KR102518744B1 - Method for controlling cooling fan of vehicle - Google Patents

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박수용
조찬웅
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현대자동차주식회사
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Abstract

제어기에서 쿨링팬 속도를 목표 속도로 제어하기 위한 제어신호가 출력되는 단계; 상기 제어기에서 출력되는 제어신호에 따라 쿨링팬의 팬 모터에 인가되는 전류가 제어되는 단계; 상기 제어기에서 센서에 의해 검출된 현재의 팬 모터 속도에 상응하는 구속 감지 전류와 구속 감지 전력 값 중 정해진 하나가 결정되는 단계; 상기 제어기에서 현재의 팬 모터 인가 전류를 상기 결정된 구속 감지 전류와 비교하거나 현재의 팬 모터 작동 전력을 상기 결정된 구속 감지 전력과 비교하는 단계; 및 상기 제어기에서 현재의 팬 모터 인가 전류가 상기 결정된 구속 감지 전류보다 크거나 현재의 팬 모터 작동 전력이 상기 결정된 구속 감지 전력보다 큰 경우, 쿨링팬의 팬 모터 구속 발생 조건을 만족하는 것으로 판단하는 단계를 포함하는 차량의 쿨링팬 제어 방법이 개시된다.outputting a control signal for controlling a cooling fan speed to a target speed from a controller; controlling a current applied to a fan motor of a cooling fan according to a control signal output from the controller; determining a predetermined one of a stall detection current and a stall detection power value corresponding to a current fan motor speed detected by a sensor in the controller; comparing a current fan motor applied current with the determined stall detection current or comparing a current fan motor operating power with the determined stall detection power in the controller; and determining, by the controller, that a fan motor constraint occurrence condition of a cooling fan is satisfied when a current fan motor applied current is greater than the determined stall detection current or a current fan motor operating power is greater than the determined stall detection power. A method for controlling a cooling fan of a vehicle is disclosed.

Description

차량의 쿨링팬 제어 방법{Method for controlling cooling fan of vehicle}Vehicle cooling fan control method {Method for controlling cooling fan of vehicle}

본 발명은 차량의 쿨링팬 제어 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 팬 모터의 구속 발생 조건을 감지하여 실제 구속 발생을 억제하고 팬 모터를 보호할 수 있는 차량의 쿨링팬 제어 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for controlling a cooling fan of a vehicle, and more particularly, to a method for controlling a cooling fan of a vehicle capable of detecting a condition for a fan motor to be restrained, suppressing an actual restraint, and protecting the fan motor.

일반적으로 차량에서는 발열부품을 냉각수나 냉매 등의 냉각유체를 이용하여 냉각하고 있다. 여기서, 발열부품은 엔진이나 모터(차량 주행을 위한 구동모터), 인버터, 충전기, 컨버터, 배터리, 연료전지 스택, 그리고 기타 공지의 차량용 PE 부품(Power Electronic Parts)이나 전장품 등이 될 수 있다. 또한, 차량의 에어컨 시스템에서는 냉매를 이용하여 공조용 공기(외기 또는 내기)를 냉각한 뒤 차량 실내에 공급함으로써 실내 냉방이 이루어지도록 한다.In general, in vehicles, heating components are cooled using a cooling fluid such as cooling water or a refrigerant. Here, the heating component may be an engine or motor (drive motor for driving a vehicle), an inverter, a charger, a converter, a battery, a fuel cell stack, and other known vehicle PE parts (Power Electronic Parts) or electrical components. In addition, in an air conditioning system of a vehicle, air for air conditioning (outside air or indoor air) is cooled using a refrigerant and then supplied to the interior of the vehicle so that the interior is cooled.

차량의 발열부품을 냉각하는데 이용된 냉각수와 차량 실내 냉방에 이용된 냉매는 열교환기에서 방열 또는 냉각 과정을 거치게 된다. 여기서, 열교환기는 차량에서 쿨링모듈(cooling module)을 구성하는 라디에이터(방열기)와 응축기(컨덴서)가 될 수 있다. The cooling water used to cool the heat-generating parts of the vehicle and the refrigerant used to cool the interior of the vehicle undergo a heat dissipation or cooling process in a heat exchanger. Here, the heat exchanger may be a radiator (radiator) and a condenser (condenser) constituting a cooling module in a vehicle.

예를 들어, 엔진이나 모터를 냉각하는데 이용된 냉각수는 라디에이터에서 공기와의 열교환을 통해 열을 방출하는 방열 과정을 거치게 된다. 또한, 에어컨 시스템의 증발기에서 공조용 공기의 열을 흡수한 냉매는 응축기에서 외기와의 열교환을 통해 열을 방출하는 냉각 및 응축 과정을 거치게 된다. For example, coolant used to cool an engine or motor undergoes a heat dissipation process in which heat is released through heat exchange with air in a radiator. In addition, the refrigerant that has absorbed heat from the air for air conditioning in the evaporator of the air conditioning system undergoes a cooling and condensation process in which heat is released through heat exchange with outdoor air in the condenser.

이와 같이 라디에이터와 응축기는 차량에서 흡수한 열을 외부로 방출하기 위하여 구비되는 것들로서, 쿨링팬(cooling fan)과 함께 쿨링모듈을 구성하는 열교환기들이다. 통상 차량의 쿨링모듈은 차량 전단부에 배치되는데, 쿨링모듈의 쿨링팬은 차량 전단부를 통해 외기를 흡입하여 흡입된 외기가 라디에이터와 응축기를 통과하도록 한다. As described above, the radiator and the condenser are provided to dissipate heat absorbed by the vehicle to the outside, and are heat exchangers constituting a cooling module together with a cooling fan. In general, a cooling module of a vehicle is disposed at the front end of the vehicle, and a cooling fan of the cooling module sucks in outside air through the front end of the vehicle and allows the sucked outside air to pass through the radiator and the condenser.

차량의 쿨링팬으로는 모터에 의해 구동되는 전동식 쿨링팬이 이용되고 있다. 전동식 쿨링팬에서는 모터가 작동하여 모터 회전축에 장착된 팬을 회전시킨다. 이러한 전동식 쿨링팬의 제어는 제어기가 모터(팬 모터)의 구동을 제어함으로써 수행된다. 이하의 설명에서 쿨링팬의 작동이나 회전, 쿨링팬의 구동이나 속도는, 모터의 작동이나 회전, 모터의 구동이나 속도와 같은 의미를 갖는다. An electric cooling fan driven by a motor is used as a cooling fan of a vehicle. In an electric cooling fan, a motor operates to rotate a fan mounted on a motor shaft. Control of the electric cooling fan is performed by a controller controlling driving of a motor (fan motor). In the following description, the operation or rotation of the cooling fan and the driving or speed of the cooling fan have the same meaning as the operation or rotation of the motor or the driving or speed of the motor.

팬 모터의 구동 제어는 제어기가 PWM(Pulse Width Modulation) 제어를 통해 팬 모터에 인가되는 전류를 제어함으로써 수행된다. 좀 더 구체적으로는, 차량에서 쿨링팬을 제어하기 위한 상태 데이터가 검출되어 제어기에 수집되면, 제어기는 실시간 수집된 상태 데이터를 기초로 팬 모터의 구동을 제어하는데, 이때 상태 데이터에 따라 PWM 신호의 듀티를 조절하는 방식으로 팬 모터에 인가되는 전류를 제어함으로써 팬 모터의 속도 및 구동 상태를 제어하게 된다.Driving control of the fan motor is performed by a controller controlling current applied to the fan motor through pulse width modulation (PWM) control. More specifically, when state data for controlling the cooling fan in the vehicle is detected and collected by the controller, the controller controls driving of the fan motor based on the state data collected in real time. The speed and driving state of the fan motor are controlled by controlling the current applied to the fan motor in a manner of adjusting the duty.

