KR20020058787A

KR20020058787A - 워터펌프 구동 제어방법

Info

Publication number: KR20020058787A
Application number: KR1020000086917A
Authority: KR
Inventors: 최지현
Original assignee: 이계안; 현대자동차주식회사
Priority date: 2000-12-30
Filing date: 2000-12-30
Publication date: 2002-07-12

Abstract

본 발명은 냉각수를 순환시키는 워터펌프의 구동 온 조건에서 신속한 응답성을 제공하고 동시에 전기적 부하를 최소화하여 연비 악화를 최소화하도록 하는 워터펌프 구동 제어방법에 관한 것으로, 엔진의 시동이 온되면 각 부분에 대한 온도 정보를 기준값과 비교하여 워터펌프의 구동 조건인지를 판단하는 과정과, 워터펌프의 구동 조건이 아니면 액츄에이터를 온시켜 워터펌프에 전달되는 동력을 차단하는 과정과, 엔진 시동후 시간의 경과에 따라 검출되는 각 부분에 대한 온도 정보가 워터펌프의 구동 조건이면 액츄에이터를 오프시켜 워터펌프에 전달되는 동력을 연결시키는 과정을 포함하며, 액츄에이터를 이용한 워터펌프 동력 제어는 액츄에이터 온 상태에서 솔레노이드에 의한 자기력으로 클러치를 이송시켜 풀리와 임펠러 샤프트간의 동력 전달을 해방시키고, 액츄에이터의 오프 상태에서 압축 스프링의 복원력을 통해 클러치와 풀리가 체결되어 풀리와 임펠러 샤프트간의 동력 전달이 유지되도록 하는 것을 특징으로 한다.

따라서, 기존의 벨트/풀리 방식의 워터펌프 구동에 큰 변화없이 온 오프의 제어가 용이하게 적용되어 액츄에이터로서 모터를 사용하는 방식에 비해 원가 절감을 도모하고, 워터펌프의 구동 온 조건에서 액츄에이터를 오프시킴으로써 신속한 응답성을 제공하며, 주행중의 전기적 부하를 최소하여 연비의 부담을 경감시킨다.

Description

워터펌프 구동 제어방법{METHOD FOR A WATER PUMP ON/OFF CONTROLLING IN VEHICLES}

본 발명은 자동차에서 냉각수를 순환시키는 워터펌프의 구동 제어방법에 관한 것으로, 더 상세하게는 워터펌프의 구동 온 조건에서 신속한 응답성을 제공하고 동시에 전기적 부하를 최소화하여 연비 악화를 배제하도록 하는 워터펌프 구동 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로 워터펌프는 엔진이 일정한 온도 조건 이상으로 가열되면 라디에이터에 주입되어 있는 냉각수를 실린더 및 실린더 헤드에 순환시켜 엔진이 과열되는 것을 방지하여 주는 것으로, 종래의 엔진에서는 엔진의 시동이 온하다 제어수단은 냉각수온과 촉매의 온도 및 배기가스의 온된 정보 등을 검출 분석한 다음 배기가스 중 인체에 치명적인 탄화수소(HC) 저감의 주 매커니즘인 연소력 감소와 출력포트의 온도 상승 효과를 달성하면서 엔진의 과열에 의한 열화(Heat Damage)를 방지할 수 있는 조건에 도달하게 되면 워터펌프 구동 액츄에이터를 구동시켜 냉각수를 순환시키는 방식을 적용하고 있다.

이와 같은 종래의 방식은 배기가스 측정을 위한 FTP(Federal Test Procedure) 모드 상에서 워터펌프의 구동 조건에 도달하는데 걸리는 시간을 측정해 보면 대략 150초 ∼ 180초 정도이며, 엔진의 온 시동의 조건에서 워터펌프의 구동 조건에 도달하는 시간을 측정해 보면 대략 30초 ∼ 40초 이내가 소요된다.

이와 같은 실험의 결과는 일반적인 주행 조건에서 워터펌프의 구동 오프의 시간이 구동 온의 시간에 비하여 매우 짧다는 것을 알 수 있으며, 워터펌프의 구동 오프의 조건에 비해 상대적으로 더 긴 온 조건 동안 액츄에이터를 구동함으로써 자동차의 전기적 부하를 증가시키고 연비 악화를 초래하게 되는 문제점이 발생된다.

