KR101330323B1 - Water pump driving apparatus for engine cooling - Google Patents
Water pump driving apparatus for engine cooling Download PDFInfo
- Publication number
- KR101330323B1 KR101330323B1 KR1020110051806A KR20110051806A KR101330323B1 KR 101330323 B1 KR101330323 B1 KR 101330323B1 KR 1020110051806 A KR1020110051806 A KR 1020110051806A KR 20110051806 A KR20110051806 A KR 20110051806A KR 101330323 B1 KR101330323 B1 KR 101330323B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- motor
- driving
- water pump
- temperature
- engine
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
- F01P5/00—Pumping cooling-air or liquid coolants
- F01P5/10—Pumping liquid coolant; Arrangements of coolant pumps
- F01P5/12—Pump-driving arrangements
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
- F01P5/00—Pumping cooling-air or liquid coolants
- F01P5/10—Pumping liquid coolant; Arrangements of coolant pumps
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
- F01P7/00—Controlling of coolant flow
- F01P7/14—Controlling of coolant flow the coolant being liquid
- F01P7/16—Controlling of coolant flow the coolant being liquid by thermostatic control
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
- F01P2025/00—Measuring
- F01P2025/08—Temperature
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01P—COOLING OF MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; COOLING OF INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
- F01P2050/00—Applications
- F01P2050/22—Motor-cars
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Abstract
엔진냉각용 워터펌프 구동장치 및 그의 구동방법에 관한 것으로, 워터펌프 구동용 모터를 구동하는 모터 구동수단, 배터리의 상시전원을 공급받아 상기 모터 구동수단에 공급하는 전원공급부, 차량의 메인 제어부와 통신을 수행하여 상기 모터의 구동을 제어하는 제어신호를 수신하는 통신부, 냉각수의 온도를 감지하는 온도감지부 및 엔진 구동시 상기 온도감지부에서 감지된 냉각수 온도가 미리 설정된 제 1기준온도 이상이면 상기 제어신호에 기초하여 모터를 구동하고, 엔진 구동 중지시 상기 냉각수 온도가 미리 설정된 제 2기준온도보다 낮아질 때까지 모터를 구동하도록 상기 모터 구동수단을 제어하는 제어부를 포함하는 구성을 마련한다.
상기와 같은 엔진냉각용 워터펌프 구동장치 및 그의 구동방법을 이용하는 것에 의해, 엔진 구동 중지시 배터리의 상시전원을 이용해서 모터를 구동하여 냉각수의 온도가 미리 설정된 기준온도 이하로 낮아질 때까지 워터펌프를 지속적으로 동작시킨다. The present invention relates to an engine cooling water pump driving apparatus and a driving method thereof, comprising: motor driving means for driving a water pump driving motor, a power supply unit for supplying a constant power of a battery to the motor driving means, and communicating with a main control unit of a vehicle The communication unit for receiving a control signal for controlling the driving of the motor by performing the operation, the temperature sensing unit for detecting the temperature of the coolant and the coolant temperature detected by the temperature sensing unit when the engine is driven is greater than the first reference temperature set in advance. And a controller for driving the motor based on the signal and controlling the motor driving means to drive the motor until the coolant temperature is lower than the second reference temperature when the engine is stopped.
By using the above-described engine cooling water pump driving apparatus and its driving method, the water pump is driven until the temperature of the coolant is lowered below the preset reference temperature by driving the motor using the constant power of the battery when the engine stops. Keep it running
Description
본 발명은 엔진냉각용 워터펌프 구동장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 엔진을 미리 설정된 기준온도범위 이내로 유지하기 위해 냉각수를 순환시키는 워터펌프의 구동을 제어하는 엔진냉각용 워터펌프 구동장치에 관한 것이다.The present invention relates to an engine cooling water pump driving apparatus, and more particularly, to an engine cooling water pump driving apparatus for controlling the driving of the water pump circulating the cooling water to maintain the engine within a preset reference temperature range. .
차량 주행시 엔진의 실린더 내에서 연소되는 연소가스의 온도는 약 2000℃ 이상의 고온 상태가 된다.The temperature of the combustion gas which burns in the cylinder of an engine at the time of vehicle running becomes a high temperature state about 2000 degreeC or more.
연소가스의 열 중에서 상당량이 엔진의 실린더 헤드 및 피스톤 등에 흡수되어 열손실이 발생하고, 엔진의 과열로 이어진다.A significant amount of the heat of the combustion gas is absorbed by the cylinder head and piston of the engine, resulting in heat loss, leading to overheating of the engine.
이에 따라, 엔진에서는 실린더가 변형되거나 윤활이 불량해지는 등의 문제가 발생하게 되고, 심한 경우에는 엔진이 손상되거나, 연소 상태가 불량해지면서 엔진의 출력이 저감될 수도 있다.Accordingly, in the engine, problems such as deformation of the cylinder or poor lubrication may occur. In severe cases, the engine may be damaged, or the combustion may be poor, and the output of the engine may be reduced.
반면 엔진 온도가 너무 낮으면, 엔진의 열효율이 저하됨에 따라 연료 소비가 증가되는 문제가 있었다. On the other hand, if the engine temperature is too low, there is a problem that the fuel consumption is increased as the thermal efficiency of the engine is lowered.
