KR20050007188A - 차량용 전동팬 시스템 - Google Patents

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Abstract

전동팬 시스템은, 라디에이터(100) 및 콘덴서(110)로 냉각공기를 유통시키기 위해서 브러시리스 모터(12)를 사용하는 제1 전동 송풍기(10) 및 브러시 모터(22)를 사용하는 제2 전동 송풍기(20)를 구비한다. 상기 시스템은, 냉각수의 온도를 T2 미만으로 판정하는 경우에는 제1 전동 송풍기(10)만을 가동시키고, 냉각수의 온도를 T2 이상으로 판정하는 경우에는 제1 및 제2 전동 송풍기(10, 20) 양쪽모두를 가동시키는 엔진용 전자제어유닛(40)을 구비한다. 상기 수온은 냉각수 온도센서(125)로부터의 검출출력에 기초한다. 따라서, 제2 전동 송풍기(20)는 냉각수의 온도가 T2 이상이 되지 않으면 가동되지 않으므로, 상기 브러시 모터(22)의 사용이 제한되어, 그 수명이 증가된다.

Description

차량용 전동팬 시스템{ELECTRIC FAN SYSTEM FOR VEHICLE}
본 발명은 전동 송풍기로 냉각공기를 송풍하는 차량용 전동팬 시스템에 관한 것이다.
종래에는, 차량용 전동팬 시스템은 엔진냉각수를 냉각하는 라디에이터로 냉각공기를 유통시키기 위해 전동 송풍기를 사용하는 것으로 알려졌다. 또한, 상기시스템은 라디에이터 및 콘덴서를 냉각하는 차량공조용 콘덴서(방열기(heat dissipater))로 냉각공기를 유통시킨다.
이러한 차량용 전동팬 시스템이 택시 또는 공용차와 같이 전동팬 시스템을 빈번하게 사용하는 자동차에 적용된 경우를 가정하자. 이 경우, 전동 송풍기를 구비하고 있고 전기용량이 큰 전동모터를 채용하는 것이 일반적이었다. 또한, 전동모터의 열화를 최소화하기 위해 정격용량 미만의 전기용량을 사용하여 이 전동모터를 작동시켜 전동모터의 수명을 증가시키는 것이 일반적이었다. 그러나, 정격용량이 큰 이러한 전동모터의 채용은 비용의 증가뿐만 아니라 중량의 증가를 수반할 수도 있다.
또한, 전동모터의 수명을 증가시키기 위해 브러시리스 모터(brushless motor)가 전동 송풍기용 전동모터로서 채용될 수도 있다. 그러나, 도8에 도시된 바와 같이, 차량폭 방향(차량의 가로방향)으로의 라디에이터 치수가 차량폭 방향으로의 전동 송풍기 임펠러(impeller)의 치수보다 큰 경우에, 1개의 전동 송풍기로는 충분하지 않을 것이고, 라디에이터로 송풍되는 공기의 불충분한 유통이 야기될 것이다. 이 경우, 라디에이터의 어떠한 부품에는 냉각공기가 공급되지 않을 수도 있다. 그 결과, 라디에이터의 냉각효율이 감소될 것이고, 그에 따라 연료경제성도 또한 감소될 것이다.
전술된 문제점을 해결하기 위해서 브러시리스 모터를 사용하는 2개 또는 그 이상의 전동 송풍기를 채용하게 되면, 라디에이터로 송풍되는 공기의 유통을 최적화할 수 있고, 라디에이터로 충분한 양의 냉각공기를 공급할 수 있다. 그러나, 이러한 배치는 상기 브러시리스 모터를 제어하기 위해 복잡한 구성을 갖는 제어회로를 필요로 할 것이고, 더욱이 브러시리스 모터를 구비하는 2개 또는 그 이상의 전동 송풍기가 채용되는 경우에는 비용이 현저하게 증가할 것이다.
전술된 상황을 고려하여 볼 때, 본 발명은 비용을 증가시키지 않고도 수명을 증가시킬 수 있는 차량용 전동팬 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
전술된 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 제1 형태에 따르면, 차량용 전동팬 시스템은 차량용 수냉식 엔진 내를 순환하는 냉각수를 냉각하는 라디에이터(100) 및 냉동 사이클 장치 내를 순환하는 냉매를 냉각하는 방열기(110)로 냉각공기를 유통시킨다. 상기 전동팬 시스템은: 브러시리스 모터(12)를 사용하며, 상기 라디에이터 및 상기 방열기로 냉각공기를 유통시키는 제1 전동 송풍기(10), 브러시를 구비한 모터(즉, 브러시 모터(brushed motor)(22))를 사용하며, 상기 라디에이터 및 상기 방열기로 냉각공기를 유통시키는 제2 전동 송풍기(20) 및 제어유닛(40)을 구비한다.
상기 제어유닛(40)은, 상기 제어유닛이 상기 냉각수의 온도를 소정의 값 미만으로 판정하는 경우에 상기 제1 전동 송풍기만을 가동시킨다. 상기 제어유닛(40)은, 상기 냉각수의 온도를 검출하는 온도센서(125)로부터의 검출출력에 기초하여 상기 제어유닛이 상기 냉각수의 온도를 소정의 값 이상으로 판정하는 경우에 상기 제1 및 제2 전동 송풍기 양쪽모두를 가동시킨다.
