KR20090009396A - 차량용 팬모터의 구속여부 판단방법 - Google Patents

차량용 팬모터의 구속여부 판단방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차량용 팬모터의 구속여부 판단방법에 관한 것으로, 본 발명은 차량용 팬모터의 구속여부 판단방법에 있어서, a) 펄스검출부를 통해 모터의 일정구간마다 분리형성된 정류자(21)와 브러쉬(22)의 통전상태에 따라 펄스를 검출하는 단계(S1); b) 펄스검출부(30)에서 검출된 펄스신호를 펄스 증폭회로부(40)에 의해 증폭시켜 증폭전류(i)를 구하는 단계(S2); c) 증폭된 증폭전류(i)에 의해 구동되는 펄스 카운터(50)의 카운팅에 의한 팬모터(20)의 구속여부를 판단하는 단계(S3); d) 팬모터 구속시 팬모터에 인가된 전원을 차단하는 단계(S4); 를 포함하여 이루어지며, 상기 a)~d) 단계가 반복되는 것을 특징으로 한다.
이에 따라 본 발명은 팬모터의 구속여부를 정확하고 신속하게 판단하고 모터에 인가된 전원을 차단할 수 있어 화재 및 감전 등으로부터 차량 내부의 승객을 보호하고 안전사고를 예방할 수 있는 장점이 있다.
차량용, 팬모터, 구속여부, 판단방법, 펄스 감지

