KR101848615B1 - Diagnosis Method Related to Motor Mounted On Vehicle and System Using The Method - Google Patents

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Abstract

차량에 탑재된 모터를 진단하는 방법이 개시된다. 본 방법은 모터 진단 명령을 수신하는 단계, 기어가 주차(P) 상태인 경우, 회전자계를 발생시켜 모터 파라미터를 추출하는 단계 및 추출된 모터 파라미터의 수치가 기 설정된 기준값의 소정 범위 내인 경우, 모터의 상태를 정상으로 진단하는 단계를 포함할 수 있다. 이에 따라 장치 효율성이 향상될 수 있다.A method for diagnosing a motor mounted on a vehicle is disclosed. The method includes the steps of receiving a motor diagnostic command, generating a rotator system when the gear is parked (P), extracting a motor parameter, and, when the value of the extracted motor parameter is within a predetermined range of a predetermined reference value, And diagnosing the state of the subject as normal. Thus, the device efficiency can be improved.

Description

차량에 실장된 모터의 진단 방법 및 이를 적용한 시스템{Diagnosis Method Related to Motor Mounted On Vehicle and System Using The Method}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a diagnostic method for a motor mounted on a vehicle,

본 발명은 차량 기술에 관한 것으로 더 상세하게는 차량에 실장된 모터의 진단 방법 및 이를 적용한 시스템에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to vehicle technology, and more particularly, to a diagnostic method of a motor mounted in a vehicle and a system to which the method is applied.

전자제어기술의 비약적인 발전에 따라 차량에서도 기계적인 방법에 의해 동작하던 각종 장치들이 운전자의 편리성 및 운행의 안전성 등의 이유로 전기적인 방법에 의해 구동되고 있으며, 자동차의 시스템은 점차 고도화되고 최첨단화되어 가고 있다.Due to the breakthrough of electronic control technology, various devices which were operated by mechanical methods in vehicles have been driven by electrical methods for reasons such as convenience of the driver and safety of operation, and automobile systems are gradually advanced and advanced It is going.

차량의 구동 연료로 휘발유, 경유가 일반적으로 사용되나, 최근에는 전기, 수소 연료 등을 사용하는 차량의 개발이 활발하게 진행중이다. 전기 차량, 하이브리드 차량, 수소 연료 차량 등은 구동 모터를 탑재하는데, 구동 모터는 유도 모터 방식이 적용될 수 있다유도 모터를 구동 모터나 액츄에이터로 이용하는 분야에서는 구동 효율을 높이기 위한 노력이 활발히 진행되었다. 이때, 모터 제어기의 출력 성능 및 전류 제어기 안정성에 모터 파라미터의 영향이 크게 작용되는데, 모터 파라미터에 편차가 발생되는 경우, 차량 출력 저하, 전류 제어기의 동특성이 저하되는 문제가 있었다.Although gasoline and light oil are generally used as driving fuel for vehicles, development of vehicles using electricity, hydrogen fuel and the like is actively underway. Electric vehicles, hybrid vehicles, and hydrogen-fueled vehicles are equipped with drive motors, and drive motors can be driven by induction motors. In the field of using induction motors as drive motors and actuators, efforts have been actively made to increase drive efficiency. At this time, the influence of the motor parameters largely affects the output performance of the motor controller and the stability of the current controller. When a deviation occurs in the motor parameters, there is a problem that the vehicle output decreases and the dynamic characteristics of the current controller decrease.

또한, 동일한 모터지만 제조 편차로 출력성능이 만족하지 않을 경우 모터 파라미터 확인을 위해서 실험심에서 모터 다이나모(dynamometer)를 이용하여 적절한 시험 조건을 형성해서 모터 파라미터를 확인하는 방법을 이용해 왔었다. 그러나, 모터가 실제 차량에 장착되어 실시간으로 측정되는 것이 아니여서 정확하지 않을 수 있고, 모터 노화에 따른 모터 파라미터 변경으로 인한 보상 및 대책은 필연적으로 미비할 수 밖에 없었다.Also, if the output performance is not satisfactory due to manufacturing variations, a method of confirming the motor parameters by using a dynamometer in the test shim to form appropriate test conditions has been used. However, since the motor is mounted on a real vehicle and is not measured in real time, it may not be accurate, and compensations and countermeasures due to motor parameter changes due to motor aging inevitably become insufficient.

도 1(a) 및 도 1(b)는 모터 노화에 따른 측정값의 변화를 나타내는 도면이다. 도 1(a)에 따르면, 전류의 변화(X축)에 따른 상호 인덕턴스의 값 및 전류의 변화에 따른 자속값을 나타내는 도면이다. 노화가 진행될수록 측정값에 변화가 발생된다. 도 1(b)에 따르면, 전류 지령에 대해 노화전의 응답특성과 노화후의 응답특성이 달라지는 것이 측정된다.Fig. 1 (a) and Fig. 1 (b) are views showing changes in measured values due to motor aging. FIG. 1 (a) is a diagram showing values of mutual inductance according to a change in current (X axis) and magnetic flux values according to changes in current. FIG. As the aging progresses, the measurement value changes. According to Fig. 1 (b), it is measured that the response characteristic before aging and the response characteristic after aging differ with respect to the current command.