이 구성에 따르면, 제2 전동 송풍기는 냉각수의 온도가 소정의 값 이상이 되지 않으면 가동되지 않고, 그에 따라 브러시 모터의 가동률이 감소되어 브러시를 구비한 모터의 마멸을 감소시킬 수 있다. 따라서, 브러시를 구비한 모터의 수명이 증가될 수 있고, 그에 따라 제1 전동 송풍기의 수명과 전체 차량용 전동팬 시스템의 수명이 증가될 수 있다. 브러시를 구비한 모터가 제2 전동 송풍기내에 채용되는 한편 브러시리스 모터가 제1 전동 송풍기내에 채용되므로, 비용의 증가는 제1 및 제2 송풍기 양쪽모두가 브러시리스 모터를 채용하는 경우보다 낮아질 수 있다. 이와 같이, 수명이 증가될 수 있는 한편 비용의 증가도 어느 정도 억제될 수 있다.
본 발명의 제2 형태에 따르면, 차량용 전동팬 시스템은 차량용 수냉식 엔진(135) 내를 순환하는 냉각수를 냉각하는 라디에이터(100) 및 냉동 사이클 장치 내를 순환하는 냉매를 냉각하는 방열기(110)로 냉각공기를 유통시킨다. 상기 전동팬 시스템은: 브러시리스 모터(12)를 사용하며, 상기 라디에이터 및 상기 방열기로 냉각공기를 유통시키는 제1 전동 송풍기(10), 브러시를 구비한 모터(22)를 사용하며, 상기 라디에이터 및 상기 방열기로 냉각공기를 유통시키는 제2 전동 송풍기(20) 및 제어유닛(40)을 구비할 수도 있다. 상기 제어유닛(40)은, 상기 제어유닛이 상기 냉각수의 온도 증가율을 소정의 값 미만으로 판정하는 경우에는 상기 제1 전동 송풍기만을 가동시키지만, 상기 제어유닛이 상기 냉각수의 온도 증가율을 소정의 값 이상으로 판정하는 경우에는 상기 제1 및 제2 전동 송풍기 양쪽모두를 가동시킨다. 이러한 판정은 상기 냉각수의 온도를 검출하는 온도센서(125)로부터의 검출출력에 기초하여 이루어진다.
이 구성에 따르면, 제2 전동 송풍기는 냉각수의 온도 증가율이 소정의 값 이상이 되지 않으면 가동되지 않고, 그에 따라 브러시 모터의 가동률이 감소되어 브러시 모터의 마멸을 감소시킬 수 있다. 따라서, 브러시 모터의 수명이 증가되어, 제1 전동 송풍기와 차량용 전동팬 시스템의 수명이 증가될 수 있다. 또한, 브러시 모터가 제2 전동 송풍기내에 채용되는 한편 브러시리스 모터는 제1 전동 송풍기내에 채용되므로, 비용의 증가는 제1 및 제2 송풍기 양쪽모두가 브러시리스 모터를 사용하는 경우보다 낮아질 수 있다.
본 발명의 제3 형태에 따르면, 차량용 전동팬 시스템은 차량용 수냉식 엔진(135) 내를 순환하는 냉각수를 냉각하는 라디에이터(100) 및 냉동 사이클 장치 내를 순환하는 냉매를 냉각하는 방열기(110)로 냉각공기를 유통시킨다. 상기 전동팬 시스템은: 브러시리스 모터(12)를 사용하며, 상기 라디에이터 및 상기 방열기로 냉각공기를 유통시키는 제1 전동 송풍기(10); 브러시 모터(22)를 사용하며, 상기 라디에이터 및 상기 방열기로 냉각공기를 유통시키는 제2 전동 송풍기(20); 및 상기 냉매압력을 소정의 값 미만으로 판정하는 경우에 상기 제1 전동 송풍기만을 가동시키는 제어유닛(40)을 구비할 수 있다. 상기 제어유닛(40)은, 상기 제어유닛이 냉매압력을 소정의 값 이상으로 판정하는 경우에 상기 제1 및 제2 전동 송풍기 양쪽모두를 가동시킨다. 상기 제어유닛(40)의 가동은 상기 방열기내의 냉매압력을 검출하는 압력센서(130)로부터의 검출출력에 기초하여 이루어진다.
이 구성에 따르면, 제2 전동 송풍기는 냉매압력이 소정의 값 이상이 아니면 가동되지 않고, 그에 따라 브러시 모터의 가동률이 감소되어 브러시 모터의 마멸을감소시킬 수 있다. 따라서, 브러시 모터의 수명이 증가되어, 그에 따라 제1 전동 송풍기와 차량용 전동팬 시스템의 수명이 증가될 수 있다. 또한, 브러시 모터가 제2 전동 송풍기내에 채용되는 한편 브러시리스 모터는 제1 전동 송풍기내에 채용되므로, 비용의 증가는 제1 및 제2 송풍기 양쪽모두가 브러시리스 모터를 사용하는 경우보다 낮아질 수 있다.
