KR101584016B1 - 공조 액츄에이터의 모터 구속 진단 장치 - Google Patents

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권동호
권순명
김진
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Abstract

본 발명은 공조 액츄에이터의 모터 구속 진단 장치에 관한 것으로서, 공조장치에 사용되고 있는 액츄에이터들의 모터 구속 발생 여부를 짧은 시간 안에 신속하고 효율적으로 진단할 수 있는 공조 액츄에이터의 모터 구속 진단 장치를 제공하는데 주된 목적이 있는 것이다. 상기한 목적을 달성하기 위해, 차량 공조장치의 제1도어 액츄에이터에서 접지단으로 연결되는 저항; VCC 전원단으로부터 상기 저항으로 연결되는 저항 연결 회로; 상기 저항 연결 회로에 설치되는 스위치; VCC 전원단으로부터 모터 드라이버를 통해 제1도어 액츄에이터의 모터로 연결되는 모터 연결 회로와, 상기 저항 연결 회로로부터 각각 분기되는 제1회로 및 제2회로; 상기 제1회로 및 제2회로가 입력단으로 연결되어 모터 연결 회로와 저항 연결 회로 사이의 전압값에 해당하는 전류신호를 출력하는 전류감지회로부; 및 상기 모터를 구동 상태로 제어하고 스위치를 온(on) 시킨 상태에서 전류감지회로부에서 출력되는 전류신호의 전류값을 미리 설정된 진단 전류값과 비교하여 상기 모터의 구속(Stall) 여부를 진단하는 제어기를 포함하는 공조 액츄에이터의 모터 구속 진단 장치가 개시된다.

Description

공조 액츄에이터의 모터 구속 진단 장치{Stall diagnosis apparatus for motor of air conditioning actuator}
본 발명은 공조 액츄에이터의 모터 구속 진단 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 공조장치에 사용되고 있는 액츄에이터들의 모터 구속 발생 여부를 짧은 시간 안에 신속하고 효율적으로 진단할 수 있는 공조 액츄에이터의 모터 구속 진단 장치에 관한 것이다.
자동차에는 실내온도를 조절하고 쾌적한 실내환경을 조성하기 위한 공조장치(HVAC:Heating, Ventilation and Air Conditioning System)가 장착되어 있다.
또한, 최근에는 대부분의 차량에 운전자나 승객이 설정한 온도에 따라 실내온도를 자동으로 조절하여 쾌적한 환경을 유지해주는 FATC(Full Automatic Temperature Control) 시스템이 적용되고 있다.
FATC 시스템에서는, 사용자가 온도를 설정해두면, 실내온도를 제어하기 위해, 일사량을 검출하는 일사량 센서, 외기온도를 검출하는 외기온 센서, 차량 실내온도를 검출하는 실내온 센서 등의 센서 검출신호를 공조제어기가 입력받아, 각 센서의 검출값에 기초하여 실내의 열부하를 계산하고, 그에 상응하는 공조부하를 고려하여 토출모드, 토출온도, 토출방향 및 토출풍량 등을 결정하게 된다.
더불어 공조제어기는, 실내온도 및 시스템 작동을 제어하기 위해, 토출온도를 검출하는 토출온 센서, 전기히터(예, PTC 히터)(내연기관 자동차의 경우 보조 히터, 전기자동차의 경우 주 히터로 사용됨)의 온도를 검출하는 히터 온도센서, 증발기 온도를 검출하는 증발기 온도센서 등의 검출값을 입력받으며, 결정된 토출모드, 토출온도, 토출방향 및 토출풍량으로 공조용 공기의 공급이 제어되도록 내/외기 도어(인테이크 도어(Intake Door)) 액츄에이터, 온도조절도어(템프 도어(Temp. Door)) 액츄에이터, 풍향조절도어(모드 도어(Mode Door)) 액츄에이터, 제습(디포그(Defog)) 도어 액츄에이터, 공조블로워, 압축기, 전기히터 등의 작동요소를 제어하게 된다.
한편, 공조장치에는 차량 실내에 대한 풍향, 온도, 풍량 등을 조절하기 위하여 내/외기 유입을 결정하는 내/외기 도어, 히터코어를 거치는 유량과 바이패스(Bypass)하는 유량을 결정하는 온도조절도어(템프 도어), 페이스(Face), 플로어(Floor), 믹스(Mix), 바이 레벨(Bi-Level) 등의 모드를 결정하는 풍향조절도어(모드 도어), 제습 도어 등과 같은 다수의 도어들이 설치된다.
