KR20130029905A

KR20130029905A - 엔진 배기열 이용한 차량용 워터펌프 제어시스템

Info

Publication number: KR20130029905A
Application number: KR1020110093299A
Authority: KR
Inventors: 김대광
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2011-09-16
Filing date: 2011-09-16
Publication date: 2013-03-26

Abstract

본 발명은 엔진과 연동된 기계식 펌프와 서모스탓을 구비한 차량용 워터펌프 제어시스템에 관한 것으로, 상기 발명은 상기 엔진 냉각에 사용된 후 유입된 냉각수를 선택적으로 통과시키기 위한 제1 밸브와, 상기 제1 밸브에 의해 유입된 냉각수를 배기열 회수장치 및 히터코어를 차례로 통과시켜 상기 서모스탓으로 유출하기 위한 제1 유로; 상기 제1 유로 중 상기 제1 밸브와 상기 배기열 회수장치의 사이로부터 분기되고 상기 분기된 지점을 통해 유입된 냉각수를 선택적으로 통과시키기 위한 제2 밸브와 상기 제2 밸브에 의해 유입된 냉각수를 상기 서모스탓으로 제공하는 전동펌프를 구비한 제2 유로; 및 상기 엔진의 동작 유무에 대응하여 상기 제1 밸브, 제2 밸브 및 상기 전동펌프를 제어하여 상기 제1 유로 및 제2 유로의 냉각수의 순환을 조절하는 엔진제어기;를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의해 본 발명은 엔진 정지 시 배기열 회수계의 냉각수온을 제어하여, 국부적 냉각수온 상승에 따른 냉각수 보일링을 방지하고, 엔진정지 시 실내 난방 성능을 향상할 수 있다.

Description

엔진 배기열 이용한 차량용 워터펌프 제어시스템{Water pump control system for vehicle using exhaust air heat}

본 발명은 차량용 워터펌프 제어시스템에 관한 것으로, 구체적으로는 엔진 배기열을 회수하여 이용하는 차량용 워터펌프 제어시스템에 관한 것이다.

차량용 워터펌프 제어시스템은 엔진 및 히터코어와 같이 차량에 장착된 장치에 냉각수를 순환하는 장치이다. 종래 차량용 워터펌프 제어시스템에는 이산화탄소 저감과 내연기관의 열효율 증대를 위해 엔진 배기열을 회수하는 기술이 적용되고 있다.

그러나, 종래 일반 기계식 워터펌프를 구비한 차량용 워터펌프 제어시스템은, 엔진 배기열을 회수하기 위한 배기열 회수장치가 적용되는 경우 차량이 열부하가 큰 조건에서 주행 후 정지 시 배기열 회수장치 내 냉각수의 흐름이 없기 때문에, 국부적인 온도 상승과 함께 기포가 발생하여 국부적인 압력 상승이 일어나는 문제가 있다.

또한, 종래 차량용 워터펌프 제어시스템은 아이들 자동정지 시스템이 적용되는 경우 엔진 정지에 따라서 난방성능의 보조기능을 수행하기가 어렵게 될 수 있다.

