KR20120140412A - Motor drive apparatus for vehicle and water pump using the same - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A motor drive apparatus for vehicles and a water pump using the same are provided to improve durability and to simplify structure by using one IC chip. CONSTITUTION: A semiconductor chip is covered with insulating resin. Input terminals(12) are extended from a motor driving circuit to the outside of a body(11). Output terminals(13a-13c) are extended from the motor driving circuit to the outside of the body. The input terminal is connected to a pair of power terminals(12a,12b) and a pair of CAN communications ports(12c,12d). The output terminal is connected to a driving coil. A stator of the motor is wound by the driving coil.

Description

차량용 모터 구동장치 및 이를 이용한 차량용 워터펌프{MOTOR DRIVE APPARATUS FOR VEHICLE AND WATER PUMP USING THE SAME}Motor drive device for vehicle and vehicle water pump using same {MOTOR DRIVE APPARATUS FOR VEHICLE AND WATER PUMP USING THE SAME}

본 발명은 차량용 모터 구동장치 및 이를 이용한 차량용 워터펌프에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 차량용 모터구동회로를 하나의 반도체 칩(chip)에 집적하여 구현함에 의해 인쇄회로기판(PCB)의 사용을 배제할 수 있어 부품 단순화, 조립 단순화, 내구성 향상 및 비용절감을 도모할 수 있는 차량용 모터 구동장치 및 이를 이용한 차량용 워터펌프에 관한 것이다.The present invention relates to a vehicle motor driving apparatus and a vehicle water pump using the same, and more particularly, to eliminate the use of a printed circuit board (PCB) by integrating the vehicle motor driving circuit into one semiconductor chip. The present invention relates to a motor drive device for a vehicle that can simplify components, simplify assembly, improve durability, and reduce costs, and a vehicle water pump using the same.

최근 들어, 브러쉬레스 직류 모터(Brushless DC Motor)는 동기 모터의 구조에 직류모터와 유사한 전류 대 토크, 속도 대 전압의 특성을 가지며, 고효율, 높은 전력 밀도 때문에 가전용 기기로부터 산업용 기기에 이르기까지 활용분야가 점점 확대되고 있는 추세이다.In recent years, brushless DC motors have current-to-torque, speed-to-voltage characteristics similar to DC motors in synchronous motors, and are widely used in home appliances and industrial devices because of their high efficiency and high power density. The field is expanding.

브러쉬레스 직류 모터는 무정류자 모터(commutatorless motor)라고도 하며, 통상 직류 모터의 중요한 부품인 브러쉬와 정류자 대신 인버터를 구성하는 전력 스위칭 반도체 소자(예를 들어, 트랜지스터, FET, IGBT 등)에 의한 스위칭을 통해 고정자 권선에 흐르는 전류를 절환하여 토크를 발생시켜 구동한다. 이러한 브러쉬레스 직류 모터는 주로 3상(U상,W상,V상)으로 구동되어 단상에 비해 토크 제어가 용이하며 효율이 높고 소음이 거의 없다.Brushless DC motors are also referred to as commutatorless motors, and are usually switched by power switching semiconductor devices (e.g. transistors, FETs, IGBTs, etc.) that make up the inverter instead of brushes and commutators, which are important parts of the DC motor. It drives by generating torque by switching the current flowing through the stator windings. These brushless DC motors are mainly driven in three phases (U-phase, W-phase, V-phase), which makes torque control easier, higher efficiency, and less noise than single phase.

3상 구동방식 브러쉬레스 직류 모터는 3개의 스테이터 코일을 전기적으로 120도의 위상차를 갖도록 스테이터 코어에 권선한 스테이터(stator)를 다수의 N극 및 S극 영구자석이 부착된 로터(rotor)에 대향하여 배치하며, 스위칭 소자를 통해 각 상의 코일들에 선택적으로 전원을 인가함에 따라 자화되는 스테이터 코어와 영구자석 상호간에 작용하는 자기력에 의하여 로터를 회전시킨다. 이때, 브러쉬레스 직류 모터는 홀 센서(Hall sensor) 등의 위치인식장치로부터 확인된 로터와 스테이터 상호간의 위치정보를 디지털 신호처리장치(DSP)와 같은 신호처리장치에서 신호처리하여 인버터를 제어함에 의해 스테이터 코일에 적절한 구동전압을 인가한다.The three-phase brushless DC motor has a stator winding three stator coils on the stator core so as to have a 120-degree phase difference, and is opposed to a rotor having a plurality of N-pole and S-pole permanent magnets attached thereto. The rotor is rotated by a magnetic force acting between the stator core and the permanent magnet magnetized by selectively applying power to the coils of each phase through the switching element. At this time, the brushless DC motor controls the inverter by processing the position information between the rotor and the stator identified by the position recognition device such as a Hall sensor in a signal processing device such as a digital signal processing device (DSP). Apply the appropriate drive voltage to the stator coil.

한편, 최근의 자동차는 변속제어장치(TCU), 브레이크 잠김 방지장치(ABS), 전자식 스로틀 제어장치(ETC) 등과 같이 전기적 제어 방식으로 구동되고 있다. 이때, TCU, ABS, ETC 등의 전자 제어장치는, 캔(Controller Area Neteork: CAN) 통신 방식을 통해 엔진 제어장치(Engine Control Unit: ECU)와 통신하여 자동차의 운행 정보 등을 제공받는다. 여기서, 캔 통신 방식은 하이 통신 라인 및 로우 통신 라인에 의해 자동차의 전자 제어장치들 간에 디지털 직렬 통신을 제공하기 위한 차량용 네트워크 시스템을 나타낸다.On the other hand, recent automobiles are driven in an electrically controlled manner such as a shift control device (TCU), a brake lock prevention device (ABS), an electronic throttle control device (ETC). At this time, the electronic control devices such as TCU, ABS, ETC, etc., can communicate with the engine control unit (ECU) through the CAN (Controller Area Neteork (CAN)) communication method to receive the driving information of the vehicle. Here, the can communication scheme represents a vehicle network system for providing digital serial communication between electronic control devices of a vehicle by a high communication line and a low communication line.

일반적으로, 브러쉬레스 직류(BLDC) 모터를 구동하는 데 필요한 차량용 모터 구동장치는, 6개의 전력 스위칭 반도체 소자를 이용한 전압형 인버터를 구비한다. 이때, 인버터는 CAN 통신부를 통하여 엔진 제어장치(ECU)로부터의 자동차 운행 정보와 로터의 위치정보를 수신하여 신호처리하는 신호처리장치에 의해 펄스 폭 변조(Pulse Width Modulation: PWM) 구동방법으로 제어된다. 이러한 PWM 구동방법은 전압을 일정하게 유지하면서 전류를 펄스방식으로 인가하여 평균전류를 제어하는 것으로서, 펄스 폭의 비율을 제어하는 방식이다.In general, a vehicle motor drive device required to drive a brushless direct current (BLDC) motor includes a voltage inverter using six power switching semiconductor elements. In this case, the inverter is controlled by a pulse width modulation (PWM) driving method by a signal processing apparatus that receives and processes the vehicle driving information and the position information of the rotor from the ECU through the CAN communication unit. . The PWM driving method is a method of controlling the average current by applying a current in a pulse method while maintaining a constant voltage, and controlling a ratio of pulse widths.

전술한 바와 같이, 차량용 모터 구동장치는 신호처리장치에 의해 인버터를 구성하는 3쌍의 전력 스위칭 반도체 소자를 선택적으로 펄스 폭 변조(PWM) 구동방법으로 고속 스위칭(ON/OFF)하여 3상(U상,W상,V상) 코일에 대한 구동 전류를 순차적으로 인가하여 모터를 제어한다. As described above, the vehicular motor driving device is configured to perform high-speed switching (ON / OFF) of three pairs of power switching semiconductor elements constituting the inverter by a signal processing device to perform a three-phase (U / W) operation. Phase, W phase, V phase) to control the motor by sequentially applying the drive current to the coil.

또한, 차량용 모터 구동장치는 자동차의 밧데리로부터 직류(DC)전원을 수신하여 신호처리장치와 게이트 드라이버를 포함하는 인버터에 공급전원(Vcc)을 인가하기 위한 전원장치로서 스위칭 모드 파워 서플라이(SMPS)를 구비하고 있다.In addition, the motor drive device for a vehicle receives a direct current (DC) power supply from the battery of the vehicle and applies a switching mode power supply (SMPS) as a power supply device for applying a supply power supply (Vcc) to an inverter including a signal processing device and a gate driver. Equipped.

상기한 바와 같이, 차량용 모터 구동장치는 전원장치, CAN 통신부, 신호처리장치, 게이트 드라이버, 및 전력 스위칭 반도체 소자로 이루어진 인버터 등을 포함하고 있으며, 로터의 위치정보를 센싱하기 위한 홀 센서(Hall sensor)를 더 포함하거나 로터 위치정보를 수신하고 있다. 상기 모터 구동장치의 회로를 구성하는 다수의 IC 칩과 수동소자들은 인쇄회로기판(PCB)에 실장되며, 모터(즉, 스테이터)에 근접하여 배치된다.As described above, the vehicle motor driving device includes a power supply device, a CAN communication unit, a signal processing device, a gate driver, and an inverter composed of a power switching semiconductor element, and includes a hall sensor for sensing the position information of the rotor. ) Or the rotor position information is received. A plurality of IC chips and passive elements constituting the circuit of the motor driving device are mounted on a printed circuit board (PCB) and disposed in close proximity to a motor (ie, a stator).

상기 인쇄회로기판(PCB)에 다수의 부품이 실장되어 구성되는 차량용 모터 구동장치는 포장도로 및 비포장도로를 주행하는 차량의 속성상 항시 진동과 충격 상태에 놓여 있게 된다. 또한, 엔진을 수냉시키기 위해 냉각수를 순환시키는 전기 워터펌프(EWP)용 구동모터인 경우 엔진룸의 엔진에 부착되어 설치될 수 있으며, 외부환경에 따라 고온, 다습, 극한, 또는 사막 지역을 주행할 수 있으므로, 이러한 외부요인으로부터 영향을 받지 않는 높은 신뢰성을 갖기 위해서는 사용되는 부품의 수를 최소화하고 실링상태를 유지하는 것이 바람직하다.A motor driving apparatus for a vehicle, which is configured by mounting a plurality of components on the printed circuit board (PCB), is always in a vibration and shock state due to the nature of a vehicle traveling on a pavement and an unpaved road. In addition, the drive motor for the electric water pump (EWP) to circulate the coolant to cool the engine can be attached to the engine of the engine room, depending on the external environment to drive the high temperature, high humidity, extreme, or desert area Therefore, in order to have a high reliability that is not affected by such external factors, it is desirable to minimize the number of parts used and maintain the sealing state.

더욱이, 상기와 같이 다수의 부품을 인쇄회로기판(PCB)에 실장하여 이루어지는 종래의 차량용 모터 구동장치는 조립생산성이 낮아서 제조비용의 상승과, 부피의 증가를 막을 수 없어 슬림화를 도모하기 어렵다.In addition, the conventional motor drive device for mounting a plurality of components on a printed circuit board (PCB) as described above is low assembly productivity, it is difficult to prevent the increase in manufacturing cost and increase in volume, it is difficult to achieve slimming.

또한, 대형 자동차인 경우 순환되어야 할 엔진 냉각수의 부담이 더욱 증가하게 되며, 장치의 소형화 및 경량화에 따라 소형의 구조이면서도 고용량의 구동 능력을 구비하는 것이 요구된다. 이 경우, 300W의 대용량 전기 워터펌프(EWP)용 구동모터인 경우 전력 스위칭 반도체 소자로 이루어진 인버터로부터 발생되는 열을 방열시키기 위한 방열장치를 구비하는 것이 요구되므로, 모터 구동장치의 소형화를 도모하는 데 애로사항이 있다.In addition, in the case of a large vehicle, the burden of the engine coolant to be circulated is further increased, and according to the miniaturization and light weight of the apparatus, it is required to have a small capacity and a high capacity driving capability. In this case, in the case of a 300W large-capacity electric water pump (EWP) driving motor, it is required to have a heat dissipation device for dissipating heat generated from an inverter composed of a power switching semiconductor element, so that the motor driving device can be miniaturized. I have a problem.

