KR20030012126A - 자동차의 쿨링 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 자동차의 쿨링 시스템에 관한 것이다. 본 발명에 의하면, ECU가 소정의 차량 상태 정보에 대응하는 팬 구동 제어 신호를 생성하여 PWM 팬 구동 장치에 출력하면, 상기 PWM 팬 구동 장치에서는, 펄스폭 변조부가 상기 ECU에서 받은 팬 구동 제어 신호에 따라, 펄스폭 변조 방법으로 팬 구동 신호를 생성하여 팬 구동부로 출력하고, 팬 구동부가 상기 펄스폭 변조부에서 받은 팬 구동 신호를 소정의 형태로 펄스 변환하여 출력부에 배터리 제어 신호를 전달하고, 출력부가 상기 팬 구동부에서 받은 배터리 제어 신호에 대응하는 배터리 전류를 공급할 수 있는 소정의 스위치 소자를 통하여 라디에이터 팬 모터와 응축기 팬 모터에 전류를 공급하게 된다. 이외에도, 상기 PWM 팬 구동 장치는, 자동차의 배터리에서 DC 전원을 받아 전압의 불안정성이 발생하지 않도록 처리하여 일정한 배터리 전원을 출력하는 전원 안정부를 더 포함할 수 있고, 상기 PWM 팬 구동 장치는, 상기 출력부에서 상기 팬 모터들에 흐르는 전류 값을 체크하여 상기 팬 구동부에 출력하는 전류 검출부와 상기 팬 모터들의 온도를 체크하여 상기 팬 구동부에 출력하는 온도 검출부를 더 포함할 수 있다.

Description

자동차의 쿨링 시스템 {AUTOMOBILE COOLING SYSTEM}
본 발명은 자동차에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 자동차의 쿨링 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 중대형급 승용차 이하에서, 차량의 엔진과 응축기를 냉각시키는 쿨링 시스템은, 팬 모터에 저항체를 이용하여 회로 결선으로 제어하는 직렬 또는 병렬 방식이 적용되고 있다. 이와는 달리 대형 고급 승용차에는 별도의 PWM(Pulse Width Modulation) 모듈을 사용하고, 엔진 ECU(Engine Control Unit)에 의한 제어를 받아 펄스폭 변조하는 방식이 적용되고 있다.
특히, PWM 방식은 연비, 충방전, NVH 등에서 우수한 특성을 보이므로, 중형 이상의 차종에서 많이 적용되고 있는데, 배터리에서 공급되는 전원을 제어하기 위한 팬용 릴레이들이 필요하고, 이로 인한 ECU 내의 다이오드 등도 필요할 뿐만 아니라 주변의 와이어링(wiring)이 복잡하게 되는 문제가 있다.
따라서, 자동차의 엔진과 응축기 냉각 방식에 있어서, 구성이 간단한 펄스폭 변조 방식의 쿨링 시스템을 제공하자는 데 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 자동차의 쿨링 시스템의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 자동차의 쿨링 시스템에서 팬 모터들을 구동하는 과정을 나타내는 흐름도이다.
이러한 기술적 과제를 달성하기 위한, 본 발명의 특징에 따른 자동차의 쿨링 시스템은, 자동차의 엔진과 응축기를 냉각시키는 쿨링 시스템에 있어서, 소정의 차량 상태 정보에 대응하는 팬 구동 제어 신호를 생성하여 PWM 팬 구동 장치에 출력하는 ECU; 및 상기 ECU에서 받은 팬 구동 제어 신호에 따라, 펄스폭 변조 방법으로 팬 구동 신호를 생성하고 배터리 제어 신호로 변환하여 소정의 스위치 소자에 공급함으로써, 라디에이터 팬 모터와 응축기 팬 모터가 소정의 회전수를 갖도록 배터리 전원의 전류 공급을 제어하는 PWM 팬 구동 장치를 포함한다.