본 발명의 제4 형태에 따르면, 차량용 전동팬 시스템은 차량용 수냉식 엔진(135) 내를 순환하는 냉각수를 냉각하는 라디에이터(100) 및 냉동 사이클 장치 내를 순환하는 냉매를 냉각하는 방열기(110)로 냉각공기를 유통시킨다. 상기 전동팬 시스템은: 브러시리스 모터를 사용하며, 상기 라디에이터 및 상기 방열기로 냉각공기를 유통시키는 제1 전동 송풍기(10), 브러시 모터를 사용하며, 상기 라디에이터 및 상기 방열기로 냉각공기를 유통시키는 제2 전동 송풍기(20) 및 제어유닛(40)을 구비할 수도 있다.
상기 제어유닛(40)은, 상기 제어유닛이 냉매압력의 증가율을 소정의 값 미만으로 판정하는 경우에는 상기 제1 전동 송풍기만을 가동시키고, 상기 제어유닛이 냉매압력 증가율을 소정의 값 이상으로 판정하는 경우에는 상기 제1 및 제2 전동 송풍기 양쪽모두를 가동시킨다. 상기 제어유닛(40)의 가동은 상기 방열기내의 냉매압력을 검출하는 압력센서(130)로부터의 검출출력에 기초하여 이루어진다.
이 구성에 따르면, 제2 전동 송풍기는 냉매압력의 증가율이 소정의 값 이상이 되지 않으면 가동되지 않고, 그에 따라 브러시 모터의 가동률이 억제되어 브러시 모터의 마멸을 감소시킬 수 있다. 따라서, 브러시 모터의 수명이 증가되어, 그에 따라 제1 전동 송풍기와 차량용 전동팬 시스템의 수명이 증가될 수 있다.
또한, 브러시 모터가 제2 전동 송풍기내에 채용되는 한편 브러시리스 모터는 제1 전동 송풍기내에 채용되므로, 비용의 증가는 제1 및 제2 송풍기 양쪽모두가 브러시리스 모터를 사용하는 경우보다 낮아질 수 있다.
본 발명의 제5 형태에 따르면, 상기 제어유닛(40)은, 상기 제어유닛이 상기 온도센서(125)에 의해 검출된 냉각수의 온도를 소정의 값 이상으로 판정하는 경우 및 차량속도센서에 의해 검출된 차량속도를 특정값 이상으로 판정하는 경우에 상기 제1 전동 송풍기만을 가동시킨다.
또한, 본 발명의 제6 형태는, 상기 제어유닛(40)이 상기 방열기내의 냉매압력을 소정의 값 이상으로 판정하는 경우 및 차량속도센서에 의해 검출된 차량속도를 특정값 이상으로 판정하는 경우에 상기 제1 전동 송풍기만을 가동시키는 것을 특징으로 한다. 여기서, 제5 형태 및 제6 형태에 따르면, 상기 열교환기는 차량의 주행중 차량속도가 특정값 이상인 경우에 취해진 공기에 의해 냉각될 수 있고, 그에 따라 브러시 모터를 작동시키지 않고도 충분한 냉각효율이 확보될 수 있다.
본 발명의 응용가능한 추가적인 범위는 이하에서 제공되는 상세한 설명으로 명백해질 것이다. 상기 상세한 설명 및 특정 예시는 본 발명의 바람직한 실시예를 나타내지만, 단지 설명을 위한 것으로 본 발명의 범위를 제한하려는 것이 아님이 이해되어야 한다.
도1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차량용 전동팬 시스템의 개략도.
도2는 도1의 전동팬 시스템과 결합된 라디에이터 및 콘덴서의 배치를 도시한 도면.
도3은 도1의 전동팬 시스템의 전기적 구성을 도시한 블록도.
도4는 도1의 전동팬 시스템의 전동팬 구동회로의 전기적 구성을 도시한 블록도.
도5는 도1의 엔진용 전자제어유닛에 의해 수행되는 단계의 처리 흐름도.
도6은 도1의 엔진용 전자제어유닛의 작동을 나타내는 그래프.
도7은 도1의 엔진용 전자제어유닛의 작동을 나타내는 그래프.
도8은 종래기술에 따른 차량용 전동팬 시스템의 개략도.
도9는 또다른 바람직한 실시예에 따른 엔진용 전자제어유닛에 의해 수행되는 단계의 처리 흐름도.
도10은 내부에 전동팬 시스템이 장착될 수 있는 자동차.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10,20: 전동 송풍기 11,21: 임펠러
12: 브러시리스 모터 12a: 고정자 코일
12b: 회전자 13: 자극센서
22: 브러시 모터 30: 전동팬 구동회로
31: 제어부 31a: 브러시리스 모터 제어부
31b: 통전로직 생성회로 31c: 브러시 모터 제어부
32: 브러시 모터 구동부 33: 브러시리스 모터 구동부
40: 엔진용 전자제어유닛 100: 라디에이터
110: 콘덴서 120: 차량
125: 온도센서 130: 압력센서
135: 수냉식 엔진
다음에 설명되는 바람직한 실시예는 사실상 단지 예시적인 것으로, 본 발명, 그것의 응용이나 사용을 제한하려는 것이 아니다.
