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KR101813583B1 - Cooling fan motor controller for vehicles - Google Patents

Cooling fan motor controller for vehicles Download PDF

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Publication number
KR101813583B1
KR101813583B1 KR1020160053088A KR20160053088A KR101813583B1 KR 101813583 B1 KR101813583 B1 KR 101813583B1 KR 1020160053088 A KR1020160053088 A KR 1020160053088A KR 20160053088 A KR20160053088 A KR 20160053088A KR 101813583 B1 KR101813583 B1 KR 101813583B1
Authority
KR
South Korea
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unit
chip microcomputer
pwm signal
fan motor
pwm
Prior art date
Application number
KR1020160053088A
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Korean (ko)
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KR20170123871A (en
Inventor
김진우
황철민
Original Assignee
주식회사 성창오토텍
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Publication date
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    • F01P5/02—Pumping cooling-air; Arrangements of cooling-air pumps, e.g. fans or blowers
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Abstract

본 발명은 자동차 엔진온도가 일정 이상 상승할 경우에 엔진냉각을 위해 작동시킬 수 있는 차량용 쿨링팬 모터 콘트롤러에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 종래 두 개 다이오드로의 듀티신호 인가 대신에 비교기방식 오피앰프로의 듀티신호 인가함으로 로우레벨 플로우팅(Floating)의 가능성이 없도록 개선한 차량용 쿨링팬 모터 콘트롤러에 관한 것이다.
이를 위한 본 발명은, 팬모터(80)가 접속된 BAT IN(+)와 MOTOR(-)의 단자(VD1, VD1)가 콘덴서(C1)와 다이오드(ED1)를 통해 전원부(20)와 PWM 신호부(30)에 각기 연결되고, 차량의 엔진제어유닛으로부터 SIG와 BAT_GND(-)의 단자(VD1, VD1)가 듀티신호부(50)에 연결되며; 상기 듀티신호부(50)에는 오피앰프(OP3)를 통해 윈칩마이컴(10)이 연결되고, 이 원칩마이컴(10)은 전원부(20)의 레귤레이터(35), PWM 신호부(30)의 트랜지스터 (Q4, Q1, Q3)와 전계효과트랜지스터(35), 전류센싱부(40)의 오피앰프(OP1, OP2) 및 다운로드/디버그부(60)의 연결부(65)가 각각 연결되도록 구성된 것을 그 특징이 있다.[0001] The present invention relates to a cooling fan motor controller for a vehicle that can be operated to cool an engine when the temperature of an automobile engine rises above a certain level, and more particularly to a cooling fan motor controller for a vehicle that uses a comparator- To a cooling fan motor controller for a vehicle, which improves the likelihood of low-level floating due to the application of a duty signal.
To this end, the terminals VD1 and VD1 of the BAT IN (+) and the motor (-) to which the fan motor 80 is connected are connected to the power source 20 and the PWM signal And the terminals VD1 and VD1 of the SIG and BAT_GND (-) from the engine control unit of the vehicle are connected to the duty signal section 50, respectively; The one-chip microcomputer 10 is connected to the regulator 35 of the power supply unit 20, the transistor (not shown) of the PWM signal unit 30 And the connection section 65 of the field effect transistor 35 and the operational amplifiers OP1 and OP2 of the current sensing section 40 and the download / debug section 60 are connected to each other have.

Figure R1020160053088
Figure R1020160053088

Description

차량용 쿨링팬 모터 콘트롤러{COOLING FAN MOTOR CONTROLLER FOR VEHICLES}[0001] COOLING FAN MOTOR CONTROLLER FOR VEHICLES [0002]

본 발명은 자동차 엔진온도가 일정 이상 상승할 경우에 엔진냉각을 위해 작동시킬 수 있는 차량용 쿨링팬 모터 콘트롤러에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 종래 두 개 다이오드로의 듀티신호 인가 대신에 비교기방식 오피앰프로의 듀티신호 인가함으로 로우레벨 플로우팅(Floating)의 가능성이 없도록 개선한 차량용 쿨링팬 모터 콘트롤러에 관한 것이다.[0001] The present invention relates to a cooling fan motor controller for a vehicle that can be operated to cool an engine when the temperature of an automobile engine rises above a certain level, and more particularly to a cooling fan motor controller for a vehicle that uses a comparator- To a cooling fan motor controller for a vehicle, which improves the likelihood of low-level floating due to the application of a duty signal.

자동차에서는 라디에이터, 자동변속기 오일냉각장치, 인터쿨러 등의 열교환기를 이용하여 엔진과 미션, 그리고 에어컨 시스템에서 사용되는 냉매를 냉각시킨다. 상기 열교환기들은 외부에서 자동차로 유입되는 공기의 흐름을 이용해 냉각 작용을 하기 때문에 자동차가 정지한 상태에서 엔진을 작동하고 있는 경우라면 공기의 흐름이 거의 없어 열교환기의 성능이 떨어지고 있다.In automobiles, heat exchangers such as radiators, automatic transmission oil coolers, and intercoolers are used to cool the refrigerant used in engines, missions, and air conditioning systems. Since the heat exchangers perform the cooling operation by using the flow of the air flowing into the automobile from the outside, when the engine is operated while the automobile is stopped, there is little air flow and the performance of the heat exchanger is deteriorated.

쿨링팬으로서 열교환기의 성능을 보조하기 위해 열교환기에 필요한 공기의 흐름을 만들어 주고, 쿨링팬이 자동차의 엔진 과열을 막고 엔진룸 내부의 온도를 낮춰주는 일을 수행하는 것이다.As a cooling fan, the air flow necessary for the heat exchanger is made to assist the performance of the heat exchanger, and the cooling fan prevents the engine from overheating and lowers the temperature inside the engine room.

