KR102452742B1 - 차량용 전동압축기 모터의 고장 검출 방법 및 시스템 - Google Patents

차량용 전동압축기 모터의 고장 검출 방법 및 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차량용 공조장치에 구비되는 전동압축기에 있어서, 전동압축기 내에 구비되는 모터의 스테이터 코일의 온도변화에 따른 저항값을 산출하여 모터의 과열에 따른 고장을 검출할 수 있는 차량용 전동압축기 모터의 고장 검출 방법 및 시스템을 제공한다. 본 발명에 따른 차량용 전동압축기 모터의 고장 검출 방법은, (a) 모터의 스테이터 코일에 전류를 인가하는 단계와; (b) 스테이터 코일의 온도변화에 따른 저항값을 산출하는 단계와; (c) 산출된 스테이터 코일의 저항값이 설정값 이상인지 여부를 판단하는 단계와; (d) 산출된 스테이터 코일의 저항값이 설정값 이상일 경우, 모터의 과열로 인한 고장으로 판단하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

차량용 전동압축기 모터의 고장 검출 방법 및 시스템{Method and system for detecting motor error in electric compressor of vehicle}
본 발명은 차량용 공조장치 시스템의 일 구성으로서 구비되는 전동압축기의 모터 고장 검출 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전동압축기의 모터 내 코일의 저항값을 측정하고, 측정된 저항값을 통해 모터의 과열로 인한 전동압축기의 고장 여부를 판단하여 압축기의 기동을 정지시키는 동시에 운전자에게 이를 알리는 알림 메시지를 출력할 수 있는 차량용 전동압축기 모터의 고장 검출 방법 및 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 차량용 공조장치에 구비되는 압축기는 증발기로부터 증발이 완료된 냉매를 흡입하여 액화하기 쉬운 고온 및 고압 상태로 만들어 응축기로 전달하는 장치이다.
이와 같은 압축기는 냉매를 압축하는 방식에 따라, 왕복운동을 하면서 압축을 수행하는 왕복식과, 회전운동을 하면서 압축을 수행하는 회전식으로 분류되며, 회전식 압축기는 엔진을 구동원으로 하여 회전을 하는 기계식과, 모터를 구동원으로 하여 회전을 하는 전동식이 있다.
여기서, 전동식 압축기는 내부의 모터를 통해 압축기를 구동하는 방식으로서, 상기 모터는 전동식 압축기에 구비되는 인버터(inverter)에 의해 그 회전속도가 조절된다.
전동식 압축기의 인버터에는 다수의 반도체 스위칭 소자들이 구비되는데, 이러한 반도체 스위칭 소자들은 작동시 열이 발생되는 발열 소자이기 때문에 냉매로 냉각을 수행하는 것이 필요하지만, 반도체 소자들은 일반적으로 내구성이 약하기 때문에 이를 반도체 스위칭 소자에 직접 냉매가 흐르도록 하여 냉각을 수행하는 것이 어렵다.
이 때문에, 통상적으로 압축기의 흡입측 벽면에 인버터를 설치하여 흡입측 벽면으로 인버터의 열을 전달하고 흡입측 벽을 유통하는 냉매가 냉각을 수행하도록 구성하는 것이 일반적이었다.
한편, 일반적인 전동식 압축기는 모터가 설치되는 중간 하우징과, 중간 하우징의 양측에 각각 설치되는 토출 하우징 및 흡입 하우징으로 구성되고, 이들 중간 하우징과 토출 하우징 및 흡입 하우징은 그 내부가 모두 연통된 구조로 구성된다. 그리고, 흡입 하우징에는 냉매의 흡입을 위한 흡입 포트가 형성되고, 흡입 하우징의 일측 벽면에는 모터의 구동을 제어하는 인버터가 설치된다.
이 경우 인버터는 냉매와 직접 접촉하지 않도록 하기 위하여 흡입 하우징에서 냉매가 흐르는 면의 반대쪽 면에 설치되며, 중간 하우징에는 냉매의 압축을 위한 구동력을 전달하는 모터가 설치되고, 토출 하우징에는 냉매의 압축을 수행하는 고정 스크롤 및 가동 스크롤이 구비된다.
