KR101880761B1 - Drive motor inverter for vehicle - Google Patents
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Abstract
본 발명은 차량용 구동모터의 인버터에 대한 것으로, 본 발명은 내부의 직류전원이 제1 저항 및 차량용 구동모터의 내부온도에 따라 저항이 변하는 NTC 서미스터를 거쳐 접지로 연결되는 제1 지로; 상기 직류전원이 상기 제1 저항 및 상기 NTC 서미스터 및 상기 제2 저항을 거쳐 접지로 연결되는 제2 지로; 상기 제1 지로 및 제2 지로 중 어느 하나를 선택하기 위한 제1 스위칭부; 상기 제1 저항과 상기 NTC 서미스터 사이의 절점으로부터 인가된 전압을 외부로 연결하기 위한 제1 출력경로; 상기 NTC 서미스터와 상기 제2 저항 사이의 절점으로부터 인가된 전압을 외부로 연결하기 위한 제2 출력경로; 상기 제1 스위칭부와 동기되어 동작하고 상기 제1 출력경로 및 제2 출력경로 중 어느 하나를 선택하기 위한 제2 스위칭부; 및 차량의 전원이 온(ON) 된 경우, 상기 제1 지로 및 제1 출력경로가 선택되도록 상기 제1 스위칭부 및 제2 스위칭부를 제어하고, 상기 제1 출력경로를 통해 연결된 전압을 이용하여 상기 구동모터의 내부온도 값을 산출하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의해 본 발명은 모터 내부의 고온 및 저온 영역까지 구동모터의 온도를 세밀하게 파악할 수 있어 구동모터의 내부온도에 대한 페일세이프(FAIL SAFE) 성능을 강화할 수 있다.The present invention relates to an inverter of a vehicle drive motor, in which a DC power source is connected to a ground via an NTC thermistor whose resistance changes according to an internal temperature of a vehicle driving motor and a first resistor; A second fuse to which the DC power is connected to the ground via the first resistor and the NTC thermistor and the second resistor; A first switching unit for selecting any one of the first and second fingers; A first output path for externally connecting a voltage applied from a node between the first resistor and the NTC thermistor; A second output path for externally connecting a voltage applied from a node between the NTC thermistor and the second resistor; A second switching unit operating in synchronization with the first switching unit and selecting either the first output path or the second output path; And controlling the first switching unit and the second switching unit such that the first output path and the first output path are selected when the power of the vehicle is turned on, And a control unit for calculating an internal temperature value of the driving motor. Accordingly, the present invention can closely grasp the temperature of the driving motor up to the high and low temperature regions inside the motor, thereby enhancing the FAIL SAFE performance against the internal temperature of the driving motor.
Description
본 발명은 차량용 구동모터의 인버터에 관한 것으로, 구체적으로 모터의 온도를 모니터링 하여, 모터의 페일세이프 기능을 구현하는 차량용 구동모터의 인버터에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
도 1은 종래 차량용 구동모터의 인버터가 모터의 내부 온도를 감지하여 온도센서의 단락을 검지하는 도면이다. 도 1에 도시된 '①'은 R1 풀업 저항을 거쳐 모터 내부의 NTC 서미스터를 통해 인버터로 귀환되어 흐르는 전류의 흐름을 나타낸다.FIG. 1 is a diagram showing a conventional vehicle drive motor in which an inverter senses an internal temperature of the motor to detect a short-circuit of the temperature sensor. 1 shows the current flowing through the R1 pull-up resistor to the inverter through the NTC thermistor inside the motor.
종래 차량용 구동모터의 인버터는, 온도에 따라 변화하는 NTC 서미스터의 저항과 R1 저항에 의한 '②'번과 같은 분압 전압을 입력 받아 모터 내부의 온도를 산출함으로써 모터의 온도를 모니터링 할 수 있다.The inverter of the conventional vehicle drive motor can monitor the temperature of the motor by calculating the temperature inside the motor by receiving the divided voltage such as the resistance of the NTC thermistor which changes with temperature and the resistance by the resistance of R1.
그러나, 종래 차량용 구동모터의 인버터는, NTC 서미스터를 포함한 모터의 온도센서부가 이상이 생겨 단선된 경우, 5V의 DC전압을 거의 그대로 입력 받게 된다.However, in the inverter of the conventional vehicle drive motor, when the temperature sensor part of the motor including the NTC thermistor is abnormally broken, the DC voltage of 5V is almost inputted as it is.