따라서, 실시간으로 모터가 차량에 탑재된 상태에서 실시간으로 모터 파라미터를 측정하는 방법의 대두가 요청된다.Therefore, there is a demand for a method of measuring motor parameters in real time in a state where the motor is mounted on the vehicle in real time.

본 발명의 실시예에 따른 일 목적은 모터가 차량에 실장된 상태에서 모터 파라미터를 추출하는 모터 진단 시스템을 제공함에 있다.An object of an embodiment of the present invention is to provide a motor diagnosis system that extracts motor parameters while the motor is mounted on a vehicle.

본 발명의 실시예에 따른 다른 목적은 전류 제어 성능을 최적으로 유지하는 모터 진단 시스템을 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide a motor diagnosis system that maintains optimal current control performance.

본 발명의 실시예에 따른 다른 목적은 모터 진단에 필요한 모터 파라미터를 실차에서 효과적으로 추출하는 방법을 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide a method for efficiently extracting motor parameters required for motor diagnosis from an actual vehicle.

본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description are exemplary and explanatory and are not restrictive of the invention, unless further departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. It will be possible.

본 발명의 일 실시예에 따른 차량에 탑재된 모터를 진단하는 방법은 모터 진단 명령을 수신하는 단계; 기어가 주차(P) 상태인 경우, 회전자계를 발생시켜 모터 파라미터를 추출하는 단계; 및 추출된 모터 파라미터의 수치가 기 설정된 기준값의 소정 범위 내인 경우, 상기 모터의 상태를 정상으로 진단하는 단계;를 포함할 수 있다.A method for diagnosing a motor mounted on a vehicle according to an embodiment of the present invention includes: receiving a motor diagnostic command; If the gear is in the parking (P) state, generating a rotor system to extract motor parameters; And diagnosing the state of the motor to be normal when the value of the extracted motor parameter is within a predetermined range of the preset reference value.

상기 본 발명의 양태들은 본 발명의 바람직한 실시예들 중 일부에 불과하며, 본원 발명의 기술적 특징들이 반영된 다양한 실시예들이 당해 기술분야의 통상적인 지식을 가진 자에 의해 이하 상술할 본 발명의 상세한 설명을 기반으로 도출되고 이해될 수 있다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, And can be understood and understood.

본 발명의 실시예에 따른 다양한 효과는 아래와 같다.Various effects according to the embodiment of the present invention are as follows.

첫째, 모터가 차량에 실장된 상태에서 모터 파라미터를 추출하는 모터 진단 시스템이 제공됨으로써, 장치 효율성, 진단 편의성, 진단 정확성이 향상될 수 있다.First, by providing a motor diagnosis system that extracts motor parameters while the motor is mounted on a vehicle, device efficiency, diagnostic convenience, and diagnostic accuracy can be improved.

둘째, 전류 제어 성능을 최적으로 유지하는 모터 진단 시스템이 제공됨으로써, 장치 효율성 및 장치 안정성이 향상될 수 있다.Second, the provision of a motor diagnosis system that keeps the current control performance at an optimal level improves device efficiency and device stability.

셋째, 모터 진단에 필요한 모터 파라미터를 실차에서 효과적으로 추출하는 방법이 제공됨으로써, 장치 효율성 및 사용자 편의성이 향상될 수 있다.Third, a method of effectively extracting the motor parameters necessary for the motor diagnosis from the actual vehicle is provided, so that the device efficiency and the user's convenience can be improved.

넷째, 운전하기 부적합한 모터에 대한 알림 메시지가 차량 탑승자에게 제공되어 사용자 편의성이 향상될 수 있다.Fourth, a notification message for an unsuitable motor may be provided to a vehicle occupant, thereby improving user convenience.

본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects obtained by the present invention are not limited to the above-mentioned effects, and other effects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description will be.

도 1(a) 및 도 1(b)는 모터 노화에 따른 측정값의 변화를 나타내는 도면이다.
도 2는 유도 모터가 구동 모터로 차량에 실장된 경우, 모터 진단 시스템을 나타내는 도면이다.
도 3(a)는 유도 모터의 회전자계가 생성되는 원리를 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 3(b)는 유도 모터의 동기좌표계에서 전압 방정식을 나타내는 수식이다.
도 4는 회전자계가 빠르게 인가될 때의 발생되는 토크를 나타내는 도면이다.
도 5는 실시예에 따른 모터 진단 시스템의 구동 방법을 나타내는 시퀀스도이다.Fig. 1 (a) and Fig. 1 (b) are views showing changes in measured values due to motor aging.
2 is a view showing a motor diagnosis system when an induction motor is mounted on a vehicle as a drive motor.
Fig. 3 (a) is a schematic view showing the principle of generating a rotating system of an induction motor, and Fig. 3 (b) is a formula showing a voltage equation in a synchronous coordinate system of an induction motor.
Fig. 4 is a diagram showing the torque generated when the rotating system is applied rapidly. Fig.
5 is a sequence diagram showing a driving method of the motor diagnosis system according to the embodiment.

