KR102261377B1 - 전자식 마그네틱 클러치 및 이의 팬 클러치 스텝 변속 방법 - Google Patents

전자식 마그네틱 클러치 및 이의 팬 클러치 스텝 변속 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 전자식 마그네틱 클러치의 스텝 변속 방법에서는 팬 클러치의 현 클러치단수가 컨트롤러(10)에 의해 변속목표단수로 높아지는 RPM 상승조건일 때, 컨트롤러(10)는 자력에 의해 회전되는 시간간격인 Tdis와 로터가 냉각팬에 직결되어 회전되는 시간간격인 Ten가 1 cycle인 스텝단위를 램프출력(Ramp Output)으로 하여 현 클러치단수를 변속목표단수로 높여주는 클러치 스텝 변속이 수행됨으로써 냉각 팬(8)의 급격한 팬 소음 증가를 방지하고, 이를 통해 후방 승객이 엔진과 인접한 고속버스와 같은 상용차량에서 냉각 팬(8)에 의한 소음이 크게 저감될 수 있는 특징을 갖는다.

Description

전자식 마그네틱 클러치 및 이의 팬 클러치 스텝 변속 방법{Electric Magnet Clutch and Fan Clutch Step Shift Method thereof}
본 발명은 전자식 클러치에 관한 것으로, 특히 팬 클러치 업 변속(Up Shift) 시 팬에 의한 NVH(Noise, Vibration, Hashness)를 개선하기 위한 팬 클러치 스텝 변속 방법이 적용된 전자식 마그네틱 클러치에 관한 것이다.
일반적으로 차량용 냉각 팬 회전수를 제어하는 전자식 클러치는 솔레노이드 밸브가 적용된 전자식 유체 클러치와 영구자석이 적용된 전자식 마그네틱 클러치로 구분되고, 이들 전자식 클러치는 모두 기계식 클러치와 달리 밸브나 자력를 통해 회전수 변속 시점이 직접 제어될 수 있다.
그러므로, 전자식 유체클러치는 기계식 클러치에 비해 제어의 시점을 정확히 결정할 수 있다는 장점이 있고, 특히 전자식 유체 클러치가 유체 특성에 기인하는 밸브 작동시점과 실제 변속시점간의 시간차로 인해 그 응답성이 30~40초 지연되는데 반해, 전자식 마그네틱 클러치는 영구자석을 적용함으로써 제어시점과 변속 시점간에 시간차를 약 1~2초 이내로 단축함으로써 연비 개선효과도 기대할 수 있다.
일본특개 2003-156072(2003.5.30)
하지만, 전자식 유체 클러치는 목표 팬 속도 제어의 반응 속도가 늦어 급격하게 팬 속도가 증가하지 않음으로써 운전자 및 승객이 팬 속도의 변화를 인지하는 경우가 적은 반면, 전자식 마그네틱 클러치는 단수 변화가 짧은 시간(1~2초)내에 진행됨으로써 팬 회전수의 급격한 증가에 따른 소음이 발생될 수밖에 없다.
이러한 급격한 팬 회전수 증가에 의한 전자식 마그네틱 클러치의 소음발생은 운전자 및 승객에 의한 팬 소음으로 인지되고, 특히 엔진 속도가 일정하게 유지되어 정속 주행중인 고속버스에서 숙면중인 후방석 승객은 엔진 냉각수온 상승에 의한 냉각 팬 RPM(revolution per minute)의 급격한 상승 시 발생되는 소음으로 숙면이나 정서적 안정이 방해되고, 이는 차량 상품성 저하로 이어질 수 있다.