KR 10-2009-0036825 A, 2009. 04. 15, 도면 3a

본 발명의 목적은 종래 기계식 워터펌프를 구비한 워터펌프 제어시스템에 배기열 회수장치를 적용하는 경우 나타나는 문제를 해결하고, 최소한의 추가노력을 통해 기계식 워터펌프를 전동식 워터펌프로 교체하는 것과 동일한 효과를 얻을 수 있는 차량용 워터펌프 제어시스템을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 엔진과 연동된 기계식 펌프와 서모스탓을 구비한 차량용 워터펌프 제어시스템에 관한 것으로, 상기 차량용 워터펌프 제어시스템은 상기 엔진 냉각에 사용된 후 유입된 냉각수를 외부의 제어에 의해 선택적으로 통과시키기 위한 제1 밸브와, 상기 제1 밸브에 의해 유입된 냉각수를 배기열 회수장치 및 히터코어를 차례로 통과시켜 상기 서모스탓으로 유출하기 위한 제1 유로; 상기 제1 유로 중 상기 제1 밸브와 상기 배기열 회수장치의 사이로부터 분기되고 상기 분기된 지점을 통해 유입된 냉각수를 외부의 제어에 의해 선택적으로 통과시키기 위한 제2 밸브와 상기 제2 밸브에 의해 유입된 냉각수를 외부의 제어에 의해 상기 서모스탓으로 펌핑하여 제공하는 전동펌프를 구비한 제2 유로; 및 상기 엔진의 동작 유무에 대응하여 상기 제1 밸브, 제2 밸브 및 상기 전동펌프를 제어하여 상기 제1 유로 및 제2 유로의 냉각수의 순환을 조절하는 엔진제어기;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 엔진제어기는 상기 엔진의 동작이 있는 것으로 감지한 경우 상기 제2 밸브를 폐쇄하고, 상기 제1 밸브를 개방하며, 상기 전동펌프를 오프(OFF)할 수 있다.

상기 엔진제어기는 상기 엔진의 동작이 없는 것으로 감지하고, 상기 실내 난방에 보조가 필요한 것으로 판단하거나 외부로부터 감지된 냉각수온이 사전에 정해진 냉각수온 설정값보다 높은 것으로 판단한 경우, 제2 밸브를 개방하고 상기 제1 밸브를 폐쇄하며 상기 전동펌프를 온(ON)할 수 있다. 여기서 상기 엔진제어기는 차량에 설치된 블로우팬(blower fan)이 온(ON)되고, 에어컨이 오프(OFF)된 것으로 감지한 경우 상기 실내 난방에 보조가 필요한 것으로 판단할 수 있다.

상기 엔진제어기는 상기 엔진의 동작이 없는 것으로 감지하고, 상기 실내 난방에 보조가 필요 없는 것으로 판단하고 외부로부터 감지된 냉각수온이 사전에 정해진 냉각수온설정온도 이하인 것으로 판단한 경우, 상기 제2 밸브를 개방하고 상기 제1 밸브를 개방하며 상기 전동펌프를 오프(OFF)할 수 있다. 여기서 상기 엔진제어기는 차량에 설치된 블로우팬(blower fan)이 오프(OFF)되거나, 에어컨이 온(ON)된 것으로 감지한 경우 상기 실내 난방에 보조가 필요 없는 것으로 판단할 수 있다.

이와 같이, 본 발명에 따른 차량용 워터펌프 제어시스템은 기계식 워터펌프를 구비한 워터펌프 제어시스템에서 제1 밸브, 제2 밸브 및 전동펌프를 추가로 설치하여 엔진 정지 시 배기열 회수계의 냉각수온을 제어하여, 국부적 냉각수온 상승에 따른 냉각수 보일링을 방지하고, 엔진정지 시 실내 난방 성능을 향상할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 차량용 워터펌프 제어시스템은 실내 난방 성능 향상으로 엔진 정지 영역이 확대되어 연비를 개선할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 워터펌프 제어시스템의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 워터펌프 제어시스템의 제어절차도이다.

이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 워터펌프 제어시스템에 대하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 워터펌프 제어시스템의 블록도이다. 본 실시예에 따른 차량용 워터펌프 제어시스템(1)은, 도 1에 도시된 바와 같이, 엔진과 이와 연동되는 기계식 펌프(10) 및 서모스탓(20)에 의해 냉각수가 순환된다.

본 실시예에 따른 차량용 워터펌프 제어시스템(1)은 엔진을 통과한 냉각수가 라디에이터(R)를 통해 순환하는 순환로 외에, 제1 유로(30) 및 제2 유로(40)를 통해 냉각수를 순환한다.

