KR101210470B1 - 공조기용 블로워 모터용 파워트랜지스터의 실시간 진단 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량용 온도조절장치에서 파워트랜지스터(PowerTR)를 이용한 블로워 모터(Blower Motor) 구동시의 문제점을 실시간으로 진단하기 위한 것으로서, 공조기용 Blower Motor용 PowerTR의 실시간 진단 방법에 관한 것이다. 본 발명은, 에러 진단을 위해 목표 값의 변화가 없거나 상기 목표 값의 변화가 있으면 목표 값이 바뀐 시점을 기준으로 타이머를 작동시켜 기준시간(T_act) 경과 여부를 판단하는 단계;및 기준시간 경과 후 목표 값이 에러 진단조건에 만족하고 피드백전압의 값을 확인하여 실시간 진단을 위한 파워트랜지스터(PowerTR)의오픈/쇼트(open/short) 에러를 판단하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, PowerTR의 실시간 진단을 구현할 수 있으며, 정확한 오류 검출이 가능하며, 다양한 문제의 확인을 통해 차량용 온도조절장치의 신뢰성이 증대되는 효과가 있다.

파워트랜지스터, 블로워 모터, 블로워 피드백 전압, 배터리 전압, 오픈/쇼트 에러

Description

공조기용 블로워 모터용 파워트랜지스터의 실시간 진단 방법{Realtime Diagnostic Method of Power Transistor for Blower Motor}

본 발명은 차량용 온도조절장치에서 공조기용 블라워 모터용 파워트랜지스터의 실시간 진단 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 자동차에서 주행조건이나 무더위나 혹한 등 여러 가지 기후 조건에 따라 차량 실내의 쾌적한 환경을 유지하기 위하여 사용되는 자동차의 온도조절장치로는 자동차 실내의 냉, 난방을 위한 에어컨이나 히터 등이 있으며, 이러한 에어컨이나 히터 등은 운전자 및 실내 승차자가 핸들 우측 하단에 구비되는 조작스위치를 작동함으로써 조작가능하고, 최근 들어 자동으로 온도조절이 가능한 자동온도 조절장치가 제안됨으로써 자동 온도 조절 유닛을 구동하여 공기의 통풍경로를 조절하거나 에어컨 압축기의 가동시킴으로써 제어된다.

일반적으로 차량용 온도조절장치는 차량 내외의 온도 변화에 따라 온도 및 습도 등의 차량 내 공기 환경을 적정하게 유지함으로써 차량 내의 쾌적한 환경을 제공하기 위해 사용된다. 특히, 전자동 온도 제어 장치는 차량 고급화 추세에 따라 차량 내의 쾌적한 환경을 제공하기 위해 운전자의 감각에 따라 제어 패널 상의 온 도 조절 스위치를 조정하여 운전자가 희망하는 차량 내 온도를 세팅해 놓으면 실내 온도와, 습도 및 실외 온도 등의 외부 조건의 변화에 관계없이 항상 상기 세팅된 차량 내 온도를 유지한다. 이와 같이 차량용 온도조절장치는 운전자의 편의성을 증가하기 위한 형태로 발전하고 있는 추세에 있다.

