KR20220159546A - Apparatus and nethod for protecting overcurrent of clutch control system - Google Patents

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Abstract

Disclosed are an overcurrent protecting device and method of a clutch control system. According to the present invention, the overcurrent protecting device of the clutch control system comprises: a motor control unit controlling a plurality of switching elements in an inverter according to a duty of a pulse width modulation (PWM) signal to control a current applied to a motor and detect a motor current outputted from the inverter; and a controller adjusting the duty of the PWM signal by a current ratio and inputting the adjusted duty to the motor control unit If the motor current is an overcurrent and adjusting the current applied to the motor through the motor control unit according to the adjusted duty of the PWM signal.

Description

클러치 제어 시스템의 과전류 보호 장치 및 방법{APPARATUS AND NETHOD FOR PROTECTING OVERCURRENT OF CLUTCH CONTROL SYSTEM}Overcurrent protection device and method of clutch control system {APPARATUS AND NETHOD FOR PROTECTING OVERCURRENT OF CLUTCH CONTROL SYSTEM}

본 발명은 클러치 제어 시스템의 과전류 보호 장치 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 모터 전류가 과전류 상태로 지속되면 모터 제어를 위한 PWM(Pulse Width Modulation) 신호의 듀티를 모터의 전류비를 통해 조정하는 클러치 제어 시스템의 과전류 보호 장치 및 방법에 관한 것이다. The present invention relates to an overcurrent protection device and method of a clutch control system, and more particularly, to adjust the duty of a PWM (Pulse Width Modulation) signal for motor control through a current ratio of a motor when a motor current continues in an overcurrent state. It relates to an overcurrent protection device and method for a clutch control system.

Intelligent Manual Transmission(IMT)(eClutch) 시스템은 파워트레인 클러치를 기존 유압식 제어에서 전동기 제어로 변환한 친환경 제어 시스템이다. The Intelligent Manual Transmission (IMT) (eClutch) system is an eco-friendly control system that converts the powertrain clutch from conventional hydraulic control to electric motor control.

IMT(eClutch) 시스템에 있어서, 제어기 레벨에서 전류 사용량은 시스템 레벨에서 토크의 사용량과 같으며, 클러치가 오픈 되는 과정에서 타겟 위치까지 빠르게 도달하기 위해서는 설계한 제어기에서 최대의 토크를 사용할 수 있어야 한다. 이는 시동, 및 변속 시 운전자의 승차감 및 변속감에 영향을 끼친다. 따라서, IMT(eClutch) 시스템은 설계한 제어기에 탑재한 모터의 성능을 최대로 활용하여 클러치 Open/Close 제어를 이행한다. In the IMT (eClutch) system, the current consumption at the controller level is the same as the torque consumption at the system level, and in order to quickly reach the target position in the process of opening the clutch, the designed controller must be able to use the maximum torque. This affects the driver's riding comfort and shifting comfort during starting and shifting. Therefore, the IMT (eClutch) system implements clutch open/close control by maximizing the performance of the motor mounted on the designed controller.

종래의 파워트레인 전동기 제어 모델에서는 최대 성능 대비 안전성을 고려한 제어기 보호 및 과전류 진단 컨셉이 전무하였다. 상기한 고성능의 제어를 위해서 사용하는 전류는 레벨에 따라 크게 모터와 제어기에 상이하게 영향을 끼친다. 예로, 60A 400ms 유지 시, 제어기는 정상이나, 모터에는 소손이 날 수 있으며, 30A 3s의 경우 모터는 정상이나, 제어기 소손 가능성이 있다.In the conventional power train motor control model, there is no concept of controller protection and overcurrent diagnosis considering maximum performance versus safety. The current used for the above-described high-performance control affects the motor and the controller differently depending on the level. For example, when maintaining 60A for 400ms, the controller is normal, but the motor may be damaged. In the case of 30A for 3s, the motor is normal, but the controller may be damaged.

게다가, 시스템 특성상 모터의 제어를 지속적으로 유지(Close 영역에서는 레퍼런스 체크(벽감지, 영점조정), Open 영역에서는 클러치 최대 open가능한 범주내에서 위치제어)해주어야 하며, 차량 동특성에 따라 과전류에 이은 제어기 과열에 노출될 가능성이 높다. 해당 시스템에서 사용하는 전류의 범위는 상온 0A ~ 50A, 극영하(-40도) 0A ~ 65A로 사용 전류치가 높고, 전류사용범주가 넓다. 온도에 따라 모스펫의 drain-source 에 걸려있는 저항 Rds(on)이 가변되거나, 전체 시스템 부하에 해당하는 저항 또한 가변되면서 예상치 못하는 전류의 양이 시스템에 노출될 가능성이 있으며, 이는 제어기 및 모터의 과열상태를 야기할 수 있다.In addition, due to the nature of the system, it is necessary to continuously maintain control of the motor (reference check (wall detection, zero point adjustment) in the Close area, position control within the maximum open range of the clutch in the Open area), and depending on the dynamic characteristics of the vehicle, controller overheating following overcurrent are likely to be exposed to The range of current used in the system is 0A to 50A at room temperature and 0A to 65A at extremely low temperatures (-40 degrees). The current value is high and the current usage category is wide. Depending on the temperature, the resistor Rds(on) across the drain-source of the MOSFET changes or the resistance corresponding to the entire system load also changes, so there is a possibility that an unexpected amount of current is exposed to the system, which can lead to overheating of the controller and motor. condition can cause