이하, 본 발명의 실시예들이 적용되는 장치 및 다양한 방법들에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, an apparatus and various methods to which embodiments of the present invention are applied will be described in detail with reference to the drawings. The suffix "module" and " part "for the components used in the following description are given or mixed in consideration of ease of specification, and do not have their own meaning or role.

실시예의 설명에 있어서, 각 구성 요소의 " 상(위) 또는 하(아래)", "전(앞) 또는 후(뒤)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, "상(위) 또는 하(아래)" 및"전(앞) 또는 후(뒤)"는 두 개의 구성 요소들이 서로 직접 접촉되거나 하나 이상의 또 다른 구성 요소가 두 개의 구성 요소들 사이에 배치되어 형성되는 것을 모두 포함한다.In the description of the embodiment, in the case of being described as being formed on the "upper or lower", "before" or "after" of each component, (Lower) "and" front or rear "encompass both that the two components are in direct contact with each other or that one or more other components are disposed between the two components.

또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.In describing the components of the present invention, terms such as first, second, A, B, (a), and (b) may be used. These terms are intended to distinguish the constituent elements from other constituent elements, and the terms do not limit the nature, order or order of the constituent elements. When a component is described as being "connected", "coupled", or "connected" to another component, the component may be directly connected to or connected to the other component, It should be understood that an element may be "connected," "coupled," or "connected."

또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재될 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥 상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.It is also to be understood that the terms such as " comprises, "" comprising," or "having ", as used herein, mean that a component can be implanted unless specifically stated to the contrary. But should be construed as including other elements. All terms, including technical and scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs, unless otherwise defined. Commonly used terms, such as predefined terms, should be interpreted to be consistent with the contextual meanings of the related art, and are not to be construed as ideal or overly formal, unless expressly defined to the contrary.

도 2는 유도 모터가 구동 모터로 차량에 실장된 경우, 모터 진단 시스템을 나타내는 도면이다.2 is a view showing a motor diagnosis system when an induction motor is mounted on a vehicle as a drive motor.

도 2에 따르면, 모터 진단 시스템(100)은 차량에 실장될 수 있다.According to Fig. 2, the motor diagnostic system 100 can be mounted on a vehicle.

모터 진단 시스템(100)은 전원 공급부(110), 인버터(120), 유도 모터(130), 감속부(210) 및 제어부(140)를 포함한다. 더 많은 구성요소가 더 추가될 수 있으나, 발명의 간명한 설명을 위해 생략하기로 한다.The motor diagnosis system 100 includes a power supply unit 110, an inverter 120, an induction motor 130, a deceleration unit 210, and a control unit 140. More and more components may be added, but will be omitted for the sake of simplicity.

전원 공급부(110)는 연료 전지 스택이 될 수 있으나, 이에 대해서는 한정하지 않는다. 전원 공급부(110)는 240 VDC를 인버터(120)로 공급할 수 있으나 이에 대해서도 한정하지는 않는다.The power supply 110 may be a fuel cell stack, but is not limited thereto. The power supply unit 110 may supply 240 VDC to the inverter 120, but the present invention is not limited thereto.

인버터(120)는 전원 공급부(110)로부터 전원을 공급받아 유도 모터(130)를 구동시키기 위한 신호를 생성하여 유도 모터(130)를 제어할 수 있다.The inverter 120 receives power from the power supply unit 110 and generates a signal for driving the induction motor 130 to control the induction motor 130.

인버터(20)는 IGBT와 같은 복수의 반도체 스위칭 소자와 전원 공급부(110)의 DC 전류를 스테이터 코일용 AC 전류로 변환하기 위한 복수의 다이오드들을 포함할 수 있다.The inverter 20 may include a plurality of semiconductor switching elements, such as an IGBT, and a plurality of diodes for converting the DC current of the power supply 110 to an AC current for the stator coil.