한편, 공개특허공보 제2007-55409호에는 3상 모터를 구동하는 6개의 스위칭소자와, 3상 모터 코일의 3단자 각각에 출력전압을 인가하는 3개의 출력단자와, 6개의 스위칭소자를 구동하는 구동회로와, 3상 모터의 회전자의 자극위치 신호를 입력하는 적어도 1개 이상의 입력단자를 구비한 원 패키지 모터 구동용 반도체장치로서, 6개의 스위칭소자와, 구동회로와, 전류극성 검출회로의 일부 또는 전체를 하나의 반도체 칩에 집적한 모터 구동용 반도체 칩과, 제어용 반도체 칩의 2 칩을 구비한 기술이 개시되어 있다.On the other hand, Korean Patent Publication No. 2007-55409 discloses six switching elements for driving a three-phase motor, three output terminals for applying an output voltage to each of the three terminals of the three-phase motor coil, and six switching elements. A semiconductor device for driving a one-package motor having a driving circuit and at least one input terminal for inputting a magnetic pole position signal of a rotor of a three-phase motor, comprising: six switching elements, a driving circuit, and a current polarity detection circuit; Disclosed is a technology including two chips, a motor driving semiconductor chip in which part or all of a semiconductor chip is integrated, and a control semiconductor chip.

상기한 공개특허공보 제2007-55409호에는 모터 구동에 필요한 모든 부품들을 원칩화한 것이 아니므로 여전히 인쇄회로기판(PCB)에 전원장치, CAN 통신부, 신호처리장치 및 상기한 모터 구동용 반도체 칩을 실장하는 데 따른 다수의 문제점을 안고 있다.In the above-mentioned Patent Publication No. 2007-55409, all components necessary for driving a motor are not one-chip, and still a power supply device, a CAN communication unit, a signal processing device, and the motor driving semiconductor chip are mounted on a printed circuit board (PCB). There are a number of problems with doing this.

따라서 본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 고려하여 안출된 것으로, 그 목적은 차량용 모터구동회로를 하나의 반도체 칩(chip)에 집적하여 구현함에 의해 부품 단순화, 조립 단순화, 내구성 향상 및 비용절감을 도모할 수 있는 차량용 모터 구동장치를 제공하는 데 있다.Accordingly, the present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and an object thereof is to integrate a motor driving circuit for a vehicle into a single semiconductor chip, thereby simplifying components, simplifying assembly, improving durability, and reducing costs. It is to provide a motor drive device for a vehicle that can be planned.

본 발명의 다른 목적은 로터의 위치를 자기방식 센서를 사용하여 감지하지 않고 스테이터 코일에 흐르는 기전력(EMF: Electromotive Force) 값에 기초하여 감지함에 의해 모터 구동장치를 쉽게 원칩화할 수 있는 차량용 모터 구동장치를 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to detect the position of the rotor based on the electromotive force (EMF: Electromotive Force (EMF) value flowing through the stator coil without using the magnetic sensor to detect the motor drive device for the vehicle easily one-chip To provide.

본 발명의 또 다른 목적은 출력구동부의 다수의 파워 스위칭 소자를 출력측으로 몰아서 배치함에 의해 다른 부품에 열손상이 발생하는 것을 차단하고 대전류인 경우 노이즈에 의해 다른 부품에 영향을 미치는 것을 최소화하며, 파워 스위칭 소자를 출력측 표면에 구비된 방열판과 접촉하여 열방출 효율을 높일 수 있는 차량용 모터 구동장치를 제공하는 데 있다.Still another object of the present invention is to prevent the thermal damage from occurring in other parts by arranging a plurality of power switching elements of the output driver to the output side, and in the case of a large current to minimize the influence on other parts by noise, power The present invention provides a motor driving device for a vehicle capable of improving heat dissipation efficiency by contacting a switching element with a heat sink provided on an output side surface.

본 발명의 다른 목적은 차량용 모터구동회로를 하나의 반도체 칩(chip)에 집적시킴과 동시에, 반도체 칩을 수지밀봉한 몸체의 외부로 입력 및 출력 단자만이 노출되어 외부로부터 입력 및 출력 단자와 직접 연결시켜 사용 가능함에 따라 별도의 인쇄회로기판(PCB)을 필요로 하지 않는 차량용 모터 구동장치를 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to integrate a motor driving circuit for a vehicle into one semiconductor chip, and at the same time, only the input and output terminals are exposed to the outside of the resin-sealed body, thereby directly contacting the input and output terminals from the outside. The present invention provides a motor driving device for a vehicle that does not require a separate printed circuit board (PCB) as it can be connected and used.

본 발명의 또 다른 목적은 펌프 바디에 스테이터, 지지프레임 및 커넥터를 일체형 구조로 성형하고, 상단에 로터 챔버와 하단에 드라이버 챔버의 일부 구조를 독립적으로 형성하여, 드라이버 챔버에 일체형 모터 구동장치를 간단하게 조립할 수 있는 차량용 모터 구동장치 및 이를 이용한 차량용 워터펌프를 제공하는 데 있다.Still another object of the present invention is to form a stator, a support frame, and a connector in the pump body in an integrated structure, and to form the rotor chamber at the top and a part of the driver chamber at the bottom independently, thereby simplifying the integrated motor driving device in the driver chamber. The present invention provides a motor drive device and a vehicle water pump using the same.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 차량용 모터 구동장치는 모터구동회로가 집적된 반도체 칩을 절연성 수지로 둘러싸는 몸체; 상기 모터구동회로로부터 몸체의 일측 외부로 연장되는 다수의 입력 단자; 및 상기 모터구동회로로부터 몸체의 타측 외부로 연장되는 다수의 출력 단자;를 포함하며, 상기 입력 단자는 한쌍의 전원단자와 한쌍의 CAN 통신 단자에 연결되고, 상기 출력 단자는 모터의 스테이터에 권선된 구동코일과 연결되는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the motor drive device for a vehicle of the present invention includes a body surrounding the semiconductor chip in which the motor driving circuit is integrated with an insulating resin; A plurality of input terminals extending from one side of the body to the outside of the motor driving circuit; And a plurality of output terminals extending from the motor driving circuit to the other side of the body, wherein the input terminals are connected to a pair of power terminals and a pair of CAN communication terminals, and the output terminals are wound on a stator of the motor. It is characterized in that it is connected to the drive coil.

상기 모터구동회로는 3상 또는 2상 구동방식으로 모터를 제어하며, 3쌍 또는 2쌍의 스위칭 소자가 각각 토템폴 구조로 접속되고 3상 또는 2상 출력 단자로부터 모터에 대한 3상 또는 2상 구동신호를 발생하는 인버터; 및 상기 CAN 통신에 의해 자동차의 운행 정보와 모터의 로터 위치정보에 기초하여 상기 인버터의 한쌍의 스위칭 소자를 선택적으로 구동시키기 위한 제어부를 포함할 수 있다.The motor driving circuit controls the motor by a three-phase or two-phase driving method, and three or two pairs of switching elements are connected in a totem pole structure, respectively, and three- or two-phase driving of the motor from a three-phase or two-phase output terminal. An inverter generating a signal; And a controller for selectively driving the pair of switching elements of the inverter based on the driving information of the vehicle and the rotor position information of the motor by the CAN communication.

또한, 본 발명의 모터 구동장치에서 상기 인버터를 구성하는 스위칭 소자는 출력측에 배치되고, 상기 몸체의 출력측 상부면과 하부면 중 적어도 하나에 내측이 스위칭 소자와 접촉되고, 외측이 몸체의 외부로 노출되어 스위칭 소자로부터 발생되는 열을 외부로 방출하기 위한 적어도 하나의 방열판을 더 포함할 수 있다.In addition, in the motor drive device of the present invention, the switching element constituting the inverter is disposed on the output side, the inside is in contact with the switching element on at least one of the upper side and the lower side of the output side of the body, the outside is exposed to the outside of the body And further include at least one heat sink for dissipating heat generated from the switching element to the outside.

상기 방열판은 모터 구동장치를 수용함과 동시에 열전달 특성이 우수한 금속 케이스에 밀착되어 설치되는 것이 바람직하다.The heat sink is preferably installed in close contact with the metal case having excellent heat transfer characteristics while accommodating the motor drive device.

또한, 상기 모터구동회로는 자동차의 운행 정보를 포함하는 캔(CAN) 신호를 캔 통신 방식을 통해 수신할 때 디지털 신호로 변환하여 제어부에 전달하는 캔(CAN) 통신부; 자동차에 내장된 메인 전원으로부터 인가되는 DC 전원을 받아서 후단으로 전달하는 전원입력부; 및 상기 전원입력부로부터의 DC 전원을 수신하여 제어부를 구동하는 데 필요한 전압으로 다운된 디지털 구동전원을 생성하는 전원회로를 더 포함하는 것이 바람직하다.The motor driving circuit may further include a CAN communication unit converting a CAN signal including driving information of a vehicle into a digital signal and transmitting the converted CAN signal to a control unit when the CAN signal is received through a can communication method; A power input unit configured to receive a DC power applied from a main power source embedded in a vehicle and transmit the received DC power to a rear end; And a power supply circuit that receives the DC power from the power input unit and generates a digital driving power down to a voltage required to drive the controller.

더욱이, 상기 제어부는 인버터의 스위칭 소자로 흐르는 평균전류를 제어하기 위해 펄스 폭 변조(Pulse Width Modulation: PWM) 구동방법으로 인버터를 구동하는 것이 바람직하다In addition, the control unit preferably drives the inverter by a pulse width modulation (PWM) driving method to control the average current flowing to the switching element of the inverter.

상기 모터의 로터 위치정보는 스테이터의 구동코일에 흐르는 기전력(EMF: Electromotive Force) 값에 기초하여 감지하거나 홀센서를 사용하여 감지할 수 있다.The rotor position information of the motor may be detected based on an electromotive force (EMF) value flowing in the driving coil of the stator or by using a hall sensor.

또한 상기 몸체에는 제어부에 프로그램을 라이팅하기 위한 프로그램 라이팅 단자를 구비하는 것이 바람직하다.In addition, the body is preferably provided with a program writing terminal for writing a program in the control unit.

본 발명의 차량용 모터 구동장치는, 상기 몸체의 측면으로부터 연장된 다수의 지지대; 및 상기 다수의 지지대와 결합되는 다수의 고정부가 내주부에 돌출되어 상기 몸체를 안정되게 지지하는 지지프레임을 더 포함하는 것이 바람직하다.Vehicle motor drive device of the present invention, a plurality of supports extending from the side of the body; And a plurality of fixing parts coupled to the plurality of supports protrude from the inner circumference to support the body stably.

본 발명은, 상기 지지프레임에 고정되며, 몸체의 입력 단자와 연결되는 다수의 외부 터미널을 포함하는 커넥터를 더 포함할 수 있다.The present invention may further include a connector fixed to the support frame and including a plurality of external terminals connected to the input terminal of the body.

상기 모터 구동장치는 단일체로 이루어지므로, 구조가 단순하여 조립이 용이하게 된다.Since the motor drive device is made of a single unit, the structure is simple and easy to assemble.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 본 발명은 로터와 스테이터를 구비한 모터를 구동하기 위한 모터 구동장치에 있어서, 모터구동회로가 집적된 단일의 반도체 칩; 상기 반도체 칩을 둘러싸며 절연성 수지로 이루어지는 몸체; 상기 모터구동회로에 인가되는 직류(DC) 전원과 자동차의 운행 정보를 수신하는 입력 단자; 및 상기 모터구동회로로부터 스테이터의 제1 내지 제3 구동코일에 대한 구동신호를 출력하는 제1 내지 제3 출력 단자; 및 상기 몸체로부터 돌출되어 지지프레임에 지지시키기 위한 다수의 지지대를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 모터 구동장치를 제공한다.According to another aspect of the invention, the present invention provides a motor driving apparatus for driving a motor having a rotor and a stator, comprising: a single semiconductor chip in which a motor driving circuit is integrated; A body made of an insulating resin surrounding the semiconductor chip; An input terminal configured to receive direct current (DC) power applied to the motor driving circuit and driving information of a vehicle; And first to third output terminals configured to output driving signals for the first to third driving coils of the stator from the motor driving circuit. And it protrudes from the body provides a motor drive device for a vehicle comprising a plurality of supports for supporting the support frame.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 본 발명은 스테이터, 지지프레임 및 커넥터를 일체형 구조로 성형하고, 상단에 로터 챔버와 하단에 드라이버 챔버의 일부 구조를 독립적으로 형성하며, 상단부가 엔진 블록 하단의 볼루트 챔버에 결합되어 냉각수 순환유로를 형성하기 위한 펌프 바디; 상기 로터 챔버에 회전 가능하게 설치되어 상기 스테이터로부터 발생되는 회전자계에 의해 회전 구동되는 로터; 상기 로터의 중앙부에 결합되어 로터 회전에 따라 회전되는 회전축; 상기 볼루트 챔버로 연장된 회전축의 선단부에 결합되어 상기 냉각수 순환유로로 유입된 냉각수를 라디에이터로 유출시키기 위한 임펠러; 및 입력 단자가 상기 커넥터에 연결되고, 출력단자가 상기 스테이터의 코일에 연결되며 스테이터의 코일에 회전 자계를 발생시키기 위한 구동신호를 발생하는 일체형 모터 구동장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차용 워터 펌프를 제공한다.According to another feature of the present invention, the present invention is to form the stator, the support frame and the connector in an integrated structure, the rotor chamber at the top and the driver chamber at the bottom to form a part of the structure independently, the upper end of the ball route at the bottom of the engine block A pump body coupled to the chamber to form a coolant circulation passage; A rotor rotatably installed in the rotor chamber and driven to rotate by a magnetic field generated from the stator; A rotating shaft coupled to the center of the rotor and rotating according to the rotation of the rotor; An impeller coupled to a distal end portion of the rotating shaft extending into the volute chamber for discharging the cooling water introduced into the cooling water circulation passage to a radiator; And an integrated motor driving device having an input terminal connected to the connector, an output terminal connected to the coil of the stator, and generating a driving signal for generating a rotating magnetic field in the coil of the stator. to provide.

