KR100222190B1

KR100222190B1 - 자동차용 전동콤프레서구동장치

Info

Publication number: KR100222190B1
Application number: KR1019950046971A
Authority: KR
Inventors: 나오미 고토; 마코토 요시다
Original assignee: 모리시타 요이찌; 마츠시타 덴키 산교 가부시키가이샤
Priority date: 1994-12-06
Filing date: 1995-12-06
Publication date: 1999-10-01
Also published as: US5801911A; JPH08163896A; JP3282412B2; KR960021817A

Abstract

본 발명은 회로공간, 부품수, 발열을 억제하고, 모터구동용 전원전압에 광범위하게 대응할 수 있는 자동차용 전동콤프레서 구동장치의 제공을 목적으로 한 것으로서, 그 구성에 있어서, 전압검출수단은, 제1직류전압(1)을 분압한 분압전압과, 조절가능한 비교전압을, 전기절연된 마이크로컴퓨터(14)에서 연산함으로써, 제1직류전압(1)을 검출가능하게 하고, 당해 비교전압은 포토커플러(11)에 의해서 절연한 상태에서 소정의 기준전압을 증폭하는 연산증폭기(7)의 게인을 조절함으로써 조절가능하게 하고, 당해 비교결과는 포토커플러(13)에 의해서 절연한 상태에서 검출가능하게 한 것을 특징으로 한 것이다.

Description

자동차용 전동콤프레서구동장치

제1도는 본 발명의 제1실시예의 관한 전동콤프레서구동장치회로도.

제2도는 본 발명의 제2실시예의 관한 전동콤프레서구동장치회로도.

제3도는 본 발명의 제3실시예의 관한 전동콤프레서구동장치회로도.

제4도는 본 발명의 제4실시예의 관한 전동콤프레서구동장치의 회로도.

제5도는 본 발명의 제5실시예의 관한 전압검출회로블록도.

제6도는 회로기판사시도.

제7도는 종래의 전동콤프레서구동장치블록도.

제8도는 종래의 전압검출회로도.

제9도는 모터구동전압파형도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 주행모터용 배터리 2 : 스위칭전원

3,4,6,8,10,17,34,35,36 : 저항 5 : 비교기

7 : 연산증폭기 9 : 제너다이오드

11,13 : 포토커플러 12 : 카운터

14 : 마이크로컴퓨터 15 : 5V레귤레이터

16 : 전자품용 배터리 18 : 클럭발진기

19 : 전동콤프레서구동장치 31 : 절연식스위칭전원

33 : 회로기판블록

본 발명은 전동콤프레서를 구동하기위한 직류전원의 전압을 검출하는 전압검출수단을 구비한 자동차용 전동콤프레서구동자치에 관한 것이다.

전기자동차에 있어서, 공조용 전동콤프레서를 구동하는 전동콤프레서구동장치는, 예를들면 전동콤프레서의 모터가 3상유도모터이고, 전동콤프레서구동장치가 인버터일 경우, 제7도의 종래의 전동콤프레서구동장치회로도에 표시한 바와 같이, 전동콤프레서구동장치(19)에는 주행모터구동전력용으로서 높은 전압의 주행모터용배터리(1)와, 전동콤프레서(20)와 종래의 자동차내에서 사용되고 있는 낮은 전압 12V(혹은 24V)의 전장품용 배터리(16)와, 전동콤프레서구동장치(19)를 제어하는 콘트롤러(21)가 접속되어 있다. 전동콤프레서(20)는 큰 전력을 필요로 하므로, 주행모터용 배터리(1)의 전력에 의해서 구동된다.

또, 안전을 위하여 주행모터용 배터리(1)에 접속되는 회로와, 전장품용배터리(16)에 접속되는 회로는 전기적으로 절연되고 있다.

전동콤프레서구동장치(19)의 내부에는, 고전압검출회로(22), 저전압검출회로(23) 등의 전압검출회로가 형성되어 있다. 그리고, 고전압검출회로(22)에 의해 주행모터용 배터리(1)의 전압이 통상보다 높은 고전압을 검출한 경우, 저전압검출회로(23)에 의해 주행모터용 배터리(1)의 전압이, 통상보다 낮은 저전압을 검출한 경우에는, 전장품용 배터리(16)의 전원에 의해서 작동하는 제어회로(25)에, 절연수단(26)(29)을 개재해서 신호를 보낸다. 그리고, 제어회로(25)는 절연수단(27)을 개재해서 모터구동회로(24)를 작동시키고 있는 신호를 멈추고, 모터구동회로(24)를 정지시키고 이상가열 등으로부터 모터구동회로(24)를 보호하고 있다. 또, 주행모터용 배터리(1)의 전압을 대략 대, 중, 소로 판정하고, 절연수단(30)을 개재해서 제어회로(25)도 형성되어 있다. 이에 의해, 제9도의 모터구동전압파형도에 표시한 바와 같이, 주행모터용배터리(1)의 전압에 따라서 파형을 변경해서, 과여자, 부족여자에 기인하는 전류증가에 의해서 모터구동회로(24)가 손상되지 않도록 하고 있다.

그리고, 이들 회로는 예를 들면 제8도의 종래의 전압검출회로에 표시된다.

상기 전압검출회로는, 주행모터구동전력용의 높은 전압을 검출하기 위하여, 전압을 분압하기 위한 저항의 소비전력이 크고, 저항의 형상, 발열이 크다.

또, 고전압검출회로, 저전압검출회로, 전압영역검출회로 등 많은 회로가 필요하기 때문에, 그러기 위한 회로공간, 부품수, 발열도 커진다.

또, 전압영역검출회로에 있어서는, 비교회로를 사용한 대략의 전압검출이므로, 주행모터용 배터리의 전압에 따라서 파형을 변경해서, 과여자, 부족여자에 기인하는 전류증가를 방지하는데에 정밀도가 부족하고, 대응할 수 있는 전압범위도 크게 하기 어렵다.

따라서, 본 발명은 회로공간, 부품수, 발열을 억제하고, 모터구동용전원전압에 광범위하게 대응할 수 있는 자동차용 전동콤프레서구동장치의 제공을 목적으로 한다.

