KR102335979B1 - Cooling system and cooling method for vehicle - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 자동차용 냉각 시스템에 관한 것으로서, 냉각 대상물을 냉각 가능하도록 냉각수가 순환되는 냉각수 순환 라인; 상기 냉각수를 펌핑하는 전동식 워터 펌프; 상기 냉각수의 현재 온도를 측정하는 센싱 유닛; 및 상기 전동식 워터 펌프의 구동을 제어하는 제어 유닛을 포함하며; 상기 제어 유닛은, 상기 냉각 대상물의 상태를 기준으로 상기 냉각 대상물의 냉각에 필요한 상기 냉각수의 필요 유량을 산출하는 산출부; 상기 냉각수의 온도, 상기 전동식 워터 펌프의 RPM 및 상기 전동식 워터 펌프에 의해 펌핑되는 냉각수의 펌핑 유량 상호 간의 비례 관계가 맵핑된 냉각수 펌핑 맵이 저장되는 저장부; 및 상기 냉각수의 현재 온도 및 필요 유량을 상기 냉각수 펌핑 맵에 대입하여 도출한 상기 전동식 워터 펌프의 목표 RPM에 따라 상기 전동식 워터 펌프를 구동하는 구동부를 포함한다.The present invention relates to a cooling system for a vehicle, comprising: a coolant circulation line through which coolant is circulated so as to cool an object to be cooled; an electric water pump for pumping the coolant; a sensing unit for measuring the current temperature of the cooling water; and a control unit controlling the driving of the electric water pump; The control unit may include: a calculator configured to calculate a required flow rate of the cooling water required for cooling the cooling target based on a state of the cooling target; a storage unit storing a cooling water pumping map in which a proportional relationship between the temperature of the cooling water, the RPM of the electric water pump, and a pumping flow rate of the cooling water pumped by the electric water pump is mapped; and a driving unit configured to drive the electric water pump according to the target RPM of the electric water pump derived by substituting the current temperature and the required flow rate of the cooling water into the cooling water pumping map.
Description
본 발명은 자동차용 냉각 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a cooling system for an automobile and a method therefor.
일반적으로 자동차는, 모터, 제어 유닛 등 발열이 일어나는 다양한 부품(이하, '냉각 대상물'이라고 함)들을 포함한다. 이러한 냉각 대상물들이 열 손상되는 것을 방지하기 위하여, 종래의 자동차용 냉각 시스템은, 냉각수가 냉각 대상물들을 통과하도록 순환되는 냉각수 순환 라인과, 냉각수를 냉각수 순환 라인을 따라 순환되도록 펌핑하는 전동식 워터 펌프(EWP : Electric Water Pump)와, 전동식 워터 펌프의 구동을 제어하기 위한 제어 유닛 등을 포함한다.In general, automobiles include various parts (hereinafter, referred to as 'cooling objects') that generate heat, such as motors and control units. In order to prevent these cooling objects from being thermally damaged, a conventional automotive cooling system includes a cooling water circulation line through which cooling water is circulated to pass through the cooling objects, and an electric water pump (EWP) for pumping the cooling water to be circulated along the cooling water circulation line. : Electric Water Pump) and a control unit for controlling the driving of the electric water pump.
냉각 대상물을 냉각하기 위해 필요한 냉각수의 유량(이하, '필요 유량'이라고 함)은 냉각 대상물의 상태에 따라 변화된다. 따라서, 제어 유닛은 냉각수의 필요 유량에 비례하도록 전동식 워터 펌프의 RPM을 조절하여 전동식 워터 펌프에 의해 펌핑되는 냉각수의 유량을 조절한다.The flow rate of cooling water required to cool the object to be cooled (hereinafter, referred to as a 'required flow rate') is changed according to the state of the object to be cooled. Accordingly, the control unit adjusts the flow rate of the cooling water pumped by the electric water pump by adjusting the RPM of the electric water pump to be proportional to the required flow rate of the cooling water.
그런데, 냉각수의 온도는 냉각 대상물의 냉각 양상에 따라 실시간으로 변화되므로, 냉각수의 온도와 반비례 관계에 있는 냉각수의 점성 역시 냉각 대상물의 냉각 양상에 따라 실시간으로 변화된다. 이로 인해, 전동식 워터 펌프를 동일한 RPM으로 구동하더라도 전동식 워터 펌프에 의해 펌핑되는 냉각수의 유량은 냉각수의 점성에 따라 변화될 수밖에 없다. 따라서, 종래의 자동차용 냉각 시스템은, 냉각수의 온도 내지는 점성에 대한 고려 없이 전동식 워터 펌프의 RPM을 설정함으로 인해, 냉각수가 필요 유량에 비해 과공급 또는 저공급되는 문제점이 있다.However, since the temperature of the cooling water is changed in real time according to the cooling aspect of the object to be cooled, the viscosity of the cooling water, which is in inverse proportion to the temperature of the cooling water, is also changed in real time according to the cooling aspect of the object to be cooled. For this reason, even when the electric water pump is driven at the same RPM, the flow rate of the coolant pumped by the electric water pump is inevitably changed according to the viscosity of the coolant. Accordingly, the conventional cooling system for a vehicle has a problem in that the coolant is over-supplied or under-supplied compared to the required flow rate by setting the RPM of the electric water pump without considering the temperature or viscosity of the coolant.
