KR102579443B1 - Apparatus and method for controlling driving motor and cooling fan on electric vehicle - Google Patents

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Abstract

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일면에 따른 냉각 팬 속도 제어 방법은, 복수의 부품에서 측정한 복수의 부품 온도들, 에어컨 압력 및 차량 속도를 획득하는 단계; 및 부품 온도, 에어컨 압력 및 차량 속도를 이용하여 냉각 팬 회전속도를 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.A cooling fan speed control method according to an aspect of the present invention for achieving the above-described object includes obtaining a plurality of component temperatures, air conditioner pressure, and vehicle speed measured from a plurality of components; and controlling the cooling fan rotation speed using component temperature, air conditioner pressure, and vehicle speed.

Description

전기자동차 구동 모터 및 냉각 팬 통합 제어 장치 및 그 방법{APPARATUS AND METHOD FOR CONTROLLING DRIVING MOTOR AND COOLING FAN ON ELECTRIC VEHICLE}Electric vehicle driving motor and cooling fan integrated control device and method {APPARATUS AND METHOD FOR CONTROLLING DRIVING MOTOR AND COOLING FAN ON ELECTRIC VEHICLE}

본 발명은 전기자동차의 제어방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 전기자동차의 구동 모터와 냉각에 사용되는 냉각 팬의 회전을 통합적으로 관리하기 위한 제어 장치 및 그 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a control method for an electric vehicle, and more specifically, to a control device and method for integratedly managing the rotation of a driving motor and a cooling fan used for cooling an electric vehicle.

종래 연료 엔진을 사용하는 자동차 또는 하이브리드 자동차는 엔진의 냉각을 위해 라디에이터 팬을 사용하였다. Cars or hybrid cars using conventional fuel engines use a radiator fan to cool the engine.

엔진의 온도조절을 위한 라디에이터 팬의 회전 제어는 최상위 제어기(EMS: Engine Management System 또는 HCU: Hybrid Control Unit)를 이용하는데, 각 부품의 냉매(Coolant)온도 및 차속, 에어컨 컴프레서 토출압력에 따라 회전을 on/off 하는 방식으로 제어를 한다.The top level controller (EMS: Engine Management System or HCU: Hybrid Control Unit) is used to control the rotation of the radiator fan to control engine temperature. The rotation is controlled according to the refrigerant temperature and vehicle speed of each part, and the air conditioner compressor discharge pressure. It is controlled by turning it on/off.

이렇게 라디에이터 팬의 회전은 DC 모터의 회전을 제어하여 이루어지고, 회전 제어를 통해 풍량을 제어하여 최종적으로 엔진의 온도를 제어한다.In this way, the rotation of the radiator fan is achieved by controlling the rotation of the DC motor, and the air volume is controlled through rotation control, ultimately controlling the temperature of the engine.

이러한 종래의 회전제어는 PWM(Pulse Width Modulation) 제어가 아니라 일정 전압을 인가하여 제어속도를 Off/Low/High의 세 단계로만 나누어 사용하였다.This conventional rotation control is not PWM (Pulse Width Modulation) control, but applies a certain voltage and divides the control speed into only three stages: Off/Low/High.

따라서, 라디에이터 팬의 회전은 두 단계의 전압을 통해 일정 속도만을 낼 수 있기 때문에 불필요한 회전으로 인해 모터의 소음이 발생하거나 수명이 단축되는 문제가 있다.Therefore, since the rotation of the radiator fan can only achieve a certain speed through two levels of voltage, there is a problem that noise or lifespan of the motor is shortened due to unnecessary rotation.

본 발명은 전술한 바와 같은 기술적 배경에서 안출된 것으로서, 3상 BLDC(Brushless DC) 모터를 라디에이터 팬에 적용하고 라디에이터 팬 구동을 위한 제어기를 구동모터용 인버터 내에 위치시켜 라디에이터 팬의 다양한 속도를 제어할 수 있는 장치와 그 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.The present invention was developed from the technical background described above, and applies a three-phase BLDC (Brushless DC) motor to a radiator fan and places a controller for driving the radiator fan within the inverter for the drive motor to control various speeds of the radiator fan. The purpose is to provide a device and method that can

본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The object of the present invention is not limited to the object mentioned above, and other objects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description below.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일면에 따른 냉각 팬 속도 제어 방법은, 복수의 부품에서 측정한 복수의 부품 온도들, 에어컨 압력 및 차량 속도를 획득하는 단계; 및 부품 온도, 에어컨 압력 및 차량 속도를 이용하여 냉각 팬 회전속도를 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.A cooling fan speed control method according to an aspect of the present invention for achieving the above-described object includes obtaining a plurality of component temperatures, air conditioner pressure, and vehicle speed measured from a plurality of components; and controlling the cooling fan rotation speed using component temperature, air conditioner pressure, and vehicle speed.

본 발명의 다른 일면에 따른 냉각 팬 속도 제어 장치는, 부품의 온도, 에어컨 압력 및 차량의 속도를 획득하는 센서부; 상기 부품의 온도, 에어컨 압력 및 차량의 속도를 이용하여 냉각 팬 회전속도를 계산하여 하기 모터 구동부를 제어하는 제어부; 및 상기 제어부에서 계산한 회전속도에 따라 냉각 팬을 구동하는 모터 구동부를 포함한다.A cooling fan speed control device according to another aspect of the present invention includes a sensor unit that acquires the temperature of a part, the pressure of an air conditioner, and the speed of a vehicle; a control unit that calculates the cooling fan rotation speed using the temperature of the component, air conditioner pressure, and vehicle speed to control the motor driving unit below; and a motor driving unit that drives the cooling fan according to the rotation speed calculated by the control unit.

