KR102485658B1 - Vehicle type inverter controlling method and device thereof - Google Patents

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Abstract

본 발명은 차량용 전동 압축기의 인버터를 제어할 때 모터의 속도를 제어함과 더불어 모터의 전력량도 동시에 제어할 수 있도록 하는, 차량용 전동 압축기 인버터 제어 방법 및 장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 차량용 전동 압축기 인버터 제어 장치는, 전류 제어값에 따라 동작하여 회전력을 출력하는 모터부; 상기 모터부의 회전 속도를 제어하기 위한 속도 지령값을 출력하거나, 상기 모터부의 소비 전력을 제어하기 위한 전력제한 지령값을 출력하는 전자 제어부(ECU); 상기 전자 제어부(ECU)로부터 인가되는 상기 전력제한 지령값과, 상기 모터부로부터 인가되는 소비 전력값을 비교하고, 그 비교 결과에 따라 전력 제어값을 출력하는 전력 제어부; 상기 전력 제어부의 전력 제어값과 상기 전자 제어부의 속도 지령값에 근거해 속도 제어값을 출력하는 속도 제어부; 및 상기 모터부의 소비 전류값과 상기 속도 제어부의 속도 제어값에 따른 전류 제어값을 상기 모터부에 출력하는 전류 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 전동 압축기 모터의 전력량과 속도를 동시에 제어할 수 있으며, 그에 따라 전력제한 알고리즘의 응답속도가 빠르게 되는 장점이 있다.The present invention relates to a method and apparatus for controlling an electric compressor inverter for a vehicle, which enables control of the electric power of the motor as well as the speed of the motor when controlling the inverter of the electric compressor for the vehicle.
An apparatus for controlling an electric compressor inverter for a vehicle according to the present invention includes a motor unit that operates according to a current control value and outputs rotational force; an electronic control unit (ECU) outputting a speed command value for controlling the rotational speed of the motor unit or outputting a power limit command value for controlling power consumption of the motor unit; a power control unit that compares the power limiting command value applied from the electronic control unit (ECU) with the power consumption value applied from the motor unit and outputs a power control value according to the comparison result; a speed control unit outputting a speed control value based on a power control value of the power control unit and a speed command value of the electronic control unit; and a current control unit outputting a current control value according to a current consumption value of the motor unit and a speed control value of the speed control unit to the motor unit.
According to the present invention, it is possible to simultaneously control the amount of electric power and the speed of the motor of the electric compressor, and accordingly, there is an advantage in that the response speed of the power limiting algorithm is fast.

Description

차량용 전동 압축기 인버터 제어 방법 및 장치{Vehicle type inverter controlling method and device thereof}Vehicle electric compressor inverter control method and device {Vehicle type inverter controlling method and device thereof}

본 발명은 차량용 전동 압축기 인버터 제어 방법 및 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 차량용 전동 압축기의 인버터를 제어할 때 구동 모터의 속도를 제어함과 더불어 구동 모터의 전력량도 동시에 제어할 수 있도록 하는, 차량용 전동 압축기 인버터 제어 방법 및 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a method and apparatus for controlling an electric compressor inverter for a vehicle, and more particularly, when controlling an inverter of an electric compressor for a vehicle, the speed of a driving motor and the amount of power of the driving motor can be controlled simultaneously. It relates to a method and apparatus for controlling an electric compressor inverter.

일반적으로 차량에서는 배터리에 충전된 전원을 사용하는 전동모터의 회전력에 의해 냉매를 토출하는 전동 압축기가 사용되고 있다. 전동 압축기는 구동모터를 포함하는 모터부와 냉매를 압축하는 압축부로 이루어지고, 냉방 효율을 가변적으로 조절하기 위해 구동모터의 회전수를 조절하는 인버터가 압축기 하우징의 일측에 설치되어 있다. 이런 전동 압축기의 구동 모터에 고부하가 걸리게 되면 기동 실패 확률이 증가하게 되고, 계속되는 기동 실패는 압축부 및 인버터의 파손을 야기할 수 있다. In general, an electric compressor that discharges refrigerant by the rotational force of an electric motor using power charged in a battery is used in a vehicle. The electric compressor includes a motor unit including a drive motor and a compression unit for compressing refrigerant, and an inverter for adjusting the number of rotations of the drive motor to variably control cooling efficiency is installed on one side of the compressor housing. When a high load is applied to the drive motor of such an electric compressor, the probability of startup failure increases, and continued startup failure may cause damage to the compressor and the inverter.

한편, 전기 차량의 동력원으로 연료전지만을 사용하는 경우, 전기 차량을 구성하고 있는 부하 모두를 연료전지가 담당하게 되므로, 연료전지의 효율이 낮은 운전영역에서 성능 저하가 발생하는 단점이 있다. 또한, 높은 전압을 요구하는 고속 운전영역에서 출력전압이 급격하게 감소하는 출력 특성에 의해 구동모터가 요구하는 충분한 전압을 공급하지 못하여 차량의 가속성능을 저하시키는 문제점이 있다. On the other hand, when only a fuel cell is used as a power source of an electric vehicle, since the fuel cell is responsible for all of the loads constituting the electric vehicle, there is a disadvantage in that performance degradation occurs in an operating area where the efficiency of the fuel cell is low. In addition, due to output characteristics in which the output voltage rapidly decreases in a high-speed operation region requiring high voltage, sufficient voltage required by the driving motor cannot be supplied, thereby degrading the acceleration performance of the vehicle.

그리고, 차량에 급격한 부하가 인가되는 경우, 연료전지의 출력전압이 순간적으로 급강하 되고, 구동모터에 충분한 전력을 공급하지 못하여, 차량 성능이 저하되는 단점이 있다. 즉, 차량 제동 시에 구동모터로부터 인입되는 에너지를 회수할 수 없어 차량 시스템의 효율성을 저하시키는 단점이 있다. In addition, when a sudden load is applied to the vehicle, the output voltage of the fuel cell drops instantaneously, and sufficient power cannot be supplied to the driving motor, resulting in deterioration in vehicle performance. That is, when the vehicle is braked, energy introduced from the driving motor cannot be recovered, thereby reducing the efficiency of the vehicle system.

한편, 연료전지에서 인버터로의 전류 및 전압 제한 기능은 외부 상위 제어기(차량 제어기, 연료전지 제어기, 동력분배제어기)가 토크 지령을 조절하여 구현하고 있으며, 모터 구동부에서는 상위 제어기로부터 입력되는 토크 지령을 토대로 전류 및 전압 제어를 통해 모터 구동을 제어하게 된다. On the other hand, the current and voltage limiting function from the fuel cell to the inverter is realized by adjusting the torque command by the external upper controller (vehicle controller, fuel cell controller, power distribution controller), and the motor drive unit uses the torque command input from the upper controller Based on this, motor driving is controlled through current and voltage control.

종래의 모터 구동부 내에는 전류 및 전압 제한 기능은 없었으며, 모터 구동부가 상위 제어기로부터 전류 및 전압 제한 기능이 반영된 토크 지령을 입력받아 전류 지령을 생성하고 이를 토대로 모터 구동을 제어하는 기능만을 수행한다. There is no current and voltage limiting function in the conventional motor drive unit, and the motor drive unit receives a torque command in which the current and voltage limit function is reflected from the upper controller, generates a current command, and controls the motor drive based on it.

따라서, 구동모터의 속도를 정확하게 제어하지 못한 채, 전압-전류 제한치에 의한 제어만 이루어진다는 단점이 있으며, 상위 제어기와 연동하여 전류/전압 제어를 수행할 경우에는 모터 구동부와 상위 제어기 간 통신속도에 의한 오차가 발생하여 전류 및 전압 제어에 오버 슛이 존재하게 되는 문제점이 있었다.Therefore, there is a disadvantage in that the speed of the drive motor is not accurately controlled, and only control is performed by the voltage-current limit value. When current/voltage control is performed in conjunction with the host controller, the communication speed between the motor driver and the host controller There was a problem that an error due to the current and voltage control existed in the overshoot.