본 발명의 배경기술은 대한민국 등록특허공보 제10-1339205호(2013.12.03. 등록)의 '하이브리드 차량의 오일 펌프 제어 유닛의 과전류 진단 방법 및 시스템'에 개시되어 있다.The background art of the present invention is disclosed in 'overcurrent diagnosis method and system of oil pump control unit of hybrid vehicle' of Korean Patent Registration No. 10-1339205 (registered on December 3, 2013).

본 발명은 전술한 문제점을 개선하기 위해 창안된 것으로서, 본 발명의 일 측면에 따른 목적은 모터 전류가 과전류 상태로 지속되면 모터 제어를 위한 PWM(Pulse Width Modulation) 신호의 듀티를 모터의 전류비를 통해 조정하고, 조정된 PWM 신호의 듀티에 따라 모터의 전류를 조절하는 클러치 제어 시스템의 과전류 보호 장치 및 방법을 제공하는 데 있다.The present invention has been devised to improve the above problems, and an object according to one aspect of the present invention is to set the duty of a PWM (Pulse Width Modulation) signal for motor control to the current ratio of the motor when the motor current continues in an overcurrent state. It is an object of the present invention to provide an overcurrent protection device and method of a clutch control system that adjusts through and adjusts the current of a motor according to the duty of the adjusted PWM signal.

본 발명의 일 측면에 따른 클러치 제어 시스템의 과전류 보호 장치는 PWM(Pulse Width Modulation) 신호의 듀티에 따라 인버터 내 복수의 스위칭 소자를 제어하여 모터로 인가되는 전류를 제어하고 상기 인버터로부터 출력되는 모터 전류를 검출하는 모터 제어부; 및 상기 모터 전류가 과전류이면 PWM 신호의 듀티를 전류비로 조정한 후 상기 모터 제어부에 입력하고, 조정된 PWM 신호의 듀티에 따라 상기 모터 제어부를 통해 상기 모터에 인가되는 전류를 조절하는 제어기를 포함하는 것을 특징으로 한다.An overcurrent protection device of a clutch control system according to an aspect of the present invention controls a plurality of switching elements in an inverter according to the duty of a PWM (Pulse Width Modulation) signal to control a current applied to a motor and motor current output from the inverter A motor controller that detects; And if the motor current is overcurrent, after adjusting the duty of the PWM signal to the current ratio, inputting the input to the motor controller, and adjusting the current applied to the motor through the motor controller according to the duty of the adjusted PWM signal. characterized by

본 발명의 상기 전류비는 상기 모터에 인가하고자 하는 타겟 전류를 모터 전류로 나눈 값인 것을 특징으로 한다.The current ratio of the present invention is characterized in that a value obtained by dividing a target current to be applied to the motor by a motor current.

본 발명의 상기 제어기는 상기 모터 전류를 기 설정된 임계값과 비교하여 상기 모터 전류가 과전류인지를 판단하고, 상기 임계값은 기 설정된 온도구간별로 각각 설정되는 것을 특징으로 한다.The controller of the present invention compares the motor current with a predetermined threshold value to determine whether the motor current is overcurrent, and the threshold value is set for each predetermined temperature section.

본 발명의 상기 임계값은 상기 온도구간별로 상기 제어기와 상기 모터에 각각 설정된 데미지 인덱스 영역에 따라 설정되는 것을 특징으로 한다.The threshold value of the present invention is characterized in that it is set according to the damage index area respectively set in the controller and the motor for each temperature section.

본 발명의 상기 임계값은 상기 제어기와 상기 모터가 정상적으로 동작할 수 있는 전류별 정상동작 시간에 따라 설정되는 것을 특징으로 한다.The threshold value of the present invention is characterized in that it is set according to the normal operating time for each current at which the controller and the motor can normally operate.

본 발명의 상기 제어기는 상기 모터 전류가 과전류이면 기 설정된 제어시간 동안 상기 모터 제어부를 통해 상기 모터에 인가되는 전류를 조절하는 것을 특징으로 한다.The controller of the present invention may adjust the current applied to the motor through the motor control unit for a predetermined control time when the motor current is overcurrent.

