KR20170007477A

KR20170007477A - Ec 및 dc 모터들을 갖는 엔진 냉각 이중 팬 시스템 및 동작 방법

Info

Publication number: KR20170007477A
Application number: KR1020167036158A
Authority: KR
Inventors: 미카엘 소토르; 다나 닉고르스키; 스티븐 주코브스키
Original assignee: 로베르트 보쉬 게엠베하
Priority date: 2014-06-26
Filing date: 2015-06-19
Publication date: 2017-01-18
Also published as: CN106460633A; DE112015002309T5; WO2015200136A1; US20170191402A1

Abstract

냉각 팬 시스템을 사용하는 엔진의 열 교환기를 냉각시키는 방법은: 엔진 냉각 시스템의 상태들을 측정하는 단계, 및 원하는 팬 냉각 요건을 결정하는 단계를 포함한다. 팬 냉각 요구에 기초하여, 팬 제어 회로는 EC 냉각 팬에 대해 연속적으로 가변하는 속도에서 전기적으로 정류(EC) 모터를 선택적으로 제어하고, DC 냉각 팬의 직류(DC) 모터를 제어하도록 동작한다. DC 모터는 DC 냉각 팬을 동작시키지 않고; 제 1 미리 결정된 동작 속도에서 DC 모터를 동작시키고, 제 1 미리 결정된 동작 속도보다 작은 제 2 DC 모터 속도 신호에 대응하는 제 2 미리 결정된 동작 속도에서 DC 모터를 동작시키도록 제어된다. 팬 냉각 요구에 대한 상태들은 엔진 냉각수 및 차량 공기 조절 시스템의 냉각제의 온도 및 압력 중 적어도 하나를 포함한다.

Description

EC 및 DC 모터들을 갖는 엔진 냉각 이중 팬 시스템 및 동작 방법{ENGINE COOLING DUAL FAN SYSTEM WITH EC AND DC MOTORS AND METHOD OF OPERATING}

본 출원은 2014년 6월 26일에 출원된 미국 가출원 62/017532로부터의 우선권을 주장하고, 그의 전체 내용은 참조로서 여기에 통합된다.

본 발명은 직류(DC) 모터를 갖는 제 1 냉각 팬 및 전기적으로 정류(EC) 모터를 갖는 제 2 가변적으로 제어된 냉각 팬을 포함하는 자동차용 엔진 냉각 이중 팬 시스템에 관한 것이다. 팬들은, 라디에이터와 같은, 열 교환기를 냉각하기 위해 사용된다.

차량 냉각 시스템들에서, 일반적으로 팬들 및 모터들은 가장 혹독한 사용 상태(예를 들면, 더운 날씨, 힐 클라이밍, 트레일러 견인, 등)에서 차량의 냉각 요건을 만족시키도록 크기가 정해진다. 대부분의 구동 상태들에서, 차량은 냉각을 위해 냉각 팬들 및 모터들의 전체 용량을 요구하지 않아서, 전체 용량이 요구되지 않을 때, 냉각 팬들의 동작 출력 레벨을 감소시키기 위한 몇몇 수단을 제공하는 것이 이롭다. 더 낮은 전력에서 동작하는 것은 전기 모터들의 에너지 소비를 감소시키고, 팬 잡음에 의한 불쾌함을 감소시키고, 전기 모터들의 수명을 연장하고, 잠재적으로 차량의 에너지 소비를 감소시킨다. 감소된 팬 출력의 더 큰 이익들은, 차량의 팬 냉각 요구에 팬 출력을 항상 매칭시키도록 팬 속도들이 계속해서 변경될 수 있을 때, 달성된다.

이중 팬들 및 모터들을 갖는 엔진 냉각 팬(ECF) 모듈들은 자동차들에 대해 공통적으로 사용된다. DC 모터들에 의한 일반적인 속도 제어 방법들은: 독립적으로 턴 온되거나 턴 오프될 수 있는 두 개의 단일 속도 DC 모터들, 낮은 속도에서 팬들을 동작하기 위해 직렬로 연결될 수 있는 두 개의 DC 모터들, 및 낮은 속도에 대해 직렬 저항기와 함께 동작될 수 있는 하나 또는 두 개의 DC 모터들을 포함한다. 이들 방식들은 고정된 속도 레벨들을 초래한다. 다른 장치에서, DC 모터들 중 하나 또는 둘 모두는 가변적인 속도 제어를 달성하기 위해 펄스 폭 변조된(PWM) 속도 제어기에 의해 동작될 수 있다.

한 쌍의 브러시리스 모터들(전기적으로 정류(EC) 모터들이라고도 불림)을 갖는 엔진 냉각 팬 모듈들은 제어된 냉각을 제공하는 것으로 알려졌다. 이러한 장치는 냉각 팬들 둘 모두에 대한 가변적인 속도 제어를 제공하고, DC 모터들에 비해 더 높은 효율성 및 더 긴 동작 수명을 초래한다. 그러나, EC 모터들은 DC 모터들보다 상당히 더 비싸다.

알려진 제품(보쉬)에서, DC 모터 및 EC 모터는 이중 팬들에 전력을 공급하기 위해 냉각 팬 모듈이 제공된다. DC 모터 및 EC 모터 각각은 각각의 팬들의 속도들을 계속해서 변경하기 위해 PWM 구동 신호를 수신한다.

DE 10 2008 041 236 A1(이후 DE '236)은 제 1 EC 모터 및 제 2 DC 모터를 갖는 다중 팬 장치를 개시한다. DE '236에서, EC 모터는 회전 없음으로부터 최대 속도까지 가변적으로 제어가능하고, DC 모터는 단순히 단지 전속력으로 동작하는 온/오프 모터이다. 따라서, 동작시, 이하에 논의되는 바와 같이 팬 모듈이 동작하지 않는 경우들이 존재한다.

본 발명의 하나의 목적은 EC 모터들의 이익들 모두 또는 대부분을 제공하지만, 이중 EC 모터들을 갖는 냉각 팬 시스템에 비해 더 낮은 비용의 엔진 냉각 이중 팬 시스템을 설계하는 것이다.

본 발명은, 상당히 덜 비싼 구성 요소들을 사용하면서, 냉각 시스템을 통해 본질적으로 계속해서 가변하는 범위의 공기 흐름을 제공하고, 그에 의해 이중 EC 모터 시스템의 이익들의 대부분을 제공하는 하나의 EC 모터 및 하나의 DC 모터를 갖는 엔진 냉각 팬 시스템의 구성을 기술한다.

일 실시예에서, 차량용 냉각 팬 시스템은 규정된 범위에 걸쳐 계속해서 가변하는 속도를 갖는 전기적으로 정류(EC) 모터를 포함하는 EC 냉각 팬, 제 1 미리 결정된 동작 속도, 및 제 1 미리 결정된 동작 속도보다 작은 제 2 미리 결정된 동작 속도를 갖는 직류(DC) 모터를 포함하는 DC 냉각 팬, 및 EC 모터 속도 신호에 응답하여 EC 모터의 가변하는 속도를 제어하기 위한 및 제 1 DC 모터 속도 신호 및 제 2 DC 모터 속도 신호에 응답하여 DC 모터를 제어하기 위한 팬 제어 회로를 포함한다.