한편, 동절기에는 빙결 등으로 인해 쿨링팬의 회전축(모터의 회전축)이 완전히 회전하지 않거나 회전축의 빙결된 상태가 회전에 저항하는 부하로 작용하여 회전축의 원활한 회전이 이루어지지 않는 모터 구속(stall) 상황이 발생할 수 있다.On the other hand, in the winter season, the rotating shaft of the cooling fan (rotating shaft of the motor) does not completely rotate due to freezing or the frozen state of the rotating shaft acts as a load that resists rotation, resulting in a motor stall situation in which the rotating shaft does not rotate smoothly. this can happen

이러한 구속 상황에서 모터를 계속해서 작동시키려 하면 제어기 및 모터 내 소자들의 온도 상승으로 인하여 소자 및 부품들의 손상이 발생할 수 있다. 예를 들어, 모터의 PWM 제어를 위한 스위칭 소자(예, MOSFET)나 MCU(Micro Controller Unit), 게이트 드라이버, 커패시터, 스테이터 코일, 인버터 온도센서 등이 과열로 인해 손상될 수 있다. 이러한 손상을 방지하기 위해 제어기에는 모터 구속 감지 및 보호를 위한 제어 로직을 적용하고 있다. If you try to continuously operate the motor in such a restrained situation, damage to the elements and parts may occur due to the temperature rise of the elements in the controller and motor. For example, a switching element (eg, MOSFET) for PWM control of a motor, a micro controller unit (MCU), a gate driver, a capacitor, a stator coil, or an inverter temperature sensor may be damaged due to overheating. In order to prevent such damage, control logic for detecting and protecting motor stall is applied to the controller.

하지만, 종래의 로직은 모터에 인가되는 전류(이하 '모터 전류'라 함)만으로 모터의 구속 상태를 감지하고 있다. 즉, 구속 감지 전류가 미리 설정되어 있는 상태에서 모터 전류를 상기 설정된 구속 감지 전류와 비교하여 모터 구속을 감지하고 있는 것이다. 이때, 모터 구속 감지를 위해 제어기는 현재의 모터 전류가 상기 설정된 구속 감지 전류를 초과할 경우 현재 모터 구속 상태인 것으로 판단하도록 설정될 수 있다.However, the conventional logic senses the restraint state of the motor only with the current applied to the motor (hereinafter referred to as 'motor current'). That is, motor stall is sensed by comparing the motor current with the set stall detection current in a state where the stall detection current is set in advance. At this time, for motor stall detection, the controller may be configured to determine that the current motor stall state is in case the current motor current exceeds the set stall detection current.

도 1은 종래기술에 따른 모터 보호 로직에서 구속 감지 전류의 설정 예를 나타낸 도면이다. 도 1에는 정상 상태에서의 모터 전류와 간헐 구속 상태에서의 모터 전류가 예시되어 있다. 제어기에서 모터 보호 로직에는 도 1에 예시된 것과 같은 구속 감지 전류가 미리 설정된다. 1 is a diagram showing an example of setting a stall detection current in a motor protection logic according to the prior art. 1 illustrates a motor current in a steady state and a motor current in an intermittent stall state. A stall detection current as illustrated in FIG. 1 is preset in the motor protection logic of the controller.

이때, 구속 감지 전류는 정해진 팬(모터) 최대 속도(max. rpm) 조건에서 완전 구속(rpm = 0) 상태에 해당하는 전류로 정의된다. 따라서, 제어기는 팬 최대 속도 조건에서 모터 전류가 설정된 구속 감지 전류의 값에 해당한다면 모터 구속 상태로 판단하는데, 이때 감지된 모터 구속 상태는 완전 구속 상태이다.At this time, the stall detection current is defined as a current corresponding to a fully stalled (rpm = 0) state under the condition of a determined fan (motor) maximum speed (max. rpm). Accordingly, the controller determines that the motor is in a stalled state if the motor current corresponds to the set stall detection current value under the maximum fan speed condition. In this case, the detected motor stalled state is a complete stalled state.

이와 같이 종래의 로직에 따르면, 모터의 완전 구속 상태인 경우에만 구속으로 감지되고, 완전 구속이 아닌 간헐 구속이나 반 구속, 과부하 조건은 감지되지 않는다. 이에 간헐 구속이나 반 구속, 과부하 조건에서 모터가 보호될 수 없다. 여기서, 모터의 완전 구속 상태는 모터의 실제 회전속도(rpm)가 '0'인 상태를 의미한다.As described above, according to the conventional logic, only when the motor is fully restrained, restraint is detected, and intermittent restraint, semi-restraint, and overload conditions other than complete restraint are not detected. Therefore, the motor cannot be protected under intermittent stall, half stall, or overload conditions. Here, the fully restrained state of the motor means a state in which the actual rotational speed (rpm) of the motor is '0'.

즉, 모터 반 구속 상태이거나 간헐 구속 상태 등일 때에는 모터 전류가 설정된 구속 감지 전류를 초과하지 않으므로 제어기가 모터 구속 상태로 판단하지 않는 것이다. 이와 같이 반 구속 상태이거나 간헐 구속 상태임에도 모터 구속 상태로 감지되지 않으면 팬 및 모터의 작동이 지속되면서 제어기 및 모터에서 발열이 나타나고, 이후 과열로 인해 제어기 및 모터 내부 부품의 소손이 발생할 수 있다. That is, when the motor is in a semi-locked state or intermittently locked state, the controller does not determine that the motor is in a locked state because the motor current does not exceed the set stall detection current. In this way, if the motor is not detected as a stalled state even in a semi-locked or intermittent locked state, the operation of the fan and motor continues and heat appears in the controller and motor, and then overheating may cause burnout of internal parts of the controller and motor.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출한 것으로서, 팬 모터의 구속 발생 조건을 감지할 수 있고 조건 감지 시 실제 구속 발생을 억제하여 팬 모터를 보호할 수 있는 차량의 쿨링팬 제어 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been created to solve the above problems, and a method for controlling a cooling fan of a vehicle capable of detecting a condition for generating a restraint of a fan motor and protecting the fan motor by suppressing an actual restraint when the condition is detected. Its purpose is to provide

특히, 완전 구속 상태뿐만 아니라 반 구속 상태나 간헐 구속 상태 등으로부터도 팬 모터를 보호할 수 있는 차량의 쿨링팬 제어 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.In particular, an object of the present invention is to provide a method for controlling a cooling fan of a vehicle capable of protecting a fan motor not only from a full restraint state but also from a semi restrained state or an intermittent restrained state.

본 발명의 목적은 이상에서 언급된 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 다른 목적들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자(이하 '통상의 기술자')에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The object of the present invention is not limited to the object mentioned above, and other objects not mentioned are clearly understood from the description below to those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs (hereinafter referred to as 'ordinary technician'). It could be.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따르면, 제어기에서 쿨링팬 속도를 목표 속도로 제어하기 위한 제어신호가 출력되는 단계; 상기 제어기에서 출력되는 제어신호에 따라 쿨링팬의 팬 모터에 인가되는 전류가 제어되는 단계; 상기 제어기에서 센서에 의해 검출된 현재의 팬 모터 속도에 상응하는 구속 감지 전류와 구속 감지 전력 값 중 정해진 하나가 결정되는 단계; 상기 제어기에서 현재의 팬 모터 인가 전류를 상기 결정된 구속 감지 전류와 비교하거나 현재의 팬 모터 작동 전력을 상기 결정된 구속 감지 전력과 비교하는 단계; 및 상기 제어기에서 현재의 팬 모터 인가 전류가 상기 결정된 구속 감지 전류보다 크거나 현재의 팬 모터 작동 전력이 상기 결정된 구속 감지 전력보다 큰 경우, 쿨링팬의 팬 모터 구속 발생 조건을 만족하는 것으로 판단하는 단계를 포함하는 차량의 쿨링팬 제어 방법이 개시된다.In order to achieve the above object, according to an embodiment of the present invention, the step of outputting a control signal for controlling the cooling fan speed to a target speed in the controller; controlling a current applied to a fan motor of a cooling fan according to a control signal output from the controller; determining a predetermined one of a stall detection current and a stall detection power value corresponding to a current fan motor speed detected by a sensor in the controller; comparing a current fan motor applied current with the determined stall detection current or comparing a current fan motor operating power with the determined stall detection power in the controller; and determining, by the controller, that a fan motor constraint occurrence condition of a cooling fan is satisfied when a current fan motor applied current is greater than the determined stall detection current or a current fan motor operating power is greater than the determined stall detection power. A method for controlling a cooling fan of a vehicle is disclosed.

여기서, 상기 제어기는 팬 모터 속도와 구속 감지 전류의 상관관계를 정의한 설정 데이터를 이용하여 현재의 팬 모터 속도에 상응하는 구속 감지 전류를 결정하도록 설정될 수 있다.Here, the controller may be configured to determine the stall detection current corresponding to the current fan motor speed using setting data defining a correlation between the fan motor speed and the stall detection current.

