KR20050047189A - 차량용 팬 모터의 구동제어장치 및 그 방법 - Google Patents

차량용 팬 모터의 구동제어장치 및 그 방법 Download PDF

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KR20050047189A
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Abstract

본 발명은 차량용 팬 모터의 구동제어장치 및 그 방법에 관한 것으로, 특히 팬 모터에 흐르는 전류값에 따라 팬 모터를 구동시키기 위한 전력용 스위칭소자 및 구동릴레이를 선택적으로 제어함으로써, 전력용 스위칭소자가 파손되었을 경우에도 팬 모터를 용이하게 구동시킬 수 있어 차량의 시스템을 효과적으로 보호할 수 있도록 한 차량용 팬 모터의 구동제어장치 및 그 방법에 관한 것이다.
본 발명의 차량용 팬 모터의 구동제어장치는, 차량용 팬 모터를 구동시키기 위해 적어도 하나 이상의 전력용 스위칭소자(FET)를 갖는 모터구동부가 포함된 차량용 팬 모터의 구동제어장치에 있어서, 팬 모터에 흐르는 전류를 측정하여 해당 전류값을 출력하는 전류감지부; 팬 모터를 구동시키기 위한 구동릴레이 및 상기 전류감지부로부터 출력된 해당 전류값에 따라 상기 전력용 스위칭소자(FET) 및 상기 구동릴레이를 선택적으로 제어하는 제어부를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

