KR101513886B1 - 가변형 터보차저의 출력제어를 위한 모터제어장치 - Google Patents

가변형 터보차저의 출력제어를 위한 모터제어장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 가변형 터보차저의 출력제어를 위한 모터제어장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는 가변형 터보차저의 노즐베인 개폐율 조절을 위해 브러시 모터 대신 BLDC 모터를 적용함으로써, 터보차저 압축부의 높은 방출압력과 터빈부의 고속회전 및 고온이 지속되는 극한상황에서도 안정성을 확보하고 고효율의 출력제어가 가능하며, 터보차저 압축부 주변공기의 흡기유량을 조절할 수 있고, 전원 입력부와 모터 연결부 사이에 단상 브릿지 정류기를 구비하여 전원 입력부에 어떠한 상의 직류전원이 인가되더라도 모터 연결부에 일정한 상의 직류전원이 공급되도록 함으로써 모터에 안정적인 전원공급이 이루어지도록 할 뿐만 아니라, 전원 입력부와 모터 연결부 사이에 역평행 기법으로 다이오드를 배열하여 전원 입력부에 인가되는 직류전원의 상 변화(극성 변화) 만으로도 모터의 회전방향을 제어할 수 있는 가변형 터보차저의 출력제어를 위한 모터제어장치에 관한 것이다.
이를 위해 본 발명은 직류전원이 인가되는 제1 단자와 제2 단자를 구비하는 전원 입력부; 전원 입력부의 제1 단자와 전기적으로 연결되는 복수개의 다이오드, 전원 입력부의 제2 단자와 전기적으로 연결되는 복수개의 다이오드를 포함하는 단상 브릿지 정류기(Single Phase Bridge Rectifier); 및 단상 브릿지 정류기와 전기적으로 연결되는 제3 단자와 제4 단자를 포함하며, 제3 단자와 제4 단자를 통해 모터에 전원을 공급하는 모터 연결부를 포함하는, 가변형 터보차저의 출력제어를 위한 모터제어장치를 제공한다.

Description

가변형 터보차저의 출력제어를 위한 모터제어장치{Device of controlling motor for controlling power of VGT}
본 발명은 가변형 터보차저의 출력제어를 위한 모터제어장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는 가변형 터보차저의 노즐베인 개폐율 조절을 위해 브러시 모터 대신 BLDC 모터를 적용함으로써, 터보차저 압축부의 높은 방출압력과 터빈부의 고속회전 및 고온이 지속되는 극한상황에서도 안정성을 확보하고 고효율의 출력제어가 가능하며, 터보차저 압축부 주변공기의 흡기유량을 조절할 수 있고, 전원 입력부와 모터 연결부 사이에 단상 브릿지 정류기를 구비하여 전원 입력부에 어떠한 상의 직류전원이 인가되더라도 모터 연결부에 일정한 상의 직류전원이 공급되도록 함으로써 모터에 안정적인 전원공급이 이루어지도록 할 뿐만 아니라, 전원 입력부와 모터 연결부 사이에 역평행 기법으로 다이오드를 배열하여 전원 입력부에 인가되는 직류전원의 상 변화(극성 변화) 만으로도 모터의 회전방향을 제어할 수 있는 가변형 터보차저의 출력제어를 위한 모터제어장치에 관한 것이다.
VGT는 가변형 터보차저(Variable Geometry Turbocharger)의 약자로, 고압 흡입공기 공급장치라 부르기도 한다. VGT는 디젤엔진의 출력을 향상시키고 배기가스를 줄이기 위해 적용하는 부품으로, 운전자가 요구하는 엔진의 속도와 힘에 대응하여 최적의 흡입공기를 제공하기 위하여 흡입공기의 압력을 자유롭게 조절할 수 있도록 한다.
터보차저는 대기로 버려지는 고밀도 압축 배기가스의 에너지를 터보차저의 터빈을 구동하기 위한 에너지원으로 재활용한다. 터보차저는 터빈의 회전력으로 임펠러를 연동시켜 주변공기를 흡입 압축하고 인터쿨러를 통해 냉각시켜 산소보존량을 향상시킨 후 엔진에 투입함으로써 엔진의 출력과 연비를 향상시키는 장치이다.
VGT에는 주변공기의 흡입유량을 조절하기 위한 DC모터가 구비된다.
터보차저의 터빈 회전시 DC모터가 정회전하면 노즐베인의 개폐율이 줄어들고 DC모터가 역회전하면 노즐베인의 개폐율이 커지게 된다.