이 경우, 상기 모터 구동장치는 모터구동회로가 집적된 반도체 칩을 절연성 수지로 둘러싸는 몸체와 입/출력 단자가 단일체로 이루어지는 것이 바람직하다.In this case, it is preferable that the motor driving device is composed of a single body and an input / output terminal that surrounds the semiconductor chip in which the motor driving circuit is integrated with an insulating resin.

또한, 상기 모터구동회로는 스테이터의 코일에 회전 자계를 발생시키기 위해 선택적으로 구동되는 다수의 스위칭 소자를 포함하며, 상기 다수의 스위칭 소자의 출력은 스테이터의 코일과 연결되고, 상기 몸체의 출력측 상부면과 하부면 중 적어도 하나에 내측이 스위칭 소자와 접촉되고, 외측이 몸체의 외부로 노출되어 스위칭 소자로부터 발생되는 열을 외부로 방출하기 위한 적어도 하나의 방열판을 더 포함하는 것이 바람직하다.In addition, the motor driving circuit includes a plurality of switching elements that are selectively driven to generate a rotating magnetic field in the coil of the stator, the output of the plurality of switching elements are connected to the coil of the stator, the upper surface of the output side of the body At least one of the lower surface and the inner side is in contact with the switching element, the outer side is preferably exposed to the outside of the body further comprises at least one heat sink for dissipating heat generated from the switching element to the outside.

또한, 상기 스테이터는, 스테이터 코어의 외주부가 펌프 바디의 외부로 연장되며, 고정용 볼트에 의해 엔진 블록에 고정될 수 있다.In addition, the stator, the outer peripheral portion of the stator core extends to the outside of the pump body, it can be fixed to the engine block by a fixing bolt.

더욱이, 상기 펌프 바디는, 폴리페닐렌 설파이드(PolyPhenylene Sulfide: PPS) 또는 BMC의 단일 재질을 이용하여 인서트 몰딩으로 성형하는 것이 바람직하다.Further, the pump body is preferably molded by insert molding using a single material of polyphenylene sulfide (PPS) or BMC.

본 발명은, 상기 펌프 바디에 직접 결합하여 냉각수 흐름을 안내하고, 상기 임펠러의 회전에 의해 냉각수를 가압하는 볼루트 챔버를 형성하는 펌프 커버를 더 포함할 수 있다.The present invention may further include a pump cover coupled to the pump body to guide the coolant flow and to form a volute chamber for pressurizing the coolant by the rotation of the impeller.

상기한 바와 같이, 본 발명은 차량용 모터구동회로를 형성하는 전원장치, CAN 통신부, 신호처리부(제어부), 출력구동부를 하나의 반도체 칩(chip)으로 집적하여 구현함에 의해 부품 단순화, 조립 단순화, 내구성 향상 및 비용절감을 도모할 수 있다.As described above, the present invention integrates and implements a power supply device, a CAN communication unit, a signal processing unit (control unit), and an output driver unit in one semiconductor chip to form a motor driving circuit for a vehicle. Improvement and cost reduction can be aimed at.

또한, 본 발명에서는 로터의 위치를 자기방식 센서를 사용하여 감지하지 않고 스테이터 코일에 흐르는 EMF 값으로 감지함에 의해 모터 구동장치를 쉽게 원칩화할 수 있다.In addition, in the present invention, by detecting the position of the rotor by the EMF value flowing through the stator coil without using the magnetic sensor, it is possible to easily one-chip motor drive device.

더욱이, 본 발명에서는 출력구동부의 다수의 전력 스위칭 소자를 출력측으로 몰아서 배치함에 의해 다른 부품에 열손상이 발생하는 것을 차단하고 대전류인 경우 노이즈에 의해 다른 부품에 영향을 미치는 것을 최소화하며, 전력 스위칭 소자를 출력측 표면에 구비된 방열장치와 접촉하여 열방출 효율을 높일 수 있다.Furthermore, in the present invention, by arranging a plurality of power switching elements of the output driver to the output side to block the occurrence of thermal damage to other components, and in the case of a large current to minimize the influence on other components by noise, power switching elements The heat dissipation efficiency can be improved by contacting the heat dissipation device provided on the output side surface.

또한, 본 발명은 차량용 모터구동회로를 하나의 반도체 칩(chip)에 집적시킴과 동시에, 반도체 칩을 수지밀봉한 몸체의 외부로 입력 및 출력 단자만이 노출되어 외부로부터 입력 및 출력 단자와 직접 연결시켜 사용 가능함에 따라 별도의 인쇄회로기판(PCB)을 필요로 하지 않는다.In addition, the present invention integrates a motor driving circuit for a vehicle in a single semiconductor chip, and at the same time, only the input and output terminals are exposed to the outside of the resin-sealed body and directly connected to the input and output terminals from the outside. As it can be used, it does not require a separate printed circuit board (PCB).

도 1은 본 발명에 따른 차량용 모터 구동장치를 나타낸 저면도,
도 2는 도 1의 모터 구동장치에서 지지 프레임을 제거한 상태를 나타낸 대한 도면,
도 3은 도 2에 도시된 모터 구동장치의 배면도,
도 4는 본 발명에 따른 차량용 모터 구동장치에 사용되는 모터구동회로를 나타낸 개략 블록도,
도 5는 도 4의 모터구동회로에 적용 가능한 인버터를 나타낸 회로도,
도 6은 본 발명에 따른 차량용 모터 구동장치를 차량용 워터펌프 모터에 적용한 구조를 나타낸 축방향 단면도이다.1 is a bottom view showing a motor drive device for a vehicle according to the present invention;
2 is a view showing a state in which the support frame is removed from the motor drive device of FIG.
3 is a rear view of the motor driving device shown in FIG. 2;
4 is a schematic block diagram showing a motor driving circuit used in a motor driving device for a vehicle according to the present invention;
5 is a circuit diagram illustrating an inverter applicable to the motor driving circuit of FIG. 4;
6 is an axial cross-sectional view showing a structure in which the vehicle motor driving apparatus according to the present invention is applied to a vehicle water pump motor.

상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되어 있는 상세한 설명을 통하여 보다 명확해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The above and other objects, features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description of the present invention when taken in conjunction with the accompanying drawings, It can be easily carried out.

또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail since they would obscure the invention in unnecessary detail.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따른 차량용 모터 구동장치를 나타낸 저면도, 도 2는 도 1의 모터 구동장치에서 지지 프레임을 제거한 상태를 나타낸 대한 도면, 도 3은 도 2에 도시된 모터 구동장치의 배면도, 도 4는 본 발명에 따른 차량용 모터 구동장치에 사용되는 모터구동회로를 나타낸 개략 블록도이다.1 is a bottom view showing a motor driving apparatus for a vehicle according to the present invention, FIG. 2 is a view showing a state in which a support frame is removed from the motor driving apparatus of FIG. 1, and FIG. 3 is a rear view of the motor driving apparatus shown in FIG. 4 is a schematic block diagram showing a motor driving circuit used in a motor driving device for a vehicle according to the present invention.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 차량용 모터 구동장치(10)는, 내부에 도 4에 도시된 모터구동회로가 집적된 반도체 칩이 내장되고, 외부가 대략 직육면체 형상으로 이루어지며 절연용 수지로 몰딩된 몸체(11)를 구비하고 있다. 상기 몸체(11)의 일력측에는 4개의 입력단자(12), 즉 자동차 전원(37)으로부터 DC 전원이 인가되는 한쌍의 전원단자(12a,12b)와 자동차 내부의 엔진 제어장치(Engine Control Unit: ECU) 또는 전자제어장치(Electronic Control Unit: ECU)와 캔(Controller Area Neteork: CAN) 통신 방식을 통해 통신하여 자동차의 운행 정보 등을 제공받기 위한 한쌍의 CAN 통신단자(12c,12d)가 연장되어 있고, 타측에는 모터(40; M)에 대한 3상 구동신호(Su,Su,Sw)를 인가하기 위한 3개의 출력단자(13a-13c: 13)가 연장되어 있다. As shown in Figures 1 to 3, the motor drive device for a vehicle 10 according to the present invention, a semiconductor chip in which the motor driving circuit shown in Figure 4 is integrated therein, the outside is made of a substantially rectangular parallelepiped shape It is provided with a body 11 molded with an insulating resin. On the work side of the body 11, four input terminals 12, that is, a pair of power terminals 12a and 12b to which DC power is applied from the vehicle power source 37, and an engine control unit (ECU) inside the vehicle. ) Or a pair of CAN communication terminals 12c and 12d for communicating with an electronic control unit (ECU) and a can (Controller Area Neteork (CAN)) to receive vehicle driving information. On the other side, three output terminals 13a-13c: 13 for applying the three-phase driving signals Su, Su, and Sw to the motor 40 are extended.

또한, 상기 몸체(11)의 출력측에는 상부면과 하부면에는 각각 반도체 칩에 포함된 인버터(33)(도 4 참조)에 대한 방열을 수행하기 위한 한쌍의 방열판(14a,14b)이 외부로 노출된 상태로 몸체(11)를 절연용 수지로 몰딩할 때 인서트 몰딩에 의해 일체로 형성된다. 상기 실시예에서는 인버터(33)에 대한 방열을 수행하기 위해 한쌍의 방열판(14a,14b)이 몸체(11)의 상부면과 하부면에 각각 구비되어 있으나, 몸체(11)의 하부면에 단지 하나의 방열판(14b)을 구비하는 것으로 설계될 수 있다.In addition, on the output side of the body 11, a pair of heat sinks 14a and 14b for exposing heat to the inverter 33 (refer to FIG. 4) included in the semiconductor chip are exposed to the outside on the upper and lower surfaces, respectively. It is formed integrally by insert molding when the body 11 is molded with an insulating resin in a closed state. In the above embodiment, a pair of heat sinks 14a and 14b are provided on the top and bottom surfaces of the body 11 to perform heat dissipation on the inverter 33, but only one on the bottom surface of the body 11. It can be designed to have a heat sink (14b) of.

더욱이, 상기 몸체(11)의 하부면에는 예를 들어, 4개의 프로그램 라이팅 단자(15)가 노출되어 있으며, 프로그램 라이팅 단자(15)를 통하여 모터구동회로에 디지털 신호처리장치(DSP) 또는 마이콤 등으로 구성되는 제어부에 프로그램을 라이팅할 수 있다. Furthermore, for example, four program writing terminals 15 are exposed on the lower surface of the body 11, and the digital signal processor (DSP) or a microcomputer or the like is connected to the motor driving circuit through the program writing terminals 15. The program can be written to the control unit.

한편, 본 발명에 따른 차량용 모터 구동장치(10)는, 몸체(11)를 링 형상의 지지프레임(20)에 지지하도록 예를 들어, 3개의 지지대(16a-16c)가 몸체(11)의 3측면으로부터 연장되어 있으며, 지지프레임(20)에는 3개의 지지대(16a-16c)에 대응하는 3개의 고정부(23)가 환형 몸체(21)의 내주면으로부터 돌출되어 있다. 상기 3개의 지지대(16a-16c)와 3개의 고정부(23)에는 각각 관통구멍이 형성되어 있어, 고정용 나사를 체결함에 의해 몸체(11)를 지지프레임(20)에 고정할 수 있다.On the other hand, the vehicle motor drive device 10 according to the present invention, for example to support the body 11 to the ring-shaped support frame 20, for example, three support (16a-16c) three of the body 11 Extending from the side surface, three fixing parts 23 corresponding to three support members 16a-16c protrude from the inner circumferential surface of the annular body 21 in the support frame 20. Through holes are formed in the three support members 16a-16c and the three fixing parts 23, respectively, so that the body 11 can be fixed to the support frame 20 by fastening fixing screws.

