KR102275137B1 - Obc를 이용하는 차량용 모터 제어 시스템 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 OBC를 이용하는 차량용 모터 제어 시스템은, 배터리의 구동전압을 이용하여 차량 구동용 모터를 제어하는 인버터부, 상기 배터리에 충전전압을 공급하는 OBC 회로부, 및 상기 인버터부의 고장 판단시, 상기 OBC 회로부를 통해 상기 차량 구동용 모터를 제어하도록, 상기 인버터부와 상기 차량 구동용 모터의 연결을 차단하도록 턴 오프(Turn Off) 제어되고, 상기 OBC 회로부와 상기 차량 구동용 모터를 연결하도록 턴 온(Turn On) 제어되는 스위치부를 포함한다.

Description

OBC를 이용하는 차량용 모터 제어 시스템 및 방법{VEHICLE MOTOR CONTROL SYSTEM AND METHOD USING ON BOARD CHARGER}
본 발명은 OBC를 이용하는 차량용 모터 제어 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 일례로 친환경 차량의 모터 제어용 인버터의 고장시, OBC 시스템의 토폴로지를 이용하여 모터를 정상 동작 제어하는 차량용 모터 제어 시스템 및 방법에 관한 것이다.
종래 친환경 차량은 HEV(Hybrid Electric vehicle), PHEV(Plug-in Hybrid Electric vehicle), 및 EV(Electric vehicle)와 같이 엔진 및 모터를 동시에 탑재하고, 고효율 운전을 위하여 에너지 효율 및 배기가스 절감을 최소화하는 운전전략으로 엔진 및 모터를 제어한다.
도 1은 종래 친환경 차량의 엔진 및 모터 제어 시스템의 블록도이다.
도 1을 참고하면, 종래 친환경 차량의 엔진 및 모터 제어 시스템은 각종 제어 유닛(HCU, ECU, MCU, TCU)과, 배터리 시스템(OBC, 고전압 배터리)과, 주행 시스템(엔진, 주행모터, 시동모터, 클러치, 인버터1, 인버터2, 변속기) 등을 포함할 수 있다.
종래 친환경 차량의 엔진 및 모터 제어 시스템은 차량정지 모드(STOP 모드)로 동작하는 경우, 시동모터(1)의 동작 중지를 통해 엔진(2)이 정지되고, 주행모터(3)가 정지되며, 클러치(4)가 오픈(Open) 상태로 유지된다.
또한, 엔진동작 모드(ENG 모드)로 동작하는 경우, 시동모터(1)의 동작 시작을 통해 엔진(2)이 동작을 시작하고, 주행모터(3)가 정지되며, 클러치(4) 클로즈(Close) 상태로 유지된다.
또한, 하이브리드 모드(HEV 모드)로 동작하는 경우, 시동모터(1)의 동작 시작을 통해 엔진(2)이 동작하고, 주행모터(3)가 동작하며, 클러치(4)가 클로즈(Close) 상태로 유지된다.
또한, 모터동작 모드(EV 모드)로 동작하는 경우, 시동모터(1)의 동작 정지를 통해 엔진(2)이 정지되고, 주행모터(3)가 동작하고, 클러치(4)가 오픈(Open) 상태로 유지된다.
상기 조건별 동작모드를 기초로 친환경 차량의 고효율 운전전략은 다음과 같다.
첫째, 저속에서는 주행모터(3)만을 제어하여 EV 모드로 주행한다.
둘째, 중속 이상에서는 클러치(4)를 접합(클로즈 상태)하여 주행모터(3)와 엔진(2)의 출력을 결합함으로써 엔진(2)과 주행모터(3)의 효율이 가장 좋은 영역에서 동작하는 HEV 모드로 주행한다.
셋째, 가속조건에서는 클러치(4)를 접합(클로즈 상태)하여 ENG 모드로 주행한다.
상기 여러 주행 조건 중에서 엔진동작이 활성화되는 ENG 및 HEV 모드의 경우, 엔진(2) 동작을 위한 시동모터(1)를 제어하는 3상 인버터(인버터2)의 고장 발생시, 정상적인 ENG 및 HEV 제어를 수행할 수 없어 차량주행이 불가능하게 되는 현상이 발생할 수 있다.
한편, 종래 친환경 차량의 엔진 및 모터 제어 시스템은 시동모터 및 주행모터를 구동하기 위한 용도의 고전압 배터리와 상용 전원을 공급받아 고전압 배터리를 충전하기 위한 용도의 OBC(On Board Charger) 시스템이 구비된다.
OBC 시스템은 상용 전원을 교류에서 직류로 변환하는 PFC(Power Factor Correction) 회로와 직류전원을 고압 배터리의 충전에 적합한 전압으로 승강압하여 출력하는 직류-직류 컨버터(DC-DC Converter)를 포함한다.
대한민국 공개특허공보 제10-2006-0083732호
본 발명자는 PFC 회로와 직류-직류 컨버터에 토폴로지(topology)로서 풀 브리지(Full bridge) 회로, 푸시풀(Push-pull) 회로 또는 하프브리지(Half-bridge) 회로 등이 있다는 것에 착안하여 본 발명의 완성에 이르게 되었다. 즉, PFC 회로와 직류-직류 컨버터의 토폴로지를 이용하여 모터 제어를 위한 인버터의 회로 구성을 구현할 수 있을 것이다.
이에 본 발명은, 친환경 차량에서 모터를 제어하는 3상 인버터의 고장이 발생하는 경우에도 OBC의 토폴로지를 이용하여 모터를 정상동작 시킬 수 있는 OBC를 이용하는 차량용 모터 제어 시스템 및 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 OBC를 이용하는 차량용 모터 제어 시스템은, 배터리의 구동전압을 이용하여 차량 구동용 모터를 제어하는 인버터부; 상기 배터리에 충전전압을 공급하는 OBC 회로부; 및 상기 인버터부의 고장 판단시, 상기 OBC 회로부를 통해 상기 차량 구동용 모터를 제어하도록, 상기 인버터부와 상기 차량 구동용 모터의 연결을 차단하도록 턴 오프(Turn Off) 제어되고, 상기 OBC 회로부와 상기 차량 구동용 모터를 연결하도록 턴 온(Turn On) 제어되는 스위치부;를 포함한다.
상기 OBC 회로부는, 교류전원부의 교류전압을 직류전압으로 변환하는 PFC 회로; 및 상기 PFC 회로의 직류전압을 전달받는 1차측 스위칭 회로와, 상기 1차측 스위칭 회로의 직류전압을 상기 배터리에 공급하는 2차측 정류 필터링 회로를 포함하는 컨버터 회로;를 포함할 수 있다.