유도 모터(130)는 인버터(120)의 신호들에 의해 구동될 수 있고, 유도 모터(130)는 트랙션 모터, 공기 블로워 모터일 수 있고, 3상 AC모터일 수 있다. 유도 모터(130)의 스테이터는 3개의 코일을 포함하며, 이러한 스테이터 코일들은 유도 모터(130)의 회전 속도와 토크를 제어하기 위해 서로 90도의 위상을 갖는 D축 전류 지령과 Q축 전류 지령으로부터 변형된 전류 지령 신호를 각각 받는다.The induction motor 130 may be driven by signals of the inverter 120 and the induction motor 130 may be a traction motor, an air blower motor, or a three-phase AC motor. The stator of the induction motor 130 includes three coils, and these stator coils transform the D-axis current command and the Q-axis current command, which have a phase of 90 degrees to each other to control the rotational speed and torque of the induction motor 130, Current command signal.

유도 모터(130)는 정상 동작시, 최고 효율로 동작한다. 그리고 유도 모터(130)는 전원 공급부(110)의 동작 온도를 빠르게 상승시키기 위한 전원 공급부(110)의 부하로 사용될 수 있다. 즉, 유도 모터(130)의 손실이 커지면 전원 공급부(110)로부터 얻어지는 파워가 열로서 분산될 수 있다.The induction motor 130 operates at maximum efficiency in normal operation. The induction motor 130 can be used as a load of the power supply unit 110 for rapidly raising the operating temperature of the power supply unit 110. That is, when the loss of the induction motor 130 becomes large, the power obtained from the power supply unit 110 can be dispersed as heat.

감속부(210)는 유도 모터(130)의 토크를 제거할 수 있고, 구체적으로, 감속부(210)는 회전 자계 각속도 증가에 따라 생성된 유도 모터(130)의 토크를 제거할 수 있다.The deceleration unit 210 can eliminate the torque of the induction motor 130. Specifically, the deceleration unit 210 can eliminate the torque of the induction motor 130 generated as the angular velocity of the rotating magnetic field increases.

제어부(140)는 상위 컨트롤러의 명령을 수신하여 시스템(100)을 제어할 수 있다. 제어부(140)는 전원 공급부(110)가 연료전지 스택인 경우, 전원 공급부(110)의 온도를 상승시키기 위한 유도 모터(130)의 철손을 최대로 하기 위해, 유도 모터(130)의 회전 자계 각속도를 빠르게 회전 개시하도록 제어할 수 있다.The control unit 140 can receive the command of the host controller and control the system 100. The control unit 140 controls the rotation angle of the induction motor 130 so that the iron loss of the induction motor 130 for raising the temperature of the power supply unit 110 is maximized when the power supply unit 110 is a fuel cell stack. Can be controlled to start rotating rapidly.

제어부(140)는 감속부(210)가 P단 감속기인 경우, 변속단이 P단에 있는지 여부를 판단하여 현재 변속단이 P단에 있지 않은 경우, P단 변경이 된 이후에 회전 자계 속도를 증가시킨다.When the deceleration section 210 is a P-stage reduction gear, the control section 140 determines whether the speed change stage is at the P-stage. If the present speed change stage is not at the P-stage, .

도 3(a)는 유도 모터의 회전자계가 생성되는 원리를 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 3(b)는 유도 모터의 동기좌표계에서 전압 방정식을 나타내는 수식이다.Fig. 3 (a) is a schematic view showing the principle of generating a rotating system of an induction motor, and Fig. 3 (b) is a formula showing a voltage equation in a synchronous coordinate system of an induction motor.

도 3(a)를 참고하면 제어부(140)의 제어에 따라 인버터(120)로부터 생성된 신호를 통해 유도 모터(130)에 회전자계가 생성될 수 있다. 구체적으로, 일정 세기로 자극이 회전하는 경우 자계가 생기고, 자석이 회전하는 것과 같은 상태가 된다. 이와 같은 자계를 회전자계라고 하는데, 회전자계에 일정한 속도가 발생된다.Referring to FIG. 3 (a), a rotating magnetic field may be generated in the induction motor 130 through a signal generated from the inverter 120 under the control of the controller 140. Specifically, when the magnetic pole rotates at a constant intensity, a magnetic field is generated, and the magnet is in a state of being rotated. Such a magnetic field is called a rotating field, and a constant velocity is generated in the rotating field.

