KR102391004B1 - Method and system for controlling water pump - Google Patents

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Abstract

친환경 차량의 구동 모터에 제공되는 냉각수 공급용 워터 펌프를 차량 구동 상태에 적합하게 효율적으로 제어할 수 있는 워터 펌프 제어 방법 및 시스템이 개시된다. 상기 워터 펌프 제어 방법은, 차량의 휠을 구동하는 구동 모터에 대한 토크 지령 및 상기 구동 모터의 회전수를 입력 받는 단계; 상기 토크 지령 및 상기 회전수에 기반하여 상기 구동 모터의 발열량을 예측하는 단계; 및 상기 예측하는 단계에서 예측된 발열량에 기반하여 상기 구동 모터를 냉각하기 위한 냉각수를 상기 구동 모터로 제공하는 워터 펌프에서 제공되는 냉각수 유량을 제어하는 단계를 포함한다.Disclosed are a water pump control method and system capable of efficiently controlling a water pump for supplying coolant provided to a driving motor of an eco-friendly vehicle according to a vehicle driving state. The water pump control method may include: receiving a torque command for a driving motor driving a wheel of a vehicle and a rotation speed of the driving motor; predicting the amount of heat generated by the driving motor based on the torque command and the number of rotations; and controlling a flow rate of coolant provided from a water pump that provides coolant for cooling the drive motor to the drive motor based on the amount of heat predicted in the predicting step.

Description

워터 펌프 제어 방법 및 시스템{METHOD AND SYSTEM FOR CONTROLLING WATER PUMP}Water pump control method and system

본 발명은 워터 펌프 제어 방법 및 시스템에 관한 것으로, 친환경 차량의 구동 모터에 제공되는 냉각수 공급용 워터 펌프를 차량 구동 상태에 적합하게 효율적으로 제어할 수 있는 워터 펌프 제어 방법 및 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a method and system for controlling a water pump, and to a method and system for controlling a water pump capable of efficiently controlling a water pump for supplying coolant provided to a driving motor of an eco-friendly vehicle according to a vehicle driving state.

지구 온난화와 환경 오염 등의 문제가 심각하게 대두 되면서 자동차 산업 분야에서도 환경 오염을 최대한 감소시킬 수 있는 친환경 차량에 대한 연구 개발이 활발하게 이루어지고 있으며 그 시장도 점차 확대되고 있다. As problems such as global warming and environmental pollution become serious, research and development on eco-friendly vehicles that can reduce environmental pollution to the maximum in the automobile industry are being actively conducted, and the market is also gradually expanding.

통상 친환경 자동차는 기존의 화석 연료를 연소시켜 구동력을 발생시키는 엔진 대신 전기 에너지를 이용하여 구동력을 생성하는 전동기(모터)를 적용한 전기 차량, 하이브리드 차량, 플러그인 하이브리드 차량 및 연료전지 차량 등을 통칭하는 것이다.In general, eco-friendly vehicles refer to electric vehicles, hybrid vehicles, plug-in hybrid vehicles, and fuel cell vehicles to which an electric motor (motor) that generates driving force by using electric energy instead of an engine that generates driving force by burning fossil fuel is applied. .

전기 에너지를 이용한 친환경 차량 기술들은 저장되거나 생산되는 전기 에너지를 운동 에너지로 변환하는 모터를 이용하는데, 이러한 에너지 변환 과정에서 모터에서 발생하는 열을 효율적으로 배출할 수 잇게 하는 것은 차량 성능에 있어 매우 중요하다. 뿐만 아니라 모터로 제공되는 전기 에너지의 형태를 직류에서 교류로 변환하는데 필요한 전력 반도체 소자를 포함하는 인버터나 하이브리드 차량의 시동과 발전을 위해 적용되는 하이브리드 스타터 제너레이터(HSG) 등과 같이 전기 에너지를 이용하는 친환경 차량에는 여러 발열 요소들을 포함한다.Eco-friendly vehicle technologies using electric energy use a motor that converts stored or produced electric energy into kinetic energy. Do. In addition, eco-friendly vehicles that use electric energy, such as an inverter including a power semiconductor element required to convert the form of electric energy provided to the motor from direct current to alternating current, or a hybrid starter generator (HSG) applied for starting and generating a hybrid vehicle contains several heating elements.

여러 발열 요소들을 동시에 냉각하기 위해 최근에는 이들을 하나의 냉각수 경로 상에 배치한 수냉각 시스템이 개발되었으며, 수냉각 시스템에는 냉각수의 순환을 위해 워터 펌프가 구비된다. In order to simultaneously cool several heating elements, a water cooling system in which they are disposed on one cooling water path has recently been developed, and the water cooling system is provided with a water pump for circulation of cooling water.

이 워터 펌프는 일종의 모터의 일종으로 그 회전수에 의해 순환되는 냉각수의 유량이 결정된다. 종래의 수냉각 시스템에서는 모터의 회전수(즉, 냉각수의 유량)을 차량의 주변온도를 기반으로 제어하였다. 예를 들어, 주변 온도가 높으면 냉각이 필요한 것으로 판단하여 모터의 회전수(냉각수의 유량)을 증가시키도록 제어하였고, 주변 온도가 낮으면 모터의 회전수를 감소시키거나 모터의 회전을 정지시키는 제어를 수행하였다.This water pump is a kind of motor, and the flow rate of the circulating coolant is determined by its rotation speed. In the conventional water cooling system, the rotation speed of the motor (ie, the flow rate of the coolant) is controlled based on the ambient temperature of the vehicle. For example, when the ambient temperature is high, it is determined that cooling is required, and the motor rotation speed (flow rate of cooling water) is controlled to increase, and when the ambient temperature is low, the motor rotation speed is reduced or the motor rotation is stopped. was performed.

