KR102323735B1

KR102323735B1 - 무센서 저유동 전기 냉각수 펌프 및 유동 제어 방법

Info

Publication number: KR102323735B1
Application number: KR1020150079833A
Authority: KR
Inventors: 어네스토 지오바니 아르놀디
Original assignee: 한온 시스템즈 이에프피 캐나다 엘티디.
Priority date: 2014-06-09
Filing date: 2015-06-05
Publication date: 2021-11-10
Also published as: US20150354576A1; CN105298861A; KR20160019046A; US10288072B2; CN105298861B; EP2955384A1; EP2955384B1

Abstract

전기 유체 펌프와 이를 통과하는 액체의 유동을 제어하는 방법이 제공된다. 상기 펌프는 고정자와 회전자를 포함하는 전기 모터이며, 상기 회전자는 냉각제를 유체 유입구로부터 유체 배출구로 펌핑하도록 회전되도록 고정되어 있는 임펠러가 회전되도록 지지되어 있다. 컨트롤러는 전기 모터와 폐쇄 루프 통신되도록 동작가능하고 상기 임펠러는 컨트롤러로부터의 신호에 반응하여 제1 회전 펌핑 방향으로 회전하고 반대의 제2 회전 펌핑 방향으로 회전되도록 작동가능하다. 제1 회전 펌핑 방향은 유체 배출구로부터 냉각제를 외부로 양의 제1 유량으로 펌핑하며 제2 회전 펌핑 방향은 유체 배출구로부터 냉각제를 외부로 양의 제2 유량으로 펌핑하고 양의 제1 유량은 양의 제2 유량보다 크다.

Description

무센서 저유동 전기 냉각수 펌프 및 유동 제어 방법{Sensorless low flow electric water pump and method of regulating flow therewith}

본 발명은 본원에 전체가 참조로서 인용되어 있는 2014년 6월 9일 미국가출원 제62/009,572호의 우선권을 주장한다.

본 발명은 개선된 전기 냉각수 펌프에 관한 것으로서, 특히 무센서 저유동 전기 냉각수 펌프 및 이러한 전기 냉각수 펌프를 제어하는 방법에 관한 것이다.

아래는 본 발명에 대한 배경 기술 정보를 제공한다.

사실상 모든 차량에는 최적화된 엔진 작동을 위하여 엔진으로부터 냉각제로 열전달을 제어하기 위한 목적으로 액체 냉각제를 엔진 냉각 회로를 통하여 순환시키는, 통상적으로 냉각수 펌프라 불리는 냉각제 펌프가 장착되어 있다. 많은 예에 있어서, 냉각수 펌프는 엔진의 크랭크축으로 구동되는 벨트 구동 보조 구동 장치이다. 통상적으로, 몇 가지 형식의 클러치가 펌프의 동작을 제어하고 시스템 손실을 최소화하기 위하여 구비되어 있다. 근래에, 많은 차량은 개선된 펌프 효율을 제공하도록 가변 제어할 수 있는 전기 냉각수 펌프가 장착되어 왔다. 많은 형식의 전기 냉각수 펌프는 차량의 작동에 사용되고 통상적으로 제1 방향 또는 "펌핑" 방향으로 단독으로 구동된다. 제2 방향으로의 제한된 회전은 종종 찌꺼기를 제거하도록 제공된다.

무브러시 직류 모터를 제어(BLDC)하는 바람직한 방법은 "무센서 제어"라 불리며, 여기에서 고정자에 대한 회전자의 위치는 고정자의 코일을 통과하는 회전자의 자석에 의해 생성된 역기전력(EMF)을 선도하도록 결정된다. 이는 회전자의 위치를 검출하기 위하여 센서를 사용하는 것보다 비용이 싸기 때문에 바람직하다. 무센서 제어의 단점은, 예를 들면 최대 모터 속도의 약 10 내지 15%가 되는 역기전력을 선도하도록 유지하면서 폐쇄 루프 제어로 모터가 도달할 수 있는 최저 속도를 제한하게 된다. 통상적인 냉각수 펌프는 약 6000rpm의 최대 모터 속도로 작동되고, 폐쇄 루프 장치에서의 무센서 제어는 대체적으로 약 600rpm에서 효율적이다. 냉각수 펌프는 무센서 제어로 저속으로 운전될 수 있을 뿐만 아니라 개방 루프 제어 장치에서도 저속으로 운전될 수 있다. 불행하게도, 고정자에 대하여 회전자의 위치를 결정하기 위한 적절한 피드백이 없이는 냉각수 펌프는 진단 능력을 잃을 수 있고(즉, 작동 정밀도를 증명할 수 없다), 이 때문에 신뢰성이 있는 회전을 보장하기 위하여 부가적인 동력이 필요하게 된다.