일 실시예에서, 냉각 팬 시스템은 엔진 냉각 이중 팬 시스템을 포함한다. 다른 실시예에서, 팬 제어 회로는 제 2 미리 결정된 동작 속도에서 DC 모터를 동작시키기 위해 DC 모터와 직렬인 저항기를 포함한다.

일 실시예에서, 팬 제어 회로는 다수의 전기자 권선들을 갖는 DC 모터, DC 모터의 하나 이상의 브러시들을 접속 해제하기 위한 접속 해제 회로, 또는 제 1 미리 결정된 동작 속도에서 및 제 2 미리 결정된 동작 속도에서 DC 모터를 동작시키기 위한 추가의 브러시들을 연결하기 위한 연결 회로를 포함한다.

일 실시예에서, DC 모터 속도 신호들 중 하나는 엔진 냉각 시스템 및 차량 공기 조절 시스템 중 하나로 통합된 온도 스위치에 의해 직접 제공된다. 다른 실시예에서, 제 1 DC 모터 속도 신호는 엔진 냉각 시스템 및 차량 공기 조절 시스템 중 하나로 통합된 온도 스위치에 의해 직접 제공되고, 제 2 DC 모터 속도 신호는 차량 공기 조절 시스템으로 통합된 압력 스위치에 의해 직접 제공된다.

하나의 실시예는 EC 모터 속도 신호 및 제 1 및 제 2 DC 모터 속도 신호들을 출력하기 위한 엔진 제어 유닛을 포함한다. 다른 실시예에서, 엔진 제어 회로는 EC 모터 속도 신호를 제공하기 위해 전자 팬 제어 회로에 연결된 EC 출력 포트를 포함하고, 엔진 제어 유닛은 제 1 DC 모터 속도 신호 및 제 2 DC 모터 속도 신호를 제공하기 위해 전자 팬 제어 회로에 연결된 별개의 제 1 DC 출력 포트 및 제 2 DC 출력 포트를 포함하고, 제 1 DC 모터 속도 신호 및 제 2 DC 모터 속도 신호가 엔진 제어 유닛에 의해 제공되지 않을 때, DC 모터는 오프 상태에 있다.

일 실시예에서, EC 냉각 팬 및 DC 냉각 팬은, EC 냉각 팬이 본질적으로 계속해서 가변하는 속도에서 동작하고 있고 DC 냉각 팬이 동작하지 않는 제 1 상태, EC 냉각 팬이 본질적으로 계속해서 가변하는 속도로 동작하고 있고 DC 냉각 팬이 제 2 미리 결정된 동작 속도로 동작하고 있는 제 2 상태, 및 EC 냉각 팬이 본질적으로 계속해서 가변하는 속도로 동작하고 있고 DC 냉각 팬이 제 1 미리 결정된 동작 속도로 동작하고 있는 제 3 상태, 중 하나로 동작한다.

일 실시예에서, 냉각 팬 시스템은 엔진 냉각수 온도를 제공하기 위한 엔진 냉각수 온도 센서, 및 프로세서를 갖는 엔진 제어 유닛을 포함하고, 상기 프로세서는: 엔진 냉각수 온도를 수신하고, 원하는 냉각수 온도를 획득하기 위해 팬 냉각 요구에 대한 조정을 획득하기 위해 엔진 냉각수에 대해 냉각시 원하는 변화를 결정하고, 팬 냉각 요구에 대한 조정에 의존하여 제 1 DC 모터 속도 신호, 제 2 DC 모터 속도 신호, 및 DC 모터 속도 신호 없음으로 구성된 그룹 중 하나 및 EC 모터 속도 신호를 생성하도록 구성된다. 팬 제어 회로는 제 1 DC 모터 속도 신호를 수신하도록 구성된 제 1 릴레이, 제 2 DC 모터 속도 신호를 수신하도록 구성된 제 2 릴레이, 및 DC 모터와 직렬인 저항기를 추가로 포함한다. 실시예에서, 제 1 릴레이는 제 1 DC 모터 속도 신호에 응답하여 전력을 DC 모터에 제공하여 제 1 미리 결정된 동작 속도의 DC 모터를 통해 DC 냉각 팬을 동작시키고, 제 2 릴레이는 제 2 DC 모터 속도 신호에 응답하여 저항기를 통해 전력을 DC 모터에 제공하여 제 2 미리 결정된 동작 속도의 DC 모터를 통해 DC 냉각 팬을 동작시킨다.

다른 실시예에서, 본 발명은 냉각 팬 시스템을 사용하여 차량의 열 교환기를 냉각시키기 위한 방법을 제공하고, 상기 방법은: 냉각 시스템의 상태들을 측정하는 단계; 열 교환기에 대한 냉각시 원하는 변화를 결정하는 단계; 냉각시 원하는 변화에 기초하여, EC 냉각 팬의 계속해서 가변하는 속도에 대해 전기적으로 정류(EC) 모터를 제어함으로써 팬 냉각 요건을 제어하는 단계; 및 DC 냉각 팬을 동작시키기 위한 전력을 제공하지 않는 것, 제 1 DC 모터 속도 신호에 대응하는 제 1 미리 결정된 동작 속도에서 DC 냉각 팬을 동작시키는 것, 제 1 미리 결정된 동작 속도보다 작은 제 2 DC 모터 속도 신호에 대응하는 제 2 미리 결정된 동작 속도에서 DC 냉각 팬을 동작시키는 것, 중 하나를 수행하기 위해, DC 냉각 팬의 직류(DC) 모터를 선택적으로 제어하는 단계를 포함한다.

일 실시예는 냉각 시스템의 상태들을 측정하는 단계를 포함하고, 상기 측정 단계는: 엔진 냉각수, 엔진 오일, 변속기 오일, 및 차량 공기 조절 시스템의 냉각제로 구성된 그룹으로부터 적어도 하나의 온도를 측정하는 단계; 및 차량 공기 조절 시스템의 냉각제의 압력을 측정하는 단계를 포함한다.

일 실시예에서, 팬 냉각 요건을 제어하는 단계는: 냉각 팬 시스템의 시동 후 제 1 중단점에서, DC 모터가 신호를 수신하지 않고 DC 냉각 팬을 동작시키지 않는 것으로부터 제 2 미리 결정된 동작 속도에서 DC 냉각 팬을 동작시키기 위해 DC 모터에 제 2 DC 모터 속도 신호를 제공하는 것으로 본질적으로 동시에 변경하는 단계; 및 DC 냉각 팬의 속도에서 증가를 본질적으로 상쇄시키기 위해 EC 냉각 팬의 가변 속도를 감소시키는 단계를 포함한다.

다른 실시예에서, 조합된 팬 냉각 요건을 제어하는 단계는: EC 냉각 팬 및 DC 냉각 팬의 팬 냉각 요건이 냉각 팬 시스템의 시동 후 제 1 중단점을 넘어 증가한 후에 증가하는 다른 중단점에서, 제 2 미리 결정된 동작 속도에서 DC 냉각 팬을 동작시키기 위해 DC 모터에 제 2 DC 모터 속도 신호를 제공하는 것으로부터 제 1 미리 결정된 동작 속도에서 DC 냉각 팬을 동작시키기 위해 DC 모터에 제 1 DC 모터 속도 신호를 제공하는 것으로 DC 모터를 본질적으로 동시에 변경하는 단계, 및 DC 냉각 팬의 제 1 미리 결정된 동작 속도에 대한 증가를 본질적으로 상쇄하기 위해 EC 냉각 팬의 가변 속도를 감소시키는 단계를 포함한다.

