KR200264192Y1 - 자동차 온냉방용 풍향조절모터 제어장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 자동차 온냉방용 풍향조절모터 제어장치에 관한 것으로서,

종래에는 상기 풍향조절모터의 회전량을 정확히 판단할 수 있는 수단이 제공되지 않았기 때문에 사용자가 풍향조절버튼을 누를 경우 일정값 만큼 모터를 정역회전시켜 풍향조절판을 회전시켜야만 했으며, 이로인해 보다 정확하게 풍향조절판의 회전각을 제어할 수 없었으며, 풍향조절판이 더 이상 움직일 수 없게된 상태에서도 풍향조절모터가 구동하게되어 모터에 과부하가 걸리게되고, 이에의해 모터가 파손되거나 모터를 구동하는 회로가 과열되어 파손되는 문제점이 발생하고 있었다.

따라서, 상기 문제점을 해결하기 위한 본 고안은 모터 회전축의 끝단에 일정크기의 캡을 결합하고, 이 캡의 외주면상의 복수위치에 금속돌기를 돌출 형성시키며, 상기 캡의 주변부에 금속돌기가 통과할 때 펄스를 발생시키는 코일체를 설치하여 회전각 감지수단을 형성하므로서, 풍향조절모터의 구동시 상기 코일체에서 출력되는 펄스를 이용하여 모터의 회전량을 판단하고, 그 판단에 따라 모터의 회전각을 정확히 제어할 수 있도록 한 자동차 공기조화기용 풍향조절모터 제어장치에 관한 것이다.

Description

자동차 온냉방용 풍향조절모터 제어장치{Motor control device}

본 고안은 자동차 온냉방용 풍향조절모터 제어장치에 관한 것으로서, 특히 풍향조절모터의 구동시 회전각감지수단에서 출력되는 펄스를 이용하여 모터의 회전량을 판단하고, 그 판단에 따라 모터의 회전각을 정확히 제어할 수 있도록 한 자동차 온냉방용 풍향조절모터 제어장치에 관한 것이다.

현재 생산되고 있는 자동차에는 냉난방을 위한 공기조화기 또는 히터가 장착되고 있는데, 이러한 공기조화기에서 생성되는 바람의 풍향을 조절하기 위한 풍향조절판이 공조덕트의 내부에 설치되고 있다.

이러한 풍향조절판의 각도조절은 별도의 모터 또는 레버에 의해 제어되는데, 사용자가 차내에 구비되어 있는 풍향조절버튼을 누를 경우 그에 대응하여 모터가 정역회전하면서 상기 풍향조절판을 상하 또는 좌우방향으로 회전시켜 공기조화기에서 발생되는 바람의 방향이 조절되도록 되어있다.

그러나, 종래에는 상기 풍향조절모터의 회전량을 정확히 판단할 수 있는 수단이 제공되지 않았기 때문에 사용자가 풍향조절버튼을 누를 경우 일정값 만큼 모터를 정역회전시켜 풍향조절판을 회전시켜야만 했으며, 이로인해 보다 정확하게 풍향조절판의 회전각을 제어할 수 없었으며, 때에 따라서는 풍향조절판이 더 이상 움직일 수 없게된 상태에서도 풍향조절모터가 구동하게되어 모터에 과부하가 걸리게되고, 이에의해 모터가 파손되거나 모터를 구동하는 회로가 과열되어 파손되는 문제점이 발생하고 있었다.

따라서, 상기 문제점을 해결하기 위한 본 고안은 모터 회전축의 끝단에 일정크기의 캡을 결합하고, 이 캡의 외주면상의 복수위치에 금속돌기를 돌출 형성시키며, 상기 캡의 주변부에 금속돌기가 통과할 때 펄스를 발생시키는 코일체를 설치하여 회전각 감지수단을 형성하므로서, 풍향조절모터의 구동시 상기 코일체에서 출력되는 펄스를 이용하여 모터의 회전량을 판단하고, 그 판단에 따라 모터의 회전각을 정확히 제어할 수 있도록 한 자동차 공기조화기용 풍향조절모터 제어장치를 제공함을 목적으로 한다.

도 1 은 본 고안의 풍향조절 모터 제어장치를 보인 도면.

도 2 는 본 고안에 적용된 금속돌기의 설치상태를 보인 도면.