본 발명은 제1수단으로서 상기 과제를 해결하기 위하여, 전압검출수단은 제1진류전압을 분압한 분압전압과, 조절가능한 비교전압을 전기절연된 마이크로컴퓨터에서 연산함으로써, 제1직류전압을 검출가능하게 하고, 당해 비교전압은 포토커플러에 의해서 절연한 상태에서 소정의 기준전압을 증폭하는 연산증폭기의 게인을 조절함으로써 조절가능하게 하고, 당해 비교결과는 포토커플러에 의해서 절연한 상태에서 검출하게 한다.

본 발명은, 제2수단으로서 상기 과제를 해결하기 위하여, 제1수단에 있어서, 연산증폭기의 게인조절은 2개의 저항치의 비율을 변경함으로써 조절하고, 당해 저항치의 비율변경은 한쪽의 저항치로 변경하고, 당해 저항치변경은 2개이상의 저항의 선정 및 병렬접속으로 하므로써 변경하고, 당해 2개이상의 저항이 저항치는 2의 제곱수로 정해지는 값으로 한다.

본 발명은, 제3수단으로서 상기 과제를 해결하기 위하여, 제2수단에 있어서, 2개이상의 저항의 선정 및 병렬접속으로 함에 따라 저항치 변경은, 클럭신호를 입력함으로써 순차, 병렬로 자리수를 배열해서 2진수를 출력하고, 리세트신호를 입력함으로써 출력이 클리어되는 카운티를 사용하고, 당해 카운티의 출력에 의해서 행한다.

본 발명은 제4수단으로서 상기 과제를 해결하기 위하여 제1수단에 있어서, 마이크로컴퓨터에서의 비교연산은, 연산증폭기의 게인을 조절하는 범위를 한정하고, 전동콤프레서구동장치내의 회로보호, 전동콤프레서보호를 위하여 필요하게되는 소정시간간격으로 행한다.

본 발명은, 제5수단으로서 상기 과제를 해결하기 위하여, 전압검출수단은, 제1직류전압을 분압한 분압전압과, 조절가능한 비교전압을 전기절연된 마이크로컴퓨터에서 비교연산함으로써, 제1전류전압을 검출가능하게 하고, 당해 비교전압은 소정의 기준전압을 증폭하는 연산증폭기의 게인을 조절함으로써 조절가능하고 자동적으로 변화하고, 당해 게인 및 비교결과는 포토커플러에 의해서 절연한 상태에서 검출가능하게 한다.

본 발명은 제6수단으로서 상기 과제를 해결하기 위하여, 제1, 5의 수단에 있어서, 전압검출수단의 전원은, 제2직류전압발생수단으로부터 전기절연된 상태에서 공급한다.

본 발명은 제7수단으로서 상기 과제를 해결하기 위하여, 제1, 5의 수단에 있어서, 제1직류전압발생수단의 출력이 저하하고 비교기, 연산증폭기의 전언이 정지한 경우에 있어서, 제1직류전압의 분압전압과 비교전압의 비교결과는, 제1직류전압발생수단의 출력이 0을 나타내도록 출력한다.

본 발명은, 제8수단으로서, 상기 과제를 해결하기 위하여, 제1,5수단에 있어서, 소정의 기준전압 및 비율변경을 위하여 변경하는 저항과 반대쪽의 저항치를 변경 및 고정가능하게 하고, 전압검출수단으로부터 마이크로컴퓨터를 제외한 회로부분을, 회로접속을 위한 단자와 함께, 일체의 기판상에 형성한다.

본 발명의 제1수단에 의하면, 제1직류전압을 분압한 분압전압과, 비교전압을 조절하면서, 비교연산함으로써, 제1직류전압을 검출하도록 한 전압검출수단을 구비하고 있다. 즉, 비교전압을 변경하면서 비교해서, 그 비교결과가 반전하는 시점에서 분압전압과 비교전압이 거의 동등하므로, 그 비교전압을 분압비로 나누는 연상을 마이크로컴퓨터에서 행함으로써, 제1직류전압을 알 수 있다.

그리고, 소정의 기준전압을 증폭하는 연산증폭기의 게인을 조절함으로써, 비교전압을 변경한다.

또, 마이크로컴퓨터는 포토커플러를 개재해서 게인조절, 비교결과의 검출을 행하므로, 제1직류전압쪽의 회로와는 절연되고 있다.

따라서, 상기 전압검출수단에 의하면, 제1직류전압의 값 그 자체를 판독할 수 있으므로, 고전압검출회로, 저전압검출회로, 전압영역검출회로 등 많은 회로는 불필요하고, 회로공간, 부품수, 발열을 작게할 수 있다.

또, 제1직류전압의 값 그 자체를 판독할 수 있으므로, 정밀도좋게 넓은 전압범위에서, 전압에 따라서 파형을 변경하고, 과여자, 부족여자에 기인하는 전류증가를 방지할 수 있다.

또, 분압전압,(비교기, 연산증폭기의 전원전압을 크게 해서)비교전압을 크게 설정함으로써, 전압검출수단의 작동을 전기노이즈에 강하게 할 수 있다. 따라서, 전기노이즈가 많은 전동콤프레서구동장치의 전압검출수단으로서 적절하다.

따라서, 회로공간, 부품수, 발열을 억제하고, 모터구동용 전원전압에 광범위하게 대응할 수 있는 자동차용 전동콤프레서구동장치가 가능하게 된다.

본 발명의 제2수단에 의하면, 제1수단에 있어서, 연산증폭기의 게인조절은 2개의 저항치의 비율을 변경하므로써 조절하므로, 한쪽의 저항치를 변경하면, 게인을 조절할 수 있다. 또, 그 한쪽의 저항치는, 2개이상의 2의 제곱수로 정해지는 저항치의 저항을, 선정 및 병렬좁속으로 하므로써 변경한다. 따라서 2의 제곱수로 정해지는 저항치의 저항을 2개이상, 많을수록 2개의 저항치의 비율변경을 세밀하게 할 수 있다. 그리고, 그 세밀함은, 2의 (저항의 개수)제곱으로 세밀하게 된다.

따라서, 제1직류전압의 값 그 차체의 판독정밀도를, 저항의 개수만 증가시킴으로써, 2의 제곱수배로 올릴 수 있으므로, 회로공간을 특별히 필요로 하지 않고, 정밀도좋게 측정할 수 있다.

