KR101988980B1 - 쿨링팬 모터의 제어방법 - Google Patents

쿨링팬 모터의 제어방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 쿨링팬 모터의 제어방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 쿨링팬 모터의 구속 여부를 판단함에 있어서 저속 작동영역에서는 모터의 구속 여부를 판정가능한 출력까지 상승시켜 구속 여부를 판단 후 정상 제어로 복귀하고, 중속 및 고속 작동영역에서는 제어부로부터 입력받은 작동조건에 따라 정상 제어하도록 함으로써, 모터의 구속 감지기능을 향상시켜 판정오류를 없애 모터의 구속 판정을 보다 명확하게 할 수 있으며 이에 따라 정상 작동시 엔진의 과열을 방지할 수 있는 쿨링팬 모터의 제어방법에 관한 것이다.

Description

쿨링팬 모터의 제어방법 {Control method of cooling fan motor}
본 발명은 쿨링팬 모터의 제어방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 쿨링팬 모터의 저속 작동시 모터의 구속 감지기능을 향상시켜 판정오류를 없애 모터의 구속 판정을 보다 명확하게 할 수 있어, 정상 작동시 엔진의 과열을 방지할 수 있는 쿨링팬 모터의 제어방법에 관한 것이다.
일반적으로 자동차에는 엔진의 과열을 방지할 수 있는 냉각수단과, 자동차 내부의 탑승자 공간에 대한 공기 조화기능을 가지는 공기조화수단 등이 설치되어 있다. 이러한 냉각수단과 공기조화수단으로 엔진의 냉각을 위한 라디에이터 및 에어컨 냉매의 냉각을 위한 응축기가 구성되며 그 일면에 팬 쉬라우드가 설치되어 라디에이터 및 응축기의 열교환 효율을 향상시킬 수 있도록 형성된다.
여기에서 차량용 냉각 팬 중에는 에어컨의 냉매를 냉각시키는 응축기 팬(Condenser Fan)과, 엔진의 냉각수를 냉각시키는 라디에이터 팬(Radiator Fan)이 있으며, 상기 팬들은 각기 해당 팬 모터(Fan Motor)의 구동에 의해 고속 회전하게 된다.
이러한 팬 모터에 이상 즉, 고장(구속)이 발생할 때에 이를 감지하기 위해서 통상적으로 팬 모터에 흐르는 전류를 측정하여 미리 설정된 기준전류값(예컨대, 팬 모터의 최대 구동전류값)보다 클 경우, 팬 모터에 고장(구속)이 발생하였다고 판단하여 팬 모터를 비롯한 각종 부품들의 보호를 위해 팬 모터를 정지시켰다.
즉, 현재까지는 팬 모터가 정상인 경우와 구속인 경우 각각의 입력조건(duty, 인가전압 등)에서 정상전류와 구속전류를 측정하여 적정한 기준값을 설정하여 구속 여부를 판단하였다.
그런데 이 경우, 특히 모터의 용량이 작은 경우 저속 작동영역에서는 정상전류와 구속전류를 판단하기 위한 전류의 차이가 작아서 가능한 정상작동시 모터가 과열되지 않도록 구속 감지 기준값을 보다 높게 상향하여 설정하게 된다.
이로 인해 저속 작동시 모터가 구속상태임에도 불구하고 구속 여부를 판정하지 못하는 경우가 발생할 수 있는 문제점이 있다. 즉, 팬 모터의 용량이 작은 경우 저속 작동영역에서는 정상전류와 구속전류의 판정 오류가 발생할 수 있다.
이와 관련된 종래 기술로는 한국공개특허(10-2005-0047190) "차량용 팬 모터의 고장판별방법"이 개시되어 있다.