본 발명에 따르면, 라디에이터 팬에 3상 BLDC를 적용함으로써 소음을 절감하고 모터의 수명을 늘릴 수 있으며, 라디에이터 팬의 속도 제어를 구동용 인버터 제어기에서 통합 제어함으로써 부품수를 줄일 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, by applying a three-phase BLDC to a radiator fan, noise can be reduced and the lifespan of the motor can be increased, and the number of parts can be reduced by integrated control of the speed of the radiator fan in the driving inverter controller.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 냉각 팬 제어방법이 적용된 전체 시스템의 구조도.
도 2 내지 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 냉각 팬 제어방법의 흐름도.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 냉각 팬 제어 장치의 구조도1 is a structural diagram of the entire system to which a cooling fan control method according to an embodiment of the present invention is applied.
2 to 4 are flowcharts of a cooling fan control method according to an embodiment of the present invention.
3 is a structural diagram of a cooling fan control device according to another embodiment of the present invention.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성소자, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성소자, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.The advantages and features of the present invention and methods for achieving them will become clear by referring to the embodiments described in detail below along with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below and will be implemented in various different forms. The present embodiments only serve to ensure that the disclosure of the present invention is complete and that common knowledge in the technical field to which the present invention pertains is not limited. It is provided to fully inform those who have the scope of the invention, and the present invention is only defined by the scope of the claims. Meanwhile, the terms used in this specification are for describing embodiments and are not intended to limit the present invention. As used herein, singular forms also include plural forms, unless specifically stated otherwise in the context. As used in the specification, “comprises” and/or “comprising” means that a referenced element, step, operation and/or element precludes the presence of one or more other elements, steps, operations and/or elements. or does not rule out addition.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 냉각팬용 모터 제어 방법이 적용된 전체 시스템의 구조도를 나타낸다.Figure 1 shows a structural diagram of the entire system to which a cooling fan motor control method according to an embodiment of the present invention is applied.

VCU(Vehicle Control Unit, 110)는 전기차의 최상위 제어기로 차량의 모든 전기 부품을 제어한다.The VCU (Vehicle Control Unit, 110) is the highest level controller of an electric vehicle and controls all electrical components of the vehicle.

MCU(Motor Control Unit, 120)는 구동모터(130)와 냉각 팬 구동을 위한 BLDC 모터(140)를 제어한다.The MCU (Motor Control Unit, 120) controls the drive motor 130 and the BLDC motor 140 for driving the cooling fan.

구동모터(130)는 차량의 주행을 위한 모터이고, BLDC 모터(140)는 차량 부품들의 냉각에 사용되는 냉각수의 냉각을 위한 냉각 팬(Radiator Fan)을 구동시키기 위한 모터이다.The drive motor 130 is a motor for driving the vehicle, and the BLDC motor 140 is a motor for driving a cooling fan (radiator fan) for cooling the coolant used to cool vehicle parts.

FATC(Full Automatic Temperature Control, 150)는 차량 내부의 공조와 온도를 제어하는 온도조절 장치이고, 차량 내부의 온도조절을 위해 냉매 압축이 필요한데, 냉매 압축은 전동압축기(160)를 이용하여 이루어진다. FATC(150)와 전동압축기(160)는 CAN(Controller Area Network) 통신 방식 등을 사용하여 서로 통신한다.FATC (Full Automatic Temperature Control, 150) is a temperature control device that controls air conditioning and temperature inside the vehicle. Refrigerant compression is required to control the temperature inside the vehicle, and the refrigerant compression is performed using an electric compressor (160). The FATC (150) and the electric compressor (160) communicate with each other using a CAN (Controller Area Network) communication method.

LDC(Low Voltage DC-DC Converter, 170)은 전기자동차의 배터리에서 나오는 고전압을 차량 내부에서 사용할 수 있는 12V 저전압으로 변환해 주는 변환기이다.LDC (Low Voltage DC-DC Converter, 170) is a converter that converts the high voltage from the battery of an electric vehicle into a 12V low voltage that can be used inside the vehicle.

이러한 전체 시스템의 통신을 위해서는 통신네트워크(180)가 필요한데, 통신네트워크(180)로는 차량에서 많이 사용되는 CAN, FlexRay, MOST 등의 방식이 사용될 수 있다.For communication of this entire system, a communication network 180 is required, and methods such as CAN, FlexRay, and MOST, which are widely used in vehicles, can be used as the communication network 180.

종래 MCU는 구동모터만을 구동하였으나, 본 발명의 일실시예에 따르면 MCU(120)가 구동모터(130)뿐 아니라 BLDC 모터(140)의 구동도 담당하게 된다.Conventionally, the MCU drives only the drive motor, but according to one embodiment of the present invention, the MCU 120 is responsible for driving not only the drive motor 130 but also the BLDC motor 140.