본 발명의 제3수단에 의하면, 제2수단에 있어서, 클럭신호를 입력함으로써, 순차, 병렬로 자리수를 배열해서 2진수를 출력하는 카운터를 사용하고, 당해 카운터의 출력에 의해서 저항치변경을 행한다. 따라서, 카운터에 클럭신호를 입력하는 것만으로, 저항치의 비율이 클럭마다 순차 변화(상승 혹은 하강)하므로, 저항의 개수분만의 선정 및 병렬접속은 할 필요가 없고(카운터가 행한다), 마이크로컴퓨터의 출력단자는 적어도 되고, 또 작동프로그램도 간단하게 된다.

그리고, 항상 제1직류전압의 값을 판독하기 위하여, 측정마다 리세트신호를 카운터에 입력함으로써 출력이 클리어되고, 재차 측정할 수 있다.

따라서, 회로공간, 부품수, 발열을 억제하고, 모터구동용 저원전압에 광범위하게 대응할 수 있는 자동차용 전동콤프레서구동장치가 가능하게 된다.

본 발명의 제4수단에 의하면, 제1수단에 있어서, 마이크로컴퓨터에서의 비교연산은, 연산증폭기의 게인을 조절하는 범위를 한정하고, 전동콤프레서구동장치내의 회로보호, 전동콤프레서보호를 위하여 필요하게 되는 필요최대의 소정시간간격으로 행한다. 회로보호를 위해서는, 짧은 시간간격의 쪽이 좋으나, 오랜 시간간격이어도 되는 것도 있다. 달라서, 제1직류전압의 측정범위를 필요에 따라서 한정해서 측정을 빠르게 하고, 늦어도 좋은 범위는 간헐적으로 행함으로써, 측정속도와 측정범위를 확보할 수 있다.

따라서, 회로공간, 부품수, 발열을 억제하고, 모터구동용전원전압에 광범위하게 대응할 수 있는 자동차용 전동콤프레서구동장치가 가능하게 된다.

본 발명의 제5수단에 의하면, 제1수단과 마찬가지로, 제1직류전압을 분압한 분압전압과, 비교전압을 조절하면서, 비교연산함으로써, 제1직류전압을 검출하도록 한 전압검출수단을 구비하고 있다. 즉, 비교전압을 변경하면서 비교해서, 그 비교결과가 반전하는 시점에서, 분압전압과 비교전압이 거의 동등하므로, 그 비교전압을 분압비로 나누는 연산을 마이크로컴퓨터에서 행함으로써, 제1직류전압을 알 수 있다. 그리고, 소정의 기준전압을 증폭하는 연산증폭기의 게인을 조절함으로써 비교전압을 변경한다.

이 제5수단에 있어서는, 게인조절은 자동적으로 변화하도록 하고 있다. 그리고 마이크로컴퓨터는 당해 게인 및 비교결과를 포토커플러에 의해서 절연한 상태에서 검출가능하게 하고 있다. 따라서, 마이크로컴퓨터는 비교결과가 반전할때의 게인과, 소정의 기준전압에 의해 비교전압을 연산할 수 있고, 또, 이 비교전압을 분압비로 나누는 연산을 행함으로써, 제1직류전압을 알 수 있다.

따라서, 제1직류전압의 값 그 자체를 판독할 수 있고, 마이크로컴퓨터의 출력단자는 불필요하고 또 작동프로그램도 간단하게 된다.

본 발명의 제6수단에 의하면, 제1,5수단에 있어서 비교기, 연산증폭기의 전원은, 제2직류전압발생수단으로부터 전기절연된 상태에서 공급한다. 따라서, 제2직류전압이 작동하면, 전압검출수단은 작동하므로, 제1직류전압을 즉시 측정할 수 있다.

따라서, 주행모터용 배터리(1)은 주행모터용이기 때문에 변동이 크나, 회생제동 등에 의해서 이상한 고전압이었을 경우에 있어서는, 즉시 회로보호수단 등에 의해서 대응할 수 있다. 또, 가속시의 과부하등에 의해서 이상한 저전압이었을 경우에 있어서는, 제2직류전압발생수단으로부터 비교기, 연산증폭기에 전원공급되고 있으면, 그 전원이 불안정하고, 비교회로, 전압증폭기가, 정상적으로 작동하지 않는 일이 있을 수 있으나, 제2직류전압발생수단으로부터 공급되고 있으면, 정상적으로 작동한다.

본 발명의 제7수단에 의하면, 제1,5수단에 있어서, 비교결과는 포토커플러에 의해서 전달되기 때문에, 그 극성은 +, - 어느 것으로도 설정할 수 있으나, 주행모터용 배터리(1)발생수단의 출력이 저하하고 비교기, 연산증폭기의 전원이 정지한 경우에 있어서, 주행모터용 배터리(1)발생수단의 출력이 낮다는 것을 표시하도록 출력한다.

따라서, 주행모터용 배터리(1)발생수단의 출력이 저하하고 비교기, 연산증폭기의 전원이 정지한 경우에 있어서, 비교결과가 주행모터용 배터리(1)발생수단의 출력이 증가를 나타내도록 출력하는 일은 없고, 페일세이프가 되어서, 오작동하는 일없이 안전하다.

본 발명의 제8수단에 의하면, 제1,5수단에 있어서, 소정의 기준전압 및 비율변경을 위하여 변경하는 저항과는 반대쪽의 저항치를 변경 및 고정가능하게 하고, 전압검출수단으로부터 마이크로컴퓨터를 제외한 회로부분을, 회로접속을 위한 단자와 함께 일체의 기판상에 형성한다. 따라서, 비율변경을 위하여 변경하는 저항은 결정되어 있어도 기준전압 및 반대쪽의 저항치를 변경함으로써, 주행모터용 배터리(1)의 측정범위를 변경할 수 있으므로, 일체의 기판상에 형성된 회로블록에 의해서 각종의 주행모터용 배터리(1)발생수단, 전동콤프레서구동장치에 대응할 수 있어 공통화할 수있다. 또, 회로접속을 위한 단자에 의해서 회로기판상에 실장함으로써, 공간을 절약할 수 있다.

본 발명의 실시예를 도면에 의해 설명한다.