또한, 공조 액츄에이터로서, 상기 각 도어마다 도어의 개폐 및 위치 이동을 위한 도어 액츄에이터들이 설치되고, 기본적으로 도어 액츄에이터는 회전력을 발생시키는 모터를 포함하고 있다.
좀더 상세히 설명하면, 도어 액츄에이터(10)는, 도 1에 나타낸 바와 같이, 회전축에 웜기어(12)가 구비된 모터(11), 상기 모터(11)의 웜기어(12)에 치합되어 감속된 회전력을 전달하는 감속기어(13)들, 상기 감속기어(13)에 치합되어 회전력을 최종 출력하는 출력기어(14), 상기 출력기어(14)의 회전량에 따라 가변저항에 의해 생성된 전압을 출력하여 제어기(미도시)에 피드백시키는 피드백 센서(15), 상기 구성요소들이 내장되는 케이스(16)를 포함한다.
이와 같은 도어 액츄에이터에 대한 선행기술문헌으로는 한국 등록실용신안 제20-0310310호(2003.3.31), 한국 등록실용신안 제20-0397378호(2005.9.26), 한국 등록특허 제10-0828838호(2008.5.2), 한국 등록실용신안 제20-0459626호(2012.3.28)를 들 수 있다.
상기 피드백 센서(15)에서 출력되는 전압신호는 액츄에이터(10)의 위치(모터의 위치)를 제어하기 위한 피드백 신호로 이용되는데, 원하는 도어 위치에 상응하는 액츄에이터의 목표 위치가 결정되고 그에 따른 목표 피드백값(피드백 전압값)이 결정되면, 피드백 센서에 의한 피드백값이 목표 피드백값보다 작을 경우 피드백값이 커지는 방향으로 도어 액츄에이터(모터)를 제어하고, 피드백 센서에 의한 피드백값이 목표 피드백값보다 클 경우 피드백값이 작아지는 방향으로 도어 액츄에이터(모터)를 제어한다.
도 2와 도 3은 피드백 센서의 회로 연결 상태를 개략적으로 도시한 도면으로서, 모터(11)의 정/역 회전시 출력기어(미도시)의 회전량(모터의 위치에 상응함)에 따라 가변저항(15a)에 의해 달라지는 피드백 전압이 피드백 센서(15)로부터 출력되도록 되어 있다.
한편, 공조 액츄에이터에서 피드백 센서의 신호값(피드백값)을 이용하여 모터 구속(Stall) 등과 같은 모터 이상을 감지하는 기술이 적용되고 있다.
이와 같이 모터 구속을 감지하기 위해 모터를 구동 제어하는 상태에서 모터의 회전위치에 따라 발생하는 피드백 전압, 즉 피드백 센서로부터 출력되는 전압값인 피드백값의 변화를 미도시된 공조제어기가 모니터링한다.
이때, 피드백값의 변화가 없는 시점부터 시간을 측정하여 일정 시간 이상 변화가 없을 경우 모터의 구속으로 판단하게 된다.
그러나, 피드백값의 변화 발생 여부를 확인하기까지 시간이 소요되는 단점이 있다.
따라서, 감지 시간을 축소하기 위해 전류값을 입력받아 전류 패턴 변경시 모터 구속을 인식하는 방법이 적용 가능하다.
즉, 도 4에 나타낸 바와 같이 모터에 전류 센싱(Current Sensing)용 저항인 션트 저항(Shunt Resistor)(31)을 직렬로 연결하고, 션트 저항(31)을 통해 흐르는 전류를 센싱할 수 있는 전류감지회로부(32)를 구비한다.
상기 전류감지회로부(32)는 션트 저항(31) 양단에 걸리는 전압값에 해당하는 전류신호를 출력하도록 구성되는 것으로, 미도시된 공조제어기가 전류감지회로부(32)의 전류신호를 입력받아 전류 패턴 변화시 모터 구속(Stall) 상태로 인식하게 된다.
도 5는 션트 저항(31)을 이용하는 방식에서 모터 구속시 발생하는 전류 패턴 변화의 예를 나타낸 도면으로, 모터 작동시 초기 작동 전류 구간 및 정상 동작 전류 구간과 더불어 모터 구속 발생시 전류 변화 구간을 나타내고 있다.
따라서, 전류감지회로부(32)를 통해 기준레벨 이상의 전류 센싱시에 모터 구속 상태인 것으로 판단할 수 있다.