낮은 유동 조건하에서 무센서 제어를 사용할 수 있는 능력을 유지하면서 전기 냉각수 펌프가 매우 낮은 유동을 제공할 필요가 존재하므로 개방 루프 장치에서 펌프 운용에 대한 전력 낭비를 회피할 수 있다.

본 발명의 목적은 종래의 개방 루프 제어와 관련된 높은 전력 소비 및/또는 진단 피드백의 손실과 값비싼 센서가 필요없이 펌프의 최대 속도에 대하여 매우 낮은 유동 요구에 부합하기 위한 것이다.

아래는 본 발명의 일반적인 개념을 제공하는 것으로 영역, 양태, 목적 및/또는 특징의 전체적인 개시를 의도하는 것은 아니다.

본 발명의 하나의 양태에 따라서, 차량에서 사용하기 위한 전기 유체 펌프가 제공된다. 펌프는 유체 챔버와 모터 챔버를 형성하는 펌프 하우징을 포함한다. 유체 챔버는 상기 유체 챔버를 통하여 냉각제의 유동을 제공하도록 유체 유입구와 유체 배출구를 통하여 유체 연통된다. 펌프는 모터 챔버에 배치된 전기 모터를 더 포함하고, 상기 전기 모터는 고정자와 회전자를 포함하고, 상기 회전자는 유체 챔버를 가로지르는 종축을 따라 뻗어 있는 회전자축에 의해 고정자에 대하여 회전하도록 지지되어 있다. 또한, 임펠러는 유체 챔버 내에서 회전하는 회전자 축에 고정되어 있으며, 상기 임펠러는 유체 유입구로부터 유체 배출구로 냉각제를 펌핑하도록 작용할 수 있다. 컨트롤러는 전기 모터와 작동가능하도록 통신을 하며 임펠러는 컨트롤러로부터의 신호에 반응하여 제1 회전 펌핑 방향과, 반대의 제2 회전 펌핑 방향으로 회전하도록 작동한다. 제1 회전 펌핑 방향은 유체 배출구로부터 외부로 냉각제의 양의 제1 유동량을 펌핑하고 제2 회전 펌핑 방향은 유체 배출구로부터 외부로 냉각제의 양의 제2 유동량을 펌핑하고, 양의 제1 유동량은 양의 제2 유동량보다 많다.

본 발명의 상기 양태는 최대 작동 속도의 감소된 백분율로 냉각제의 매우 낮은 유동 능력을 제공하며, 폐쇄 루프 제어와 낮은 동력 요구를 유지할 수 있는 차량에서 사용하기 위한 전기 냉각수 펌프를 제공한다.

본 발명의 관련 양태는 센서없이, 진단 피드백의 손실없이, 또한 저속이며 개방 루프 제어장치를 가지는 종래의 전기 펌프에 대하여 유구되는 형식의 높은 전력 소비 없이 냉각제의 최대 유량에 대한 요구에 대하여 매우 낮은 냉각제 유동을 제공하는 전기 냉각수 펌프를 제공한다.

본 발명의 다른 하나의 양태는 냉각제의 높은 유량 요구를 제공하기 위하여 제1 회전 펌핑 방향으로 작동가능하고 단일방향성 냉각제 유동 회로를 가지고 유체를 기본으로 하는 냉각제 시스템에서 낮은 유량 요구를 제공하기 위하여 제2 회전 펌핑 방향으로 작동가능한 전기 냉각수 펌프를 제공한다. 상기 양태는 차량의 엔진 냉각 시스템에서 전기 구동 원심 냉각수 펌프로 제공될 수도 있다.