차량 동력발생원의 엔진은 주행 운전시 상당한 정도의 온도로 가열되고 있는 바, 그 엔진의 온도가 일정 온도이상으로 되면 엔진 본체를 구성하는 부품의 파손 또는 윤활유의 점도 감소와 변질, 그리고 이상 연소가 초래되어 엔진의 작동상태가 악화되고 있다. 차량 내부에는 엔진 과열을 방지하기 위해 엔진 내부를 순환하면서 엔진을 냉각시키는 냉각수가 사용되고, 이러한 냉각수와 외부 공기와의 열교환을 위해 열교환수단으로서 라디에이터를 갖춘 냉각체계가 구성된다.The engine of the vehicle power generating source is heated to a considerable temperature during the running operation. When the temperature of the engine becomes a certain temperature or higher, the components constituting the engine body are damaged or the viscosity of the lubricating oil is reduced and deteriorated, And the operating state of the engine is deteriorating. Inside the vehicle, cooling water for cooling the engine while circulating inside the engine is used to prevent the engine from overheating. A cooling system having a radiator as heat exchange means is configured for heat exchange between the cooling water and the outside air.

차량 라디에이터의 열교환기는 주어진 열교환기능을 수행하는 과정에서 발열작용이 이루어지게 되고, 이 발열작용에 의해 발생되고 있는 열에 의해 해당 열교환기 주위에 배치되는 기계적 장치 또는 부품 등이 영향을 받게 되어 그 열교환기 주위의 장치와 부품의 성능이 열화 되게 된다.The heat exchanger of the vehicle radiator is subjected to a heat generating operation in the process of performing a given heat exchanging function and the mechanical device or parts disposed around the heat exchanger by the heat generated by the heat generating effect is affected, The performance of the peripheral devices and parts is deteriorated.

차량 내에는 냉각계의 냉각성능을 향상시키기 위해, 열교환기의 후방에 전동식 쿨링팬을 설치하여 외부로부터 차량 내부로 흡입된 공기를 강제로 통풍시킴으로 냉각수의 열교환효율을 증대시킬 수 있다. 전동식 쿨링팬은 모터로 팬을 구동하는 형식으로, 냉각수온과 차 속에 따라 작동 및 비 작동 상태가 결정되어 구동하게 된다.In order to improve the cooling performance of the cooling system in the vehicle, an electric cooling fan is installed behind the heat exchanger to forcibly ventilate the air sucked into the vehicle from the outside, thereby increasing the heat exchange efficiency of the cooling water. An electric cooling fan is a type that drives a fan with a motor, and it is driven and operated depending on the cooling water temperature and the vehicle speed.

전동식 쿨링팬의 제어를 위한 종래의 제어 기술은, 2개의 팬을 구동함에 있어 회로를 적절히 구성하고 엔진 가동을 제어하는 엔진제어유닛(ECU, Electronic Control Unit)이 팬을 제어함으로써 2개의 팬을 HIGH/LOW/OFF 모드로 비선형적으로 구동하는 방법인 것이다.Conventional control technology for controlling an electric cooling fan is a technique in which an engine control unit (ECU, Electronic Control Unit) which controls the operation of the engine properly configures a circuit in driving two fans, / LOW / OFF mode in a nonlinear manner.

1개의 팬을 엔진제어유닛(ECU)이 제어함으로써 HIGH/LOW/OFF 모드로 구동하는 방법으로, 대한민국 공개특허 10-2004-0031937(발명의 명칭 : 에어클리너의 먼지오염 경고장치)에 도시되어 있는 방법인 것이다.A method of driving in a HIGH / LOW / OFF mode by controlling one fan by an engine control unit (ECU) is disclosed in Korean Patent Laid-Open No. 10-2004-0031937 (entitled " Method.

즉, 여과 엘리먼트의 전후방에 가열 저항선(핫 와이어)을 설치하여 풍량 감소량에 따라 여과 엘리먼트의 오염 정도를 파악하여 운전자에게 경고할 뿐만 아니라, 여과 엘리먼트의 오염이 심할 경우에는 흡입공기의 유로로부터 여과 엘리먼트가 제거되도록 하는 에어클리너의 먼지오염 경고장치인 것이다.That is, a heating resistance wire (hot wire) is provided on the front and rear sides of the filtration element to warn the driver of the degree of contamination of the filtration element according to the amount of airflow reduction, Which is an air cleaner.

1개의 팬을 PWM(Puls Width Modulation) 제어를 이용하는 방법이 사용되고 있는 바, 이 PWM 제어는 프로세서의 디지털 출력으로 아날로그 회로를 제어하는 방법인 것이다. 즉, 엔진제어시스템(EMS : Engine Management System)에서 PWM 모듈에니터(Modulator)로 듀티(duty)신호를 주게 되면, PWM 모듈에이터는 EMS로부터의 신호에 따라 전류를 제어함으로 팬 모터가 연속적으로 변화하는 회전수를 가질 수 있도록 구성할 수 있다.A method using PWM (Pulse Width Modulation) control is used for one fan, and this PWM control is a method of controlling the analog circuit with the digital output of the processor. That is, when a duty signal is given from the engine control system (EMS) to the PWM module modulator, the PWM modulator controls the current according to the signal from the EMS, so that the fan motor continuously changes The number of revolutions can be set.

종래 제어기술 중 2개 팬 제어 및 1개 팬 제어는 쿨링팬을 HIGH/LOW/OFF 모드와 같이 비연속적으로 제어하는 방법으로, 다양한 냉각수온과 차 속에 대처할 수 없어 효율이 떨어진다. 이와 달리 1개 팬 PWM 제어는 냉각 팬을 연속적으로 구동시킬 수 있어 효율이 뛰어나게 된다.Among the conventional control techniques, two fan control and one fan control are methods for discontinuously controlling the cooling fan such as the HIGH / LOW / OFF mode, and it is not possible to cope with various cooling water temperatures and cars. On the other hand, the single fan PWM control can drive the cooling fan continuously, resulting in high efficiency.

한편, 다른 종래의 팬모터 제어기술로서는, 엔진제어유닛으로부터 PWM 듀티신호가 두 개의 다이오드를 통해 원칩마이컴의 GPIO 핀에 공급되고 있는 제어기술인 바, 일반적인 원칩마이컴의 GPIO핀 입/출력 전압은 6V를 넘지 않으며, 로우레벨이 약 1 V 이상이 될 경우 플로우팅(Floating)이 발생하고 있다.As another conventional fan motor control technology, a PWM duty signal from an engine control unit is supplied to a GPIO pin of a one-chip microcomputer through two diodes. In general, a GPIO pin input / output voltage of a conventional one- Floating is occurring when the low level becomes about 1 V or more.

