KR100580721B1 - 워터펌프의 임펠러 고장 감시장치와 그 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 워터펌프의 임펠러 고장 감시장치와 그 제어방법에 관한 것으로서, 특히 워터펌프 하우징의 일단에 임펠러의 날개가 근접하여 통과할때마다 소정의 펄스를 출력하는 IPS를 설치하고, 상기 IPS의 감지펄스와 메모리에 저장된 기준펄스를 비교하여 임펠러의 고장여부를 판단한 후 경보출력하는 ECU를 구성하므로서, 엔진 구동시 임펠러의 이상여부를 실시간으로 감지하고, 고장 발생시 이를 신속하게 경보처리하여 운전자가 대처할 수 있도록 하며, 임펠러의 고장에 의해 냉각수 온도가 과도하게 상승할경우 별도의 부저음으로 경보 출력하여 운전자가 임펠러의 고장에 대해 신속히 대처할 수 있도록 한 워터펌프의 임펠러 고장 감시장치와 그 제어방법에 관한 것이다.

워터펌프, 임펠러, IPS, ECU

Description

워터펌프의 임펠러 고장 감시장치와 그 제어방법{Impeller fail sensing device and control method thereof}

도 1 은 본 발명의 워터펌프의 임펠러 고장 감시장치를 보인 도면.

도 2 는 본 발명에 적용된 IPS를 보인 도면.

도 3 은 본 발명의 IPS에서 출력되는 펄스파형을 보인 도면.

도 4 는 본 발명의 제어과정을 보인 플로우챠트.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 펌프 하우징 2 : 펌프 풀리

3 : 회전축 4 : 임펠러

10 : IPS 11 : 메모리

12 : ECU 13 : 경고램프

14 : 스피터 15 : 수온센서

20 : 케이스 21 : 컵

22 : 감지부 23 : PCB기판

24 : 터미날

본 발명은 워터펌프의 임펠러 고장 감시장치와 그 제어방법에 관한 것으로서, 특히 엔진 구동시 임펠러의 이상여부를 실시간으로 감지하고, 고장 발생시 이를 신속하게 경보처리하여 운전자가 대처할 수 있도록 하며, 임펠러의 고장에 의해 냉각수 온도가 과도하게 상승할경우 별도의 부저음으로 경보 출력하여 운전자가 임펠러의 고장에 대해 신속히 대처할 수 있도록 한 워터펌프의 임펠러 고장 감시장치와 그 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로 엔진에는 냉각수를 강제 순환시켜 엔진의 각 부품들이 과도하게 온도상승하는 워터펌프가 설치되고 있으며, 이러한 워터펌프는 회전축에 축지된 임펠러의 날개들이 회전하면서 냉각수를 강제 순환시키도록 구성되어 있다.

이러한 워터펌프의 고장, 예를들면, 임펠러에 형성된 날개들이 마모되거나 파손되는 것과 같은 고장이 발생하게되면, 워터펌프가 구동하더라도 냉각수의 토출량이 현저히 줄어들게되고, 이에따라 엔진 내부를 순환하는 냉각수의 양이 부족하게되면서 냉각효율이 떨어져 엔진이 고부하상태로 구동할 경우 냉각수가 엔진의 온도를 효과적으로 냉각시키지 못하여 엔진 과열에 의해 여러 마찰부품이 손상되는 문제점을 일으킬 수 있게된다.

그러나, 종래에는 상기 임펠러의 고장여부를 감지하는 장치가 제공되지 않았기 때문에 워터펌프의 임펠러 고장을 신속하게 알아내지 못하는 문제점이 발생하였고, 이에의해 임펠러가 고장난 상태로 장기간 동안 엔진이 운전됨에 따라 냉각수 부족에 의해 엔진이 과열되고, 심할경우에는 엔진 파손이라는 돌이킬 수 없는 상태 로 발전하게되는 문제점이 있었다.

따라서, 상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 워터펌프 하우징의 일단에 임펠러의 날개가 근접하여 통과할때마다 소정의 펄스를 출력하는 IPS를 설치하고, 상기 IPS의 감지펄스와 메모리에 저장된 기준펄스를 비교하여 임펠러의 고장여부를 판단한 후 경보출력하는 ECU를 구성하므로서, 엔진 구동시 임펠러의 이상여부를 실시간으로 감지하고, 고장 발생시 이를 신속하게 경보처리하여 운전자가 대처할 수 있도록 하며, 임펠러의 고장에 의해 냉각수 온도가 과도하게 상승할경우 별도의 부저음으로 경보 출력하여 운전자가 임펠러의 고장에 대해 신속히 대처할 수 있도록 한 워터펌프의 임펠러 고장 감시장치와 그 제어방법을 제공함을 목적으로 한다.

상기 목적달성을 위한 본 발명은,

펌프 하우징에 축지된 회전축의 일측에 냉각수 펌핑용 임펠러가 설치되어 있는 워터펌프에 있어서,

상기 임펠러의 회전 반경에 근접하도록 펌프하우징에 삽입 설치되고, 임펠러 회전시 임펠러의 날개가 근접하여 통과할때마다 그에 상응하는 펄스신호를 발생시키는 IPS와;

임펠러가 정상상태일때 IPS에서 출력되는 정상파형의 펄스를 기준펄스로서 저장하는 메모리와;

상기 IPS에서 출력되는 감지펄스와 메모리에 저장된 기준펄스를 비교하여 임펠러의 고장여부를 감시하는 ECU; 로 구성된 것을 특징으로 한다.