그러나, 공조장치에는 내/외기 유입을 결정하는 내/외기 도어(인테이크 도어), 각 좌석의 온도를 조절하기 위한 개별 온도조절도어(템프 도어)(운전석측, 조수석측)와, 페이스(Face), 플로어(Floor), 믹스(Mix), 바이 레벨(Bi-Level) 등의 모드를 결정하는 풍향조절도어(모드 도어), 제습 도어 등과 같은 다수의 도어들이 설치된다.
따라서, 두 개의 도어를 함께 회전시켜야 하는 일부 액츄에이터와 더불어 각 도어별로 액츄에이터가 구비되므로 각 액츄에이터마다 모터 구속 여부를 개별 진단 및 감지해야 한다.
이때, 액츄에이터마다 션트 저항을 적용하는 방식에서 전류 센싱을 목적으로 하는 션트 저항은 보통 수십 mΩ에서 수백 mΩ의 매우 작은 저항값을 가지며, 션트 저항으로 인한 전력 손실을 줄이기 위해 작은 저항값을 갖도록 하는 것이 유리하다.
하지만, 개별 모터마다 션트 저항을 설치할 경우 전류(I)와 저항(R)으로 인해 I2R만큼의 전력 손실(개별 설치되는 션트 저항으로 인한 전력 손실 포함)이 발생하고, 션트 저항의 저항값이 상이할 경우 전류값 측정의 오차가 발생할 수 있다.
특히, 모터 드라이버(20)와 모터(11)는 일반적으로 와이어링으로 연결되고, 공조 액츄에이터에 따라서 와이어의 저항성분이 크게는 수십 Ω 정도에 이르고 있으므로, 션트 저항 양단에 걸리는 전압을 측정하는 방식에서는 많은 편차(션트 저항의 저항값 편차 포함)로 인해 오차가 크게 발생할 수 있다.
이에 제어기에서 션트 전압의 양단 전압으로부터 모터 구속을 판단하는 로직을 구현하기가 매우 어려우며, 오차를 와이어의 길이 등이 상이한 차종별로 일일이 조정해야 하는 문제가 있으므로 제어기에 적용하기가 사실상 불가능하다.
따라서, 모터 구속을 감지하는데 일정한 시간이 걸리더라도 전술한 피드백 센서의 신호를 이용하는 방법이 적용되고 있다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출한 것으로서, 공조장치에 사용되고 있는 액츄에이터들의 모터 구속 발생 여부를 짧은 시간 안에 신속하고 효율적으로 진단할 수 있는 공조 액츄에이터의 모터 구속 진단 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따르면, 차량 공조장치의 제1도어 액츄에이터에서 접지단으로 연결되는 저항; VCC 전원단으로부터 상기 저항으로 연결되는 저항 연결 회로; 상기 저항 연결 회로에 설치되는 스위치; VCC 전원단으로부터 모터 드라이버를 통해 제1도어 액츄에이터의 모터로 연결되는 모터 연결 회로와, 상기 저항 연결 회로로부터 각각 분기되는 제1회로 및 제2회로; 상기 제1회로 및 제2회로가 입력단으로 연결되어 모터 연결 회로와 저항 연결 회로 사이의 전압값에 해당하는 전류신호를 출력하는 전류감지회로부; 및 상기 모터를 구동 상태로 제어하고 스위치를 온(on) 시킨 상태에서 전류감지회로부에서 출력되는 전류신호의 전류값을 미리 설정된 진단 전류값과 비교하여 상기 모터의 구속(Stall) 여부를 진단하는 제어기를 포함하는 공조 액츄에이터의 모터 구속 진단 장치를 제공한다.
