KR20190065614A

KR20190065614A - 차량용 쿨링팬 제어방법

Info

Publication number: KR20190065614A
Application number: KR1020170164948A
Authority: KR
Inventors: 김연호; 김재연; 조완제
Original assignee: 현대자동차주식회사; 기아자동차주식회사
Priority date: 2017-12-04
Filing date: 2017-12-04
Publication date: 2019-06-12
Also published as: KR102487185B1; CN110015198B; CN110015198A; US10493815B2; US20190168568A1

Abstract

차량용 쿨링팬 제어방법이 개시된다. 본 발명의 실시예에 따른 차량용 쿨링팬 제어방법은 스택용 라디에이터와, 상기 스택용 라디에이터의 전방에 배치되는 전장용 라디에이터와, 상기 전장용 라디에이터와 차량의 폭 방향을 기준으로 병렬 배치되는 컨덴서와, 상기 스택용 라디에이터의 후방에서 상기 전장용 라디에이터와 상기 컨덴서에 각각 대응하는 위치에 구비되는 제1, 제2 쿨링팬을 포함하는 쿨링모듈에서 차량의 주행 상태 및 에어컨 가동 여부에 따라 상기 제1, 제2 쿨링팬의 작동속도를 제어하기 위한 것으로, 차량의 시동을 온 시켜 주행을 하는 단계; 스택 온도를 감지하고, 상기 스택용 라디에이터가 요구하는 상기 제1, 및 제2 쿨링팬의 제1 요구속도(A)를 설정하는 단계; 전장품의 온도를 감지하고, 상기 전장용 라디에이터가 요구하는 상기 제1 쿨링팬의 제2 요구속도(B)를 설정하는 단계; 에어컨의 작동여부를 판단하는 단계; 에어컨이 작동된 것으로 판단되면, 에어컨 압력을 감지하고, 상기 컨덴서가 요구하는 상기 제2 쿨링팬의 제2 요구속도(C)를 설정하는 단계; 상기 제1, 및 제2 쿨링팬의 제1 요구속도(A)가 상기 제1 쿨링팬의 제2 요구속도(B) 보다 크거나 같고, 상기 제1, 및 제2 쿨링팬의 제1 요구속도(A)가 상기 제2 쿨링팬의 제2 요구속도(C) 보다 크거나 같은지를 판단하는 단계; 상기 단계에서 조건을 만족하면, 상기 제1, 및 제2 쿨링팬을 상기 제1 요구속도(A)로 설정하는 단계; 설정된 상기 제1 쿨링팬의 요구속도와, 설정된 상기 제2 쿨링팬의 요구속도의 차이에 대한 절대값이 공진 주파수 RPM(α) 보다 크거나 같은지를 판단하는 단계; 설정된 상기 제1 쿨링팬의 요구속도와, 설정된 상기 제2 쿨링팬의 요구속도의 차이에 대한 절대값이 공진 주파수 RPM(α) 보다 크거나 같은지를 판단하는 단계에서 조건을 만족하면, 상기 제1, 및 제2 쿨링팬을 설정된 요구속도로 작동시키는 단계; 스택 및 전장품의 냉각수온과 에어컨 압력이 기 설정된 설정치 내에 있는지를 판단하는 단계; 및 상기 스택 및 전장품의 냉각수온과 에어컨 압력이 기 설정된 설정치 내에 있는 것으로 판단되면, 제어를 종료하는 단계를 포함한다.

Description

차량용 쿨링팬 제어방법{COOLING FAN CONTROL METHOD FOR VEHICLE}

본 발명은 차량용 쿨링팬 제어방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 차량의 상태에 따라 전기 자동차에서 쿨링모듈에 듀얼로 구비되는 쿨링팬의 작동을 제어하여 소모동력을 최소화시키도록 하는 차량용 쿨링팬 제어방법에 관한 것이다.

최근 에너지 효율과 환경오염 문제에 대한 관심이 날로 커지면서 내연기관 자동차를 실질적으로 대체할 수 있는 친환경 자동차의 개발이 요구되고 있으며, 이러한 친환경 자동차는 보통 연료전지나 전기를 동력원으로 하여 구동되는 전기 자동차나, 엔진과 전기배터리를 이용하여 구동되는 하이브리드 자동차로 구분된다.

여기서, 전기자동차에는 연료전지 또는 배터리를 냉각하기 위한 스택 라디에이터와, 전장품을 냉각하는 전장용 라디에이터와, 컨덴서, 및 쿨링팬을 포함하는 쿨링모듈이 차량의 전방에 배치된다.

이러한 쿨링모듈은 차량의 주행 상태, 및 에어컨 시스템의 작동여부에 따라 연료전지 또는 배터리와 전장품을 효율적으로 냉각시키고, 에어컨 시스템의 냉방성능을 향상시키도록 성능 확보가 요구된다.

그러나 쿨링모듈의 성능 확보를 위해서는 쿨링팬의 용량을 증대시키거나 쿨링팬을 효율적으로 제어해야 하지만, 한정된 엔진룸 공간에서 장착공간의 확보가 어려워 용량 증대에 한계가 있고, 각 구성요소들의 요구 냉각온도가 서로 상이하기 때문에 각 구성요소들의 요구 냉각온도에 맞게 쿨링팬을 제어하기가 어려운 단점이 있다.

또한, 각 구성요소들의 요구 냉각온도 중, 최대 냉각온도에 따라 쿨링팬을 작동시킬 경우에는 다른 구성요소들이 불필요하게 냉각되고, 쿨링팬의 소모동력이 증가되기 때문에 차량의 최대 주행거리가 짧아지는 단점도 있다.