DC모터는 고정자(stator)와 회전자(rotor)로 구성되며, 일반적으로 소형 모터의 경우 고정자는 영구자석형이 많이 사용되고 회전자에는 코일을 감아 전류를 인가함으로써 전자석이 되도록 하여 고정자와 회전자간의 상호작용으로 회전하게 된다. 이때 회전자가 회전하는 상태에서도 계속적으로 급전이 가능하도록 해 주는 것이 브러시(brush)이다.
일반적으로 VGT의 흡기유량 조절을 위해 브러시 모터(Brushed Motor)가 사용된다. 브러시 모터는 브러시(brush)와 정류자를 구비하고 있는 관계로, 브러시와 정류자 간의 마찰력에 의해 토크손실과 발열이 발생하여 모터 부속품의 내구성이 열화되고 주변 제어부품의 수명을 단축시키게 된다. 더욱이 브러시 모터는 스파크 발생으로 인해 엔진 내연기관으로부터 발생되는 각종 화학성분과 반응하여 화재를 일으킬 수 있는 문제점이 있으며, 이로 인해 터보차저의 성능과 연비효율을 저하시키는 결과를 낳게 된다.
엔진이 작동하는 환경은 터보차저 압축부에서 1,000psi 전후의 높은 방출압력과 터빈부의 280,000rpm에 이르는 고속회전, 그리고 1,050도씨의 고온이 지속되는 극한환경조건이며, 그에 따라 브러시 모터의 위험성은 더욱 크다고 하겠다.
선행기술문헌 : KR공개실용신안공보 제2011-0010526호(2011.11.10.공개)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 특히 극한상황에서도 안정성을 확보하고 고효율의 출력제어가 가능하며, 모터에 안정적인 전원공급이 이루어지고, 모터의 회전방향을 용이하게 제어할 수 있는 모터제어장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위해 안출된 본 발명에 따른 가변형 터보차저의 출력제어를 위한 모터제어장치는 직류전원이 인가되는 제1 단자와 제2 단자를 구비하는 전원 입력부; 전원 입력부의 제1 단자와 전기적으로 연결되는 복수개의 다이오드, 전원 입력부의 제2 단자와 전기적으로 연결되는 복수개의 다이오드를 포함하는 단상 브릿지 정류기(Single Phase Bridge Rectifier); 및 단상 브릿지 정류기와 전기적으로 연결되는 제3 단자와 제4 단자를 포함하며, 제3 단자와 제4 단자를 통해 모터에 전원을 공급하는 모터 연결부를 포함한다.
또한, 전원 입력부에는 엔진제어유닛(ECU, Engine Control Unit)의 전원단자가 전기적으로 연결될 수 있다.
또한, 엔진제어유닛은 모터의 정회전이 필요한 경우에는 제1 상(phase)의 직류전원을 전원 입력부에 인가하고, 모터의 역회전이 필요한 경우에는 제1 상과 역전(Polarity Swaping)인 제2 상의 직류전원을 전원 입력부에 인가할 수 있다.
또한, 모터는 3상 모터일 수 있으며, BLDC(Brushless DC) 모터인 것이 바람직하다.
또한, 단상 브릿지 정류기는 전원 입력부의 제1 단자로부터 분기되며 서로 순방향으로 연결되는 제1 다이오드와 제2 다이오드, 전원 입력부의 제2 단자로부터 분기되며 서로 순방향으로 연결되는 제3 다이오드와 제4 다이오드를 포함하고, 제1 다이오드와 제3 다이오드는 서로 역방향으로 연결되고, 제2 다이오드와 제4 다이오드는 서로 역방향으로 연결될 수 있다.
또한, 제1 다이오드와 제3 다이오드가 만나는 결선은 모터 연결부의 제3 단자와 전기적으로 연결되고, 제2 다이오드와 제4 다이오드가 만나는 결선은 모터 연결부의 제4 단자에 전기적으로 연결될 수 있다.
또한, 모터 연결부는 모터의 회전방향을 결정하는 신호를 전달하는 제5 단자를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 모터제어장치는 일측이 전원 입력부의 제2 단자에 전기적으로 연결되고, 타측이 모터 연결부의 제5 단자에 전기적으로 연결되는 회전방향 제어부를 포함할 수 있다.
또한, 회전방향 제어부는 동일한 한 쌍의 다이오드가 서로 반대방향을 이루도록 병렬 배치된 역평행 다이오드(Anti-Parallel Diode)일 수 있다.