이와 같이 단선된 경우 인버터로 입력되는 전압은 도 2에 도시된 바와 같이 모터 내부 온도가 '0℃' 이하일 때 입력되는 전압과 동일 수준에 해당되어, 종래 차량용 구동모터의 인버터는 모터의 온도센서부가 단선된 것인지 모터 내부 온도가 '0℃' 인지 구분할 수 없는 문제를 가지고 있다. 도 2는 NTC 서미스터 온도에 따라 인버터의 제어부로 인가되는 전압의 변화를 나타낸 그래프이다.2, the voltage input to the inverter corresponds to the voltage that is input when the internal temperature of the motor is less than " 0 DEG C ", so that the inverter of the conventional vehicle- It has a problem that it can not be discriminated whether it is broken or whether the internal temperature of the motor is 0 ° C. 2 is a graph showing a change in voltage applied to the inverter control unit according to the NTC thermistor temperature.
또한, 종래 차량용 구동모터의 인버터에서 온도 감지를 위해 사용되는 NTC 서미스터는 도 2에 도시된 바와 같이, 고온의 영역에서는 세밀하게 검지할 수 있지만, 저온의 영역에서는 세밀하게 검지할 수 없는 단점을 가지고 있다.2, the NTC thermistor used for temperature sensing in the inverter of the conventional vehicle drive motor can be finely detected in a high temperature region but can not be finely detected in a low temperature region have.
본 발명의 목적은 차량용 구동모터의 온도센서의 감지 방법 및 모터온도센서의 단선 검지 방법을 개선하여 종래 모터 온도센서 단선 시 영하의 조건과 구분이 어려운 부분을 개선하고, 저가의 NTC 서미스터를 이용하여 모터 내부의 고온 및 저온 영역까지 선택적으로 세밀하게 감지하도록 개선함으로써 온도에 대한 페일세이프(FAIL SAFE) 성능을 강화할 수 있는 차량용 구동모터 인버터를 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to improve a method of detecting a temperature sensor of a vehicle drive motor and a method of detecting a disconnection of a motor temperature sensor, (FAIL SAFE) performance against temperature by selectively and finely detecting the high temperature and low temperature regions inside the motor.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 차량용 구동모터의 인버터에 관한 것으로, 본 차량용 구동모터의 인버터는 내부의 직류전원이 제1 저항 및 차량용 구동모터의 내부온도에 따라 저항이 변하는 NTC 서미스터를 거쳐 접지로 연결되는 제1 지로; 상기 직류전원이 상기 제1 저항 및 상기 NTC 서미스터 및 상기 제2 저항을 거쳐 접지로 연결되는 제2 지로; 상기 제1 지로 및 제2 지로 중 어느 하나를 선택하기 위한 제1 스위칭부; 상기 제1 저항과 상기 NTC 서미스터 사이의 절점으로부터 인가된 전압을 외부로 연결하기 위한 제1 출력경로; 상기 NTC 서미스터와 상기 제2 저항 사이의 절점으로부터 인가된 전압을 외부로 연결하기 위한 제2 출력경로; 상기 제1 스위칭부와 동기되어 동작하고 상기 제1 출력경로 및 제2 출력경로 중 어느 하나를 선택하기 위한 제2 스위칭부; 및 차량의 전원이 온(ON) 된 경우, 상기 제1 지로 및 제1 출력경로가 선택되도록 상기 제1 스위칭부 및 제2 스위칭부를 제어하고, 상기 제1 출력경로를 통해 연결된 전압을 이용하여 상기 구동모터의 내부온도 값을 산출하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention relates to an inverter of a vehicle drive motor, wherein an inverter of the vehicle drive motor is grounded via an NTC thermistor whose internal DC power source is changed in resistance according to an internal temperature of a first resistor and a vehicle drive motor, A first guide connected to the first guide; A second fuse to which the DC power is connected to the ground via the first resistor and the NTC thermistor and the second resistor; A first switching unit for selecting any one of the first and second fingers; A first output path for externally connecting a voltage applied from a node between the first resistor and the NTC thermistor; A second output path for externally connecting a voltage applied from a node between the NTC thermistor and the second resistor; A second switching unit operating in synchronization with the first switching unit and selecting either the first output path or the second output path; And controlling the first switching unit and the second switching unit such that the first output path and the first output path are selected when the power of the vehicle is turned on, And a control unit for calculating an internal temperature value of the driving motor.
