KR20030088940A - A heavy capacity moter controlling apparatus of commercial vehicle - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: An apparatus for controlling a heavy capacity motor of a commercial vehicle is provided to simplify and reduce weight of electronic components by driving the heavy capacity motor using IPS(Intelligent Power Switch), a semiconductor switching element replacing a relay and a fuse, controlling initial starting of the heavy capacity motor using soft start algorithm, and executing information communication for the heavy capacity motor through LON Works network. CONSTITUTION: An apparatus comprises an air conditioner switch(10); a control part(20); and an IPS(30). The air conditioner switch includes an on-contact point for driving an air conditioner system and a heater, step selecting contact points for controlling driving force of a blower motor, a setting contact point for setting indoor temperature, and circulation contact points for inside air and outside air to output switching signal for the corresponding contact point depending on selection of a user. The control part is an ECU(Electronic Control Unit), an engine control unit, detecting signal selected by the air conditioner switch, and outputting control signal for driving the air conditioner system or the heater and for controlling driving force. The IPS is a semiconductor switching element replacing a relay and a fuse, and controlling driving force of heavy capacity motors such as the blower motor, a condenser motor and a compressor depending on control signal impressed by the control part.

Description

상용차의 대용량 모터 제어장치{A HEAVY CAPACITY MOTER CONTROLLING APPARATUS OF COMMERCIAL VEHICLE}Large-capacity motor control device for commercial vehicles {A HEAVY CAPACITY MOTER CONTROLLING APPARATUS OF COMMERCIAL VEHICLE}

본 발명은 상용차에 구비되는 대용량 모터의 구동을 IPS(Intelligent Power Switch) 및 소프트 스타트(Soft Start)알고리즘을 이용하여 제어하며, 대용량 모터 제어를 위한 정보의 통신이 론워크(Lonwork) 네트워크로 이루어지도록 한 상용차의 대용량 모터 제어장치에 관한 것이다.The present invention controls the operation of a large-capacity motor provided in a commercial vehicle using an IPS (Intelligent Power Switch) and a soft start (Soft Start) algorithm, so that the communication of information for the control of the large-capacity motor is made by a Lonwork network It relates to a large-capacity motor control device of a commercial vehicle.

일반적으로 상용차에 적용되고 있는 공조장치로서 에어콘 시스템은 첨부된 도 1 및 도 2에서 알 수 있는 바와 같이, 에어콘 가동의 선택과 송풍 모터의 구동력을 조정하는 단수의 선택 및 온도 설정을 선택하는 에어콘 스위치(1)와, 상기 에어콘 스위치(1)로 선택되는 신호에 따라 해당 릴레이를 스위칭시키는 기계식의 콘트롤러(2) 및 상기 콘트롤러(2)의 신호에 따라 구동되어 냉매를 압축하는 콤푸레셔 모터와 콘덴서 팬을 구동하는 모터 및 송풍 모터 등의 다수개 대용량 모터(3)로 이루어진다.In general, as an air conditioner applied to a commercial vehicle, an air conditioner system is an air conditioner switch that selects a single stage for adjusting the driving force of a blower motor and a temperature setting, as shown in FIGS. 1 and 2. (1), and a mechanical controller (2) for switching the corresponding relay according to the signal selected by the air conditioner switch (1) and a compressor motor and a condenser fan driven by the controller (2) to compress the refrigerant. It consists of several large capacity motors 3, such as a motor to drive and a blowing motor.

상기한 구성으로 이루어지는 에어콘 시스템의 경우 에어콘 스위치(1)에서 선택되는 각각의 신호가 대응되는 하나의 와이어링 배선과 퓨즈(Fuse)를 통해 콘트롤러(2)에 전달되도록 구성되고, 콘트롤러(2)의 구동 제어신호 역시 각각의 와이어링 배선을 통해 해당 동작을 수행시키는 릴레이에 대응되도록 연결되어 해당 릴레이의 구동을 제어하며, 릴레이의 스위칭 신호 역시 각각의 모터(3)에 연결된다.In the case of the air conditioner system having the above-described configuration, each signal selected by the air conditioner switch 1 is configured to be transmitted to the controller 2 through a corresponding wiring wiring and a fuse. The driving control signal is also connected to correspond to a relay for performing a corresponding operation through each wiring line to control driving of the corresponding relay, and the switching signal of the relay is also connected to each motor 3.

