JP2004084652A

JP2004084652A - 冷却ファン制御装置

Info

Publication number: JP2004084652A
Application number: JP2002379426A
Authority: JP
Inventors: Jong-Wuk Lee; 李　鐘　旭
Original assignee: Hyundai Motor Co
Current assignee: Hyundai Motor Co
Priority date: 2002-08-27
Filing date: 2002-12-27
Publication date: 2004-03-18
Also published as: US20040040319A1; KR100482105B1; KR20040018797A

Abstract

【課題】車両のラジエータとエアコン凝縮機の冷却のために従来使用されるダブル冷却ファン制御回路の構成を変更して、回路構成が単純で部品数が少ない、冷却ファン制御装置を提供する。
【解決手段】車両動作状態の変化に応じて変化する冷却水温、車速、エアコンスイッチ状態、及び冷媒圧力を含む車両動作状態検出手段と、前記検出手段によって検出されたデータを入力され、あらかじめ設定されたプログラムによって冷却ファン制御信号を出力する電子制御ユニットと、前記電子制御ユニットで出力される冷却ファン制御信号によってファン高速駆動電源を冷却ファンモータへ供給する第１電源供給部と、前記電子制御ユニットで出力される冷却ファン制御信号によってファン低速駆動電源を冷却ファンモータへ供給する第２電源供給部とを含む。
【選択図】　　　　　図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、冷却ファン制御装置に係り、より詳しくは、エアコン冷却、及びラジエータの冷却のために使用されるダブル冷却ファンを一つの冷却ファンに適用するための冷却ファン制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、冷却ファンは、ラジエータの後側に付着して強制的に通風させることによって、ラジエータの冷却効果を十分に得られるようにし、また、高速時には排気マニホールド等の過熱を防止する役割もする。近来の乗用車エンジン冷却ファンはファンの回転を自動的に調節してファンの駆動に消費される動力損失を減らしながら、エンジン過冷と騒音を減らすことを目的として、電動ファンを多く使用している。
【０００３】
前記電動ファンはモータで冷却ファンを駆動する形式で冷却水温と車速に応じて作動、及び非作動状態が決定される。
【０００４】
前記冷却ファンは、図１に示すようにダブル冷却ファン制御回路の構成図であり、ラジエータ用冷却ファン１１（例：１６０Ｗ）の他にエアコン凝縮機用冷却ファン２２（例：１６０Ｗ）が備えられてエンジンの冷却水温やエアコンの冷媒圧力に応じてラジエータ用と凝縮機用電動ファン回転数をそれぞれ２段階として調整し、騒音を小さくする。
【０００５】
即ち、従来は、冷却ファンロジックに従って図１に示したようにＥＣＵ６０の出力端子で接地して冷却ファンが作動するようにしたが、ＥＣＵ６０のハイ（Ｈｉｇｈ：Ｈ）端子がオフ（Ｏｆｆ）、ロー（Ｌｏｗ：Ｌ）端子がオフ（Ｏｆｆ）状態であれば、ラジエータファン１１とエアコン凝縮機ファン２２は作動しない。
【０００６】
ＥＣＵ６０のハイ（Ｈ）端子がオフ（Ｏｆｆ）で、ロー（Ｌ）端子がオン（Ｏｎ）の状態であれば、ラジエータファンリレー１０のコイルだけが励磁されて第１リレー１０がオン（Ｏｎ）に、第２リレー２１がオフ（Ｏｆｆ）になり、ラジエータファン１１と凝縮機ファン２２の直列回路に電源が加わり、ラジエータファン１１と凝縮機ファン２２がともに低速回転する。