이와 같은 구조의 전동식 압축기에 대한 내부의 냉매 흐름을 살펴보면, 먼저 흡입 하우징의 흡입 포트를 통해 냉매가 유입되며, 유입된 냉매는 흡입 하우징을 지나면서 인버터에서 발생한 열 중 흡입 하우징의 벽면에 전달된 열을 흡수하게 되고, 인버터의 열을 흡수한 냉매는 중간 하우징을 거치면서 중간 하우징에 설치된 모터를 냉각시킨다. 그리고, 모터를 냉각시킨 냉매는 다시 토출 하우징으로 유입된 후, 토출 하우징의 고정 스크롤 및 가동 스크롤에 의해 압축되어 외부로 토출된다.
한편, 상기와 같은 구조를 가지는 종래의 전동식 압축기는 작동시 내부 모터의 과열, 단선, 고장 등으로 인해 모터의 이상 동작이 발생하여 압축기가 제 기능을 발휘하지 못하는 상황이 종종 발생하게 된다.
이와 같은 모터의 이상 동작 중, 모터의 과열로 인한 모터의 고장으로 인해 압축기의 구동이 정지되는 상황이 발생할 수 있는데, 종래에는 모터의 과열 여부를 측정하기 위해 모터 코일 부분에 온도센서를 부착하거나 인버터 내의 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor) 부분에 온도센서를 부착하여, 온도센서로부터 측정된 온도를 통해 모터의 과열 여부를 판단하여 모터의 고장을 검출할 수 있었다.
그러나, 모터 내부는 냉매와 오일이 함께 섞여 유동하는 환경조건을 갖추고 있기 때문에, 이러한 환경조건에서 모터 코일에 온도센서를 부착하여 운용하는 것이 용이하지 않을 뿐 아니라, 냉매와 오일이 함께 섞여 있는 모터 내부의 환경에서 전자제품인 온도센서가 장기간 고장 없이 제 기능을 발휘하기를 기대하는 것이 어렵고, 이는 결국 압축기 제품의 신뢰성을 떨어뜨리게 되는 문제점으로 작용하게 된다.
대한민국 등록특허 제10-1369674호(2014.02.25)
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명에서 해결하고자 하는 기술적 과제는 모터 내의 온도에 따라 변화되는 코일의 저항값을 측정하여 모터의 온도를 추정하고, 이를 통해 모터의 과열로 인한 전동압축기의 고장 여부를 판단하여 압축기의 기동을 정지시키는 동시에 운전자에게 이에 대한 상황을 알리는 알림 메시지를 송출할 수 있는 차량용 전동압축기 모터의 고장 검출 방법 및 시스템을 제공하는 데에 있다.
상기한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 차량용 전동압축기 모터의 고장 검출 방법은, (a) 모터의 스테이터 코일에 전류를 인가하는 단계와; (b) 스테이터 코일의 온도변화에 따른 저항값을 산출하는 단계와; (c) 산출된 스테이터 코일의 저항값이 설정값 이상인지 여부를 판단하는 단계와; (d) 산출된 스테이터 코일의 저항값이 설정값 이상일 경우, 모터의 과열로 인한 고장으로 판단하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 (a) 단계에 있어서, 스테이터 코일에는 싸인 파형(sine wave)의 저주파 전류가 인가될 수 있다.
그리고, 상기 (b)단계에 있어서 스테이터 코일의 저항값은 저항값 추정(RSE) 알고리즘을 통해 산출될 수 있다.
또한, 상기 (d) 단계에서는 모터의 과열에 따른 고장 판단시 사용자에게 모터의 고장을 알리는 에러 메시지가 출력될 수 있다.
아울러, 상기 (d) 단계에서는 모터의 과열에 따른 고장 판단시 모터로 인가되는 전류를 차단하여 모터를 정지시킬 수 있다.
한편, 본 발명은 차량용 전동압축기 모터의 고장 검출 시스템에 있어서, 상기 모터의 스테이터 코일의 온도변화에 따른 저항값을 산출하는 저항값 산출부와; 상기 저항값 산출부를 통해 산출된 스테이터 코일의 저항값을 설정값과 비교하는 비교부와; 상기 비교부에서 출력된 값에 따라 상기 모터의 과열에 따른 고장 여부를 판단하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 저항값 산출부는 상기 스테이터 코일에 싸인 파형(sine wave)의 저주파 전류를 인가하여 저항값 추정(RSE) 알고리즘을 통해 스테이터 코일의 온도변화에 따른 저항값을 산출할 수 있다.