본 발명의 상기 제어기는 과전류 상태로 지속된 지속시간이 기 설정된 제한시간 이상이면 상기 모터 제어부를 통해 상기 모터에 인가되는 전류를 조절하고, 상기 제한시간은 과전류 상태로 상기 제어기와 상기 모터가 정상적으로 동작하여 과전류 상태에서도 상기 모터가 기 설정된 성능으로 동작할 수 있는 시간인 것을 특징으로 한다. The controller of the present invention adjusts the current applied to the motor through the motor controller when the duration of the overcurrent state is longer than a predetermined limit time, and the controller and the motor operate normally in the overcurrent state for the limited time It is characterized in that the time during which the motor can operate with preset performance even in an overcurrent state.

본 발명의 일 측면에 따른 클러치 제어 시스템의 과전류 보호 방법은 제어기가 인버터로부터 출력되는 모터 전류가 과전류인지를 판단하는 단계; 및 판단 결과 상기 모터 전류가 과전류이면, 상기 제어기가 PWM(Pulse Width Modulation) 신호의 듀티를 전류비로 조정한 후 모터 제어부에 입력하고, 조정된 PWM 신호의 듀티에 따라 상기 모터 제어부를 통해 상기 모터에 인가되는 전류를 조절하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.An overcurrent protection method of a clutch control system according to an aspect of the present invention includes determining whether a motor current output from an inverter is overcurrent by a controller; And if the motor current is overcurrent as a result of the determination, the controller adjusts the duty of the PWM (Pulse Width Modulation) signal to the current ratio, inputs the input to the motor control unit, and according to the duty of the adjusted PWM signal, the motor is operated by the motor control unit. It is characterized in that it includes the step of adjusting the applied current.

도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 클러치 제어 시스템의 과전류 보호 장치의 블럭 구성도이다.
도 2 는 도 1 의 제어기의 블럭 구성도이다.
도 3 은 본 발명의 일 실시예에 따른 클러치 제어시스템의 과전류 보호 장치의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 4 는 본 발명의 일 실시예에 따른 클러치 제어 시스템의 과전류 보호 방법의 순서도이다.1 is a block diagram of an overcurrent protection device of a clutch control system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram of the controller of FIG. 1;
3 is a diagram for explaining the operation of an overcurrent protection device of a clutch control system according to an embodiment of the present invention.
4 is a flowchart of an overcurrent protection method of a clutch control system according to an embodiment of the present invention.

이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 클러치 제어 시스템의 과전류 보호 장치 및 방법을 첨부된 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다. 이러한 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 이용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. Hereinafter, an overcurrent protection device and method of a clutch control system according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In this process, the thickness of lines or the size of components shown in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience of description. In addition, terms to be described later are terms defined in consideration of functions in the present invention, which may vary according to the intention or custom of a user or operator. Therefore, definitions of these terms will have to be made based on the content throughout this specification.

도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 클러치 제어 시스템의 과전류 보호 장치의 블럭 구성도이고, 도 2 는 도 1 의 제어기의 블럭 구성도이며, 도 3 은 본 발명의 일 실시예에 따른 클러치 제어시스템의 과전류 보호 장치의 동작을 설명하기 위한 도면이다.1 is a block configuration diagram of an overcurrent protection device of a clutch control system according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a block configuration diagram of the controller of FIG. 1, and FIG. 3 is a clutch control according to an embodiment of the present invention It is a diagram for explaining the operation of the overcurrent protection device of the system.

도 1 을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 클러치 제어 시스템의 과전류 보호 장치는 인버터(100), 모터(200), 모터 제어부(300) 및 제어기(400)를 포함한다. Referring to FIG. 1 , an overcurrent protection device of a clutch control system according to an embodiment of the present invention includes an inverter 100, a motor 200, a motor controller 300, and a controller 400.

모터(200)는 인버터(100)로부터 제공되는 삼상 교류전력을 입력받아 회전력을 발생시키며, 모(200)의 종류나 구조가 특별히 한정되는 것은 아니다. The motor 200 receives three-phase AC power provided from the inverter 100 to generate rotational force, and the type or structure of the motor 200 is not particularly limited.