따라서, 운전자가 에어콘 스위치(1)의 접점을 기동 온으로 선택하게 되면 해당 신호를 전송하는 와이어 배선에는 24V의 전압이 인가되어 퓨즈를 통해 콘트롤러(2)에 인가되므로, 콘트롤러(2)는 에어콘 온 신호에 따라 콤푸레셔 모터와 콘덴서 팬 모터 및 송풍 모터를 구동시키는 릴레이 접점을 스위칭온 시켜 해당하는 대용량 모터(3)가 기동되도록 제어한다.Therefore, when the driver selects the contact point of the air conditioner switch 1 to start on, a voltage of 24 V is applied to the wire wiring for transmitting the corresponding signal and applied to the controller 2 through the fuse, so that the controller 2 is turned on the air conditioner. In response to the signal, a relay contact for driving the compressor motor, the condenser fan motor, and the blower motor is switched on to control the corresponding large capacity motor 3 to be started.

또한, 운전자 송풍의 구동력을 조정하고자 단수 조절을 선택하게 되면 해당 선택 신호는 대응되는 와이어 배선을 통해 콘트롤러(2)에 전달되며, 콘트롤러(2)는 인가되는 신호에 따라 대응되는 해당 릴레이의 접점을 스위칭시켜 송풍 모터의 구동력이 조정되도록 한다.In addition, when the singular adjustment is selected to adjust the driving force of the driver blowing, the corresponding selection signal is transmitted to the controller 2 through the corresponding wire wiring, and the controller 2 contacts the corresponding relay contact according to the applied signal. Switching to adjust the driving force of the blower motor.

또한, 운전자가 실내의 온도를 조정하고 원하는 온도를 설정하게 되면 차량내에 구비되어 있는 온도센서에서 검출되는 신호는 대응되는 와이어 배선을 통해 콘트롤러(2)에 인가되며, 콘트롤러(2)는 해당 신호에 대응되는 릴레이의 접점을 스위칭시켜 송풍모터와 콤푸레셔 모터 및 콘덴서 팬 모터의 구동을 제어한다.In addition, when the driver adjusts the indoor temperature and sets the desired temperature, the signal detected by the temperature sensor provided in the vehicle is applied to the controller 2 through the corresponding wire wiring, and the controller 2 is applied to the corresponding signal. The contact of the corresponding relay is switched to control the operation of the blower motor, the compressor motor and the condenser fan motor.

전술한 바와 같이 상용차에 적용되고 있는 종래의 에어콘 시스템의 경우 에어콘 스위치와 콘트롤러 및 대용량 모터간의 와이어링 배선이 각각의 신호를 전달하도록 일대일의 대응으로 접속되어 있어 와이어링 하네스와 퓨즈 및 릴레이들이 아주 복잡하게 연결되므로 하네스의 설계에 많은 어려움을 제공하는 문제점이 발생한다.In the conventional air conditioner system applied to commercial vehicles as described above, the wiring harness between the air conditioner switch and the controller and the large-capacity motor is connected in a one-to-one correspondence so as to transmit respective signals, which makes the wiring harness, fuse, and relay very complicated. This leads to problems that provide many difficulties in the design of the harness.

또한, 다수의 와이어링 하네스의 구조에 의해 차량의 중량을 가중시켜 연비를 악화시키는 문제점이 있으며, 임의의 와이어에서 단선이나 단락이 발생하는 경우 복잡성으로 인하여 수리 복구가 거의 불가능하며, 고장 발생원인을 찾을 수 없는 단점이 있다.In addition, due to the structure of a plurality of wiring harness, there is a problem that the fuel economy is worsened by increasing the weight of the vehicle, in the case of disconnection or short circuit in any wire, repair and repair is almost impossible due to the complexity, and causes the failure There is a drawback not found.