차량용 온도조절장치에서 파워트랜지스터(PowerTR)를 이용하여 블로워 모터가 구동할 때의 문제점을 진단하기 위해서, 특별한 진단 모드로 진입 후 강제적으로 특정 블로워 전압에 따른 피드백 전압을 받아들여 파워TR 및 블로워 모터의 문제점을 확인할 수 있었다. 하지만, CAN의 사용으로 인한 실시간 진단의 필요성이 대두 됨에 따라 기존 진단방식으로는 차량용 온도조절장치에서 파워트랜지스터를 이용하여 블로워 모터가 구동할 때의 문제점을 실시간 진단하는 것이 불가능하게 되는 문제가 있다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 차량용 온도조절장치에 있어서 공조기용 블로워 모터(Blower Motor)용 파워트랜지스터(PowerTR)를 이용하여 실시간으로 진단을 하는데 그 목적이 있다.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 차량용 온도조절장치에 있어서 공조기용 블로워 모터(Blower Motor)용 파워트랜지스터(PowerTR)의 실시간 진단 방안은 파워트랜지스터를 이용하여 블로워 모터 구동시의 문제점을 실시간 진단하기 위해, 상기 파워트랜지스터에 입력되는 목표전압 값(V_target)의 변화가 없거나 상기 목표전압 값의 변화가 있어 상기 목표전압 값이 바뀐 시점을 기준으로 타이머를 작동시켜 기준시간(T_act) 경과 여부를 판단하는 단계;및 기준시간 경과 후 상기 목표전압 값에 대한 피드백전압 값을 확인하여 실시간 진단을 위해 파워트랜지스터(PowerTR)의 오픈/쇼트(open/short) 에러를 판단하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 기준시간(T_act)은 상기 목표전압 값이 변화된 후 안정되기까지 필요한 시간으로서 상기 타이머 작동시부터 2-3초 후인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 에러를 판단하는 단계는 상기 목표전압이 V_target > V_{target _ open} 일 때, 상기 피드백전압이 V_{feed _ back} < V_open 인 경우 PowerTR의 오픈 에러로 판단되고, 상기 목표전압이 V_target < V_{target _ short} 일 때, 상기 피드백전압이 V_{feed _ back} > V_short 인 경우 PowerTR의 쇼트 에러로 판단되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 피드백전압의 기준인 V_{target _ open}, V_{target _ short}, V_open, V_short 은 배터리 전압에 따라 그 기준이 변경되어 에러검출범위가 변경되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 에러를 판단하는 단계는 배터리 전압이 낮아질수록 오픈 에러(Open Error)의 범위가 줄어들고, 배터리 전압이 높아질수록 쇼트 에러(Short Error)의 범위를 조정함으로써 배터리 전압에 따라 상기 파워트랜지스터의 오픈/쇼트 에러 판단 범위가 변하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 파워트랜지스터(PowerTR)의 오픈/쇼트(open/short) 에러 판단은 일정 배터리 전압 이하에서는 진단을 수행하지 않는 것을 특징으로 한다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 차량용 온도조절장치에 있어서 공조기용 블로워 모터(Blower Motor)용 파워트랜지스터(PowerTR)를 이용하여 실시간으로 진단하는 방법은 파워TR의 실시간 진단이 가능하고, 정확한 오류를 검출할 수 있으며, 다양한 문제의 확인을 통한 차량용 온도 조절장치에 있어서 신뢰성을 증대시킬 수 있는 효과가 있다.

파워트랜지스터는 블로워 모터의 속도를 조절하기 위해서 NPN형의 트랜지스터(TR)를 사용하는데, 속도조절은 버튼을 작동한 횟수만큼 에어컨 ECU에서 파워TR의 베이스 전류를 제어하여 TR을 "ON"시키므로 제어된다.　즉, 컬렉터 전압의 변화가 곧 속도조절이 되는 것이다.

또한, 모터가 회전할 때 여러 가지 변수에 의하여 설정된 속도와 다르게 회전하는 현상을 막기 위하여 컬렉터 전압을 에어컨 ECU에서 입력받아 설정된 전압과 차이가 발생할 시 컬렉터 전압을 제어하여 블로워 모터를 일정한 속도가 되도록 한다.

본 발명에서는 목표전압 값, 블로워 전압 피드백 값, 그리고 동작시간 및 에러진단범위 값을 기준으로 블로워 모터 구동시의 문제점에 대해 실시간 진단을 수행하게 된다. 상기 실시간 진단은 블로워 피드백 전압을 통한 오픈, 쇼트를 포함하여 이루어진다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 내용 및 실시 예를 설명하면 다음과 같다. 차량용 온도조절장치의 공조기용 블로워 모터용 파워트랜지스터를 이용한 실시간 진단방법에 있어서, 온도 조절장치의 기본적인 구성 및 구조는 종래기술과 동일하므로 이하에서는 상기한 구성에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

도 1은 공조기용 블로워 모터(Blower Motor)용 PowerTR을 이용하여 블로워 모터의 구동시의 문제점에 대해 실시간으로 진단하는 방법을 나타내는 흐름도이다.