여기서, 상기 설정 데이터는 속도 '0'에서 정해진 모터 최대 속도까지의 팬 모터 속도 전 범위에 대하여 팬 모터 속도에 상응하는 구속 감지 전류 값이 설정된 것일 수 있다. Here, the setting data may be set to a stall detection current value corresponding to the fan motor speed for the entire fan motor speed range from the speed '0' to the determined maximum motor speed.

또한, 상기 설정 데이터는, 상응하는 구속 감지 전류가 설정된 팬 모터 속도의 전 범위에서, 상기 팬 모터 속도가 증가할수록 구속 감지 전류가 더 큰 값으로 설정된 것일 수 있다In addition, in the setting data, the stall detection current may be set to a larger value as the fan motor speed increases in the entire fan motor speed range in which the corresponding stall detection current is set.

또한, 상기 설정 데이터는, 상응하는 구속 감지 전류가 설정된 팬 모터 속도의 전 범위가 저속과 중속, 고속의 구간으로 나뉘어 상기 나뉜 구간별로 구속 감지 전류가 다르게 설정된 것일 수 있다. In addition, the setting data may be that the entire range of the fan motor speed in which the corresponding stall detection current is set is divided into low speed, medium speed, and high speed sections, and different stall detection currents are set for each of the divided sections.

또한, 상기 설정 데이터에서 상기 저속 구간에 비해 중속 구간에서, 그리고 상기 중속 구간에 비해 고속 구간에서 구속 감지 전류가 더 큰 값으로 설정된 것일 수 있다.Further, in the setting data, the arrest detection current may be set to a larger value in the middle speed section than in the low speed section and in the high speed section than in the middle speed section.

또한, 상기 제어기에서, 팬 모터 속도에 상응하는 구속 감지 전류가 서로 다르게 설정된 제1 설정 데이터와 제2 설정 데이터가 이용되고, 외기온 센서에 의해 검출된 현재의 외기온도가 미리 정해진 설정온도보다 높은 조건에서는 상기 제1 설정 데이터를 이용하여 현재의 팬 모터 속도에 상응하는 구속 감지 전류가 결정되며, 상기 검출된 현재의 외기온도가 상기 설정온도 이하인 조건에서는 상기 제2 설정 데이터를 이용하여 현재의 팬 모터 속도에 상응하는 구속 감지 전류가 결정될 수 있다.In addition, in the controller, the first setting data and the second setting data in which the stall detection current corresponding to the fan motor speed is set differently are used, and the current outside temperature detected by the outside temperature sensor is higher than the predetermined set temperature. In , a stall detection current corresponding to the current fan motor speed is determined using the first set data, and under the condition that the detected current outdoor temperature is equal to or less than the set temperature, the current fan motor speed is determined using the second set data. A stall sensing current corresponding to the speed may be determined.

여기서, 상기 제2 설정 데이터의 구속 감지 전류 값이 동일 팬 모터 속도(rpm)에서의 제1 설정데이터의 구속 감지 전류 값에 비해 더 높게 설정되어 있을 수 있다.Here, the arrest detection current value of the second setting data may be set higher than the arrest detection current value of the first setting data at the same fan motor speed (rpm).

또한, 상기 제어기는 팬 모터 속도와 구속 감지 전력의 상관관계를 정의한 설정 데이터를 이용하여 현재의 팬 모터 속도에 상응하는 구속 감지 전력을 결정하도록 설정될 수 있다.In addition, the controller may be configured to determine the restraint sensing power corresponding to the current fan motor speed using setting data defining a correlation between the fan motor speed and the restraint sensing power.

또한, 상기 제어기에서, 팬 모터 속도에 상응하는 구속 감지 전력이 서로 다르게 설정된 제1 설정 데이터와 제2 설정 데이터가 이용되고, 외기온 센서에 의해 검출된 현재의 외기온도가 미리 정해진 설정온도보다 높은 조건에서는 상기 제1 설정 데이터를 이용하여 현재의 팬 모터 속도에 상응하는 구속 감지 전력이 결정되며, 상기 검출된 현재의 외기온도가 상기 설정온도 이하인 조건에서는 상기 제2 설정 데이터를 이용하여 현재의 팬 모터 속도에 상응하는 구속 감지 전력이 결정될 수 있다.In addition, in the controller, the first setting data and the second setting data in which the restraint detection power corresponding to the fan motor speed is set to be different are used, and the current outside temperature detected by the outside temperature sensor is higher than the predetermined set temperature. In , the restraint detection power corresponding to the current fan motor speed is determined using the first set data, and under the condition that the detected current outdoor temperature is equal to or less than the set temperature, the current fan motor is determined using the second set data. Constraint sensing power corresponding to the speed may be determined.

또한, 상기 제2 설정 데이터의 구속 감지 전력 값이 동일 팬 모터 속도(rpm)에서의 제1 설정데이터의 구속 감지 전력 값에 비해 더 높게 설정되어 있는 것일 수 있다.Also, a restraint detection power value of the second setting data may be set higher than a restraint detection power value of the first setting data at the same fan motor speed (rpm).

또한, 상기 설정 데이터는, 상응하는 구속 감지 전력이 설정되어 있는 팬 모터 속도의 전 범위에서, 상기 팬 모터 속도가 증가할수록 구속 감지 전력이 더 큰 값으로 설정된 것일 수 있다.In addition, the setting data may be set to a larger value as the fan motor speed increases in the entire fan motor speed range in which the corresponding restraint sensing power is set.

또한, 상기 제어기에서 쿨링팬의 팬 모터 구속 발생 조건을 만족하는 것으로 판단한 경우 팬 모터 속도를 설정량만큼 감소시키거나 팬 모터를 오프(OFF) 시키는 단계를 더 포함하는 것일 수 있다.The method may further include reducing the fan motor speed by a set amount or turning off the fan motor when the controller determines that the fan motor restriction generation condition of the cooling fan is satisfied.

이로써, 본 발명에 따른 차량의 쿨링팬 제어 방법에 의하면, 팬 모터 작동 속도 범위의 전 구간에서 팬 모터(쿨링팬) 속도에 따라 상이한 구속 감지 전류가 설정되어 이용되고, 나아가 외기 온도에 따라 차등화된 구속 감지 전류 데이터가 이용됨으로써, 모터 완전 구속이나 반 구속, 간헐 구속 등 다양한 구속 상황에 대해 모터 전류를 제한하여 모터 구속을 억제할 수 있고, 이를 통해 제어기와 모터를 효과적으로 보호할 수 있게 된다.Thus, according to the cooling fan control method of a vehicle according to the present invention, different restraint detection currents are set and used according to the speed of the fan motor (cooling fan) in the entire range of the fan motor operating speed range, and furthermore, the differential sensing current is set according to the outside air temperature. By using the stall detection current data, it is possible to suppress the motor stall by limiting the motor current for various stall situations such as motor full stall, half stall, intermittent stall, etc., and through this, the controller and the motor can be effectively protected.

도 1은 종래기술에 따른 모터 보호 로직에서 구속 감지 전류의 설정 예를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 제어 방법을 나타낸 순서도이다.
도 3과 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 제어 방법에서 모터 구속 전류의 설정 예를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 제어 방법에서 모터 구속 전력의 설정 예를 나타내는 도면이다.1 is a diagram showing an example of setting a stall detection current in a motor protection logic according to the prior art.
2 is a flowchart illustrating a control method according to an embodiment of the present invention.
3 and 4 are diagrams illustrating examples of setting motor stall current in a control method according to an embodiment of the present invention.
5 is a diagram illustrating an example of setting motor restraint power in a control method according to an embodiment of the present invention.

발명의 실시예에서 제시되는 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있다. 또한, 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 되며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경물, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Specific structural or functional descriptions presented in the embodiments of the present invention are merely exemplified for the purpose of explaining embodiments according to the concept of the present invention, and embodiments according to the concept of the present invention may be implemented in various forms. In addition, it should not be construed as being limited to the embodiments described in this specification, but should be understood to include all modifications, equivalents, or substitutes included in the spirit and scope of the present invention.

한편, 본 발명에서 제1 및/또는 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소들과 구별하는 목적으로만, 예컨대 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 제1구성요소는 제2구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2구성요소는 제1구성요소로도 명명될 수 있다. Meanwhile, in the present invention, terms such as first and/or second may be used to describe various elements, but the elements are not limited to the above terms. The above terms are used only for the purpose of distinguishing one component from other components, for example, within a range not departing from the scope of rights according to the concept of the present invention, a first component may be referred to as a second component, Similarly, the second component may also be referred to as the first component.