또한, 에어콘 시스템에 적용되고 있는 대용량 모터의 경우 초기 기동전류가 커 릴레이 및 퓨즈가 반드시 적용되어야 하며, 이로 인하여 와이어 배선의 복작성을 해소할 수 없는 단점이 있다.In addition, in the case of a large-capacity motor that is applied to the air conditioner system, a large initial starting current must be applied to the relay and the fuse, and thus, there is a disadvantage in that duplication of the wire wiring cannot be eliminated.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명한 것으로, 그 목적은 상용차에 구비되는 대용량 모터의 구동을 릴레이 및 퓨즈를 대용하는 반도체 스위칭 소자인 IPS를 적용하여 구동하도록 하고, 대용량 모터의 초기 기동을 소프트 스타트 알고리즘을 이용하여 제어하며, 대용량 모터 제어를 위한 정보의 통신이 론워크 네트워크로 이루어지도록 함으로써 릴레이 및 퓨즈의 사용을 배제시켜 전장의 단순화 및 경량화를 제공하도록 한 것이다.The present invention has been invented to solve the above problems, the object of which is to drive a large-capacity motor provided in a commercial vehicle by applying a semiconductor switching element IPS substitutes for relays and fuses, the initial startup of the large-capacity motor It is controlled using soft start algorithm, and communication of information for large motor control is made by Lonwalk network, thus eliminating the use of relays and fuses to provide simpler and lighter electric field.

도 1은 종래의 상용차에 적용되는 대용량 모터 제어장치에 대한 구성도.1 is a block diagram of a large-capacity motor control device applied to a conventional commercial vehicle.

도 2는 종래의 상용차에 적용되는 대용량 모터 제어장치의 구성을 간략화한 구성도.Figure 2 is a simplified configuration of the configuration of a large-capacity motor control device applied to a conventional commercial vehicle.

도 3은 본 발명에 따른 상용차의 대용량 모터 제어장치에 대한 구성도.3 is a block diagram of a large-capacity motor control apparatus of a commercial vehicle according to the present invention.

상기와 같은 목적을 실현하기 위한 본 발명은 에어콘 시스템 및 히터의 구동 선택신호를 출력하는 공조 스위치와; 상기 공조 스위치의 선택 신호를 검출하여 에어콘 시스템 혹은 히터 구동 제어신호와 구동력 조정 제어신호를 출력하는 제어부와; 상기 제어부에서 인가되는 제어신호에 따라 에어콘 시스템 및 히터의 작동에 필요한 각 대용량 모터의 구동력을 조정하는 IPS를 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention for realizing the above object is an air conditioning system and the air conditioning switch for outputting a drive selection signal of the heater; A controller for detecting a selection signal of the air conditioning switch and outputting an air conditioner or heater driving control signal and a driving force adjustment control signal; It characterized in that it comprises an IPS for adjusting the driving force of each large-capacity motor required for the operation of the air conditioner system and the heater according to the control signal applied from the controller.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 3에서 알 수 있는 바와 같이 본 발명에 따른 상용차의 대용량 모터 제어장치는 공조 스위치(10)와 제어부(20) 및 IPS(30)로 이루어지는데, 공조 스위치(10)는 공조장치인 에어콘 시스템 및 히터를 구동하기 위한 온 접점과 송풍모터의 구동력을 조정하는 각 단수 선택 접점, 에어콘 시스템 및 히터 시스템의 구동시 실내 온도의 설정 접점, 내기 및 외기의 순환 접점 등이 구비되며, 운전자의 선택에 의해 해당 접점에 대한 스위칭 신호를 출력한다.As can be seen in Figure 3, a large-capacity motor control apparatus for a commercial vehicle according to the present invention comprises an air conditioning switch 10, a control unit 20 and IPS 30, the air conditioning switch 10 is an air conditioning system and On-stage contact for driving the heater and each stage selection contact for adjusting the driving force of the blower motor, the setting contact point of the room temperature during the operation of the air conditioning system and the heater system, the circulation contact of the bet and the outside air, etc. Outputs the switching signal for the contact.

제어부(20)는 엔진제어장치인 ECU(Electronic Control Unit)로, 상기 공조 스위치(10)로 선택되는 신호를 검출하여 해당 에어콘 시스템 혹은 히터의 구동을 위한 제어신호와 해당 구동력을 조정하기 위한 제어신호를 출력한다.The control unit 20 is an ECU (Electronic Control Unit), which is an engine control device, detects a signal selected by the air conditioning switch 10 to control a control signal for driving the air conditioner system or a heater and a control signal for adjusting the driving force. Outputs

IPS(30)는 릴레이 및 휴즈의 기능을 대용하도록 제작된 반도체 소자로, 상기 제어부(20)에서 인가되는 제어신호에 따라 에어콘 시스템 및 히터의 작동에 필요한 송풍모터와 콘덴서 모터 및 콤푸레셔 모터 등의 대용량 모터의 구동력을 조정한다.The IPS 30 is a semiconductor device manufactured to substitute the functions of a relay and a fuse, and a large capacity such as a blower motor, a condenser motor, and a compressor motor required for the operation of the air conditioner system and the heater according to the control signal applied from the controller 20. Adjust the driving force of the motor.

