KR101459904B1 - 엔진 토크 보상 제어 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 엔진 토크 보상 제어 방법에 관한 것으로서, 특히 엔진과 연결된 MCU(Micro Control Unit)를 통해 쿨링팬 모터를 제어하여 전류센서의 신호 이상 여부를 판단하는 제1단계(S10)와; 상기 제1단계(S10)에서 신호 이상 발생 시 위치신호를 통해 쿨링팬 모터의 스피드를 감지하는 제2단계(S20)와; 상기 제2단계(S20)에서 감지된 상기 쿨링팬 모터의 스피드에 엔진 토크의 보상값을 산출하는 제3단계(S30)와; 상기 제1단계(S10)에서 신호 이상 미발생 시 전류센서의 전류량을 감지하여 전기적 부하를 검출하는 제4단계(S40)와; 상기 제4단계(S40)에서 전기적 부하 검출 시 부하에 따른 엔진 토크의 보상값을 산출하는 제5단계(S50)와; 상기 제3단계(S30)와 제5단계(S50)에서 산출한 엔진 토크의 보상값을 통해 엔진 토크의 보상을 제어하는 제6단계(S60)로 구성되어, 전류량 계산을 통한 전기적 부하를 검출하여 엔진 토크 보상이 이루어지기 때문에 보다 정확한 엔진 토크 보상 제어가 가능하게 하는 동시에 전류센서 이상 신호를 감지하여 쿨링팬 모터의 스피드를 통해 엔진 토크 보상 제어가 가능하게 함으로써 안정성있는 로직을 구성하여 차량의 상품성을 향상시키는데 효과가 있도록 하는 것이다.

Description

엔진 토크 보상 제어 방법{Compensating control method of engine torque}

본 발명은 엔진 토크 보상 제어 방법에 관한 것으로서, 특히 전류감지를 통한 엔진 토크 보상 제어를 하며, 전류센서 신호 이상 시 쿨링팬 모터의 속도를 검출하여 토크 보상을 제어할 수 있게 하기 위한 엔진 토크 보상 제어 방법에 관한 것이다.

일반적으로 엔진룸 쿨링팬 시스템은 차량의 엔진 냉각수 과열을 막고 에어컨 성능을 향상시키는 매우 중요한 역할을 한다.

종래에는 시동이 걸리고 나서 엔진룸 쿨링팬은 일정한 속도로 모터를 작동시키고 성능을 발휘하는 것에서 벗어나 에어컨 상태, 냉각수 온도, 차량 속도와 같은 요소를 모두 고려하여 레지스터 타입을 통해 모터 속도를 LOW 및 HIGH로 제어를 했으나, 최근에는 연비가 매우 중요 시 되면서 PWM(Pulse Width Modulation) 제어를 통한 모터 속도 제어를 통해 보다 효율적인 시스템으로 진화하고 있는 실정이다.

한편, 온도가 매우 높은 지역이나 캠핑 등의 용도로 트레일러를 장착하고 다니는 차량에 대해서는 냉각수 온도가 더욱 빠르게 과열되는 것을 막기 위해 보다 높은 쿨링팬 모터 출력이 요구되며, 이와 같이 용량이 큰 모터의 경우 모터 속도 제어를 통한 쿨링팬 시스템은 필수적이라고 할 수 있다.

상술한 바와 같이 모터의 출력 요구사항이 높아지면서 연비를 향상시키기 위한 노력도 점점 높아지고 있다. 엔진 ECU는 엔진 부하들의 동작 상태를 체크하여 필요한 토크를 적절히 생성해 낼 수 있는 적절한 시스템을 갖추고 있다. 특히 고출력 모터의 경우에도 많은 전기적 부하를 가지고 있기 때문에 엔진 ECU에서는 모터 속도 신호를 통해 적절한 엔진 토크 보상 제어를 실시하고 있다.

하지만 이는 엔진 ECU에서 모터를 제어하기 위해 출력되는 제어신호 또는 모터 스피드를 통한 엔진 토크 보상이기 때문에 실제 모터 속도와 차이점을 보여 교정을 통해 보상 제어를 보완해야만 한다.

종래에는 쿨링 로직 출력인 모터 스피드 요구 신호를 통한 토크 보상 제어를 보완해야 하는 문제점이 있었으며, 모터 스피드와 토크 보상을 위한 전기적 부하 매칭에 의해 엔진 토크 보상 제어가 어려워져 상품성이 저하되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기의 문제점을 해소하기 위한 엔진 토크 보상 제어 방법에 관한 것으로서, 특히 전류감지를 통한 엔진 토크 보상 제어를 하며, 전류센서 신호 이상 시 쿨링팬 모터의 속도를 검출하여 토크 보상을 제어할 수 있게 하기 위한 것을 목적으로 한다.