본 발명에 의하면 가변형 터보차저의 노즐베인 개폐율 조절을 위해 브러시 모터 대신 BLDC 모터를 적용함으로써, 터보차저 압축부의 높은 방출압력과 터빈부의 고속회전 및 고온이 지속되는 극한상황에서도 안정성을 확보하고 고효율의 출력제어가 가능한 효과가 있다.
또한, 본 발명에 의하면 전원 입력부와 모터 연결부 사이에 브릿지 정류기를 구비하여 전원 입력부에 어떠한 상의 직류전원이 인가되더라도 모터 연결부에 일정한 상의 직류전원이 공급되도록 함으로써, 모터에 안정적인 전원공급이 이루어지도록 하는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 의하면 전원 입력부와 모터 연결부 사이에 역평행 다이오드를 구비하여 전원 입력부에 인가되는 직류전원의 상 변화(극성 변화) 만으로도 모터의 회전방향을 제어할 수 있도록 하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 가변형 터보차저의 출력제어를 위한 모터제어장치가 적용되는 엔진과 가변형 터보차저의 모식도 및 압축공기 흐름도,
도 2는 도 1 중 가변형 터보차저와 모터의 모식도,
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 가변형 터보차저의 출력제어를 위한 모터제어장치의 평면도,
도 4는 도 3의 사시도,
도 5는 도 3의 모터제어장치가 적용된 모터의 사시도,
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 가변형 터보차저의 출력제어를 위한 모터제어장치의 회로도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 가변형 터보차저의 출력제어를 위한 모터제어장치가 적용되는 엔진과 가변형 터보차저의 모식도 및 압축공기 흐름도이고, 도 2는 도 1 중 가변형 터보차저와 모터의 모식도이다.
가변형 터보차저(이하, "VGT")는 가변노즐 제어용 모터(M)를 이용하여 터보차저 압축부 주변공기의 흡기유량을 능동적으로 자동 조절함으로써, 운전자가 급가속을 하더라도 엔진의 과부하를 방지할 수 있도록 한다. 터빈 회전시 모터(M)가 정회전하면 노즐베인의 개폐율이 줄어들고, 모터(M)가 역회전하면 노즐베인의 개폐율이 커지게 된다. 도 1 및 도 2와 같이, 터빈의 회전력으로 임펠러를 연동시켜 주변공기를 흡입 압축하고 인터쿨러(Charge-Air Cooler)를 통해 냉각시켜 산소보존량을 향상시킨 후 엔진에 투입함으로써 엔진의 출력과 연비를 향상시키게 된다.
발명의 배경이 되는 기술에서 언급한 바와 같이, 모터(M)로 브러시 DC모터를 사용하면 브러시와 정류자 간의 마찰에 의한 토크손실과 발열 때문에 모터 부속품의 열화로 내구성이 저하되고 주변 제어부품의 수명을 단축시키게 된다. 또한, 브러시와 정류자의 마찰시 스파크가 발생하여 주변의 화학성분과의 반응 등으로 화재발생 가능성을 안고 있다.
본 발명에서는 가변노즐 제어용 모터로 브러시 모터 대신 BLDC(Brushless DC) 모터를 사용함으로써, 터보차저 압축부의 높은 방출압력과 터빈부의 고속회전 및 고온이 지속되는 극한상황에서도 안정성을 확보하고 고효율의 출력제어가 가능하도록 한다.
BLDC 모터는 정격부하 유지상태에서 다양한 회전속도 구현이 가능하고, 구조적으로 소형화와 경량화가 가능하며, 고효율 제어와 고토크의 구현이 가능할 뿐만 아니라 높은 에너지 효율을 갖추고 있어 친환경적이고 내구성이 뛰어나며 열부하가 없고 노이즈가 적으며 전압강하현상이 없는 장점이 있다. BLDC 모터는 터보차저 압축부 주변공기의 흡기유량을 적절히 조절한다.
본 발명에서는 이러한 BLDC 모터의 정회전과 역회전을 용이하게 제어할 수 있는 모터제어장치를 제안한다.
기존의 BLDC 모터는 모터 드라이버에 의해 정회전과 역회전을 제어하며, 모터 드라이버는 3개의 헤더핀을 구비하여 각 헤더핀의 결선상태를 인위적으로 변경시킴에 의해 정회전과 역회전을 제어하는 것이 일반적이다. 헤더핀의 결선을 변화시키기 위해서는 기계적인 스위칭 동작을 필요로 한다.