상기 IPS(30)의 대용량 모터 구동력 조정은 제어부(20)의 소프트 스타트 알고리즘에 의해 제어된다.Adjustment of the large-capacity motor driving force of the IPS 30 is controlled by the soft start algorithm of the control unit 20.

상기에서 반도체 소자인 IPS(30)는 제어부(20)내의 보드상에 단일칩으로 장착될 수 있으며, 독립된 론워크 모듈로 구성하여 차량에 구비되는 독립된 다른 론워크 모듈들과 트위스트 페어 라인(Twisted Pair Line)을 통해 론워크 네트워크로 연결할 수 있다.In the above-described semiconductor device, the IPS 30 may be mounted as a single chip on a board in the control unit 20, and may be configured as an independent loanwork module and a twisted pair line with other independent loanwork modules provided in the vehicle. Line can be connected to the Lone Walk network.

상기에서 각 독립된 론워크 모듈간의 네트워크 연결은 AC/DC 파워라인, RF 등 다양한 통신매체를 지원하며, 자동차 내부의 DC전원을 이용한 파워 라인을 통한 통신망의 구성도 가능하다.In the above, the network connection between each independent walkwalk module supports various communication media such as AC / DC power line, RF, and also a communication network can be configured through a power line using a DC power source inside the vehicle.

전술한 바와 같은 기능을 구비하여 구성되는 본 발명에 따른 상용차에서 대용량 모터를 제어하는 동작은 다음과 같다.The operation of controlling the large-capacity motor in the commercial vehicle according to the present invention having the function as described above is as follows.

차량이 운전중이거나 주정차되어 있는 상태에서 운전자가 에어콘 시스템 혹은 히터를 구동하기 위하여 공조 스위치(10)의 접점을 구동 온 접점과 송풍모터의 구동력을 조정하는 각 단수, 실내 온도의 설정, 내기 및 외기의 순환 등을 선택하게 되면 운전자의 접점 선택신호는 제어부(20)측에 인가된다.In order to drive the air conditioning system or the heater while the vehicle is being driven or parked, the driver drives the contact point of the air conditioning switch 10 to adjust the driving force of the on contact point and the blower motor, setting the indoor temperature, betting and outdoor air. When selecting the cycle of the driver, the driver's contact selection signal is applied to the controller 20 side.

제어부(20)는 상기 공조 스위치(10)로 선택되는 신호를 검출하여 해당 에어콘 시스템 혹은 히터의 구동을 위한 제어신호와 해당 구동력을 조정하기 위한 제어신호를 보드상에 단일칩으로 장착되거나 트위스트 페어 라인을 통해 론워크 네트워크로 접속되어 있는 IPS(30)측에 인가한다.The controller 20 detects a signal selected by the air conditioning switch 10 and mounts a control signal for driving the air conditioner or heater and a control signal for adjusting the driving force as a single chip on a board or a twisted pair line. It is applied to the IPS (30) side connected to the loanwork network through.

이때, IPS(30)는 상기 제어부(20)에서 인가되는 제어신호에 따라 에어콘 시스템 및 히터의 작동에 필요한 송풍모터와 콘덴서 모터 및 콤푸레셔 모터 등의 대용량 모터의 구동력을 조정하여 에어콘 시스템 혹은 히터의 구동을 조정하며, 실내 온도의 검출에 따라 설정된 온도를 유지하기 위한 피드백 제어를 수행하여 준다.At this time, the IPS 30 adjusts the driving force of the blower motor and the large-capacity motor such as the condenser motor and the compressor motor required for the operation of the air conditioning system and the heater according to the control signal applied from the control unit 20 to drive the air conditioning system or the heater. And control the feedback to maintain the set temperature according to the detection of the room temperature.

상기에서 제어부(20)가 IPS(30)를 통해 대용량 모터를 제어하는 동작에서 대용량 모터의 초기 기동시 많은 전류가 요구되므로, 소프트 스타트의 알고리즘을 이용한다.In the operation of controlling the large-capacity motor through the IPS 30, the controller 20 uses a soft start algorithm because a large amount of current is required during initial startup of the large-capacity motor.