본 발명은 전술한 바와 같은 제반적인 문제점을 감안한 것으로, 그 목적은 엔진의 시동 온 시 워터펌프의 구동 오프의 조건에서 액츄에이터의 구동시킴으로써 워터펌프의 축과 구동 풀리 사이의 연결을 차단하고, 워터펌프 구동 조건에서 액츄에이터를 오프시켜 차단 상태에 있는 워터펌프와 구동 풀리를 연결함으로써 냉각수의 순환 응답성을 향상시키고, 워터펌프의 온 조건에서 액츄에이터 구동에 따른 전기적 부하를 최소화하여 연비 악화를 배제하도록 한 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 워터펌프 구동 제어장치에 대한 구성 블록도.

도 2는 본 발명에 따라 워터펌프 구동 제어를 수행하는 실시예의 흐름도.

도 3은 본 발명에 따라 구동되는 워터펌프의 구성 단면도.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 엔진의 시동이 온되면 각부분에 대한 온도 정보를 기준값과 비교하여 워터펌프의 구동 조건인지를 판단하는 과정과, 워터펌프의 구동 조건이 아니면 액츄에이터를 온시켜 워터펌프에 전달되는 동력을 차단하는 과정과, 엔진 시동후 시간의 경과에 따라 검출되는 각 부분에 대한 온도 정보가 워터펌프의 구동 조건이면 액츄에이터를 오프시켜 워터펌프에 전달되는 동력을 연결시키는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 워터펌프 구동 제어방법을 제공한다.

상기에서 액츄에이터를 이용한 워터펌프 동력 제어는 액츄에이터 온 상태에서 솔레노이드에 의한 자기력으로 클러치를 이송시켜 풀리와 임펠러 샤프트간의 동력 전달을 해방시키고, 액츄에이터의 오프 상태에서 압축 스프링의 복원력을 통해 클러치와 풀리가 체결되어 풀리와 임펠러 샤프트간의 동력 전달이 유지되도록 하는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 워터펌프 구동 제어장치는 차량상태 검출부(10)와, 제어부(20) 및 액츄에이터(30)로 이루어지는데, 차량상태 검출부(10)는 냉각수의 온도를 검출하는 수온센서와 삼원 촉매장치의 온도를 검출하는 촉매온도센서 및 배기가스의 온도를 검출하는 배기가스 온도센서로 이루어지며, 엔진 시동후 검출되는 각각의 정보를 제어부(20)측에 제공하는 기능을 담당한다.

제어부(20)는 엔진 시동 이후 차량상태 검출부(10)에서 제공되는 정보에 따라 냉각수 순환을 위한 제반적인 동작을 제어하며, 액츄에이터(30)는 상기 제어부(20)의 신호에 따라 온/오프 구동되어 도시되지 않은 워터펌프의 동력 전달을 제어한다.

전술한 바와 같은 기능을 포함하는 본 발명의 구성에서 워터펌프의 구동을 제어하는 동작에 대하여 설명하면 다음과 같다.

엔진의 시동 온 되면 제어부(20)는 차량상태 검출부(10)에서 제공되는 정보를 분석하여 실린더 블록의 온도가 설정된 기준값, 즉 80℃ 이하의 상태를 유지하고, 모델링된 삼원 촉매장치의 촉매 온도가 설정된 기준값, 즉 625℃ 이하의 상태를 유지하는지의 여부를 판단한다(S101)(S102)(S103).

이때, 실린더 블록의 온도가 기준값 이하의 상태를 유지하고 모델링된 촉매 온도가 기준값 이하의 상태를 유지하고 있는 것으로 판단되면 제어부(20)는 워터펌프의 구동 오프의 조건인 것으로 판단하여(S104) 액츄에이터(30)를 온 상태로 제어한다(S105).

따라서, 첨부된 도 3에서 알 수 있는 바와 같이 솔레노이드(301)에 전력이 공급되므로 솔레노이드(301)에 자기력이 형성되어 영구자석(302)과의 인력 및 척력에 의해 압축 스프링(303)을 왼쪽으로 밀어 클러치(305)를 이동시키므로 엔진 시동에 따라 벨트를 통해 동력이 전달되고 있는 풀리(306)와 샤프트(307)를 해방시켜 냉각수를 순환시키는 임펠러(308)가 구동되지 않도록 함으로써 냉각수의 순환이 이루어지지 못하도록 한다.