이에 상기와 같은 점을 감안한 본 발명은 엔진 냉각수 목표 온도에 따른 팬 속도 상승을 위한 팬 클러치 업 변속(Up Shift) 시 반복적인 스텝 램프(step ramp)출력으로 팬 RPM을 제어함으로써 클러치의 최종 목표 변속단 도달 과정에서 급격한 팬 소음 증가를 방지하고, 이를 통해 후방 승객이 엔진과 인접한 고속버스와 같은 상용차량에서도 냉각 팬에 의한 소음이 크게 저감될 수 있는 전자식 마그네틱 클러치 및 이의 팬 클러치 스텝 변속 방법의 제공에 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 전자식 마그네틱 클러치의 팬 클러치 스텝 변속 방법은 팬 클러치의 현 클러치단수가 컨트롤러에 의해 변속목표단수로 높아지는 RPM 상승조건일 때, 상기 컨트롤러는 자력에 의해 회전되는 시간간격인 Tdis와 로터가 냉각팬에 직결되어 회전되는 시간간격인 Ten가 1 cycle인 스텝단위를 램프출력(Ramp Output)으로 하여 상기 현 클러치단수를 상기 변속목표단수로 높여주는 클러치 스텝 변속; 이 수행되는 것을 특징으로 한다.
상기 컨트롤러는 엔진 냉각수온, 흡기 매니폴드 입구온, 엔진오일온 데이터로부터 목표온도별 팬속도요구값을 산출하고, 산출된 목표온도별 팬속도요구값이 상기 현 클러치단수의 팬속도요구값보다 높을 때 상기 RPM 상승조건으로 판단한다. 상기 목표온도별 팬속도요구값은 엔진 냉각수온과 흡기 매니폴드 입구온 및 엔진오일온의 각각에 대해 산출된 후 최대 값으로 결정된다. 상기 변속목표단수는 팬 클러치의 목표온도별 팬속도요구값 - 풀리 샤프트로 전달되는 엔진회전수의 관계선도에서 산출된다.
상기 클러치 스텝 변속은, (A) Engine Speed에 기반하여 Idle RPM에서 Max RPM으로 구분된 냉각 팬의 Fan Speed와 스텝단위 반복횟수(N)가 매칭된 램프제어 스텝 테이블을 적용해 상기 변속목표단수에 적합한 상기 스텝단위가 산출되고, (B) 상기 램프제어 스텝 테이블에서 상기 스텝단위가 반복되는 반복횟수(N)가 산출되며, (C) 엔진RPM과 상기 변속목표단수를 이용해 상기 변속목표단수에 적합한 팬 목표 RPM(Fan_Target RPM)가 산출되고, (D) 검출 팬 RPM(Fan_ RPM_Real)를 기준으로 상기 팬 목표 RPM(Fan_Target RPM)이 작은 값인지가 판단되며, (E) 상기 팬 목표 RPM(Fan_Target RPM)이 상기 검출 팬 RPM(Fan_ RPM_Real)보다 작을 때 상기 램프출력(Ramp Output)을 발생하고, (F) 상기 램프출력(Ramp Output)은 상기 반복횟수(N)동안 지속되며, 반면 (E-1) 상기 팬 목표 RPM(Fan_Target RPM)이 상기 검출 팬 RPM(Fan_ RPM_Real)보다 클 때 상기 클러치 스텝 변속은 중단되고, 상기 현 클러치단수의 고정 후 상기 현 클러치단수와 상기 변속목표단수로 클러치 변속 판단 조건 검출 상태를 유지하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 전자식 마그네틱 클러치는 엔진 RPM이 전달되는 풀리 샤프트를 갖추고, 영구자석과 스틸재 인서트 사이의 자력에 의해 냉각 팬이 회전되는 Disengage를 구현하며, 인가된 전류로 코일 자속을 발생하는 요크의 흡입력으로 로터에 아마추어(Armature)가 흡착되어 직결된 냉각 팬이 회전되는 Engage를 구현하고; 엔진 냉각수온, 흡기 매니폴드 입구온, 엔진오일온 데이터로부터 상기 냉각 팬의 RPM 상승 조건을 판단한 컨트롤러가 상기 Disengage 시간간격인 Tdis와 상기 Engage 시간간격인 Ten를 1 cycle로 하는 램프출력(Ramp Output)을 시작하면, 상기냉각 팬의 RPM이 현 클러치단수를 변속목표단수로 높여주도록 상승되며; 팬 속도 센서를 이용해 상기 냉각 팬의 검출된 RPM이 상기 컨트롤러에 지속적으로 제공되는 것을 특징으로 한다.