모터(200)는 파워 트레인 클러치를 제어할 수 있다. Intelligent Manual Transmission(IMT)(eClutch) 시스템에서의 모터(200)의 전류 사용량은 시스템 레벨에서 토크의 사용량과 같으며, 클러치가 오픈 되는 과정에서 타겟 위치까지 빠르게 도달하기 위해, 제어기(400)에서 최대의 토크를 사용할 수 있어야 한다. 즉, 모터(200)는 제어기(400)의 제어에 따라 최대 성능으로 동작하여 클러치 오픈(Open) 또는 클로즈(Close) 제어를 이행한다.The motor 200 may control the power train clutch. The current usage of the motor 200 in the Intelligent Manual Transmission (IMT) (eClutch) system is the same as the torque usage at the system level. of torque should be available. That is, the motor 200 operates with maximum performance under the control of the controller 400 to perform clutch open or close control.

인버터(100)는 전원 공급 장치(예를 들어, 배터리)(미도시)에 저장된 직류 전력을 모터 구동을 위한 교류 전력으로 변환한다. The inverter 100 converts DC power stored in a power supply device (eg, battery) (not shown) into AC power for driving a motor.

인버터(100)는 제어기(400)에서 제공되는 PWM(Pulse Width Modulation) 신호에 의해 온/오프 상태가 제어되는 복수의 스위칭 소자를 포함할 수 있다. 이들 복수의 스위칭 소자가 PWM 제어되어 교류 전력을 생성할 수 있게 된다. The inverter 100 may include a plurality of switching elements whose on/off states are controlled by a Pulse Width Modulation (PWM) signal provided from the controller 400 . These plurality of switching elements are PWM-controlled to generate alternating current power.

PWM 신호는 소정 주기를 갖고 하이/로우 상태가 반복되는 펄스의 형태를 가지며, PWM 신호의 하이 구간의 비율인 듀티 사이클 또는 듀티 비가 제어됨으로써 모터(200)로 제공되는 전력의 크기가 조정될 수 있다.The PWM signal has the form of a pulse in which high/low states are repeated with a predetermined period, and the amount of power provided to the motor 200 can be adjusted by controlling the duty cycle or duty ratio, which is the ratio of the high period of the PWM signal.

인버터(100)를 구성하는 스위칭 소자는 IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor), MOSFET, 트랜지스터, 릴레이 중 어느 하나로 구성될 수 있다.The switching element constituting the inverter 100 may be composed of any one of an Insulated Gate Bipolar Transistor (IGBT), a MOSFET, a transistor, and a relay.

모터 제어부(300)는 제어기(400)으로부터 출력되는 PWM 신호의 듀티에 따라 3상 모터 구동신호를 출력한다. 이러한 3상 모터 구동신호에 따라 각각의 스위칭 소자가 스위칭된다. The motor controller 300 outputs a three-phase motor driving signal according to the duty cycle of the PWM signal output from the controller 400 . Each switching element is switched according to the three-phase motor driving signal.

또한, 모터 제어부(300)는 모터(200)로부터 출력되는 모터 전류를 검출하여 제어기(400)에 입력한다. In addition, the motor controller 300 detects the motor current output from the motor 200 and inputs it to the controller 400 .

제어기(400)는 HKMC IMT(eClutch) 시스템의 파워트레인 클러치 동작을 위한 PWM 신호의 듀티를 모터 제어부(300)에 전달한다. 이때 모터 제어부(300)는 제어기(400)로부터 전달받은 PWM 신호의 듀티에 따라 인버터(100)의 각 스위칭 소자를 PWM 제어함으로써, 타겟 전압에 대응되는 타겟 전류가 모터(200)에 인가되게 된다.The controller 400 transfers the duty of the PWM signal for operating the powertrain clutch of the HKMC IMT (eClutch) system to the motor controller 300. At this time, the motor controller 300 PWM-controls each switching element of the inverter 100 according to the duty cycle of the PWM signal received from the controller 400, so that a target current corresponding to the target voltage is applied to the motor 200.

이 과정에서, 제어기(400)는 모터 제어부(300)로부터 모터 전류를 입력받고, 모터 전류를 토대로 PWM 신호의 듀티를 조정하여 모터 제어부(300)를 통해 인버터(100)의 타겟 전류를 제어한다.In this process, the controller 400 receives the motor current from the motor controller 300 and controls the target current of the inverter 100 through the motor controller 300 by adjusting the duty cycle of the PWM signal based on the motor current.

도 2 내지 도 3 을 참조하면, 제어기(400)는 과전류 진단부(410) 및 과전류 보호부(420)를 포함한다. Referring to FIGS. 2 and 3 , the controller 400 includes an overcurrent diagnosis unit 410 and an overcurrent protection unit 420 .

과전류 진단부(410)는 모터 제어부(300)로부터 전달받은 모터 전류가 과전류인지를 판단한다. 과전류 진단부(410)는 모터 전류를 기 설정된 임계값과 비교하여 모터 전류가 임계값 이상이면 모터 전류를 과전류로 판정한다.The overcurrent diagnosis unit 410 determines whether the motor current received from the motor control unit 300 is overcurrent. The overcurrent diagnosis unit 410 compares the motor current with a preset threshold value and determines the motor current as overcurrent if the motor current is greater than or equal to the threshold value.