일 실시예에서, 열 교환기는 엔진 냉각수를 수용하기 위한 라디에이터를 포함하고, 다른 실시예에서, 열 교환기는 차량 공기 조절 시스템으로부터 냉각제를 수용하기 위한 응축기를 포함한다.

본 발명의 다른 양태들은 상세한 설명 및 첨부하는 도면들의 고려에 의해 명백해질 것이다.

본 발명은, 상당히 덜 비싼 구성 요소들을 사용하면서, 냉각 시스템을 통해 본질적으로 계속해서 가변하는 범위의 공기 흐름을 제공하고, 그에 의해 이중 EC 모터 시스템의 이익들의 대부분을 제공하는 하나의 EC 모터 및 하나의 DC 모터를 갖는 엔진 냉각 팬 시스템의 구성을 제공한다.

도 1은 동작하는 두 개의 팬들을 갖는 한 쌍의 냉각 팬들을 갖는 엔진 냉각 팬 시스템의 평면도.
도 2는 동작하는 하나의 냉각 팬을 갖는 한 쌍의 냉각 팬들을 갖는 엔진 냉각 팬 시스템의 평면도.
도 3은 EC 모터 및 DC 모터를 포함하는 엔진 냉각 팬 시스템의 전기 배선 회로를 도시하는 도면.
도 4는 DC 모터를 제어하기 위한 압력 스위치 및 온도 스위치를 포함하는 엔진 냉각 팬 시스템의 전기 배선 회로를 포함하는 도면.
도 5는 엔진 냉각 팬 시스템의 동작에 대한 플로차트.
도 6은 엔진 냉각 팬 시스템의 DC 모터 및 EC 모터에 대한 동작 속도 프로파일의 그래프.
도 7은 도 6의 동작 속도 프로파일에 대해 및 종래 기술 장치들에 대해 전력 대 팬 냉각 요구를 도시하는 도면.
도 8은 도 6의 동작 속도 프로파일에 대해 및 종래 기술 장치들에 대해 팬 잡음 대 요구 신호를 도시하는 도면.

본 발명의 임의의 실시예들이 상세히 설명되기 전에, 본 발명은 그의 적용에서 후속하는 기술에서 설명된 또는 후속하는 도면들에 도시되는 구성 요소들의 배열 및 구성의 상세들에 제한되지 않는다는 것이 이해되어야 한다. 본 발명은 다른 실시예들이 존재할 수 있고, 다양한 방식들로 실시되거나 수행될 수 있다.

도 1은 공기 조절(AC) 시스템에 대한 응축기(9) 및 차량 엔진(11)으로 및 그로부터 운반되는 엔진 냉각수를 운반하기 위한 차량 전동 장치의 라디에이터(10)를 포함하는 엔진 냉각 팬 시스템(8)의 도면을 도시한다. 다른 열 교환기들이 고려된다. 또한, 도 1은 전기적으로 정류(EC) 모터(14) 및 팬 날개들(15)을 갖는 제 1 내부 냉각 팬을 도시한다. 이후, 제 1 냉각 팬은 EC 냉각 팬(12)이 고려된다.

또한, 도 1에서, 내부 제 2 냉각 팬은 직류(DC) 모터(18) 및 팬 날개들(19)을 포함한다. 이후, 내부 제 2 냉각 팬은 DC 냉각 팬(16)이 고려된다. 엔진 냉각 팬 모듈은 개별적인 모터들을 갖는 두 개의 냉각 팬들(12, 16)을 둘러싸고 지지하는 측판(20)으로 규정된다. EC 냉각 팬(12) 및 DC 냉각 팬(16)은 하우징 내 개별 측판들에 또는 단일 공유된 측판(20)에 장착된다. 도 1은 또한 요소들을 통해 엔진(11)으로의 공기 흐름(21)의 경로를 도시한다. 도 1에서, 공기 흐름(21)은 차량 난방, 환기, 및 공기 조절(HVAC) 시스템의 공기 조절 시스템에 대한 공기 조절(A/C) 냉각제에 대한 응축기(9)를 통해, 및 엔진 냉각수를 냉각하기 위한 라디에이터(10)를 통해 EC 냉각 팬(12) 및 DC 냉각 팬(16)에 의한 가변적인 흐름 레이트들로 구동된다.

도 2는 EC 냉각 팬(12)이 동작하고 반면에 DC 냉각 팬(16)이 동작하지 않고 있는 것을 제외한, 도 1에 도시된 평면도이다. 또한, 도 2에서, 엔진 냉각 팬 시스템(8)을 포함하는 차량은 이동하지 않고, 예를 들면, 차량의 엔진은 정지 신호에서 공회전하고 있다. 엔진 냉각 팬 시스템(8)을 갖는 차량이 이동하지 않고 DC 모터(18)가 동작하지 않고 있기 때문에, 공기 흐름(21)의 경로를 따라 가열되는 EC 냉각 팬(12)을 통해 엔진 구획에 들어가는 공기 중 일부는 라디에이터(10) 및 응축기(9)로 공기 흐름(22)의 경로를 따라 리턴된다. 역행하는 방향으로의 가열된 공기 흐름(22)의 리턴은 응축기(9) 및 라디이에터(10)의 냉각에 유해하다.

도 3은 엔진 냉각 팬 시스템(8)의 개략적인 전기 회로(24)를 도시한다. 개략적인 전기 회로(24)는 공기 조절 시스템을 위한 A/C 냉각제 압력 센서와 같은 압력 센서(26)를 포함한다. 개략적인 전기 회로(24)는 또한 공기 조절 시스템을 위한 엔진 냉각수 온도 센서 또는 A/C 냉각제 온도 센서와 같은 온도 센서(28)를 포함한다. 온도 센서(28)는 또한 엔진 오일 온도 및 변속기 오일 온도 센서 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 추가의 센서가 차량 속도에 대해 신호들을 엔진 제어 유닛(ECU; 30)으로 제공할 수 있다. 충전 상태 센서는 플러그-인 하이브리드 전기 차량(PHEV) 또는 전기 차량(EV)에 대한 배터리 충전 상태를 ECU(30)에 제공하기 위해 고려된다.

도 3은 또한 복수의 입력들 및 출력들을 갖는 ECU(30)를 도시한다. 몇몇 실시에들에서, ECU(30)는 판독 전용 메모리(ROM)와 같은 메모리 모듈에 저장된 실행 가능한 프로그램을 갖는 프로세서(32)를 포함한다. ECU(30)는 통신 버스 또는 다른 통신 매체들을 통해 압력 센서(26) 및 온도 센서(28)로부터 수신되는 정보를 저장하기 위한 랜덤 액세스 메모리(RAM)와 같은 메모리를 또한 포함한다. ECU(30)는 휘발성 메모리, 비휘발성 메모리, 또는 그의 조합과 같은 비일시적 컴퓨터 판독 가능한 메모리 모듈들을 포함할 수 있고, 다양한 구성들에서, 운영 시스템 소프트웨어, 애플리케이션들/정보들 데이터, 및 그의 조합을 또한 저장할 수 있다. 엔진 냉각 팬 시스템(8)의 환경에서 여기에 논의되지만, ECU(30)는 차량의 엔진(11)을 또한 제어한다.

