KR101691211B1 - 하이브리드/전기자동차의 온도센서 고장진단 장치 및 그 방법 - Google Patents

하이브리드/전기자동차의 온도센서 고장진단 장치 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 인버터의 온도를 검출하기 위한 IVT 온도센서와, 인버터의 쿨링 플레이트에 부착되어 쿨링 플레이트의 온도를 검출하기 위한 쿨링 플레이트 온도센서; 및 IVT 온도센서 및 쿨링 플레이트 온도센서로부터 검출값을 인가받으며, 모터 토크를 기반으로 온도예측모델을 통해 연산된 인버터 온도추정값을 실제 검출값과 비교하여 인버터 자체 고장 또는 단선 및 단락을 판단하는 MCU로 구성된 것을 특징으로 한다.

Description

하이브리드/전기자동차의 온도센서 고장진단 장치 및 그 방법{FAULT DIAGNOSIS APPARATUS OF THERMAL SENSOR FOR HYBRID AND ELECTRONIC VEHICLE AND METHOD OF THE SAME}
본 발명은 하이브리드/전기자동차의 온도센서 고장진단 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 온도 예측모델을 기반으로 모터의 토크에 따른 전류 및 전압으로 온도의 변화를 미리 예측함으로써 예측 온도와 온도센서의 검출 온도값을 비교하여 온도센서의 고장 유무를 신속하고 정확하게 판단할 수 있도록 한 하이브리드/전기자동차의 온도센서 고장진단 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
종래의 하이브리드 자동차 또는 전기자동차의 경우에는 인버터와 모터의 온도를 측정하는 전형적인 NTC 온도센서를 활용한 고장진단장치가 구비되어져 있다.
도 1a, 1b, 2는 종래의 온도센서 고장진단 장치의 구성을 도시한 도면, 도 2는 종래의 온도센서 고장진단 장치의 신호흐름을 도시한 플로우챠트이다.
이를 참조하면, 종래의 전기차량 및 하이브리드 차량에 구비된 온도센서 고장진단장치(2)는 인버터 온도센서(10)의 고장 진단을 검출하기 위해 NTC 온도센서(모터 온도센서임: 6) 및 IVT 온도센서(인버터 온도센서임: 10)가 구성되어져 있다.
또한, 종래의 고장진단장치(2)는 NTC 온도센서(6) 및 IVT 온도센서(10)로부터 온도값을 인가받아 단선이나 단락 여부를 판단함으로써 센서 고장여부를 감시하는 MCU(12)가 구비되어져 있다.
온도센서의 구성은 도 2에 도시된 바와 같은 바, 인버터(8)의 온도에 따라 Rinv에 전압(Vinv)이 인가되며, 모터(4)의 온도에 따라 Rmotor에 전압(Vmotor)가 인가된다. 인가된 전압 Vmotor와 Vinv는 인버터의 MCU(12)에서 ADC(미도시)를 통해 데이터 값으로 변환되며, 이는 MCU(12) 내부에 구비된 온도-전압 특성맵을 통해 온도값으로 변환하여 사용된다. 따라서, 온도센서(10,6)로 측정된 인버터와 모터의 온도값은 단선/단락을 판단하는데 사용된다.
도 3은 종래의 온도센서 고장진단 장치의 신호흐름을 도시한 플로우챠트, 도 4는 종래의 온도센서 고장진단 장치에 탑재된 온도특성맵을 도시한 그래프이다.
먼저, 종래의 온도센서 고장진단 장치(2)에 포함된 NTC 온도센서(6) 및 IVT 온도센서(10)는 각각 온도값을 검출하여 상기 MCU(12)로 전송한다. 그러면, 상기 MCU(12)는 온도값을 인가받아 단선이나 단락 여부를 판단한다.
보다 상세하게, 상기 MCU(12)는 모터 온도가 기준온도 이상인지를 판단하여, 이상인 경우 모터가 정상 작동하는 것으로 판단하고, 다음으로 인버터(8)의 온도가 고장 온도제한 상향값(H)을 초과하였는 지를 판단하며, 고장 온도제한 상향값을 초과한 경우라면 일정 시간 단선상태가 유지되는 지를 판단한다.
