KR20150021876A - 차량용 인버터 절연저항 측정장치 및 방법 - Google Patents

차량용 인버터 절연저항 측정장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 고전압 배터리의 전원을 이용하는 친환경 차량의 공조 시스템에서 전동 압축기의 인버터를 하우징과 저항으로 커플링시켜 하우징에 흐르는 전류를 인버터의 고전압 그라운드로 회수하여 고전압측에서 직접적으로 누설전류를 이용하여 온라인으로 절연저항을 측정할 수 있도록 하는 차량용 인버터 절연저항 측정장치 및 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 차량용 인버터 절연저항 측정장치는, 모터(Motor)의 스테이터(Stator)가 하우징(Housing)에 연결되어 있는 모터부(610); 상기 모터부(610)의 인버터와 접지 사이에 연결된 절연 저항부(620); 상기 모터부(610)에 전원을 공급하기 위한 전원부(630); 상기 전원부(630)에서 상기 모터부(610)로의 전원 공급을 스위칭 단속하는 스위칭부(640); 상기 절연 저항부(620)에서 접지로 흐르는 전류를 제1 저항(R_add_1)을 통해 유입하여 증폭하는 연산 증폭부(650); 및 상기 연산 증폭부(650)로부터 출력되는 신호에 근거해 절연저항 값을 산출하는 DSP(660)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

차량용 인버터 절연저항 측정장치 및 방법{Online insulation resistance measurement device and method in vehicle type inverter}
본 발명은 차량용 공조 시스템의 전동 압축기에서 인버터의 절연저항을 측정하는 장치 및 방법에 관한 것으로써, 더욱 자세하게는 고전압 배터리의 전원을 이용하는 친환경 차량의 공조 시스템에서 전동 압축기의 인버터를 하우징과 저항으로 커플링시켜 하우징에 흐르는 전류를 인버터의 고전압 그라운드로 회수하여 고전압측에서 직접적으로 누설전류를 이용하여 온라인으로 절연저항을 측정할 수 있도록 하는 차량용 인버터 절연저항 측정장치 및 방법에 관한 것이다.
친환경 자동차는 고전압 배터리의 전원을 사용하므로 절연 기능이 필요하다. 만약 이 절연 기능이 파괴되면 자동차에 탑승한 사람들의 인체에 큰 피해를 줄 수 있기 때문에 절연을 검출하는 기능이 필요하다.
도 1은 종래 절연저항 검출 장치의 회로 구성 예를 나타낸 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래 절연을 검출하는 기술은 저전압부에서 고전압부로 측정용 신호가 전송되도록 하고, 고전압부에 절연저항을 두어 저전압부에서 고전압부의 절연저항을 검출하고 있다.
그런데, 종래 절연저항 검출 장치는 저전압부에 절연저항 검출부가 있어서 측정을 하려면 저전압부에 MCU(Main Control Unit) 및 AD(Analog to Digital) 컨버터(Converter) 등의 추가 회로 구성이 필요하게 됨에 따라 비용이 상승하게 되는 문제점이 있다.
또한, 캐패시터의 RC 시정수를 이용하여 방전되는 시간을 가지고 절연저항을 측정하기 때문에 측정 오차가 존재할 수 있는 문제점이 있다.
그리고, 단순 절연저항이 아닌 캐패시턴스를 가지는 절연 저항회로(전동 압축기)에서는 추가 RC 회로가 구성되기 때문에 정확한 측정이 어려운 문제점이 있다.
그런데, 출원된 절연저항 감지장치는 고전압부에 다이오드나 MOSFET 등 스위칭 소자를 통해 모터에 전원을 인가하는 구조를 가지므로 스위치 소자로 인해 단가 상승의 원인이 된다.
또한, 스위칭 소자의 앞 단에 저항을 장착하여 스위칭 소자를 보호해야 하므로 저항 소자의 추가에 따른 단가 상승이 되는 문제점이 있었다.
대한민국 공개특허공보 제2012-0068904호(공개일 : 2012년06월27일)
전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 고전압 배터리의 전원을 이용하는 친환경 차량의 공조 시스템에서 전동 압축기의 인버터를 하우징과 저항으로 커플링시켜 하우징에 흐르는 전류를 인버터의 고전압 그라운드로 회수하여 고전압측에서 직접적으로 누설전류를 이용하여 온라인으로 절연저항을 측정할 수 있도록 하는 차량용 인버터 절연저항 측정장치 및 방법을 제공함에 있다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 모터(Motor)의 스테이터(Stator)가 하우징(Housing)에 연결되어 있는 모터부(210); 상기 모터부(210)의 인버터와 접지 사이에 연결된 절연 저항부(220); 상기 모터부(210)에 전원을 공급하기 위한 전원부(230); 상기 전원부(230)에 제1 저항(R_add_1)을 통해 연결되고, 상기 전원부(230)로부터 상기 모터부(210)로의 전원 공급을 스위칭 단속하는 스위칭부(240); 상기 절연 저항부(220)에서 접지로 흐르는 전류를 제2 저항(R_add_2)을 통해 유입하여 증폭하는 연산 증폭부(250); 및 상기 연산 증폭부(250)로부터 인가되는 신호에 따라 절연저항을 감지하는 DSP(260)를 포함하는 차량용 온라인 절연저항 감지 장치가 제공된다.
여기서, 상기 절연 저항부(220)는, 상기 모터부(210)의 인버터와 접지 사이에 누설저항(Leakage Resistance, RL)이 직렬로 연결되고, 흡수저항(Absorption Resistance) 및 흡수 캐패시턴스(Absorption Resistance)가 병렬로 연결된다.
또한, 상기 연산 증폭부(250)의 입력단에 상기 제2 저항(R_add_2)의 일측이 연결되고, 이 연결점에 센스저항(R_sense)이 연결된다.
또한, 상기 제2 저항(R_add_2)의 다른 측은, 상기 전원부(230)와 상기 스위칭부(240)의 접점과 접지 사이에 병렬로 연결된 제1 캐패시터(C1)와 제2 캐패시터(C2)의 접점에 연결된다.
또한, 상기 절연 저항부(220)와 접지 사이의 연결점이 상기 제1 캐패시턴스(C1)와 제2 캐패시턴스(C2)의 연결점에 온라인으로 연결된다.
또한, 상기 스위칭부(240)는 MOSFET와 다이오드(Diode)로 구성되거나 또는 오직 다이오드로만 구성될 수 있다.