도 3 은 본 고안의 회전각 감지수단에서 출력되는 펄스파형을 보인 도면.

도 4 는 본 고안의 다른 실시예로서 회전각 감지수단을 회전판과 발광부 및 수광부로서 구현한 것을 보인 도면.

도 5 의 (가)(나)는 본 고안의 다른 실시예에 적용된 통공의 설치예를 보인 도면.

도 6 은 다른 실시예의 회전각 감지수단에서 출력되는 펄스파형을 보인 도면.

도 7 은 본 고안의 다른 실시예로서 회전각 감지수단을 회전판과 홀(hall)소자로서 구현한 것을 보인 도면.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1: 모터, 2: 회전축,

3: 구동기어, 4: 감속기어,

5: 작동기어, 6: 작동간,

7: 풍향조절판, 10: 회전각 감지수단,

11: 캡, 12: 금속돌기,

13: 보빈, 14: 코일,

21: 회전판, 22: 통공,

23: 발광부, 24: 수광부,

30: 감지부, 31: 연산부,

32: 풍향조절버튼, 33: 모터구동부,

34: 제어부,

도 1 내지 도 7 은 상기 목적달성을 위한 본 고안의 자동차 공기조화기용 풍향조절모터 제어장치를 도시한 것으로서, 이 도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.

도 1 은 본 고안의 모터 제어장치를 도시한 것으로서,

회전축(2)에 구동기어(3)가 결합되어 있는 정역회전용 모터(1)와, 상기 구동기어(3)의 회전수를 감소시키는 다수의 감속기어(4)와, 상기 감속기어(4)와 맞물려 정역회전하는 작동기어(5)와, 작동기어(5)의 중심에 축지되는 작동간(6)과, 일측이 작동간(6)의 끝부분에 힌지 결합되어 작동간(6)의 상하방향 움직임에 따라 회전축(7a)을 중심으로 회전하여 자동차용 공기조화기의 풍향을 조절하는 풍향조절판(7)을 포함하여 구성된 것에 있어서,

상기 모터(1)의 회전량에 따라 소정의 펄스신호를 발생시키는 회전각 감지수단(10)과;

상기 회전각 감지수단(10)에서 발생되는 펄스신호를 감지하여 카운팅하는 감지부(30)와;

상기 감지부(30)에서의 카운팅값을 이용하여 모터(1)의 회전량을 연산하여 제어부(34)에 공급하는 연산부(31)와;

사용자가 자동차 공기조화기의 풍향을 조절할 수 있도록 설치되는 풍향조절버튼(32)과;

제어부(34)의 제어에 따라 모터(1)를 정역회전구동시키는 모터구동부(33)와;

풍향조절버튼(32)의 입력시 그에 상응하는 방향으로 모터(1)가 회전하도록 모터구동부(33)를 제어하고, 이후 연산부(31)로부터 입력되는 정보로서 모터의 회전량을 판단하여 목적지에 도달하면 정지신호를 출력하는 제어부(34);로서 구성하되,

상기 회전각 감지수단(10)은

회전축(2)의 끝부분에 일정크기의 캡(11)을 형성하고, 캡(11)의 외주면상에 적어도 1개 이상의 금속돌기(12)를 돌출 형성하며, 상기 캡(11)의 주변에는 코일(14)이 일정횟수 권선된 보빈(13)을 설치하여 상기 금속돌기(12)가 보빈(13)을 통과할때마다 자기장이 변환되어 펄스신호를 출력하도록 구성한 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 금속돌기(12)를 캡(11) 외주면의 복수의 위치에 일정간격으로 돌출 형성한 것을 특징으로 한다.

이와같이 구성된 본 고안의 동작을 설명하면 다음과 같다.

사용자가 공기조화기의 풍향을 조절하기위해 풍향조절버튼(32)을 조작하면, 제어부(34)는 사용자의 풍향조절버튼(32) 조작에 따라 입력되는 풍향에 따라 모터(1)를 정역회전시키기 위한 제어신호를 모터구동부(33)로 출력하고, 상기 모터구동부(33)는 제어부(34)의 제어에 따라 모터(1)를 구동시킨다.