상기 스위치부는, 상기 인버터부와 상기 배터리의 연결을 해제하도록 턴 오프(Turn Off) 제어되는 제1 스위치, 상기 인버터부와 상기 차량 구동용 모터의 연결을 해제하도록 턴 오프(Turn Off) 제어되는 제2, 제3, 제4 스위치, 상기 PFC 회로와 상기 1차측 스위칭 회로를 상기 모터에 연결하도록 턴 온(Turn On) 제어되는 제5, 제6 및 제7 스위치를 포함할 수 있다.
상기 스위치부는, 상기 배터리의 양단을 상기 1차측 스위칭 회로에 연결하도록 턴 온(Turn On) 제어되는 제1 및 제2 OBC 스위치, 및 상기 교류전원부의 일단과 상기 PFC 회로의 연결을 차단하도록 턴 오프(Turn Off)제어되는 제3 OBC 스위치를 더 포함할 수 있다.
상기 PFC 회로는, 상기 교류전원부의 일단에 연결되는 인덕터; 서로 직렬 연결되는 제1, 제2 PFC 스위칭 소자를 포함하고, 상기 제1, 제2 PFC 스위칭 소자의 사이에 상기 교류전원부의 타단이 연결되는 제1 PFC 폴 회로와, 서로 직렬 연결되는 제3, 제4 PFC 스위칭 소자를 포함하고, 상기 제3, 제4 PFC 스위칭 소자의 사이에 상기 인덕터가 연결되는 제2 PFC 폴 회로를 포함하는 PFC H-브릿지 회로; 및 상기 제1, 제2, 제3, 제4 PFC 스위칭 소자의 스위칭 동작에 따라 상기 교류전원부의 교류전압을 직류전압으로 충전하는 커패시터;를 포함할 수 있다.
상기 1차측 스위칭 회로는, 1차측 코일과, 상기 1차측 코일에 직류전압을 전달하는 LC 직렬 공진 회로와, 서로 직렬 연결되는 제1, 제2 모스펫 소자를 포함하고, 상기 제1, 제2 모스펫 소자의 사이에 상기 LC 직렬 공진 회로가 연결되는 좌측 폴 회로와, 서로 직렬 연결되는 제3, 제4 모스펫 소자를 포함하고, 상기 제3, 제4 모스펫 소자의 사이에 상기 1차측 코일이 연결되는 우측 폴 회로를 포함하는 1차측 H-브릿지 회로를 포함할 수 있다.
상기 제5 스위치는, 상기 1차측 스위칭 회로의 우측 폴 회로와 상기 모터의 제1 상을 연결하고, 상기 제6 스위치는 상기 PFC 회로의 H-브릿지 회로의 제1 PFC 폴 회로와 상기 모터의 제2 상을 연결하고, 상기 제7 스위치는 상기 PFC 회로의 H-브릿지 회로의 제2 PFC 폴 회로와 상기 모터의 제3 상을 연결할 수 있다.
상기 차량 구동용 모터는 3상 모터일 수 있다.
상기 2차측 정류 필터링 회로는, 상기 1차측 스위칭 회로의 1차측 코일로부터 직류전압을 전달받는 2차측 코일과, 상기 2차측 코일의 직류전압을 정류하는 2차측 정류 회로와, 상기 2차측 정류 회로로부터 정류된 직류전압을 필터링하여 상기 배터리에 공급하는 필터링 회로를 포함할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 OBC를 이용하는 차량용 모터 제어 방법은, PFC 회로와 컨버터 회로를 포함하는 OBC를 이용한 모터 제어 방법에 있어서, 모터 제어용 인버터의 고장 판단시, 상기 인버터와 모터의 연결을 해제하는 스위치 오프(Off) 단계; 상기 PFC 회로와 상기 컨버터 회로를 상기 모터에 연결하는 스위치 온(On) 단계; 및 모터 제어 신호에 따라, 상기 PFC 회로와 상기 컨버터 회로에 구비되는 스위칭 소자를 이용하여 모터 제어를 수행하는 모터 제어 단계;를 포함한다.
상기 모터 제어 단계는, 상기 PFC 회로와 상기 컨버터 회로의 적어도 일부 구성을 상기 인버터에 대응하는 회로로 구현하여 모터 제어를 수행할 수 있다.
상기 모터 제어 신호는 공간벡터 PWM 신호일 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 OBC를 이용하는 차량용 모터 제어 방법에 의하면, 친환경 차량에서 모터 제어용 인버터가 고장이 발생하는 경우에도 OBC의 토폴로지를 이용하여 시동 모터의 정상 동작 제어가 가능한 효과가 있다.
도 1은 종래 친환경 차량의 엔진 및 모터 제어 시스템의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 OBC를 이용하는 차량용 모터 제어 시스템의 회로도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 OBC를 이용하는 차량용 모터 제어 시스템의 모터 제어를 위한 신호 흐름을 보여주는 제1 도면이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 OBC를 이용하는 차량용 모터 제어 시스템의 모터 제어를 위한 신호 흐름을 보여주는 제2 도면이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 OBC를 이용하는 차량용 모터 제어 시스템의 모터 제어를 위한 신호 흐름을 보여주는 제3 도면이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 OBC를 이용하는 차량용 모터 제어 시스템의 모터 제어를 위한 신호 흐름을 보여주는 제4 도면이다.
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 OBC를 이용하는 차량용 모터 제어 시스템의 모터 제어를 위한 신호 흐름을 보여주는 제5 도면이다.
도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 OBC를 이용하는 차량용 모터 제어 시스템의 모터 제어를 위한 신호 흐름을 보여주는 제6 도면이다.
도 9는 PFC 동작 모드에 따른 신호 흐름을 보여주는 제1 도면이다.
도 10은 PFC 동작 모드에 따른 신호 흐름을 보여주는 제2 도면이다.
도 11은 PFC 동작 모드에 따른 신호 흐름을 보여주는 제3 도면이다.
도 12는 PFC 동작 모드에 따른 신호 흐름을 보여주는 제4 도면이다.
도 13은 컨버터 동작 모드에 따른 신호 흐름을 보여주는 제1 도면이다.
도 14는 컨버터 동작 모드에 따른 신호 흐름을 보여주는 제2 도면이다.
도 15는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 OBC를 이용하는 차량용 모터 제어 방법의 순서도이다.
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, 이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 OBC를 이용하는 차량용 모터 제어 시스템의 회로도이다.