그리고, 상기 제어부에 의한 모터의 고장 판단시 사용자에게 상기 모터의 고장을 알리는 알림부를 더 포함하여 구성될 수 있다.
아울러, 상기 제어부에 의한 모터의 고장 판단시 상기 제어부를 통해 상기 모터로 인가되는 전류를 차단하는 기능을 갖는 전류 출력부를 더 포함하여 구성될 수 있다.
상기한 구성에 의한 본 발명의 차량용 전동압축기 모터의 고장 검출 방법 및 시스템에 따르면, 모터의 스테이터 코일에 특정 전류를 인가하여 온도에 따라 변화된 스테이터 코일의 저항값을 산출하고, 상기 산출된 저항값이 기설정값 이상일 경우 모터의 과열에 의한 고장으로 판단하여, 모터의 기동을 정지시킴과 동시에 사용자에게 모터의 고장을 알리는 메시지를 출력할 수 있다. 따라서, 기존의 기술처럼 모터에 온도센서를 부착하여 모터의 온도를 직접 측정하지 않고서도 모터의 과열에 다른 고장 여부를 용이하게 검출할 수 있고, 온도센서 부착에 따른 비용증가를 절감시킬 수 있는 장점이 있다. 아울러, 냉매와 오일이 함께 섞여 유동되는 모터 내부 환경 하에서 전자제품인 온도센서를 직접 부착시키지 않고서도 스테이터 코일의 저항값을 이용하여 모터의 과열 여부를 용이하게 추정 및 판단하는 것이 가능해지기 때문에 전동압축기의 신뢰성을 보다 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일실시 예에 따른 차량용 전동압축기 모터의 고장 검출 시스템의 주요부 구성을 도시한 블록도
도 2는 본 발명에 따른 차량용 전동압축기 모터의 고장 검출 방법을 순차적으로 설명하는 플로우 차트
아래에서는 첨부된 도면들을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.
그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 국한되지 않는다. 또한, 상세한 설명 전반에 걸쳐서 동일한 참조번호로 표시된 부분들은 동일한 구성요소들을 의미함을 밝혀둔다.
이하, 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 전동압축기 모터의 고장 검출 방법 및 시스템에 대하여 상세하게 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일실시 예에 따른 차량용 전동압축기 모터의 고장 검출 시스템의 주요부 구성을 도시한 블록도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 차량용 전동압축기(100) 모터의 고장 검출 시스템은, 외부에서 제공되는 직류 전류(DC)를 교류(AC) 전류 형태로 변환하여 모터(110)에 인가해주는 인버터(102) 내에 회로 구성되는 것으로, 차량용 전동압축기 모터(110) 내에 구비된 스테이터 코일(stator coil)의 온도변화에 따른 저항값(Rs)을 산출하는 저항값 산출부(130)와, 상기 저항값 산출부(130)에서 산출된 스테이터 코일의 저항값(Rs)을 설정값과 비교하는 비교부(140)와, 상기 비교부(140)에서의 출력값에 따라 모터(110)의 온도를 추정하고, 추정된 상기 모터(110)의 온도 값을 토대로 모터(110)의 과열에 따른 고장 여부를 판단하는 제어부(150)를 포함하여 구성된다.
저항값 산출부(130)는 전원부(120)를 통해 전동압축기 모터(110)에 전류가 인가되면 센서부(112)를 통해 모터(110)의 스테이터 코일에 흐르는 전류를 검출하고, 검출된 전류로부터 상기 스테이터 코일의 저항값(Rs)을 산출한다. 이 경우 상기 저항값 산출부(130)에서는 저항값 추정기(Estimator)를 통해 저항값(Rs)을 추정 및 산출할 수 있다.
일반적으로, 모터에 권선된 코일의 저항은 온도 변화에 따라 변화하게 된다. 그 이유는 코일의 주 재료인 구리(Cu)(또는 알루미늄)가 가지는 고유한 저항온도계수(σ)에 따라 저항값이 변화되기 때문이다.
