KR101734239B1 - 차량용 쿨링팬 제어 장치 및 방법 - Google Patents

차량용 쿨링팬 제어 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차량용 쿨링팬 제어 장치에 관한 것으로, 구체적으로 시동 오프 상태에서 쿨링팬의 상태를 판단하여 팬모터 소손을 방지할 수 있는 차량용 쿨링팬 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.
이를 위해, 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 쿨링팬 제어 장치는 차량의 엔진룸에 설치되는 쿨링팬, 상기 쿨링팬을 구동시키는 팬모터, 및 상기 쿨링팬을 제어하기 위한 작동 신호를 생성하여 상기 팬모터에 제공하는 제어기를 포함하되, 상기 제어기는 시동이 오프(off)되면 상기 작동 신호를 상기 팬모터에 제공하여 상기 쿨링팬을 작동시키고, 배터리 전류를 확인하며, 상기 배터리 전류를 기반으로 쿨링팬의 상태를 판단한다.

Description

차량용 쿨링팬 제어 장치 및 방법{CONTROL APPARATUS AND METHOD FOR COOLING FAN OF VEHICLE}
본 발명은 차량용 쿨링팬 제어 장치에 관한 것으로, 구체적으로 시동 오프 상태에서 쿨링팬의 상태를 판단하여 팬모터 소손을 방지할 수 있는 차량용 쿨링팬 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 차량은 엔진에 열이 많이 발생하는데 적정 온도 이상으로 올라가면 폭발의 위험이 있으므로, 냉각을 위하여 엔진 주변에 냉각수를 순환시킴으로써 온도를 낮춘다. 가열된 냉각수는 라디에이터에서 방열시키며, 라디에이터의 방열효과를 높이기 위하여 차량의 엔진룸에 쿨링팬을 설치한다.
이러한 쿨링팬은 냉각수의 온도를 적정한 조건으로 유지시켜 엔진의 과열을 방지하고, 엔진의 성능이 최적으로 발휘될 수 있도록 한다. 쿨링팬은 주로 모터에 의해 구동된다.
혹한 지역에서는 쿨링팬 내 수분 또는 눈이 유입되어 쿨링팬 빙결이 종종 발생한다. 이에 쿨링팬 빙결 시에는 쿨링팬 온(ON) 조건에서도 작동되지 않는다.
혹한 지역에서는 일반적으로 쿨링팬이 작동되지 않으나, 안개 또는 서리 제거 등으로 인하여 운전자가 디프로스트(Defrost) 버튼을 누르면 에어컨이 작동하게 되며 이에 따라 에어컨 냉매 압력이 조금씩 상승하게 된다. 에어컨 냉매 압력이 일정 이상이 되면 쿨링팬이 작동해야 하는 영역에 도달하게 되나, 쿨링팬 빙결로 인한 모터 구속으로 쿨링팬이 작동되지 않는다. 구속 시간이 길어지면 모터가 소손되거나 최악의 경우 엔진룸에 화재가 발생하는 문제가 발생하였다.
또한, 종래의 경우에는 시동 오프 상태에서 팬모터의 구속 상태를 감지할 방법이 없어 구속 시 팬모터의 소손이 발생할 가능성이 있었다.
이 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예는 시동 오프 상태에서 팬모터를 작동시킬 수 있는 차량용 쿨링팬 제어 장치 및 방법을 제공한다.
그리고, 본 발명의 실시 예는 시동 오프 상태에서 쿨링팬의 상태를 판단할 수 있는 차량용 쿨링팬 제어 장치 및 방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시 예에서는 차량의 엔진룸에 설치되는 쿨링팬; 상기 쿨링팬을 구동시키는 팬모터; 및 상기 쿨링팬을 제어하기 위한 작동 신호를 생성하여 상기 팬모터에 제공하는 제어기를 포함하되, 상기 제어기는 시동이 오프(off)되면 상기 작동 신호를 상기 팬모터에 제공하여 상기 쿨링팬을 작동시키고, 배터리 전류를 확인하며, 상기 배터리 전류를 기반으로 쿨링팬의 상태를 판단하는 차량용 쿨링팬 제어 장치를 제공할 수 있다.