이러한 종래의 제어 방법은 외기온이 항상 높은 열대지방이나 사막지방에서는 구동 모터로 운행을 하지 않는 경우에도 워터 펌프가 가동되어 전기 에너지를 소모함으로써 친환경 차량의 연비를 저하시키는 문제가 발생하였다.In such a conventional control method, in a tropical or desert region where the outdoor temperature is always high, the water pump operates and consumes electric energy even when the driving motor is not operated, thereby lowering the fuel efficiency of the eco-friendly vehicle.

또한, 종래의 제어 방법은, 고출력으로 모터를 구동하는 경우 즉시 냉각수의 유량을 증가시키지 못하고, 구동 모터의 발열에 의한 주변 온도 상승에 소요되는 시간 동안 냉각수 유량을 증가시키지 못하므로 구동 모터를 효과적으로 냉각하지 못하고 빈번하게 구동 모터 출력 제한 온도까지 주변 온도를 상승시킴으로써 출력 제한에 의해 차량의 성능을 강제로 저하시켜야 하는 등의 문제가 발생하였다.In addition, in the conventional control method, when the motor is driven with high output, the flow rate of the coolant cannot be immediately increased, and the coolant flow rate cannot be increased during the time required for the ambient temperature rise due to the heat of the drive motor, so that the driving motor is effectively cooled. Problems occurred such as forcibly lowering the performance of the vehicle by limiting the output by frequently raising the ambient temperature to the limiting temperature of the driving motor output.

상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.The matters described as the background art above are only for improving the understanding of the background of the present invention, and should not be accepted as acknowledging that they correspond to the prior art already known to those of ordinary skill in the art.

KR 10-2012-0055414 AKR 10-2012-0055414 A KR 10-2002-0029498 AKR 10-2002-0029498 A

이에 본 발명은, 친환경 차량의 구동 모터에 제공되는 냉각수 공급용 워터 펌프를 차량 구동 상태에 적합하게 효율적으로 제어할 수 있는 워터 펌프 제어 방법 및 시스템을 제공하는 것을 해결하고자 하는 기술적 과제로 한다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a water pump control method and system capable of efficiently controlling a water pump for supplying coolant provided to a driving motor of an eco-friendly vehicle suitable for a vehicle driving state.

상기 기술적 과제를 해결하기 위한 수단으로서 본 발명은,The present invention as a means for solving the above technical problem,

차량의 휠을 구동하는 구동 모터에 대한 토크 지령 및 상기 구동 모터의 회전수를 입력 받는 단계;receiving a torque command for a driving motor that drives a wheel of a vehicle and a rotation speed of the driving motor;

상기 토크 지령 및 상기 회전수에 기반하여 상기 구동 모터의 발열량을 예측하는 단계; 및predicting the amount of heat generated by the driving motor based on the torque command and the number of rotations; and

상기 예측하는 단계에서 예측된 발열량에 기반하여 상기 구동 모터를 냉각하기 위한 냉각수를 상기 구동 모터로 제공하는 워터 펌프에서 제공되는 냉각수 유량을 제어하는 단계;controlling a flow rate of coolant provided from a water pump that provides coolant for cooling the drive motor to the drive motor based on the amount of heat predicted in the predicting step;

를 포함하는 워터 펌프 제어 방법을 제공한다.It provides a water pump control method comprising a.

본 발명의 일 실시형태에서, 상기 예측하는 단계는, 상기 구동 모터의 토크 및 회전수와 그에 따른 발열량을 사이의 관계를 사전 저장한 데이터 맵을 이용하여 상기 구동 모터의 발열량을 예측할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the predicting may include predicting the amount of heat generated by the drive motor by using a data map in which a relationship between the torque and rotation speed of the drive motor and the amount of heat generated therefrom is stored in advance.

본 발명의 일 실시형태에서, 상기 제어하는 단계는, 상기 예측하는 단계에서 예측된 발열량이 그 이전 예측하는 단계에서 예측된 발열량보다 감소한 경우, 상기 워터 펌프의 냉각수 유량을 그 이전과 같이 사전 설정된 시간 동안 유지하고, 상기 사전 설정된 시간이 경과하면 감소된 발열량에 대응되도록 상기 워터 펌프의 냉각수 유량을 감소시킬 수 있다.In one embodiment of the present invention, in the controlling step, when the amount of heat predicted in the estimating step is reduced than the amount of heat predicted in the previous estimating step, the cooling water flow rate of the water pump is set for a preset time as before. while maintaining, and when the preset time elapses, the coolant flow rate of the water pump may be reduced to correspond to the reduced amount of heat.

본 발명의 일 실시형태에서, 상기 제어하는 단계는, 상기 예측하는 단계에서 예측된 발열량이 사전 설정된 기준값을 초과하는 경우, 상기 워터 펌프를 최대 회전수로 제어할 수 있다.In one embodiment of the present invention, in the controlling, when the amount of heat predicted in the predicting exceeds a preset reference value, the water pump may be controlled to a maximum rotational speed.

본 발명의 일 실시형태에서, 상기 제어하는 단계는, 상기 예측하는 단계에서 예측된 발열량이 그 이전 예측된 발열량보다 감소하지 않고 사전 설정된 기준값 이하인 경우, 사전 설정된 발열량-냉각수 유량의 관계를 기반으로 예측된 발열량에 대응되는 냉각수 유량을 제공하도록 상기 워터 펌프의 회전수를 제어할 수 있다.In one embodiment of the present invention, in the controlling step, if the calorific value predicted in the predicting step does not decrease from the previously predicted calorific value and is less than or equal to a preset reference value, a preset calorific value - Prediction based on the coolant flow rate The rotation speed of the water pump may be controlled to provide a flow rate of cooling water corresponding to the amount of heat generated.