도 2를 참고하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 OBC를 이용하는 차량용 모터 제어 시스템(10)은, 인버터부(100), OBC 회로부(200), 및 스위치부를 포함한다. 여기서, 스위치부는 제1 스위치(SW1), 제2 스위치(SW2), 제3 스위치(SW3), 제4 스위치(SW4), 제5 스위치(SW5), 제6 스위치(SW6), 제7 스위치(SW7)를 포함한다. 또한 스위치부는 제1 OBC 스위치(SV1), 제2 OBC 스위치(SV2), 및 제3 OBC 스위치(SV3)를 포함할 수 있다.
인버터부(100)는 배터리(BATT)의 구동전압을 이용하여 차량 구동용 모터(HSG)를 구동한다. 인버터부(100)는 차량 구동용 모터(HSG)를 제어하기 위한 복수의 스위칭 소자(SC1, SC2, SC3, SC4, SC5, SC6)를 포함할 수 있다. 여기서, 차량 구동용 모터(HSG)는 엔진동작을 위한 3상 시동모터일 수 있다. 또한, 본 발명은 차량 구동용 모터(HSG)가 차량 주행을 위한 주행모터인 경우에도 적용될 수 있다.
인버터부(100)는 차량 구동용 모터(HSG)를 제어하기 위한 공간벡터 PWM 제어 신호를 MCU(미도시)로부터 전달받을 수 있다. 인버터부(100)는 공간벡터 PWM 제어 신호에 따라 복수의 스위칭 소자(SC1, SC2, SC3, SC4, SC5, SC6)를 온/오프(On/Off) 제어할 수 있다. 인버터부(100)는 복수의 스위칭 소자(SC1, SC2, SC3, SC4, SC5, SC6)의 스위칭 동작에 따라 배터리(BATT)의 직류전압을 교류전압으로 변환하여 차량 구동용 모터(HSG)에 인가할 수 있다.
한편, 차량 구동용 모터(HSG)는 별도의 전류센서(미도시)에 의해 3상 전류가 측정된다. 측정된 3상 전류는 차량 구동용 모터(HSG)의 제어에 이용된다. 또한, 측정된 3상 전류는 인버터부(100)의 고장 판단에 이용될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 3상 전류의 합이 0 이 아닌 경우, 인버터부(100)는 고장으로 판단될 수 있다. 인버터부(100)의 고장 판단은 이에 한정되는 것이 아니고, 이미 알려진 다양한 방식으로 이루어질 수 있다.
인버터부(100)는 고장으로 판단되는 경우, 배터리(BATT)의 직류전압을 차량 구동용 모터(HSG)에 인가하는 것을 중단한다. 인버터부(100)의 동작 중단은 후술할 스위치부의 제1 스위치(SW1), 제2 스위치(SW2), 제3 스위치(SW3), 및 제4 스위치(SW4)의 턴 오프(Turn Off) 동작에 의해 이루어질 수 있다.
OBC 회로부(200)는 평상시 배터리(BATT)에 충전전압을 공급한다. OBC 회로부(200)는 인버터부(100)의 고장 판단시, 인버터부(100)를 대체하여 차량 구동용 모터(HSG)를 제어할 수 있다. OBC 회로부(200)는 내부 회로의 일부 구성이 인버터부(100)의 회로 구성과 동일하게 구현됨으로써 차량 구동용 모터(HSG)를 제어할 수 있다.
이하에서는, OBC 회로부(200)의 구성을 먼저 설명하고, OBC 회로부(200)를 이용한 모터 제어 방법은 도 3 내지 도 8을 통해 후술한다.
OBC 회로부(200)는 PFC 회로(210)와 컨버터 회로(220)를 포함할 수 있다.
PFC 회로(210)는 상용전력계통인 교류전원부(AC)의 교류전압을 직류전압으로 변환할 수 있다. 이를 위해 PFC 회로(210)는 인덕터(L1), PFC H-브릿지 회로(211), 및 커패시터(C1)를 포함하여 구성될 수 있다.
인덕터(L1)는 교류전원부(AC)의 일단에 연결된다. 여기서, 인덕터(L1)와 교류전원부(AC)의 일단 사이에 제3 OBC 스위치(SV3)가 구비될 수 있다. 여기서, 제3 OBC 스위치(SV3)는 평상시 턴 온(Turn On) 상태를 유지하고, 인버터부(100)의 고장 판단시 턴 오프(Turn Off)되어 인덕터(L1)와 교류전원부(AC)의 연결을 차단할 수 있다.
PFC H-브릿지 회로(211)는 제1 PFC 폴 회로(211a)와 제2 PFC 폴 회로(211b)를 포함할 수 있다.
제1 PFC 폴 회로(211a)는 서로 직렬 연결되는 제1 PFC 스위칭 소자(Sb1)와, 제2 PFC 스위칭 소자(Sb2)를 포함할 수 있다. 제1 PFC 스위칭 소자(Sb1)와, 제2 PFC 스위칭 소자(Sb2)는 모스펫(MOSFET)일 수 있다. 제1 PFC 스위칭 소자(Sb1)와 제2 PFC 스위칭 소자(Sb2)의 사이에는 교류전원부(AC)의 타단이 연결될 수 있다. 또한, 제1 PFC 스위칭 소자(Sb1)와 제2 PFC 스위칭 소자(Sb2)의 사이에는 제6 스위치(SW6)가 연결될 수 있다. 여기서, 제6 스위치(SW6)는 제1 PFC 폴 회로(211a)를 차량 구동용 모터(HSG)의 제2 상(V 상)에 연결시키는데 이용될 수 있다. 제6 스위치(SW6)는 제1 PFC 폴 회로(211a)를 차량 구동용 모터(HSG)에 연결하도록 턴 온(Turn On) 동작할 수 있다.
제2 PFC 폴 회로(211b)는 서로 직렬 연결되는 제3 PFC 스위칭 소자(Sb3)와, 제4 PFC 스위칭 소자(Sb4)를 포함할 수 있다. 제3 PFC 스위칭 소자(Sb3)와, 제4 PFC 스위칭 소자(Sb4)는 모스펫(MOSFET)일 수 있다. 제3 PFC 스위칭 소자(Sb3)와 제4 PFC 스위칭 소자(Sb4)의 사이에는 인덕터(L1)가 연결될 수 있다. 제2 PFC 폴 회로(211b)는 제1 PFC 폴 회로(211a)에 병렬 연결되어 제1 PFC 폴 회로(211a)와 함께 H-브릿지 회로를 구성할 수 있다.