이때 엔진제어유닛으로부터 듀티신호가 하이레벨 6.3 ~ 16V 와 로우레벨 0~ 1.9V의 인가신호인 반면에, 원칩마이컴의 인식전압은 하이레벨 4.7~5.7V와 로우레벨 0~ 0.7V로 인가되고 있다. 따라서, 두 개 다이오드의 전압제어에 인하여 높은 전압이 들어와도 이론상 5.67V, 즉 INT 5V + 다이오드 0.67V까지 하이레벨로 원칩마이컴의 GPIO핀에 인가되고 있다.At this time, the duty signal from the engine control unit is a high-level 6.3 to 16 V and low-level 0 to 1.9 V application signal, while the recognition voltage of the one-chip microcomputer is applied at a high level of 4.7 to 5.7 V and a low level of 0 to 0.7 V . Therefore, even if a high voltage is applied due to the voltage control of the two diodes, it is theoretically applied to the GPIO pin of the one-chip microcomputer at a high level of 5.67V, that is, INT 5V + diode 0.67V.

그런데, 로우레벨 0~1.9V는 5.67V 이하의 전압 그대로 원칩마이컴의 GPIO핀에 인가되고 있음으로, 하이레벨일 때에는 정상동작하고 로우레벨일 때 플로우팅 가능성 있는 것이다. 그러므로, 종래에는 로우레벨의 플로우팅을 방지하기 위해 하이 전압만을 인식하여 인터럽트를 발생하도록 회로 구성되어 있었다.Since the low level 0 to 1.9 V is applied to the GPIO pin of the one-chip microcomputer as the voltage of 5.67 V or less, it is normal to operate at the high level and flow at the low level. Therefore, conventionally, in order to prevent low-level floating, a circuit is configured to recognize only a high voltage and generate an interrupt.

본 발명은 종래기술로써 듀티신호의 2개 다이오드 회로에서 발생된 로우레벨의 플로우팅을 방지하기 위해 발명한 것으로, 비교기방식의 오피앰프를 회로 구성하여 엔진 제어유닛으로부터 인가되는 원칩마이컴의 인가전압을 하이레벨과 로우레벨이 모두 정상동작시키고 로우레벨 플로우팅(Floating)의 가능성이 없도록 회로 구성한 차량용 쿨링팬 모터 콘트롤러를 제공하고자 함에 그 목적이 있다.The present invention was invented in order to prevent low-level floating generated in two diode circuits of a duty signal as a conventional technique. A comparator type operational amplifier is configured as a circuit, and an applied voltage of a one- And it is an object of the present invention to provide a cooling fan motor controller for a vehicle having a circuit configured such that both the high level and the low level operate normally and there is no possibility of low level floating.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 팬모터(80)가 접속된 BAT IN(+)와 MOTOR(-)의 단자(VD1, VD1)가 콘덴서(C1)와 쇼트키 다이오드(ED1)를 통해 전원부 (20)와 PWM 신호부(30)에 각기 연결되고, 차량의 엔진제어유닛으로부터 SIG와 BAT_GND(-)의 단자(VD1, VD1)가 듀티신호부(50)에 연결되며; 상기 듀티신호부(50)에는 오피앰프(OP3)를 통해 윈칩마이컴(10)이 연결되고, 이 원칩마이컴(10)은 전원부(20)의 레귤레이터(35), PWM 신호부(30)의 트랜지스터(Q4, Q1, Q3)와 전계효과트랜지스터(35), 전류센싱부(40)의 오피앰프(OP1, OP2) 및 다운로드/디버그부(60)의 연결부(65)가 각각 연결되도록 구성된 것을 그 특징이 있다.In order to achieve the above object, the present invention is characterized in that the terminals (VD1, VD1) of the BAT IN (+) and the motor (-) to which the fan motor 80 is connected are connected, via the capacitor C1 and the Schottky diode ED1, (VD1, VD1) of the SIG and BAT_GND (-) from the engine control unit of the vehicle are connected to the duty signal unit 50, respectively; The one-chip microcomputer 10 is connected to the regulator 35 of the power supply unit 20, the transistor (not shown) of the PWM signal unit 30 And the connection section 65 of the field effect transistor 35 and the operational amplifiers OP1 and OP2 of the current sensing section 40 and the download / debug section 60 are connected to each other have.

본 발명의 다른 구체적인 특징은, 팬모터(80)가 접속된 BAT IN(+)와 MOTOR(-)의 단자(VD1, VD1)가 콘덴서(C1)와 쇼트키 다이오드(ED1)를 통해 전원부 (20)와 PWM 신호부(30)에 각기 연결되고, 차량의 엔진제어유닛으로부터 SIG와 BAT_GND(-)의 단자(VD1, VD1)가 듀티신호부(50)에 연결되며; 상기 듀티신호부(50)에는 오피앰프(OP3)를 통해 윈칩마이컴(10)이 연결되고, 이 원칩마이컴(10)은 전원부(20)의 레귤레이터(35), PWM 신호부(30)의 트랜지스터(Q4, Q1, Q3)와 전계효과트랜지스터(35), 전류센싱부(40)의 오피앰프(OP1, OP2) 및 다운로드/디버그부(60)의 연결부(65)가 각각 연결되도록 구성되어; 상기 원칩마이컴(10)로부터 소프트 스타트 도중 PWM 신호부(30)에 있는 션트저항(SR1)의 전압 값을 증폭하여 과전류 센싱하고, 션트저항(SR1)에서 가져온 전압을 전류센싱부(40)에 있는 두 개 오피앰프(OP1, OP2)를 통해서 전압 증폭하여 과전류측정을 원칩마이컴(10)에서 수행한 것이다.Another specific characteristic of the present invention is that the terminals VD1 and VD1 of the BAT IN (+) and the motor (-) to which the fan motor 80 is connected are connected via the capacitor C1 and the Schottky diode ED1 to the power section 20 And the terminals VD1 and VD1 of the SIG and BAT_GND (-) from the engine control unit of the vehicle are connected to the duty signal unit 50, respectively; The one-chip microcomputer 10 is connected to the regulator 35 of the power supply unit 20, the transistor (not shown) of the PWM signal unit 30 Q4, Q1 and Q3 are connected to the field effect transistor 35, the operational amplifiers OP1 and OP2 of the current sensing unit 40, and the connection unit 65 of the download / debug unit 60, respectively; The voltage value of the shunt resistor SR1 in the PWM signal unit 30 is amplified by the one-chip microcomputer 10 during soft start to sense the overcurrent and the voltage obtained from the shunt resistor SR1 is amplified by the current sensing unit 40 The voltage is amplified through the two operational amplifiers OP1 and OP2, and the overcurrent measurement is performed by the one-chip microcomputer 10.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 비교기방식 오피앰프로의 듀티신호 인가구성으로 로우레벨 플로우팅의 가능성이 없어짐으로 모터의 오동작을 미연에 방지하고, 자동차 엔진온도가 일정 이상 상승할 경우에 엔진냉각을 위해 작동시킬 수 있는 효과가 있다.As described above, according to the present invention, there is no possibility of low-level floating due to the duty signal applied to the operational amplifier of the comparator system, so that the malfunction of the motor is prevented beforehand, There is an effect that can be operated for.

