KR950004922Y1

KR950004922Y1 - 차량용 냉각팬 구동 제어장치

Info

Publication number: KR950004922Y1
Application number: KR2019930009397U
Authority: KR
Inventors: 김점용
Original assignee: 현대전자산업 주식회사; 김주용
Priority date: 1993-06-01
Filing date: 1993-06-01
Publication date: 1995-06-19
Also published as: KR950000928U

Abstract

내용 없음.

Description

차량용 냉각팬 구동 제어장치

제1도는 본 고안의 구성도.

제2(a)도, 제2(b)도는 본 고안의 플로우 챠트이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 수온 감지부 11 : 수온 감지 센서

20 : 풍속 감지부 21 : 풍속 감지 센서

22, 32 : 쉬미트 트리거 30 : 주행속도 감지부

31 : 주행속도 감지센서 40 : 엔진 제어부

50 : 팬 구동시간 제어부 60 : 팬 구동속도 제어부

70 : 모터 구동부 AND1 : 앤드 게이트

NAND1~NAND3 : 낸드 게이트 COMP : 비교기

TR1~TR8 : 트랜지스터 R1~R5 : 저항

본 고안은 차량용 냉각 팬(Fan)의 구동제어 장치에 관한 것으로, 수온, 주행속도 및 풍속에 따른 외부조건을 복수개의 센서로 복합 감지하여 냉각 팬의 구동 속도 및 구동시간을 지능적으로 조절 할 수 있도록 한 차량용 냉각팬 구동제어장치에 관한 것이다.

일반적으로 운전자가 시동을 건 후, 엔진이 정속운전 상태에 들어가기 전에는 강제로 냉각수를 순환시킬 필요가 없다. 즉, 불필요한 순환은 엔진 룸의 온도가 조기에 적정온도로 유지되는 시간을 더욱 길게 함으로써 엔진의 파워를 떨어뜨리기 때문이다.

그러나 냉각팬을 구동시키는 종래의 냉각 팬 구동 제어 방식은 엔진 룸의 수온을 바리스터(Varistor)를 이용하여 적정 저항치 값으로 치환된 전압을 감지하여 일정 전압값으로 유지될때까지 무조건 팬을 작동시킴으로써 작동 소음을 유발하고, 또한 항상 최대 파워로 작동됨에 따른 모터의 과부하 및 고속 주행시의 냉각(Radiator)에 맞부딪치는 풍속과는 무관하게 작동되어 팬의 효율이 저감됨으로써 작동시간이 상대적으로 오래 지속되어, 소음 및 팬 구동모터의 수명을 단축시키는 문제점이 있었다.

본 고안은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 팬의 전원공급량을 주행속도 및 풍속, 수온에 따라 다단계 공급 및 작동시간을 조절하여 팬의 회전속도 변화와 풍량을 조절함으로써 차량의 진동 및 엔진의 소음을 줄일 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.

즉, 수온감지센서, 풍속감지센서, 주행속도 감지센서에 의해 센싱된 수온, 풍속 주행속도에 따라 엔진 제어부에서 복합적으로 판단하여 냉각팬의 구동 속도 및 구동시간을 다단계로 제어토록 한 것이다.

이하 본 고안을 첨부도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.

제1도는 본 고안의 구성도로써 냉각기의 냉각수 수온을 온도센서(11)로 측정하는 수온감지부(10)와 외기에 의한 풍속을 측정하는 풍속감지부(20)와 주행속도를 감지하는 주행속도 감지부(30)와 상기 각부(10)~(30)에 의해 측정된 수온, 풍속, 주행속도 값에 따라 복합적으로 냉각팬의 구동조건을 설정하는 엔진 제어부(Engine Control Unit)(40)와 상기 엔진 제어부(40)에 의해 설정된 구동조건 값에 따라 모터 구동부(70)의 모터 구동시간과 구동속도를 다단계로 제어하는 팬 구동시간 제어부(50) 및 팬 구동속도 제어부(60)로 구성된다.

상기 수온감지부(10)는 냉각수의 온도를 센싱하는 온도센서(11)와 이 온도센서(11)에 의해 센싱된 값과 전압원(VCC)의 값을 논리 곱하는 앤드게이트(AND1)와, 이 앤드게이트(AND1)의 출력과 전압원(VCC)의 값을 낸드하는 낸드 게이트(NAND1)와 이 낸드게이트(NAND1)의 출력과 기준전압을 비교하여 상기 엔진제어부(40)에 수온에 의한 데이타를 출력하는 비교기(COMP1)로 구성된다.