한편, 제3 PFC 스위칭 소자(Sb3)와 제4 PFC 스위칭 소자(Sb4)의 사이에는 인덕터(L1)뿐만 아니라 제7 스위치(SW7)가 연결될 수 있다. 제7 스위치(SW7)는 제2 PFC 폴 회로(211b)를 차량 구동용 모터(HSG)의 제3 상(W 상)에 연결시키는데 이용될 수 있다. 제7 스위치(SW7)는 제2 PFC 폴 회로(211b)를 차량 구동용 모터(HSG)에 연결하도록 턴 온(Turn On) 동작할 수 있다.
커패시터(C1)는 제1, 제2, 제3, 제4 PFC 스위칭 소자(Sb1, Sb2, Sb3, Sb4)의 스위칭 동작에 따라 교류전원부(AC)의 교류전압을 직류전압으로 충전할 수 있다. 커패시터(C1)는 PFC H-브릿지 회로(211)에 병렬 연결될 수 있다.
컨버터 회로(220)는 PFC 회로(210)의 직류전압을 승강압하여 배터리(BATT)에 공급하는 것으로서, 1차측 스위칭 회로(221)와, 2차측 정류 필터링 회로(223)를 포함할 수 있다.
1차측 스위칭 회로(221)는 PFC 회로(210)의 직류전압을 전달받을 수 있다. 1차측 스위칭 회로(221)는 1차측 코일(221a), LC 직렬 공진 회로(221b), 1차측 H-브릿지 회로(221c)를 포함할 수 있다.
1차측 코일(221a)은 LC 직렬 공진 회로(221b)로부터 승강압된 직류전압을 전달받아 보유할 수 있다.
LC 직렬 공진 회로(221b)는 1차측 코일(221a)에 직렬 연결되는 커패시터(C2)와, 커패시터(C2)에 직렬 연결되는 인덕터(L2)를 포함할 수 있다. LC 직렬 공진 회로(221b)는 1차측 H-브릿지 회로(221c)로부터 직류전압을 전달받아 승강압할 수 있다.
1차측 H-브릿지 회로(221c)는 좌측 폴 회로(221ca)와 우측 폴 회로(221cb)를 포함할 수 있다.
좌측 폴 회로(221ca)는 서로 직렬 연결되는 제1 모스펫 소자(Sa1)와 제2 모스펫 소자(Sa2)를 포함할 수 있다. 제1 모스펫 소자(Sa1)와 제2 모스펫 소자(Sa2)의 사이에는 LC 직렬 공진 회로(221b)의 인덕터(L2)가 연결될 수 있다.
우측 폴 회로(221cb)는 서로 직렬 연결되는 제3 모스펫 소자(Sa3)와 제4 모스펫 소자(Sa4)를 포함할 수 있다. 제3 모스펫 소자(Sa3)와 제4 모스펫 소자(Sa4)의 사이에는 1차측 코일(221a)이 연결될 수 있다.
우측 폴 회로(221cb)는 좌측 폴 회로(221ca)에 병렬 연결되어 H-브릿지 회로를 구성할 수 있다. 우측 폴 회로(221cb)는 PFC 회로(210)의 커패시터(C1)에 병렬 연결될 수 있다.
1차측 H-브릿지 회로(221c)는 제1 모스펫 소자(Sa1), 제2 모스펫 소자(Sa2), 제3 모스펫 소자(Sa3), 및 제4 모스펫 소자(Sa4)의 스위칭 동작을 통해 커패시터(C1)의 직류전압을 LC 직렬 공진 회로(221b)에 전달할 수 있다.
한편, 우측 폴 회로(221cb)의 제3 모스펫 소자(Sa3)와 제4 모스펫 소자(Sa4)의 사이에는 제5 스위치(SW5)가 연결될 수 있다. 제5 스위치(SW5)는 차량 구동용 모터(HSG)의 제1 상(U 상)에 연결되어, 우측 폴 회로(221cb)와 차량 구동용 모터(HSG)를 연결시키는데 이용될 수 있다. 제5 스위치(SW5)는 우측 폴 회로(221cb)를 차량 구동용 모터(HSG)에 연결하도록 턴 온(Turn On) 동작할 수 있다.
다른 한편, 이상에서 설명한 바 있는 우측 폴 회로(221cb), 제1 PFC 폴 회로(211a), 및 제2 PFC 폴 회로(211b)는 인버터부(100)의 회로 구성과 동일하게 구성된다.
즉, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 OBC를 이용하는 차량용 모터 제어 시스템(10)은, 인버터부(100)의 고장 판단시, 우측 폴 회로(221cb), 제1 PFC 폴 회로(211a), 제2 PFC 폴 회로(211b)를 대체 이용하여 차량 구동용 모터(HSG)를 제어할 수 있다.
2차측 정류 필터링 회로(223)는 1차측 스위칭 회로(221)의 직류전압을 승강압하여 배터리(BATT)에 공급할 수 있다. 2차측 정류 필터링 회로(223)는 2차측 코일(223a), 2차측 정류 회로(223b), 및 필터링 회로(223c)를 포함할 수 있다.
2차측 코일(223a)은 1차측 스위칭 회로(221)의 1차측 코일(221a)로부터 직류전압을 전달받을 수 있다.
2차측 정류 회로(223b)는 2차측 코일(223a)의 직류전압을 정류할 수 있다. 2차측 정류 회로(223b)는 제1 다이오드(D1), 제2 다이오드(D2), 제3 다이오드(D3), 제4 다이오드(D4)를 포함하여 H-브릿지 회로를 구성할 수 있다.
필터링 회로(223c)는 2차측 정류 회로(223b)로부터 정류된 직류전압을 필터링하여 배터리(BATT)에 공급할 수 있다. 필터링 회로(223c)는 인덕터(L3)와 커패시터(C3)를 포함할 수 있다.
인덕터(L3)는 2차측 정류 회로(223b)와 배터리(BATT)의 일단 사이에 직렬 연결될 수 있다.
커패시터(C3)는 배터리(BATT)의 양단에 병렬 연결될 수 있다.
한편, 배터리(BATT)의 일단과 우측 폴 회로(221cb)의 사이에는 제1 OBC 스위치(SV1)가 연결되고, 배터리(BATT)의 타단과 우측 폴 회로(221cb)의 사이에는 제2 OBC 스위치(SV2)가 연결될 수 있다. 제1 OBC 스위치(SV1)와 제2 OBC 스위치(SV2)는 인버터부(100)의 고장 판단시, 배터리(BATT)와 우측 폴 회로(221cb)가 직접 연결되도록 턴 온(Turn On) 동작할 수 있다.