일정시간 단선상태가 유지되면, 상기 MCU(12)는 해당 인버터(8)의 온도센서(10)가 단선인 것으로 판단한다.
반면에, 상기 MCU(12)는 모터 온도가 기준온도 이상인지를 판단하여, 이상인 경우 모터가 정상 작동하는 것으로 판단하고, 다음으로 인버터(8)의 온도가 고장 온도제한 하향값(L)을 하회하는 지를 판단하며, 고장 온도제한 하향값을 하회한 경우라면 일정 시간 단락상태가 유지되는 지를 판단한다.
일정시간 단락상태가 유지되면, 상기 MCU(12)는 해당 인버터(8)의 온도센서(10)가 단락인 것으로 판단한다. 이는 상기 MCU(12) 내부에 탑재된 온도특성맵에서 저항이 가장 큰 경우 대응하는 전압값으로 온도가 계산되는 것으로 해당 온도특성은 단락시의 온도특성과 동일하므로 단락으로 판단한 것이다.
위의 단선 및 단락상태를 제외한 상황은 인버터의 온도센서가 정상으로 동작되는 것으로 판단한다.
상기한 기술구성은 본 발명의 이해를 돕기 위한 배경기술로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 널리 알려진 종래기술을 의미하는 것은 아니다.
종래의 온도센서 고장진단장치는 상온 즉, 모터 온도센서를 기준으로 인버터 온도센서의 고장을 판단하는 방식으로, 모터가 저온에서 동작하는 경우 또는 모터의 온도센서가 단락인 경우라면 인버터 온도센서의 고장을 판단하는 알고리즘은 동작하지 않으며, 모터의 온도센서가 고장인 경우와 무관하게 상시 인버터 온도센서는 정상으로 판단한다는 문제가 있었다.
또한, 도 2에 도시된 바와 같이 인버터 온도센서(10)에 구비된 저항이 물리적인 원인으로 단선된 경우라면 인버터 온도센서(10)가 고장이더라도 정상으로 판단하는 경우기 발생된다는 문제가 있었다.
본 발명은 전술한 문제점을 개선하기 위해 창안된 것으로서, 온도 예측모델을 기반으로 모터의 토크에 따른 전류 및 전압으로 온도의 변화를 미리 예측함으로써 예측 온도와 온도센서의 검출 온도값을 비교하여 온도센서의 고장 유무를 신속하고 정확하게 판단할 수 있도록 한 하이브리드/전기자동차의 온도센서 고장진단 장치 및 그 방법을 제공함에 그 목적이 있다.
본 발명에 의한 하이브리드/전기자동차의 온도센서 고장진단 장치는 인버터의 온도를 검출하기 위한 IVT 온도센서와; 인버터의 쿨링 플레이트에 부착되어 쿨링 플레이트의 온도를 검출하기 위한 쿨링 플레이트 온도센서와; IVT 온도센서 및 쿨링 플레이트 온도센서로부터 검출값을 인가받으며, 모터 토크를 기반으로 온도예측모델을 통해 연산된 인버터 온도추정값을 실제 검출값과 비교하여 인버터 자체 고장 또는 단선 및 단락을 판단하는 MCU로 구성된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 온도예측모델은 인버터와 쿨링 플레이트 사이의 열저항으로부터 인버터의 손실을 고려하여 쿨링 플레이트 온도에서 인버터의 온도를 추정하는 모델인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 인버터 손실은 인버터 스위칭 손실/도통 손실, 다이오드 스위칭 손실/도통 손실, 커패시터 도통손실이며, 아래의 식에 의해 연산되는 것을 특징으로 한다.
