KR20090036821A

KR20090036821A - 차량의 팬모터 제어방법

Info

Publication number: KR20090036821A
Application number: KR1020070102087A
Authority: KR
Inventors: 박남호
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2007-10-10
Filing date: 2007-10-10
Publication date: 2009-04-15

Abstract

본 발명은 차량의 팬모터 제어방법에 관한 것으로서, 더욱 더 상세하게는 팬모터에 대한 전류량이 냉각수의 수온에 따라 제어되면서 팬의 회전속도가 조절되도록 하는 것이다.

본 발명은 차량의 팬모터(400)에 대한 전류량을 제어하는 팬모터(400) 구동회로의 제어방법에 있어서, 상기 팬모터(400)의 전류량이 냉각수 온도에 따라 전기저항값이 변화되는 PTC소자(600)에 의해 이루어지는 것에 의해 달성된다.

엔진제어유니트, 릴레이, 배터리, 팬모터, 라디에이터, PTC소자

Description

차량의 팬모터 제어방법{METHOD FOR CONTROLLING FAN MOTOR IN VEHICLE}

본 발명은 차량의 팬모터 제어방법에 관한 것으로서, 더욱 더 상세하게는 팬모터에 대한 전류량이 냉각수의 수온에 따라 제어되면서 팬의 회전속도가 조절되도록 하는 차량의 팬모터 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로 차량의 엔진이 구동될 경우에 많은 열이 발생하게 된다.

그러므로 차량은 라디에이터에 냉각수를 저장하여 두고, 이 저장한 냉각수를 엔진에 공급하여 엔진을 냉각시키며, 엔진을 냉각시키면서 가열되는 냉각수의 온도가 설정된 적정 온도 이상으로 상승될 경우에는 라디에이터용 팬모터를 구동시켜 냉각수의 온도가 적정 온도인 약 100℃ 정도로 일정하게 유지되도록 하고 있다.

그리고 차량에는 에어컨을 설치하고, 운전자의 조작에 따라 상기 에어컨의 압축기를 구동시킴과 아울러 압축기의 구동에 따라 증발기에서 발생되는 냉기를 차량의 실내로 공급함으로써 하절기에 운전자가 시원하고, 쾌적한 상태에서 차량을 운전할 수 있도록 하며, 또한 콘덴서용 팬모터를 구비하여 콘덴서의 냉매를 냉각시 키도록 하고 있다.

한편, 상기 차량의 팬모터 구동은 해당 차량의 엔진제어 유니트에 의한 신호제어에 따라 발생되는 PWM(PulseWidth Modulation) 구동신호 즉, 팬 컨트롤러 모듈의 제어신호에 따라 듀티(Duty) 비를 조정하여 온/오프를 반복적으로 수행함에 의해, 그 듀비티에 따라서 팬모터에 인가되는 전류량을 제어하여 팬의 회전속도를 조절할 수 있도록 되어 있다.

즉, 도 1은 종래 차량의 팬모터 구동회로에 대한 구성을 나타낸 도면으로서, 일반적인 팬모터 구동회로는 전계효과 트랜지스터(FET)와 같은 구동회로 소자에서 그 게이트단을 통해 전자제어 유니트의 제어에 따라 발생되는 PWM 구동신호를 인가받아 팬모터(M1,M2)에 대한 전류량을 제어하여 팬의 회전속도를 조절할 수 있도록 되어 있다.

상기 팬모터(M1,M2)는 차량 엔진측에 부착된 냉각팬을 회전구동시켜서 엔진을 냉각시킬 수 있도록 하고, 상기 엔진제어유니트에서 감지되는 엔진의 온도에 따라 상기 팬모터(M1,M2)의 회전속도가 조정되어 팬의 회전속도가 조절될 수 있도록 하는 것이다.

이러한 팬모터(M1,M2)를 구동제어하기 위한 PWM 구동신호는 도 2a에 도시된 바와 같이, 엔진제어 유니트로부터 발생되는 제어신호에 대해 약간의 지연시간(1∼2㎳)을 갖고서 발생되도록 되어 있고, 상기 엔진제어 유니트의 제어신호가 변화하는 상태에 따라 PWM 구동신호의 온(On) 듀티비를 10% 단위로 변화시켜서 팬모터에 인가되는 전류를 증감조절 할 수있도록 하고 있다.