상기 컨트롤러에는 엔진 냉각수온, 흡기 매니폴드 입구온 및 엔진오일온 등을 인자로 각 인자의 목표 온도별 팬 속도 요구치 맵으로 구성되고, 각 온도 조건에 따른 팬 요구치의 최대값을 기준으로 하여 클러치 변속 단수를 결정하는 클러치 변속단 맵; 냉각 팬의 RPM별로 상기 Tdis와 상기 Ten를 선택하고, 상기 Tdis와 상기 Ten를 1cycle로 한 스텝단위의 반복횟수를 선택하는 램프제어 스텝 테이블이 포함된다.
이러한 본 발명은 엔진 냉각수 목표 온도에 대한 냉각 팬의 RPM 추종이 점진적인 RPM 제어로 달성됨으로써 전자식 마그네틱 클러치의 급격한 팬 RPM 상승 시 발생되던 충격소음발생이 크게 저감될 수 있다.
또한, 본 발명은 급격한 팬 RPM 상승 방지로써 전자식 마그네틱 클러치의 내구성능 개선이 이루어지고, 특히 팬 RPM 상승이 급격하게 이루어질 때 필요하던 전자식 마그네틱 클러치의 특별한 성능 및 내구 검증 절차가 불요한 효과가 있다.
또한, 본 발명은 전자식 마그네틱 클러치는 어떠한 하드웨어 추가나 상품성 검증철차 등이 없이도 로직만으로 충격소음 및 NVH(Noise, Vibration, Hashness)을 개선함으로써 마그네틱 클러치에 대한 상품성 및 기술적 경쟁력을 확보가 가능하고, 특히 향후 확대될 시장을 선점할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 팬 클러치 스텝 변속 로직으로 제어되는 전자식 마그네틱 클러치의 예이고, 도 2는 본 발명에 따른 팬 클러치 스텝 변속 방법의 순서도이며, 도 3은 본 발명에 따른 팬 클러치 스텝 변속 방법에서 전자식 마그네틱 클러치에 적용된 클러치 변속 판단 조건 검출의 예이고, 도 4는 본 발명에 따른 팬 클러치 스텝 변속 방법에서 전자식 마그네틱 클러치에 적용된 클러치 변속 전략 조건 검출의 예이며, 도 5는 본 발명에 따른 팬 클러치 스텝 변속 방법에서 전자식 마그네틱 클러치에 적용된 클러치 업 변속(Up Shift)조건에서 클러치 스텝 변속제어의 예이고, 도 6은 본 발명에 따른 팬 클러치 스텝 변속제어를 통한 전자식 마그네틱 클러치의 냉각팬 속도 변화 선도의 예이다.
이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명하며, 이러한 실시예는 일례로서 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으므로, 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도 1은 본 실시예에 따른 팬 클러치 스텝 변속 로직을 갖춘 컨트롤러(10)로 제어되는 전자식 마그네틱 클러치(1)의 예를 나타낸다.
도시된 바와 같이, 상기 전자식 마그네틱 클러치(1)는 풀리 샤프트(3), 요크(Yoke)(5), 로터(Rotor)(6), 아마추어(Armature)(7), 냉각 팬(8)을 포함한다. 이러한 구성에서, Disengage는 영구자석과 스틸재 인서트 사이의 자력에 의해 Idle rpm으로 회전됨을 의미한다. Engage는 컨트롤러(10)로부터 전류 인가 → 요크(5)내 코일 자속 발생 → 요크(5)흡인력 발생으로 로터(6)에 아마추어(Armature)흡착 → 냉각 팬(8)직결됨을 의미한다.