(전력손실모델식)
Figure 112010079871704-pat00001
(온도변화예측모델식)
Figure 112010079871704-pat00002
본 발명에 의한 하이브리드/전기자동차의 온도센서 고장진단 방법은 인버터 온도센서로부터 온도값을 인가받는 제 1단계와; 인버터 온도를 추정하는 제 2단계와; 인버터 손실이 기준손실보다 작은지를 판단하는 제 3단계와; 인버터 온도가 설정온도 범위인지의 여부를 판단하는 제 4단계와; 인버터 온도가 설정온도 범위 이외인 경우, 일정시간 단선 또는 단락 상태인지를 판단하는 제 5단계와; 인버터 온도센서가 단선 또는 단락으로 인한 고장인 것으로 판단하는 제 6단계와; 인버터 손실이 기준손실보다 큰 경우, 실제 온도변화량과 예측된 온도변화량의 차이가 에러허용치보다 큰 지를 판단하는 제 7단계와; 에러허용치보다 큰 경우, 그 상태가 일정시간동안 유지되는 지를 판단하는 제 8단계와; 에러허용치보다 크고 그 상태가 일정시간 지속되는 경우 인버터 온도센서 고장인 것으로 판단하는 제 9단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 하이브리드/전기자동차의 온도센서 고장진단 방법이 제공된다.
본 발명의 상기 제 5단계는 인버터 온도가 설정온도 제한값을 초과하는 경우 단선상태라고 판단하는 단계와; 인버터 온도가 설정온도 제한값을 하회하는 경우 단락상태라고 판단하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 하이브리드/전기자동차의 온도센서 고장진단 방법이 제공된다.
본 발명은 온도변화예측모델을 이용하여 모터의 토크로부터 인버터 손실값을 연산하고, 그 인버터 손실값과 열저항을 통해 이론 온도값을 산출함으로써 실제 온도검출값과 비교하여 센서의 고장유무를 추가적으로 판단할 수 있게 하여 인버터 온도센서의 고장유무를 매우 정확하게 판단할 수 있다는 장점이 있고, 고장판단에 대한 에러를 방지할 수 있다는 장점이 있다.
도 1a, 1b, 2는 종래의 온도센서 고장진단 장치의 구성을 도시한 도면이다.
도 2는 종래의 온도센서의 구성을 도시한 회로도이다.
도 3은 종래의 온도센서 고장진단 장치의 신호흐름을 도시한 플로우챠트이다.
도 4는 종래의 온도센서 고장진단 장치에 탑재된 온도특성맵을 도시한 그래프이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 하이브리드/전기자동차의 온도센서 고장진단 장치의 구성을 도시한 블록도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 인버터 열전달 모델을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 하이브리드/전기자동차의 온도센서 고장진단 장치를 통한 인버터 온도변환 예측상태를 개략적으로 도시한 모식도이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 하이브리드/전기자동차의 온도센서 고장진단 장치의 신호흐름을 도시한 플로우챠트이다.
이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드/전기자동차의 온도센서 고장진단 장치 및 그 방법을 첨부된 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다. 이러한 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로써, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야할 것이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 하이브리드/전기자동차의 온도센서 고장진단 장치의 구성을 도시한 블록도, 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 인버터 열전달 모델을 개략적으로 도시한 도면이다.
이를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 하이브리드/전기자동차의 온도센서 고장진단 장치(20)는 온도 예측모델을 기반으로 모터의 토크에 따른 전류 및 전압으로 온도의 변화를 미리 예측함으로써 예측 온도와 온도센서의 검출 온도값을 비교하여 온도센서의 고장 유무를 신속하고 정확하게 판단할 수 있도록 한 장치이다.
보다 상세하게, 본 발명의 일실시예에 따른 하이브리드/전기자동차의 온도센서 고장진단 장치(20)는 그 내부에 인버터 온도센서(10)의 고장 진단을 검출하기 위해 NTC 온도센서(모터 온도센서임: 6) 및 IVT 온도센서(인버터 온도센서임: 10)가 구성되어져 있다.
즉, 본 발명의 일실시예에 따른 하이브리드/전기자동차의 온도센서 고장진단 장치(20)는 그 내부에 인버터(8)의 온도를 검출하기 위한 IVT 온도센서(10)와; 모터(4)의 온도를 검출하기 위한 NTC 온도센서(6)가 구비되어져 있다.