그리고, 상기 DSP(260)는 다음 수학식에 따라 절연저항(Ri) 값을 산출하게 된다.
Figure pat00001
Ri는 절연저항 값을 나타내고, V+는 전원부(230)에서 공급하는 고전압을 나타내며, Rsense는 센스 저항의 저항값을 나타내며, Radd1은 제1 저항(R_add_1)의 저항값을 나타내며, Radd2는 제2 저항(R_add_2)의 저항값을 나타낸다.
한편, 전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따르면, 모터(Motor)의 스테이터(Stator)가 하우징(Housing)에 연결되어 있는 모터부; 상기 모터부의 인버터와 접지 사이에 연결된 절연 저항부; 상기 모터부에 전원을 공급하기 위한 전원부; 상기 전원부에서 상기 모터부로의 전원 공급을 스위칭 단속하는 스위칭부; 상기 절연 저항부에서 접지로 흐르는 전류를 제1 부가저항을 통해 유입하여 증폭하는 연산 증폭부; 및 상기 연산 증폭부로부터 출력되는 신호에 근거해 절연저항 값을 산출하는 DSP를 포함하는 차량용 인버터 절연저항 측정장치가 제공된다.
또한, 상기 절연 저항부는, 상기 모터부의 인버터와 접지 사이에 누설저항(RL)이 직렬로 연결되고, 흡수저항(RA) 및 흡수 캐패시턴스(CA)가 병렬로 연결된다.
또한, 상기 연산 증폭부의 입력단에 상기 제1 부가저항의 일측이 연결되고, 이 연결점에 센스저항이 연결된다.
또한, 상기 제1 부가저항의 다른 측은, 상기 전원부와 상기 스위칭부의 접점과 접지 사이에 병렬로 연결된 직렬의 제1 캐패시터(C1)와 제2 캐패시터(C2)의 접점에 연결된다.
또한, 상기 절연 저항부와 접지 사이의 연결점이 상기 제1 캐패시턴스(C1)와 제2 캐패시턴스(C2)의 연결점에 온라인으로 연결된다.
또한, 상기 스위칭부는 MOSFET와 다이오드(Diode)로 구성되거나 또는 오직 다이오드로만 구성될 수 있다.
그리고, 상기 DSP는 다음 수학식에 따라 절연저항(Ri) 값을 산출하게 된다.
Figure pat00002
Ri는 절연저항 값을 나타내고, V+는 전원부에서 공급하는 전압을 나타내며, Rsense는 센스 저항의 저항값을 나타내며, Radd1은 제1 부가저항(R_add_1)의 저항값을 나타낸다.
다른 한편, 전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따르면, 모터(Motor)의 스테이터(Stator)가 하우징(Housing)에 연결되어 있는 모터부(210)와, 상기 모터부(210)의 인버터와 접지 사이에 연결된 절연 저항부(220), 상기 모터부(210)에 전원을 공급하는 전원부(230), 상기 전원부(230)로부터 상기 모터부(210)로의 전원 공급을 스위칭 단속하는 스위칭부(240), 상기 절연 저항부(220)에서 접지로 흐르는 전류를 유입하여 증폭하는 연산 증폭부(250) 및 상기 연산 증폭부(250)로부터 인가되는 신호에 따라 절연저항을 감지하는 DSP(260)를 포함하는 장치의 차량용 온라인 절연저항 감지 방법으로서, (a) 상기 전원부(230)가 고전압의 전원을 상기 스위칭부(240)에 인가하는 단계; (b) 상기 스위칭부(240)가 스위칭 온 되면 상기 인가받은 전원을 상기 모터부(210)에 전달하는 단계; (c) 상기 절연 저항부(220)가 상기 모터부(210)의 인버터에 의해 소모되는 전원의 일부를 온라인으로 상기 연산 증폭부(250)에 전달하는 단계; (d) 상기 연산 증폭부(250)가 상기 절연 저항부(220)로부터 전달받은 전원을 증폭하여 상기 DSP(260)에 전달하는 단계; 및 (e) 상기 DSP(260)가 상기 연산 증폭부(250)로부터 전달받은 전원에 따라 절연저항을 감지하는 단계를 포함하는 차량용 온라인 절연저항 감지 방법이 제공된다.
여기서, 상기 (a) 단계는, 상기 스위칭부(240)가 상기 전원부(230)로부터 제1 저항(R_add_1)을 통해 상기 고전압의 전원을 인가받게 된다.
또한, 상기 (b) 단계는, 상기 스위칭부(240)가 MOSFET와 다이오드로 구성되거나 또는 오직 다이오드로만 구성되어, 상기 MOSFET나 다이오드의 스위칭 온 동작에 따라 상기 인가받은 전원을 상기 모터부(210)에 전달할 수 있다.
또한, 상기 (c) 단계는, 상기 절연 저항부(220)가 상기 모터부(210)의 인버터와 접지 사이에 직렬로 연결된 누설저항(Leakage Resistance, RL)과, 병렬로 연결된 흡수저항(Absorption Resistance) 및 흡수 캐패시턴스(Absorption Resistance)의 합성 저항에 의한 전압강하로 상기 모터부(210)의 인버터에 의해 소모되는 전원의 일부를 온라인으로 상기 연산 증폭부(250)에 전달하게 된다.
또한, 상기 (d) 단계는, 상기 연산 증폭부(250)가 상기 절연 저항부(220)로부터 제2 저항(R_add_2)을 통해 전원을 전달받게 된다.
그리고, 상기 (e) 단계는, 상기 DSP(260)가 절연저항의 감지를 위해 다음 수학식에 따라 절연저항(Ri) 값을 산출하게 된다.
Figure pat00003
Ri는 절연저항 값을 나타내고, V+는 전원부(230)에서 공급하는 전압을 나타내며, Rsense는 센스 저항의 저항값을 나타내며, Radd1은 제1 저항(R_add_1)의 저항값을 나타내며, Radd2는 제2 저항(R_add_2)의 저항값을 나타낸다.
