KR20010029254A - 차량의 냉각팬 가변속도 제어장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량의 냉각팬 가변속도 제어장치에 관한 것으로, 특히 차량 엔진을 냉각시키는 냉각수의 온도에 따라 일개 또는 2개의 팬을 작동시키도록 설계된 냉각팬 모터에 있어서, 가변저항을 이용하여 상기 모터에 제공되는 전압값을 순차적으로 높이도록 함으로써, 냉각팬 구동 및 해제시 발생하는 전기 부하력의 급격한 증가 및 감소를 억제하여 원동기의 안정된 운전을 가능토록 한 것을 특징으로 하는 차량의 냉각팬 가변속도 제어장치에 관한 것이다.

Description

차량의 냉각팬 가변속도 제어장치{Control Unit for Variable Speeding of Cooling Pan in Vehicles}

본 발명은 차량의 냉각팬 가변속도 제어장치에 관한 것으로, 특히 차량 엔진을 냉각시키는 냉각수의 온도에 따라 일개 또는 2개의 팬을 작동시키도록 설계된 냉각팬 모터에 있어서, 가변저항을 이용하여 상기 모터에 제공되는 전압값을 순차적으로 높이도록 함으로써, 냉각팬 구동 및 해제시 발생하는 전기 부하력의 급격한 증가 및 감소를 억제하여 원동기의 안정된 운전을 가능토록 한 것을 특징으로 하는 차량의 냉각팬 가변속도 제어장치에 관한 것이다.

종래의 차량의 냉각팬은 제 1 모터와 제 2 모터가 병렬로 구성되어 있으며, 전원을 동일하게 인가해 줌으로써, 상기 모터가 동일한 속도로 회전되도록 되어 있다.

그러나, 이러한 모터 연결방법은 모터 제어모드가 단순하여 냉각수 온도에 따른 제어가 다양하게 이루어지기 어려운 문제가 있었다.

즉, 동일한 전압을 2개의 모터가 분할하여 이용하기 때문에 모터의 강한 구동에는 한계가 있는 것이다.

이를 해결하기 위한 방안으로, 냉각팬을 구동시켜주기 위한 제 1, 2모터가 선택적으로 직렬 또는 병렬로 연결되도록 하는 장치가 개발되고 있다.

즉, 제 1, 2 모터의 연결방법을 필요에 따라 선택적으로 바꾸어 줌으로써, 저속 동작모드일 경우에는 제 1, 2 모터를 직렬로 연결하여 양모터에 걸리는 전압이 병렬로 연결되데 비해 적도록 하고, 고속 동작일 경우에는 제 1, 2 모터가 병렬로 연결됨으로써 상기 양모터에 걸리는 전압은 높아지게 되어 고속동작이 이루어지도록 한 것이다.

이를 도면을 통해 간략히 설명하기로 한다.

도 1은 종래의 냉각팬 구동장치의 일 실시예를 도시한 것으로, 냉각팬를 구동시켜 주기 위한 제 1, 2모터(10, 12)와;

상기 제 1, 2 모터(10, 12)의 전원회로를 각각 개폐하도록 된 제 1, 2 릴레이 스위치(14, 16)와;

선택적으로 상기 제 1 모터(10)와 제 2 모터(12)를 직렬 또는 병렬로 상호 연결상태를 바꾸게 된 제 3 릴레이 스위치(18) 및;

상기 릴레이(14, 16, 18)들을 선택적으로 제어하여 상기 제 1, 2 모터(10, 12)의 작동속도를 조절하게 된 전자제어부(20a, 20b)로 구성되어 있다.

여기서 상기 제 1 릴레이 스위치(14)는 전자 제어부(20a, 20b)의 제어동작에 의해 제어전원(Vc)을 공급받아 상기 제 1 모터(10)에 구동전원(Vd)이 공급되는 것을 제어하도록 구성된 것으로, 냉각팬을 사용하지 않을 때는 가동단자(22)가 중립에 위치하게 되어 제 1, 2 모터(10, 12)에 전원이 공급되지 않고 정지되어 있는 상태를 유지하는 한편, 작동속도를 높이거나 낮추게 되는 경우 전자제어부(20a, 20b)에 의해 상기 제 1 릴레이 스위치의 가동단자(22)가 어느 한쪽으로 이동하여 구동전원(Vd)을 공급하게 된다.

즉, 상기 전자제어부(20a, 20b)는 냉각팬의 작동속도에 따라 동작하도록 된 것으로, 냉각팬의 작동속도가 낮은 경우 전자 제어부(20a)가 동작하게 되어 상기 제 1 릴레이 스위치(14)로 제어전원(Vc)을 공급하게 됨으로써 가동단자(22)가 왼쪽으로 이동하여 제 1 모터(10)에 구동전원(Vd)을 연결시켜 주게된다.

