KR20180070372A - 군수용 전동식 워터펌프 제어 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 군수용 전동식 워터펌프 제어 장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는, 직류 전원을 입력 전원으로 공급하는 배터리(30); 상기 배터리(30)로부터 공급받은 전원을 사용가능한 전원으로 변환하여 일정한 값으로 공급하는 전원변환부(40); 모터 제어용 PWM을 출력하고, 통신 모듈(70)을 통하여 ECU(80)와 통신을 할 수 있는 MCU(10); 상기 출력된 PWM 신호를 기반으로 하여 MOSFET의 게이트 구동 전압 및 신호를 공급하고, 펌프 동작시 이상 신호를 검출하기 위해 모니터링 기능을 더 포함하는 모터 드라이버(50); 상기 배터리(50)의 전압이 기설정된 값을 벗어나면 에러를 발생시키고 전동식 워터펌프를 정지시키기 위한 과전압 및 저전압검출부(20)를 포함하는 군수용 전동식 워터펌프 제어 장치에 관한 것이다.

Description

군수용 전동식 워터펌프 제어 장치{Apparatus for Control Electric Water Pump}
본 발명은 군수용 전동식 워터펌프 제어 장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는, 직류 전원을 입력 전원으로 공급하는 배터리(30); 상기 배터리(30)로부터 공급받은 전원을 사용가능한 전원으로 변환하여 일정한 값으로 공급하는 전원변환부(40); 모터 제어용 PWM을 출력하고, 통신 모듈(70)을 통하여 ECU(80)와 통신을 할 수 있는 MCU(10); 상기 출력된 PWM 신호를 기반으로 하여 MOSFET의 게이트 구동 전압 및 신호를 공급하고, 펌프 동작시 이상 신호를 검출하기 위해 모니터링 기능을 더 포함하는 모터 드라이버(50); 상기 배터리(50)의 전압이 기설정된 값을 벗어나면 에러를 발생시키고 전동식 워터펌프를 정지시키기 위한 과전압 및 저전압검출부(20)를 포함하는 군수용 전동식 워터펌프 제어 장치에 관한 것이다.
전동식 워터펌프는 엔지 보기류 벨트를 이용하여 구동하는 기계식 워터펌프 대비 모터를 이용하여 엔진 및 차량의 운전 조건에 맞는 냉각수 유량 제어를 하는 펌프로 엔진 구동과는 관계없이 독립적으로 구동함으로 시동 초기에 전동식 워터펌프 유동 정지로 엔진 웜업 시간이 단축되고 기계식 워터펌프 대비 소요 동력이 감소하며 벨트 구동이 아닌 모터 구동으로 패키지를 감소할 수 있어 환경차 위주의 엔진 쿨링 시스템에 점차 적용이 확대되는 추세이다.
전동식 워터 펌프 제어를 캔 통신을 이용하여 수행할 경우 타 캔 동신을 수행하는 제어기와 간섭이 발생하거나 원하지 않는 조건에서 전동식 워터펌프가 오작동하는 문제점이 발생할 수 있다. 이외에도 전동식 워터 펌프 제어에 대한 시스템의 문제점은 다수 존재하고 있으며, 선행 특허 문헌으로는 JP 2008-121656A 등이 대표적이다.
본 발명은 상기의 문제들을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 군수용 전동식 워터펌프의 입력 전원을 입력받아 워터 펌프를 동작시킬 수 있도록 하면서, 배터리 전압이 소정의 범위를 벗어나는 경우 전동식 워터펌프의 오동작을 방지하기 위해 에러를 발생하고, 전동식 워터펌프를 정지시키는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위한 수단으로서,
직류 전원을 입력 전원으로 공급하는 배터리(30); 상기 배터리(30)로부터 공급받은 전원을 사용가능한 전원으로 변환하여 일정한 값으로 공급하는 전원변환부(40); 모터 제어용 PWM을 출력하고, 통신 모듈(70)을 통하여 ECU(80)와 통신을 할 수 있는 MCU(10); 상기 출력된 PWM 신호를 기반으로 하여 MOSFET의 게이트 구동 전압 및 신호를 공급하고, 펌프 동작시 이상 신호를 검출하기 위해 모니터링 기능을 더 포함하는 모터 드라이버(50); 상기 배터리(50)의 전압이 기설정된 값을 벗어나면 에러를 발생시키고 전동식 워터펌프를 정지시키기 위한 과전압 및 저전압검출부(20)를 포함하는 군수용 전동식 워터펌프 제어 장치를 제공한다.
본 발명은 상기의 문제들을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 군수용 전동식 워터펌프의 입력 전원을 입력받아 워터 펌프를 동작시킬 수 있도록 하면서, 배터리 전압이 소정의 범위를 벗어나는 경우 전동식 워터펌프의 오동작을 방지하기 위해 에러를 발생하고, 전동식 워터펌프를 정지시키는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 군수용 전동식 워터펌프 제어장치의 전체 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 전원변환부의 구성 회로도.