따라서 MCU(120)는 전동압축기(160)의 압축상태, 에어컨 구동여부, MCU(120), LDC(170), 구동모터(130) 등의 온도정보 등을 이용하여 냉각 팬 구동을 위한 BLDC 모터(140)의 속도를 제어하게 된다.Therefore, the MCU 120 uses the compression state of the electric compressor 160, whether the air conditioner is running, and temperature information such as the MCU 120, LDC 170, and drive motor 130 to generate a BLDC motor (BLDC motor) for driving the cooling fan. 140) speed is controlled.

도 2 내지 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 냉각 팬 회전속도 제어방법의 흐름도를 나타낸다.2 to 4 show a flowchart of a cooling fan rotation speed control method according to an embodiment of the present invention.

냉각 팬 회전속도 제어를 위해서는 차량 부품들의 온도, 에어컨 전동압축기(160)의 압력과 에어컨 On/Off 정보, 차량의 속도 정보 등이 필요하다.To control the cooling fan rotation speed, the temperature of vehicle parts, the pressure of the air conditioner electric compressor 160, air conditioner on/off information, and vehicle speed information are required.

이를 위해 온도센서들을 이용하여 MCU(120), LDC(170), 구동모터(130) 의 온도정보를 획득하고(S210), VCU(110)로부터 차량의 속도를 획득하고(S212), FATC(150)로부터 에어컨 구동정보 및 압력을 획득한다(S214).For this purpose, temperature information of the MCU (120), LDC (170), and drive motor (130) is acquired using temperature sensors (S210), the speed of the vehicle is obtained from the VCU (110) (S212), and FATC (150) is obtained. ) Obtain air conditioner operation information and pressure (S214).

에어컨 구동 정보를 판단하여(S220) 에어컨이 켜진 상태이면 전동압축기(160)의 압축정보를 이용하여 BLDC 모터(140)의 회전속도를 설정하고 에어컨이 꺼진 상태이면 MCU(120), LDC(170), 구동모터(130) 의 온도정보를 이용하여 BLDC 모터(140)의 회전속도를 설정한다.By determining the air conditioner operation information (S220), if the air conditioner is turned on, the rotation speed of the BLDC motor 140 is set using the compression information of the electric compressor 160, and if the air conditioner is turned off, the MCU 120 and LDC 170 are used. , the rotation speed of the BLDC motor 140 is set using the temperature information of the drive motor 130.

BLDC 모터(140)에 의해 구동되는 냉각 팬은 냉각수의 온도를 조절하기 위해 사용되는데, 냉각수는 구동모터(130), MCU(120), LDC(170)의 온도를 조절하므로 결국 구동모터(130), MCU(120), LDC(170)의 온도정보를 이용하여 BLDC 모터(140)의 속도를 조절하고자 하는 것이다.The cooling fan driven by the BLDC motor 140 is used to control the temperature of the coolant. The coolant controls the temperature of the drive motor 130, MCU 120, and LDC 170, so that the drive motor 130 , the purpose is to control the speed of the BLDC motor 140 using the temperature information of the MCU 120 and the LDC 170.

에어컨이 꺼져있는 경우, 우선 구동모터(130), MCU(120), LDC(170)의 온도정보를 제2 기준온도인 T2와 비교한다(S230). When the air conditioner is turned off, first, the temperature information of the driving motor 130, MCU 120, and LDC 170 is compared with the second reference temperature T2 (S230).

제1 기준온도(T1), 제2 기준온도(T2), 제3 기준온도(T3)는 각각 설정 최고온도, 중간온도, 최저온도로 차종마다 실험에 의해 정해진 최적의 값이며, 세 개의 값 이상의 단계로 세분화 하는 것도 가능하다.The first reference temperature (T1), the second reference temperature (T2), and the third reference temperature (T3) are the highest, middle, and lowest temperatures set, respectively, and are the optimal values determined by experiment for each vehicle type, and are the optimal values determined by experiment for each vehicle type. It is also possible to subdivide into stages.

획득한 온도정보에 의해 온도가 T2이상인 부분이 있는지 파악하여 모든 부품의 온도가 T2 미만인 경우 냉각 팬을 구동시킬 필요가 없으므로 BLDC 모터(140)를 정지시킨다(S236). Based on the obtained temperature information, it is determined whether there are any parts where the temperature is above T2. If the temperature of all parts is below T2, the BLDC motor 140 is stopped because there is no need to drive the cooling fan (S236).

온도가 T2 이상인 부분이 하나라도 존재하면, 구동모터(130), MCU(120), LDC(170)의 온도 중 가장 높은 온도 값을 현재온도로 설정한다(S232).If there is at least one part whose temperature is T2 or higher, the highest temperature value among the temperatures of the driving motor 130, MCU 120, and LDC 170 is set as the current temperature (S232).

현재온도가 T2 이상이므로 T1과 T2사이에 현재온도가 위치하는 경우 선형보간법(Linear Interpolation)에 의해 BLDC 모터(140)의 회전속도를 설정하고, T1보다 높은 경우 BLDC 모터(140)의 최대운전속도로 냉각 팬을 회전시킨다(S234).Since the current temperature is above T2, if the current temperature is located between T1 and T2, the rotation speed of the BLDC motor (140) is set by linear interpolation, and if it is higher than T1, the maximum operating speed of the BLDC motor (140) is set. Rotate the cooling fan (S234).

