KR100998277B1 - 구동회로용 오동작판정장치와 이를 포함한 구동유닛 및구동회로의 오동작판정방법 - Google Patents

구동회로용 오동작판정장치와 이를 포함한 구동유닛 및구동회로의 오동작판정방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 구동회로 내의 스위칭소자의 모든 게이트들이 차단될 때, 역기전력을 발생시키는 전기장치를 구동하는 구동회로에 오동작이 존재하는 지의 여부를 판정하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다. 게이트들이 차단된 후, 스위칭소자들의 온도가 모니터링되어, 상기 스위칭소자들의 검출된 온도를 토대로 오동작의 존재가 판정된다. 검출된 온도가 소정의 온도 이상일 때; 검출된 온도의 변화량이 소정값 이상일 때; 또는 검출된 온도의 변화율이 소정율 이상일 때 오동작이 존재한다고 판정된다. 따라서, 구동회로 내의 게이트들이 적절하게 차단되는 지의 여부를 적절하게 판정할 수 있어, 상기 구동회로 외부의 여타의 구성요소들에 대한 여하한의 오동작의 영향을 최소화할 수 있다.

Description

구동회로용 오동작판정장치와 이를 포함한 구동유닛 및 구동회로의 오동작판정방법{MALFUNCTION DETERMINING DEVICE FOR DRIVE CIRCUIT AND DRIVE UNIT INCLUDING THE SAME, AND METHOD FOR DETERMINING MALFUNCTION IN DRIVE CIRCUIT}
본 발명은 일반적으로 구동회로용 오동작판정장치, 상기 오동작판정장치를 포함한 구동유닛 및 상기 구동회로에 오동작이 존재하는 지의 여부를 판정하기 위한 방법에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 복수의 스위칭소자를 이용하여 작동 시에 역기전력을 발생시키는 전기장치를 구동하는 구동회로에 오동작이 존재하는 지의 여부를 판정하는 오동작판정장치, 상기 오동작판정장치를 포함한 구동유닛 및 상기 구동회로에 오동작이 존재하는 지의 여부를 판정하기 위한 방법에 관한 것이다.
일본특허출원공보 제JP-A-2000-134947호는 인버터장치에 포함된 스위칭소자들에 공급되는 과전류를 검출할 때 스위칭소자들의 게이트들을 차단하는 오동작판정장치를 개시하고 있다. 이러한 장치에서는, 인버터장치의 스위칭소자들에 연결되는 포지티브버스바아와 네거티브버스바아 사이에 배치된 캐패시터와 직렬로 전류센서(예컨대, 홀 CT(a hole CT))가 제공되고, 상기 홀 CT는 스위칭소자들에 공급되는 과전류를 검출하며, 상기 스위칭소자들의 게이트들은 상기 홀 CT가 과전류를 검출할 때 차단된다.
하지만, 상술된 구동회로용 오동작판정장치에 의하면, 스위칭소자들의 게이트들이 차단되는 경우에도, 스위칭소자들 중 하나 이상에 고장이 존재하여 상기 스위칭소자가 턴 오프될 수 없다면(이하, 이러한 고장을 "ON-고장"이라고 함), 과전류의 공급이 검출되지 않는다. 이것은 예컨대 인버터가 과열로 인하여 손상을 입는 문제점들을 야기할 수도 있다. 인버터는 모터 및 발전기를 구동하는 데 사용된다. 수많은 타입의 모터와 발전기가 작동 시에 역기전력을 발생시킨다. 이에 따라, 이러한 역기전력을 발생시키는 모터 또는 발전기가 작동되는 동안 인버터의 스위치소자에 ON 고장이 발생한다면, 상기 인버터 내의 스위칭소자들의 게이트들이 차단되더라도, ON-고장이 존재하는 스위칭소자 및 상기 모터 또는 발전기의 권선코일에 의해 폐쇄회로가 형성된다. 그 결과, 모터 또는 발전기가 작동되는 동안 발생되는 역기전력으로 인하여 전류가 흐르게 된다. 이러한 전류로 인하여, 게이트들이 차단되어 있더라도, 스위칭소자들이 과열되어, 인버터 또는 모터가 손상을 입을 수 있게 된다.
본 발명의 목적은 역기전력을 발생시키는 전기장치를 구동하는 구동회로 내의 스위칭소자들의 게이트들의 차단 시에 오동작이 발생하였는 지의 여부를 판정할 수 있는 구동회로용 오동작판정장치 및 방법을 제공하는 것이다. 본 발명의 또다른 목적은 역기전력을 발생시키는 전기장치를 구동하는 구동회로 내의 스위칭소자들의 게이트들의 차단 시의 오동작에 보다 적절하게 대처할 수 있는 구동유닛을 제공하는 것이다.
본 발명의 제1실시형태는 구동장치를 구성하는 복수의 스위칭소자를 이용하여, 작동하는 동안 역기전력을 발생시키는 전기장치를 구동하는 구동회로에 오동작이 존재하는 지의 여부를 판정하는 오동작판정장치에 관한 것으로, 상기 전기장치와 구동장치 중 하나 이상의 온도를 검출하기 위한 온도검출수단; 및 상기 구동회로 내의 상기 스위칭소자의 모든 게이트들이 차단되는 동안, 상기 온도검출수단에 의해 검출된 온도를 토대로, 상기 스위칭소자들의 게이트의 차단 시에 오동작이 발생하였는 지의 여부를 판정하기 위한 오동작판정수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제1실시형태에 따른 구동회로용 오동작판정장치에 의하면, 상기 스위칭소자의 모든 게이트들이 차단되는 동안에 검출되는 상기 전기장치 및 구동장치 중 하나 이상의 온도를 토대로, 상기 게이트들의 차단 시에 오동작이 발생하였는 지의 여부를 판정한다. 그 결과, 오동작에 보다 적절하게 대처할 수 있게 된다. 게이트들의 차단 시에 오동작이 발생하였는 지의 여부는 전기장치 및 구동장치 중 하나 이상의 온도를 토대로 판정될 수 있는데, 그 이유는 ON-고장이 존재하는 스위칭소자로 인하여 형성되는 폐쇄회로를 통과하는 전류에 의해 상기 스위치소자들이 가열되기 때문이다.
상기 제1실시형태에 따른 구동회로용 오동작판정장치에 있어서, 상기 온도검출수단은 상기 구동회로 내의 상기 스위칭소자의 온도를 검출할 수도 있다.
이 경우, 게이트들의 차단 시에 오동작이 발생하였는 지의 여부는, 구동회로 내의 스위칭소자들의 모든 게이트들이 차단되는 동안 검출되는 스위칭소자들의 온도를 토대로 판정된다. 그 결과, 오동작에 보다 적절하게 대처할 수 있게 된다. 게이트들의 차단 시에 오동작이 발생하였는 지의 여부는 스위칭소자들의 온도를 토대로 판정될 수 있는데, 그 이유는 ON-고장이 존재하는 스위칭소자로 인하여 형성되는 폐쇄회로를 통과하는 전류에 의해 상기 스위치소자들이 가열되기 때문이다. 여기서, "전기장치"의 예로는 전력을 받아 출력할 수 있는 모터 및 발전기를 들 수 있고, "구동장치"의 예로는 인버터회로를 들 수 있다.
스위칭소자들의 온도를 토대로 오동작이 존재하는 지의 여부를 판정하는 구동회로용 오동작판정장치에 있어서, 오동작판정수단은 상기 검출된 온도가 소정의 온도 이상일 때, 상기 검출된 온도의 변화량이 소정값 이상일 때, 또는 상기 검출된 온도의 변화율이 소정율 이상일 때, 오동작이 존재한다고 판정할 수도 있다.
상기 제1실시형태에 따른 구동회로용 오동작판정장치에 있어서, 상기 온도검출수단은 전기장치의 온도를 검출할 수도 있다.
이 경우, 게이트들의 차단 시에 오동작이 발생하였는 지의 여부는, 구동회로 내의 스위칭소자들의 모든 게이트들이 차단되는 동안 검출되는 전기장치의 온도를 토대로 판정된다. 그 결과, 오동작에 보다 적절하게 대처할 수 있게 된다. 게이트들의 차단 시에 오동작이 발생하였는 지의 여부는 전기장치의 온도를 토대로 판정될 수 있는데, 그 이유는 ON-고장이 존재하는 스위칭소자로 인하여 형성되는 폐쇄회로를 통과하는 전류에 의해 상기 스위치소자들이 가열되기 때문이다.