또 다른 한편, 전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 모터(Motor)의 스테이터(Stator)가 하우징(Housing)에 연결되어 있는 모터부와, 상기 모터부의 인버터와 접지 사이에 연결된 절연 저항부, 상기 모터부에 전원을 공급하기 위한 전원부, 상기 전원부에서 상기 모터부로의 전원 공급을 스위칭 단속하는 스위칭부, 상기 절연 저항부과 접지 사이에 제1 부가저항을 통해 연결된 연산 증폭부, 및 상기 연산 증폭부의 출력단에 연결된 DSP를 포함하는 장치의 차량용 인버터 절연저항 측정방법으로써, (a) 상기 전원부가 고전압의 전원을 상기 스위칭부에 인가하는 단계; (b) 상기 스위칭부가 스위칭 온 되면 상기 인가받은 전원을 상기 모터부에 전달하는 단계; (c) 상기 절연 저항부가 상기 모터부의 인버터에 의해 소모되는 전원의 일부를 상기 제1 부가저항을 통해 유입하여 온라인으로 상기 연산 증폭부에 전달하는 단계; (d) 상기 연산 증폭부가 상기 절연 저항부로부터 전달받은 전원을 증폭하여 상기 DSP에 전달하는 단계; 및 (e) 상기 DSP가 상기 연산 증폭부로부터 출력되는 신호에 근거해 절연저항 값을 산출하는 단계를 포함하는 차량용 인버터 절연저항 측정방법이 제공된다.
또한, 상기 (a) 단계는, 상기 전원부가 고전압의 전원을 제1 저항(R1)을 통해 상기 스위칭부에 인가하게 된다.
또한, 상기 (b) 단계는, 상기 스위칭부가 MOSFET와 다이오드로 구성되거나 또는 오직 다이오드로만 구성되어, 상기 MOSFET나 다이오드의 스위칭 온(ON) 동작에 따라 상기 인가받은 전원을 상기 모터부에 전달하게 된다.
또한, 상기 (c) 단계는, 상기 절연 저항부가 상기 모터부의 인버터와 접지 사이에 직렬로 연결된 누설저항(Leakage Resistance, RL)과, 병렬의 흡수저항(Absorption Resistance) 및 흡수 캐패시턴스(Absorption Resistance)의 합성 저항에 의한 전압강하로 상기 모터부의 인버터에 의해 소모되는 전원의 일부를 온라인으로 상기 연산 증폭부에 전달하게 된다.
그리고, 상기 (e) 단계는, 상기 DSP가 수학식1에 따라 절연저항(Ri) 값을 산출하게 된다.
본 발명에 의하면, 차량용 공조 시스템을 구성하는 전동 압축기의 인버터 내부에서 온라인(On-line) 절연 감지 방식으로 자체 절연 저항을 측정할 수 있다.
또한, 누설전류를 이용한 절연 감지 방식으로 절연저항을 측정하기 때문에 측정 오차가 줄어들게 되어 정확성이 향상되는 장점이 있다.
또한, 저전압부에 MCU(Main Control Unit) 및 AD(Analog to Digital) 컨버터(Converter) 등의 추가 회로 구성이 필요하지 않게 됨에 따라 3 개의 적은 부품으로 회로를 구성해 절연저항을 측정하게 되어 비용을 절감할 수 있다.
그리고, 간단한 수식을 이용해 절연저항 값을 산출할 수 있어 DSP의 연산 부담을 줄일 수 있다.
도 1은 종래 절연저항 검출 장치의 회로 구성 예를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 인버터 절연저항 측정장치의 회로 구성 예를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 인버터 절연저항 측정장치의 절연저항 측정 결과 그래프를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 온라인 절연저항 감지 장치의 등가 회로 예를 나타낸 회로 구성도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 온라인 절연저항 감지 방법을 설명하기 위한 동작 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량용 인버터 절연저항 측정장치의 회로 구성 예를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량용 인버터 절연저항 측정장치의 등가 회로 예를 나타낸 회로 구성도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량용 인버터 절연저항 측정 방법을 설명하기 위한 동작 흐름도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 특정한 실시형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명에 따른 차량용 인버터 절연저항 측정장치 및 방법의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 첨부도면을 참조하여 설명함에 있어 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 차량용 인버터 절연저항 측정장치는, 차량용 냉각 시스템에서 냉매를 압축시키는 역할을 하는 전동 압축기에 적용할 수 있으며, 전동 압축기는 대체로 구동부, 압축부 및 제어부로 구분된다.
먼저 구동부는 외체를 이루는 구동부 하우징과, 이 구동부 하우징 내에 동축 상으로 장착되는 스테이터(Stator) 및 로터를 포함한다.
또한, 압축부는 외체를 이루며 구동부 하우징 뒤쪽에 결합되는 압축부 하우징과, 이 압축부 하우징 내에 상대 회전하도록 장착되는 선회 스크롤 및 고정 스크롤을 포함한다.
그리고, 제어부는 외체를 이루며 구동부 하우징 앞쪽에 결합되는 커버 하우징과, 이 커버 하우징 내부에 장착되는 PCB 등 각종 구동회로 및 소자들을 포함한다.
따라서, 전동 압축기에 의해 냉매를 압축하고자 하는 경우에는, 먼저 접속단 등을 통해 제어부로 외부 전원이 인가되고, 이에 따라 제어부는 구동회로 등을 통해 구동부에 동작 신호를 전송한다.
구동부에 동작 신호가 전송되면, 구동부 하우징 내주면에 압입되어 있는 전자석 형태의 스테이터가 여자되어 자성을 띠게 되며, 그에 따라 로터와의 전자기적인 상호 작용에 의해 로터를 고속으로 회전시키게 된다.
이때, 구동부의 회전축이 고속 회전하게 되면, 이 회전축 후단에 결합된 압축부의 선회 스크롤이 동기하여 고속으로 회전하게 되고, 이에 따라 마주보는 상태로 정합된 고정 스크롤과의 상호 작용에 의해 구동부에서 압축부로 유동하는 냉매를 스크롤 외주로부터 스크롤 중심부로 고압 압축하여 냉매 라인으로 토출하게 되면서 일련의 냉매 압축 동작이 완료하게 된다.
여기서, 전동 압축기의 구동부 하우징 내에 장착되는 스테이터(stator)는 강자성체인 코어와 코일로 구성되며, 코일은 코어의 양 측면보다 돌출되도록 감겨져 있기에 스테이터의 코일은 구동부 하우징의 내면과 근접된 위치에 있게 된다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 인버터 절연저항 측정장치의 회로 구성 예를 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 차량용 인버터 절연저항 측정장치(200)는, 모터부(Motor Part)(210), 절연 저항부(Insulation Resistance Part)(220), 전원부(Power Supply Part)(230), 스위칭부(Switching Part)(240), 연산 증폭부(Operational Amplifier Part)(250); 및 DSP(Digital Signal Processor)(260) 등을 포함한다.