도 3은 본 발명에 따른 통신모듈의 구성 회로도.
도 4는 본 발명에 따른 MCU의 구성 회로도.
도 5는 본 발명에 따른 모터 드라이버의 구성 회로도.
본 발명의 목적 및 효과, 그리고 그것들을 달성하기 위한 기술적 구성들은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.
그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다.
그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있다. 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
이하 본 발명에 대해서 설명하기로 한다.
본 발명에 의한 회로는 군수용 전동식 워터펌프의 입력 전원으로 전원 배터리로부터 직류 24V를 입력받아 워터펌프를 동작시킬 수 있도록 설계된 회로이다.
본 발명에 따른 군수용 전동식 워터펌프 제어 장치는, 직류 전원을 입력 전원으로 공급하는 배터리(30); 상기 배터리(30)로부터 공급받은 전원을 사용가능한 전원으로 변환하여 일정한 값으로 공급하는 전원변환부(40); 모터 제어용 PWM을 출력하고, 통신 모듈(70)을 통하여 ECU(80)와 통신을 할 수 있는 MCU(10); 상기 출력된 PWM 신호를 기반으로 하여 MOSFET의 게이트 구동 전압 및 신호를 공급하고, 펌프 동작시 이상 신호를 검출하기 위해 모니터링 기능을 더 포함하는 모터 드라이버(50); 상기 배터리(50)의 전압이 기설정된 값을 벗어나면 에러를 발생시키고 전동식 워터펌프를 정지시키기 위한 과전압 및 저전압검출부(20)를 포함하는 군수용 전동식 워터펌프 제어 장치를 포함한다.
각 부분에 대한 기능을 설명하면 다음과 같다.
전원변환부(40)는 배터리(30)로부터 공급받은 전원을 MCU(10), 모터 드라이버(50) 등에서 사용할 수 있는 전원으로 변환하고 전원을 일정하게 공급하며, 배터리 극성을 역으로 연결하면 전원이 공급되지 않도록 하기 위한 회로이다.
MCU(10)는 전동식 워터펌프를 제어하기 위한 마이크로 컨트롤 유닛으로 모터 드라이버(50)에 모터 제어용 PWM을 입력하여, 모터의 상태 제어를 위한 전류 센싱, 통신모듈을 통한 ECU(80)와의 통신을 할 수 있는 전용 IC 이다.
모터 드라이버(50)는 MCU(10)에서 받은 PWM 신호를 MOSFET의 게이트 구동 전압/신호를 공급하며 워터펌프가 정상적으로 동작할 수 있도록 출력을 제어하고 펌프동작시 발생되는 과전압, 저전압, 페이즈 쇼트, 페이즈 오픈 등을 검출할 수 있는 회로이다.
전류센싱부(60)는 전동식 워터펌프 동작시 소모되는 전류를 측정하여 모터의 동작, 위치, 에러상태등을 검출하는 회로이다.
통신모듈(70)는 ECU에서 보내는 명령을 처리하고 전동식 워터펌프의 동작 및 상태정보를 ECU에 전달하기 위한 회로이다.
과전압 및 저전압 검출부(20)는 배터리 전압이 순간적으로 DC 18V 이하 또는 DC 32V 이상이 되면, 전동식 워터펌프의 오동작을 방지하기 위해 에러를 발생하고 전동식 워터펌프를 정지시키기 위한 회로이다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 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.

Claims (1)

  1. 직류 전원을 입력 전원으로 공급하는 배터리(30);
    상기 배터리(30)로부터 공급받은 전원을 사용가능한 전원으로 변환하여 일정한 값으로 공급하는 전원변환부(40);
    모터 제어용 PWM을 출력하고, 통신 모듈(70)을 통하여 ECU(80)와 통신을 할 수 있는 MCU(10)
    상기 출력된 PWM 신호를 기반으로 하여 MOSFET의 게이트 구동 전압 및 신호를 공급하고, 펌프 동작시 이상 신호를 검출하기 위해 모니터링 기능을 더 포함하는 모터 드라이버(50);
    상기 배터리(50)의 전압이 기설정된 값을 벗어나면 에러를 발생시키고 전동식 워터펌프를 정지시키기 위한 과전압 및 저전압검출부(20)를 포함하는,
    군수용 전동식 워터펌프 제어 장치.
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