또한, 상기 제어기는 상기 배터리 전류가 기준 전류 이하인지를 판단하고, 상기 배터리 전류가 기준 전류 이하이면 상기 쿨링팬의 상태를 구속으로 판단할 수 있다.
또한, 상기 제어기는 상기 배터리 전류가 기준 전류를 초과하는지를 판단하고, 상기 배터리 전류가 기준 전류를 초과하면 쿨링팬의 상태를 정상으로 판단할 수 있다.
또한, 상기 제어기는 시동이 오프되면 상기 쿨링팬을 작동시키기 위한 저속 작동 신호를 생성하고, 상기 팬모터에 상기 저속 작동 신호를 제공하여 유지 시간 동안 상기 쿨링팬을 작동시킬 수 있다.
또한, 상기 차량용 쿨링팬 제어 장치는 상기 배터리 전류를 측정하는 전류 측정부를 더 포함하되, 상기 배터리 전류는 배터리의 잔류 전류일 수 있다.
또한, 상기 제어기는 상기 유지 시간 동안 상기 쿨링팬을 작동시킨 후 전류 측정부를 통해 배터리를 전류를 제공받아 확인할 수 있다.
그리고 본 발명의 다른 실시 예에서는 차량용 쿨링팬 제어 장치가 쿨링팬을 제어하는 방법에 있어서, 시동이 오프되면 작동 신호를 생성하는 단계; 상기 작동 신호를 팬모터에 제공하여 쿨링팬을 작동시키는 단계; 배터리의 잔류 전류인 배터리 전류를 확인하는 단계; 및 상기 배터리 전류를 기반으로 쿨링팬의 상태를 판단하는 단계를 포함하는 차량용 쿨링팬 제어 방법을 제공할 수 있다.
본 발명의 실시 예는 시동 오프 상태에서 팬모터를 작동시켜 팬모터 및 쿨링팬에 잔존하는 수분을 제거할 수 있으므로 빙결을 예방할 수 있다.
또한, 시동 오프 상태에서 쿨링팬의 상태를 검출하여 모터 소손을 방지할 수 있다.
그 외에 본 발명의 실시 예로 인해 얻을 수 있거나 예측되는 효과에 대해서는 본 발명의 실시 예에 대한 상세한 설명에서 직접적 또는 암시적으로 개시하도록 한다. 즉 본 발명의 실시 예에 따라 예측되는 다양한 효과에 대해서는 후술될 상세한 설명 내에서 개시될 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 쿨링팬 제어 장치를 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 쿨링팬 제어 방법을 나타낸 순서도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 쿨링팬 제어 방법 중 배터리 전류와 기준 전류를 설명하기 위한 예시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 쿨링팬의 상태에 따른 배터리 전류를 나타낸 예시도이다.
이하 첨부된 도면과 설명을 참조하여 본 발명에 따른 차량용 쿨링팬 제어 장치 및 방법의 실시 예에 대한 동작 원리를 상세히 설명한다. 다만, 하기에 도시되는 도면과 후술되는 상세한 설명은 본 발명의 특징을 효과적으로 설명하기 위한 여러 가지 실시 예들 중에서 바람직한 하나의 실시 예에 관한 것이다. 따라서, 본 발명이 하기의 도면과 설명에만 한정되어서는 아니 될 것이다.
또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 발명에서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
또한, 이하 실시 예는 본 발명의 핵심적인 기술적 특징을 효율적으로 설명하기 위해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 명백하게 이해할 수 있도록 용어를 적절하게 변형, 또는 통합, 또는 분리하여 사용할 것이나, 이에 의해 본 발명이 한정되는 것은 결코 아니다.
이하, 본 발명의 일 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 쿨링팬 제어 장치를 나타낸 블록도이다.
차량용 쿨링팬 제어 장치(50)는 전류 측정부(90), 제어기(110), 릴레이(Relay, 130), 커넥터(Connector, 140), 블로워 어셈블리(Blower Assembly, 150) 및 쿨링팬(Cooling-Fan, 160)을 포함한다.