제1 유로(30)는 제1 밸브(32)에 의해 유입된 냉각수를 배기열 회수장치(34) 및 히터코어(36)를 차례로 통과시켜 서모스탓(20)으로 연결하는 유로이다. 제1 밸브(32)는 엔진 냉각에 사용된 후 엔진으로부터 제1 유로(30)로 유입된 냉각수를 엔진제어기(50)의 제어에 의해 개방하거나 폐쇄한다.

제1 유로(30)를 통과하는 냉각수는 배기열 회수장치(34)에 의해 수온이 상승하여 히터코어(36)의 난방에 이용될 수 있다.

제2 유로(40)는 제1 유로(30) 중 제1 밸브(32)와 배기열 회수장치(34)의 사이로부터 분기되어 제2 밸브(42)에 의해 유입된 냉각수를 전동펌프(44)를 통해 서모스탓(20)으로 연결하는 유로이다. 제2 밸브(42)는 분기된 지점을 통해 유입된 냉각수를 엔진제어기(50)의 제어에 의해 개방하거나 폐쇄한다.

전동펌프(44)는 엔진제어기(50)의 제어기에 의해 동작되고, 제2 밸브(42)에 의해 유입된 냉각수를 서모스탓(20)으로 펌핑하여 제공할 수 있다.

엔진제어기(50)은 차량에 설치된 외부의 전자기기로부터 차량정보를 수신하고 제1 유로(30), 제2 유로(40)를 흐르는 냉각수의 순환을 조절할 수 있다. 이러한 냉각수의 순환을 조절하는 것은 제1 밸브(32), 제2 밸브(42) 및 전동펌프(44)의 동작을 제어하는 것에 의해 수행된다.

엔진제어기(50)의 제어에 대해서는 도 2를 참조하여 구체적으로 설명한다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 워터펌프 제어시스템의 동작을 설명하기 위한 제어 절차도이다. 여기서는 라디에이터(R)를 통과하는 냉각 순환로에 대한 설명은 주지의 기술에 해당하기 때문에 생략한다.

엔진제어기(50)는 수신된 차량정보 중 엔진의 동작여부를 확인하고(S210), 엔진이 작동하고 있는 것으로 판단한 경우 제2 밸브(42)를 폐쇄하고(S212), 제1 밸브(32)를 개방하며(S214), 제2 유로(40)에 배치된 전동펌프(44)의 동작을 오프(OFF)한다(S216).

이것은 엔진이 작동된 경우로 기계식 펌프(10)에 의해, 제1 유로(30)에 의한 냉각수의 순환이 이루어진다. 엔진을 통과한 냉각수는 개방된 제1 밸브(32)를 통해 배기열 회수장치(34) 및 히터코어(36)를 차례로 통과하여 서모스탓(20)으로 전달된다.

엔진제어기(50)는, S210단계의 판단결과 엔진이 작동하지 않은 것으로 확인 한 경우, 실내 난방에 보조가 필요한 지, 차량정보 중 냉각수온이 사전에 정해진 냉각수온 설정값 보다 높은 지 판단한다(S220).

S220단계의 판단결과, 엔진제어기(50)가 실내 난방 보조가 필요한 것으로 판단한 경우 또는 냉각수의 수온이 사전에 정해진 냉각수온 설정값보다 크다고 판단한 경우, 제2 밸브(42)를 개방하고(S222) 제1 밸브(32)를 폐쇄하며(S224), 전동펌프(44)를 온(ON)한다(S225).

실내 난방 보조가 필요한 조건은 차량에 설치된 블로우팬(blower fan)이 온(ON)되고 에어컨이 오프(OFF)된 것으로 감지된 경우 충족될 수 있다. 엔진제어기(50)는 사전에 설정된 설정시간 범위 내에서 S222단계 내지 S225단계의 제어절차를 수행한다(S227).

한편, S220단계의 판단결과, 엔진제어기(50)가 실내 난방 보조가 필요 없는 것으로 판단하고, 냉각수의 수온이 사전에 정해진 냉각수온 설정값 이하인 경우, 제2 밸브(42)를 개방하고(S230), 제1 밸브(32)를 개방하며(S232), 전동펌프(44)를 오프(OFF)한다(S235).