여기서, 상기 제어기는 전류감지회로부에서 출력되는 전류신호의 전류값이 진단 전류값보다 높을 경우 모터의 구속이 발생한 것으로 판단하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1도어 액츄에이터를 포함하여 모터 구속 진단 대상인 복수 개의 도어 액츄에이터를 가지는 공조장치에서 상기 제1도어 액츄에이터를 제외한 나머지 각 도어 액츄에이터마다 VCC 전원단으로부터 상기 제1도어 액츄에이터의 저항으로 연결되는 저항 연결 회로가 구비되고, 상기 나머지 각 도어 액츄에이터의 저항 연결 회로에 스위치가 설치되며, 상기 나머지 각 도어 액츄에이터에서 모터 연결 회로와 저항 연결 회로로부터 분기된 제1회로 및 제2회로가 전류감지회로부의 입력단으로 연결되고, 상기 제어기가 나머지 각 도어 액츄에이터 중 선택된 하나에 대하여 모터를 구동 상태로 제어하면서 저항 연결 회로의 스위치를 온(on) 시킨 상태로 전류감지회로부에서 출력되는 전류신호의 전류값을 미리 설정된 진단 전류값과 비교하여 모터 구속 여부를 진단하도록 된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제어기는 전류감지회로부에서 출력되는 전류신호의 전류값이 진단 전류값보다 높을 경우 모터의 구속이 발생한 것으로 판단하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 전류감지회로부가 모터 구속 진단 대상인 복수 개의 도어 액츄에이터마다 개별 구비되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제어기에 상기 모터 구속 진단 대상인 복수 개의 도어 액츄에이터에 대하여 모터 구속 진단을 위한 진단 순서가 설정되고, 상기 제어기가 설정된 순서에 따라 순차적으로 상기 복수 개의 도어 액츄에이터에 대한 모터 구속을 진단하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 복수 개의 도어 액츄에이터가 상대적으로 높은 토크값이 요구되는 고부하 도어 액츄에이터와, 상대적으로 낮은 토크값이 요구되는 저부하 도어 액츄에이터로 분류되어 제어기에 설정되고, 상기 고부하 도어 액츄에이터의 모터 구속을 판단하기 위한 고부하용 진단 전류값과, 상기 저부하 도어 액츄에이터의 모터 구속을 판단하기 위한 저부하용 진단 전류값이 제어기에 설정되어 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제어기는 고부하와 저부하로 분류된 상기 복수 개의 도어 액츄에이터 중 한 분류로 설정된 도어 액츄에이터들에 대해 모터 구속 진단을 설정된 순서에 따라 순차적으로 실시하고, 진단 전류값을 변경하여 나머지 다른 분류의 도어 액츄에이터들에 대해 모터 구속 진단을 설정된 순서에 따라 순차적으로 실시하도록 된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 고부하로 분류되는 도어 액츄에이터는 온도조절도어 액츄에이터와 풍량조절도어 액츄에이터를 포함하고, 상기 저부하로 분류되는 도어 액츄에이터는 내/외기 도어 액츄에이터와 제습 도어 액츄에이터를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 저부하로 분류되는 도어 액츄에이터는 차량의 후석 콘솔 또는 후속 플로어로 토출되는 공기를 제어하는 도어의 액츄에이터를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
이로써, 본 발명에 따른 공조 액츄에이터의 모터 구속 진단 장치에 의하면, VCC 전원단에 대해 모터와 병렬로 접속되는 저항을 구비하여 접지단에 연결하고, 모터 연결 회로와 저항 연결 회로 사이의 전압에 해당하는 전류신호를 출력하는 전류감지회로부를 구비하여, 제어기가 상기 전류감지회로부에서 출력되는 전류신호의 전류값을 설정된 진단 전류값과 비교하여 모터 구속 여부를 판단하도록 구성됨으로써, 모터 구속 발생 여부를 짧은 시간 안에 신속하고 정확히 진단할 수 있는 효과가 있게 된다.
또한, 진단 대상의 액츄에이터들에 구비된 저항 연결 회로를 하나의 저항으로 연결하여 액츄에이터들의 각 모터 구속 진단 회로가 하나의 저항을 공동으로 이용할 수 있도록 하고, 제어기에 액츄에이터의 모터들에 대한 구속 판단 순서를 최적화하여 설정해둠으로써, 보다 효율적인 진단이 이루어질 수 있게 된다.
도 1은 도어 액츄에이터를 도시한 도면이다.
도 2와 도 3은 피드백 센서의 회로 연결 상태를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4는 션트 저항을 이용하는 모터 구속 진단 회로를 도시한 도면이다.
도 5는 션트 저항을 이용하는 방식에서 모터 구속시 발생하는 전류 패턴 변화를 예시한 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 공조 액츄에이터의 모터 구속 진단 회로를 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 공조 액츄에이터의 모터 구속 진단 회로에서 전류감지회로부로부터 출력되는 전류신호를 예시한 도면이다.
도 8은 본 발명에서 고부하용 액츄에이터와 저부하용 액츄에이터를 구분하여 진단 전류값이 설정된 상태를 예시한 도면이다.
도 9는 본 발명에서 고부하와 저부하로 분류된 모터들의 진단 순서 설정 상태를 예시한 도면이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명하기로 한다.
도 6은 본 발명에 따른 공조 액츄에이터 이상 진단 회로를 도시한 도면이다.
