KR100534714B1 - 전동식 트윈 플로우 펌프 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 42V 차량에 구비되는 전동식 트윈 플로우 펌프 장치는 트랜스미션 오일 통로 및 냉각수 통로가 별개로 형성되어 있는 하우징; 상기 하우징의 일측에 장착되고, 그 구동축이 상기 오일 통로 및 냉각수 통로를 관통하여 상기 하우징의 타측으로 연장되는 모터; 상기 구동축에 동심 고정되어(coaxially secured) 상기 냉각수 통로에 위치하는 제1 임펠러; 및 상기 구동축에 동심 고정되어 상기 오일 통로에 위치하는 제2 임펠러;를 포함하여 42V 차량에 구비되어야 하는 전동식 오일 펌프와 전동식 워터 펌프를 일체 형성한 트윈 플로우 펌프를 제공한다.

Description

전동식 트윈 플로우 펌프 장치{ELECTRIC TWIN FLOW PUMP APPARATUS}

본 발명은 42V 전원 시스템 차량에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 42V 차량에 사용되는 전동식 워터 펌프와 전동식 오일 펌프를 통합하여 구성한 차량의 전동식 트윈 플로우 펌프 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 현재 차량에는 14V 전원 시스템이 적용되고 있으며, 14V 전원 시스템으로서 공급할 수 있는 최대 전력은 약 2.5 KW 정도로 알려져 있다.

그러나, 최근 신기술의 각종 전기 전자 장비가 차량에 다수 장착되고 있으며, 상기 14V 전원 시스템으로는 상기 전기 전자 장비에 안정된 전압을 공급할 수 없는 실정이다.

따라서, 최근에는 배터리의 전압을 35V 또는 42V의 전원 시스템으로 승압된 전원 시스템에 대한 연구가 진행되고 있다.

상기 42V 차량의 경우에는 대기 오염을 방지하고 연료 소모를 줄이기 위한 방법으로 아이들 스톱(idle stop) 기능이 채용되고 있으며, 상기 아이들 스톱(idle stop)은 차량이 정지한 경우 엔진을 아이들 상태에 두지 않고, 정지시키는 기능이다.

상세하게는, 이그니션 스위치를 조작함이 없이 차속 센서로부터의 차속에 관한 신호를 기초로 엔진을 자동적으로 정지시키고, 가속 페달의 조작 여부를 검출하는 가속 페달 센서로부터의 신호를 기초로 엔진을 재시동 시켜, 이산화탄소 등의 대기오염 물질의 배출을 억제할 수 있다.

그러나, 아이들 스톱 상태에서는 엔진이 정지하고, 그에 따라 엔진의 벨트 구동에 의해 구동되는 주변기기 예컨대, 트랜스미션 오일 펌프의 구동이 불가능하게 된다.

한편, 아이들 스톱 상태에서 엔진을 재시동 하는 경우, 트랜스미션의 변속 충격을 방지하기 위하여 오일을 트랜스미션으로 입력하는 것이 필요하게 되고, 따라서, 아이들 스톱 상태에서도 구동될 수 있는 전동식 오일 펌프의 사용이 고려되고 있다.

또한, 상기 42V 차량에는 42V 전원 시스템의 채용에 따른 주변 기기의 냉각을 위한 별도의 서브 냉각 시스템을 구성하게 되고, 이에 사용되는 워터 펌프 역시 전동식 펌프로 장착될 필요가 있다.

본 발명은 전술한 바와 같이, 42V 차량에 구비되어야 하는 전동식 오일 펌프와 전동식 워터 펌프가 일체로 형성된 트윈 플로우 펌프를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 42V 차량에 구비되는 전동식 트윈 플로우 펌프 장치는 트랜스미션 오일 통로 및 냉각수 통로가 별개로 형성되어 있는 하우징; 상기 하우징의 일측에 장착되고, 그 구동축이 상기 오일 통로 및 냉각수 통로를 관통하여 상기 하우징의 타측으로 연장되는 모터; 상기 구동축에 동심 고정되어(coaxially secured) 상기 냉각수 통로에 위치하는 제1 임펠러; 및 상기 구동축에 동심 고정되어 상기 오일 통로에 위치하는 제2 임펠러;를 포함하여 구성된다.

또한, 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 42V 차량에 구비되는 전동식 트윈 플로우 펌프 장치는 트랜스미션 오일 통로 및 냉각수 통로가 별개로 형성되어 있는 하우징; 상기 오일 통로 및 상기 냉각수 통로 사이에 개재되어 상기 하우징에 장착되되, 그 구동축이 상기 오일 통로 및 상기 냉각수 통로를 관통하여 상기 하우징의 양측 종단으로 연장되는 모터; 상기 구동축에 동심 고정되어(coaxially secured) 상기 냉각수 통로에 위치하는 제1 임펠러; 및 상기 구동축에 동심 고정되어 상기 오일 통로에 위치하는 제2 임펠러;를 포함하여 구성된다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 관하여 설명한다.