도 1 은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 쿨링팬 모터콘트롤러를 설명하기 위한 상세 회로도,
도 2 는 본 발명의 차량용 쿨링팬 모터콘트롤러를 설명하기 위해 신호 흐름의 회로도이다.1 is a detailed circuit diagram illustrating a cooling fan motor controller for a vehicle according to an embodiment of the present invention,
2 is a circuit diagram of a signal flow for explaining a cooling fan motor controller for a vehicle of the present invention.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 예시도면에 의거하여 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1 은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 쿨링팬 모터 콘트롤러를 설명하기 위한 상세 회로도이고, 본 발명은 자동차 엔진온도가 일정 이상 상승할 경우에 엔진냉각을 위해 작동시킬 수 있는 차량용 쿨링팬 모터 콘트롤러인 바, 이는 종래 두 개 다이오드로의 듀티신호 인가 대신에 듀티신호부(50)에 있는 비교기 방식 오피앰프(OP3)로의 듀티신호 인가함으로 로우레벨 플로우팅의 가능성이 없도록 개선한 차량용 쿨링팬 모터 콘트롤러인 것이다.FIG. 1 is a detailed circuit diagram for explaining a cooling fan motor controller for a vehicle according to an embodiment of the present invention. FIG. 1 is a circuit diagram of a cooling fan motor controller for a vehicle, This is a conventional cooling fan motor controller for a vehicle which is improved to eliminate the possibility of low-level floating by applying a duty signal to the comparator-type operational amplifier OP3 in the duty signal unit 50 instead of applying the duty signal to the two diodes will be.

이는 오피앰프(OP3)의 - 단자쪽 3V 이상일 때 원칩마이컴(10)의 RA2 핀으로 5V가 하이레벨로 인가되고 있는데, 이는 오피앰프 자체 전압강하로 3.8~5V까지 인가될 수 있다. 여기서, 로우레벨은 기준전압으로 상기 오피앰프(OP3)의 - 0V 인가되고 있다.When 5V is applied to the RA2 pin of the one-chip microcomputer 10 at a high level when the OP3 amplifier is at the terminal terminal side of 3V or more, it can be applied to 3.8V to 5V due to the operational amplifier's own voltage drop. Here, the low level is the reference voltage and the operating amplifier OP3 is being applied with -0V.

그러므로 본 발명의 차량용 쿨링팬 모터 콘트롤러는 듀티신호부(50)에서 비교기방식의 오피앰프회로 구성으로 엔진제어유닛(도시되지 않음)으로부터 인가되는 원칩마이컴(10)의 인가전압을 하이레벨과 로우레벨이 모두 정상동작시키고 로우레벨 플로우팅의 가능성이 없도록 되어 있다.Therefore, the cooling fan motor controller for a vehicle according to the present invention controls the applied voltage of the one-chip microcomputer 10 applied from the engine control unit (not shown) in the duty signal unit 50 to the high-level and low- All operate normally and there is no possibility of low level flooding.

팬모터(80)가 접속된 BAT IN(+)와 MOTOR(-)의 단자(VD1, VD1)가 콘덴서(C1)와 쇼트키 다이오드(ED1)를 통해 전원부(20)와 PWM(Puls Width Modulation) 신호부(30)에 각기 연결되고 있으며, 차량의 엔진제어유닛으로부터 SIG와 BAT_GND(-)의 단자(VD1, VD1)가 듀티신호부(50)에 연결되고 있다.The terminals VD1 and VD1 of the BAT IN (+) and the motor (-) to which the fan motor 80 is connected are connected to the power supply 20 and the pulse width modulation (PWM) via the capacitor C1 and the Schottky diode ED1, And the terminals VD1 and VD1 of the SIG and BAT_GND (-) from the engine control unit of the vehicle are connected to the duty signal unit 50, respectively.

상기 듀티신호부(50)에는 윈칩마이컴(10)이 연결되고 있으며, 이 원칩마이컴 (10)은 전원부(20), PWM 신호부(30), 전류센싱부(40) 및 다운로드/디버그부(60)가 각각 연결되도록 구성되고 있다.The one-chip microcomputer 10 includes a power supply unit 20, a PWM signal unit 30, a current sensing unit 40, and a download / debug unit 60 Are connected to each other.

전원부(20)에서는 직병렬의 콘덴서(C2 - C4)와 다이오드(D1), 제너다이오드 (D3)를 통해 입력전압 DC 12V가 레귤레이터(25)에서 출력전압 DC 5V로서 병렬의 콘덴서(TC1, C5)와 저항(R25)을 거쳐 원칩마이컴(10), 전류센싱부(40), 듀티신호부(50) 및 다운로드/디버그부(60)에 각기 인가되고, 출력전압 DC 12V가 PWM 신호부(30)에도 공급되게 된다.In the power supply unit 20, an input voltage DC 12V is output from the regulator 25 through capacitors C2 to C4, a diode D1 and a Zener diode D3 in series and capacitors TC1 and C5, The duty signal unit 50 and the download / debug unit 60 via the resistor R25 and the output voltage DC 12V are applied to the PWM signal unit 30, respectively, through the one-chip microcomputer 10, the current sensing unit 40, .