이 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래 기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 전기자동차에서 주행 상태 및 에어컨 작동에 따라 쿨링모듈에 듀얼로 구비되는 쿨링팬의 작동 시, 각 구성요소들의 쿨링팬 요구속도를 비교하여 각 쿨링팬의 작동을 독립 제어함으로써, 쿨링팬의 소모동력을 최소화하여 불필요한 전력소모를 방지하고, 차량의 전체 주행거리를 증대시키도록 하는 차량용 쿨링팬 제어방법을 제공하고자 한다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 차량용 쿨링팬 제어방법은 스택용 라디에이터와, 상기 스택용 라디에이터의 전방에 배치되는 전장용 라디에이터와, 상기 전장용 라디에이터와 차량의 폭 방향을 기준으로 병렬 배치되는 컨덴서와, 상기 스택용 라디에이터의 후방에서 상기 전장용 라디에이터와 상기 컨덴서에 각각 대응하는 위치에 구비되는 제1, 제2 쿨링팬을 포함하는 쿨링모듈에서 차량의 주행 상태 및 에어컨 가동 여부에 따라 상기 제1, 제2 쿨링팬의 작동속도를 제어하기 위한 것으로, 차량의 시동을 온 시켜 주행을 하는 단계; 스택 온도를 감지하고, 상기 스택용 라디에이터가 요구하는 상기 제1, 및 제2 쿨링팬의 제1 요구속도(A)를 설정하는 단계; 전장품의 온도를 감지하고, 상기 전장용 라디에이터가 요구하는 상기 제1 쿨링팬의 제2 요구속도(B)를 설정하는 단계; 에어컨의 작동여부를 판단하는 단계; 에어컨이 작동된 것으로 판단되면, 에어컨 압력을 감지하고, 상기 컨덴서가 요구하는 상기 제2 쿨링팬의 제2 요구속도(C)를 설정하는 단계; 상기 제1, 및 제2 쿨링팬의 제1 요구속도(A)가 상기 제1 쿨링팬의 제2 요구속도(B) 보다 크거나 같고, 상기 제1, 및 제2 쿨링팬의 제1 요구속도(A)가 상기 제2 쿨링팬의 제2 요구속도(C) 보다 크거나 같은지를 판단하는 단계; 상기 단계에서 조건을 만족하면, 상기 제1, 및 제2 쿨링팬을 상기 제1 요구속도(A)로 설정하는 단계; 설정된 상기 제1 쿨링팬의 요구속도와, 설정된 상기 제2 쿨링팬의 요구속도의 차이에 대한 절대값이 공진 주파수 RPM(α) 보다 크거나 같은지를 판단하는 단계; 설정된 상기 제1 쿨링팬의 요구속도와, 설정된 상기 제2 쿨링팬의 요구속도의 차이에 대한 절대값이 공진 주파수 RPM(α) 보다 크거나 같은지를 판단하는 단계에서 조건을 만족하면, 상기 제1, 및 제2 쿨링팬을 설정된 요구속도로 작동시키는 단계; 스택 및 전장품의 냉각수온과 에어컨 압력이 기 설정된 설정치 내에 있는지를 판단하는 단계; 및 상기 스택 및 전장품의 냉각수온과 에어컨 압력이 기 설정된 설정치 내에 있는 것으로 판단되면, 제어를 종료하는 단계를 포함한다.

상기 에어컨의 작동여부를 판단하는 단계에서 상기 에어컨이 작동되지 않은 것으로 판단되면, 상기 제1, 및 제2 쿨링팬의 제1 요구속도(A)가 상기 제1 쿨링팬의 제2 요구속도(B)보다 크거나 같은지를 판단하는 단계를 수행할 수 있다.

상기 제1, 및 제2 쿨링팬의 제1 요구속도(A)가 상기 제1 쿨링팬의 제2 요구속도(B)보다 크거나 같은지를 판단하는 단계에서, 조건을 만족하면, 상기 제1, 및 제2 쿨링팬은 상기 제1 요구속도(A)로 설정하는 단계를 수행하고, 설정된 상기 제1 쿨링팬의 요구속도와, 설정된 상기 제2 쿨링팬의 요구속도의 차이에 대한 절대값이 공진 주파수 RPM(α) 보다 크거나 같은지를 판단하는 단계로 리턴할 수 있다.

상기 제1, 및 제2 쿨링팬의 제1 요구속도(A)가 상기 제1 쿨링팬의 제2 요구속도(B)보다 크거나 같은지를 판단하는 단계에서, 조건을 만족하지 않으면, 상기 제1 쿨링팬은 상기 제1 쿨링팬의 제2 요구속도(B)로 설정하고, 상기 제2 쿨링팬은 상기 제1 요구속도(A)로 설정하는 단계를 수행하고, 설정된 상기 제1 쿨링팬의 요구속도와, 설정된 상기 제2 쿨링팬의 요구속도의 차이에 대한 절대값이 공진 주파수 RPM(α) 보다 크거나 같은지를 판단하는 단계로 리턴될 수 있다.

상기 제1, 및 제2 쿨링팬의 제1 요구속도(A)가 상기 제1 쿨링팬의 제2 요구속도(B) 보다 크거나 같고, 상기 제1, 및 제2 쿨링팬의 제1 요구속도(A)가 상기 제2 쿨링팬의 제2 요구속도(C) 보다 크거나 같은지를 판단하는 단계에서 조건을 만족하지 않으면, 상기 제1, 및 제2 쿨링팬의 제1 요구속도(A)가 상기 제1 쿨링팬의 제2 요구속도(B) 보다 크거나 같고, 상기 제2 쿨링팬의 제2 요구속도(C) 보다 작은지를 판단하는 단계를 수행할 수 있다.

상기 제1, 및 제2 쿨링팬의 제1 요구속도(A)가 상기 제1 쿨링팬의 제2 요구속도(B) 보다 크거나 같고, 상기 제2 쿨링팬의 제2 요구속도(C) 보다 작은지를 판단하는 단계에서, 조건을 만족하면, 상기 제1 쿨링팬은 상기 제1 요구속도(A)로 설정하고, 상기 제2 쿨링팬은 상기 제2 쿨링팬의 제2 요구속도(C)로 설정하는 단계를 수행하고, 설정된 상기 제1 쿨링팬의 요구속도와, 설정된 상기 제2 쿨링팬의 요구속도의 차이에 대한 절대값이 공진 주파수 RPM(α) 보다 크거나 같은지를 판단하는 단계로 리턴될 수 있다.