본 발명은, 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 냉각수를 필요 유량만큼 정밀하게 공급할 수 있도록 개선한 자동차용 냉각 시스템 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is to solve the problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide a cooling system and method for a vehicle improved so as to precisely supply cooling water as much as a required flow rate.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 양상에 따른 자동차용 냉각 시스템은, 냉각 대상물을 냉각 가능하도록 냉각수가 순환되는 냉각수 순환 라인, 상기 냉각수 순환 라인을 따라 순환된 냉각수가 저장되는 리저버 탱크, 상기 리저버 탱크와 상기 냉각 대상물 사이에 위치하도록 상기 냉각수 순환 라인 상에 설치되고, 상기 냉각수를 펌핑하는 전동식 워터 펌프, 상기 냉각 대상물과 상기 리저버 탱크 사이에 위치하도록 냉각수 순환 라인 상에 설치되는 라디에이터, 상기 냉각수의 현재 온도를 측정하는 센싱 유닛 및 상기 냉각수 순환 라인을 따라 순환되는 냉각수에 의해 냉각될 수 있도록 상기 냉각수 순환 라인 상에 설치되고, 상기 전동식 워터 펌프의 구동을 제어하는 제어 유닛을 포함하며, 상기 제어 유닛은, 상기 냉각 대상물의 상태를 기준으로 상기 냉각 대상물의 냉각에 필요한 상기 냉각수의 필요 유량을 산출하는 산출부, 상기 냉각수의 온도, 상기 전동식 워터 펌프의 RPM 및 상기 전동식 워터 펌프에 의해 펌핑되는 냉각수의 펌핑 유량 상호 간의 비례 관계가 맵핑된 냉각수 펌핑 맵이 저장되는 저장부 및 상기 냉각수의 현재 온도 및 필요 유량을 상기 냉각수 펌핑 맵에 대입하여 도출한 상기 전동식 워터 펌프의 목표 RPM에 따라 상기 전동식 워터 펌프를 구동하는 구동부를 포함하고, 상기 센싱 유닛은, 상기 냉각수의 현재 온도를 측정 가능하도록 상기 리저버 탱크에 설치되는 제1 온도 센서 및 상기 냉각 대상물의 현재 온도를 측정 가능하도록 상기 냉각 대상물에 설치되는 제2 온도 센서를 구비하고, 상기 냉각 대상물은, 상기 제어 유닛이고, 상기 제2 온도 센서는, 상기 제어 유닛에 설치된다.A cooling system for a vehicle according to an aspect of the present invention for solving the above problems includes a coolant circulation line through which coolant is circulated so as to cool an object to be cooled, a reservoir tank in which coolant circulated along the coolant circulation line is stored, and the An electric water pump installed on the cooling water circulation line to be positioned between the reservoir tank and the cooling target and pumping the cooling water, a radiator installed on the cooling water circulation line to be positioned between the cooling target and the reservoir tank, the cooling water a sensing unit for measuring a current temperature of The unit may include a calculator configured to calculate a required flow rate of the coolant required for cooling the object to be cooled based on the state of the object to be cooled, the temperature of the coolant, the RPM of the electric water pump, and the coolant pumped by the electric water pump. A storage unit storing a cooling water pumping map to which a proportional relationship between pumping flow rates is mapped, and a target RPM of the electric water pump derived by substituting the current temperature and required flow rate of the cooling water into the cooling water pumping map a first temperature sensor installed in the reservoir tank to measure the current temperature of the cooling water and a first temperature sensor installed to the cooling target to measure the current temperature of the cooling water; 2 temperature sensors are provided, wherein the cooling target is the control unit, and the second temperature sensor is provided in the control unit.
바람직하게, 상기 구동부는, 상기 냉각수의 현재 온도 및 필요 유량을 상기 냉각수의 온도 및 펌핑 유량으로서 상기 냉각수 펌핑 맵에 대입하여, 상기 전동식 워터 펌프의 RPM을 상기 목표 RPM으로서 도출한다.Preferably, the driving unit derives the RPM of the electric water pump as the target RPM by substituting the current temperature and the required flow rate of the coolant into the coolant pumping map as the coolant temperature and pumping flow rate.
바람직하게, 상기 센싱 유닛은, 상기 냉각수의 현재 온도를 측정 가능하도록 상기 냉각수 순환 라인에 설치되는 제1 온도 센서를 구비한다.Preferably, the sensing unit includes a first temperature sensor installed in the cooling water circulation line to measure the current temperature of the cooling water.
바람직하게, 상기 냉각수 펌핑 맵은, 상기 냉각수의 온도 데이터가 기록되는 X 좌표계와, 상기 전동식 워터 펌프의 RPM 데이터가 기록되는 Y 좌표계와, 상기 냉각수의 펌핑 유량 데이터가 기록되는 Z 좌표계를 갖는다.Preferably, the cooling water pumping map has an X coordinate system in which temperature data of the cooling water is recorded, a Y coordinate system in which RPM data of the electric water pump is recorded, and a Z coordinate system in which pumping flow rate data of the cooling water is recorded.
바람직하게, 상기 산출부는 상기 냉각 대상물의 현재 온도를 기준으로 상기 냉각수의 필요 유량을 산출한다.Preferably, the calculator calculates the required flow rate of the cooling water based on the current temperature of the cooling target.
바람직하게, 상기 센싱 유닛은, 상기 냉각 대상물의 현재 온도를 측정 가능하도록 상기 냉각 대상물에 설치되는 제2 온도 센서를 구비한다.Preferably, the sensing unit includes a second temperature sensor installed on the object to be cooled so as to measure a current temperature of the object to be cooled.