상기 기술적 과제를 해결하기 위한 다른 수단으로서 본 발명은,The present invention as another means for solving the above technical problem,

차량의 휠을 구동하는 구동 모터;a drive motor that drives the wheels of the vehicle;

상기 구동 모터를 냉각하기 위한 냉각수를 상기 구동 모터로 제공하는 워터 펌프; 및 a water pump providing cooling water for cooling the driving motor to the driving motor; and

상기 워터 펌프의 회전수를 조정하여 상기 워터 펌프에서 제공되는 냉각수 유량을 제어하는 컨트롤러;를 포함하며,a controller for controlling the flow rate of cooling water provided from the water pump by adjusting the rotation speed of the water pump;

상기 컨트롤러는, 상기 구동 모터에 대한 토크 지령 및 상기 구동 모터의 회전수에 기반하여 상기 구동 모터의 발열량을 예측하고, 예측된 발열량에 기반하여 상기 냉각수 유량을 제어하는 것을 특징으로 하는 워터 펌프 제어 시스템을 제공한다.wherein the controller predicts the amount of heat generated by the drive motor based on a torque command to the drive motor and the rotation speed of the drive motor, and controls the coolant flow rate based on the predicted amount of heat. provides

본 발명의 일 실시형태에서, 상기 컨트롤러는, 상기 구동 모터의 토크 및 회전수와 그에 따른 발열량을 사이의 관계를 사전 저장한 데이터 맵을 저장하며, 상기 데이터 맵을 이용하여 상기 구동 모터의 발열량을 예측할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the controller stores a data map in which a relationship between the torque and rotation speed of the driving motor and the amount of heat generated therefrom is stored in advance, and the amount of heat generated by the drive motor is calculated using the data map. predictable.

본 발명의 일 실시형태에서, 상기 컨트롤러는, 예측된 발열량이 그 이전에 예측된 발열량보다 감소한 경우, 상기 워터 펌프의 냉각수 유량을 그 이전과 같이 사전 설정된 시간 동안 유지하고, 상기 사전 설정된 시간이 경과하면 감소된 발열량에 대응되도록 상기 워터 펌프의 냉각수 유량을 감소시킬 수 있다.In one embodiment of the present invention, the controller is configured to, when the predicted calorific value is lower than the previously predicted calorific value, maintain the coolant flow rate of the water pump for a preset time as before, and the preset time elapses When the cooling water flow rate of the water pump can be reduced to correspond to the reduced amount of heat.

본 발명의 일 실시형태에서, 상기 컨트롤러는, 예측된 발열량이 사전 설정된 기준값을 초과하는 경우, 상기 워터 펌프를 최대 회전수로 제어할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the controller may control the water pump to a maximum rotation speed when the predicted amount of heat exceeds a preset reference value.

본 발명의 일 실시형태에서, 상기 컨트롤러는, 예측된 발열량이 그 이전에 예측된 발열량보다 감소하지 않고 사전 설정된 기준값 이하인 경우, 사전 설정된 발열량-냉각수 유량의 관계를 기반으로 예측된 발열량에 대응되는 냉각수 유량을 제공하도록 상기 워터 펌프의 회전수를 제어할 수 있다.In one embodiment of the present invention, when the predicted calorific value does not decrease from the previously predicted calorific value and is less than or equal to a preset reference value, the controller is configured to control the cooling water corresponding to the predicted calorific value based on the relationship between the preset calorific value and the coolant flow rate. The number of rotations of the water pump may be controlled to provide a flow rate.

상기 워터 펌프 제어 방법 및 시스템에 따르면, 차량의 주변 온도에 상관없이 구동 모터의 상태에만 기반하여 구동 모터를 냉각하기 위한 냉각수 유량을 제어할 수 있으므로 불필요한 냉각수 공급에 의한 에너지 소모를 감소시킬 수 있으며, 그에 따라 차량 자체의 연비를 향상시킬 수 있다.According to the water pump control method and system, it is possible to control the coolant flow rate for cooling the drive motor based only on the state of the drive motor regardless of the ambient temperature of the vehicle, so that energy consumption due to unnecessary coolant supply can be reduced. Accordingly, fuel efficiency of the vehicle itself may be improved.

또한, 상기 워터 펌프 제어 방법 및 시스템에 따르면, 구동 모터의 토크 지령과 회전수에 기반하여 구동 모터의 발열을 예측하고 모터의 발열이 클 것으로 예상되는 경우 선제적으로 냉각수 공급량을 증가시킴으로써 구동 모터를 효과적으로 냉각시킬 수 있다.In addition, according to the water pump control method and system, heat generation of the drive motor is predicted based on the torque command and the rotation speed of the drive motor, and when the heat of the motor is expected to be large, the drive motor is controlled by preemptively increasing the amount of coolant supplied. can be effectively cooled.

도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 워터 펌프 제어 시스템을 도시한 블록 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 워터 펌프 제어 방법을 도시한 흐름도이다.
도 3은 토크-회전수에 따른 구동 모터의 효율 변화의 일례를 도시한 도면이다.
도 4는 토크-회전수에 따른 구동 모터의 발열량 변화의 일례를 도시한 도면이다.1 is a block diagram illustrating a water pump control system according to an embodiment of the present invention.
2 is a flowchart illustrating a water pump control method according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram illustrating an example of a change in efficiency of a driving motor according to torque-revolution speed.
4 is a diagram illustrating an example of a change in the amount of heat generated by the driving motor according to the torque-revolution speed.