어떠한 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떠한 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 또는 "직접 접촉되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하기 위한 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 인접하는"과 "~에 직접 인접하는" 등의 표현도 마찬가지로 해석되어야 한다.It should be understood that when an element is referred to as being "connected" or "connected" to another element, it may be directly connected or connected to the other element, but other elements may exist in the middle. something to do. On the other hand, when an element is referred to as “directly connected” or “directly in contact with” another element, it should be understood that no other element exists in the middle. Other expressions used to describe the relationship between components, such as "between" and "directly between" or "adjacent to" and "directly adjacent to" should be interpreted similarly.

명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다. 본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며, 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서 단수형은 문구에서 특별히 언급되지 않는 한 복수형도 포함된다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자가 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. Like reference numbers indicate like elements throughout the specification. Terms used in this specification are for describing embodiments, and are not intended to limit the present invention. In this specification, the singular form also includes the plural form unless specifically stated in the phrase. As used herein, “comprises” and/or “comprising” means the presence of one or more other components, steps, operations, and/or elements in which a stated component, step, operation, and/or element is present. or do not rule out additions.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명한다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명은 팬 모터의 구속 발생 조건을 감지하고 조건 감지 시 실제 구속 발생을 억제하여 팬 모터를 보호할 수 있는 차량의 쿨링팬 제어 방법에 관한 것이다. 여기서, 쿨링팬은 차량 전단부에 배치되는 쿨링모듈의 쿨링팬일 수 있다. 상기 쿨링모듈의 쿨링팬은 차량 전단부에서 외기를 흡입함으로써 흡입된 외기가 쿨링모듈의 열교환기를 통과할 수 있도록 한다. The present invention relates to a method for controlling a cooling fan of a vehicle capable of protecting a fan motor by detecting a condition in which a fan motor is restricted and suppressing an actual restraint when the condition is detected. Here, the cooling fan may be a cooling fan of a cooling module disposed at the front end of the vehicle. The cooling fan of the cooling module sucks in the outside air from the front end of the vehicle so that the sucked outside air can pass through the heat exchanger of the cooling module.

일례로, 본 발명의 쿨링팬 제어 방법이 적용될 수 있는 차량은 연료전지 차량일 수 있고, 상기 열교환기는 연료전지 차량의 라디에이터와 응축기일 수 있다. 이는 예시적인 것으로서, 본 발명이 이에 의해 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 쿨링팬 제어 방법이 적용되는 차량은, 연료전지 차량 외에도, 쿨링모듈이 장착되어 있는 차량이라면 모두 적용 가능하다. For example, a vehicle to which the cooling fan control method of the present invention can be applied may be a fuel cell vehicle, and the heat exchanger may be a radiator and a condenser of the fuel cell vehicle. This is an example, and the present invention is not limited thereto, and the cooling fan control method of the present invention can be applied to any vehicle equipped with a cooling module in addition to a fuel cell vehicle.

또한, 이하의 설명에서 특별히 구분하여 명시하지 않는 한 모터는 쿨링팬의 팬 모터이고, 상기 팬 모터가 쿨링팬을 구성하는 구성요소 중 하나이므로 모터 구속은 쿨링팬 구속과 같은 의미로 이해될 수 있다. 또한, 모터 전류는 모터에 인가되는 전류이며, 쿨링팬 전류 역시 모터 전류와 같은 의미로 이해될 수 있다. 또한, 이하의 설명에서 모터 속도는 팬 모터의 회전속도를 의미하고, 이는 팬 모터의 분당 회전수(rpm)일 수 있다. 또한, 이하의 설명에서 쿨링팬 속도(쿨링팬의 회전속도)는 상기의 모터 속도를 의미한다. In addition, in the following description, unless otherwise specified, the motor is a fan motor of a cooling fan, and since the fan motor is one of the components constituting the cooling fan, the motor restraint can be understood as the same as the cooling fan restraint. . In addition, the motor current is the current applied to the motor, and the cooling fan current may also be understood as the same meaning as the motor current. Further, in the following description, the motor speed means the rotational speed of the fan motor, which may be revolutions per minute (rpm) of the fan motor. In addition, in the following description, the cooling fan speed (rotational speed of the cooling fan) means the motor speed.

본 발명의 실시예에 대해 도면을 참조로 설명하면, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 제어 방법을 나타낸 순서도이고, 도 3과 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 제어 방법에서 모터 구속 전류의 설정 예를 나타내는 도면이다. 2 is a flowchart illustrating a control method according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 3 and 4 are motor stall currents in a control method according to an embodiment of the present invention. It is a drawing showing an example of the setting of

먼저, 본 발명의 실시예에 따른 쿨링팬 제어 방법은 모터 구속(쿨링팬 구속) 발생 조건을 감지하는 과정, 및 모터 구속 발생 조건 감지 시 모터 구속을 억제하기 위한 쿨링팬 제어 과정을 포함한다. First, a cooling fan control method according to an embodiment of the present invention includes a process of detecting a motor restraint (cooling fan restraint) occurrence condition, and a cooling fan control process for suppressing motor restraint upon detection of a motor restraint occurrence condition.

또한, 종래의 쿨링팬 제어 과정에서도 모터 구속 발생 조건을 감지할 수 있도록 구속 감지 전류가 설정되지만, 종래의 구속 감지 전류는 모터(팬) 최대 속도(max. rpm)에 상응하는 하나의 값만이 미리 설정되어 이용되었다.In addition, in the conventional cooling fan control process, the stall detection current is set to detect the motor stall occurrence condition, but the conventional stall detection current has only one value corresponding to the motor (fan) maximum speed (max. rpm) in advance. set up and used.

반면, 본 발명에서는 모터 구속 발생을 감지하기 위해 저속 구간 및 중속 구간, 고속 구간을 모두 포함하는 모터 속도(쿨링팬 속도)의 전 범위에 대하여 모터 속도(rpm)에 따른 구속 감지 전류가 미리 설정된다. 즉, 모터 속도의 전 범위에서 구속 감지 전류가 모터 속도에 상응하는 값으로 미리 설정되어 사용되는 것이다.On the other hand, in the present invention, in order to detect the occurrence of motor stall, the stall detection current according to the motor speed (rpm) is set in advance for the entire range of motor speed (cooling fan speed) including all low-speed sections, medium-speed sections, and high-speed sections. . That is, in the entire motor speed range, the stall detection current is preset to a value corresponding to the motor speed and used.

이를 위해 모터 속도의 전 범위에 대하여 모터 속도에 상응하는 구속 감지 전류가 설정되어 있는 설정 데이터가 제어기에 미리 입력 및 저장되어 사용된다. 여기서, 설정 데이터는 모터 속도(rpm)와 구속 감지 전류의 상관관계를 정의한 데이터로서, 상기 상관관계를 정의한 선도나 맵 또는 테이블, 수식 등이 될 수 있다. 여기서, 모터 속도의 전 범위는 속도 '0'에서 미리 정해진 모터 최대 속도(max. rpm)까지의 범위로 정의될 수 있다.To this end, setting data in which a stall detection current corresponding to the motor speed is set for the entire motor speed range is input and stored in the controller in advance and used. Here, the setting data is data defining the correlation between the motor speed (rpm) and the stall sensing current, and may be a diagram, map, table, or formula defining the correlation. Here, the full range of motor speed may be defined as a range from speed '0' to a predetermined maximum motor speed (max. rpm).

도 3 및 도 4는 모터 속도의 전 범위에서 모터 속도에 따른 값으로 구속 감지 전류가 설정되어 있는 선도 형태의 설정 데이터를 예시하고 있다. 도 3 및 도 4를 참조하면, 속도 '0'에서 미리 정해진 모터 최대 속도(max. rpm)까지의 모터 속도(rpm) 전 범위에서 구속 감지 전류가 모터 속도에 따라 변화하는 값으로 설정된 것을 볼 수 있다. 이때, 구속 감지 전류는 모터 속도에 따른 값의 연속된 데이터 형태, 즉 도 3 및 도 4와 같은 선도 형태(즉, '구속 감지 전류 제한선')로 제공될 수 있다.3 and 4 illustrate setting data in the form of a diagram in which the stall detection current is set to a value according to the motor speed in the entire motor speed range. 3 and 4, it can be seen that the stall detection current is set to a value that changes according to the motor speed in the entire range of the motor speed (rpm) from the speed '0' to the predetermined maximum motor speed (max. rpm). there is. At this time, the stall detection current may be provided in the form of continuous data of values according to the motor speed, that is, in the form of a line as shown in FIGS. 3 and 4 (ie, a 'limiting current detection line').