(제1 실시예)
도1 내지 도4는 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른 차량(120)(도10)용 전동팬 시스템의 구성을 도시하고 있다. 도1 및 도2는 차량용 전동팬 시스템의 구성을 도시한 개략도이다. 도1에 도시된 바와 같이, 차량용 전동팬 시스템은 차량의 엔진룸(engine compartment) 내에 전동 송풍기들(10, 20)을 구비한다. 전동 송풍기(10)는 임펠러(11) 및 상기 임펠러(11)를 회전구동시키는 브러시리스 모터(12)를 구비하고 있고, 전동 송풍기(20)는 임펠러(21) 및 상기 임펠러(21)를 회전구동시키는 브러시 모터(직류 "DC" 모터)(22)를 구비한다. 여기서, 전동 송풍기들(10, 20)은 라디에이터(100) 및 콘덴서(110)를 냉각하기 위해 라디에이터(100) 및 콘덴서(110)로 냉각공기를 유통시키는 역할을 한다.
라디에이터(100) 및 콘덴서(110)는 차량의 세로방향을 따라 엔진룸 내에 배치된다. 라디에이터(100)는 차량의 수냉식 엔진(135) 내를 순환하는 냉각수(엔진냉각수)를 냉각한다. 콘덴서(110)는 냉동 사이클을 이용하여 차량객실의 공기를 조절하는 자동차용 공조장치(냉동 사이클 장치(refrigeration cycle device))의 구성요소 중 하나이고, 자동차용 공조장치 내를 순환하는 냉매를 냉각한다.
다음에, 도3 및 도4를 이용하여 바람직한 제1 실시예에 따른 전동팬 시스템의 개략적인 전기적 구성을 설명한다. 도3은 전동팬 시스템의 전기적 구성을 도시한 블록도이고, 도4는 도3에서의 전동팬 구동회로의 상세 블록도이다.
도3에 도시된 바와 같이, 차량용 전동팬 시스템은 전동팬 구동회로(30) 및 엔진용 전자제어유닛(electronic engine control unit)(E/G-ECU)(40)을 구비한다. 도4에 도시된 바와 같이, 전동팬 구동회로(30)는 제어부(31), 브러시 모터 구동부(32) 및 브러시리스 모터 구동부(33)를 구비한다. 제어부(31)는 브러시리스 모터 제어부(31a), 통전로직 생성회로(energization logic generator circuit)(31b) 및 브러시 모터 제어부(31c)를 구비한다.
여기서, 브러시리스 모터 제어부(31a)는 브러시리스 모터(12)내의 자극센서(13)로부터의 검출출력에 기초하여 브러시리스 모터(12)의 회전자(12b)의 실제위치를 검출한다. 따라서, 검출된 회전자(12b)의 실제위치는 이하에서 "회전자(12b)의 검출위치"라고 언급된다. 자극센서(13)는 3개의 홀소자(hall element)로 구성되고, 자극센서(13)는 브러시리스 모터(12)내의 회전자(12b) 주위에 배치되어 회전자(12b)의 회전과 관련된 자계변화를 검출한다. 또한, 회전자(12b)는 영구자석으로 이루어지고, 그 회전으로 임펠러(11)를 회전시킨다.
또한, 브러시리스 모터 제어부(31a)는 엔진용 전자제어유닛(40)에 의해 송신된 펄스신호의 듀티비(duto ratio)(Ds)에 기초하여 제어명령값(브러시리스 제어명령값)으로서 브러시리스 모터(12)의 목표 회전속도를 검출한다. 통전로직 생성회로(31b)는 브러시리스 모터 구동부(33)를 구동시켜 브러시리스 모터(12)의 실제 회전속도가 회전자(12b)의 검출위치에 기초하여 목표 회전속도에 근접하도록 한다.
브러시리스 모터 구동부(33)는 직류전원(Ba)에 의해 전력이 공급되는 공지의인버터 회로이고, 브러시리스 모터(12)의 고정자 코일(12a)로 공급되는 3상 AC 전력량을 제어한다. 3상 전파 브릿지 회로는 6개의 전계효과 트랜지스터(U+, V+, W+, U-, V- 및 W-)로 구성된다.
브러시 모터 제어부(31c)는 엔진용 전자제어유닛(40)으로부터의 제어신호(브러시 모터 제어명령값)에 따라 펄스폭변조(Pulse-Width-Modulation : PWM) 모드로 브러시 모터 구동부(32)를 제어한다. 브러시 모터 구동부(32)는 1개의 전계효과 트랜지스터로 구성되고, 직류전원(Ba)에 의해 전력이 공급되어 브러시 모터(22)로 공급되는 전력량을 제어한다.
엔진용 전자제어유닛(40)은 마이크로컴퓨터, 메모리 등으로 구성되고, 구동엔진(135)의 냉각수 온도를 검출하는 온도센서(125)로부터의 검출출력 및 콘덴서(110) 내를 흐르는 냉매압력을 검출하는 압력센서(130)로부터의 검출출력에 기초하여 전동팬 구동회로(30)에 의해 전동 송풍기들(10, 20)을 제어한다. 온도센서(125)는 라디에이터(100)의 외부로 흘러서 수냉식 엔진(135)으로 되돌아오는 냉각수의 온도를 검출한다.