이하, 첨부의 도면을 참조하여 다양한 실시 형태에 따른 워터 펌프 제어 방법 및 시스템을 더욱 상세하게 설명한다.Hereinafter, a water pump control method and system according to various embodiments will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 워터 펌프 제어 시스템을 도시한 블록 구성도이다. 특히, 도 1은 하이브리드 차량에 적용되는 예를 도시한다.1 is a block diagram illustrating a water pump control system according to an embodiment of the present invention. In particular, FIG. 1 shows an example applied to a hybrid vehicle.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시형태에 따른 워터 펌프 제어 시스템은, 차량의 구동 모터(13)와, 구동 모터(13)를 냉각하기 위한 냉각수를 구동 모터(13)로 제공하는 워터 펌프(Electric Water Pump: EWP)(11)와 워터 펌프(11)의 회전수를 조정하여 워터 펌프(11)에서 제공되는 냉각수 유량을 제어하는 컨트롤러(12)를 포함하여 구성될 수 있다.Referring to FIG. 1 , a water pump control system according to an embodiment of the present invention provides a driving motor 13 of a vehicle and a water pump that provides coolant for cooling the driving motor 13 to the driving motor 13 . It may be configured to include an (Electric Water Pump: EWP) 11 and a controller 12 for controlling the flow rate of the coolant provided from the water pump 11 by adjusting the rotation speed of the water pump 11 .

도 1에서 실선으로 표시된 화살은 냉각수의 흐름을 도시한 것이고, 점선으로 도시된 화살은 제어를 위한 신호 또는 구동 모터(13)의 토크를 결정하는 구동전류의 흐름을 도시한다.1 , an arrow indicated by a solid line indicates the flow of coolant, and an arrow indicated by a dotted line indicates a flow of a signal for control or a driving current that determines the torque of the driving motor 13 .

도 1에 실선으로 도시된 화살표가 형성하는 루프와 같이, 친환경 차량의 전기 구동계를 냉각하기 위한 수냉각 시스템에서, 냉각의 대상은 구동 모터(13), 하이브리드 스타터 제너레이터(HSG)(14) 및 하이브리드 파워 컨트롤 유닛(Hybrid Power Control Unit: HPCU)(12)이다. 워터 펌프(11)가 구동되면 냉각수를 저장하는 리저버 탱크(16)에 저장된 냉각수가 구동 모터(13)로 제공되고, 구동 모터(13)를 냉각시킨 냉각수는 다시 HSG(14)로 제공된 후 라디에이터(15)로 입력된다. 라디에이터(15)에서 냉각된 냉각수는 다시 HPCU(15)로 제공되어 HPCU(15)를 냉각한 후 리저버 탱크(16)로 회수된다.As in the loop formed by the arrow shown by the solid line in FIG. 1 , in the water cooling system for cooling the electric drive system of an eco-friendly vehicle, the target of cooling is the drive motor 13 , the hybrid starter generator (HSG) 14 and the hybrid A hybrid power control unit (HPCU) 12 . When the water pump 11 is driven, the coolant stored in the reservoir tank 16 that stores the coolant is provided to the drive motor 13, and the coolant that has cooled the drive motor 13 is again provided to the HSG 14 and then to the radiator ( 15) is entered. Cooling water cooled by the radiator 15 is provided to the HPCU 15 again to cool the HPCU 15 and then recovered to the reservoir tank 16 .

여기서, 라디에이터(15)는 냉각수가 통과하면서 외부의 차가운 공기 등과 열교환을 통해 그 온도를 감소시키기 위한 요소이다. Here, the radiator 15 is an element for reducing the temperature of the coolant through heat exchange with external cold air and the like while the coolant passes.

또한, HPCU(12)는 하이브리드 차량의 파워를 제어하는데 필요한 여러 부품들을 통합하여 일체화 시킨 요소이다. 예를 들어, HPCU(12)는 배터리(미도시)에 저장된 직류 전력을 구동 모터(13)를 구동할 수 있는 3상 교류 전력으로 변환하는 인버터를 포함할 수 있다. 인터버는 스위칭 소자와 다이오드 등을 집적한 파워 모듈로 구현되는데 스위칭에 의한 발열이 심한 요소이다. 도한, HPCU(12)는 커패시터, 버스바, 전류 센서 등을 포함할 수 있으며, 특히 전기 에너지로 동작하는 구동계를 제어하기 위해 필요한 다양한 컨트롤러(예를 들어, 모터 제어 유닛(MCU), 고전압 제어 유닛(HCU)) 등을 포함할 수 있다. 이 명세서에서는 참조부호 '12'를 HPCU 및 그 내부에 구비된 컨트롤러를 모두 지칭하는 것으로 사용하기로 한다.In addition, the HPCU 12 is an element that integrates and integrates various parts necessary for controlling the power of the hybrid vehicle. For example, the HPCU 12 may include an inverter that converts DC power stored in a battery (not shown) into three-phase AC power capable of driving the driving motor 13 . The inverter is implemented as a power module that integrates switching elements and diodes, and is an element that generates a lot of heat due to switching. Also, the HPCU 12 may include a capacitor, a bus bar, a current sensor, and the like, and in particular, various controllers (eg, a motor control unit (MCU), a high voltage control unit) required to control a driving system operated by electric energy. (HCU)) and the like. In this specification, reference numeral '12' will be used to refer to both the HPCU and the controller provided therein.