상기 몸체(11)와 지지프레임(20)에는 각각 3개의 지지대(16a-16c)와 3개의 고정부(23)를 구비한 것을 예시하고 있으나, 이는 당업자가 필요에 따라 그 수를 2 또는 4개로 변경하는 것도 가능하다. Although the body 11 and the support frame 20 are illustrated with three support units 16a-16c and three fixing units 23, respectively, the number of two or four is required by those skilled in the art. It is also possible to change.

또한, 지지프레임(20)은 모터 구동장치(10)가 적용되는 모터의 형상에 따라 동일한 형상으로 결정되는 것이 바람직하며, 일반적으로 모터는 원통형상으로 이루어짐에 따라 지지프레임(20)은 링 형상으로 이루어지는 것이 바람직하다. 그러나, 지지프레임(20)은 이에 제한되지 않고 링 형상 이외에 4각형과 같은 다각형으로 이루어질 수 있다.In addition, the support frame 20 is preferably determined in the same shape according to the shape of the motor to which the motor driving device 10 is applied, and in general, the support frame 20 has a ring shape as the motor is made of a cylindrical shape It is preferable to make. However, the support frame 20 is not limited thereto and may be formed of a polygon such as a quadrilateral in addition to the ring shape.

지지프레임(20)에는 필요에 따라 지지프레임(20)을 모터구동장치(10)가 사용되는 모터(40)나, 모터(40)가 적용되는 본체의 하우징 등에 고정하는 데 필요한 적어도 2 이상의 결합용 돌출부(22)를 구비하고 있다.At least two or more couplings are required for the support frame 20 to fix the support frame 20 to the motor 40 to which the motor driving device 10 is used, or to the housing of the main body to which the motor 40 is applied. The protrusion part 22 is provided.

또한, 지지프레임(20)에는 입력측에 커넥터(24)가 나사체결에 의해 결합되어 있으며, 커넥터(24)에는 그의 후단부에 한쌍의 전원단자(12a,12b) 및 한쌍의 CAN 통신단자(12c,12d)와 마주보는 4개의 외부 터미널(24a)이 커넥터(24)로부터 연장되어 있다. 이 경우, 4개의 외부 터미널(24a)과 한쌍의 전원단자(12a,12b) 및 한쌍의 CAN 통신단자(12c,12d)는 각각 선단부가 직각으로 절곡되어 있으며, 레이져 또는 퓨징 용접에 의해 상호 연결된다.In addition, the support frame 20 has a connector 24 coupled to the input side by screwing, and the connector 24 has a pair of power terminals 12a, 12b and a pair of CAN communication terminals 12c, at its rear end. Four external terminals 24a facing 12d) extend from the connector 24. In this case, the four external terminals 24a, the pair of power terminals 12a and 12b and the pair of CAN communication terminals 12c and 12d are bent at right angles, respectively, and are interconnected by laser or fusing welding. .

또한, 상기 몸체(11)의 타측으로 연장된 3개의 출력 단자(13a-13c)는 모터(40; M)에 대한 3상 구동신호(U,V,W)를 인가하도록 스테이터의 3상 구동코일과 용접에 의해 상호 연결되어 있다.In addition, the three output terminals (13a-13c) extending to the other side of the body 11 is a three-phase drive coil of the stator to apply the three-phase drive signals (U, V, W) for the motor (40; M) Are interconnected by welding.

상기한 바와 같이, 본 발명의 차량용 모터 구동장치(10)는, 내부에 모터구동회로가 집적된 반도체 칩이 내장되고, 외부가 절연용 수지로 몰딩되어 몸체(11)를 형성하며, 단지 몸체(11)의 입력측에 한쌍의 전원단자(12a,12b)와 한쌍의 CAN 통신단자(12c,12d)로 이루어진 4개의 입력단자(12)를 구비하고, 몸체(11)의 출력측에 모터(40; M)에 대한 3상 구동신호(Su,Su,Sw)를 인가하기 위한 출력 단자(13a-13c)를 구비하고 있다. 그 결과, 본 발명의 차량용 모터 구동장치(10)는 1칩형 구조로 구현됨에 따라 주변회로 부품이나 집적회로(IC)를 실장하기 위한 인쇄회로기판(PCB)을 별도로 필요로 하지 않아 조립공정이 매우 간단하게 이루어질 수 있다.As described above, the vehicular motor driving device 10 of the present invention has a semiconductor chip in which a motor driving circuit is integrated therein, and is molded with an insulating resin outside to form the body 11, and has only a body ( 11, four input terminals 12 comprising a pair of power terminals 12a and 12b and a pair of CAN communication terminals 12c and 12d, and the motor 40; M on the output side of the body 11; Output terminals 13a-13c for applying three-phase driving signals Su, Su, and Sw to the < RTI ID = 0.0 > As a result, the vehicle motor driving apparatus 10 of the present invention is implemented in a one-chip structure, so that a printed circuit board (PCB) for mounting a peripheral circuit component or an integrated circuit (IC) is not required separately. It can be done simply.

한편, 본 발명에 따른 차량용 모터 구동장치(10)는, 몸체(11) 내부에 내장된 반도체 칩(도시되지 않음)에 도 4에 도시된 바와 같이, 전원입력부(31), 게이트 드라이버(32), 인버터(33), 전원회로(34), 제어부(35) 및 CAN 통신부(36)를 포함하는 모터구동회로가 집적되어 있다.On the other hand, the vehicle motor drive device 10 according to the present invention, a semiconductor chip (not shown) embedded in the body 11, as shown in Figure 4, the power input unit 31, the gate driver 32 And a motor driving circuit including an inverter 33, a power supply circuit 34, a control unit 35, and a CAN communication unit 36.

또한, 상기 인버터(33)는 도 5에 도시된 바와 같이, 모터(40)의 U상, V상 및 W상 구동코일(L1-L3)에 대해 3상 구동신호(Su,Su,Sw)를 인가하기 위해, 3쌍의 전력 스위칭 소자(Q1,Q2;Q3,Q4;Q5,Q6)를 포함하고 있다.In addition, as shown in FIG. 5, the inverter 33 outputs three-phase driving signals Su, Su, and Su to the U-phase, V-phase, and W-phase driving coils L1-L3 of the motor 40. For application, three pairs of power switching elements Q1, Q2; Q3, Q4; Q5, Q6 are included.

상기 본 발명에 따른 차량용 모터 구동장치(10)는 브러쉬레스 직류(BLDC) 모터를 구동하는 데 사용된다.The motor drive device 10 according to the present invention is used to drive a brushless direct current (BLDC) motor.

상기 모터구동회로에 의해 구동되는 모터(40: M)는 서로 대향하여 배치되는 스테이터(stator)와 로터(rotor)를 구비하고 있다. 스테이터(stator)와 로터(rotor)는 레이디얼 방식으로 배치되거나 엑시얼 방식으로 배치될 수 있으며, 코어를 구비하거나 코어레스 방식으로 스테이터가 이루어질 수 있다. The motor 40 (M) driven by the motor driving circuit includes a stator and a rotor disposed to face each other. The stator and the rotor may be disposed radially or axially, and may include a core or stator in a coreless manner.

스테이터는 코어 타입인 경우 백요크로부터 돌출된 다수의 코어 티스에, 3상 구동방식인 경우 3개, 또는 2상 구동방식인 경우 2개의 코일이 교대로 권선되어 있고, 로터에는 N극 및 S극 자석이 백요크에 배치되어 있으며 중앙부에 회전축이 결합되어 있다.In the case of the core type, the stator is alternately wound on a plurality of core teeth projected from the back yoke, three in the case of the three-phase driving system or two in the case of the two-phase driving system, The magnet is arranged on the back yoke and the rotation axis is connected to the center.

상기 모터(40)는 3상 구동방식인 경우 3개의 U상, V상 및 W상 구동코일(L1-L3)을 포함하며, 2상 구동방식인 경우 2개의 구동코일을 포함한다. 본 발명의 실시예 설명에서는 모터(40)가 3상 구동방식으로서 3개의 구동코일(L1-L3)을 포함하는 것을 예를 들어, 설명하나, 본 발명은 2상 구동방식에도 적용될 수 있다.The motor 40 includes three U-phase, V-phase, and W-phase driving coils L1-L3 in the three-phase driving method, and includes two driving coils in the two-phase driving method. In the exemplary embodiment of the present invention, for example, the motor 40 includes three driving coils L1 to L3 as the three-phase driving method, but the present invention can be applied to the two-phase driving method.

상기 전원입력부(31)는 자동차에 내장된 메인 전원으로부터 인가되는 9V-16V의 DC 전원을 받아서 후단으로 전달하는 역할을 하며, 입력된 전원에 포함된 고주파 노이즈를 제거하여 균일하게 하기 위한 커패시터, EMC(Electromagnetic compatibility) 또는 EMI(electro magnetic interference) 대책용 필터 등을 구비하고 있다. The power input unit 31 receives the DC power of 9V-16V applied from the main power source embedded in the vehicle and delivers it to the rear stage. The capacitor for removing and uniformizing the high frequency noise included in the input power source, EMC (Electromagnetic compatibility) or EMI (electromagnetic interference) countermeasure filter is provided.

전원회로(34)는 전원입력부(31)로부터의 12V 전원을 수신하여 디지털 신호처리장치(DSP)를 구동하는 데 필요한 전압, 즉 5V로 다운시켜서 디지털 신호처리장치(DSP) 또는 마이콤 등으로 구성되는 제어부(35)에 대한 디지털 구동전원(V+,V-)으로 0.7~5V의 전압을 인가함과 동시에 전압검출회로 또는 전류검출회로를 구비하고 과전압과 과전류를 검출하는 역할을 한다. 상기 전원회로(34)는 각종 보호회로를 구비하고 있으며, 레귤레이터(Regulator)를 사용하여 구현될 수 도 있다.The power supply circuit 34 receives the 12V power from the power input unit 31 and lowers the voltage required to drive the digital signal processing device DSP, that is, 5V to constitute the digital signal processing device DSP or the microcomputer. A voltage of 0.7 to 5 V is applied to the digital driving power supply V + and V − to the control unit 35, and a voltage detecting circuit or a current detecting circuit is provided and serves to detect overvoltage and overcurrent. The power supply circuit 34 includes various protection circuits, and may be implemented using a regulator.

전원회로(34)는 바람직하게는 SMPS(Switching Mode Power Supply) 방식의 전원장치를 사용할 수 있으며, DC-DC 컨버터의 일종이다. The power supply circuit 34 may preferably use a switching mode power supply (SMPS) type power supply, and is a kind of DC-DC converter.

CAN 통신부(36)는 자동차 내부의 자동차 CAN통신부(38)를 통하여 엔진 제어장치(Engine Control Unit: ECU)와 캔(CAN) 통신 방식을 통해, 자동차의 운행 정보 등을 포함하는 CAN 신호를 디지털 신호로 변환하여 제어부(35)에 명령을 전달하고, 모터의 동작상태를 CAN 통신 언어로 변환하여 엔진 제어장치(ECU)로 전달하는 역할을 한다.The CAN communication unit 36 digitally converts a CAN signal including driving information of a vehicle through a CAN communication unit with an engine control unit (ECU) through a vehicle CAN communication unit 38 in an automobile. It converts to and transmits a command to the control unit 35, and converts the operation state of the motor to the CAN communication language to transfer to the engine control unit (ECU).

여기서, 캔 통신 방식은 하이 통신 라인 및 로우 통신 라인에 의해 자동차의 전자 제어장치들 간에 디지털 직렬 통신을 제공하기 위한 차량용 네트워크 시스템을 나타낸다.Here, the can communication scheme represents a vehicle network system for providing digital serial communication between electronic control devices of a vehicle by a high communication line and a low communication line.

상기 제어부(35)는 디지털 신호처리장치(DSP) 또는 마이콤 등으로 구성될 수 있으며 전원회로(34)로부터 인가되는 0.7~5V 범위의 디지털 구동전원에 의해 동작이 이루어지며 CAN 통신부(36)를 통하여 엔진 제어장치(ECU)로부터의 자동차 운행 정보와 로터의 위치정보를 수신하여 신호처리한 후 펄스 폭 변조(Pulse Width Modulation: PWM) 구동방법으로 인버터(33)를 구동하기 위한 펄스 폭 변조(PWM) 신호를 출력한다.The control unit 35 may be configured as a digital signal processing device (DSP) or a microcomputer, and may be operated by a digital driving power in the range of 0.7 to 5 V applied from the power supply circuit 34 and through the CAN communication unit 36. Pulse width modulation (PWM) for driving the inverter 33 by the pulse width modulation (PWM) driving method after receiving and processing the vehicle driving information and the rotor position information from the engine control unit (ECU) Output the signal.