다음에, 도5 내지 도7을 이용하여 본 실시예의 동작을 설명한다. 도5는 엔진용 전자제어유닛(40)에 의해 처리되는 송풍기의 제어 흐름도이다. 엔진용 전자제어유닛(40)은 도5에서의 흐름도에 따라 메모리 내에 저장된 컴퓨터 프로그램을 실행한다. 이 컴퓨터 프로그램은 반복적으로 실행된다.
먼저, 단계 S100에서, 수온센서로부터는 냉각수의 온도(이하에서, "수온(Tw)"으로 언급됨)를 읽어들이고, 또한 압력센서(130)로부터는 냉매압력(Pc)을 읽어들인다. 다음에, 단계 S110에서, 앞서 메모리에 저장된 수온(Tw), 압력(Pc) 및 도6과 도7에서의 특성 그래프에 기초하여 전동 송풍기(10)를 제어하기 위한 펄스신호의 제1 및 제2 듀티비(D1, D2)가 결정된다(S110).
보다 상세하게는, 도6에 도시된 바와 같이, 온도 T1과 온도 T2(>T1) 사이의 범위에서 수온(Tw)의 증가에 따라 보다 큰 값이 되도록 제1 듀티비(D1)가 결정된다. 도7에 도시된 바와 같이, 압력 P1과 압력 P2(>P1) 사이의 범위에서 압력(Pc)의 증가에 따라 보다 큰 값이 되도록 제2 듀티비(D2)가 결정된다. 여기서, 제1 및 제2 듀티비(D1, D2)는 전동 송풍기(10)의 회전속도 또는 송풍된 공기량을 나타내는 값이다.
다음에, 냉각수의 온도에 기초하여 결정된 제1 듀티비(D1)와 냉매압력에 기초하여 결정된 제2 듀티비(D2) 중에서 보다 큰 쪽이 선택되고(S120), 선택된 듀티비(Ds)를 갖는 펄스신호가 전동팬 구동회로(30)의 제어부(31)의 브러시리스 모터 제어부(31a)로 출력된다. 여기서, 브러시리스 모터 제어부(31a)는 펄스신호의 듀티비(Ds)에 기초하여 목표 회전속도를 검출하고, 또한 자극센서(13)로부터의 검출출력에 기초하여 회전자(12b)의 검출위치를 검출한다. 그런 다음, 브러시리스 모터 제어부(31a)는 회전자(12b)의 검출위치와 목표 회전속도를 포함하는 구동신호를 생성하여, 통전로직 생성회로(31b)로 구동신호를 출력한다.
이 구동신호를 수신하면, 통전로직 생성회로(31b)는 브러시리스 모터 제어부(31a)로부터의 구동신호에 기초하여 브러시리스 모터 구동부(33)를 구성하는 트랜지스터들(U+, V+, W+, U-, V- 및 W-)을 개별적으로 스위칭하여 브러시리스 모터(12)의 실제 회전속도가 그것의 목표 회전속도에 근접하도록 한다. 이들 트랜지스터들(U+, V+, W+, U-, V- 및 W-)은 개별적으로 스위칭되면, 3상 AC 전력을 고정자 코일(12a)로 공급한다. 또한, 트랜지스터들(U+, V+, W+, U-, V- 및 W-) 중에서 낮은 전위의 트랜지스터들(U-, V- 및 W-)은 통전로직 생성회로(31b)에 의한 제어에 기초하여 PWM 모드로 제어된다.
그 결과, 고정자 코일(12a)에 공급된 3상 AC 전력량이 제어되고, 그것에 의해 회전자(12b)의 회전속도와 임펠러(11)의 회전속도가 제어된다. 이는 임펠러(11)의 회전속도가 펄스신호의 듀티비(Ds)에 기초하여 제어된다는 것을 의미한다. 다시 말하면, 전동 송풍기(10)는 검출신호(Tw, Pc)에 따라 결정된 양만큼 라디에이터(100)와 콘덴서(110)로 냉각공기를 유통시킬 수 있다.
다음에, 냉각수의 온도가 T2(예를 들어, 105℃) 이상으로 판정되는 경우에, 소정의 특정 듀티비를 갖는 펄스신호가 제어부(31)의 브러시 모터 제어부(31c)로 출력된다(S140, S150). 이 펄스신호를 수신하면, 브러시 모터 제어부(31c)는 브러시 모터 구동부(32)를 제어하고, 그것에 의해 브러시 모터 구동부(32)는 특정 회전속도로 브러시 모터(22)를 회전구동시킨다. 이 경우, 전동 송풍기(20)는 라디에이터(100) 및 콘덴서(110)로 특정량의 냉각공기를 유통시킨다. 이와 같이, 전동 송풍기(20)는 전동 송풍기(10)와 함께 라디에이터(100) 및 콘덴서(110)로 냉각공기를 유통시킬 수 있게된다.
또한, 온도센서로부터의 검출 신호출력에 기초하여 냉각수의 수온(Tw)이 T2 미만으로 판정되는 경우에, 엔진용 전자제어유닛(40)은 제어부(31)의 브러시 모터제어부(31c)로 펄스신호를 출력하지 않아 전동 송풍기(10)만이 라디에이터(100) 및 콘덴서(110)로 냉각공기를 유통시키게 된다.
본 실시예의 효과는 아래에 설명된다.