본 발명의 일 실시형태에서, 컨트롤러(12)는 외부에서 제공되는 구동 모터(13)의 토크 지령을 제공받고, 이 토크 지령에 대응되는 출력을 발휘할 수 있는 크기의 구동 전류를 구동 모터(13)에 제공한다. 구동 모터의 구동 전류를 제어하는 기술에 대해서는 다양한 기법이 이미 공지되어 있으므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.In one embodiment of the present invention, the controller 12 receives a torque command of the driving motor 13 provided from the outside, and generates a driving current of a size capable of exerting an output corresponding to the torque command to the driving motor 13 . provided to Since various techniques are already known for a technique for controlling the driving current of the driving motor, a detailed description thereof will be omitted.

한편, 구동 모터(13)에는 엔코더, 홀센서 또는 레졸버 등과 같은 모터의 회전 속도(회전수, rpm(rotation per minute)이라고 하기도 함)를 검출하는 센서(미도시)가 구비될 수 있으며, 이 센서에서 검출된 모터 회전 속도(rpm)는 컨트롤러(12)로 제공될 수 있다.On the other hand, the drive motor 13 may be provided with a sensor (not shown) for detecting the rotation speed (revolution speed, also referred to as rpm (rotation per minute)) of the motor such as an encoder, a hall sensor or a resolver, The motor rotation speed (rpm) detected by the sensor may be provided to the controller 12 .

본 발명의 일 실시형태에서, 컨트롤러(12)는 입력 받은 토크 지령과 모터의 회전 속도(rpm)를 기반으로 워터 펌프(11)의 회전수를 조정하여 워터 펌프(11)에 의해 제공되는 냉각수 유량을 제어한다. In one embodiment of the present invention, the controller 12 adjusts the rotation speed of the water pump 11 based on the received torque command and the rotation speed (rpm) of the motor to adjust the coolant flow rate provided by the water pump 11 . to control

컨트롤러(12)는 토크 지령과 모터의 회전 속도에 대해 사전 매칭된 모터의 발열량에 대한 데이터 맵을 포함할 수 있으며, 이 데이터 맵을 이용하여 모터의 발열량을 미리 예측하고 그에 따라 워터 펌프 회전수(또는 워터 펌프 유량)를 제어할 수 있다.The controller 12 may include a data map for the amount of heat of the motor that is pre-matched to the torque command and the rotation speed of the motor, and using this data map, predicts the amount of heat of the motor in advance and, accordingly, the number of rotations of the water pump ( or water pump flow rate).

본 발명의 일 실시형태에 따른 워터 펌프 제어 방법은 전술한 워터 펌프 제어 시스템에 의해 구현될 수 있으며, 특히 컨트롤러(12)의 제어 알고리즘에 의해 구현될 수 있다. 따라서, 이하에서 설명되는 본 발명의 일 실시형태에 따른 워터 펌프 제어 방법에 대한 설명을 통해 워터 펌프 제어 시스템의 동작에 대한 설명이 대체될 수 있을 것이다.The water pump control method according to the embodiment of the present invention may be implemented by the above-described water pump control system, and in particular, may be implemented by the control algorithm of the controller 12 . Accordingly, the description of the operation of the water pump control system may be substituted for the description of the water pump control method according to the embodiment of the present invention described below.

도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 워터 펌프 제어 방법을 도시한 흐름도이다.2 is a flowchart illustrating a water pump control method according to an embodiment of the present invention.

기본적으로 본 발명의 일 실시형태에 따른 워터 펌프 제어 방법은, 컨트롤러(12)가 구동 모터(13)에 대한 토크 지령과 구동 모터(13)의 회전수(rpm)를 입력 받고(S11), 입력 받은 토크 지령과 회전수(rpm)을 기반으로 구동 모터(13)의 발열량을 예측한 후(S12), 예측된 발열량을 기반으로 워터 펌프(11)의 회전수를 조정하여 냉각수 유량을 제어(S13 내지 S19)하는 것을 특징으로 한다.Basically, in the water pump control method according to an embodiment of the present invention, the controller 12 receives a torque command for the drive motor 13 and the rotation speed (rpm) of the drive motor 13 ( S11 ), After predicting the amount of heat generated by the drive motor 13 based on the received torque command and the number of revolutions (rpm) (S12), the coolant flow rate is controlled by adjusting the number of revolutions of the water pump 11 based on the predicted amount of heat (S13) to S19) is characterized.

이러한 본 발명의 일 실시형태에 따른 워터 펌프 제어 방법은, 구동 모터(13)의 효율이 구동 모터(13)의 토크와 회전수에 따라 도 3과 같이 결정되는 점을 기반으로 한 것이다.The water pump control method according to the exemplary embodiment of the present invention is based on the fact that the efficiency of the drive motor 13 is determined as shown in FIG. 3 according to the torque and rotation speed of the drive motor 13 .

도 3은 토크-회전수에 따른 구동 모터의 효율 변화의 일례를 도시한 도면이고, 도 4는 토크-회전수에 따른 구동 모터의 발열량 변화의 일례를 도시한 도면이다.FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a change in efficiency of the driving motor according to a torque-revolution speed, and FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a change in the amount of heat generated by the driving motor according to a torque-revolution speed.