ECU(30)는 압력 센서(26) 및 온도 센서(28)로부터 신호들을 수신하기 위한 입력 포트들을 갖는다. 다른 입력 포트들은 다수의 압력 센서들(26), 다수의 온도 센서들(28), 차량 속도 센서(도시되지 않음), 및 배터리 충전 상태 센서로부터 신호들을 수신할 수 있다. ECU(30)는 제 1 미리 결정된 동작 속도로 DC 모터(18)를 동작시키기 위한 제 1 DC 모터 속도 신호를 제공하기 위한 제 1 DC 출력 포트를 갖는다. ECU(30)는 제 1 미리 결정된 동작 속도보다 작은 제 2 미리 결정된 동작 속도에서 DC 모터(18)를 동작시키기 위해 제 2 DC 모터 속도 신호를 제공하기 위한 별개의 제 2 DC 출력 포트를 갖는다. ECU(30)는 EC 속도 신호를 EC 모터(14)에 제공하기 위한 EC 출력 포트를 또한 포함한다.

도 3의 개략적인 전기 회로(24)는 EC 냉각 팬(12)의 전기적으로 정류(EC) 모터(14)를 포함하는 팬 제어 회로(36)를 또한 도시한다. EC 모터(14)는 규정된 범위에 걸쳐 본질적으로 계속해서 가변하는 속도에 의해 전기적으로 정류된 형태이다. DC 냉각 팬(16)의 직류(DC) 모터(18)는 일반적으로 DC 브러시형 모터이다.

도 3은 ECU(30)로부터 EC 모터(14)로 EC 모터 속도 신호(V1)를 제공하기 위한 EC 통신선(40)을 도시한다. 도 3은 제 1 릴레이(46)로 제 1 DC 모터 속도 신호(K1)를 제공하기 위한 다른 고속 DC 통신선(42)을 도시한다. 제 1 DC 모터 속도 신호(K1)는 DC 냉각 팬(16)의 DC 모터(18)에 최대 전압 또는 전력을 제공하기 위해 제 1 릴레이(46)에 가깝다. 최대 전압 또는 전력은 제 1 미리 결정된 최대 동작 속도에서 동작하는 DC 냉각 팬(16)으로 이동한다.

또한, 도 3은 제 2 DC 모터 속도 신호(K2)를 릴레이(50)로 제공하기 위한 저속 DC 통신선(48)을 도시한다. 제 2 DC 모터 속도 신호(K2)는, DC 모터(18)에 대한 입력 전압을 감소시키는, DC 모터(18)와 직렬인 저항기(52)를 통해 전압 또는 전력을 DC 모터(18)로 제공하기 위해 제 2 릴레이(50)에 가깝다. 따라서, 제 2 DC 모터 속도 신호(K2)는 제 1 미리 결정된 동작 속도보다 작은 DC 냉각 팬(16)의 제 2 미리 결정된 동작 속도를 초래한다. 추가의 릴레이들 및 저항기들은 DC 냉각 팬(16)에 대하여 추가의 동작 속도들을 제공하기 위해 제공될 수 있다.

ECU(30)로부터 EC 모터 속도 신호(V1) 및 DC 모터 속도 신호들(K1, K2)은 요구 신호 또는 팬 속도 요구라고 집합적으로 불린다. 신호들(V1, K1, K2)은 엔진 냉각 팬 시스템(8)에 대한 팬 냉각 요구로부터 기인한다.

다른 장치들은 다수의 고정된 속도들에 의해 DC 모터(18)의 동작을 달성하기 위해 사용될 수 있다. 이러한 장치들은: 다수의 전기자 권선들, DC 모터(18)로부터 하나 이상의 브러시들을 접속 해제하기 위한 접속 해제 유닛, 및 DC 모터(18)를 동작시키기 위한 추가의 브러시들을 접속하기 위한 접속 회로를 제공하는 것을 포함하지만, 그로 제한되지 않는다.

도 4는 엔진 냉각 팬 시스템(8)의 다른 실시예의 개략적인 전기 회로(54)를 도시한다. 도 3에 도시된 개략적인 전기 회로(24)에 대한 유사한 요소들은 동일한 참조 번호들을 갖고, 따라서 그의 논의는 필요하지 않다. 개략적인 전기 회로(54)는 A/C 냉각제 압력 스위치와 같은 압력 스위치(56), 및 A/C 냉각제 온도 스위치와 같은 온도 스위치(58)를 포함한다.

일 실시예에서, 온도 스위치(58)는 도 4의 개략적인 전기 회로(54)에서 DC 모터 속도 신호(K1)를 직접 제공하기 위해 엔진 냉각 시스템 및 차량 공기 조절 시스템 중 하나로 통합되고, 반면에 압력 스위치(56)는 제 2 DC 모터 속도 신호(K2)를 직접 제공하기 위해 엔진 냉각 시스템 및 차량 공기 조절 시스템 중 하나로 통합된다.

다른 실시예에서, 개략적인 전기 회로(54)의 온도 스위치(58)는 미리 결정된 엔진 냉각수 온도를 감지하기 위한 엔진 냉각수 온도 스위치이다. 온도 스위치(58)는 엔진 냉각 시스템 및 차량 공기 조절 시스템 중 하나로 통합되고, DC 모터 속도 신호들 중 하나를 직접 제공한다.

도 5는 엔진 냉각 팬 시스템(8)의 동작을 위한 프로그램 또는 알고리즘을 도시하는 플로차트(60)이다. 도 6은 EC 모터(14)로부터 및 DC 모터(18)에 대한 팬 속도에 대한 동작하는 팬 속도 프로파일의 일 실시예에 대한 그래프(70)를 도시한다. EC 모터(14) 및 DC 모터(18)를 제어하는 방법은 공기 흐름 또는 전력의 타깃 프로파일을 팬 냉각 요구의 함수로서 규정하고, 이후 타깃 프로파일을 대략 달성하기 위해 두 개의 냉각 팬들(12, 16)의 동작 상태들(속도 설정들)을 결정함으로써 확립된다. 팬 동작 상태들의 결과 맵은 도 6에 도시되는 냉각 팬들(12, 16)의 "동작 프로파일"이다. 동작 프로파일은 모든 구동 상태들에 걸쳐 소비된 총 에너지를 최소화하기 위해 예상된 또는 실제 차량 냉각 요구 프로파일(예를 들면, 일반적인 구동 주기에 대하여)와 함께 결정될 수 있다.

도 7은 도 6에서와 같은 타깃 프로파일에 대응하는 팬 냉각 요구의 함수로서 두 개의 냉각 팬들(12, 16)의 전력에 대한 그래프(80)를 도시한다.