또한, 냉각팬의 작동속도가 높은 경우에는 상기 전자제어부(20b)가 동작하게 되어 상기 제 1 릴레이 스위치(14), 제 2 릴레이 스위치(16) 및 제 3 릴레이 스위치(18)에 각각 제어전원(Vc)이 공급되게 된다.

따라서 상기 릴레이 스위치(16)는 평상시에는 개방된 전원을 유지하다가 냉각팬의 작동속도가 증가되는 경우 전자 제어부가 동작되면서 제 2 모터(12)에 구동전원(Vd)이 공급된다.

이어서 제 3 릴레이 스위치(16)는 상기 제 1 모터(10)와 제 2 모터(12)간의 연결상태를 변경하도록 된 것으로, 냉각팬의 동작속도를 고속으로 하는 경우 전자제어부(20b)가 상기 제 3 릴레이 스위치(18)를 제어하여 제 1 모터(10)와 제 2 모터(12)를 병렬로 연결시키도록 되어 있다.

또한, 냉각팬의 동작속도를 저속으로 하는 경우는 상기 전자제어부(20b)가 상기 제 3 릴레이 스위치(18)를 제어하여 상기 제 1, 2 모터(10, 12)를 직렬로 연결시키게 된다.

즉, 이러한 연결구조는 2개의 모터를 이용하여 냉각수의 온도를 낮추도록 하되, 냉각수의 온도가 비교적 낮은 경우에는 2개의 모터를 병렬로 연결하여 모터에 제공되는 전압값이 분할되도록 하고, 냉각수의 온도가 비교적 높은 경우에는 2개의 모터를 직렬로 연결하여 모터에 제공되는 전압값이 각각 그대로 제공되도록 하여 강력한 모터 구동력을 발휘하도록 한다.

그러나, 냉각수온이 특정온도로 상승하면 도 2a에 나타낸 바와같이 기준점 1, 2에서 전기부하가 급격히 증가하여 원동기의 동력손실을 초래하고 엔진 회전수가 감소하는 불안정한 상태를 유발하는 문제점이 있다.

즉, 냉각팬 모터에 제공되는 전기 부하력이 기준1과 기준2에서와 같이 급격히 상승하게 되면 냉각수온은 도 2b와 같이 냉각수의 온도가 일정하지 않고 변화가 심하게 발생하며, 또한 엔진의 회전수 역시 도 2c와 같이 불안정한 상태를 유지함을 알 수 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결코자 하는 것으로, 냉각팬 모터에 제공되는 전압이 원만히 상승하도록 하여 냉각수온이 서서히 변하도록 하고, 따라서 엔진의 회전수가 일정한 상태를 유지토록 하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 수단으로,

본 발명은 차량의 냉각수온에 따라 저항값이 가변되면서 냉각팬 모터에 제공되는 전압값을 가변시키는 가변저항과,

상기 가변저항을 가변시켜 상기 냉각팬 모터에 유입되는 구동전압을 순차적으로 변화시키는 구동전압 가변수단과,

냉각팬 모터에 제공되는 전압이 순차적으로 증가토록 상기 구동전압 가변수단을 제어하는 제어부를 포함하여 구성함이 특징이다.

도 1은 종래의 냉각팬 제어장치 구성도.

도 2a는 종래의 냉각팬 제어에 의한 전기 부하력 변화 그래프.

도 2b는 종래의 냉각팬 제어에 의한 냉각수온 변화 그래프.

도 2c는 종래의 냉각팬 제어에 의한 엔진 회전수 변화 그래프.

도 3은 본 발명의 냉각팬 제어장치 구성도.

도 4a는 본 발명의 냉각팬 제어에 의한 전기 부하력 변화 그래프.

도 4b는 본 발명의 냉각팬 제어에 의한 냉각수온 변화 그래프.

도 4c는 본 발명의 냉각팬 제어에 의한 냉각수온 변화 그래프.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

10, 12: 냉각팬 구동모터 14, 16, 18: 릴레이 스위치

20a, 20b: 전자 제어부 31, 32: 가변저항

40: 가변수단

이하에서 도면을 통해 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

그리고, 종래와 동일한 기술수단은 동일한 번호로써 기재하도록 한다.

도 3은 본 발명의 구성도로써, 도시한 바와같이,

차량의 냉각수온에 따라 저항값이 가변되면서 냉각팬 모터에 제공되는 전압값을 가변시키는 가변저항(31, 32)과,

상기 가변저항(31, 32)을 가변시켜 상기 냉각팬 모터에 유입되는 구동전압을 순차적으로 변화시키는 구동전압 가변수단(40)과,

냉각팬 모터에 제공되는 전압이 순차적으로 증가토록 상기 구동전압 가변수단(40)을 제어하는 제어부(20b)를 포함하여 구성한다.