임계값은 모터 전류가 과전류인지를 판정하기 위한 기준값이다. 임계값은 기 설정된 온도 구간에 따라 다양하게 설정될 수 있다.The threshold value is a reference value for determining whether the motor current is overcurrent. The threshold value may be variously set according to a predetermined temperature range.

통상적으로, 시스템에서 사용하는 전류의 범위는 상온 0A ~ 50A, 극영하(-40도) 0A ~ 65A로 사용 전류치가 높고, 전류사용범주가 넓다. 온도구간에 따라 모스펫의 drain-source에 걸려있는 저항 Rds(on)이 가변되거나, 전체 시스템 부하에 해당하는 저항이 가변되면서 예상치 못하는 전류의 양이 시스템에 노출될 가능성이 있으며, 이는 제어기(400) 및/또는 모터(200)의 과열상태를 야기할 수 있다. Typically, the range of current used in the system is 0A to 50A at room temperature and 0A to 65A at extreme temperatures (-40 degrees), with a high current value and a wide range of current usage. Depending on the temperature range, there is a possibility that an unexpected amount of current may be exposed to the system as the resistance Rds(on) across the drain-source of the MOSFET varies or the resistance corresponding to the entire system load varies. and/or overheating of the motor 200.

제어기(400)와 모터(200) 각각의 과열은 동시에 발생할 수 있으나, 이들 중 어느 하나에만 발생할 수 있다. 예컨대, 제어기(400)가 과열 상태이더라도 모터(200)는 정상 상태일 수 있으며, 제어기(400)가 정상 상태이더라도 모터(200)는 과열 상태일 수 있다. 즉, 제어기(400)와 모터(200) 각각의 과열에 의한 데미지는 서로 다르게 나타날 수 있다. 더욱이, 이러한 제어기(400)와 모터(200) 각각의 데미지 인덱스 영역, 즉 전류별 정상 동작 시간이 온도구간별로도 상이하다.Overheating of each of the controller 400 and the motor 200 may occur simultaneously, but may occur only in one of them. For example, even if the controller 400 is in an overheated state, the motor 200 may be in a normal state, and even if the controller 400 is in a normal state, the motor 200 may be in an overheated state. That is, damage due to overheating of the controller 400 and the motor 200 may appear differently. Moreover, the damage index area of each of the controller 400 and the motor 200, that is, the normal operation time for each current, is different for each temperature section.

여기서, 전류별 정상 동작 시간은 데미지가 가해진 상태에서 각 전류별로 정상 동작할 수 있는 시간이며, 제어기와 모터 별로 나타나게 된다. 제어기(400)의 전류별 정상 동작 시간과 모터(200)의 전류별 정상 동작 시간은 동일하거나 서로 상이할 수 있다. Here, the normal operation time for each current is a time for normal operation for each current in a state in which damage is applied, and is displayed for each controller and motor. The normal operating time for each current of the controller 400 and the normal operating time for each current of the motor 200 may be the same or different from each other.

이에, 임계값은 각 온도구간별로 제어기와 모터 각각의 데미지 인덱스 영역에 따라 설정된다. Accordingly, the threshold value is set according to the damage index region of each of the controller and motor for each temperature section.

과전류 보호부(420)는 과전류 진단부(410)에 의해 모터 전류가 과전류로 진단되면, 과전류 지속시간을 측정하고, 지속시간이 제한시간 이상인 경우 PWM 신호의 듀티를 전류비를 토대로 조정하여 이 조정된 PWM 신호의 듀티로 인버터(100)를 제어시간 동안 제어한다.When the motor current is diagnosed as overcurrent by the overcurrent diagnosis unit 410, the overcurrent protection unit 420 measures the duration of the overcurrent, and adjusts the duty cycle of the PWM signal based on the current ratio when the duration exceeds the time limit. The inverter 100 is controlled during the control time with the duty of the PWM signal.

좀 더 구체적으로 설명하면, 먼저 과전류 보호부(420)는 과전류 진단부(410)에 의해 모터 전류가 과전류로 진단되면, 과전류 상태로 지속된 지속시간이 기 설정된 제한시간이 경과하는지를 판단한다. More specifically, when the motor current is diagnosed as overcurrent by the overcurrent diagnosis unit 410, the overcurrent protection unit 420 first determines whether the duration of the overcurrent state has elapsed.