도 3에 나타난 바와 같이, 구동 모터(13)의 효율은 일정한 값을 갖는 것이 아니라 토크와 회전수가 변화함에 따라 변화하게 된다. 통상, 모터의 제어 시에는 이러한 모터 효율을 감안하여 효율이 높은 구간에서 모터를 구동하게 한다. 그러나, 모터가 구동되는 실제 상황에서는 항상 효율이 높은 구간에서 동작하게 하는 것은 불가능하며 부득이하게 효율이 떨어지는 구간에서 구동하여야 하는 경우도 발생한다. 모터가 효율이 떨어지는 구간에서 구동되면 손실이 크게 발생하고 발생된 손실은 발열로 나타날 수 있다. 이러한 관계는 모터 토크-회전수와 발열량의 관계를 도시한 도 4와 같이 나타날 수 있다.As shown in FIG. 3 , the efficiency of the driving motor 13 does not have a constant value, but changes as the torque and the number of rotations change. In general, when controlling the motor, the motor is driven in a high-efficiency section in consideration of such motor efficiency. However, in an actual situation in which the motor is driven, it is impossible to always operate in a high-efficiency section, and inevitably, driving in a low-efficiency section occurs. When the motor is driven in a section with low efficiency, a large loss occurs, and the generated loss can appear as heat. Such a relationship may be expressed as in FIG. 4 showing the relationship between motor torque-rotation speed and heat generation amount.

이와 같이, 모터는 토크와 회전수에 의해 결정되는 효율에 따라 발열량이 변화한다는 점을 고려하여 모터의 토크-회전수와 그에 따른 발열량 간의 관계를 사전에 실험적인 방법 또는 이론적인 방법을 통해 결정해 두고 이 관계를 모터 발열량 예측에 적용할 수 있다. 구체적으로, 컨트롤러(12)는 모터의 토크-회전수와 그에 따른 발열량 간의 관계 저장한 데이터 맵을 미리 저장해 둘 수 있으며, 입력되는 구동 모터(13)에 대한 토크 지령과 구동 모터(13)의 회전수를 데이터 맵에 입력하여 그에 대응되는 발열량을 도출함으로써 발열량을 예측할 수 있다.In this way, considering that the amount of heat generated by the motor changes according to the efficiency determined by the torque and the number of revolutions, the relationship between the torque of the motor and the number of revolutions and the resulting heat amount is determined in advance through an experimental or theoretical method. This relationship can be applied to the prediction of the motor calorific value. Specifically, the controller 12 may store in advance a data map in which the relation between the torque-revolution speed of the motor and the amount of heat generated according to it is stored, and the input torque command for the driving motor 13 and the rotation of the driving motor 13 . By inputting a number into the data map and deriving the corresponding calorific value, the calorific value can be predicted.

또한, 컨트롤러(12)는 발열량을 예측한 후, 예측된 발열량에 대해 사전 설정된 워터 펌프(12)의 회전수를 결정하여 워터 펌프(12)에 의해 제공되는 냉각수 유량을 제어할 수 있다. 이를 위해, 컨트롤러(12)는, 구동 모터(13)의 예측 발열량과 냉각수 유량 사이의 관계를 사전에 결정하여 저장한 추가적인 데이터 맵을 포함하거나, 구동 모터(13)의 예측 발열량과 냉각수 유량 사이의 관계를 수식으로 저장하여 연산을 통해 냉각수 유량을 결정할 수도 있다. In addition, the controller 12 may control the coolant flow rate provided by the water pump 12 by predicting the amount of heat generated and then determining the rotation speed of the water pump 12 preset with respect to the predicted amount of heat. To this end, the controller 12 includes an additional data map in which the relationship between the predicted heating value of the driving motor 13 and the cooling water flow rate is determined and stored in advance, or between the predicted heating value of the driving motor 13 and the cooling water flow rate. You can also store the relationship as an equation and calculate the coolant flow rate.

본 발명의 일 실시형태에 따른 워터 펌프 제어 방법은 전술한 것과 같이 구동 모터의 예측 발열량을 도출한 후 그에 기반하여 워터 펌프 유량을 제어 함에 있어서, 그 냉각 효율을 더욱 향상시키기 위해 도 2에 도시된 것과 같이 다양한 형태로 실시될 수 있다.In the water pump control method according to an embodiment of the present invention, in order to further improve the cooling efficiency of the water pump control method in controlling the water pump flow rate based on the predicted heat generation amount of the driving motor as described above, It can be implemented in various forms as

먼저, 도 2에 도시된 것과 같이, 컨트롤러(12)는 구동 모터의 발열량을 예측한 이 후, 발열량이 그 이전 예측 시보다 감소하였는지 판단할 수 있으며(S13), 이전 예측 시보다 감소한 것으로 판단되면, 감소한 예측 발열량을 기반으로 워터 펌프를 제어하는 것이 아니라 이전의 워터 펌프의 유량을 유지하도록 워터 펌프(12)를 제어할 수 있다(S17). 워터 펌프의 유량을 지속적으로 유지하는 제어는 사전 설정된 시간이 경과할 때까지 유지될 수 있으며(S18), 사전 설정된 시간이 경과한 이후에는 감소한 예측 발열량에 대응되는 냉각수 유량이 되도록 워터 펌프(12)의 회전수를 제어할 수 있다(S19)First, as shown in FIG. 2 , after predicting the amount of heat generated by the driving motor, the controller 12 may determine whether the amount of heat generated has decreased compared to the previous prediction (S13). , instead of controlling the water pump based on the reduced predicted calorific value, the water pump 12 may be controlled to maintain the previous flow rate of the water pump (S17). The control for continuously maintaining the flow rate of the water pump may be maintained until a preset time elapses (S18), and after the preset time elapses, the water pump 12 so that the coolant flow rate corresponding to the reduced predicted calorific value is obtained. can control the number of rotations (S19)