전류 측정부(90)는 배터리에 남아있는 전류인 배터리 전류를 측정한다. 전류 측정부(90)는 측정한 배터리 전류를 제어기(110)에 제공한다.
제어기(110)는 쿨링팬(160)을 작동시키거나 중지시키기 위해 차량용 쿨링팬 제어 장치(50)의 구성 요소인 에어컨(120), 릴레이(130), 커넥터(140), 블로워 어셈블리(150) 및 쿨링팬(160) 중 적어도 하나를 제어한다.
제어기(110)는 차량에서 시동이 오프(OFF)되면 쿨링팬(160)을 작동시키기 위한 작동 신호를 생성한다. 제어기(110)는 생성한 작동 신호를 릴레이(130) 및 커넥터(140)를 통해 팬모터(157)에 제공하여 쿨링팬(160)을 작동시킬 수 있다.
제어기(110)는 쿨링팬(160)을 작동시킨 후 전류 측정부(90)로부터 배터리 전류를 제공받아 확인하고, 배터리 전류를 기반으로 쿨링팬(160)의 상태를 판단한다. 이때, 제어기(110)는 배터리 전류를 기반으로 쿨링팬(160)의 상태가 구속인지 정상인지를 판단할 수 있다. 이렇게 쿨링팬(160)을 제어하는 방법은 도 2 내지 4를 참조하여 더욱 구체적으로 설명하기로 한다.
이러한 목적을 위하여 제어기(110)는 설정된 프로그램에 의하여 동작하는 하나 이상의 프로세서로 구현될 수 있으며, 상기 설정된 프로그램은 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 쿨링팬 제어 방법의 각 단계를 수행하도록 프로그래밍 된 것일 수 있다.
릴레이(130)는 제어기(110)의 제어에 따라 작동 신호를 커넥터(140)로 제공한다.
커넥터(140)는 릴레이(130)부터 작동 신호를 수신하여 팬모터(157)를 구동시킨다. 이를 위해 커넥터(140)는 고속 연결부(143), 저속 연결부(146) 및 그라운드 연결부(149)를 포함한다. 고속 연결부(143)는 팬모터(157)와 직접 연결되며, 저속 연결부(146)는 레지스터(153)를 통해 팬모터(157)와 연결된다. 그라운드 연결부(149)는 팬모터(157) 및 그라운드와 연결된다. 여기서, 고속 연결부(143), 저속 연결부(146) 및 그라운드 연결부(149)는 스위치로 구성될 수도 있다.
커넥터(140)는 릴레이(130)로부터 저속 작동 신호가 수신되면 저속 연결부(146)를 통해 레지스터(153)를 통과하여 팬모터(157)를 구동시킨다. 그리고 커넥터(140)는 릴레이(130)로부터 고속 작동 신호가 수신되면 고속 연결부(143)를 통해 팬모터(157)를 구동시킨다.
블로워 어셈블리(150)는 팬모터(157)와 레지스터(153)를 포함한다.
팬모터(157)는 쿨링팬(160)에 포함된 블레이드를 회전시켜 쿨링팬(160)을 작동시킨다.
레지스터(153)는 팬모터(157)의 속도를 조절한다. 즉, 레지스터(153)의 저항값이 커질수록 팬모터(157)의 속도는 저속으로 구동된다.
쿨링팬(160)은 블로워 어셈블리(150)에 포함된 팬모터(157)에 의해 구동된다. 이러한 쿨링팬(160)은 냉각수의 온도를 적정한 조건으로 유지시켜 엔진의 과열을 방지하고, 엔진의 성능이 최적으로 발휘될 수 있도록 한다.
이하에서는 도 2 내지 도 4를 참조하여 차량에서 쿨링팬을 제어하는 방법을 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 쿨링팬 제어 방법을 나타낸 순서도이다.
도 2를 참조하면, 제어기(110)는 시동이 오프되는지를 확인한다(S210). 이때, 제어기(110)는 이그니션(ignition) 검출부(도시하지 않음)로부터 시동 오프에 대한 신호를 수신하여 시동이 오프되는지를 확인할 수 있다.