이때, 상기 인버터(8)와 모터(4)는 온도변화에 대한 상관관계가 크지 않으므로 본 발명에서는 모터(4)의 온도를 검출하기는 하지만, 인버터(8)의 온도센서(10)에 대한 고장진단의 소스로 활용하지는 않는다. 즉, 모터 온도센서(6)를 활용한 인버터 온도센서(10)의 고장판단은 수행하지 않는다.
특히, 본 발명의 일실시예에 따른 하이브리드/전기자동차의 온도센서 고장진단 장치(20)는 그 내부에 인버터(8)의 쿨링 플레이트(14)에 부착되어 쿨링 플레이트(14)의 온도를 검출하기 위한 쿨링 플레이트 온도센서(16)가 구비되어져 있다.
쿨링 플레이트 온도센서(16)는 온도예측모델링을 수행하기 위한 소스값으로 쿨링 플레이트(14)의 온도값을 활용하기 위함이며, 실제 검출된 온도값과 비교하여 인버터 온도센서(10)의 고장유무를 정확하게 판단하기 위함이다.
한편, 본 발명의 일실시예에 따른 하이브리드/전기자동차의 온도센서 고장진단 장치(20)는 그 내부에 IVT 온도센서(10) 및 쿨링 플레이트 온도센서(16)로부터 검출값을 인가받으며, 모터 토크를 기반으로 온도예측모델을 통해 연산된 인버터(8)의 온도추정값을 실제 검출값과 비교하여 인버터(8)의 자체 고장 또는 단선 및 단락을 판단하는 MCU(22)가 구비되어져 있다.
이때, 상기 MCU(22)에 탑재되어 구동되는 상기 온도예측모델은 인버터(8)와 쿨링 플레이트(14) 사이의 열저항(9)으로부터 인버터의 손실(Wloss)을 고려하여 쿨링 플레이트(14) 온도에서 인버터(8)의 온도를 추정하는 모델이다.
여기서, 상기 인버터(8) 손실은 인버터(8)의 스위칭 손실/도통 손실, 각 다이오드의 스위칭 손실/도통 손실, 커패시터(11)의 도통손실이며, 아래의 식에 의해 연산된다.
(전력손실모델식)
Figure 112010079871704-pat00003
(온도변화예측모델식)
Figure 112010079871704-pat00004
이때, Rth 는 열저항값이다.
즉, 상기 온도예측모델은 인버터의 이론 손실값과 연관된 커패시터 및 각 다이오드, 인버터를 구성하는 파워모듈(IGBT)의 이론 손실값 및 열저항값으로부터 연산할 수 있게 된다.
상기한 구성의 본 발명의 일실시예에 따른 하이브리드/전기자동차의 온도센서 고장진단 장치의 기능과 작용을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 하이브리드/전기자동차의 온도센서 고장진단 장치를 통한 인버터 온도변환 예측상태를 개략적으로 도시한 모식도, 도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 하이브리드/전기자동차의 온도센서 고장진단 장치의 신호흐름을 도시한 플로우챠트이다.
먼저, 본 발명의 일실시예에 따른 하이브리드/전기자동차의 온도센서 고장진단 장치(20)는 인버터 온도센서(10)로부터 온도값을 인가받는다.
그 상태에서, 온도변화예측모델을 통해서 인버터(8)의 온도를 추정하는 바, 단위시간 동안의 온도변화를 이론적으로 계산하기 위해 먼저 모터의 토크에 따른 전류와 전압으로 전력손실을 산출한다. 전력손실 산출방법은 앞서 설명하였으므로 생략한다.
전력손실이 연산된 경우라면 온도변화값을 산출한다.
그 상태에서, MCU(22)는 인버터 손실이 기준손실보다 작은지를 판단한다.