여기서, 저항온도계수(Temperature Coefficient of Resistance)라 함은 온도에 따라 저항값이 변화하는 비율을 말하며, 온도 변화에 따른 저항값은 아래의 (수식 1)으로부터 산출될 수 있다.
(수식 1) RT = Rt{1+σ(T-t)}
여기서, RT：T[℃]에서의 저항값, Rt：t[℃]에서의 저항값, σ：t[℃]에서의 저항온도계수이다.
모터(110)의 스테이터 코일에 권선되는 구리(Cu) 소재의 코일은 0.0039 정도의 저항온도계수를 갖는다. 따라서, 이러한 구리 소재의 코일이 가지는 고유의 저항온도계수(σ)를 이용하여 스테이터 코일의 온도 변화에 따른 저항값(Rs)을 산출하는 것이 가능하다.
예를 들어, 스테이터 코일의 온도 상승 전 주위 온도 20℃인 조건에서 저항이 0.5Ω이고, 스테이터 코일의 온도 상승 후 온도가 100℃, 구리(Cu)의 저항온도계수 0.00393Ω/℃를 이용하면 온도가 상승된 시점의 스테이터 코일의 저항값(Rs)을 전술된 (수식 1)을 활용하여 다음과 같이 계산할 수 있다.
R2 = R1{1+σ(T2-T1)}
= 0.5{1+0.00393(100-20)}
= 0.6572Ω
위의 산출식에서 보는 바와 같이, 스테이터 코일의 초기 온도(T1)와 상승 후 온도(T2)의 온도 변화량(T2-T1)과, 코일의 고유 저항온도계수(σ)를 이용하여 스테이터 코일의 저항값(R2)을 산출할 수 있다.
이 경우, 스테이터 코일의 온도가 100℃보다 작으면 저항값(R2)은 0.6572Ω보다 작은 값을 가지며, 스테이터 코일의 온도가 100℃보다 크면 저항값(R2)은 0.6572Ω보다 큰 값을 가지게 됨을 알 수 있다.
따라서, 스테이터 코일의 저항값(Rs) 산출시 스테이터 코일의 온도에 따른 저항값을 매핑(Mapping)시켜 저장해 놓은 온도-저항 맵(Map)을 토대로 산출된 저항값에 대응하는 온도정보를 도출할 수 있다.
이와 같이 모터(110)를 구성하는 스테이터(또는 로터) 코일의 재료 물질(또는 형상) 등에 따라 온도에 따른 저항값이 달라지기 때문에, 상기 저항-온도 맵에 포함된 모터 온도와 그에 해당하는 저항값은 미리 실험을 통해 계측된 값을 기초로 저장하고, 스테이터 코일의 저항값(R2)이 산출되면 그 저항값에 따른 온도값의 추정 및 산출이 가능해질 수 있다.
상기한 저항-온도 맵을 활용한 스테이터 코일의 저항값(Rs) 산출 방식 외에도 공지된 다양한 방법이 활용될 수 있는데, 예를 들어, 미국 공개특허 제2018-0076749호(2018.03.15)에 개시된 Rs 추정(RSE) 알고리즘을 통해 스테이터 코일의 저항값(Rs)을 추정 및 산출하는 방법이 활용될 수 있다.
즉, 모터(110)의 스테이터 코일에 싸인 파형(sine wave)을 가지는 저주파 전류를 입력하고, 저항값 산출부(130)에서는 스테이터 코일에 흐르는 변화된 전류를 검출하여, 프로그램화되어 저장된 저항값 추정(RSE) 알고리즘을 통해 스테이터 코일의 온도변화에 따른 저항값(Rs)을 추정 및 산출할 수 있다. 다만, 본 발명은 이와 같은 방법에 반드시 국한되는 것은 아니며 공지된 다양한 방법을 통해 스테이터 코일의 저항값(Rs)을 산출할 수 있다.
한편, 상기 저항값 산출부(130)에서 최종 산출된 스테이터 코일의 온도변화에 따른 저항값(Rs)은 비교부(140)와 제어부(150)로 출력되며, 상기 비교부(140)에서는 최종 산출된 저항값(Rs)을 설정된 저항값(설정값)과 비교하고, 그 결과를 제어부(150)로 출력한다.