선형보간법에 의한 BLDC 모터(140)의 회전속도는 최대운전속도*(현재온도-T2)/(T1-T2) 의 식으로 구할 수 있다. 현재온도가 T1을 넘어가는 경우 BLDC 모터(140)의 회전속도는 최대운전속도로 제한된다.The rotational speed of the BLDC motor 140 using linear interpolation can be obtained by the equation: maximum operating speed*(current temperature-T2)/(T1-T2). If the current temperature exceeds T1, the rotation speed of the BLDC motor 140 is limited to the maximum operating speed.

에어컨 구동 정보 판단단계(S220)에서 에어컨이 켜진 경우라면 FATC(150)로부터 획득한 전동압축기(160)의 압력정보를 BDLC 모터(140)의 회전속도 설정에 이용한다.If the air conditioner is turned on in the air conditioner operation information determination step (S220), the pressure information of the electric compressor 160 obtained from the FATC 150 is used to set the rotation speed of the BDLC motor 140.

압력이 제1 기준압력인 P1이상인지 판단하여(S240) P1이상이면 다시 구동모터(130), MCU(120), LDC(170)의 온도정보를 T3과 비교한다(S250). 제1 기준압력(P1), 제2 기준압력(P2), 제3 기준압력(P3)는 각각 설정 최고 압력, 중간 압력, 최저 압력으로 차종마다 실험에 의해 최적값이 다르게 설정될 수 있고, 더 세분화된 단계를 가지는 값으로 설정될 수도 있다.It is determined whether the pressure is higher than P1, which is the first reference pressure (S240), and if it is higher than P1, the temperature information of the driving motor 130, MCU 120, and LDC 170 is again compared with T3 (S250). The first reference pressure (P1), the second reference pressure (P2), and the third reference pressure (P3) are the highest, middle, and lowest pressures, respectively, and the optimal values can be set differently through experiment for each vehicle type, and It can also be set to a value with granular levels.

모든 부품의 온도가 T3 미만인 경우 냉각 팬을 구동시킬 필요가 없으므로 BLDC 모터(140)를 정지시킨다(S254).If the temperature of all components is below T3, there is no need to drive the cooling fan, so the BLDC motor 140 is stopped (S254).

적어도 하나 이상의 부품의 온도가 T3 이상인 경우, 앞에서 이미 압력이 최고 압력 이상인 부품이 있는 경우이기 때문에 BLDC 모터(140)의 속도를 최고속도로 설정한다(S252).If the temperature of at least one component is higher than T3, the speed of the BLDC motor 140 is set to the maximum speed because there is a component whose pressure is already higher than the maximum pressure (S252).

압력이 P1 미만인 경우 다시 압력이 P2 이상인지 판단한다(S310). 즉, P1>압력>=P1 인지 판단하는 것이다.If the pressure is less than P1, it is determined again whether the pressure is more than P2 (S310). In other words, it is determined whether P1>pressure>=P1.

압력이 P2 이상인 경우 차량의 속도를 제1 기준속도인 V1과 비교한다(S320). 제1 기준속도(V1)와 제2 기준속도(V2)는 각각 조건 최대속도와 최소속도로, 차종마다 실험에 의해 최적값을 설정할 수 있고, 더 세분화된 단계를 가질 수 있음은 물론이다.If the pressure is higher than P2, the speed of the vehicle is compared with V1, the first reference speed (S320). The first reference speed (V1) and the second reference speed (V2) are the conditional maximum speed and minimum speed, respectively, and the optimal value can be set through experiment for each vehicle type, and of course, can have more detailed steps.

차량의 속도가 빠를수록 냉각 팬의 회전에 저항이 발생하기 때문에 이를 고려하여 냉각 팬의 회전속도를 결정하기 위함이다.The faster the vehicle speed, the more resistance there is to the rotation of the cooling fan, so this is taken into consideration when determining the rotation speed of the cooling fan.

차량의 속도가 V1 이하인 경우, 다시 구동모터(130), MCU(120), LDC(170)의 온도정보를 T3과 비교한다(S330).If the vehicle's speed is V1 or less, the temperature information of the drive motor 130, MCU 120, and LDC 170 is compared with T3 again (S330).

모든 부품의 온도가 T3 미만인 경우 BLDC 모터(140)를 정지시키고(S336), 적어도 하나 이상의 부품의 온도가 T3 이상인 경우, 구동모터(130), MCU(120), LDC(170)의 온도 중 가장 높은 온도 값을 현재온도로 설정한다(S332).If the temperature of all parts is below T3, the BLDC motor 140 is stopped (S336), and if the temperature of at least one part is above T3, the temperature of the driving motor 130, MCU 120, and LDC 170 is the highest. Set the high temperature value as the current temperature (S332).

현재온도가 T1과 T2사이의 값이면 선형보간법에 의해 BLDC 모터(140)의 회전속도를 설정하고, T1보다 높은 경우 BLDC 모터(140)의 최대운전속도로 냉각 팬을 회전시킨다(S334).If the current temperature is between T1 and T2, the rotation speed of the BLDC motor 140 is set by linear interpolation, and if it is higher than T1, the cooling fan is rotated at the maximum operating speed of the BLDC motor 140 (S334).

선형보간법에 의한 BLDC 모터(140)의 회전속도는 최대운전속도*(현재온도-T3)/(T1-T3) 의 식으로 구할 수 있다. 현재온도가 T1을 넘어가는 경우 BLDC 모터(140)의 회전속도는 최대운전속도로 제한된다.The rotation speed of the BLDC motor 140 using linear interpolation can be obtained by the equation: maximum operating speed*(current temperature-T3)/(T1-T3). If the current temperature exceeds T1, the rotation speed of the BLDC motor 140 is limited to the maximum operating speed.