이하에서는, 도 3 내지 도 8을 참고하여 OBC 회로부(200)를 이용한 차량 구동용 모터(HSG)의 제어에 따른 신호 흐름을 설명한다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 OBC를 이용하는 차량용 모터 제어 시스템의 모터 제어를 위한 신호 흐름을 보여주는 제1 도면이다.
도 2 및 도 3을 참고하면, OBC 회로부(200)를 이용한 차량 구동용 모터(HSG)를 제어하는 신호의 흐름을 확인할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 인버터부(100)의 고장 판단시, 제1 스위치(SW1), 제2 스위치(SW2), 제3 스위치(SW3), 및 제4 스위치(SW4)는 턴 오프(Turn Off) 동작하도록 제어된다. 이를 통해 인버터부(100)는 동작이 중지된다. 또한, 제3 OBC 스위치(SV3)는 턴 오프(Turn Off) 동작하도록 제어된다. 이를 통해 교류전원부(AC)의 교류전압의 인가가 중지된다.
반면에, 제5 스위치(SW5), 제6 스위치(SW6), 제7 스위치(SW7)는 턴 온(Trun On) 동작하도록 제어된다. 또한, 제1 OBC 스위치(SV1), 및 제2 OBC 스위치(SV2)는 턴 온(Turn On) 동작하도록 제어된다. 이를 통해 배터리(BATT)가 인버터부(100)가 아닌 OBC 회로부(200)를 통해 차량 구동용 모터(HSG)에 연결된다. 또한, 우측 폴 회로(221cb), 제1 PFC 폴 회로(211a)와 제2 PFC 폴 회로(211b) 각각은 차량 구동용 모터(HSG)의 제1 상(U 상), 제2 상(V 상), 제3 상(W 상)에 연결된다. 우측 폴 회로(221cb), 제1 PFC 폴 회로(211a)와 제2 PFC 폴 회로(211b)는 인버터부(100) 회로 구성에 대응하는 모터 제어 회로를 구현할 수 있다.
그런 다음, 모터 제어 신호에 따라 우측 폴 회로(221cb), 제1 PFC 폴 회로(211a)와 제2 PFC 폴 회로(211b) 각각의 스위칭 소자는 모터 제어를 위한 스위칭 동작을 수행할 수 있다. 모터 제어 신호는 공간벡터 PWM 제어 신호 일 수 있다.
도 3에서, 공간벡터 PWM 제어 신호에 따른 스위칭 소자의 온오프 상태는 [1, 0, 0]으로 나타난다. 즉 제3 모스펫 소자(Sa3)는 턴 온(Turn On) 상태이고, 제1 PFC 스위칭 소자(Sb1)는 턴 오프(Turn Off) 상태이고, 제3 PFC 스위칭 소자(Sb3)는 턴 오프(Turn Off) 상태이다. 이때 나머지 스위칭 소자는 반대의 상태를 유지한다. 즉 제4 모스펫 소자(Sa4)는 턴 오프(Turn Off) 상태이고, 제2 PFC 스위칭 소자(Sb2)는 턴 온(Turn On) 상태이고, 제4 PFC 스위칭 소자(Sb4)는 턴 온(Turn On) 상태이다.
이때 배터리(BATT)의 전압 신호는 제1 상(U 상)을 통해 차량 구동용 모터(HSG)에 인가된다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 OBC를 이용하는 차량용 모터 제어 시스템의 모터 제어를 위한 신호 흐름을 보여주는 제2 도면이다.
도 4에서, 공간벡터 PWM 제어 신호에 따른 스위칭 소자의 온오프 상태는 [1, 1, 0]으로 나타난다. 즉 제3 모스펫 소자(Sa3)는 턴 온(Turn On) 상태이고, 제1 PFC 스위칭 소자(Sb1)는 턴 온(Turn On) 상태이고, 제3 PFC 스위칭 소자(Sb3)는 턴 오프(Turn Off) 상태이다. 이때 나머지 스위칭 소자는 반대의 상태를 유지한다. 즉 제4 모스펫 소자(Sa4)는 턴 오프(Turn Off) 상태이고, 제2 PFC 스위칭 소자(Sb2)는 턴 오프(Turn Off) 상태이고, 제4 PFC 스위칭 소자(Sb4)는 턴 온(Turn On) 상태이다.
이때 배터리(BATT)의 전압 신호는 제1 상(U 상)과 제2 상(V 상)을 통해 차량 구동용 모터(HSG)에 인가된다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 OBC를 이용하는 차량용 모터 제어 시스템의 모터 제어를 위한 신호 흐름을 보여주는 제3 도면이다.
도 5에서, 공간벡터 PWM 제어 신호에 따른 스위칭 소자의 온오프 상태는 [0, 1, 0]으로 나타난다. 즉 제3 모스펫 소자(Sa3)는 턴 오프(Turn Off) 상태이고, 제1 PFC 스위칭 소자(Sb1)는 턴 온(Turn On) 상태이고, 제3 PFC 스위칭 소자(Sb3)는 턴 오프(Turn Off) 상태이다. 이때 나머지 스위칭 소자는 반대의 상태를 유지한다. 즉 제4 모스펫 소자(Sa4)는 턴 온(Turn On) 상태이고, 제2 PFC 스위칭 소자(Sb2)는 턴 오프(Turn Off) 상태이고, 제4 PFC 스위칭 소자(Sb4)는 턴 온(Turn On) 상태이다.
이때 배터리(BATT)의 전압 신호는 제2 상(V 상)을 통해 차량 구동용 모터(HSG)에 인가된다.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 OBC를 이용하는 차량용 모터 제어 시스템의 모터 제어를 위한 신호 흐름을 보여주는 제4 도면이다.
도 6에서, 공간벡터 PWM 제어 신호에 따른 스위칭 소자의 온오프 상태는 [0, 1, 1]으로 나타난다. 즉 제3 모스펫 소자(Sa3)는 턴 오프(Turn Off) 상태이고, 제1 PFC 스위칭 소자(Sb1)는 턴 온(Turn On) 상태이고, 제3 PFC 스위칭 소자(Sb3)는 턴 온(Turn On) 상태이다. 이때 나머지 스위칭 소자는 반대의 상태를 유지한다. 즉 제4 모스펫 소자(Sa4)는 턴 온(Turn On) 상태이고, 제2 PFC 스위칭 소자(Sb2)는 턴 오프(Turn Off) 상태이고, 제4 PFC 스위칭 소자(Sb4)는 턴 오프(Turn Off) 상태이다.