인버터 손실이 기준손실보다 작은 경우라면, 1차적으로 고장 가능성이 높은 경우로서, 상기 MCU(22)는 인버터 온도가 설정온도 범위인지의 여부를 판단한다.
만약, 인버터 온도가 설정온도 범위이내인 경우라면 상기 MCU(22)는 인버터 온도센서(10)는 정상으로 판단한다.
반면에, 인버터 온도가 설정온도 제한값을 초과하는 경우라면 상기 MCU(22)는 인버터 온도센서(10)가 단선상태라고 판단하며, 인버터 온도가 설정온도 제한값을 하회하는 경우 상기 MCU(22)는 상기 인버터 온도센서(10)가 단락상태라고 판단한다.
만약, 인버터 온도센서(10)가 단선 또는 단락상태를 일정시간 이상 유지한 경우라면, 상기 MCU(22)는 상기 인버터 온도센서(10)가 고장인 것으로 판단하고 경고신호를 발생한다.
반면에, 인버터 온도센서(10)가 단선 또는 단락상태를 일정시간 이상 유지하지 않은 경우라면, 상기 MCU(22)는 상기 인버터 온도센서(10)가 정상인 것으로 판단한다. 즉, 외란에 의해 인버터 온도센서(10)가 일시 오동작을 하는 경우도 있기 때문이다.
만약, 인버터 손실이 기준손실보다 큰 경우라면, 실제 온도변화량과 예측된 온도변화량의 차이가 에러허용치보다 큰 지를 판단한다.
에러허용치보다 큰 경우, 그 상태가 일정시간동안 유지되는 지를 판단하고, 에러허용치보다 크고 그 상태가 일정시간 지속되는 경우 상기 MCU(22)는 인버터 온도센서 고장인 것으로 판단한다.
반면, 인버터 손실이 기준손실보다 큰 경우라고 할지라도, 실제 온도변화량과 예측된 온도변화량의 차이가 에러허용치보다 작은 경우이거나, 에러허용치보다 크더라도 그 유지시간이 일정시간 이하인 경우라면 상기 MCU(22)는 해당 인버터 온도센서가 정상으로 판단한다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 기술이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 정해져야할 것이다.
4:모터 6:NTC 온도센서
8:인버터 10:IVT 온도센서
11:커패시터 14:쿨링 플레이트
16:쿨링 플레이트 온도센서 22:MCU

Claims (5)

  1. 인버터의 온도를 검출하기 위한 IVT 온도센서;
    인버터의 쿨링 플레이트에 부착되어 쿨링 플레이트의 온도를 검출하기 위한 쿨링 플레이트 온도센서; 및
    IVT 온도센서 및 쿨링 플레이트 온도센서로부터 검출값을 인가받으며, 모터 토크를 기반으로 온도예측모델을 통해 연산된 인버터 온도추정값을 IVT 온도센서에 의해 검출된 실제 검출값과 비교하여 인버터 자체 고장 또는 단선 및 단락을 판단하는 MCU로 구성된 것을 특징으로 하는 하이브리드/전기자동차의 온도센서 고장진단 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 온도예측모델은 인버터와 쿨링 플레이트 사이의 열저항으로부터 인버터의 손실을 고려하여 쿨링 플레이트 온도에서 인버터의 온도를 추정하는 모델인 것을 특징으로 하는 하이브리드/전기자동차의 온도센서 고장진단 장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 인버터 손실은 인버터 스위칭 손실/도통 손실, 다이오드 스위칭 손실/도통 손실, 커패시터 도통손실이며, 아래의 식에 의해 연산되는 것을 특징으로 하는 하이브리드/전기자동차의 온도센서 고장진단 장치.