차량의 속도를 V1과 비교한 결과(S320) 차량의 속도가 V1을 초과하는 경우, 구동모터(130), MCU(120), LDC(170)의 온도정보를 T2와 비교한다(S340).As a result of comparing the vehicle speed with V1 (S320), if the vehicle speed exceeds V1, the temperature information of the drive motor 130, MCU 120, and LDC 170 is compared with T2 (S340).

모든 부품의 온도가 T2 미만인 경우 BLDC 모터(140)를 정지시키고(S336), 적어도 하나 이상의 부품의 온도가 T2 이상인 경우, 구동모터(130), MCU(120), LDC(170)의 온도 중 가장 높은 온도 값을 현재온도로 설정한다(S342).If the temperature of all parts is below T2, the BLDC motor 140 is stopped (S336), and if the temperature of at least one part is above T2, the temperature of the driving motor 130, MCU 120, and LDC 170 is the highest. Set the high temperature value as the current temperature (S342).

현재온도가 T1과 T2사이의 값이면 선형보간법에 의해 BLDC 모터(140)의 회전속도를 설정하고, T1보다 높은 경우 BLDC 모터(140)의 최대운전속도로 냉각 팬을 회전시킨다(S344).If the current temperature is between T1 and T2, the rotation speed of the BLDC motor 140 is set by linear interpolation, and if it is higher than T1, the cooling fan is rotated at the maximum operating speed of the BLDC motor 140 (S344).

선형보간법에 의한 BLDC 모터(140)의 회전속도는 최대운전속도*(현재온도-T2)/(T1-T2) 의 식으로 구할 수 있다. 현재온도가 T1을 넘어가는 경우 BLDC 모터(140)의 회전속도는 최대운전속도로 제한된다.The rotational speed of the BLDC motor 140 using linear interpolation can be obtained by the equation: maximum operating speed*(current temperature-T2)/(T1-T2). If the current temperature exceeds T1, the rotation speed of the BLDC motor 140 is limited to the maximum operating speed.

압력을 P2와 비교한 결과(S310) 압력이 P2 미만이면, 다시 압력이 P3 이상인지 판단한다(S410). 즉, P3>압력>=P2 인지 판단하는 것이다.As a result of comparing the pressure with P2 (S310), if the pressure is less than P2, it is determined again whether the pressure is more than P3 (S410). In other words, it is determined whether P3>pressure>=P2.

압력이 P3 이상인 경우 차량의 속도를 제2 기준속도인 V2와 비교한다(S420). If the pressure is higher than P3, the vehicle's speed is compared with the second reference speed, V2 (S420).

차량의 속도가 V2 이하인 경우, 다시 구동모터(130), MCU(120), LDC(170)의 온도정보를 T3과 비교한다(S430).If the vehicle speed is V2 or less, the temperature information of the drive motor 130, MCU 120, and LDC 170 is compared with T3 again (S430).

모든 부품의 온도가 T3 미만인 경우 BLDC 모터(140)를 정지시키고(S446), 적어도 하나 이상의 부품의 온도가 T3 이상인 경우, 구동모터(130), MCU(120), LDC(170)의 온도 중 가장 높은 온도 값을 현재온도로 설정한다(S432).If the temperature of all parts is below T3, the BLDC motor 140 is stopped (S446), and if the temperature of at least one part is above T3, the temperature of the driving motor 130, MCU 120, and LDC 170 is the highest. Set the high temperature value as the current temperature (S432).

현재온도가 T1과 T3사이의 값이면 선형보간법에 의해 BLDC 모터(140)의 회전속도를 설정하고, T1보다 높은 경우 BLDC 모터(140)의 최대운전속도로 냉각 팬을 회전시킨다(S434).If the current temperature is between T1 and T3, the rotation speed of the BLDC motor 140 is set by linear interpolation, and if it is higher than T1, the cooling fan is rotated at the maximum operating speed of the BLDC motor 140 (S434).

선형보간법에 의한 BLDC 모터(140)의 회전속도는 최대운전속도*(현재온도-T3)/(T1-T3) 의 식으로 구할 수 있다.The rotation speed of the BLDC motor 140 using linear interpolation can be obtained by the equation: maximum operating speed*(current temperature-T3)/(T1-T3).

압력을 P3와 비교한 결과(S410) 압력이 P3 미만이거나, 차량의 속도를 V2와 비교한 결과(S420) 차량의 속도가 V2를 초과하는 경우, 구동모터(130), MCU(120), LDC(170)의 온도정보를 T2와 비교한다(S440).As a result of comparing the pressure with P3 (S410), if the pressure is less than P3, or as a result of comparing the speed of the vehicle with V2 (S420), if the speed of the vehicle exceeds V2, the drive motor 130, MCU 120, and LDC Compare the temperature information of (170) with T2 (S440).

모든 부품의 온도가 T2 미만인 경우 BLDC 모터(140)를 정지시키고(S446), 적어도 하나 이상의 부품의 온도가 T2 이상인 경우, 구동모터(130), MCU(120), LDC(170)의 온도 중 가장 높은 온도 값을 현재온도로 설정한다(S442).If the temperature of all parts is below T2, the BLDC motor 140 is stopped (S446), and if the temperature of at least one part is above T2, the temperature of the driving motor 130, MCU 120, and LDC 170 is the highest. Set the high temperature value as the current temperature (S442).