이러한 본 발명은 엔진과 연결된 MCU(Micro Control Unit)를 통해 쿨링팬 모터를 제어하여 전류센서의 신호 이상 여부를 판단하는 제1단계와; 상기 제1단계에서 신호 이상 발생 시 위치신호를 통해 쿨링팬 모터의 스피드를 감지하는 제2단계와; 상기 제2단계에서 감지된 상기 쿨링팬 모터의 스피드에 엔진 토크의 보상값을 산출하는 제3단계와; 상기 제1단계에서 신호 이상 미발생 시 전류센서의 전류량을 감지하여 전기적 부하를 검출하는 제4단계와; 상기 제4단계에서 전기적 부하 검출 시 부하에 따른 엔진 토크의 보상값을 산출하는 제5단계와; 상기 제3단계와 제5단계에서 산출한 엔진 토크의 보상값을 통해 엔진 토크의 보상을 제어하는 제6단계;를 포함함으로써 달성된다.

상기 제1단계에서 전류센서의 신호 이상 상태는 상기 쿨링팬 모터를 제어하는 PWM(Pulse Width Modulation) 듀티가 동작을 위한 최소값 이상이고, 상기 쿨링팬 모터의 위치 감지를 통해 상기 쿨링팬 모터가 움직이고 있는 상태가 되도록 하는 것이 바람직하다.

상기 제1단계에서 전류센서의 신호 이상 상태는 소정 시간 동안 상기 쿨링팬 모터 제어의 전압 변화량에 비해 전류 변화량이 작도록 하는 것이 바람직하다.

이상과 같은 본 발명은 전류량 계산을 통한 전기적 부하를 검출하여 엔진 토크 보상이 이루어지기 때문에 보다 정확한 엔진 토크 보상 제어가 가능하게 하는 동시에 전류센서 이상 신호를 감지하여 쿨링팬 모터의 스피드를 통해 엔진 토크 보상 제어가 가능하게 함으로써 안정성있는 로직을 구성하여 차량의 상품성을 향상시키는데 효과가 있는 발명인 것이다.

도 1은 본 발명의 엔진 토크 보상 제어 방법을 도시하는 흐름도,
도 2는 본 발명의 엔진 토크 보상 제어 방법의 쿨링팬 모터의 시스템을 도시하는 도면.

본 발명의 실시예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 엔진 토크 보상 제어 방법은 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 전류센서의 신호 이상 여부를 판단하는 제1단계(S10)와, 신호 이상 시 쿨링팬 모터의 스피드를 감지하는 제3단계(S30)와, 제2단계(S20)의 엔진 토크의 보상값을 산출하는 제3단계(S30)와, 신호 정상 시 전기적 부하를 검출하는 제4단계(S40)와, 제4단계(S40)의 엔진 토크의 보상값을 산출하는 제5단계(S50)와, 엔진 토크 보상을 제어하는 제6단계(S60)를 포함한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 제1단계(S10)는 엔진과 연결된 MCU(Micro Control Unit)를 통해 쿨링팬 모터를 제어하여 쿨링팬 모터와 연동된 전류센서의 신호 이상 여부를 판단하게 된다.

여기서, 쿨링팬 모터는 도 2에 도시된 바와 같이 MCU 및 ECU(Electronic Control Unit)와도 연동되어 쿨링팬 모터의 속도 제어를 위해 필요한 모든 신호를 입력받게 된다.

이때, MCU는 모든 입력 신호를 통해 쿨링팬 모터를 제어하며 보다 정밀한 토크 보상 제어를 위해 전류센서로부터 소모 전류를 측정하여 전기적 부하를 검출하게 된다.

제2단계(S20)는 제1단계(S10)에서 신호 이상 발생 시 위치신호를 통해 쿨링팬 모터의 스피드를 감지하게 된다.

이때, 제1단계(S10)에서 전류센서의 신호 이상 상태는 쿨링팬 모터를 제어하는 PWM(Pulse Width Modulation) 듀티가 동작을 위한 최소값 이상이고, 쿨링팬 모터의 위치 감지를 통해 쿨링팬 모터가 움직이고 있는 상태에서 상기 전류센서가 이를 감지하지 못하고 있는 상태일 때이며, 이와 관련된 수식은 아래와 같다.

I_out << I_min = I_N · V_min/V_N 이면 전류센서가 고장인 것으로 판단하게 되는데, I_out는 전류센서를 통해 감지된 전류량, I_N은 정격전류, V_N은 정격전압, V_min은 쿨링팬 모터의 PWM 제어 시 구동을 위한 최소전압, I_min은 최소전압 구동 시 모터 구동 전류를 나타낸다.