이와 같이, 본 실시예에 따른 차량용 워터펌프 제어시스템은 기계식 워터펌프를 구비한 워터펌프 제어시스템에서 제1 밸브, 제2 밸브 및 전동펌프를 추가로 설치하여 엔진 정지 시 배기열 회수계의 냉각수온을 제어하여, 국부적 냉각수온 상승에 따른 냉각수 보일링을 방지하고, 엔진정지 시 실내 난방 성능을 향상할 수 있다.

1: 차량용 워터펌프 제어시스템 10: 기계식 워터펌프
20: 서모스탓 30: 제1 유로
32: 제1 밸브 34: 배기열 회수장치
36: 히터코어 40: 제2 유로
42: 제2 밸브 44: 전동펌프
50: 엔진제어기

Claims

엔진과 연동된 기계식 펌프와 서모스탓을 구비한 차량용 워터펌프 제어시스템에 있어서,
상기 엔진 냉각에 사용된 후 유입된 냉각수를 외부의 제어에 의해 선택적으로 통과시키기 위한 제1 밸브와, 상기 제1 밸브에 의해 유입된 냉각수를 배기열 회수장치 및 히터코어를 차례로 통과시켜 상기 서모스탓으로 유출하기 위한 제1 유로;
상기 제1 유로 중 상기 제1 밸브와 상기 배기열 회수장치의 사이로부터 분기되고 상기 분기된 지점을 통해 유입된 냉각수를 외부의 제어에 의해 선택적으로 통과시키기 위한 제2 밸브와 상기 제2 밸브에 의해 유입된 냉각수를 외부의 제어에 의해 상기 서모스탓으로 펌핑하여 제공하는 전동펌프를 구비한 제2 유로; 및
상기 엔진의 동작 유무에 대응하여 상기 제1 밸브, 제2 밸브 및 상기 전동펌프를 제어하여 상기 제1 유로 및 제2 유로의 냉각수의 순환을 조절하는 엔진제어기;를
포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 워터펌프 제어시스템.
제1항에 있어서,
상기 엔진제어기는 상기 엔진의 동작이 있는 것으로 감지한 경우 상기 제2 밸브를 폐쇄하고, 상기 제1 밸브를 개방하며, 상기 전동펌프를 오프(OFF)하는 것을 특징으로 하는 차량용 워터펌프 제어시스템.
제1항에 있어서,
상기 엔진제어기는 상기 엔진의 동작이 없는 것으로 감지하고, 상기 실내 난방에 보조가 필요한 것으로 판단하거나 외부로부터 감지된 냉각수온이 사전에 정해진 냉각수온 설정값보다 높은 것으로 판단한 경우, 제2 밸브를 개방하고 상기 제1 밸브를 폐쇄하며 상기 전동펌프를 온(ON)하는 것을 특징으로 하는 차량용 워터펌프 제어시스템.
제3항에 있어서,
상기 엔진제어기는 차량에 설치된 블로우팬(blower fan)이 온(ON)되고, 에어컨이 오프(OFF)된 것으로 감지한 경우 상기 실내 난방에 보조가 필요한 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 차량용 워터펌프 제어시스템.
제3항에 있어서,
상기 엔진제어기는 상기 엔진의 동작이 없는 것으로 감지하고, 상기 실내 난방에 보조가 필요 없는 것으로 판단하고 외부로부터 감지된 냉각수온이 사전에 정해진 냉각수온설정온도 이하인 것으로 판단한 경우, 상기 제2 밸브를 개방하고 상기 제1 밸브를 개방하며 상기 전동펌프를 오프(OFF)하는 것을 특징으로 하는 차량용 워터펌프 제어시스템.
제5항에 있어서,
상기 엔진제어기는 차량에 설치된 블로우팬(blower fan)이 오프(OFF)되거나, 에어컨이 온(ON)된 것으로 감지한 경우 상기 실내 난방에 보조가 필요 없는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 차량용 워터펌프 제어시스템.