KR 10-2005-0047190 A (2005.05.20)
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 쿨링팬 모터의 저속 작동시 모터의 구속 감지기능을 향상시켜 판정오류를 없애 모터의 구속 판정을 보다 명확하게 할 수 있어, 정상 작동시 엔진의 과열을 방지할 수 있는 쿨링팬 모터의 제어방법을 제공하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 쿨링팬 모터의 제어방법은, 초기 쿨링팬 모터의 기동시 입력신호 생성부로부터 작동신호를 수신하는 단계(S10); 상기 수신된 작동신호가 쿨링팬 모터의 저속 작동영역인지 여부를 판단하는 단계(S20); 상기 쿨링팬 모터가 저속 작동영역인 경우 모터의 구속 여부를 판정 가능한 출력까지 상승시켜 쿨링팬 모터를 작동시키고, 상기 쿨링팬 모터가 저속 작동영역이 아닌 경우 상기 입력신호 생성부로부터 입력받은 작동신호에 따라 쿨링팬 모터를 정상 작동시키는 단계(S30); 및 상기 쿨링팬 모터의 구속감지 설정값보다 쿨링팬 모터에서 측정되는 측정값이 크거나 같은 경우 쿨링팬 모터의 작동을 정지시키고, 상기 쿨링팬 모터의 구속감지 설정값보다 쿨링팬 모터에서 측정되는 측정값이 작은 경우 쿨링팬 모터를 상기 입력신호 생성부로부터 입력받은 작동신호에 따라 정상 작동시키는 단계(S40);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 S30단계에서 상기 쿨링팬 모터가 저속 작동영역인 경우 상기 입력신호 생성부로부터 입력된 작동신호의 출력보다 높은 출력으로 상승시켜 쿨링팬 모터를 작동시키는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 S30단계에서 상기 쿨링팬 모터가 저속 작동영역이며 초기 기동이 아닌 경우에는 상기 입력신호 생성부로부터 입력받은 작동신호에 따라 쿨링팬 모터를 정상 작동시키는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 쿨링팬 모터를 작동시키는 작동신호는 듀티(duty)인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 쿨링팬 모터의 제어방법은, 쿨링팬 모터의 저속 작동시 모터의 구속 감지기능을 향상시켜 판정오류를 없애 모터의 구속 판정을 보다 명확하게 할 수 있어, 정상 작동시 엔진의 과열을 방지할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 종래의 차량용 팬 모터의 고장판별방법을 나타낸 흐름도.
도 2는 본 발명의 쿨링팬 모터의 제어방법을 나타낸 흐름도.
이하, 상기한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명의 쿨링팬 모터의 제어방법을 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명의 쿨링팬 모터의 제어방법을 나타낸 흐름도이다.
도시된 바와 같이 본 발명의 쿨링팬 모터의 제어방법은, 초기 쿨링팬 모터의 기동시 입력신호 생성부(100)로부터 작동신호를 수신하는 단계(S10); 상기 수신된 작동신호가 쿨링팬 모터의 저속 작동영역인지 여부를 판단하는 단계(S20); 상기 쿨링팬 모터가 저속 작동영역인 경우 모터의 구속 여부를 판정 가능한 출력까지 상승시켜 쿨링팬 모터를 작동시키고, 상기 쿨링팬 모터가 저속 작동영역이 아닌 경우 상기 입력신호 생성부(100)로부터 입력받은 작동신호에 따라 쿨링팬 모터를 정상 작동시키는 단계(S30); 및 상기 쿨링팬 모터의 구속감지 설정값보다 쿨링팬 모터에서 측정되는 측정값이 크거나 같은 경우 쿨링팬 모터의 작동을 정지시키고, 상기 쿨링팬 모터의 구속감지 설정값보다 쿨링팬 모터에서 측정되는 측정값이 작은 경우 쿨링팬 모터를 상기 입력신호 생성부(100)로부터 입력받은 작동신호에 따라 정상 작동시키는 단계(S40);를 포함하여 이루어진다.
우선, S10단계는 차량을 초기 시동하여 엔진의 점화스위치가 ON 상태로 되면, 입력신호 생성부(100)인 차량의 EMS(Engine Management System)로부터 생성된 작동신호를 수신하는 단계이다. 이때, 차량의 점화스위치가 켜지면 EMS에서 발생된 작동신호가 입력신호 처리부(200)로 보내지며, 입력신호 처리부(200)는 수신된 작동신호를 처리하여 작동신호를 보정 및 작동신호를 출력하는 역할을 한다. 여기에서 EMS는 엔진제어시스템으로서 엔진의 작동상태를 감지하는 각종 센서들로부터 입력된 신호를 기초로 최적의 연료 분사량과 점화시기 등을 마이크로프로세서에 의해 제어해서 최적의 주행성능을 발휘할 수 있도록 하는 엔진통합관리시스템을 말하며, ECU(Electric Control Unit)를 포함할 수 있다.