따라서 엔진의 과열 및 과냉을 방지하기 위해, 종래에는 기계식 워터펌프 시스템을 이용해서 냉각수를 강제순환시켜 엔진의 온도를 기준온도 범위로 유지하였다. Therefore, in order to prevent overheating and overcooling of the engine, conventionally, the cooling water is forcedly circulated by using a mechanical water pump system to maintain the temperature of the engine in the reference temperature range.
도 1은 종래기술에 따른 기계식 워터펌프 시스템의 구성도이다.1 is a block diagram of a mechanical water pump system according to the prior art.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래기술에 따른 기계식 워터펌프 시스템은 실린더 블록 및 헤드(B,H)에 형성된 관로(1), 관로(1)를 따라 냉각수를 강제 순환시키도록 펌핑 동작하는 워터펌프(2), 실린더 블록 및 헤드(B,H)의 열을 흡수한 냉각수와 공기 사이에 열교환을 수행하는 라디에이터(3), 외부의 공기를 라디에이터(3)로 유입시키는 냉각팬(4), 실린더 블록 및 헤드(B,H) 내부의 냉각수를 다시 실린더 블록 및 헤드(B,H)로 순환시키는 바이패스 관로(5) 및 엔진의 온도에 따라 냉각수를 선택적으로 라디에이터(3) 또는 바이패스 관로(5)에 전달하도록 개폐 동작하는 서모스탯(thermostat)(6)을 포함한다. As shown in Figure 1, the mechanical water pump system according to the prior art is a water pump for pumping operation to forcibly circulate the cooling water along the conduit (1), the conduit (1) formed in the cylinder block and the head (B, H) (2), a radiator (3) for performing heat exchange between the coolant absorbing heat from the cylinder block and the heads (B, H) and air, a cooling fan (4) for introducing external air into the radiator (3), a cylinder The coolant may be selectively radiated to the
이와 같이 구성되는 종래기술에 따른 기계식 워터펌프 시스템은 엔진의 온도가 낮은 시동 초기에 서모스탯(6)의 폐쇄 동작에 의해 실린더 블록 및 헤드(B,H)의 냉각수를 바이패스 관로(5)로 전달한다. Mechanical water pump system according to the prior art configured as described above is the cooling water of the cylinder block and the head (B, H) to the bypass pipe (5) by the closing operation of the thermostat (6) at the initial start of the engine temperature is low To pass.
이에 따라, 종래기술에 따른 기계식 워터펌프 시스템은 엔진의 온도를 신속하게 상승시킬 수 있다. Accordingly, the mechanical water pump system according to the prior art can quickly increase the temperature of the engine.
반면, 엔진의 온도가 미리 설정된 기준온도까지 상승하면, 종래기술에 따른 기계식 워터펌프 시스템은 서모스탯(6)의 개방 동작에 의해 냉각수를 라디에이터(3)로 전달한다. On the other hand, when the temperature of the engine rises to a predetermined reference temperature, the mechanical water pump system according to the prior art delivers the coolant to the
이에 따라, 종래기술에 따른 기계식 워터펌프 시스템은 냉각수를 강제 순환시켜 엔진을 냉각한다. Accordingly, the mechanical water pump system according to the prior art forcibly circulates the cooling water to cool the engine.
여기서, 종래기술에 따른 기계식 워터펌프 시스템은 엔진의 온도에 따른 서모스탯(6)의 개도율에 따라 냉각수의 순환량을 조절하여 엔진을 미리 설정된 기준온도범위로 유지하게 된다. Here, the mechanical water pump system according to the prior art maintains the engine in a preset reference temperature range by adjusting the circulation amount of the cooling water according to the opening rate of the
한편, 종래기술에 따른 기계식 워터펌프 시스템은 워터펌프(2)와 크랭크 샤프트를 벨트(7)로 연결하여 엔진의 구동력을 이용해 워터펌프(2)를 구동한다. On the other hand, the mechanical water pump system according to the prior art connects the
그래서 종래기술에 따른 기계식 워터펌프 시스템은 차량 운행을 마친 후 시동을 정지하면 워터펌프(2)의 작동도 멈추게 된다. Thus, the mechanical water pump system according to the prior art stops the operation of the
따라서 종래기술에 따른 기계식 워터펌프 시스템은 엔진 시동 정지와 동시에 워터펌프(2)의 작동이 멈춤에 따라 엔진의 잠열에 의해 엔진 온도가 상승하여 피스톤이 실린더 내부에 고착되는 문제점이 있었다.
Therefore, the mechanical water pump system according to the prior art has a problem that the piston is fixed inside the cylinder by increasing the engine temperature by the latent heat of the engine as the operation of the
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 배터리의 전원을 이용해 구동되는 전동식 워터펌프를 이용해 엔진을 냉각하는 엔진냉각용 워터펌프 구동장치를 제공하는 것이다.The present invention is to solve the problems as described above, an object of the present invention is to provide an engine cooling water pump driving apparatus for cooling the engine using an electric water pump driven by the power of the battery.
본 발명의 다른 목적은 전동식 워터펌프를 이용해 엔진을 미리 설정된 기준온도범위로 유지하는 엔진냉각용 워터펌프 구동장치를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide an engine cooling water pump driving apparatus for maintaining an engine in a preset reference temperature range using an electric water pump.