도 3(b)에 따르면,

Figure 112016022900532-pat00001
는 동기좌표계의 D축전압을 나타낸다.
Figure 112016022900532-pat00002
는 동기좌표계의 Q축전압을 나타낸다.
Figure 112016022900532-pat00003
는 동기좌표계의 D축전류를
Figure 112016022900532-pat00004
는 동기좌표계의 Q축전류를 나타낸다.
Figure 112016022900532-pat00005
는 고정자 인덕턴스,
Figure 112016022900532-pat00006
은 회전자 인덕턴스,
Figure 112016022900532-pat00007
은 쇄교 인덕턴스를 나타낸다.
Figure 112016022900532-pat00008
은 동기좌표계의 D축 자계를 나타내고, 자속 누설 Factor
Figure 112016022900532-pat00009
는
Figure 112016022900532-pat00010
와 같다.
Figure 112016022900532-pat00011
는 동기 주파수를 나타내고,
Figure 112016022900532-pat00012
는 회전자 주파수를 나타낸다.According to Fig. 3 (b)
Figure 112016022900532-pat00001
Represents the D-axis voltage of the synchronous coordinate system.
Figure 112016022900532-pat00002
Represents the Q-axis voltage of the synchronous coordinate system.
Figure 112016022900532-pat00003
Is the D-axis current of the synchronous coordinate system
Figure 112016022900532-pat00004
Represents the Q-axis current of the synchronous coordinate system.
Figure 112016022900532-pat00005
The stator inductance,
Figure 112016022900532-pat00006
The rotor inductance,
Figure 112016022900532-pat00007
Represents a bridging inductance.
Figure 112016022900532-pat00008
Axis magnetic field of the synchronous coordinate system, the magnetic flux leakage factor
Figure 112016022900532-pat00009
The
Figure 112016022900532-pat00010
.
Figure 112016022900532-pat00011
Represents a synchronous frequency,
Figure 112016022900532-pat00012
Represents the rotor frequency.

여기서,

Figure 112016022900532-pat00013
(310) 및
Figure 112016022900532-pat00014
(320)는 유도 모터의 파라미터이면서, 전류 제어 설계시 사용되는 값에 해당된다. 제어부(140)는 진단한 모터 파라미터(310, 320)를 이용하여 전류 제어 성능을 최적으로 유지할 수 있다. 시스템 노화로 파라미터(310, 320)가 변경되는 경우, 전류 제어에 오버슛 발생하며 오차 정도에 비례하여 점점 커지게 될 수 있다.here,
Figure 112016022900532-pat00013
(310) and
Figure 112016022900532-pat00014
(320) is a parameter of the induction motor and corresponds to the value used in the current control design. The control unit 140 can optimally maintain the current control performance by using the diagnosed motor parameters 310 and 320. When the parameters 310 and 320 are changed due to system aging, an overshoot occurs in the current control and may be gradually increased in proportion to the error.

제어부(140)는 차량이 정지한 상태인지 감속부(210)를 모니터링할 수 있다. 차량의 감속기가 P단에 있으면 진단을 시작할 수 있다. 유도 모터(130) 구동으로 인한 차량 발진을 방지하기 위함이다.The control unit 140 may monitor the deceleration unit 210 to determine whether the vehicle is stationary. Diagnosis can be started if the vehicle speed reducer is in P-stage. So as to prevent vehicle oscillation due to driving of the induction motor 130.

제어부(140)는 진단 개시 후 회전 자계를 소정 수준만큼 빠르게 인가해야한다. 제어부(140)는 회전 자계가 소정 수준을 충족시키는 경우, 전류 지령을 아래와 같이 인가할 수 있다.The control unit 140 must apply a rotating magnetic field as fast as a predetermined level after diagnosis starts. When the rotating magnetic field satisfies a predetermined level, the control unit 140 can apply the current command as follows.

i)

Figure 112016022900532-pat00015
, 즉, 회전자 주파수를 0으로 설정하여 회전자가 멈추게 한다. ii)
Figure 112016022900532-pat00016
= 30 krpm 즉, 동기 주파수를 30 rpm으로 설정한다. 다만, 이는 하나의 예에 불과하고 다른값의 rpm 도 적용될 수 있다. 고속으로 인가하면 가능하다. iii)
Figure 112016022900532-pat00017
, 즉, 동기 좌표계의 D축 전류를 0으로 설정한다. iv)
Figure 112016022900532-pat00018
, 즉, 동기 좌표계의 Q축 전류를 설정한다.i)
Figure 112016022900532-pat00015
, That is, the rotor frequency is set to zero to stop the rotor. ii)
Figure 112016022900532-pat00016
= 30 krpm, that is, the synchronous frequency is set to 30 rpm. However, this is only one example and rpm of different values can be applied. It is possible to apply it at high speed. iii)
Figure 112016022900532-pat00017
, That is, the D axis current of the synchronous coordinate system is set to zero. iv)
Figure 112016022900532-pat00018
That is, the Q-axis current of the synchronous coordinate system.

상기의 i)~iv) 조건은 반드시 순서대로 수행될 필요는 없다.The conditions i) to iv) above need not necessarily be performed in order.

그러면, 동기좌표계의

Figure 112016022900532-pat00019
값은
Figure 112016022900532-pat00020
가 되고, 동기주파수의 값과 상전류의 값이 상수이므로,
Figure 112016022900532-pat00021
값은
Figure 112016022900532-pat00022
(320)가 될 수 있다(근사될 수 있다). Then,
Figure 112016022900532-pat00019
The value is
Figure 112016022900532-pat00020
And since the value of the synchronous frequency and the value of the phase current are constants,
Figure 112016022900532-pat00021
The value is
Figure 112016022900532-pat00022
(Which can be approximated).

