KR101486321B1

KR101486321B1 - 차량용 블로워 모터 구동 장치

Info

Publication number: KR101486321B1
Application number: KR20080090052A
Authority: KR
Inventors: 장길상; 이대웅; 오동훈; 김성회; 정상원; 이경학; 손정권
Original assignee: 한라비스테온공조 주식회사; 우리산업 주식회사
Priority date: 2008-09-11
Filing date: 2008-09-11
Publication date: 2015-01-28
Also published as: KR20100031023A

Abstract

차량용 블로워 모터 구동 장치가 개시된다. 본 발명에 따른 차량용 블로워 모터 구동 장치는 마이컴으로부터 펄스 폭 변조 신호를 입력받는 신호입력부, 블로워 모터에 전압을 공급하는 전압공급부, 상기 신호입력부로부터 게이트 단자를 통하여 입력신호를 받는 입력 스위치, 상기 입력 스위치에 상기 PWM 신호의 하이가 입력될 때 온(ON) 상태가 되어 상기 전압 공급부로부터의 전압을 제2 스위치에 전달하는 제1 스위치, 상기 입력 스위치가 온(ON) 상태일 때, 상기 제1 스위치부터 상기 전달된 전압을 공급받아 온(ON) 상태가 되는 제2 스위치, 상기 제2 스위치가 온(ON) 상태가 될 때 상기 전압공급으로부터 전압을 공급받아 구동되는 블로워 모터 및 상기 입력 스위치에 로우가 입력될 때 상기 제2 스위치의 게이트 단자 보다 상기 제1 스위치의 콜랙터 단자가 더 낮은 전위가 형성되어 상기 제2 스위치의 게이트에 있던 에너지를 방전하는 제3 스위치를 포함한다.

블로워 모터, 전력 고효율

Description

차량용 블로워 모터 구동 장치{A DRIVING APPARATUS OF A BLOWER MOTOR FOR A VEHICLE}

본 발명은 차량용 블로워 모터 구동 장치에 관한 발명이다. 보다 자세하게는, 본 발명은 캔(Controller Area Network; CAN) 통신이 가능한 고효율의 블로워 모터 구동 장치에 관한 발명이다.

일반적으로 태양전지 어레이의 최대전압은 일사량과 온도에 의해서 시시각각으로 변화된다. 시시각각 변하는 태양광의 일사량과 온도에 따라 태양전지 어레이 출력을 항상 최대 전력점에서 동작하도록 하는 다양한 MPPT(Maximum Power Point Tracking; MPPT) 알고리즘이 현재 소개되고 있다.

이처럼, 태양광 발전시스템은 발전효율이 낮으므로 전력 추출부가 태양광 모듈에서 최대전력을 추출할 수 있도록 하는 최대전력추종(MPPT) 제어가 반드시 필요하다. 일반적인 최대전력추종(MPPT) 방법의 경우에는 내부에 설치된 마이컴(MICOM)에 의하여 소프트웨어적으로 최대전력을 추종하는 방법이 있다.

일반적으로 최대전력추종(MPPT) 방법에서, 태양광 발전 시스템 상의 구동 조건에 따라 다양한 제어를 실시하나, 이러한 제어에 따라 구동되는 부하들이 적절히 제어되지 못하여 전기적인 부하가 증대되고 전력사용 효과가 떨어지는 문제점이 있다. 또한, 제어회로에서 부하의 심한 변동 및 차량의 요구사항에 맞추어 안정적인 동작을 하기 어려운 점도 있다. 끝으로, 전력의 사용 부하 별로 각각의 드라이버를 별도로 장착하여야 하는 문제점이 발생하여, 제작 비용이 많이 들게 된다.

본 발명의 목적은 계측 제어 통신망(Controller Area Network; CAN) 통신으로 피드백을 하면서 효율적으로 차량용 블로워 모터를 구동하는 방법을 제공하는 데에 있다.

