KR101745012B1 - Electric water pump, cooling water circulation system for vehicle, and method for controlling thereof - Google Patents

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KR101745012B1 KR1020110120740A KR20110120740A KR101745012B1 KR 101745012 B1 KR101745012 B1 KR 101745012B1 KR 1020110120740 A KR1020110120740 A KR 1020110120740A KR 20110120740 A KR20110120740 A KR 20110120740A KR 101745012 B1 KR101745012 B1 KR 101745012B1
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Abstract

본 발명은 전자식 워터펌프와 이를 포함한 차량의 냉각수 순환장치 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 특히, 아이들 구동이 가능한 전자식 워터펌프를 제공하고, 이를 통해 연비를 보다 향상시키고 워밍업 시간을 단축시키기 위한 장치에 관한 것으로서, 본 발명의 전자식 워터펌프는 회전력을 전달받아 상시 회전하되, 상자성체(11)와, 통전 여부에 따라 선택적으로 자성을 띠는 솔레노이드(12)가 마련된 로터(10)와; 상기 로터(10)와 동심축 상에 마련되어 회전에 따라 냉각수를 압송시키는 회전축(20)과; 상기 로터(10)와 이격 설치되나 상기 회전축(20)에 연결되어 일체로 회전하며, 상기 상자성체(11)에 대응하여 자성체로 이루어지고, 상기 솔레노이드(12)에 대응하는 아마추어(31)가 탄성체(32)에 의해 탄력적으로 지지되는 냉각링(30)을 포함하여, 전자식 워터펌프의 아이들 구동에 따라 불필요한 마찰 손실을 방지할 수 있어 차량의 연비를 보다 향상시키고 워밍업 시간을 단축시킬 수 있음으로써, 에너지 효율을 극대화시킬 수 있도록 하는 것이다.The present invention relates to an electronic water pump, a cooling water circulating device for a vehicle including the water pump, and a control method thereof. More particularly, the present invention provides an electronic water pump capable of idle driving, thereby improving fuel efficiency and shortening the warm- The electromagnetic water pump according to the present invention comprises a rotor 10 provided with a magnetostatic element 11 and a solenoid 12 selectively magnetized depending on whether the magnetostrictive element 11 is energized or not, A rotating shaft 20 provided on a concentric axis with the rotor 10 to pressurize the cooling water according to the rotation; The armature 31 corresponding to the solenoid 12 is formed of a magnetic material corresponding to the electromagnetism body 11 so that the solenoid 12 can be separated from the rotor 10, 32, the unnecessary friction loss can be prevented according to the idle drive of the electronic water pump, so that the fuel consumption of the vehicle can be further improved and the warm-up time can be shortened, Thereby maximizing the efficiency.

Description

전자식 워터펌프와 이를 포함한 차량의 냉각수 순환장치 및 그 제어방법{Electric water pump, cooling water circulation system for vehicle, and method for controlling thereof}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electronic water pump, a cooling water circulating apparatus,

본 발명은 전자식 워터펌프와 이를 포함한 차량의 냉각수 순환장치 및 그 제어방법에 관한 것으로서 특히, 아이들 구동이 가능한 전자식 워터펌프를 제공하고, 이를 통해 연비를 보다 향상시키고 워밍업 시간을 단축시키기 위한 장치 및 방법으로써, 전자식 워터펌프의 아이들 구동에 따라 불필요한 마찰 손실을 방지할 수 있어 차량의 연비를 보다 향상시키고 워밍업 시간을 단축시킬 수 있음으로써, 에너지 효율을 극대화시킬 수 있는 장치 및 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to an electronic water pump, a cooling water circulating device for a vehicle including the electronic water pump, and a control method thereof. More particularly, the present invention relates to an electronic water pump capable of idle driving and an apparatus and a method for improving the fuel economy and shortening the warm- The present invention relates to an apparatus and a method for maximizing energy efficiency by preventing unnecessary friction loss due to idle drive of an electronic water pump, thereby improving the fuel efficiency of the vehicle and shortening the warm-up time.

일반적으로 차량에는 엔진의 운전 시 발생하는 열을 수냉시키기 위하여 냉각수가 마련되며, 이러한 냉각수는 워터펌프를 통해 순환하게 되어 있다.Generally, the vehicle is provided with cooling water for cooling the heat generated during operation of the engine, and the cooling water is circulated through the water pump.

도 1은 일반적인 차량의 냉각수 순환장치를 도시하는 개략도이다.1 is a schematic view showing a cooling water circulating apparatus of a general vehicle.

일반적인 차량의 냉각수 순환장치는 도 1에 도시한 바와 같이, 워터펌프(1)에 의해 냉각수가 엔진(4)의 실린더 블록 및 헤드에 형성된 워터재킷(4a)을 순환하면서 수냉을 실시하게 된다.As shown in Fig. 1, a water pump 1 circulates cooling water in a cylinder block of the engine 4 and a water jacket 4a formed in the head of a general vehicle.

이후, 냉각수는 써머스탯(2)으로 보내지며, 이 써머스탯(2)에서는 기준온도 미만의 저온의 냉각수를 워터펌프(1)로 보내 워터재킷(4a)을 다시 순환하게 하는 반면, 기준온도 이상의 고온의 냉각수를 쿨링팬(5)이 마련된 라디에이터(3)로 보내 냉각수에 대한 공랭이 이루어지게 된다.Thereafter, the cooling water is sent to the thermostat 2. In the thermostat 2, the cooling water having a temperature lower than the reference temperature is sent to the water pump 1 to circulate the water jacket 4a again. On the other hand, The cooling water of high temperature is sent to the radiator 3 provided with the cooling fan 5 to perform cooling of the cooling water.

이때, 상기 워터펌프(1)는 기계식으로 엔진(4)의 크랭크축(4b)에 직접 연결되어 있어, 엔진(4)의 운전 시 상기 워터펌프(1)는 항상 작동하게 된다.At this time, the water pump 1 is directly connected to the crankshaft 4b of the engine 4 mechanically so that the water pump 1 always operates when the engine 4 is operated.