또한, 도 3 및 도 4에 예시된 바와 같이 모터 속도의 전 범위에서 모터 속도(rpm)가 증가할수록 구속 감지 전류는 더 큰 값으로 설정될 수 있다. 또한, 모터 속도의 전 범위를 저속 및 중속, 고속 구간과 같이 복수의 구간으로 나눈 뒤 모터 속도에 따른 구속 감지 전류를 상기 나뉜 구간별로 다르게 개별 설정할 수 있다. In addition, as illustrated in FIGS. 3 and 4 , the stall detection current may be set to a larger value as the motor speed (rpm) increases in the entire motor speed range. In addition, after dividing the entire motor speed range into a plurality of sections, such as low-speed, medium-speed, and high-speed sections, the stall detection current according to the motor speed may be individually set differently for each of the divided sections.

이때, 저속 구간과 고속 구간에서는 모터 속도에 상관없이 일정한 값의 구속 감지 전류가 설정될 수 있다. 또한, 저속에 비해 중속 구간에서, 그리고 중속에 비해 고속 구간에서 구속 감지 전류가 더 큰 값으로 설정될 수 있다. 또한, 고속 구간의 경우 모터 최대 속도(max. rpm)까지 완전 구속(rpm = 0) 상태에 해당하는 일정한 전류(완전 구속 감지 전류) 값으로 구속 감지 전류가 설정될 수 있다.In this case, in the low-speed section and the high-speed section, a restraint detection current of a constant value may be set regardless of the motor speed. In addition, the arrest detection current may be set to a larger value in the middle speed section than the low speed section and in the high speed section compared to the middle speed section. In addition, in the case of a high-speed section, the stall detection current may be set to a constant current (complete restraint detection current) value corresponding to a fully restrained (rpm = 0) state up to the motor maximum speed (max. rpm).

또한, 도 3 및 도 4를 참조하면, 정상 조건일 때 모터 속도에 따른 모터 전류가 점선으로 나타나 있다. 그리고 본 발명의 실시예에서 모터 속도(rpm)로부터 모터 구속 발생 조건을 감지하기 위한 설정 데이터는, 도 3 및 도 4에 나타낸 바와 같이 모터 속도와 구속 감지 전류의 상관관계를 정의한 데이터가 될 수도 있으나, 구속 감지 전류가 구속 감지 전력으로 대체될 수도 있다. Also, referring to FIGS. 3 and 4 , the motor current according to the motor speed under normal conditions is indicated by a dotted line. And, in the embodiment of the present invention, the setting data for detecting the motor stall occurrence condition from the motor speed (rpm) may be data defining the correlation between the motor speed and the stall detection current, as shown in FIGS. 3 and 4. , the arrest detection current may be replaced with the arrest detection power.

즉, 전류 대신 전력을 사용하는 것으로서, 현재의 팬 모터 작동 전력을, 상기 설정 데이터에 의해 현재의 모터 속도(센서에 의해 검출됨)로부터 구해진 구속 감지 전력과 비교함으로써, 현재의 쿨링팬(팬 모터) 운전 상태가 모터 구속 발생 조건에 해당하는지를 판단하는 것이다. That is, by using electric power instead of current, the current cooling fan (fan motor ) It is to determine whether the driving state corresponds to the motor restraint occurrence condition.

그리고 본 발명의 실시예에 따른 쿨링팬 제어 방법에서는 외기온도 조건에 따라 상이한 설정 데이터를 사용하는 것이 가능하다. 즉, 외기온 센서에 의해 감지된 현재의 외기온도를 설정온도와 비교하여 현재의 외기온도가 설정온도보다 높은 정상 조건과, 현재의 외기온도가 설정온도 이하인 저온 조건을 구분하여 두 조건별로 구분된 설정 데이터가 사용되도록 할 수 있다. In addition, in the cooling fan control method according to an embodiment of the present invention, it is possible to use different setting data according to outdoor temperature conditions. In other words, the current outdoor temperature detected by the outdoor temperature sensor is compared with the set temperature, and the current outdoor temperature is higher than the set temperature, and the current outdoor temperature is lower than the set temperature. data can be used.

여기서, 설정 데이터는 전술한 바와 같이 모터 속도(rpm)와 구속 감지 전류의 상관관계를 정의한 데이터로서, 모터 속도에 상응하는 값으로 구속 감지 전류의 값이 설정되어 있는 선도나 맵, 테이블, 수식 등이 될 수 있다. Here, the setting data is data defining the correlation between the motor speed (rpm) and the stall detection current as described above, such as a diagram, map, table, formula, etc. in which the value of the stall detection current is set to a value corresponding to the motor speed. This can be.

본 발명의 실시예에서, 제어기에서 상기 설정온도는 빙결 온도인 0℃로 설정될 수 있다. 즉, 제어기에서 현재의 외기온도를 설정온도인 0℃와 비교하여 외기온도가 0℃ 이하인지, 아니면 0℃를 초과하는지에 따라 상이한 구속 감지 전류가 결정되어 사용될 수 있다. In an embodiment of the present invention, the set temperature in the controller may be set to 0°C, which is a freezing temperature. That is, the controller compares the current outdoor temperature with the set temperature of 0°C, and determines and uses different arrest detection currents depending on whether the outdoor temperature is below 0°C or exceeds 0°C.

또한, 도 3은 외기온도가 0℃를 초과한 정상 조건에서 사용될 수 있는 설정 데이터를 예시한 것이고, 도 4는 외기온도가 0℃ 이하인 저온 조건에서 사용될 수 있는 설정 데이터를 예시한 것이다. 즉, 도 3은 외기온도가 0℃를 초과하는 정상 조건에서 모터 속도에 따른 구속 감지 전류를 나타내는 구속 감지 전류 제한선을 예시하고 있으며, 도 4는 외기온도가 0℃ 이하인 저온 조건에서 모터 속도에 따른 구속 감지 전류를 나타내는 구속 감지 전류 제한선을 예시하고 있다. In addition, FIG. 3 illustrates setting data that can be used under a normal condition in which the outdoor temperature exceeds 0° C., and FIG. 4 illustrates setting data that can be used in a low-temperature condition in which the outdoor temperature is below 0° C. That is, FIG. 3 illustrates a stall detection current limit line representing the stall detection current according to the motor speed in a normal condition in which the outdoor temperature exceeds 0 ° C, and FIG. The arrest detection current limit line representing the arrest detection current is exemplified.

외기온도가 설정온도인 0℃ 이하로 낮을 때에는 눈 또는 수분이 쿨링팬에 유입될 때 빙결에 의해 빈번히 쿨링팬(팬 모터)의 구속이 발생하게 된다. 이때, 쿨링팬이 작동할 시에는 팬 구동력에 의해 빙결 상태가 해제되어야 하는데, 도 3과 도 4를 비교해보면 알 수 있듯이, 외기온도가 0℃ 이하인 저온 조건에서는 외기온도가 0℃를 초과하는 정상 조건에 비해 동일 속도(rpm)에서의 구속 감지 전류 값이 더 높게 설정되어 있다. When the outdoor temperature is lower than the set temperature of 0°C or less, the cooling fan (fan motor) is frequently restricted due to freezing when snow or moisture flows into the cooling fan. At this time, when the cooling fan is operating, the frozen state should be released by the fan driving force. As can be seen by comparing FIGS. 3 and 4, in a low temperature condition where the outside temperature is 0°C or less, the outside temperature is normal when the outside temperature exceeds 0°C. Compared to the conditions, the stall detection current value at the same speed (rpm) is set higher.

따라서, 외기온도가 0℃ 이하인 저온 조건임에도 도 4가 아닌 도 3의 정상 조건에서의 구속 감지 전류 제한선으로부터 구속 감지 전류가 결정된다면, 팬 구동력에 의한 빙결 해제 전에 모터 구속 발생 조건의 감지가 이루어지면서 쿨링팬이 오프(OFF)될 가능성이 높다. 따라서, 외기온도에 따라 구속 감지 전류를 차등 적용하는 것이 바람직하다. Therefore, if the arrest detection current is determined from the restraint detection current limiting line in the normal condition of FIG. 3 instead of FIG. 4 even though the outdoor temperature is a low temperature condition of 0 ° C or less, the motor restraint generation condition is detected before freezing is released by the fan driving force. There is a high possibility that the cooling fan is turned OFF. Therefore, it is preferable to differentially apply the stall detection current according to the outside temperature.