다운로드/디버그부(60)에서 연결부(65)의 CLK와 DIO 신호가 원칩마이컴(10)에 공급되고 있으며, 원칩마이컴(10)에서 리셋트신호(RST)가 연결부(65)로 연결되고 있다. 전원부(20)의 레귤레이터(25)에서 출력전압은 병렬의 콘덴서(C6), 저항 (R19)을 통해 다운로드/디버그부(60)와 원칩마이컴(10)에, 콘덴서(C12)를 통해 듀티신호부 (50)의 오피앰프(OP3)에 각각 공급되고 있다.In the download / debug unit 60, the CLK and DIO signals of the connection unit 65 are supplied to the one-chip microcomputer 10 and the reset signal RST is connected to the connection unit 65 in the one-chip microcomputer 10. The output voltage from the regulator 25 of the power supply unit 20 is supplied to the download / debug unit 60 and the one-chip microcomputer 10 through the parallel capacitor C6 and the resistor R19, Respectively, to the operational amplifier OP3 of the operational amplifier 50. [

듀티신호부(50)에서는 + 입력측으로 직병렬의 저항(R16, R18)과 콘덴서(C9 - C11)가 연결되는 비교기 방식의 오피앰프(OP3)의 출력신호가 원칩마이컴(10)에 인가되고, 오피앰프(OP3)의 - 입력 측으로는 전원부(20)의 저항(R25, R26)사이 기준전압이 인가된다. 원칩마이컴(10)에서의 RC1 이 듀티신호부(50)의 저항(R23)에 인가되게 된다.In the duty signal section 50, the output signal of the comparator-type operational amplifier OP3, to which the resistors R16 and R18 of the series and parallel series are connected to the + input side and the capacitors C9 to C11, is applied to the one- The reference voltage between the resistors R25 and R26 of the power supply unit 20 is applied to the -input side of the operational amplifier OP3. The RC1 in the one-chip microcomputer 10 is applied to the resistor R23 of the duty signal unit 50. [

상기 원칩마이컴(10)의 PWM(Puls Width Modulation)신호는 PWM 신호부(30)에 있는 트랜지스터(Q4)의 베이스에 공급됨으로, 다른 트랜지스터(Q1, Q3)를 통해 전계효과트랜지스터(35)로 공급되게 된다. 상기 전계효과 트랜지스터(35)는 전류센싱부(40)의 저항(R8)에 연결된다.The PWM (Pulse Width Modulation) signal of the one-chip microcomputer 10 is supplied to the base of the transistor Q4 in the PWM signal unit 30 and is supplied to the field effect transistor 35 through the other transistors Q1 and Q3 . The field effect transistor 35 is connected to the resistor R8 of the current sensing unit 40. [

전류센싱부(40)에서는 2개의 오피앰프(OP1, OP2)를 통해 직병렬의 저항(R14, R15)과 콘덴서(C8, TC2)를 통해 원칩마이컴(10)에 RC0 신호로 공급되고 있다. 상기 원칩마이컴(10)의 RC5에서 PWM 신호부(30)의 트랜지스터(Q4)로 인가되고, 상기 트랜지스터(Q4)에는 병렬의 트랜지스터(Q1, Q3)를 통해 전계효과트랜지스터(35)가 연결되고 있다.The current sensing unit 40 is supplied with the RC0 signal to the one-chip microcomputer 10 through the resistors R14 and R15 and the capacitors C8 and TC2 in series and parallel through the two operational amplifiers OP1 and OP2. Is applied to the transistor Q4 of the PWM signal unit 30 in the RC5 of the one-chip microcomputer 10 and the field effect transistor 35 is connected to the transistor Q4 through the parallel transistors Q1 and Q3 .

상기 PWM 신호부(30)의 전계효과트랜지스터(35)에는 션트(Shunt)저항(SR1)과 EMC 감쇄용 콘덴서(C13), 저항(R1)이 각기 연결되는 한편, 상기 저항(R1)은 직병렬의 다이오드(D2)와 저항(R21, R22)이 각각 연결되어 상기 트랜지스터(Q1, Q3)에 연결된다. 상기 전계효과트랜지스터(35)와 션트저항(SR1)사이에서는 전류센싱부 (40)의 오피앰프(OP1)에 연결되고 있다.A shunt resistor SR1 and an EMC attenuating capacitor C13 and a resistor R1 are connected to the field effect transistor 35 of the PWM signal unit 30 and the resistor R1 is connected in series- A diode D2 and resistors R21 and R22 are connected to the transistors Q1 and Q3, respectively. And between the field effect transistor 35 and the shunt resistor SR1 is connected to the operational amplifier OP1 of the current sensing unit 40. [

듀티신호부(50)에서 오피앰프(OP3)의 + 단자에서 들어오는 신호는 PWM 듀티(Duty) 신호이며, 출력신호가 하이레벨 6.3~16V이고 로우레벨 0~1.9V인 것이다. 듀티신호부(50)의 오피앰프(OP3)를 비교기로 쓴 회로이며, 그 출력은 원칩마이컴(10)의 RA2 핀으로 들어간다.In the duty signal unit 50, the signal input from the positive terminal of the operational amplifier OP3 is a PWM duty signal, and the output signal is a high level of 6.3 to 16V and a low level of 0 to 1.9V. The output of the operational amplifier OP3 of the duty signal unit 50 is input to the RA2 pin of the one-chip micom 10.

따라서, 본 발명의 듀티신호부(50)에서 오피앰프(OP3)를 비교기로 사용하여 기준전압을 기준으로 하이레벨 3.8~5V(오피앰프 전압강하 포함)와 로우레벨 0V를 출력하여 원칩마이컴(10)의 플로우팅을 방지함과 동시에 정확한 입력 값을 받기 위해 구성하고 있다.Therefore, in the duty signal unit 50 of the present invention, the operational amplifier OP3 is used as a comparator to output a high level of 3.8 to 5 V (including an op-amp voltage drop) and a low level 0 V based on the reference voltage, ) To prevent floating and to receive accurate input values.

도 2 는 본 발명의 차량용 쿨링팬 모터 콘트롤러를 설명하기 위해 신호 흐름의 회로도이다. 전원부(20)의 배터리 입력전압(9~16V)이 다이오드(D1)를 거쳐 레귤레이터(25)로 공급되고 있음으로 레귤레이터(25)의 출력전압으로 5V 정전압 출력하고 있다.2 is a circuit diagram of a signal flow for explaining a cooling fan motor controller for a vehicle of the present invention. Since the battery input voltage (9 to 16V) of the power supply unit 20 is supplied to the regulator 25 via the diode D1, the output voltage of the regulator 25 outputs a constant voltage of 5V.