이러한 목적을 가지는 본 발명의 차량용 블로워 모터 구동 장치는 마이컴(MICOM)으로부터 PWM(펄스 폭 변조) 신호를 입력받는 신호입력부; 블로워 모터에 전압을 공급하는 전압공급부; 상기 신호입력부로부터 게이트 단자를 통하여 입력신호를 받는 입력 스위치; 상기 입력 스위치에 상기 PWM 신호의 하이가 입력될 때 온(ON) 상태가 되어 상기 전압 공급부로부터의 전압을 제2 스위치에 전달하는 제1 스위치; 상기 입력 스위치가 온(ON) 상태일 때, 상기 제1 스위치부터 상기 전달된 전압을 공급받아 온(ON) 상태가 되는 제2 스위치; 상기 제2 스위치가 온(ON) 상태가 될 때 상기 전압공급부로부터 전압을 공급받아 구동되는 블로워 모터; 및 상기 입력 스위치에 로우가 입력될 때 상기 제2 스위치의 게이트 단자 보다 상기 제1 스위치의 콜랙터 단자가 더 낮은 전위가 형성되어 상기 제2 스위치의 게이트에 있던 에너지를 방전하는 제3 스위치를 포함한다.

또한, 본 발명의 차량용 블로워 모터 구동 장치는 상기 제2 스위치의 콜랙터 단자는 이후에 설치된 감지 저항 및 상기 감지 저항의 전압을 특정하는 감지부를 더 포함할 수 있다.

아울러, 본 발명의 차량용 블로워 모터 구동 장치는 상기 감지부와 상기 마이콤을 연결하는 계측 제어 통신망(Controller Area Network; CAN) 통신을 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따르면, 블로워 모터의 온/오프(ON/OFF) 동작 중에 극히 작은 손실 하에서 블로워 모터를 구동할 수 있게 된다. 또한, 계측 제어 통신망(Controller Area Network; CAN) 통신을 통하여 블로워 모터에 과전류가 흐르는 경우에는 마이컴으로 신호를 송신하여 마이컴에서 직접 블로워 모터의 과전류를 제어할 수 있게 된다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 내용을 자세히 설명하겠다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 블로워 모터 구동장치를 나타내는 블록도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 블로워 모터 구동 장치는 마이컴(100), 모터 구동 장치(MOTOR DRIVER, 200), 캔(CAN) 통신부(300) 및 입력부(400)를 포함한다.

상기 마이컴(100)은 외부로부터 블로워 모터 구동에 대한 정보를 입력 받아, 이에 대응하는 구동 신호를 펄스 폭 변조(Pulse Width Modulation; PWM) 신호로 변환하여 출력한다.

상기 모터 구동 장치(MOTOR DRIVER, 200)는 상기 마이컴(100)으로부터 펄스 폭 변조(PWM) 신호를 입력받아, 블로워 모터(미도시)에 구동에 대응하는 전압을 공급하여 상기 블로워 모터를 구동시킨다.

상기 캔(CAN) 통신부(300)는 상기 모터 구동 장치(MOTOR DRIVER, 200) 내에서의 전류 상태를 감지하여, 과전류 같은 이상이 생기는 경우 상기 캔(CAN) 통신부(300)를 통하여 상기 마이컴(100)으로 신호를 보내어, 피드백 제어가 가능하도록 신호를 보내는 역할을 한다.

계측 제어 통신망(Controller Area Network; CAN) 통신은 일반적으로 차량을 위해 고안되었으며, 차량용 전기제어장치의 많은 분야에서 사용되고 있으며, 본 발명의 일 실시예에 따른 경우와 마찬가지로, 상기의 캔(CAN) 통신을 통하여, 상기 모터 구동 장치(MOTOR DRIVER, 200)와 상기 마이컴(100) 사이의 통신 역할을 수행하게 된다.