동작

도 5에 도시된 플로차트(60)에서, 제 1 단계(62)에서, 차량 동작 상태들(압력들, 온도들, 차량 속도, 및 배터리 충전 상태)이 감지되고 ECU(30)의 프로세서(32)에 제공된다. 프로그램은 단계(64)로 진행한다.

단계(64)에서, ECU(30)의 프로세서(32)는, 일 실시예에서, EC 모터(14) 및 DC 모터(18)의 각각을 최대 전력에서 동작시킬 때, 가능한 최대 냉각 출력의 퍼센티지에 대응하는 EC 모터(14) 및 DC 모터(18)의 조합에 대해 팬 냉각 요구를 결정하도록 구성된다. 프로세서(32)는 단계(66)로 진행한다.

단계(66)에서, ECU(30)는 EC 모터 속도 신호(V1)를 조정하고 DC 모터 속도 신호(K1, K2)를 팬 제어 회로(36)로 제공하거나 또는 모터 속도 신호를 팬 제어 회로(36)로 제공하지 않는다. EC 모터 속도 신호(V1)에 응답하여, EC 모터(14)가 구동된다. DC 모터 속도 신호(K1, K2) 또는 모터 속도 신호 없음에 응답하여, 팬 제어 회로(36)는 DC 모터(18)를 선택적으로 구동한다. 팬 냉각 요구는 EC 냉각 팬(12)의 EC 모터(14) 및 DC 냉각 팬(16)의 DC 모터(18)에 대한 적절한 개별적인 팬 속도들을 초래한다.

세그먼트(3) 또는 제 3 상태(3)에 대하여, 도 6의 그래프(70)에 도시된 바와 같이, DC 모터는 오프 상태에 있고, 팬 냉각 요구가 발생할 때, EC 모터(14)는 약 600 rpm의 최소 팬 속도에서 동작한다. 중단점(2)에서, ECU(30)는 제 2 DC 모터 속도 신호(K2)를 제공해서 DC 모터(18)는 제 2 미리 결정된 동작 속도에서 동작하고, EC 모터(14)의 EC 모터 속도 신호(V1)는 EC 냉각 팬(12)의 팬 속도를 감소시키기 위해 감소된다. 도 7은 중단점(2)에서 EC 모터(14) 및 DC 모터(18)의 쌍에 제공된 전력이 약 120 와트로 증가되는 것을 도시한다. 프로세서(32)는 이후 단계(62)로 리턴한다.

이후, 프로그램은 팬 냉각 요구에 대응하도록 EC 냉각 팬(12) 및 DC 냉각 팬(16)으로부터의 적절한 냉각 출력을 제공하기 위해 단계들(62, 64, 66)을 반복한다. 다른 팬 냉각 요구가 단계(64)에서 결정될 때, 냉각 팬들(12, 16)의 팬 속도들은 다음과 같이 단계(66)에서 증가된다. 도 6에 도시된 바와 같이, 세그먼트(2) 또는 제 2 상태(2)에서, ECU(30)는 도 6에서 점선으로 도시된 본질적으로 일정한 제 2 미리 결정된 동작 속도에서 DC 모터(18)를 동작시키도록 제 2 DC 모터 속도 신호(K2)를 유지하고, 반면에 EC 모터 속도 신호(V1)는 도 6에서 실선으로 도시된 EC 모터(14)의 본질적으로 계속해서 가변하는 속도가 증가되도록 증가된다.

다른 팬 냉각 요구이 요청될 때, 프로그램이 단계들(62, 64, 66)을 반복하기 때문에, 프로그램은 도 6 및 도 7에 도시되는 중단점(1)에 도달한다. 중단점(1)에서, ECU(30)는 제 1 DC 모터 속도 신호(K1)를 출력하고 DC 모터(18)는 제 1 미리 결정된 최대 동작 속도로 이동한다. ECU(30)는 전력을 감소시키고, 동작 속도를 낮추거나 EC 모터(14)의 동작을 중단시키는 EC 모터 속도 신호(V1)를 EC 모터(14)로 출력한다. 따라서, EC 모터(14)에 대한 전력의 감소는 본질적으로 DC 모터(18)의 속도의 증가를 상쇄하는 EC 모터(14)의 동작 속도의 감소를 제공한다. 도 7은 중단점(1)에서 EC 모터(14) 및 DC 모터(18)에 대한 팬 전력의 전체 증가 및 이후 세그먼트(1) 또는 제 1 상태(1)로의 진행을 도시한다. 이후, 팬 냉각 요구의 증가는 최대 팬 속도에서 EC 모터(14)를 동작시키기 위해 EC 모터 속도 신호(V1)를 증가시킨다.

결과로, 일 실시예에서 단계(64)에서, 프로세서(32)는 원하는 냉각수 온도를 획득하기 위해 팬 냉각 요구에 대한 조정을 획득하기 위해 엔진 냉각수에 대한 냉각시 원하는 변화를 결정하도록 구성된다. 단계(66)에서, 프로세서(32)는 팬 냉각 요구에 대한 조정에 의존하여 제 1 DC 모터 속도 신호(K1), 제 2 DC 모터 속도 신호(K2), 및 DC 모터 속도 신호 없음으로 구성된 그룹 중 하나 및 EC 모터 속도 신호(V1)를 생성한다.

이후, 추가의 냉각이 단계(64)에서 ECU(30)에 의해 요청될 때, 100%의 최대 팬 냉각 요구 또는 필요한 냉각을 제공하기 위한 다른 타깃 값이 획득될 때까지, EC 모터(14)의 동작 속도는 세그먼트(1) 내에서 증가된다.

도 4에 도시된 개략적인 전기 회로(54)는 다음을 제외하고 도 5에 관하여 상기에 논의된 장치에 대해 유사한 방식으로 동작한다. 도 3 실시예에서와 같이, EC 모터(14)의 동작 속도는 압력 센서(26) 및 온도 센서(28)로부터의 입력들 중 적어도 하나에 기초하여 ECU(30)에 의해 제어된다. 그러나, 도 4 실시예의 동작은 릴레이를 종료하는 역할을 하고, 제 2 미리 결정된 동작 속도를 DC 모터(18)로 제공하는 압력 스위치(56)를 구비함으로써 간략화된다. 따라서, 압력 스위치(56)는 제 2 중단점을 트리거한다. 또한, 온도 스위치(58)는 릴레이(46)를 중단하고, DC 모터에 대해 최대 제 1 미리 결정된 동작 속도를 야기하는 최대 전압을 DC 모터(18)에 제공하도록 동작한다. 따라서, 도 4 장치에서, ECU(30)는 DC 모터(18)의 릴레이들로 신호들(K1, K2)을 결정 및 제공하지 않는다.

종래 기술 장치들과의 비교

도 7 및 도 8은 두 개의 종래 기술 장치들을 갖는 도 3의 장치의 비교를 도시한다. 상기에 설명된 바와 같이, 도 7은 전력 대 대응하는 모터들(14, 18)에 대한 원하는 팬 냉각 요구에 대한 그래프(80)를 도시한다. 도 8은 다양한 팬 냉각 요구 퍼센티지들에서 한 쌍의 냉각 팬들(12, 16)에 의한 잡음 출력의 그래프(90)를 도시한다. 잡음은 차량상 또는 차량 엔진 수납부 내 냉각 팬들(12, 16)의 장착 위치로부터 업스트림 또는 앞의 2 미터의 거리에서 측정된다.