【０００７】
さらに、ＥＣＵ６０のハイ（Ｈ）端子、ロー（Ｌ）端子が共にオン（Ｏｎ）の時には、第１、第２、第３リレー、１０、２１、２０のコイルがすべて励磁され、ラジエータファン１１と凝縮機ファン２２が並列になり、これに電源が加わり
両者ともに高速回転する。
【０００８】
しかし、前記、従来のダブル冷却ファン制御装置は回路構成が複雑で部品数が多く、原価上昇の原因をもたらす。
【０００９】
【先行技術文献】
【特許文献１】特開平０５−２３８２５４
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、車両のラジエータとエアコン凝縮機の冷却のために従来使用されるダブル冷却ファン制御回路の構成を変更して、回路構成が単純で部品数が少ない、冷却ファン制御装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
前記の課題を解決するためになされた本発明による冷却ファン制御装置は、車両動作状態の変化に応じて変化する冷却水温、車速、エアコンスイッチ状態、及び冷媒圧力を検出する手段を含む車両動作状態検出手段と、前記検出手段によって検出されたデータを入力され、あらかじめ設定されたプログラムによって冷却ファン制御信号を出力する電子制御ユニットと、前記電子制御ユニットで出力される冷却ファン制御信号によってファン高速駆動電源を冷却ファンモータへ供給する第１電源供給部と、前記電子制御ユニットで出力される冷却ファン制御信号によってファン低速駆動電源を冷却ファンモータへ供給する第２電源供給部と、を含んで構成されることを特徴とする。
【００１２】
そして、前記第１電源供給部は、好ましくは、電源部（ｐｏｗｅｒ　ｓｏｕｒｃｅ）と、定格電圧ヒューズと、前記電子制御ユニットの制御によってスイッチング動作して、前記ヒューズを通じて供給される電源を前記冷却ファンモータに選択的に供給するリレーを含んで構成される。
【００１３】
また、前記第２電源供給部は、好ましくは、電源部と、定格電圧ヒューズと、前記電子制御ユニットの制御によってスイッチング動作して、前記ヒューズを通じて供給される電源を選択的に供給するリレーと、このリレーを通じて供給される電源の電圧を降下させ前記冷却ファンモータに供給する抵抗器を含んで構成される。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図２〜図６によって詳述する。
本実施例は本発明の範囲を限定するものではなく、ただ一例を提示したにすぎず、図面には従来の構成と同一の部分には同一符号を付与し、重複する説明は省略する。
【００１５】
図２は本発明の実施例による冷却ファン制御装置の構成回路図であり、図３は本発明の実施例による冷却ファン高速駆動制御時の簡略構成回路図であり、図４は本発明の実施例による冷却ファン低速駆動制御時の簡略構成回路図であり、図５と図６は、本発明の実施例による冷却ファン制御方法動作順序図である。
【００１６】