상기 제1, 및 제2 쿨링팬의 제1 요구속도(A)가 상기 제1 쿨링팬의 제2 요구속도(B) 보다 크거나 같고, 상기 제2 쿨링팬의 제2 요구속도(C) 보다 작은지를 판단하는 단계에서, 조건을 만족하지 않으면, 상기 제1, 및 제2 쿨링팬의 제1 요구속도(A)가 상기 제1 쿨링팬의 제2 요구속도(B) 보다 작고, 상기 제2 쿨링팬의 제2 요구속도(C)보다 크거나 같은지를 판단하는 단계를 수행할 수 있다.

상기 제1, 및 제2 쿨링팬의 제1 요구속도(A)가 상기 제1 쿨링팬의 제2 요구속도(B) 보다 작고, 상기 제2 쿨링팬의 제2 요구속도(C)보다 크거나 같은지를 판단하는 단계에서, 조건을 만족하면, 상기 제1 쿨링팬은 상기 제1 쿨링팬의 제2 요구속도(B)로 설정하고, 상기 제2 쿨링팬은 상기 제2 쿨링팬의 제1 요구속도(A)로 설정하는 단계를 수행하고, 설정된 상기 제1 쿨링팬의 요구속도와, 설정된 상기 제2 쿨링팬의 요구속도의 차이에 대한 절대값이 공진 주파수 RPM(α) 보다 크거나 같은지를 판단하는 단계로 리턴될 수 있다.

상기 제1, 및 제2 쿨링팬의 제1 요구속도(A)가 상기 제1 쿨링팬의 제2 요구속도(B) 보다 작고, 상기 제2 쿨링팬의 제2 요구속도(C)보다 크거나 같은지를 판단하는 단계에서, 조건을 만족하지 않으면, 상기 제1, 및 제2 쿨링팬의 제1 요구속도(A)가 상기 제1 쿨링팬의 제2 요구속도(B) 보다 작고, 상기 제1 쿨링팬의 제2 요구속도(B)가 상기 제2 쿨링팬의 제2 요구속도(C) 보다 작은지를 판단하는 단계를 수행할 수 있다.

상기 제1, 및 제2 쿨링팬의 제1 요구속도(A)가 상기 제1 쿨링팬의 제2 요구속도(B) 보다 작고, 상기 제1 쿨링팬의 제2 요구속도(B)가 상기 제2 쿨링팬의 제2 요구속도(C) 보다 작은지를 판단하는 단계에서 조건을 만족하면, 상기 제1 쿨링팬은 상기 제1 쿨링팬의 제2 요구속도(B)로 설정하고, 상기 제2 쿨링팬은 상기 제2 쿨링팬의 제2 요구속도(C)로 설정하고, 설정된 상기 제1 쿨링팬의 요구속도와, 설정된 상기 제2 쿨링팬의 요구속도의 차이에 대한 절대값이 공진 주파수 RPM(α) 보다 크거나 같은지를 판단하는 단계로 리턴될 수 있다.

상기 제1, 및 제2 쿨링팬의 제1 요구속도(A)가 상기 제1 쿨링팬의 제2 요구속도(B) 보다 작고, 상기 제1 쿨링팬의 제2 요구속도(B)가 상기 제2 쿨링팬의 제2 요구속도(C) 보다 작은지를 판단하는 단계에서 조건을 만족하지 않으면, 상기 제1, 및 제2 쿨링팬을 상기 제1 요구속도(A)로 설정하는 단계로 리턴될 수 있다.

설정된 상기 제1 쿨링팬의 요구속도와, 설정된 상기 제2 쿨링팬의 요구속도의 차이에 대한 절대값이 공진 주파수 RPM(α) 보다 크거나 같은지를 판단하는 단계에서 조건을 만족하지 않으면, 설정된 상기 제1 쿨링팬의 요구속도가 설정된 상기 제2 쿨링팬의 요구속도 보다 크거나 같은지를 판단하는 단계를 더 수행할 수 있다.

설정된 상기 제1 쿨링팬의 요구속도가 설정된 상기 제2 쿨링팬의 요구속도 보다 크거나 같은지를 판단하는 단계에서, 조건을 만족하면, 상기 제1 쿨링팬은 기 설정된 요구속도로 작동시키고, 상기 제2 쿨링팬은 상기 제1 쿨링팬의 기 설정된 요구속도에서 공진 주파수 RPM(α)을 뺀 속도로 작동시키고, 상기 스택 및 전장품의 냉각수온과 에어컨 압력이 기 설정된 설정치 내에 있는지를 판단하는 단계로 리턴될 수 있다.

설정된 상기 제1 쿨링팬의 요구속도가 설정된 상기 제2 쿨링팬의 요구속도 보다 크거나 같은지를 판단하는 단계에서, 조건을 만족하지 않으면, 상기 제2 쿨링팬은 기 설정된 요구속도로 작동시키고, 상기 제1 쿨링팬은 상기 제2 쿨링팬의 기 설정된 요구속도에서 공진 주파수 RPM(α)을 뺀 속도로 작동시키고, 상기 스택 및 전장품의 냉각수온과 에어컨 압력이 기 설정된 설정치 내에 있는지를 판단하는 단계로 리턴될 수 있다.