상기 PWM 팬 구동 장치는, 상기 ECU에서 받은 팬 구동 제어 신호에 따라, 펄스폭 변조 방법으로 팬 구동 신호를 생성하여 팬 구동부로 출력하는 펄스폭 변조부; 상기 펄스폭 변조부에서 받은 팬 구동 신호를 소정의 형태로 펄스 변환하여 출력부에 배터리 제어 신호를 전달하는 팬 구동부; 및 상기 팬 구동부에서 받은 배터리 제어 신호에 대응하여 배터리 전류를 공급할 수 있는 소정의 스위치 소자를 통하여 라디에이터 팬 모터와 응축기 팬 모터에 전류를 공급하는 출력부를 포함한다.
상기 PWM 팬 구동 장치는, 자동차의 배터리에서 DC 전원을 받아 전압의 불안정성이 발생하지 않도록 처리하여 일정한 배터리 전원을 출력하는 전원 안정부를 더 포함한다.
상기 PWM 팬 구동 장치는, 상기 출력부에서 상기 팬 모터들에 흐르는 전류 값을 체크하여 상기 팬 구동부에 출력하는 전류 검출부를 더 포함한다.
상기 PWM 팬 구동 장치는, 상기 팬 모터들의 온도를 체크하여 상기 팬 구동부에 출력하는 온도 검출부를 더 포함한다.
상기 출력부는, 게이트 전극으로 상기 배터리 제어 신호를 받고, 소스 전극은 접지 되며, 드레인 전극이 배터리의 양극에 접속되거나 캐쏘드가 배터리의 양극에 접속되어 있는 다이오드의 애노드에 접속되는 MOS 트랜지스터로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, ECU가 소정의 차량 상태 정보에 대응하는 팬 구동 제어 신호를 생성하여 PWM 팬 구동 장치에 출력하면, 상기 PWM 팬 구동 장치에서는, 펄스폭 변조부가 상기 ECU에서 받은 팬 구동 제어 신호에 따라, 펄스폭 변조 방법으로 팬 구동 신호를 생성하여 팬 구동부로 출력하고, 팬 구동부가 상기 펄스폭 변조부에서 받은 팬 구동 신호를 소정의 형태로 펄스 변환하여 출력부에 배터리 제어 신호를 전달하고, 출력부가 상기 팬 구동부에서 받은 배터리 제어 신호에 대응하는 배터리 전류를 공급할 수 있는 소정의 스위치 소자를 통하여 라디에이터 팬 모터와 응축기 팬 모터에 전류를 공급하게 된다. 이외에도, 상기 PWM 팬 구동 장치는, 자동차의 배터리에서 DC 전원을 받아 전압의 불안정성이 발생하지 않도록 처리하여 일정한 배터리 전원을 출력하는 전원 안정부를 더 포함할 수 있고, 상기 PWM 팬 구동 장치는, 상기 출력부에서 상기 팬 모터들에 흐르는 전류 값을 체크하여 상기 팬 구동부에 출력하는 전류 검출부와 상기 팬 모터들의 온도를 체크하여 상기 팬 구동부에 출력하는 온도 검출부를 더 포함할 수 있다.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있는 가장 바람직한 실시예에 따른 자동차의 쿨링 시스템의구체적인 구성 및 동작을 첨부된 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.
도 1에 본 발명의 실시예에 따른 자동차의 쿨링 시스템의 블록도가 도시되어 있다.
첨부한 도 1에 도시되어 있듯이, 본 발명의 실시예에 따른 자동차의 쿨링 시스템은, ECU(100), PWM 팬 구동 장치(200), 라디에이터 팬 모터(300), 라디에이터 팬(400), 응축기 팬 모터(500), 및 응축기 팬(600)으로 이루어진다.
ECU(100)는 소정의 차량 상태 정보에 대응하는 팬 구동 제어 신호를 생성하여 PWM 팬 구동 장치(200)에 출력한다. 여기서, 소정의 차량 상태 정보는, 도 1에 도시된 바와 같이, 냉각 수온 정보, 차속 정보, 에어콘 스위치 상태 정보, 및 에어콘 압력 정보를 말한다.