冷却ファン制御装置は、図２に示すように、車両に電源を供給するバッテリ（Ｂａｔｔ）と、運転者の始動キー操作によってスイッチ状態が変化し車両電気装置へ電源を供給するイグニションスイッチ５０と、車両始動後に電源を供給する交流発電機５２と、一端が交流発電機に、他端がバッテリの陽極（＋）端子に各々接続し、交流発電機５４から供給される過電圧を遮断するために所定の定格容量（例：１００Ａ）を有する第１ヒューズ５４−１、及び、一端がイグニションスイッチ５０に、他端がバッテリの陽極（＋）端子に各々接続し、供給される過電圧を遮断するために所定の定格容量（例：１００Ａ）を有する第２ヒューズ５４−２からなるヒューズ部５４と、電源が供給されると初期化された後、車両動作状態の変化に応じて変化する冷却温度、車速、エアコンスイッチの状態、及び冷媒圧力を含む車両動作状態の検出手段からの入力に基き、設定されたプログラムによって、冷却ファン制御信号を出力するＥＣＵ６０と、ＥＣＵ６０から出力される制御信号に応じて高速、または、低速で駆動する冷却ファン７０と、ＥＣＵ６０からの制御によって冷却ファン７０高速駆動電源を供給する第１電源供給部８０と、ＥＣＵ６０の制御によって冷却ファン７０低速駆動電源を供給する第２電源供給部９０とからなっている。
【００１７】
前記において、第１電源供給部８０は、一端がバッテリの陽極（＋）端子に接続して、供給される電源の過電圧を防止するために所定の定格電圧を有する第４ヒューズ８２と、スイッチのＬ１端が第４ヒューズ８２の他端に、Ｌ２端が冷却ファン７０に各々接続し、励磁コイルのＳ１端が第３ヒューズ５４−３の他端に、Ｓ２端がＥＣＵ６０のハイ（Ｈ）端子に各々接続し、ＥＣＵ６０のハイ（Ｈ）端子が接地してコイルが励磁されれば、スイッチがオン（Ｏｎ）になり冷却ファンを高速回転させるための電源を供給する第１リレー８４とからなっている。
【００１８】
前記において、第２電源供給部９０は、一端がバッテリの陽極（＋）端子に接続して、供給される電源の過電圧を防止するために所定の定格電圧を有する第５ヒューズ９２と、スイッチのＬ１端が第５ヒューズ９２の他端に、励磁コイルのＳ１端が第３ヒューズ５４−３の他端に、Ｓ２端がＥＣＵ６０のロー（Ｌ）端子に各々接続し、ＥＣＵ６０のロー（Ｌ）端子が接地してコイルが励磁されれば、スイッチがオン（Ｏｎ）になり冷却ファンを回転させるための電源を供給する第２リレー９４と、冷却ファン７０に接続して、第２リレー９４から供給される電圧を降下させて冷却ファンを低速回転させる抵抗器９６とからなっている。
なお、第１リレー８４と第２リレー９４の各々のＬ１端は接続されている。
【００１９】
前記の構成からなる冷却ファン制御装置の制御方法を、添付する図３〜図６を参照して説明する。まず図５を参照する。
【００２０】
車両に電源が印加されると、ＥＣＵ６０は使用される全ての変数を初期化し、車両動作状態検出装置６２は車両動作状態の変化に応じて変化する冷却水温、車速、エアコンスイッチ状態、及び冷媒圧力を含む信号を検出する（Ｓ１００）。
【００２１】
これに、ＥＣＵ６０は車両動作状態検出装置６２から検出される冷却水温、車速、エアコンスイッチ状態、及び冷媒圧力を含む信号を入力されて、運転者によってエアコンスイッチ状態が作動‘オン’状態になったかを判断する（Ｓ１１０，Ｓ１２０）。
【００２２】
前記で、エアコンスイッチ状態が作動‘オン’状態であると判断されれば、ＥＣＵ６０はエアコン作動による冷媒圧力が第１設定圧力以上であるか否かを判断する（Ｓ１３０）。
【００２３】
前記で、エアコン作動による冷媒圧力が第１設定圧力以上であると判断されれば、ＥＣＵ６０は冷却ファンを高速で駆動させるためにハイ（Ｈ）端子に冷却ファン高速駆動制御信号を出力する（Ｓ１４０）。
【００２４】
ただし、ＥＣＵ６０は、冷却ファン高速駆動制御信号を出力する際、ＮＶＨの悪化、流入電流の減少、及びランプ類の陰り等を防止するために、所定の時間（約３秒）冷却ファンを低速で駆動した後、冷却ファンを高速で駆動する。
【００２５】
前記で、冷却ファン高速駆動時、ＥＣＵ６０のハイ（Ｈ）端子が接地状態となる。