즉, 상기 PWM 구동신호의 듀티비가 변화하는 경우에 팬모터의 전류가 포화전류에 이르기까지 전류증가 유형은 도 2b에 도시된 바와 같이, 듀티비가 클수록 전류의 변화량이 급격하게 커지는 증가세를 보이게 된다.

한편, PWM 구동신호의 듀티비가 증가함에 따라 전류량은 증가하지만, 팬모터(M1,M2)의 회전수가 일정하게 유지되면 해당 모터의 임피던스의 증가에 의하여 전류량이 일정한 값으로 저하하게 된다.

상기 팬모터(M1,M2)의 회전에 의한 임피던스의 변화는 제 1모터(M1)의 임피던스가 Z1이고 저항(R1)이 0.0954Ω이며, 제 2모터(M2)의 임피던스가 Z2이고 저항(R2)이 0.22Ω인 경우에, Z1=(R12+XL12)1/2 = (0.9542+2πfL12)1/2이므로, 모터의 회전수가 증가하면 임피던스는 증가한다.

또, Z2 = (R22+XL22)1/2 = (0.222+2πfL22)1/2이므로 Z1,Z2가 모터 회전수가 증가할 때 병렬 등가임피던스(Z)인 M1/M2도 증가하게 되고, 병렬 등가 임피던스(Z)는 모터의 회전수가 높을수록 높게 된다.

또한, PWM 구동신호의 듀티비 변화가 크면 클수록 모터의 회전수 변화가 크므로, 도 2c에 도시된 바와 같이 전류 변화량이 커지게 되면서 돌입 전류가 크게 발생된다.

이에, 돌입 전류가 커지게 되면 모터의 구동부품에 해당되는 트랜지스터와 같은 회로소자의 정격이 커져야 하지만, 돌입전류의 크기는 모터의 회전수 변화량에 의해 변하기 때문에 크기의 변화를 예측하기가 어려워서 구동단 회로의 부품이 파손되는 문제점이 있고, 돌입 전류가 커질수록 차량의 전원 및 점지 전압 레벨이 불안정하게 되어 노이즈가 크게 발생할 우려가 있으며, 각종 등화장치의 램프 밝기가 일정하지 않고 수시로 변동될수 있다는 문제점이 발생한다.

그에 따라, 상기 팬모터 구동회로의 안전을 고려하여 높은 정격의 회로부품을 사용함과 더불어 추가적으로 과전류 보호회로를 적용하여야 하지만, 그러한 과전류 보호회로를 적용하는 경우에도 과전류와 돌입 전류의 구분이 어렵게 되므로 회로가 오작동할 가능성이 높게 됨은 물론, 제조단가가 상승하여 차량의 제작비용이 상승하게 되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기위해 안출된 것으로서, 팬모터에 대한 전류량이 냉각수의 수온에 따라 전기저항값이 변화되는 PCT소자에 의해 제어되면서 팬의 회전속도가 조절되어 냉각수가 냉각되도록 하는 차량의 팬모터 제어방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 차량의 팬모터에 대한 전류량을 제어하는 팬모터 구동회로의 제어방법에 있어서, 상기 팬모터의 전류량이 냉각수온도에 따라 전기저항값이 변화되는 PTC소자에 의해 이루어지는 것에 의해 달성된다.

본 발명에 따르면 냉각수의 수온에 따라 팬모터와 병렬로 연결된 PTC소자가 전기저항값이 변화되면서 상기 팬모터로 공급되는 전류량을 제어하게 됨으로써, 모터의 안정된 구동이 이루어지도록 함과 동시에 차량의 전체적인 배터리 전원을 안정화시킬 수 있게되는 등의 효과가 있는 매우 유용한 발명이다.

이하 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술적 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명인 차량의 팬모터 제어방법을 보인 구성도 이고, 도 4는 본 발명인 차량의 팬모터 제어방법을 보인 개략도 이며, 도 5는 본 발명인 차량의 팬모터 제어방법에 대한 동작을 설명하기 위한 플로우챠트 이다.