상기 모터(1)가 구동하면, 그 회전축(2)에 형성되어 있는 구동기어(3)가 회전하게되고, 상기 구동기어(3)의 회전력은 다수의 감속기어(4)에 의해 감속되어 작동기어(5)로 전달되며, 이 작동기어(5)가 일방향으로 회전하게되면, 그 중앙에 축지되어있는 작동간(6)이 작동기어(5)와 함께 회전하게된다.

상기 작동간(6)이 회전함에 따라 작동간(6)의 끝부분에 힌지로서 결합되어 있는 풍향조절판(7)를 회전축(7a)을 중심으로 일정각도 상향 또는 하향으로 움직이게되어 공기조화기에서 배출되는 바람의 풍향이 사용자가 원하는 방향으로 조절된다.

상기 설명과같이 풍향조절을 위해 모터(1)가 구동하여 회전축(2)이 회전하게되면, 이 회전축(2)에 결합되어 있는 캡(12)이 연동하여 회전하게되고, 상기 캡(12)에 결합되어 있는 금속돌기(12)가 회전하게 된다.

상기 금속돌기(12)가 회전하면서 보빈(13)에 권선되어있는 코일(14)을 통과하게되면, 코일(14)의 자기장에 변화가 발생하게되고, 이 자기장변화는 도 3 과같은 펄스형태로 출력되며, 상기 코일(14)에서 출력되는 펄스는 감지부(30)에 의해 감지되어 카운팅되고 연산부(31)는 상기 감지부(30)에서 카운팅 펄스값으로서 모터(1)의 현재 회전량을 연산하여 제어부(34)로 공급하며, 상기 제어부(34)는 연산부(31)로부터 공급되는 회전량으로서 모터(1)의 현재 회전량을 판단하는 목적하는 회전량에 도달하였을 경우 모터(1)를 정지시키기 위한 제어신호를 모터구동부(33)에 출력하여 모터(1)가 정지되도록 하는 것이다.

즉, 사용자의 풍향조절버튼(32) 조작에 의해 입력된 제어값이 모터(1)가 4회전해야 하는 경우라고 가정할 때, 상기 캡(11)에 1개의 금속돌기(12)가 형성되어 있다면, 모터(1)가 1회전 할때마다 1개의 펄스가 코일(14)로부터 출력되기 마련이고, 제어부(34)는 상기 코일(14)로부터 4번의 펄스가 출력될 때 모터(1)를 정지시켜 풍향조절판(7)이 사용자가 원하는 풍향각에 셋팅되도록 하는 것이다.

그리고, 도 2 와같이 캡(11)의 외주면상에 4개의 금속돌기(12a~12d)가 돌출 형성되어 있다면, 모터(1)가 1회전 할때마다 4번의 펄스가 코일(14)로부터 발생하게되며, 연산부(31)는 상기 펄스 카운팅 값이 4가 될 때마다 모터(1)가 1회전한 것으로 연산하여 제어부(34)에 알려주게 된다.

따라서, 상기 제어부(34)는 연산부(31)로부터 입력되는 모터(1)의 회전량 정보로부터 모터(1)의 현재 회전량을 판단하여 모터(1)가 목적하는 회전량만큼 회전하였을 때 정지시키게 되는 것이다.

한편, 본 고안에서는 모터(1)를 정지시켰을 때 모터(1)의 과회전량을 감지 저장하였다가 후에 모터(1)를 제어할 때 그 과회전량 만큼 보정해주는 기능을 가지고 있다.

즉, 제어부(34)가 목적하는 회전량이되어 모터(1)를 정지시키더라도 모터(1)는 관성에 의해 일정각도를 더 회전하게되고, 이러한 모터(1)의 과회전량은 복수개의 금속돌기(12a~12d)에 의해 펄스로서 감지되며, 제어부(34)는 검출되는 과회전 오버량을 저장해두었다가 다음 모터(1) 제어시에 과회전 오버량 만큼 보정하여 제어하게되는 것이다.

예를들어 모터(1)가 90도 만큼 회전오버하였다면, 제어부(34)는 다음으로 모터(1)를 정회전시킬때에는 상기 과회전 오버량을 뺀만큼 모터(1)를 회전시키게되고, 역회전시킬때에는 과회전 오버량을 더한만큼 모터(1)를 회전시켜 공기조화기 풍향을 사용자가 원하는 방향으로 정확히 제어하게되는 것이다.