본 발명의 다른 하나의 양태에 따라서, 고정자와 회전자축에 의해 고정자에 대하여 회전하도록 지지되어 있는 회전자를 가지고, 고정자와 회전자축에 의해 고정자에 대하여 회전하도록 지지되어 있는 회전자를 포함하고, 유체 유입구로부터 유체 배출구로 냉각제를 펌핑하도록 회전하는 회전자축에 고정된 임펠러를 가지고, 전기 모터와 폐쇄된 루프 통신을 하는 컨트롤러를 가진 전기 유체 펌프를 통하여 유체의 양의 일방향 유동을 제어하기 위한 방법이 제공된다. 상기 방법은 상기 임펠러가 상기 컨트롤러로부터 수신한 신호에 반응하여 제1 회전 방향과 제2 회전 방향으로 회전하게 하는 명령을 포함하고, 제1 회전 방향은 유체 배출구로부터 냉각제를 외부로 양의 제1 유량을 제공하고 제2 회전 방향은 유체 배출구로부터 냉각제를 양의 제2 유량을 제공하며, 양의 제1 유량은 양의 제2 유량보다 많다.

본 발명의 다른 양태에 따라서, 상기 방법은 폐쇄 루프 제어장치를 통하여 컨트롤러로 임펠러의 실시간 회전 속도를 계속 모니터링하고, 미리 결정된 목표 속도 신호로 실시간 회전 속도를 비교하고, 목표 속도 신호가 실시간 회전 속도보다 클 때, 비교적 고유량으로 제1 회전 방향으로 임펠러가 회전되도록 명령하고, 목표 속도 신호가 실시간 회전 속도보다 작을 때, 비교적 저유량으로 제2 회전 방향으로 임펠러가 회전되도록 명령하는 단계를 더 포함한다.

다른 적용분야는 본원에 개시된 설명으로부터 명백해질 것이다. 본 장에서의 설명 및 특정 실시예들은 예증만을 목적으로 하며 본 발명의 영역을 한정하기 위한 것이 아니다.

본원의 도면들은 선택된 실시예만을 예증하기 위한 것이 목적이지 모든 가능한 예는 아니며 본 발명의 영역을 한정하기 위한 것이 아니다.

도 1은 차량의 엔진을 통하여 액체 냉각제를 펌핑하기 위한 본 발명의 하나의 실시예에 따른 냉각 시스템의 개략도이다.
도 2는 도 1의 냉각 시스템의 하나의 예증적인 냉각수 펌프의 단면도이다.
도 3은 냉각수 펌프의 임펠러의 회전 방향을 제어하기 위해 사용되는 폐쇄 루프 제어 시스템의 개략도이다.
도 4는 반대 회전 방향으로 작동하는 본 발명의 예증적인 실시예에 따라 구성된 펌프의 여러 가지 특성을 도시한 그래프이다.

적어도 하나의 예증적인 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 내연 기관(14)으로부터 열전달을 최적으로 제어하기 위한 액체 냉각제 형식의 냉각 시스템(12)을 가진 차량(10)을 단순하게 개략적으로 도시하고 있다. 냉각수 펌프 또는 간단히 펌프(16)(도 2에 대표적인 실시예가 도시)라고 불리는 전기 유체 펌프는 제1 유동로(22)를 거쳐 엔진의 냉각제 유동 회로의 배출구(20)와 연통하는 유입구(18)와, 제2 유동로(28)를 거쳐 엔진의 냉각제 유동 회로의 유입구(26)와 연통하는 배출구(24)를 가진다. 명백하게도, 내연 기관(14)은 또한 차량(10)을 추진시키는데 사용되는 다른 형식의 열발생 장치(즉, 전기 견인 모터, 등)일 수 있다. 냉각수 펌프(16)는 도 2에 도시된 바와 같은 원심 펌프 또는 예를 들면, 본원에 그 전체 내용이 참조로 인용된 미국특허출원 공개 제2013/0259720호 및 제2014/0017073호에 개시되고 설명된 바와 같은 원심 펌프가 바람직하다. 펌프(16)는 유체 챔버(32)를 형성하는 하우징(30)을 가지고, 유체 챔버(32)는 유체 챔버(32)를 통하여 냉각제가 일방향 유동을 제공하도록 유체 유입구(18)와 유체 배출구(24)와 유체 연통한다. 전기 모터(36)는 모터 챔버(34) 내에 배치되어 있다. 전기 모터(36)는 고정자(38)와 유체 챔버(32)를 통하여 종축(44)을 따라 뻗어 있는 회전자축(42)에 의해 고정자(38) 내에서 회전되도록 지지되어 있는 회전자(40)를 가진다. 임펠러(46)는 유체 유입구(18)로부터 유체 배출구(24)로 냉각제를 펌핑하도록 유체 챔버(32) 내에서 회전되도록 회전자축(42)에 고정되어 있다. 컨트롤러(48)는 회전자(40)의 회전 방향과 작동 속도를 포함하고 있으며 전기 모터(36)의 작동을 제어하도록 전기 모터(36)와 폐쇄 루프 통신하도록 배치되어 있다. 임펠러(46)는 컨트롤러(48)로부터의 신호에 반응하여 시계방향(CW)과 같은 고유량 제1 회전 방향으로 회전하고, 반시계방향(CCW)과 같은 저유량 반대 방향의 제2 회전 방향을 작동가능하다. 주어진 rpm에서, 제1 회전 방향(+rpm)(CW)으로 임펠러(46)가 회전하며 유체 유출구(24)로부터 냉각제를 외부로 양의 제1 유량을 펌핑하고 제2 회전 방향(-rpm)(CCW)은 유체 배출구(24)로부터 냉각제가 외부로 양의 제2 유량을 펌핑하며, 양의 제1 유량은 주어진 rpm(주어진 rpm은 시계방향(CW)과 반시계방향(CCW) 회전 방향만 다르고 두 방향(CW, CCW)에서는 같다는 것을 알아야 한다)에서 양의 제2 유량보다 실제적으로 크다. 따라서, 임펠러(46)의 펌핑 효율은 부의 방향(CCW)보다 양의 방향(CW)이 크다.