Figure 112016022900532-pat00023
값은
Figure 112016022900532-pat00024
가 되고, 이 값은
Figure 112016022900532-pat00025
를 대입하면,
Figure 112016022900532-pat00026
값은
Figure 112016022900532-pat00027
(310)가 될 수있다(근사될 수 있다).
Figure 112016022900532-pat00023
The value is
Figure 112016022900532-pat00024
And this value is
Figure 112016022900532-pat00025
Quot;
Figure 112016022900532-pat00026
The value is
Figure 112016022900532-pat00027
(Which can be approximated).

결국 i) 내지 iv)로 세팅값이 설정되면 모터 파라미터(310, 320)가 실시간으로 도출될 수 있다.As a result, when the setting values are set to i) to iv), the motor parameters 310 and 320 can be derived in real time.

제어부(140)는 차량 노화가 진행됨에 따라 모터 파라미터(310, 320)를 실시간으로 진단하고 최적의 전류제어기 성능을 유지할 수 있다. 이에 따라, 제어기의 과전류 고장 방지 기능도 기대될 수 있다.The controller 140 can diagnose the motor parameters 310 and 320 in real time as the vehicle aging progresses and maintain the optimal current controller performance. Accordingly, an overcurrent failure prevention function of the controller can be expected.

제어부(140)는 추가적으로 메모리(미도시)에 모터 파라미터의 측정값을 저장하고, 진단 결과 데이터를 저장할 수 있다.The control unit 140 may additionally store the measured values of the motor parameters in a memory (not shown) and store the diagnostic result data.

본 발명의 실시예에 따르면, 모터 다이나모 환경에서 모터가 정지된 상태에서 전압을 D축으로 인가하고, 발생 전류를 오실로스코프로 측정하는 불편함을 극복하고, 테스트 타임 구간의 전류 측정(D축전압 측정)으로 모터 파라미터를 계산하는 불편함을 극복할 수 있다.According to the embodiment of the present invention, it is possible to overcome the inconvenience of applying the voltage on the D axis in the motor dynamo environment in the motor dynamo environment, measuring the generated current with the oscilloscope, and measuring the current in the test time period ) To overcome the inconvenience of calculating the motor parameters.

또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 모터 나이나모 환경에서 모터를 VVVF(Variable Voltage Variable Frequency) 컨트롤로 정격속도까지 속도를 상승시키고 전압과 상전류 크기를 측정하여 Lm 을 구해 Q축 전압을 도출하는 불편을 극복할 수 있다. 구체적으로 본 발명의 실시예에 따르면, Lm은 RPM을 올리면서 전압을 측정하여 기울기를 판단하고 정격속도 정상상태에서 상전류, Vs(제어 전압) 측정(무부하 운전으로 상전류 = ids로 간주)하여 (

Figure 112016022900532-pat00028
=
Figure 112016022900532-pat00029
=0, 정격속도 부근 운전시,
Figure 112016022900532-pat00030
<슬립주파수>=0을 벡터제어라고 가정) D축 전압, Q축 전압, 모터 파라미터를 도출하는 종래기술의 불편함을 극복할 수 있다.According to the embodiment of the present invention, it is possible to increase the speed of the motor to the rated speed by controlling the motor in the variable voltage variable frequency (VVVF) control in the motor nano-environment and measure the voltage and phase current magnitude to obtain Lm, Can be overcome. Specifically, according to an embodiment of the present invention, Lm is measured by increasing the RPM to determine the slope and measuring the phase current and Vs (control voltage) at the rated speed steady state (considering the phase current as idle by no-load operation)
Figure 112016022900532-pat00028
=
Figure 112016022900532-pat00029
= 0, operation near the rated speed,
Figure 112016022900532-pat00030
The < slip frequency > = 0 is assumed to be vector control), it is possible to overcome the inconvenience of the conventional technique of deriving the D-axis voltage, Q-

한편, 상기의 ii) 조건(

Figure 112016022900532-pat00031
= 30 krpm 즉, 동기 주파수를 30 rpm으로 설정한다) 관련해서 차량이 P단 래치로 차량 발진을 막을 수 있는지는 아래 도 3을 참고하여 설명하기로 한다.On the other hand, the above ii) condition (
Figure 112016022900532-pat00031
= 30 k rpm, that is, the synchronous frequency is set to 30 rpm), it will be explained with reference to FIG. 3 whether the vehicle can prevent the vehicle from being oscillated by the P-stage latch.

도 4는 회전자계가 빠르게 인가될 때의 발생되는 토크를 나타내는 도면이다.Fig. 4 is a diagram showing the torque generated when the rotating system is applied rapidly. Fig.