도 1에는 본 발명의 제1 실시예에 따른 42V 차량의 전동식 트윈 플로우 펌프 장치의 구성이 도시되어 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 상기 전동식 트윈 플로우 펌프 장치의 하우징(100)에는 냉각수 통로(110) 및 오일 통로(120)가 각각 형성된다.

상기 하우징(100)의 일측에는 모터(200)가 장착되며, 상기 모터(200)의 구동축(210)은 상기 냉각수 통로(110) 및 상기 오일 통로(120)을 관통하여 상기 하우징(100)의 타측으로 연장된다.

상기 모터(200)는 코일(230)과 로터(220)을 포함하고 있으며, 상기 구동축(210)은 코일에 전원이 인가되는 경우, 상기 로터(220)와 함께 회전한다.

상기 하우징(100)의 상기 타측에는 바람직하게는 베어링(300)이 구비되어, 상기 연장되는 구동축(210)을 회전 가능하게 지지한다.

이때, 상기 구동축(210)의 상기 냉각수 통로(110)를 관통하는 위치에는 제1 임펠러(400)가, 상기 구동축(210)의 상기 오일 통로(120)을 관통하는 위치에는 제2 임펠러(500)가 상기 구동축(210)에 동심 고정된다.

나아가, 상기 하우징(100)의 내부에는 실링 부재(610,620)가 장착되어, 냉각수 또는 오일이 하우징 외부로 누출되는 것을 방지한다.

냉각수 통로(110)와 상기 오일 통로(120)에 대하여 상세히 살펴보면, 상기 냉각수 통로(110)는 42V 전원 시스템의 채용에 따른 주변기기의 냉각을 위하여 별도로 구성된 냉각 시스템의 냉각수의 통로로서, 상기 냉각 시스템은 MCU, DC/DC 컨버터, 인버터 등의 냉각을 위한 냉각수가 유동한다.

또한, 상기 오일 통로(120)는 엔진의 아이들 스톱 상태 및 아이들 스톱 상태에서 운전 상태로 전환되는 시기에 트랜스미션의 변속 충격을 방지하기 위하여 트랜스미션으로 공급되는 오일의 통로이다.

상기 모터(200)가 구동되는 경우, 상기 구동축에 동심 고정된 제1 임펠러(400) 및 제2 임펠러(500)가 회전하게 되고, 냉각수 및 오일이 압송되어 순환하게 된다.

상기 모터(200)는 냉각수의 수온이 설정된 온도를 초과하는 경우 그 온도를 기초로 작동되거나, 또는 엔진의 아이들 스톱 상태 및 아이들 스톱 상태에서 운전 상태로 전환되는 경우에 설정된 유압의 오일을 트랜스미션으로 공급하도록 구동된다.

이때, 상기 냉각수 공급이 필요한 냉각 수온 조건과 상기 오일 공급이 필요한 아이들 스톱 조건은 동시에 만족될 수 없으며, 따라서 모터(200)는 두 조건 중 어느 한 조건을 기초로만 제어된다.

상기 모터(200)가 구동되는 냉각 수온 조건에 관한 그래프가 도 3에 도시되어 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 상기 모터(200)은 냉각수의 온도가 섭씨 53도를 초과하는 경우 구동되며, 상기 모터(200)의 구동에 의해 제1 임펠러(400)가 회전하게 되면 냉각수가 냉각 시스템을 순환하면서 42V 시스템의 주변기기를 냉각하게 된다.

한편, 모터(200)가 구동되는 아이들 스톱 조건에 관한 그래프가 도 4에 도시되어 있다.

도 4에 도시된 바와 같이, 설정된 압력을 갖는 오일의 공급이 필요한 경우는 아이들 스톱 상태 및 아이들 스톱 상태에서 운전 상태로 전환되는 때이며, 그 이후에는 기계식 오일 펌프에 의해 오일 공급이 이루어진다.

도 4에 도시된 트랜스미션 유압 곡선을 기초로, 상기 모터(200)는 아이들 스톱 상태에서는 로우 듀티(low duty)로, 아이들 스톱 상태에서 운전 상태로 전환되는 때에는 하이 듀티(high duty)로 구동되어, 제2 임펠러(500)를 회전시킨다.

도 2에는 본 발명의 제2 실시예에 따른 42V 차량의 전동식 트윈 플로우 펌프 장치의 구성이 도시되어 있다.

상기 제2 실시예는 하우징(100a)에 장착되는 모터(100a)의 위치를 변경한 것이다.