상기 스택 및 전장품의 냉각수온과 에어컨 압력이 기 설정된 설정치 내에 있는지를 판단하는 단계에서, 조건을 만족하지 않으면, 상기 스택 온도를 감지하고, 상기 스택용 라디에이터가 요구하는 상기 제1, 및 제2 쿨링팬의 제1 요구속도(A)를 설정하는 단계로 리턴될 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 차량용 쿨링팬 제어방법은 주행 상태 및 에어컨 작동에 따라 전기자동차에서 차량의 주행 상태에 따라 쿨링모듈에 듀얼로 구비되는 쿨링팬의 작동 시, 각 구성요소들의 쿨링팬 요구속도를 비교하여 각 쿨링팬의 작동을 독립 제어함으로써, 쿨링팬의 소모동력을 최소화하여 불필요한 전력소모를 방지하고, 차량의 전체 주행거리를 증대시킬 수 있다.

또한, 본 발명은 각 쿨링팬들이 설정된 요구속도로 작동될 경우, 공진 주파수 영역에서 작동되는 것을 방지함으로써, 차량의 NVH 성능을 향상시킬 수 있다.

또한, 쿨링팬의 용량 증대 없이도 쿨링모듈의 성능 확보가 가능함에 따라 한정된 장착공간 내에서 쿨링모듈의 탑재성을 향상시키고, 차량에 탑재된 스택, 전장품, 및 에어컨 시스템의 작동성능 및 작동효율을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 쿨링팬 제어방법이 적용되는 쿨링모듈의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 쿨링팬 제어방법을 설명하기 위한 제어 흐름도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

이에 앞서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.

도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도면에 도시된 바에 한정되지 않으며, 여러 부분 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다.

그리고 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

또한, 명세서에 기재된 “...유닛”, “...수단”, “...부”, “...부재” 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 하는 포괄적인 구성의 단위를 의미한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 쿨링팬 제어방법이 적용되는 쿨링모듈의 구성도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 쿨링팬 제어방법을 설명하기 위한 제어 흐름도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 차량용 쿨링팬 제어방법은 전기자동차에 적용된다.

이러한 전기자동차의 전방에는 쿨링모듈(1)이 장착되며, 상기 쿨링모듈(1)은 스택용 라디에이터(3), 전장용 라디에이터(5), 컨덴서(7), 및 제1, 제2 쿨링팬(10, 20)을 포함한다.

상기 스택용 라디에이터(3)는 스택(연료전지)에 냉각수를 공급한다. 상기 스택용 라디에이터(3)의 전방 일측에는 전장품에 냉각수를 공급하도록 상기 전장용 라디에이터(5)가 배치된다. 상기 스택용 라디에이터(3)의 전방 타측에는 에어컨 시스템의 냉매를 응축하도록 상기 컨덴서(7)가 배치된다. 즉, 상기 전장용 라디에이터(5)와, 상기 컨덴서(7)는 차량의 폭 방향을 기준으로 병렬 배치된다.

그리고 상기 제1, 제2 쿨링팬(10, 20)은 상기 스택용 라디에이터(3)의 후방에서 상기 전장용 라디에이터(5)와 상기 컨덴서(7)에 각각 대응하는 위치에 장착된다.

이와 같이 구성되는 쿨링모듈(1)에서 본 발명의 실시예에 따른 쿨링팬 제어방법은 차량의 주행 상태 및 에어컨 시스템의 가동 여부에 따라 상기 제1 쿨링팬(10)과 상기 제2 쿨링팬(20)의 작동속도를 제어하기 위해 적용된다.

본 발명의 실시예에 따른 차량용 쿨링팬 제어방법은, 도 2에서 도시한 바와 같이, 차량의 시동을 온 시켜 주행하는 상태(S1)에서, 상기 스택의 온도를 감지하고, 상기 스택용 라디에이터(3)가 요구하는 상기 제1, 및 제2 쿨링팬(10, 20)의 제1 요구속도(A)를 설정한다(S2).

그런 후, 차량에 탑재된 전장품의 온도를 감지하고, 상기 전장용 라디에이터(5)가 요구하는 상기 제1 쿨링팬(10)의 제2 요구속도(B)를 설정한다(S3).

그리고 차량에서 에어컨의 작동 여부를 판단한다(S4).

상기 단계(S4)에서 차량의 에어컨이 작동된 것으로 판단되면, 에어컨 압력을 감지하고, 상기 컨덴서(7)가 요구하는 상기 제2 쿨링팬(20)의 제2 요구속도(C)를 설정한다(S5).

상기 제2 쿨링팬(20)의 제2 요구속도(C)의 설정이 완료되면, 상기 제1, 및 제2 쿨링팬(10, 20)의 제1 요구속도(A)가 상기 제1 쿨링팬(10)의 제2 요구속도(B) 보다 크거나 같고, 상기 제1, 및 제2 쿨링팬(10, 20)의 제1 요구속도(A)가 상기 제2 쿨링팬(20)의 제2 요구속도(C) 보다 크거나 같은지를 판단한다(S6).

상기 단계(S6)에서 조건을 만족하면, 상기 제1, 및 제2 쿨링팬(10, 20)을 상기 제1 요구속도(A)로 설정한다(S7).

그런 후, 설정된 상기 제1 쿨링팬(10)의 요구속도와, 설정된 상기 제2 쿨링팬(20)의 요구속도의 차이에 대한 절대값이 공진 주파수 RPM(α) 보다 크거나 같은지를 판단한다(S8).

상기 단계(S8)에서 조건을 만족하면, 상기 제1, 및 제2 쿨링팬(10, 20)을 설정된 요구속도로 작동시키고(S9), 스택 및 전장품의 냉각수온과 에어컨 압력이 기 설정된 설정치 내에 있는지를 판단한다(S10).

그런 후, 상기 스택 및 전장품의 냉각수온과 에어컨 압력이 기 설정된 설정치 내에 있는 것으로 판단되면, 제어를 종료한다.

여기서, 상기 에어컨의 작동여부를 판단하는 단계(S4)에서 상기 에어컨이 작동되지 않은 것으로 판단되면, 상기 제1, 및 제2 쿨링팬(10, 20)의 제1 요구속도(A)가 상기 제1 쿨링팬(10)의 제2 요구속도(B)보다 크거나 같은지를 판단한다(S11).