이러한 제어는 구동 모터가 일정 시간 이상 고발열 구간에서 구동된 경우 이미 냉각수에 의한 최대 냉각이 이루어지고 있는 상태이지만 냉각수 공급에 의해 구동 모터의 발열을 감소시킬 수 없는 상태일 수 있기 때문이다. 즉, 예측 발열량이 다소 감소한다고 하더라도 이미 구동 모터는 계속 온도가 상승하는 상태를 유지해왔으므로 냉각수 유량을 감소시키지 않고 일정 시간동안 냉각수 공급을 계속 유지하는 것이 구동 모터 온도 조절에 더 효과적일 수 있다.This is because, when the driving motor is driven in a high heat section for a predetermined time or more, maximum cooling by the cooling water is already achieved, but the heat generation of the driving motor may not be reduced by the cooling water supply. That is, even if the predicted calorific value is slightly reduced, since the driving motor has already maintained a state in which the temperature continues to rise, it may be more effective to control the temperature of the driving motor by continuously maintaining the coolant supply for a certain period of time without reducing the coolant flow rate.

또한, 본 발명의 일 실시형태에서, 컨트롤러(12)는 예측 발열량이 감소하지 않는 상태에서(S13), 예측 발열량이 사전 설정된 기준값(A) 보다 더 크다면(S14), 즉시 워터 펌프를 최대 회전수로 제어하여 냉각수가 최대 유량으로 구동 모터(13)에 제공되게 한다(S15).In addition, in one embodiment of the present invention, the controller 12 rotates the water pump to maximum immediately when the predicted heating value does not decrease (S13) and the predicted heating value is greater than the preset reference value (A) (S14) By water control, the cooling water is provided to the driving motor 13 at the maximum flow rate (S15).

이러한 제어는 구동 모터(13)가 크게 발열할 경우를 대비하여 선제적으로 냉각수를 구동 모터(13)에 제공할 수 있도록 워터 펌프(12)를 제어함으로써 구동 모터(13)의 냉각 효과를 극대화할 수 있게 한다.This control maximizes the cooling effect of the driving motor 13 by controlling the water pump 12 to preemptively provide cooling water to the driving motor 13 in case the driving motor 13 generates a large amount of heat. make it possible

한편, 컨트롤러(12)는, 예측된 발열량이 그 이전에 예측된 발열량보다 감소하지 않고(S13) 사전 설정된 기준값 이하인 경우(S14), 사전 설정된 발열량-냉각수 유량의 관계를 기반으로 예측된 발열량에 대응되는 냉각수 유량을 제공하도록 상기 워터 펌프의 회전수를 제어할 수 있다.On the other hand, when the predicted calorific value does not decrease from the previously predicted calorific value (S13) and is less than a preset reference value (S14), the controller 12 responds to the predicted calorific value based on the relationship between the preset calorific value-coolant flow rate The rotational speed of the water pump may be controlled to provide a cooling water flow rate.

이러한 제어를 통해, 본 발명의 실시형태는 주변 온도에 상관없이 구동 모터의 상태에만 기반하여 냉각수 유량을 제어할 수 있으므로 불필요한 냉각수 공급에 의한 에너지 소모를 줄여 차량의 연비를 향상시킬 수 있다.Through this control, the embodiment of the present invention can control the coolant flow rate based only on the state of the driving motor regardless of the ambient temperature, thereby reducing energy consumption due to unnecessary coolant supply and improving fuel efficiency of the vehicle.

이상에서 본 발명의 특정한 실시형태에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.Although shown and described in relation to specific embodiments of the present invention in the above, it is understood that the present invention can be variously improved and changed without departing from the technical spirit of the present invention provided by the following claims. It will be apparent to those of ordinary skill in the art.

11: 워터 펌프(EWP) 12: 컨트롤러(또는 HPCU)
13: 구동 모터 14: 하이브리드 스타터 제너레이터
15: 라디에이터 16: 리저버 탱크11: Water Pump (EWP) 12: Controller (or HPCU)
13: drive motor 14: hybrid starter generator
15: radiator 16: reservoir tank

Claims (10)