바람직하게, 상기 냉각 대상물은 상기 제어 유닛이고, 상기 제2 온도 센서는 상기 제어 유닛에 설치된다.Preferably, the cooling object is the control unit, and the second temperature sensor is installed in the control unit.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 양상에 따른 자동차용 냉각 방법은, 냉각 대상물을 냉각 가능하도록 냉각수가 순환되는 냉각수 순환 라인, 상기 냉각수 순환 라인을 따라 순환된 냉각수가 저장되는 리저버 탱크, 상기 리저버 탱크와 상기 냉각 대상물 사이에 위치하도록 상기 냉각수 순환 라인 상에 설치되고, 상기 냉각수를 펌핑하는 전동식 워터 펌프, 상기 냉각 대상물과 상기 리저버 탱크 사이에 위치하도록 냉각수 순환 라인 상에 설치되는 라디에이터, 상기 냉각수의 현재 온도를 측정하는 센싱 유닛 및 상기 냉각수 순환 라인을 따라 순환되는 냉각수에 의해 냉각될 수 있도록 상기 냉각수 순환 라인 상에 설치되고, 상기 전동식 워터 펌프의 구동을 제어하는 제어 유닛을 포함하고, 상기 센싱 유닛은, 상기 냉각수의 현재 온도를 측정 가능하도록 상기 리저버 탱크에 설치되는 제1 온도 센서 및 상기 냉각 대상물의 현재 온도를 측정 가능하도록 상기 냉각 대상물에 설치되는 제2 온도 센서를 구비하고, 상기 냉각 대상물은, 상기 제어 유닛이고, 상기 제2 온도 센서는, 상기 제어 유닛에 설치되는 자동차용 냉각 방법에 있어서, (a) 상기 냉각수의 현재 온도를 측정하고, 상기 냉각 대상물의 상태를 기준으로 상기 냉각수의 필요 유량을 산출하는 단계, (b) 상기 냉각수의 현재 온도 및 상기 필요 유량을 기준으로 상기 전동식 워터 펌프의 목표 RPM을 도출하는 단계 및 (c) 상기 전동식 워터 펌프를 상기 목표 RPM으로 구동하는 단계를 포함한다.A cooling method for a vehicle according to another aspect of the present invention for solving the above-described problems includes a coolant circulation line through which coolant is circulated so as to cool an object to be cooled, a reservoir tank in which coolant circulated along the coolant circulation line is stored, and the An electric water pump installed on the cooling water circulation line to be positioned between the reservoir tank and the cooling target and pumping the cooling water, a radiator installed on the cooling water circulation line to be positioned between the cooling target and the reservoir tank, the cooling water a sensing unit measuring a current temperature of The unit includes a first temperature sensor installed in the reservoir tank to measure a current temperature of the cooling water and a second temperature sensor installed to the cooling target to measure a current temperature of the cooling target, is the control unit, and the second temperature sensor, in the vehicle cooling method installed in the control unit, (a) measures the current temperature of the cooling water, and based on the state of the cooling target, calculating a required flow rate, (b) deriving a target RPM of the electric water pump based on the current temperature and the required flow rate of the cooling water, and (c) driving the electric water pump at the target RPM include
바람직하게, 상기 (a) 단계는, (a1) 상기 냉각 대상물의 현재 온도를 측정하는 단계; 및 (a2) 상기 냉각 대상물의 현재 온도를 기준으로 상기 냉각수의 필요 유량을 산출하는 단계를 포함한다.Preferably, the step (a) comprises the steps of: (a1) measuring the current temperature of the object to be cooled; and (a2) calculating the required flow rate of the cooling water based on the current temperature of the cooling target.
바람직하게, 상기 (b) 단계는, 상기 냉각수의 온도, 상기 전동식 워터 펌프의 RPM 및 상기 전동식 워터 펌프에 의해 펌핑되는 냉각수의 펌핑 유량 상호 간의 비례 관계가 맵핑된 냉각수 펌핑 맵에 상기 냉각수의 현재 온도 및 필요 유량을 상기 냉각수의 온도 및 펌핑 유량으로서 대입하고, 상기 냉각수의 현재 온도 및 필요 유량에 상응한 상기 전동식 워터 펌프의 RPM을 상기 목표 RPM으로서 도출하여 수행한다.Preferably, in the step (b), the current temperature of the coolant on a coolant pumping map in which a proportional relationship between the temperature of the coolant, the RPM of the electric water pump, and the pumping flow rate of the coolant pumped by the electric water pump is mapped and substituting the required flow rate as the temperature and pumping flow rate of the cooling water, and deriving the RPM of the electric water pump corresponding to the current temperature and the required flow rate of the cooling water as the target RPM.
바람직하게, 상기 (b) 단계는, 상기 냉각수 펌핑 맵은, 상기 냉각수의 온도 데이터가 기록되는 X 좌표계와, 상기 전동식 워터 펌프의 RPM 데이터가 기록되는 Y 좌표계와, 상기 냉각수의 펌핑 유량 데이터가 기록되는 Z 좌표계를 갖는다.Preferably, in step (b), the cooling water pumping map includes an X coordinate system in which the temperature data of the cooling water is recorded, a Y coordinate system in which the RPM data of the electric water pump is recorded, and the pumping flow rate data of the cooling water are recorded It has a Z coordinate system.
본 발명에 따른 자동차용 냉각 시스템 및 방법은, 냉각수의 온도 내지는 점성에 따른 냉각수의 펌핑 유량의 변화 요인을 고려하여 전동식 워터 펌프의 목표 RPM을 설정 가능하므로, 냉각수를 냉각 대상물에 필요 유량만큼 정밀하게 공급할 수 있다.The cooling system and method for a vehicle according to the present invention can set the target RPM of the electric water pump in consideration of the change factor of the pumping flow rate of the coolant depending on the temperature or viscosity of the coolant, so that the coolant is precisely supplied to the object to be cooled as much as the required flow rate. can supply
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자동차용 냉각 시스템을 개략적으로 나타내는 도면.
도 2는 도 1에 도시된 모터 제어 유닛을 설명하기 위한 블록도.
도 3은 도 1에 도시된 전동식 워터 펌프의 목표 RPM을 설정하기 위한 냉각수 펌핑 맵을 나타내는 도면.