도 3에 도시된 바와 같이, 컨트롤러(48)는 냉각제의 유량에 양으로 및 집적적으로 상관관계가 있는 임펠러(46)의 실시간 회전 속도(RS)를 모니터하고, 엔진 제어 유닛(50, ECU)으로부터 목표 속도 신호(TS) 형태로 요구되는 목표 회전 속도와 실시간 임펠러 회전 속도(RS)와 비교한다. 컨트롤러(48)는 펌프 하우징(30) 내에 장착될 수 있으며 고정자(38)에 전기적으로 접속되어 있는 전자 회로 기판(ECB)을 포함할 수도 있다. 컨트롤러(48)는 모터(36)의 최대 회전 속도에서 매우 감소된 백분율의 속도인 약 600rpm 이하의 회전 속도로 EMF피드백을 통하여 실시간 회전 속도를 효율적으로 모니터한다. 제한이 없는 예증적인 방법에 의해, 이러한 감소된 백분율은 최대 회전 속도의 5 내지 25% 범위, 바람직하게는 5 내지 10% 범위일 수 있다. 컨트롤러(48)는 모터(36)에 대하여 기준 로직 신호(52)를 거쳐 자동적으로 상기 모터(36)에 명령을 주고, 이에 따라 임펠러(46)는 실시간 회전 속도(RS)에 의해 직접 양의 상관 관계를 거쳐 감소된 냉각제의 실시간 유량보다 목표 속도 신호(TS)에 의한 직접적인 양의 상관 관계를 거쳐 감소된 요구되는 냉각제 유량이 실시간 회전 속도(RS)에 의한 양의 직접적인 상관 관계를 거쳐 감소된 냉각제의 실시간 유량보다 클 때, 고유량 제1 회전 방향(CW)으로 회전하게 하고, 역으로, 컨트롤러(48)는 저속 로직 신호(54)를 거쳐 모터(36)를 자동적으로 명령하여 목표 속도 신호(TS)가 실시간 회전 속도(RS)보다 작을 때, 제2 회전 방향(CCW)으로 회전하도록 임펠러(46)의 회전을 반대로 되게 한다. 임펠러(46)의 회전 방향을 변경하기 위한 전이 시간은 거의 순간적이며, 미제한적인 실시예에서 약 3초 또는 그 이하가 될 수 있다. 이와 같이, 컨트롤러(48)는 임펠러(46)의 회전 속도와 방향을 능동적으로 모니터하고 제어하여 폐쇄 루프 장치 내에서 펌프 배출구(24)로부터 원하는 유량의 냉각제를 자동적이며 연속적으로 생성할 수 있고, 모터(36)는 낮은 유동/저 동력 소비를 하게 하고 임펠러(46)는 역의 CCW 방향으로 운전되면서 낮은 펌프 속도와 냉각제의 낮은 유량에서의 모든 진단을 허용하면서 임펠러(46)의 펌핑 효율의 적어도 일부를 부담하는 약 3-5 L/min의 냉각제의 특히 매우 낮은 유량을 산출한다.