상기 제어부는 상기 산출된 내부온도 값이 '0℃' 이하인 경우, 상기 제2 지로 및 제2 출력경로가 선택되도록 상기 제1 스위칭부 및 제2 스위칭부를 제어하고, 상기 제2 출력경로를 통해 연결된 전압을 이용하여 상기 구동모터의 내부온도 값을 산출할 수 있다.Wherein the controller controls the first switching unit and the second switching unit such that the second fist path and the second output path are selected when the calculated internal temperature value is equal to or lower than 0 ° C, The internal temperature value of the drive motor can be calculated using the voltage.
상기 제어부는 상기 제2 출력경로를 통해 연결된 전압이 '0V'에 도달한 경우, 상기 NTC 서미스터와 상기 제1 저항을 연결하는 제1 연결선 및 상기 NTC 서미스터와 상기 제2 저항을 연결하는 제2 연결선 중 어느 하나 또는 둘 다가 단선된 것으로 판단할 수 있다.The controller may further include a first connecting line connecting the NTC thermistor and the first resistor and a second connecting line connecting the NTC thermistor and the second resistor when the voltage connected to the second output path reaches '0V' It can be judged that either or both of them are disconnected.
이와 같이 본 발명에 따른 차량용 구동모터의 인버터는 제1 스위칭부 및 제2 스위칭부의 구동에 따라 고온 및 저온영역을 나누어 구동모터의 온도센서의 감지를 선택적으로 수행함으로써 모터 내부의 고온 및 저온 영역까지 구동모터의 온도를 세밀하게 파악할 수 있다. 이에 의해 구동모터의 내부온도에 대한 페일세이프(FAIL SAFE) 성능을 강화할 수 있다.As described above, the inverter of the vehicle drive motor according to the present invention divides the high temperature region and the low temperature region according to the driving of the first switching unit and the second switching unit to selectively detect the temperature sensor of the driving motor, The temperature of the drive motor can be grasped precisely. Thereby enhancing FAIL SAFE performance against the internal temperature of the drive motor.
또한, 본 발명에 따른 차량용 구동모터의 인버터는 모터 온도 센싱을 위한 연결선의 단선 시, 거의 '0V' 전압이 검지되기 때문에 영하의 조건과의 구분이 어렵지 않아 연결선의 단선 여부를 정확히 파악할 수 있다. In the inverter of the vehicle drive motor according to the present invention, since the voltage of almost '0V' is detected at the time of disconnection of the connection line for sensing the temperature of the motor, it is difficult to distinguish it from the condition of the sub-zero temperature.
도 1은 종래 차량용 구동모터의 인버터의 회로도이다.
도 2는 도 1의 NTC 서미스터 온도에 따라 제어부에서 감지되는 전압의 변화를 나타내는 그래프이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 구동모터의 인버터의 회로도이다.
도 4는 도 3의 차량용 구동모터의 인버터가 고온 영역을 검지하는 경우, NTC 서미스터 온도에 따라 제어부에서 감지되는 전압의 변화를 나타내는 그래프이다.
도 5는 도 3의 차량용 구동모터의 인버터가 저온 영역을 검지하는 경우, NTC 서미스터 온도에 따라 제어부에서 감지되는 전압의 변화를 나타내는 그래프이다.1 is a circuit diagram of an inverter of a conventional vehicle drive motor.
2 is a graph showing changes in the voltage sensed by the control unit according to the NTC thermistor temperature of FIG.
3 is a circuit diagram of an inverter of a vehicle drive motor according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a graph showing changes in the voltage sensed by the control unit according to the temperature of the NTC thermistor when the inverter of the vehicle drive motor of FIG. 3 detects a high temperature region.
5 is a graph showing changes in the voltage sensed by the control unit according to the NTC thermistor temperature when the inverter of the vehicle drive motor of FIG. 3 detects a low temperature region.