본 발명의 또 다른 목적은 엔진 시동과 무관하게 전동식 워터펌프를 구동하여 엔진을 냉각하는 엔진냉각용 워터펌프 구동장치를 제공하는 것이다. Still another object of the present invention is to provide an engine cooling water pump driving apparatus for cooling an engine by driving an electric water pump regardless of engine starting.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 워터펌프 구동용 모터를 구동하는 모터 구동수단, 배터리의 상시전원을 공급받아 상기 모터 구동수단에 공급하는 전원공급부, 차량의 메인 제어부와 통신을 수행하여 상기 모터의 구동을 제어하는 제어신호를 수신하는 통신부, 냉각수의 온도를 감지하는 온도감지부 및 엔진 구동시 상기 온도감지부에서 감지된 냉각수 온도가 미리 설정된 제 1기준온도 이상이면 상기 제어신호에 기초하여 모터를 구동하고, 엔진 구동 중지시 상기 냉각수 온도가 미리 설정된 제 2기준온도보다 낮아질 때까지 모터를 구동하도록 상기 모터 구동수단을 제어하는 제어부를 포함한다.According to a feature of the present invention for achieving the above object, the present invention provides a motor driving means for driving a water pump driving motor, a power supply unit for supplying the constant power of the battery to the motor driving means, the vehicle A communication unit receiving a control signal for controlling the driving of the motor by communicating with a main controller, a temperature sensing unit sensing a temperature of cooling water, and a coolant temperature detected by the temperature sensing unit when the engine is driven; And a controller for controlling the motor driving means to drive the motor based on the control signal, and to drive the motor until the coolant temperature is lower than the second reference temperature when the engine is stopped.
상기 제 2기준온도는 상기 제 1기준온도보다 낮게 설정되는 것을 특징으로 한다.The second reference temperature is set lower than the first reference temperature.
상기 워터펌프 구동장치는 상기 워터펌프의 일측에 설치되어 워터펌프와 통합된 구조로 형성되는 것을 특징으로 한다.The water pump driving device is installed on one side of the water pump, characterized in that formed in a structure integrated with the water pump.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 본 발명은 (a) 엔진 시동시 차량의 메인 제어부와 통신을 수행하여 워터펌프 구동용 모터의 구동 RPM 메시지를 수신하는 단계, (b) 냉각수의 온도를 감지하고 감지된 냉각수 온도가 미리 설정된 제 1기준온도보다 높아지면 상기 모터 구동 RPM 메시지에 기초하여 모터를 구동하는 단계 및 (c) 엔진 구동이 종료되면 냉각수의 온도를 감지하고 감지된 냉각수의 온도가 미리 설정된 제 2기준온도보다 낮아질 때까지 배터리의 상시전원을 이용해 모터를 구동하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to another feature of the invention, the present invention comprises the steps of (a) communicating with the main control unit of the vehicle when the engine starts receiving a drive RPM message of the water pump driving motor, (b) detecting and detecting the temperature of the coolant Driving the motor based on the motor driving RPM message when the coolant temperature is higher than the first predetermined reference temperature; and (c) detecting the temperature of the coolant when the engine driving is terminated and setting the detected coolant temperature. It characterized in that it comprises a step of driving the motor using the constant power of the battery until it is lower than the reference temperature.
상기 제 2기준온도는 상기 제 1기준온도보다 낮은 온도로 설정되는 것을 특징으로 한다.The second reference temperature is set to a temperature lower than the first reference temperature.
상술한 바와 같이, 본 발명은 엔진 구동 중지시 배터리의 상시전원을 이용해서 모터를 구동하여 전동식 워터펌프를 지속적으로 동작시킬 수 있다. As described above, the present invention can continuously operate the electric water pump by driving the motor using the constant power of the battery when the engine stops driving.
따라서 본 발명은 엔진 구동 여부와 관계없이 냉각수의 온도가 미리 설정된 기준온도 이하로 낮아질 때까지 워터펌프를 지속적으로 동작시킴으로써, 엔진의 잠열에 의해 피스톤 등의 고착을 방지할 수 있다. Therefore, according to the present invention, by continuously operating the water pump until the temperature of the coolant is lowered below the preset reference temperature regardless of whether the engine is driven, it is possible to prevent the piston and the like from being stuck by the latent heat of the engine.
결국, 본 발명은 엔진의 온도를 미리 설정된 기준온도 범위로 유지함으로써 엔진의 열손실 및 과열을 방지하고, 과열로 인한 실린더의 변형, 윤활 불량과 같은 엔진을 손상시키는 원인을 미연에 제거하여 엔진의 내구성을 향상시킬 수 있다. As a result, the present invention prevents heat loss and overheating of the engine by maintaining the temperature of the engine in a preset reference temperature range, and removes the cause of damaging the engine such as deformation of the cylinder due to overheating and poor lubrication. Durability can be improved.
그리고 본 발명은 워터펌프와 워터펌프 구동장치가 통합된 구조로 형성됨에 따라, 모터와 워터펌프 구동장치의 제어회로 사이의 거리가 짧아서 신호 및 전원을 전달하는 전선 및 케이블의 길이를 최소화함으로써 차량의 전자기적 적합성(Electro Magnetic Compatibility, EMC) 영향을 감소시킬 수 있다.