이러한 PWM 구동방법은 예를 들어, 전압을 일정하게 유지하면서 전류를 펄스방식으로 인가할 때 펄스 폭의 비율을 제어함에 의해 평균전류를 제어하는 방식을 사용할 수 있다.The PWM driving method may use, for example, a method of controlling the average current by controlling the ratio of the pulse width when the current is applied in the pulse method while maintaining the voltage constant.

제어부(35)는 CAN 통신부(36)를 통하여 수신된 자동차 운행 정보에 따라 가변되는 제어전압에 기초하여 구동코일(L1-L3)에 인가되는 통전시간이 결정되는 PWM 신호를 출력한다.The controller 35 outputs a PWM signal for determining the energization time applied to the driving coils L1-L3 based on the control voltage which is changed according to the vehicle driving information received through the CAN communication unit 36.

상기한 제어부(35)의 PWM 구동방법은 이에 제한되지 않고 주지된 다른 방법을 적용하는 것도 가능하다.The PWM driving method of the control unit 35 is not limited thereto, and other well-known methods may be applied.

상기 인버터(33)는 도 5에 도시된 바와 같이, 모터(40)에 대해 3상 구동신호(Su,Su,Sw)를 인가하기 위해, 3쌍의 스위칭 소자(Q1,Q2;Q3,Q4;Q5,Q6)를 포함하고 있다. 각 쌍의 스위칭 소자(Q1,Q2;Q3,Q4;Q5,Q6)는 상부 스위칭 소자(Q1,Q3,Q5)와 하부 스위칭 소자(Q2,Q4,Q6)가 토템폴 구조로 접속되고 각각의 접속점(Pu,Pv,Pw)이 모터(40)의 스테이터에 권선된 U상, V상 및 W상 구동코일(L1-L3)에 연결되는 구조를 가지고 있다. As shown in FIG. 5, the inverter 33 includes three pairs of switching elements Q1, Q2; Q3 and Q4 for applying the three-phase driving signals Su, Su and Su to the motor 40; Q5 and Q6) are included. Each pair of switching elements Q1, Q2; Q3, Q4; Q5, Q6 has an upper switching element Q1, Q3, Q5 and a lower switching element Q2, Q4, Q6 connected in a totem pole structure, and each connection point ( Pu, Pv, and Pw have a structure connected to the U-phase, V-phase, and W-phase driving coils L1-L3 wound on the stator of the motor 40.

상기 스위칭 소자(Q1,Q2;Q3,Q4;Q5,Q6)는 MOSFET, BJT(Bipolar Junction Transistor), IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor) 등의 전력 스위칭 반도체 소자를 사용할 수 있으며, 상용 제품으로 페어챠일드사의 스마트 파워 모듈(Smart Power Module: SPM)을 사용하여 구현할 수 있다.The switching devices Q1, Q2; Q3, Q4; Q5, and Q6 may use power switching semiconductor devices such as MOSFETs, Bipolar Junction Transistors (BJTs), and Insulated Gate Bipolar Transistors (IGBTs). It can be implemented using a Smart Power Module (SPM).

또한, 상기 인버터(33)의 전단에는 제어부(35)로부터 PWM 구동신호를 수신하여 예비 증폭하는 게이트 드라이버(32)를 구비하고 있다. In addition, the front end of the inverter 33 is provided with a gate driver 32 for receiving and pre-amplifying the PWM drive signal from the control unit 35.

상기 차량용 모터 구동장치는 제어부(35)가 CAN 통신부(36)를 통하여 엔진 제어장치(ECU)로부터의 자동차 운행 정보와 로터의 위치정보를 수신하여 신호처리한 후 펄스 폭 변조(Pulse Width Modulation: PWM) 구동방법으로 인버터(33)의 전력 스위칭 소자(Q1-Q6)를 선택적으로 구동하도록 펄스 폭 변조(PWM) 신호를 게이트 드라이버(32)로 출력한다. 이 경우, 로터 위치의 검출은 스테이터 코일에 흐르는 EMF(Electromotive Force) 값을 신호 처리하여 감지하는 것으로 주지된 기술을 이용한다. The motor driving device for a vehicle includes a pulse width modulation (PWM) after the control unit 35 receives a signal by processing the vehicle driving information and the rotor position information from the engine control unit ECU through the CAN communication unit 36. The pulse width modulation (PWM) signal is output to the gate driver 32 so as to selectively drive the power switching elements Q1 to Q6 of the inverter 33 by the driving method. In this case, the detection of the rotor position uses a technique that is known to signal-process and detect the electromotive force (EMF) value flowing through the stator coil.

제어부(35)는 U상, V상 및 W상 구동코일(L1-L3)로 3상 구동신호(Su,Su,Sw)를 선택적으로 인가하도록 상부 스위칭 소자(Q1,Q3,Q5)와 하부 스위칭 소자(Q2,Q4,Q6)의 한쌍을 순차적으로 턴-온시키기 위한 스위칭 신호(UH,VH,WH,UL,VL,WL)를 하이레벨로 발생하여 U상, V상 및 W상 구동코일(L1-L3)로부터 회전자계를 발생시킨다.The control unit 35 switches the upper switching elements Q1, Q3, Q5 and the lower switching to selectively apply three-phase driving signals Su, Su, and Sw to the U-phase, V-phase, and W-phase driving coils L1-L3. The switching signals UH, VH, WH, UL, VL, and WL are generated at high level to sequentially turn on a pair of elements Q2, Q4, and Q6. A rotor magnetic field is generated from L1-L3).

예를 들어, 하나의 상부 스위칭 소자(Q1)와 하나의 하부 스위칭 소자(Q6)를 턴-온시키기 위한 스위칭 신호(UH, WL)를 하이레벨로 발생하면, 나머지 스위칭 소자(Q2-Q5)는 턴-오프 상태에 있게 된다. 이 경우, 전류는 상부 스위칭 소자(Q1)로부터 접속점(Pu), U상 구동코일(L1), 중성점(NP), W상 구동코일(L3) 및 하부 스위칭 소자(Q6)를 통하여 흐르게 된다. For example, when the switching signals UH and WL for turning on one upper switching element Q1 and one lower switching element Q6 are generated at a high level, the remaining switching elements Q2-Q5 are generated. It will be turned off. In this case, current flows from the upper switching element Q1 through the connection point Pu, the U-phase driving coil L1, the neutral point NP, the W-phase driving coil L3 and the lower switching element Q6.

이어서, 제어부(35)가 상부 스위칭 소자(Q1)는 턴-온 상태를 유지한 상태로 하부 스위칭 소자(Q6)를 턴-오프시키고, 하부 스위칭 소자(Q4)를 턴-온시키기 위한 스위칭 신호(UH, VL)를 발생하면, 나머지 스위칭 소자(Q2,Q3,Q5,Q6)는 턴-오프 상태에 있게 된다. 이 경우, 전류는 상부 스위칭 소자(Q1)로부터 접속점(Pu), U상 구동코일(L1), 중성점(NP), V상 구동코일(L2) 및 하부 스위칭 소자(Q4)를 통하여 흐르게 된다. Subsequently, the control unit 35 turns off the lower switching element Q6 while the upper switching element Q1 maintains the turn-on state, and the switching signal for turning on the lower switching element Q4 ( When UH and VL are generated, the remaining switching elements Q2, Q3, Q5 and Q6 are in the turn-off state. In this case, current flows from the upper switching element Q1 through the connection point Pu, the U-phase driving coil L1, the neutral point NP, the V-phase driving coil L2, and the lower switching element Q4.

계속하여, 순차적으로 전류가 W상 구동코일(L3)에서 V상 구동코일(L2)로, 이어서 W상 구동코일(L3)에서 U상 구동코일(L1)로, V상 구동코일(L2)에서 U상 구동코일(L1)로, V상 구동코일(L2)에서 W상 구동코일(L3)로 전류가 흐르도록 상부 스위칭 소자(Q1,Q3,Q5)와 하부 스위칭 소자(Q2,Q4,Q6)를 선택적으로 턴-온시키면, 스테이터의 U상, V상 및 W상 구동코일(L1-L3)로부터 발생하는 회전 자계에 의해 N극 및 S극이 교대로 배치된 다극 구조의 로터는 계속하여 회전이 이루어지게 된다.Subsequently, the current is sequentially transferred from the W phase drive coil L3 to the V phase drive coil L2, followed by the W phase drive coil L3 to the U phase drive coil L1, and the V phase drive coil L2. Upper switching elements Q1, Q3, Q5 and lower switching elements Q2, Q4, Q6 so that current flows from the U-phase driving coil L1 to the W-phase driving coil L3 from the V-phase driving coil L2. By selectively turning on, the rotor of the multi-pole structure in which the N pole and the S pole are alternately arranged by the rotating magnetic fields generated from the U-phase, V-phase, and W-phase driving coils L1-L3 of the stator continues to rotate. This is done.

상기한 U상, V상 및 W상 구동코일(L1-L3)로부터 회전 자계를 발생시키는 구동방법은 상기한 구동방법 이외에도 다른 구동방법이 있으며, 본 발명은 이에 제한되지 않고 다른 구동방법을 적용하는 것도 물론 가능하다.The driving method for generating a rotating magnetic field from the U-phase, V-phase and W-phase driving coils L1-L3 includes another driving method in addition to the driving method described above, and the present invention is not limited thereto. Of course it is possible.

또한, 상기한 실시예 설명에서는 로터 위치를 검출하기 위하여 스테이터 코일에 흐르는 EMF 값으로 감지함에 의해 모터 구동장치를 외부출력단자를 최소화할 수 있고 쉽게 원칩화할 수 있는 구조를 예시하고 있으나, 로터의 위치를 주지된 Hall IC 등의 자기방식 센서를 사용하여 감지하는 경우에도 Hall IC 등의 자기방식 센서를 제외한 나머지 회로를 몸체(11)에 내장된 반도체 칩에 집적하고, 몸체(11)로부터 Hall IC와 연결용 단자를 추가하여 연장 형성하는 것도 가능하다. In addition, in the above description of the embodiment, a structure in which the motor drive device can minimize the external output terminal and can be easily chipped by detecting the EMF value flowing through the stator coil in order to detect the rotor position, but the position of the rotor In the case of detecting using a magnetic sensor such as Hall IC, which is well known, the circuits other than the magnetic sensor such as Hall IC are integrated in a semiconductor chip embedded in the body 11, and It is also possible to form an extension by adding a connection terminal.

한편, 본 발명의 차량용 모터 구동장치(10)는 6개의 스위칭 소자(Q1-Q6)를 MOSFET, BJT, IGBT 등의 전력 스위칭 반도체 소자를 사용하여 반도체 칩에 집적할 때 이로부터 발생되는 다량의 열을 외부로 쉽게 방출하는 구조를 채택하고 있다. On the other hand, the vehicle motor drive device 10 of the present invention is a large amount of heat generated from the six switching elements (Q1-Q6) when integrated into the semiconductor chip using a power switching semiconductor device such as MOSFET, BJT, IGBT It adopts a structure that emits easily to the outside.

즉, 본 발명에서는 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 몸체(11)의 타측(즉, 출력측)에는 모터(40; M)에 대한 3상 구동신호(Su,Su,Sw)를 인가하기 위한 3개의 출력 단자(13a-13c)가 3쌍의 스위칭 소자(Q1,Q2;Q3,Q4;Q5,Q6)의 접속점(Pu,Pv,Pw)으로부터 연장되어 배치되고, 그 내측에 인버터(33)를 형성하는 6개의 스위칭 소자(Q1-Q6)가 배치됨과 동시에 출력측의 상부면과 하부면에 각각 내측이 스위칭 소자(Q1-Q6)와 접촉되고, 외측이 몸체(11)의 외부로 노출된 한쌍의 방열판(14a,14b)이 배치되어 있다.That is, according to the present invention, as shown in FIGS. 1 to 3, the three-phase driving signals Su, Su, and Su for the motor 40 (M) are applied to the other side (that is, the output side) of the body 11. Three output terminals 13a-13c are arranged to extend from the connection points Pu, Pv, Pw of the three pairs of switching elements Q1, Q2; Q3, Q4; Q5, Q6, and the inverter 33 is located therein. 6 switching elements (Q1-Q6) forming the () is disposed at the same time the inner side is in contact with the switching elements (Q1-Q6) on the upper and lower surfaces of the output side, respectively, the outer side is exposed to the outside of the body (11) A pair of heat sinks 14a and 14b are arrange | positioned.