현재온도가 T1과 T2사이의 값이면 선형보간법에 의해 BLDC 모터(140)의 회전속도를 설정하고, T1보다 높은 경우 BLDC 모터(140)의 최대운전속도로 냉각 팬을 회전시킨다(S444).If the current temperature is between T1 and T2, the rotation speed of the BLDC motor 140 is set by linear interpolation, and if it is higher than T1, the cooling fan is rotated at the maximum operating speed of the BLDC motor 140 (S444).

선형보간법에 의한 BLDC 모터(140)의 회전속도는 최대운전속도*(현재온도-T2)/(T1-T2) 의 식으로 구할 수 있다. 현재온도가 T1을 넘어가는 경우 BLDC 모터(140)의 회전속도는 최대운전속도로 제한된다.The rotational speed of the BLDC motor 140 using linear interpolation can be obtained by the equation: maximum operating speed*(current temperature-T2)/(T1-T2). If the current temperature exceeds T1, the rotation speed of the BLDC motor 140 is limited to the maximum operating speed.

이상과 같이 냉각 팬의 회전속도를 온도를 비롯한 여러 변수에 맞춰 조절함으로써 냉각 효율을 향상시킴은 물론 냉각 팬을 구동하는 모터의 소음을 줄이고, 모터의 수명도 늘릴 수 있는 효과가 있다.As described above, by adjusting the rotation speed of the cooling fan to various variables, including temperature, there is an effect of improving cooling efficiency, reducing the noise of the motor that drives the cooling fan, and extending the life of the motor.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 냉각 팬 제어장치의 구조도이다.Figure 5 is a structural diagram of a cooling fan control device according to an embodiment of the present invention.

냉각 팬 제어장치는 센서부(510), 제어부(520) 및 모터 구동부(530)를 포함한다.The cooling fan control device includes a sensor unit 510, a control unit 520, and a motor drive unit 530.

센서부(510)는 냉각 팬 속도 제어를 위한 냉각이 필요한 각 부품들의 온도, 에어컨 On/Off 여부, 전동압축기의 압력, 차량의 속도 등의 정보들을 획득한다.The sensor unit 510 acquires information such as the temperature of each part that requires cooling for cooling fan speed control, whether the air conditioner is on/off, the pressure of the electric compressor, and the speed of the vehicle.

제어부(520)는 센서부(510)를 통해 획득한 상기 정보들을 이용하여 냉각 팬의 속도를 계산한다.The control unit 520 calculates the speed of the cooling fan using the information obtained through the sensor unit 510.

냉각 팬의 속도를 구하는 방법은 전술한 냉각 팬 회전속도 제어방법과 같다. 즉, 현재온도를 구하고 기준온도와의 비교를 통해 선형보간법으로 냉각 팬의 회전속도를 구하는 것이다.The method of calculating the speed of the cooling fan is the same as the cooling fan rotation speed control method described above. In other words, the rotation speed of the cooling fan is obtained using linear interpolation by obtaining the current temperature and comparing it with the reference temperature.

모터 구동부(530)는 제어부(520)에서 구한 냉각 팬 회전속도에 따라 모터를 구동한다. 모터는 BLDC 모터가 사용될 수 있다.The motor driving unit 530 drives the motor according to the cooling fan rotation speed obtained from the control unit 520. The motor may be a BLDC motor.

모터 구동을 위해 PWM(Pulse Width Modulator)이 사용되고, PWM 신호 제어를 위해 속도 비례적분(Proportional-Integral)제어기와 전류 비레적분 제어기가 사용된다.A PWM (Pulse Width Modulator) is used to drive the motor, and a speed proportional-integral controller and a current non-integral controller are used to control the PWM signal.

속도 비례적분 제어기는 제어부(520)로부터 수신한 속도와 실제 모터의 회전속도를 비교하여 속도를 제어하는데, 실제 모터의 회전속도를 홀센서 등으로 측정할 수 있으나, 본 발명에서는 역기전력 검출기를 이용한 센서리스 속도추정 방법을 사용하여 추정한 속도를 이용함으로써 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.The speed proportional integral controller controls the speed by comparing the speed received from the control unit 520 with the actual rotation speed of the motor. The actual rotation speed of the motor can be measured using a Hall sensor, etc., but in the present invention, a sensor using a back electromotive force detector is used. There is an effect of reducing costs by using the speed estimated using the lease speed estimation method.

이상과 같은 냉각 팬 회전속도 제어장치(500)는 종래 구동모터를 제어하기 위한 MCU에 통합됨으로써 회로를 간단하게 만들 수 있고 따라서 생산단가를 낮출 수 있는 효과도 있다. The cooling fan rotation speed control device 500 described above can simplify the circuit by being integrated into an MCU for controlling a conventional drive motor, and thus has the effect of lowering the production cost.

이상, 본 발명의 구성에 대하여 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하였으나, 이는 예시에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술분야에 통상의 지식을 가진자라면 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 다양한 변형과 변경이 가능함은 물론이다. 따라서 본 발명의 보호 범위는 전술한 실시예에 국한되어서는 아니되며 이하의 특허청구범위의 기재에 의하여 정해져야 할 것이다.Above, the configuration of the present invention has been described in detail with reference to the accompanying drawings, but this is merely an example, and those skilled in the art will be able to make various modifications and changes within the scope of the technical idea of the present invention. Of course this is possible. Therefore, the scope of protection of the present invention should not be limited to the above-described embodiments, but should be determined by the description of the claims below.