따라서, DC 팬모터(80)가 연결된 배터리에서 전압이 들어오면, 전원부(20)의 레귤레이터(25)에 전원공급 및 PWM 신호부(30)의 전계효과트랜지스터(35)에 드레인전압공급이 각각 행하여지고, 이때 팬모터(80)는 스톱 상태로 있도록 되어 있다.Therefore, when a voltage is applied to the battery to which the DC fan motor 80 is connected, power supply to the regulator 25 of the power supply unit 20 and supply of the drain voltage to the field effect transistor 35 of the PWM signal unit 30 are performed At this time, the fan motor 80 is in the stop state.

상기 전원부(20)의 레귤레이터(25)를 통한 전압(5V)이 원칩마이컴(10), 전류센싱부(40), 듀티신호부(50) 및 다운로드/디버그부(60)에 각각 인가되면서 작동하게 된다. 이렇게 공급전압을 받은 원칩마이컴(10)는 프로그래밍에 따라 소프트 스타트(Soft start)를 시작(예컨데 10~14초)하고 있다(팬모터(80) 작동).The voltage 5V through the regulator 25 of the power supply unit 20 is applied to the one-chip microcomputer 10, the current sensing unit 40, the duty signal unit 50 and the download / do. In response to the supply voltage, the one-chip microcomputer 10 starts soft start (for example, 10 to 14 seconds) according to programming (fan motor 80 operation).

상기 원칩마이컴(10)로부터 소프트 스타트 도중 PWM 신호부(30)에 있는 션트저항(SR1)의 전압 값을 증폭하여 과전류 센싱한다. 즉, 션트저항(SR1)에서 가져온 전압을 전류센싱부(40)에 있는 두 개 오피앰프(OP1, OP2)를 통해서 전압증폭(약 85배)을 하여 과전류측정을 원칩마이컴(10)에서 수행하고 있다.The voltage of the shunt resistor SR1 in the PWM signal unit 30 is amplified during the soft start from the one-chip microcomputer 10 to sense the overcurrent. That is, the voltage obtained from the shunt resistor SR1 is amplified (about 85 times) through the two operational amplifiers OP1 and OP2 in the current sensing unit 40, and the overcurrent measurement is performed in the one-chip microcomputer 10 have.

상기 원칩마이컴(10)로부터 소프트 스타트 후에는 엔진 제어유닛으로부터 인가받은 예컨데 300Hz PWM 듀티신호를 듀티신호부(50)의 오피앰프(OP3)를 통해 원칩마이컴(10)에서 인지하고, 이 원칩마이컴(10)에서 20KHz PWM 신호로써 PWM 신호부(30)에 있는 트랜지스터(Q4, Q1, Q3)와 전계효과트랜지스터(35)를 동작시켜 팬모터(80)를 구동시키게 된다.After the soft start from the one-chip microcomputer 10, the one-chip microcomputer 10 recognizes, for example, a 300 Hz PWM duty signal applied from the engine control unit through the operational amplifier OP3 of the duty signal unit 50, 10, the transistors Q4, Q1, and Q3 in the PWM signal unit 30 and the field effect transistor 35 are operated by a 20 KHz PWM signal to drive the fan motor 80. [

따라서, 엔진제어유닛으로부터 받은 PWM 듀티신호는 듀티신호부(50)의 오피앰프(OP3)를 통하여 신호처리후 원칩마이컴(10)으로 들어간다. 원칩마이컴(10)에서 PWM 신호(예컨데 300Hz)를 체크하여 모터제어용 PWM(Puls Width Modulation)를 PWM 신호부(30)의 트랜지스터(Q4)로 내보내고 있다. Therefore, the PWM duty signal received from the engine control unit enters the one-chip microcomputer 10 after signal processing through the operational amplifier OP3 of the duty signal unit 50. [ The one-chip microcomputer 10 checks the PWM signal (for example, 300 Hz) and sends PWM (Pulse Width Modulation) for motor control to the transistor Q4 of the PWM signal unit 30.

PWM 신호부(30)에서는 모터 컨트롤용 PWM(예컨데 5V, 20kHz)를 3개 트랜지스터(Q4, Q1, Q3)를 사용하여 12V로 증폭하여 팬모터 구동용 전계효과 트랜지스터 (35)를 구동시킨다. 여기서 PWM(Puls Width Modulation)단에 전류 전압증폭회로 트랜지스터(Q4, Q1, Q3)중 트랜지스터 1개를 에미터가 아닌 콜렉터에 구성하여 입력대비 반전출력회로가 되도록 구성하고 있다.In PWM signal unit 30, motor control PWM (for example, 5 V, 20 kHz) is amplified to 12 V by using three transistors Q4, Q1 and Q3 to drive fan motor driving field effect transistor 35. In the pulse width modulation (PWM) stage, one of the transistors Q4, Q1 and Q3 of the current-voltage amplification circuit is configured as a collector, not an emitter, so as to constitute an inverting output circuit for input.

상기 원칩마이컴(10)이 셧트다운(SHUTDOWN) 되어도 PWM신호부(30)의 전계효과 트랜지스터(35)와 연결된 팬모터(80)를 풀스피드(FULL SPEED)로 동작시킬 수 있게 된다.Even when the one-chip microcomputer 10 is shut down, the fan motor 80 connected to the field effect transistor 35 of the PWM signal unit 30 can be operated at a full speed.

상기 팬모터(80)에 쇼트키 다이오드(ED1)는 역기전력 제거용 환류 다이오드로 사용하고, 전원부(20)의 제너다이오드(D3)는 과전압 방지용 16V 정전압 제너 다이오드인 것이다.The Schottky diode ED1 is used as a reflux diode for eliminating counter electromotive force in the fan motor 80 and the Zener diode D3 of the power supply unit 20 is a 16V constant voltage zener diode for preventing overvoltage.