한편, 도 4 내지 도 6 은 본 고안의 다른 실시예를 도시한 것으로서,

회전각 감지수단(10)을,

외주연부에 적어도 1개 이상의 통공(22)을 가지는 회전판(21)을 회전축(2)상에 결합하고, 상기 회전판(21)을 중심으로 그 일측에는 제어부(34)의 제어에 따라회전판(21)을 향해 빛을 조사하는 발광부(23)를 설치하며, 타측에는 통공(22)을 통과하는 빛이 입력될 때 소정의 펄스신호를 발생시키는 수광부(24)를 설치하여 구성한 것이다.

그리고, 상기 통공(22)을 회전판(21)의 외주연부상에 복수의 위치에 일정간격으로 형성한 것을 특징으로 한다.

상기 통공(22)은 1개를 회전판(21) 상에 형성하거나 아니면 도 5 의 (가)와같이 약 90도 간격으로 4개의 통공(22a~22d)을 회전판(21)에 형성하여도 무방하며, 필요에 따라 도 5 의 (나)와같이 약 45도 간격으로 8개의 통공(22)을 회전판(21)에 형성하여도 무방하다.

상기 통공(22)의 설치 개수가 증가할수록 그만큼 모터(1)의 회전량을 보다 정밀하게 제어할 수 있다.

상기 회전각 감지수단(10)은 모터(1)의 회전시 회전판(21)이 회전하게되고, 발광부(23)에서는 수광부(24)를 향해 빛을 조사하게 된다.

상기 발광부(23)에서 조사된 빛은 통공(22)이 수광부(24)와 일치될때에만 수광부(24)로 공급되고, 이때 수광부(24)에서는 도 6 과같은 펄스를 발생시켜 감지부(30)로 출력하게되는 것이다.

만약, 1개의 통공(22)이 회전판(21)에 형성되어 있다면, 모터(1)가 1회전 할때마다 1개의 펄스가 수광부(24)로부터 발생되어 감지부(30)로 출력될 것이고, 만약 도 5 의 (나)와같이 8개의 통공(22a~22h)이 회전판(21)에 형성되어 있다면 모터(1)가 1회전할때마다 8개의 펄스가 수광부(24)로부터 발생되어 감지부(30)로출력되므로서, 연산부(31)는 상기 감지부(30)에서 감지되는 펄스의 갯수를 이용하여 모터(1)의 회전량을 정확하게 판단하여 제어부(34)에 알려주는 것이다.

이에따라, 상기 제어부(34)는 연산부(31)로부터 제공되는 모터(1)의 회전량을 정확히 판단한 후 목적하는 회전량에 도달하였을때 모터(1)를 정지시켜 풍향조절판(7)이 사용자가 원하는 정위치에 정지할 수 있도록 하는 것이다.

이와같은 본 고안의 다른 실시예에 있어서도 모터(1)의 과회전 오버량을 감지 저장하였다가 후에 모터(1)를 구동시킬때 보정값으로 사용하게되며, 그 자세한 동작을 본 고안에서와 동일하므로 구체적인 동작설명을 생략하기로 한다.

도 7 은 본 고안의 또다른 실시예를 도시한 것으로서,

회전각 감지수단(10)을,

회전판(21)의 외주연부에 적어도 1개 이상의 자성체(51)를 설치하고, 이 자성체(51)들이 설치된 회전판(21)의 대향면에 자력을 감지하여 소정의 펄스를 발생하는 홀소자(52)를 설치하여 구성한 것이며, 이때에도 상기 자성체(51)의 설치갯수를 원하는 만큼 증가시켜도 무방하다.

상기와같이 자성체(51)와 홀소자(52)로서 회전각 감지수단(10)을 구성하게되면, 모터(1)의 구동에 의해 회전판(21)이 회전할때, 자성체(51)가 홀소자(52)를 통과할때마다 홀소자(52)로부터 펄스가 발생되어 감지부로 공급되므로 이를 이용하여 모터(1)의 정밀제어가 가능해지는 것이며, 상기 홀소자(52)로부터 출력되는 펄스를 이용한 모터(1) 제어는 앞서 설명한 것과 동일하므로 상세설명을 피하기로 한다.