제한시간은 과전류 상태로 제어기(400)와 모터(200) 모두가 정상적으로 동작하여 과전류 상태에서도 모터가 기 설정된 성능, 즉 최대 성능으로 동작할 수 있는 시간이다. 제한시간은 모터가 과전류 상태에서도 최대 성능으로 동작할 수 있는 최대시간 범위 내에서 설정된다. The time limit is a time during which both the controller 400 and the motor 200 normally operate in an overcurrent state so that the motor can operate with a preset performance, that is, maximum performance, even in the overcurrent state. The time limit is set within the maximum time range in which the motor can operate with maximum performance even in an overcurrent state.

과전류 보호부(420)는 지속 시간이 제한시간을 경과하면 PWM 신호의 듀티를 조정한다. The overcurrent protection unit 420 adjusts the duty cycle of the PWM signal when the duration exceeds the limited time.

즉, 제어기(400)는 현재의 PWM 듀티에 모터의 전류비를 곱하여 PWM 듀티를 조정한다. 모터의 전류비는 모터에 인가하고자 하는 타겟 전류를 모터 전류로 나눈 값이다. 여기서, 타겟 전류는 모터가 최대 성능으로 동작할 수 있도록 설정된 전류이다. That is, the controller 400 adjusts the PWM duty by multiplying the current PWM duty by the current ratio of the motor. The current ratio of the motor is a value obtained by dividing the target current to be applied to the motor by the motor current. Here, the target current is a current set so that the motor can operate at its maximum performance.

타겟 듀티를 산출하는 수학식은 아래와 같다. The equation for calculating the target duty is as follows.

V1=V0×(I1/I0)+Gp×비례편차+Gi×누적편차V1=V0×(I1/I0)+Gp×proportional deviation+Gi×cumulative deviation

여기서, V1은 조정된 PWM 신호의 듀티이고, I1은 타겟 전류이며, I0는 모터 전류(현재 피드백 전류)이며, Gp와 Gi는 게인값이며, 비례편차는 타겟 전류와 모터 전류 간의 오차이며, 누적편차는 타겟 전류와 모터 전류 간의 오차의 누적값이다. Here, V1 is the duty of the adjusted PWM signal, I1 is the target current, I0 is the motor current (current feedback current), Gp and Gi are the gain values, the proportional deviation is the error between the target current and the motor current, and the accumulated The deviation is the cumulative value of the error between the target current and the motor current.

제어시간은 조정된 PWM 신호의 듀티를 모터 제어부(300)에 인가하여 인버터(100)를 제어하는 시간이다. 제어시간은 지속시간에 기 설정된 설정 비율로 설정될 수 있으며, 일 예로 과전류 지속시간의 2배 등으로 설정될 수 있다. The control time is a time for controlling the inverter 100 by applying the adjusted duty cycle of the PWM signal to the motor control unit 300 . The control time may be set at a preset ratio to the duration, and for example, may be set to twice the duration of the overcurrent.

이하 본 발명의 일 실시예에 따른 클러치 제어 시스템의 과전류 보호 방법을 도 4 를 참조하여 상세하게 설명한다. Hereinafter, an overcurrent protection method of a clutch control system according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG. 4 .

도 4 는 본 발명의 일 실시예에 따른 클러치 제어 시스템의 과전류 보호 방법의 순서도이다.4 is a flowchart of an overcurrent protection method of a clutch control system according to an embodiment of the present invention.

먼저, 파워트레인 클러치 동작을 수행하는 과정에서, 과전류 진단부(410)가 모터 제어부(300)로부터 전달받은 모터 전류가 과전류인지를 판단한다.First, in the process of performing the powertrain clutch operation, the overcurrent diagnosis unit 410 determines whether the motor current received from the motor control unit 300 is overcurrent.

즉, 과전류 진단부(410)는 모터 제어부(300)로부터 전달받은 모터 전류를 기 설정된 임계값과 비교하여 모터 전류가 임계값 이상인지를 판단한다(S10,S20).That is, the overcurrent diagnosis unit 410 compares the motor current received from the motor control unit 300 with a preset threshold value to determine whether the motor current is greater than or equal to the threshold value (S10 and S20).

S20 단계에서의 판단 결과 모터 전류가 과전류이면, 과전류 보호부(420)는 과전류 지속 시간을 측정한다(S30).If the motor current is overcurrent as a result of the determination in step S20, the overcurrent protection unit 420 measures the overcurrent duration (S30).

과전류 보호부(420)는 과전류 지속 시간을 제한시간과 비교하여 과전류 지속 시간이 제한시간 이상인지를 판단하고(S40), 과전류 지속 시간이 제한시간 이상이면 PWM 신호의 듀티를 전류비를 토대로 조정한다(S50).The overcurrent protection unit 420 compares the overcurrent duration with the limit time to determine whether the overcurrent duration is greater than or equal to the limit time (S40), and if the overcurrent duration is greater than or equal to the limit time, the duty cycle of the PWM signal is adjusted based on the current ratio. (S50).