도시된 바와 같이, 공조장치 내 하나의 공조 액츄에이터로서 제1도어 액츄에이터(10a)에서 VCC 전원단으로부터 모터 드라이버(20)를 통해 모터(11)로 연결되는 모터 연결 회로(9)와, 상기 VCC 전원단으로부터 접지 연결된 저항(42)으로 연결되는 저항 연결 회로(41)에서 각각 제1회로(44) 및 제2회로(45)를 분기하여 전류감지회로부(40)의 입력단으로 연결한다.
또한, VCC 전원단으로부터 저항(42)으로 연결되는 저항 연결 회로(41)상에 미도시된 제어기(공조제어기)에 의해 온/오프 제어되는 스위치(43)를 설치하고, 더불어 모터 연결 회로(9)와 저항 연결 회로(41) 사이의 전압값에 해당하는 전류신호를 출력하도록 구성되는 전류감지회로부(40)를 구비한다.
상기 전류감지회로부(40)가 출력하는 전류신호는 제어기가 입력받게 되며, 제어기는 모터(11)를 구동 제어하는 상태 및 스위치(43)의 온(on) 상태에서 전류감지회로부(40)의 전류신호를 입력받아 전류 패턴 변화를 감지할 경우 제1도어 액츄에이터(10a)의 모터 구속(Stall) 상태로 인식하게 된다.
또한, 공조장치는 모터를 가지는 다수의 공조 액츄에이터, 즉 도어 액츄에이터를 가지므로, 제1도어 액츄에이터(10a) 이외의 다른 도어 액츄에이터(10b,10c)들에 제1액츄에이터와 같이 VCC 전원단에 대해 모터 연결 회로(9)와 병렬로 연결된 저항 연결 회로(41) 및 이에 설치된 스위치(43)를 구비하고, 스위치(43)가 설치된 각 도어 액츄에이터의 저항 연결 회로(41)를 제1도어 액츄에이터(10a)의 저항 연결 회로(41)에 연결한다.
이때, 제1도어 액츄에이터(10a)에서와 마찬가지로 다른 각 도어 액츄에이터(10b,10c)마다 모터 연결 회로(9)와 저항 연결 회로(41)로부터 분기되는 제1회로(44)와 제2회로(45)를 구비하고, 각 도어 액츄에이터(10b,10c)마다 전류감지회로부(40)를 구비하여 각각의 제1회로(44)와 제2회로(45)를 전류감지회로부(40)의 입력단으로 연결한다.
또한, 제1도어 액츄에이터(10a)에서와 마찬가지로 각 도어 액츄에이터(10b,10c)의 전류감지회로부(40)가 출력하는 전류신호를 제어기가 입력받을 수 있도록 전류감지회로부의 출력단이 제어기에 연결된다.
이와 같이 전체 액츄에이터(10a,10b,10c)의 모터 구속 진단 회로가 VCC 전원단에 대해 모터(11)와 병렬로 연결되는 하나의 접지 저항(42)(풀다운 저항 형태로 구비됨)을 공통으로 이용하면서, 각각의 전류감지회로부(40)가 모터 연결 회로(9)와 저항 연결 회로(41) 사이의 전압값에 해당하는 전류신호를 제어기로 출력하여 제어기로 하여금 각 액츄에이터의 모터 구속을 진단하는데 이용할 수 있도록 한다.
한편, 상기와 같은 구성에서 제어기는 모터 구속 진단 과정을 액츄에이터에 따라 순차적으로 실시하는데, 도 7은 도 5에 나타낸 모터 구속 진단 회로에서 전류감지회로부로부터 출력되는 전류신호를 예시한 도면이다.
도시된 바와 같이, 각 액츄에이터에 대해 진단 전류값이 미리 정해지는데, 제어기는 전류감지회로부로부터 진단 전류값을 초과하는 전류신호가 입력될 경우 모터 구속으로 판단하게 된다.
그리고, 온도조절도어(운전석측과 조수석측으로 개별 구성될 수 있음), 복수 개의 도어를 동시에 회전시키는 풍향조절도어 등은 면적과 회전작동의 궤적이 크고 높은 압력이 발생하는 위치에 설치되기 때문에 상대적으로 큰 토크값이 요구되는 고부하 도어로서, 이들 도어 액츄에이터에 내장되는 고부하 모터의 경우 저부하 대비 전류 및 모터 구속 발생 전류값이 높다.