본 발명에서는 이러한 인위적, 수동적, 기계적인 헤더핀 결선상태 변경 대신 공급전원의 상을 역전(Polarity Swaping)시키는 것 만으로 BLDC 모터의 회전방향을 제어함으로써, 노즐베인의 개폐율을 조절하여 고효율의 출력제어가 가능한 VGT를 구현한다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 가변형 터보차저의 출력제어를 위한 모터제어장치의 평면도이고, 도 4는 도 3의 사시도이며, 도 5는 도 3의 모터제어장치가 적용된 모터의 사시도이다. 도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 가변형 터보차저의 출력제어를 위한 모터제어장치의 회로도이다.
이하에서는 복수개의 다이오드의 상호 연결관계를 설명함에 있어서, 어느 다이오드의 P형 반도체와 다른 다이오드의 N형 반도체가 전기적으로 연결되는 경우를 서로 '순방향'으로 연결된 것으로, 어느 다이오드의 P형 반도체와 다른 다이오드의 P형 반도체가 전기적으로 연결되는 경우를 서로 '역방향'으로 연결된 것으로 명명한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 가변형 터보차저의 출력제어를 위한 모터제어장치는, 도 3 내지 도 6을 참조하면, 모터 드라이버(10), 전원 입력부(20), 단상 브릿지 정류기(30), 회전방향 제어부(40), 및 모터 연결부(50)를 포함한다.
모터 드라이버(10)는 모터에 외장형으로 장착되며, 일례로 도 5와 같이 모터의 후방에 설치될 수 있다. 모터 드라이버(10)는 BLDC 모터를 제어하기 위한 각종 전기전자소자가 인쇄회로기판(PCB)에 장착된 것이다. 모터 드라이버(10)에는 전원 입력부(20), 단상 브릿지 정류기(30), 회전방향 제어부(40), 및 모터 연결부(50)가 장착되어 있으며, 일례로 도 3 및 도 4와 같이 볼트와 너트로 장착될 수 있다. 여기서 전원 입력부를 포함한 전기전자소자를 모터 드라이버에 장착하는 방식을 한정하는 것은 아니다.
전원 입력부(20)는 모터에 공급할 전원과 모터의 회전방향 제어를 위한 제어신호를 생성하기 위한 전원을 입력받는다. 일례로, 전원 입력부(20)는 차량 등의 엔진에 구비되는 전기전자소자를 제어하기 위한 엔진제어유닛(ECU, Engine Control Unit)의 전원단자가 전기적으로 연결될 수 있다.
전원 입력부(20)는 직류전원이 인가되는 제1 단자(22)와 제2 단자(24)를 포함한다.
엔진제어유닛의 전원단자가 전원 입력부(20)에 연결될 경우, 엔진제어유닛은 모터의 정회전이 필요한 경우에는 제1 상(Phase)의 직류전원을 전원 입력부(20)에 인가하고, 모터의 역회전이 필요한 경우에는 제1 상과 역전(Polarity Swaping)된 제2 상의 직류전원을 전원 입력부(20)에 인가한다.
예컨대, 엔진제어유닛은 모터의 정회전이 필요한 경우 제1 단자(22)에는 상대적으로 고전압을, 제2 단자(24)에는 상대적으로 저전압을 인가하는 제1 상의 직류전원을 인가할 수 있다. 이하에서는 편의상 상대적인 고전압을 (+), 상대적인 저전압을 (-)로 표시하기로 한다.
반대로, 엔진제어유닛은 모터의 역회전이 필요한 경우 제1 단자(22)에는 (-)전압을, 제2 단자(24)에는 (+)전압을 인가하는 제2 상의 직류전원을 인가할 수 있다.
단상 브릿지 정류기(Single Phase Bridge Rectifier)(30)는 전원 입력부(20)와 모터 연결부(50) 사이에 구비된다. 단상 브릿지 정류기(30)는 전원 입력부(20)에 어떠한 상의 직류전원이 인가되더라도 모터 연결부(50)에 일정한 상의 직류전원이 공급되도록 한다.
구체적으로, 단상 브릿지 정류기(30)는 전원 입력부(20)에 제1 상의 직류전원이 공급되든 제2 상의 직류전원이 공급되든 모터 연결부(50)의 제3 단자(Red)(52)에는 (+)전압, 제4 단자(Black)(54)에는 (-)전압이 인가되도록 하여, 모터에 안정적인 전원공급이 이루어지도록 한다.
단상 브릿지 정류기(30)는 전원 입력부(20)의 제1 단자(22)와 전기적으로 연결되는 복수개의 다이오드(32, 34), 전원 입력부(20)의 제2 단자(24)와 전기적으로 연결되는 복수개의 다이오드(36, 38)를 포함한다.