따라서, 본 발명의 하나의 양태에 따라서, 반대 방향(CCW)에서의 임펠러(46)의 펌핑 효율은 펌프(16)를 모니터하고 제어를 유지하면서 이로부터의 냉각제 유량이 비교적 저비용 무센서 장치를 유지하면서 시동 상태 또는 냉각제의 저유량이 필요한 상태에서와 같이 냉각제의 요구되는 저유량을 펌핑하도록 의도적으로 이용된다. 무센서 장치를 사용하는 능력은 펌프(16)가 약 600 rpm 또는 그 이상의 회전 속도로 작동하는 결과로서 제공되고, 양의 회전 방향(CW)은, 예를 들면 약 25 L/min과 같은 냉각제의 고유량을 펌핑하고 또는 부의 회전 방향(CCW)은 약 10 L/min이하와 같은 냉각제의 저유량을 펌핑하게 된다. 필요하다면, 회전 방향이 CW 또는 CCW로 일단 명령이 내려지면, 컨트롤러(48)의 제어 로직은 한정적이지 않은 예증적인 실시예에서 약 20 내지 30초와 같은 최소 시간 동안 명령된 회전 방향으로 임펠러(46)를 유지하도록 프로그램할 수 있다.

도 4에서, 한정적이지 않은 예증적인 실시예로서, 본 발명의 하나의 실시예에 따라 구성된 펌프(16)에 대한 경험적인 데이터가 도시되어 있다. 이를 통하여, 본 발명에 따라 구성된 펌프는 본 발명의 영역을 유지하면서 변경할 수 있다는 것을 알아야 한다. 폐쇄 루프 진단 장치에서 한정적이지 않은 예증적인 실시예에 의해 약 0.6 암페어 이하의 전류가 흐를 때, 약 3-5 L/min과 같은 냉각제의 낮은 유량을 펌핑하는 것이 괄목할만하다. 이는 냉각제가 저유량이 요구되는 시동 상태와 아이들하는 동안 또는 다른 냉각제 저 수요 상황들에서 특히 유용하다. 냉각제가 저유량 상태 동안에 모터(36)와 주변 전자 장치에 의해 생성된 열은 냉각제로 흘러갈 수 있고, 이 때문에, 예를 들면 컨트롤러(48)와 같은 전자 장치와 모터(36)를 최적의 작동 온도로 유지하도록 작용한다.

본 발명의 다른 양태에 따라서, 전기 모터(36)를 가지고, 고정자(38)와 회전자축(42)에 의해 고정자(38) 내에서 회전하도록 지지되어 있는 회전자(40)를 포함하고, 유체 유입구(18)로부터 유체 배출구(24)까지 냉각제를 펌핑하도록 회전하는 회전자축(42)에 고정된 임펠러(46)를 가지고, 전기 모터(36)로 폐쇄 루프 통신하는 컨트롤러(48)를 가진 전기 유체 펌프(16)의 배출구(24)를 통하여 유체의 양적이고 단일 방향 유동을 제어하는 방법이 제공된다. 상기 방법은 컨트롤러(48)로부터 수신된 신호에 반응하여 제1 회전 방향(CW)과 반대의 제2 회전 방향(CCW)으로 임펠러(46)를 회전하게 하는 명령을 포함하고, 제1 회전 방향(CW)은 유체 배출구(24)로부터 냉각제를 외부로 양의 제1 유량으로 펌핑하고 제2 회전 방향은 유체 배출구(24)로부터 냉각제를 외부로 양의 제2 유량으로 펌핑하며, 양의 제1 유량은 양의 제2 유량보다 크다.