제1도에 본 발명의 제1실시예에 관한 전동콤프레서구동장치회로도를 표시한다. 제7도의 종래의 전동콤프레서구동장치회로도와 비교해서, 제1도의 본 발명의 제1실시예에 관한 전동콤프레서구동장치회로도에는 모터구동회로(24), 전동콤프레서(20), 콘트롤러(21), 절연수단(27), 제어회로(25)는 기재되어 있지 않으나, 전압검출장치의 작동에는 직접 관계되지 않으므로 생략하고 있다. 또, 제1도의 본 발명의 제1실시예에 관한 전동콤프레서구동장치회로도의 마이크로컴퓨터(14)는 제어회로(25)의 구성요소의 하나로 위치결정되어 있다.

제7도의 종래의 전동콤프레서구동장치회로도에 있어서, 주행모터용 배터리(1)의 전압을 검출하는 전압검출수단은, 고전압검출회로(22), 저전압검출회로(23), 전압영역검출회로(28), 절연수단(26), 절연수단(29), 절연수단(30)으로 구성되고, 전압영역검출회로(28)는 스위칭전원(2)으로부터 전원이 공급되고 있다. 한편, 제1도의 본 발명의 제1실시예에 관한 전동콤프레서구동장치회로도에 있어서, 전압검출수단은 주행모터용 배터리(1)의 전압 그 자체를 판독하는 회로로서, 주행모터용 배터리(1)의 전압을 분압하는 저항(3), 저항(4), 기준전압회로의 저항(8), 제너다이오드(9), 비교회로의 비교기(5), 연산증폭기의 연산증폭기(7), 저항(6), 저항(10), 절연해서 게인조절하기 위한 포토커플러(11), 절연해서 비교결과를 검출하기 위한 포토커플러(13), 마이크로컴퓨터로서의 마이크로컴퓨터(14)를 구비하고 있다. 그리고, 비교회로, 연산증폭기는 스위칭전원(2)으로부터 전원을 공급받고 있다. 마이크로컴퓨터(14)에는 5V레귤레이터(15)로부터 5V를 공급받고 있다. 5V레귤레이털(15)에는 전장품용 배터리(16)로부터 12V를 공급받고 있다.

여기서, 회로의 작동에 대해서 설명한다.

주행모터용 배터리(1)의 전압은 290V로 한다. 스위칭전원(2)은 주행모터용 배터리(1)의 전압으로부터 안정화한 50V를 만들고, 비교기(5), 연산증폭기(7), 저항(8)에 공급하고 있다. 저항(3), 저항(4)은 90㏀, 10㏀이고 1/10로 분압된 분압전압 29V는 비교기(5)의 +에 입력되고 있다. 저항(8)은 10㏀이고, 제너다이오드(9)의 제너전압은 10V이고, 안전화된 기준전압 10V가 연산증폭기(7)의 +에 입력되고 있다. 저항(6)은 2㏀이고, 저항(10)은 10개의 10㏀으로 구성되어 있다.

먼저, 마이크로컴퓨터(14)가 아무것도 출력하지 않을 때, 포토커플러(11)의 LED는 어느 것도 점등하지 않으므로, 출력의 포토트랜지스터는 어느것도 ON하지 않고, 저항(10)의 어느 저항도 접지되지 않는다. 따라서, 연산증폭기(7)는 비교전압 10V를 출력하고, 비교기(5)의 -에 입력된다. 따라서, 비교기(5)에는 +에 29V, -에 10V가 입력되므로, 그 출력은 HI레벨이 되고, 저항(36)을 개재해서 포토커플러(13)의 LED를 점등시키고, 출력의 포토트랜지스터는 ON해서 5V를 마이크로컴퓨터(14)에 출력한다. 따라서 마이크로컴퓨터(14)는 (데이터로서 기준전압 10V, 저항(6)의 2㏀, 저항(10)의 10㏀가 입력되고 있으므로, 연산해서)분압전압은 10V보다 높다고 판정한다.

다음에 마이크로컴퓨터(14)가 1개출력하고 있을 때 포토커플러(11)의 LED가 1개 점등하고, 출력의 포토트랜지스터는 1개 ON해서 저항(10)의 1개의 저항이 접지된다. 따라서, 연산증폭기(7)는 (10V[2㏀+10㏀]/10㏀에 의해)비교전압 12V를 출력하고, 비교기(5)의 -에 입력된다. 따라서, 비교기(5)에는 +에 29V, -에 12V가 입력되므로, 그 출력은 여전히 HI레벨이 되고, 저항(36)을 개재해서 포토커플러(13)의 LED를 점등시키고 출력의 포토트랜지스터는 ON해서 5V를 마이크로컴퓨터(14)에 출력한다. 따라서 마이크로컴퓨터(14)는 (데이터로서 기준전압 10V, 저항(6)의 2㏀, 저항(10)의 10㏀가 입력되고 있으므로, 연산해서)분압전압은 12V보다 높다고 판정한다.

다음에 마이크로컴퓨터(14)가 2개출력하고 있을 때 포토커플러(11)의 LED가 2개 점등하고, 출력의 포토트랜지스터는 2개 ON해서 저항(10)의 2개의 저항이 접지된다. 따라서, 연산증폭기(7)는 (10V[2㏀+5㏀]/5㏀에 의해)비교전압 14V를 출력하고, 비교기(5)의 -에 입력된다. 따라서, 비교기(5)에는 +에 29V, -에 14V가 입력되므로, 그 출력은 여전히 HI레벨이 되고, 저항(36)을 개재해서 포토커플러(13)의 LED를 점등시키고 출력의 포토트랜지스터는 ON해서 5V를 마이크로컴퓨터(14)에 출력한다. 따라서 마이크로컴퓨터(14)는 분압전압은 14V보다 높다고 판정한다.

마찬가지로해서, 비교전압은 2V씩 상승한다. 그리고, 마이크로컴퓨터(14)가 9개 출력하고 있을때에도 28V이고 포토커플러(13)의 LED는 점등한다. 그러나, 마이크로컴퓨터(14)가 10개 출력했을때에는 30V가 된다. 따라서 연산증폭기(7)는 비교전압 30V를 출력하고, 비교기(5)의 -에 입력된다. 따라서, 비교기(5)에는 +에 29V, -에 30V가 입력되므로, 그 출력은 LO레벨로 변하고, 포토커플러(13)의 LED는 점등하지 않고, 출력의 포토트랜지스터는 OFF해서 5V는 마이크로컴퓨터(14)에 출력되지 않는다. 따라서, 마이크로컴퓨터(14)는 분리전압은 30V보다 낮다고 판정한다.