그러나, 상술한 종래의 워터펌프가 엔진의 운전과 함께 항시 작동할 경우, 엔진의 최초 시동 시 불필요한 냉각수의 순환에 의해 워밍업 시간이 늘어나게 될 뿐 아니라, 이에 따른 마찰 손실의 발생에 의해 차량의 연비가 저하된다는 기술상의 문제점이 있었다.However, when the conventional water pump described above always operates in conjunction with the engine operation, not only is the warm-up time increased due to the circulation of unnecessary cooling water at the time of starting the engine, but also due to the generation of the friction loss, There has been a problem in the art.

본 발명은 상기의 문제점을 해소하기 위한 것으로, 전자식 워터펌프의 아이들 구동에 따라 불필요한 마찰 손실을 방지할 수 있어 차량의 연비를 보다 향상시키고 워밍업 시간을 단축시킬 수 있음으로써, 에너지 효율을 극대화시킬 수 있도록 하는 전자식 워터펌프와 이를 포함한 차량의 냉각수 순환장치 및 그 제어방법을 제공하고자 한다.
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems and it is an object of the present invention to provide an electric water pump which can prevent unnecessary friction loss according to the idle driving of the electronic water pump and can improve the fuel efficiency of the vehicle and shorten the warm up time, And to provide a cooling water circulating apparatus for a vehicle including the water pump and a control method thereof.

이러한 본 발명의 전자식 워터펌프는, 회전력을 전달받아 상시 회전하되, 상자성체와, 통전 여부에 따라 선택적으로 자성을 띠는 솔레노이드가 마련된 로터와; 상기 로터와 동심축 상에 마련되어 회전에 따라 냉각수를 압송시키는 회전축과; 상기 로터와 이격 설치되나 상기 회전축에 연결되어 일체로 회전하며, 상기 상자성체에 대응하여 자성체로 이루어지고, 상기 솔레노이드에 대응하는 아마추어가 탄성체에 의해 탄력적으로 지지되는 냉각링을 포함함으로써 달성된다.The electromagnetic water pump of the present invention includes: a rotor that is rotated at all times by receiving a rotational force, the solenoid being electromagnetically driven depending on whether or not the electromagnet is energized; A rotating shaft provided on a concentric axis with the rotor to rotate the cooling water according to rotation; And a cooling ring which is provided separately from the rotor but is integrally rotated by being connected to the rotation shaft and is made of a magnetic material corresponding to the paramagnetic body and the armature corresponding to the solenoid is elastically supported by the elastic body.

이때, 상기 냉각링에는 방열판이 형성되는 것이 바람직하다.At this time, it is preferable that a heat radiation plate is formed on the cooling ring.

그리고 본 발명의 전자식 워터펌프를 포함한 차량의 냉각수 순환장치는, 상술한 전자식 워터펌프와; 상기 전자식 워터펌프에서 압송되어 차량의 엔진에 형성된 워터재킷을 경유하여 유입되는 냉각수 온도에 따라 상기 냉각수의 유로를 절환 시키는 써머스탯과; 상기 써머스탯에서 저온의 냉각수를 상기 전자식 워터펌프로 복귀시키는 저온 복귀관로와; 상기 써머스탯에서 고온의 냉각수를 쿨링팬이 마련된 라디에이터를 경유하여 상기 전자식 워터펌프로 복귀시키는 고온 복귀관로를 포함하는 것이 양호하다.The cooling water circulating apparatus for a vehicle including the electronic water pump of the present invention includes the above-described electronic water pump; A thermostat for switching the flow path of the cooling water in accordance with the temperature of the cooling water flowing through the water jacket which is fed from the electronic water pump and formed in the engine of the vehicle; A low-temperature return conduit for returning low-temperature cooling water from the thermostat to the electronic water pump; And a high-temperature return line for returning the high-temperature cooling water from the thermostat to the electronic water pump via a radiator provided with a cooling fan.

여기에서 상기 써머스탯은 개방 온도를 가변 조정 가능한 전자식 써머스탯인 것이 바람직하다.Preferably, the thermostat is an electronic thermostat capable of variably controlling the opening temperature.

마지막으로, 본 발명의 차량의 냉각수 순환장치 제어방법은, 상술한 차량의 냉각수 순환장치의 제어방법으로; RPM, LOAD, 냉각수 온도를 검출하는 단계와; 검출된 냉각수 온도가 제1기준온도를 초과하는지 판단하는 단계와; 검출된 냉각수 온도가 제1기준온도 이하인 경우, 전자식 워터펌프를 아이들 구동시키는 단계와; 검출된 냉각수 온도가 제1기준온도를 초과하는 경우, RPM-LOAD가 작동기준선 이상인지 판단하는 단계와; RPM-LOAD가 작동기준선 이상인 경우, 전자식 워터펌프를 100% 구동시키는 단계로 구성됨으로써 달성된다.Finally, a method for controlling a cooling water circulation apparatus for a vehicle according to the present invention is a method for controlling a cooling water circulation apparatus for a vehicle as described above; Detecting RPM, LOAD, and cooling water temperature; Determining whether the detected coolant temperature exceeds a first reference temperature; Idling the electronic water pump when the detected cooling water temperature is lower than or equal to the first reference temperature; Determining whether the RPM-LOAD is greater than or equal to the operating reference line when the detected coolant temperature exceeds the first reference temperature; And when the RPM-LOAD is above the operating reference line, driving the electronic water pump 100%.

이때, RPM-LOAD가 작동기준선 미만인 경우, 냉각수 온도가 제2기준온도 이상인지 판단하는 단계가 추가 구성되어, 냉각수 온도가 제2기준온도 이상인 경우, 전자식 워터펌프를 100% 구동시키는 것이 양호하다.If the RPM-LOAD is below the operation reference line, it is further determined whether the cooling water temperature is equal to or higher than the second reference temperature. If the cooling water temperature is equal to or higher than the second reference temperature, it is preferable to drive the electronic water pump at 100%.