이때, 모터부(210)는 모터(Motor)의 스테이터(Stator)가 하우징(Housing)에 연결되고, 모터의 인버터(Inverter)와 하우징이 절연 저항부(220)를 통해 커플링되어 연결된 구조이다.
절연 저항부(220)는 모터부(210)에 있는 모터의 인버터와 접지 사이에 연결된 구조로, 좀 더 상세하게는 모터부(210)의 인버터와 접지 사이에 누설저항(Leakage Resistance, RL)이 직렬로 연결되고, 직렬의 흡수저항(Absorption Resistance) 및 흡수 캐패시턴스(Absorption Resistance)가 병렬로 연결된 구조를 갖는다. 이때, 절연 저항부(220)와 접지 사이의 연결점이 온라인으로 제2 저항(R_add_2)이 연결된 제1 캐패시턴스(C1)와 제2 캐패시턴스(C2)의 연결점에 연결된 구조를 갖는다.
전원부(230)는 예를 들면, 고전압 배터리를 포함하고, 모터부(210)에 전원을 공급하게 된다.
스위칭부(240)는 전원부(230)에 제1 저항(R_add_1)을 통해 연결되고, 전원부(230)로부터 모터부(210)로의 전원 공급을 스위칭 단속하게 된다. 이때, 스위칭부(240)는 MOSFET와 다이오드(Diode)로 구성되거나 오직 다이오드로만 구성될 수 있다.
연산 증폭부(250)는 절연 저항부(220)에서 접지로 흐르는 전류를 제2 저항(R_add_2)을 통해 유입하여 증폭하는 역할을 한다.
즉, 연산 증폭부(250)는 입력단에 제2 저항(R_add_2)의 일측이 연결되고, 이 연결점과 접지 사이에 센스저항(R_sense)이 연결된다. 이때, 제2 저항(R_add_2)의 다른 측은, 전원부(230)와 스위칭부(240) 간의 접점과 접지 사이에 병렬로 연결된 제1 캐패시터(C1)와 제2 캐패시터(C2)의 접점에 연결된다.
DSP(260)는 연산 증폭부(250)로부터 인가되는 신호에 따라 절연저항을 감지하는 역할을 한다.
전술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 차량용 인버터 절연저항 측정장치(2000는, 전원부(230)로부터 고전압의 전원이 제1 저항(R_add_1)을 통해 스위칭부(240)에 공급되고, 이때 스위칭부(240)는 차량이 동작할 때 동작 전압에 의해 턴 온(Turn On)되어 고전압의 전원이 모터부(210)에 공급되게 한다.
따라서, 모터부(210)는 모터(Motor)의 스테이터(Stator)가 하우징(Housing)에 연결되고, 모터의 인버터(Inverter)와 하우징이 절연저항부(220)를 통해 커플링되어 연결된 구조이므로, 모터부(210)에 있는 모터의 인버터와 접지 사이에 연결된 절연 저항부(220)에서는 직렬의 흡수저항(Absorption Resistance) 및 흡수 캐패시턴스(Absorption Resistance)에 의해 모터부(210)에 공급된 전원의 일부가 절연 저항부(220)와 접지 사이의 접점이 온라인으로 연결된 제1 캐패시턴스(C1)와 제2 캐패시턴스(C2)의 연결점을 경유해 제2 저항(R_add_2)을 통해 연산 증폭부(250)의 입력단으로 전달된다.
이어, 연산 증폭부(250)는 절연 저항부(220)로부터 온라인을 통해 전달받은 전원 신호를 증폭하여 DSP(260)로 전달하게 된다.
이에, DSP(260)는 연산 증폭부(250)에서 출력된 전원 신호에 따라 절연저항 값을 감지하게 됨으로써, 절연 저항의 이상 유무를 판단할 수 있게 된다.
여기서, DSP(260)는 다음 수학식1에 따라 절연저항(Ri) 값을 산출하게 된다.
Figure pat00004
수학식1에서, Ri는 절연저항 값을 나타내고, V+는 전원부(230)에서 공급하는 고전압을 나타내며, Rsense는 센스 저항의 저항값을 나타내며, Radd1은 제1 저항(R_add_1)의 저항값을 나타내며, Radd2는 제2 저항(R_add_2)의 저항값을 나타낸다.
따라서, DSP(260)는 연산 증폭부(250)로부터 인가된 전원 신호에 따라 수학식1에 의해 절연저항 값을 산출하여 도 3에 도시된 바와 같이 절연저항 감지 결과를 얻을 수 있으며, 일정 기준값 이하인 경우에, 예를 들면, 누전 사고 등에 의한 절연 저항의 저하가 생겼다고 판단할 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 차량용 인버터 절연저항 측정장치(200)는 도 4에 도시된 바와 같은 등가회로로 나타낼 수 있다. 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 인버터 절연저항 측정장치의 등가 회로 예를 나타낸 회로 구성도이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 차량용 인버터 절연저항 측정장치(200)는 고전압의 입력단과 접지 사이에 제1 저항(R_add_1)을 통해 스위칭부(240) MOSFET와 절연 저항부(220)가 직렬로 연결되고, 절연 저항부(220)와 접지 사이에 제2 저항(R_add_2)과 센스 저항(R_sense)이 직렬로 연결되며, 제2 저항(R_add_2)과 센스 저항(R_sense)의 연결점이 연산 증폭부(250)에 연결되며, 고전압의 입력단과 접지 사이에 직렬의 제1 캐패시터(C1)와 제2 캐패시터(C2)가 연결되며, 제1 캐패시터(C1)와 제2 캐패시터(C2)의 접지점이 절연 저항부(220)와 접지 사이의 접지점에 연결된 구조를 갖는다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 인버터 절연저항 측정 방법을 설명하기 위한 동작 흐름도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 차량용 인버터 절연저항 측정장치(200)는, 먼저 전원부(230)가 고전압의 전원을 스위칭부(240)에 인가한다(S510).
이어, 스위칭부(240)는 차량의 공조 시스템이 동작하게 되고, 그에 따라 진동 압축기가 동작할 때 스위칭 온(Turn On) 되며, 스위칭 온 되면(S520-예) 전원부(230)로부터 인가받은 전원을 모터부(210)에 인가한다(S530).