한국 공개특허공보 제10-2014-0095800호(공개일 : 2014.08.04)Korean Patent Publication No. 10-2014-0095800 (published date: 2014.08.04)

전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 차량용 전동 압축기의 인버터를 제어할 때 모터의 속도를 제어함과 더불어 모터의 전력량도 동시에 제어할 수 있도록 하는, 차량용 전동 압축기 인버터 제어 방법 및 장치를 제공함에 있다.An object of the present invention for solving the above problems is to provide a method and apparatus for controlling an electric compressor inverter for a vehicle, which can simultaneously control the amount of electric power of the motor as well as controlling the speed of the motor when controlling the inverter of the electric compressor for a vehicle. is in providing

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 차량용 전동 압축기 인버터 제어 장치는, 전류 제어값에 따라 동작하여 회전력을 출력하는 모터부; 상기 모터부의 회전 속도를 제어하기 위한 속도 지령값을 출력하거나, 상기 모터부의 소비 전력을 제어하기 위한 전력제한 지령값을 출력하는 전자 제어부(ECU); 상기 전자 제어부(ECU)로부터 인가되는 상기 전력제한 지령값과, 상기 모터부로부터 인가되는 소비 전력값을 비교하고, 그 비교 결과에 따라 전력 제어값을 출력하는 전력 제어부; 상기 전력 제어부의 전력 제어값과 상기 전자 제어부의 속도 지령값에 근거해 속도 제어값을 출력하는 속도 제어부; 및 상기 모터부의 소비 전류값과 상기 속도 제어부의 속도 제어값에 따른 전류 제어값을 상기 모터부에 출력하는 전류 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.An apparatus for controlling an electric compressor inverter for a vehicle according to an embodiment of the present invention for achieving the above object includes a motor unit that operates according to a current control value and outputs rotational force; an electronic control unit (ECU) outputting a speed command value for controlling the rotational speed of the motor unit or outputting a power limit command value for controlling power consumption of the motor unit; a power control unit that compares the power limiting command value applied from the electronic control unit (ECU) with the power consumption value applied from the motor unit and outputs a power control value according to the comparison result; a speed control unit outputting a speed control value based on a power control value of the power control unit and a speed command value of the electronic control unit; and a current control unit outputting a current control value according to a current consumption value of the motor unit and a speed control value of the speed control unit to the motor unit.

여기서, 상기 속도 제어부와, 상기 전류 제어부 및 상기 전력 제어부는, 각각 비례적분(PI) 제어 방식을 이용하여 속도 제어값을 출력하거나, 전류 제어값을 출력하거나, 전력 제어값을 출력하게 된다.Here, the speed control unit, the current control unit, and the power control unit output a speed control value, a current control value, or a power control value using a proportional integral (PI) control method, respectively.

또한, 상기 전력 제어부는, 상기 전력제한 지령값이 상기 소비 전력값보다 더 커서 비교 결과 값이 음수(-)인 경우에, 상기 전력 제어값을 음수(-)로 출력하지 않고 제로(0)로 변경하여 출력하는 세츄레이션(Saturation)부를 더 포함할 수 있다. In addition, when the power limit command value is greater than the power consumption value and the comparison result value is a negative number (-), the power control unit does not output the power control value as a negative number (-) but sets it to zero (0). It may further include a saturation unit for changing and outputting.

또한, 상기 전력 제어부는, 상기 전력제한 지령값이 상기 소비 전력값보다 더 큰 경우에, 상기 세츄레이션부를 통해 상기 전력 제어값을 제로(0)값으로 출력하여, 상기 속도 제어부가 상기 전자 제어부(ECU)의 속도 지령값에 따라 상기 모터부의 회전 속도에 대해 정상적인 속도 제어가 이루어질 수 있도록 하게 된다.In addition, the power control unit outputs the power control value as a value of zero (0) through the saturation unit when the power limit command value is greater than the power consumption value, so that the speed control unit can control the electronic control unit ( According to the speed command value of the ECU), normal speed control can be performed for the rotational speed of the motor unit.

또한, 상기 전력 제어부는 상기 전력제한 지령값이 상기 소비 전력값보다 더 작은 경우에, 플러스(+) 값의 전력 제어값을 상기 속도 제어부에 출력하고, 상기 속도 제어부는 상기 전력 제어부에서 인가된 플러스(+) 값의 전력 제어값이 상기 전자 제어부(ECU)의 속도 지령값보다 더 크므로, 상기 모터부의 회전 속도를 줄이는 속도 제어값을 상기 전류 제어부에 출력하며, 상기 전류 제어부는 상기 속도 제어부로부터 인가된 상기 모터부의 회전 속도를 줄이는 속도 제어값에 따라 회전 속도를 줄이는 전류 제어값을 상기 모터부에 출력하며, 상기 모터부는 상기 회전 속도를 줄이는 전류 제어값에 따라 구동하여 변경된 회전 속도로 동작하게 된다.In addition, the power control unit outputs a power control value of a positive (+) value to the speed control unit when the power limit command value is smaller than the power consumption value, and the speed control unit outputs a positive power control value applied by the power control unit. Since the power control value of a (+) value is greater than the speed command value of the electronic control unit (ECU), a speed control value that reduces the rotational speed of the motor unit is output to the current control unit, and the current control unit outputs the speed control value from the speed control unit. A current control value for reducing the rotational speed is output to the motor unit according to the applied speed control value for reducing the rotational speed of the motor unit, and the motor unit is driven according to the current control value for reducing the rotational speed to operate at the changed rotational speed. do.

또한, 상기 전자 제어부(ECU)에서 상기 속도 제어부로 인가하는 속도 지령값에 의한 속도 제어와, 상기 전자 제어부(ECU)에서 상기 전력 제어부로 인가하는 전력제한 지령값에 의한 전력 제어는 동시에 수행 가능하다.In addition, speed control based on a speed command value applied from the electronic control unit (ECU) to the speed control unit and power control based on a power limit command value applied from the electronic control unit (ECU) to the power control unit can be performed simultaneously. .

또한, 상기 전자 제어부(ECU)에서 상기 전력 제어부로 전력제한 지령값을 인가하는 우선순위가 상기 전자 제어부(ECU)에서 상기 속도 제어부로 속도 지령값을 인가하는 우선순위보다 더 높을 수 있다.In addition, the priority of applying the power limit command value from the electronic control unit (ECU) to the power control unit may be higher than the priority of applying the speed command value from the electronic control unit (ECU) to the speed control unit.

그리고, 상기 전력 제어부가, 상기 전자 제어부(ECU)로부터 인가되는 상기 전력제한 지령값과 상기 모터부로부터 인가되는 소비 전력값을 비교하여 그 결과에 따라 전력 제어값을 상기 속도 제어부에 출력해 차량용 전동 압축기의 인버터 전력을 제한하는 기능은 연료전지 차량과 전기 자동차 중 적어도 어느 하나에 적용될 수 있다.In addition, the power control unit compares the power limit command value applied from the electronic control unit (ECU) with the power consumption value applied from the motor unit, and outputs a power control value to the speed control unit based on the result of the comparison. The function of limiting inverter power of the compressor may be applied to at least one of a fuel cell vehicle and an electric vehicle.

한편, 전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 차량용 전동 압축기 인버터 제어 방법은, (a) 전자 제어부(ECU)에서 속도 지령값을 속도 제어부에 인가하고, 전력제한 지령값을 전력 제어부에 인가하는 단계; (b) 속도 제어부가 상기 속도 지령값에 따른 제1 속도 제어값을 전류 제어부에 출력하는 단계; (c) 전류 제어부가 상기 제1 속도 제어값에 따른 제1 전류 제어값을 모터부에 출력하는 단계; (d) 상기 모터부가 제1 전류 제어값에 따라 구동하여 동작하는 단계; (e) 상기 전력 제어부가 상기 모터부의 소비 전력값과 상기 전력제한 지령값을 비교하고, 비교 결과에 따라 전력 제어값을 상기 속도 제어부에 출력하는 단계; (f) 상기 속도 제어부가 상기 속도 지령값과 상기 전력 제어값에 따른 제2 속도 제어값을 상기 전류 제어부에 출력하는 단계; (g) 상기 전류 제어부가 상기 제2 속도 제어값에 따른 제2 전류 제어값을 상기 모터부에 출력하는 단계; 및 (h) 상기 모터부가 상기 제2 전류 제어값에 따라 구동하여 변경된 회전 속도로 동작하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.Meanwhile, a method for controlling an electric compressor inverter for a vehicle according to an embodiment of the present invention for achieving the above object is (a) applying a speed command value to a speed control unit in an electronic control unit (ECU), and setting a power limit command value to a power control unit applying to; (b) outputting, by the speed controller, a first speed control value according to the speed command value to the current controller; (c) outputting, by a current control unit, a first current control value according to the first speed control value to a motor unit; (d) driving and operating the motor unit according to a first current control value; (e) comparing, by the power controller, a power consumption value of the motor unit with the power limit command value, and outputting a power control value to the speed controller according to the comparison result; (f) outputting, by the speed controller, a second speed control value according to the speed command value and the power control value to the current controller; (g) outputting, by the current control unit, a second current control value according to the second speed control value to the motor unit; and (h) driving the motor unit according to the second current control value to operate at a changed rotational speed.