차량의 휠을 구동하는 구동 모터에 대한 토크 지령 및 상기 구동 모터의 회전수를 입력 받는 단계;
상기 토크 지령 및 상기 회전수에 기반하여 상기 구동 모터의 발열량을 예측하는 단계; 및
상기 예측하는 단계에서 예측된 발열량에 기반하여 상기 구동 모터를 냉각하기 위한 냉각수를 상기 구동 모터로 제공하는 워터 펌프에서 제공되는 냉각수 유량을 제어하는 단계;를 포함하며,
상기 제어하는 단계는, 상기 예측하는 단계에서 예측된 발열량이 그 이전 예측하는 단계에서 예측된 발열량보다 감소한 경우, 상기 워터 펌프의 냉각수 유량을 그 이전과 같이 사전 설정된 시간 동안 유지하고, 상기 사전 설정된 시간이 경과하면 감소된 발열량에 대응되도록 상기 워터 펌프의 냉각수 유량을 감소시키는 것을 특징으로 하는 워터 펌프 제어 방법.receiving a torque command for a driving motor that drives a wheel of a vehicle and a rotation speed of the driving motor;
predicting the amount of heat generated by the driving motor based on the torque command and the number of rotations; and
Controlling the flow rate of coolant provided from a water pump that provides coolant for cooling the drive motor to the drive motor based on the amount of heat predicted in the predicting step;
In the controlling step, when the amount of heat predicted in the predicting step is lower than the amount of heat predicted in the previous predicting step, the cooling water flow rate of the water pump is maintained for a preset time as before, and the preset time When this elapses, the water pump control method, characterized in that the cooling water flow rate of the water pump is reduced to correspond to the reduced amount of heat. 청구항 1에 있어서,
상기 예측하는 단계는 상기 구동 모터의 토크 및 회전수와 그에 따른 발열량을 사이의 관계를 사전 저장한 데이터 맵을 이용하여 상기 구동 모터의 발열량을 예측하는 것을 특징으로 하는 워터 펌프 제어 방법.The method according to claim 1,
The predicting step is a water pump control method, characterized in that predicting the amount of heat generated by the drive motor using a data map pre-stored in relation between the torque and rotation speed of the drive motor and the amount of heat generated according to the torque and rotation speed of the drive motor. 삭제delete 청구항 1에 있어서, 상기 제어하는 단계는,
상기 예측하는 단계에서 예측된 발열량이 사전 설정된 기준값을 초과하는 경우, 상기 워터 펌프를 최대 회전수로 제어하는 것을 특징으로 하는 워터 펌프 제어 방법.The method according to claim 1, wherein the controlling comprises:
When the amount of heat predicted in the predicting step exceeds a preset reference value, the water pump control method, characterized in that the control of the water pump at a maximum rotation speed. 청구항 1에 있어서, 상기 제어하는 단계는,
상기 예측하는 단계에서 예측된 발열량이 그 이전 예측된 발열량보다 감소하지 않고 사전 설정된 기준값 이하인 경우, 사전 설정된 발열량-냉각수 유량의 관계를 기반으로 예측된 발열량에 대응되는 냉각수 유량을 제공하도록 상기 워터 펌프의 회전수를 제어하는 것을 특징으로 하는 워터 펌프 제어 방법.The method according to claim 1, wherein the controlling comprises:
If the calorific value predicted in the predicting step does not decrease from the previous predicted calorific value and is less than or equal to a preset reference value, the water pump to provide a coolant flow rate corresponding to the predicted calorific value based on the preset calorific value-coolant flow rate relationship A method of controlling a water pump, characterized in that the rotation speed is controlled. 차량의 휠을 구동하는 구동 모터;
상기 구동 모터를 냉각하기 위한 냉각수를 상기 구동 모터로 제공하는 워터 펌프; 및
상기 워터 펌프의 회전수를 조정하여 상기 워터 펌프에서 제공되는 냉각수 유량을 제어하는 컨트롤러;를 포함하며,
상기 컨트롤러는, 상기 구동 모터에 대한 토크 지령 및 상기 구동 모터의 회전수에 기반하여 상기 구동 모터의 발열량을 예측하고, 예측된 발열량에 기반하여 상기 냉각수 유량을 제어하며, 예측된 발열량이 그 이전에 예측된 발열량보다 감소한 경우 상기 워터 펌프의 냉각수 유량을 그 이전과 같이 사전 설정된 시간 동안 유지하고, 상기 사전 설정된 시간이 경과하면 감소된 발열량에 대응되도록 상기 워터 펌프의 냉각수 유량을 감소시키는 것을 특징으로 하는 워터 펌프 제어 시스템.a drive motor that drives the wheels of the vehicle;
a water pump providing cooling water for cooling the driving motor to the driving motor; and
a controller controlling the flow rate of the coolant provided from the water pump by adjusting the rotation speed of the water pump;
The controller predicts the amount of heat generated by the drive motor based on a torque command to the drive motor and the rotation speed of the drive motor, and controls the coolant flow rate based on the predicted amount of heat, and the predicted amount of heat is previously When the amount of heat is lower than the predicted amount, the coolant flow rate of the water pump is maintained for a preset time as before, and when the preset time has elapsed, the coolant flow rate of the water pump is reduced to correspond to the reduced amount of heat. water pump control system. 청구항 6에 있어서,
상기 컨트롤러는, 상기 구동 모터의 토크 및 회전수와 그에 따른 발열량을 사이의 관계를 사전 저장한 데이터 맵을 저장하며, 상기 데이터 맵을 이용하여 상기 구동 모터의 발열량을 예측하는 것을 특징으로 하는 워터 펌프 제어 시스템.7. The method of claim 6,
The controller stores a data map pre-stored in relation between the torque and rotation speed of the driving motor and the amount of heat generated according to the torque and rotation speed of the driving motor, and predicts the amount of heat generated by the driving motor using the data map. control system. 삭제delete 청구항 6에 있어서,
상기 컨트롤러는, 예측된 발열량이 사전 설정된 기준값을 초과하는 경우, 상기 워터 펌프를 최대 회전수로 제어하는 것을 특징으로 하는 워터 펌프 제어 시스템.7. The method of claim 6,
wherein the controller controls the water pump at a maximum rotational speed when a predicted amount of heat exceeds a preset reference value. 청구항 6에 있어서,
상기 컨트롤러는, 예측된 발열량이 그 이전에 예측된 발열량보다 감소하지 않고 사전 설정된 기준값 이하인 경우, 사전 설정된 발열량-냉각수 유량의 관계를 기반으로 예측된 발열량에 대응되는 냉각수 유량을 제공하도록 상기 워터 펌프의 회전수를 제어하는 것을 특징으로 하는 워터 펌프 제어 시스템.7. The method of claim 6,
The controller is configured to provide a cooling water flow rate corresponding to the predicted calorific value based on the preset calorific value-cooling water flow rate relationship when the predicted calorific value does not decrease from the previously predicted calorific value and is less than or equal to a preset reference value. A water pump control system, characterized in that it controls the rotation speed.
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