상기 제1, 및 제2 쿨링팬(10, 20)의 제1 요구속도(A)가 상기 제1 쿨링팬(10)의 제2 요구속도(B)보다 크거나 같은지를 판단하는 단계(S11)에서, 조건을 만족하면, 상기 제1, 및 제2 쿨링팬(10, 20)은 상기 제1 요구속도(A)로 설정한다(S12).

그런 후, 설정된 상기 제1 쿨링팬(10)의 요구속도와, 설정된 상기 제2 쿨링팬(20)의 요구속도의 차이에 대한 절대값이 공진 주파수 RPM(α) 보다 크거나 같은지를 판단하는 단계(S8)로 리턴될 수 있다.

반면, 상기 제1, 및 제2 쿨링팬(10, 20)의 제1 요구속도(A)가 상기 제1 쿨링팬(10)의 제2 요구속도(B)보다 크거나 같은지를 판단하는 단계(S11)에서, 조건을 만족하지 않으면, 상기 제1 쿨링팬(10)은 상기 제1 쿨링팬(10)의 제2 요구속도(B)로 설정하고, 상기 제2 쿨링팬(20)은 상기 제1 요구속도(A)로 설정하고(S13), 설정된 상기 제1 쿨링팬(10)의 요구속도와, 설정된 상기 제2 쿨링팬(20)의 요구속도의 차이에 대한 절대값이 공진 주파수 RPM(α) 보다 크거나 같은지를 판단하는 단계(S8)로 리턴될 수 있다.

즉, 본 발명의 실시예에 따른 차량용 쿨링팬 제어방법은 차량의 주행 상태에 따라 상기 스택용 라디에이터(3)를 냉각하도록 요구되는 상기 제1, 제2 쿨링팬(10, 20)의 요구속도와, 상기 전장용 라디에이터(5)를 냉각하도록 요구되는 제1 쿨링팬(10)의 요구속도를 비교하여 큰 요구속도로 제1, 제2 쿨링팬(10, 20)을 독립 제어하여 쿨링모듈(1)의 효율적인 냉각이 수행될 수 있다.

한편, 상기 제1, 및 제2 쿨링팬(10, 20)의 제1 요구속도(A)가 상기 제1 쿨링팬(20)의 제2 요구속도(B) 보다 크거나 같고, 상기 제1, 및 제2 쿨링팬(10, 20)의 제1 요구속도(A)가 상기 제2 쿨링팬(20)의 제2 요구속도(C) 보다 크거나 같은지를 판단하는 단계(S6)에서, 조건을 만족하지 않으면, 상기 제1, 및 제2 쿨링팬(10, 20)의 제1 요구속도(A)가 상기 제1 쿨링팬(10)의 제2 요구속도(B) 보다 크거나 같고, 상기 제2 쿨링팬(20)의 제2 요구속도(C) 보다 작은지를 판단한다(S14).

상기 단계(S14)에서, 조건을 만족하면, 상기 제1 쿨링팬(10)은 상기 제1 요구속도(A)로 설정하고, 상기 제2 쿨링팬(20)은 상기 제2 쿨링팬(20)의 제2 요구속도(C)로 설정한다(S15).

그런 후, 상기 제1 쿨링팬(10)과 제2 쿨링팬(20)의 요구속도 설정이 완료되면, 설정된 상기 제1 쿨링팬(10)의 요구속도와, 설정된 상기 제2 쿨링팬(20)의 요구속도의 차이에 대한 절대값이 공진 주파수 RPM(α) 보다 크거나 같은지를 판단하는 단계(S8)로 리턴될 수 있다.

반면, 상기 제1, 및 제2 쿨링팬(10, 20)의 제1 요구속도(A)가 상기 제1 쿨링팬(10)의 제2 요구속도(B) 보다 크거나 같고, 상기 제2 쿨링팬(20)의 제2 요구속도(C) 보다 작은지를 판단하는 단계(S14)에서, 조건을 만족하지 않으면, 상기 제1, 및 제2 쿨링팬(10, 20)의 제1 요구속도(A)가 상기 제1 쿨링팬(10)의 제2 요구속도(B) 보다 작고, 상기 제2 쿨링팬(20)의 제2 요구속도(C)보다 크거나 같은지를 판단한다(S16).

상기 단계(S16)에서, 조건을 만족하면, 상기 제1 쿨링팬(10)은 상기 제1 쿨링팬(10)의 제2 요구속도(B)로 설정하고, 상기 제2 쿨링팬(20)은 상기 제2 쿨링팬(20)의 제1 요구속도(A)로 설정한다(S17).

그런 후, 설정된 상기 제1 쿨링팬(10)의 요구속도와, 설정된 상기 제2 쿨링팬(10)의 요구속도의 차이에 대한 절대값이 공진 주파수 RPM(α) 보다 크거나 같은지를 판단하는 단계(S8)로 리턴된다.

반면에, 상기 제1, 및 제2 쿨링팬(10, 20)의 제1 요구속도(A)가 상기 제1 쿨링팬(10)의 제2 요구속도(B) 보다 작고, 상기 제2 쿨링팬(20)의 제2 요구속도(C)보다 크거나 같은지를 판단하는 단계(S16)에서, 조건을 만족하지 않으면, 상기 제1, 및 제2 쿨링팬(10, 20)의 제1 요구속도(A)가 상기 제1 쿨링팬(10)의 제2 요구속도(B) 보다 작고, 상기 제1 쿨링팬(10)의 제2 요구속도(B)가 상기 제2 쿨링팬(20)의 제2 요구속도(C) 보다 작은지를 판단한다(S18).

상기 단계(S18)에서, 조건을 만족하면, 상기 제1 쿨링팬(10)은 상기 제1 쿨링팬(10)의 제2 요구속도(B)로 설정하고, 상기 제2 쿨링팬(20)은 상기 제2 쿨링팬(20)의 제2 요구속도(C)로 설정한다(S19).