PWM 팬 구동 장치(200)는 상기 ECU(100)에서 받은 팬 구동 제어 신호에 따라, 펄스폭 변조 방법으로 팬 구동 신호를 생성하고 배터리 제어 신호로 변환하여 소정의 스위치 소자에 공급함으로써, 라디에이터 팬 모터(300)와 응축기 팬 모터(500)가 소정의 회전수를 갖도록 배터리 전원의 전류 공급을 제어하는 장치로서, 펄스폭 변조부(210), 팬 구동부(220), 및 출력부(230)로 이루어져 있다.
여기서, 펄스폭 변조부(210)는 상기 ECU(100)에서 받은 팬 구동 제어 신호에 따라, 펄스폭 변조 방법으로 팬 구동 신호를 생성하여 팬 구동부(220)로 출력한다.
팬 구동부(220)는 상기 펄스폭 변조부(210)에서 받은 팬 구동 신호를 소정의 형태로 펄스 변환하여 출력부(230)에 배터리 제어 신호를 전달한다.
출력부(230)는 상기 팬 구동부(220)에서 받은 배터리 제어 신호에 대응하여 배터리 전류를 공급할 수 있는 소정의 스위치 소자를 통하여 라디에이터 팬 모터(300)와 응축기 팬 모터(500)에 전류를 공급한다. 여기서, 출력부(230)는, 게이트 전극으로 상기 배터리 제어 신호를 받고, 소스 전극은 접지 되며, 드레인 전극이 배터리의 양극에 접속되거나 캐쏘드가 배터리의 양극에 접속되어 있는 다이오드(D1)의 애노드에 접속되는 MOS 트랜지스터(M1)로 이루어질 수 있다.
이외에도, 상기 PWM 팬 구동 장치(200)는, 전원 안정부(240), 전류 검출부(250), 및 온도 검출부(260)를 더 포함할 수 있다.
전원 안정부(240)는 자동차의 배터리에서 DC 전원을 받아 전압의 불안정성이 발생하지 않도록 처리하여 일정한 배터리 전원을 출력한다.
전류 검출부(250)는 상기 출력부(230)에서 상기 팬 모터들(300,500)에 흐르는 전류 값을 체크하여 상기 팬 구동부(220)에 출력한다.
온도 검출부(260)는 상기 팬 모터들(300,500)의 온도를 체크하여 상기 팬 구동부(220)에 출력한다.
라디에이터 팬 모터(300)는, 상기 PWM 팬 구동 장치(200)의 출력부(230)가 배터리 제어 신호에 대응하여 배터리 전원의 출력 전류를 공급함에 따라, 배터리전원의 출력 전류에 대응하여 회전축을 회전시킨다.
라디에이터 팬(400)은, 상기 라디에이터 팬 모터(300)의 회전축이 회전함에 따라 동일 회전수로 회전한다.
응축기 팬 모터(500)는 상기 PWM 팬 구동 장치(200)의 출력부(230)가 배터리 제어 신호에 대응하여 배터리 전원의 출력 전류를 공급함에 따라, 배터리 전원의 출력 전류에 대응하여 회전축을 회전시킨다.
응축기 팬(600)은 상기 응축기 팬 모터(500)의 회전축이 회전함에 따라 동일 회전수로 회전한다.
이러한 구조로 이루어진 본 발명의 실시예에 따른 자동차의 쿨링 시스템의 동작을 보다 상세히 설명한다.
도 2에는 본 발명의 실시예에 따른 자동차의 쿨링 시스템에서 팬 모터들(300,500)을 구동하는 과정을 나타내는 흐름도가 도시되어 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, ECU(100)는 각종의 센서가 소정의 차량 상태 정보, 즉, 냉각 수온 정보, 차속 정보, 에어콘 스위치 상태 정보, 및 에어콘 압력 정보 등을 감지하면(S100), 이에 대응하는 팬 구동 제어 신호를 소정의 전기적 신호로 생성하여(S110) PWM 팬 구동 장치(200)에 출력하게 되고, PWM 팬 구동 장치(200)의 펄스폭 변조부(210)는 상기 ECU(100)에서 받은 팬 구동 제어 신호에 따라, 펄스폭 변조 방법으로 팬 구동 신호를 생성하여 팬 구동부(220)로 출력한다 (S120).