상기 ECU는 감지펄스와 기준펄스를 비교하여 일치하지 않을 경우 운전석 계기판상에 설치되어 있는 경고램프를 점등시키며,

상기 ECU는 경고램프 점등 후 수온센서에서 감지된 냉각수온이 과도하게 높은 경우 스피커를 통해 경보음을 출력하여 2차 경보하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 IPS는,

케이스의 하측에 워터펌프 하우징 내부로 삽입되어지는 컵이 밀폐형으로 형성되고, 상기 컵의 내부 하측에 임펠러의 날개가 근접하여 통과할때 자장이 변화되는 감지부가 설치되며, 컵의 내부에는 감지부의 자장변화를 감지하여 펄스를 발생시켜 터미날을 통해 ECU로 전송하는 제어회로가 구비된 PCB 기판을 형성하여 구성한 것을 특징으로 한다.

상기 구성된 임펠러 고장 감시장치의 제어방법은,

임펠러가 정상상태일때 IPS에서 발생되는 펄스를 기준펄스로서 메모리에 저장시키는 제 1 단계와;

제 1 단계이후 엔진 구동에 의해 임펠러가 회전하면 IPS가 임펠러의 날개가 통과할때마다 소정의 펄스를 발생시켜 ECU로 공급하는 제 2 단계와;

ECU가 IPS에서 발생된 감지펄스와 메모리에 저장된 기준펄스를 상호 비교하여 임펠러의 고장여부를 판단하고, 그 판단결과 고장임이 판단되면 운전석 계기판상에 설치된 경고램프를 점등시키는 제 3 단계; 로 구성된 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 제 3 단계 이후 수온센서에서 감지된 냉각수 온도가 과도하게 높은 경우 ECU가 스피커를 통해 경보음을 출력하여 2차 경보하는 것을 특징으로 한 다.

이하, 첨부된 도면 도 1 내지 도 4 를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.

도면부호 1 은 워터펌프의 펌프하우징을 나타내며, 이 펌프하우징(1)의 내부에는 회전축(3)이 축지되고, 상기 회전축(3)의 일측에는 크랭크 샤프트 풀리로부터 회전동력을 전달받기 위한 펌프풀리(2)가 형성되고, 타측에는 회전축(3)과 함게 회전하면서 냉각수를 강제순환시키는 임펠러(4)가 결합되며, 상기 임펠러(4)에는 다수의 날개가 형성되어 있다.

도면부호 10 은 상기 펌프 하우징(1)에 삽입 설치되어 임펠러(4)가 회전할때 임펠러(4)의 날개가 근접하여 통과할때마다 소정의 감지펄스를 발생시켜 ECU(12)로 출력하는 IPS(Imppeller position sensor)를 나타낸다.

상기 IPS(10)는 도 2 에 도시된 바와같이 케이스(20)의 하측으로 펌프 하우징(1) 내부로 삽입되어지는 컵(21)이 하향 돌출 형성되고, 상기 컵(21)의 하측 끝단에 임펠러(4)의 날개가 근접하여 통과할때 자기장이 변화되는 감지부(22)를 장착하고, 컵(21)의 내부에는 상기 감지부(22)에서의 자장변화에 따라 소정의 감지펄스를 발생시켜 터미날(24)을 통해 ECU(12)로 전송하는 제어회로들이 장착된 PCB기판(23)이 설치되어 구성된다.

상기한 IPS(10)를 펌프 하우징(1)에 장착할때에는 컵(21)의 하측 끝부분이 임펠러(4)의 날개 회전반경에 거의 근접하도록 하여 감지부(22)에서 임펠러(4)의 날개가 통과하는 것을 잘 감지할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

한편, 본 발명에는 ECU(12), 메모리(11), 경고램프(13), 스피커(14), 수온센서(15) 등이 구성되는데,

상기 메모리(11)는 임펠러(4)가 정상상태일때 IPS(10)에서 출력되는 정상파형의 펄스를 기준펄스로서 저장하고 있으며, 상기 ECU(12)는 상기 IPS(10)에서 출력되는 감지펄스와 메모리(11)에 저장된 기준펄스를 상호 비교하고, 그 비교결과 감지펄스와 기준펄스가 일치하지 않을 경우 임펠러(4)의 고장으로 판단하여 경고램프(13)를 점등시키는 기능을 갖는다.

또한, 본 발명에는 부저음을 출력하기 위한 스피커(14)와 냉각수 온도를 감지하는 수온센서(15)가 구비되고, ECU(12)는 경고램프(13) 점등 후 수온센서(15)에서 감지된 냉각수 온도가 과도하게 상승할 경우 상기 스피커(14)를 통해 부저음을 출력하여 운전자에게 2차 경고하도록 구성된다.