Description

차량용 팬모터의 구속여부 판단방법{A Method for Judgement Functioning of Fan Motor}
본 발명은 차량용 팬모터의 구속여부 판단방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 차량 충돌 등의 외부 인자와 모터 부품 자체의 문제 등으로 인한 차량의 팬모터 구속시 모터에 인가되는 전원을 차단하여 화재 및 차량 내부의 승객을 보호할 수 있도록 하는 차량용 팬모터의 구속여부 판단방법에 관한 것이다.
차량의 공조장치 또는 냉각장치 등에 사용되는 열교환기는 통상적으로 그 내부에 수용된 냉매 또는 냉각수와 외부 공기 사이의 열교환을 발생시키는 방식을 많이 사용한다. 이 때 냉매 또는 냉각수와 외부 공기 사이의 열교환이 효과적으로 일어나기 위해서는 외부 공기가 신속하게 교체되어야 하며, 이를 위해 공조장치의 증발기나 냉각장치의 라디에이터 등과 같은 열교환기에는 외부 공기를 강제로 유동시키는 팬이 더 구비되어 있는 경우가 대부분이다. 도 1은 이와 같이 열교환기에 구비되는 통상적인 팬 쉬라우드를 도시한 것으로, 기본적으로 쉬라우드(110) 및 팬모 터(120)로 구성된다. 팬은 모터에 의해 회전함으로써 공기의 유동을 강제하는 기능을 하며, 쉬라우드(110)는 팬모터를 열교환기에 고정시키고 또한 열교환기를 통과하여 유동하는 공기의 흐름에 있어서 그 경로를 유도하는 기능을 가진다. 이때, 상기 팬모터(120)에 의해 결정되는 팬의 회전수와 라디에이터 또는 증발기를 통과하는 외부 공기의 유량 및 유속은 밀접한 관계를 가지며, 궁극적으로는 열교환기의 열교환 성능을 좌우하게 된다.
이러한 팬모터는 평상시에는 별 문제가 없으나, 차량이 충돌ㆍ추돌 등과 같이 강한 충격을 받게 되는 사고를 당하여 팬모터가 구속되는 경우 팬모터(120)가 구속되고 팬이 회전을 못하게 되면 팬모터(120)에 일정 수준 이상의 전류(과전류)가 흐르게 되며, 결국 화재 및 감전 등의 안전사고가 유발되게 되는 문제점이 있다. 따라서, 팬모터의 구속여부를 판단하여 구속시에 팬모터(120)에 인가된 전원을 차단하여야 되는데 팬모터(120)에 인가된 전원을 차단하기 위한 종래의 판단방법을 도 2에 도시하였다.
종래의 팬모터의 구속 감지를 위하여 션트(shunt) 저항을 이용하여 정상전류인지 구속전류인지의 전류감지에 의한 모터 구속여부를 판단하게 된다. 전류검출회로에서 션트저항을 이용하여 팬모터에서 흐르는 모터 전류(i0)를 측정하고 검출전류 증폭회로를 통해 증폭된 증폭전류(i0)를 마이콤에서 판단하여 레퍼런스(Reference) 전류(iref)보다 낮으면 정상전류, 높으면 구속전류로 인지하여 팬모터의 구속여부를 판단하게 된다.
이와 같이 모터의 구속여부를 판단하기 위해 전류감지를 이용하게 되면 분위기 온도, 인가전압에 따른 팬 모터 전류차이로 인하여 구속감지를 전범위에 걸쳐 감지하기에 어려움이 있다. 그리고 일정한 전류이상이 되어야만 구속감지 분별력을 갖는다.
또한, 팬모터 교체시에 같은 사양의 팬모터를 교체하여야 하나 다른 사양의 팬모터로 교체하는 경우에는 모터 사양에 따라 레퍼런스(reference)(iref) 전류가 변경되므로 전압/온도별 레퍼런스(reference) 전류(iref)를 측정하고 확인하는 시험 및 프로그램 튜닝기간이 과다 소요되게 되므로 이를 위한 대책이 시급한 실정이다.
따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 차량 충돌 등의 외부 인자와 모터 부품 자체의 문제 등으로 인한 차량의 팬모터 구속시 모터에 인가되는 전원을 차단하여 화재 및 차량 내부의 승객을 보호할 수 있도록 하는 차량용 팬모터의 구속여부 판단방법을 제공함에 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 차량용 팬모터의 구속시 발생될 수 있는 모터의 과전류 발생을 차단하여 차량의 부하를 감소시키도록 하는 차량용 팬모터의 구속여부 판단방법을 제공함에 있다.
아울러, 본 발명의 또 다른 목적은 다른 사양의 차량용 팬모터가 설치된 경우에도 튜닝기간이 많이 소요되지 않도록 하는 차량용 팬모터의 구속여부 판단방법을 제공함에 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 차량용 팬모터의 구속여부 판단방법은, 차량용 팬모터의 구속여부 판단방법에 있어서,
a) 펄스검출부(30)를 통해 모터의 일정구간마다 분리형성된 정류자(21)와 브러쉬(22)의 통전상태에 따라 펄스전류(i0)를 검출하는 단계(S1); b) 펄스검출부(30) 에서 검출된 펄스전류(i0)를 펄스 증폭회로부(40)에 의해 증폭시켜 증폭전류(i)를 구하는 단계(S2); c) 증폭된 증폭전류(i)에 의해 구동되는 펄스 카운터(50)의 카운팅에 의한 팬모터(20)의 구속여부를 판단하는 단계(S3); d) 팬모터(20) 구속시 팬모터(20)에 인가된 전원을 마이콤(60)에 의해 차단하는 단계(S4); 를 포함하여 이루어지며, 상기 a)~d) 단계가 반복되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 상기 판단방법은 상기 d) 단계시 FET 구동회로로 인가된 전원을 차단하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 종래에는 션트(Shunt) 저항을 이용하는 전류 검출회로를 통해 모터의 작동상태를 위한 정상전류인지 구속전류인지를 감지하여 모터의 구속여부를 판단하였기 때문에, 모터의 구속여부를 판단하기 어려운 문제점을 해결하여 모터의 정류자와 브러쉬에 의해 발생되는 펄스전류를 이용하여 모터의 구속여부를 판단하게 되므로 정확하고 신속하게 모터의 구속여부를 판단하고 모터에 인가된 전원을 차단할 수 있어 화재 및 감전 등으로부터 차량 내부의 승객을 보호하고 안전사고를 예방할 수 있는 장점이 있다. 또한, 모터에 인가되는 파워가 변경될 경우에도 모터 사양에 따라 전압/온도별 전류 레퍼런스(Reference)를 측정하고, 확인하는 시험 및 프로그램 튜닝에 소요되는 기간을 줄일 수 있는 장점이 있다.
이하, 상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 차량용 팬모터의 구속여부 판단방법을 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.
도 3은 본 발명에 의한 팬모터의 구속회로를 나타낸 도면이고, 도 4는 본 발명에 의한 팬모터 구속여부 판단에 이용되는 펄스측정원리를 나타낸 도면이며, 도 5는 본 발명에 의한 팬모터 구속여부 판단방법을 나타낸 플로우챠트이다.
본 발명에 의한 팬모터 구속회로는 모터의 정류자와 브러쉬의 통전상태에 따라 펄스전류(i0)를 검출하는 펄스검출부(30)와, 검출된 펄스전류(i0)를 증폭하는 펄스 증폭회로부(40)와, 증폭전류(i)에 의해 구동되어 팬모터의 구속여부를 판단하는 데 이용되는 펄스 카운터(50)가 구비된다.
상기 펄스검출부(30)는 팬모터의 일정구간마다 분리형성된 정류자(21)와 브러쉬(22)의 통전상태에 따라 펄스전류(i0)를 검출한다(S1). 이때 발생되는 펄스전류(i0)는 도 4에서와 같은 원리로 측정되게 된다.
왼쪽 도면에서 정류자(21)가 브러쉬(22)와 통전상태에서 브러쉬(22)가 정류자(21)와 정류자(21) 사이의 슬롯(23)을 통과하게 되면 펄스전류(i0)가 발생되게 되며, 이를 전개도를 나타내면 오른쪽 도면과 같다.
이와 같은 방법에 의해 측정된 펄스전류(i0)는 상기 펄스 증폭회로부(40)에 의해 증폭되게 된다(S2). 증폭된 증폭전류(i)는 구형파 형태로 되게 되며 이러한 구형파 증폭전류(i)를 펄스 카운터(50)에 의해 카운팅되어 팬모터(20)의 구속여부를 판단할 수 있게 된다(S3). 팬모터의 작동상태가 정상적인 경우에는 펄스 카운터(50)에 의해 정상적으로 카운팅되지만, 팬모터의 구속상태에서는 펄스 카운터(50)에 의해 카운팅되지 않게 되므로 팬모터의 구속여부를 판단하게 된다.
팬모터(20) 구속시에는 팬모터(20)에 인가된 전원을 마이콤(60)에 의해 차단하게 된다(S4).
이때 전원차단시에는 FET 구동회로(70)로 인가된 전원을 차단하는 것이 바람직하다. 상기 FET 구동회로(70)는 전력용 스위칭소자로서 게이트단자에 인가된 구동제어신호를 ON/OFF시키는 것으로 공지된 것을 사용한다.
전술한 방법(S1~S4)을 반복적으로 수행하도록 하여 팬모터 구속여부 판단하게 된다.
이와 같이 본 발명은 션트(Shunt) 저항을 이용하는 전류 검출회로를 통해 모터의 작동상태를 위한 정상전류인지 구속전류인지를 감지하여 모터의 구속여부를 판단하는 종래의 팬모터 구속여부 판단방법과는 달리 모터의 정류자와 브러쉬에 의해 발생되는 펄스전류(i0)를 이용하여 팬모터의 구속여부를 판단하게 되므로 정확하고 신속하게 팬모터의 구속여부를 판단할 수 있는 장점이 있다.
이에 따라 팬모터에 인가된 전원의 차단 또한, 정확하고 신속하게 차단할 수 있게 되므로 화재 및 감전 등으로부터 차량 내부의 승객을 보호하고 안전사고를 예방할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명은 팬모터 교체시에 모터 사양이 다른 경우에 종래에서와 같이 모터 사양에 따라 전압/온도별 전류 레퍼런스(reference)를 측정하고 확인하는 시험 및 프로그램 튜닝기간이 많이 소요되지 않고, 차량 개발시 모터 사양 변경 및 모터 설치에 따른 팬모터의 구속여부만을 측정하므로 파워 등이 변경된 다른 사양의 팬모터 교체를 이룰 수 있게 되므로 팬모터의 교체를 용이하게 할 수 있게 된다.
보통 팬모터를 제어하는 팬 콘트롤러는 직류 전기를 이용하여 모터의 속도를 조절하기 위해 사용하는 방식으로 위치와 진폭이 일정하게 하고 신호파의 진폭이 클 때에는 넓은 폭 / 신호파의 진폭이 작을 때는 좁은 폭을 갖는 펄스 형태로 된 전기를 모터에 공급하게 하는 PWM(Pulse Width Modulation) 방식을 사용하게 되는데, 본 발명은 이러한 PWM 방식뿐만 아니라, 선형(Linear) 제어방식에서도 정류자와 브러쉬에 의해 발생된 펄스전류만을 이용하여 팬모터 구속을 정확하고 신속하게 대응할 수 있도록 하는 장점이 있다.
본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.
도 1은 열교환기에 구비되는 통상적인 팬 쉬라우드를 나타낸 도면.
도 2는 종래의 팬모터 구속여부 판단방법을 나타낸 플로우챠트.
도 3은 본 발명에 의한 팬모터의 구속회로를 나타낸 도면.
도 4는 본 발명에 의한 팬모터 구속여부 판단에 이용되는 펄스측정원리를 나타낸 도면.
도 5는 본 발명에 의한 팬모터 구속여부 판단방법을 나타낸 플로우챠트.
**도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**
110: 쉬라우드 120: 팬모터
130: 팬 콘트롤러
20: 팬모터 21: 정류자
22: 브러쉬 23: 슬롯
30: 펄스검출부 40: 펄스 증폭회로부
50: 펄스 카운터 60: 마이콤
70: FET 구동회로