이상에 의해 마이크로컴퓨터(14)는 분압전압은 28V보다 높고 30V보다 낮다고 판정하고, 따라서 (데이터로서 분압비 1/10가 입력되어 있으므로) 주행모터용 배터리(1)의 전압은 280V보다 높고 300V보다 낮다고 판정할 수 있다. 마이크로컴퓨터(14)의 연산프로그램을 중앙치를 채용하도록 해두면, 290V를 전압검출치로 한다. 따라서 ±10V의 정밀도에서 검출할 수 있게 된다.

또, 비교전압은 비교적 큰 2V를 단위로 하고 있으므로, 전기노이즈가 많은 전동콤프레서구동장치의 속에 있어도, 오작동없이 작동할 수 있다.

상기한 실시예에 있어서, 저항(10)이 8개의(2의 제곱수로 결정된다;2,4,8,16,32,64,128,256)저항치(㏀)로 구성되어 있는 회로의 작동에 대해서 설명한다.

먼저, 마이크로컴퓨터(14)가 아무것도 출력하고 있지않을때에는, 상기한 실시예와 마찬가지로 마이크로컴퓨터(14)는 분압전압은 10V보다 높다고 판정한다.

다음에, 마이크로컴퓨터(14)가 2진수의 1을 출력하고 있을 때, 포토커플러(11)의 LED는 2진수의 1에 상당하는 개소가 점등하고, 출력의 포토트랜지스터도 2진수의 1에 상당하는 개소가 ON해서, 저항(10)의 256㏀(2의 제곱수로 결정하는 최대치)가 접지된다. 따라서, 연산증폭기(7)는 (10V[2㏀+256㏀]/256㏀에 의해)비교전압 10.039V를 출력하고, 비교기(5)의 -에 입력된다. 따라서, 비교기(5)에는 +에 29V, -에 10.039V가 입력되므로, 그 출력은 여전히 HI레벨이 되고, 저항(36)을 개재해서 포토커플러(13)의 LED를 점등시키고, 출력의 포토트랜지스터는 ON해서 5V를 마이크로컴퓨터(14)에 출력한다. 따라서, 마이크로컴퓨터(14)는 (데이터로서 기전전위 10V, 저항(6)의 2㏀, 저항(10)의 8개의 저항치가 입력되어 있으므로 연산해서)분압전압은 10,039V보다 높다고 판정한다.

다음에, 마이크로컴퓨터(14)가 2진수의 2를 출력하고 있을 때, 포토커플러(11)의 LED는 2진수의 2에 상당하는 개소가 점등하고, 출력의 포토트랜지스터도 2진수의 2에 상당하는 개소가 ON해서, 저항(10)의 128㏀가 접지된다. 따라서, 연산증폭기(7)는 (10V[2㏀+128㏀]/128㏀에 의해)비교전압 10.156V를 출력하고, 비교기(5)의 -에 입력된다. 따라서, 비교기(5)에는 +에 29V, -에 10.156V가 입력되므로, 그 출력은 여전히 HI레벨이 되고, 저항(36)을 개재해서 포토커플러(13)의 LED를 점등시키고, 출력의 포토트랜지스터는 ON해서 5V를 마이크로컴퓨터(14)에 출력한다. 따라서, 마이크로컴퓨터(14)는 분압전압은 10.156V보다 높다고 판정한다.

다음에, 마이크로컴퓨터(14)가 2진수의 3을 출력하고 있을 때, 포토커플러(11)의 LED는 2진수의 3에 상당하는 개소가 점등하고, 출력의 포토트랜지스터도 2진수의 3에 상당하는 개소가 ON해서, 저항(10)의 256㏀와 128㏀가 접지된다. 따라서, 연산증폭기(7)는 (10V[2㏀+85.33㏀]/85.33㏀에 의해)비교전압 10.234V를 출력하고, 비교기(5)의 -에 입력된다. 따라서, 비교기(5)는 +에 29V, -에 10.234V가 입력되므로, 그 출력은 여전히 HI 레벨이 되고, 저항(36)을 개재해서 포토커플러(13)의 LED를 점등시키고, 출력의 포토트랜지스터는 ON해서 5V를 마이크로컴퓨터(14)에 출력한다. 따라서, 마이크로컴퓨터(14)는 분압전압은 10.234V보다 높다고 판정한다.

마찬가지로 해서, 비교전압은 상승하고 마이크로컴퓨터(14)가 2진수의 255(전체출력)를 출력하고 있을 때, 포토커플러(11)의 LED는 전체개소가 점등하고, 출력의 포토트랜지스터도 전체개소가 ON해서 저항(10)의 전체저항이 접지된다. 따라서, 연산증폭기(7)는 (10V[2㏀+1㏀]/1㏀에 의해)비교전압 30V를 출력한다. 따라서, 비교전압은 평균해서 0.0784V([30V-10V]/255)씩 상승한다.

전압검출은, 마이크로컴퓨터(14)가 2진수의 242(11110010)을 출력하고 있을 때, 포토커플러(11)의 LED는 2진수의 242의 개소가 점등하고, 출력의 포토트랜지스터도 2진수의 242의 개소가 ON해서, 저항(10)의 2진수의 242에 상당하는 저항이 접지된다. 따라서, 연산증폭기(7)는 (10V+0.0784V242에 의해)비교전압 28.973V를 출력하고, 비교기(5)의 -에 입력된다. 따라서, 비교기(5)에는 +에 29V, -에 28.973V가 입력되므로, 그 출력은 여전히 HI 레벨이 되고, 저항(36)을 개재해서 포토커플러(13)의 LED를 점등시키고, 출력의 포토커플러는 ON해서 5V를 마이크로컴퓨터(14)에 출력한다. 따라서, 마이크로컴퓨터(14)는 분압전압은 28.973V보다 높다고 판정한다.