보다 구체적으로, 단상 브릿지 정류기(30)는 전원 입력부(20)의 제1 단자(22)로부터 분기되며 서로 순방향으로 연결되는 제1 다이오드(32)와 제2 다이오드(34), 전원 입력부(20)의 제2 단자(24)로부터 분기되며 서로 순방향으로 연결되는 제3 다이오드(36)와 제4 다이오드(38)를 포함한다.
이때, 제1 다이오드(32)와 제3 다이오드(36)는 서로 역방향으로 연결되고, 제2 다이오드(34)와 제4 다이오드(38)는 서로 역방향으로 연결된다.
서로 역방향으로 연결된 제1 다이오드(32)와 제3 다이오드(36)가 만나는 결선은 모터 연결부(50)의 제3 단자(52)와 전기적으로 연결되고, 서로 역방향으로 연결된 제2 다이오드(34)와 제4 다이오드(38)가 만나는 결선은 모터 연결부(50)의 제4 단자(54)와 전기적으로 연결된다.
회전방향 제어부(40)는 전원 입력부(20)와 모터 연결부(50) 사이에 구비된다. 회전방향 제어부(40)는 전원 입력부(20)에 인가되는 직류전원의 상 변화(극성 변화)에 따라 모터의 회전방향을 제어할 수 있도록 한다.
구체적으로, 회전방향 제어부(40)는 전원 입력부(20)의 제2 단자(24)와 모터 연결부(50)의 제5 단자(Orange)(56) 사이에 전기적으로 연결된다. 즉, 회전방향 제어부(40)의 일측은 전원 입력부(20)의 제2 단자(24)에 전기적으로 연결되고, 타측은 모터 연결부(50)의 제5 단자(56)에 전기적으로 연결된다.
회전방향 제어부(40)는 동일한 한 쌍의 다이오드가 서로 반대방향을 이루도록 병렬 배치된 역평행 다이오드(Anti-Parallel Diode)로 구현될 수 있다. 즉, 회전방향 제어부(40)는 전원 입력부(20)의 제2 단자(24)로부터 모터 연결부(50)의 제5 단자(56)로 전류가 흐를 때 역방향으로 배치되는 제5 다이오드(42)와, 제5 다이오드(42)와 반대방향을 이루도록 병렬 배치되는 제6 다이오드(44)로 구성된다.
이때, 제6 다이오드(44)는 전원 입력부(20)의 제2 단자(24)로부터 모터 연결부(50)의 제5 단자(56)로 전류가 흐를 때 순방향으로 배치된다.
회전방향 제어부(40)는 전원 입력부(20)의 제1 단자(22)에 (+)전압이 인가되고 제2 단자(24)에 (-)전압이 인가될 경우에는 모터 연결부(50)의 제5 단자(56)에 (-)전압이 인가되도록 한다.
한편, 회전방향 제어부(40)는 전원 입력부(20)의 제1 단자(22)에 (-)전압이 인가되고 제2 단자(24)에 (+)전압이 인가될 경우에는 모터 연결부(50)의 제5 단자(56)에 (+)전압이 인가되도록 한다.
모터 연결부(50)는 전원 입력부(20)를 통해 인가되어 단상 브릿지 정류기(30)를 통해 정류된 직류전원을 모터에 공급하고, 전원 입력부(20)를 통해 인가되어 회전방향 제어부(40)를 통해 변화된 극성 신호를 모터에 전달한다.
모터 연결부(50)는 단상 브릿지 정류기(30)와 전기적으로 연결되는 제3 단자(52)와 제4 단자(54), 회전방향 제어부(40)와 전기적으로 연결되는 제5 단자(56)를 포함한다. 제3 단자(52)와 제4 단자(54)는 모터에 전원을 공급하고, 제5 단자(56)는 모터에 회전방향을 결정하는 신호를 전달한다.
모터 연결부(50)에 연결되는 모터로는 3상 BLDC 모터가 사용될 수 있으며, 여기서 모터의 종류를 한정하는 것은 아니다.
엔진제어유닛에 의해 전원 입력부(20)의 제1 단자(22)에 (+)전압, 제2 단자(24)에 (-)전압이 인가되면 단상 브릿지 정류기(30)와 회전방향 제어부(40)를 거쳐 모터 연결부(50)의 제3 단자(52)에는 (+)전압, 제4 단자(54)에는 (-)전압, 제5 단자(56)에는 (-)전압이 인가된다. 예컨대, 이 경우 모터는 정회전을 수행하고, 그 결과 노즐베인의 개폐율이 감소되고 터보차저 압축부 주변공기의 흡기유량을 감소시킨다.