According to the present invention, since the water pump and the water pump driving device are formed in an integrated structure, the distance between the motor and the control circuit of the water pump driving device is short, thereby minimizing the length of wires and cables for transmitting signals and power. It can reduce the effects of Electro Magnetic Compatibility (EMC).
도 1은 종래기술에 따른 기계식 워터펌프 시스템의 구성도.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 엔진냉각용 워터펌프 구동장치의 블록구성도.
도 3은 도 2에 도시된 워터펌프가 엔진에 설치된 위치 및 구조를 보인 도면.
도 4는 워터펌프의 평면도.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 엔진냉각용 워터펌프 구동장치의 구동방법을 단계별로 설명하는 흐름도.1 is a block diagram of a mechanical water pump system according to the prior art.
Figure 2 is a block diagram of a water pump driving apparatus for engine cooling according to an embodiment of the present invention.
3 is a view showing the position and structure of the water pump shown in Figure 2 installed in the engine.
4 is a plan view of the water pump.
5 is a flowchart illustrating a step-by-step method of driving an engine cooling water pump driving apparatus according to a preferred embodiment of the present invention.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 엔진냉각용 워터펌프 구동장치 및 그의 구동방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. Hereinafter, an engine cooling water pump driving apparatus and a driving method thereof according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 실시 예에서 엔진냉각용 워터펌프 구동장치가 적용되는 엔진의 구성은 도 1에 도시된 엔진의 구성을 원용하여 설명하기로 한다. In the present embodiment, the configuration of the engine to which the water pump driving apparatus for engine cooling is applied will be described using the configuration of the engine shown in FIG. 1.
따라서 본 실시 예에서는 도 1에 도시된 구성과 동일한 부분에 동일 부호를 부여하고, 서로 다른 구성에 대해서 상세하게 설명하기로 한다.Therefore, in the present embodiment, the same reference numerals are given to the same parts as those shown in FIG. 1, and different configurations will be described in detail.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 엔진냉각용 워터펌프 구동장치의 블록구성도이고, 도 3은 도 2에 도시된 워터펌프가 엔진에 설치된 위치 및 구조를 보인 도면이며, 도 4는 워터펌프의 평면도이다.Figure 2 is a block diagram of a water pump driving apparatus for engine cooling according to a preferred embodiment of the present invention, Figure 3 is a view showing the position and structure of the water pump shown in Figure 2 installed in the engine, Figure 4 is a water Top view of the pump.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시 예예 따른 엔진냉각용 워터펌프 구동장치(20)는 워터펌프(30) 구동용 모터(이하 '모터'라 약칭함)(31)를 구동하는 모터 구동수단(21), 배터리(11)의 상시전원을 공급받아 모터 구동수단(21)에 공급하는 전원공급부(22), 차량의 메인 제어부(12)와 통신을 수행하는 통신부(23), 엔진을 냉각하는 냉각수의 온도를 감지하는 온도감지부(24) 및 통신부(23)를 통해 메인 제어부(12)로부터 수신된 제어신호 및 온도감지부(24)에서 감지된 온도에 기초하여 모터(31)의 구동을 제어하는 제어신호를 발생하는 제어부(25)를 포함한다.As shown in FIG. 2, the engine cooling water
워터펌프(30) 및 워터펌프 구동장치(20)의 설치위치 및 구조는 아래에서 도 3 및 도 4를 참조하여 상세하게 설명하기로 한다. The installation position and structure of the
모터(31)는 센서가 없는(Sensorless) 3상 브러시리스(Blushless) 직류모터로 구비된다.The
물론, 모터(31)는 센서가 있는(Sensored) 3상 브러시리스 직류모터나 단상 직류모터와 같이 다양한 모터로 변경될 수 있다.Of course, the
모터 구동수단(21)은 차량의 배터리(11)로부터 공급되는 전원을 스위칭하여 모터(31)를 구동하는 모터 구동부(도면 미도시), 제어부(25)로부터 인가되는 PWM 제어신호의 듀티값에 기초하여 모터 구동신호를 출력하는 모터 컨트롤러(도면 미도시) 및 상기 모터 구동신호에 기초하여 모터 구동부의 스위칭 소자에 스위칭 신호를 출력하는 전계 효과 트랜지스터(Field Effect Transistor, 이하 'FET'라 함) 구동부(도면 미도시)를 포함한다. The motor driving means 21 is based on the duty value of the PWM control signal applied from the motor driver (not shown) and the
상기 모터 구동부는 FET 소자를 이용하여 3상 풀 브리지(3-Phase Full Bridge) 방식으로 이루어지며, 모터(31)에 인가되는 구동전원을 스위칭한다.The motor driving unit is formed in a three-phase full bridge method using an FET device, and switches driving power applied to the
예를 들어, 모터 구동부를 구성하는 3상 풀 브리지 회로의 하이 사이드(high side) 및 로우 사이드(low side)에 각각 P채널 금속 산화막 반도체 FET (Metal-Oxide-Semiconductor FET, 이하 'MOSFET' 이라 함) 소자와 N채널 MOSFET 소자가 적용된다. For example, P-channel metal oxide semiconductor FETs (hereinafter referred to as 'MOSFETs') on the high side and low side of the three-phase full bridge circuit constituting the motor driver. ) And N-channel MOSFET devices.