반면, 내/외기 전환을 위한 내/외기 도어, 제습 도어, 그리고 일부 차종에 적용되는 후석 콘솔 또는 후속 플로어로 토출되는 공기를 제어하는 도어는 상대적으로 작은 토크값이 요구되는 저부하 도어로서, 이들 도어 액츄에이터의 모터는 일반적으로 작은 토크값을 출력하도록 되어 있고, 고부하 대비 전류 및 모터 구속 발생 전류값이 낮다.
이와 같이 저부하 및 고부하의 사용 조건에 따라 모터의 작동전류 및 모터 구속 발생 구간의 전류값이 도어 액츄에이터마다 상이하며, 따라서 모터 구속 발생 여부를 판단하기 위한 진단 전류값에 있어서도 차이를 두어야 한다.
따라서, 도 8에 나타낸 바와 같이, 고부하용 액츄에이터와 저부하용 액츄에이터를 구분하여 진단 전류값을 별도로 설정하고, 이를 모터 구속 발생 여부를 판단하는데 이용한다.
즉, 전술한 바와 같이, 온도조절도어 액츄에이터의 모터와 풍향조절도어 액츄에이터의 모터는 고부하로, 내/외기 도어 액츄에이터의 모터 및 제습 도어 액츄에이터의 모터, 후석 콘솔 또는 후속 플로어로 토출되는 공기를 제어하는 도어의 액츄에이터의 모터는 저부하로 분류하여, 고부하용의 경우 진단 전류값을 높게 설정하고, 저부하용의 경우 진단 전류값을 낮게 설정한다.
또한, 저항을 공통으로 이용하는 모터 구속 진단 회로가 구성되므로 각 도어 액츄에이터의 모터 구속을 감지하기 위해 순차적인 진단이 실시되어야 한다.
또한, 다양한 공조장치에 호환성을 가지는 제어기를 구성함에 있어서, 제어하는 모터가 다수 개인 경우, 그리고 요구되는 토크값(부하)이 상이한 모터를 혼용하여 사용할 경우, 모터의 구속을 감지하기 위해 감지 대상의 모터가 변경될 때(고부하→저부하, 저부하→고부하), 각 모터 구속 판단 기준인 진단 전류값을 변경시켜야 한다.
따라서, 모터 구속의 판단 순서가 미리 설정되며, 고부하용 도어 액츄에이터의 모터들과 저부하용 도어 액츄에이터의 모터들을 미리 분류하여 설정해둔 뒤, 상기와 같이 감지 대상의 모터가 변경될 때마다 제어기에서 매번 진단 전류값을 빠르게 변경해야 하는 문제점을 해소하기 위하여, 고부하용과 저부하용에 대한 진단 전류값을 각각 별도로 설정해두고, 고부하용 모터들에 대해서는 동일한 고부하용 진단 전류값을, 저부하용 모터에 대해서는 동일한 저부하용 진단 전류값을 구분 적용한다.
이때, 같은 분류의 모터들에 대해 해당 분류의 동일 진단 전류값을 사용하여 진단을 실시한 뒤, 나머지 다른 분류의 모터들에 대해서도 해당 분류의 동일 진단 전류값을 사용하여 진단을 실시한다.
예를 들면, 고부하로 분류된 모터들에 대하 고부하용 진단 전류값을 사용하여 일괄적인 진단을 실시하고, 이어 저부하로 분류된 모터들에 대한 저부하용 진단 전류값을 사용하여 일괄적인 진단을 실시하는 것이다.
물론, 반대로 저부하 분류의 모터들에 대한 일괄적인 진단을 실시한 후 고부하 분류의 모터들에 대한 일괄적인 진단을 실시하는 것도 가능하다.
이와 같이 한 분류의 모터들에 대해 일괄적인 진단을 실시한 뒤 진단 전류값을 변경하여 다른 분류의 모터들에 대해 일괄적인 진단을 실시하는 방식을 적용하면, 분류가 변경될 때만 진단 전류값을 변경하여 진단하면 되므로 보다 효율적인 진단이 가능해진다.
또한, 같은 분류 내의 모터들에 대해서도 판단 순서가 설정되어 적용될 수 있으며, 예를 들어 고부하 분류 내에서도 위치 변경 및 이동이 많은 온도조절도어의 액츄에이터에 대해서는 보다 선 순위를 부여하여 다른 액츄에이터에 비해 우선적으로 모터 구속이 진단될 수 있도록 한다.
도 9는 본 발명에서 고부하와 저부하로 분류된 모터들의 진단 순서 설정 상태를 예시한 도면으로, 미리 제어기에 좌측 3개의 모터가 고부하로 분류되고, 우측 2개의 모터가 저부하로 분류되어 설정된 상태라 가정한다.