또한, 제1단계(S10)에서 전류센서의 신호 이상 상태인 다른 경우는 소정 시간 동안 쿨링팬 모터 제어의 전압 변화량에 비해 전류 변화량이 작은 상태에서 상기 전류센서가 이를 감지하지 못하고 있는 상태일 때이며, 이와 관련된 수식은 아래와 같다.

△V_out/V_N = △RPM/RPM_N && △I_out/I_N << △V_out/V_N 이면 전류센서가 고장인 것으로 판단하게 되는데, 정격전압 시 정격 회전 속도, 일정시간 동안 모터 PWM 제어 시 구동을 위한 전압 변화량, 일정시간 동안 전압 변화에 따른 전류센서를 통해 감지된 전류 변화량, 일정시간 동안 전압 변화에 따른 모터 회전 속도 변화량을 나타낸다.

제3단계(S30)는 제2단계(S20)에서 감지된 쿨링팬 모터의 스피드에 엔진 토크의 보상값을 산출하여 추후 이 보상값을 토대로 엔진 토크를 보상할 수 있게 한다.

한편, 제1단계(S10)에서 전류센서의 신호가 정상인 경우에는 전류센서의 전류량을 감지하여 전기적 부하를 검출하는 제4단계(S40)로 이동하게 된다.

제4단계(S40)에서 전기적 부하를 검출한 다음에는 제5단계(S50)로 이동하여 검출된 전기적 부하에 따른 엔진 토크의 보상값을 산출하게 된다.

제6단계(S60)는 제3단계(S30) 및 제5단계(S50)에서 산출한 엔진 토크의 보상값을 통해 엔진 토크의 보상을 제어한다.

이처럼, 본 발명은 종래의 쿨링시스템과 비교하여 쿨링팬의 출력 요구사양이 높아지면서 모터 크기의 변경 없이 고출력 고효율 쿨링 시스템을 사용할 수 있는 것으로, 위치센서를 통해 모터 구동을 해야 하기 때문에 위치 및 속도를 감지할 수 있으며 이를 위한 제어기가 별도 존재하고 전류 모니터링이 가능하기 때문에 본 발명인 엔진 토크 보상 제어 방법을 위해 추가적인 부품 구성이 필요 하지 않아 원가 상승 요인 없이도 엔진 토크 보상 제어를 구현할 수 있게 한다.

또한, 쿨링팬은 고출력 모터를 포함하기 때문에 이를 위한 전기적 부하를 위해 엔진 토크 보상이 이루어지는 바, 직접적으로 전류량을 계산하여 전기적 부하를 검출하여 엔진 토크 보상이 이루어지기 때문에 정교한 제어가 가능하고, 전류센서의 이상 신호를 감지함으로써 모터의 스피드를 통해 엔진 토크 보상 제어가 가능하여 더욱 안정적인 로직을 구현할 수 있게 한다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

S10 : 제1단계 S20 : 제2단계
S30 : 제3단계 S40 : 제4단계
S50 : 제5단계 S60 : 제6단계

Claims (3)

1. 엔진과 연결된 MCU(Micro Control Unit)를 통해 쿨링팬 모터를 제어하여 전류센서의 신호 이상 여부를 판단하는 제1단계와;
   상기 제1단계에서 신호 이상 발생 시 위치신호를 통해 쿨링팬 모터의 스피드를 감지하는 제2단계와;
   상기 제2단계에서 감지된 상기 쿨링팬 모터의 스피드에 엔진 토크의 보상값을 산출하는 제3단계와;
   상기 제1단계에서 신호 이상 미발생 시 전류센서의 전류량을 감지하여 전기적 부하를 검출하는 제4단계와;
   상기 제4단계에서 전기적 부하 검출 시 부하에 따른 엔진 토크의 보상값을 산출하는 제5단계와;
   상기 제3단계와 제5단계에서 산출한 엔진 토크의 보상값을 통해 엔진 토크의 보상을 제어하는 제6단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 엔진 토크 보상 제어 방법.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 제1단계에서 전류센서의 신호 이상 상태는
   상기 쿨링팬 모터를 제어하는 PWM(Pulse Width Modulation) 듀티가 동작을 위한 최소값 이상이고, 상기 쿨링팬 모터의 위치 감지를 통해 상기 쿨링팬 모터가 움직이고 있는 상태에서 상기 전류센서가 이를 감지하지 못하고 있는 상태인 것을 특징으로 하는 엔진 토크 보상 제어 방법.
   
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 제1단계에서 전류센서의 신호 이상 상태는
   소정 시간 동안 상기 쿨링팬 모터 제어의 전압 변화량에 비해 전류 변화량이 작은 상태에서 전류센서가 이를 감지하지 못하고 있는 상태인 것을 특징으로 하는 엔진 토크 보상 제어 방법.

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