도면에서 도시하고 있는 바와 같이, 우선 블로워 모터 구동시의 문제점에 대해 실시간 에러 진단을 위해서 목표전압 값(Target)의 변화를 확인한다. 상기 목표전압 값의 변화가 없으면 타이머를 작동하고 타이머를 작동한 시간으로부터 2-3초가 되는 기준시간(T_act)이 경과했는지를 확인한다. 만약, 목표전압 값의 변화가 있으면, 현재 위치에서 목표 값이 바뀐 시점을 기준으로 타이머를 작동시키고 타이머를 작동한 시간으로부터 2-3초가 되는 기준시간(T_act)이 경과했는지를 확인한다. 여기서 상기 기준시간은 목표전압 값이 안정화되기까지 필요한 시간을 의미한다. 기준시간이 경과했으면 목표 전압 값에 따른 상기 목표전압 값의 피드백전압 값을 확인하여 실시간 진단을 위해 파워트랜지스터(PowerTR)의 오픈/쇼트(open/short) 에러를 판단한다.

여기서, 에러를 판단하는 방법은 배터리 전압이 낮아질수록 오픈 에러(Open Error)의 범위가 줄어들고, 배터리 전압이 높아질수록 쇼트 에러(Short Error)의 범위를 조정함으로써 배터리 전압에 따라 상기 파워트랜지스터의 오픈/쇼트 에러 판단 범위가 변한다.

기준시간 경과 후 목표전압 값이 V_target > V_{target _ open} (7V)를 만족하면, 그 다음 조건인 피드백전압이 V_{feed _ back} < V_open 인 경우에 PowerTR의 오픈 에러로 판단하게 된다. 하지만 상기 목표전압 값이 V_target > V_{target _ open} (7V)을 만족하지 않는 경우에 또는 상기 목표전압 값이 V_target > V_{target _ open} (7V)는 만족하지만, 다음 조건인 피드백 전압이 V_{feed _ back} < V_open를 만족하지 않은 경우에는 다음 단계로 넘어가게 된다. 다음 단계에서는, 목표전압 값이 V_target < V_{target _ short} 이고 다음 조건인 피드백전압이 V_{feed_back} > V_short 인 경우에는 PowerTR의 쇼트 에러를 판단하게 된다. 하지만, 목표전압 값이 V_target < V_{target _ short}를 만족하지만, 피드백전압이 V_{feed _ back} > V_short를 만족하지 않거나 목표전압 값이 V_target < V_{target _ short} 를 만족하지 않으면, 차량용 온도조절장치에서 파워트랜지스터를 이용한 블로워 모터 구동시의 문제점의 실시간 진단은 끝이 나게 된다.

도 2는 배터리 전압(Battery Voltage)에 따른 목표 값 및 에러의 범위를 나타낸 도이다.

도면에서 도시하고 있는 바와 같이, 도 2는 좌표 평면으로 표시되는데, 상기 좌표평면의 가로축에 배터리 전압을 표시하고, 세로 축에 피드백 전압의 기준이 되는 V_open/V_short 을 표시하였다. 가로 축의 배터리 전압에 따라서 에러 Detecting deactive 영역이 에너지 밴드 다이어그램형태로 좌표평면상에 나타나 있다. 에러 Detecting deactive 영역의 범위는 각각의 배터리 전압에 따라 다르게 나타난다.

본 발명의 일 실시예로 에러 진단을 하는 방법에 있어, 목표 전압 값이 6V 이하인데, 상기 목표전압 값에 대한 피드백 전압이 9V 이상으로 나오면 파워트랜지스터가 단락되었다는 것으로 쇼트 에러를 판단하게 된다. 반대로, 목표 전압 값이 7V 이상인데, 상기 목표전압 값에 대한 피드백전압이 5V 이하로 나오면 파워트랜지스터가 단선되었다는 것으로 오픈 에러를 판단하게 된다. 그 외의 값에 대해서는 판단이 불가하다. 또한, 배터리 피드백 전압은 Micom의 A/D port로 읽어들이기 때문에 일정 배터리전압 이하에서는 진단을 수행하지 않기 때문에 정확한 진단이 가능해 진다는 장점이 있다.