도 4는 본 발명의 다른 바람직한 실시예에 따른 자동차용 냉각 방법을 설명하기 위한 순서도.1 is a view schematically showing a cooling system for a vehicle according to a preferred embodiment of the present invention;
FIG. 2 is a block diagram illustrating the motor control unit shown in FIG. 1 ;
3 is a view showing a cooling water pumping map for setting a target RPM of the electric water pump shown in FIG. 1;
4 is a flowchart for explaining a cooling method for a vehicle according to another preferred embodiment of the present invention.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, some embodiments of the present invention will be described in detail with reference to exemplary drawings. In adding reference numerals to the components of each drawing, it should be noted that the same components are given the same reference numerals as much as possible even though they are indicated on different drawings. In addition, in describing the embodiment of the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known configuration or function interferes with the understanding of the embodiment of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.
본 발명의 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 또한, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.In describing the components of the embodiment of the present invention, terms such as first, second, A, B, (a), (b), etc. may be used. These terms are only for distinguishing the elements from other elements, and the essence, order, or order of the elements are not limited by the terms. In addition, unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. Terms such as those defined in a commonly used dictionary should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related art, and should not be interpreted in an ideal or excessively formal meaning unless explicitly defined in the present application. does not
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자동차용 냉각 시스템을 개략적으로 나타내는 도면이다.1 is a diagram schematically showing a cooling system for a vehicle according to a preferred embodiment of the present invention.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자동차용 냉각 시스템(1)은, 냉각 대상물을 냉각하기 위해 필요한 유량(이하, '필요 유량'이라고 함)만큼만 냉각수를 정밀하게 펌핑하여 냉각 대상물에 공급 가능하도록 마련된다. 이러한 자동차용 냉각 시스템(1)을 적용 가능한 자동차의 종류는 특별히 한정되지 않는다. 설명의 편의를 위해 이하에서는, 엔진의 동력과 모터의 동력을 선택적으로 사용하여 자동차를 주행 가능한 하이브리드 자동차에 자동차용 냉각 시스템(1)을 적용하는 경우를 예로 들어 본 발명을 설명하기로 한다.The
도 1을 참조하면, 자동차용 냉각 시스템(1)은, 냉각 대상물을 냉각 가능하도록 냉각수가 순환되는 냉각수 순환 라인(10)과, 냉각수가 저장되는 리저버 탱크(20)와, 냉각수를 펌핑하는 전동식 워터 펌프(30)와, 냉각수를 냉각 가능한 라디에이터(40)와, 냉각수와 냉각 대상물의 현재 온도를 측정하는 센싱 유닛(50)과, 전동식 워터 펌프(30)에 의해 냉각수가 필요 유량만큼 펌핑되도록 전동식 워터 펌프(30)의 구동을 제어하는 제어 유닛(60)을 포함한다.Referring to FIG. 1 , a
냉각수를 이용해 냉각 가능한 냉각 대상물의 종류는 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 냉각 대상물은 하이브리드 전력 제어 유닛(63), OPU(Oil Pump Unit), 모터, OBC(On Board Charge), HSG(Hybrid Starter & Generator) 등과 같은 각종의 PE 전장 부품들(Power Electronic Parts) 중 적어도 하나일 수 있다. 이하에서는, 냉각수를 이용해 하이브리드 전력 제어 유닛(63)을 냉각하는 경우를 예로 들어 본 발명을 설명하기로 한다.The type of the cooling target that can be cooled using cooling water is not particularly limited. For example, the cooling object is a hybrid
먼저, 냉각수 순환 라인(10)은, 냉각수가 순환될 수 있도록 폐루프를 이루는 관로로 구성된다.First, the cooling
다음으로, 리저버 탱크(20)는, 냉각수 순환 라인(10) 상에 설치된다. 이러한 리저버 탱크(20)에는, 냉각수 순환 라인(10)을 따라 순환된 냉각수가 저장된다.Next, the
다음으로, 전동식 워터 펌프(30)(EWP, Electric Water Pump)는, 리저버 탱크(20)와 하이브리드 전력 제어 유닛(63) 사이에 위치하도록 냉각수 순환 라인(10) 상에 설치된다. 이러한 전동식 워터 펌프(30)는 냉각수를 냉각수 순환 라인(10)을 따라 순환될 수 있도록 펌핑한다.Next, the electric water pump 30 (EWP, Electric Water Pump) is installed on the cooling
다음으로, 라디에이터(40)는, 하이브리드 전력 제어 유닛(63)과 리저버 탱크(20) 사이에 위치하도록 냉각수 순환 라인(10) 상에 설치된다. 이러한 라디에이터(40)는, 하이브리드 전력 제어 유닛(63)에 의해 가열된 냉각수를 공냉 기타 냉각 방식을 통해 냉각시킬 수 있다. 이러한 라디에이터(40)를 통과한 냉각수는 리저버 탱크(20)에 저장된다.Next, the radiator 40 is installed on the
다음으로, 센싱 유닛(50)은, 냉각수의 현재 온도를 센싱하는 제1 온도 센서(52)와, 하이브리드 전력 제어 유닛(63)의 현재 온도를 센싱하는 제2 온도 센서(54)를 구비할 수 있다. 제1 온도 센서(52)는 리저버 탱크(20)에 설치되는 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 제1 온도 센서(52)는, 냉각수 순환 라인(10) 상에 설치될 수도 있다. 제2 온도 센서(54)는 하이브리드 전력 제어 유닛(63)에 설치될 수 있다.Next, the
다음으로, 제어 유닛(60)은, 하이브리드 자동차의 구동을 제어 가능하도록 마련된다. 예를 들어, 제어 유닛(60)은, 엔진의 구동을 제어하는 엔진 제어 유닛(61)(ECU : Engine Control Unit)과, 모터, 전동식 워터 펌프(30) 등의 구동을 제어하는 모터 제어 유닛(62)(MCU : Motor Control Unit)과, 상위 제어 유닛으로서 네트워크로 연결되는 하위 제어 유닛들을 통합하고, 하이브리드 자동차의 전반적인 구동을 제어하는 하이브리드 전력 제어 유닛(63)(HPCU : Hybrid Power Control Unit) 등을 포함할 수 있다.Next, the
이러한 제어 유닛(60)은, 냉각수 순환 라인(10)을 따라 순환되는 냉각수에 의해 냉각될 수 있도록 냉각수 순환 라인(10) 상에 설치될 수 있다. 예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이, 전술한 제어 유닛들 중 상위 제어 유닛으로서 발열량이 특히 많은 하이브리드 전력 제어 유닛(63)은 냉각수에 의해 냉각될 수 있도록 냉각수 순환 라인(10) 상에 설치될 수 있다.The
도 2는 도 1에 도시된 모터 제어 유닛을 설명하기 위한 블록도이고, 도 3은 도 1에 도시된 전동식 워터 펌프의 목표 RPM을 설정하기 위한 냉각수 펌핑 맵을 나타내는 도면이다.FIG. 2 is a block diagram illustrating the motor control unit illustrated in FIG. 1 , and FIG. 3 is a diagram illustrating a cooling water pumping map for setting a target RPM of the electric water pump illustrated in FIG. 1 .