이와같이 구성된 본 발명의 동작을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 메모리(11)에는 임펠러(4)가 정상상태일때 IPS(10)에서 출력되는 펄스를 기준펄스로서 저장시킨다.

이후, 엔진이 구동하게되면, 엔진 회전수에 추종하여 워터펌프의 임펠러(4)가 회전하게되는데, 상기 임펠러(4)의 회전에 따라 임펠러(4)의 날개가 IPS(10)의 감지부(22)를 근접하여 통과할때마다 상기 감지부(22)의 자장에 변화가 발생하게되고, 이 자장의 변화를 PCB 기판(23)의 제어회로가 감지하여 도 3 과같은 소정의 펄스를 발생시켜 터미날(24)을 통해 ECU(12)로 출력한다.

이때, 상기 ECU(12)는 IPS(10)로부터 출력된 감지펄스와 상기 메모리(11)에 저장되어 있는 기준펄스를 상호 비교하여 일치할때 임펠러(4)가 정상인 것으로 판단하고, 일치하지 않을때 임펠러(4)가 고장인 것으로 판단하여 운전석의 계기판상에 설치되어 있는 경고램프(13)를 점등시켜 운전자가 임펠러(4)의 고장발생상황을 확인할 수 있도록 한다.

상기 경고램프(13)가 점등된 이후 수온센서(15)에서 감지된 냉각수 온도가 과도하게 상승하게되면, ECU(12)는 스피커(14)를 통해 경보용 부저음을 출력하여 운전자가 청각적으로 임펠러(4)의 고장상황을 인식하여 워터펌프를 신속하게 정비할 수 있도록 한다.

상기 설명과같이 동작하는 본 발명에 의하면,

IPS(10)에 의해 감지된 정보로서 임펠러(4)의 고장여부를 실시간으로 감지할 수 있고, 그 감지결과에 따라 임펠러(4)가 고장난것을 확인한 후 교환 수리하여 임펠러(4)의 고장에 의해 냉각수 토출량이 감소되면서 냉각수 온도가 급격히 상승하여 엔진의 각 부품이 파손되는 현상을 사전에 방지할 수 있게되는 것이다.

이상에서 설명한 바와같이 본 발명은 워터펌프 하우징의 일단에 임펠러의 날개가 근접하여 통과할때마다 소정의 펄스를 출력하는 IPS를 설치하고, 상기 IPS의 감지펄스와 메모리에 저장된 기준펄스를 비교하여 임펠러의 고장여부를 판단한 후 경보출력하는 ECU를 구성하므로서, 엔진 구동시 임펠러의 이상여부를 실시간으로 감지하고, 고장 발생시 이를 신속하게 경보처리하여 운전자가 대처할 수 있도록 하 며, 임펠러의 고장에 의해 냉각수 온도가 과도하게 상승할경우 별도의 부저음으로 경보 출력하여 운전자가 임펠러의 고장에 대해 신속히 대처할 수 있도록 한 워터펌프의 임펠러 고장 감시장치와 그 제어방법을 제공하는 효과를 기대할 수 있다.

Claims (7)

1. 펌프 하우징(1)에 축지된 회전축(3)의 일측에 냉각수 펌핑용 임펠러(4)가 설치되고, 상기 임페러(4)의 회전 반경에 근접하도록 펌프하우징(1)에 임펠러(4) 회전시 임펠러(4)의 날개가 근접하여 통과할 때마다 그에 상응하는 펄스 신호를 발생시키는 IPS(10)가 삽입 설치되고, 상기 IPS(10)에서 출력되는 감지펄스를 기준펄스와 비교하여 임펠러(4)의 고장여부를 감시하는 ECU(12)가 구비된 워터펌프의 임펠러 고장 감시장치에 있어서,

   상기한 IPS(10)는 케이스(20)의 하측에 워터펌프 하우징(1) 내부로 삽입되어지는 컵(21)이 밀폐형으로 형성되고, 상기 컵(21)의 내부 하측에 임펠러(4)의 날개가 근접하여 통과할 때 자장이 변화되는 감지부(22)가 설치되며, 컵(21)의 내부에는 감지부(22)의 자장변화를 감지하여 펄스를 발생시켜 터미날(24)을 통해 ECU(12)로 전송하는 제어회로가 구비된 PCB 기판(23)을 형성하여 구성한 것을 특징으로 하는 워터펌프의 임펠러 고장 감시장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기한 임펠러(4)가 정상상태일 때 IPS(10)에서 출력되는 정상파형의 펄스를 기준펄스로서 저장하는 메모리(11)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 워터펌프의 임펠러 고장 감시장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 ECU(12)는 감지펄스와 기준펄스를 비교하여 일치하지 않을 경우 운전석 계기판상에 설치되어 있는 경고램프(13)를 점등시키는 것을 특징으로 하는 워터펌프의 임펠러 고장 감시장치.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 ECU(12)는 경고램프(13) 점등 후 수온센서(15)에서 감지된 냉각수온이 과도하게 높은 경우 스피커(14)를 통해 경보음을 출력하여 2차 경보하는 것을 특징으로 하는 워터펌프의 임펠러 고장 감시장치.
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