한편, 제어기(110)는 시동이 오프되지 않으면 단계 S210으로 리턴하여 시동이 오프되는지를 모니터링한다.
제어기(110)는 시동이 오프되면 작동 신호를 생성한다(S220). 즉, 제어기(110)는 저속으로 쿨링팬(160)을 작동시키기 위한 저속 작동 신호를 생성한다.
제어기(110)는 작동 신호를 기반으로 쿨링팬(160)을 작동시킨다(S230). 구체적으로, 제어기(110)는 저속 작동 신호를 릴레이(130)에 제공하고, 릴레이(130)는 저속 작동 신호를 커넥터(140)에 제공한다. 커넥터(140)의 저속 연결부(146)는 저속 작동 신호가 수신되면 레지스터(153)를 통과하여 팬모터(157)를 구동시킨다. 이에, 쿨링팬(160)은 팬모터(157)에 의해 작동될 수 있다. 이때, 제어기(110)는 쿨링팬(160)을 유지 시간 동안 구동시킬 수 있다. 여기서, 유지 시간은 쿨링팬(160)을 작동시키기 위해 설정된 시간이며, 작업자에 의해 설정되거나, 미리 지정된 알고리즘(예를 들어, 프로그램 및 확률 모델)을 통해 설정될 수 있다. 예를 들어, 유지 시간은 5초일 수 있다. 이렇게 쿨링팬(160)을 시동 오프된 이후에 작동시키는 이유는 릴레이(130), 커넥터(140), 블로워 어셈블리(150) 및 쿨링팬(160) 등에 잔존하는 수분을 제거하기 위함이다.
제어기(110)는 배터리 전류를 확인한다(S240). 즉, 제어기(110)는 유지 시간 동안 쿨링팬(160)을 작동시킨 후에 전류 측정부(90)로부터 배터리 전류를 제공받아 배터리 전류를 확인한다. 여기서, 배터리 전류는 배터리의 잔류 전류일 수 있다.
제어기(110)는 배터리 전류가 기준 전류 이하인지를 판단한다(S250). 이때, 기준 전류는 배터리 전류를 기반으로 쿨링팬(160)의 상태를 판단하기 위해 기준이 되는 전류이며, 작업자에 의해 설정되거나, 미리 지정된 알고리즘(예를 들어, 프로그램 및 확률 모델)을 통해 설정될 수 있다. 예를 들어, 기준 전류는 -15A일 수 있다.
제어기(110)는 배터리 전류가 기준 전류 이하이면 쿨링팬(160)의 상태를 구속으로 판단한다(S260). 예를 들어, 도 3을 참조하면 기준 전류는 도면 번호 320과 같이 나타낼 수 있으며, 배터리 전류가 도면 번호 340 사이에 위치할 경우 제어기(110)는 쿨링팬(160)의 상태를 정상으로 판단할 수 있고, 배터리 전류가 도면 번호 350 사이에 위치할 경우에 제어기(110)는 쿨링팬 상태를 구속으로 판단할 수 있다.
제어기(110)는 배터리 전류가 기준 전류를 초과하면 쿨링팬(160)의 상태를 정상으로 판단한다(S270).
제어기(110)는 쿨링팬(160)의 상태를 저장한다(S280). 즉, 제어기(110)는 배터리 전류가 기준 전류 이하이면 쿨링팬(160)의 상태를 구속이라고 저장하고, 배터리 전류가 기준 전류를 초과하면 쿨링팬(160)의 상태를 정상이라고 저장한다. 이때, 제어기(110)는 쿨링팬(160)의 상태가 구속이면 1로 저장할 수 있고, 쿨링팬(160)의 상태가 정상이면 0으로 저장할 수도 있다.
한편, 제어기(110)는 미리 저장된 쿨링팬(160)의 상태가 있으면 단계 S260 및 S270에서 판단한 쿨링팬(160)의 상태로 업데이트할 수 있다.
이후, 제어기(110)는 시동이 온(on)된 후에 쿨링팬(160)의 직전 상태값이 필요하게 되면 단계 S280에서 저장한 쿨링팬(160)의 상태를 활용할 수도 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 쿨링팬의 상태에 따른 배터리 전류를 나타낸 예시도이다.