여기서, 상기 설정된 저항값은 모터(110)의 과열 여부를 판단하기 위한 스테이터 코일의 저항값(Rs)을 말하며, 상기 설정된 저항값은 특정 오차율(예를 들어 10%)이 반영된 오차범위의 저항값일 수 있다. 또한, 상기의 비교부(140)는 제어부(150)에 포함된 구성일 수 있다.
제어부(150)에서는 상기 비교부(140)에서 출력된 저항값이 설정된 저항값(설정값) 이상인지의 여부를 판단하여 현재 모터(110)가 과열 상태인지 여부를 추정하고, 모터(110)의 과열에 따른 고장 여부를 판단한다.
이때, 상기 저항값 산출부(130)에서 측정되는 저항값(Rs)은 저항값 추정기(Estimator)를 통해 추정 및 산출되는 경우 정확한 저항값이 나오지 않을 수 있다. 그리고, 측정값이 디지털로 변환되면서 단위 변환으로 인한 오차도 존재할 수 있기 때문에 어느 정도의 측정 오차가 발생할 수 있다. 따라서, 이와 같은 저항값의 측정 오차를 고려하여 모터의 과열 여부를 판단할 필요가 있다.
예를 들어, 100℃에서 나타나는 저항값(Rs)이 0.675Ω 이라고 하면, 만일, 측정된 저항값(Rs) > 0.675Ω + (0.675Ω * 10%[오차율]) 이면 모터의 고장으로 판단하고(S250), 그렇지 않으면 모터의 고장이 아닌 것으로 판단하여 모터의 정상기동 상태를 유지하도록 한다. 이 경우, 상기에서 설정되는 저항값(설정값)은 사용자가 임의로 판단하여 입력할 수 있다.
이 경우, 스테이터 코일의 저항값(Rs)이 설정된 저항값 이상으로 판단되면 상기 제어부(150)는 모터의 과열로 인한 고장으로 판단하고, 전류 출력부(160)를 스위칭 제어하여 모터(110)로 인가되는 전류를 차단함으로써 모터(110)의 기동을 정지시킬 수 있다.
여기서, 상기 전류 출력부(160)는 정상적인 상황에서는 제어부(150)에서 송출되는 제어 신호에 대응하는 전류를 발생시켜 모터(110)에 공급하여 구동시키는 한편, 모터(110)가 구동된 이후 저항값 산출부(130)와 비교부(140)를 거쳐 제어부(150)로 출력되는 최종 출력값(저항값)을 상기 제어부(150)에 설정된 저항값과 비교하여 모터(110)의 현재 발열 온도를 실시간 추정 및 감시하고, 만일 모터(110)의 발열량이 정격치를 초과한 것으로 판단되면 상기 제어부(150)에서는 전류 출력부(160)를 스위칭 제어하여 모터(110)로 공급되는 전류를 일정 수준으로 이하로 떨어뜨리거나, 또는 공급 전류를 완전히 차단하도록 제어함으로써 모터의 과열로 인한 손상을 미연에 방지할 수 있다.
또한, 상기 제어부(150)에서는 모터(110)의 과열로 인한 고장으로 판단된 경우에 알림부(170)를 구동하여 사용자에게 모터의 고장을 알릴 수 있다.
이때, 상기 알림부(170)는 모터의 과열에 따른 고장을 알리는 에러 메시지를 디스플레이 화면에 표시하거나, 경고음 또는 경고램프의 형태로 사용자에게 알릴 수 있다.
한편, 도 2는 본 발명에 따른 차량용 전동압축기 모터의 고장 검출 방법을 순차적으로 설명하는 플로우 차트이다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 차량용 전동압축기 모터의 고장 검출 방법은, 모터의 스테이터 코일에 전류를 인가하는 단계(S210)와, 스테이터 코일의 온도변화에 따른 저항값을 산출하는 단계(S220)와, 산출된 스테이터 코일의 저항값이 설정된 저항값 이상인지 여부를 판단하는 단계(S230)와, 산출된 스테이터 코일의 저항값이 설정된 저항값 이상으로 판단된 경우, 모터의 과열로 인한 고장으로 판단하는 단계(S250);를 포함한다.