이때, 스위칭부(240)는 전원부(230)로부터 제1 저항(R_add_1)을 통해 고전압의 전원을 인가받게 된다. 여기서, 스위칭부(240)는 MOSFET와 다이오드로 구성되거나 오직 다이오드로만 구성될 수 있다. 따라서, 스위칭부(240)는 도 4에 도시된 바와 같이 MOSFET나 다이오드의 스위칭 온 동작에 따라 전원부(230)로부터 인가받은 전원을 모터부(210)에 전달하게 된다.
이어, 절연 저항부(220)가 모터부(210)의 인버터에 의해 소모되는 전원의 일부를 온라인으로 연산 증폭부(250)에 전달한다(S540).
즉, 절연 저항부(220)는 모터부(210)의 인버터와 접지 사이에 직렬로 연결된 누설저항(Leakage Resistance, RL)과, 병렬로 연결된 흡수저항(Absorption Resistance) 및 흡수 캐패시턴스(Absorption Resistance)의 합성 저항에 의한 전압강하로 모터부(210)의 인버터에 의해 소모되는 전원의 일부를 온라인으로 연산 증폭부(250)에 전달하게 된다. 이때, 절연 저항부(220)와 접지 사이의 연결점이 온라인으로 제1 캐패시턴스(C1)와 제2 캐패시턴스(C2)의 연결점에 연결된 상태이다.
이어, 연산 증폭부(250)가 절연 저항부(220)로부터 전달받은 전원을 증폭하여 DSP(260)에 전달한다(S550).
즉, 연산 증폭부(250)는 절연 저항부(220)로부터 제2 저항(R_add_2)을 통해 전원을 전달받게 된다.
이어, DSP(260)가 연산 증폭부(250)로부터 전달받은 전원 신호에 따라 절연저항을 감지한다(S560).
즉, DSP(260)는 절연저항의 감지를 위해 전술한 수학식1에 따라 절연저항(Ri) 값을 산출하게 되고, 산출한 절연 저항값이 일정 기준 이하인 경우에 절연저항에 이상이 있는 것으로 판단하여 그에 따라 운전자에게 알리거나 알람을 통해 경보해 주는 동작을 실행하게 된다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량용 인버터 절연저항 측정장치의 회로 구성 예를 나타낸 도면이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량용 인버터 절연저항 측정장치(600)는, 모터부(Motor Part)(610), 절연 저항부(Insulation Resistance Part)(620), 전원부(Power Supply Part)(630), 스위칭부(Switching Part)(640), 연산 증폭부(Operational Amplifier Part)(650); 및 DSP(Digital Signal Processor)(660) 등을 포함한다.
모터부(610)는 모터(Motor)의 스테이터(Stator)가 하우징(Housing)에 연결되고, 모터의 인버터(Inverter)와 하우징이 절연 저항부(620)를 통해 커플링(Coupling)되어 연결된 구조를 갖는다.
절연 저항부(620)는 모터부(610)의 인버터와 접지 사이에 연결된 구조로, 좀 더 상세하게는 모터부(610)의 인버터와 접지 사이에 누설저항(Leakage Resistance, RL)이 직렬로 연결되고, 직렬의 흡수저항(Absorption Resistance) 및 흡수 캐패시턴스(Absorption Resistance)가 병렬로 연결된 구조를 갖는다.
이때, 절연 저항부(620)와 접지 사이의 연결점이 온라인으로 제1 부가저항(R_add_1)이 연결된 제1 캐패시턴스(C1)와 제2 캐패시턴스(C2)의 연결점에 연결된 구조를 갖는다.
전원부(630)는 예를 들면, 고전압 배터리를 포함하고, 모터부(610)에 전원을 공급하게 된다. 여기서, 전원부(630)는 직렬의 제1 저항(R1)을 통해 스위칭부(640)에 연결되고, 제1 저항(R1)과 스위칭부(640)의 연결점에 캐패시터(C)가 병렬로 연결되어 접지 측에 연결된다.
스위칭부(640)는 전원부(630)와 직렬의 제1 저항(R1)을 통해 연결되고, 전원부(630)에서 모터부(610)로의 전원 공급을 스위칭 단속한다.
스위칭부(640)는 MOSFET와 다이오드(Diode)로 구성되거나 또는 오직 다이오드로만 구성될 수 있다.
연산 증폭부(650)는 절연 저항부(620)에서 접지로 흐르는 전류를 제1 부가저항(R_add_1)을 통해 유입하여 증폭한다.
또한, 연산 증폭부(650)의 입력단에 제1 부가저항(R_add_1)의 일측이 연결되고, 이 연결점에 센스저항(R_sense)이 연결된다.
또한, 제1 부가저항(R_add_1)의 다른 측은, 전원부(630)와 스위칭부(640)의 접점과 접지 사이에 병렬로 연결된 직렬의 제1 캐패시터(C1)와 제2 캐패시터(C2)의 접점에 연결된다.
DSP(660)는 연산 증폭부(650)로부터 출력되는 신호에 근거해 절연저항 값을 산출한다. 즉, DSP(660)는 다음 수학식2에 따라 절연저항(Ri) 값을 산출하게 된다.
Figure pat00005
수학식2에서, Ri는 절연저항 값을 나타내고, V+는 전원부(630)에서 공급하는 전압을 나타내며, Rsense는 센스 저항의 저항값을 나타내며, Radd1은 제1 저항(R_add_1)의 저항값을 나타낸다.
전술한 바와 같이 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량용 인버터 절연저항 측정장치(600)는, 전원부(630)로부터 고전압의 전원이 제1 저항(R1)을 통해 스위칭부(640)에 공급되면, 스위칭부(640)는 차량이 동작할 때 동작 전압에 의해 턴 온(Turn On)되어 고전압의 전원이 모터부(610)에 공급되게 한다.
모터부(610)는 모터(Motor)의 스테이터(Stator)가 하우징(Housing)에 연결되고, 모터의 인버터(Inverter)와 하우징이 절연저항부(620)를 통해 커플링되어 연결된 구조이므로, 모터부(610)에 있는 모터의 인버터와 접지 사이에 연결된 절연 저항부(620)에서는 직렬의 흡수저항(Absorption Resistance) 및 흡수 캐패시턴스(Absorption Resistance)에 의해 모터부(610)에 공급된 전원의 일부가 절연 저항부(620)와 접지 사이의 접점이 온라인으로 연결된 제1 캐패시턴스(C1)와 제2 캐패시턴스(C2)의 연결점을 경유해 제1 부가저항(R_add_1)을 통해 연산 증폭부(650)의 입력단으로 전달된다.