또한, 상기 (b) 단계와, 상기 (c) 단계, 상기 (e) 단계, 상기 (f) 단계 및 상기 (g) 단계는, 상기 속도 제어부와, 상기 전류 제어부 및 상기 전력 제어부가, 각각 비례적분(PI) 제어 방식을 이용하여 제1 및 제2 속도 제어값을 출력하거나, 제1 및 제2 전류 제어값을 출력하거나, 전력 제어값을 출력할 수 있다.In addition, the step (b), the step (c), the step (e), the step (f) and the step (g) are proportional to the speed control unit, the current control unit and the power control unit, respectively. First and second speed control values may be output, first and second current control values may be output, or power control values may be output using an integral (PI) control scheme.

또한, 상기 (e) 단계는, 상기 전력 제어부가, 상기 전력제한 지령값이 상기 소비 전력값보다 더 커서 비교 결과 값이 음수(-)인 경우에, 상기 전력 제어값을 음수(-)로 출력하지 않고 세츄레이션(Saturation)부를 통해 제로(0)로 변경하여 출력하게 된다.In the step (e), the power control unit outputs the power control value as a negative number (-) when the comparison result value is a negative number (-) because the power limit command value is greater than the power consumption value. Instead, it is changed to zero (0) through the saturation unit and output.

또한, 상기 (e) 단계는 상기 전력제한 지령값이 상기 소비 전력값보다 더 큰 경우에, 상기 전력 제어부가 음수(-)인 상기 전력 제어값을 상기 세츄레이션부를 통해 제로(0) 값으로 변경하여 상기 속도 제어부에 출력하고, 상기 (f) 단계에서 상기 속도 제어부는 상기 전력 제어값이 제로(0)이므로 상기 속도 지령값에 따른 제1 속도 제어값을 상기 전류 제어부에 출력하며, 상기 (g) 단계에서 상기 전류 제어부는 상기 제1 속도 제어값에 따른 제1 전류 제어값을 상기 모터부에 출력하며, 상기 (h) 단계에서 상기 모터부가 상기 제1 전류 제어값에 따라 구동하여 동작하므로써, 상기 모터부의 회전 속도에 대해 정상적인 속도 제어가 이루어질 수 있도록 하게 된다.In the step (e), when the power limit command value is greater than the power consumption value, the power control unit changes the power control value, which is a negative number (-), to a zero (0) value through the saturation unit. In step (f), since the power control value is zero (0), the speed control unit outputs a first speed control value according to the speed command value to the current control unit, and the (g ), the current control unit outputs a first current control value according to the first speed control value to the motor unit, and in the step (h), the motor unit drives and operates according to the first current control value, Normal speed control can be performed with respect to the rotational speed of the motor unit.

또한, 상기 (e) 단계에서 상기 전력 제어부는 상기 전력제한 지령값이 상기 소비 전력값보다 더 작은 경우에, 플러스(+) 값의 전력 제어값을 상기 속도 제어부에 출력하고, 상기 (f) 단계에서 상기 속도 제어부는 상기 전력 제어부에서 인가된 플러스(+) 값의 전력 제어값이 상기 전자 제어부(ECU)의 속도 지령값보다 더 크므로, 상기 모터부의 회전 속도를 줄이는 속도 제어값을 상기 전류 제어부에 출력하며, 상기 (g) 단계에서 상기 전류 제어부는 상기 속도 제어부로부터 인가된 상기 모터부의 회전 속도를 줄이는 속도 제어값에 따라 회전 속도를 줄이는 전류 제어값을 상기 모터부에 출력하며, 상기 (h) 단계에서 상기 모터부는 상기 회전 속도를 줄이는 전류 제어값에 따라 구동하여 변경된 회전 속도로 동작하게 된다.In the step (e), the power control unit outputs a positive (+) power control value to the speed control unit when the power limit command value is smaller than the power consumption value, and in the step (f) Since the power control value of positive (+) value applied from the power control unit is greater than the speed command value of the electronic control unit (ECU), the speed control unit sets a speed control value that reduces the rotational speed of the motor unit to the current control unit. In the step (g), the current control unit outputs a current control value for reducing the rotation speed to the motor unit according to the speed control value for reducing the rotation speed of the motor unit applied from the speed control unit, wherein (h ) step, the motor unit operates at the changed rotational speed by driving according to the current control value that reduces the rotational speed.

또한, 상기 (a) 단계에서 상기 전자 제어부(ECU)가 상기 속도 제어부로 인가하는 속도 지령값에 의한 속도 제어와, 상기 전력 제어부로 인가하는 전력제한 지령값에 의한 전력 제어는 동시에 수행 가능하다.In step (a), speed control based on the speed command value applied to the speed control unit by the electronic control unit (ECU) and power control based on the power limit command value applied to the power control unit can be simultaneously performed.

또한, 상기 (a) 단계는, 상기 전자 제어부(ECU)에서 상기 전력 제어부로 전력제한 지령값을 인가하는 우선순위가 상기 전자 제어부(ECU)에서 상기 속도 제어부로 속도 지령값을 인가하는 우선순위보다 더 높을 수 있다.Further, in the step (a), the priority of applying the power limit command value from the electronic control unit (ECU) to the power control unit is greater than the priority of applying the speed command value from the electronic control unit (ECU) to the speed control unit. could be higher

그리고, 상기 (a) 단계 내지 상기 (h) 단계는, 연료전지 차량과 전기 자동차 중 적어도 어느 하나에 적용될 수 있다.Steps (a) to (h) may be applied to at least one of a fuel cell vehicle and an electric vehicle.

본 발명에 의하면, 모터 구동을 제어하는 제어기 외에, 상위 시스템으로부터 전달되는 전력 제한 지령에 따라 전동 압축기 모터의 전력량을 제어할 수 있다. According to the present invention, it is possible to control the amount of electric power of the motor of the electric compressor according to the power limit command transmitted from the upper system in addition to the controller for controlling the driving of the motor.

또한, 구동모터의 구동제어를 담당하는 모터 제어 유닛 내에서 연료전지로부터 인가되는 인버터의 전력량 및 모터의 회전속도를 제어할 수 있다. In addition, the amount of power of the inverter applied from the fuel cell and the rotational speed of the motor can be controlled in the motor control unit in charge of driving control of the driving motor.

그리고, 비례/적분(PI) 제어 방식을 전력제어에 적용한 로직을 추가함으로써,전력제한 알고리즘에 따라 응답속도가 빠르게 되는 효과가 있다. In addition, by adding a logic applying a proportional/integral (PI) control method to power control, there is an effect of increasing response speed according to the power limiting algorithm.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 전동 압축기 인버터 제어 장치의 구성 예를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 전동 압축기 인버터 제어 방법을 설명하기 위한 동작 흐름도를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 전력 제한값과 소비 전력값, 속도 지령값 및 실제 모터 속도값을 나타낸 그래프이다.1 is a diagram schematically showing a configuration example of an electric compressor inverter control device for a vehicle according to an embodiment of the present invention.
2 is a diagram illustrating an operation flowchart for explaining a method for controlling an electric compressor inverter for a vehicle according to an embodiment of the present invention.
3 is a graph showing a power limit value, a power consumption value, a speed command value, and an actual motor speed value according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. This invention may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments set forth herein.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.In order to clearly describe the present invention, parts irrelevant to the description are omitted, and the same reference numerals are assigned to the same or similar components throughout the specification.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Throughout the specification, when a part is said to be "connected" to another part, this includes not only the case where it is "directly connected" but also the case where it is "electrically connected" with another element interposed therebetween. . In addition, when a certain component is said to "include", this means that it may further include other components without excluding other components unless otherwise stated.