이때 배터리(BATT)의 전압 신호는 제2 상(V 상)과 제3 상(W 상)을 통해 차량 구동용 모터(HSG)에 인가된다.
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 OBC를 이용하는 차량용 모터 제어 시스템의 모터 제어를 위한 신호 흐름을 보여주는 제5 도면이다.
도 7에서, 공간벡터 PWM 제어 신호에 따른 스위칭 소자의 온오프 상태는 [0, 0, 1]으로 나타난다. 즉 제3 모스펫 소자(Sa3)는 턴 오프(Turn Off) 상태이고, 제1 PFC 스위칭 소자(Sb1)는 턴 오프(Turn Off) 상태이고, 제3 PFC 스위칭 소자(Sb3)는 턴 온(Turn On) 상태이다. 이때 나머지 스위칭 소자는 반대의 상태를 유지한다. 즉 제4 모스펫 소자(Sa4)는 턴 온(Turn On) 상태이고, 제2 PFC 스위칭 소자(Sb2)는 턴 온(Turn On) 상태이고, 제4 PFC 스위칭 소자(Sb4)는 턴 오프(Turn Off) 상태이다.
이때 배터리(BATT)의 전압 신호는 제3 상(W 상)을 통해 차량 구동용 모터(HSG)에 인가된다.
도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 OBC를 이용하는 차량용 모터 제어 시스템의 모터 제어를 위한 신호 흐름을 보여주는 제6 도면이다.
도 8에서, 공간벡터 PWM 제어 신호에 따른 스위칭 소자의 온오프 상태는 [1, 0, 1]으로 나타난다. 즉 제3 모스펫 소자(Sa3)는 턴 온(Turn On) 상태이고, 제1 PFC 스위칭 소자(Sb1)는 턴 오프(Turn Off) 상태이고, 제3 PFC 스위칭 소자(Sb3)는 턴 온(Turn On) 상태이다. 이때 나머지 스위칭 소자는 반대의 상태를 유지한다. 즉 제4 모스펫 소자(Sa4)는 턴 오프(Turn Off) 상태이고, 제2 PFC 스위칭 소자(Sb2)는 턴 온(Turn On) 상태이고, 제4 PFC 스위칭 소자(Sb4)는 턴 오프(Turn Off) 상태이다.
이때 배터리(BATT)의 전압 신호는 제1 상(U 상)과 제3 상(W 상)을 통해 차량 구동용 모터(HSG)에 인가된다.
이하에서는, 도 9 내지 도 12를 통해 OBC 회로부의 PFC 동작 모드에 따른 신호 흐름을 설명한다.
도 9는 PFC 동작 모드에 따른 신호 흐름을 보여주는 제1 도면이다.
도 9에서, 상용전력계통(교류전원부(AC))이 포지티브(Positive) 상태일 때의 제1 PFC 동작 모드에 따른 신호 흐름을 확인할 수 있다. 이때 제1 PFC 스위칭 소자(Sb1)는 턴 오프(Turn Off) 상태이고, 제3 PFC 스위칭 소자(Sb3)는 턴 오프(Turn Off) 상태이다. 이때 나머지 스위칭 소자는 반대의 상태를 유지한다. 즉 제2 PFC 스위칭 소자(Sb2)는 턴 온(Turn On) 상태이고, 제4 PFC 스위칭 소자(Sb4)는 턴 온(Turn On) 상태이다.
도 10는 PFC 동작 모드에 따른 신호 흐름을 보여주는 제2 도면이다.
도 10에서, 상용전력계통(교류전원부(AC))이 포지티브(Positive) 상태일 때의 제2 PFC 동작 모드에 따른 신호 흐름을 확인할 수 있다. 이때 제1 PFC 스위칭 소자(Sb1)는 턴 오프(Turn Off) 상태이고, 제3 PFC 스위칭 소자(Sb3)는 턴 온(Turn On) 상태이다. 이때 나머지 스위칭 소자는 반대의 상태를 유지한다. 즉 제2 PFC 스위칭 소자(Sb2)는 턴 온(Turn On) 상태이고, 제4 PFC 스위칭 소자(Sb4)는 턴 오프(Turn Off) 상태이다.
도 11는 PFC 동작 모드에 따른 신호 흐름을 보여주는 제3 도면이다.
도 11에서, 상용전력계통(교류전원부(AC))이 네거티브(Negative) 상태일 때의 제1 PFC 동작 모드에 따른 신호 흐름을 확인할 수 있다. 이때 제1 PFC 스위칭 소자(Sb1)는 턴 온(Turn On) 상태이고, 제3 PFC 스위칭 소자(Sb3)는 턴 온(Turn On) 상태이다. 이때 나머지 스위칭 소자는 반대의 상태를 유지한다. 즉 제2 PFC 스위칭 소자(Sb2)는 턴 오프(Turn Off) 상태이고, 제4 PFC 스위칭 소자(Sb4)는 턴 오프(Turn Off) 상태이다.
도 12는 PFC 동작 모드에 따른 신호 흐름을 보여주는 제4 도면이다.
도 12에서, 상용전력계통(교류전원부(AC))이 네거티브(Negative) 상태일 때의 제2 PFC 동작 모드에 따른 신호 흐름을 확인할 수 있다. 이때 제1 PFC 스위칭 소자(Sb1)는 턴 온(Turn On) 상태이고, 제3 PFC 스위칭 소자(Sb3)는 턴 오프(Turn Off) 상태이다. 이때 나머지 스위칭 소자는 반대의 상태를 유지한다. 즉 제2 PFC 스위칭 소자(Sb2)는 턴 오프(Turn Off) 상태이고, 제4 PFC 스위칭 소자(Sb4)는 턴 온(Turn On) 상태이다.
도 9 내지 도 12를 통한 OBC 회로부의 PFC 동작 모드에 따라 교류 전압의 역률 보정이 이루어질 수 있으며, 역률 보정이 이루어진 교류전압이 커패시터(C1)에 직류전압으로 충전될 수 있다.
도 9 내지 도 12에서, PFC 동작 모드에 따라 제1 OBC 스위치(SV1), 제2 OBC 스위치(SV2), 제5 스위치(SW5), 제6 스위치(SW6), 제7 스위치(SW7)는 턴 오프(Turn Off) 상태로 유지된다. 또한 제3 OBC 스위치(SV3)는 턴 온(Turn On) 상태로 유지된다.