Description

차량용 팬 모터의 구동제어장치 및 그 방법{DRIVE CONTROLLING APPARATUS OF FAN MOTOR FOR A VEHICLE AND METHOD THEREOF}
본 발명은 차량용 팬 모터의 구동제어장치 및 그 방법에 관한 것으로, 특히 팬 모터에 흐르는 전류값에 따라 팬 모터를 구동시키기 위한 전력용 스위칭소자 및 구동릴레이를 선택적으로 제어함으로써, 전력용 스위칭소자가 파손되었을 경우에도 팬 모터를 용이하게 구동시킬 수 있어 차량의 시스템을 효과적으로 보호할 수 있도록 한 차량용 팬 모터의 구동제어장치 및 그 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 차량용 냉각 팬 중에는 에어컨의 냉매를 냉각시키는 콘덴서 팬(Condenser Fan)과, 냉각수를 냉각시키는 라디에이터 팬(Radiator Fan)이 있는데, 상기 팬들은 각기 해당 팬 모터(Fan Motor)의 구동에 의해 고속 회전하게 된다.
상기한 팬 모터의 구동을 제어하기 위해 종래에는 주로 전력용 스위칭소자(FET)를 사용하고 있다.
그러나, 종래에는 팬 모터가 동결 혹은 스틱(Stick)되어 구동 전류가 급속히 증가하거나 외부 서지(Surge) 등에 의해 상기 전력용 스위칭소자(FET)가 파손되었을 경우에 팬 모터를 구동시킬 수 있는 아무런 대책이 마련되어 있지 않기 때문에, 차량 운행 시 냉각 자체가 불가능함에 따라 차량의 시스템에 악영향을 끼칠 수 있으며 특히, 차량의 엔진이 과열될 경우에 치명적인 사고를 불러일으킬 수 있는 문제점이 있다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 팬 모터를 구동시키기 위한 전력용 스위칭소자가 파손될 경우 이를 보안하기 위해 구동릴레이를 추가시키고, 팬 모터에 흐르는 전류값에 따라 전력용 스위칭소자 및 구동릴레이를 선택적으로 제어함으로써, 전력용 스위칭소자가 파손되었을 경우에도 팬 모터를 용이하게 구동시킬 수 있어 차량의 시스템을 효과적으로 보호할 수 있도록 한 차량용 팬 모터의 구동제어장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 팬 모터를 구동시키기 위한 전력용 스위칭소자(FET)의 게이트 드라이브단(G)의 단선여부 및 팬 모터에 흐르는 전류값에 따라 전력용 스위칭소자 및 구동릴레이를 선택적으로 제어함으로써, 전력용 스위칭소자가 파손되었을 경우에도 팬 모터를 용이하게 구동시킬 수 있어 차량의 시스템을 효과적으로 보호할 수 있도록 한 차량용 팬 모터의 구동제어방법을 제공하는데 있다.
전술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 차량용 팬 모터의 구동제어장치는, 차량용 팬 모터를 구동시키기 위해 적어도 하나 이상의 전력용 스위칭소자(FET)를 갖는 모터구동부가 포함된 차량용 팬 모터의 구동제어장치에 있어서, 팬 모터에 흐르는 전류를 측정하여 해당 전류값을 출력하는 전류감지부; 팬 모터를 구동시키기 위한 구동릴레이 및 상기 전류감지부로부터 출력된 해당 전류값에 따라 상기 전력용 스위칭소자(FET) 및 상기 구동릴레이를 선택적으로 제어하는 제어부를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
전술한 구성에서, 상기 전류감지부는, 팬 모터의 전류를 정밀하게 측정하기 위해 상기 전력용 스위칭소자(FET)의 소스단(S)과 접지(GND)사이에 직렬연결된 소정의 인쇄저항으로 이루어짐이 바람직하다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 본 실시예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것은 아니고, 단지 예시로 제시된 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 팬 모터의 구동제어장치를 나타낸 회로도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 차량용 팬 모터의 구동제어장치는, 차량용 배터리(Battery)의 전원()을 인가 받아 정/역회전하는 팬 모터(100)와; 팬 모터(100)를 구동시키기 위해 적어도 하나 이상의 전력용 스위칭소자(FET)를 갖는 모터구동부(200)와; 팬 모터(100)를 구동시키기 위한 구동릴레이(300)와; 팬 모터(100)에 흐르는 전류를 측정하여 해당 전류값을 출력하는 전류감지부(400)와; 전류감지부(400)로부터 출력된 해당 전류값에 따라 전력용 스위칭소자(FET) 및 구동릴레이(300)를 선택적으로 제어하는 제어부(500)를 포함하여 이루어진다.
전술한 구성에서, 팬 모터(RㆍM)(100)는 차량용 팬 모터 중에서 냉각수를 냉각시키는 라디에이터 팬을 동작시키기 위한 팬 모터(Fan Motor)를 적용하였지만, 이에 국한하지 않으며, 에어컨의 냉매를 냉각시키는 콘덴서 팬을 동작시키기 위한 팬 모터(CㆍM)를 적용할 수도 있다.
모터구동부(200)는 팬 모터(100)를 구동시키기 위해 병렬로 연결된 한 쌍의 전력용 스위칭소자(FET1)(FET2)와, 제어부(500)로부터 상기 전력용 스위칭소자(FET1)(FET2)의 게이트단자(G)에 인가되는 구동제어신호(FS)에 의해 턴-오프(Turn-OFF)상태로 가변될 때 팬 모터(100)에 남아있는 전류를 전원()으로 피드백(Feedbag)시켜 팬 모터(100)의 상태를 보호하기 위해 팬 모터(100)에 병렬 연결된 다이오드(D1)를 포함하여 구성된다.