냉각수 순환 라인(10)을 따라 순환되는 냉각수의 온도는 냉각 대상물의 냉각 양상에 따라 실시간으로 변화되므로, 이러한 냉각수의 온도와 반비례 관계에 있는 냉각수의 점성 역시 실시간으로 변화될 수밖에 없다. 이로 인해, 전동식 워터 펌프(30)를 동일한 RPM으로 구동하더라도 전동식 워터 펌프(30)에 의해 펌핑되는 냉각수의 냉각수의 유량(이하, '펌핑 유량'이라고 함)은 냉각수의 점성에 따라 변화될 수밖에 없다. 따라서, 종래의 자동차용 냉각 시스템은, 냉각수의 온도 내지는 점성에 대한 고려 없이 전동식 워터 펌프의 RPM을 설정함으로 인해, 냉각수의 필요 유량과 냉각수의 펌핑 유량이 상이한 경우가 빈번하다는 문제점이 있다.이를 해결하기 위하여, 자동차용 냉각 시스템(1)은 냉각수의 온도 내지는 점성 요인에 따른 냉각수의 펌핑 유량의 변화를 고려하여 전동식 워터 펌프(30)의 RPM을 설정 가능하도록 마련된다.Since the temperature of the coolant circulated along the
예를 들어, 모터 제어 유닛(62)은, 하이브리드 전력 제어 유닛(63)의 상태를 기준으로 냉각수의 필요 유량을 산출하는 산출부(64)와, 냉각수의 온도, 전동식 워터 펌프(30)의 RPM 및 냉각수의 펌핑 유량 상호 간의 비례 관계가 맵핑된 냉각수 펌핑 맵이 저장된 저장부(65)와, 냉각수의 현재 온도 및 필요 유량을 냉각수 펌핑 맵에 대입하여 도출한 목표 RPM에 따라 전동식 워터 펌프(30)를 구동하는 구동부(66) 등을 구비할 수 있다.For example, the
산출부(64)는, 하이브리드 전력 제어 유닛(63)의 현재 상태를 기준으로 냉각수의 필요 유량을 산출한다. 냉각수의 필요 유량의 산출 기준이 되는 하이브리드 전력 제어 유닛(63)의 상태는 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 산출부(64)는, 제2 온도 센서(54)에 의해 측정된 하이브리드 전력 제어 유닛(63)의 현재 온도에 비례하도록 냉각수의 필요 유량을 산출할 수 있다. The
저장부(65)에는, 도 3에 도시된 바와 같이, 냉각수의 온도, 전동식 워터 펌프(30)의 RPM 및 전동식 워터 펌프(30)에 의한 냉각수의 펌핑 유량 상호 간의 비례 관계가 3차원 맵핑된 냉각수 펌핑 맵이 저장된다. 이러한 냉각수 펌핑 맵은, 도 3에 도시된 바와 같이, 냉각수의 온도 데이터가 기록되는 X 좌표계와, 전동식 워터 펌프(30)의 RPM 데이터가 기록되는 Y 좌표계와, 전동식 워터 펌프(30)에 의한 냉각수의 펌핑 유량 데이터가 기록되는 Z 좌표계를 가질 수 있다.In the
구동부(66)는, 제1 온도 센서(52)에 의해 측정된 냉각수의 현재 온도 및 산출부(64)에 의해 산출된 냉각수의 필요 유량을 냉각수의 온도 및 펌핑 유량으로서 냉각수 펌핑 맵에 대입하여, 냉각수의 현재 온도 및 필요 유량에 상응한 전동식 워터 펌프(30)의 RPM을 목표 RPM으로서 도출한다.The driving
예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이, 냉각수의 현재 온도가 X1이고, 냉각수의 필요 유량이 Z1인 경우에, 냉각수 펌핑 맵에 의하면 목표 RPM은 Z1으로 도출된다.For example, as shown in FIG. 3 , when the current temperature of the cooling water is X1 and the required flow rate of the cooling water is Z1, the target RPM is derived as Z1 according to the cooling water pumping map.