그리고 상기 풍속감지부(20)는 팬 주위에 부착된 체크센서(Check Sensor)인 풍속감지센서(21)에 의해 발생되는 펄스와 저항(R4), (R5)에 의한 전압원(VCC)의 분배전압을 비교하여 상기 엔진제어부(40)에 풍속에 대한 데이타를 출력하는 쉬미트 트리거(22)로 구성되고, 상기 주행속도감지부(30)는 차륜측에 부착된 속도센서(Speed Sensor)인 주행속도감지센서(31)에 의해 센싱된 주행속도에 대한 데이타 값과 저항(R6), (R7)에 의한 전압원(VCC)의 분배전압을 비교하여 상기 엔진제어부(40)에 출력하는 쉬미트 트리거(32)로 구성된다.

또한, 상기 팬 구동속도 제어부(60)는 엔진 제어부(40)로부터 출력되어 낸드게이트(NAND2)에 의해 반전된 팬 구동속도 제어데이타 값을 차동 증폭하는 차등증폭기(61)와 이 차동증폭기(61)의 일출력을 증폭하는 트랜지스터(TR3), (TR4) 및 저항(R12), (R13)으로 구성되며, 상기 차동 증폭기(61)는 저항(R8)~(R11)과 트랜지스터(TR1), (TR2)로 구성된다. 그리고 상기 모터 구동부(70)는 상기 팬 구동시간 제어부(50)의 출력값 및 낸드게이트(NAND3)에 의해 반전된 값과 팬 구동속도 제어부(60)의 출력에 따라 모터(M)를 정회전 또는 역회전시켜 냉각팬을 구동시키는 트랜지스터(TR5)~(TR8) 및 저항(R14), (R15)으로 구성된다.

제2(a)도, 제2(b)도는 본 고안의 플로우 챠트로써, 엔진 제어부(40)에 설정되어 있는 적정 수온값을 기준으로 냉각기의 수온을 다단계 검출하는 제1 단계(S10)와 주행시 풍속감지센서(21)에 의해 측정된 풍속을 설정된 기준 데이타와 비교하는 제2 단계(S20)와 주행속도감지센서(31)에 의해 차량의 주행속도를 감지하는 제3 단계(S30)와 상기 각 단계(S10)~(S30) 수행결과에 따라 팬 구동시간 및 속도를 복합 제어하는 제 4단계(S40)로 이루어진다.

상기와 같은 본 고안은 몇개의 조건을 설정 판단 기준으로 정하여 팬 구동을 제어하는 것으로, 정차중인 경우는 수온감지센서(11)에 의해 엔진 품의 수온을 감지하여 팬의 동작여부를 결정하게 된다. 이때 엔진은 공회전중이므로 회전율은 일정하며 수온의 상승은 냉각수의 순환에 의존되므로 (이때 엔진열 발생은 제어불가하므로) 일정 수온에 다다르면 팬 작동 스위치가 작동하여 팬이 회전하게 된다.

그리고 외기온이 낮거나 더울 때를 수온감지센서(11)로 감지하여 수온의 상승속도가 빠르면 외기온이 높거나 엔진과부하가 예상되므로 팬을 최대 속도로 작동시켜 수온을 저하시키고, 상승속도가 완만한 경우는 회전속도가 빠를 필요가 없으므로 상대적 작동시간을 조금 길게 하므로서 팬 진동을 경감시켜 엔진 소음을 줄인다.

한편, 주행속도에 따른 풍속을 풍속감지센서(21)로 감지하여 이 감지결과에 따라 엔진제어부(40)가 정차시와 고속주행시에 따라 팬의 작동속도를 선택토록 하여 모터 구동부(70)를 제어한다. 그리고 주행속도감지센서(31)가 주행속도를 감지하며, 이 감지결과에 따라 엔진제어부(40)가 변동적 주행속도에 따라 팬의 작동조건은 설정하여 모터구동부(70)를 제어한다.

상기와 같은 원리로 동작하는 본 고안을 제2도를 참조로 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

우선, 엔진이 온된 상태에서 수온감지센서(11)로 수온을 측정하여(단계 S11) 과열(Over Heat) 상태인가를 판단한다.(단계 S12)

상기 단계(S12)를 수행결과 과열이 아니라 판단되면 단계(S12)를 반복 수행하고, 과열이라 판단되면 온도감지 카운터로 데이타를 전송하여 온도의 변화량을 계산하여(단계 S13) 팬의 구동속도와 팬 작동시간을 결정한다. 상기 온도감지 카운터는 도시하지 않았으며 엔진 제어부(40)에 위치한다. 그리고 상기 온도감지 카운터는 적정 온도값을 측정하는 역할과 온도상승기울기(Slop)를 계산하여 이 측정값을 분석하여 다단계 온도검출단계(S14a)~(S14d)로 전송한다.