그리고 상기 모터 컨트롤러는 제어부(25)로부터 출력되는 PWM 제어신호의 듀티값에 따라 3상 모터 구동신호를 출력한다.The motor controller outputs a three-phase motor driving signal according to the duty value of the PWM control signal output from the
FET 구동부는 상기 3상 모터 구동신호에 따른 스위칭 신호를 모터 구동부에 구비된 FET 소자의 게이트 단자로 인가한다.The FET driver applies a switching signal according to the three-phase motor drive signal to the gate terminal of the FET device provided in the motor driver.
전원공급부(22)는 차량의 배터리(11)로부터 상시전원과 이그니션 키 입력전원을 입력받아 모터 구동수단(21), 통신부(23) 및 제어부(25)로 공급한다. The
상시전원은 이그니션 키(Ignition Key)의 온/오프 여부와 무관하게 항시적으로 공급되는 전원으로, 전원공급부(22)는 엔진 구동 중지시 모터를 구동하는 구동전원으로 상시전원을 모터 구동수단(21)에 공급한다. The constant power is always supplied regardless of whether the ignition key is on or off, and the
이그니션 키 입력전원은 이그니션 키의 온 동작시에만 공급되는 전원으로, 제어부(25)는 이그니션 키 입력전원을 공급받아 차량의 메인 제어부(12)와 통신을 수행하도록 통신부(23)를 제어하여 엔진의 운전 상태를 파악하게 된다. The ignition key input power is a power supplied only when the ignition key is turned on. The
통신부(23)는 차량의 메인 제어부(12)와 CAN(control area network) 통신을 수행하는 CAN 송수신기로서, 엔진의 운전 상태에 따라 메인 제어부(12)로부터 전달되는 모터구동 RPM 메시지를 수신하여 제어부(25)로 전달하고, 제어부(25)로부터 전달되는 워터펌프 구동장치(20)의 진단신호를 메인 제어부(12)로 전달한다.The
온도감지부(24)는 워터펌프(30)에 유입된 냉각수의 온도를 감지하는 온도감지센서로서, 감지된 냉각수의 온도에 대응되는 감지신호를 제어부(25)로 전달한다. The
제어부(25)는 통신부(23)를 통해 메인 제어부(12)로부터 수신된 모터구동RPM 메시지에 따라 모터(31)의 목표 RPM을 설정하고, 설정된 목표 RPM으로 모터를 구동하기 위한 듀티값을 설정해서 설정된 듀티값의 PWM 제어신호를 모터 구동수단(21)에 출력하여 모터(31)의 구동을 제어한다. The
이러한 제어부(25)는 엔진 시동시 모터(31)의 구동을 중지한 상태에서 온도감지부(24)의 감지신호에 따른 냉각수 온도가 미리 설정된 제 1기준온도보다 높으면, 모터(31)를 상기 목표 RPM으로 구동하도록 설정된 듀티값의 PWM 제어신호를 출력한다. If the coolant temperature according to the detection signal of the
그리고 제어부(25)는 이그니션 키가 오프되어 이그니션 키 입력전원이 차단되면 엔진 구동이 중지된 것으로 판단한다. When the ignition key is turned off and the ignition key input power is cut off, the
이에 따라, 제어부(25)는 모터(31)를 구동하도록 제어한 상태에서 온도감지부(24)의 신호에 따른 냉각수 온도가 미리 설정된 제 2기준온도보다 낮아질 때까지 모터(31)를 구동하고, 제 2기준온도보다 낮아지면 모터(31)의 구동을 중지하도록 제어한다. Accordingly, the
상기 제 1 및 제 2기준온도는 실제 엔진 구동시 엔진의 과열을 방지할 수 있도록 실험치에 의해 설정되는 온도로서, 제 2기준온도는 엔진 구동 중지시 엔진의 잠열에 의한 피스톤 등의 고착을 방지하기 위해 제 1기준온도보다 낮게 설정되는 것이 바람직하다. The first and second reference temperatures are temperatures set by an experimental value to prevent overheating of the engine when the engine is actually driven, and the second reference temperature is to prevent the piston and the like from sticking to the latent heat of the engine when the engine is stopped. It is preferable to set lower than the first reference temperature.
이를 위해, 제어부(25)는 워터펌프 구동장치(20)를 구동하는 각종 프로그램과 제 1 및 제 2기준온도를 저장하는 메모리(도면 미도시)를 구비한다. To this end, the
본 실시 예에서 제 1기준온도는 약 80℃로 설정되고, 제 2기준온도는 약 60℃로 설정된다. In the present embodiment, the first reference temperature is set to about 80 ° C, and the second reference temperature is set to about 60 ° C.
그래서 본 발명은 엔진 시동시 냉각수의 온도가 제 1기준온도까지 상승하기 전에는 워터펌프의 구동을 중지시키고, 냉각수의 온도가 제 1기준온도보다 높아지면 워터펌프를 구동하여 엔진의 실린더 블록 및 헤드를 냉각하며, 엔진 구동 중지시에도 냉각수의 온도가 제 2기준온도 이하로 낮아질 때까지 워터펌프를 구동하여 엔진을 냉각한다.