상기한 바와 같이, 본 발명은 차량용 모터 구동장치(10)를 형성하는 전원입력부(31)와 전원회로(34)를 포함하는 전원장치, CAN 통신부(36), 제어부(35), 게이트 드라이버(32)와 인버터(33)를 포함하는 출력구동부를 하나의 반도체 칩(chip)으로 집적하여 구현함에 의해 부품 단순화, 조립 단순화, 내구성 향상 및 비용절감을 도모할 수 있다.As described above, the present invention provides a power supply unit including a power input unit 31 and a power circuit 34 forming a motor driving device 10 for a vehicle, a CAN communication unit 36, a control unit 35, and a gate driver 32. ) And an output driver including the inverter 33 may be integrated into a single semiconductor chip, thereby simplifying components, simplifying assembly, increasing durability, and reducing costs.

또한, 본 발명에서는 로터의 위치를 자기방식 센서를 사용하여 감지하지 않고 스테이터 구동코일(L1-L3)에 흐르는 EMF 값으로 감지함에 의해 입력 및 출력 단자를 최소화하고 모터 구동장치를 쉽게 원칩화할 수 있다.In addition, in the present invention, by detecting the position of the rotor by the EMF value flowing through the stator drive coils (L1-L3) without using the magnetic sensor, the input and output terminals can be minimized and the motor drive device can be easily one-chip. .

더욱이, 본 발명에서는 출력구동부의 다수의 스위칭 소자(Q1-Q6)를 출력측으로 몰아서 배치함에 의해 다른 부품에 열손상이 발생하는 것을 차단하고 대전류인 경우 노이즈에 의해 다른 부품에 영향을 미치는 것을 최소화하며, 전력 스위칭 소자(Q1-Q6)를 출력측의 상측 및 하측 표면에 노출된 방열판(14a,14b)과 접촉하여 열방출 효율을 높일 수 있다.Furthermore, in the present invention, the plurality of switching elements Q1 to Q6 of the output driver are driven to the output side to prevent thermal damage from occurring in other parts, and in the case of a large current, to minimize the influence of other parts by noise. The heat dissipation efficiency may be improved by contacting the power switching elements Q1 to Q6 with the heat sinks 14a and 14b exposed on the upper and lower surfaces of the output side.

또한, 본 발명은 차량용 모터 구동장치(10)를 형성하는 모든 회로를 하나의 반도체 칩(chip)에 집적시킴과 동시에, 반도체 칩을 수지밀봉한 몸체(11)의 외부로 입력 및 출력 단자(12a-12b, 13a-13c)만이 노출되어 외부로부터 입력 및 출력 단자와 직접 연결시켜 사용 가능함에 따라 별도의 인쇄회로기판(PCB)을 필요로 하지 않는다. 그 결과 조립이 쉽고 단순하게 이루어질 수 있고, 비용을 절감할 수 있다.In addition, the present invention integrates all the circuits forming the motor drive device 10 for a vehicle into one semiconductor chip, and simultaneously inputs and outputs the terminal 12a to the outside of the body 11 in which the semiconductor chip is sealed. Since only -12b and 13a-13c are exposed and can be directly connected to the input and output terminals from the outside, a separate printed circuit board (PCB) is not required. As a result, the assembly can be made easily and simply, and the cost can be reduced.

도 6은 본 발명에 따른 차량용 모터 구동장치를 차량용 워터펌프 모터에 적용한 구조를 나타낸 축방향 단면도이다.6 is an axial cross-sectional view showing a structure in which the vehicle motor driving apparatus according to the present invention is applied to a vehicle water pump motor.

본 발명에 따른 차량용 모터 구동장치를 적용한 차량용 워터 펌프는, 펌프 바디(pump body,105), 드라이버 커버(driver cover,103), 스테이터(stator,110), 로터(rotor,120), 임펠러(140), 모터 구동장치(driver,10)를 포함한다.The water pump for a vehicle to which the motor driving apparatus for a vehicle according to the present invention is applied includes a pump body 105, a driver cover 103, a stator 110, a rotor 120, and an impeller 140. ), And a motor drive (driver) 10.

워터 펌프는 기본적으로 캔드 커버(canned cover)가 삽입되지 않는 방수 구조를 가지면서, 스테이터(110)와 커넥터(24)를 인서트 몰딩(insert molding)을 통해 단일 재질[일례로, 폴리페닐렌 설파이드(PolyPhenylene Sulfide: PPS), BMC 등]의 펌프 바디(105)에 일체형 구조로 성형한 방수 구조를 구현한다. 이때, 워터 펌프는 단일 재질로 구성된 펌프 바디(105)에 엔진 블록(100)을 소정의 연결관을 통해 연결하지 않고 직접 결합한다. 여기서, 폴리페닐렌 설파이드(PPS)는 일종의 열가소성 수지로서, 내열성, 내약품성, 난연성, 전기적 특성이 우수하며, 무기질과도 친화성이 좋은 특징이 있다.The water pump basically has a waterproof structure in which a canned cover is not inserted, and the stator 110 and the connector 24 are inserted into a single material (eg, polyphenylene sulfide ( PolyPhenylene Sulfide (PPS), BMC, etc.] to implement a waterproof structure molded in an integral structure on the pump body 105. At this time, the water pump is directly coupled to the pump body 105 made of a single material without connecting the engine block 100 through a predetermined pipe. Here, polyphenylene sulfide (PPS) is a kind of thermoplastic resin, and has excellent heat resistance, chemical resistance, flame retardancy, and electrical characteristics, and has good affinity with inorganic materials.

펌프 바디(105)는 상하단 개방 구조이지만, 상하단에 형성된 영역이 서로 관통하지 않고 독립된 공간으로서 로터 챔버(rotor chamber,RC)와 드라이버 챔버(driver chamber,DC)의 일부를 각각 형성한다. 이때, 펌프 바디(105)는 추가 작업으로 하단에 기존의 드라이버 케이스를 결합한 후 드라이버 커버를 조립함으로써 일련의 스테이터 챔버, 로터 챔버(RC) 및 드라이버 챔버(DC)를 형성하는 것이 아니라, 전술한 바와 같이 단일 재질 단일 구성의 성형 공정에 따른 결과로서 챔버 구성을 위한 일부 구조를 일체형으로 형성한다. The pump body 105 has an upper and lower open structure, but the upper and lower regions do not penetrate each other and form a part of the rotor chamber RC and the driver chamber DC as independent spaces. At this time, the pump body 105 does not form a series of stator chambers, rotor chambers RC, and driver chambers DC by assembling the driver cover after combining the existing driver case at the bottom with additional operations. As a result of the molding process of a single material unitary configuration as described above, some structures for the chamber configuration are integrally formed.

즉, 펌프 바디(105)는 스테이터 챔버의 경우에 스테이터(110)를 인서트 몰딩을 통해 일체로 성형하여 별도로 형성하지 않고, 로터 챔버(RC)의 경우에 상단의 개방구에 챔버 구성을 위한 일부 구조를 형성하며, 드라이버 챔버(DC)의 경우에 하단의 개방구에 챔버 구성을 위한 일부 구조를 형성한다.That is, the pump body 105 does not form separately by integrally forming the stator 110 through insert molding in the case of the stator chamber, and in the case of the rotor chamber RC, a part of the structure for the chamber configuration at the opening of the upper end. To form, and in the case of the driver chamber (DC) to form some structure for the chamber configuration in the lower opening.

여기서, 로터 챔버(RC) 및 드라이버 챔버(DC)는 각각 펌프 바디(105)의 상하단에 독립된 공간으로 형성됨에 따라, 드라이버 챔버(DC)는 로터 챔버(RC)에 냉각수가 유입되더라도 로터 챔버(RC)로부터 냉각수가 누수되지 않는 차폐성이 보장된다. 특히, 로터 챔버(RC)는 캔드 커버를 삽입하지 않더라도, 펌프 바디(105)의 성형에 따른 결과로 로터(120)의 외곽에 박스를 형성해 로터(120)를 냉각수에 잠기도록 실링할 수 있는 캔드 커버에 해당하는 구조를 형성한다.Here, the rotor chamber RC and the driver chamber DC are formed as independent spaces at the upper and lower ends of the pump body 105, respectively, so that the driver chamber DC may be the rotor chamber RC even though coolant is introduced into the rotor chamber RC. Shielding against cooling water leakage from the In particular, the rotor chamber RC can form a box on the outer side of the rotor 120 as a result of forming the pump body 105 even without inserting the can cover, so that the rotor 120 may be sealed to be immersed in the coolant. Form the structure corresponding to the cover.

로터 챔버(RC)는 로터(120)를 수용하고, 드라이버 챔버(DC)는 모터 구동장치(10)를 수용한다. 특히, 펌프바디(105)는 모터 구동장치(10)의 커넥터(24)를 인서트 몰딩을 통해 일체형 구조로 성형한다. The rotor chamber RC accommodates the rotor 120, and the driver chamber DC receives the motor driving device 10. In particular, the pump body 105 forms the connector 24 of the motor drive device 10 into an integral structure through insert molding.

이때, 모터 구동장치(10)는 몸체(11)로부터 연장된 입력단자(12)가 커넥터(24)의 외부 터미널(24a)과 용접에 의해 상호 연결되고, 출력단자(13)는 스테이터(110)의 U상, V상 및 W상 구동코일(L1-L3)과 용접에 의해 상호 연결된다.At this time, the motor driving device 10 is connected to the input terminal 12 extending from the body 11 and the external terminal 24a of the connector 24 by welding, the output terminal 13 is the stator 110 U phase, V phase and W phase of the drive coils (L1-L3) are interconnected by welding.

또한, 모터 구동장치(10)는 커넥터(24) 및 구동코일(L1-L3)과의 연결상태를 안정되게 유지할 수 있도록 링 형상의 지지프레임(20)을 이용하여 몸체(11)로부터 연장된 지지대(16a-16c)를 지지프레임(20)의 고정부(23)에 고정용 나사를 체결함에 의해 몸체(11)를 지지프레임(20)에 고정할 수 있다. In addition, the motor driving device 10 is a support extending from the body 11 by using a ring-shaped support frame 20 so as to maintain a stable connection state between the connector 24 and the drive coils L1-L3. The body 11 may be fixed to the support frame 20 by fastening screws 16a-16c to the fixing part 23 of the support frame 20.

이와 같이, 지지프레임(20)을 이용하여 모터 구동장치(10)를 안정되게 지지하고자 하는 경우는 커넥터(24)를 인서트 몰딩을 통해 펌프바디(105)와 일체형 구조로 성형할 때 지지프레임(20)도 함께 인서트 몰딩에 의해 펌프바디(105)의 하측에 형성하는 것이 바람직하다.As such, when the motor drive device 10 is to be stably supported by using the support frame 20, the support frame 20 is formed when the connector 24 is molded into an integrated structure with the pump body 105 through insert molding. ) Is also preferably formed under the pump body 105 by insert molding.

상기한 바와 같이, 본 발명에서는 모터 구동장치(10)가 모터구동회로를 형성하는 각종 부품이 실장된 인쇄회로기판을 사용하는 것이 아니고 단지 하나의 부품으로 이루어진 것을 커넥터(24) 및 구동코일(L1-L3)과 연결시킴에 의해 간단히 조립이 이루어진다.As described above, in the present invention, the motor driving device 10 does not use a printed circuit board on which various parts that form a motor driving circuit are mounted, but consists of only one component. -Assembly is done simply by connecting with -L3).

한편, 펌프 바디(105)는 로터 챔버(RC)에 로터(120)를 수용한 후 스테이터 코어(111)로부터 연장된 플랜지에 볼트(104)를 체결하여 엔진 블록(100)과 결합한다. Meanwhile, the pump body 105 receives the rotor 120 in the rotor chamber RC and then engages the bolt 104 to the flange extending from the stator core 111 to be coupled to the engine block 100.

아울러, 펌프 바디(105)는 드라이버 챔버(DC)에 모터 구동장치(10)를 조립한 후 하단에서 드라이버 커버(103)를 결합한다. 일례로, 펌프 바디(105)는 스냅결합이나 나사 또는 볼트를 이용하여 드라이버 커버(103)와 결합한다. 여기서, 드라이버 커버(103)는 모터 구동장치(10)로부터 발생된 열을 외부로 방열하기 위해 알루미늄 재질로 이루어지는 것이 바람직하며, 모터 구동장치(10)의 방열을 수행하기 위한 한쌍의 방열판(14a,14b) 중 하나의 방열판(14b)이 드라이버 커버(103)의 내측면에 밀착시켜 조립함에 따라 효과적인 방열을 유도할 수 있다.In addition, the pump body 105 combines the driver cover 103 at the bottom after assembling the motor driving device 10 in the driver chamber (DC). In one example, the pump body 105 is coupled to the driver cover 103 using snap coupling or screws or bolts. Here, the driver cover 103 is preferably made of an aluminum material for heat dissipating heat generated from the motor driving device 10 to the outside, a pair of heat sinks 14a, for performing heat dissipation of the motor driving device 10; The heat dissipation plate 14b of one of 14b) may be in close contact with the inner surface of the driver cover 103, thereby inducing effective heat dissipation.