이어, 과전류 보호부(420)는 상기한 바와 같이 조정된 PWM 신호의 듀티를 모터 제어부(300)에 입력하고, 모터 제어부(300)는 과전류 보호부(420)로부터 입력된 듀티에 따라 인버터(100)를 제어하여 기 설정된 제어시간 동안 모터(200)에 인가되는 전류를 조절한다.Subsequently, the overcurrent protection unit 420 inputs the duty of the PWM signal adjusted as described above to the motor control unit 300, and the motor control unit 300 controls the inverter 100 according to the duty input from the overcurrent protection unit 420. ) to adjust the current applied to the motor 200 for a preset control time.

이와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 클러치 제어 시스템의 과전류 보호 장치 및 방법은 모터 전류가 과전류 상태로 지속되면 모터 제어를 위한 PWM(Pulse Width Modulation) 신호의 듀티를 모터의 전류비를 통해 조정하고, 조정된 PWM 신호의 듀티에 따라 모터의 전류를 조절함으로써, 클러치 제어시스템의 안전성과 최대 성능을 보장할 수 있다.As described above, the overcurrent protection device and method of the clutch control system according to an embodiment of the present invention adjusts the duty of a pulse width modulation (PWM) signal for motor control through the current ratio of the motor when the motor current continues in the overcurrent state, , by adjusting the current of the motor according to the duty of the adjusted PWM signal, it is possible to ensure the safety and maximum performance of the clutch control system.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 클러치 제어 시스템의 과전류 보호 장치 및 방법은 온도별로 모터와 제어기의 데미지 인덱스 영역을 관리하여 각 온도구간별로 최대 성능을 보장할 수 있도록 한다. In addition, an overcurrent protection device and method of a clutch control system according to an embodiment of the present invention manages damage index regions of a motor and a controller for each temperature to ensure maximum performance for each temperature section.

본 명세서에서 설명된 구현은, 예컨대, 방법 또는 프로세스, 장치, 소프트웨어 프로그램, 데이터 스트림 또는 신호로 구현될 수 있다. 단일 형태의 구현의 맥락에서만 논의(예컨대, 방법으로서만 논의)되었더라도, 논의된 특징의 구현은 또한 다른 형태(예컨대, 장치 또는 프로그램)로도 구현될 수 있다. 장치는 적절한 하드웨어, 소프트웨어 및 펌웨어 등으로 구현될 수 있다. 방법은, 예컨대, 컴퓨터, 마이크로프로세서, 집적 회로 또는 프로그래밍가능한 로직 디바이스 등을 포함하는 프로세싱 디바이스를 일반적으로 지칭하는 프로세서 등과 같은 장치에서 구현될 수 있다. 프로세서는 또한 최종-사용자 사이에 정보의 통신을 용이하게 하는 컴퓨터, 셀 폰, 휴대용/개인용 정보 단말기(personal digital assistant: "PDA") 및 다른 디바이스 등과 같은 통신 디바이스를 포함한다.Implementations described herein may be embodied in, for example, a method or process, an apparatus, a software program, a data stream, or a signal. Even if discussed only in the context of a single form of implementation (eg, discussed only as a method), the implementation of features discussed may also be implemented in other forms (eg, an apparatus or program). The device may be implemented in suitable hardware, software and firmware. The method may be implemented in an apparatus such as a processor, which is generally referred to as a processing device including, for example, a computer, microprocessor, integrated circuit or programmable logic device or the like. Processors also include communication devices such as computers, cell phones, personal digital assistants ("PDAs") and other devices that facilitate communication of information between end-users.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 기술이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 정해져야할 것이다.Although the present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, it should be noted that this is only exemplary and various modifications and equivalent other embodiments are possible from those skilled in the art to which the technology pertains. will understand Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the claims below.

100 : 인버터 200 : 모터
300 : 모터 제어부 400 : 제어기
410 : 과전류 진단부 420 : 과전류 보호부 100: inverter 200: motor
300: motor controller 400: controller
410: overcurrent diagnosis unit 420: overcurrent protection unit

Claims (8)