연산 증폭부(650)는 절연 저항부(620)로부터 온라인을 통해 전달받은 전원 신호를 증폭하여 DSP(660)로 전달하게 되고, DSP(660)는 연산 증폭부(650)에서 출력된 전원 신호에 따라 절연저항 값을 산출하게 됨으로써, 절연 저항의 이상 유무를 판단할 수 있게 된다. 즉, DSP(660)는 연산 증폭부(650)로부터 인가된 전원 신호에 따라 수학식1에 의해 절연저항 값을 산출하여 도 3에 도시된 바와 같이 절연저항 측정 결과를 얻을 수 있으며, 일정 기준값 이하인 경우에, 예를 들면, 누전 사고 등에 의한 절연 저항의 저하가 생겼다고 판단할 수 있다. 도 3에서는 100 KΩ, 500 KΩ, 1 MΩ, 5 MΩ, 10 MΩ일 때의 절연저항 값을 산출하기 위한 전압 변화 그래프를 나타낸 것이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량용 인버터 절연저항 측정장치의 등가 회로 예를 나타낸 회로 구성도이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량용 인버터 절연저항 측정장치(600)는 고전압의 입력단과 접지 사이에 스위칭부(640) MOSFET와 절연 저항부(620)가 직렬로 연결되고, 절연 저항부(620)와 접지 사이에 제1 부가저항(R_add_1)과 센스 저항(R_sense)이 직렬로 연결되며, 제1 부가저항(R_add_1)과 센스 저항(R_sense)의 연결점이 연산 증폭부(650)에 연결되며, 고전압의 입력단과 접지 사이에 직렬의 제1 캐패시터(C1)와 제2 캐패시터(C2)가 연결되며, 제1 캐패시터(C1)와 제2 캐패시터(C2)의 연결점이 절연 저항부(620)와 접지 사이의 연결점에 연결된 구조를 갖는다. 이때, 스위칭부(640)의 MOSFET에는 다이오드가 연결되어 있다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 인버터 절연저항 측정 방법을 설명하기 위한 동작 흐름도를 나타낸 도면이다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량용 인버터 절연저항 측정장치(600)는, 먼저 전원부(630)가 고전압의 전원을 스위칭부(640)에 인가한다(S810)
이때, 전원부(630)는 고전압의 전원을 제1 저항(R1)을 통해 스위칭부(640)에 인가하게 된다.
이어, 스위칭부(640)는 차량의 공조 시스템이 동작하게 되고, 그에 따라 진동 압축기가 동작할 때 스위칭 온(Turn On) 되며, 스위칭 온 되면(S820-예), 전원부(630)로부터 인가받은 전원을 모터부(610)에 인가한다(S830).
여기서, 스위칭부(640)는 MOSFET와 다이오드로 구성되거나 또는 오직 다이오드로만 구성될 수 있고, 도 7에 도시된 바와 같이 MOSFET나 다이오드의 스위칭 온(ON) 동작에 따라 전원부(230)로부터 인가받은 전원을 모터부(210)에 전달하게 된다.
이어, 절연 저항부(620)가 모터부(610)의 인버터에 의해 소모되는 전원의 일부를 제1 부가저항(R_add_1)을 통해 유입하여 온라인으로 연산 증폭부(650)에 전달한다(S840).
즉, 절연 저항부(620)는 모터부(610)의 인버터와 접지 사이에 직렬로 연결된 누설저항(Leakage Resistance, RL)과, 병렬의 흡수저항(Absorption Resistance) 및 흡수 캐패시턴스(Absorption Resistance)의 합성 저항에 의한 전압강하로 모터부(610)의 인버터에 의해 소모되는 전원의 일부를 온라인으로 연산 증폭부(650)에 전달하게 된다. 이때, 절연 저항부(620)와 접지 사이의 연결점이 온라인으로 제1 캐패시턴스(C1)와 제2 캐패시턴스(C2)의 연결점에 연결된 상태이다.
이어, 연산 증폭부(650)가 절연 저항부(620)로부터 전달받은 전원을 증폭하여 DSP(660)에 전달한다(S850).
이어, DSP(260)가 연산 증폭부(650)로부터 출력되는 신호에 근거해 절연저항 값을 산출한다(S860).
즉, DSP(660)는 수학식2에 따라 절연저항(Ri) 값을 산출하게 되고, 산출한 절연 저항 값이 일정 기준 이하인 경우에 절연저항에 이상이 있는 것으로 판단하여 그에 따라 운전자에게 알리거나 알람을 통해 경보해 주는 동작을 실행하게 된다.
전술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 고전압 배터리의 전원을 이용하는 친환경 차량의 공조 시스템에서 전동 압축기의 인버터를 하우징과 저항으로 커플링시켜 하우징에 흐르는 전류를 인버터의 고전압 그라운드로 회수하여 고전압측에서 직접적으로 누설전류를 이용하여 온라인으로 절연저항을 측정할 수 있도록 하는 차량용 인버터 절연저항 측정장치 및 방법을 실현할 수 있다.
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.
본 발명은 고전압 배터리의 전원을 이용하는 친환경 차량의 공조 시스템에서 전동 압축기의 인버터를 하우징과 저항으로 커플링시켜 하우징에 흐르는 전류를 인버터의 고전압 그라운드로 회수하여 고전압측에서 직접적으로 누설전류를 이용하여 온라인으로 절연저항을 측정할 수 있도록 하는 차량용 인버터 절연저항 측정장치 및 방법에 적용할 수 있다.