예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이, 냉각수의 현재 온도가 X1에 비해 높은 X2이고, 냉각수의 필요 유량이 Z1인 경우에, 냉각수 펌핑 맵에 의하면 목표 RPM은 Z1에 비해 낮은 Z2로 도출된다. 이는, 냉각수의 온도가 높아지는 경우에는 냉각수의 점성이 낮아지므로, 냉각수의 온도가 낮을 경우에 비해 낮은 목표 RPM으로 전동식 워터 펌프(30)를 구동하더라도 동일한 냉각수의 펌핑 유량을 확보 가능함을 나타낸다.For example, as shown in FIG. 3 , when the current temperature of the coolant is X2 higher than X1 and the required flow rate of the coolant is Z1, according to the coolant pumping map, the target RPM is Z2 lower than Z1. . This indicates that since the viscosity of the coolant decreases when the temperature of the coolant increases, the same pumping flow rate of the coolant can be secured even when the
위와 같이, 냉각수 펌핑 맵을 이용하면, 냉각수의 현재 온도와 필요 유량에 상응하는 전동식 워터 펌프(30)의 목표 RPM을 냉각수 펌핑 맵으로부터 도출할 수 있다.As described above, using the cooling water pumping map, the target RPM of the
구동부(66)는 전동식 워터 펌프(30)를 위와 같이 도출한 목표 RPM으로 구동하여 하이브리드 전력 제어 유닛(63)에 필요 유량만큼의 냉각수를 공급할 수 있다.The driving
위와 같이, 자동차용 냉각 시스템(1)은, 냉각수의 온도 내지는 점성 요인에 따른 냉각수의 펌핑 유량의 변화량을 냉각수 펌핑 맵을 이용해 보상하여, 냉각수를 냉각 대상물에 필요 유량만큼만 정밀하게 공급할 수 있다. 이러한 자동차용 냉각 시스템(10)에 의하면, 냉각수가 냉각 대상물에 저 공급되어 냉각 대상물이 열 손상되거나 과 공급되어 전동식 워터 펌프(30)의 소모 전류가 증가됨으로써 차량의 연비가 떨어지는 것을 방지할 수 있다.As described above, the
도 4는 본 발명의 다른 바람직한 실시예에 따른 자동차용 냉각 방법을 설명하기 위한 순서도이다.4 is a flowchart for explaining a cooling method for a vehicle according to another preferred embodiment of the present invention.
본 발명의 다른 실시예에 따른 자동차용 냉각 방법은, 냉각수의 현재 온도를 측정하고, 냉각 대상물의 상태를 기준으로 냉각수의 필요 유량을 산출하는 단계(S 10)와, 냉각수의 현재 온도 및 필요 유량을 기준으로 전동식 워터 펌프(30)의 목표 RPM을 도출하는 단계(S 20)와, 전동식 워터 펌프(30)를 목표 RPM으로 구동하는 단계(S 30)를 포함한다. 설명의 편의를 위해 이하에서는 냉각 대상물이 하이브리드 전력 제어 유닛(63) 경우를 예로 들어 본 발명을 설명하기로 한다.A cooling method for a vehicle according to another embodiment of the present invention includes the steps of measuring a current temperature of coolant and calculating a required flow rate of coolant based on a state of an object to be cooled (S10); It includes a step of deriving the target RPM of the
먼저, S 10 단계는, 냉각수의 현재 온도를 측정하는 단계(S 12)와, 하이브리드 전력 제어 유닛(63)의 현재 온도를 측정하는 단계(S 14)와, 하이브리드 전력 제어 유닛(63)의 현재 온도를 기준으로 냉각수의 필요 유량을 산출하는 단계(S 16)를 포함할 수 있다.First, step S10 includes measuring the current temperature of the coolant (S12), measuring the current temperature of the hybrid power control unit 63 (S14), and the current temperature of the hybrid
S 12 단계는, 제1 온도 센서(52)를 이용해 리저버 탱크(20)에 수용된 냉각수의 현재 온도를 측정하여 수행할 수 있다.Step S 12 may be performed by measuring the current temperature of the coolant accommodated in the
S 14 단계는, 제2 온도 센서(54)를 이용해 하이브리드 전력 제어 유닛(63)의 현재 온도를 측정하여 수행할 수 있다.Step S 14 may be performed by measuring the current temperature of the hybrid
S 16 단계는, 모터 제어 유닛(62)의 산출부(64)를 이용해 냉각수의 필요 유량을 S 14 단계에서 측정된 하이브리드 전력 제어 유닛(63)의 현재 온도와 비례하도록 설정하여 수행할 수 있다.Step S 16 may be performed by using the
다음으로, S 20 단계는, 냉각수의 온도, 전동식 워터 펌프(30)의 RPM 및 전동식 워터 펌프(30)에 의해 펌핑되는 냉각수의 펌핑 유량 상호 간의 비례 관계가 맵핑된 냉각수 펌핑 맵을 이용해 수행할 수 있다.Next,
냉각수 펌핑 맵은, 도 3에 도시된 바와 같이, 냉각수의 온도 데이터가 기록되는 X 좌표계와, 전동식 워터 펌프(30)의 RPM 데이터가 기록되는 Y 좌표계와, 냉각수의 펌핑 유량 데이터가 기록되는 Z 좌표계를 갖는 3차원 맵일 수 있다.As shown in FIG. 3 , the cooling water pumping map includes an X coordinate system in which the temperature data of the cooling water is recorded, a Y coordinate system in which the RPM data of the
보다 구체적으로, S 20 단계는, S 12 단계에서 측정한 냉각수의 현재 온도 및 S 16 단계에서 도출한 냉각수의 필요 유량을 냉각수의 온도 및 펌핑 유량으로서 대입하고, 냉각수의 현재 온도 및 필요 유량에 상응한 전동식 워터 펌프의 RPM을 목표 RPM으로서 도출하여 수행할 수 있다.More specifically, in step S20, the current temperature of the cooling water measured in step S12 and the required flow rate of cooling water derived in step S16 are substituted as the temperature and pumping flow rate of the cooling water, and corresponding to the current temperature and required flow rate of the cooling water It can be performed by deriving the RPM of one electric water pump as the target RPM.