도 4에 따르면, X축은 회전자계 속도(RPM)이고 Y축은 토크(블루라인)와 파워(레드라인)를 나타내는 도면이다. 모터가 정지상태였다가, 50% 토크 지령에 의해 동작되는 것을 나타내는 것이다.According to Fig. 4, the X-axis is the rotational speed (RPM) and the Y-axis is the torque (blue line) and power (red line). Indicates that the motor is in the stopped state and is operated by the 50% torque command.

회전자계의 속도가 고속으로(가령, 30KRPM)으로 구동되더라도 토크는 2Nm 이하여서 실차에서 P단 래치가 채워져있으면 차량이 발진될 수 없다.Even if the speed of the rotating system is driven at a high speed (for example, 30 K RPM), the torque is 2 Nm or less, so that the vehicle can not be oscillated if the P-stage latch is filled in the actual vehicle.

한편, 제어부(140)는 모터 파라미터(310, 320)를 추출한 후, 기 설정된 수치보다 측정값이 더 크면 게인(Gain)을 최적으로 업데이트하고, 기 설정된 수치보다 작은 경우, 운전자가 정비소를 방문할 수 있도록 알림 메시지를 제공할 수 있다. 알림 메시지는 음성으로 AVN 디스플레이를 통해 제공할 수 있으나, 이에 대해서는 한정하지 않는다.On the other hand, after extracting the motor parameters 310 and 320, the controller 140 optimally updates the gain if the measured value is larger than the predetermined value, and when the measured value is smaller than the predetermined value, the driver visits the repair shop You can provide a notification message to let you know. The notification message can be provided through the AVN display by voice, but this is not limitative.

도 5는 실시예에 따른 모터 진단 시스템의 구동 방법을 나타내는 시퀀스도이다. 도 2의 도면부호를 함께 참고하기로 한다. 5 is a sequence diagram showing a driving method of the motor diagnosis system according to the embodiment. The reference numerals of FIG. 2 will be referred to together.

모터 진단 시스템(100)은 모터 진단 수행 명령이 상위 제어기로부터 수신되는 경우(S510), 모터 진단 수행을 시도할 수 있다.The motor diagnosis system 100 may attempt to perform the motor diagnosis when the motor diagnosis execution command is received from the host controller (S510).

다만, 모터 진단 시스템(100)은 파워 소스가 준비된 이후에 모터 진단 수행을 시도할 수 있다.However, the motor diagnosis system 100 may attempt to perform the motor diagnosis after the power source is prepared.

그 다음으로, 모터 진단 시스템(100)은 기어가 P단인지 판단한다(S520).Next, the motor diagnosis system 100 determines whether the gear is in the P-stage (S520).

시스템(100)은 기어가 P단이 아닌 경우, 기어가 P단이 될때까지 모터 진단을 수행하지 않을 수 있다.The system 100 may not perform the motor diagnosis until the gear is in the P-stage when the gear is not in the P-stage.

이에 따라, 모터 진단 시스템(100)이 차량에 실장된 바, 모터 구동으로 차량 발진이 방지될 수 있다.Accordingly, when the motor diagnostic system 100 is mounted on the vehicle, the motor oscillation can be prevented by the motor drive.

모터 진단 시스템(100)은 회전자계 발생시켜 Q축 전류지령을 인가하고 모터 파라미터를 추출한다. 모터 진단 시스템(100)은 상술한 방법으로 모터 파라미터를 추출할 수 있다.The motor diagnosis system 100 applies a Q-axis current command to generate a rotor system, and extracts a motor parameter. The motor diagnostic system 100 can extract the motor parameters in the manner described above.

모터 진단 시스템(100)은 추출된 모터 파라미터(310, 320)가 기준값의 소정 범위 내인 경우, 전류 제어기를 최적으로 갱신하고 상위 제어기에 모터가 정상이라고 알린다(S550).If the extracted motor parameters 310 and 320 are within a predetermined range of the reference value, the motor diagnosis system 100 optimally updates the current controller and informs the host controller that the motor is normal (S550).

가령, 모터 진단 시스템(100)은 모터 파라미터값이 상한치보다 작은 경우, 전류 제어기 게인을 최적으로 업데이트하고, 상한치보다 큰 경우, 상위 제어기에 고장 진단 결과를 알리고 운전 불가 상태임을 알린다(S560).For example, the motor diagnosis system 100 optimally updates the current controller gain when the motor parameter value is smaller than the upper limit value, and notifies the host controller of the failure diagnosis result when the motor parameter value is larger than the upper limit value (S560).

여기서, 모터 파라미터의 상한치는 실험에 의해서 최적의 값이 입력될 수 있고, 미리 사용자 입력에 설정될 수 있다.Here, the upper limit value of the motor parameter can be set to an optimum value by an experiment, and can be set in advance to a user input.

만약, 모터 진단 시스템(100)은 모터 파라미터가 기준값의 소정 범위 내라면 시동을 켜고 주행이 가능하다(S570).If the motor parameter is within a predetermined range of the reference value, the motor diagnosis system 100 can start the engine and start running (S570).