어느 부분이 다른 부분의 "위에" 있다고 언급하는 경우, 이는 바로 다른 부분의 위에 있을 수 있거나 그 사이에 다른 부분이 수반될 수 있다. 대조적으로 어느 부분이 다른 부분의 "바로 위에" 있다고 언급하는 경우, 그 사이에 다른 부분이 수반되지 않는다.When a part is referred to as being “on” another part, it may be directly on top of the other part or may have other parts in between. In contrast, when a part is said to be “directly on” another part, there are no other parts in between.

제1, 제2 및 제3 등의 용어들은 다양한 부분, 성분, 영역, 층 및/또는 섹션들을 설명하기 위해 사용되나 이들에 한정되지 않는다. 이들 용어들은 어느 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션을 다른 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션과 구별하기 위해서만 사용된다. 따라서, 이하에서 서술하는 제1 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션은 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 제2 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션으로 언급될 수 있다.Terms such as first, second and third are used to describe, but are not limited to, various parts, components, regions, layers and/or sections. These terms are only used to distinguish one part, component, region, layer or section from another part, component, region, layer or section. Accordingly, a first part, component, region, layer or section described below may be referred to as a second part, component, region, layer or section without departing from the scope of the present invention.

여기서 사용되는 전문 용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.The terminology used herein is only for referring to specific embodiments and is not intended to limit the present invention. As used herein, the singular forms also include the plural forms unless the phrases clearly indicate the opposite. The meaning of "comprising" as used herein specifies particular characteristics, regions, integers, steps, operations, elements and/or components, and the presence or absence of other characteristics, regions, integers, steps, operations, elements and/or components. Additions are not excluded.

"아래", "위" 등의 상대적인 공간을 나타내는 용어는 도면에서 도시된 한 부분의 다른 부분에 대한 관계를 보다 쉽게 설명하기 위해 사용될 수 있다. 이러한 용어들은 도면에서 의도한 의미와 함께 사용중인 장치의 다른 의미나 동작을 포함하도록 의도된다. 예를 들면, 도면중의 장치를 뒤집으면, 다른 부분들의 "아래"에 있는 것으로 설명된 어느 부분들은 다른 부분들의 "위"에 있는 것으로 설명된다. 따라서 "아래"라는 예시적인 용어는 위와 아래 방향을 전부 포함한다. 장치는 90˚ 회전 또는 다른 각도로 회전할 수 있고, 상대적인 공간을 나타내는 용어도 이에 따라서 해석된다.Terms indicating relative space, such as “below” and “above,” may be used to more easily describe the relationship of one part to another shown in the drawings. These terms are intended to include other meanings or operations of the device in use with the meaning intended in the drawings. For example, if the device in the figure is turned over, certain parts described as being “below” other parts will be described as being “above” the other parts. Thus, the exemplary term "below" includes both directions above and below. The device may rotate 90 degrees or other angles, and terms denoting relative space are interpreted accordingly.

다르게 정의하지는 않았지만, 여기에 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 보통 사용되는 사전에 정의된 용어들은 관련기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 매우 공식적인 의미로 해석되지 않는다.Although not defined differently, all terms including technical terms and scientific terms used herein have the same meaning as commonly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. Terms defined in commonly used dictionaries are additionally interpreted as having meanings consistent with related technical literature and currently disclosed content, and are not interpreted in ideal or very formal meanings unless defined.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. However, the present invention may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments described herein.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 전동 압축기 인버터 제어 장치의 구성 예를 개략적으로 나타낸 도면이다.1 is a diagram schematically showing a configuration example of an electric compressor inverter control device for a vehicle according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 전동 압축기 인버터 제어 장치(100)는, 모터부(110), 전자 제어부(ECU)(120), 전력 제어부(130), 속도 제어부(140) 및 전류 제어부(150)를 포함한다.Referring to FIG. 1 , an apparatus for controlling an electric compressor inverter for a vehicle 100 according to an embodiment of the present invention includes a motor unit 110, an electronic control unit (ECU) 120, a power control unit 130, and a speed control unit 140. ) and a current controller 150.

모터부(110)는 전류 제어값에 따라 동작하여 회전력을 출력한다. The motor unit 110 operates according to the current control value and outputs rotational force.

전자 제어부(120)는 모터부(110)의 회전 속도를 제어하기 위한 속도 지령값을 출력하거나, 모터부(110)의 소비 전력을 제어하기 위한 전력제한 지령값을 출력한다.The electronic control unit 120 outputs a speed command value for controlling the rotational speed of the motor unit 110 or outputs a power limit command value for controlling power consumption of the motor unit 110 .

전력 제어부(130)는 전자 제어부(130)로부터 인가되는 전력제한 지령값과, 모터부(110)로부터 인가되는 소비 전력값을 비교하고, 그 비교 결과에 따라 전력 제어값을 출력한다.The power control unit 130 compares the power limit command value applied from the electronic control unit 130 with the power consumption value applied from the motor unit 110, and outputs a power control value according to the comparison result.

속도 제어부(140)는 전력 제어부(140)의 전력 제어값과 전자 제어부(130)의 속도 지령값에 근거해 속도 제어값을 출력한다.The speed control unit 140 outputs a speed control value based on the power control value of the power control unit 140 and the speed command value of the electronic control unit 130 .

전류 제어부(150)는 모터부(110)의 소비 전류값과 속도 제어부(140)의 속도 제어값에 따른 전류 제어값을 모터부(110)에 출력한다.The current control unit 150 outputs to the motor unit 110 a current control value according to a current consumption value of the motor unit 110 and a speed control value of the speed control unit 140 .

전력 제어부(130)와 속도 제어부(140) 및 전류 제어부(150)는, 비례 계수(Kp)와 적분 계수(Ki) 및 적분기를 이용하는 비례적분(PI:Propotional Integral) 제어 방식을 이용하여 속도 제어값을 출력하거나, 전류 제어값을 출력하거나, 전력 제어값을 출력하게 된다.The power control unit 130, the speed control unit 140, and the current control unit 150 use a proportional integral (PI) control method using a proportional coefficient (Kp), an integral coefficient (Ki), and an integrator to control a speed control value. is output, a current control value is output, or a power control value is output.

또한, 전력 제어부(130)는, 전력제한 지령값이 소비 전력값보다 더 커서 비교 결과 값이 음수(-)인 경우에, 전력 제어값을 음수(-)로 출력하지 않고 제로(0)로 변경하여 출력하는 세츄레이션(Saturation)부(132)를 더 포함할 수 있다. In addition, the power control unit 130 changes the power control value to zero (0) without outputting it as a negative number (-) when the comparison result value is a negative number (-) because the power limit command value is greater than the power consumption value. It may further include a saturation unit 132 that outputs the output.

또한, 전력 제어부(130)는, 전력제한 지령값이 소비 전력값보다 더 큰 경우에, 세츄레이션부(132)를 통해 전력 제어값을 제로(0)값으로 출력하여, 속도 제어부(140)가 전자 제어부(120)의 속도 지령값에 따라 모터부(110)의 회전 속도에 대해 정상적인 속도 제어가 이루어질 수 있도록 한다.In addition, when the power limit command value is greater than the power consumption value, the power control unit 130 outputs the power control value as a zero (0) value through the saturation unit 132 so that the speed control unit 140 According to the speed command value of the electronic control unit 120, normal speed control can be performed with respect to the rotational speed of the motor unit 110.