본 실시예에 따르면, 냉각수의 온도가 T2 이상이 되지 않으면 전동 송풍기(20)는 가동되지 않으므로, 브러시 모터(22)의 가동률(모터의 작동시간/특정시간주기)은 감소되고, 그에 따라 브러시 모터(22)의 마멸도 감소될 수 있다. 이는 브러시 모터의 수명이 증가될 수 있고, 그에 따라 전동 송풍기(20)와 차량용 전동팬 시스템의 수명이 증가될 수 있다는 것을 의미한다. 또한, 브러시리스 모터(12)가 전동 송풍기(10)용으로 사용되더라도 브러시 모터(22)가 전동 송풍기(20)용으로 사용되므로, 전동팬 구동회로의 구성은 단순화될 수 있고, 브러시리스 모터(12)가 전동 송풍기(10, 20) 양쪽모두에 채용되는 경우와 비교하여 볼 때 비용증가도 억제될 수 있다.
(제2 실시예)
전술된 제1 실시예에서, 냉각수 온도가 소정의 값 이상인 것으로 판정되는 경우에만 브러시리스 모터(12)에 부가하여 브러시 모터(22)가 가동되는 예시를 설명하였다. 그러나, 본 발명은 이 예시에 한정되는 것은 아니고, 또한 냉각수의 온도 증가율이 소정의 값 이상으로 판정되는 경우에만 브러시리스 모터(12)에 부가하여 브러시 모터(22)가 가동되도록 할 수 있다.
보다 상세하게는, 바람직한 제2 실시예는 차량용 수냉식 엔진(135) 내를 순환하는 냉각수를 냉각하는 라디에이터(100) 및 자동차용 공조장치 내를 순환하는냉매를 냉각하는 콘덴서(110)로 냉각공기를 유통시키는 차량용 전동팬 시스템에 관한 것이다. 전동팬 시스템은, 브러시리스 모터(12)를 사용하며, 라디에이터(100) 및 콘덴서(110)로 냉각공기를 유통시키는 전동 송풍기(10), 브러시 모터(22)를 사용하며, 라디에이터(100) 및 콘덴서(110)로 냉각공기를 유통시키는 전동 송풍기(20) 및 엔진용 전자제어유닛(40)을 구비한다. 엔진용 전자제어유닛(40)은, 제어유닛이 냉각수의 온도 증가율을 특정값 미만으로 판정하는 경우에 전동 송풍기(10)만을 가동시킨다. 엔진용 전자제어유닛(40)은, 제어유닛이 냉각수의 온도를 검출하는 온도센서로부터의 검출출력에 기초하여 냉각수의 온도 증가율을 특정값 이상으로 판정하는 경우에 전동 송풍기(10, 20) 양쪽모두를 가동시킨다.
여기서, 온도 증가율은 온도증가의 크기(△H)(= 측정후의 온도(Ha) - 측정전의 온도(Hb))/온도가 증가되는 동안의 특정 시간주기를 나타내는 값이다.
이 대신에, 다음의 구성 (1) 또는 (2)가 채택될 수도 있다.
(1) 이 구성에 있어서, 차량용 전동팬 시스템은 차량의 수냉식 엔진 내를 순환하는 냉각수를 냉각하는 라디에이터(100) 및 자동차용 공조장치 내를 순환하는 냉매를 냉각하는 콘덴서(110)로 냉각공기를 유통시킨다. 전동팬 시스템은 라디에이터(100) 및 콘덴서(110)로 냉각공기를 유통시키기 위해 제1 전동 송풍기(10) 내에는 브러시리스 모터(12)를, 제2 전동 송풍기(20) 내에는 브러시 모터(22)를 사용한다. 또한, 전동팬 시스템은 전동 송풍기들을 가동시키기 위해 엔진용 전자제어유닛(40)을 사용한다. 엔진용 전자제어유닛(40)은, 제어유닛(40)이 냉매압력을 특정값 미만으로 판정하는 경우에는 전동 송풍기(20)만을 가동시키지만, 제어유닛(40)이냉매압력을 특정값 이상으로 판정하는 경우에는 전동 송풍기(10, 20) 양쪽모두를 가동시킨다. 특정값은 콘덴서(110) 내의 냉매압력을 검출하는 압력센서(130)로부터 검출되어 출력된 압력에 기초한다.
(2) 이 구성에 있어서, 차량용 전동팬 시스템은 차량의 수냉식 엔진 내를 순환하는 냉각수를 냉각하는 라디에이터(100) 및 자동차용 공조장치 내를 순환하는 냉매를 냉각하는 콘덴서(110)로 냉각공기를 유통시킨다. 전동팬 시스템은 라디에이터(100) 및 콘덴서(110)로 냉각공기를 유통시키기 위해 제1 전동 송풍기(10) 내에는 브러시리스 모터(12)를, 제2 전동 송풍기(20) 내에는 브러시 모터(22)를 사용한다. 또한, 전동팬 시스템은 전동 송풍기들을 가동시키기 위해 엔진용 전자제어유닛(40)을 사용한다. 엔진용 전자제어유닛(40)은, 제어유닛(40)이 냉매압력의 증가율을 특정값 미만으로 판정하는 경우에는 전동 송풍기(10)만을 가동시키지만, 제어유닛(40)이 냉매압력의 증가율을 특정값 이상으로 판정하는 경우에는 전동 송풍기들(10, 20) 양쪽모두를 가동시킨다. 특정값은 콘덴서(110)내의 냉매압력을 검출하는 압력센서(130)로부터 검출되어 출력된 압력에 기초한다.