상기의 소프트 스타트 알고리즘은 대용량 모터의 기동을 위해 기동 전원의 공급과 끊어주는 동작을 반복하여 기동 전류가 높지 않은 상태에서도 대용량 모터의 기동이 가능하도록 하는 것이다.The soft start algorithm is to repeat the operation of supplying and disconnecting the starting power to start the large-capacity motor so that the large-capacity motor can be started even when the starting current is not high.

즉, 대용량 모터의 구동을 위해 예를들어 구동에 필요한 전압인 28V를 수 ms 동안 인가하다가 끊어주면 대용량 모터의 초기 기동 전류도 내려오게 되고 다시 안가하였다가 끊어주면 자기 동작 전류 역시 안정된 전류의 상태로 수렴하게 되어 초기 기동 전류를 많이 필요하게 하지 않는다.In other words, for driving a large capacity motor, for example, when 28V, a voltage required for driving, is applied for several ms and then disconnected, the initial starting current of the large capacity motor is also lowered. Convergence does not require much initial starting current.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 상용차에서 공조장치에 구비되는 대용량 모터의 구동을 네트워크와 연동하는 IPS를 통해 제어함으로써, 릴레이 및 퓨즈의 배치와 와이어가 대폭 감소되어 제조원가의 절감과 차량의 경량화 및 시스템의 단순화를 제공한다.As described above, the present invention controls the operation of a large-capacity motor provided in an air conditioning apparatus in a commercial vehicle through an IPS interworking with a network, thereby significantly reducing the arrangement and wires of relays and fuses, thereby reducing manufacturing costs and reducing the weight and system of the vehicle. Provides a simplification of

또한, 신차 개발에서 하네스의 설계에 단순화를 제공하여 와이어링의 배치에 편리성 및 간편성을 제공한다.It also provides simplicity in the design of the harness in new car development, providing convenience and simplicity in the layout of the wiring.

Claims (5)

에어콘 시스템 및 히터의 구동 선택신호를 출력하는 공조 스위치와;An air conditioning switch for outputting a drive selection signal of the air conditioner system and the heater; 상기 공조 스위치의 선택 신호를 검출하여 에어콘 시스템 혹은 히터 구동 제어신호와 구동력 조정 제어신호를 출력하는 제어부와;A controller for detecting a selection signal of the air conditioning switch and outputting an air conditioner or heater driving control signal and a driving force adjustment control signal; 상기 제어부에서 인가되는 제어신호에 따라 에어콘 시스템 및 히터의 작동에 필요한 각 대용량 모터의 구동력을 조정하는 IPS를 포함하는 것을 특징으로 하는 상용차의 대용량 모터 제어장치.Large-capacity motor control device for a commercial vehicle, characterized in that it comprises an IPS for adjusting the driving force of each large-capacity motor required for the operation of the air conditioning system and the heater in accordance with the control signal applied from the control unit. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제어부는 소프트 스타트 알고리즘을 이용하여 대용량 모터의 초기 기동 전류를 제어하는 것을 특징으로 하는 상용차의 대용량 모터 제어장치.The control unit is a large-capacity motor control device for a commercial vehicle, characterized in that for controlling the initial starting current of the large-capacity motor using a soft start algorithm. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 IPS는 제어부내의 보드상에 단일칩으로 장착되는 것을 특징으로 하는 상용차의 대용량 모터 제어장치.The IPS is a large-capacity motor control device for a commercial vehicle, characterized in that mounted on the board in the control unit as a single chip. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 IPS는 독립된 론워크 모듈로 구성하여, 상기 제어부와 트위스트 페어 라인을 통해 론워크 네트워크로 연결되는 것을 특징으로 하는 상용차의 대용량 모터 제어장치.The IPS is configured as an independent ronwalk module, and a large-capacity motor control device for a commercial vehicle, characterized in that connected to the ronwalk network through the control unit and the twisted pair line. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 IPS는 차량내에 독립된 다른 론워크 모듈들과 론워크 네트워크로 연결되는 것을 특징으로 하는 상용차의 대용량 모터 제어장치.The IPS is a large-capacity motor control device for a commercial vehicle, characterized in that connected to the other walkwork modules in the vehicle in a loanwork network.
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