또한, 전력 제어부(130)는 전력제한 지령값이 소비 전력값보다 더 작은 경우에, 플러스(+) 값의 전력 제어값을 속도 제어부(140)에 출력하고, 속도 제어부(140)는 전력 제어부(130)에서 인가된 플러스(+) 값의 전력 제어값이 전자 제어부(120)의 속도 지령값보다 더 크므로, 모터부(110)의 회전 속도를 줄이는 속도 제어값을 전류 제어부(150)에 출력한다. 이에, 전류 제어부(150)는 속도 제어부(140)로부터 인가된 모터부(110)의 회전 속도를 줄이는 속도 제어값에 따라 회전 속도를 줄이는 전류 제어값을 모터부(110)에 출력하며, 모터부(110)는 회전 속도를 줄이는 전류 제어값에 따라 구동하여 변경된 회전 속도로 동작하게 된다.In addition, the power control unit 130 outputs a positive (+) power control value to the speed control unit 140 when the power limit command value is smaller than the power consumption value, and the speed control unit 140 is the power control unit ( Since the power control value of positive (+) value applied in 130) is greater than the speed command value of the electronic control unit 120, a speed control value that reduces the rotational speed of the motor unit 110 is output to the current control unit 150 do. Accordingly, the current control unit 150 outputs a current control value for reducing the rotational speed to the motor unit 110 according to the speed control value for reducing the rotational speed of the motor unit 110 applied from the speed control unit 140. 110 operates at the changed rotational speed by driving according to the current control value that reduces the rotational speed.

또한, 전자 제어부(120)에서 속도 제어부(140)로 인가하는 속도 지령값에 의한 속도 제어와, 전자 제어부(120)에서 전력 제어부(130)로 인가하는 전력제한 지령값에 의한 전력 제어는 동시에 수행 가능하다.In addition, speed control based on the speed command value applied from the electronic control unit 120 to the speed control unit 140 and power control based on the power limit command value applied from the electronic control unit 120 to the power control unit 130 are simultaneously performed. It is possible.

또한, 전자 제어부(120)에서 전력 제어부(130)로 전력제한 지령값을 인가하는 우선순위가 전자 제어부(120)에서 속도 제어부로 속도 지령값을 인가하는 우선순위보다 더 높을 수 있다.In addition, the priority of applying the power limit command value from the electronic controller 120 to the power controller 130 may be higher than the priority of applying the speed command value from the electronic controller 120 to the speed controller.

그리고, 전력 제어부(130)는 전자 제어부(120)로부터 인가되는 전력제한 지령값과 모터부(110)로부터 인가되는 소비 전력값을 비교하여 그 결과에 따라 전력 제어값을 속도 제어부(140)에 출력해 인버터 전력을 제한하는 본 발명에 따른 차량용 전동 압축기의 인버터 전력 제어 장치 및 방법은 연료전지 차량과 전기 자동차 중 적어도 어느 하나에 적용될 수 있다.Then, the power control unit 130 compares the power limit command value applied from the electronic control unit 120 with the power consumption value applied from the motor unit 110 and outputs a power control value to the speed control unit 140 based on the result. The device and method for controlling inverter power of an electric compressor for a vehicle according to the present invention for limiting inverter power can be applied to at least one of a fuel cell vehicle and an electric vehicle.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 전동 압축기 인버터 제어 방법을 설명하기 위한 동작 흐름도를 나타낸 도면이다.2 is a diagram illustrating an operation flowchart for explaining a method for controlling an electric compressor inverter for a vehicle according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 차량용 전동 압축기 인버터 제어 장치(100)는, 먼저 전자 제어부(120)에서 속도 지령값을 속도 제어부(140)에 인가하고, 전력제한 지령값을 전력 제어부(130)에 인가한다(S210).Referring to FIG. 2 , in the vehicle electric compressor inverter control device 100 according to the present invention, first, the electronic control unit 120 applies a speed command value to the speed control unit 140, and the power limit command value is applied to the power control unit 130. ) is applied (S210).

이때, 전자 제어부(120)는 속도 제어부(140)로 인가하는 속도 지령값에 의한 속도 제어와, 전력 제어부(130)로 인가하는 전력제한 지령값에 의한 전력 제어를 동시에 수행할 수 있다.At this time, the electronic control unit 120 may simultaneously perform speed control based on the speed command value applied to the speed control unit 140 and power control based on the power limit command value applied to the power control unit 130.

또한, 전자 제어부(120)는 전력 제어부(130)로 전력제한 지령값을 인가하는 우선순위를 속도 제어부(140)로 속도 지령값을 인가하는 우선순위보다 더 높게 할 수 있다.In addition, the electronic control unit 120 may set the priority of applying the power limit command value to the power control unit 130 higher than the priority of applying the speed command value to the speed controller 140 .

이어, 속도 제어부(140)는 속도 지령값에 따른 제1 속도 제어값을 전류 제어부(150)에 출력한다(S220).Subsequently, the speed controller 140 outputs a first speed control value according to the speed command value to the current controller 150 (S220).

이어, 전류 제어부(150)는 제1 속도 제어값에 따른 제1 전류 제어값을 모터부(110)에 출력한다(S230).Subsequently, the current controller 150 outputs a first current control value according to the first speed control value to the motor unit 110 (S230).

이때, 제1 속도 제어값은 RPM(Rotation Per Minute) 단위의 속도 값이고, 제1 전류 제어값은 암페어(A) 단위의 전류값이다.At this time, the first speed control value is a speed value in RPM (Rotation Per Minute) unit, and the first current control value is a current value in ampere (A) unit.

이어, 모터부(110)는 제1 전류 제어값에 따라 모터를 구동하여 회전하는 동작을 수행한다(S240).Subsequently, the motor unit 110 rotates by driving the motor according to the first current control value (S240).

이어, 전력 제어부(130)는 모터부(110)의 소비 전력값과 전력제한 지령값을 비교하고, 비교 결과에 따라 전력 제어값을 속도 제어부(140)에 출력한다(S250).Subsequently, the power controller 130 compares the power consumption value of the motor unit 110 with the power limit command value, and outputs a power control value to the speed controller 140 according to the comparison result (S250).

즉, 전력 제어부(130)는 도 3에 도시된 바와 같이 모터부(110)의 소비 전력값과 전자 제어부(120)의 전력제한 지령값을 비교하고, 그 비교 결과 값에 따라 모터의 회전 속도를 제어하기 위한 전력 제어값을 속도 제어부(140)에 전달하는 것이다. 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 전력 제한값과 소비 전력값, 속도 지령값 및 실제 모터 속도값을 나타낸 그래프이다.That is, as shown in FIG. 3 , the power control unit 130 compares the power consumption value of the motor unit 110 and the power limit command value of the electronic control unit 120, and determines the rotational speed of the motor according to the comparison result value. The power control value for control is transferred to the speed control unit 140 . 3 is a graph showing a power limit value, a power consumption value, a speed command value, and an actual motor speed value according to an embodiment of the present invention.

여기서, 모터부(110)의 소비 전력값은 모터부(110)에 설치된 또는 별도로 설치된 소비전력 측정장치를 통해 모터부(110)의 소비 전력을 측정해 전력 제어부(130)에 전달된다.Here, the power consumption value of the motor unit 110 is transmitted to the power control unit 130 by measuring the power consumption of the motor unit 110 through a power consumption measuring device installed in the motor unit 110 or separately installed.

예를 들면, 전력제한 지령값과 소비 전력값을 비교하여 전력제한 지령값이 소비 전력값보다 더 큰 경우에, 전력 제어부(130)의 출력은 서서히 줄어들어 제로(0)까지 감소하게 되며, 이때부터는 정상적인 속도 제어가 이루어질 수 있다. 이를 위해 전력 제어부(130)의 출력 부분에 불필요한 속도 증가를 방지하기 위한 세츄레이션부(132)를 구성한다. 이 세츄레이션부(132)에 의해 전자 제어부(120)의 전력제한 지령값이 모터부(110)의 소비 전력값보다 더 큰 상황에서도 정상적인 속도 제어가 가능하게 되는 것이다.For example, when the power limit command value and the power consumption value are compared and the power limit command value is greater than the power consumption value, the output of the power control unit 130 gradually decreases to zero (0), and from this time on. Normal speed control can be achieved. To this end, the saturation unit 132 for preventing unnecessary speed increase is configured in the output part of the power control unit 130. Due to the saturation unit 132, normal speed control is possible even in a situation where the power limit command value of the electronic control unit 120 is greater than the power consumption value of the motor unit 110.