전기장치의 온도를 토대로 오동작이 존재하는 지의 여부를 판정하는 상기 제1실시형태에 따른 구동회로용 오동작판정장치에 있어서, 상기 오동작판정수단은 상기 검출된 온도가 소정의 온도 이상일 때, 오동작이 존재한다고 판정할 수도 있다. 또한, 상기 전기장치는 전력을 받아 출력할 수 있는 다상교류모터일 수도 있다. 상기 온도검출수단은 다상교류모터의 모든 상들간의 각각의 위치에 제공되는 다수의 온도센서로 형성될 수도 있다. 상기 오동작판정수단은, 상기 각각의 온도센서에 의해 검출된 온도들 중 최고 온도가 소정의 온도 이상일 때, 오동작이 존재한다고 판정될 수도 있다.
따라서, 단락 전류가 흐르는 상의 온도를 토대로 오동작이 존재하는 지의 여부를 판정할 수 있게 된다.
대안적으로, 상기 전기장치는 전력을 받아 출력할 수 있는 다상교류모터일 수도 있고; 상기 온도검출수단은 상기 다상교류모터의 모든 상들간의 각각의 위치에 제공되는 다수의 온도센서로 형성될 수도 있으며; 상기 오동작판정수단은 상기 각각의 온도센서에 의해 검출된 온도들 중 최고 온도의 변화량이 소정값 이상일 때, 또는 상기 각각의 온도센서에 의해 검출된 온도들 중 최고 온도의 변화율이 소정율 이상일 때, 오동작이 존재한다고 판정할 수도 있다.
상기 전기장치의 온도를 토대로 오동작이 존재하는 지의 여부를 판정하는 상기 제1실시형태에 따른 구동회로용 오동작판정장치에 있어서, 상기 전기장치는 전력을 받아 출력할 수 있는 다상교류모터일 수도 있다. 상기 온도검출수단은 상기 다상교류모터의 모든 상들간의 각각의 위치들 일부에 제공되는 다수의 온도센서로 형성될 수도 있다. 상기 오동작판정수단은 상기 각각의 온도센서에 의해 검출된 온도들을 토대로 오동작이 존재하는 지의 여부를 판정할 수도 있다.
따라서, 온도센서들이 다상교류센서의 모든 상들간의 각각의 위치들에 제공되는 오동작판정장치에 비해, 구성요소들의 개수가 감소될 수 있다. 이 경우, 다상교류모터는 3상교류모터일 수도 있다. 상기 온도검출수단은 상기 3상교류모터의 3상코일의 모든 상들간의 위치들 가운데 2개의 위치에 제공되는 2개의 온도센서로 형성될 수도 있다. 상기 각각의 2개의 온도센서에 의해 검출된 2개의 온도들간의 차이가 소정값 이상인 경우, 상기 2개의 온도 중 더 높은 온도가 소정의 제1온도 이상일 때, 상기 오동작판정수단이 오동작이 존재한다고 판정할 수도 있다. 상기 각각의 2개의 온도센서에 의해 검출된 2개의 온도들간의 차이가 소정값 미만인 경우, 상기 2개의 온도 중 더 높은 온도가 상기 소정의 제1온도보다 낮은 소정의 제2온도 이상일 때, 상기 오동작판정수단이 오동작이 존재한다고 판정할 수도 있다.
단락 전류는 두 상을 통과하기 때문에, 단락 전류가 흐르는 상들간의 위치에서의 온도는 상기 상들간의 다른 두 위치들에서의 온도보다 높다. 이에 따라, 온도센서들이 모든 상들간의 위치들 가운데 두 위치에만 제공되는 경우, 검출된 두 온도들이 서로 현저하게 상이하다면, 단락 전류가 두 상들을 통과하여 그 사이에 보다 높은 온도를 검출한 온도센서가 제공된다. 다른 한편으로, 검출된 두 온도가 서로 같거나 거의 같다면, 단락 전류가 다른 두 상들을 통과하여 그 사이에는 온도센서가 제공되지 않는다. 이것은 오동작이 존재하는 지의 여부를 판정할 수 있게 한다.
상기 제1실시형태에 따른 구동회로용 오동작판정장치에 있어서, 상기 오동작판정수단은 상기 게이트들이 차단된 이후 소정의 시간이 경과한 후에 검출된 온도를 토대로 오동작이 존재하는 지의 여부를 판정할 수도 있다. 이것은 게이트들이 차단된 직후의 일시적인 열전달로 인하여 구동회로와 전기장치의 온도의 증가가 고려되기 때문이다. 그 결과, 게이트들의 차단 시에 오동작이 발생하였는 지의 여부를 더욱 적절하게 판정할 수 있게 된다.
본 발명의 제2실시형태는 작동하는 동안 역기전력을 발생시키는 전기장치 및 복수의 스위칭소자를 이용하여 상기 전기장치를 구동하는 구동회로를 포함하는 구동유닛에 관한 것으로, 전원으로부터 상기 구동회로에 공급되는 전력을 차단하기 위한 차단수단; 상기 구동회로에 오동작이 존재하는 지의 여부를 판정하는 상기 제1실시형태에 따른 오동작판정장치; 및 상기 오동작판정장치의 오동작판정수단이 오동작이 존재한다고 판정하는 경우, 상기 전원으로부터 상기 구동회로에 공급되는 전력이 차단되도록 상기 차단수단을 트리핑하기 위한 차단제어수단을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제2실시형태에 따른 구동유닛에 의하면, 상기 제1실시형태에 따른 구동회로용 오동작판정장치가 제공되기 때문에, 본 발명의 제1실시형태에 따른 구동회로용 오동작판정장치에 의해 달성될 수 있는 효과들이 얻어질 수 있다. 즉, 스위칭소자의 게이트들의 차단 시에 오동작이 발생하였는 지의 여부가 판정될 수 있다. 또한, 전원으로부터 구동회로로 공급되는 전력이 상기 게이트들의 차단 시에 오동작이 검출될 때 차단된다. 이에 따라, 구동회로 이외의 구성요소들에 가해지는 구동회로 내의 스위칭소자의 게이트들의 차단 시의 오동작의 영향을 최소화할 수 있다. 다시 말해, 게이트들의 차단 시의 오동작에 보다 적절하게 대처할 수 있게 된다.
본 발명의 제3실시형태는 복수의 스위칭소자를 이용하여, 작동하는 동안 역기전력을 발생시키는 전기장치를 구동하는 구동회로에 오동작이 존재하는 지의 여부를 판정하는 첫번째 방법에 관한 것이다. 첫번째 방법에 따르면, 상기 구동회로 내의 스위칭소자의 모든 게이트들이 차단되는 동안, 상기 구동회로 내의 스위칭소자의 온도가 소정의 온도 이상인 경우, 상기 구동회로 내의 스위칭소자의 온도의 변화량이 소정값 이상인 경우, 또는 상기 구동회로 내의 스위칭소자의 온도의 변화율이 소정율 이상인 경우, 상기 스위칭소자의 게이트들의 차단 시에 오동작이 발생하였다고 판정한다.
상기 첫번째 방법에 따르면, 스위칭소자들의 온도를 토대로 게이트들의 차단 시에 오동작이 발생하였는 지의 여부를 판정할 수 있다. 이는 ON-고장이 존재하는 스위칭소자로 인하여 형성되는 폐쇄회로를 통과하는 전류에 의해 상기 스위칭소자들이 가열되기 때문이다. 상기 스위칭소자의 온도가 소정의 온도 이상인 경우, 상기 스위칭소자의 온도의 변화량이 소정값 이상인 경우, 또는 상기 스위칭소자의 온도의 변화율이 소정율 이상인 경우, 오동작이 존재한다고 판정하기 때문에, 상기 게이트들의 차단 시에 오동작이 발생하였는 지의 여부를 보다 적절하게 판정할 수 있게 된다.
본 발명의 제4실시형태는 복수의 스위칭소자를 이용하여, 작동하는 동안 역기전력을 발생시키는 전기장치를 구동하는 구동회로에 오동작이 존재하는 지의 여부를 판정하는 두번째 방법에 관한 것이다. 상기 두번째 방법에 따르면, 상기 구동회로 내의 스위칭소자의 모든 게이트들이 차단되는 동안, 상기 전기장치의 온도가 소정의 온도 이상인 경우, 상기 전기장치의 온도의 변화량이 소정값 이상인 경우, 또는 상기 전기장치의 온도의 변화율이 소정율 이상인 경우, 상기 스위칭소자의 게이트들의 차단 시에 오동작이 발생하였다고 판정한다.