그리고, 냉각수 온도가 제2기준온도 미만인 경우, 냉각수 온도 상승률이 기준 상승률 이상인지 판단하는 단계가 추가 구성되어, 냉각수 온도 상승률이 기준 상승률 이상인 경우, 전자식 워터펌프를 100% 구동시키고, 냉각수 온도 상승률이 기준 상승률 미만인 경우, 전자식 워터펌프를 아이들 구동시키는 것이 가장 바람직하다.
When the cooling water temperature increase rate is equal to or higher than the reference increase rate, the electronic water pump is driven 100%, and the cooling water temperature increase rate is set to be lower than the reference increase rate. If less than the reference rate of rise, it is most desirable to idle the electronic water pump.

이상과 같은 본 발명은 전자식 워터펌프의 아이들 구동에 따라 불필요한 마찰 손실을 방지할 수 있어 차량의 연비를 보다 향상시키고 워밍업 시간을 단축시킬 수 있음으로써, 에너지 효율을 극대화시킬 수 있는 발명인 것이다.
According to the present invention as described above, it is possible to prevent an unnecessary friction loss according to the idle drive of the electronic water pump, thereby improving the fuel efficiency of the vehicle and shortening the warm-up time, thereby maximizing energy efficiency.

도 1은 일반적인 차량의 냉각수 순환장치를 도시하는 개략도,
도 2는 본 발명의 전자식 워터펌프를 도시하는 일부절결 사시도,
도 3은 본 발명의 전자식 워터펌프를 포함한 차량의 냉각수 순환장치를 도시하는 개략도,
도 4는 본 발명의 본 발명의 전자식 워터펌프를 포함한 차량의 냉각수 순환장치 제어방법을 도시하는 흐름도,
도 5는 본 발명의 전자식 워터펌프를 포함한 차량의 냉각수 순환장치 제어방법에 따른 냉각수 온도별 RPM-LOAD에 대한 작동기준선을 예시한 선도.1 is a schematic view showing a cooling water circulating apparatus of a general vehicle,
2 is a partially cutaway perspective view showing the electronic water pump of the present invention,
3 is a schematic view showing a cooling water circulating apparatus for a vehicle including an electronic water pump of the present invention,
4 is a flow chart showing a method of controlling a cooling water circulation apparatus for a vehicle including an electronic water pump of the present invention,
5 is a diagram illustrating an operation baseline for RPM-LOAD for each cooling water temperature according to a method for controlling a cooling water circulation apparatus of a vehicle including an electronic water pump of the present invention.

도 2는 본 발명의 전자식 워터펌프를 도시하는 일부절결 사시도이며, 도 3은 본 발명의 전자식 워터펌프를 포함한 차량의 냉각수 순환장치를 도시하는 개략도이고, 도 4는 본 발명의 본 발명의 전자식 워터펌프를 포함한 차량의 냉각수 순환장치 제어방법을 도시하는 흐름도이다,3 is a schematic view showing a cooling water circulating apparatus for a vehicle including an electronic water pump according to the present invention, and Fig. 4 is a schematic view showing an electronic water pump according to the present invention, Fig. 3 is a flowchart showing a method of controlling a cooling water circulation device of a vehicle including a pump. Fig.

본 발명의 전자식 워터펌프와 이를 포함한 차량의 냉각수 순환장치 및 그 제어방법은 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 아이들 구동이 가능한 전자식 워터펌프(100)를 포함하여 구성되는 것을 그 기술상의 기본 특징으로 한다.2 and 3, the electronic water pump of the present invention, the cooling water circulating apparatus and the control method thereof including the electronic water pump of the present invention include an electronic water pump 100 capable of idle driving, .

본 발명의 실시예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

먼저, 본 발명의 전자식 워터펌프는 도 2에 도시한 바와 같이, 회전력을 전달받아 상시 회전하되, 상자성체(11)와, 통전 여부에 따라 선택적으로 자성을 띠는 솔레노이드(12)가 마련된 로터(10)와; 상기 로터(10)와 동심축 상에 마련되어 회전에 따라 냉각수를 압송시키는 회전축(20)과; 상기 로터(10)와 이격 설치되나 상기 회전축(20)에 연결되어 일체로 회전하며, 상기 상자성체(11)에 대응하여 자성체로 이루어지고, 상기 솔레노이드(12)에 대응하는 아마추어(31)가 탄성체(32)에 의해 탄력적으로 지지되는 냉각링(30)을 포함한다.As shown in FIG. 2, the electronic water pump of the present invention includes: a rotor 10 having a magnetostrictive body 11 and a solenoid 12 selectively magnetized depending on whether the magnetostrictive element 11 is energized or not, )Wow; A rotating shaft 20 provided on a concentric axis with the rotor 10 to pressurize the cooling water according to the rotation; The armature 31 corresponding to the solenoid 12 is formed of a magnetic material corresponding to the electromagnetism body 11 so that the solenoid 12 can be separated from the rotor 10, 32). ≪ / RTI >

여기에서, 상기 로터(10)는 엔진(600)의 크랭크축(620)과 연결되어 회전력을 전달받아 회전하는 것으로, 상기 엔진(600)의 운전 시 상기 로터(10)는 항상 회전하게된다.The rotor 10 is connected to the crankshaft 620 of the engine 600 and rotates by receiving the rotational force. The rotor 10 is always rotated when the engine 600 is operated.

이때, 상기 엔진(600)의 크랭크축(620)과 상기 로터(10) 사이에는 회전력을 전달하기 위하여 도 2 및 도 3에는 벨트(50) 및 풀리(40)를 예시하였지만 체인 및 스프로켓 등 널리 알려진 동력전달기구가 사용됨은 자명하다.2 and 3 illustrate the belt 50 and the pulley 40 to transmit rotational force between the crankshaft 620 and the rotor 10 of the engine 600. However, It is clear that a power transmission mechanism is used.

특히, 상기 로터(10)에는 상자성체(11)와 솔레노이드(12)가 마련되는데, 도 2와 같이 상기 로터(10)의 회전중심을 기준으로 외측에 상기 상자성체(11)가 위치하게 되며, 내측에 상기 솔레노이드(12)가 위치하게 된다.Particularly, the rotor 10 is provided with the paramagnetic member 11 and the solenoid 12, and the paramagnetic member 11 is positioned on the outer side with respect to the rotation center of the rotor 10 as shown in FIG. 2, The solenoid 12 is positioned.