그리고, 전력 제어부(130)와 속도 제어부(140) 및 전류 제어부(150)는 각각 비례적분(PI) 제어 방식을 이용하여 전력 제어값을 출력하거나, 제1 및 제2 속도 제어값을 출력하거나, 제1 및 제2 전류 제어값을 출력하게 된다. 여기서, 비례적분(PI) 제어 방식은 도 1에 도시되고, 일반적으로 공지된 바와 같이 비례 계수(Kp)와 적분 계수(Ki) 및 적분기를 이용하는 방식이다.In addition, the power control unit 130, the speed control unit 140, and the current control unit 150 each output a power control value using a proportional integral (PI) control method, or output first and second speed control values, The first and second current control values are output. Here, the proportional integral (PI) control method is shown in FIG. 1 and is a method using a proportional coefficient (Kp), an integral coefficient (Ki), and an integrator as is generally known.

이어, 속도 제어부(140)가 속도 지령값과 전력 제어값에 따른 제2 속도 제어값을 전류 제어부(150)에 출력한다(S260).Subsequently, the speed control unit 140 outputs a second speed control value according to the speed command value and the power control value to the current control unit 150 (S260).

즉, 속도 제어부(140)는 전자 제어부(120)로부터 인가된 속도 지령값을 근거로 전력 제어부(130)로부터 인가된 전력 제어값을 반영하여 모터의 회전 속도를 변경하기 위한 제2 속도 제어값을 산출하여 전류 제어부(150)에 전달하는 것이다.That is, the speed control unit 140 reflects the power control value applied from the power control unit 130 based on the speed command value applied from the electronic control unit 120 to obtain a second speed control value for changing the rotational speed of the motor. It is calculated and transmitted to the current controller 150.

이어, 전류 제어부(150)가 제2 속도 제어값에 따른 제2 전류 제어값을 모터부(110)에 출력한다(S270).Subsequently, the current controller 150 outputs a second current control value according to the second speed control value to the motor unit 110 (S270).

이때, 제2 속도 제어값은 RPM(Rotation Per Minute) 단위의 속도 값이고, 제2 전류 제어값은 암페어(A) 단위의 전류값이므로, 예를 들어, 전류 제어부(150)가 제2 속도 제어값으로 500 RPM을 전달받으면, 모터부(110)의 모터가 500 RPM으로 동작하는데 필요한 제2 전류값으로 예컨대, 1.5 A를 모터부(110)에 전달하는 것이다.At this time, since the second speed control value is a speed value in RPM (Rotation Per Minute) unit, and the second current control value is a current value in ampere (A) unit, for example, the current control unit 150 controls the second speed When 500 RPM is received as a value, for example, 1.5 A is transmitted to the motor unit 110 as a second current value required for the motor of the motor unit 110 to operate at 500 RPM.

이에, 모터부(110)는 전달받은 제2 전류 제어값에 따라 구동하여 변경된 회전 속도로 동작한다(S280).Accordingly, the motor unit 110 is driven according to the received second current control value and operates at the changed rotational speed (S280).

예를 들면, 전력제한 지령값이 소비 전력값보다 더 커서 비교 결과 값이 음수(-)인 경우에, 전력 제어부(130)는 전력 제어값을 음수(-)로 출력하지 않고 세츄레이션(132)부를 통해 제로(0)로 변경하여 출력하게 된다. 따라서, 전력 제어부(130)는 전력제한 지령값이 소비 전력값보다 더 큰 경우에, 음수(-)인 전력 제어값을 세츄레이션부(132)를 통해 제로(0) 값으로 변경하여 속도 제어부(140)에 출력한다. For example, when the power limit command value is greater than the power consumption value and the comparison result value is a negative number (-), the power control unit 130 does not output the power control value as a negative number (-) and performs the saturation operation 132. It is changed to zero (0) through negative and output. Therefore, when the power limit command value is greater than the power consumption value, the power control unit 130 changes the negative (-) power control value to a zero (0) value through the saturation unit 132 to speed control unit ( 140).

이어, 속도 제어부(140)는 전력 제어값이 제로(0)이므로 반영하지 않고, 전자 제어부(120)로부터 인가된 속도 지령값만 반영하여, 속도 지령값에 따른 제1 속도 제어값을 전류 제어부(150)에 출력한다. 이어, 전류 제어부(150)는 제1 속도 제어값에 따른 제1 전류 제어값을 모터부(110)에 출력하며, 모터부(110)는 제1 전류 제어값에 따라 구동하여 동작하므로써, 모터부(110)의 회전 속도에 대해 정상적인 속도 제어가 이루어질 수 있게 되는 것이다.Subsequently, the speed control unit 140 does not reflect the power control value because it is zero (0), and reflects only the speed command value applied from the electronic control unit 120, and converts the first speed control value according to the speed command value to the current control unit ( 150). Subsequently, the current control unit 150 outputs a first current control value according to the first speed control value to the motor unit 110, and the motor unit 110 drives and operates according to the first current control value, so that the motor unit Normal speed control can be achieved for the rotational speed of (110).

그러나, 모터부(110)의 소비 전력값이 전력제한 지령값보다 더 큰 경우에, 전력 제어부(130)는 플러스(+) 값의 전력 제어값을 속도 제어부(140)에 출력(Feedback)한다. 이에, 속도 제어부(140)는 전력 제어부(130)에서 인가된 플러스(+) 값의 전력 제어값이 전자 제어부(120)의 속도 지령값보다 더 크므로, 모터의 회전 속도가 지정 속도보다 더 큰 속도로 회전하는 것으로 인식하여, 모터부(110)의 회전 속도를 줄이는 속도 제어값을 전류 제어부(150)에 출력한다. 이어, 전류 제어부(150)는 속도 제어부(140)로부터 인가된 모터부(110)의 회전 속도를 줄이는 속도 제어값에 따라 회전 속도를 줄이는 전류 제어값을 모터부(110)에 출력한다. 따라서, 모터부(110)는 회전 속도를 줄이는 전류 제어값에 따라 구동하여 변경된 회전 속도로 동작하게 된다.However, when the power consumption value of the motor unit 110 is greater than the power limit command value, the power controller 130 outputs (feedback) a power control value of a positive value to the speed controller 140. Accordingly, the speed control unit 140 determines that the rotational speed of the motor is higher than the designated speed because the positive (+) power control value applied from the power control unit 130 is greater than the speed command value of the electronic control unit 120. Recognizing that the motor rotates at the same speed, a speed control value for reducing the rotational speed of the motor unit 110 is output to the current controller 150 . Next, the current control unit 150 outputs a current control value for reducing the rotational speed to the motor unit 110 according to the speed control value for reducing the rotational speed of the motor unit 110 applied from the speed control unit 140 . Therefore, the motor unit 110 operates at the changed rotational speed by driving according to the current control value that reduces the rotational speed.

전술한 본 발명에 따른 차량용 전동 압축기의 인버터 제어 장치 및 방법은 연료전지 차량과 전기 자동차 중 적어도 어느 하나에 적용할 수 있다.The above-described apparatus and method for controlling an inverter of an electric compressor for a vehicle according to the present invention can be applied to at least one of a fuel cell vehicle and an electric vehicle.

전술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 차량용 전동 압축기의 인버터를 제어할 때 구동 모터의 속도를 제어함과 더불어 구동 모터의 전력량도 동시에 제어할 수 있도록 하는, 차량용 전동 압축기 인버터 제어 방법 및 장치를 실현할 수 있다.As described above, according to the present invention, when controlling the inverter of the vehicle electric compressor, it is possible to realize a method and apparatus for controlling an electric compressor inverter for a vehicle, which can simultaneously control the amount of power of the driving motor as well as the speed of the driving motor. there is.

본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있으므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.Those skilled in the art to which the present invention pertains should understand that the embodiments described above are illustrative in all respects and not limiting, since the present invention can be embodied in other specific forms without changing the technical spirit or essential characteristics thereof. only do The scope of the present invention is indicated by the following claims rather than the detailed description above, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalent concepts should be interpreted as being included in the scope of the present invention. do.