이하에서는, 도 13 및 도 14를 통해 OBC 회로부의 PFC 동작 모드에 따른 신호 흐름을 설명한다.
도 13은 컨버터 동작 모드에 따른 신호 흐름을 보여주는 제1 도면이다.
도 13에서, 제1 컨버터 동작 모드에 따른 신호 흐름을 확인할 수 있다. 이때 제1 모스펫 소자(Sa1)는 턴 온(Turn On) 상태이고, 제3 모스펫 소자(Sa3)는 턴 오프(Turn Off) 상태이다. 이때 나머지 스위칭 소자는 반대의 상태를 유지한다. 즉 제2 모스펫 소자(Sa2)는 턴 오프(Turn Off) 상태이고, 제4 모스펫 소자(Sa4)는 턴 온(Turn On) 상태이다. 2차측 정류 필터링 회로(213)에서는 제2 다이오드(D2)와 제3 다이오드(D3)를 지나는 신호 흐름이 나타나며 배터리(BATT)의 충전이 이루어질 수 있다.
도 14는 컨버터 동작 모드에 따른 신호 흐름을 보여주는 제2 도면이다.
도 14에서, 제2 컨버터 동작 모드에 따른 신호 흐름을 확인할 수 있다. 이때 제1 모스펫 소자(Sa1)는 턴 오프(Turn Off) 상태이고, 제3 모스펫 소자(Sa3)는 턴 온(Turn On) 상태이다. 이때 나머지 스위칭 소자는 반대의 상태를 유지한다. 즉 제2 모스펫 소자(Sa2)는 턴 온(Turn On) 상태이고, 제4 모스펫 소자(Sa4)는 턴 오프(Turn Off) 상태이다. 2차측 정류 필터링 회로(213)에서는 제1 다이오드(D1)와 제4 다이오드(D4)를 지나는 신호 흐름이 나타나며 배터리(BATT)의 충전이 이루어질 수 있다.
도 13 및 도 14에서, 컨버터 동작 모드에 따라 제1 OBC 스위치(SV1), 제2 OBC 스위치(SV2), 제5 스위치(SW5), 제6 스위치(SW6), 제7 스위치(SW7)는 턴 오프(Turn Off) 상태로 유지된다.
이하에서는, 도 2 및 도 15를 참고하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 OBC 시스템을 이용한 모터 제어 방법을 설명한다.
도 15를 참고하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 OBC 시스템을 이용한 모터 제어 방법은, 스위치 오프 단계(S1510), 스위치 온 단계(S1520), 및 모터 제어 단계(S1530)를 포함한다.
스위치 오프 단계(S1510)에서, 제어부(미도시)는 모터 제어용 인버터부(100)의 고장 판단시, 인버터부(100)와 차량 구동용 모터(HSG)의 연결을 해제하는 스위치 오프(OFF)를 수행한다. 여기서, 인버터부(100)의 고장 판단은 미리 알려진 다양한 고장 판단 방법 중에서 선택되는 방법을 이용하여 수행될 수 있다. 또한, 제어부는 제1 스위치(SW1), 제2 스위치(SW2), 제3 스위치(SW3), 제4 스위치(SW4), 제3 OBC 스위치(SV3)의 턴 오프(Turn Off) 동작을 제어할 수 있다.
스위치 온 단계(S1520)에서, 제어부는 PFC 회로(210)와 컨버터 회로(220)를 차량 구동용 모터(HSG)에 연결하는 스위치 온(On)을 수행한다. 여기서, 제어부는 제1 OBC 스위치(SV1), 제2 OBC 스위치(SV2), 제5 스위치(SW5), 제6 스위치(SW6), 제7 스위치(SW7)의 턴 온(Turn On) 동작을 제어할 수 있다.
모터 제어 단계(S1530)에서, 제어부는 PFC 회로(210)와 컨버터 회로(220)에 구비되는 스위칭 소자들을 이용하여 모터 제어를 수행한다. 특히, 제어부는 PFC 회로(210)와 컨버터 회로(220)의 적어도 일부 구성을 인버터부(100)에 대응하는 회로로 구현하여 모터 제어를 수행할 수 있다. 또한, 제어부는 모터 제어를 위해 공간벡터 PWM 신호를 생성할 수 있다. 공간벡터 PWM 신호는 평상시 모터 제어가 가능한 인버터부(100)에 전달하는 신호와 동일한 신호일 수 있다.
따라서, 친환경 차량의 시동모터 제어용 인버터 고장시, OBC 시스템을 이용하여 시동모터와 같은 차량 구동용 모터의 제어가 가능하고, 이를 통해 ENG 및 HEV모드의 정상동작이 가능하다.
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 발명에 따른 단계들 및/또는 동작들은 기술분야의 통상의 기술자에 의해 이해될 수 있는 것과 같이, 다른 순서로, 또는 병렬적으로, 또는 다른 에포크(epoch) 등을 위해 다른 실시 예들에서 동시에 일어날 수 있다.
실시 예에 따라서는, 단계들 및/또는 동작들의 일부 또는 전부는 하나 이상의 비-일시적 컴퓨터-판독가능 매체에 저장된 명령, 프로그램, 상호작용 데이터 구조(interactive data structure), 클라이언트 및/또는 서버를 구동하는 하나 이상의 프로세서들을 사용하여 적어도 일부가 구현되거나 또는 수행될 수 있다. 하나 이상의 비-일시적 컴퓨터-판독가능 매체는 예시적으로 소프트웨어, 펌웨어, 하드웨어, 및/또는 그것들의 어떠한 조합일 수 있다. 또한, 본 명세서에서 논의된 "모듈"의 기능은 소프트웨어, 펌웨어, 하드웨어, 및/또는 그것들의 어떠한 조합으로 구현될 수 있다.