상기 상자성체(11)는 영구 자석으로 항시 자기장을 형성하는 반면, 상기 솔레노이드(12)는 통전 여부 즉, 전기적 신호의 입력 여부에 따라 자력을 발생시켜 그 주위에 자기장을 형성하게 된다.The paramagnetic body 11 forms a magnetic field at all times with a permanent magnet, whereas the solenoid 12 generates a magnetic field in accordance with whether the electric signal is inputted or not, thereby forming a magnetic field around the magnetic field.

다음으로, 회전축(20)은 상기 로터(10)와 동심축 상에 마련되는 것으로, 상기 로터(10)의 회전중심에 상기 회전축(20)이 위치하게 되며, 이 회전축(20)의 미도시한 반대편에는 임펠러 등이 마련되어 회전에 따라 냉각수를 엔진(600)의 워터재킷(610)으로 압송시키게 된다.The rotary shaft 20 is disposed concentrically with the rotor 10 so that the rotary shaft 20 is positioned at the center of rotation of the rotor 10, And an impeller or the like is provided on the opposite side so that cooling water is transported by the water jacket 610 of the engine 600 in accordance with rotation.

물론, 상기 회전축(20)에 임펠러 이외에 기어펌프형태 등의 다양한 유체펌프형식의 구동원으로 사용될 수 있음은 자명한 것이다.Of course, it is obvious that the rotary shaft 20 can be used as a driving source of various fluid pump types such as a gear pump type in addition to an impeller.

마지막으로, 냉각링(30)은 상기 회전축(20)에 연결되어 상기 회전축(20)과 일체로 회전하는 것으로, 상기 로터(10)와 직접 접촉하여 있지 않고 소정의 간극을 두고 이격 설치되어 있다.Lastly, the cooling ring 30 is connected to the rotary shaft 20 and integrally rotates with the rotary shaft 20, and is not in direct contact with the rotor 10 but spaced apart by a predetermined gap.

이때, 상기 냉각링(30)은 상기 상자성체(11)에 대응하여 자성체로 이루어져 상기 상자성체(11)의 자기력이 상기 자성체에 작용하며, 상기 냉각링(30)은 상기 상자성체(11)로부터 소정 간극을 두고 있어 상기 상자성체(11)의 회전 시 상기 냉각링(30)은 1대 1 회전하지 않고 대략 30~70%의 슬립율을 나타내게 된다.At this time, the cooling ring 30 is made of a magnetic body corresponding to the paramagnetic body 11 so that the magnetic force of the paramagnetic body 11 acts on the magnetic body, and the cooling ring 30 has a predetermined clearance from the paramagnetic body 11 The cooling ring 30 does not rotate one-to-one at the time of rotation of the paramagnetic body 11 and exhibits a slip ratio of approximately 30 to 70%.

이와 함께, 상기 냉각링(30)에는 상기 솔레노이드(12)에 대응하여 아마추어(31)가 마련되되, 이 아마추어(31)는 상기 냉각링(30) 측으로 밀착되도록 탄성력이 작용하는 탄성체(32)에 의하여 지지되어 있다.In addition, the cooling ring 30 is provided with an armature 31 corresponding to the solenoid 12, and the armature 31 is mounted on an elastic body 32, which is elastically acted on the cooling ring 30, Respectively.

이때 상기 탄성체(32)는 코일스프링도 좋지만 회전력의 전달을 위해 판스프링이 더 바람직하다.At this time, the elastic body 32 may be a coil spring, but a leaf spring is more preferable for transmitting rotational force.

즉, 상기 아마추어(31)에 외력, 즉 자기력이 작용하지 않을 경우 상기 아마추어(31)는 탄성체(32)에 의하여 상기 냉각링(30)에 밀착된다.That is, when no external force, that is, a magnetic force acts on the armature 31, the armature 31 is brought into close contact with the cooling ring 30 by the elastic body 32.

다시 말해, 상기 솔레노이드(12)로부터의 자기력이 상기 아마추어(31)에 작용하지 않을 경우 상기 로터(10)가 회전하더라도 이 회전력이 상기 아마추어(31)를 통해 냉각링(30)으로 전달되지는 않는다In other words, if the magnetic force from the solenoid 12 does not act on the armature 31, even if the rotor 10 rotates, the rotational force is not transmitted to the cooling ring 30 through the armature 31

반면에, 상기 아마추어(31)에 상기 솔레노이드(12)로부터의 자기력이 작용할 경우, 상기 탄성체(32)가 탄력적으로 늘어나면서 상기 아마추어(31)가 상기 솔레노이드(12) 측으로 이동하여 직결됨으로써, 상기 로터(10)와 상기 냉각링(30)은 1대 1 회전하는 것이다.On the other hand, when a magnetic force is applied from the solenoid 12 to the armature 31, the elastic body 32 elastically extends and the armature 31 moves toward the solenoid 12, (10) and the cooling ring (30) rotate one to one.

이와 더불어, 상기 냉각링(30)에는 방열판(33)이 형성되는 것이 바람직하며, 이에 따라 상기 냉각링(30)의 회전 시 자체적인 공랭을 실시하는 것도 가능하다.In addition, it is preferable that the cooling ring 30 is provided with a heat radiating plate 33, so that the cooling ring 30 can perform its own air cooling when the cooling ring 30 rotates.

이러한 구성에 따라, 상기 로터(10)의 솔레노이드(12)에 전기적 신호가 인가되지 않을 때에는, 아이들 구동 상태로서, 상기 솔레노이드(12)와 상기 아마추어(31) 사이의 직결은 존재하지 않고, 오직 상기 상자성체(11)와 상기 냉각링(30) 사이에 소정 슬립율을 갖는 회전력 전달만이 있을 뿐이다.According to this configuration, when no electrical signal is applied to the solenoid 12 of the rotor 10, there is no direct connection between the solenoid 12 and the armature 31 in the idle driving state, Only rotational force transmission having a predetermined slip ratio is provided between the paramagnetic member 11 and the cooling ring 30. [

반대로, 상기 로터(10)의 솔레노이드(12)에 전기적 신호가 인가될 때에는, 100% 구동 상태로서, 상기 솔레노이드(12)와 상기 아마추어(31) 사이의 직결에 의해 상기 로터(10)와 상기 냉각링(30) 사이에는 1대 1 회전이 전달된다.Conversely, when an electrical signal is applied to the solenoid 12 of the rotor 10, the rotor 10 and the cooling (cooling) state are established by a direct connection between the solenoid 12 and the armature 31, A one-to-one rotation is transmitted between the rings 30.