그러므로, 상기 전자식 마그네틱 클러치(1)에서는 Disengage시 냉각 팬(8)측 스틸재 인서트 플레이트와 일정간격이 떨어져 장착되어 있는 로터(6)측 영구자석의 자력으로 냉각 팬(8)을 회전시켜 준다. 반면, 상기 전자식 마그네틱 클러치(1)에서는 Engage시 요크(5)내 코일에 전류를 를려 자력을 증가시킴으로써 냉각 팬(8)측 아마추어(Armature)와 로터(6)가 흡착된다. 이때, 요크(5)내 코일로 전달되는 제어 전류값을 일시에 Engage하지 않고 Ramp 신호로 전달함으로써 냉각 팬(8)측 스틸재 인서트 플레이트와 로터(6)의 간격이 동일하게 Ramp 형태로 조정되어 자력의 증감을 반복한다. 이를 통해, 냉각 팬(8)이 직결하지 않고서도 냉각 팬(8)의 속도를 증가 시킬 수 있고, 이는 도 2의 전자식 클러치 스텝 변속 방법으로 구체화됨으로써 종래 기술의 문제인 급격한 팬 속도 증가가 회피될 수 있다.
이를 위해, 상기 전자식 마그네틱 클러치(1)에는 팬 속도 센서(9)가 더 포함되고, 상기 팬 속도 센서(9)는 피드백 제어를 위해 냉각 팬(8)의 팬 rpm 값을 지속적으로 컨트롤러(10)에 전달한다.
그리고, 상기 컨트롤러(10)에는 클러치 변속단 맵(10-1), 램프제어 스텝 테이블(10-2), 램프출력(10-3)이 포함하고, 엔진 ECU(Electronic Controller Unit)을 적용할 수 있다.된다. 상기 클러치 변속단 맵(10-1)은 엔진 냉각수온, 흡기 매니폴드 입구온 및 엔진오일온 등을 인자로 각 인자의 목표 온도별 팬 속도 요구치 맵으로 구성되고, 각 온도 조건에 따른 팬 요구치의 최대값을 기준으로 하여 클러치 변속 단수를 결정할 수 있다. 이러한 제어로직은 전자식 유체클러치와 마그네틱 클러치에 공동적으로 포함된다. 상기 램프제어 스텝 테이블(10-2)은 인간의 감성치에 따라 결정된 팬 회전속도 변화량(Δω/Δt)목표와 상관하여 결정되는 Engage Time(Ten)과 Disengage Time(Tdis)을 결정할 수 있다. 하지만, 각 마그네틱 클러치의 제품 특성이 갖는 마그네틱 클러치내 자력 코일과 영구자석의 자력강도, Disengage 상태의 초기 간격에 따라 Ten과 Tdis이 달라짐을 고려해야 하므로, 본 실시예에서는 적용되는 마그네틱 클러치의 제품 특성에 맞춰 튜닝(Tuning)된다.
상기 램프출력(10-3)은 Ten + Tdis을 1 cycle로 한 Ramp 형태로 제어 진행이 이루어지고, Ten + Tdis이 목표회전수 도달 시 까지 반복됨으로써 냉각 팬(8)은 Up-Down Shift 반복을 통해 최종적인 팬 목표RPM(Fan_Target RPM)에 도달할 수 있다.
한편, 도 2는 본 실시예에 따른 팬 클러치 스텝 변속 방법의 순서를 나타낸다.
도시된 바와 같이, 팬 클러치 스텝 변속 방법은 S10의 팬 클러치 변속 판단 조건 검출, S20의 팬 클러치 변속 전략 조건 검출, S30의 팬 클러치 업 변속(Up Shift)조건에서 팬 클러치 스텝 변속 개시로 구분된다. 이러한 팬 클러치 스텝 변속은 컨트롤러(10)로 구현된다. 이하에서 팬 클러치 스텝 변속 방법을 전자식 마그네틱 클러치(1)에 적용된 실시예를 나타낸 도 3내지 5를 참조로 설명된다.
구체적으로, S10은 컨트롤러(10)에 의해 팬 클러치 변속 판단 조건 검출이 이루어지는 단계이고, 이를 위해 컨트롤러(10)는 다음의 수학식1을 적용한다.