    (전력손실모델식)
    Figure 112010079871704-pat00005

    (온도변화예측모델식)
    Figure 112010079871704-pat00006
  4. 인버터 온도센서로부터 온도값을 인가받는 제 1단계;
    온도예측모델을 바탕으로 모터의 토크에 따른 전류와 전압으로 인버터 손실을 연산하고 인버터 손실로 온도변화량을 예측하여 인버터 온도를 추정하는 제 2단계;
    인버터 손실이 기준손실보다 작은지를 판단하는 제 3단계;
    인버터 손실이 기준손실보다 작으면 인버터 온도가 설정온도 범위인지의 여부를 판단하는 제 4단계;
    인버터 온도가 설정온도 범위 이외인 경우, 일정시간 단선 또는 단락 상태인지를 판단하는 제 5단계;
    인버터 온도가 설정온도 범위 이외인 상태로 일정시간 이상 유지되면 인버터 온도센서가 단선 또는 단락으로 인한 고장인 것으로 판단하는 제 6단계;
    인버터 손실이 기준손실보다 큰 경우, 실제 온도변화량과 예측된 온도변화량의 차이가 에러허용치보다 큰 지를 판단하는 제 7단계;
    에러허용치보다 큰 상태가 일정시간동안 유지되는 지를 판단하는 제 8단계; 및
    에러허용치보다 큰 상태가 일정시간 지속되는 경우 인버터 온도센서 고장인 것으로 판단하는 제 9단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 하이브리드/전기자동차의 온도센서 고장진단 방법.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 제 5단계는 인버터 온도가 설정온도 제한값을 초과하는 경우 단선상태라고 판단하는 단계와;
    인버터 온도가 설정온도 제한값을 하회하는 경우 단락상태라고 판단하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 하이브리드/전기자동차의 온도센서 고장진단 방법.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20230065697A (ko) 2021-11-05 2023-05-12 박재석 고장 진단이 가능한 온도 컨트롤러 및 온도 컨트롤러의 고장 진단 방법

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9714029B2 (en) * 2012-08-31 2017-07-25 Ford Global Technologies, Llc Vehicle electric machine control strategy
KR101684129B1 (ko) * 2015-06-15 2016-12-07 현대자동차주식회사 전동식 워터펌프 다단 제어 방법
CN109990923B (zh) * 2016-06-23 2021-01-01 福州丹诺西诚电子科技有限公司 提高资源有效利用率的温度传感器的故障诊断方法及系统
KR102383437B1 (ko) * 2017-12-05 2022-04-07 현대자동차주식회사 차량 모터 제어 장치, 그를 포함한 시스템 및 그 방법
CN110286584A (zh) * 2018-03-19 2019-09-27 罗伯特·博世有限公司 机动车降温控制系统和方法
CN113125954A (zh) * 2021-04-16 2021-07-16 安徽大学 一种电动汽车驱动电机的故障诊断方法和应用
CN115389053A (zh) * 2022-08-19 2022-11-25 中国第一汽车股份有限公司 电机冷却系统的温度传感器的可信度诊断方法及装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001163065A (ja) * 1999-12-06 2001-06-19 Honda Motor Co Ltd 電子部品の冷却装置及び冷却ユニット
JP2003180095A (ja) * 2001-12-07 2003-06-27 Hitachi Unisia Automotive Ltd 電圧駆動型ｐｗｍインバータの制御装置
JP2008005615A (ja) * 2006-06-22 2008-01-10 Nissan Motor Co Ltd 電動車両のモータ出力制御装置
JP4333006B2 (ja) * 2000-07-31 2009-09-16 アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 モータ駆動装置及びモータ駆動方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001163065A (ja) * 1999-12-06 2001-06-19 Honda Motor Co Ltd 電子部品の冷却装置及び冷却ユニット
JP4333006B2 (ja) * 2000-07-31 2009-09-16 アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 モータ駆動装置及びモータ駆動方法
JP2003180095A (ja) * 2001-12-07 2003-06-27 Hitachi Unisia Automotive Ltd 電圧駆動型ｐｗｍインバータの制御装置
JP2008005615A (ja) * 2006-06-22 2008-01-10 Nissan Motor Co Ltd 電動車両のモータ出力制御装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20230065697A (ko) 2021-11-05 2023-05-12 박재석 고장 진단이 가능한 온도 컨트롤러 및 온도 컨트롤러의 고장 진단 방법

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