Therefore, the present invention stops the driving of the water pump before the temperature of the coolant rises to the first reference temperature when starting the engine, and drives the cylinder block and head of the engine by driving the water pump when the temperature of the coolant is higher than the first reference temperature. The engine is cooled and the engine is cooled by driving the water pump until the temperature of the coolant drops below the second reference temperature even when the engine is stopped.
다음, 도 3 및 도 4를 참조하여 워터펌프 및 워터펌프 구동장치의 설치위치 및 구조를 상세하게 설명한다. Next, the installation position and structure of the water pump and the water pump driving apparatus will be described in detail with reference to FIGS. 3 and 4.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 엔진냉각용 워터펌프(30) 및 워터펌프 구동장치(20)의 제어부(25)는 엔진의 일측에 설치된다.3 and 4, the
특히, 도 3에 도시된 바와 같이, 본 실시 예에 따른 워터펌프 구동장치(20)가 적용되는 엔진에는 종래기술의 서모스탯(6), 크랭크 샤프트와 벨트로 연결되어 기계식으로 구동되는 워터펌프(2)가 제거되고, 실린더 블록 및 헤드(B,H)에 형성되어 냉각수가 순환하는 관로(1), 배터리(11)의 전원을 이용해 전동식으로 구동되는 워터펌프(30), 라디에이터(3), 냉각팬(4), 바이패스 관로(5)가 구비된다. In particular, as shown in Figure 3, the engine to which the water
워터펌프(30)는 도 4에 도시된 바와 같이, 모터(31)에서 발생된 동력을 이용하여 펌핑 동작하는 펌핑부(32), 워터펌프(30) 자체를 냉각하기 위해 열을 방출하는 방열부(33) 및 차량의 메인 제어부(12)와 배터리(11)로부터 제어신호 및 전원을 전달받는 케이블이 연결되는 커넥터(34)를 구비한다.As shown in FIG. 4, the
펌핑부(32)의 하단부에는 라디에이터에서 열이 방출되어 냉각된 냉각수가 유입되는 유입구(35)가 형성되며, 펌핑부(32)의 일측에는 펌핑부(32)에 의해 펌핑된 냉각수를 엔진으로 배출하는 배출구(36)가 형성되고, 펌핑부(32) 내부에는 유입구(35)를 통해 유입된 냉각수의 온도를 감지하는 온도센서(25)가 설치된다.At the lower end of the pumping
그리고 워터펌프(30)의 일측에는 모터(31)의 구동을 제어하는 워터펌프 구동장치(20)의 제어부(25)가 설치된다. And one side of the
이와 같이, 본 발명은 워터펌프와 워터펌프 구동장치가 통합된 구조로 형성됨에 따라, 모터와 워터펌프 구동장치의 제어회로 사이의 거리가 짧아 신호 및 전원을 전달하는 전선 및 케이블의 길이를 최소화함으로써 차량의 전자기적 적합성(Electro Magnetic Compatibility, EMC) 영향을 감소시킬 수 있다.
As such, according to the present invention, since the water pump and the water pump driving device are formed in an integrated structure, the distance between the motor and the control circuit of the water pump driving device is short, thereby minimizing the length of wires and cables for transmitting signals and power. Reduce the vehicle's Electro Magnetic Compatibility (EMC) impact.
다음, 도 5를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 엔진냉각용 워터펌프 구동장치의 구동방법을 상세하게 설명한다. Next, a method of driving an engine cooling water pump driving apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG. 5.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 엔진냉각용 워터펌프 구동장치의 구동방법을 단계별로 설명하는 흐름도이다.5 is a flowchart illustrating a step-by-step method of driving an engine cooling water pump driving apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 엔진냉각용 워터펌프 구동장치의 구동방법은 배터리(11)로부터 상시전원을 공급받는 상태에서 이그니션 키(도면 미도시)가 온 조작되어 배터리(11)로부터 전원공급부(22)에 이그니션 키 입력전원을 공급받으면서 시작된다(S10). As shown in FIG. 5, the driving method of the water pump driving apparatus for engine cooling according to the preferred embodiment of the present invention is operated by turning on an ignition key (not shown) while a constant power is supplied from the
이그니션 키 입력전원이 공급되면, 제어부(25)는 워터펌프 구동장치(20)를 동작시키기 위해 초기화를 수행하고, 통신부(23)를 통해 지속적으로 메인 제어부(12)와 통신을 수행하여 모터구동 RPM 메시지를 수신한다(S11). When the ignition key input power is supplied, the
이어서 제어부(25)는 모터(31)의 구동 중지상태(S12)에서 냉각수의 온도를 감지하도록 온도감지부(24)를 제어한다. Subsequently, the
그러면, 온도감지부(24)는 연료펌프(30)의 펌핑부(32)에 저장된 냉각수의 온도를 감지하고(S13), 감지된 냉각수 온도에 따른 감지신호를 제어부(25)로 전달한다. Then, the
제어부(25)는 감지신호에 따른 냉각수 온도와 80℃로 미리 설정된 제 1기준온도를 비교한다(S14). The
만약, 제 S14단계의 비교결과, 냉각수 온도가 제 1기준온도 이하이면, 제어부(25)는 제 S12단계로 진행하여 냉각수 온도가 제 1기준온도로 상승할 때까지 모터(31)의 구동 중지 상태를 유지한다.If the comparison result of step S14 shows that the coolant temperature is equal to or less than the first reference temperature, the
반면, 엔진 구동에 의해 엔진 및 냉각수의 온도가 상승하여 제 S14단계의 비교결과 냉각수 온도가 제 1기준온도보다 높아지면, 제어부(25)는 통신부(23)를 통해 메인 제어부(12)로부터 수신된 모터구동 RPM 메시지에 따라 모터(31)의 목표 RPM을 설정한다(S15). On the other hand, if the temperature of the engine and the coolant is increased by driving the engine and the coolant temperature is higher than the first reference temperature as a result of the comparison in step S14, the
그리고 제어부(25)는 설정된 목표 RPM으로 모터(31)를 구동하도록 듀티값을 산출해서 산출된 듀티값의 PWM 제어신호를 모터 구동수단(21)에 출력하고, 모터 구동수단(21)은 PWM 제어신호에 따라 모터(31)의 구동을 제어한다(S16). The
이에 따라, 엔진 및 냉각수의 온도는 미리 설정된 기준온도범위로 유지된다.Accordingly, the temperature of the engine and the coolant is maintained in a preset reference temperature range.