이상에서 설명한 바와같이 본 고안은 모터 회전축의 끝단에 일정크기의 캡을 결합하고, 이 캡의 외주면상의 복수위치에 금속돌기를 돌출 형성시키며, 상기 캡의 주변부에 금속돌기가 통과할 때 펄스를 발생시키는 코일체를 설치하여 회전각 감지수단을 형성하므로서, 풍향조절모터의 구동시 상기 코일체에서 출력되는 펄스를 이용하여 모터의 회전량을 판단하고, 그 판단에 따라 모터의 회전각을 정확히 제어할 수 있도록 한 자동차 공기조화기용 풍향조절모터 제어장치를 제공하는 효과를 기대할 수 있다.

Claims (5)

1. 회전축(2)에 구동기어(3)가 결합되어 있는 정역회전용 모터(1)와, 상기 구동기어(3)의 회전력을 감속시키는 다수의 감속기어(4)와, 상기 감속기어(4)와 맞물려 정역회전하는 작동기어(5)와, 작동기어(5)의 중심에 축지되는 작동간(6)과, 일측이 작동간(6)의 끝부분에 힌지 결합되어 작동간(6)의 상하방향 움직임에 따라 회전축(7a)을 중심으로 회전하여 자동차용 공기조화기의 풍향을 조절하는 풍향조절판(7)을 포함하여 구성된 것에 있어서,

   상기 모터(1)의 회전량에 따라 소정의 펄스신호를 발생시키는 회전각 감지수단(10)과;

   상기 회전각 감지수단(10)에서 발생되는 펄스신호를 감지하여 카운팅하는 감지부(30)와;

   상기 감지부(30)에서의 카운팅값을 이용하여 모터(1)의 회전량을 연산하여 제어부(34)에 공급하는 연산부(31)와;

   사용자가 자동차 공기조화기의 풍향을 조절할 수 있도록 설치되는 풍향조절버튼(32)과;

   제어부(34)의 제어에 따라 모터(1)를 정역회전구동시키는 모터구동부(33)와;

   풍향조절버튼(32)의 입력시 그에 상응하는 방향으로 모터(1)가 회전하도록 모터구동부(33)를 제어하고, 이후 연산부(31)로부터 입력되는 정보로서 모터의 회전량을 판단하여 목적지에 도달하면 정지신호를 출력하는 제어부(34);로서 구성하되,

   상기 회전각 감지수단(10)은

   회전축(2)의 끝부분에 일정크기의 캡(11)을 형성하고, 캡(11)의 외주면상에 적어도 1개 이상의 금속돌기(12)를 돌출 형성하며, 상기 캡(11)의 주변에는 코일(14)이 일정횟수 권선된 보빈(13)을 설치하여 상기 금속돌기(12)가 보빈(13)을 통과할때마다 자기장이 변환되어 펄스신호를 출력하도록 구성한 것을 특징으로 하는 자동차 공기조화기용 풍향조절모터 제어장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 금속돌기(12)를 캡(11) 외주면의 복수의 위치에 일정간격으로 돌출 형성한 것을 특징으로 하는 자동차 공기조화기용 풍향조절모터 제어장치.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 회전각 감지수단(10)은,

   외주연부에 적어도 1개 이상의 통공(22)을 가지는 회전판(21)을 회전축(2)상에 결합하고, 상기 회전판(21)을 중심으로 그 일측에는 제어부(34)의 제어에 따라 회전판(21)을 향해 빛을 조사하는 발광부(23)를 설치하며, 타측에는 통공(22)을 통과하는 빛이 입력될 때 소정의 펄스신호를 발생시키는 수광부(24)를 설치하여 구성한 것을 특징으로 하는 자동차 공기조화기용 풍향조절모터 제어장치.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 통공(22)을 회전판(21)의 외주연부상에 복수의 위치에 일정간격으로 형성한 것을 특징으로 하는 자동차 공기조화기용 풍향조절모터 제어장치.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 제어부(34)는 모터(1)가 정지된 후 연산부(31)로부터 공급되는 모터(1)의 회전량 정보로서 모터(1)의 과회전 오버량을 연산하고, 이후 모터 제어시 상기 연산된 과회전 오버량 만큼 보정하여 모터(1)를 구동시키는 것을 특징으로 하는 자동차 공기조화기용 풍향조절모터 제어장치.