이때, 고부하로 분류된 좌측의 모터 3개에 대해 진단 전류값의 변경 없이 모두 고부하용 진단 전류값을 사용하여 모터 구속의 진단을 실시한다.
즉, 먼저 고부하로 분류된 모터 3개에 대해 정해진 순서대로 순차적인 모터 구속의 진단 및 판단을 하며, 각각의 전류감지회로부로부터 입력되는 전류신호를 고부하용 진단 전류값과 비교하여, 전류신호의 전류값이 고부하용 진단 전류값보다 높을 경우 해당 모터의 구속이 발생한 것으로 판단한다.
특정 액츄에이터의 모터에 대한 진단을 실시할 때, 해당 액츄에이터의 저항 연결 회로에 설치된 스위치를 온(on) 시킴과 동시에 모터 드라이버를 통해 모터를 구동 상태로 제어하게 된다.
물론, 하나의 모터에 대해 진단, 즉 구속 발생 여부의 판단이 완료되고 나면, 다음 액츄에이터의 스위치를 온(on) 시킴과 동시에 그 액츄에이터의 모터를 구동 상태로 제어하여 모터 구속의 진단을 실시한다.
이어 고부하로 분류된 모터의 진단이 모두 완료되고 나면, 진단 전류값을 고부하용에서 저부하용으로 변경한 뒤, 저부하로 분류된 우측의 모터 2개에 대해 저부하용 진단 전류값을 사용하여 모터 구속의 진단을 실시한다.
이 역시 저부하로 분류된 모터 2개에 대해 정해진 순서대로 순차적인 모터 구속의 진단 및 판단을 하며, 각각의 전류감지회로부로부터 입력되는 전류신호를 변경된 저부하용 진단 전류값과 비교하여, 전류신호의 전류값이 저부하용 진단 전류값보다 높을 경우 해당 모터의 구속이 발생한 것으로 판단한다.
또한, 이후 다시 고부하로 분류된 모터에 대해 모터 구속의 진단을 실시해야 할 경우, 제어기는 진단 전류값을 저부하용에서 다시 고부하용으로 변경한 뒤 고부하로 분류된 모터들에 대해 일괄적인 구속 진단을 실시한다.
이와 같이 하여, 본 발명에 따른 모터 구속 진단 장치에 의하면, VCC 전원에 대해 모터와 병렬로 접속되는 저항을 구비하여 접지단에 연결하고, 모터 연결 회로와 저항 연결 회로 사이의 전압에 해당하는 전류신호를 출력하는 전류감지회로부를 구비하여, 제어기가 상기 전류감지회로부에서 출력되는 전류신호의 전류값을 설정된 진단 전류값과 비교하여 모터 구속 여부를 판단하도록 구성됨으로써, 모터 구속 발생 여부를 짧은 시간 안에 신속하고 정확히 진단할 수 있는 효과가 있게 된다.
또한, 진단 대상의 액츄에이터들에 구비된 저항 연결 회로를 하나의 저항으로 연결하여 액츄에이터들의 각 모터 구속 진단 회로가 하나의 저항을 공동으로 이용할 수 있도록 하고, 제어기에 액츄에이터의 모터들에 대한 구속 판단 순서를 최적화하여 설정해둠으로써, 보다 효율적인 진단이 이루어질 수 있게 된다.
이상으로 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였는바, 본 발명의 권리범위가 이에 한정되는 것이 아니며, 다음의 특허청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당 업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 포함된다.