상기 두번째 방법에 따르면, 전기장치의 온도를 토대로 게이트들의 차단 시에 오동작이 발생하였는 지의 여부를 판정할 수 있다. 이는 ON-고장이 존재하는 스위칭소자로 인하여 형성되는 폐쇄회로를 통과하는 전류에 의해 상기 전기장치가 가열되기 때문이다. 상기 전기장치의 온도가 소정의 온도 이상인 경우, 상기 전기장치의 온도의 변화량이 소정값 이상인 경우, 또는 상기 전기장치의 온도의 변화율이 소정율 이상인 경우, 오동작이 존재한다고 판정하기 때문에, 상기 게이트들의 차단 시에 오동작이 발생하였는 지의 여부를 보다 적절하게 판정할 수 있게 된다.
본 발명의 특징, 장점과 기술 및 산업상이용가능성은 첨부도면들과 연계하여 본 발명의 예시적인 실시예들의 후술하는 상세한 설명으로부터 더욱 명백해질 것이다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 구동회로용 오동작판정장치가 제공된 구동유닛의 구성예를 개략적으로 예시한 도면;
도 2는 전자제어유닛에 의해 수행되는 오동작판정루틴의 일 례를 도시한 흐름도;
도 3은 수정된 예시에 따른 오동작판정루틴의 일 례를 도시한 흐름도;
도 4는 스위칭소자들의 게이트들이 차단될 때 인버터회로(14)의 온도가 변하는 방식을 도시한 그래프;
도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 구동회로용 오동작판정장치가 제공된 구동유닛의 구성예를 개략적으로 예시한 도면;
도 6은 제2실시예에 따른 전자제어유닛에 의해 수행되는 오동작판정루틴의 일 례를 도시한 흐름도;
도 7은 모터에 의해 발생되는 역기전력으로 인하여 폐쇄회로가 형성되고, 상기 모터의 3상코일의 U상 및 V상을 통해 전류가 흐를 때, 온도들이 변하는 방식의 일 례를 도시한 그래프;
도 8은 본 발명의 제3실시예에 따른 구동회로용 오동작판정장치가 제공된 구동유닛의 구성예를 개략적으로 예시한 도면; 및
도 9는 제3실시예에 따른 전자제어유닛에 의해 수행되는 오동작판정루틴의 일 례를 도시한 흐름도이다.
후술하는 상세한 설명과 첨부 도면들에서는, 예시적인 실시예들의 관점에서 본 발명을 보다 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 구동회로용 오동작판정장치(20)가 제공된 구동유닛(10)의 구성예를 개략적으로 예시한다. 설명의 편의를 위하여, 구동유닛(10)의 구성을 먼저 설명한 다음, 구동회로용 오동작판정장치(20)의 구성을 설명하기로 한다. 상기 구동유닛(10)은 자동차에 탑재되도록 구성된다. 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 구동유닛(10)은, 3상교류를 이용하여 작동되는 모터(12); 직류를 교류로 변환하여 상기 교류를 모터(12)에 공급할 수 있는 인버터회로(14); 배터리(18)로부터 공급되는 직류의 전압을 변환하여 상기 직류를 인버터회로(14)로 공급할 수 있는 컨버터회로(16); 및 전체 구동유닛(10)을 제어하면서도 제1실시예에 따른 오동작판정장치(20)의 일부로서의 역할도 하는 전자제어유닛(이하, "ECU"라고 함)을 포함한다.
상기 모터(12)는 예컨대 영구자석이 외측면 상에 부착되는 회전자와 3상코일이 감겨 있는 고정자를 포함하는 PM(permanent magnet)형 동기식 제너레이터 모터일 수도 있다. 상기 모터(12)의 회전축은 구동유닛(10)의 구동축에 직접 또는 간접적으로 연결될 수 있어, 상기 모터(12)로부터의 동력이 상기 구동유닛(10)의 구동축으로 출력될 수 있게 된다. 또한, 모터(12)가 제너레이터모터이기 때문에, 모터(12)의 회전축에 동력이 입력된다면, 상기 모터(12)는 전력을 발생시킬 수 있다. 다시 말해, 상기 모터(12)는 모터 속도를 토대로 역기전력을 발생시킨다.
상기 인버터회로(14)는 6개의 트랜지스터(T1 내지 T6) 및 6개의 다이오드(D1 내지 D6)를 포함한다. 상기 6개의 트랜지스터(T1 내지 T6)는 인버터회로(14)의 포지티브버스바아(14a)와 네거티브버스바아(14b) 사이에 제공되어, 3쌍의 트랜지스터들이 배치되게 된다. 각 쌍에 있어서, 하나의 트랜지스터는 소스측에 위치하고, 다른 트랜지스터는 싱크측에 위치한다. 상기 모터(12)의 3상코일의 U상코일, V상코일 및 W상코일은 3쌍 각각에 있어서 2개의 트랜지스터를 서로 연결하는 각각의 라인들에 연결되어 있다. 또한, 상기 6개의 다이오드(D1 내지 D6)는 백-투-백(back-to- back) 방식으로 각각의 6개의 트랜지스터(T1 내지 T6)에 연결된다. 이에 따라, 모터(12)를 작동시킬 수 있는 포지티브버스바아(14a)와 네거티브버스바아(14b) 사이에 전압이 인가될 때, 상기 트랜지스터(T1 내지 T6)의 ON-타임의 비를 제어함으로써 3상코일 내에 회전 자기장이 형성된다. 또한, 전류를 평활시키기 위한 캐패시터(15)는 상기 인버터회로(14)의 포지티브버스바아(14a)와 네거티브버스바아(14b)에 연결된다.
상기 컨버터회로(16)는 2개의 트랜지스터(TA, TB), 2개의 다이오드(DA, DB) 및 리액터(L)를 포함한다. 상기 트랜지스터(TA)는 인버터회로(14)의 포지티브버스바아(14a)에 연결되고, 트랜지스터(TB)는 인버터회로(14)의 네거티브버스바아(14b)에 연결된다. 상기 리액터(L)는 2개의 트랜지스터(TA, TB)를 서로 연결시키는 라인에 연결된다. 배터리(18)의 양단자와 음단자는 회로 차단기(17)를 통해 인버터회로(14)의 네거티브버스바아(14b)와 리액터(L)에 각각 연결된다. 2개의 다이오드(DA, DB)는 각각 백-투-백 방식으로 2개의 트랜지스터(TA, TB)에 연결된다. 이에 따라, 각각의 트랜지스터(TA) 및 트랜지스터(TB)에 대해 ON-타임과 OFF-타임간의 비를 제어함으로써, 배터리(18)로부터 공급되는 직류의 전압을 증가시켜, 그것을 인버터회로(14)에 출력하거나, 또는 인버터회로(14)의 포지티브버스바아(14a)와 네거티브버스바아(14b)에 인가되는 직류의 전압을 감소시킨 다음 상기 배터리(18)를 충전할 수 있게 된다. 또한, 전류를 평활시키기 위한 캐패시터(19)는 배터리(18)의 단자들을 서로 연결시키는 라인에 연결된다.
상기 ECU(40)는 주로 CPU(42)를 포함하는 마이크로프로세서로 이루어진다. CPU(42) 이외에, 상기 ECU(40)는 처리 프로그램들을 저장하는 ROM(44); 임시로 데이터를 저장하는 RAM(46); 비휘발성 메모리로서의 역할을 하는 EEPROM(48); 및 입력포트(도시안됨)와 출력포트(도시안됨)를 포함한다. 상기 ECU(40)는 입력포트를 통해, 회전위치검출센서(13)(예컨대, 리졸버)로부터 전달되는 모터(12)의 회전자의 회전위치(θ)를 나타내는 신호들, 전류센서(32U, 32V, 32W)로부터 각각 전달되는 상기 모터(12)의 3상코일의 3상을 통과하는 상전류(Iu, Iv, Iw)를 나타내는 신호들, 온도센서(34)로부터 전달되는 인버터회로(14)의 인버터온도(Tinv)를 나타내는 신호들을 수신한다. 또한, 상기 ECU(40)는 출력포트를 통해, 인버터회로(14)의 트랜지스터(T1 내지 T6)와 컨버터회로(16)의 트랜지스터(TA, TB)의 ON-OFF 상태들을 제어하기 위한 PWM(pulse width modulation) 신호들과 회로 차단기(17)를 트리핑하기 위한 신호들을 출력한다.