본 방법은 폐쇄 루프 제어장치를 거쳐 컨트롤러로 임펠러(46)의 실시간 회전 속도(RS)를 연속적으로 또는 실제적으로 연속적으로 모니터링하고, 실시간 회전 속도(RS)를 미리 설정된 목표 속도 신호(TS)와 비교하고, 목표 속도 신호(TS)가 실시간 회전 속도(RS)보다 클 때, 임펠러(46)를 제1 회전 방향(CW)으로 회전하도록 명령하고, 목표 속도 신호(TS)가 실시간 회전 속도(RS)보다 작을 때, 임펠러(46)를 제2 회전 방향(CCW)으로 회전하도록 명령하는 단계를 더 포함한다.

본 발명은 임펠러(46)를, 제한적이지 않은 예증적인 실시예로서, 제1 회전 방향(CW)으로 약 600rpm의 양의 최소 작동 회전 속도로 회전시키는 단계와, 회전 전환 시간을 고려하여 제2 회전 방향(CCW)으로 약 -600rpm의 부의 최소 작동 속도로 회전시키는 단계를 더 포함한다.

본 방법은 임펠러(46)의 양의 회전 속도가 증가하도록 양의 제1 유량이 증가하게 하는 단계와, 임펠러의 부의 회전 속도가 증가하도록 양의 제2 유량이 증가하게 하는 단계를 더 포함한다.

본 방법은 임펠러(46)를 고유량 제1 회전 방향(CW)으로 회전하면서 제1 펌핑 효율을 가지도록 구성하고, 저유량 제2 회전 방향(CCW)으로 회전하면서 제1 펌핑 효율보다 낮은 제2 펌핑 효율을 가지도록 구성되어 있다.

본 방법은 임펠러(46)가 분당 약 10 리터, 바람직하게는 분당 약 3 내지 5리터이하인 양의 제2 유량을 펌핑하도록 저유량 제2 회전 방향(CCW)으로 회전하면서 전기 모터(36)가 약 0.6 암페어 이하를 소비하도록 구성되어 있다.

본 발명은 제1 회전 방향(CW)과 제2 회전 방향(CCW)으로 무센서 폐쇄 루프 제어 장치에서 전기 모터(36)에 의해 구동될 수 있는 회전 펌프 부재(46)를 가진 전기 모터 펌프(16)에 관한 것이다. 제1 회전 방향(CW)은 목표 펌프 속도(TS)가 미리 결정된 값(RS) 이상일 때, 유량과 같은 펌핑 특성을 제어하기 위하여 사용된다. 제2 회전 방향(CCW)은 목표 펌프 속도(TS)가 미리 결정된 값(RS)이하일 때, 펌핑 특성을 제어하는 데 사용된다. 양방향(CW, CCW)에서의 제어는 제2 방향(CW)으로 구동될 때, 낮은 펌핑 작용을 제공하는 펌프 부재(46)의 구조를 가지고 유사한 낮은 동력 요구를 가진다.

상기한 실시예의 기재는 서술 및 예증의 목적으로 제공한 것이다. 이는 기재를 한정하거나 폐기를 의도한 것이 아니다. 특정 실시예의 개별적인 요소 또는 특징은 일반적으로 특정 실시예에 한정되는 것은 아니나, 가능하다면 서로 대체할 수 있으며 특정하게 기술되고 설명되어 있을지라도 선택된 실시예에 사용할 수 있다. 동등물은 많은 다른 방법으로 변경할 수 있다. 이러한 변형은 기재로부터 별개의 것이 아니라는 것으로 간주되고 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 의도한 것이다.