이상과 같이 본 발명에 의한 차량용 온도조절장치에 있어서 공조기용 블로워 모터(Blower Motor)용 PowerTR을 이용하여 실시간으로 진단하는 방법을 예시된 도면을 참조로 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시 예와 도면에 의해 본 발명은 한정되지 않고, 기술사상이 보호되는 범위 이내에서 응용될 수 있다.

도 1은 공조기용 블로워 모터(Blower Motor)용 PowerTR을 이용하여 블로워 모터의 구동시의 문제점에 대해 실시간으로 진단하는 방법을 나타내는 흐름도,

도 2는 배터리 전압에 따른 목표전압 값 및 파워트랜지스터의 오픈/쇼트 에러 범위를 나타낸 도이다.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>

1. 쇼트 에러범위

2. V_{target _ open}

3. V_{target _ short}

4. 오픈 에러범위

Claims (6)

1. 파워트랜지스터를 이용하여 블로워 모터 구동시의 문제점을 실시간 진단하기 위해, 상기 파워트랜지스터에 입력되는 목표전압 값(V_target)의 변화가 없거나 상기 목표전압 값의 변화가 있어 상기 목표전압 값이 바뀐 시점을 기준으로 타이머를 작동시켜 기준시간(T_act) 경과 여부를 판단하는 단계; 및

   기준시간 경과 후 상기 목표전압 값에 대한 피드백전압 값을 확인하여 실시간 진단을 위해 파워트랜지스터(PowerTR)의 오픈/쇼트(open/short) 에러를 판단하는 단계;를 포함하며,

   상기 에러를 판단하는 단계는,

   상기 목표전압이 V_target > V_{target_open} 일 때, 상기 피드백전압이 V_{feed_back} < V_open 인 경우 PowerTR의 오픈 에러로 판단되고, 상기 목표전압이 V_target < V_{target_short} 일 때, 상기 피드백전압이 V_{feed_back} > V_short 인 경우 PowerTR의 쇼트 에러로 판단되는 것을 특징으로 하는 차량용 온도조절장치에서의 공조기용 블로워 모터용 파워트랜지스터를 이용한 실시간 진단 방법.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 기준시간(T_act)은 상기 목표전압 값이 변화된 후 안정되기까지 필요한 시간으로서 상기 타이머 작동시부터 2-3초 후인 것을 특징으로 하는 차량용 온도조절장치에서의 공조기용 블로워 모터용 파워트랜지스터를 이용한 실시간 진단 방법.
3. 삭제
4. 청구항 1에 있어서,

   상기 피드백전압의 기준인 V_{target_open}, V_{target_short}, V_open, V_short 은 배터리 전압에 따라 그 기준이 변경되어 에러검출범위가 변경되는 것을 특징으로 하는 차량용 온도조절장치에서의 공조기용 블로워 모터용 파워트랜지스터를 이용한 실시간 진단 방법.
5. 청구항 1에 있어서,

   상기 에러를 판단하는 단계는 배터리 전압이 낮아질수록 오픈 에러(Open Error)의 범위가 줄어들고, 배터리 전압이 높아질수록 쇼트 에러(Short Error)의 범위를 조정함으로써 배터리 전압에 따라 상기 파워트랜지스터의 오픈/쇼트 에러 판단 범위가 변하는 것을 특징으로 하는 차량용 온도조절장치에서의 공조기용 블로워 모터용 파워트랜지스터를 이용한 실시간 진단 방법.
6. 청구항 1에 있어서,

   상기 파워트랜지스터(PowerTR)의 오픈/쇼트(open/short) 에러 판단은 설정된 배터리 전압 이하에서는 진단을 수행하지 않는 것을 특징으로 하는 차량용 온도조절장치에서의 공조기용 블로워 모터용 파워트랜지스터를 이용한 실시간 진단 방법.

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