S20 단계는 입력신호 처리부(200)로 입력된 작동신호가 쿨링팬 모터의 저속 작동영역인지 여부를 판단하는 단계이다. 이때, 입력신호 생성부(100)로부터 입력되는 작동신호는 펄스-폭-변조(PWM, Pulse-Width-Modulation) 신호의 듀티(duty) 값이 될 수 있으며, 쿨링팬 모터의 저속 작동영역은 듀티 값 40% 미만으로 설정될 수 있다. 그리고 듀티 값이 40% 이상일 때에는 중속 및 고속 작동영역으로 판단할 수 있다. 즉, 모터의 회전속도는 일반적으로 펄스-폭-변조 신호의 듀티 값에 비례하므로, 듀티 값을 이용하면 쿨링팬 모터가 저속 작동영역인지의 여부를 정확하게 판단할 수 있다. 이때, 쿨링팬 모터의 저속 작동영역인지 여부의 기준 듀티 값은 모터의 사양에 따라 달라질 수 있다.
S30단계는 쿨링팬 모터가 저속 작동영역인 경우와 저속 작동영역이 아닌 경우(중속 및 고속 작동영역인 경우)에 따라 쿨링팬 모터를 작동시키는 출력을 다르게 하여 작동시키는 단계이다. 즉, 쿨링팬 모터가 저속 작동영역(듀티 값 40% 미만)으로 판단된 경우에는 모터의 구속 여부를 판정 가능한 출력까지 상승시켜 쿨링팬 모터를 작동시키고, 쿨링팬 모터가 중속 및 고속 작동영역(듀티 값 40% 이상)으로 판단된 경우에는 입력신호 생성부(100)인 EMS로부터 입력받은 작동신호(EMS로부터 입력받은 듀티 값)에 따라 쿨링팬 모터를 정상 작동시키는 것이다.
S40단계는 쿨링팬 모터가 구속이 되었는지를 알 수 있는 미리 설정된 구속감지 설정값과 쿨링팬 모터에서 측정되는 측정값을 비교하여, 쿨링팬 모터가 구속된 것으로 판단되면 모터의 작동을 정지시키는 구속 기능을 작동시키고 쿨링팬 모터가 구속되지 않은 것으로 판단되면 모터를 정상 작동시키는 단계이다. 즉, 쿨링팬 모터의 미리 설정된 구속감지 설정값보다 쿨링팬 모터에서 측정되는 측정값(센싱값)이 크거나 같은 경우 모터가 구속된 것으로 판단하여 모터의 작동을 정지시키는 구속 기능을 작동시킨다. 그리고 쿨링팬 모터의 미리 설정된 구속감지 설정값보다 쿨링팬 모터에서 측정되는 측정값(센싱값)이 작은 경우에는 모터가 정상 작동상태인 것으로 판단하여 입력신호 생성부(100)인 EMS로부터 입력받은 작동신호(듀티 값)로 쿨링팬 모터를 정상 작동시킨다. 여기에서 구속감지 설정값 및 측정값은 일반적으로 전류 등이 될 수 있다.
그리하여 본 발명의 쿨링팬 모터의 제어방법은, 상기와 같이 쿨링팬 모터의 저속 작동시 모터의 구속 감지기능을 향상시켜 판정오류를 없애 모터의 구속 판정을 보다 명확하게 할 수 있어, 정상 작동시 엔진의 과열을 방지할 수 있는 장점이 있다.
또한, 상기 S30단계에서 상기 쿨링팬 모터가 저속 작동영역인 경우 상기 입력신호 생성부(100)로부터 입력된 작동신호의 출력보다 높은 출력으로 상승시켜 쿨링팬 모터를 작동시킬 수 있다.
이는 S30단계에서 쿨링팬 모터가 저속 작동영역인 경우 입력신호 생성부(100)인 EMS로부터 입력받은 작동신호(듀티 값)보다 상향 제어하여, S40단계에서 쿨링팬 모터의 미리 설정된 구속감지 설정값보다 쿨링팬 모터에서 측정되는 측정값(센싱값)이 크거나 같은 경우 모터가 구속된 것으로 판단하여 모터의 작동을 정지시키는 구속 기능을 작동시키는 것이다. 그리하여 쿨링팬 모터의 구속 여부를 확실히 판정 가능한 출력까지 상승시켜 모터의 구속 여부를 판단한 후 정상 제어로 복귀시킬 수 있으며, 이에 따라 저속 작동영역에서 모터의 구속 여부에 대한 판정오류를 없애 모터의 구속 판정을 보다 명확하게 할 수 있어 정상 작동시 엔진의 과열을 방지할 수 있다.