이어서, 마이크로컴퓨터(14)가 2진수의 243(11110011)을 출력하고 있을 때, 포토커플러(11)의 LED는 2진수의 243의 개소가 점등하고, 출력의 포토트랜지스터도 2진수의 243의 개소가 ON해서, 저항(10)의 2진수의 243에, 상당하는 저항이 접지된다. 따라서, 연산증폭기(7)는 (10V+0.0784V243에 의해)비교전압 29.05V를 출력하고, 비교기(5)의 -에 입력된다. 따라서, 비교기(5)에는 +에 29V, -에 29.05V가 입력되므로, 그 출력은 L0레벨로 바뀌고, 포토커플러(13)의 LED는 점등하지 않고, 출력의 포토트랜지스터는 OFF해서 5V는 마이크로컴퓨터(14)에 출력되지 않는다. 따라서, 마이크로컴퓨터(14)는 분압전압은 29.05V보다 낮다고 판정한다.

이상에 의해 마이크로컴퓨터(14)는, 분압전압은 28.973V보다 높고 29.05V보다 낮다고 판정하고, 따라서(데이터로서 분압비 1/10가 입력되어 있으므로)주행모터용 배터리(1)의 전압은 289.73V보다 높고 290.5V보다 낮다고 판정할 수 있다.

마이크로컴퓨터(14)의 연산프로그램을 중앙치를 채용하도록 해두면, 290.11V를 전압검출치로 한다. 따라서 ±0.392V(0.078410/2)의 높은 정밀도에서 검출할 수 있게 된다.

단, 전기노이즈의 염려가 있을 경우에는 적당히 저항(10)의 저항수를 줄이고 (예;2,4,8,16,32,64) 비교전압의 단위를 크게해서 내노이즈성을 향상시키고, 반대로 전기노이즈의 염려가 없을 경우에는 적당히 저항(10)의 저항수를 늘이고(예;2,4,8,16,32,64,128,256,512) 비교전압의 단위를 작게해서 더욱 정밀도를 향상시켜도 된다.

제2도에 본 발명의 제2실시예에 관한 전동콤프레서구동장치회로도를 표시한다. 제1도의 본 발명의 제1실시예에 관한 전동콤프레서구동장치회로도와 비교해서, 제2도의 본 발명의 제2실시예에 관한 전동콤프레서구동장치회로도에서는, 포토커플러(11)와 마이크로컴퓨터(14)의 사이에 카운터(12)가 설치되어 있다. 각 회로부품의 값은 상기 후자의 예와 동일하다.

카운터(12)에는 마이크로컴퓨터(14)로부터 클럭신호가 입력되고, 그 클럭수에 대응한 2진수에 의해서 포토커플러(11)의 LED가 점등한다. 그리고, 그 LED에 대응한 포토트랜지스터가 ON한다.

따라서, 2진수를 마이크로컴퓨터(14)에 대신해서 카운터(12)가 작성하고 있어, 마이크로컴퓨터(14)의 프로그램부담이 가볍고, 또한 출력포트도 적게할 수 있다.

그리고, 리세트신호를 카운터에 입력함으로써 출력이 클리어되고, 재개시할 수 있으므로, 측정범위를 한정해서, 측정을 반복할 수 있다.

주행모터용 배터리(1)의 전압이 이상고전압인 것은, 보호를 위하여 빨리 검출할 필요가 있고, 저전압, 전압영역의 검출은 빠르지 않아도 된다고 한 경우, 제1도의 본 발명의 제1실시예에 관한 전동콤프레서구동장치회로도에 있어서, 300V이상인지 어떤지의 판정은 100μS마다 행하고, 전압치의 측정은 10mS마다 행하도록 마이크로컴퓨터(14)의 프로그램을 설정하면 된다.

제3도에 본 발명의 제3실시예에 관한 전동콤프레서구동장치회로도를 표시한다. 제1도의 본 발명의 제1실시예에 관한 전동콤프레서구동장치회로도와 비교해서, 제3도의 본 발명의 제3실시예에 관한 전동콤프레서구동장치회로도에서는, 저항(10) 및 (저항(17)을 개재해서) 포토커플러(11)의 LED에, 카운터(12)의 출력이 접속되고, 카운터(12)에는 클럭발진기(18)로부터 클럭이 입력되고 있다. 포토커플러(11)의 포토트랜지스터는 마이크로컴퓨터(14)의 입력포트에 접속되어 있다. 각 회로부품의 값은 상기한 예와 동일하다.

따라서, 카운터(12)에는 클럭발진기(18)로부터 클럭신호가 입력되고, 그 클럭수에 대응한 2진수에 의해서 저항(10)이 순차접지된다. 그리고, 그 2진수는 포토커플러(11)를 개재해서 마이크로컴퓨터(14)에도 입력된다. 따라서, 마이크로컴퓨터(14)는 포토커플러(13)로부터의 5V가 0V로 내려간 시점의 2진수로부터, 상기와 마찬가지로해서 전압을 검출할 수 있다.

단, 포토커플러(11)로부터의 2진수정보는, D/A변환해서, 마이크로컴퓨터(14)의 1개의 아날로그포트에 입력하고, 포트수를 절약해도 된다.

제4도에 본 발명의 제4실시예에 관한 전동콤프레서구동장치회로도를 표시한다. 제1도의 본 발명의 제1실시예에 관한 전동콤프레서구동장치회로도와 비교해서, 비교기(5), 연산증폭기(7) 저항(8)에의 전원은 스위칭전원(2)이 아니고, 절연식스위칭전원(31)으로부터 공급되고 있다. 그리고, 절연식스위칭전원(31)은 전장품용 배터리(16)로부터 전원공급되고 있다.

따라서, 비교기(5), 연산증폭기(7), 저항(8)에의 전원전압은, 회생제동등에 의한 이상한 고전압, 가속시의 과부하 등에 의한 이상한 저전압의 영향은 없고, 안정되어 있다.

제1도의 본 발명의 제1실시예에 관한 전동콤프레서구동장치회로도에 있어서, 주행모터용 배터리(1)의 전압출력이 저하하고 비교기(5), 연산증폭기(7)의 스위칭전원(2)의 출력이 정지한 경우에 있어서, 비교기(5)의 출력은 정지하고, 마이크로컴퓨터(14)에 5V는 입력되지 않는다. 따라서 마이크로컴퓨터(14)는, 분압전압은 10V보다 낮다고 판정한다. 따라서 페일세이프가 되어서, 오작동을 방지할 수 있다.

제5도에 본 발명의 제5실시예에 관한 전압검출회로블록도를 표시한다.