200, 600 : 차량용 인버터 절연저항 측정장치 210 : 모터부
220, 620 : 절연 저항부 230, 630 : 전원부
240, 640 : 스위칭부 250, 650 : 연산 증폭부
260, 660 : DSP

Claims (25)

  1. 모터(Motor)의 스테이터(Stator)가 하우징(Housing)에 연결되어 있는 모터부(210);
    상기 모터부(210)의 인버터와 접지 사이에 연결된 절연 저항부(220);
    상기 모터부(210)에 전원을 공급하기 위한 전원부(230);
    상기 전원부(230)에 제1 저항(R_add_1)을 통해 연결되고, 상기 전원부(230)로부터 상기 모터부(210)로의 전원 공급을 스위칭 단속하는 스위칭부(240);
    상기 절연 저항부(220)에서 접지로 흐르는 전류를 제2 저항(R_add_2)을 통해 유입하여 증폭하는 연산 증폭부(250); 및
    상기 연산 증폭부(250)로부터 인가되는 신호에 따라 절연저항을 감지하는 DSP(260);
    를 포함하는 차량용 인버터 절연저항 측정 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 절연 저항부(220)는, 상기 모터부(210)의 인버터와 접지 사이에 누설저항(Leakage Resistance, RL)이 직렬로 연결되고, 흡수저항(Absorption Resistance) 및 흡수 캐패시턴스(Absorption Resistance)가 병렬로 연결된 것을 특징으로 하는 차량용 인버터 절연저항 측정 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 연산 증폭부(250)의 입력단에 상기 제2 저항(R_add_2)의 일측이 연결되고, 이 연결점에 센스저항(R_sense)이 연결된 것을 특징으로 하는 차량용 인버터 절연저항 측정 장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 제2 저항(R_add_2)의 다른 측은, 상기 전원부(230)와 상기 스위칭부(240)의 접점과 접지 사이에 병렬로 연결된 제1 캐패시터(C1)와 제2 캐패시터(C2)의 접점에 연결된 것을 특징으로 하는 차량용 인버터 절연저항 측정 장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 절연 저항부(220)와 접지 사이의 연결점이 상기 제1 캐패시턴스(C1)와 제2 캐패시턴스(C2)의 연결점에 온라인으로 연결된 것을 특징으로 하는 차량용 인버터 절연저항 측정 장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 스위칭부(240)는 MOSFET와 다이오드(Diode)로 구성되거나 또는 오직 다이오드로만 구성된 것을 특징으로 하는 차량용 인버터 절연저항 측정 장치.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 DSP(260)는 다음 수학식에 따라 절연저항(Ri) 값을 산출하는 것을 특징으로 하는 차량용 인버터 절연저항 측정 장치.
    Figure pat00006

    Ri는 절연저항 값을 나타내고, V+는 전원부(230)에서 공급하는 전압을 나타내며, Rsense는 센스 저항의 저항값을 나타내며, Radd1은 제1 저항(R_add_1)의 저항값을 나타내며, Radd2는 제2 저항(R_add_2)의 저항값을 나타낸다.
  8. 모터(Motor)의 스테이터(Stator)가 하우징(Housing)에 연결되어 있는 모터부(210)와, 상기 모터부(210)의 인버터와 접지 사이에 연결된 절연 저항부(220), 상기 모터부(210)에 전원을 공급하는 전원부(230), 상기 전원부(230)로부터 상기 모터부(210)로의 전원 공급을 스위칭 단속하는 스위칭부(240), 상기 절연 저항부(220)에서 접지로 흐르는 전류를 유입하여 증폭하는 연산 증폭부(250) 및 상기 연산 증폭부(250)로부터 인가되는 신호에 따라 절연저항을 감지하는 DSP(260)를 포함하는 장치의 차량용 인버터 절연저항 측정 방법으로서,
    (a) 상기 전원부(230)가 고전압의 전원을 상기 스위칭부(240)에 인가하는 단계;
    (b) 상기 스위칭부(240)가 스위칭 온 되면 상기 인가받은 전원을 상기 모터부(210)에 전달하는 단계;
    (c) 상기 절연 저항부(220)가 상기 모터부(210)의 인버터에 의해 소모되는 전원의 일부를 온라인으로 상기 연산 증폭부(250)에 전달하는 단계;
    (d) 상기 연산 증폭부(250)가 상기 절연 저항부(220)로부터 전달받은 전원을 증폭하여 상기 DSP(260)에 전달하는 단계; 및
    (e) 상기 DSP(260)가 상기 연산 증폭부(250)로부터 전달받은 전원에 따라 절연저항을 감지하는 단계;
    를 포함하는 차량용 인버터 절연저항 측정 방법.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 (a) 단계는, 상기 스위칭부(240)가 상기 전원부(230)로부터 제1 저항(R_add_1)을 통해 상기 고전압의 전원을 인가받는 것을 특징으로 하는 차량용 인버터 절연저항 측정 방법.
  10. 청구항 8에 있어서,
    상기 (b) 단계는, 상기 스위칭부(240)가 MOSFET와 다이오드로 구성되거나 또는 오직 다이오드로만 구성되어, 상기 MOSFET나 다이오드의 스위칭 온 동작에 따라 상기 인가받은 전원을 상기 모터부(210)에 전달하는 것을 특징으로 하는 차량용 인버터 절연저항 측정 방법.
  11. 상기 (c) 단계는, 상기 절연 저항부(220)가 상기 모터부(210)의 인버터와 접지 사이에 직렬로 연결된 누설저항(Leakage Resistance, RL)과, 병렬로 연결된 흡수저항(Absorption Resistance) 및 흡수 캐패시턴스(Absorption Resistance)의 합성 저항에 의한 전압강하로 상기 모터부(210)의 인버터에 의해 소모되는 전원의 일부를 온라인으로 상기 연산 증폭부(250)에 전달하는 것을 특징으로 하는 차량용 인버터 절연저항 측정 방법.
  12. 청구항 8에 있어서,
    상기 (d) 단계는, 상기 연산 증폭부(250)가 상기 절연 저항부(220)로부터 제2 저항(R_add_2)을 통해 전원을 전달받는 것을 특징으로 하는 차량용 인버터 절연저항 측정 방법.
  13. 청구항 8에 있어서,
    상기 (e) 단계는, 상기 DSP(260)가 절연저항의 감지를 위해 다음 수학식에 따라 절연저항(Ri) 값을 산출하는 것을 특징으로 하는 차량용 인버터 절연저항 측정 방법.
    Figure pat00007

    Ri는 절연저항 값을 나타내고, V+는 전원부(230)에서 공급하는 전압을 나타내며, Rsense는 센스 저항의 저항값을 나타내며, Radd1은 제1 저항(R_add_1)의 저항값을 나타내며, Radd2는 제2 저항(R_add_2)의 저항값을 나타낸다.