수학식1 : 현 클러치 단수 = 변속목표단수
그 결과, 현 클러치 단수가 변속목표단수와 동일하면 지속적으로 클러치 변속 판단 조건 검출 상태를 유지하고, 반면 현 클러치 단수가 변속목표단수와 동일하지 않으면 S20으로 진입한다.
이러한 클러치 변속 판단 조건 검출은 도 3을 통해 예시된다. 도시된 바와 같이, 클러치 변속단 맵(10-1)은 검출된 엔진 냉각수온을 인자로 하여 팬부하-냉각수온 관계를 나타낸 ENGINE COOLANT TEMP 선도, 검출된 흡기 매니폴드 입구온을 인자로 하여 팬부하-흡기온 관계를 나타낸 CAC TEMP 선도, 검출된 엔진오일온을 인자로 하여 팬부하-엔진오일온 관계를 나타낸 EXTRA TEMP 선도를 포함하고, Speed Demand(%)[팬 클러치의 목표온도별 팬속도요구값] - Input Speed(Ratio x Engine Speed)[풀리 샤프트(3)로 전달되는 엔진회전수] 관계를 나타낸 클러치 단수 테이블을 포함한다.
그러므로, 컨트롤러(10)는 엔진냉각수온이 85도에서 95도로 변할 때 목표온도별 팬속도요구값을 산출하고, 흡기온이 68도에서 71도로 변할 때 목표온도별 팬속도요구값을 산출하며, 엔진오일온이 50도에서 55도로 변할 때 목표온도별 팬속도요구값을 산출하고, 산출된 목표온도별 팬속도요구값중 최대값이 목표온도별 팬속도요구값으로 결정한다. 이어, 컨트롤러(10)는 클러치 단수 테이블을 이용해 산출된 목표온도별 팬속도요구값에 맞춰 변속목표단수를 산출하여 준다. 일례로, 1,870rpm Input Speed을 기준으로 할 때 15% Speed Demand는 클러치 변속 1단이고, 30~60% Speed Demand는 클러치 변속 2단이며, 85~100% Speed Demand는 클러치 변속 3단으로 정의된다.
그러므로, 현 클러치 단수가 2단일 때 변속목표단수가 1단이나 3단으로 산출되면, 컨트롤러(10)는 S20으로 진입한다.
S20은 클러치 변속 전략 조건 검출이 이루어지는 단계이고, 이를 위해 컨트롤러(10)는 다음의 수학식2를 적용한다.
수학식2 : 현 클러치 단수 > 변속목표단수
그 결과, 현 클러치 단수가 변속목표단수보다 낮으면 S21로 진입함으로써 클러치 업 변속(Up Shift)조건에서 변속목표단수에 맞춰 반복되는 1 cycle의 스텝단위 Ten과 Tdis을 산출한다.
이러한 클러치 변속 전략 조건 검출과 스텝단위 Ten과 Tdis을 산출은 도 4를 통해 예시된다. 도시된 바와 같이, 램프제어 스텝 테이블(10-2)은 Fan Speed(Ratio x Engine RPM)을 Idle RPM에서 Max RPM을 구분하고, Ten과 Tdis가 반복되는 횟수(N)로 구분된다. 하지만, 본 실시예는 전자식 마그네틱 클러치(1)의 제품 특성이 갖는 마그네틱 클러치내 자력 코일과 영구자석의 자력강도, Disengage 상태의 초기 간격에 따라 Ten과 Tdis이 달라짐을 고려해야 하므로, Idle RPM에서 Max RPM을 구분되는 회전수의 특정 값은 적절히 튜닝(Tuning)된다.
그러므로, 컨트롤러(10)는 램프제어 스텝 테이블(10-2)로부터 Fan Speed별로 Ten + Tdis을 1 cycle로 하는 반복횟수(N)를 산출한다.
한편, S30내지 S33은 클러치 업 변속(Up Shift)조건에서 클러치 스텝 변속이 이루어지는 단계를 나타낸다. 구체적으로, S30과 같이 클러치 스텝 변속 제어를 위한 팬 목표 RPM(Fan_Target RPM)이 산출되고, S31과 같이 현 팬 RPM 검출 및 클러치 업 변속(Up Shift)적용여부를 판단하며, S32와 같이 Ten + Tdis을 1 cycle로 하여 램프(Ramp)출력이 이루어짐으로써 클러치 업 변속(Up Shift)이 이루어지고, S33과 같이 일정시간 경과 후 종료된다.