이에 따라, 팬 구동부(220)는 상기 펄스폭 변조부(210)에서 받은 팬 구동 신호를 소정의 형태로 펄스 변환하여 출력부(230)에 배터리 제어 신호를 전달하고 (S130), 출력부(230)는 상기 팬 구동부(220)에서 받은 배터리 제어 신호에 대응하여 배터리 전류를 공급할 수 있는 소정의 스위치 소자를 통하여 라디에이터 팬 모터(300)와 응축기 팬 모터(500)에 전류를 공급한다(S140). 여기서, 출력부(230)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 게이트 전극으로 상기 배터리 제어 신호를 받고, 소스 전극은 접지 되며, 드레인 전극은 캐쏘드가 배터리의 양극에 접속되어 있는 다이오드(D1)의 애노드에 접속되는 MOS 트랜지스터(M1)로 이루어질 수 있다. 여기서, 다이오드(D1)는 배터리 전원의 불안정성에 기인하는 효과 즉, 음전위 차단 소자로서, 배터리 전원의 불안정성이 심하지 않은 환경에서는 불필요하게 되며, 이때는 다이오드(D1)를 제거하고, 상기 MOS 트랜지스터(M1)의 드레인 전극은 배터리의 양극에 직접 접속되도록 할 수도 있다.
라디에이터 팬 모터(300)와 응축기 팬 모터(500)에 위와 같이 전류가 공급되면, 상기 모터들(300,500)은 배터리 전원의 출력 전류에 대응하여 회전축을 회전시키고, 이에 대응하여 라디에이터 팬(400)과 응축기 팬(600)은, 상기 팬 모터들(300,500)의 회전축이 회전함에 따라 동일 회전수로 회전한다.
이때, 전류 검출부(250)는 상기 출력부(230)에서 상기 팬 모터들(300,500)에 흐르는 전류 값을 체크하여 상기 팬 구동부(220)에 출력하고, 상기 팬 구동부(220)는 상기 팬 모터들(300,500)에 흐르는 전류 값이 소정 치보다 크면(S150), 전류 값이 감소하도록 하는 새로운 배터리 제어 신호를 생성하여 팬 구동부(220)에 출력한다(S130). 상기 팬 모터들(300,500)에 흐르는 전류 값이 소정 치보다 크지 않다면,온도 검출부(260)는 상기 팬 모터들(300,500)의 온도를 체크하여 상기 팬 구동부 (220)에 출력하고, 상기 팬 구동부(220)는 상기 모터들(300,500)의 온도가 소정 치보다 크면(S160), 전류값이 감소하도록 하는 새로운 배터리 제어 신호를 생성하여 팬 구동부(220)에 출력한다(S130). 상기 팬 모터들(300,500)의 온도가 소정 치보다 크지 않다면, 상기 출력부(230)는 계속하여 팬 모터들(300,500)에 전류를 공급한다 (S140).
위에 기술된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 자동차의 쿨링 시스템은, ECU(100)가 소정의 차량 상태 정보에 대응하는 팬 구동 제어 신호를 생성하여 PWM 팬 구동 장치(200)에 출력하면, 상기 PWM 팬 구동 장치(200)에서는, 펄스폭 변조부(210)가 상기 ECU(100)에서 받은 팬 구동 제어 신호에 따라, 펄스폭 변조 방법으로 팬 구동 신호를 생성하여 팬 구동부(220)로 출력하고, 팬 구동부(220)가 상기 펄스폭 변조부(210)에서 받은 팬 구동 신호를 소정의 형태로 펄스 변환하여 출력부(230)에 배터리 제어 신호를 전달하고, 출력부(230)가 상기 팬 구동부(220)에서 받은 배터리 제어 신호에 대응하는 배터리 전류를 공급할 수 있는 소정의 스위치 소자를 통하여 라디에이터 팬 모터(300)와 응축기 팬 모터(500)에 전류를 공급하게 할 수 있도록 하였다. 이외에도, 상기 PWM 팬 구동 장치(200)는, 자동차의 배터리에서 DC 전원을 받아 전압의 불안정성이 발생하지 않도록 처리하여 일정한 배터리 전원을 출력하는 전원 안정부를 더 포함할 수 있고, 상기 팬 구동부(220)는, 상기 출력부(230)에서 상기 팬 모터들(300,500)에 흐르는 전류 값을 체크하여 상기 팬 구동부(220)에 출력하는 전류 검출부(250)와 상기 팬 모터들(300,500)의 온도를체크하여 상기 팬 구동부(220)에 출력하는 온도 검출부(260)를 더 포함할 수 있다.