9 : 모터 연결 회로
10a, 10b, 10c : 도어 액츄에이터
11 : 모터
20 : 모터 드라이버
40 : 전류감지회로부
41 : 저항 연결 회로
42 : 저항
43 : 스위치
44 : 제1회로
45 : 제2회로

Claims (10)

  1. 삭제
  2. 차량 공조장치의 제1도어 액츄에이터에서 접지단으로 연결되는 저항;
    VCC 전원단으로부터 상기 저항으로 연결되는 저항 연결 회로;
    상기 저항 연결 회로에 설치되는 스위치;
    VCC 전원단으로부터 모터 드라이버를 통해 제1도어 액츄에이터의 모터로 연결되는 모터 연결 회로와, 상기 저항 연결 회로로부터 각각 분기되는 제1회로 및 제2회로;
    상기 제1회로 및 제2회로가 입력단으로 연결되어 모터 연결 회로와 저항 연결 회로 사이의 전압값에 해당하는 전류신호를 출력하는 전류감지회로부; 및
    상기 모터를 구동 상태로 제어하고 스위치를 온(on) 시킨 상태에서 전류감지회로부에서 출력되는 전류신호의 전류값을 미리 설정된 진단 전류값과 비교하여 상기 모터의 구속(Stall) 여부를 진단하는 제어기를 포함하고,
    상기 제어기는 전류감지회로부에서 출력되는 전류신호의 전류값이 진단 전류값보다 높을 경우 모터의 구속이 발생한 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 공조 액츄에이터의 모터 구속 진단 장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 제1도어 액츄에이터를 포함하여 모터 구속 진단 대상인 복수 개의 도어 액츄에이터를 가지는 공조장치에서 상기 제1도어 액츄에이터를 제외한 나머지 각 도어 액츄에이터마다 VCC 전원단으로부터 상기 제1도어 액츄에이터의 저항으로 연결되는 저항 연결 회로가 구비되고,
    상기 나머지 각 도어 액츄에이터의 저항 연결 회로에 스위치가 설치되며,
    상기 나머지 각 도어 액츄에이터에서 모터 연결 회로와 저항 연결 회로로부터 분기된 제1회로 및 제2회로가 전류감지회로부의 입력단으로 연결되고,
    상기 제어기가 나머지 각 도어 액츄에이터 중 선택된 하나에 대하여 모터를 구동 상태로 제어하면서 저항 연결 회로의 스위치를 온(on) 시킨 상태로 전류감지회로부에서 출력되는 전류신호의 전류값을 미리 설정된 진단 전류값과 비교하여 모터 구속 여부를 진단하도록 된 것을 특징으로 하는 공조 액츄에이터의 모터 구속 진단 장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 제어기는 전류감지회로부에서 출력되는 전류신호의 전류값이 진단 전류값보다 높을 경우 모터의 구속이 발생한 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 공조 액츄에이터의 모터 구속 진단 장치.
  5. 청구항 3에 있어서,
    상기 전류감지회로부가 모터 구속 진단 대상인 복수 개의 도어 액츄에이터마다 개별 구비되는 것을 특징으로 하는 공조 액츄에이터의 모터 구속 진단 장치.
  6. 청구항 3에 있어서,
    상기 제어기에 상기 모터 구속 진단 대상인 복수 개의 도어 액츄에이터에 대하여 모터 구속 진단을 위한 진단 순서가 설정되고, 상기 제어기가 설정된 순서에 따라 순차적으로 상기 복수 개의 도어 액츄에이터에 대한 모터 구속을 진단하는 것을 특징으로 하는 공조 액츄에이터의 모터 구속 진단 장치.
  7. 청구항 3에 있어서,
    상기 복수 개의 도어 액츄에이터가 상대적으로 높은 토크값이 요구되는 고부하 도어 액츄에이터와, 상대적으로 낮은 토크값이 요구되는 저부하 도어 액츄에이터로 분류되어 제어기에 설정되고, 상기 고부하 도어 액츄에이터의 모터 구속을 판단하기 위한 고부하용 진단 전류값과, 상기 저부하 도어 액츄에이터의 모터 구속을 판단하기 위한 저부하용 진단 전류값이 제어기에 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 공조 액츄에이터의 모터 구속 진단 장치.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 제어기는 고부하와 저부하로 분류된 상기 복수 개의 도어 액츄에이터 중 한 분류로 설정된 도어 액츄에이터들에 대해 모터 구속 진단을 설정된 순서에 따라 순차적으로 실시하고, 진단 전류값을 변경하여 나머지 다른 분류의 도어 액츄에이터들에 대해 모터 구속 진단을 설정된 순서에 따라 순차적으로 실시하도록 된 것을 특징으로 하는 공조 액츄에이터의 모터 구속 진단 장치.
  9. 청구항 7 또는 청구항 8에 있어서,
    상기 고부하로 분류되는 도어 액츄에이터는 온도조절도어 액츄에이터와 풍량조절도어 액츄에이터를 포함하고, 상기 저부하로 분류되는 도어 액츄에이터는 내/외기 도어 액츄에이터와 제습 도어 액츄에이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 공조 액츄에이터의 모터 구속 진단 장치.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 저부하로 분류되는 도어 액츄에이터는 차량의 후석 콘솔 또는 후속 플로어로 토출되는 공기를 제어하는 도어의 액츄에이터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공조 액츄에이터의 모터 구속 진단 장치.

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