이와 같이, 전기적 신호에 따라 전자식 워터펌프(100)를 아이들 구동 또는 100% 구동으로 동작시킬 수 있어, 종래의 기계식 워터펌프와 같이 상시 구동에 따라 발생하는 불필요한 마찰 손실을 줄일 수 있는 것이다.
In this way, the electronic water pump 100 can be driven by the idle drive or the 100% driven according to the electric signal, and unnecessary friction loss caused by the constant drive like the conventional mechanical water pump can be reduced.

다음으로, 본 발명의 전자식 워터펌프를 포함한 차량의 냉각수 순환장치에 대하여 도 3을 참조하여 이하에서 설명한다.Next, a cooling water circulating apparatus for a vehicle including the electronic water pump of the present invention will be described below with reference to Fig.

본 발명의 전자식 워터펌프를 포함한 차량의 냉각수 순환장치의 가장 큰 특징은 기존의 차량의 냉각수 순환장치에 상술한 아이들 구동이 가능한 전자식 워터펌프(100)가 적용되었다는 것이다.The most remarkable feature of the cooling water circulating apparatus of a vehicle including the electronic water pump of the present invention is that the electronic water pump 100 capable of idling is applied to the cooling water circulating apparatus of the existing vehicle.

이러한 본 발명의 전자식 워터펌프를 포함한 차량의 냉각수 순환장치는 도 3에 도시한 바와 같이, 상술한 전자식 워터펌프(100)와; 상기 전자식 워터펌프(100)에서 압송되어 차량의 엔진(600)에 형성된 워터재킷(610)을 경유하여 유입되는 냉각수 온도에 따라 상기 냉각수의 유로를 절환 시키는 써머스탯(200)과; 상기 써머스탯(200)에서 저온의 냉각수를 상기 전자식 워터펌프(100)로 복귀시키는 저온 복귀관로(300)와; 상기 써머스탯(200)에서 고온의 냉각수를 쿨링팬(700)이 마련된 라디에이터(500)를 경유하여 상기 전자식 워터펌프(100)로 복귀시키는 고온 복귀관로(400)를 포함한다.As shown in FIG. 3, the cooling water circulating apparatus for a vehicle including the electronic water pump of the present invention includes the above-described electronic water pump 100; A thermostat 200 for switching the flow path of the cooling water according to the temperature of the cooling water flowing through the water jacket 610 formed in the engine 600 of the vehicle while being fed by the electronic water pump 100; A low-temperature return line 300 for returning low-temperature cooling water from the thermostat 200 to the electronic water pump 100; And a high temperature return line 400 for returning the high temperature cooling water from the thermostat 200 to the electronic water pump 100 via a radiator 500 provided with a cooling fan 700.

우선, 상술한 전자식 워터펌프(100)의 반복 설명은 생략하기로 한다.First, the repetitive description of the above-described electronic water pump 100 will be omitted.

다음으로 상기 써머스탯(200)은 상기 전자식 워터펌프(100)에서 압송되어 차량의 엔진(600)에 형성된 워터재킷(610)을 경유하면서 수냉을 실시한 냉각수가 유입되는 것으로, 이 써머스탯(200)은 냉각수의 온도에 따라 개폐되어 상기 냉각수의 유로를 절환 시키게 된다.The thermostat 200 is supplied with the cooling water that has been water-cooled while passing through the water jacket 610 formed in the engine 600 of the vehicle while being fed by the electronic water pump 100, Is opened and closed according to the temperature of the cooling water to switch the flow path of the cooling water.

여기에서, 상기 써머스탯(200)은 개방 온도를 가변 조정 가능한 전자식 써머스탯인 것이 바람직하다.Here, it is preferable that the thermostat 200 is an electronic thermostat capable of variably controlling the opening temperature.

즉, 상기 써머스탯(200)의 반응 속도 즉, 밸브의 개폐 속도가 증대되어 작동 온도의 가변 조정이 가능하고, 예를 들어 상기 써머스탯(200)의 개방 온도를 높게 설정함에 따라 워밍업 시간을 단축시킬 수도 있고 라디에이터(500)의 방열 효율을 증대시키는 효과도 얻을 수 있는 것이다.That is, the response speed of the thermostat 200, that is, the opening and closing speed of the valve, is increased to adjust the operating temperature variably. For example, by setting the open temperature of the thermostat 200 to be high, The radiating efficiency of the radiator 500 can be increased.

저온 복귀관로(300)는 상기 써머스탯(200)에 유입되는 냉각수의 온도가 소정의 기준온도 미만인 경우, 상기 써머스탯(200)이 폐쇄된 상태를 유지하게 되어 저온의 냉각수를 상기 전자식 워터펌프(100)로 복귀시키기 위한 관로에 해당한다.When the temperature of the cooling water flowing into the thermostat 200 is lower than the predetermined reference temperature, the thermostat 200 maintains the closed state so that the cooling water of low temperature is supplied to the electronic water pump 100). ≪ / RTI >

이와 같이 냉각수가 상기 저온 복귀관로(300)를 통해 상기 전자식 워터펌프(100)로 복귀할 경우 냉각수는 엔진(600)에 형성된 워터재킷(610)을 다시 순환하면서 수냉을 실시하게 되며, 이러한 동작은 상기 써머스탯(200)이 개방될 때까지 반복하게 된다.When the cooling water returns to the electronic water pump 100 through the low temperature return line 300, the cooling water circulates the water jacket 610 formed in the engine 600 to perform water cooling. Until the thermostat 200 is opened.

그리고, 고온 복귀관로(400)는 상기 써머스탯(200)에 유입되는 냉각수의 온도가 소정의 기준온도 이상인 경우, 상기 써머스탯(200)이 개방되어 고온의 냉각수를 쿨링팬(700)이 마련된 라디에이터(500)로 경유시키는 관로에 해당한다.When the temperature of the cooling water flowing into the thermostat 200 is equal to or higher than the predetermined reference temperature, the thermostat 200 is opened and the high temperature cooling water is circulated through the radiator 700 provided with the cooling fan 700 (500).