이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 구동모터의 인버터에 대하여 설명한다.Hereinafter, an inverter of a vehicle drive motor according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 구동모터의 인버터의 회로도이다. 도 3을 참고하면, 차량용 구동모터의 인버터(1)는 ①번 ⑤번 경로를 지나는 제1 지로, ①번 ④번 경로를 지나는 제2 지로, 제1 스위칭부(10), ②번 경로를 지나는 제1 출력경로, ③번 경로를 지나는 제2 출력경로, 제2 스위칭부(20) 및 제어부(30)로 이루어질 수 있다.3 is a circuit diagram of an inverter of a vehicle drive motor according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 3, the
제1 지로는 내부의 직류전원(5Vdc)이 제1 저항(R1) 및 차량용 구동모터의 내부온도에 따라 저항이 변하는 NTC 서미스터(40)를 거쳐 접지로 연결되는 경로이고, 제2 지로는 직류전원이 제1 저항(R1) 및 NTC 서미스터(40) 및 제2 저항(R2)을 거쳐 접지로 연결된다.The first fuse is a path through which an internal DC power source 5Vdc is connected to the ground via a first resistor R1 and an
제1 지로 및 제2 지로는 제어부(30)에 의해 제어되는 제1 스위칭부(10)의 선택에 의해 결정되는 경로이다. The first path and the second path are paths determined by the selection of the
제1 출력경로는 제1 저항(R1)과 NTC 서미스터(40) 사이의 절점으로부터 인가된 전압을 제어부(30)로 연결하고, 제2 출력경로는 NTC 서미스터(40)와 제2 저항(R2) 사이의 절점으로부터 인가된 전압을 제어부(30)로 연결한다.The first output path connects the voltage applied from the node between the first resistor R1 and the
제1 출력경로 및 제2 출력경로는 제어부(30)에 의해 제어되는 제2 스위칭부(20)의 선택에 의해 결정되는 경로이다.The first output path and the second output path are paths determined by the selection of the
제어부(30)는 본 실시예에 따른 차량용 구동모터의 인버터(1)의 전반적인 동작을 제어하고, 예를 들면 도 3에 들면 도시된 바와 같이, 온도산출모듈(32)과 단선판단모듈(34)로 구분될 수 있다.The
온도산출모듈(32)은 차량의 전원이 온(ON) 된 경우, 제1 지로 및 제1 출력경로가 선택되도록 상기 제1 스위칭부(10) 및 제2 스위칭부(20)를 제어하고, 제1 출력경로를 통해 연결된 전압을 이용하여 구동모터의 내부온도 값을 산출한다.The
이것은 구동모터의 내부온도의 고온 영역을 검지하기 위한 것으로, 도 4의 ⑨번과 같이 고온 부분의 변화율이 더 크기 때문에 고온 영역에서 온도를 세밀하게 감지할 수 있다.This is for detecting the high-temperature region of the internal temperature of the drive motor. As shown in 9 of Fig. 4, the rate of change of the high-temperature portion is larger, so that the temperature can be precisely detected in the high-temperature region.
그리고 온도산출모듈(32)은 이 산출된 내부온도 값이 '0℃' 이하인 경우, 제2 지로 및 제2 출력경로가 선택되도록 제1 스위칭부(10) 및 제2 스위칭부(20)를 제어하고, 제2 출력경로를 통해 연결된 전압을 이용하여 구동모터의 내부온도 값을 산출한다.The
이것은 구동모터의 내부온도의 저온 영역을 검지하기 위한 것으로, 도 5의 ⑧번과 같이 저온 부분의 변화율이 더 크기 때문에 저온 영역에서 온도를 세밀하게 감지할 수 있다.This is for detecting a low-temperature region of the internal temperature of the drive motor. As shown in 8 of Fig. 5, since the rate of change of the low-temperature portion is larger, the temperature can be sensed precisely in the low-temperature region.