Claims

차량에 사용하기 위한 전기 유체 펌프에 있어서,
유체 챔버를 통하여 냉각제의 유동을 제공하도록 유체 유입구와 유체 배출구로 유체 연통하는 유체 챔버와 모터 챔버를 형성하는 펌프 하우징과;
고정자와 상기 모터 챔버를 통하는 종축을 따라 뻗어 있는 회전자축에 의해 상기 고정자에 대하여 회전하도록 지지되어 있는 회전자를 포함하고 상기 모터 챔버 내에 배치되어 있는 전기 모터와;
상기 유체 챔버에서 회전되도록 회전자축에 고정되어 있고, 상기 유체 유입구로부터 상기 유체 배출구로 냉각제를 펌핑하도록 작동하는 임펠러와;
상기 전기 모터와 폐쇄 루프 통신하는 컨트롤러를 구비하고,
상기 임펠러는 상기 컨트롤러의 신호에 반응하여 제1 회전 방향과 반대의 제2 회전 방향으로 회전하도록 작동가능하고, 상기 제1 회전 방향은 상기 유체 배출구로부터 외부로 냉각제를 양의 제1 유량으로 펌핑하고, 상기 제2 회전 방향은 상기 유체 배출구로부터 외부로 냉각제를 양의 제2 유량으로 펌핑하고, 상기 양의 제1 유량은 상기 양의 제2 유량보다 많고,
상기 컨트롤러는 상기 임펠러의 실시간 회전 속도를 모니터하고 상기 실시간 회전 속도와 미리 설정된 목표 속도 신호와 비교하고, 상기 컨트롤러는 상기 목표 속도 신호가 상기 실시간 회전 속도보다 클 때, 상기 임펠러를 상기 제1 회전 방향으로 회전하게 하고, 상기 목표 속도 신호가 상기 실시간 회전 속도보다 작을 때, 제2 회전 방향으로 회전하도록 명령하는 것을 특징으로 하는 차량용 전기 유체 펌프.
삭제
청구항 1에 있어서,
상기 전기 모터는 무브러시 직류 모터인 것을 특징으로 하는 차량용 전기 유체 펌프.
청구항 1에 있어서,
상기 임펠러는 상기 제1 회전 방향으로 양의 최저 작동 회전 속도로 회전하고 상기 제2 회전 방향으로 부의 최저 작동 회전 속도로 회전하는 것을 특징으로 하는 차량용 전기 유체 펌프.
청구항 4에 있어서,
상기 양의 제1 유량은 상기 양의 임펠러의 회전 속도가 증가할 때, 증가하고, 상기 양의 제2 유량은 상기 임펠러의 부의 회전 속도가 증가할 때, 증가하는 것을 특징으로 하는 차량용 전기 유체 펌프.
청구항 1에 있어서,
상기 임펠러는 상기 제1 회전 방향으로 회전하는 동안에 제1 펌핑 효율을 가지며 상기 제2 회전 방향으로 회전하는 동안에는 제2 펌핑 효율을 가지고, 상기 제1 펌핑 효율은 상기 제2 펌핑 효율보다 큰 것을 특징으로 하는 차량용 전기 유체 펌프.
청구항 1에 있어서,
상기 전기 모터는 상기 임펠러가 상기 제2 회전 방향으로 회전하는 동안 적은 전류를 소비하는 것을 특징으로 하는 차량용 전기 유체 펌프.
고정자와 회전자축에 의해 고정자 내에서 회전자축에 의해 회전되도록 지지된 회전자를 포함하고, 유체 유입구로부터 유체 배출구까지 냉각제를 펌핑하도록 회전하는 회전자축에 고정된 임펠러를 포함하고, 전기 모터와 폐쇄 루프 통신을 하는 컨트롤러를 가진 전기 모터를 가진 전기 유체 펌프의 배출구를 통하여 유체의 양의 일방향 유동을 제어하는 방법에 있어서,
제1 회전 방향은 유체 배출구로부터 외부로 냉각제를 양의 제1 유량으로 펌핑하고, 제2 회전 방향은 유체 배출구로부터 외부로 냉각제를 양의 제2 유량을 펌핑하고, 상기 양의 제1 유량은 양의 제2 유량보다 크게 되도록 컨트롤러로부터 수신한 신호에 반응하여 제1 회전 방향과 반대인 제2 회전 방향으로 상기 임펠러가 회전하도록 명령하고,
상기 컨트롤러는 폐쇄 루프 제어 장치를 통하여 임펠러의 실시간 회전 속도를 계속 모니터링하고, 실시간 회전 속도를 미리 결정된 목표 속도 신호와 비교하고, 목표 속도 신호가 실시간 회전 속도보다 클 때, 임펠러를 제1 회전 방향으로 회전하도록 명령하고, 목표 속도 신호가 실시간 회전 속도보다 낮을 때, 상기 임펠러를 제2 회전 방향으로 회전하도록 명령하는 단계를 더 구비한 특징으로 하는 제어 방법.
