단계 120에서의 조건을 만족하지 못하는 경우 즉, 에어컨 스위치가 오프되어 있지 않다면, 에어컨 압력 스위치가 오프되었는지 판단한다.(단계 210)

삭제

상기 단계 210에서의 조건을 만족하는 경우 즉, 에어컨 압력 스위치가 오프되었다면, 차량의 차속을 설정한다.(단계 220)

상기 단계 220에서의 설정된 차속 즉 V1, V2 또는 V3에 따라 기본 듀티와 설정차속으로 정한 설정값과 곱하여 계산한 값을 듀티로 설정한다.(단계 230)

상기 단계 220에서 설정차속이 V1보다 차속이 작은 경우, 설정값을 제4설정값으로 하고, 설정차속이 V2보다 차속이 작은 경우, 설정값을 제5설정값으로 하며, 설정차속이 V3인 경우, 설정값을 제6설정값으로 한다.

여기에서, 상기한 제1,2,3,4,5 및 제6설정값은 본 제어에서 수행하기 위해 정한 차량 속도(V1~V3)별 테이블(table)값이다.

또 다른 한편으로 상기 단계 130 또는 210에서의 조건을 만족하지 못하는 경우, 차량의 냉각수온과 설정온도(예컨대, T2)와 비교하여 냉각수온이 설정온도보다 작은지 판단한다.(단계 310)

상기 단계 310에서의 조건을 만족하는 경우 즉, 냉각수온이 작은 경우, 기본 듀티에 제1상수값을 곱하여 듀티를 설정한다. 즉, '듀티 = 기본 듀티 ×제1상수값'의 식으로 설정한다.(단계 320)

그리고 상기 단계 310에서의 조건을 만족하지 못하는 경우, 기본 듀티에 제2상수값을 곱하여 듀티를 설정한다.(단계 330)

여기에서, 상기한 냉각수온은 T1, T2 또는 T3으로 설정하고, 따라서 이 T1~T3에서 기본 듀티값을 계산하고, 이에 차량 속도별 테이블에서 구한 상수(0~1)를 곱하여 듀티를 계산한다.한편, 냉각팬의 제어방법을 개략적으로 설명하면, 본 발명에서 냉각팬은 예컨대, BLDC(Brushless Direct Current) 모터를 사용하는데, 배터리 전압의 일단이 연결되어 있고, 타단은 엔진제어기 내부와 연결되어 듀티가 100%가 되면 전기적으로 그라운드(Ground)가 되어 통전되어 상기한 냉각팬이 작동하며, 듀티값이 커질수록 냉각팬 양단 평균전압의 차이가 커져 흐르는 전류가 약해지며, 이러한 방법으로 냉각팬의 속도를 제어한다.그리고 최종 듀티가 %로 계산되었을 때, 상기 엔진제어기 내부의 타이머에서 일정 펄스(Pulse)를 출력하되 예컨대, 주기가 10ms일 경우 듀티값이 10%인 경우 로우(Low) 신호가 1ms 동안 발생하도록 엔진제어기 내부 출력단에서 트랜지스터 등을 이용해 스위치를 1ms 동안 작동하고, 나머지 9ms 동안은 스위치가 오프(Off)되어 하이 펄스(High pulse)가 발생하도록 한다. 보통 듀티 신호는 10~90%의 듀티값으로 제한을 둔다. 아래의 표 1은 상기한 차량 속도별 테이블이다.

삭제

		에어컨 스위치 오프 (off)		에어컨 스위치 온 (on)
		에어컨 압력스위치 오프	에어컨 압력스위치 온	에어컨 압력스위치 오프	에어컨 압력스위치 온
차 속	저속	0.8	0.7~1	0.9	0.7~1
	중속	0.7		0.8
	고속	0.6		0.7

상기한 표 1에서 예컨대, 냉각수온<T2일 경우 1의 상수값으로 하고, 냉각수온 >T2일 경우에는 0.7의 상수값으로 동일한 상수로 설정한다.

그리고 상기한 바와 같이 듀티값은 9단계로 기본 듀티를 설정하고, 에어컨 압력 스위치가 오프일 때는 차속에 따라 저속, 중속 및 고속으로 나눈다.

이때, 에어컨 압력 스위치 온(on)시에는 상수값은 차속과 무관하다.

상기한 바와 같은 본 발명에 따른 차량용 냉각팬 제어방법은, 에어컨 상태에 따른 엔진 과열상태를 반영한 것으로, 냉각수온에 따른 1차원 테이블로 듀티가 계산되어 엔진제어기(ECU)내 저장 용량을 줄이고, 듀티 단수를 늘려 정밀한 제어가 가능하다.

그리고 모터 내의 전류량을 세밀하게 제어하여 이 모터의 부하를 줄일 수 있다.