도 7 및 도 8에서, 종래 기술 DE '236에 개시 및 도시된 장치의 균등물은 또한 본 발명의 일 실시예와 비교하여 도시된다. 도 7에서, 전력 대 DE '236의 팬 냉각 요구는 짧은 점선 그래프 라인으로 나타내진다. 팬 냉각 요구의 0% 내지 중단점(2) 및 중단점(1) 내지 100%에서, 짧은 점선은 본 발명의 EC 모터(14) 및 DC 모터(18)에 대한 실선에 대응한다. 따라서, 동작에서 차이가 중단점(1)과 중단점(2) 사이에 존재하고, 본 발명에 개시된 실시예는 더 적은 전력을 사용하여 더 양호한 팬 냉각을 제공한다. 도 8에서, 다시 DE '236의 그래프 라인은 짧은 점선으로 제공되고 0% 내지 중단점(2) 및 또한 중단점(1) 내지 냉각 요구의 100%로 본 발명의 EC 모터 및 DC 모터 실시예의 그래프 라인에 대응하고, 그것에 대하여 EC 모터(14) 및 DC 모터(18)는 최대 속도들에서 동작한다.

도 7 및 도 8에서 섀도잉 또는 크로스 해치 영역은 DE '236의 DC 모터가 차량이 정지해서 공회전하고 있는 경우 동작해야 하고, EC 모터(14)는 응축기(9), 라디에이터(10), 및 EC 냉각 팬(12)을 통해 반대 방향으로 가열된 공기 흐름(22)의 리턴을 나타내는 화살표로 도시되는 바와 같이 리턴되는 공기 흐름(21)을 엔진 수납부로 제공하는 상태들을 나타낸다. 따라서, DC 모터(18)는 DC 냉각 팬(16)을 통해 가열된 공기 흐름(22)의 라디에이터(10) 및 응축기(9)로의 리턴을 방지하도록 동작되어야 한다.

도 7 및 도 8의 섀도잉 영역은 또한 DC 모터의 고속 동작이 피크 엔진 냉각 요구(예를 들면, 더운 날씨의 힐 클라임) 동안만을 위해 요청될 때, DE '236 시스템에 대해 요구될 수 있다. DE '236가 DC 모터의 단지 하나의 속도에 대해서만 허용하기 때문에, 상기 모터는 단일 EC 구동 팬이 응축기의 적절한 냉각을 유지하기에 불충분할 때마다 동반하는 높은 전력 소비 및 잡음을 갖고 전속력으로 구동해야 한다. 본 발명은, 최대 전력이 DC 모터(18)에 대해 요구되지 않을 때, 도 6 내지 도 8에 도시된 바와 같이 더 낮은 전력 및 잡음에서 엔진 냉각 팬 시스템(8)의 동작을 허용한다. 따라서, 본 발명은 더 바람직한 동작 곡선을 갖고 효율적인 방식으로 동작한다.

도 7 및 도 8에서, 그래프들(70, 80)에 도시된 긴 점선은 이중 EC 모터들을 구비하는 팬 냉각 시스템에 대응한다. 상기에 설명된 바와 같이, 이중 EC 모터들의 개시된 조합은 전력 효율성 및 감소된 잡음 출력을 제공하지만, 상당히 더 큰 비용이 든다. 상기에 설명된 바와 같이 및 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 개시된 장치는 상당히 더 적은 이로운 비용으로 이중 EC 모터 장치에 유사한 성능을 제공한다.

자동차들은 덥거나 습한 날씨 동안 승객실에서 쾌적한 온도를 유지하기 위해 차량 난방, 환기, 및 공기 조절 시스템이 종종 장착된다. 차량 공기 조절 시스템의 부분으로서, 응축기(9)는 라디에이터(10) 바로 앞에 엔진 수납부에 관례적으로 설치되어서, 냉각 팬들이 동작하고 있을 때, 냉각 팬들(12, 16)은 응축기 및 라디에이터를 통해 공기를 외부로 뽑아낼 것이다. 응축기(9)의 기능은 승객실로부터 열을 제거하는 프로세스에서 기화된 차량 A/C 냉각제를 냉각하고 응결시키는 것이다.

응축기(9)의 기능은 차량 공기 조절 시스템이 동작하고 있는 모든 시간들에서 냉각하는 공기 흐름이 제공되는 것을 요구한다. 차량이 공회전으로 서있을 때, 이러한 공기 흐름은 냉각 팬들(12, 16)에 의해 제공되어야 한다. 두 개의 냉각 팬들(12, 16)이 동작하고 있는 경우, 응축기(9)는 응축기(9)의 전체 표면에 걸쳐 공기 흐름을 제공하는 두 개의 냉각 팬들(12, 16)의 동작에 의해 대략 균등하게 냉각된다. 응축기(9), 라디에이터(10), 및 냉각 팬들(12, 16)을 통과한 후, 이러한 공기 흐름(21)은, 최후에 도 1에 도시된 엔진 수납부를 떠나기 전에, 엔진 수납부로, 엔진(11) 및 후드 구성 요소들 아래의 다른 것 주위로 흐른다. 라디에이터(10) 및 응축기(9)를 통하여 및 엔진(11)의 뜨거운 표면들 주위를 통과함으로써 가열된, 공기 흐름(21)은 외부 공기보다 실질적으로 높은 온도에서 냉각 팬들(12, 16)을 떠난다.

차량이 엔진 공회전과 함께 정지될 때, 두 개의 냉각 팬들(12, 16) 중 단지 하나만이 동작하고 있는 경우, 엔진 수납부에서 가열된 공기는 도 2에 도시된 바와 같이 엔진(11)에 의한 공기 흐름의 폐색 및 DC 냉각 팬(16)의 DC 모터(18)의 동작의 부족에 의해 공기 흐름(21)의 방향에 관하여 역방향으로 라디에이터(10) 및 응축기(9)를 통해 엔진 수납부로부터 본질적으로 역방향으로 공기 흐름(22)을 역류 또는 리턴하는 경향을 가질 것이다. 이러한 상황에서, 차량 공기 조절 시스템의 기능은 두 개의 이유들 때문에 심각하게 열화될 것이다: 첫째, 응축기(9)의 절반은 냉각을 위해 외부 공기를 수용하고 있고, 둘째, 엔진 수납부로부터 뜨거운 공기의 역류의 대상이 되는 응축기(9)의 영역은 냉각 대신에 차량 공기 조절 시스템의 응축기에서 A/C 냉각제를 재가열하는 경항이 있을 것이다.

통상적으로, DC 냉각 팬(16)의 DC 모터(18)의 낮은 동작 속도는 공회전시 역방향 공기 흐름을 방지하고 모든 동작 상태들에서 응축기(9)의 충분한 냉각을 제공하기에 충분하다. DE '236에서, DC 모터에 전력을 공급하기 위해 더 낮은 온도 또는 상태에서 중단점(2)이 존재하지 않는다. 따라서, 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, DE '236의 DC 모터는 중단점(1)까지 작동하지 않는다.