100 : 차량용 전동 압축기 인버터 제어 장치
110 : 모터부
120 : 전자 제어부
130 : 전력 제어부
140 : 속도 제어부
150 : 전류 제어부100: Vehicle electric compressor inverter control device
110: motor unit
120: electronic control unit
130: power control unit
140: speed control
150: current controller

Claims (16)

전류 제어값에 따라 동작하여 회전력을 출력하는 모터부;
상기 모터부의 회전 속도를 제어하기 위한 속도 지령값을 출력하거나, 상기 모터부의 소비 전력을 제어하기 위한 전력제한 지령값을 출력하는 전자 제어부(ECU);
상기 전자 제어부(ECU)로부터 인가되는 상기 전력제한 지령값과, 상기 모터부로부터 인가되는 소비 전력을 비교하고, 그 비교 결과에 따라 전력 제어값을 출력하는 전력 제어부;
상기 전력 제어부의 전력 제어값과 상기 전자 제어부의 속도 지령값에 근거해 속도 제어값을 출력하는 속도 제어부; 및
상기 모터부의 소비 전류값과 상기 속도 제어부의 속도 제어값에 따른 전류 제어값을 상기 모터부에 출력하는 전류 제어부;
를 포함하며,
상기 전력 제어부는, 상기 전력제한 지령값이 상기 소비 전력값보다 더 커서 비교 결과 값이 음수(-)인 경우에, 상기 전력 제어값을 음수(-)로 출력하지 않고 제로(0)로 변경하여 출력하는 세츄레이션(Saturation)부를 더 포함하며,
상기 전력 제어부는, 상기 전력제한 지령값이 상기 소비 전력값보다 더 큰 경우에, 상기 세츄레이션부를 통해 상기 전력 제어값을 제로(0)으로 출력하여, 상기 속도 제어부가 상기 전자 제어부(ECU)의 속도 지령값에 따라 상기 모터부의 회전 속도에 대해 정상적인 속도 제어가 이루어질수 있도록 하며,
상기 전력 제어부는, 상기 전력제한 지령값이 상기 소비 전력값보다 더 작은 경우에, 플러스(+) 값의 전력 제어값을 상기 속도 제어부에 출력하고,
상기 속도 제어부는 상기 전력 제어부에서 인가된 플러스(+) 값의 전력 제어 값이 상기 전자 제어부(ECU)의 속도 지령값보다 더 크므로, 상기 모터부의 회전 속도를 줄이는 속도 제어값을 상기 전류 제어부에 출력하며,
상기 전류 제어부는 상기 속도 제어부로부터 인가된 상기 모터부의 회전 속도를 줄이는 속도 제어값에 따라 회전 속도를 줄이는 전류 제어값을 상기 모터부에 출력하며,
상기 모터부는 상기 회전 속도를 줄이는 전류 제어값에 따라 구동하여 변경된 회전 속도로 동작하며,
상기 전력 제어부가, 상기 전자 제어부(ECU)로부터 인가되는 상기 전력제한 지령값과 상기 모터부로부터 인가되는 소비 전력값을 비교하여 그 결과에 따라 전력 제어값을 상기 속도 제어부에 출력해 차량용 전동 압축기의 인버터 전력을 제한하는 기능은 연료전지 차량과 전기 자동차 중 적어도 어느 하나에 적용되는 것을 특징으로 하는 차량용 전동 압축기 인버터 제어 장치.
a motor unit that operates according to the current control value and outputs rotational force;
an electronic control unit (ECU) outputting a speed command value for controlling the rotational speed of the motor unit or outputting a power limit command value for controlling power consumption of the motor unit;
a power control unit that compares the power limiting command value applied from the electronic control unit (ECU) with the power consumption applied from the motor unit and outputs a power control value according to the comparison result;
a speed control unit outputting a speed control value based on a power control value of the power control unit and a speed command value of the electronic control unit; and
a current control unit outputting a current control value according to a current consumption value of the motor unit and a speed control value of the speed control unit to the motor unit;
Including,
The power control unit changes the power control value to zero (0) without outputting it as a negative number (-) when the power limit command value is greater than the power consumption value and the comparison result value is a negative number (-). It further includes a saturation unit to output,
The power control unit outputs the power control value as zero (0) through the saturation unit when the power limit command value is greater than the power consumption value, so that the speed control unit controls the electronic control unit (ECU). According to the speed command value, normal speed control can be performed for the rotational speed of the motor unit,
The power control unit outputs a power control value of a positive (+) value to the speed control unit when the power limit command value is smaller than the power consumption value;
Since the power control value of positive (+) value applied from the power control unit is greater than the speed command value of the electronic control unit (ECU), the speed control unit transmits a speed control value that reduces the rotational speed of the motor unit to the current control unit. output,
The current control unit outputs a current control value for reducing the rotation speed to the motor unit according to the speed control value for reducing the rotation speed of the motor unit applied from the speed control unit,
The motor unit operates at the changed rotational speed by driving according to a current control value that reduces the rotational speed,
The power control unit compares the power limiting command value applied from the electronic control unit (ECU) with the power consumption value applied from the motor unit, and outputs a power control value to the speed control unit based on the result, so as to operate the vehicle electric compressor. An electric compressor inverter control device for a vehicle, characterized in that the function of limiting inverter power is applied to at least one of a fuel cell vehicle and an electric vehicle.
 청구항 1에 있어서,
상기 속도 제어부와, 상기 전류 제어부 및 상기 전력 제어부는, 각각 비례적분(PI) 제어 방식을 이용하여 속도 제어값을 출력하거나, 전류 제어값을 출력하거나, 전력 제어값을 출력하는 것을 특징으로 하는 차량용 전동 압축기 인버터 제어 장치.
The method of claim 1,
The speed control unit, the current control unit, and the power control unit output a speed control value, a current control value, or a power control value using a proportional integral (PI) control method, respectively. Motor compressor inverter control unit.
 삭제delete 삭제delete 삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 전자 제어부(ECU)에서 상기 속도 제어부로 인가하는 속도 지령값에 의한 속도 제어와, 상기 전자 제어부(ECU)에서 상기 전력 제어부로 인가하는 전력제한 지령값에 의한 전력 제어는 동시에 수행 가능한 것을 특징으로 하는 차량용 전동 압축기 인버터 제어 장치.
The method of claim 1,
Speed control based on a speed command value applied from the electronic control unit (ECU) to the speed control unit and power control based on a power limit command value applied from the electronic control unit (ECU) to the power control unit can be performed simultaneously. An electric compressor inverter control device for a vehicle.
 청구항 1에 있어서,
상기 전자 제어부(ECU)에서 상기 전력 제어부로 전력제한 지령값을 인가하는 우선순위가 상기 전자 제어부(ECU)에서 상기 속도 제어부로 속도 지령값을 인가하는 우선순위보다 더 높은 것을 특징으로 하는 차량용 전동 압축기 인버터 제어 장치.
The method of claim 1,
A vehicle electric compressor, characterized in that the priority of applying the power limit command value from the electronic control unit (ECU) to the power control unit is higher than the priority of applying the speed command value from the electronic control unit (ECU) to the speed control unit. inverter control unit.
 삭제delete (a) 전자 제어부(ECU)에서 속도 지령값을 속도 제어부에 인가하고, 전력제한 지령값을 전력 제어부에 인가하는 단계;
(b) 속도 제어부가 상기 속도 지령값에 따른 제1 속도 제어값을 전류 제어부에 출력하는 단계;
(c) 전류 제어부가 상기 제1 속도 제어값에 따른 제1 전류 제어값을 모터부에 출력하는 단계;
(d) 상기 모터부가 상기 제1 전류 제어값에 따라 구동하여 동작하는 단계;
(e) 상기 전력 제어부가 상기 모터부의 소비 전력과 상기 전력제한 지령값을 비교하고, 비교결과에 따라 전력 제어값을 상기 속도 제어부에 출력하는 단계;
(f) 상기 속도 제어부가 상기 속도 지령값과 상기 전력 제어값에 따른 제2 속도 제어값을 상기 전류 제어부에 출력하는 단계;
(g) 상기 전류 제어부가 상기 제2 속도 제어값에 따른 제2 전류 제어값을 상기 모터부에 출력하는 단계; 및
(h) 상기 모터부가 상기 제2 전류 제어값에 따라 구동하여 변경된 회전 속도로 동작하는 단계;를 포함하며,
상기 (e) 단계는, 상기 전력 제어부가 상기 전력제한 지령값이 상기 소비 전력값보다 더 커서 비교 결과 값이 음수(-)인 경우에, 상기 전력 제어값을 음수(-)로 출력하지 않고 세츄레이션(Saturation)부를 통해 제로(0)로 변경하여 출력하며,