또한 외기온도 대신 냉각수온을 입력 인자로 하여 감속 또는 가속에 따른 엔진의 열적 부하를 정밀하게 판단한다.

한편, 도 4는 냉각수온에 따른 냉각팬 구동 기본 듀티를 결정하기 위한 냉각수온과 듀티의 관계 그래프이다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 차량용 냉각팬 제어방법은 다음과 같은 효과를 갖는다.

냉각팬의 속도를 다단으로 제어하여 불필요한 동작영역에서의 소음을 줄일 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

도 1은 종래의 기술에 따른 차량용 냉각팬 제어방법이 적용되는 시스템의 구성을 개략적으로 나타내 보인 도면.

도 2는 본 발명에 따른 차량용 냉각팬 제어방법을 순차적으로 나타내 보인 개략적인 순서도.

도 3은 본 발명에 따른 차량용 냉각팬 제어방법이 적용되는 시스템의 구성을 개략적으로 나타내 보인 도면.

도 4는 냉각수온과 듀티와의 관계 그래프.

Claims

(a) 차량의 냉각수온에서 영역별로 기본 듀티를 계산하는 단계와;

(b) 상기 차량의 에어컨 스위치가 오프되었는지 판단하는 단계와;

(c) 상기 단계 (b)에서의 조건을 만족하는 경우, 에어컨 압력 스위치가 오프되었는지 판단하는 단계와;

(d) 상기 단계 (c)에서의 조건을 만족하는 경우, 상기 차량의 차속을 설정하는 단계와;

(e) 상기 단계 (d)에서 설정한 상기 차속에 따라 상기 기본 듀티와 설정차속으로 정한 설정값과 곱하여 계산한 값을 듀티로 설정하는 단계;를 포함하고,

상기 기본 듀티는 상기 차량의 냉각수온센서에서 계측된 상기 차량의 엔진의 냉각수온에 따른 1차원 테이블 식에서 듀티값을 %로 표시한 것을 특징으로 하는 차량용 냉각팬 제어방법.
제1항에 있어서,

상기 단계 (d)에서 상기 설정차속이 저속인 V1보다 상기 차속이 작은 경우, 상기 설정값을 제1설정값으로 하는 것을 특징으로 하는 차량용 냉각팬 제어방법.
제1항에 있어서,

상기 단계 (d)에서 상기 설정차속이 중속인 V2보다 상기 차속이 작은 경우, 상기 설정값을 제2설정값으로 하는 것을 특징으로 하는 차량용 냉각팬 제어방법.
제1항에 있어서,

상기 단계 (d)에서 상기 설정차속이 중속인 V2보다 상기 차속이 큰 경우, 상기 설정값을 제3설정값으로 하는 것을 특징으로 하는 차량용 냉각팬 제어방법.
제1항에 있어서,

(f) 상기 단계 (b)에서의 조건을 만족하지 못하는 경우, 에어컨 압력 스위치가 오프되었는지 판단하는 단계와;

(g) 상기 단계 (f)에서의 조건을 만족하는 경우, 상기 차량의 차속을 설정하는 단계와;

(h) 상기 단계 (g)에서의 설정된 상기 차속에 따라 기본 듀티와 설정차속으로 정한 설정값과 곱하여 계산한 값을 듀티로 설정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 냉각팬 제어방법.
제5항에 있어서,

상기 단계 (g)에서 상기 설정차속이 저속인 V1보다 상기 차속이 작은 경우, 상기 설정값을 제4설정값으로 하는 것을 특징으로 하는 차량용 냉각팬 제어방법.
제5항에 있어서,

상기 단계 (g)에서 상기 설정차속이 중속인 V2보다 상기 차속이 작은 경우, 상기 설정값을 제5설정값으로 하는 것을 특징으로 하는 차량용 냉각팬 제어방법.
제5항에 있어서,

상기 단계 (g)에서 상기 설정차속이 중속인 V2보다 상기 차속이 큰 경우, 상기 설정값을 제6설정값으로 하는 것을 특징으로 하는 차량용 냉각팬 제어방법.
제1항에 있어서,

(i) 상기 단계 (c)에서의 조건을 만족하지 못하는 경우, 상기 차량의 냉각수온과 설정온도와 비교하여 상기 냉각수온이 설정온도보다 작은지 판단하는 단계와;

(j) 상기 단계 (i)에서의 조건을 만족하는 경우, 기본 듀티에 제1상수값을 곱하여 듀티를 설정하는 단계를 포함하여 된 것을 특징으로 하는 차량용 냉각팬 제어방법.
제9항에 있어서,

(j) 상기 단계 (i)에서의 조건을 만족하지 못하는 경우, 기본 듀티에 제2상수값을 곱하여 듀티를 설정하는 단계를 포함하여 된 것을 특징으로 하는 차량용 냉각팬 제어방법.