이렇게 구성된 구동유닛(10)에 의하면, 상기 모터(12)는, 액셀러레이터 페달의 조작량, 차속 등을 토대로 설정된 토크지령값이 입력될 때, 상기 모터(12)가 상기 토크지령값에 대응하는 토크를 출력하도록 구동된다. 이러한 모터(12)의 제어는 본 발명의 주된 관심사가 아니므로, 그 상세한 설명은 생략하기로 한다.
제1실시예에 따른 구동회로용 오동작판정장치(20)는, 구동유닛(10)의 인버터회로(14) 내의 6개의 트랜지스터(T1 내지 T6)의 모든 게이트들이 차단될 때 오동작이 존재하는 지의 여부를 판정하는 장치로서 구성된다. 보다 구체적으로는, 상기 오동작판정장치(20)는 ECU(40) 및 인버터회로(14)의 온도를 검출하는 온도센서(34)를 포함한다. 이하, 인버터회로(14) 내의 트랜지스터(T1 내지 T6)의 게이트들이 차 단될 때 오동작이 존재하는 지의 여부를 ECU(40)가 판정하는 방식에 대해 보다 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 인버터회로(14) 내의 트랜지스터(T1 내지 T6)의 게이트들이 차단될 때, 상기 제1실시예에 따른 ECU(40)에 의해 반복적으로 수행되는 오동작판정루틴의 일 례를 예시한다. 상기 오동작판정루틴에 있어서, 상기 ECU(40)의 CPU(42)는 우선 온도센서(43)로부터 인버터 온도(Tinv)를 수신하고(단계 S100), 소정의 선행 루틴 동안 수신되는 인버터 온도(Tinv)를 현재 루틴에서 수신된 현재 인버터 온도(Tinv)에서 감산하여 온도 변화량(△T)을 계산한다(단계 S110). 상기 CPU(42)는 그 후에 수신된 인버터 온도(Tinv)가 임계값(Tref1) 이하인 지의 여부를 판정하여(단계 S120), 상기 계산된 온도 변화량(△T)이 임계값(Tref2) 미만인 지의 여부를 판정한다(단계 S130). 여기서, 상기 임계값(Tref1)은 인버터회로(14)의 동작 온도의 상한 또는 상한에 근접한 온도로 설정될 수도 있따. 상기 임계값(Tref2)은, 정상적으로 작동하는 인버터회로(14) 내의 트랜지스터(T1 내지 T6)의 게이트들이 차단될 때의 온도의 증가량보다 큰 값으로 설정될 수도 있다. 상기 인버터회로(14) 내의 트랜지스터(T1 내지 T6)의 게이트들은 상기 루틴이 수행될 때 차단되기 때문에, 6개의 트랜지스터(T1 내지 T6)가 모두 OFF 된다. 이에 따라, 인버터회로(14)의 온도가 보통 증가하지 않는다. 6개의 트랜지스터(T1 내지 T6) 중 하나 이상에 ON-고장이 존재하면, 예컨대 트랜지스터(T1)에 ON-고장이 존재하면, 상기 트랜지스터(T1)는 상기 인버터회로(14) 내의 트랜지스터(T1 내지 T6)의 게이트들이 차단되더라도 ON 상태로 유지된다. 이에 따라, 폐쇄회로가 트랜지스터(T1), 모터(12)의 W상코일, 모터(12) 의 U상 또는 V상코일, 다이오드(D3) 또는 다이오드(D2) 및 트랜지스터(T1)에 의해 형성된다. 그 결과, 모터(12)가 작동되면, 상기 모터(12)에서 발생되는 역기전력으로 인하여 전류가 폐쇄회로를 통해 흐르게 된다. 이에 따라, 전류가 흐르는 트랜지스터 및 다이오드가 가열되어, 인버터회로(14)의 온도를 증가시킨다. 제1실시예에서는, 이러한 현상을 오동작으로 간주한다. 이러한 오동작이 존재하는 지의 여부를 판정하기 위해서는, 인버터 온도(Tinv)가 임계값(Tref1)과 비교되고, 상기 인버터 온도(Tinv)의 온도 변화량(△T)이 임계값(Tref2)과 비교된다. 상기 온도 변화량(△T) 대신에, 단위시간당 온도의 변화율이 계산될 수도 있고, 상기 온도의 변화율을 온도의 소정율인 임계값과 비교하여 오동작이 존재하는 지의 여부가 판정될 수도 있다.
인버터 온도(Tinv)가 임계값(Tref1) 보다 낮고, 온도 변화량(△T)이 임계값(Tref2) 보다 작으면, 6개의 트랜지스터(T1 내지 T6) 중 어느 것에도 ON-고장이 존재하지 않는다고 판정하고, 상기 루틴을 종료한다. 하지만, 인버터 온도(Tinv)가 임계값(Tref1) 이상이거나, 또는 온도 변화량(△T)이 임계값(Tref2) 이상이면, 6개의 트랜지스터(T1 내지 T6) 중 하나 이상에 ON-고장이 존재한다고 판정하므로, 게이트들의 차단 시에 오동작이 발생하였다고 판정하게 된다. 상기 조건 중 어느 것이라도 충족되면, 인버터회로(14)로부터 배터리(18)를 단절시키는 회로 차단기(17)가 트리핑된 다음, 상기 루틴이 종료된다.
상술된 제1실시예에 따른 오동작판정장치에 의하면, 게이트들이 차단된 이후의 인버터 온도(Tinv) 및 온도 변화량(△T)을 토대로, 상기 인버터회로(14) 내의 트랜지스터(T1 내지 T6) 중 하나 이상에서의 ON-고장으로 인하여 게이트들의 차단 시에 오동작이 발생하였는 지의 여부를 보다 적절하게 판정할 수 있게 된다.
제1실시예에 따른 구동유닛(10)에 의하면, 여타의 구성요소 상의 트랜지스터에서의 ON-고장의 영향은 상기 오동작판정장치가 오동작이 존재한다고 판정할 때 최소화될 수 있는데, 그 이유는 회로 차단기(17)를 트리핑하여 인버터회로(14)로부터 배터리(18)가 단절되기 때문이다.
상기 제1실시예에 따른 구동회로용 오동작판정장치에 있어서는, 인버터 온도(Tinv)가 임계값(Tref1) 이상이고, 상기 인버터 온도(Tinv)의 온도 변화량(△T)이 임계값(Tref2) 이상일 때, 트랜지스터에서의 ON-고장으로 인하여 게이트들의 차단 시에 오동작이 발생하였다고 판정한다. 대안적으로, 상기 오동작판정장치는 상술된 조건 중 하나 또는 다른 것이 충족될 때에만 오동작이 존재한다고 판정하도록 설정될 수도 있다.
상술된 제1실시예에 있어서, 본 발명은 모터(12)를 구동하는 인버터회로(14) 내의 트랜지스터(T1 내지 T6)의 게이트들의 차단 시에 오동작이 발생하였는 지의 여부를 판정하는 데 사용된다. 하지만, 본 발명은 작동되는 동안 역기전력을 발생시키는 전기장치를 회로가 구동시키고 스위칭소자들을 포함하는 한, 게이트들의 차단 시에 오동작이 발생하였는 지의 여부를 판정하기 위한 어떠한 타입의 회로에도 적용될 수 있다.