【００２６】
即ち、図３に示すように、ＥＣＵ６０のハイ（Ｈ）端子が接地されると、図２に示したイグニションスイッチ５０からヒューズ部５４の第３ヒューズ５４−３を通過して印加される電圧は、第１電源供給部８０の第１リレー８４の励磁コイルを経てＥＣＵ６０のハイ（Ｈ）端子に流れる。
【００２７】
この時、第１リレー８４のコイルが励磁されることにより、図３に示されたように、スイッチが‘オン’になり、Ｌ１端子とＬ２端子が導通されることによって、交流発電機５２から出力される電源は、第１電源供給部８０に備えられ所定の定格容量（例：３０Ａ）を有する第４ヒューズ８２を経て印加される電源と第２電源供給部９０に備えられて所定の定格容量（例：３０Ａ）を有する第５ヒューズ９２を経て印加される電源とが並列に接続され所定の容量（例：６０Ａ）の電源で第１リレー８４を経て所定の第４駆動容量（例：３８０Ｗ）を有する冷却ファンモータ７０を高速で駆動させる。
【００２８】
しかし、前記（１３０）で、エアコン動作による冷媒圧力が第１設定圧力以下であると判断されれば、ＥＣＵ６０は車両走行車速を判断する（Ｓ１５０）。
【００２９】
前記で、車両の走行車速が第２設定車速（例：４５Ｋｐｈ）以下であると判断されれば、ＥＣＵ６０は冷却水温の変化を判断して、冷却水温が第３設定温度（例：９４℃）以上であると判断されれば冷却ファンを高速で駆動させるための冷却ファン駆動制御信号を出力する段階（Ｓ１４０）を遂行する（Ｓ１６０）。
【００３０】
しかし、前記で車両の走行車速が第２設定車速（例：４５Ｋｐｈ）以下であり、冷却水温が第３設定温度（例：９４℃）以下であると判断されれば、ＥＣＵ６０は冷却ファンを低速に駆動させる（Ｓ１７０）。
【００３１】
即ち、図４に示すように、ＥＣＵ６０のロー（Ｌ）端子が接地されると、図２に示すように、第２電源供給部９０の第２リレー９４のコイルが励磁されて、Ｌ１端子とＬ２端子との間に備えられたスイッチが‘オン’になる。
【００３２】
従って、Ｌ１端子とＬ２端子とが導通することによって、交流発電機５２から出力される電源は第１電源供給部８０に備えられて所要の定格容量（例：３０Ａ）を有する第４ヒューズ８２を経て印加される電源と、第２電源供給部９０に備えられ所定の定格容量（例：３０Ａ）を有する第５ヒューズ９２を経て印加される電源とが並列に接続されて所定の容量（例：６０Ａ）の電源で第２リレー９４を経て、第２リレー９４のＬ２端子後端に接続されている抵抗器９６に印加される。
【００３３】
抵抗器９６に印加された所定の容量（例：６０Ａ）を有する電源は、抵抗器９６によって電圧が降下されて所定の駆動容量（例：３８０Ｗ）を有する冷却ファンモータ７０を低速で駆動させる。
【００３４】
しかし、前記（Ｓ１５０）で走行車速が第２設定車速（例：４５Ｋｐｈ）以上であると判断されれば、ＥＣＵ６０は走行車速が第１設定範囲内に含まれるか否かを判断する（Ｓ１８０）。
【００３５】
前記で、第１設定範囲は第２設定車速（例：４５Ｋｐｈ）≦車速＜第４設定車速（例：８０Ｋｐｈ）である。
【００３６】
従って、前記で走行車速が第１設定範囲内に含まれると判断されれば、ＥＣＵ６０は走行車両の冷却水温が第３設定温度（例：９４℃）以上であるか否かを判断する（Ｓ１９０）。
【００３７】
前記で、走行車両の冷却水温が第３設定温度（例：９４℃）以上であると判断されれば、ＥＣＵ６０は走行車両の冷却水温が第５設定温度（例：１００℃）以上であるか否かを判断する（Ｓ２００）。
【００３８】
前記で、走行車速が第１設定範囲内に含まれると同時に冷却水温が第５設定温度（例：１００℃）以上であると判断されれば、ＥＣＵ６０は冷却ファンを高速で駆動させる段階（Ｓ１４０）を遂行する。