여기서, 압력 증가율은 압력증가의 크기(△P)(= 측정후의 압력(Pa) - 측정전의 압력(Pb))/압력이 증가되는 동안의 특정 시간주기를 나타내는 값이다.
전술된 실시예에서, 1개의 브러시리스 모터(12)와 1개의 브러시 모터(22)를 제공하는 예시에 대하여 설명하였다. 그러나, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니고, 2개 또는 그 이상의 브러시리스 모터(12)가 제공되도록 할 수 있다.
(제3 실시예)
전술된 실시예에서는, 냉각수의 온도(또는 온도 증가율)가 소정의 값 이상으로 판정되는 경우에 또는 콘덴서 내의 냉매압력(또는 압력 증가율)이 소정의 값 이상으로 판정되는 경우에 브러시리스 모터(12)에 부가하여 브러시 모터(22)가 가동되는 예시에 대하여 설명하였다. 그러나, 이러한 조건하인 경우라도, 차량의 주행속도가 소정의 속도 이상인 경우에 브러시 모터(22)가 가동되지 않을 수도 있다.
지금부터, 도9를 이용하여 이 실시예의 동작을 설명한다. 동일한 참조부호는 제1 실시예와 유사한 동작에 대해 사용되므로, 반복되는 상세한 설명은 생략될 것임을 주목하자.
보다 상세하게는, 단계 S100A에서, 차량속도센서에 의해 검출된 차량속도(V)를 수온(Tw) 및 압력(Pc)에 부가하여 읽어들인다. 다음에, 듀티비를 결정하는 처리(S110), 듀티비를 선택하는 처리(S120) 및 브러시리스 팬을 구동시키는 처리(S130)가 실행된 다음, 단계 S140으로 진행한다.
단계 S140에서, 냉각수의 온도가 T2(예를 들어, 105℃) 이상으로 판정되는 경우에 단계 S141로 진행한다. 단계 S141에서, 예를 들어 차량의 주행속도가 15㎞/h 미만으로 판정되는 경우에 소정의 특정 듀티비를 갖는 펄스신호가 제어부(31)의 브러시 모터 제어부(31c)로 출력된다(S150).
이 신호를 수신하면, 브러시 모터 제어부(31c)는 브러시 모터 구동부(32)를 제어하고, 브러시 모터 구동부(32)는 특정 회전속도로 브러시 모터(22)를 회전구동시킨다. 이 경우, 전동 송풍기(20)는 라디에이터(100) 및 콘덴서(110)로 특정량의냉각공기를 유통시킨다. 따라서, 전동 송풍기(20)는 전동 송풍기(10)와 함께 라디에이터(100) 및 콘덴서(110)로 냉각공기를 유통시킬 수 있게된다.
단계 S141에서, 차량속도가 15㎞/h 이상으로 판정되는 경우에, 펄스신호가 제어부(31)의 브러시 모터 제어부(31c)로 출력되지 않아 전동 송풍기(10)만이 라디에이터(100) 및 콘덴서(110)로 냉각공기를 유통시키게 된다.
본 실시예에 따르면, 라디에이터(100) 및 콘덴서(110)는 차량의 주행중 차량속도가 15㎞/h 이상인 경우에 취해진 공기에 의해 냉각될 수 있고, 브러시 모터(22)가 작동되지 않고도 충분한 양의 냉각공기가 확보될 수 있다. 따라서, 전술된 실시예와 비교하여 볼 때 브러시 모터(22)의 마멸을 감소시킬 수 있다.
전술된 실시예에서, 냉각수의 온도가 T2 이상인 경우에 특정 회전속도로 브러시 모터(22)가 회전구동되는 예시에 대하여 설명하였다. 그러나, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니고, 브러시 모터(22)의 회전속도가 변화되어 냉각수 온도나 콘덴서(110) 내의 냉매압력 중 어느 하나에 따라 냉각공기의 양이 변경되도록 할 수도 있다.
본 발명의 설명은 사실상 단지 예시적인 것으로, 따라서 본 발명의 요점을 벗어나지 않는 변형예는 본 발명의 범위내에 있는 것으로 의도된다. 이러한 변형예는 본 발명의 의도 및 범위를 이탈하는 것으로 간주되지는 않는다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 차량용 전동팬 시스템은 2개 이상의 전동 송풍기들을 사용하는 경우에 제1 전동 송풍기에는 브러시리스 모터를, 제2 전동 송풍기에는 브러시 모터를 채용함으로써 양쪽모두가 브러시리스 모터를 채용하는 경우보다 비용증가가 억제될 수 있다.
또한, 차량용 전동팬 시스템은 제어유닛을 구비하여, 제어유닛이 온도센서 또는 압력센서로부터의 검출출력에 기초하여 냉각수의 온도(또는 온도 증가율) 또는 냉매압력(또는 압력 증가율)을 소정의 값 미만으로 판정하는 경우에는 제1 전동 송풍기만을 가동시키고, 소정의 값 이상으로 판정하는 경우에는 제1 및 제2 전동 송풍기 양쪽모두가 가동되도록 함으로써 브러시 모터의 가동률과 그에 따른 마멸을 감소시켜 차량용 전동팬 시스템의 수명이 증가되는 효과가 있다.