상기 제1실시예에 따른 오동작판정장치(20)에 의하면, 게이트들이 차단된 이후 인버터 온도(Tinv) 또는 온도 변화량(△T)을 토대로, 인버터회로(14) 내의 트랜 지스터(T1 내지 T6) 중 하나 이상에서의 ON-고장으로 인하여 상기 게이트들의 차단 시에 오동작이 발생하였는 지의 여부를 판정한다. 하지만, 게이트들이 차단된 이후 소정의 시간이 경과한 다음의 인버터 온도(Tinv) 또는 온도 변화량(△T)을 토대로, 인버터회로(14) 내의 트랜지스터(T1 내지 T6) 중 하나 이상에서의 ON-고장으로 인하여 상기 게이트들의 차단 시에 오동작이 발생하였는 지의 여부를 판정할 수도 있다. 이 경우는, 도 3의 오동작판정루틴이 도 2의 오동작판정루틴 대신 수행된다. 도 3의 루틴에서는, 인버터 온도(Tinv)가 단계 S100에서 입력되고, 온도 변화량(△T)이 단계 S110에서 계산되며, 게이트들이 차단된 이후 소정의 시간이 경과하였는 지의 여부가 단계 S115에서 판정된다. 소정의 시간이 경과하지 않은 것으로 판정된다면, 오동작판정루틴이 종료된다. 다른 한편으로, 소정의 시간이 경과한 것으로 판정되면, 인버터 온도(Tinv)가 임계값(Tref1) 보다 낮은 지의 여부를 단계 S120에서 판정한다. 그 후, 온도 변화량(△T)이 임계값(Tref2) 보다 작은 지의 여부를 단계 S130에서 판정한다. 게이트들의 차단 시에 오동작이 발생하였는 지의 여부는 게이트들이 차단된 이후 소정의 시간이 경과한 다음에 판정되는데, 그 이유는 게이트들이 차단된 이후에도 인버터회로(14) 내의 트랜지스터(T1 내지 T6)로부터 전도되는 열로 인하여 온도가 약간 증가하기 때문이고, 온도센서(34)가 이러한 증가값을 검출한다. 이에 따라, 이러한 열전도로 인한 온도의 증가가 종료된 이후에 판정이 이루어진다면, 오동작이 존재하는 지의 여부를 보다 적절하게 판정할 수 있게 된다. 도 4는 이러한 온도의 증가값의 일 례를 보여준다. 도 4에 도시된 바와 같이, 게이트들이 차단되는 시간 T1으로부터 시간 T2까지 온도가 약간 증가한다. 이에 따 라, 시간 T1으로부터 시간 T2까지의 시간보다 길거나 같은 시간으로 소정의 시간이 설정되어야만 한다. 상기 소정의 시간은 예컨대 실험 결과들을 토대로 상기 인버터회로(14) 및 모터(12)의 성능에 따라 설정된다.
다음으로, 제2실시예에 따른 구동회로용 오동작판정장치(20B) 및 구동유닛(10B)을 설명하기로 한다. 도 5는 제2실시예에 따른 구동회로용 오동작판정장치(20B)가 제공된 구동유닛(10B)의 구성예를 개략적으로 예시한다. 도면들에 도시된 바와 같이, 제2실시예에 따른 구동회로용 오동작판정장치(20B) 및 구동유닛(10B)은, 온도센서(34)가 제공되는 것이 아니라, 3개의 온도센서(36UV, VW, WU)가 3상코일의 모든 상들간의 각각의 위치들에 제공된다는 점을 제외하고는, 상기 제1실시예에 따른 구동회로용 오동작판정장치(20) 및 구동유닛(10)과 동일한 구성을 가진다. 상기 온도센서(36UV)는 제2실시예에서 U상과 V상 사이에 제공되고, 온도센서(VW)는 V상과 W상 사이에 제공되며, 온도센서(WU)는 W상과 U상 사이에 제공된다. 설명의 편의를 위하여, 제1실시예의 오동작판정장치(20) 및 구동유닛(10)의 부분과 제2실시예의 오동작판정장치(20B) 및 구동유닛(10B)의 동일한 부분들은 동일한 참조 부호들로 표시하며, 그 상세한 설명은 생략하기로 한다.
제2실시예에 따른 구동회로용 오동작판정장치(20B)에서는, 각각의 3개의 온도센서(36UV, 36VW, 36WU)에 의해 검출되는 온도(Tuv, Tvw, Twu)가 신호선들을 통해 ECU(40)의 입력포트(도시안됨)로 입력된다.
제2실시예에 따른 구동회로용 오동작판정장치(20B)에서는, 게이트들의 차단 시에 오동작이 발생하였는 지의 여부가 도 6에 도시된 오동작판정루틴을 수행함으 로써 판정된다. 상기 오동작판정루틴에서는, ECU(40)의 CPU(42)가 초기에 각각의 3개의 온도센서(36UV, 36VW, 36WU)로부터 온도(Tuv, Tvw, Twu)를 수신하고(단계 S200), 상기 3개의 온도(Tuv, Tvw, Twu) 가운데 최고 온도를 기준 온도(Tsel)로 설정하며(단계 S210), 소정의 선행 루틴 동안 얻어진 기준 온도(Tsel)를 현재 수행되는 루틴 동안에 설정된 기준 온도(Tsel)에서 감산하여 온도 변화량(△T)을 계산한다(단계 S220). 그 후, 상기 CPU(42)는 게이트들이 차단된 이후 소정의 시간이 경과하였는 지의 여부를 판정한다(단계 S230). 만일 단계 S230에서 YES 판정이 내려진다면, 상기 CPU(42)는 기준 온도(Tsel)가 임계값(Tmref1) 보다 낮은 지의 여부를 판정한 다음(단계 S240), 온도 변화량(△T)이 임계값(Tmref2) 보다 작은 지의 여부를 판정한다(단계 S250). 이 경우, 상기 임계값(Tmref1)은 모터(12)의 동작 온도의 상한 또는 상기 상한에 근접한 값으로 설정된다. 상기 임계값(Tmref2)은, 정상적으로 작동되는 인버터회로(14)의 게이트들이 차단될 때 상기 모터(12)의 온도의 정상적인 증가값보다 큰 값으로 설정된다.
상술된 바와 같이, 인버터회로(14)의 게이트들이 차단된다면, 6개의 트랜지스터(T1 내지 T6)가 모두 턴 오프된다. 이에 따라, 전류가 모터(12)의 3상코일을 통해 흐르지 않게 되므로, 상기 모터(12)의 온도가 증가하지 않는다. 트랜지스터(T1 내지 T6) 중 하나 이상에 ON-고장이 존재한다면, 예컨대 트랜지스터(T1)에 ON-고장이 존재한다면, 상기 인버터회로(14)의 게이트들이 차단되더라도 상기 트랜지스터(T1)가 ON 상태로 유지된다. 그 결과, 폐쇄회로가 트랜지스터(T1), 모터(12)의 W상코일, 모터(12)의 U상 또는 V상코일, 다이오드(D3) 또는 다이오드(D2) 및 트 랜지스터(T1)에 의해 형성된다. 모터(12)가 작동되면, 상기 모터(12)에서 발생되는 역기전력으로 인하여 전류가 폐쇄회로를 통해 흐르게 된다. 그러므로, 전류가 흐르는 코일이 가열되어, 모터(12)의 온도를 증가시킨다. 제2실시예에서는, 이러한 현상을 오동작으로 판정하기 위하여, 3개의 온도(Tuv, Tvw, Twu) 가운데 최고 온도인 기준 온도(Tsel)가 임계값(Tmref1)과 비교되고, 상기 기준 온도(Tsel)의 온도 변화량(△T)이 임계값(Tmref2)과 비교된다. 모터(12)에 의해 발생되는 역기전력으로 인하여 폐쇄회로가 형성되고, 전류가 3상코일의 U상 및 V상을 통해 흐르는 경우, 온도센서(36UV)에 의해 검출되는 온도(Tuv)는 여타의 온도센서(36VW, 36WU)에 의해 검출되는 온도들보다 높다. 따라서, 3개의 온도(Tuv, Tvw, Twu) 가운데 최고 온도가 기준 온도(Tsel)로 사용된다. 도 7은 모터(12)에 의해 발생되는 역기전력으로 인하여 폐쇄회로가 형성되고, 상기 모터(12)의 3상코일의 U상 및 V상을 통해 전류가 흐르는 경우, 상기 온도(Tuv, Tvw, Twu)의 임시 변화량의 일 례를 보여준다. 이 경우, 온도(Tuv)가 임계값(Tmref1) 이상이거나 또는 온도(Tuv)의 변화량(△T)이 임계값(Tmref2) 이상일 때, 오동작이 존재한다고 판정한다.