또한, 모터구동부(200)의 전력용 스위칭소자(FET1)(FET2)는 전계 효과 트랜지스터(Field Effect Transistor, FET)중 내구성이 우수한 절연 게이트형 전계 효과 트랜지스터(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor, MOSFET)로 구현됨이 바람직하다.
구동릴레이(300)는 제어부(500)에 연결되어 있으며, 제어부(500)로부터 출력되는 구동제어신호(RS)에 따라 팬 모터(100)를 직렬 구동시키기 위해 상기 전력용 스위칭소자(FET1)(FET2)의 드레인단(D)과 접지(GND)사이에 병렬 연결되어 있다.
전류감지부(400)는 팬 모터(100)의 전류를 보다 정밀하게 측정하기 위해 상기 전력용 스위칭소자(FET1)(FET2)의 소스단(S)과 접지(GND)사이에 직렬 연결된 소정의 인쇄저항으로 이루어진다.
제어부(500)는 차량을 전체적으로 제어하는 전자제어유닛(Electric Control Units, ECU)으로 구현됨이 바람직하지만, 이에 국한하지 않으며, 별도로 마련된 마이크로프로세서(Microprocessor)로 구현될 수도 있다.
이하에는 전술한 구성을 가지는 본 발명의 차량용 팬 모터의 구동제어방법에 대해서 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 팬 모터의 구동제어방법을 설명하기 위한 흐름도인 바, 별다른 설명이 없는 한 제어부(500)가 주체가 되어 수행함을 밝혀 둔다.
도 2에 도시한 바와 같이, 먼저, 단계S100에서는 상기 전력용 스위칭소자(FET1)(FET2)의 게이트 드라이브단(G)으로 출력되는 구동제어신호(FS)를 주기적으로 진단하여 상기 전력용 스위칭소자(FET1)(FET2)의 게이트 드라이브단(G)의 결선여부 즉, 단선상태인가를 판단한다.
상기 단계S100에서의 판단결과, 상기 전력용 스위칭소자(FET1)(FET2)의 게이트 드라이브단(G)이 단선상태가 아닐 경우에는 단계S200으로 진행하여 전류감지부(400)로부터 출력된 해당 전류감지신호(CS) 즉, 해당 전류값을 주기적으로 제공받는다.
다음, 단계S300에서는 전류감지부(400)로부터 제공받은 해당 전류값이 저전류 영역 즉, 미리 설정된 기준전류값(예컨대, 팬 모터의 최대 구동전류값)보다 작을 경우에는 상기 전력용 스위칭소자(FET1)(FET2)가 파손되었다고 판단하여 상기 전력용 스위칭소자(FET1)(FET2)의 구동을 오프(OFF)시킴 즉, 상기 전력용 스위칭소자(FET1)(FET2)의 게이트 드라이브단(G)에 구동제어신호(FS)를 인가시키지 않고, 구동릴레이(300)의 구동을 온(ON)시킴 즉, 구동릴레이(300)에 구동제어신호(RS)를 인가하여 팬 모터(100)를 정상적으로 구동시키게 한다.
다음, 단계S400에서는 전류감지부(400)로부터 제공받은 해당 전류값이 과전류 영역 즉, 상기 미리 설정된 기준전류값보다 클 경우에는 팬 모터(100)가 구속되었다고 판단하여 상기 전력용 스위칭소자(FET1)(FET2) 및 구동릴레이(200)의 구동을 오프(OFF)시켜 팬 모터(100)를 구동시키지 않음으로써, 과전류로 인해 팬 모터(100)를 비롯한 각종 부품들 예컨대, 전력용 스위칭소자(FET1)(FET2), 구동릴레이(200) 및 제어부(500) 등의 파손을 효과적으로 방지할 수 있다.
다음, 단계S500에서는 전류감지부(400)로부터 제공받은 해당 전류값이 정상전류 영역 즉, 상기 미리 설정된 기준전류값과 동일할 경우에는 상기 전력용 스위칭소자(FET1)(FET2)가 정상상태라고 판단하여 상기 전력용 스위칭소자(FET1)(FET2)의 구동을 온(ON)시킴과 동시에 구동릴레이(300)의 구동을 오프(OFF)시켜 팬 모터(100)를 정상적으로 구동시키게 한다.
한편, 상기 단계S100에서의 판단결과, 상기 전력용 스위칭소자(FET1)(FET2)의 게이트 드라이브단(G)이 단선상태일 경우에는 팬 모터(100)가 상기 전력용 스위칭소자(FET1)(FET2)에 의해 구동될 수 없다고 판단하여 상기 단계S300으로 진행하여 상기 전력용 스위칭소자(FET1)(FET2)의 구동을 오프(OFF)시킴과 동시에 구동릴레이(300)의 구동을 온(ON)시켜 팬 모터(100)를 정상적으로 구동시키게 한다.
전술한 본 발명에 따른 차량용 팬 모터의 구동제어장치 및 그 방법에 대한 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명에 속한다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 차량용 팬 모터의 구동제어장치 및 그 방법에 따르면, 팬 모터를 구동시키기 위한 전력용 스위칭소자가 파손될 경우 이를 보안하기 위해 구동릴레이를 추가시키고, 팬 모터에 흐르는 전류값에 따라 전력용 스위칭소자 및 구동릴레이를 선택적으로 제어함으로써, 전력용 스위칭소자가 파손되었을 경우에도 팬 모터를 용이하게 구동시킬 수 있어 차량의 시스템을 효과적으로 보호할 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 팬 모터의 구동제어장치를 나타낸 회로도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 팬 모터의 구동제어방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
*** 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 ***
100 : 팬 모터, 200 : 모터구동부,
300 : 구동릴레이, 400 : 전류감지부,
500 : 제어부