상기와 같이 시동 온시 냉각수의 순환이 이루어지지 않는 상태에서제어부(20)는 차량상태 검출부(10)의 정보를 분석하여 실린더 블록과 실린더 헤드의 수온이 기준값 이상, 즉 실린더 블록의 수온이 80℃ 이상이고, 실린더 헤드의 수온이 110℃ 이상으로 검출되는지를 판단하며(S106), 상기의 조건을 만족하는 것으로 판단되면 제어부(20)는 워터펌프의 구동 조건인 것으로 판단하여 액츄에이터(30)를 오프시킨다(S107)(S108).

따라서, 첨부된 도 3에서 알 수 있는 바와 같이 솔레노이드(301)에 공급되는 전기력이 차단되므로 자기장의 형성이 없어지게 되어 압축 스프링(303)에 의한 반발력에 의해 클러치(305)가 오른쪽으로 이송되어 풀리(306)와 체결되므로 엔진의 시동에 따라 동력이 전달되는 풀리(306)의 동력이 클러치(305)를 통해 샤프트(307)에 전달되므로 샤프트(307)의 종단부에 체결되어 있는 임펠러(308)가 회전하여 엔진의 각 부분에 냉각수를 순환시키게 된다.

또한, 상기 S102에서 실린더 블록의 수온이 설정된 기준값, 즉 80℃ 이상을 유지하는 것으로 판단되면 엔진의 온 시동인 것으로 판단하여 모델링된 촉매의 온도가 설정된 제2기준값, 즉 480℃ 이하의 상태를 유지하는지를 판단한다(S110).

상기에서 촉매의 온도가 설정된 제2기준값을 초과하는 상태인 것으로 판단되면 엔진이 정상적으로 가열되어 있는 상태에서의 시동인 것으로 판단하여 전술한 바와 같이 액츄에이터의 구동을 오프시켜 클러치(305)가 풀리(306)와 연결되도록 함으로써 냉각수의 순환이 정상적으로 이루어지도록 하고, 촉매의 온도가 설정된 제2기준값 이하의 상태를 유지하는 것으로 판단되면 워터펌프의 구동 조건이 아닌 상태이므로 액츄에이터(30)를 온 상태로 유지시켜 전술한 바와 같은 동작으로 클러치(305)와 풀리(306)의 동력 전달을 차단하므로 냉각수의 순환이 이루어지지 못하도록 한다(S111)(S112).

상기와 같이 냉각수의 순환이 이루어지지 않는 상태에서 제어부(20)에 검출되는 모델링된 배기가스의 온도가 설정된 기준값, 즉 405℃이상이고, 실린더 헤드의 수온이 설정된 기준값, 즉 110℃ 이상을 유지하는지의 여부를 판단하여(S113) 상기의 조건을 만족하는 경우 워터펌프의 구동 조건인 것으로 판단하여 액츄에이터(30)를 오프 상태로 절환시켜 전술한 바와 같은 동작의 구동을 통해 냉각수의 순환이 이루어지도록 한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 워터펌프의 온 오프가 제어가 솔레노이드 클러치에 의해 단속되도록 함으로써 기존의 벨트/풀리 방식의 워터펌프 구동에 큰 변화없이 온 오프의 제어가 용이하게 적용되어 액츄에이터로서 모터를 사용하는 방식에 비해 원가 절감을 도모하고, 워터펌프의 구동 온 조건에서 액츄에이터를 오프시킴으로써 신속한 응답성을 제공하며, 주행중의 전기적 부하를 최소하여 연비의 부담을 경감시킨다.

Claims

엔진의 시동이 온하다 각 부분에 대한 온도 정보를 기준값과 비교하여 워터펌프의 구동 조건인지를 판단하는 과정과;

워터펌프의 구동 조건이 아니면 액츄에이터를 온시켜 워터펌프에 전달되는 동력을 차단하는 과정과;

엔진 시동후 시간의 경과에 따라 검출되는 각 부분에 대한 온도 정보가 워터펌프의 구동 조건이면 액츄에이터를 오프시켜 워터펌프에 전달되는 동력을 연결시키는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 워터펌프 구동 제어방법.
청구항 1에 있어서,

상기 액츄에이터를 이용한 워터펌프 동력 제어는 액츄에이터 온 상태에서 솔레노이드에 의한 자기력으로 클러치를 이송시켜 풀리와 임펠러 샤프트간의 동력 전달을 해방시키고, 액츄에이터의 오프 상태에서 압축 스프링의 복원력을 통해 클러치와 풀리가 체결되어 풀리와 임펠러 샤프트간의 동력 전달이 유지되도록 하는 것을 특징으로 하는 워터펌프 구동 제어방법.