이후에, S 30 단계는, 전동식 워터 펌프(30)를 S 20 단계에서 도출한 목표 RPM으로 구동하여 수행할 수 있다.Thereafter,
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. The above description is merely illustrative of the technical spirit of the present invention, and various modifications and variations will be possible without departing from the essential characteristics of the present invention by those skilled in the art to which the present invention pertains.
따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.Accordingly, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical spirit of the present invention, but to explain, and the scope of the technical spirit of the present invention is not limited by these embodiments. The protection scope of the present invention should be construed by the following claims, and all technical ideas within the scope equivalent thereto should be construed as being included in the scope of the present invention.
1 : 냉각 시스템
10 : 냉각수 순환 라인
20 : 리저버 탱크
30 : 전동식 워터 펌프
40 : 라디에이터
50 : 센싱 유닛
52 : 제1 온도 센서
54 : 제2 온도 센서
60 : 제어 유닛
61 : 엔진 제어 유닛
62 : 모터 제어 유닛
63 : 하이브리드 전력 제어 유닛
64 : 산출부
65 : 저장부
66 : 구동부1: cooling system
10: coolant circulation line
20: reservoir tank
30: electric water pump
40 : radiator
50: sensing unit
52: first temperature sensor
54: second temperature sensor
60: control unit
61: engine control unit
62: motor control unit
63: hybrid power control unit
64: output unit
65: storage
66: drive unit
Claims (11)
상기 냉각수 순환 라인을 따라 순환된 냉각수가 저장되는 리저버 탱크;
상기 리저버 탱크와 상기 냉각 대상물 사이에 위치하도록 상기 냉각수 순환 라인 상에 설치되고, 상기 냉각수를 펌핑하는 전동식 워터 펌프;
상기 냉각 대상물과 상기 리저버 탱크 사이에 위치하도록 냉각수 순환 라인 상에 설치되는 라디에이터;
상기 냉각수의 현재 온도를 측정하는 센싱 유닛; 및
상기 냉각수 순환 라인을 따라 순환되는 냉각수에 의해 냉각될 수 있도록 상기 냉각수 순환 라인 상에 설치되고, 상기 전동식 워터 펌프의 구동을 제어하는 제어 유닛을 포함하며;
상기 제어 유닛은,
상기 냉각 대상물의 상태를 기준으로 상기 냉각 대상물의 냉각에 필요한 상기 냉각수의 필요 유량을 산출하는 산출부;
상기 냉각수의 온도, 상기 전동식 워터 펌프의 RPM 및 상기 전동식 워터 펌프에 의해 펌핑되는 냉각수의 펌핑 유량 상호 간의 비례 관계가 맵핑된 냉각수 펌핑 맵이 저장되는 저장부; 및
상기 냉각수의 현재 온도 및 필요 유량을 상기 냉각수 펌핑 맵에 대입하여 도출한 상기 전동식 워터 펌프의 목표 RPM에 따라 상기 전동식 워터 펌프를 구동하는 구동부를 포함하고,
상기 센싱 유닛은,
상기 냉각수의 현재 온도를 측정 가능하도록 상기 리저버 탱크에 설치되는 제1 온도 센서; 및
상기 냉각 대상물의 현재 온도를 측정 가능하도록 상기 냉각 대상물에 설치되는 제2 온도 센서를 구비하고,
상기 냉각 대상물은, 상기 제어 유닛이고,
상기 제2 온도 센서는, 상기 제어 유닛에 설치되는 것을 특징으로 하는 자동차용 냉각 시스템.a cooling water circulation line through which cooling water is circulated so that the cooling object can be cooled;
a reservoir tank in which the coolant circulated along the coolant circulation line is stored;
an electric water pump installed on the cooling water circulation line to be positioned between the reservoir tank and the cooling target and pumping the cooling water;
a radiator installed on the cooling water circulation line to be positioned between the cooling target and the reservoir tank;
a sensing unit for measuring the current temperature of the cooling water; and
and a control unit installed on the cooling water circulation line to be cooled by the cooling water circulating along the cooling water circulation line and controlling the driving of the electric water pump;
The control unit is
a calculation unit calculating a required flow rate of the cooling water required for cooling the cooling target based on the state of the cooling target;
a storage unit storing a cooling water pumping map in which a proportional relationship between the temperature of the cooling water, the RPM of the electric water pump, and a pumping flow rate of the cooling water pumped by the electric water pump is mapped; and
and a driving unit for driving the electric water pump according to the target RPM of the electric water pump derived by substituting the current temperature and the required flow rate of the cooling water into the cooling water pumping map,
The sensing unit is
a first temperature sensor installed in the reservoir tank to measure the current temperature of the coolant; and
and a second temperature sensor installed in the object to be cooled so as to measure the current temperature of the object to be cooled;
The cooling target is the control unit,
The second temperature sensor is a cooling system for a vehicle, characterized in that installed in the control unit.
상기 구동부는, 상기 냉각수의 현재 온도 및 필요 유량을 상기 냉각수의 온도 및 펌핑 유량으로서 상기 냉각수 펌핑 맵에 대입하여, 상기 전동식 워터 펌프의 RPM을 상기 목표 RPM으로서 도출하는 것을 특징으로 하는 자동차용 냉각 시스템.According to claim 1,
wherein the driving unit substitutes the current temperature and required flow rate of the coolant into the coolant pumping map as the coolant temperature and pumping flow rate to derive the RPM of the electric water pump as the target RPM. .
상기 냉각수 펌핑 맵은, 상기 냉각수의 온도 데이터가 기록되는 X 좌표계와, 상기 전동식 워터 펌프의 RPM 데이터가 기록되는 Y 좌표계와, 상기 냉각수의 펌핑 유량 데이터가 기록되는 Z 좌표계를 갖는 것을 특징으로 하는 자동차용 냉각 시스템.According to claim 1,
The cooling water pumping map has an X coordinate system in which the temperature data of the coolant is recorded, a Y coordinate system in which the RPM data of the electric water pump is recorded, and a Z coordinate system in which the pumping flow rate data of the coolant is recorded. for cooling system.