여기서, 팬 목표RPM(Fan_Target RPM)은 변속목표단수에 일치되는 팬 속도를 의미한다.현 팬 RPM 검출 및 클러치 업 변속(Up Shift)적용판단은 다음 수학식3을 적용한다. 수학식3 : Fan_ RPM_Real > n x Fan_Target RPM, n은 팬속도 근접상수(약 0.9)이다. 그러므로, S31에서 Fan_ RPM_Real이 Fan_Target RPM보다 높으면 S50으로 전환된다.
이러한 클러치 스텝 변속은 도 5를 통해 예시된다. 도시된 바와 같이, 컨트롤러(10)는 엔진RPM과 목표변속단(S10)의 데이터로부터 팬 목표 RPM(Fan_Target RPM)을 산출한다. 이때, 팬 목표 RPM(Fan_Target RPM)산출은 FAN RPM - ENGINE RPM 선도를 적용한다. 또한, 컨트롤러(10)는 팬 속도 센서(9)에서 검출된 FAN RPM 데이터로 Fan_ RPM_Real이 Fan_Target RPM보다 높은지 낮은지 여부를 판단하고, 판단 결과 Fan_ RPM_Real이 Fan_Target RPM보다 낮으면 Ten + Tdis을 1 cycle로 한 램프출력(10-3)을 냉각 팬(8)으로 출력함으로써 냉각 팬(8)은 Tdis에서 Ten로 Up Shift된다. 이어, 컨트롤러(10)는 Ten + Tdis을 1 cycle 이 완료된 후 계속해서 산출된 반복횟수(N)에 도달될 때 까지 Ten + Tdis을 이어진 1 cycle 로 반복함으로써 냉각 팬(8)은 Ten에서 Tdis로 Down Shift된 다음 Tdis에서 Ten로 Up Shift된다. 그러므로, 냉각 팬(8)은 Up-Down Shift 반복을 통해 최종적인 팬 목표RPM(Fan_Target RPM)에 도달된다. 이러한 과정에서 컨트롤러(10)는 피드백 제어를 구현하도록 팬 속도 센서(9)의 검출 값을 지속적으로 이용해 Fan_ RPM_Real과 Fan_Target RPM을 비교 판단한다. 도 6은 냉각 팬(8)의 Up-Down Shift 반복에 따른 결과로서 스텝제어 미 적용시 급격한 RPM 상승 현상대비 단계적 RPM 상승으로 소음발생을 줄일 수 있음을 나타낸다.
한편, S40은 클러치 다운 변속(Down Shift)으로서, 이는 S20에서 현 클러치 단수가 변속목표단수보다 높은 경우이다. 또한, S50은 클러치 단 고정으로서, 이는 S31에서 Fan_ RPM_Real이 Fan_Target RPM보다 낮은 경우이다. 이러한 이유는 팬 클러치를 높은 단에서 낮은 단으로 Down Shift를 하는 경우는 팬 RPM이 감소하는 경우이므로 소음의 원인인 급격한 RPM 상승이 발생되는 조건이 아님에 기인된다.
전술된 바와 같이, 본 실시예에 따른 전자식 마그네틱 클러치의 팬 클러치 스텝 변속 방법에서는 팬 클러치의 현 클러치단수가 컨트롤러(10)에 의해 변속목표단수로 높아지는 RPM 상승조건일 때, 컨트롤러(10)는 자력에 의해 회전되는 시간간격인 Tdis와 로터가 냉각팬에 직결되어 회전되는 시간간격인 Ten가 1 cycle인 스텝단위를 램프출력(Ramp Output)으로 하여 현 클러치단수를 변속목표단수로 높여주는 클러치 스텝 변속이 수행됨으로써 냉각 팬(8)의 급격한 팬 소음 증가를 방지하고, 이를 통해 후방 승객이 엔진과 인접한 고속버스와 같은 상용차량에서 냉각 팬(8)에 의한 소음이 크게 저감될 수 있다.