【００３９】
しかし、前記で走行車速が第１設定範囲内に含まれると同時に冷却水温が第５設定温度（例：１００℃）以下であり、第３設定温度（例：９４℃）以上であると判断されれば、ＥＣＵ６０は冷却ファンを低速で駆動させる段階（Ｓ１７０）を遂行する。
【００４０】
さらに、走行車速が第１設定範囲内に含まれるとしても、走行車両の冷却水温が第３設定温度（例：９４℃）以下であると判断されれば、ＥＣＵ６０は冷却ファンを駆動しない（Ｓ２１０）。
【００４１】
しかし、走行車両の車速が第１設定範囲以上で走行していると判断されれば、ＥＣＵ６０は冷却水温変化を判断して、冷却水温が第５設定温度（例：１００℃）以上であるか否かを判断する（Ｓ２２０）。
【００４２】
前記で、走行車両の車速が第１設定範囲以上で走行すると同時に、冷却水温が第５設定温度（例：１００℃）以上であると判断されれば、ＥＣＵ６０は冷却ファンを高速で駆動させる段階（Ｓ１４０）を遂行する。
【００４３】
しかし、前記で走行中である車両の速度が第１設定範囲以上で走行しているとしても冷却水温が第５設定温度（例：１００℃）以下であれば、冷却ファンを駆動しない。
【００４４】
次に、上記（Ｓ１２０）に戻って、図５のＡ点、すなわち、エアコンスイッチが‘オフ’であったり、エアコンが無い車両で、ＥＣＵ６０は車両の走行車速と冷却水温だけで冷却ファンの駆動を制御する。ここで図６を参照する。
【００４５】
エアコンスイッチが‘オフ’状態や、またはエアコンが無い車両で車両の走行車速が第２設定車速（例：４５Ｋｐｈ）以下であり、冷却水温が第３設定温度（例：９４℃）以下であれば、ＥＣＵ６０は冷却ファンを駆動しない（Ｓ３００、Ｓ３１０）。
【００４６】
しかし、前記（Ｓ３００、Ｓ３１０）で車両が走行車速が第２設定車速（例：４５Ｋｐｈ）以下で、冷却水温が第５設定温度（例：１００℃）以上ならば、　ＥＣＵ６０は冷却ファンを高速で駆動させる段階（Ｓ１４０）を遂行する（Ｓ３２０）。
【００４７】
しかし、走行車両の車速が第２設定車速（例：４５Ｋｐｈ）以下で冷却水温が第３設定温度（例：９４℃）以上で、第５設定温度（例：１００℃）以下ならば、ＥＣＵ６０は冷却ファンを低速で駆動させる段階（Ｓ１７０）を遂行する。
【００４８】
以後、走行車両の車速が第２設定車速（例：４５Ｋｐｈ）以上と判断されれば、ＥＣＵ６０は走行車両の車速が第１設定範囲内に含まれるか否かを判断する（Ｓ３３０）。
【００４９】
前記で、第１設定範囲は第２設定車速（例：４５Ｋｐｈ）≦車速＜第４設定車速（例：８０Ｋｐｈ）である。
【００５０】
よって、前記で走行車速が第１設定範囲内に含まれると判断されれば、ＥＣＵ６０は走行車両の冷却水温が第３設定温度（例：９４℃）以上であるか否かを判断する（Ｓ３４０）。
【００５１】
前記で走行車の冷却水温が第３設定温度（例：９４℃）以上であると判断されれば、ＥＣＵ６０は走行車両の冷却水温が第６設定温度（例：１０５℃）以上であるか否かを判断する（Ｓ３５０）。
【００５２】
前記で走行車速が第１設定範囲内に含まれると同時に冷却水温が第６設定温度（例：１０５℃）以上であると判断されれば、ＥＣＵ６０は冷却ファンを高速で駆動させる段階（Ｓ１４０）を遂行する。
【００５３】
しかし、前記で走行車速が第１設定範囲内に含まれると同時に冷却水温が第３設定温度（例：９４℃）以上で、第６設定温度（例：１０５℃）以下であると判断されれば、ＥＣＵ６０は冷却ファンを低速で駆動させる段階（Ｓ１７０）を遂行する。
【００５４】