또한, 상기 S30단계에서 상기 쿨링팬 모터가 저속 작동영역이며 초기 기동이 아닌 경우에는 상기 입력신호 생성부로부터 입력받은 작동신호에 따라 쿨링팬 모터를 정상 작동시킬 수 있다.
이는 도시된 바와 같이 S40단계에서 쿨링팬 모터의 미리 설정된 구속감지 설정값보다 쿨링팬 모터에서 측정되는 측정값(센싱값)이 크거나 같은 경우 모터가 구속된 것으로 판단하여 모터의 작동을 정지시키는 구속 기능을 작동시킨 후, 다시 입력신호 처리부(200)의 전으로 순환시켜 다시 S10단계부터 수행하게 되면 이때에는 초기 기동이 아닌 상태가 되며, 순환된 S30단계에서 쿨링팬 모터가 저속 작동영역인 경우 입력신호 생성부(100)인 EMS로부터 입력받은 작동신호(EMS로부터 입력받은 듀티 값)에 따라 쿨링팬 모터를 정상 작동시키는 것이다.
즉, 초기 기동시에는 쿨링팬 모터가 구속되어 있을 가능성이 더 크므로 저속 작동영역에 해당하는 입력된 듀티 값보다 상향으로 제어하여 모터의 구속 여부를 판정하여 구속된 것으로 판단되어 구속 기능이 작동된 경우(모터를 정지시킨 경우), 다시 모터의 구속 여부를 판단하기 위해 S10단계부터 다시 수행하여 모터의 구속이 풀렸는지를 확인할 수 있으며 이때에는 초기 기동이 아니므로 쿨링팬 모터의 저속 작동영역에서 EMS에서 입력받은 듀티 값 그대로 모터를 작동시켜 모터의 구속 여부를 다시 판정할 수 있다.
그리하여 쿨링팬 모터의 저속 작동영역에서 모터의 구속 여부를 확실하게 판정할 수 있는 작동신호(듀티 값)를 다르게 하여 모터의 구속 여부에 대한 판정을 더욱 정확하게 할 수 있으며, 이에 따라 정상 작동시 엔진의 과열을 방지할 수 있다.
본 발명은 상기한 실시 예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.
100 : 입력신호 생성부
200 : 입력신호 처리부

Claims (4)

  1. 초기 쿨링팬 모터의 기동시 입력신호 생성부로부터 작동신호를 수신하는 단계(S10);
    상기 수신된 작동신호가 쿨링팬 모터의 저속 작동영역인지 여부를 판단하는 단계(S20);
    상기 쿨링팬 모터가 저속 작동영역인 경우 모터의 구속 여부를 판정 가능한 출력까지 상승시켜 쿨링팬 모터를 작동시키고, 상기 쿨링팬 모터가 저속 작동영역이 아닌 경우 상기 입력신호 생성부로부터 입력받은 작동신호에 따라 쿨링팬 모터를 정상 작동시키는 단계(S30); 및
    상기 쿨링팬 모터의 구속감지 설정값보다 쿨링팬 모터에서 측정되는 측정값이 크거나 같은 경우 쿨링팬 모터의 작동을 정지시키고, 상기 쿨링팬 모터의 구속감지 설정값보다 쿨링팬 모터에서 측정되는 측정값이 작은 경우 쿨링팬 모터를 상기 입력신호 생성부로부터 입력받은 작동신호에 따라 정상 작동시키는 단계(S40);를 포함하여 이루어지며,
    상기 S30단계에서 상기 쿨링팬 모터가 저속 작동영역이며 초기 기동이 아닌 경우에는 상기 입력신호 생성부로부터 입력받은 작동신호에 따라 쿨링팬 모터를 정상 작동시키는 것을 특징으로 하는 쿨링팬 모터의 제어방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 S30단계에서 상기 쿨링팬 모터가 저속 작동영역인 경우 상기 입력신호 생성부로부터 입력된 작동신호의 출력보다 높은 출력으로 상승시켜 쿨링팬 모터를 작동시키는 것을 특징으로 하는 쿨링팬 모터의 제어방법.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 쿨링팬 모터를 작동시키는 작동신호는 듀티(duty)인 것을 특징으로 하는 쿨링팬 모터의 제어방법.
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