본 발명의 중단점들(1, 2)은 각각의 중단점에서 팬 출력, 팬 공기 흐름, 및/또는 팬 잡음의 크기를 변경하기 위해 팬 냉각 요구의 더 크거나 더 작은 값들을 발생시키도록 설정될 수 있다. 또한, 중단점들은 팬 냉각 요구가 중단점이 접해질 때 증가하는지 또는 감소하는지에 의존하여 상이한 팬 냉각 요구 값들에서 발생하도록 설정될 수 있다. 시동시, DC 냉각 팬(16)은 EC 팬 속도가 시동 후 중단점 또는 중단점(2)으로 증가할 때까지 오프 상태에 있다. 다른 중단점 또는 중단점(1)은 시동 후 중단점을 넘어서 높은 팬 냉각 요구에서 발생한다.

제어 신호들 중 어느 것은 ECU(30)와 다른 소스로부터 발생할 수 있다. 예를 들면, DC 모터(18)의 고정된 미리 결정된 속도 레벨들은 엔진 냉각 및/또는 차량 공기 조절 시스템으로 통합되는 도 4에 도시된 온도 스위치(58) 또는 압력 스위치(56)에 의해 작동된다. ECU(30)로부터 분리된 다른 디바이스들은 제어 신호들(V1, K1, K2) 중 어느 하나 또는 그들 모두를 생성하기 위해 사용될 수 있다. 또한, DC 모터는 하나 이상의 온도 스위치들 또는 하나 이상의 압력 스위치들에 의해 작동될 수 있다. 예를 들면, 온도 스위치들의 일 그룹 중 하나 이상의 온도 스위치들은 특정 동작 속도에서 DC 모터(18)를 작동시킬 수 있다. 다른 실시예에서, 도 4에 도시된 압력 스위치(56)는 다른 동작 속도에서 DC 모터(18)를 작동시키기 위해 온도 스위치로 교체된다.

EC 모터 속도는, EC 모터(14)가 최소 속도에서 동작하고 있을 때까지 팬 속도 요구가 감소됨에 따라 감소된다. 차량 냉각 요구가 미리 설정된 레벨 이하로 떨어질 때, EC 냉각 팬(12) 및 DC 냉각 팬(16) 둘 모두는 전력이 차단된다.

또한, 냉각 팬 시스템을 사용하여 열 교환기를 냉각시키는 방법은 엔진 냉각 시스템 및 차량 공기 조절 시스템 중 하나 이상의 상태들을 측정하는 단계를 포함한다. 상태들은 온도, 압력, 및 다른 바람직한 속성들을 포함한다. 몇몇 실시예들에서, 상태들은 개별적인 팬 속도들을 제어하기 위해 열 교환기에 대한 냉각시 원하는 변화를 결정하는 것을 돕는다. 일 실시예에서, 냉각 팬 시스템은 파워트레인 냉각 시스템에 대한 냉각을 제공한다. 다른 실시예에서, 전기 자동차는 파워트레인 냉각 시스템을 포함하고 엔진 냉각 시스템을 포함하지 않는다.

따라서, 본 발명은, 다른 것들 중에서, 응축기(9), 라디에이터(10) 및 엔진(11)에 대한 효율적이고 저렴한 냉각을 제공하기 위해 EC 냉각 팬(12)을 본질적으로 계속해서 동작시키고 선택된 다수의 속도들에서 DC 냉각 팬(16)을 동작시키기 위한 방법 및 시스템을 제공한다. 본 발명의 다양한 특징들 및 이점들은 다음의 청구항들에서 설명된다.

8 : 엔진 냉각 팬 시스템 9 : 응축기
10 : 라디에이터 11 : 차량 엔진
12 : EC 냉각 팬 14 : EC 모터
15 : 팬 날개들 16 : DC 냉각 팬
18 : DC 모터 19 : 팬 날개들
20 : 측판