한편, 제 S16단계의 모터 구동제어는 차량의 주행 상태에 따라 모터의 구동 여부, 구동속도 등을 제어하도록 미리 프로그래밍된 제어로직에 의해 수행되는 것으로, 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다. On the other hand, the motor drive control of step S16 is performed by a control logic pre-programmed to control whether the motor is driven, the drive speed, etc. according to the driving state of the vehicle, a detailed description thereof will be omitted.
엔진 구동 시, 모터(31)를 구동해서 워터펌프(30)의 펌핑 동작에 의해 냉각수를 라디에이터(3)로 순환시켜 엔진을 냉각하면서 제어부(25)는 이그니션 키 입력전원이 차단되는지 검사한다(S17).When driving the engine, the
즉, 차량의 운행 종료 시 이그니션 키가 오프 조작됨에 따라 이그니션 키 입력전원이 차단되면, 제어부(25)는 모터(31)를 구동한 상태(S18)에서 냉각수의 온도를 감지하도록 온도감지부(24)를 제어한다(S19).That is, when the ignition key input power is cut off as the ignition key is turned off at the end of driving of the vehicle, the
온도감지부(24)는 냉각수의 온도를 감지하여 감지신호를 제어부(25)로 전달하고, 제어부(25)는 감지신호에 따른 냉각수 온도와 60℃로 미리 설정된 제 2기준온도를 비교한다(S20). The
제 S20단계의 비교결과, 냉각수 온도가 제 2기준온도 이상이면, 제어부(25)는 제 S18단계로 진행하여 지속적으로 모터(31)를 구동하도록 PWM 제어신호를 출력한다.As a result of the comparison in step S20, when the coolant temperature is equal to or greater than the second reference temperature, the
그러면 모터 구동수단(21)은 PWM 제어신호에 따라 전원공급부(22)를 통해 공급되는 상시전원을 스위칭하여 모터(31)를 구동시킨다. Then, the motor driving means 21 drives the
이에 따라, 본 발명은 차량의 운행 종료시 냉각수의 온도가 미리 설정된 제 2기준온도보다 높으면 배터리의 상시전원을 이용하여 워터펌프 구동용 모터를 지속적으로 구동하여 엔진의 잠열에 의한 피스톤 등의 고착을 방지한다. Accordingly, when the temperature of the coolant is higher than the preset second reference temperature, the present invention continuously drives the water pump driving motor using the constant power of the battery to prevent seizure of the piston due to latent heat of the engine. do.
반면, 제 S20단계의 비교결과, 냉각수 온도가 제 2기준온도보다 낮아지면, 제어부(25)는 모터(31)의 구동을 중지하도록 모터 구동수단(21)을 제어하여 워터펌프 구동장치(20)의 동작을 종료한다. On the other hand, when the comparison result of step S20, when the coolant temperature is lower than the second reference temperature, the
상기한 바와 같은 과정을 통하여, 본 발명은 엔진 구동 중지시 배터리의 상시전원을 이용해서 모터를 구동하여 냉각수의 온도가 미리 설정된 기준온도 이하로 낮아질 때까지 워터펌프를 지속적으로 동작시킨다. Through the above process, the present invention continuously operates the water pump until the temperature of the coolant is lowered below the preset reference temperature by driving the motor using the constant power of the battery when the engine stops driving.
이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.
Although the present invention has been described in detail with reference to the above embodiments, it is needless to say that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications may be made without departing from the spirit of the present invention.