여기에서 도면부호 800은 냉각수 탱크를 나타낸다.Here, reference numeral 800 denotes a cooling water tank.

이와 같이 냉각수가 상기 고온 복귀관로(400)를 통해 라디에이터(500)를 경유하게 되면, 차량의 진행에 따라 라디에이터 그릴로 유입되는 공기에 의하여 냉각수의 공랭이 이루어지며, 필요에 따라서 상기 쿨링팬(700)을 회전시킴으로써 강제 공랭을 수행하여 냉각 효율을 증대시킬 수도 있는 것이다.
When the cooling water passes through the radiator 500 through the high temperature return pipe 400, the cooling water is cooled by the air flowing into the radiator grill as the vehicle progresses. If necessary, the cooling fan 700 ) May be rotated to perform forced air cooling so as to increase the cooling efficiency.

다음으로 도 4를 참조하여 본 발명의 전자식 워터펌프를 포함한 차량의 냉각수 순환장치의 제어방법에 대하여 이하에서 설명한다.Next, a control method of the cooling water circulating apparatus for a vehicle including the electronic water pump of the present invention will be described below with reference to FIG.

본 발명의 전자식 워터펌프를 포함한 차량의 냉각수 순환장치의 제어방법은 상술한 차량의 냉각수 순환장치에 대한 제어방법으로서; RPM, LOAD, 냉각수 온도를 검출하는 단계(S10)와; 검출된 냉각수 온도가 제1기준온도를 초과하는지 판단하는 단계(S20)와; 검출된 냉각수 온도가 제1기준온도 이하인 경우, 전자식 워터펌프(100)를 아이들 구동시키는 단계(S30)와; 검출된 냉각수 온도가 제1기준온도를 초과하는 경우, RPM-LOAD가 작동기준선 이상인지 판단하는 단계(S40)와; RPM-LOAD가 작동기준선 이상인 경우, 전자식 워터펌프(100)를 100% 구동시키는 단계(S50)로 구성되는 것을 그 기술상의 기본 특징으로 한다.A control method of a cooling water circulation apparatus for a vehicle including an electronic water pump of the present invention is a control method for a cooling water circulation apparatus of a vehicle as described above; (S10) detecting RPM, LOAD, and cooling water temperature; Determining whether the detected coolant temperature exceeds a first reference temperature (S20); (S30) driving the electronic water pump (100) idle when the detected cooling water temperature is lower than the first reference temperature; If the detected coolant temperature exceeds the first reference temperature, determining whether the RPM-LOAD is equal to or greater than the operating reference line (S40); (S50) of driving the electronic water pump 100 100% when the RPM-LOAD is equal to or greater than the operation reference line.

본 발명의 제어방법에 대하여 순차적으로 상세히 설명하면 다음과 같다.The control method of the present invention will be described below in detail.

우선, 첫 번째 단계(S10)에서는 각종 센서로부터 엔진의 분당회전수(이하 'RPM'이라 한다), 엔진의 부하(이하 'LOAD'라 한다), 그리고 냉각수 온도에 대한 정보를 검출하게 된다.First, in the first step S10, various sensors detect information on engine revolution speed (hereinafter referred to as RPM), engine load (hereinafter referred to as LOAD), and cooling water temperature.

이후의 단계(S20)에서는 상기 단계(S10)에서 검출된 냉각수 온도가 미리 설정된 소정의 제1기준온도를 초과하는지 판단하게 되는데, 이때, 상기 제1기준온도는 엔진의 LOAD에 관계없이 전자식 워터펌프(100)를 아이들 구동 가능한 최대 온도에 해당한다.In the subsequent step S20, it is determined whether the coolant temperature detected in step S10 exceeds a predetermined first reference temperature. At this time, the first reference temperature is determined by the electronic water pump Corresponds to the maximum temperature at which the motor 100 can be idle-driven.

상기 판단 단계(S20)에서, 검출된 냉각수 온도가 제1기준온도 이하인 경우에는 전자식 워터펌프(100)를 아이들 구동시키는 단계(S30)가 시작된다.If it is determined in step S20 that the detected coolant temperature is equal to or lower than the first reference temperature, the step S30 of idling the electronic water pump 100 is started.

이 단계(S30)는 현재 엔진의 워밍업 진행되고 있는 것으로 판단하여, 상기 전자식 워터펌프(100)를 아이들 구동시켜 냉각수의 순환이 발생치 않게 되며, 써머스탯(200) 또한 폐쇄된 상태를 유지하게 된다.In this step S30, it is determined that the engine is warming up, and the electronic water pump 100 is driven idle so that circulation of cooling water is not generated, and the thermostat 200 is also kept closed .

그러나, 상기 판단 단계(S20)에서, 검출된 냉각수 온도가 제1기준온도를 초과하는 경우에는 다시, 검출된 RPM-LOAD가 작동기준선 이상인지 판단하는 단계(S40)로 이어진다.However, if it is determined in step S20 that the detected coolant temperature is higher than the first reference temperature, it is determined whether the detected RPM-LOAD is equal to or greater than the operation reference line (S40).

여기에서 작동기준선이란 엔진(600) 각 부품들이 열에 의한 손상을 받지 않는 구간의 임계값으로, RPM-LOAD가 이 작동기준선 이상인 경우 엔진(600) 각 부품들이 열에 의한 손상을 받을 우려가 있으므로, 전자식 워터펌프(100)를 100% 구동시키는 단계(S50)가 시작되게 된다.Here, the operation reference line is a threshold value of an interval in which the components of the engine 600 are not damaged by heat. When the RPM-LOAD is above the operation reference line, the components of the engine 600 may be damaged by heat. The step (S50) of driving the water pump 100 at 100% is started.