상기와 같이 구성하는 본 발명은 먼저 냉각수온에 따른 전압제공값을 미리 입력하여 냉각수의 비교적 낮을 때에는 가변저항의 저항값을 서서히 높이도록 하고, 냉각수의 온도가 비교적 높을 때에는 가변저항의 저항값을 서서히 낮추도록 제어한다.

즉, 도 4a와 같이 전기 부하값을 서서히 증기시키면 도 4b와 같이 수온을 적정온도로 유지시킬 수 있고, 또한 도 4c와 같이 엔진 회전수가 동일하게 나타나는 것이다.

본 발명의 전체동작을 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 본 발명의 전자제어부(20a, 20b)는 냉각팬의 작동속도를 냉각수온의 변화에 따라 서서히 변화시키도록 한 것으로, 냉각수의 온도가 낮은 경우 전자 제어부(20a)가 상기 제 1 릴레이 스위치(14)를 제어하여 제어전원(Vc)을 공급하게 됨으로써 가동단자(22)가 왼쪽으로 이동하여 제 1 모터(10)에 구동전원(Vd)을 연결시켜 주게된다.

그리고, 제 3 릴레이 스위치를 제어하여 제 2 모터가 제 1 모터에 직렬 연결하도록 한다.

이때, 전자 제어부(20b)가 구동전압 가변수단(40)을 제어하여 제 1 가변저항(31)의 저항값을 서서히 낮추도록 한다.

그러면, 제 1 모터(10) 및 제 2 모터(12)에 제공되는 전압값은 도 4a와 같이 서서히 증가하게 되어 모터의 회전이 서서히 증가하게 되는 것이다.

한편, 냉각수의 온도가 높은 경우에는 상기 전자제어부(20b)가 동작하게 되어 상기 제 1 릴레이 스위치(14), 제 2 릴레이 스위치(16) 및 제 3 릴레이 스위치(18)에 각각 제어전원(Vc)이 공급되게 된다.

즉, 상기 릴레이 스위치(16)는 평상시에는 개방된 전원을 유지하다가 냉각수의 온도가 증가되는 경우 전자 제어부가 동작되면서 제 2 모터(12)에 구동전원(Vd)이 공급된다.

이어서 제 3 릴레이 스위치(16)는 상기 제 1 모터(10)와 제 2 모터(12)간의 연결상태를 변경하도록 된 것으로, 냉각수의 온도가 높은 경우 전자제어부(20b)가 상기 제 3 릴레이 스위치(18)를 제어하여 제 1 모터(10)와 제 2 모터(12)를 병렬로 연결시키도록 되어 있다.

이때, 전자 제어부(20b)가 구동전압 가변수단(40)을 제어하여 제 1 가변저항(31) 및 제 2 가변저항(32)의 저항값을 서서히 낮추도록 한다.

그러면, 제 1 모터(10) 및 제 2 모터(12)에 제공되는 전압값은 도 4a와 같이 서서히 증가하게 되어 모터의 회전이 서서히 증가하게 되는 것이다.

따라서, 냉각수의 온도변화는 도 4b와 같이 급격한 변화를 일으키지 않게 되고, 엔진의 회전수 또한 도 4c와 같이 일정한 회전수를 계속 유지할 수 있게 되는 것이다.

상술한 바와같이 본 발명은 가변저항을 이용하여 상기 모터에 제공되는 전압값을 순차적으로 높이도록 함으로써, 냉각팬 구동 및 해제시 발생하는 전기 부하력의 급격한 증가 및 감소를 억제하여 원동기의 안정된 운전을 가능토록 하는 효과를 제공한다.

Claims (2)

1. 차량의 냉각수온에 따라 저항값이 가변되면서 냉각팬 모터에 제공되는 전압값을 가변시키는 가변저항(31, 32)과,

   상기 가변저항(31, 32)을 가변시켜 상기 냉각팬 모터에 유입되는 구동전압을 순차적으로 변화시키는 구동전압 가변수단(40)과,

   냉각팬 모터에 제공되는 전압이 순차적으로 증가토록 상기 구동전압 가변수단(40)을 제어하는 제어부(20b)를 포함하여 구성함을 특징으로 하는 차량의 냉각팬 가변속도 제어장치.
2. 제 1 항에 있어서, 냉각수의 온도가 높을 수록 가변저항(31, 32)의 저항값을 냉각수 온도에 비례하여 순차적으로 작게 조절하는 것을 특징으로 하는 차량의 냉각팬 가변속도 제어장치.