1 : 전자식 마그네트 클러치
3 : 풀리 샤프트 5 : 요크(Yoke)
6 : 로터(Rotor) 7 : 아마추어(Armature)
8 : 냉각 팬 9 : 팬 속도 센서
10 : 컨트롤러 10-1 : 클러치 변속단 맵
10-2 : 램프제어 스텝 테이블
10-3 : 램프출력

Claims (12)

  1. 팬 클러치의 현 클러치단수가 컨트롤러에 의해 변속목표단수로 높아지는 RPM 상승조건일 때, 상기 컨트롤러는 자력에 의해 회전되는 시간간격인 Tdis와 로터가 냉각팬에 직결되어 회전되는 시간간격인 Ten가 1 cycle인 스텝단위를 램프출력(Ramp Output)으로 하여 상기 현 클러치단수를 상기 변속목표단수로 높여주는 클러치 스텝 변속;이 수행되고,
    상기 클러치 스텝 변속은, (A) Engine Speed에 기반하여 Idle RPM에서 Max RPM으로 구분된 냉각 팬의 Fan Speed와 스텝단위 반복횟수가 매칭된 램프제어 스텝 테이블을 적용해 상기 팬 클러치의 상기 변속목표단수에 적합한 상기 스텝단위가 산출되고, (B) 상기 램프제어 스텝 테이블에서 상기 스텝단위가 반복되는 횟수가 산출되며, (C) 엔진RPM과 상기 변속목표단수를 이용해 상기 변속목표단수에 적합한 팬 목표 RPM(Fan_Target RPM)가 산출되고, (D) 검출 팬 RPM(Fan_ RPM_Real)를 기준으로 상기 팬 목표 RPM(Fan_Target RPM)이 작은 값인지가 판단되며, (E) 상기 팬 목표 RPM(Fan_Target RPM)이 상기 검출 팬 RPM(Fan_ RPM_Real)보다 작을 때 상기 램프출력(Ramp Output)을 발생하고, (F) 상기 램프출력(Ramp Output)은 상기 반복횟수 동안 지속되는 것을 특징으로 하는 전자식 마그네틱 클러치의 팬 클러치 스텝 변속 방법.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 컨트롤러는 엔진 냉각수온, 흡기 매니폴드 입구온, 엔진오일온 데이터로부터 목표온도별 팬속도요구값을 산출하고, 산출된 목표온도별 팬속도요구값이 상기 현 클러치단수의 팬속도요구값보다 높을 때 상기 RPM 상승조건으로 판단하는 것을 특징으로 하는 전자식 마그네틱 클러치의 팬 클러치 스텝 변속 방법.
  3. 청구항 2에 있어서, 상기 목표온도별 팬속도요구값은 엔진 냉각수온과 흡기 매니폴드 입구온 및 엔진오일온의 각각에 대해 산출된 후 최대 값으로 결정되는 것을 특징으로 하는 전자식 마그네틱 클러치의 팬 클러치 스텝 변속 방법.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 변속목표단수는 팬 클러치의 목표온도별 팬속도요구값 - 풀리 샤프트로 전달되는 엔진회전수의 관계선도에서 산출되는 것을 특징으로 하는 전자식 마그네틱 클러치의 팬 클러치 스텝 변속 방법.
  5. 삭제
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 팬 목표 RPM(Fan_Target RPM)은 FAN RPM - ENGINE RPM 선도를 적용해 산출되는 것을 특징으로 하는 전자식 마그네틱 클러치의 팬 클러치 스텝 변속 방법.
  7. 청구항 1에 있어서, 상기 팬 목표 RPM(Fan_Target RPM)은 팬속도근접상수를 0.9로 곱하여 계산되는 것을 특징으로 하는 전자식 마그네틱 클러치의 팬 클러치 스텝 변속 방법.