여기서, 상기 S210 단계에서는 전동압축기 모터(110)의 스테이터 코일에 특정 패턴의 전류를 인가할 수 있으며, 바람직하게는 싸인 파형(sine wave)의 저주파 교류 전류를 인가할 수 있다.
그리고, 상기 S220 단계에서는 스테이터 코일에 저주파 교류 전류가 인가될 경우, 스테이터 코일에 흐르는 변화된 전류를 검출하고, 상기 검출된 전류로부터 스테이터 코일의 온도변화에 따른 저항값(Rs)을 산출할 수 있다.
이 경우, 스테이터 코일의 저항값(Rs) 산출시 전술된 수식 1과 같이 코일의 온도 변화량과 저항온도계수(σ)를 활용하여, 스테이터 코일의 저항값(Rs)을 산출할 수 있다.
그리고, 스테이터 코일의 저항값(Rs)이 산출되면 그 저항값에 따른 온도값을 프로그램화시켜 저장해 놓은 온도-저항 맵을 토대로 산출된 저항값에 대응하는 온도정보를 도출할 수 있다.
이와 같은 저항-온도 맵을 활용한 스테이터 코일의 저항값(Rs) 산출 방법 외에도 전술된 미국 공개특허 제2018-0076749호(2018.03.15)에 개시된 Rs 추정(RSE) 알고리즘을 통해 스테이터 코일의 저항값(Rs)을 추정 및 산출하는 방법이 활용될 수도 있다.
한편, 상기와 같이 스테이터 코일의 온도변화에 따른 저항값(Rs) 산출이 완료되면, 다음으로 S230 단계에서는 산출된 스테이터 코일의 저항값(Rs)이 기설정된 저항값 이상인지 여부를 판단한다.(S230)
여기서, 저항값 산출부(130)를 통해 측정되는 저항값(Rs)은 저항값 추정기(Estimator)를 통해 측정할 경우 정확한 저항값이 나오지 않을 수 있다. 아울러, 측정값이 디지털로 변환되면서 단위 변환으로 인한 오차도 존재할 수 있기 때문에 측정 오차가 발생할 수 있다. 따라서, 이와 같은 오차를 감안한 저항값을 통해 모터의 과열을 여부를 판단하는 것이 필요하다.
이때, 만일 산출된 스테이터 코일의 저항값(Rs)이 설정된 저항값 이상일 경우 모터의 과열에 따른 고장으로 판단(S250)하고, 상기 설정된 저항값보다 작거나 같으면 모터를 정상기동 상태로 유지하게 된다.(S280)
예를 들어, 100℃에서 나타나는 저항값(Rs)이 0.675Ω 이라고 하면, 만일, 측정된 저항값(Rs) > 0.675Ω + (0.675Ω * 10%[오차율]) 이면 모터의 고장으로 판단하고(S250), 그렇지 않으면 모터의 고장이 아닌 것으로 판단하여 모터의 정상기동 상태를 유지하게 된다.(S280) 이 경우, 상기에서 설정되는 저항값(설정값)은 특정 오차율을 반영하여 사용자가 임의로 판단하여 입력할 수도 있다.