기준 온도(Tsel)가 임계값(Tmref1) 보다 낮고, 온도 변화량(△T)이 임계값(Tmref2) 보다 작으면, 6개의 트랜지스터(T1 내지 T6) 중 어느 것에도 ON-고장이 존재하지 않는다고 판정한 후에, 상기 루틴을 종료한다. 다른 한편으로, 기준 온도(Tsel)가 임계값(Tmref1) 이상이거나, 또는 온도 변화량(△T)이 임계값(Tmref2) 이상이면, 6개의 트랜지스터(T1 내지 T6) 중 하나 이상에 ON-고장이 존재하기 때문에, 게이트들의 차단 시에 오동작이 발생하였다고 판정한다. 그러므로, 전원으로서 의 역할을 하는 배터리(18)는 회로 차단기(17)를 트리핑하여 구동회로로서의 역할을 하는 인버터회로(14)로부터 단절된 다음(단계 S260), 상기 루틴이 종료된다. 지금까지 기술한 바와 같이, 여타의 구성요소들에 가해지는 트랜지스터 내에 존재하는 ON-고장의 영향은, 인버터회로(14) 내의 트랜지스터(T1 내지 T6) 중 하나 이상에 ON-고장이 존재한다고 판정되는 경우, 상기 인버터회로(14)로부터 배터리(18)를 단절시킴으로써 최소화될 수 있다. 상기 온도 변화량(△T) 대신에, 단위시간당 온도 변화율이 계산될 수도 있다. 그 후, 상기 단위시간당 온도 변화율은 소정의 온도 변화율인 임계값과 비교되어, 오동작이 존재하는 지의 여부를 판정할 수 있게 된다.
지금까지 상술된 제2실시예에 따른 구동회로용 오동작판정장치(20B)에 의하면, 게이트들이 차단된 이후의 온도 변화량(△T) 및 각각의 온도센서(36UV, 36VW, 36WU)에 의해 검출된 온도(Tuv, Tvw, Twu)를 토대로, 상기 인버터회로(14) 내의 트랜지스터(T1 내지 T6) 중 하나 이상에서의 ON-고장으로 인하여 게이트들의 차단 시에 오동작이 발생하였는 지의 여부를 보다 적절하게 판정할 수 있게 된다. 또한, 모터(12)의 3상코일의 모든 상들간의 각각의 위치들에서 검출된 온도(Tuv, Tvw, Twu), 온도 변화율(△T) 또는 게이트들이 차단된 이후 소정의 시간이 경과한 후의 온도의 변화율을 토대로, 게이트들의 차단 시에 오동작이 발생하였는 지의 여부가 판정되기 때문에, 오동작이 존재하는 지의 여부를 더욱 적절하게 판정할 수 있게 된다.
또한, 제2실시예에 따른 구동유닛(10B)에 의하면, 여타의 구성요소 상의 트 랜지스터에서의 ON-고장의 영향이 최소화될 수 있는데, 그 이유는 오동작판정장치가 오동작이 존재한다고 판정하는 경우에 회로 차단기(17)를 트리핑하여 인버터회로(14)로부터 배터리(18)가 단절되기 때문이다.
상기 제2실시예에 따른 구동회로용 오동작판정장치(20B)에 의하면, 기준 온도(Tsel)가 임계값(Tmref1) 이상이고, 상기 기준 온도(Tsel)의 온도 변화량(△T)이 임계값(Tmref2) 이상인 경우, 트랜지스터에서의 ON-고장으로 인하여 게이트들의 차단 시에 오동작이 발생하였다고 판정한다. 대안적으로, 상기 오동작판정장치(20B)는 상술된 조건 중 하나 또는 다른 것이 충족될 때에만 트랜지스터에서의 ON-고장으로 인하여 게이트들의 차단 시에 오동작이 존재한다고 판정하도록 설정될 수도 있다.
제2실시예에 따른 오동작판정장치(20B)에 의하면, 3상코일을 이용하여 상기 모터(12)의 U상과 W상 사이, W상과 V상 사이, 그리고 V상과 U상 사이의 각각의 위치들에 온도센서들이 제공된다. 하지만, 상기 온도센서들은 3상모터 이외의 다상교류모터들의 모든 상들간의 각각의 위치들에 제공될 수도 있다. 이 경우, 기준 온도(Tsel)로서 각각의 온도센서에 의해 검출되는 온도들 가운데 최고 온도를 이용하여 게이트들의 차단 시에 오동작이 발생하였는 지의 여부를 판정한다.
다음으로, 본 발명의 제3실시예에 따른 구동회로용 오동작판정장치(20C) 및 구동유닛(10C)을 설명하기로 한다. 도 8은 제3실시예에 따른 구동회로용 오동작판정장치(20C)가 제공된 구동유닛(10C)의 구성예를 개략적으로 예시한다. 도면들에 도시된 바와 같이, 제3실시예에 따른 구동회로용 오동작판정장치(20C) 및 구동유 닛(10C)은, 온도센서가 모터(12)의 3상코일의 U상과 V상 사이에 제공되지 않는다는 점을 제외하고는, 상기 제2실시예에 따른 구동회로용 오동작판정장치(20B) 및 구동유닛(10B)과 동일한 구성을 가진다. 설명의 편의를 위하여, 제2실시예의 오동작판정장치(20B) 및 구동유닛(10B)의 부분과 제3실시예의 오동작판정장치(20C) 및 구동유닛(10C)의 동일한 부분들은 동일한 참조 부호들로 표시하며, 그 상세한 설명은 생략하기로 한다.
제3실시예에 따른 구동회로용 오동작판정장치(20C)에 의하면, 도 9에 도시된 오동작판정루틴을 수행하여 게이트들의 차단 시에 오동작이 발생하였는 지의 여부가 판정된다. 도 9의 오동작판정루틴에서는, ECU(40)의 CPU(42)가 초기에 각각의 2개의 온도센서(36VW, 36WU)에 의해 검출된 온도(Tvw, Twu)를 수신하고(단계 S300), 수신된 상기 2개의 온도(Tvw, Twu) 가운데 보다 높은 온도를 기준 온도(Tsel)로 설정한다(단계 S310). 그 후, 상기 CPU(42)는 소정의 선행 루틴 동안 설정된 기준 온도(Tsel)를 현재 수행되는 루틴에서 설정된 기준 온도(Tsel)에서 감산하여 온도 변화량(△T)을 계산한다(단계 S320). 그런 다음, 상기 CPU(42)는 게이트들이 차단된 이후 소정의 시간이 경과하였는 지의 여부를 판정한다(단계 S330). 만일 단계 S330에서 YES 판정이 내려진다면, 상기 CPU(42)는 상기 온도(Tvw, Twu)가 서로 같거나 거의 같은 지의 여부를 판정한다(단계 S340). 도 7을 이용하여 이루어진 상기 설명에서와 같이, 3상코일의 2개의 상들을 통해 전류가 흐를 때 모든 상들간의 각각의 위치들에서의 온도들을 고려하면, 전류가 흐르는 2개의 상들간의 위치에서의 온도가 증가하여, 상기 상들간의 여타의 위치들에서의 온도보다 높게 된다. 모터(12)에 의해 발생되는 역기전력으로 인하여 폐쇄회로가 형성되고, 상기 모터(12)의 3상코일의 U상과 V상을 통해 전류가 흐르는 경우에는, 상기 U상과 V상간의 위치에서의 온도(Tuv)가 증가하여, 상기 상들간의 다른 2개의 위치들에서의 온도(Tvw, Twu)보다 높게 된다. 이 때, 상기 온도(Tvw, Twu)는 서로 같거나 거의 같다. 3상코일의 V상과 W상을 통해 전류가 흐르는 경우에는, V상과 W상간의 위치에서의 온도(Tvw)가 증가하여, 상기 상들간의 다른 2개의 위치들에서의 온도(Twu, Tuv)보다 높게 된다. 이 때, 상기 온도(Tvw, Twu)는 서로 같지 않거나 거의 같지 않다. 상기 제3실시예에서는, 상기 온도(Tvw, Twu)가 서로 같거나 거의 같은 지의 여부가 판정된다.
상기 온도(Tvw, Twu)가 서로 같지 않거나 거의 같지 않으면, 기준 온도(Tsel)가 임계값(Tmref1) 보다 작은 지의 여부를 판정하고(단계 S350), 온도 변화량(△T)이 임계값(Tmref2) 보다 작은 지의 여부를 판정한다(단계 S360). 기준 온도(Tsel)가 임계값(Tmref1) 보다 낮고, 온도 변화량(△T)이 임계값(Tmref2) 보다 작으면, 6개의 트랜지스터(T1 내지 T6) 중 어느 것에도 ON-고장이 존재하지 않는 것으로 판정한 다음, 상기 루틴이 종료된다. 다른 한편으로, 기준 온도(Tsel)가 임계값(Tmref1) 이상이거나, 또는 온도 변화량(△T)이 임계값(Tmref2) 이상이면, 6개의 트랜지스터(T1 내지 T6) 중 하나 이상에 존재하는 ON-고장으로 인하여 오동작이 존재한다고 판정한다. 그 후, 전원으로서의 역할을 하는 배터리(18)는 회로 차단기(17)를 트리핑하여 구동회로로서의 역할을 하는 인버터회로(14)로부터 단절된 다음(단계 S390), 상기 루틴이 종료된다. 상기 임계값(Tmref1) 및 임계값(Tmref2)에 관한 설명들은 제2실시예에서 다루었다.