Claims

차량용 냉각 팬 시스템에 있어서,
규정된 범위에 걸쳐 본질적으로 계속해서 가변하는 속도를 갖는 전기적 정류(EC) 모터를 포함하는 EC 냉각 팬;
제 1 미리 결정된 동작 속도 및 상기 제 1 미리 결정된 동작 속도보다 적은 제 2 미리 결정된 동작 속도를 갖는 직류(DC) 모터를 포함하는 DC 냉각 팬; 및
EC 모터 속도 신호에 응답하여 상기 EC 모터의 상기 가변하는 속도를 제어하기 위해, 그리고 제 1 DC 모터 속도 신호에 응답하여 상기 제 1 미리 결정된 동작 속도로 및 제 2 DC 모터 속도 신호에 응답하여 상기 제 2 미리 결정된 동작 속도로 상기 DC 모터를 제어하기 위한 팬 제어 회로를 포함하는, 차량용 냉각 팬 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 냉각 팬 시스템은 엔진 냉각 이중 팬 시스템을 포함하는, 차량용 냉각 팬 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 팬 제어 회로는 상기 제 2 미리 결정된 동작 속도로 상기 DC 모터를 작동시키기 위해 상기 DC 모터와 직렬인 저항기를 포함하는, 차량용 냉각 팬 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 제 2 미리 결정된 동작 속도에서 상기 DC 모터의 동작은 상기 DC 모터에 대한 다수의 전기자 권선들, 상기 DC 모터들 중 하나 이상의 브러시들을 접속 해제하기 위한 접속 해제 회로, 또는 상기 제 1 미리 결정된 동작 속도로 및 상기 제 2 미리 결정된 동작 속도로 상기 DC 모터를 작동시키기 위해 추가의 브러시들을 접속하기 위한 접속 회로에 의해 달성되는, 차량용 냉각 팬 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 DC 모터 속도 신호들 중 하나는 엔진 냉각 시스템 및 차량 공기 조절 시스템 중 하나 이상으로 통합된 하나 이상의 온도 스위치들에 의해 직접 제공되는, 차량용 냉각 팬 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 DC 모터 속도 신호는 엔진 냉각 시스템, 파워트레인 냉각 시스템, 및 차량 공기 조절 시스템으로 구성되는 그룹 중 하나에 통합된 온도 스위치에 의해 직접 제공되고, 상기 제 2 DC 모터 속도 신호는 상기 엔진 냉각 시스템, 상기 파워트레인 냉각 시스템, 및 상기 차량 공기 조절 시스템으로 구성된 그룹 중 하나에 통합된 압력 스위치에 의해 직접 제공되는, 차량용 냉각 팬 시스템.
제 1 항에 있어서,
엔진 제어 유닛을 포함하고,
상기 EC 모터 속도 신호 및 상기 제 1 및 제 2 DC 모터 속도 신호들은 상기 엔진 제어 유닛으로부터 출력되는, 차량용 냉각 팬 시스템.
제 7 항에 있어서,
상기 엔진 제어 유닛은 상기 EC 모터 속도 신호를 제공하기 위해 전자 팬 제어 회로에 접속된 EC 출력 포트를 포함하고,
상기 엔진 제어 유닛은 상기 제 1 DC 모터 속도 신호 및 상기 제 2 DC 모터 속도 신호를 제공하기 위해 상기 전자 팬 제어 회로에 접속된 별개의 제 1 DC 출력 포트 및 제 2 DC 출력 포트를 포함하고,
제 1 DC 모터 속도 신호 및 제 2 DC 모터 속도 신호가 상기 엔진 제어 유닛에 의해 제공되지 않을 때, 상기 DC 모터는 오프 상태에 있는, 차량용 냉각 팬 시스템.
제 8 항에 있어서,
상기 EC 냉각 팬 및 상기 DC 냉각 팬은,
상기 EC 냉각 팬이 본질적으로 계속해서 가변하는 속도로 동작 중이고 상기 DC 냉각 팬이 동작 중이 아닌 제 1 상태,
상기 EC 냉각 팬이 본질적으로 계속해서 가변하는 속도로 동작 중이고 상기 DC 냉각 팬이 상기 제 2 미리 결정된 동작 속도로 동작 중인 제 2 상태, 및
상기 EC 냉각 팬이 본질적으로 계속해서 가변하는 속도로 동작 중이고 상기 DC 냉각 팬이 상기 제 1 미리 결정된 동작 속도로 동작 중인 제 3 상태, 중 하나로 동작하는, 차량용 냉각 팬 시스템.
제 1 항에 있어서,
엔진 냉각수 온도를 제공하기 위한 엔진 냉각수 온도 센서, 및
프로세서를 갖는 엔진 제어 유닛으로서, 상기 프로세서는:
상기 엔진 냉각수 온도를 수신하고,
원하는 냉각수 온도를 얻기 위해 팬 냉각 요구에 대한 조정을 획득하기 위해 엔진 냉각수에 대한 냉각시 원하는 변화를 결정하고,
상기 팬 냉각 요구에 대한 조정에 의존하여 상기 제 1 DC 모터 속도 신호, 상기 제 2 DC 모터 속도 신호, DC 모터 속도 신호 없음으로 구성된 그룹 중 하나 및 상기 EC 모터 속도 신호를 생성하도록 구성된, 상기 엔진 제어 유닛을 포함하고,
전자 팬 제어 회로는:
상기 제 1 DC 모터 속도 신호를 수신하도록 구성된 제 1 릴레이,
상기 제 2 DC 모터 속도 신호를 수신하도록 구성된 제 2 릴레이, 및
상기 DC 모터와 직렬인 저항기를 추가로 포함하고,
상기 제 1 릴레이는 상기 제 1 DC 모터 속도 신호에 응답하여 전력을 상기 DC 모터에 제공하여 상기 제 1 미리 결정된 동작 속도의 상기 DC 모터를 통해 상기 DC 냉각 팬을 동작시키고, 상기 제 2 릴레이는 상기 제 2 DC 모터 속도 신호에 응답하여 상기 저항기를 통해 전력을 상기 DC 모터로 제공하여 상기 제 2 미리 결정된 동작 속도의 상기 DC 모터를 통해 상기 DC 냉각 팬을 동작시키는, 차량용 냉각 팬 시스템.
냉각 팬 시스템을 사용하여 차량의 냉각 시스템을 냉각시키는 방법에 있어서,
상기 냉각 시스템의 상태들을 측정하는 단계;
상기 냉각 시스템에 대해 냉각시 원하는 변화를 결정하는 단계;
상기 냉각시 상기 원하는 변화에 기초하여, 개별 팬 속도들을 제어하는 단계로서, 상기 개별 팬 속도들을 제어하는 단계는:
EC 냉각 팬의 연속적으로 가변하는 속도에 대해 전기적으로 정류(EC) 모터를 제어하는 것, 및
DC 냉각 팬의 직류(DC) 모터가,
상기 DC 냉각 팬을 동작시키기 위한 전력을 제공하지 않는 것,
제 1 DC 모터 속도 신호에 대응하는 제 1 미리 결정된 동작 속도에서 상기 DC 냉각 팬을 동작시키는 것, 및
상기 제 1 미리 결정된 동작 속도보다 작은 제 2 DC 모터 속도 신호에 대응하는 제 2 미리 결정된 동작 속도에서 상기 DC 냉각 팬을 동작시키는 것, 중 하나를 수행하도록 선택적으로 제어하는 것에 의한, 상기 개별적인 팬 속도들을 제어하는 단계를 포함하는, 차량의 냉각 시스템을 냉각시키는 방법.
제 11 항에 있어서,
상기 냉각 시스템의 상태들을 측정하는 단계는:
엔진 냉각수 및 차량 공기 조절 시스템의 냉각제로 구성되는 그룹으로부터 적어도 하나의 온도를 측정하는 단계; 및
적어도 차량 공기 조절 시스템의 냉각제의 압력을 측정하는 단계를 포함하는, 차량의 냉각 시스템을 냉각시키는 방법.
제 11 항에 있어서,
냉각시 상기 원하는 변화를 제어하는 단계는:
상기 냉각 팬 시스템의 시동 후 제 1 중단점에서, 본질적으로 동시에,
상기 제 2 미리 결정된 동작 속도에서 상기 DC 냉각 팬을 동작시키기 위해, 신호를 수신하지 않고 상기 DC 냉각 팬을 동작시키지 않는 것으로부터 상기 DC 모터에 상기 제 2 DC 모터 속도 신호를 제공하는 것으로 상기 DC 모터를 변경하는 단계, 및
상기 DC 냉각 팬의 속도에서 증가를 본질적으로 상쇄하기 위해 상기 EC 냉각 팬의 상기 가변적인 속도를 감소시키는 단계를 포함하는, 차량의 냉각 시스템을 냉각시키는 방법.
제 13 항에 있어서,
냉각시 상기 원하는 변화를 제어하는 단계는:
상기 EC 냉각 팬 및 상기 DC 냉각 팬에 의해 제공된 냉각시 상기 원하는 변화는 상기 냉각 팬 시스템의 시동 후 상기 제 1 중단점을 넘어 증가한 후 증가하는, 제 2 중단점에서, 본질적으로 동시에,
상기 제 2 미리 결정된 동작 속도에서 상기 DC 냉각 팬을 동작시키기 위해 상기 DC 모터에 상기 제 2 DC 모터 속도 신호를 제공하는 것으로부터, 상기 제 1 미리 결정된 동작 속도에서 상기 DC 냉각 팬을 동작시키기 위해 상기 DC 모터에 상기 제 1 DC 모터 속도 신호를 제공하는 것으로 상기 DC 모터를 변경하는 단계, 및
상기 DC 냉각 팬의 상기 제 1 미리 결정된 동작 속도에 대한 증가를 본질적으로 상쇄하기 위해 상기 EC 냉각 팬의 상기 가변적인 속도를 감소시키는 단계를 포함하는, 차량의 냉각 시스템을 냉각시키는 방법.
제 11 항에 있어서,
상기 냉각 시스템은 엔진 냉각수를 수용하기 위한 라디에이터를 포함하는, 차량의 냉각 시스템을 냉각시키는 방법.
제 11 항에 있어서,
상기 냉각 시스템은 차량 공기 조절 시스템으로부터 냉각제를 수용하기 위한 응축기를 포함하는, 차량의 냉각 시스템을 냉각시키는 방법.