110: VCU 120: MCU
130: 구동 모터 140: BLDC 모터
150: FATC 160: 전동압축기
170: LDC 180: 통신 선로
500: 냉각 팬 회전속도 제어장치
510: 센서부 520: 제어부
530: 모터 구동부110: VCU 120: MCU
130: Drive motor 140: BLDC motor
150: FATC 160: Electric compressor
170: LDC 180: Communication line
500: Cooling fan rotation speed control device
510: sensor unit 520: control unit
530: Motor driving unit

Claims (10)

복수의 부품에서 측정한 복수의 부품 온도, 에어컨 압력, 및 차량 속도를 획득하는 단계; 및
상기 부품 온도, 에어컨 압력, 및 차량 속도를 이용하여 냉각 팬 회전속도를 제어하는 단계를 포함하되,
상기 제어하는 단계는,
에어컨 동작 여부를 판단하는 단계;
상기 에어컨이 동작하지 않으면, 상기 부품 온도 중 적어도 하나의 부품 온도가 제2 기준온도 이상인지 판단하는 단계;
적어도 하나의 부품 온도가 제2 기준온도 이상인 경우, 복수의 부품 온도들 중 가장 높은 부품 온도를 선택하는 단계; 및
상기 가장 높은 부품 온도를 이용하여 냉각 팬 속도를 계산하는 단계를 포함하는 냉각 팬 속도 제어 방법.
Obtaining a plurality of component temperatures, air conditioner pressure, and vehicle speed measured from a plurality of components; and
Including controlling the cooling fan rotation speed using the component temperature, air conditioner pressure, and vehicle speed,
The controlling step is,
Determining whether the air conditioner is operating;
If the air conditioner does not operate, determining whether the temperature of at least one of the component temperatures is higher than a second reference temperature;
When the temperature of at least one component is higher than the second reference temperature, selecting the highest component temperature among the plurality of component temperatures; and
A cooling fan speed control method comprising calculating a cooling fan speed using the highest component temperature.
 삭제delete 제1항에 있어서, 상기 제어하는 단계는,
에어컨 동작 여부를 판단하는 단계;
상기 에어컨 동작이 확인되는 경우, 상기 에어컨 압력을 제1 기준압력과 비교하는 단계;
상기 에어컨 압력을 제1 기준압력과 비교하는 단계에서의 비교 결과, 상기 에어컨 압력이 상기 제1 기준압력 이상인 경우, 상기 부품 온도들 중 적어도 하나의 부품 온도가 제3 기준온도 이상인지 판단하는 단계; 및
상기 적어도 하나의 부품온도가 상기 제3 기준온도 이상인 경우, 냉각 팬을 최대 속도로 제어하는 단계를 포함하는 냉각 팬 속도 제어 방법.
The method of claim 1, wherein the controlling step includes:
Determining whether the air conditioner is operating;
When operation of the air conditioner is confirmed, comparing the air conditioner pressure with a first reference pressure;
As a result of comparing the air conditioner pressure with a first reference pressure, if the air conditioner pressure is higher than the first reference pressure, determining whether the temperature of at least one of the component temperatures is higher than a third reference temperature; and
Cooling fan speed control method comprising controlling the cooling fan at maximum speed when the temperature of the at least one component is higher than the third reference temperature.
 제3항에 있어서, 상기 에어컨 압력을 제1 기준압력과 비교하는 단계 이후에,
상기 에어컨 압력이 상기 제1 기준압력 미만이고 제2 기준압력 이상인 경우, 상기 차량 속도가 제1 기준속도(V1) 이하인지 판단하는 단계;
상기 차량 속도가 제1 기준속도 이하이면, 상기 부품 온도들 중 적어도 하나의 부품온도가 제3 기준온도 이상인지 판단하는 단계; 및
상기 적어도 하나의 부품온도가 상기 제3 기준온도 이상인 경우, 상기 부품 온도들 중 가장 높은 부품 온도를 이용하여 냉각 팬 속도를 계산하는 단계를 더 포함하는 냉각 팬 속도 제어 방법.
The method of claim 3, wherein after comparing the air conditioner pressure with the first reference pressure,
When the air conditioner pressure is less than the first reference pressure and more than the second reference pressure, determining whether the vehicle speed is less than the first reference speed (V1);
If the vehicle speed is below a first reference speed, determining whether at least one of the component temperatures is above a third reference temperature; and
When the temperature of the at least one component is higher than the third reference temperature, calculating the cooling fan speed using the highest component temperature among the component temperatures.
 제4항에 있어서, 상기 차량 속도가 제1 기준속도(V1) 이하인지 판단하는 단계 이후에,
상기 차량 속도가 제1 기준속도 초과이면, 상기 부품 온도들 중 적어도 하나의 부품온도가 제2 기준온도 이상인지 판단하는 단계; 및
상기 적어도 하나의 부품온도가 상기 제2 기준온도 이상인 경우, 상기 부품 온도들 중 가장 높은 부품 온도를 이용하여 냉각 팬 속도를 계산하는 단계를 더 포함하는 냉각 팬 속도 제어 방법.
The method of claim 4, after determining whether the vehicle speed is less than or equal to the first reference speed (V1),
If the vehicle speed exceeds a first reference speed, determining whether at least one of the component temperatures is higher than a second reference temperature; and