11: 배터리 12: 메인 제어부
20: 워터펌프 구동장치 21: 모터 구동수단
22: 전원공급부 23: 통신부
24: 온도감지부 25: 제어부
30: 워터펌프 31: 모터
32: 펌핑부 33: 방열부
34: 커넥터 35: 유입구
36: 배출구 11: battery 12: main control unit
20: water pump drive device 21: motor drive means
22: power supply unit 23: communication unit
24: temperature detection unit 25: control unit
30: water pump 31: motor
32: pumping part 33: heat dissipation part
34: connector 35: inlet
36: outlet
Claims (5)
배터리의 상시전원과 이그니션 키 입력전원을 입력받아 상기 모터 구동수단에 공급하는 전원공급부,
차량의 메인 제어부와 통신을 수행하여 상기 모터의 구동을 제어하는 제어신호를 수신하는 통신부,
냉각수의 온도를 감지하는 온도감지부 및
엔진 구동시 상기 온도감지부에서 감지된 냉각수 온도가 미리 설정된 제 1기준온도 이상이면 상기 제어신호에 기초하여 모터를 구동하고, 엔진 구동 중지시 상기 냉각수 온도가 상기 제 1기준온도보다 낮게 설정된 제 2기준온도보다 낮아질 때까지 모터를 구동하도록 상기 모터 구동수단을 제어하는 제어부를 포함하고,
상기 제어부는 상기 모터와의 거리를 최소화하도록 상기 워터펌프의 일측에 설치되어 워터펌프와 통합된 구조로 형성되는 것을 특징으로 하는 엔진냉각용 워터펌프 구동장치. Motor driving means for driving a water pump driving motor,
A power supply unit which receives the constant power of the battery and the ignition key input power and supplies it to the motor driving means;
A communication unit configured to communicate with a main control unit of a vehicle to receive a control signal for controlling driving of the motor;
Temperature sensing unit for detecting the temperature of the coolant and
If the coolant temperature sensed by the temperature sensing unit when the engine is driven is greater than or equal to a predetermined first reference temperature, the motor is driven based on the control signal, and when the engine is stopped, the second coolant temperature is set lower than the first reference temperature. And a control unit for controlling the motor driving means to drive the motor until the temperature is lower than the reference temperature.
The control unit is an engine cooling water pump driving apparatus, characterized in that formed on the one side of the water pump so as to minimize the distance to the motor and integrated with the water pump.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020110051806A KR101330323B1 (en) | 2011-05-31 | 2011-05-31 | Water pump driving apparatus for engine cooling |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020110051806A KR101330323B1 (en) | 2011-05-31 | 2011-05-31 | Water pump driving apparatus for engine cooling |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20120133236A KR20120133236A (en) | 2012-12-10 |
KR101330323B1 true KR101330323B1 (en) | 2013-11-14 |
Family
ID=47516644
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020110051806A KR101330323B1 (en) | 2011-05-31 | 2011-05-31 | Water pump driving apparatus for engine cooling |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR101330323B1 (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101619277B1 (en) * | 2014-10-08 | 2016-05-10 | 현대자동차 주식회사 | Method and system for controlling electric water pump |
KR101628497B1 (en) * | 2014-10-16 | 2016-06-09 | 현대자동차주식회사 | Apparatus for control electric water pump |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002161748A (en) * | 2000-11-27 | 2002-06-07 | Denso Corp | Automobile electric water pumping device |
JP2005090236A (en) * | 2003-09-12 | 2005-04-07 | Mitsubishi Motors Corp | Cooling device for internal combustion engine |
-
2011
- 2011-05-31 KR KR1020110051806A patent/KR101330323B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002161748A (en) * | 2000-11-27 | 2002-06-07 | Denso Corp | Automobile electric water pumping device |
JP2005090236A (en) * | 2003-09-12 | 2005-04-07 | Mitsubishi Motors Corp | Cooling device for internal combustion engine |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20120133236A (en) | 2012-12-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2625455C1 (en) | Device for determining sensor abnormality | |
US9768668B2 (en) | Cooling system of power converter for on-vehicle rotary electric machine | |
US11091008B2 (en) | Vehicle control device | |
KR101294424B1 (en) | Water Cooling type Turbo Charger System and Operation Method thereof | |
US20120056571A1 (en) | Electric drive system | |
KR101330323B1 (en) | Water pump driving apparatus for engine cooling | |
US20130151051A1 (en) | Control apparatus for electric rotating machine | |
KR101369674B1 (en) | Electric compressor for a vehicle and control method therefor | |
US10288072B2 (en) | Sensorless low flow electric water pump and method of regulating flow therewith | |
US10100800B2 (en) | Cold start feature for vehicle electronic pump | |
KR20160003681A (en) | Fluid supply device | |
CN110574284B (en) | Motor driving device, motor driving method, recording medium, and engine cooling device | |
KR101251273B1 (en) | Cooling control system and method for hybrid electric vehicle | |
US9988968B2 (en) | Engine cooling system and method for operating the same | |
KR100405486B1 (en) | method for improving power of engine relying on control of cooling water temperature | |
JP6384135B2 (en) | Cooling system | |
US11760190B2 (en) | Electric vehicle cooling system | |
KR20200127716A (en) | System and method for cooling electrical oil pump integrated controller | |
KR101628535B1 (en) | An apparatus for controlling cooling fan speed and a control method thereof | |
KR20000032589A (en) | Magnetic pulley of water pump for vehicle | |
KR950008056B1 (en) | Cooling fan control apparatus & method thereof | |
JP2006207448A (en) | Control device for vehicle | |
KR100249243B1 (en) | Apparatus and method for preventing heating up of cooling fan motor | |
JP2017019413A (en) | Temperature-increasing system | |
KR100245692B1 (en) | Cooling device for electric vehicle |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
AMND | Amendment | ||
E90F | Notification of reason for final refusal | ||
AMND | Amendment | ||
E601 | Decision to refuse application | ||
AMND | Amendment | ||
X701 | Decision to grant (after re-examination) | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20161028 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20181102 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20191028 Year of fee payment: 7 |