  8. 청구항 1에 있어서, 상기 검출 팬 RPM(Fan_ RPM_Real)은 팬 속도 센서에서 검출되어 상기 컨트롤러로 제공되는 것을 특징으로 하는 전자식 마그네틱 클러치의 팬 클러치 스텝 변속 방법.
  9. 청구항 1에 있어서, (E-1) 상기 팬 목표 RPM(Fan_Target RPM)이 상기 검출 팬 RPM(Fan_RPM_Real)보다 클 때 상기 클러치 스텝 변속은 중단되고, 상기 현 클러치단수의 고정 후 상기 현 클러치단수와 상기 변속목표단수로 클러치 변속 판단 조건 검출 상태를 유지하는 것을 특징으로 하는 전자식 마그네틱 클러치의 팬 클러치 스텝 변속 방법.
  10. 청구항 1 내지 4 및 청구항 6 내지 9 중 어느 한 항에 의한 팬 클러치 스텝 변속 방법을 수행하는 전자식 마그네틱 클러치에 있어서,
    엔진 RPM이 전달되는 풀리 샤프트를 갖추고, 영구자석과 스틸재 인서트 사이의 자력에 의해 냉각 팬이 회전되는 Disengage를 구현하며, 인가된 전류로 코일 자속을 발생하는 요크의 흡입력으로 로터에 아마추어(Armature)가 흡착되어 직결된 냉각 팬이 회전되는 Engage를 구현하고;
    엔진 냉각수온, 흡기 매니폴드 입구온, 엔진오일온 데이터로부터 상기 냉각 팬(8)의 RPM 상승 조건을 판단한 컨트롤러가 상기 Disengage 시간간격인 Tdis와 상기 Engage 시간간격인 Ten를 1 cycle로 하는 램프출력(Ramp Output)을 시작하면, 상기냉각 팬의 RPM이 현 클러치단수를 변속목표단수로 높여주도록 상승되며;
    팬 속도 센서를 이용해 상기 냉각 팬의 검출된 RPM이 상기 컨트롤러에 지속적으로 제공;
    되는 것을 특징으로 하는 전자식 마그네틱 클러치.
  11. 청구항 10에 있어서, 상기 컨트롤러에는 엔진 냉각수온, 흡기 매니폴드 입구온 및 엔진오일온 등을 인자로 각 인자의 목표 온도별 팬 속도 요구치 맵으로 구성되고, 각 온도 조건에 따른 팬 요구치의 최대값을 기준으로 하여 클러치 변속 단수를 결정하는 클러치 변속단 맵; 냉각 팬의 RPM별로 상기 Tdis와 상기 Ten를 선택하고, 상기 Tdis와 상기 Ten를 1cycle로 한 스텝단위의 반복횟수를 선택하는 램프제어 스텝 테이블이 포함된 것을 특징으로 하는 전자식 마그네틱 클러치.
  12. 청구항 11에 있어서, 상기 컨트롤러는 엔진 ECU(Electronic Controller Unit)인 것을 특징으로 하는 전자식 마그네틱 클러치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109681313B (zh) * 2018-12-21 2020-09-29 潍柴动力股份有限公司 一种柴油机用冷却风扇转速的控制方法和装置
CN115163278A (zh) * 2022-06-29 2022-10-11 三一重机有限公司 风扇控制方法、装置及作业机械

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020066422A1 (en) * 2000-12-04 2002-06-06 Detroit Diesel Corporation Method of controlling a variable speed fan

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4062485B2 (ja) 2001-11-22 2008-03-19 臼井国際産業株式会社 マグネット式ファンクラッチ装置
JP2005003131A (ja) * 2003-06-12 2005-01-06 Usui Kokusai Sangyo Kaisha Ltd マグネット式ファンクラッチの制御方法
KR102011514B1 (ko) * 2012-12-26 2019-08-19 두산인프라코어 주식회사 건설기계용 냉각시스템 및 건설기계

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020066422A1 (en) * 2000-12-04 2002-06-06 Detroit Diesel Corporation Method of controlling a variable speed fan

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