도 4의 (a)에 도시된 바와 같이, 제어기(110)는 쿨링팬(160)을 유지 시간(410) 동안 작동시킨 후 배터리 전류(430)를 확인하고, 배터리 전류(430)가 기준 전류(420)를 초과하므로 쿨링팬(160)의 상태를 정상으로 판단할 수 있다.
도 4의 (b)에 도시된 바와 같이, 제어기(110)는 쿨링팬(160)을 유지 시간(410) 동안 작동시킨 후 배터리 전류(440)를 확인하고, 배터리 전류(440)가 기준 전류 이하이므로 쿨링팬(160)의 상태를 구속으로 판단할 수 있다.
상기에서 설명한 바와 같이 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 쿨링팬 제어 장치(50)는 시동이 오프된 후에 쿨링팬(160)을 작동시키므로 릴레이(130), 커넥터(140), 블로워 어셈블리(150) 및 쿨링팬(160) 등에 잔존하는 수분을 제거할 수 있어 쿨링팬(160)의 빙결을 예방할 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
50: 차량용 쿨링팬 제어 장치
110: 제어기
130: 릴레이
140: 커넥터
150: 블로워 어셈블리
153: 레지스터
157: 팬모터
160: 쿨링팬

Claims (11)

  1. 차량의 엔진룸에 설치되는 쿨링팬;
    상기 쿨링팬을 구동시키는 팬모터; 및
    상기 쿨링팬을 제어하기 위한 작동 신호를 생성하여 상기 팬모터에 제공하는 제어기;
    를 포함하되,
    상기 제어기는 시동이 오프(off)되면 상기 쿨링팬을 작동시키기 위한 저속 작동 신호를 생성하며, 상기 팬모터에 상기 저속 작동 신호를 제공하여 유지 시간 동안 상기 쿨링팬을 작동시키고, 배터리 전류를 확인하며, 상기 배터리 전류가 기준 전류 이하인지를 판단하고, 상기 배터리 전류가 기준 전류 이하이면 상기 쿨링팬의 상태를 구속으로 판단하는 차량용 쿨링팬 제어 장치.
  2. 삭제
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 제어기는
    상기 배터리 전류가 기준 전류를 초과하는지를 판단하고, 상기 배터리 전류가 기준 전류를 초과하면 쿨링팬의 상태를 정상으로 판단하는 차량용 쿨링팬 제어 장치.
  4. 삭제
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 배터리 전류를 측정하는 전류 측정부를 더 포함하되,
    상기 배터리 전류는 배터리의 잔류 전류인 차량용 쿨링팬 제어 장치.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 제어기는
    상기 유지 시간 동안 상기 쿨링팬을 작동시킨 후 전류 측정부를 통해 배터리를 전류를 제공받아 확인하는 차량용 쿨링팬 제어 장치.
  7. 차량용 쿨링팬 제어 장치가 쿨링팬을 제어하는 방법에 있어서,
    시동이 오프되면 상기 쿨링팬을 저속으로 작동시키기 위한 저속 작동 신호를 생성하는 단계;
    상기 저속 작동 신호를 팬모터에 제공하여 유지 시간 동안 쿨링팬을 작동시키는 단계;
    배터리의 잔류 전류인 배터리 전류를 확인하는 단계;
    상기 배터리 전류가 기준 전류 이하인지를 판단하는 단계; 및
    상기 배터리 전류가 기준 전류 이하이면 상기 쿨링팬의 상태를 구속으로 판단하는 단계;
    를 포함하는 차량용 쿨링팬 제어 방법.
  8. 삭제
  9. 제7 항에 있어서,
    상기 배터리 전류가 기준 전류 이하인지를 판단하는 단계 이후에
    상기 배터리 전류가 기준 전류를 초과하는지를 판단하는 단계; 및
    상기 배터리 전류가 기준 전류를 초과하면 쿨링팬의 상태를 정상으로 판단하는 단계;
    를 포함하는 차량용 쿨링팬 제어 방법.
  10. 삭제
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