도 5는 본 발명의 전자식 워터펌프를 포함한 차량의 냉각수 순환장치 제어방법에 따른 냉각수 온도별 RPM-LOAD에 대한 작동기준선을 예시한 선도로, 해당 온도의 등온선 아래 영역에서는 상기 전자식 워터펌프(100)의 아이들 구동이, 그 위 영역에서는 상기 전자식 워터펌프(100)의 100% 구동이 이루어지는 것이다.FIG. 5 is a graph illustrating an operation reference line for RPM-LOAD according to the cooling water temperature according to the control method of the cooling water circulating apparatus of the vehicle including the electronic water pump of the present invention. In the region below the isotherm of the temperature, The driving of the idler of the electronic water pump 100 is performed.

이와 같이 전자식 워터펌프(100)를 100% 구동시키면, 냉각수가 엔진(600)의 워터재킷(610) 내부를 순환하면서 수냉을 실시하게 되는 것이다.As described above, when the electronic water pump 100 is driven at 100%, the cooling water is circulated in the water jacket 610 of the engine 600 to perform water cooling.

특히 본 발명에 있어서, 상기 판단 단계(S40)에서 RPM-LOAD가 작동기준선 미만인 경우, 냉각수 온도가 제2기준온도 이상인지 판단하는 단계(S60)가 추가 구성되어, 냉각수 온도가 제2기준온도 이상인 경우, 전자식 워터펌프(100)를 100% 구동시키는 것이 바람직하다.Particularly, in the present invention, it is further provided that the step (S60) of determining whether the coolant temperature is equal to or higher than the second reference temperature when the RPM-LOAD is below the operation reference line in the determining step (S40) , It is preferable to drive the electronic water pump 100 at 100%.

이 판단 단계(S60)에서, 상기 제2기준온도는 상기 제1기준온도에 비해 더 높은 온도로, 폐쇄되어 있던 써머스탯(200)이 개방되는 온도이며, 이러한 써머스탯(200)의 개방에 따라 엔진(600) 내부에서 저온 복귀관로(300)로 순환하던 냉각수를 라디에이터(500) 및 쿨링팬(700)을 포함한 고온 복귀관로(400)로 절환 시키는 온도이다.In this determination step S60, the second reference temperature is a temperature at which the thermostat 200 which is closed at a higher temperature than the first reference temperature is opened. Depending on the opening of the thermostat 200 The temperature of the cooling water circulating from the engine 600 to the low temperature return line 300 is switched to the high temperature return line 400 including the radiator 500 and the cooling fan 700.

아래의 표 1은 제2기준온도에 대한 예시표이다.Table 1 below is an example table for the second reference temperature.

LOAD
RPMLOAD
RPM 00 2020 4040 6060 8080 100100 800800 9595 9595 9595 9595 9393 9090 10001000 9595 9595 9595 9595 9292 9090 12001200 9595 9595 9595 9595 9393 9090 14001400 9595 9595 9595 9595 9393 9090 16001600 9595 9595 9595 9595 9292 9090 18001800 9595 9595 9595 9595 9292 9090 20002000 9595 9595 9595 9595 9191 9090 25002500 9595 9595 9595 9595 9090 9090

즉, 써머스탯(200)의 개방과 함께 라디에이터(500)의 효율상 상기 전자식 워터펌프(100)를 100% 구동하는 것이다.That is, with the opening of the thermostat 200, the electromagnetic water pump 100 is driven 100% on the efficiency of the radiator 500.

마지막으로, 본 발명에 있어서, 상기 판단 단계(S60)에서 냉각수 온도가 제2기준온도 미만인 경우, 냉각수 온도 상승률이 기준 상승률 이상인지 판단하는 단계(S70)가 추가 구성되어, 냉각수 온도 상승률이 기준 상승률 이상인 경우, 전자식 워터펌프(100)를 100% 구동시키고, 냉각수 온도 상승률이 기준 상승률 미만인 경우, 전자식 워터펌프(100)를 아이들 구동시키는 것이 가장 바람직하다.Finally, in the determining step S60, it is further determined whether the coolant temperature increase rate is equal to or greater than a reference increase rate when the coolant temperature is lower than the second reference temperature in the determining step S60. , It is most preferable to drive the electronic water pump 100 by 100% and drive the electronic water pump 100 idle when the cooling water temperature increase rate is lower than the reference increase rate.

이 판단 단계(S70)에서는 고부하 조건에서 냉각수 온도의 오버슈트를 방지하기 위한 것으로, 냉각수 온도 상승률이 미리 설정되어 있던 기준 상승률 이상인 경우 냉각수 온도의 오버슈트를 방지하기 위해 상기 전자식 워터펌프(100)를 100% 구동시키게 되며, 그렇지 않은 경우에는 상기 전자식 워터펌프(100)를 아이들 구동시키는 단계(S30)가 진행되는 것이다.In order to prevent an overshoot of the cooling water temperature under the high load condition, the electronic water pump 100 is preferably operated to prevent overshoot of the cooling water temperature when the cooling water temperature increasing rate is equal to or higher than a preset reference increase rate. 100%. If not, the electronic water pump 100 is idle-driven (S30).

상술한 바와 같은 본 발명의 전자식 워터펌프와 이를 포함한 차량의 냉각수 순환장치 및 그 제어방법은 상술한 전자식 워터펌프(100)를 적용하는 것으로 기존의 기계식 워터펌프와 비교하여 약 1~1.5%의 연비 향상을 확인하였으며, 본 발명의 전자식 워터펌프(100)와 함께 전자식 써머스탯(200)을 적용한다면 기존에 비해 약 1.5~2.5%의 연비 향상을 확인하였다.As described above, the electronic water pump of the present invention, the cooling water circulating apparatus of the vehicle including the same, and the control method thereof are applied to the above-described electronic water pump 100, Improvement of fuel efficiency of about 1.5% to 2.5% was confirmed by applying the electronic thermostat 200 together with the electronic water pump 100 of the present invention.

특히, 본 발명의 전자식 워터펌프(100)에 대한 아이들 구동 상태의 슬립율을 다양하게 변경하면서 시험해 본 결과, 엔진 회전수가 높을수록 연비 효과가 높고, 부하가 낮을수록 연비 효과가 낮으며, 슬립율이 높을수록 연비 효과가 높음을 확인할 수 있었다.Particularly, when the slip ratio of the idle driving state of the electronic water pump 100 according to the present invention is varied, the fuel efficiency is higher as the engine speed is higher, the fuel efficiency is lower as the load is lower, The higher the fuel efficiency was.