이를 제1 실시예와 비교하여 보면, 제2 실시예에서는 모터(200a)가 하우징(100a)의 중앙에 장착되며, 모터(200a)의 구동축(210a,210b)은 하우징(100a)의 양단으로 연장된다.

또한 상기 하우징(100)의 양단으로 연장된 상기 구동축(210a,210b)은 각각 베어링(300a,300b)에 의해 회전 가능하게 지지되는 구조를 갖는다.

따라서, 냉각수 통로(110a) 및 오일 통로(120a)이 상기 모터(100a)를 중심으로 양측에 위치하게 되는 형태이다.

상기 제2 실시예가 역시 제1 실시예와 동일한 방법으로 제어될 수 있음은 자명한 것으로서, 더 이상의 상세한 설명은 생략한다.

본 발명에 따른 전동식 트윈 플로우 펌프 장치에 의하면, 42V 차량에 구비되어야 하는 전동식 오일 펌프와 전동식 워터 펌프를 일체 형성한 트윈 플로우 펌프를 제공하여 부품수의 감소 및 구조의 간단화를 도모할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 전동식 트윈 플로우 펌프 장치의 구성을 도시한 도면이다.

도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 전동식 트윈 플로우 펌프 장치의 구성을 도시한 도면이다.

도 3은 냉각수온에 관한 전동식 트윈 플로우 펌프 장치의 작동 조건을 도시한 그래프이다.

도 4는 아이들 스톱에 관한 전동식 트윈 플로우 펌프 장치의 작동 조건을 도시한 그래프이다.

Claims (10)

1. 42V 차량에 구비되는 전동식 트윈 플로우 펌프 장치에서,

   트랜스미션 오일 통로 및 냉각수 통로가 별개로 형성되어 있는 하우징;

   상기 하우징의 일측에 장착되고, 그 구동축이 상기 오일 통로 및 냉각수 통로를 관통하여 상기 하우징의 타측으로 연장되는 모터;

   상기 구동축에 동심 고정되어(coaxially secured) 상기 냉각수 통로에 위치하는 제1 임펠러;

   상기 구동축에 동심 고정되어 상기 오일 통로에 위치하는 제2 임펠러;

   를 포함하는 42V 차량의 전동식 트윈 플로우 펌프 장치.
2. 제1항에서,

   상기 모터는 상기 냉각수의 온도가 설정된 온도 이상이거나, 엔진이 아이들 스톱 상태인 경우 구동되는 것을 특징으로 하는 전동식 트윈 플로우 펌프 장치.
3. 제2항에서,

   상기 하우징의 상기 타측에는 상기 모터의 구동축을 회전 가능하게 지지하는 베어링을 더 포함하는 전동식 트윈 플로우 펌프 장치.
4. 제3항에서,

   상기 하우징의 내부에는 하나 이상의 실링 부재가 구비되는 것을 특징으로 하는 전동식 트윈 플로우 펌프 장치.
5. 제4항에서,

   상기 모터는 직류기로 구비되는 것을 특징으로 하는 전동식 트윈 플로우 펌프 장치.
6. 42V 차량에 구비되는 전동식 트윈 플로우 펌프 장치에서,

   트랜스미션 오일 통로 및 냉각수 통로가 별개로 형성되어 있는 하우징;

   상기 오일 통로 및 상기 냉각수 통로 사이에 개재되어 상기 하우징에 장착되되, 그 구동축이 상기 오일 통로 및 상기 냉각수 통로를 관통하여 상기 하우징의 양측 종단으로 연장되는 모터;

   상기 구동축에 동심 고정되어(coaxially secured) 상기 냉각수 통로에 위치하는 제1 임펠러;

   상기 구동축에 동심 고정되어 상기 오일 통로에 위치하는 제2 임펠러;

   를 포함하는 42V 차량의 전동식 트윈 플로우 펌프 장치.
7. 제6항에서,

   상기 모터는 상기 냉각수의 온도가 설정된 온도 이상이거나, 엔진이 아이들 스톱 상태인 경우 구동되는 것을 특징으로 하는 전동식 트윈 플로우 펌프 장치.
8. 제7항에서,

   상기 하우징의 상기 양단에서 각각 상기 모터의 구동축을 회전 가능하게 지지하는 베어링을 더 포함하는 전동식 트윈 플로우 펌프 장치.
9. 제8항에서,

   상기 하우징의 내부에는 하나 이상의 실링 부재가 구비되는 것을 특징으로 하는 전동식 트윈 플로우 펌프 장치.
10. 제9항에서,

    상기 모터는 직류기로 구비되는 것을 특징으로 하는 전동식 트윈 플로우 펌프 장치.