상기 입력부(400)는 외부로부터 상기 모터 구동 장치(MOTOR DRIVER, 200)의 구동에 관한 신호를 입력한다. 예를 들어, 차량의 블로워 모터가 제1 단계에서 제4 단계까지의 구동단계가 있는 경우, 제2 단계로 구동하라던지, 제 4단계로 구동하라는 신호를 상기 입력부(400)를 통하여 상기 마이컴(100)으로 입력시킨다.

상기 입력부(400)에 입력되는 신호는 외부 장치를 통하여 수동으로 입력되거나, 별도의 컨트롤러에 의해 자동적으로 입력될 수 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 블로워 모터 구동장치의 구동부를 나타내는 회로도이다.

도 2를 참조하면, 상기 모터 구동 장치(200)의 구동부를 회로도로 나타내는 회로도이다.

상기 모터 구동 장치(200)의 구동을 살펴보면, 먼저 상기 마이컴(100)에서 상기 펄스 폭 변조(PWM) 신호를 입력받는다. 상기 펄스 폭 변조(PWM) 신호는 블로워 모터의 구동에 대한 신호 정보를 가지고 있다. 상기 펄스 폭 변조 신호(PWM)은 Q4 트랜지스터로 입력된다.

상기 Q4 트랜지스터의 경우는 게이트 단자에 상기 펄스 폭 변조(PWM) 신호의 하이가 입력되는 경우 전류를 흘려보내는 기능을 한다. 상기 Q4 트랜지스터에 하이 신호가 입력되는 경우에는 상기 Q4 트랜지스터 상에 전류가 흐르게 되어, Q1 트랜지스터의 게이트 단자에 외부 전압으로부터의 전압(VDD)이 걸리게 된다.

상기 Q1 트랜지스터의 게이트 단자에 외부전압(VDD)이 걸리는 경우 상기 Q1 트랜지스터 상으로 상기 외부 전압(VDD)에 해당하는 전류가 흐르게 되고, 이것은 D2 다이오드, R7 저항을 통과하여, Q2 트랜지스터에 전달되게 된다.

상기 Q2 트랜지스터의 게이트 단자에 신호가 입력되는 경우에 상기 외부전압(VDD)으로부터의 전력이 상기 블로워 모터에 공급되어 상기 블로워 모터가 회전한다.

상기 펄스 폭 변조(PWM) 신호가 로우(low) 값을 가지는 경우에는 아래와 같이 구동된다. 상기 마이컴(100)으로부터 전달되는 펄스폭 변조(PWM) 신호가 상기 Q4 트랜지스터에 로우(low) 값을 전달하게 되면, 상기 Q4 트랜지스터는 전류의 흐름을 방해한다. 따라서, Q4 트랜지스터와 연결된 Q1 트랜지스터 역시 전류의 흐름 을 방해하는 기능을 하게 된다.

이 때에는 상기 Q1 트렌지스터의 콜렉터가 먼저 낮은 전위가 되고, 따라서 Q3 트랜지스터가 온(ON)되게 된다. 따라서, 상기 Q2 트랜지스터의 게이트에 있던 전기 에너지를 방전하여 오프(OFF) 상태에 진입하게 되고, 앞서 언급하였던 펄스 폭 변조(PWM) 신호의 온/오프(ON/OFF) 구동에 따라 상기 블로워 모터의 구동이 이루어진다.

이 때에, 상기 Q2 트랜지스터가 온(ON) 되는 경우에는, 극히 작은 양의 전력만이 손실되므로, 전체적인 구동에서 전력 손실을 크게 줄일 수 있는 장점이 있다.

또한, R5 저항에 해당하는 전압을 특정하여, 이것이 특정된 값보다 높은 경우에는 회로 전반에 과전류가 발생한 것으로 판단하여, 이에 관한 정보를 캔(CAN) 통신을 통하여 상기 마이컴(100)으로 전달한다. 상기 과전류 신호를 전달받은 마이컴(100)은 이에 적절히 대응할 수 있는 펄스 폭 변조(PWM) 신호를 상기 블로워 모터 구동부(200)에 전달하게 된다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 블로워 모터 구동장치의 구동부가 제어되는 순서를 나타내는 순서도이다.