이와 같이 본 실시예에에 따른 차량용 구동모터의 인버터(1)는 제1 스위칭부(10) 및 제2 스위칭부(20)의 구동에 따라 고온 및 저온영역을 나누어 구동모터의 온도센서의 감지를 선택적으로 수행함으로써 모터 내부의 고온 및 저온 영역까지 구동모터의 온도를 세밀하게 파악할 수 있다. 이에 의해 본 실시예에 따른 차량용 구동모터의 인버터(1)는 구동모터의 내부온도에 대한 페일세이프(FAIL SAFE) 성능을 강화할 수 있다.The
단선판단모듈(34)은 제2 출력경로를 통해 연결된 전압이 도 5의 ⑩번과 같이 '0V'에 도달한 경우, NTC 서미스터(40)와 제1 저항(R1)을 연결하는 제1 연결선 및 NTC 서미스터(40)와 제2 저항(R2)을 연결하는 제2 연결선 중 어느 하나 또는 둘 다가 단선된 것으로 판단할 수 있다. When the voltage connected through the second output path reaches '0V' in
이와 같이 본 실시예에 따른 차량용 구동모터의 인버터(1)는 모터 온도 센싱을 위한 연결선, 예를 들면 제1 연결선 및 제2 연결선의 단선 시, 거의 '0V' 전압이 검지되기 때문에 영하의 조건과의 구분이 어렵지 않아 단선 여부를 정확히 파악할 수 있다. As described above, since the
1: 차량용 구동모터의 인버터
10: 제1 스위칭부
20: 제2 스위칭부
30: 제어부
32: 온도산출모듈
34: 단선판단모듈
40: NTC 서미스터1: Inverter of driving motor for vehicle
10:
20:
30:
32: Temperature calculation module
34: Break determination module
40: NTC thermistor
Claims (3)
상기 직류전원이 상기 제1 저항 및 상기 NTC 서미스터 및 제2 저항을 거쳐 접지로 연결되는 제2 지로;
상기 제1 지로 및 제2 지로 중 어느 하나를 선택하기 위한 제1 스위칭부;
상기 제1 저항과 상기 NTC 서미스터 사이의 절점으로부터 인가된 전압을 외부로 연결하기 위한 제1 출력경로;
상기 NTC 서미스터와 상기 제2 저항 사이의 절점으로부터 인가된 전압을 외부로 연결하기 위한 제2 출력경로;
상기 제1 스위칭부와 동기되어 동작하고 상기 제1 출력경로 및 제2 출력경로 중 어느 하나를 선택하기 위한 제2 스위칭부; 및
차량의 전원이 온(ON) 된 경우, 상기 제1 지로 및 제1 출력경로가 선택되도록 상기 제1 스위칭부 및 제2 스위칭부를 제어하고, 상기 제1 출력경로를 통해 연결된 전압을 이용하여 상기 구동모터의 내부온도 값을 산출하는 제어부;를
포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 구동모터의 인버터.A first resistor whose internal DC power source is connected to the ground via a first resistor and an NTC thermistor whose resistance changes according to an internal temperature of the vehicle drive motor;
The second power supply being connected to the ground via the first resistor and the NTC thermistor and the second resistor;
A first switching unit for selecting any one of the first and second fingers;
A first output path for externally connecting a voltage applied from a node between the first resistor and the NTC thermistor;
A second output path for externally connecting a voltage applied from a node between the NTC thermistor and the second resistor;
A second switching unit operating in synchronization with the first switching unit and selecting either the first output path or the second output path; And
Wherein the control unit controls the first switching unit and the second switching unit such that the first output path and the first output path are selected when the vehicle is powered on, A control unit for calculating an internal temperature value of the motor;
And an inverter for driving the vehicle.
상기 제어부는 상기 산출된 내부온도 값이 '0℃' 이하인 경우, 상기 제2 지로 및 제2 출력경로가 선택되도록 상기 제1 스위칭부 및 제2 스위칭부를 제어하고, 상기 제2 출력경로를 통해 연결된 전압을 이용하여 상기 구동모터의 내부온도 값을 산출하는 것을 특징으로 하는 차량용 구동모터의 인버터.The method according to claim 1,
Wherein the control unit controls the first switching unit and the second switching unit such that the second fist path and the second output path are selected when the calculated internal temperature value is equal to or lower than 0 ° C, And the internal temperature value of the drive motor is calculated using a voltage.
상기 제어부는 상기 제2 출력경로를 통해 연결된 전압이 '0V'에 도달한 경우, 상기 NTC 서미스터와 상기 제1 저항을 연결하는 제1 연결선 및 상기 NTC 서미스터와 상기 제2 저항을 연결하는 제2 연결선 중 어느 하나 또는 둘 다가 단선된 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 차량용 구동모터의 인버터.3. The method of claim 2,
The controller may further include a first connecting line connecting the NTC thermistor and the first resistor and a second connecting line connecting the NTC thermistor and the second resistor when the voltage connected to the second output path reaches '0V' Of the inverter is judged to be disconnected.
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