이하에서는 본 발명의 쿨링팬 제어 방법에 대해 도 2를 참조하여 설명하기로 한다. Hereinafter, a cooling fan control method according to the present invention will be described with reference to FIG. 2 .

먼저, 차량에서 쿨링팬을 제어하기 위한 상태 데이터가 상태 검출기에 의해 검출되어 제어기에 수집되면, 제어기는 실시간 수집된 상태 데이터를 기초로 쿨링팬을 제어하기 위한 제어값을 결정한다. 여기서, 상태 데이터는 차속과 냉각수 온도 등이 될 수 있고, 이때 상태 검출기는 차속과 냉각수 온도를 각각 검출하는 센서들이 된다. First, when state data for controlling the cooling fan in the vehicle is detected by the state detector and collected in the controller, the controller determines a control value for controlling the cooling fan based on the state data collected in real time. Here, the state data may be vehicle speed and coolant temperature, and the state detectors are sensors that respectively detect vehicle speed and coolant temperature.

상기와 같이 쿨링팬을 제어하기 위한 상태 데이터로 차속과 냉각수 온도를 이용하는 것은 예시적인 것으로, 본 발명이 이에 의해 한정되는 것은 아니며. 상태 데이터는 다른 변수로 변경 가능하고, 또는 차속과 냉각수 온도에 더하여 추가적인 변수의 이용이 가능하다. The use of the vehicle speed and coolant temperature as the state data for controlling the cooling fan as described above is exemplary, and the present invention is not limited thereto. State data can be changed to other variables, or additional variables can be used in addition to vehicle speed and coolant temperature.

또한, 상기 제어값은 목표 속도에 상응하는 듀티(duty)값(%)이 될 수 있다. 즉, 쿨링팬 제어 로직에서 상태 데이터에 따라 결정되는 제어값은 쿨링팬의 목표 속도에 상응하는 듀티값이 될 수 있는 것이다. 제어기에서는 맵 등의 설정 데이터를 이용하여 상기 상태 데이터인 차속과 냉각수 온도 등 입력 변수로부터 듀티값이 결정될 수 있고, 이어 상기 결정된 듀티값에 따라 쿨링팬의 작동을 제어하게 된다.Also, the control value may be a duty value (%) corresponding to the target speed. That is, the control value determined according to the state data in the cooling fan control logic may be a duty value corresponding to the target speed of the cooling fan. The controller may determine a duty value from input variables such as vehicle speed and coolant temperature, which are the state data, using setting data such as a map, and then control the operation of the cooling fan according to the determined duty value.

상기와 같이 상태 데이터인 차속과 냉각수 온도 등을 변수로 하여 듀티값이 결정되면, 제어기는 상기 결정된 듀티값에 따라 팬 모터 제어신호인 PWM 신호를 생성하여 쿨링팬의 팬 모터를 구동시킴으로써 쿨링팬의 작동을 제어하게 된다(S11). As described above, when the duty value is determined using the vehicle speed and coolant temperature, which are state data, as variables, the controller generates a PWM signal, which is a fan motor control signal, according to the determined duty value to drive the fan motor of the cooling fan. The operation is controlled (S11).

이때, 팬 모터 구동을 위한 스위칭 소자(MOSFET 등)가 PWM 신호에 따라 팬 모터에 인가되는 전류(또는 전압)를 제어함으로써 쿨링팬의 구동이 이루어질 수 있다. 또한, PWM 듀티값이 나타내는 지령 속도가 목표 속도에 도달할 때까지 쿨링팬의 속도를 제어하게 된다(S12,S13).At this time, the cooling fan may be driven by controlling a current (or voltage) applied to the fan motor according to a PWM signal by a switching device (such as a MOSFET) for driving the fan motor. In addition, the speed of the cooling fan is controlled until the command speed indicated by the PWM duty value reaches the target speed (S12 and S13).

이어 제어기는 외기온 센서에 의해 검출된 외기온도를 설정온도인 0℃와 비교하고(S14), 상기 검출된 외기온도가 설정온도를 초과하는 정상 조건인 경우, 제어기는 도 3과 같은 제1 설정 데이터를 이용하여 센서에 의해 검출된 현재 모터 속도(rpm)로부터 모터 구속 발생 조건을 감지하고(S15), 모터 구속 발생 조건의 감지 시 팬 모터 보호를 위한 과정을 수행한다. 상기 팬 모터 보호를 위한 과정에서, 제어기가 팬 모터의 속도를 설정량만큼 감소시키거나 팬 모터(쿨링팬)를 오프(OFF) 시키도록 설정될 수 있다(S16). Subsequently, the controller compares the outdoor air temperature detected by the outdoor temperature sensor with the set temperature of 0°C (S14), and when the detected outdoor temperature exceeds the set temperature in normal conditions, the controller controls the first set data as shown in FIG. A motor stall occurrence condition is detected from the current motor speed (rpm) detected by the sensor using (S15), and a process for fan motor protection is performed when the motor stall occurrence condition is detected. In the process of protecting the fan motor, the controller may be set to reduce the speed of the fan motor by a set amount or to turn off the fan motor (cooling fan) (S16).

즉, 현재의 모터 속도(rpm)에 상응하는 구속 감지 전류가 도 3에 예시한 제1 설정 데이터에 의해 결정되면, 제어기는 상기 결정된 구속 감지 전류를 현재 모터 전류와 비교하여(S15), 현재 모터 전류가 구속 감지 전류보다 큰 경우 모터 구속 발생 조건인 것으로 판단하고, 이어 미리 정해진 바에 따라 팬 모터의 속도를 감소시키거나, 팬 모터를 오프(OFF) 시킨다(S16). 반면, 현재 모터 전류가 구속 감지 전류 이하인 경우 모터 구속 발생 조건에 해당하지 않으므로 쿨링팬을 정상 작동시킨다(S17).That is, when the stall detection current corresponding to the current motor speed (rpm) is determined by the first setting data illustrated in FIG. 3, the controller compares the determined stall detection current with the current motor current (S15), If the current is greater than the stall detection current, it is determined that the motor stall occurs, and then the speed of the fan motor is reduced or the fan motor is turned off according to a predetermined condition (S16). On the other hand, if the current motor current is equal to or less than the stall detection current, the cooling fan is normally operated since it does not correspond to the motor stall occurrence condition (S17).

또한, 외기온도가 설정온도 이하인 저온 조건인 경우, 제어기는 도 4와 같은 제2 설정 데이터를 이용하여 현재 모터 속도(rpm)로부터 모터 구속 발생 조건을 감지하고(S18), 모터 구속 발생 조건의 감지 시 팬 모터 보호를 위한 과정을 수행한다. 상기 팬 모터 보호를 위한 과정에서, 제어기가 팬 모터의 속도를 설정량만큼 감소시키거나 팬 모터(쿨링팬)를 오프(OFF) 시키도록 설정될 수 있다(S19).In addition, when the outdoor temperature is a low temperature condition below the set temperature, the controller detects the motor restraint occurrence condition from the current motor speed (rpm) using the second set data as shown in FIG. 4 (S18), and detects the motor restraint occurrence condition. Perform the process for fan motor protection. In the process of protecting the fan motor, the controller may be set to reduce the speed of the fan motor by a set amount or to turn off the fan motor (cooling fan) (S19).

즉, 저온 조건인 경우에도, 현재의 모터 속도(rpm)에 상응하는 구속 감지 전류가 도 4에 예시한 제2 설정 데이터에 의해 결정되면, 제어기는 상기 결정된 구속 감지 전류를 현재 모터 전류와 비교하여(S18), 현재 모터 전류가 구속 감지 전류보다 큰 경우 모터 구속 발생 조건인 것으로 판단하고, 이어 미리 정해진 바에 따라 팬 모터의 속도를 감소시키거나, 팬 모터를 오프(OFF) 시킨다(S19). 반면, 현재 모터 전류가 구속 감지 전류 이하인 경우 모터 구속 발생 조건에 해당하지 않으므로 쿨링팬을 정상 작동시킨다(S20).That is, even in a low temperature condition, if the stall detection current corresponding to the current motor speed (rpm) is determined by the second setting data illustrated in FIG. 4, the controller compares the determined stall detection current with the current motor current (S18), if the current motor current is greater than the stall detection current, it is determined that the motor stall occurs, and then the speed of the fan motor is reduced or the fan motor is turned off according to a predetermined condition (S19). On the other hand, if the current motor current is equal to or less than the stall detection current, the cooling fan is normally operated since it does not correspond to the motor stall occurrence condition (S20).