반면, 상기 제1, 및 제2 쿨링팬(10, 20)의 제1 요구속도(A)가 상기 제1 쿨링팬(10)의 제2 요구속도(B) 보다 작고, 상기 제1 쿨링팬(10)의 제2 요구속도(B)가 상기 제2 쿨링팬(20)의 제2 요구속도(C) 보다 작은지를 판단하는 단계(S18)에서, 조건을 만족하지 않으면, 상기 제1, 및 제2 쿨링팬(10, 20)을 상기 제1 요구속도(A)로 설정하는 단계(S7)로 리턴될 수 있다.

한편, 전술한 과정을 통해 설정된 상기 제1 쿨링팬(10)의 요구속도와, 설정된 상기 제2 쿨링팬(20)의 요구속도의 차이에 대한 절대값이 공진 주파수 RPM(α) 보다 크거나 같은지를 판단하는 단계(S8)에서, 조건을 만족하지 않으면, 설정된 상기 제1 쿨링팬(10)의 요구속도가 설정된 상기 제2 쿨링팬(20)의 요구속도 보다 크거나 같은지를 판단한다(S20).

상기 단계(S20)에서 , 조건을 만족하면, 상기 제1 쿨링팬(10)은 기 설정된 요구속도로 작동시키고, 상기 제2 쿨링팬(20)은 상기 제1 쿨링팬(10)의 기 설정된 요구속도에서 공진 주파수 RPM(α)을 뺀 속도로 작동시킨다(S21).

그런 후, 상기 스택 및 전장품의 냉각수온과 에어컨 압력이 기 설정된 설정치 내에 있는지를 판단하는 단계(S10)로 리턴될 수 있다.

반면, 설정된 상기 제1 쿨링팬(10)의 요구속도가 설정된 상기 제2 쿨링팬(20)의 요구속도 보다 크거나 같은지를 판단하는 단계(S20)에서, 조건을 만족하지 않으면, 상기 제2 쿨링팬(20)은 기 설정된 요구속도로 작동시키고, 상기 제1 쿨링팬(10)은 상기 제2 쿨링팬(20)의 기 설정된 요구속도에서 공진 주파수 RPM(α)을 뺀 속도로 작동시킨다(S22).

한편, 본 실시예에서, 스택 및 전장품의 냉각수온과 에어컨 압력이 기 설정된 설정치 내에 있는지를 판단하는 단계(S8)에서, 조건을 만족하지 않으면, 스택 온도를 감지하고, 상기 스택용 라디에이터(3)가 요구하는 상기 제1, 및 제2 쿨링팬(10, 20)의 제1 요구속도(A)를 설정하는 단계(S2)로 리턴될 수 있다.

즉, 본 발명의 실시예에 따른 차량용 쿨링팬 제어방법은 전술한 과정을 반복 수행하면서, 차량의 주행 상태와 에어컨의 작동 여부에 따라 상기 스택용 라디에이터(3)를 냉각하도록 요구되는 상기 제1, 제2 쿨링팬(10, 20)의 요구속도, 상기 전장용 라디에이터(5)를 냉각하도록 요구되는 제1 쿨링팬(10)의 요구속도, 및 상기 컨덴서(7)를 냉각하도록 요구되는 제2 쿨링팬(20)의 요구속도를 각각 비교하여 큰 요구속도로 제1, 제2 쿨링팬(10, 20)을 각각 독립 제어함으로써, 쿨링모듈(1)의 효율적인 냉각이 수행될 수 있다.

따라서, 상기한 바와 같이 구성되는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 쿨링팬 제어방법을 적용하면, 주행 상태 및 에어컨 작동에 따라 전기자동차에서 차량의 주행 상태에 따라 쿨링모듈(1)에 듀얼로 구비되는 제1, 제2 쿨링팬(10, 20)의 작동 시, 각 구성요소들의 쿨링팬 요구속도를 비교하여 제1, 제2 쿨링팬(10, 20)의 작동속도를 독립적으로 제어함으로써, 제1, 제2 쿨링팬(10, 20)의 소모동력을 최소화하여 불필요한 전력소모를 방지하고, 차량의 전체 주행거리를 증대시킬 수 있다.

또한, 본 발명은 상기 제1, 및 제2 쿨링팬(10, 20)들이 설정된 요구속도로 작동될 경우, 공진 주파수 영역에서 작동되는 것을 방지함으로써, 차량의 NVH 성능을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명은 제1, 제2 쿨링팬(10, 20)의 용량 증대 없이도 상기 쿨링모듈(1)의 성능 확보가 가능함에 따라 한정된 장착공간 내에서 상기 쿨링모듈(1)의 탑재성을 향상시키고, 차량에 탑재된 스택, 전장품, 및 에어컨 시스템의 작동성능 및 작동효율을 향상시킬 수 있다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