전원부(20)에서의 저항(R25, R26)은 PWM 신호 처리용으로 듀티신호부(50)의 오피앰프(OP3)의 기준전압 생성을 위해 전압분배 회로를 구성한다. 콘덴서(C13)는 EMC 감쇄용이다. 전류센싱부(40)에 있는 오피앰프(OP1, OP2)는 과전류 센싱용 전압증폭회로이고 부궤환으로 사용하여 1개 오피앰프당 9.2배 증폭시키고 있다.The resistors R25 and R26 in the power supply unit 20 constitute a voltage divider circuit for generating the reference voltage of the operational amplifier OP3 of the duty signal unit 50 for PWM signal processing. The capacitor C13 is for EMC attenuation. The operational amplifiers OP1 and OP2 in the current sensing unit 40 are voltage amplifying circuits for overcurrent sensing and are used as negative feedback to amplify 9.2 times per one operational amplifier.

상기 원칩마이컴(10)에 연결된 다운로드/디버그부(60)의 연결부(65)는 셋팅후 제거 또는 그대로 사용할 수도 있다.The connection unit 65 of the download / debug unit 60 connected to the one-chip microcomputer 10 may be removed or used as is.

이상과 같이 작동되는 본 발명의 차량용 쿨링팬 모터콘트롤러에 의하면, 비교기방식 오피앰프로의 듀티신호 인가구성으로 로우레벨 플로우팅의 가능성이 없어짐으로 자동차 엔진온도가 일정 이상 상승할 경우에 엔진냉각을 위해 작동시킬 수 있다.According to the vehicle cooling fan motor controller of the present invention operated as described above, the possibility of low-level floating due to the duty signal applied to the comparator-type operational amplifier is eliminated, Can be operated.

본 발명의 차량용 쿨링팬 모터 콘트롤러를 실시하기 위한 구체적인 내용에는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 당업자라면 후술 될 특허청구 범위에 기재된 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변형시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.The present invention is not limited to the above embodiments and various changes and modifications may be made without departing from the spirit and scope of the invention as set forth in the appended claims, It will be understood that various modifications and changes may be made thereto without departing from the spirit and scope of the invention.

10 ; 원칩마이컴
20 ; 전원부
30 : PWM 신호부
40 : 전류센싱부
50 : 듀티신호부
60 : 다운로드/디버그부
80 : 팬모터10; One-chip microcomputer
20; Power supply
30: PWM signal portion
40: Current sensing unit
50: duty signal section
60: Download / debug section
80: Fan motor

Claims (10)