상기 온도(Tvw, Twu)가 서로 같거나 거의 같으면, 기준 온도(Tsel)가 상기 임계값(Tmref1) 보다 낮은 임계값(Test1) 보다 낮은 지의 여부를 판정하고(단계 S370), 온도 변화량(△T)이 임계값(Tmref2) 보다 낮은 임계값(Test2) 보다 낮은 지의 여부를 판정한다(단계 S380). 상기 기준 온도(Tsel)가 임계값(Test1) 보다 낮고, 상기 온도 변화량(△T)이 임계값(Test2) 보다 낮으면, 6개의 트랜지스터(T1 내지 T6) 중 어느 것에도 ON-고장이 존재하지 않는 것으로 판정한 다음, 상기 루틴이 종료된다. 다른 한편으로, 기준 온도(Tsel)가 임계값(Test1) 이상이거나, 또는 온도 변화량(△T)이 임계값(Test2) 이상이면, 6개의 트랜지스터(T1 내지 T6) 중 하나 이상에 존재하는 ON-고장으로 인하여 게이트들의 차단 시에 오동작이 발생하였다고 판정한다. 그 후, 전원으로서의 역할을 하는 배터리(18)는 회로 차단기(17)를 트리핑하여 구동회로로서의 역할을 하는 인버터회로(14)로부터 단절된 다음(단계 S390), 상기 루틴이 종료된다. 모터(12)의 3상코일의 U상과 V상을 통해 전류가 흐르는 경우, 상기 U상과 V상간의 위치에서의 온도(Tuv)를 임계값(Tmref1)과 비교하여 오동작이 존재하는 지의 여부가 판정된다. 상기 임계값(Test1)은 상기 상들간의 여타의 2개의 위치들에서의 온도(Tvw, Twu)와 비교되어, 오동작이 존재하는 지의 여부를 판정하게 된다. 도 7은 임계값(Tmref1)과 임계값(Test1)간의 관계를 보여준다. 상기 모터(12)의 3상코일의 U상과 V상을 통해 전류가 흐르는 경우, 상기 U상과 V상간의 위치에서의 온도(Tuv)의 변화량을 임계값(Tmref2)과 비교하여 오동작이 존재하는 지의 여부가 판정된다. 상기 임계값(Test2)은 상기 상들간의 여타의 2개의 위치들에서의 온도(Tvw, Twu)의 변화량과 비교되어, 오동작이 존재하는 지의 여부 를 판정하게 된다. 상기 온도 변화량(△T) 대신에, 단위시간당 온도 변화율이 계산될 수도 있다. 그 후, 상기 온도 변화율은 소정의 온도 변화율인 임계값과 비교되어, 오동작이 존재하는 지의 여부를 판정할 수 있게 된다.
지금까지 상술된 제3실시예에 따른 구동회로용 오동작판정장치(20C)에 의하면, 게이트들이 차단된 이후의 온도 변화량(△T) 및 상기 모터(12)의 3상코일의 상들간의 대응하는 위치들 사이에 제공된 2개의 온도센서(36VW, 36WU)에 의해 검출된 온도(Tvw, Twu)를 토대로, 상기 인버터회로(14) 내의 트랜지스터(T1 내지 T6) 중 하나 이상에서의 ON-고장으로 인하여 게이트들의 차단 시에 오동작이 발생하였는 지의 여부를 보다 적절하게 판정할 수 있게 된다. 그 결과, 상기 온도센서(36UV)를 제공할 필요가 없으며, 상기 제2실시예에 따른 구동회로용 오동작판정장치(20B) 보다 구성요소의 개수가 적게 이루어질 수 있다. 상기 모터(12)의 3상코일의 상들간의 대응하는 위치들에서의 온도(Tvw, Twu) 또는 게이트들이 차단된 이후 소정의 시간이 경과한 후의 온도 변화율(△T)을 토대로 오동작이 존재하는 지의 여부가 판정되기 때문에, 보다 적절한 판정이 이루어질 수 있다.
상기 제3실시예에 따른 구동유닛(10C)에 의하면, 오동작판정장치가 오동작이 존재한다고 판정하면, 회로 차단기(17)를 트리핑하여 인버터회로(14)로부터 배터리(18)가 단절된다. 이에 따라, 여타의 구성요소들에 가해지는 트랜지스터에 존재하는 ON-고장의 영향이 최소화될 수 있다.
상기 제3실시예에 따른 구동회로용 오동작판정장치(20C)에서는, 기준 온도(Tsel)가 임계값(Tmref1) 이상이고, 상기 기준 온도(Tsel)의 온도 변화량(△T)이 임계값(Tmref2) 이상인 경우, 트랜지스터에서의 ON-고장으로 인하여 게이트들의 차단 시에 오동작이 발생하였다고 판정한다. 하지만, 상기 조건들 중 어느 것이 충족되면, 트랜지스터에서의 ON-고장으로 인하여 게이트들의 차단 시에 오동작이 발생하였다고 판정될 수도 있다.
상기 제3실시예에 따른 오동작판정장치(20C)에서는, 상기 모터(12)의 3상코일의 U상과 V상 사이에 온도센서가 제공되지 않고, V상과 W상 사이와 W상과 U상 사이의 위치들에 온도센서들이 제공된다. 하지만, V상과 W상 사이에 온도센서를 제공하지 않고도, W상과 U상 사이와 U상과 V상 사이의 위치들에 온도센서들이 제공될 수도 있다. 대안적으로는, W상과 U상 사이에 온도센서를 제공하지 않고, U상과 V상 사이와 V상과 W상 사이의 위치들에 온도센서들이 제공될 수도 있다. 대안적으로는, 3상모터 이외의 다상교류모터의 모든 상들 사이의 위치들의 일부에 온도센서들이 제공될 수도 있다.
제1, 제2 및 제3실시예에 따른 구동유닛(10, 10B, 10C)에 있어서, 오동작판정장치(20, 20B, 20C)가 각각 오동작이 존재한다고 판정하면, 회로 차단기(17)를 트리핑하여 인버터회로(14)로부터 배터리(18)가 단절된다. 하지만, 컨버터회로(16)를 턴 오프하는 것과 같은 대안적인 조치가 내려질 수도 있다.
지금까지 본 발명을 그 예시적인 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 본 발명이 이러한 예시적인 실시예들이나 구성예들로 제한되지 않는다는 점을 이해하여야 한다. 이와는 달리, 본 발명은 다양한 수정예 및 등가 형태들을 포괄하고자 한다. 또한, 예시적인 실시예들의 다양한 구성요소들은 예시적인 다양한 조합예와 구 성예들로 도시되어 있지만, 단일 구성요소나 여러 구성요소를 포함하는 여타의 조합예와 구성예들 또한 본 발명의 기술적 사상 및 범위 내에 있다. 본 발명은 예를 들어 구동유닛의 제조산업에 적용될 수 있다.