Claims (6)

  1. 차량용 전동팬 시스템에 있어서,
    브러시리스 모터를 사용하며, 냉각수를 포함하는 라디에이터의 외부 및 냉동 사이클 장치 내를 순환하는 냉매를 포함하는 방열기로 냉각공기를 유통시키는 제1 전동 송풍기;
    브러시 모터를 사용하며, 상기 라디에이터 및 상기 방열기로 냉각공기를 유통시키는 제2 전동 송풍기;
    상기 냉각수의 온도를 검출하는 온도센서; 및
    제어유닛
    을 포함하고,
    여기서, 상기 제어유닛은 상기 제어유닛이 상기 냉각수의 온도를 소정의 값 미만으로 판정하는 경우에는 상기 제1 전동 송풍기만을 가동시키고,
    상기 제어유닛은, 상기 제어유닛이 상기 냉각수의 온도를 소정의 값 이상으로 판정하는 경우에는 상기 제1 및 제2 전동 송풍기 양쪽모두를 가동시키는
    차량용 전동팬 시스템.
  2. 차량용 전동팬 시스템에 있어서,
    브러시리스 모터를 사용하며, 냉각수를 포함하는 라디에이터의 외부 및 냉동사이클 장치 내를 순환하는 냉매를 포함하는 방열기로 냉각공기를 유통시키는 제1 전동 송풍기;
    브러시 모터를 사용하며, 상기 라디에이터 및 상기 방열기로 냉각공기를 유통시키는 제2 전동 송풍기;
    상기 냉각수의 온도를 검출하는 온도센서; 및
    제어유닛
    을 포함하고,
    여기서, 상기 제어유닛은 상기 제어유닛이 상기 냉각수의 온도 증가율을 소정의 값 미만으로 판정하는 경우에는 상기 제1 전동 송풍기만을 가동시키고,
    상기 제어유닛은, 상기 제어유닛이 상기 냉각수의 온도 증가율을 소정의 값 이상으로 판정하는 경우에는 상기 제1 및 제2 전동 송풍기 양쪽모두를 가동시키는
    차량용 전동팬 시스템.
  3. 차량주행용 수냉식 엔진 내를 순환하는 냉각수를 냉각하는 라디에이터 및 냉동 사이클 장치 내를 순환하는 냉매를 냉각하는 방열기로 냉각공기를 유통시키는 차량용 전동팬 시스템에 있어서,
    브러시리스 모터를 사용하며, 상기 라디에이터 및 상기 방열기로 냉각공기를 유통시키는 제1 전동 송풍기;
    브러시 모터를 사용하며, 상기 라디에이터 및 상기 방열기로 냉각공기를 유통시키는 제2 전동 송풍기; 및
    상기 냉매압력을 소정의 값 미만으로 판정하는 경우에는 상기 제1 전동 송풍기만을 가동시키고, 상기 방열기내의 냉매압력을 소정의 값 이상으로 판정하는 경우에는 상기 제1 및 제2 전동 송풍기 양쪽모두를 가동시키는 제어유닛
    을 포함하고,
    여기서, 상기 압력은 상기 방열기내의 냉매압력을 검출하는 압력센서로부터의 출력에 기초하는
    차량용 전동팬 시스템.
  4. 차량주행용 수냉식 엔진 내를 순환하는 냉각수를 냉각하는 라디에이터 및 냉동 사이클 장치 내를 순환하는 냉매를 냉각하는 방열기로 냉각공기를 유통시키는 차량용 전동팬 시스템에 있어서,
    브러시리스 모터를 사용하며, 상기 라디에이터 및 상기 방열기로 냉각공기를 유통시키는 제1 전동 송풍기;
    브러시 모터를 사용하며, 상기 라디에이터 및 상기 방열기로 냉각공기를 유통시키는 제2 전동 송풍기; 및
    상기 냉매압력의 증가율을 소정의 값 미만으로 판정하는 경우에는 상기 제1 전동 송풍기만을 가동시키고, 상기 방열기내의 냉매압력의 증가율을 소정의 값 이상으로 판정하는 경우에는 상기 제1 및 제2 전동 송풍기 양쪽모두를 가동시키는 제어유닛
    을 포함하고,
    여기서, 상기 압력의 증가율은 상기 방열기내의 냉매압력을 검출하는 압력센서로부터의 출력에 기초하는
    차량용 전동팬 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제어유닛은, 상기 제어유닛이 상기 온도센서에 의해 검출된 냉각수의 온도를 소정의 값 이상으로 판정하는 경우 및 차량속도센서에 의해 검출된 차량속도를 특정값 이상으로 판정하는 경우에 상기 제1 전동 송풍기만을 가동시키는
    차량용 전동팬 시스템.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 제어유닛은, 상기 제어유닛이 상기 방열기내의 냉매압력을 소정의 값 이상으로 판정하는 경우 및 차량속도센서에 의해 검출된 차량속도를 특정값 이상으로 판정하는 경우에 상기 제1 전동 송풍기만을 가동시키는
    차량용 전동팬 시스템.
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