상기 (e) 단계는 상기 전력제한 지령값이 상기 소비 전력값보다 더 큰 경우에, 상기 전력 제어부가 음수(-)인 상기 전력 제어값을 상기 센츄레이션부를 통해 제로(0) 값을 변경하여 상기 속도 제어부에 출력하고,
상기 (f) 단계에서 상기 속도 제어부는 상기 전력 제어값이 제로(0)이므로 상기 속도 지령값에 따른 상기 제1 속도 제어값을 상기 전류 제어부에 출력하며,
상기 (g) 단계에서 상기 전류 제어부는 상기 제1 속도 제어값에 따른 상기 제1 전류 제어값을 상기 모터부에 출력하며,
상기 (h) 단계에서 상기 모터부가 상기 제1 전류 제어값에 따라 구동하여 동작하므로써, 상기 모터부의 회전 속도에 대해 정상적인 속도 제어가 이루어질 수 있도록 하며,
상기 (e) 단계에서 상기 전력 제어부는 상기 전력제한 지령값이 상기 소비 전력값보다 더 작은 경우에, 플러스(+) 값의 전력 제어값을 상기 속도 제어부에 출력하고,
상기 (f) 단계에서 상기 속도 제어부는 상기 전력 제어부에서 인가된 플러스(+) 값의 전력 제어값이 상기 전자 제어부(ECU)의 속도 지령값보다 크므로, 모터 회전부의 회전 속도를 줄이는 속도 제어값을 상기 전류 제어부에 출력하며,
상기 (g) 단계에서 상기 전류 제어부는 상기 속도 제어부로부터 인가된 상기 모터부의 회전 속도를 줄이는 속도 제어값에 따라 회전 속도를 줄이는 전류 제어값을 상기 모터부에 출력하며,
상기 (h) 단계에서 상기 모터부는 상기 회전 속도를 줄이는 전류 제어값에 따라 구동하여 변경된 회전 속도로 동작하고,
상기 전력 제어부가, 상기 전자 제어부(ECU)로부터 인가되는 상기 전력제한 지령값과 상기 모터부로부터 인가되는 소비 전력값을 비교하여 그 결과에 따라 전력 제어값을 상기 속도 제어부에 출력해 차량용 전동 압축기의 인버터 전력을 제한하는 기능은 연료전지 차량과 전기 자동차 중 적어도 어느 하나에 적용되는 것을 특징으로 하는 차량용 전동 압축기 인버터 제어 방법.
(a) applying a speed command value to a speed control unit and applying a power limit command value to a power control unit in an electronic control unit (ECU);
(b) outputting, by the speed controller, a first speed control value according to the speed command value to the current controller;
(c) outputting, by a current control unit, a first current control value according to the first speed control value to a motor unit;
(d) driving and operating the motor unit according to the first current control value;
(e) comparing, by the power controller, the power consumption of the motor unit with the power limit command value, and outputting a power control value to the speed controller according to the comparison result;
(f) outputting, by the speed controller, a second speed control value according to the speed command value and the power control value to the current controller;
(g) outputting, by the current control unit, a second current control value according to the second speed control value to the motor unit; and
(h) driving the motor unit according to the second current control value to operate at a changed rotational speed; including,
In the step (e), when the power control value is greater than the power consumption value and the comparison result value is a negative number (-), the power controller does not output the power control value as a negative number (-) and sets the power control value to negative (-). It is changed to zero (0) through the saturation part and output.
In the step (e), when the power limit command value is greater than the power consumption value, the power control unit changes the power control value, which is a negative number (-), to a zero (0) value through the centration unit, output to the speed controller,
In step (f), since the power control value is zero (0), the speed control unit outputs the first speed control value according to the speed command value to the current control unit,
In the step (g), the current control unit outputs the first current control value according to the first speed control value to the motor unit,
In the step (h), the motor unit is driven and operated according to the first current control value, so that normal speed control can be performed for the rotational speed of the motor unit,
In the step (e), the power control unit outputs a positive power control value to the speed control unit when the power limit command value is smaller than the power consumption value;
In the step (f), the speed controller reduces the rotational speed of the motor rotation unit because the positive (+) power control value applied from the power controller is greater than the speed command value of the electronic control unit (ECU). Outputs to the current control unit,
In the step (g), the current control unit outputs a current control value for reducing the rotation speed to the motor unit according to the speed control value for reducing the rotation speed of the motor unit applied from the speed control unit,
In the step (h), the motor unit operates at the changed rotational speed by driving according to the current control value that reduces the rotational speed,
The power control unit compares the power limiting command value applied from the electronic control unit (ECU) with the power consumption value applied from the motor unit, and outputs a power control value to the speed control unit based on the result, so as to operate the vehicle electric compressor. A method for controlling an electric compressor inverter for a vehicle, characterized in that the function of limiting inverter power is applied to at least one of a fuel cell vehicle and an electric vehicle.
 청구항 9에 있어서,
상기 (b) 단계와, 상기 (c) 단계, 상기 (e) 단계, 상기 (f) 단계 및 상기 (g) 단계는, 상기 속도 제어부와, 상기 전류 제어부 및 상기 전력 제어부가, 각각 비례적분(PI) 제어 방식을 이용하여 제1 및 제2 속도 제어값을 출력하거나, 제1 및 제2 전류 제어값을 출력하거나, 전력 제어값을 출력하는 것을 특징으로 하는 차량용 전동 압축기 인버터 제어 방법.
The method of claim 9,
The step (b), the step (c), the step (e), the step (f), and the step (g), the speed control unit, the current control unit and the power control unit, respectively proportional integral ( A method for controlling an electric compressor inverter for a vehicle, characterized in that outputting first and second speed control values, outputting first and second current control values, or outputting a power control value using a PI) control method.
 삭제delete 삭제delete 삭제delete 청구항 9에 있어서,
상기 (a) 단계에서 상기 전자 제어부(ECU)가 상기 속도 제어부로 인가하는 속도 지령값에 의한 속도 제어와, 상기 전력 제어부로 인가하는 전력제한 지령값에 의한 전력 제어는 동시에 수행 가능한 것을 특징으로 하는 차량용 전동 압축기 인버터 제어 방법.
The method of claim 9,
In the step (a), speed control by the speed command value applied to the speed control unit by the electronic control unit (ECU) and power control by the power limit command value applied to the power control unit can be performed simultaneously Vehicle motor compressor inverter control method.
 청구항 9에 있어서,
상기 (a) 단계는, 상기 전자 제어부(ECU)에서 상기 전력 제어부로 전력제한 지령값을 인가하는 우선순위가 상기 전자 제어부(ECU)에서 상기 속도 제어부로 속도 지령값을 인가하는 우선순위보다 더 높은 것을 특징으로 하는 차량용 전동 압축기 인버터 제어 방법.
The method of claim 9,
In the step (a), the priority of applying the power limit command value from the electronic control unit (ECU) to the power control unit is higher than the priority of applying the speed command value from the electronic control unit (ECU) to the speed control unit. Method for controlling an electric compressor inverter for a vehicle, characterized in that.
 청구항 9에 있어서,
상기 (a) 단계 내지 상기 (h) 단계는, 연료전지 차량과 전기 자동차 중 적어도 어느 하나에 적용되는 것을 특징으로 하는 차량용 전동 압축기 인버터 제어 방법.The method of claim 9,
Steps (a) to (h) are applied to at least one of a fuel cell vehicle and an electric vehicle.
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