Claims (17)

  1. 구동장치를 구성하는 복수의 스위칭소자(T1 내지 T6)를 이용하여, 작동하는 동안 역기전력을 발생시키는 전기장치(12)를 구동하는 구동회로에 오동작이 존재하는 지의 여부를 판정하는 오동작판정장치에 있어서,
    상기 전기장치(12)의 온도(Tuv, Tvw, Twu)와 상기 구동장치의 온도(Tinv) 중 하나 이상을 검출하기 위한 온도검출수단(36UV, 36VW, 36WU; 34); 및
    상기 전기장치(12)의 정지를 위하여 상기 구동회로 내의 상기 스위칭소자(T1 내지 T6)의 모든 게이트들이 차단되어 있는 동안, 상기 온도검출수단(36UV, 36VW, 36WU; 34)에 의해 검출된 온도(Tuv, Tvw, Twu; Tinv)를 토대로, 상기 스위칭소자(T1 내지 T6)들의 게이트의 차단 시에 오동작이 발생하였는 지의 여부를 판정하기 위한 오동작판정수단을 포함하여 이루어지되,
    상기 전기장치(12)는 다상교류모터이고, 상기 구동회로는 인버터 회로이며, 상기 온도검출수단(36UV, 36VW, 36WU; 34)은 상기 구동회로의 상기 스위칭소자(T1 내지 T6) 또는 상기 전기장치(12)의 온도(Tuv, Tvw, Twu)를 검출하는 온도센서인 것을 특징으로 하는 오동작판정장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 오동작판정수단은, 상기 검출된 온도(Tinv)가 소정의 온도(Tref1) 이상일 때, 오동작이 존재한다고 판정하는 것을 특징으로 하는 오동작판정장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 오동작판정수단은, 상기 검출된 온도(Tinv)의 변화량(△T)이 소정값(Tref2) 이상일 때, 오동작이 존재한다고 판정하는 것을 특징으로 하는 오동작판정장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 오동작판정수단은, 상기 검출된 온도(Tinv)의 변화율이 소정율 이상일 때, 오동작이 존재한다고 판정하는 것을 특징으로 하는 오동작판정장치.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서,
    상기 오동작판정수단은, 상기 검출된 온도(Tuv, Tvw, Twu)가 소정의 온도 이상일 때, 오동작이 존재한다고 판정하는 것을 특징으로 하는 오동작판정장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 전기장치(12)는 전력을 받아 출력할 수 있는 다상교류모터이고;
    상기 온도검출수단은, 상기 다상교류모터의 모든 상들간의 각각의 위치에 제공되는 다수의 온도센서(36UV, 36VW, 36WU)로 형성되며;
    상기 오동작판정수단은, 상기 각각의 온도센서(36UV, 36VW, 36WU)에 의해 검출된 온도(Tuv, Tvw, Twu)들 중 최고 온도(Tsel)가 소정의 온도(Tmref1) 이상일 때, 오동작이 존재한다고 판정하는 것을 특징으로 하는 오동작판정장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 전기장치(12)는 전력을 받아 출력할 수 있는 다상교류모터이고;
    상기 온도검출수단은, 상기 다상교류모터의 모든 상들간의 각각의 위치에 제공되는 다수의 온도센서(36UV, 36VW, 36WU)로 형성되며;
    상기 오동작판정수단은, 상기 각각의 온도센서(36UV, 36VW, 36WU)에 의해 검출된 온도(Tuv, Tvw, Twu)들 중 최고 온도(Tsel)의 변화량(△T)이 소정값(Tmref2) 이상일 때, 오동작이 존재한다고 판정하는 것을 특징으로 하는 오동작판정장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 전기장치(12)는 전력을 받아 출력할 수 있는 다상교류모터이고;
    상기 온도검출수단은, 상기 다상교류모터의 모든 상들간의 각각의 위치에 제공되는 다수의 온도센서(36UV, 36VW, 36WU)로 형성되며;
    상기 오동작판정수단은, 상기 각각의 온도센서(36UV, 36VW, 36WU)에 의해 검출된 온도(Tuv, Tvw, Twu)들 중 최고 온도(Tsel)의 변화율이 소정율 이상일 때, 오동작이 존재한다고 판정하는 것을 특징으로 하는 오동작판정장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 전기장치(12)는 전력을 받아 출력할 수 있는 다상교류모터이고;
    상기 온도검출수단은, 상기 다상교류모터의 모든 상들간의 위치들 일부에 제공되는 다수의 온도센서(36UV, 36VW, 36WU)로 형성되며;
    상기 오동작판정수단은, 상기 각각의 온도센서(36UV, 36VW, 36WU)에 의해 검출된 온도(Tuv, Tvw, Twu)들을 토대로 오동작이 존재하는 지의 여부를 판정하는 것을 특징으로 하는 오동작판정장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 다상교류모터는 3상교류모터이고;
    상기 온도검출수단은, 상기 3상교류모터의 3상코일의 모든 상들간의 위치들 가운데 2개의 위치에 제공되는 2개의 온도센서로 형성되며;
    상기 각각의 2개의 온도센서에 의해 검출된 2개의 온도가 서로 같지 않은 경우, 상기 2개의 온도 중 더 높은 온도(Tsel)가 소정의 제1온도(Tmref1) 이상일 때, 상기 오동작판정수단이 오동작이 존재한다고 판정하고,
    상기 각각의 2개의 온도센서에 의해 검출된 2개의 온도가 서로 같은 경우, 상기 2개의 온도 중 더 높은 온도(Tsel)가 상기 소정의 제1온도(Tmref1)보다 낮은 소정의 제2온도(Test1) 이상일 때, 상기 오동작판정수단이 오동작이 존재한다고 판정하는 것을 특징으로 하는 오동작판정장치.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 오동작판정수단은, 상기 구동회로의 구동시 상기 게이트들이 차단된 이후 기설정된 시간이 경과한 후에 검출된 온도를 토대로 오동작이 존재하는 지의 여부를 판정하는 것을 특징으로 하는 오동작판정장치.
  15. 작동하는 동안 역기전력을 발생시키는 전기장치(12) 및 복수의 스위칭소자(T1 내지 T6)를 이용하여 상기 전기장치(12)를 구동하는 구동회로를 포함하는 구동유닛에 있어서,
    전원으로부터 상기 구동회로에 공급되는 전력을 차단하기 위한 차단수단(17);
    상기 구동회로에 오동작이 존재하는 지의 여부를 판정하는 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 따른 오동작판정장치(20); 및
    상기 오동작판정장치(20)의 오동작판정수단이 오동작이 존재한다고 판정하는 경우, 상기 전원으로부터 상기 구동회로에 공급되는 전력이 차단되도록 상기 차단 수단(17)을 트리핑하기 위한 차단제어수단을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 구동유닛.
  16. 복수의 스위칭소자(T1 내지 T6)를 이용하여, 작동하는 동안 역기전력을 발생시키는 전기장치(12)를 구동하는 구동회로에 오동작이 존재하는 지의 여부를 판정하는 방법에 있어서,
    상기 전기장치(12)의 정지를 위하여 상기 구동회로 내의 상기 스위칭소자(T1 내지 T6)의 모든 게이트들이 차단되어 있는 동안, 상기 구동회로 내의 스위칭소자(T1 내지 T6)의 온도(Tinv)가 소정의 온도(Tref1) 이상인 경우, 상기 구동회로 내의 스위칭소자(T1 내지 T6)의 온도(Tinv)의 변화량(△T)이 소정값(Tref2) 이상인 경우, 및 상기 구동회로 내의 스위칭소자(T1 내지 T6)의 온도(Tinv)의 변화율이 소정율 이상인 경우 가운데 1이상의 조건을 만족할 때, 상기 스위칭소자(T1 내지 T6)의 게이트들의 차단 시에 오동작이 발생하였다고 판정하며,
    상기 전기장치(12)는 다상교류모터이고, 상기 구동회로는 인버터 회로이며, 상기 구동회로의 상기 스위칭소자(T1 내지 T6) 또는 상기 전기장치(12)의 온도를 검출하는 온도센서인 온도검출수단을 이용하여 온도검출이 이루어지는 것을 특징으로 하는 오동작판정방법.
  17. 복수의 스위칭소자(T1 내지 T6)를 이용하여, 작동하는 동안 역기전력을 발생시키는 전기장치(12)를 구동하는 구동회로에 오동작이 존재하는 지의 여부를 판정하는 방법에 있어서,
    상기 전기장치(12)의 정지를 위하여 상기 구동회로 내의 상기 스위칭소자(T1 내지 T6)의 모든 게이트들이 차단되어 있는 동안, 상기 전기장치(12)의 온도가 소정의 온도 이상인 경우, 상기 전기장치(12)의 온도의 변화량이 소정값(Tref2) 이상인 경우, 및 상기 전기장치(12)의 온도의 변화율이 소정율 이상인 경우 가운데 1이상의 조건을 만족할 때, 상기 스위칭소자(T1 내지 T6)의 게이트들의 차단 시에 오동작이 발생하였다고 판정하며,
    상기 전기장치(12)는 다상교류모터이고, 상기 구동회로는 인버터 회로이며, 상기 구동회로의 상기 스위칭소자(T1 내지 T6) 또는 상기 전기장치(12)의 온도를 검출하는 온도센서인 온도검출수단을 이용하여 온도검출이 이루어지는 것을 특징으로 하는 오동작판정방법.
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