제1도의 본 발명의 제1실시예에 관한 전동콤프레서구동장치회로도의 전압검출수단으로부터 마이크로컴퓨터(14)를 제외한 회로부분을 표시하고 있다.

또, 기준전압은 제너다이오드(9)의 전압10V를 저항(34)과 변경 및 고정가능한 저항(35)으로 분압해서 연산증폭기(7)의 +에 입력하고 있다. 또, 비율변경을 위하여 변경하는 저항과는 반대쪽의 저항(6)을 변경 및 고정가능하게 하고 있다.

그리고, 제6도의 회로기판블록도에 표시한 바와 같이, 회로접속을 위한 단자(a,b,c,d,e,f)와 함께, 일체의 기판상에 형성한다. 따라서, 비율변경을 위하여 변경하는 저항(10)은 결정되어 있어도, 기준전압을 저항(35)에서 및 비율을 저항(6)에서 변경함으로써, 주행모터용 배터리(1)의 측정범위를 변경할 수 있으므로, 일체의 기판상에 형성된 회로기판블록(33)에 의해서 각종의 주행모터용 배터리(1), 전동콤프레서구동장치(19)에 대응할 수 있어 공통화할 수 있다. 또, 회로접속을 위한 단자에 의해서 회로기판상에 실장함으로써, 공간을 절약할 수 있다. 회로접속을 위한 단자(a,b,c,d,e,f)는 절연을 위하여 a,b,c와 d,e,f는 떨어뜨려서 배치하고 있다.

또한, 상기 실시예에 한정되지 않고 본 발명의 주지를 만족하는 범위에서 여러 가지의 방법이 가능하다. 또, 제1전압검출수단으로서, 전기자동차의 주행모터용 배터리(1)로 했으나, 가솔린엔진의 자동차에 탑재된, 고전압을 발생시키는 발전기로 해도 마찬가지이다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명의 제1수단에 있어서는, 제1직류전압을 분압한 분압전압과, 비교전압을 조절하면서, 비교연산함으로써, 제1직류전압의 값 그자체를 판독할 수 있으므로, 고전압검출회로, 저전압검출회로, 전압영역검출회로 등 많은 회로는 불필요하고, 회로공간, 부품수, 발열을 작게할 수 있다.

또 정밀도좋게, 넓은 전압범위에서, 전압에 따라서 파형을 변경하고, 과여자, 부족여자에 기인하는 전류증가를 방지할 수 있다.

한편, 제1직류전압의 값 그 자체를 판독할 수 있으므로, 제1직류전압의 전원으로부터의 전류를 측정해서, 소비전력을 정확히 산출할 수 있다. 제1직류전압의 값을 제어회로를 개재해서 콘트롤러에 출력하는 등해서 활용하는 것도 가능하다.

또, 분압전압,(비교기, 연산증폭기의 전원전압을 크게 해서) 비교전압을 크게 설정함으로써, 전압검출수단의 작동을 전기노이즈에 강하게 할 수 있어 전기노이즈가 많은 전동콤프레서구동장치의 전압검출수단으로서 적절하다.

본 발명의 제2수단에 있어서는, 제1수단에 있어서, 연산증폭기의 게인조절은 2개의 저항치의 비율을 변경함으로써 조절하므로, 한쪽의 저항치를 변경하면, 게인을 조절할 수 있다. 또, 그 한쪽의 저항치는, 2개이상의 2의 제곱수로 정해지는 저항치의 저항을, 선정 및 병렬접속으로 하므로써 변경한다. 따라서 2의 제곱수로 정해지는 저항치의 저항을 2개이상, 많을수록 2개의 저항치의 비율변경을 세밀하게 할 수 있다. 그리고, 그 세밀함은, 2의 (저항의 개수)제곱으로 세밀하게 된다.

따라서, 제1직류전압의 값 그 자체의 판독정밀도를, 저항의 개수만 증가시킴으로써, 2의 제곱수배로 올릴 수 있으므로, 회로공간을 특별히 필요로 하지 않고, 정밀도좋게 측정할 수 있다.

따라서, 회로공간, 부품수 발열을 억제하고, 모터구동용 전원전압에 광범위하게 대응할 수 있는 자동차용 전동콤프레서구동장치가 가능하게 된다.

본 발명의 제3수단에 있어서는, 제2수단에 있어서, 클럭신호를 입력함으로써, 순차, 병렬로 자리수를 배열해서 2진수를 출력하는 카운터를 사용하고, 당해 카운터의 출력을 상기 각 저항에 접속해서 저항치변경을 행한다. 따라서, 카운터에 클럭신호를 입력하는 것만으로, 저항치의 비율이 클럭마다 순차 변화(상승 혹은 하강)하므로, 저항의 개수분만의 선정 및 병렬접속은 할 필요가 없고(카운터가 행한다). 마이크로컴퓨터의 출력단자는 적어도 되고, 또 작동프로그램도 간단하게 된다.

본 발명의 제4수단에 있어서는, 제1수단에 있어서, 마이크로컴퓨터에서의 비교연산은, 연산증폭기의 게인을 조절하는 범위를 한정하고, 전동콤프레서구동장치내의 회로보호, 전동콤프레서보호를 위하여 필요하게 되는 필요최대의 소정시간간격으로 행한다. 회로보호를 위해서는, 짧은 시간간격의 쪽이 좋으나, 오랜 시간 간격이어도 되는 것도 있다. 따라서, 제1직류전압의 측정범위를 필요에 따라서 한정해서 측정을 빠르게 하고, 늦어도 좋은 범위는 간헐적으로 행함으로써, 측정속도와 측정범위를 확보할 수 있다.

본 발명의 제5수단에 있어서는, 제1수단과 마찬가지로, 제1직류전압을 분압한 분압전압과, 비교전압을 조절하면서, 비교연산함으로써, 제1직류전압의 값 그 자체를 판독할 수 있다.

또한, 게인조절은 자동적으로 변화하도록 하고 마이크로컴퓨터는 당해 게인 및 비교결과를 포토커플러에 의해서 절연한 상태에서 검출가능하게 하고 있으므로, 마이크로컴퓨터는 비교결과가 반전할 때의 게인과, 소정의 기준전압에 의해 비교전압을 연산할 수 있고, 또, 이 비교전압을 분압비로 나누는 연산을 행함으로써, 제1직류전압을 알 수 있다. 따라서, 마이크로컴퓨터의 출력단자는 불필요하고 작동프로그램도 간단하게 된다.