이와 같이 하여, 본 발명의 쿨링팬 제어 방법에 따르면, 팬 모터 작동 속도 범위의 전 구간에서 팬 모터(쿨링팬) 속도에 따라 상이한 구속 감지 전류가 설정되어 이용되고, 나아가 외기 온도에 따라 차등화된 구속 감지 전류 데이터가 이용됨으로써, 모터 완전 구속이나 반 구속, 간헐 구속 등 다양한 구속 상황에 대해 모터 전류를 제한하여 모터 구속을 억제할 수 있고, 이를 통해 제어기와 모터를 효과적으로 보호할 수 있게 된다.In this way, according to the cooling fan control method of the present invention, different restraint detection currents are set and used according to the fan motor (cooling fan) speed in the entire range of the fan motor operating speed range, By using the sensed current data, it is possible to suppress the motor stall by limiting the motor current for various restraint situations such as motor full restraint, half restraint, intermittent restraint, etc., and through this, the controller and the motor can be effectively protected.

전술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에서 구속 감지 전류는 팬 모터(쿨링팬) 작동 속도 범위의 전 구간에서 속도(rpm)에 상응하는 값으로 미리 설정되는 것이다. 이와 같은 팬 모터 속도에 따른 구속 감지 전류 데이터는 차량 개발 단계에서 시행되는 선행 연구 및 원리 평가, 시험 평가 과정 등에서 취득된 데이터들을 이용하여 구해질 수 있다. 또한, 구해진 구속 감지 전류 데이터(도 3 및 도 4의 구속 감지 전류 제한선)는 제어기에 미리 입력 및 저장된 상태에서 실시간으로 현재의 팬 모터 속도에 해당하는 구속 감지 전류를 결정하는데 이용된다. As described above, in the embodiment of the present invention, the stall detection current is preset to a value corresponding to the speed (rpm) in the entire range of the operating speed range of the fan motor (cooling fan). The stall detection current data according to the fan motor speed may be obtained using data acquired in a previous research, principle evaluation, and test evaluation process conducted in the vehicle development stage. In addition, the obtained arrest detection current data (the arrest detection current limit line in FIGS. 3 and 4 ) is used to determine the arrest detection current corresponding to the current fan motor speed in real time in a state input and stored in the controller in advance.

실제 차량에서 쿨링팬에 눈이나 수분이 유입된 상태로 빙결될 경우 눈과 수분의 빙결 상태가 쿨링팬의 회전에 대해 저항으로 작용하는 것을 감안하여, 상기 구속 감지 전류 데이터를 취득하기 위한 시험 및 평가 과정에서 쿨링팬의 회전축에 저항 상태를 모사하기 위한 부하를 인가하여 필요한 데이터들을 취득한다. Tests and evaluations for obtaining the restraint detection current data in consideration of the fact that the freezing state of the snow and moisture acts as resistance to the rotation of the cooling fan when the cooling fan is frozen in an actual vehicle with snow or moisture flowing into the cooling fan. In the process, necessary data are obtained by applying a load to simulate the resistance state to the rotating shaft of the cooling fan.

즉, 쿨링팬의 회전축에 외부 부하 인가가 가능한 다이나모(dynamotor)를 연결한 뒤, 다이나모를 통해 쿨링팬에 외부 부하를 인가하면서 시험 및 평가를 실시할 수 있다. 이때, 쿨링팬에 인가되는 외부 부하의 크기를 변화시켜가면서 시험 및 평가를 진행할 수 있고, 외부 부하 외에도, 외기온도와 모터 속도, 모터 전류나 전력 등의 변수를 다양하게 변화시켜가면서 시험 및 평가를 진행할 수 있다. That is, after connecting a dynamo capable of applying an external load to the rotating shaft of the cooling fan, tests and evaluations may be performed while applying an external load to the cooling fan through the dynamo. At this time, the test and evaluation can be performed while changing the size of the external load applied to the cooling fan. In addition to the external load, the test and evaluation can be performed while various variables such as outdoor temperature, motor speed, motor current or power are changed. can

상기 외기온도는 챔버 내에 쿨링팬을 위치시켜 챔버 내부 온도를 변화시키는 방식으로 조절이 가능하다. 또한, 다양한 변수 조건에서 제어기 및 모터 내 주요 소자 온도를 센서를 통해 측정하고, 적용된 변수 조건 및 그 온도 측정 결과를 이용하여 모터 속도에 따른 구속 감지 전류 데이터를 최종 취득한다. 여기서, 제어기 및 모터 내 주요 소자는 스위칭 소자(예, MOSFET)나 MCU(Micro Controller Unit), 게이트 드라이버, 커패시터, 스테이터 코일, 인버터 온도센서 등이 될 수 있다. The outside air temperature can be controlled by placing a cooling fan in the chamber to change the internal temperature of the chamber. In addition, the temperature of the main elements in the controller and the motor is measured through the sensor under various variable conditions, and the stall detection current data according to the motor speed is finally acquired using the applied variable conditions and the temperature measurement result. Here, the main elements in the controller and motor may be a switching element (eg, MOSFET), a micro controller unit (MCU), a gate driver, a capacitor, a stator coil, an inverter temperature sensor, and the like.

또한, 위에서 모터 속도에 따라 모터 전류를 제한하기 위한 모터 구속 감지 전류를 설정하여 이용하는 것을 설명하였으나, 전술한 바와 같이 전류는 전력으로 대체될 수 있다. In addition, although setting and using the motor stall detection current for limiting the motor current according to the motor speed has been described above, the current can be replaced with electric power as described above.

도 5는 모터 속도에 따른 구속 감지 전력의 값이 설정된 예를 나타낸 도면이다. 도 5에서 구속 감지 전력 제한선이 모터 속도에 따른 구속 감지 전력의 값을 나타내고 있는 것이며, 전류와 마찬가지로 외기온도 조건에 따라 상이한 구속 감지 전력의 값이 설정되어 적용될 수 있다. 5 is a diagram illustrating an example in which a value of restraint sensing power according to a motor speed is set. In FIG. 5 , the restraint detection power limit line indicates the value of the restraint detection power according to the motor speed, and like the current, different values of the restraint detection power may be set and applied according to the outdoor temperature condition.

도 5에는 외기온도가 설정온도보다 높은 정상 조건 또는 고온 조건에서 사용될 수 있는 구속 감지 전력 제한선과, 외기온도가 설정온도 이하인 저온 조건에서 사용될 수 있는 구속 감지 전력 제한선이 도시되어 있다. 5 shows a restraint detection power limit line usable under a normal condition or high temperature condition where the outdoor temperature is higher than the set temperature, and a restraint detection power limit line usable under a low temperature condition where the outdoor temperature is lower than the set temperature.

이상으로 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만, 본 발명의 권리범위가 이에 한정되는 것은 아니며, 다음의 특허청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당 업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 포함된다.Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements of those skilled in the art using the basic concept of the present invention defined in the following claims It is also included in the scope of the present invention.