도 3을 참조하면, 도 3에서 소개되는 순서도는 도 2에서 소개되는 블로워 모터 구동부가 실질적으로 구동되기 이전의 사전 준비단계이다.

도 3에서 소개되는 준비단계는 다음과 같은 순서로 진행된다. 블로워 모터의 구동 제어가 시작된다.(S100) 구동 시스템 및 블로워 모터의 전압이 둘다 특정된 값을 만족하는 경우인지 판단한다.(S200) 예를 들어 상기 특정된 값은 대략 5 볼트(V)가 될 수 있다. 상기 구동 시스템 및 블로워 모터의 전압이 둘 다 특정된 값을 만족하지 못하는 경우에는 상기 블로워 모터의 전원을 차단하고(S250), 직접적인 구동에 들어가도록 한다.(S500)

상기 구동 시스템 및 블로워 모터의 전압이 둘 다 특정된 값을 만족하는 경우에는 상기 블로워 모터의 가동 속도 및 듀티 비 등의 값을 디지털 값으로 변경한다.(S300) 예를 들어, 이러한 값들은 각각 0 내지 5 볼트(V) 의 범위 내에 있는 신호값이 될 수 있다.

상기 블로워 모터의 속도 값을 세팅한다.(S400) 추후, 이에 해단하는 신호값을 펄스 폭 변조(PWM) 신호로 변환하여 상기 입력부에서 상기 마이컴으로 전달되게 되고, 상기 블로워 모터 구동부는 상기 세팅된 모터 속도 값을 기준으로 상기 블로워 모터를 구동하게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 기초로 설명하였으나, 본 발명은 특정 실시예에 한정되는 것은 아니며, 해당분야 통상의 지식을 가진 자가 특허청구범위 내에서 기재된 범주내에서 변경할 수 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 블로워 모터 구동장치의 구동부를 나타내는 회로도이다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 블로워 모터 구동장치의 구동부가 제어되는 순서를 나타내는 순서도이다.

< 도면의 부호에 대한 간단한 설명 >

100 : 마이컴(MICOM)

200 : 구동부

300 : 계측 제어 통신망(Controller Area Network) 부, 또는 캔(CAN) 통신부

400 : 입력부

Claims

마이컴(MICOM, 100)으로부터 PWM(펄스 폭 변조) 신호를 입력받는 신호입력부;

블로워 모터에 전압을 공급하는 전압공급부(VDD);

상기 신호입력부로부터 게이트 단자를 통하여 입력신호를 받는 입력 스위치(Q4);

상기 입력 스위치에 상기 PWM 신호의 하이가 입력될 때 온(ON) 상태가 되어 상기 전압 공급부로부터의 전압을 제2 스위치에 전달하는 제1 스위치(Q1);

상기 입력 스위치가 온(ON) 상태일 때, 상기 제1 스위치부터 상기 전달된 전압을 공급받아 온(ON) 상태가 되는 제2 스위치(Q2);

상기 제2 스위치가 온(ON) 상태가 될 때 상기 전압공급부로부터 전압을 공급받아 구동되는 블로워 모터; 및

상기 입력 스위치에 로우가 입력될 때 온(ON) 상태가 되어 상기 제2 스위치의 게이트 단자보다 상기 제1 스위치의 콜랙터 단자에 더 낮은 전위가 형성되도록 하여 상기 제2 스위치의 게이트에 있던 에너지를 방전시키는 제3 스위치(Q3)를 포함하는 차량용 블로워 모터 구동 장치.
제1항에 있어서,

상기 제2 스위치의 콜랙터 단자(Q2-3)는 이후에 설치된 감지 저항 및

상기 감지 저항의 전압을 특정하는 감지부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 블로워 모터 구동 장치.
제2항에 있어서,

상기 감지부와 상기 마이컴(100)을 연결하는 계측 제어 통신망(Controller Area Network; CAN) 통신(300)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 블로워 모터 구동 장치.