본 발명은 다음에 기술되는 청구 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변경 및 실시가 가능하다.
이상에서와 같은 본 발명의 실시예에 따라, PWM 모듈 내부에 대전류 스위칭으로 사용되는 전계 효과 트랜지스터를 적용하였으므로, 기존 방식에서 전원 공급을 위해 필수적으로 사용되는 팬용 릴레이들이 불필요해졌고, 이로 인한 ECU 회로 구성의 간단화 및 주변 와이어링 간소화가 가능해졌다.

Claims (6)

  1. 자동차의 엔진과 응축기를 냉각시키는 쿨링 시스템에 있어서,
    소정의 차량 상태 정보에 대응하는 팬 구동 제어 신호를 생성하여 PWM 팬 구동 장치에 출력하는 ECU; 및
    상기 ECU에서 받은 팬 구동 제어 신호에 따라, 펄스폭 변조 방법으로 팬 구동 신호를 생성하고 배터리 제어 신호로 변환하여 소정의 스위치 소자에 공급함으로써, 라디에이터 팬 모터와 응축기 팬 모터가 소정의 회전수를 갖도록 배터리 전원의 전류 공급을 제어하는 PWM 팬 구동 장치
    를 포함하는 자동차의 쿨링 시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 PWM 팬 구동 장치는,
    상기 ECU에서 받은 팬 구동 제어 신호에 따라, 펄스폭 변조 방법으로 팬 구동 신호를 생성하여 팬 구동부로 출력하는 펄스폭 변조부;
    상기 펄스폭 변조부에서 받은 팬 구동 신호를 소정의 형태로 펄스 변환하여 출력부에 배터리 제어 신호를 전달하는 팬 구동부; 및
    상기 팬 구동부에서 받은 배터리 제어 신호에 대응하여 배터리 전류를 공급할 수 있는 소정의 스위치 소자를 통하여 라디에이터 팬 모터와 응축기 팬 모터에 전류를 공급하는 출력부
    를 포함하는 자동차의 쿨링 시스템.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 PWM 팬 구동 장치는,
    자동차의 배터리에서 DC 전원을 받아 전압의 불안정성이 발생하지 않도록 처리하여 일정한 배터리 전원을 출력하는 전원 안정부
    를 더 포함하는 자동차의 쿨링 시스템.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 PWM 팬 구동 장치는,
    상기 출력부에서 상기 팬 모터들에 흐르는 전류 값을 체크하여 상기 팬 구동부에 출력하는 전류 검출부
    를 포함하는 자동차의 쿨링 시스템.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 PWM 팬 구동 장치는,
    상기 팬 모터들의 온도를 체크하여 상기 팬 구동부에 출력하는 온도 검출부
    를 더 포함하는 자동차의 쿨링 시스템.
  6. 제 2항에 있어서,
    상기 출력부는,
    게이트 전극으로 상기 배터리 제어 신호를 받고, 소스 전극은 접지 되며, 드레인 전극이 배터리의 양극에 접속되거나 캐쏘드가 배터리의 양극에 접속되어 있는 다이오드의 애노드에 접속되는 MOS 트랜지스터로 이루어지는 것
    을 특징으로 하는 자동차의 쿨링 시스템.
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