팬모터(80)가 접속된 BAT IN(+)와 MOTOR(-)의 단자(VD1, VD1)가 콘덴서(C1)와 쇼트키 다이오드(ED1)를 통해 전원부(20)와 PWM 신호부(30)에 각기 연결되고, 차량의 엔진제어유닛으로부터 SIG와 BAT_GND(-)의 단자(VD1, VD1)가 듀티신호부 (50)에 연결되며; 상기 듀티신호부(50)에는 오피앰프(OP3)를 통해 윈칩마이컴(10)이 연결되고, 이 원칩마이컴(10)은 전원부(20)의 레귤레이터(35), PWM 신호부(30)의 트랜지스터 (Q4, Q1, Q3)와 전계효과트랜지스터(35), 전류센싱부(40)의 오피앰프 (OP1, OP2) 및 다운로드/디버그부(60)의 연결부(65)가 각각 연결되도록 구성하되,
상기 듀티신호부(50)에서는 + 입력측으로 직병렬의 저항(R16, R18)과 콘덴서(C9 - C11)가 연결되는 비교기 방식 오피앰프(OP3)의 출력신호가 원칩마이컴(10)에 인가되고, 오피앰프(OP3)의 - 입력측으로는 전원부(20)의 저항(R25, R26)사이 기준전압이 인가된 것을 특징으로 하는 차량용 쿨링팬 모터 콘트롤러.
The terminals VD1 and VD1 of the BAT IN (+) and the motor (-) to which the fan motor 80 is connected are connected to the power supply unit 20 and the PWM signal unit 30 via the capacitor C1 and the Schottky diode ED1, And terminals VD1 and VD1 of SIG and BAT_GND (-) from the engine control unit of the vehicle are connected to the duty signal unit 50, respectively; The one-chip microcomputer 10 is connected to the regulator 35 of the power supply unit 20, the transistor (not shown) of the PWM signal unit 30 And the connection section 65 of the field effect transistor 35 and the operational amplifiers OP1 and OP2 of the current sensing section 40 and the download / debug section 60 are connected to each other,
In the duty signal unit 50, the output signal of the comparator-type operational amplifier OP3, to which the resistors R16 and R18 in series and in series are connected to the positive input side and the capacitors C9 to C11, is applied to the one- And a reference voltage is applied between the resistors (R25, R26) of the power supply unit (20) at the negative input side of the operational amplifier (OP3).
삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 원칩마이컴(10)의 PWM 신호는 PWM 신호부(30)의 트랜지스터(Q4)에 공급됨으로 다른 트랜지스터(Q1, Q3)를 통해 전계효과트랜지스터(35)로 공급되고, 상기 전계효과 트랜지스터(35)는 전류센싱부(40)의 저항 (R8)에 연결된 것을 특징으로 하는 차량용 쿨링팬 모터 콘트롤러.
The method according to claim 1,
The PWM signal of the one-chip microcomputer 10 is supplied to the transistor Q4 of the PWM signal unit 30 so that the PWM signal is supplied to the field effect transistor 35 through the other transistors Q1 and Q3, Is connected to a resistor (R8) of the current sensing unit (40).
제 3 항에 있어서,
상기 PWM 신호부(30)의 전계효과트랜지스터(35)에는 션트(Shunt)저항(SR1)과 EMC 감쇄용 콘덴서(C13), 저항(R1)이 각기 연결되는 한편, 상기 저항(R1)은 직병렬의 다이오드(D2)와 저항(R21, R22)이 각각 연결되어 상기 트랜지스터(Q1, Q3)에 연결되고;
상기 전계효과트랜지스터(35)와 션트저항(SR1) 사이에서는 전류센싱부 (40)의 오피앰프(OP1)에 연결된 것을 특징으로 하는 차량용 쿨링팬 모터 콘트롤러.
The method of claim 3,
A shunt resistor SR1 and an EMC attenuating capacitor C13 and a resistor R1 are connected to the field effect transistor 35 of the PWM signal unit 30 and the resistor R1 is connected in series- A diode D2 and resistors R21 and R22 are connected to the transistors Q1 and Q3, respectively;
And the operational amplifier (OP1) of the current sensing unit (40) is connected between the field effect transistor (35) and the shunt resistor (SR1).
제 4 항에 있어서,
상기 전류센싱부(40)에서는 2개의 오피앰프(OP1, OP2)를 통해 직병렬의 저항(R14, R15)과 콘덴서(C8, TC2)를 통해 원칩마이컴(10)에 RC0 신호로 공급되고 있는 것을 특징으로 하는 차량용 쿨링팬 모터 콘트롤러.
5. The method of claim 4,
In the current sensing unit 40, the RC0 signal is supplied to the one-chip microcomputer 10 through the resistors R14 and R15 and the capacitors C8 and TC2 in series and parallel through the two operational amplifiers OP1 and OP2 Features a car cooling fan motor controller.
팬모터(80)가 접속된 BAT IN(+)와 MOTOR(-)의 단자(VD1, VD1)가 콘덴서(C1)와 쇼트키 다이오드(ED1)를 통해 전원부(20)와 PWM 신호부(30)에 각기 연결되고, 차량의 엔진제어유닛으로부터 SIG와 BAT_GND(-)의 단자(VD1, VD1)가 듀티신호부 (50)에 연결되며;
상기 듀티신호부(50)에는 오피앰프(OP3)를 통해 윈칩마이컴(10)이 연결되고, 이 원칩마이컴(10)은 전원부(20)의 레귤레이터(35), PWM 신호부(30)의 트랜지스터 (Q4, Q1, Q3)와 전계효과트랜지스터(35), 전류센싱부(40)의 오피앰프 (OP1, OP2) 및 다운로드/디버그부(60)의 연결부(65)가 각각 연결되도록 구성되어;
상기 원칩마이컴(10)로부터 소프트 스타트도중 PWM 신호부(30)에 있는 션트저항(SR1)의 전압값을 증폭하여 과전류 센싱하고, 션트저항(SR1)에서 가져온 전압을 전류센싱부(40)에 있는 두 개 오피앰프(OP1, OP2)를 통해 전압 증폭하여 과전류측정을 원칩마이컴(10)에서 수행한 것을 특징으로 하는 차량용 쿨링팬 모터 콘트롤러.
The terminals VD1 and VD1 of the BAT IN (+) and the motor (-) to which the fan motor 80 is connected are connected to the power supply unit 20 and the PWM signal unit 30 via the capacitor C1 and the Schottky diode ED1, And terminals VD1 and VD1 of SIG and BAT_GND (-) from the engine control unit of the vehicle are connected to the duty signal unit 50, respectively;
The one-chip microcomputer 10 is connected to the regulator 35 of the power supply unit 20, the transistor (not shown) of the PWM signal unit 30 Q4, Q1 and Q3 are connected to the field effect transistor 35, the operational amplifiers OP1 and OP2 of the current sensing unit 40, and the connection unit 65 of the download / debug unit 60, respectively;
The voltage value of the shunt resistor SR1 in the PWM signal unit 30 is amplified by the one-chip microcomputer 10 during soft start to sense the overcurrent and the voltage obtained from the shunt resistor SR1 is amplified by the current sensing unit 40 Wherein the one-chip microcomputer (10) performs the overcurrent measurement by amplifying the voltage through the two operational amplifiers (OP1, OP2).
제 6 항에 있어서,
상기 원칩마이컴(10)로부터 소프트 스타트후에는 엔진제어유닛으로부터 인가 받은 300Hz PWM 듀티신호를 듀티신호부(50)의 오피앰프(OP3)를 통해 원칩마이컴 (10)에서 인지하고, 이 원칩마이컴(10)에서 20KHz PWM 신호로써 PWM 신호부 (30)에 있는 트랜지스터(Q4, Q1, Q3)와 전계효과트랜지스터(35)를 동작시켜 팬모터(80)를 구동시키게 된 것을 특징으로 하는 차량용 쿨링팬 모터 콘트롤러.
The method according to claim 6,
After the soft start from the one-chip microcomputer 10, the one-chip microcomputer 10 recognizes the 300 Hz PWM duty signal received from the engine control unit through the operational amplifier OP3 of the duty signal unit 50, ) Drives the fan motor (80) by operating the transistors (Q4, Q1, Q3) and the field effect transistor (35) in the PWM signal section (30) .
제 7 항에 있어서,
상기 원칩마이컴(10)에서 PWM 신호를 체크하여 모터제어용 PWM를 PWM 신호부(30)의 트랜지스터(Q4)로 내보내고 있는 것을 특징으로 하는 차량용 쿨링팬 모터콘트롤러.
8. The method of claim 7,
Wherein the one-chip microcomputer (10) checks the PWM signal to output the motor control PWM to the transistor (Q4) of the PWM signal unit (30).
제 8 항에 있어서
상기 트랜지스터(Q4, Q1, Q3)는 전류 전압증폭회로로써 트랜지스터 1개를 에미터가 아닌 콜렉터에 구성하여 입력대비 반전출력회로가 되도록 구성하고 있는 것을 특징으로 하는 차량용 쿨링팬 모터 콘트롤러.
The method of claim 8, wherein
Wherein the transistors (Q4, Q1, Q3) are current voltage amplifying circuits, wherein one transistor is constituted as a collector, not an emitter, so as to constitute an inverting output circuit with respect to the input.
제 7 항에 있어서,
상기 듀티신호부(50)에서는 + 입력측으로 직병렬의 저항(R16, R18)과 콘덴서(C9 - C11)가 연결되는 비교기 방식 오피앰프(OP3)의 출력신호가 원칩마이컴(10)에 인가되고, 오피앰프(OP3)의 - 입력 측으로는 전원부(20)의 저항(R25, R26)사이 기준전압이 인가된 것을 특징으로 하는 차량용 쿨링팬 모터 콘트롤러.8. The method of claim 7,
In the duty signal unit 50, the output signal of the comparator-type operational amplifier OP3, to which the resistors R16 and R18 in series and in series are connected to the positive input side and the capacitors C9 to C11, is applied to the one- And a reference voltage is applied between the resistors (R25, R26) of the power supply unit (20) at the negative input side of the operational amplifier (OP3).
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