Claims (4)

  1. 차량용 팬 모터를 구동시키기 위해 적어도 하나 이상의 전력용 스위칭소자(FET)를 갖는 모터구동부가 포함된 차량용 팬 모터의 구동제어장치에 있어서,
    팬 모터에 흐르는 전류를 측정하여 해당 전류값을 출력하는 전류감지부;
    팬 모터를 구동시키기 위한 구동릴레이 및
    상기 전류감지부로부터 출력된 해당 전류값에 따라 상기 전력용 스위칭소자(FET) 및 상기 구동릴레이를 선택적으로 제어하는 제어부를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 차량용 팬 모터의 구동제어장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 전류감지부는,
    팬 모터의 전류를 정밀하게 측정하기 위해 상기 전력용 스위칭소자(FET)의 소스단(S)과 접지(GND)사이에 직렬 연결된 소정의 인쇄저항으로 이루어진 것을 특징으로 하는 차량용 팬 모터의 구동제어장치.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 구동릴레이는,
    팬 모터를 직렬 구동시키기 위해 상기 전력용 스위칭소자(FET)의 드레인단(D)과 접지(GND)사이에 병렬 연결되어 이루어진 것을 특징으로 하는 차량용 팬 모터의 구동제어장치.
  4. 차량용 팬 모터에 흐르는 전류를 측정하여 해당 전류값을 출력하는 전류감지부와, 팬 모터를 구동시키기 위해 적어도 하나 이상의 전력용 스위칭소자(FET)로 이루어진 모터구동부 및 구동릴레이가 포함된 차량용 팬 모터의 구동제어장치로부터 팬 모터의 구동을 제어하는 방법에 있어서,
    (a) 상기 전력용 스위칭소자(FET)의 게이트 드라이브단(G)이 단선상태인가를 판단하는 단계;
    (b) 상기 단계(a)에서의 판단결과, 상기 전력용 스위칭소자(FET)의 게이트 드라이브단(G)이 단선상태일 경우에는 상기 전력용 스위칭소자(FET)의 구동을 오프시킴과 동시에 상기 구동릴레이의 구동을 온시키는 단계;
    (c) 상기 단계(a)에서의 판단결과, 상기 전력용 스위칭소자(FET)의 게이트 드라이브단(G)이 단선상태가 아닐 경우에는 상기 전류감지부로부터 출력된 해당 전류값을 제공받는 단계;
    (d) 상기 전류감지부로부터 제공된 해당 전류값이 저전류 영역에 있을 경우에는 상기 전력용 스위칭소자(FET)의 구동을 오프시킴과 동시에 상기 구동릴레이의 구동을 온시키는 단계;
    (d) 상기 전류감지부로부터 제공된 해당 전류값이 과전류 영역에 있을 경우에는 상기 전력용 스위칭소자(FET) 및 상기 구동릴레이의 구동을 오프시키는 단계 및
    (e) 상기 전류감지부로부터 제공된 해당 전류값이 정상전류 영역에 있을 경우에는 상기 전력용 스위칭소자(FET)를 온시킴과 동시에 상기 구동릴레이의 구동을 오프시키는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 차량용 팬 모터의 구동제어방법.
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