상기 산출부는 상기 냉각 대상물의 현재 온도를 기준으로 상기 냉각수의 필요 유량을 산출하는 것을 특징으로 하는 자동차용 냉각 시스템.According to claim 1,
The calculation unit is a cooling system for a vehicle, characterized in that for calculating the required flow rate of the coolant based on the current temperature of the cooling object.
상기 냉각수 순환 라인을 따라 순환된 냉각수가 저장되는 리저버 탱크;
상기 리저버 탱크와 상기 냉각 대상물 사이에 위치하도록 상기 냉각수 순환 라인 상에 설치되고, 상기 냉각수를 펌핑하는 전동식 워터 펌프;
상기 냉각 대상물과 상기 리저버 탱크 사이에 위치하도록 냉각수 순환 라인 상에 설치되는 라디에이터;
상기 냉각수의 현재 온도를 측정하는 센싱 유닛; 및
상기 냉각수 순환 라인을 따라 순환되는 냉각수에 의해 냉각될 수 있도록 상기 냉각수 순환 라인 상에 설치되고, 상기 전동식 워터 펌프의 구동을 제어하는 제어 유닛을 포함하고,
상기 센싱 유닛은,
상기 냉각수의 현재 온도를 측정 가능하도록 상기 리저버 탱크에 설치되는 제1 온도 센서; 및
상기 냉각 대상물의 현재 온도를 측정 가능하도록 상기 냉각 대상물에 설치되는 제2 온도 센서를 구비하고,
상기 냉각 대상물은, 상기 제어 유닛이고,
상기 제2 온도 센서는, 상기 제어 유닛에 설치되는 자동차용 냉각 방법에 있어서,
(a) 상기 냉각수의 현재 온도를 측정하고, 상기 냉각 대상물의 상태를 기준으로 상기 냉각수의 필요 유량을 산출하는 단계;
(b) 상기 냉각수의 현재 온도 및 상기 필요 유량을 기준으로 상기 전동식 워터 펌프의 목표 RPM을 도출하는 단계; 및
(c) 상기 전동식 워터 펌프를 상기 목표 RPM으로 구동하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차용 냉각 방법.a cooling water circulation line through which cooling water is circulated so that the cooling object can be cooled;
a reservoir tank in which the coolant circulated along the coolant circulation line is stored;
an electric water pump installed on the cooling water circulation line to be positioned between the reservoir tank and the cooling target and pumping the cooling water;
a radiator installed on the cooling water circulation line to be positioned between the cooling target and the reservoir tank;
a sensing unit for measuring the current temperature of the cooling water; and
and a control unit installed on the cooling water circulation line to be cooled by the cooling water circulated along the cooling water circulation line and controlling the driving of the electric water pump,
The sensing unit is
a first temperature sensor installed in the reservoir tank to measure the current temperature of the coolant; and
and a second temperature sensor installed in the object to be cooled so as to measure the current temperature of the object to be cooled;
The cooling target is the control unit,
In the cooling method for a vehicle installed in the control unit, the second temperature sensor,
(a) measuring the current temperature of the cooling water and calculating the required flow rate of the cooling water based on the state of the cooling target;
(b) deriving a target RPM of the electric water pump based on the current temperature and the required flow rate of the cooling water; and
(c) driving the electric water pump at the target RPM.
상기 (a) 단계는,
(a1) 상기 냉각 대상물의 현재 온도를 측정하는 단계; 및
(a2) 상기 냉각 대상물의 현재 온도를 기준으로 상기 냉각수의 필요 유량을 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차용 냉각 방법.9. The method of claim 8,
The step (a) is,
(a1) measuring the current temperature of the object to be cooled; and
(a2) calculating the required flow rate of the coolant based on the current temperature of the object to be cooled.
상기 (b) 단계는,
상기 냉각수의 온도, 상기 전동식 워터 펌프의 RPM 및 상기 전동식 워터 펌프에 의해 펌핑되는 냉각수의 펌핑 유량 상호 간의 비례 관계가 맵핑된 냉각수 펌핑 맵에 상기 냉각수의 현재 온도 및 필요 유량을 상기 냉각수의 온도 및 펌핑 유량으로서 대입하고, 상기 냉각수의 현재 온도 및 필요 유량에 상응한 상기 전동식 워터 펌프의 RPM을 상기 목표 RPM으로서 도출하여 수행하는 것을 특징으로 하는 자동차용 냉각 방법.9. The method of claim 8,
The step (b) is,
The current temperature and the required flow rate of the cooling water are displayed on a cooling water pumping map in which a proportional relationship between the temperature of the cooling water, the RPM of the electric water pump, and the pumping flow rate of the cooling water pumped by the electric water pump is mapped. A cooling method for a vehicle, characterized in that the flow rate is substituted, and the RPM of the electric water pump corresponding to the current temperature and the required flow rate of the coolant is derived and performed as the target RPM.
상기 (b) 단계는,
상기 냉각수 펌핑 맵은, 상기 냉각수의 온도 데이터가 기록되는 X 좌표계와, 상기 전동식 워터 펌프의 RPM 데이터가 기록되는 Y 좌표계와, 상기 냉각수의 펌핑 유량 데이터가 기록되는 Z 좌표계를 갖는 것을 특징으로 하는 자동차용 냉각 방법.11. The method of claim 10,
The step (b) is,
The cooling water pumping map has an X coordinate system in which the temperature data of the coolant is recorded, a Y coordinate system in which the RPM data of the electric water pump is recorded, and a Z coordinate system in which the pumping flow rate data of the coolant is recorded. cooling method.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant |