KR20140026768A

KR20140026768A - 차량의 쿨링팬 제어 장치

Info

Publication number: KR20140026768A
Application number: KR1020120092334A
Authority: KR
Inventors: 박찬혁
Original assignee: 주식회사 두원공조
Priority date: 2012-08-23
Filing date: 2012-08-23
Publication date: 2014-03-06
Also published as: KR101887030B1

Abstract

본 발명은 차량의 쿨링팬 제어 장치에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, ECU 모듈로부터 수신된 모터 구동신호를 PWM 신호로 변환하여 쿨링팬의 모터를 제어하는 PWM 모듈을 포함하는 차량의 쿨링팬 제어 장치에 있어서, 상기 PWM 모듈은, 상기 모터에 흐르는 제1 전류를 센싱하여 상기 모터의 구속 상태 여부를 판단하고, 상기 모터가 구속 상태인 것으로 판단되면 상기 모터가 구속 상태를 유지하도록 제어하는 제1 전류센싱부, 및 상기 구속 상태로 제어되면 상기 PWM 신호의 Off 구간 동안 상기 PWM 모듈에 흐르는 제2 전류를 센싱하되, 상기 제2 전류가 기 설정된 임계치보다 큰 경우 상기 제1 전류센싱부의 이상을 알리는 고장 시그널을 상기 ECU 모듈로 전달하는 제2 전류센싱부를 포함하는 차량의 쿨링팬 제어 장치를 제공한다.
상기 차량의 쿨링팬 제어 장치에 따르면, 쿨링팬 모터가 구속된 상태에서 전류 센싱부의 이상 상태를 추가로 감지하여 모터의 오작동을 방지하고 그에 따른 엔진의 손상을 방지할 수 있는 이점이 있다.

Description

차량의 쿨링팬 제어 장치{Apparatus for controlling cooling fan of vehicle}

본 발명은 차량의 쿨링팬 제어 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 엔진의 손상을 방지할 수 있는 차량의 쿨링팬 제어 장치에 관한 것이다.

일반적으로 차량에 장착되는 쿨링팬(Cooling Fan)은 냉각수의 온도를 적정한 조건으로 유지시켜 엔진의 과열을 방지하고 엔진의 성능이 최적으로 발휘될 수 있도록 한다. 이러한 쿨링팬은 주로 전동식 모터에 의해 구동된다.

종래에는 수온 센서에 의한 냉각 수온과 기 설정된 기준 온도를 비교 분석하여 쿨링팬 모터를 제어하도록 구성하고 있다. 이와 관련된 배경기술은 국내특허공개 제1997-0044468호에 개시되어 있다. 그런데 이러한 방식은 단순히 냉각수 온도만으로 쿨링팬을 제어하는 것이므로 쿨링팬이 비정상적인 상황에 의해 구속되면 냉각수가 과열되는 문제점이 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위해 기존에는 쿨링팬 모터에 흐르는 전류를 센싱하여 모터의 구속 상태 여부를 판단하는 방법을 사용한다. 즉, 센싱된 전류 값으로부터 모터가 구속 상태인 것으로 판단되면 쿨링팬이 작동하지 않도록 쿨링팬 모터를 구속 제어하여 쿨링팬 모터를 보호하도록 한다. 그러나, 이러한 방법에서도 전류 센싱 모듈이 불량인 경우에는 실제로 모터가 구속된 상태가 아닌 경우에도 모터가 구속된 것으로 잘못 판단하여 모터가 계속 구속 상태로 제어될 수 있다. 이에 따르면 냉각수 오버히트를 유발하고 심할 경우 엔진이 손상된다.

본 발명은, 모터의 구속 상태 여부를 판단하는 전류 센싱부의 이상 상태를 감지함에 따라 모터의 오작동 및 엔진의 손상을 방지할 수 있는 차량의 쿨링팬 제어 장치를 제공하는데 목적이 있다.

본 발명은, ECU 모듈로부터 수신된 모터 구동신호를 PWM 신호로 변환하여 쿨링팬의 모터를 제어하는 PWM 모듈을 포함하는 차량의 쿨링팬 제어 장치에 있어서, 상기 PWM 모듈은, 상기 모터에 흐르는 제1 전류를 센싱하여 상기 모터의 구속 상태 여부를 판단하고, 상기 모터가 구속 상태인 것으로 판단되면 상기 모터가 구속 상태를 유지하도록 제어하는 제1 전류센싱부, 및 상기 구속 상태로 제어되면 상기 PWM 신호의 Off 구간 동안 상기 PWM 모듈에 흐르는 제2 전류를 센싱하되, 상기 제2 전류가 기 설정된 임계치보다 큰 경우 상기 제1 전류센싱부의 이상을 알리는 고장 시그널을 상기 ECU 모듈로 전달하는 제2 전류센싱부를 포함하는 차량의 쿨링팬 제어 장치를 제공한다.

여기서, 상기 PWM 모듈은, 상기 제2 전류센싱부에서 센싱된 제2 전류가 상기 임계치보다 크면, 상기 모터 구동신호를 일정시간 동안 GND 처리한 다음 상기 모터의 구속 상태를 해제할 수 있다.

또한, 상기 PWM 모듈은, 상기 제2 전류가 상기 임계치보다 작은 경우 상기 구속 상태를 유지시킬 수 있다.

그리고, 상기 제2 전류센싱부는, 상기 제2 전류센싱부에서 센싱된 제2 전류가 상기 임계치보다 크면, 상기 차량 내의 디스플레이 수단으로 경고 신호를 출력할 수 있다.

본 발명에 따른 차량의 쿨링팬 제어 장치에 따르면, 쿨링팬 모터가 구속된 상태에서 전류 센싱부의 이상 상태를 추가로 감지하여 모터의 오작동을 방지하고 그에 따른 엔진의 손상을 방지할 수 있는 이점이 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량의 쿨링팬 제어 장치의 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시된 제1 전류센싱부의 불량 감지 구간을 설명하는 개념도이다.
도 3은 도 1에 도시된 제1 전류센싱부의 불량 판단 방법을 설명하는 개념도이다.

그러면 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량의 쿨링팬 제어 장치의 구성도이다. 상기 차량의 쿨링팬 제어 장치(100)는 ECU 모듈(110), PWM 모듈(120), 모터(130)를 포함한다.

상기 ECU 모듈(110)은 모터 구동신호를 PWM 모듈(120)로 전달하는 부분이다. 여기서, 모터 구동신호란 모터 구동정보가 포함된 일반적인 SI 신호에 해당된다.

상기 PWM 모듈(120)은 신호 제어부(121), 제1 전류센싱부(122), 제2 전류센싱부(123)를 포함한다. 상기 신호 제어부(121)는 상기 ECU 모듈(110)로부터 수신된 모터 구동신호를 PWM(Pulse Width Modulation) 신호로 변환하여 쿨링팬(10)의 모터(130)를 PWM 방식으로 제어한다.

상기 제1 전류센싱부(122)는 모터(130)에 흐르는 제1 전류를 센싱하여 모터(130)의 구속 상태 여부를 판단한다. 만약, 모터(130)가 구속 상태인 것으로 판단되면 상기 제1 전류센싱부(122)는 상기 모터(130)가 구속 상태를 유지하도록 제어한다.

즉, 본 실시예에서는 전류의 센싱 결과를 바탕으로 모터(130)가 구속된 것으로 판단된 경우에는 모터(130)가 더 이상 구동되지 않도록 구속 제어를 실시하여 모터(130)를 보호한다. 다시 말해서, 쿨링팬(10)이 구속되어 회전하지 못하는 상태 즉, 모터(130)의 구속 상태인 경우에는 모터(130)를 보호하기 위하여 구속 제어를 실시한다.

여기서, 상기 제1 전류센싱부(122)의 고장 또는 회로 불량 시에는 상기 전류의 센싱에 오류를 범할 수 있다. 예를 들어, 제1 전류센싱부(122)는 회로 불량 시에 실제로 모터가 구속된 상태가 아님에도 불구하고 모터가 구속된 상태인 것으로 판단하여, 쿨링팬(10)이 작동되지 않도록 구속 제어를 실시할 수 있다. 이러한 경우, 모터가 구속되면서 냉각수의 오버 히트(과열)가 발생되고 심한 경우에는 엔진의 손상을 야기시킨다.

본 실시예의 경우, 쿨링팬(10)의 모터(130)가 구속된 상태에서 제1 전류센싱부(122)의 이상(불량) 상태의 여부를 제2 전류센싱부(123)를 통해 추가로 감지함으로써 모터(130)의 오작동 및 그에 따른 엔진의 손상을 미연에 방지한다.

즉, 상기 제2 전류센싱부(123)는 상기 모터(130)의 구속 상태 제어가 실시되면, 상기 PWM 신호의 Off 구간 동안 상기 PWM 모듈(120)에 흐르는 제2 전류를 센싱하되, 상기 제2 전류가 기 설정된 임계치보다 큰 경우 상기 제1 전류센싱부(122)의 이상을 알리는 고장 시그널을 상기 ECU 모듈(110)로 전달한다.

상기 제2 전류센싱부(123)는 상기 PWM 신호의 Off 구간 동안에 PWM 모듈(120) 내의 마이컴에 흐르는 전류 즉, 제2 전류를 센싱한다. 만약, 제1 전류센싱부(122)의 회로 불량 시에는 임계치(ex, 약 2A) 이상의 전류가 상기 마이컴에서 감지되게 되는데, 본 실시예에서는 이러한 점을 이용하여 제1 전류센싱부(122)의 불량 여부를 판단한다.

즉, 상기 제2 전류센싱부(123)는 상기 마이컴에서 감지된 제2 전류가 상기 임계치 보다 큰 경우 상기 제1 전류센싱부(122)에 이상이 있음을 판단하고, 이를 알리는 고장 시그널을 ECU 모듈(110)로 전달한다.

도 2는 도 1에 도시된 제1 전류센싱부의 불량 감지 구간을 설명하는 개념도이다. 도 2를 참조하면, PWM 신호의 On/Off 구간 중에서 상기 Off 구간이 제1 전류센싱부(122)의 불량 감지 구간에 해당됨을 알 수 있다.

이에 따라, 제2 전류센싱부(123)는 PWM 신호의 Off 구간에서 15초 동안 PWM 모듈(120) 내의 마이컴에 흐르는 전류를 감지한다. 이러한 Off 구간 시에 비정상적으로 전류 값이 감지되는 것은 제1 전류센싱부(122)에 이상이 있음을 의미한다.

상기 PWM 모듈(120)은 상기 제2 전류센싱부(123)의 센싱된 제2 전류가 임계치보다 크면, 모터 구동신호인 SI를 10초 동안 GND로 처리하고 쿨링팬(10)은 정상 작동되도록 제어한다. 즉, 상기 PWM 모듈(120)은 상기 제2 전류가 임계치 이상이면 상기 모터 구동신호를 일정시간 동안 GND 처리한 다음 상기 모터(130)의 구속 상태를 해제하고 쿨링팬(10)이 정상 작동되도록 한다.

물론, 상기 제2 전류가 상기 임계치보다 작은 경우는 제1 전류센싱부(122)가 정상 작동한 경우 즉, 모터(130)의 구속 상태를 제대로 판단한 경우로서, 상기 PWM 모듈(120)은 상기 구속 상태를 유지시킨다.

도 3은 도 1에 도시된 제1 전류센싱부의 불량 판단 방법을 설명하는 개념도이다. 도 3에서 임의 듀티비로 On/Off되는 구형파는 PWM 모듈(120)에서 모터(130) 쪽으로 입력된 PWM 신호에 해당된다. 그리고, 실제 모터(130)에서 관측되는 전류 즉, 제1 전류는 상기 입력된 PWM 신호보다 큰 진폭을 가지고 시간 지연된 구형파로 표현된다. 도 3의 경우 제2 전류센싱부(123)에서 감지된 제2 전류가 18A인 경우를 예시하고 있다.

이러한 도 3에서 이상 판단구간은 PWM 신호의 Off 구간에 해당되며, 구체적으로는 모터(130) 측 관점에서의 Off 구간에 해당된다. 본 실시예의 경우, 상기 Off 구간에서 측정되는 마이컴 내의 제2 전류가 임계치 미만(ex, 0A)인 경우에는 모터(130)가 정상적인 구속 상태이므로 구속 제어를 유지하고, 제2 전류가 임계치 이상(ex, 18A 이상)인 경우에는 제1 전류센싱부(122)가 이상이 있는 것으로 판단하여 구속 상태를 해제하고 쿨링팬(10)이 정상 작동하도록 한다.

여기서, 상기 제2 전류센싱부(123)는 상기 제2 전류가 임계치 이상이면 상기 차량 내의 디스플레이 수단(ex, 실내 모니터, 내비게이션)으로 경고 신호를 출력하여 그에 따른 신속한 대응 및 조치가 가능하도록 한다.

이상과 같은 본 발명에 따른 차량의 쿨링팬 제어 장치에 따르면, 쿨링팬 모터가 구속된 상태에서 전류 센싱부의 이상 상태를 추가로 감지하여 모터의 오작동을 방지하고 그에 따른 엔진의 손상을 방지할 수 있는 이점이 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

100: 차량의 쿨링팬 제어 장치 110: ECU 모듈
120: PWM 모듈 121: 신호 제어부
122: 제1 전류센싱부 123: 제2 전류센싱부
130: 모터

Claims

ECU 모듈로부터 수신된 모터 구동신호를 PWM 신호로 변환하여 쿨링팬의 모터를 제어하는 PWM 모듈을 포함하는 차량의 쿨링팬 제어 장치에 있어서,
상기 PWM 모듈은,
상기 모터에 흐르는 제1 전류를 센싱하여 상기 모터의 구속 상태 여부를 판단하고, 상기 모터가 구속 상태인 것으로 판단되면 상기 모터가 구속 상태를 유지하도록 제어하는 제1 전류센싱부; 및
상기 구속 상태로 제어되면 상기 PWM 신호의 Off 구간 동안 상기 PWM 모듈에 흐르는 제2 전류를 센싱하되, 상기 제2 전류가 기 설정된 임계치보다 큰 경우 상기 제1 전류센싱부의 이상을 알리는 고장 시그널을 상기 ECU 모듈로 전달하는 제2 전류센싱부를 포함하는 차량의 쿨링팬 제어 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 PWM 모듈은,
상기 제2 전류센싱부에서 센싱된 제2 전류가 상기 임계치보다 크면, 상기 모터 구동신호를 일정시간 동안 GND 처리한 다음 상기 모터의 구속 상태를 해제하는 차량의 쿨링팬 제어 장치.
청구항 2에 있어서,
상기 PWM 모듈은,
상기 제2 전류가 상기 임계치보다 작은 경우 상기 구속 상태를 유지시키는 차량의 쿨링팬 제어 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 제2 전류센싱부는,
상기 제2 전류센싱부에서 센싱된 제2 전류가 상기 임계치보다 크면, 상기 차량 내의 디스플레이 수단으로 경고 신호를 출력하는 쿨링팬 제어 장치.