삭제
청구항 8에 있어서,
상기 전기 모터는 무브러시 직류 모터인 것을 특징으로 하는 제어 방법.
청구항 8에 있어서,
상기 임펠러를 제1 회전 방향으로 양의 최저 작동 회전 속도로 회전시키고 제2 회전 방향으로 부의 최저 작동 회전 속도로 회전시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 제어 방법.
청구항 11에 있어서,
상기 임펠러의 양의 회전 속도가 증가할 때, 양의 제1 유량이 증가되게 하고 임펠러의 부의 회전 속도가 증가할 때, 양의 제2 유량이 증가되게 하는 것을 특징으로 하는 제어 방법.
청구항 8에 있어서,
상기 임펠러가 제1 회전 방향으로 회전하는 동안에 제1 펌핑 효율을 가지고, 제2 회전 방향으로 회전하는 동안에 제1 펌핑 효율보다 낮은 제2 펌핑 효율을 가지도록 구성한 것을 특징으로 하는 제어 방법.
청구항 8에 있어서,
상기 전기 모터는 임펠러가 제2 회전 방향으로 회전하는 동안에 0.6 암페어 이하를 소비하도록 구성된 것을 특징으로 하는 제어 방법.
차량의 액체 냉각제 시스템 내에서 사용하기 위한 전기 유체 펌프에 있어서,
유체 챔버를 통하여 액체 냉각제의 유동을 제공하도록 유체 유입구와 유체 배출구로 유체 연통하는 유체 챔버와 모터 챔버를 형성하는 펌프 하우징과;
고정자와 회전자축에 의해 상기 고정자에 대하여 회전자축에 의해 회전하도록 지지되어 있는 회전자를 포함하고 상기 모터 챔버 내에 배치되어 있는 전기 모터와;
상기 유체 챔버 내에서 회전되도록 회전자축에 고정되어 있고 상기 유체 유입구로부터 상기 유체 배출구로 액체 냉각제를 펌핑하도록 작동하는 임펠러와;
상기 전기 모터와 폐쇄 루프 통신하는 컨트롤러로서, 상기 임펠러는 상기 컨트롤러의 신호에 반응하여 제1 회전 방향과 반대의 제2 회전 방향으로 회전하도록 작동가능하고, 상기 제1 회전 방향은 상기 유체 배출구로부터 외부로 냉각제를 양의 제1 유량으로 펌핑하고, 상기 제2 회전 방향은 상기 유체 배출구로부터 외부로 냉각제를 양의 제2 유량으로 펌핑하고, 양의 상기 제1 유량은 양의 상기 제2 유량보다 많고,
상기 컨트롤러는 상기 임펠러의 실시간 회전 속도를 모니터하고 상기 실시간 회전 속도와 미리 설정된 목표 속도 신호와 비교하고, 상기 컨트롤러는 상기 목표 속도가 상기 실시간 회전 속도보다 클 때, 상기 제1 회전 방향으로 상기 임펠러가 회전하도록 명령하고, 상기 컨트롤러는 상기 목표 속도 신호가 상기 실시간 회전 속도보다 낮을 때, 상기 제2 회전 방향으로 상기 임펠러가 회전되도록 명령하는 것을 특징으로 하는 차량용 액체 냉각제 시스템에서 사용하기 위한 전기 유체 펌프.
청구항 15에 있어서,
상기 전기 모터는 무브러시 직류 모터인 것을 특징으로 하는 차량용 액체 냉각제 시스템에서 사용하기 위한 전기 유체 펌프.
청구항 15에 있어서,
상기 임펠러는 상기 제1 회전 방향으로 양의 최소 작동 속도로 회전하고 제2 회전 방향으로 부의 최소 작동 속도로 회전하는 것을 특징으로 하는 차량용 액체 냉각제 시스템에서 사용하기 위한 전기 유체 펌프.
청구항 17에 있어서,
상기 양의 제1 유량은 상기 임펠러의 양의 회전 속도가 증가할 때, 증가하고, 상기 임펠러의 부의 회전 속도가 증가할 때, 양의 제2 유량이 증가하는 것을 특징으로 하는 차량용 액체 냉각제 시스템에서 사용하기 위한 전기 유체 펌프.
청구항 15에 있어서,
상기 임펠러는 상기 제1 회전 방향으로 회전하는 동안에 제1 펌핑 효율을 가지며 제2 회전 방향으로 회전하는 동안에 제2 펌핑 효율을 가지고, 상기 제1 펌핑 효율은 상기 제2 펌핑 효율보다 큰 것을 특징으로 하는 차량용 액체 냉각제 시스템에서 사용하기 위한 전기 유체 펌프.