  14. 모터(Motor)의 스테이터(Stator)가 하우징(Housing)에 연결되어 있는 모터부(610);
    상기 모터부(610)의 인버터와 접지 사이에 연결된 절연 저항부(620);
    상기 모터부(610)에 전원을 공급하기 위한 전원부(630);
    상기 전원부(630)에서 상기 모터부(210)로의 전원 공급을 스위칭 단속하는 스위칭부(640);
    상기 절연 저항부(620)에서 접지로 흐르는 전류를 제1 부가저항(R_add_1)을 통해 유입하여 증폭하는 연산 증폭부(650); 및
    상기 연산 증폭부(650)로부터 출력되는 신호에 근거해 절연저항 값을 산출하는 DSP(660);
    를 포함하는 차량용 인버터 절연저항 측정장치.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 절연 저항부(620)는, 상기 모터부(610)의 인버터와 접지 사이에 누설저항(Leakage Resistance, RL)이 직렬로 연결되고, 흡수저항(Absorption Resistance) 및 흡수 캐패시턴스(Absorption Resistance)가 병렬로 연결된 것을 특징으로 하는 차량용 인버터 절연저항 측정장치.
  16. 청구항 14에 있어서,
    상기 연산 증폭부(650)의 입력단에 상기 제1 부가저항(R_add_1)의 일측이 연결되고, 이 연결점에 센스저항(R_sense)이 연결된 것을 특징으로 하는 차량용 인버터 절연저항 측정장치.
  17. 청구항 16에 있어서,
    상기 제1 부가저항(R_add_1)의 다른 측은, 상기 전원부(630)와 상기 스위칭부(640)의 접점과 접지 사이에 병렬로 연결된 직렬의 제1 캐패시터(C1)와 제2 캐패시터(C2)의 접점에 연결된 것을 특징으로 하는 차량용 인버터 절연저항 측정장치.
  18. 청구항 17에 있어서,
    상기 절연 저항부(620)와 접지 사이의 연결점이 상기 제1 캐패시턴스(C1)와 제2 캐패시턴스(C2)의 연결점에 온라인으로 연결된 것을 특징으로 하는 차량용 인버터 절연저항 측정장치.
  19. 청구항 14에 있어서,
    상기 스위칭부(640)는 MOSFET와 다이오드(Diode)로 구성되거나 또는 오직 다이오드로만 구성된 것을 특징으로 하는 차량용 인버터 절연저항 측정장치.
  20. 청구항 14에 있어서,
    상기 DSP(660)는 다음 수학식에 따라 절연저항(Ri) 값을 산출하는 것을 특징으로 하는 차량용 인버터 절연저항 측정장치.
    Figure pat00008

    Ri는 절연저항 값을 나타내고, V+는 전원부(230)에서 공급하는 전압을 나타내며, Rsense는 센스 저항의 저항값을 나타내며, Radd1은 제1 저항(R_add_1)의 저항값을 나타낸다.
  21. 모터(Motor)의 스테이터(Stator)가 하우징(Housing)에 연결되어 있는 모터부(610)와, 상기 모터부(610)의 인버터와 접지 사이에 연결된 절연 저항부(620), 상기 모터부(610)에 전원을 공급하기 위한 전원부(630), 상기 전원부(630)에서 상기 모터부(610)로의 전원 공급을 스위칭 단속하는 스위칭부(640), 상기 절연 저항부(620)과 접지 사이에 제1 부가저항(R_add_1)을 통해 연결된 연산 증폭부(650), 및 상기 연산 증폭부(650)의 출력단에 연결된 DSP(660)를 포함하는 장치의 차량용 인버터 절연저항 측정방법으로써,
    (a) 상기 전원부(630)가 고전압의 전원을 상기 스위칭부(640)에 인가하는 단계;
    (b) 상기 스위칭부(640)가 스위칭 온 되면 상기 인가받은 전원을 상기 모터부(610)에 전달하는 단계;
    (c) 상기 절연 저항부(620)가 상기 모터부(610)의 인버터에 의해 소모되는 전원의 일부를 상기 제1 부가저항(R_add_1)을 통해 유입하여 온라인으로 상기 연산 증폭부(650)에 전달하는 단계;
    (d) 상기 연산 증폭부(650)가 상기 절연 저항부(620)로부터 전달받은 전원을 증폭하여 상기 DSP(660)에 전달하는 단계; 및
    (e) 상기 DSP(660)가 상기 연산 증폭부(650)로부터 출력되는 신호에 근거해 절연저항 값을 산출하는 단계;
    를 포함하는 차량용 인버터 절연저항 측정방법.
  22. 청구항 21에 있어서,
    상기 (a) 단계는, 상기 전원부(630)가 고전압의 전원을 제1 저항(R1)을 통해 상기 스위칭부(640)에 인가하는 것을 특징으로 하는 차량용 인버터 절연저항 측정방법.
  23. 청구항 22에 있어서,
    상기 (b) 단계는, 상기 스위칭부(640)가 MOSFET와 다이오드로 구성되거나 또는 오직 다이오드로만 구성되어, 상기 MOSFET나 다이오드의 스위칭 온(ON) 동작에 따라 상기 인가받은 전원을 상기 모터부(610)에 전달하는 것을 특징으로 하는 차량용 인버터 절연저항 측정방법.
  24. 청구항 21에 있어서,
    상기 (c) 단계는, 상기 절연 저항부(620)가 상기 모터부(610)의 인버터와 접지 사이에 직렬로 연결된 누설저항(Leakage Resistance, RL)과, 병렬의 흡수저항(Absorption Resistance) 및 흡수 캐패시턴스(Absorption Resistance)의 합성 저항에 의한 전압강하로 상기 모터부(610)의 인버터에 의해 소모되는 전원의 일부를 온라인으로 상기 연산 증폭부(650)에 전달하는 것을 특징으로 하는 차량용 인버터 절연저항 측정방법.
  25. 청구항 21에 있어서,
    상기 (e) 단계는, 상기 DSP(660)가 다음 수학식에 따라 절연저항(Ri) 값을 산출하는 것을 특징으로 하는 차량용 인버터 절연저항 측정방법.
    Figure pat00009

    Ri는 절연저항 값을 나타내고, V+는 전원부(230)에서 공급하는 전압을 나타내며, Rsense는 센스 저항의 저항값을 나타내며, Radd1은 제1 저항(R_add_1)의 저항값을 나타낸다.
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