次に、前記走行車速が第１設定範囲内に含まれても、走行車両の冷却水温が第３設定温度（例：９４℃）以下であると判断されれば、ＥＣＵ６０は冷却ファンを駆動しない。
【００５５】
さらに、前記走行車両の車速が第１設定範囲以上で走行していると判断されれば、ＥＣＵ６０は冷却水温の変化を判断して、前記冷却水温が第６設定温度（例：１０５℃）以上であるか否かを判断する（Ｓ３６０）。
【００５６】
前記で走行車両の車速が第１設定範囲以上で走行すると同時に冷却水温が第６設定温度（例：１０５℃）以上であると判断されれば、ＥＣＵ６０は冷却ファンを高速で駆動させる段階（Ｓ１４０）を遂行する。
【００５７】
しかし、前記で走行中の車の車速が第１設定範囲以上で走行してるとしても冷却水温が第６設定温度（例：１０５℃）以下ならば、冷却ファンを駆動しない。これによって、ダブル冷却ファンを駆動制御するための従来の車両ヒューズボックスの回路を並列に変更して所定の高い定格出力を有するシングル冷却ファンを駆動制御することで、冷却ファンの動作性能を向上させることができ、駆動部品を減少させて原価を節減することができる。
【００５８】
【発明の効果】
本発明により、車両のラジエータとエアコン凝縮機の冷却のために従来に使われるダブル冷却ファン制御回路の構成を所定の高い定格出力を有する一つの冷却ファン制御回路に変更構成することで、冷却ファンの動作性能を向上させることができ、駆動部品を減少させて原価を節減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のダブル冷却ファン制御装置の構成回路図である。
【図２】本発明の実施例による冷却ファイン制御装置の構成回路図である。
【図３】本発明の実施例による冷却ファン高速駆動制御時の簡略構成回路図である。
【図４】本発明の実施例による冷却ファン低速駆動制御時の簡略構成回路図である。
【図５】本発明の実施例による冷却ファン制御方法動作順序図である。
【図６】本発明の実施例による冷却ファン制御方法動作順序図である。
【符号の説明】
５０　イグニションスイッチ
５２　交流発電機
５４　ヒューズ部
６０　ＥＣＵ
６２　車両動作状態検出部
７０　冷却ファンモータ
８０　第１電源供給部
８４　第１リレー
９０　第２電源供給部
９４　第２リレー
９６　抵抗器

Claims

車両動作状態の変化に応じて変化する冷却水温、車速、エアコンスイッチ状態、及び冷媒圧力を検出する手段を含む車両動作状態検出手段と、
前記検出手段によって検出されたデータを入力され、あらかじめ設定されたプログラムによって冷却ファン制御信号を出力する電子制御ユニットと、
前記電子制御ユニットで出力される冷却ファン制御信号によってファン高速駆動電源を冷却ファンモータへ供給する第１電源供給部と、
前記電子制御ユニットで出力される冷却ファン制御信号によってファン低速駆動電源を冷却ファンモータへ供給する第２電源供給部と、
を含んで構成された冷却ファン制御装置。
前記第１電源供給部は、電源部と、定格電圧ヒューズと、
前記電子制御ユニットの制御によってスイッチング動作して、前記ヒューズを通じて供給される電源を前記冷却ファンモータに選択的に供給するリレーと、
を含んで構成されたことを特徴とする請求項１に記載の冷却ファン制御装置。
前記第２電源供給部は、電源部と、定格電圧ヒューズと、
前記電子制御ユニットの制御によってスイッチング動作して、前記ヒューズを通じて供給される電源を選択的に供給するリレーと、このリレーを通じて供給される電源の電圧を降下させ前記冷却ファンモータに供給する抵抗器と、
を含んで構成されたことを特徴とする請求項１に記載の冷却ファン制御装置。