Claims (2)

  1. 차량용 팬모터의 구속여부 판단방법에 있어서,
    a) 펄스검출부(30)를 통해 모터의 일정구간마다 분리형성된 정류자(21)와 브러쉬(22)의 통전상태에 따라 펄스전류(i0)를 검출하는 단계(S1);
    b) 펄스검출부(30)에서 검출된 펄스신호를 펄스 증폭회로부(40)에 의해 증폭시켜 증폭전류(i)를 구하는 단계(S2);
    c) 증폭된 증폭전류(i)에 의해 구동되는 펄스 카운터(50)의 카운팅에 의한 팬모터(20)의 구속여부를 판단하는 단계(S3);
    d) 팬모터(20) 구속시 팬모터(20)에 인가된 전원을 마이콤(60)에 의해 차단하는 단계(S4); 를 포함하여 이루어지며,
    상기 a)~d) 단계가 반복되는 것을 특징으로 하는 차량용 팬모터의 구속여부 판단방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 판단방법은 상기 d) 단계시 FET 구동회로(70)로 인가된 전원을 차단하는 것을 특징으로 하는 차량용 팬모터의 구속여부 판단방법.
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KR20170040406A (ko) * 2015-10-02 2017-04-13 한온시스템 주식회사 차량용 공조장치

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