본 발명의 제6수단에 있어서는, 제1,5수단에 있어서, 비교기, 연산증폭기의 전원은, 제2직류전압발생수단으로부터 전기절연된 상태에서 공급하므로 제1직류전압은 주행모터용 혹은 발전기출력이기 때문에 변동이 크나, 이상한 고전압이었을 경우에 있어서는, 즉시 (제1직류전압차단등의)회로보호수단 등에 의해서 대응할 수 있다. 또, 이상한 저전압이었을 경우에 있어서는,(제1직류전압발생수단으로부터 비교기, 연산증폭기에 전원공급되고 있으면, 그 전원이 불안정하고, 비교회로, 연산증폭기가, 정상적으로 작동하지 않는 일이 있을 수 있으나) 제2직류전압발생수단으로부터 공급되고 있으면, 정상적으로 작동한다.

본 발명의 제7수단에 있어서는, 제1,5수단에 있어서, 비교결과는 포토커플러에 의해서 전달되기 때문에, 그 극성은 +, - 어느 것으로도 설정할 수 있으나, 제1직류전압발생수단의 출력이 저하하고 비교기, 연산증폭기의 전원이 정지한 경우에 있어서는, 제1직류전압발생수단의 출력이 낮다는 것을 표시하도록 출력하므로 페일세이프가 되어서, 오작동하는 일없이 안전하다.

본 발명의 제8수단에 있어서는, 제1,5수단에 있어서, 소정의 기준전압 및 비율변경을 위하여 변경하는 반대쪽의 저항치를 변경 및 고정가능하게 하고, 전압검출수단으로부터 마이크로컴퓨터를 제외한 회로부분을, 회로접속을 위한 단자와 함께 일체의 기판상에 형성한다. 따라서, 기준전압 및 반대쪽의 저항치를 변경함르로써, 제1직류전압의 측정범위를 변경할 수 있으므로, 일체의 기판상에 형성된 회로블록에 의해서 각종의 제1직류전압발생수단, 전동콤프레서구동장치에 대응할 수 있어 공통화할 수 있다. 또, 회로접속을 위한 단자에 의해서 회로기판상에 실장함으로써, 공간을 절약할 수 있다.

Claims

제1직류전압발생수단(1)과, 상기 제1직류전압발생수단(1)과는 전기절연된 제2직류전압발생수단(6)을 구비한 자동차에 탑재되고, 상기 제1직류전압발생수단(1)으로부터 발생된 제1직류전압을 상기 제1직류전압으로부터 전기절연된 상태에서 검출하는 전압검출수단을 구비하고, 상기 제1직류전압발생수단(1)으로부터 전력을 공급받고, 공조용 전동콤프레서를 구동하는 자동차용 전동콤프레서구동장치에 있어서 전압검출수단은 상기 제1직류전압을 분압한 분압전압과, 조절가능한 비교전압을, 비교기(5)에서 비교하고, 당해 비교전압과 비교기(5)에서의 비교결과를 전기절연된 마이크로컴퓨터(14)에서 연산함으로써, 상기 제1직류전압을 검출하고, 당해 비교전압은 포토커플러에 의해서 절연된 상기 마이크로컴퓨터(14)에 의해서 게인이 조절되는 연산증폭기(7)의 출력을 이용해서 조절하고, 상기 비교기(5)에서의 상기 비교결과는 상기 포토커플러에 의해서 절연한 상태에서 상기 마이크로컴퓨터(14)에 입력하게 한 것을 특징으로 하는 자동차용 전동콤프레서구동장치.
제1항에 있어서, 연산증폭기(7)의 게인조절은 마이너스 단자에 접속된 2개의 저항치의 어느 한쪽의 값을 변경함으로써 비율을 조절하고, 당해 저항치변경은 2개이상의 저항의 선정 및 병렬접속으로 하므로써 변경하고, 당해 2개이상의 저항의 저항치는 2의 제곱수로 정해지는 값인 것을 특징으로 하는 자동차용 전동콤프레서구동장치.
제2항에 있어서, 2개이상의 저항의 선정 및 병렬접속으로 함에 따른 저항치변경은, 클럭신호를 입력함으로써 순차, 병렬로 자리수를 배열해서 2진수를 출력하고, 리세트신호를 입력함으로써 출력이 클리어되는 카운터(12)를 사용하고, 당해 카운터의 출력에 의해서 행하는 것을 특징으로 하는 자동차용 전동콤프레서구동장치.
제1항에 있어서, 마이크로컴퓨터(14)에서의 비교전압은, 연산증폭기(7)의 게인을 조절하는 범위를 한정하고, 전동콤프레서구동장치내의 회로보호, 전동콤프레서보호를 위하여 필요하게 되는 소정시간간격으로 행하는 것을 특징으로 하는 자동차용 전동콤프레서구동장치.
제1항에 있어서, 비교기(5), 연산증폭기(7)의 전원은, 상기 제2직류전압발생수단(6)으로부터 전기절연된 상태에서 공급되는 것을 특징으로 하는 자동차용 전동콤프레서구동장치.
제1항에 있어서, 상기 제1직류전압발생수단(1)의 출력이 저하하고 비교기(5), 연산증폭기(7)의 전원이 정지한 경우에 있어서, 상기 제1직류전압의 분압전압과 비교전압의 비교결과는, 상기 제1직류전압발생수단(1)의 출력이 0을 나타내도록 출력되는 것을 특징으로 하는 자동차용 전동콤프레서구동장치.
제1항 또는 제2항~제4항의 어느 한 항에 있어서, 소정의 기준전압 및 비율변경을 위하여 변경하는 저항과 반대쪽의 저항치를 변경 및 고정가능하게 하고, 전압검출수단으로부터 마이크로컴퓨터(14)를 제외한 회로부분을, 회로접속을 위한 단자와 함께, 일체의 기판상에 형성한 것을 특징으로 하는 자동차용 전동콤프레서구동장치.
제1항에 있어서, 비교전압을 마이크로컴퓨터(14)에 의해 자동적으로 변화시키는 것을 특징으로 하는 자동차용 전동콤프레서구동장치.