따라서, 본 발명은 아이들 구동 및 100% 구동이 선택적으로 가능한 전자식 워터펌프(100)를 통하여 초기 시동 시 워밍업 시간을 최소화하고, 불필요한 마찰 손실의 발생을 방지할 수 있어 차량의 연비를 보다 향상시킬 수 있다는 탁월한 이점을 지닌 발명인 것이다.Therefore, the present invention minimizes the warm-up time at the time of initial start-up through the electronic water pump 100, which can be selectively driven by the idle driving and the 100% driving, and can prevent the occurrence of unnecessary friction loss, It is an invention with an excellent advantage.

상기 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 구체적으로 설명하기 위한 일례로서, 본 발명의 범위는 상기의 도면이나 실시예에 한정되지 않는다.
The above embodiment is an example for explaining the technical idea of the present invention specifically, and the scope of the present invention is not limited to the above-mentioned drawings or embodiments.

10 : 로터 11 : 상자성체
20 : 회전축 30 : 냉각링
31 : 아마추어 32 : 탄성체
33 : 방열판 100 : 전자식 워터펌프
200 : 써머스탯 300 : 저온 복귀관로
400 : 고온 복귀관로 500 : 라디에이터
600 : 엔진 610 : 워터재킷
620 : 크랭크축 700 : 쿨링팬10: rotor 11:
20: rotation shaft 30: cooling ring
31: amateur 32: elastomer
33: Heat sink 100: Electronic water pump
200: Thermostat 300: Low temperature return pipe
400: high temperature return pipe 500: radiator
600: Engine 610: Water jacket
620: crankshaft 700: cooling fan

Claims (7)

회전력을 전달받아 상시 회전하되, 상자성체와, 통전 여부에 따라 선택적으로 자성을 띠는 솔레노이드가 마련된 로터와; 상기 로터와 동심축 상에 마련되어 회전에 따라 냉각수를 압송시키는 회전축과; 상기 로터와 이격 설치되나 상기 회전축에 연결되어 일체로 회전하며, 상기 상자성체에 대응하여 자성체로 이루어지고, 상기 솔레노이드에 대응하는 아마추어가 탄성체에 의해 탄력적으로 지지되되 방열판이 형성된 냉각링을 포함하는 전자식 워터펌프와;
상기 전자식 워터펌프에서 압송되어 차량의 엔진에 형성된 워터재킷을 경유하여 유입되는 냉각수 온도에 따라 상기 냉각수의 유로를 절환 시키되, 개방 온도를 가변 조정 가능한 전자식 써머스탯과;
상기 써머스탯에서 저온의 냉각수를 상기 전자식 워터펌프로 복귀시키는 저온 복귀관로와;
상기 써머스탯에서 고온의 냉각수를 쿨링팬이 마련된 라디에이터를 경유하여 상기 전자식 워터펌프로 복귀시키는 고온 복귀관로를 포함;
하는 차량의 냉각수 순환장치를 제어하는 방법에 있어서;
RPM, LOAD, 냉각수 온도를 검출하는 단계와;
검출된 냉각수 온도가 제1기준온도를 초과하는지 판단하는 단계와;
검출된 냉각수 온도가 제1기준온도 이하인 경우, 전자식 워터펌프를 아이들 구동시키는 단계와;
검출된 냉각수 온도가 제1기준온도를 초과하는 경우, RPM-LOAD가 작동기준선 이상인지 판단하는 단계와;
RPM-LOAD가 작동기준선 이상인 경우, 전자식 워터펌프를 100% 구동시키는 단계로 구성되되;
RPM-LOAD가 작동기준선 미만인 경우, 냉각수 온도가 제2기준온도 이상인지 판단하는 단계가 추가 구성되어, 냉각수 온도가 제2기준온도 이상인 경우, 전자식 워터펌프를 100% 구동시키며;
냉각수 온도가 제2기준온도 미만인 경우, 냉각수 온도 상승률이 기준 상승률 이상인지 판단하는 단계가 추가 구성되어, 냉각수 온도 상승률이 기준 상승률 이상인 경우, 전자식 워터펌프를 100% 구동시키고, 냉각수 온도 상승률이 기준 상승률 미만인 경우, 전자식 워터펌프를 아이들 구동시키는 것을 특징으로 하는 차량의 냉각수 순환장치 제어방법.A rotor that is rotated at all times by receiving a rotational force, wherein the rotor is provided with a magnetostatic member and a solenoid selectively magnetized in accordance with the electric current; A rotating shaft provided on a concentric axis with the rotor to rotate the cooling water according to rotation; And a cooling ring which is integrally rotated with the rotor and is rotatably connected to the rotor, the cooling ring being made of a magnetic material corresponding to the paramagnetic body, the armature corresponding to the solenoid being elastically supported by the elastic body, A pump;
An electronic thermostat for switching the flow rate of the cooling water according to the temperature of the cooling water flowing through the water jacket fed from the electronic water pump and formed in the engine of the vehicle,
A low-temperature return conduit for returning low-temperature cooling water from the thermostat to the electronic water pump;
And a high-temperature return line for returning the high-temperature cooling water from the thermostat to the electronic water pump via a radiator provided with a cooling fan;
A method of controlling a cooling water circulation apparatus of a vehicle, comprising:
Detecting RPM, LOAD, and cooling water temperature;
Determining whether the detected coolant temperature exceeds a first reference temperature;
Idling the electronic water pump when the detected cooling water temperature is lower than or equal to the first reference temperature;
Determining whether the RPM-LOAD is greater than or equal to the operating reference line when the detected coolant temperature exceeds the first reference temperature;
If the RPM-LOAD is above the operating reference line, driving the electronic water pump 100%;
Determining whether the cooling water temperature is equal to or higher than the second reference temperature when the RPM-LOAD is less than the operation reference line, and driving the electronic water pump 100% when the cooling water temperature is equal to or higher than the second reference temperature;
The method further comprises the step of determining whether the cooling water temperature increase rate is equal to or greater than the reference increase rate when the cooling water temperature is lower than the second reference temperature, , The electronic water pump is idle-driven. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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