10: 차량용 모터 제어 시스템
100: 인버터부
200: OBC 회로부
210: PFC 회로
L1: 인덕터
211: PFC H-브릿지 회로
211a: 제1 PFC 폴 회로
211b: 제2 PFC 폴 회로
C1: 커패시터
220: 컨버터 회로
221: 1차측 스위칭 회로
221a: 1차측 코일
221b: LC 직렬 공진 회로
221c: 1차측 H-브릿지 회로
221ca: 좌측 폴 회로
221cb: 우측 폴 회로
223: 2차측 정류 필터링 회로
223a: 2차측 코일
223b: 2차측 정류 회로
223c: 필터링 회로
SW1, SW2, SW3, SW4, SW5, SW6, SW7: 제1, 제2, 제3, 제4, 제5, 제6, 제7 스위치
SV1, SV2, SV3: 제1, 제2, 제3 OBC 스위치

Claims (12)

  1. 배터리의 구동전압을 이용하여 차량 구동용 모터를 제어하는 인버터부;
    교류전원부의 교류전압을 직류전압으로 변환하는 PFC(Power Factor Correction) 회로, 및 상기 PFC 회로의 직류전압을 전달받는 1차측 스위칭 회로와, 상기 1차측 스위칭 회로의 직류전압을 상기 배터리에 공급하는 2차측 정류 필터링 회로를 포함하는 컨버터 회로를 포함하는 OBC(On Board Charger) 회로부; 및
    상기 인버터부의 고장 판단시, 상기 OBC 회로부를 통해 상기 차량 구동용 모터를 제어하도록, 상기 인버터부와 상기 차량 구동용 모터의 연결을 차단하도록 턴 오프(Turn Off) 제어되고, 상기 OBC 회로부와 상기 차량 구동용 모터를 연결하도록 턴 온(Turn On) 제어되는 스위치부;
    를 포함하고,
    상기 스위치부는,
    상기 배터리의 양단을 상기 1차측 스위칭 회로에 연결하도록 턴 온(Turn On) 제어되는 제1 및 제2 OBC스위치, 및
    상기 교류전원부의 일단과 상기 PFC 회로의 연결을 차단하도록 턴 오프(Turn Off)제어되는 제3 OBC 스위치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 OBC를 이용하는 차량용 모터 제어 시스템.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 스위치부는,
    상기 인버터부와 상기 배터리의 연결을 해제하도록 턴 오프(Turn Off) 제어되는 제1 스위치,
    상기 인버터부와 상기 차량 구동용 모터의 연결을 해제하도록 턴 오프(Turn Off) 제어되는 제2, 제3, 제4 스위치,
    상기 PFC 회로와 상기 1차측 스위칭 회로를 상기 차량 구동용 모터에 연결하도록 턴 온(Turn On) 제어되는 제5, 제6 및 제7 스위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 OBC를 이용하는 차량용 모터 제어 시스템.
  4. 삭제
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 PFC 회로는,
    상기 교류전원부의 일단에 연결되는 인덕터;
    서로 직렬 연결되는 제1, 제2 PFC 스위칭 소자를 포함하고, 상기 제1, 제2 PFC 스위칭 소자의 사이에 상기 교류전원부의 타단이 연결되는 제1 PFC 폴 회로와, 서로 직렬 연결되는 제3, 제4 PFC 스위칭 소자를 포함하고, 상기 제3, 제4 PFC 스위칭 소자의 사이에 상기 인덕터가 연결되는 제2 PFC 폴 회로를 포함하는 PFC H-브릿지 회로; 및
    상기 제1, 제2, 제3, 제4 PFC 스위칭 소자의 스위칭 동작에 따라 상기 교류전원부의 교류전압을 직류전압으로 충전하는 커패시터;
    를 포함하는 OBC를 이용하는 차량용 모터 제어 시스템.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 1차측 스위칭 회로는,
    1차측 코일과,
    상기 1차측 코일에 직류전압을 전달하는 LC 직렬 공진 회로와,
    서로 직렬 연결되는 제1, 제2 모스펫 소자를 포함하고, 상기 제1, 제2 모스펫 소자의 사이에 상기 LC 직렬 공진 회로가 연결되는 좌측 폴 회로와, 서로 직렬 연결되는 제3, 제4 모스펫 소자를 포함하고, 상기 제3, 제4 모스펫 소자의 사이에 상기 1차측 코일이 연결되는 우측 폴 회로를 포함하는 1차측 H-브릿지 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 OBC를 이용하는 차량용 모터 제어 시스템.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제5 스위치는, 상기 1차측 스위칭 회로의 우측 폴 회로와 상기 차량 구동용 모터의 제1 상을 연결하고,
    상기 제6 스위치는 상기 PFC 회로의 H-브릿지 회로의 제1 PFC 폴 회로와 상기 차량 구동용 모터의 제2 상을 연결하고,
    상기 제7 스위치는 상기 PFC 회로의 H-브릿지 회로의 제2 PFC 폴 회로와 상기 차량 구동용 모터의 제3 상을 연결하는 것을 특징으로 하는 OBC를 이용하는 차량용 모터 제어 시스템.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 차량 구동용 모터는 3상 모터인 것을 특징으로 하는 OBC를 이용하는 차량용 모터 제어 시스템.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 2차측 정류 필터링 회로는,
    상기 1차측 스위칭 회로의 1차측 코일로부터 직류전압을 전달받는 2차측 코일과,
    상기 2차측 코일의 직류전압을 정류하는 2차측 정류 회로와,
    상기 2차측 정류 회로로부터 정류된 직류전압을 필터링하여 상기 배터리에 공급하는 필터링 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 OBC를 이용하는 차량용 모터 제어 시스템.
  10. 교류전원부의 교류전압을 직류전압으로 변환하는 PFC(Power Factor Correction) 회로, 및 상기 PFC 회로의 직류전압을 전달받는 1차측 스위칭 회로와, 상기 1차측 스위칭 회로의 직류전압을 배터리에 공급하는 2차측 정류 필터링 회로를 포함하는 컨버터 회로를 포함하는 OBC(On Board Charger)를 이용한 모터 제어 방법에 있어서,
    모터 제어용 인버터의 고장 판단시, 상기 인버터와 모터의 연결을 해제하고, 상기 교류전원부의 일단과 상기 PFC 회로의 연결을 해제하는 스위치 오프(Off) 단계;
    상기 PFC 회로와 상기 컨버터 회로를 상기 모터에 연결하고, 상기 배터리의 양단을 상기 1차측 스위칭 회로에 연결하는 스위치 온(On) 단계; 및
    모터 제어 신호에 따라, 상기 PFC 회로와 상기 컨버터 회로에 구비되는 스위칭 소자를 이용하여 모터 제어를 수행하는 모터 제어 단계;
    를 포함하는 OBC를 이용한 모터 제어 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 모터 제어 단계는,
    상기 PFC 회로와 상기 컨버터 회로의 적어도 일부 구성을 상기 인버터에 대응하는 회로로 구현하여 모터 제어를 수행하는 것을 특징으로 하는 OBC를 이용한 모터 제어 방법.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 모터 제어 신호는 공간벡터 PWM 신호인 것을 특징으로 하는 OBC를 이용한 모터 제어 방법.
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