또한, 드라이버 커버(103)에는 펌프 바디(105)와 실링을 위한 Ｏ-링을 배치하기 위해 트렌치 구조의 Ｏ-링홈이 연장 형성되는 것이 바람직하다.In addition, it is preferable that the trench cover O-ring groove is formed in the driver cover 103 to arrange the O-ring for sealing with the pump body 105.

엔진 블록(100)의 상단에 입구(101)를 형성하여 냉각수가 엔진으로부터 유입되고, 라디에이터에 연결되는 출구(102)를 측단에 형성하여 임펠러(impeller,140)의 회전에 의해 가압된 냉각수를 출구(102)를 통하여 라디에이터로 유출한다.The inlet 101 is formed at the upper end of the engine block 100 so that the coolant is introduced from the engine, and the outlet 102 connected to the radiator is formed at the side end to discharge the coolant pressurized by the rotation of the impeller 140. It flows out to the radiator via 102.

상기한 실시예에서는 펌프 바디(105)의 상부가 엔진 블록(100) 하단의 볼루트 챔버(volute chamber, VC)에 결합되어, 엔진 블록(100)의 상단에 위치한 입구(101)로부터 볼루트 챔버(volute chamber, VC)를 거쳐 측단의 출구(102)로 연통되는 냉각수 순환유로를 형성한다. 또한, 상기 냉각수 순환유로에는 냉각수의 유로 기능을 담당하여 엔진(engine)으로부터 라디에이터(radiator)로 냉각수의 흐름을 안내하도록 엔진에 연결되는 펌프 커버 입구와 라디에이터와 연결되는 펌프 커버 출구를 소정의 길이로 연장 형성한 펌프 커버를 펌프 바디(105)의 상부에 구비하는 것도 물론 가능하다.In the above embodiment, the upper portion of the pump body 105 is coupled to a volute chamber (VC) at the bottom of the engine block 100, and thus the volute chamber from the inlet 101 located at the top of the engine block 100. and a cooling water circulation passage communicating with the outlet 102 at the side end through the (volute chamber, VC). In addition, the cooling water circulation passage serves as a flow path for the cooling water to guide the flow of the cooling water from the engine to the radiator, and the pump cover inlet connected to the engine and the pump cover outlet connected to the radiator to a predetermined length. It is, of course, also possible to include an extended pump cover on the upper portion of the pump body 105.

스테이터(110)는 펌프 바디(105)에 내장되어 일체로 성형됨에 따라 별도의 스테이터 챔버에 장착되지 않을 뿐만 아니라 냉각수 누수에 대한 차폐성이 보장된다. 이때, 스테이터(110)는 스테이터 코어(stator core,111), 보빈(bobbin,112) 및 코일(coil,113)을 포함한다.Since the stator 110 is integrally molded in the pump body 105, the stator 110 may not be mounted in a separate stator chamber, and shielding against cooling water leakage may be ensured. In this case, the stator 110 includes a stator core 111, a bobbin 112, and a coil 113.

스테이터(110)는 자성재료로 이루어진 다수의 박판이 적층되어 형성된 스테이터 코어(111)를 절연성 수지로 이루어진 보빈(112)으로 결합한 후, 보빈(112)의 외주에 코일(113)을 권선하여 형성한다. 여기서, 보빈(112)은 상부 및 하부 보빈이 결합된 구조를 이루거나 스테이터 코어(111)를 인서트 몰딩하여 외주면에 일체로 형성할 수 있다.The stator 110 is formed by combining the stator core 111 formed by stacking a plurality of thin plates made of magnetic material with a bobbin 112 made of an insulating resin, and then winding the coil 113 around the bobbin 112. . Here, the bobbin 112 may form a structure in which the upper and lower bobbins are combined or may be integrally formed on the outer circumferential surface by insert molding the stator core 111.

로터(120)는 백요크(back yoke,121), 영구자석(magnet,122), 로터커버(rotor cover,123) 및 로터 케이스(rotor case,124)를 포함한다. 이때, 로터(120)는 회전축(130)에 고정된 백요크(121)의 외주면에 다수의 N극 및 S극의 영구자석(122)을 교대로 장착한다. 이때, 백요크(121)의 외주면에는 길이방향으로 복수개의 홈(도면에 미도시)이 형성되어 영구자석(122)이 삽입되어 장착된다.The rotor 120 includes a back yoke 121, a permanent magnet 122, a rotor cover 123, and a rotor case 124. At this time, the rotor 120 alternately mounts a plurality of permanent magnets 122 of N poles and S poles on the outer circumferential surface of the back yoke 121 fixed to the rotation shaft 130. At this time, a plurality of grooves (not shown in the figure) are formed on the outer circumferential surface of the back yoke 121 so that the permanent magnet 122 is inserted and mounted therein.

아울러, 로터 커버(123)는 백요크(121)에 영구자석(122)을 삽입 장착한 상태에서 상단과 하단에 각각 압입하여 백요크(121)와 영구자석(122)을 1차적으로 고정한다. 이때, 로터 커버(123)는 비중이 큰 동이나 스테인리스강으로 이루어지며, 로터(120)의 회전에 의해 작용하는 외력과 균형을 잡기 위한 평형추(balance weight)의 기능이 고려되어 제작된다. 또한, 로터 케이스(124)는 백요크(121)와 영구자석(122)의 상하단에 로터 커버(123)의 압입 상태에서 외주면을 감싸 2차적으로 고정한다. 여기서, 로터 케이스(124)는 저수축재인 칼륨계를 포함하는 복합원료로서 BMC(Bulk Mold Compound)에 의한 인서트 몰딩으로 제작된다. 이는 백요크(121)와 영구자석(122)을 고정할 뿐만 아니라, 로터(120)의 냉각수에 대한 실링 기능도 담당한다.In addition, the rotor cover 123 is fixed to the back yoke 121 and the permanent magnet 122 by press-fitting the upper and lower ends, respectively, in the state in which the permanent magnet 122 is inserted into the back yoke 121. In this case, the rotor cover 123 is made of copper or stainless steel having a specific gravity, and is manufactured in consideration of the function of a balance weight for balancing external forces acting by the rotation of the rotor 120. In addition, the rotor case 124 is secondaryly fixed to the outer circumferential surface of the rotor cover 123 in the press-fit state of the upper and lower ends of the back yoke 121 and the permanent magnet 122. Here, the rotor case 124 is manufactured by insert molding using a BMC (Bulk Mold Compound) as a composite material containing a potassium-based low shrinkage material. It not only fixes the back yoke 121 and the permanent magnet 122, but also serves as a sealing function for the cooling water of the rotor 120.

이상과 같이, 로터(120)는 백요크(121)와 영구자석(122)을 로터 커버(123)와 로터 케이스(124)에 의해 이중으로 고정함으로써, 백요크(121)로부터 영구자석(122)의 이탈을 방지할 수 있다. 더욱이, 로터(120)는 회전함에 따라 발열하는 특성이 있는데, 로터 챔버(RC)에 유입된 냉각수에 의해 지속적으로 냉각될 수 있다.As described above, the rotor 120 doublely fixes the back yoke 121 and the permanent magnet 122 by the rotor cover 123 and the rotor case 124, thereby the permanent magnet 122 from the back yoke 121. This can prevent departure. In addition, the rotor 120 has a characteristic of generating heat as it rotates, and may be continuously cooled by the coolant introduced into the rotor chamber RC.

상기 실시예에서는 분할편 구조의 영구자석(122)을 사용한 것을 예시하였으나, 다수의 N극 및 S극이 분할 착자된 링 형상의 영구자석을 사용하는 것도 가능하다.In the above embodiment, the permanent magnet 122 having a split piece structure is illustrated, but it is also possible to use a ring-shaped permanent magnet in which a plurality of N poles and S poles are divided and magnetized.

회전축(130)의 외주에는 로터(120)가 결합되고, 볼루트 챔버(VC)로 연장된 선단부에는 임펠러(140)가 조립되어, 스테이터(110)에 대향하는 로터(120)의 회전으로 인해 회전축(130)에 고정된 임펠러(140)가 함께 회전한다. Rotor 120 is coupled to the outer circumference of the rotating shaft 130, the impeller 140 is assembled to the front end extending into the volute chamber (VC), the rotation shaft due to the rotation of the rotor 120 facing the stator 110 The impeller 140 fixed to 130 rotates together.

회전축(130)은 펌프 바디(105)의 로터 챔버(RC)에 조립될 때, 회전축(130)의 회전을 원활히 하고 지지하기 위한 제1 및 제2 베어링(131,132)이 결합된다. When the rotating shaft 130 is assembled to the rotor chamber RC of the pump body 105, the first and second bearings 131 and 132 for smoothly and supporting the rotation of the rotating shaft 130 are coupled.

상기한 바와 같이, 본 발명의 워터 펌프는 로터 챔버(RC)와 드라이버 챔버(DC)의 영역을 형성하고 스테이터(110) 및 커넥터(24)를 인서트 몰딩 방식으로 일체형 펌프 바디(105)를 구현함과 동시에, 단지 하나의 부품으로 이루어진 모터 구동장치(10)를 사용하여 커넥터(24) 및 구동코일(L1-L3)과 연결시킴에 의해 간단히 조립됨에 따라, 방수 성능을 향상하고 조립 구조의 단순화를 통해 조립성이 향상된다.As described above, the water pump of the present invention forms the region of the rotor chamber RC and the driver chamber DC, and implements the integrated pump body 105 by insert molding the stator 110 and the connector 24. At the same time, as it is simply assembled by connecting the connector 24 and the drive coils L1 to L3 using the motor drive device 10 consisting of only one component, it is possible to improve the waterproof performance and simplify the assembly structure. Through assembly is improved.

또한, 상기 실시예 설명에서는 본 발명의 모터 구동장치가 자동차용 워터 펌프에 적용되는 것을 예시하였으나, 본 발명은 워터 펌프 이외에 예를 들어, 라디에이터 냉각장치, 전동식 조향장치 등과 같이 구동 모터를 구비하는 다른 자동차용 부품에 적용될 수 있다.In addition, in the above embodiment, the motor driving apparatus of the present invention is exemplified to be applied to a water pump for an automobile. However, the present invention is other than the water pump, for example, a radiator cooling apparatus, an electric steering apparatus, etc. It can be applied to automobile parts.

이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예를 예를 들어 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is clearly understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be construed as limited to the embodiments set forth herein. Various changes and modifications may be made by those skilled in the art.

본 발명은 차량용 모터 구동장치에 관한 것으로, 차량용 모터구동회로를 하나의 반도체 칩(chip)에 집적하여 구현함에 의해 인쇄회로기판(PCB)의 사용을 배제할 수 있는 것으로 예를 들어, 차량용 워터펌프와 같은 임펠러나 팬을 구동하는 각종 차량용 모터의 모터 구동장치에 적용 가능하다.The present invention relates to a motor driving apparatus for a vehicle, and by using the motor driving circuit for a vehicle integrated into one semiconductor chip, the use of a printed circuit board (PCB) can be eliminated. It is applicable to the motor driving device of various motors for driving an impeller or a fan.