본 발명에 따른 차량의 팬모터 제어방법은 도 3과 도 4에 도시하고 있는 바와 같이,

엔진제어유니트(ECU:100)와, 상기 엔진제어유니트(ECU:100)에 의해 작동되는 릴레이(200)와, 상기 릴레이(200)를 통해 팬모터(400)로 작동 전원을 공급하는 배터리(300)와, 상기 팬모터(400)로 공급되는 배터리(300)의 전기저항값이 냉각수의 온도에 따라 변화되도록 하는 PCT소자(600)로 구성되어, 상기 엔진제어유니트(ECU)는 엔진 구동시 배터리(300)의 전원이 팬모터(400)로 공급되도록 릴레이(200)를 "온"시키게 되고, 상기 릴레이(200)가 "온"되면 팬모터(400)로 배터리(300)의 전원 이 공급되어 작동이 이루어지게 된다.

이때, 상기 PCT소자(600)는 라디에이터(500)를 순환하고 있는 냉각수에 잠기도록 설치되어 있어, 상기 팬모터(400)로 공급되는 배터리(300)의 전류량이 라디에이터(500)를 흐르고 있는 냉각수에 의해 전기저항값이 변화되며 공급되어지게 된다.

이와 같이 이루어지는 본 발명의 동작에 대해 도 3과 도 4 및 도 5의 플로우챠트에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저 전자제어유니트(100)가 엔진을 시동시 릴레이(200)가 "온"되도록 신호를 출력하게 되고, 상기 리레이(200)가 전자제어유니트(100)에서 발생된 신호에 의해 온"되면 배터리(300)의 전원이 PCT소자(600)를 통해 팬모터(400)로 공급되어 팬을 구동시키면서 라디에이터(500)를 순환하고 있는 냉각수를 냉각시키게 된다.

이때, 상기 PCT소자(600)에서 감지된 냉각수의 온도가 100℃ 이하인 경우에는, 팬모터(400)로 배터리(300)의 전원이 공급되지 않도록 PCT소자(600)의 저항값이 감소되어, 상기 팬모터(400)가 작동되지 않게된다.

한편, 상기 PCT소자(600)에서 감지된 냉각수의 온도가 100℃ 이상인 경우에는 팬모터(400)로 배터리(300)의 전원이 공급되도록 PCT소자(600)의 저항값이 증대되어, 상기 팬모터(400)가 작동되어지게 된다.

이때, 상기 팬모터(400)로 공급되는 배터리(300)의 전원양은 냉각수의 온도가 상승시에는 PCT소자(600)의 저항이 상승되는 것에 의해 높은 전압의 전원이 공급되어지게되고, 상기 냉각수의 온도가 냉각시에는 PCT소자(600)의 저항이 감소되 는 것에 의해 적은 전압의 전원이 공급되어 팬모터(400)의 회전수가 결정되어지게 된다.

도 1은 종래 차량의 팬모토 구동회로에 대한 구성을 보인 도면

도 2a 내지 도 2c는 종래의 팬모터 구동회로에서 ECU제어회로와 PWM 구동신호의 듀티비 제어특성을 나타낸 도면

도 3은 본 발명인 차량의 팬모터 제어방법을 보인 구성도

도 4는 본 발명인 차량의 팬모터 제어방법을 보인 개략도

도 5는 본 발명인 차량의 팬모터 제어방법에 대한 동작을 설명하기 위한 플로우챠트

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

100 : 엔진제어유니트 200 : 릴레이

300 : 배터리 400 : 팬모터

500 : 라디에이터 600 : PTC소자

Claims

차량의 팬모터(400)에 대한 전류량을 제어하는 팬모터(400) 구동회로의 제어방법에 있어서, 상기 팬모터(400)의 전류량이 냉각수 온도에 따라 전기저항값이 변화되는 PTC소자(600)에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량의 팬모터 제어방법.
청구항 1에 있어서, 상기

PCT소자(600)는 라디에이터(500)를 순환하고 있는 냉각수에 잠기도록 설치됨을 특징으로 하는 차량의 팬모터 제어방법.
엔진제어유니트(ECU:100)와, 상기 엔진제어유니트(ECU:100)에 의해 작동되는 릴레이(200)와, 상기 릴레이(200)를 통해 팬모터(400)로 작동 전원을 공급하는 배터리(300)와, 상기 팬모터(400)로 공급되는 배터리(300)의 전기저항값이 냉각수의 온도에 따라 변화되도록 하는 PCT소자(600)로 구성된 팬모터(400) 제어장치에 의해 상기 팬모터(400)가 제어됨을 특징으로 하는 차량의 팬모터 제어방법.