When the temperature of the at least one component is higher than the second reference temperature, calculating the cooling fan speed using the highest component temperature among the component temperatures.
 제3항에 있어서, 상기 에어컨 압력을 제1 기준압력과 비교하는 단계 이후에,
상기 에어컨 압력이 제2 기준압력 미만이고 제3 기준압력 이상인 경우, 상기 차량 속도가 제2 기준속도 이하인지 판단하는 단계;
상기 차량 속도가 제2 기준속도 이하이면, 상기 부품 온도들 중 적어도 하나의 부품온도가 제3 기준온도 이상인지 판단하는 단계; 및
상기 적어도 하나의 부품온도가 상기 제3 기준온도 이상인 경우, 상기 부품 온도들 중 가장 높은 부품 온도를 이용하여 냉각 팬 속도를 계산하는 단계를 더 포함하는 냉각 팬 속도 제어 방법.
The method of claim 3, wherein after comparing the air conditioner pressure with the first reference pressure,
When the air conditioner pressure is less than the second reference pressure and more than the third reference pressure, determining whether the vehicle speed is less than the second reference speed;
If the vehicle speed is below a second reference speed, determining whether at least one of the component temperatures is above a third reference temperature; and
When the temperature of the at least one component is higher than the third reference temperature, calculating the cooling fan speed using the highest component temperature among the component temperatures.
 제6항에 있어서, 상기 차량 속도가 제2 기준속도 이하인지 판단하는 단계 이후에,
상기 차량 속도가 제2 기준속도 초과이면, 상기 부품 온도들 중 적어도 하나의 부품온도가 제2 기준온도 이상인지 판단하는 단계; 및
상기 적어도 하나의 부품온도가 상기 제2 기준온도 이상인 경우, 상기 부품 온도들 중 가장 높은 부품 온도를 이용하여 냉각 팬 속도를 계산하는 단계를 더 포함하는 냉각 팬 속도 제어 방법.
The method of claim 6, after determining whether the vehicle speed is less than or equal to the second reference speed,
If the vehicle speed exceeds a second reference speed, determining whether at least one of the component temperatures is higher than the second reference temperature; and
When the temperature of the at least one component is higher than the second reference temperature, calculating the cooling fan speed using the highest component temperature among the component temperatures.
 제3항에 있어서, 상기 비교하는 단계 이후에,
상기 비교결과 상기 에어컨 압력이 제3 기준압력 미만인 경우, 상기 부품 온도들 중 적어도 하나의 부품온도가 제2 기준온도 이상인지 판단하는 단계; 및
상기 적어도 하나의 부품온도가 상기 제2 기준온도 이상인 경우, 상기 부품 온도들 중 가장 높은 부품 온도를 이용하여 냉각 팬 속도를 계산하는 단계를 더 포함하는 냉각 팬 속도 제어 방법.
The method of claim 3, wherein after the comparing step,
When the air conditioner pressure is less than a third reference pressure as a result of the comparison, determining whether the temperature of at least one of the component temperatures is higher than the second reference temperature; and
When the temperature of the at least one component is higher than the second reference temperature, calculating the cooling fan speed using the highest component temperature among the component temperatures.
 복수의 부품에서 측정한 복수의 부품 온도, 에어컨 압력, 및 차량의 속도를 획득하는 센서부;
상기 부품 온도, 에어컨 압력, 및 차량의 속도를 이용하여 냉각 팬 회전속도를 계산하여 하기 모터 구동부를 제어하는 제어부; 및
상기 제어부에서 계산된 회전속도에 따라 냉각 팬을 구동하는 모터 구동부를 포함하되,
상기 제어부는,
에어컨 동작 여부를 판단; 상기 에어컨이 동작하지 않으면, 상기 부품 온도중 적어도 하나의 부품 온도가 제2 기준온도 이상인지 판단; 적어도 하나의 부품 온도가 제2 기준온도 이상인 경우, 복수의 부품 온도들 중 가장 높은 부품 온도를 선택; 및 상기 가장 높은 부품 온도를 이용하여 냉각 팬 속도를 계산하도록 구성되는 냉각 팬 속도 제어 장치.
A sensor unit that acquires a plurality of component temperatures, air conditioner pressure, and vehicle speed measured from a plurality of components;
a control unit that calculates cooling fan rotation speed using the component temperature, air conditioner pressure, and vehicle speed to control the following motor drive unit; and
It includes a motor drive unit that drives the cooling fan according to the rotation speed calculated by the control unit,
The control unit,
Determine whether the air conditioner is operating; If the air conditioner does not operate, determining whether the temperature of at least one of the component temperatures is higher than a second reference temperature; When at least one component temperature is higher than the second reference temperature, select the highest component temperature among the plurality of component temperatures; and a cooling fan speed control device configured to calculate a cooling fan speed using the highest component temperature.
 제9항에 있어서, 상기 모터 구동부는
BLDC(Brushless DC) 모터로 구성되는 냉각 팬 속도 제어 장치.The method of claim 9, wherein the motor driving unit
Cooling fan speed control device consisting of a brushless DC (BLDC) motor.
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