상기 다단계 온도 검출단계(S14a)~(S14d)는 최소 4단계의 구동속도, 작동시간으로 구분하여 주행조건에 따라 팬의 조건을 달리하여 소음을 줄이고자 하는 것으로, 각 단계(S14a)~(S14d)는 일정 범위의 값을 갖으며, 각 범위를 1S, 2S, 3S, 4S라 한다.

그리고, 상기 단계(S14a)~(S14d) 수행후에는 단계(S15a)~(S15d)로 진행하여 상기 각 단계(S14a)~(S14d)의 값이 적정 범위내인가를 판단하며, 적정범위 내에서 속하면 상기 단계(S14a)~(S14d)를 반복 수행한다.

한편, 상기 단계(S15a)~(S15d)에서 적정범위내에 속하지 않는다고 판단되면 엔진제어부(40)에 설정되어 있는 시간동안 팬을 구동시켜 온도를 감소시킨다.(단계 S16a)~(단계 S16d)

상기 단계(S16a)~(S16d) 수행후에는 다시 적정 온도인가를 판단하여(단계 S17), 적정온도가 아닐 경우는 상기 단계(S16a)~(S16d)를 반복 수행하고, 적정온도라 판단되면 이에 따른 팬 구동시간 및 구동속도를 결정하여 최종정보를 모터 구동부(70)로 전송하여 팬 구동모터의 구동을 제어한다. (단계 S40)

한편, 주행시 외기에 의한 풍속도 냉각기의 핀을 통과하는 공기압과 밀접한 관계가 있으므로 팬 구동 조건과 밀접한 관계를 갖는다. 따라서 풍속감지센서(21)에 의해 풍속을 체킹하고(단계 S20), 이 결과를 엔진 제어부(40)에 설정되어 있는 데이타 값과 비교한다.(단계 S21)

상기 단계(S21) 수행 결과 설정되어 있는 데이타 값이 측정된 값과 동일하지 않을 경우은 단계(S21)를 반복수행하고, 동일할 경우는 상기 설정되어 있는 데이타 값에 해당되는 팬 구동속도 및 팬 구동시간을 설정하여 팬 구동 모터를 제어한다.(단계 S40)

또한, 주행시는 냉각기의 방열 조건이 달라지므로 주행속도감지센서(30)로 주행속도를 감지한다.(단계 S31) 그리고 단계(S32)로 진행하여 상기 단계(S31)에서 감지한 주행속도가 정차 상태인가를 판단하며, 정차상태가 아닐 경우는 고속주행 상태인가를 판단하여(단계 S33), 고속주행상태라 판단되면 엔진제어부(40)에 미리 설정되어 있는 주행상태의 조건을 팬 구동속도 제어부(60)에 전달하여 주행속도별로 팬 속도를 제어하여 단계(S40)에서 모터를 제어하도록 한다.(단계 S34)

한편, 상기 단계(S32)에서 정차상태라 판단되면 단계(S34)로 진행하여 정차상태에 대한 팬 구동속도로 팬 구동을 제어한다. 따라서 주행속도에 따라 결정되는 팬 동작 조건대로 팬 구동모터가 구동하게 된다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 고안은 엔진 룸의 수온상승 조건과 주행속도에 따른 수온상승조건 그리고 풍속에 따라 팬의 구동속도를 가변적으로 조절하며 또한, 팬 가동시간을 구동속도에 연동적으로 조절함으로써 엔진소음 및 진동을 줄일 수 있도록 한 효과가 있다.

Claims

차량용 냉각팬을 제어하는 장치에 있어서, 냉각기의 수온을 센서로 측정하는 수온감지부(10)와, 주행시 외기에 의한 풍속을 센서로 감지하는 풍속감지부(20)와, 주행속도를 센서로 감지하는 주행속도감지부(30)와, 상기 각부(10)~(30)에 의해 감지된 수온, 풍속, 주행속도데이타를 복합 판단하여 팬 구동모터의 구동시간 및 구동속도에 대한 제어데이타 값을 출력하는 엔진제어부(40)와, 상기 엔진제어부(40)의 출력값에 따라 모터구동부(70)의 구동시간 및 구동속도를 제어하는 팬 구동시간 제어부(50) 및 팬 구동속도 제어부(60)로 구성되어 수온, 풍속, 주행속도에 따라 냉각팬을 복합적으로 제어함을 특징으로 하는 차량용 냉각팬 구동제어장치.