1 : 쿨링모듈
3 : 스택용 라디에이터
5 : 전장용 라디에이터
7 : 컨덴서
10 : 제1 쿨링팬
20 : 제2 쿨링팬

Claims

스택용 라디에이터와, 상기 스택용 라디에이터의 전방에 배치되는 전장용 라디에이터와, 상기 전장용 라디에이터와 차량의 폭 방향을 기준으로 병렬 배치되는 컨덴서와, 상기 스택용 라디에이터의 후방에서 상기 전장용 라디에이터와 상기 컨덴서에 각각 대응하는 위치에 구비되는 제1, 제2 쿨링팬을 포함하는 쿨링모듈에서 차량의 주행 상태 및 에어컨 가동 여부에 따라 상기 제1, 제2 쿨링팬의 작동속도를 제어하기 위한 것으로,
차량의 시동을 온 시켜 주행을 하는 단계;
스택 온도를 감지하고, 상기 스택용 라디에이터가 요구하는 상기 제1, 및 제2 쿨링팬의 제1 요구속도(A)를 설정하는 단계;
전장품의 온도를 감지하고, 상기 전장용 라디에이터가 요구하는 상기 제1 쿨링팬의 제2 요구속도(B)를 설정하는 단계;
에어컨의 작동여부를 판단하는 단계;
에어컨이 작동된 것으로 판단되면, 에어컨 압력을 감지하고, 상기 컨덴서가 요구하는 상기 제2 쿨링팬의 제2 요구속도(C)를 설정하는 단계;
상기 제1, 및 제2 쿨링팬의 제1 요구속도(A)가 상기 제1 쿨링팬의 제2 요구속도(B) 보다 크거나 같고, 상기 제1, 및 제2 쿨링팬의 제1 요구속도(A)가 상기 제2 쿨링팬의 제2 요구속도(C) 보다 크거나 같은지를 판단하는 단계;
상기 단계에서 조건을 만족하면, 상기 제1, 및 제2 쿨링팬을 상기 제1 요구속도(A)로 설정하는 단계;
설정된 상기 제1 쿨링팬의 요구속도와, 설정된 상기 제2 쿨링팬의 요구속도의 차이에 대한 절대값이 공진 주파수 RPM(α) 보다 크거나 같은지를 판단하는 단계;
설정된 상기 제1 쿨링팬의 요구속도와, 설정된 상기 제2 쿨링팬의 요구속도의 차이에 대한 절대값이 공진 주파수 RPM(α) 보다 크거나 같은지를 판단하는 단계에서 조건을 만족하면, 상기 제1, 및 제2 쿨링팬을 설정된 요구속도로 작동시키는 단계;
스택 및 전장품의 냉각수온과 에어컨 압력이 기 설정된 설정치 내에 있는지를 판단하는 단계; 및
상기 스택 및 전장품의 냉각수온과 에어컨 압력이 기 설정된 설정치 내에 있는 것으로 판단되면, 제어를 종료하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 쿨링팬 제어방법.
제1항에 있어서,
상기 에어컨의 작동여부를 판단하는 단계에서 상기 에어컨이 작동되지 않은 것으로 판단되면, 상기 제1, 및 제2 쿨링팬의 제1 요구속도(A)가 상기 제1 쿨링팬의 제2 요구속도(B)보다 크거나 같은지를 판단하는 단계를 수행하는 것을 특징으로 하는 차량용 쿨링팬 제어방법.
제2항에 있어서,
상기 제1, 및 제2 쿨링팬의 제1 요구속도(A)가 상기 제1 쿨링팬의 제2 요구속도(B)보다 크거나 같은지를 판단하는 단계에서
조건을 만족하면, 상기 제1, 및 제2 쿨링팬은 상기 제1 요구속도(A)로 설정하는 단계를 수행하고, 설정된 상기 제1 쿨링팬의 요구속도와, 설정된 상기 제2 쿨링팬의 요구속도의 차이에 대한 절대값이 공진 주파수 RPM(α) 보다 크거나 같은지를 판단하는 단계로 리턴하는 것을 특징으로 하는 차량용 쿨링팬 제어방법.
제2항에 있어서,
상기 제1, 및 제2 쿨링팬의 제1 요구속도(A)가 상기 제1 쿨링팬의 제2 요구속도(B)보다 크거나 같은지를 판단하는 단계에서,
조건을 만족하지 않으면, 상기 제1 쿨링팬은 상기 제1 쿨링팬의 제2 요구속도(B)로 설정하고, 상기 제2 쿨링팬은 상기 제1 요구속도(A)로 설정하는 단계를 수행하고,
설정된 상기 제1 쿨링팬의 요구속도와, 설정된 상기 제2 쿨링팬의 요구속도의 차이에 대한 절대값이 공진 주파수 RPM(α) 보다 크거나 같은지를 판단하는 단계로 리턴되는 것을 특징으로 하는 차량용 쿨링팬 제어방법.
제1항에 있어서,
상기 제1, 및 제2 쿨링팬의 제1 요구속도(A)가 상기 제1 쿨링팬의 제2 요구속도(B) 보다 크거나 같고, 상기 제1, 및 제2 쿨링팬의 제1 요구속도(A)가 상기 제2 쿨링팬의 제2 요구속도(C) 보다 크거나 같은지를 판단하는 단계에서
조건을 만족하지 않으면, 상기 제1, 및 제2 쿨링팬의 제1 요구속도(A)가 상기 제1 쿨링팬의 제2 요구속도(B) 보다 크거나 같고, 상기 제2 쿨링팬의 제2 요구속도(C) 보다 작은지를 판단하는 단계;
를 수행하는 것을 특징으로 하는 차량용 쿨링팬 제어방법.
제5항에 있어서,
상기 제1, 및 제2 쿨링팬의 제1 요구속도(A)가 상기 제1 쿨링팬의 제2 요구속도(B) 보다 크거나 같고, 상기 제2 쿨링팬의 제2 요구속도(C) 보다 작은지를 판단하는 단계에서,
조건을 만족하면, 상기 제1 쿨링팬은 상기 제1 요구속도(A)로 설정하고, 상기 제2 쿨링팬은 상기 제2 쿨링팬의 제2 요구속도(C)로 설정하는 단계를 수행하고,