PWM(Pulse Width Modulation) 신호의 듀티에 따라 인버터 내 복수의 스위칭 소자를 제어하여 모터로 인가되는 전류를 제어하고 상기 인버터로부터 출력되는 모터 전류를 검출하는 모터 제어부; 및
상기 모터 전류가 과전류이면 PWM 신호의 듀티를 전류비로 조정한 후 상기 모터 제어부에 입력하고, 조정된 PWM 신호의 듀티에 따라 상기 모터 제어부를 통해 상기 모터에 인가되는 전류를 조절하는 제어기를 포함하는 클러치 제어 시스템의 과전류 보호 장치. A motor control unit for controlling a current applied to a motor by controlling a plurality of switching elements in an inverter according to a duty cycle of a PWM (Pulse Width Modulation) signal and detecting a motor current output from the inverter; and
When the motor current is overcurrent, after adjusting the duty of the PWM signal to the current ratio, inputting the duty to the motor control unit, and adjusting the current applied to the motor through the motor control unit according to the duty of the adjusted PWM signal Clutch including a controller Overcurrent protection device in control system. 제 1 항에 있어서, 상기 전류비는
상기 모터에 인가하고자 하는 타겟 전류를 모터 전류로 나눈 값인 것을 특징으로 하는 클러치 제어 시스템의 과전류 보호 장치. The method of claim 1, wherein the current ratio
The overcurrent protection device of the clutch control system, characterized in that the value obtained by dividing the target current to be applied to the motor by the motor current. 제 1 항에 있어서, 상기 제어기는
상기 모터 전류를 기 설정된 임계값과 비교하여 상기 모터 전류가 과전류인지를 판단하고, 상기 임계값은 기 설정된 온도구간별로 각각 설정되는 것을 특징으로 하는 클러치 제어 시스템의 과전류 보호 장치. The method of claim 1, wherein the controller
The overcurrent protection device of the clutch control system, characterized in that the motor current is compared with a preset threshold value to determine whether the motor current is overcurrent, and the threshold value is set for each preset temperature section. 제 3 항에 있어서, 상기 임계값은
상기 온도구간별로 상기 제어기와 상기 모터에 각각 설정된 데미지 인덱스 영역에 따라 설정되는 것을 특징으로 하는 클러치 제어 시스템의 과전류 보호 장치. 4. The method of claim 3, wherein the threshold is
The overcurrent protection device of the clutch control system, characterized in that set according to the damage index area respectively set in the controller and the motor for each temperature section. 제 4 항에 있어서, 상기 임계값은
상기 제어기와 상기 모터가 정상적으로 동작할 수 있는 전류별 정상동작 시간에 따라 설정되는 것을 특징으로 하는 클러치 제어 시스템의 과전류 보호 장치.5. The method of claim 4, wherein the threshold is
The overcurrent protection device of the clutch control system, characterized in that set according to the normal operating time for each current at which the controller and the motor can normally operate. 제 1 항에 있어서, 상기 제어기는
상기 모터 전류가 과전류이면 기 설정된 제어시간 동안 상기 모터 제어부를 통해 상기 모터에 인가되는 전류를 조절하는 것을 특징으로 하는 클러치 제어 시스템의 과전류 보호 장치. The method of claim 1, wherein the controller
The overcurrent protection device of the clutch control system, characterized in that for adjusting the current applied to the motor through the motor control unit for a predetermined control time when the motor current is overcurrent. 제 6 항에 있어서, 상기 제어기는
과전류 상태로 지속된 지속시간이 기 설정된 제한시간 이상이면 상기 모터 제어부를 통해 상기 모터에 인가되는 전류를 조절하고,
상기 제한시간은 과전류 상태로 상기 제어기와 상기 모터가 정상적으로 동작하여 과전류 상태에서도 상기 모터가 기 설정된 성능으로 동작할 수 있는 시간인 것을 특징으로 하는 클러치 제어 시스템의 과전류 보호 장치. 7. The method of claim 6, wherein the controller
Adjusting the current applied to the motor through the motor control unit when the duration of the overcurrent state is longer than a preset time limit;
The overcurrent protection device of the clutch control system, characterized in that the time limit is a time during which the controller and the motor normally operate in an overcurrent state so that the motor can operate with a predetermined performance even in an overcurrent state. 제어기가 인버터로부터 출력되는 모터 전류가 과전류인지를 판단하는 단계; 및
판단 결과 상기 모터 전류가 과전류이면, 상기 제어기가 PWM(Pulse Width Modulation) 신호의 듀티를 전류비로 조정한 후 모터 제어부에 입력하고, 조정된 PWM 신호의 듀티에 따라 상기 모터 제어부를 통해 상기 모터에 인가되는 전류를 조절하는 단계를 포함하는 클러치 제어 시스템의 과전류 보호 방법. determining, by a controller, whether the motor current output from the inverter is overcurrent; and
As a result of the determination, if the motor current is overcurrent, the controller adjusts the duty of the PWM (Pulse Width Modulation) signal to the current ratio, inputs the input to the motor controller, and applies the PWM signal to the motor through the motor controller according to the duty of the adjusted PWM signal. An overcurrent protection method for a clutch control system comprising the step of regulating current.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2020114167A (en) * 2019-01-10 2020-07-27 株式会社デンソー Control device and rotating electric machine system

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