10: 모터 구동장치 11: 몸체
12: 입력단자 12a,12b: 전원단자
12c,12d: CAN 통신단자 13,13a-13c: 출력단자
14a,14b: 방열판 15: 프로그램 라이팅 단자
16a-16c: 지지대 20: 지지프레임
21: 몸체 22: 돌출부
23: 고정부 24: 콘넥터
24a: 외부 터미널 31: 전원입력부
32: 게이트 드라이버 33: 인버터
34: 전원회로 35: 제어부
36: CAN 통신부 37: 자동차 전원
38: 자동차 CAN 통신부 40: 모터
100: 엔진 블록 101: 입구
102: 출구 103: 드라이버 커버
104: 볼트 105: 펌프커버
110: 스테이터 111: 스테이터 코어
112: 보빈 113: 코일
120: 로터 121: 백요크
122: 영구자석 123: 로터 커버
124: 로터 케이스 130: 회전축
131,132: 베어링 140: 임펠러10: motor drive 11: body
12: Input terminal 12a, 12b: Power terminal
12c, 12d: CAN communication terminal 13,13a-13c: Output terminal
14a, 14b: heat sink 15: program writing terminals
16a-16c: support 20: support frame
21: body 22: protrusion
23: fixing part 24: connector
24a: external terminal 31: power input
32: gate driver 33: inverter
34: power supply circuit 35: control unit
36: CAN communication unit 37: automotive power
38: automotive CAN communication unit 40: motor
100: engine block 101: inlet
102: exit 103: driver cover
104: bolt 105: pump cover
110: stator 111: stator core
112: bobbin 113: coil
120: rotor 121: back yoke
122: permanent magnet 123: rotor cover
124: rotor case 130: rotation axis
131,132: bearing 140: impeller

Claims (18)

모터구동회로가 집적된 반도체 칩을 절연성 수지로 둘러싸는 몸체;
상기 모터구동회로로부터 몸체의 일측 외부로 연장되는 다수의 입력 단자; 및
상기 모터구동회로로부터 몸체의 타측 외부로 연장되는 다수의 출력 단자;를 포함하며,
상기 입력 단자는 한쌍의 전원단자와 한쌍의 CAN 통신 단자에 연결되고, 상기 출력 단자는 모터의 스테이터에 권선된 구동코일과 연결되는 것을 특징으로 하는 차량용 모터 구동장치.A body surrounding the semiconductor chip in which the motor driving circuit is integrated with an insulating resin;
A plurality of input terminals extending from one side of the body to the outside of the motor driving circuit; And
And a plurality of output terminals extending from the motor driving circuit to the other side of the body.
And the input terminal is connected to a pair of power terminals and a pair of CAN communication terminals, and the output terminal is connected to a drive coil wound on a stator of the motor. 제1항에 있어서, 상기 모터구동회로는 3상 또는 2상 구동방식으로 모터를 제어하며,
3쌍 또는 2쌍의 스위칭 소자가 각각 토템폴 구조로 접속되고 3상 또는 2상 출력 단자로부터 모터에 대한 3상 또는 2상 구동신호를 발생하는 인버터; 및
상기 CAN 통신에 의해 자동차의 운행 정보와 모터의 로터 위치정보에 기초하여 상기 인버터의 한쌍의 스위칭 소자를 선택적으로 구동시키기 위한 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 모터 구동장치.The motor driving circuit of claim 1, wherein the motor driving circuit controls the motor by a three-phase or two-phase driving method.
An inverter configured to connect three pairs or two pairs of switching elements in a totem pole structure, respectively, and generate a three-phase or two-phase driving signal for the motor from the three-phase or two-phase output terminal; And
And a control unit for selectively driving the pair of switching elements of the inverter based on the driving information of the vehicle and the rotor position information of the motor by the CAN communication. 제2항에 있어서, 상기 인버터를 구성하는 스위칭 소자는 출력측에 배치되고,
상기 몸체의 출력측 상부면과 하부면 중 적어도 하나에 내측이 스위칭 소자와 접촉되고, 외측이 몸체의 외부로 노출되어 스위칭 소자로부터 발생되는 열을 외부로 방출하기 위한 적어도 하나의 방열판을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 모터 구동장치.The switching element constituting the inverter is disposed on the output side,
At least one heat sink for at least one of an output side upper surface and a lower surface of the body, the inner side being in contact with the switching element, and the outer side being exposed to the outside of the body to dissipate heat generated from the switching element to the outside; Vehicle motor drive device characterized in that. 제3항에 있어서, 상기 방열판은 모터 구동장치를 수용함과 동시에 열전달 특성이 우수한 금속 케이스에 밀착되어 설치되는 것을 특징으로 하는 차량용 모터 구동장치.4. The motor driving device for a vehicle according to claim 3, wherein the heat dissipation plate is installed in close contact with a metal case having excellent heat transfer characteristics while accommodating the motor driving device. 제2항에 있어서, 상기 모터구동회로는
자동차의 운행 정보를 포함하는 캔(CAN) 신호를 캔 통신 방식을 통해 수신할 때 디지털 신호로 변환하여 제어부에 전달하는 캔(CAN) 통신부;
자동차에 내장된 메인 전원으로부터 인가되는 DC 전원을 받아서 후단으로 전달하는 전원입력부; 및
상기 전원입력부로부터의 DC 전원을 수신하여 제어부를 구동하는 데 필요한 전압으로 다운된 디지털 구동전원을 생성하는 전원회로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 모터 구동장치.The motor driving circuit of claim 2, wherein
A CAN communication unit converting a CAN signal including driving information of a vehicle into a digital signal and transmitting the converted CAN signal to a control unit when the CAN signal is received through a CAN communication method;
A power input unit configured to receive a DC power applied from a main power source embedded in a vehicle and transmit the received DC power to a rear end; And
And a power circuit configured to receive the DC power from the power input unit and generate a digital drive power down to a voltage required to drive the controller. 제2항에 있어서, 상기 모터의 로터 위치정보는 스테이터의 구동코일에 흐르는 기전력(EMF: Electromotive Force) 값에 기초하여 감지하는 것을 특징으로 하는 차량용 모터 구동장치.The motor driving apparatus of claim 2, wherein the rotor position information of the motor is detected based on an electromotive force (EMF) value flowing in the driving coil of the stator. 제2항에 있어서, 상기 제어부는 인버터의 스위칭 소자로 흐르는 평균전류를 제어하기 위해 펄스 폭 변조(Pulse Width Modulation: PWM) 구동방법으로 인버터를 구동하는 것을 특징으로 하는 차량용 모터 구동장치.The vehicle motor driving apparatus of claim 2, wherein the controller drives the inverter by a pulse width modulation (PWM) driving method to control the average current flowing to the switching element of the inverter. 제1항에 있어서,
상기 몸체에는 제어부에 프로그램을 라이팅하기 위한 프로그램 라이팅 단자를 구비하는 것을 특징으로 하는 차량용 모터 구동장치.The method of claim 1,
The body motor drive device comprising a program writing terminal for writing a program in the control unit. 제1항에 있어서, 상기 몸체의 측면으로부터 연장된 다수의 지지대; 및
상기 다수의 지지대와 결합되는 다수의 고정부가 내주부에 돌출되어 상기 몸체를 안정되게 지지하는 지지프레임을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 모터 구동장치.The apparatus of claim 1, further comprising: a plurality of supports extending from the side of the body; And
And a plurality of fixing parts coupled to the plurality of supports protruding from the inner circumference to support the body in a stable manner. 제9항에 있어서, 상기 지지프레임에 고정되며, 몸체의 입력 단자와 연결되는 다수의 외부 터미널을 포함하는 커넥터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 모터 구동장치.10. The motor driving apparatus of claim 9, further comprising a connector fixed to the support frame and including a plurality of external terminals connected to an input terminal of the body. 제1항에 있어서, 상기 모터 구동장치는 단일체로 이루어진 것을 특징으로 하는 차량용 모터 구동장치.2. The motor driving device for a vehicle according to claim 1, wherein the motor driving device is made of a single body. 로터와 스테이터를 구비한 모터를 구동하기 위한 모터 구동장치에 있어서,
모터구동회로가 집적된 단일의 반도체 칩;
상기 반도체 칩을 둘러싸며 절연성 수지로 이루어지는 몸체;
상기 모터구동회로에 인가되는 직류(DC) 전원과 자동차의 운행 정보를 수신하는 입력 단자; 및
상기 모터구동회로로부터 스테이터의 제1 내지 제3 구동코일에 대한 구동신호를 출력하는 제1 내지 제3 출력 단자; 및
상기 몸체로부터 돌출되어 지지프레임에 지지시키기 위한 다수의 지지대를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 모터 구동장치.In the motor drive device for driving a motor having a rotor and a stator,
A single semiconductor chip in which a motor driving circuit is integrated;
A body made of an insulating resin surrounding the semiconductor chip;
An input terminal configured to receive direct current (DC) power applied to the motor driving circuit and driving information of a vehicle; And
First to third output terminals configured to output driving signals for the first to third driving coils of the stator from the motor driving circuit; And
A motor driving device for a vehicle, comprising a plurality of supports protruding from the body to support the support frame. 스테이터, 지지프레임 및 커넥터를 일체형 구조로 성형하고, 상단에 로터 챔버와 하단에 드라이버 챔버의 일부 구조를 독립적으로 형성하며, 상단부가 엔진 블록 하단의 볼루트 챔버에 결합되어 냉각수 순환유로를 형성하기 위한 펌프 바디;
상기 로터 챔버에 회전 가능하게 설치되어 상기 스테이터로부터 발생되는 회전자계에 의해 회전 구동되는 로터;
상기 로터의 중앙부에 결합되어 로터 회전에 따라 회전되는 회전축;
상기 볼루트 챔버로 연장된 회전축의 선단부에 결합되어 상기 냉각수 순환유로로 유입된 냉각수를 라디에이터로 유출시키기 위한 임펠러; 및
상기 지지프레임에 몸체가 고정되고, 입력 단자가 상기 커넥터에 연결되며, 출력단자가 상기 스테이터의 코일에 연결되어, 스테이터의 코일에 회전 자계를 발생시키기 위한 구동신호를 발생하는 일체형 모터 구동장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차용 워터 펌프.The stator, support frame and connector are molded into an integrated structure, and the rotor chamber is formed at the top and the driver chamber is formed at the lower part independently. Pump body;
A rotor rotatably installed in the rotor chamber and driven to rotate by a magnetic field generated from the stator;
A rotating shaft coupled to the center of the rotor and rotating according to the rotation of the rotor;
An impeller coupled to a distal end portion of the rotating shaft extending into the volute chamber for discharging the cooling water introduced into the cooling water circulation passage to a radiator; And
The body is fixed to the support frame, an input terminal is connected to the connector, an output terminal is connected to the coil of the stator, including an integrated motor driving device for generating a drive signal for generating a rotating magnetic field in the coil of the stator Automotive water pump, characterized in that. 제13항에 있어서, 상기 모터 구동장치는 모터구동회로가 집적된 반도체 칩을 절연성 수지로 둘러싸는 몸체와 입/출력 단자가 단일체로 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동차용 워터 펌프. The water pump for automobiles according to claim 13, wherein the motor driving device comprises a single body and an input / output terminal that surround the semiconductor chip in which the motor driving circuit is integrated with an insulating resin. 제14항에 있어서, 상기 모터구동회로는 스테이터의 코일에 회전 자계를 발생시키기 위해 선택적으로 구동되는 다수의 스위칭 소자를 포함하며, 상기 다수의 스위칭 소자의 출력은 스테이터의 코일과 연결되고,
상기 몸체의 출력측 상부면과 하부면 중 적어도 하나에 내측이 스위칭 소자와 접촉되고, 외측이 몸체의 외부로 노출되어 스위칭 소자로부터 발생되는 열을 외부로 방출하기 위한 적어도 하나의 방열판을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차용 워터 펌프.The stator of claim 14, wherein the motor driving circuit includes a plurality of switching elements that are selectively driven to generate a rotating magnetic field in the coil of the stator, and the outputs of the plurality of switching elements are connected to the coils of the stator.
At least one heat sink for at least one of an output side upper surface and a lower surface of the body, the inner side being in contact with the switching element, and the outer side being exposed to the outside of the body to dissipate heat generated from the switching element to the outside; An automotive water pump. 제13항에 있어서, 상기 스테이터는, 스테이터 코어의 외주부가 펌프 바디의 외부로 연장되며, 고정용 볼트에 의해 엔진 블록에 고정되는 것을 특징으로 하는 자동차용 워터 펌프.The water pump for automobile according to claim 13, wherein the stator has an outer circumference of the stator core extending out of the pump body and is fixed to the engine block by fixing bolts. 제13항에 있어서, 상기 펌프 바디는, 폴리페닐렌 설파이드(PolyPhenylene Sulfide: PPS) 또는 BMC의 단일 재질을 이용하여 인서트 몰딩으로 성형하는 것을 특징으로 하는 자동차용 워터 펌프.The water pump of claim 13, wherein the pump body is formed by insert molding using a single material of polyphenylene sulfide (PPS) or BMC. 제13항에 있어서, 상기 펌프 바디에 직접 결합하여 냉각수 흐름을 안내하고, 상기 임펠러의 회전에 의해 냉각수를 가압하는 볼루트 챔버를 형성하는 펌프 커버를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차용 워터 펌프.14. The water pump of claim 13, further comprising a pump cover coupled to the pump body to direct a coolant flow and forming a volute chamber for pressurizing the coolant by rotation of the impeller.
KR1020110060132A 2011-06-21 2011-06-21 Motor drive apparatus for vehicle and water pump using the same KR101333798B1 (en)

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