반면, 엔진제어유닛에 의해 전원 입력부(20)의 제1 단자(22)에 (-)전압, 제2 단자(24)에 (+)전압이 인가되면 단상 브릿지 정류기(30)와 회전방향 제어부(40)를 거쳐 모터 연결부(50)의 제3 단자(52)에는 (+)전압, 제4 단자(54)에는 (-)전압, 제5 단자(56)에는 (+)전압이 인가된다. 예컨대, 이 경우 모터는 역회전을 수행하고, 그 결과 노즐베인의 개폐율이 증가되고 터보차저 압축부 주변공기의 흡기유량을 증가시키게 된다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10 - 모터 드라이버 20 - 전원 입력부
22 - 제1 단자 24 - 제2 단자
30 - 단상 브릿지 정류기 32 - 제1 다이오드
34 - 제2 다이오드 36 - 제3 다이오드
38 - 제4 다이오드 40 - 회전방향 제어부
42 - 제5 다이오드 44 - 제6 다이오드
50 - 모터 연결부 52 - 제3 단자
54 - 제4 단자 56 - 제5 단자

Claims (10)

  1. 모터에 공급할 전원과 모터의 회전방향 제어를 위한 제어신호를 생성하기 위한 전원을 입력받으며, 직류전원이 인가되는 제1 단자와 제2 단자를 구비하는 전원 입력부; 전원 입력부의 제1 단자로부터 분기되며 서로 순방향으로 연결되는 제1 다이오드와 제2 다이오드, 전원 입력부의 제2 단자로부터 분기되며 서로 순방향으로 연결되는 제3 다이오드와 제4 다이오드를 포함하고, 제1 다이오드와 제3 다이오드는 서로 역방향으로 연결되고, 제2 다이오드와 제4 다이오드는 서로 역방향으로 연결되는 단상 브릿지 정류기(Single Phase Bridge Rectifier); 단상 브릿지 정류기와 전기적으로 연결되는 제3 단자와 제4 단자, 모터의 회전방향을 결정하는 신호를 전달하는 제5 단자를 포함하며, 제3 단자와 제4 단자를 통해 모터에 전원을 공급하는 모터 연결부; 및 일측은 전원 입력부의 제2 단자에 전기적으로 연결되고, 타측은 모터 연결부의 제5 단자에 전기적으로 연결되며, 동일한 한 쌍의 다이오드가 서로 반대방향을 이루도록 병렬 배치된 역평행 다이오드(Anti-Parallel Diode)를 포함하되, 역평행 다이오드는 전원 입력부의 제2 단자로부터 모터 연결부의 제5 단자로 전류가 흐를 때 역방향으로 배치되는 제5 다이오드와, 제5 다이오드와 반대방향을 이루도록 병렬 배치되어 전원 입력부의 제2 단자로부터 모터 연결부의 제5 단자로 전류가 흐를 때 순방향으로 배치되는 제6 다이오드로 구성되는 회전방향 제어부를 포함하며,
    제1 다이오드와 제3 다이오드가 만나는 결선은 모터 연결부의 제3 단자와 전기적으로 연결되고, 제2 다이오드와 제4 다이오드가 만나는 결선은 모터 연결부의 제4 단자에 전기적으로 연결되는, 가변형 터보차저의 출력제어를 위한 모터제어장치.
  2. 제1항에 있어서,
    전원 입력부에는 엔진제어유닛(ECU, Engine Control Unit)의 전원단자가 전기적으로 연결되는, 가변형 터보차저의 출력제어를 위한 모터제어장치.
  3. 제2항에 있어서,
    엔진제어유닛은 모터의 정회전이 필요한 경우에는 제1 상(phase)의 직류전원을 전원 입력부에 인가하고, 모터의 역회전이 필요한 경우에는 제1 상과 역전(Polarity Swaping)인 제2 상의 직류전원을 전원 입력부에 인가하는, 가변형 터보차저의 출력제어를 위한 모터제어장치
  4. 제1항에 있어서,
    모터는 3상 모터인, 가변형 터보차저의 출력제어를 위한 모터제어장치.
  5. 제4항에 있어서,
    모터는 BLDC(Brushless DC) 모터인, 가변형 터보차저의 출력제어를 위한 모터제어장치.
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