아울러, 상기 (S230) 단계로부터 모터의 과열에 따른 고장으로 판단(S250)된 경우, 모터로 인가되는 전류를 차단하여 모터의 기동을 정지(S260)시키고, 사용자에게 모터의 고장을 알리는 에러 메시지를 디스플레이 화면에 표시할 수 있다.(S270)
상술한 본 발명의 차량용 전동압축기 모터의 고장 검출 방법 및 시스템에 따르면, 모터의 스테이터 코일의 저항값을 계산하고, 계산된 저항값이 설정된 저항값 이상일 경우 모터의 과열에 의한 고장으로 판단하여, 모터의 기동을 정지시킴과 동시에 사용자에게 모터의 고장을 알리는 메시지를 출력함으로써, 기존처럼 모터에 온도센서를 부착하여 모터의 온도를 직접 측정하지 않고서도 모터의 과열에 다른 고장 여부를 검출할 수 있기 때문에, 온도센서 부착에 따른 비용상승을 억제할 수 있다. 아울러, 냉매와 오일이 함께 섞여 유동되는 모터의 내부에 전자제품인 온도센서를 부착시키지 않고서도 스테이터 코일의 저항값을 이용하여 모터의 과열 여부를 추정 및 판단하는 것이 가능해지기 때문에 전동압축기의 신뢰성을 한층 향상시킬 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이같은 특정 실시 예에만 한정되지 않으며, 해당분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 특허청구범위 내에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경이 가능할 것이다
100 : 전동압축기 110 : 모터
130 : 저항값 산출부 140 : 비교부
150 : 제어부 160 : 전류 출력부
170 : 알림부

Claims (9)

  1. (a) 모터의 스테이터 코일에 전류를 인가하는 단계;
    (b) 스테이터 코일의 온도변화에 따른 저항값을 저항값 추정기(Estimator)를 통해 추정 및 산출하는 단계;
    (c) 산출된 스테이터 코일의 저항값이 설정값 이상인지 여부를 판단하는 단계;
    (d) 산출된 스테이터 코일의 저항값이 설정값 이상일 경우, 모터의 발열량이 정격치를 초과한 것으로 판단하여, 모터의 과열로 인한 고장으로 판단하는 단계;를 포함하되,
    상기 (b) 단계에서, 스테이터 코일의 저항값 산출시 스테이터 코일의 온도에 따른 저항값을 실험을 통해 계측하여 매핑(Mapping)시켜 저장해 놓은 온도-저항 맵(Map)을 토대로 스테이터 코일의 저항값을 산출하고,
    상기 (d) 단계에서, 모터의 발열량이 정격치를 초과한 것으로 판단되면, 전류 출력부를 스위칭 제어하여 모터로 공급되는 전류를 일정 수준으로 이하로 떨어뜨리거나, 모터로 공급되는 전류를 완전히 차단하도록 제어함으로써 모터의 과열로 인한 손상을 방지하는 것을 특징으로 하는 차량용 전동압축기 모터의 고장 검출 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 (a) 단계에서 스테이터 코일에 인가되는 전류는 싸인 파형(sine wave)의 저주파 전류인 것을 특징으로 하는 차량용 전동압축기 모터의 고장 검출 방법.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서, 상기 (d) 단계에서 모터의 과열에 따른 고장 판단과 동시에 사용자에게 모터의 고장을 알리는 에러 메시지를 표시하는 것을 특징으로 하는 차량용 전동압축기 모터의 고장 검출 방법.
  5. 삭제
  6. 차량용 전동압축기 모터의 고장 검출 시스템에 있어서,
    상기 모터의 스테이터 코일의 온도 변화에 따른 저항값을 저항값 추정기(Estimator)를 통해 추정 및 산출하는 저항값 산출부;
    상기 저항값 산출부를 통해 산출된 스테이터 코일의 저항값을 설정값과 비교하는 비교부;
    상기 비교부에서 출력된 값에 따라 상기 모터의 과열에 따른 고장 여부를 판단하는 제어부;를 포함하되,
    상기 저항값 산출부에서는, 상기 스테이터 코일의 온도에 따른 저항값을 실험을 통해 계측하여 매핑(Mapping)시켜 저장해 놓은 온도-저항 맵(Map)을 토대로 스테이터 코일의 저항값을 산출하고,
    상기 제어부에서는, 상기 비교부에서 출력된 값에 따라 상기 모터의 발열량이 정격치를 초과한 것으로 판단되면, 전류 출력부를 스위칭 제어하여 모터로 공급되는 전류를 일정 수준으로 이하로 떨어뜨리거나, 모터로 공급되는 전류를 완전히 차단하도록 제어함으로써 모터의 과열로 인한 손상을 방지하는 것을 특징으로 하는 차량용 전동압축기 모터의 고장 검출 시스템.
  7. 제6항에 있어서, 상기 저항값 산출부는 상기 스테이터 코일에 싸인 파형(sine wave)의 저주파 전류를 인가하여 저항값 추정(RSE) 알고리즘을 통해 스테이터 코일의 온도변화에 따른 저항값을 산출하는 것을 특징으로 하는 차량용 전동압축기 모터의 고장 검출 시스템.
  8. 제6항에 있어서, 상기 제어부에 의한 상기 모터의 고장 판단시 사용자에게 상기 모터의 고장을 알리는 알림부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 전동압축기 모터의 고장 검출 시스템.
  9. 삭제
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