설정된 상기 제1 쿨링팬의 요구속도와, 설정된 상기 제2 쿨링팬의 요구속도의 차이에 대한 절대값이 공진 주파수 RPM(α) 보다 크거나 같은지를 판단하는 단계로 리턴되는 것을 특징으로 하는 차량용 쿨링팬 제어방법.
제5항에 있어서,
상기 제1, 및 제2 쿨링팬의 제1 요구속도(A)가 상기 제1 쿨링팬의 제2 요구속도(B) 보다 크거나 같고, 상기 제2 쿨링팬의 제2 요구속도(C) 보다 작은지를 판단하는 단계에서,
조건을 만족하지 않으면, 상기 제1, 및 제2 쿨링팬의 제1 요구속도(A)가 상기 제1 쿨링팬의 제2 요구속도(B) 보다 작고, 상기 제2 쿨링팬의 제2 요구속도(C)보다 크거나 같은지를 판단하는 단계를 수행하는 것을 특징으로 하는 차량용 쿨링팬 제어방법.
제7항에 있어서,
상기 제1, 및 제2 쿨링팬의 제1 요구속도(A)가 상기 제1 쿨링팬의 제2 요구속도(B) 보다 작고, 상기 제2 쿨링팬의 제2 요구속도(C)보다 크거나 같은지를 판단하는 단계에서,
조건을 만족하면, 상기 제1 쿨링팬은 상기 제1 쿨링팬의 제2 요구속도(B)로 설정하고, 상기 제2 쿨링팬은 상기 제2 쿨링팬의 제1 요구속도(A)로 설정하는 단계를 수행하고,
설정된 상기 제1 쿨링팬의 요구속도와, 설정된 상기 제2 쿨링팬의 요구속도의 차이에 대한 절대값이 공진 주파수 RPM(α) 보다 크거나 같은지를 판단하는 단계로 리턴되는 것을 특징으로 하는 차량용 쿨링팬 제어방법.
제7항에 있어서,
상기 제1, 및 제2 쿨링팬의 제1 요구속도(A)가 상기 제1 쿨링팬의 제2 요구속도(B) 보다 작고, 상기 제2 쿨링팬의 제2 요구속도(C)보다 크거나 같은지를 판단하는 단계에서,
조건을 만족하지 않으면, 상기 제1, 및 제2 쿨링팬의 제1 요구속도(A)가 상기 제1 쿨링팬의 제2 요구속도(B) 보다 작고, 상기 제1 쿨링팬의 제2 요구속도(B)가 상기 제2 쿨링팬의 제2 요구속도(C) 보다 작은지를 판단하는 단계를 수행하는 것을 특징으로 하는 차량용 쿨링팬 제어방법.
제9항에 있어서,
상기 제1, 및 제2 쿨링팬의 제1 요구속도(A)가 상기 제1 쿨링팬의 제2 요구속도(B) 보다 작고, 상기 제1 쿨링팬의 제2 요구속도(B)가 상기 제2 쿨링팬의 제2 요구속도(C) 보다 작은지를 판단하는 단계에서
조건을 만족하면, 상기 제1 쿨링팬은 상기 제1 쿨링팬의 제2 요구속도(B)로 설정하고, 상기 제2 쿨링팬은 상기 제2 쿨링팬의 제2 요구속도(C)로 설정하고,
설정된 상기 제1 쿨링팬의 요구속도와, 설정된 상기 제2 쿨링팬의 요구속도의 차이에 대한 절대값이 공진 주파수 RPM(α) 보다 크거나 같은지를 판단하는 단계로 리턴되는 것을 특징으로 하는 차량용 쿨링팬 제어방법.
제9항에 있어서,
상기 제1, 및 제2 쿨링팬의 제1 요구속도(A)가 상기 제1 쿨링팬의 제2 요구속도(B) 보다 작고, 상기 제1 쿨링팬의 제2 요구속도(B)가 상기 제2 쿨링팬의 제2 요구속도(C) 보다 작은지를 판단하는 단계에서
조건을 만족하지 않으면, 상기 제1, 및 제2 쿨링팬을 상기 제1 요구속도(A)로 설정하는 단계로 리턴되는 것을 특징으로 하는 차량용 쿨링팬 제어방법.
제1항에 있어서,
설정된 상기 제1 쿨링팬의 요구속도와, 설정된 상기 제2 쿨링팬의 요구속도의 차이에 대한 절대값이 공진 주파수 RPM(α) 보다 크거나 같은지를 판단하는 단계에서
조건을 만족하지 않으면, 설정된 상기 제1 쿨링팬의 요구속도가 설정된 상기 제2 쿨링팬의 요구속도 보다 크거나 같은지를 판단하는 단계를 더 수행하는 것을 특징으로 하는 차량용 쿨링팬 제어방법.
제12항에 있어서,
설정된 상기 제1 쿨링팬의 요구속도가 설정된 상기 제2 쿨링팬의 요구속도 보다 크거나 같은지를 판단하는 단계에서,
조건을 만족하면, 상기 제1 쿨링팬은 기 설정된 요구속도로 작동시키고, 상기 제2 쿨링팬은 상기 제1 쿨링팬의 기 설정된 요구속도에서 공진 주파수 RPM(α)을 뺀 속도로 작동시키고,
상기 스택 및 전장품의 냉각수온과 에어컨 압력이 기 설정된 설정치 내에 있는지를 판단하는 단계로 리턴되는 것을 특징으로 하는 차량용 쿨링팬 제어방법.
제12항에 있어서,
설정된 상기 제1 쿨링팬의 요구속도가 설정된 상기 제2 쿨링팬의 요구속도 보다 크거나 같은지를 판단하는 단계에서,
조건을 만족하지 않으면, 상기 제2 쿨링팬은 기 설정된 요구속도로 작동시키고, 상기 제1 쿨링팬은 상기 제2 쿨링팬의 기 설정된 요구속도에서 공진 주파수 RPM(α)을 뺀 속도로 작동시키고,
상기 스택 및 전장품의 냉각수온과 에어컨 압력이 기 설정된 설정치 내에 있는지를 판단하는 단계로 리턴되는 것을 특징으로 하는 차량용 쿨링팬 제어방법.
제1항에 있어서,
상기 스택 및 전장품의 냉각수온과 에어컨 압력이 기 설정된 설정치 내에 있는지를 판단하는 단계에서,
조건을 만족하지 않으면, 상기 스택 온도를 감지하고, 상기 스택용 라디에이터가 요구하는 상기 제1, 및 제2 쿨링팬의 제1 요구속도(A)를 설정하는 단계로 리턴되는 것을 특징으로 하는 차량용 쿨링팬 제어방법.