Claims (13)

제어기에서 쿨링팬 속도를 목표 속도로 제어하기 위한 제어신호가 출력되는 단계;
상기 제어기에서 출력되는 제어신호에 따라 쿨링팬의 팬 모터에 인가되는 전류가 제어되는 단계;
상기 제어기에서 센서에 의해 검출된 현재의 팬 모터 속도에 상응하는 구속 감지 전류와 구속 감지 전력 값 중 정해진 하나가 결정되는 단계;
상기 제어기에서 현재의 팬 모터 인가 전류를 상기 결정된 구속 감지 전류와 비교하거나 현재의 팬 모터 작동 전력을 상기 결정된 구속 감지 전력과 비교하는 단계; 및
상기 제어기에서 현재의 팬 모터 인가 전류가 상기 결정된 구속 감지 전류보다 크거나 현재의 팬 모터 작동 전력이 상기 결정된 구속 감지 전력보다 큰 경우, 쿨링팬의 팬 모터 구속 발생 조건을 만족하는 것으로 판단하는 단계를 포함하고,
상기 구속 감지 전류가 결정되도록 정해진 경우, 상기 제어기는 팬 모터 속도와 구속 감지 전류의 상관관계를 정의한 설정 데이터를 이용하여 현재의 팬 모터 속도에 상응하는 구속 감지 전류를 결정하며,
상기 설정 데이터는, 상응하는 구속 감지 전류가 설정된 팬 모터 속도의 전 범위가 저속과 중속, 고속의 구간으로 나뉘어 상기 나뉜 구간별로 구속 감지 전류가 다르게 설정된 것을 특징으로 하는 차량의 쿨링팬 제어 방법.
outputting a control signal for controlling a cooling fan speed to a target speed from a controller;
controlling a current applied to a fan motor of a cooling fan according to a control signal output from the controller;
determining a predetermined one of a stall detection current and a stall detection power value corresponding to a current fan motor speed detected by a sensor in the controller;
comparing a current fan motor applied current with the determined stall detection current or comparing a current fan motor operating power with the determined stall detection power in the controller; and
Determining, by the controller, that a fan motor stall occurrence condition of a cooling fan is satisfied when the current fan motor applied current is greater than the determined stall detection current or the current fan motor operating power is greater than the determined stall detection power. include,
When the stall detection current is determined to be determined, the controller determines a stall detection current corresponding to the current fan motor speed using setting data defining a correlation between the fan motor speed and the stall detection current;
In the setting data, the entire range of the fan motor speed in which the corresponding stall detection current is set is divided into low speed, medium speed, and high speed sections, and the stall detection current is set differently for each section.
 삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 설정 데이터는 속도 '0'에서 정해진 모터 최대 속도까지의 팬 모터 속도 전 범위에 대하여 팬 모터 속도에 상응하는 구속 감지 전류 값이 설정된 것을 특징으로 하는 차량의 쿨링팬 제어 방법.
The method of claim 1,
The setting data is a cooling fan control method of a vehicle, characterized in that the stall detection current value corresponding to the fan motor speed is set for the entire fan motor speed range from speed '0' to the specified maximum motor speed.
 청구항 1에 있어서,
상기 설정 데이터는,
상응하는 구속 감지 전류가 설정된 팬 모터 속도의 전 범위에서,
상기 팬 모터 속도가 증가할수록 구속 감지 전류가 더 큰 값으로 설정된 것을 특징으로 하는 차량의 쿨링팬 제어 방법.
. The method of claim 1,
The setting data,
In the entire range of the fan motor speed for which the corresponding stall detection current is set,
The cooling fan control method of a vehicle, characterized in that the stall detection current is set to a larger value as the fan motor speed increases.
. 삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 설정 데이터에서 상기 저속 구간에 비해 중속 구간에서, 그리고 상기 중속 구간에 비해 고속 구간에서 구속 감지 전류가 더 큰 값으로 설정된 것을 특징으로 하는 차량의 쿨링팬 제어 방법.
The method of claim 1,
The method of controlling the cooling fan of a vehicle, characterized in that in the setting data, a stall detection current is set to a larger value in a middle speed section than in the low speed section and in a high speed section than in the middle speed section.
 청구항 1에 있어서,
상기 제어기에서,
팬 모터 속도에 상응하는 구속 감지 전류가 서로 다르게 설정된 제1 설정 데이터와 제2 설정 데이터가 이용되고,
외기온 센서에 의해 검출된 현재의 외기온도가 미리 정해진 설정온도보다 높은 조건에서는 상기 제1 설정 데이터를 이용하여 현재의 팬 모터 속도에 상응하는 구속 감지 전류가 결정되며,
상기 검출된 현재의 외기온도가 상기 설정온도 이하인 조건에서는 상기 제2 설정 데이터를 이용하여 현재의 팬 모터 속도에 상응하는 구속 감지 전류가 결정되는 것을 특징으로 하는 차량의 쿨링팬 제어 방법.
The method of claim 1,
In the controller,
First setting data and second setting data in which stall detection currents corresponding to fan motor speeds are set differently are used,
Under the condition that the current outdoor temperature detected by the outdoor temperature sensor is higher than a predetermined set temperature, a stall detection current corresponding to the current fan motor speed is determined using the first set data,
The method of controlling a cooling fan of a vehicle, characterized in that, when the detected current outdoor temperature is equal to or less than the set temperature, a stall detection current corresponding to a current fan motor speed is determined using the second set data.
 청구항 7에 있어서,
상기 제2 설정 데이터의 구속 감지 전류 값이 동일 팬 모터 속도(rpm)에서의 제1 설정데이터의 구속 감지 전류 값에 비해 더 높게 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 차량의 쿨링팬 제어 방법.
The method of claim 7,
The method of controlling the cooling fan of a vehicle, characterized in that the stall detection current value of the second setting data is set higher than the stall detection current value of the first setting data at the same fan motor speed (rpm).
 청구항 1에 있어서,
상기 구속 감지 전력이 결정되도록 정해진 경우, 상기 제어기는 팬 모터 속도와 구속 감지 전력의 상관관계를 정의한 설정 데이터를 이용하여 현재의 팬 모터 속도에 상응하는 구속 감지 전력을 결정하는 것을 특징으로 하는 차량의 쿨링팬 제어 방법.
The method of claim 1,
Wherein, when it is determined to determine the restraint detection power, the controller determines the restraint detection power corresponding to the current fan motor speed using setting data defining a correlation between the fan motor speed and the restraint detection power. Cooling fan control method.
 청구항 9에 있어서,
상기 제어기에서,
팬 모터 속도에 상응하는 구속 감지 전력이 서로 다르게 설정된 제1 설정 데이터와 제2 설정 데이터가 이용되고,
외기온 센서에 의해 검출된 현재의 외기온도가 미리 정해진 설정온도보다 높은 조건에서는 상기 제1 설정 데이터를 이용하여 현재의 팬 모터 속도에 상응하는 구속 감지 전력이 결정되며,
상기 검출된 현재의 외기온도가 상기 설정온도 이하인 조건에서는 상기 제2 설정 데이터를 이용하여 현재의 팬 모터 속도에 상응하는 구속 감지 전력이 결정되는 것을 특징으로 하는 차량의 쿨링팬 제어 방법.
The method of claim 9,
In the controller,
First setting data and second setting data in which restraint detection powers corresponding to fan motor speeds are set differently are used,
Under a condition that the current outdoor temperature detected by the outdoor temperature sensor is higher than a predetermined set temperature, a restraint sensing power corresponding to the current fan motor speed is determined using the first set data,
Wherein the detected current outdoor temperature is equal to or less than the set temperature, the restraint detection power corresponding to the current fan motor speed is determined using the second set data.
 청구항 10에 있어서,
상기 제2 설정 데이터의 구속 감지 전력 값이 동일 팬 모터 속도(rpm)에서의 제1 설정데이터의 구속 감지 전력 값에 비해 더 높게 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 차량의 쿨링팬 제어 방법.
The method of claim 10,
The method of controlling the cooling fan of a vehicle, characterized in that the restraint detection power value of the second setting data is set higher than the restraint detection power value of the first setting data at the same fan motor speed (rpm).
 청구항 9에 있어서,
상기 구속 감지 전류가 결정되도록 정해진 경우에서, 상기 설정 데이터는,
상응하는 구속 감지 전력이 설정되어 있는 팬 모터 속도의 전 범위에서,
상기 팬 모터 속도가 증가할수록 구속 감지 전력이 더 큰 값으로 설정된 것을 특징으로 하는 차량의 쿨링팬 제어 방법.
The method of claim 9,
In the case where the arrest detection current is determined to be determined, the setting data,
In the entire range of fan motor speed for which the corresponding stall detection power is set,
The cooling fan control method of a vehicle, characterized in that as the fan motor speed increases, the restraint detection power is set to a larger value.
 청구항 1에 있어서,
상기 제어기에서 쿨링팬의 팬 모터 구속 발생 조건을 만족하는 것으로 판단한 경우 팬 모터 속도를 설정량만큼 감소시키거나 팬 모터를 오프(OFF) 시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 쿨링팬 제어 방법.The method of claim 1,
The cooling fan control method of a vehicle further comprising the step of reducing the fan motor speed by a set amount or turning off the fan motor when the controller determines that the fan motor constraint occurrence condition of the cooling fan is satisfied. .
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