한편, 본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.It will be apparent to those skilled in the art that the present invention may be embodied in other specific forms without departing from the spirit or essential characteristics thereof. Accordingly, the above description should not be construed in a limiting sense in all respects and should be considered illustrative. The scope of the present invention should be determined by rational interpretation of the appended claims, and all changes within the scope of equivalents of the present invention are included in the scope of the present invention.

상술한 실시예에 따른 방법은 컴퓨터에서 실행되기 위한 프로그램으로 제작되어 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체에 저장될 수 있으며, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다.The method according to the above-described embodiments may be implemented as a program to be executed by a computer and stored in a computer-readable recording medium. Examples of the computer-readable recording medium include a ROM, a RAM, a CD- , A floppy disk, an optical data storage device, and the like, and may also be implemented in the form of a carrier wave (for example, transmission over the Internet).

컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 그리고, 상술한 방법을 구현하기 위한 기능적인(function) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 실시예가 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있다.The computer readable recording medium may be distributed over a networked computer system so that computer readable code can be stored and executed in a distributed manner. And, functional program, code, and code segments for implementing the above-described method can be easily inferred by programmers in the technical field to which the embodiment belongs.

110 : 전원 공급부
120 : 인버터
130 : 유도 모터
140 : 제어부110: Power supply
120: Inverter
130: induction motor
140:

Claims (16)

차량에 탑재된 모터를 진단하는 방법에 있어서,
모터 진단 명령을 수신하는 단계;
기어가 주차(P) 상태인 경우, 회전자계를 발생시켜 모터 파라미터를 추출하는 단계; 및
추출된 모터 파라미터의 수치가 기 설정된 기준값의 소정 범위 내인 경우, 상기 모터의 상태를 정상으로 진단하는 단계;를 포함하고,
유도 모터의 동기 좌표계에서 전압방정식은,
Figure 112017118002712-pat00063
이고,
상기 회전자계를 발생시켜 모터 파라미터를 추출하는 단계는,
상기 전압방정식에서,
i) 회전자 주파수를 0으로 설정하는 단계;
ii) 동기 주파수를 소정 범위의 고속으로 설정하는 단계;
iii) D축 전류를 0으로 설정하는 단계; 및
iv) 상기 동기 좌표계의 Q축 전류를 기 설정된 수치로 설정하는 단계;를 포함하는, 차량에 탑재된 모터를 진단하는 방법.
(여기서,
Figure 112017118002712-pat00064
는 동기좌표계의 D축 전압,
Figure 112017118002712-pat00065
는 동기좌표계의 Q축 전압,
Figure 112017118002712-pat00066
는 동기좌표계의 D축 전류,
Figure 112017118002712-pat00067
는 동기좌표계의 Q축 전류,
Figure 112017118002712-pat00068
는 고정자 인덕턴스,
Figure 112017118002712-pat00069
은 회전자 인덕턴스,
Figure 112017118002712-pat00070
은 쇄교 인덕턴스,
Figure 112017118002712-pat00071
은 동기좌표계의 D축 자계, 자속 누설 Factor
Figure 112017118002712-pat00072
는
Figure 112017118002712-pat00073
,
Figure 112017118002712-pat00074
는 동기 주파수,
Figure 112017118002712-pat00075
는 회전자 주파수).A method for diagnosing a motor mounted on a vehicle,
Receiving a motor diagnostic command;
If the gear is in the parking (P) state, generating a rotor system to extract motor parameters; And
Diagnosing the state of the motor to be normal when the value of the extracted motor parameter is within a predetermined range of the predetermined reference value,
In the synchronous coordinate system of the induction motor,
Figure 112017118002712-pat00063
ego,
Wherein the step of generating the rotor system to extract the motor parameters comprises:
In the above voltage equation,
i) setting the rotor frequency to zero;
ii) setting a synchronizing frequency to a high speed in a predetermined range;
iii) setting the D axis current to zero; And
iv) setting a Q-axis current of the synchronous coordinate system to a preset value.
(here,
Figure 112017118002712-pat00064
Axis voltage of the synchronous coordinate system,
Figure 112017118002712-pat00065
Is the Q-axis voltage of the synchronous coordinate system,
Figure 112017118002712-pat00066
Is the D-axis current of the synchronous coordinate system,
Figure 112017118002712-pat00067
Is the Q-axis current of the synchronous coordinate system,
Figure 112017118002712-pat00068
The stator inductance,
Figure 112017118002712-pat00069
The rotor inductance,
Figure 112017118002712-pat00070
The inductance,
Figure 112017118002712-pat00071
Is the D-axis magnetic field of the synchronous coordinate system, the magnetic flux leakage factor
Figure 112017118002712-pat00072
The
Figure 112017118002712-pat00073
,
Figure 112017118002712-pat00074
Lt; / RTI &gt;
Figure 112017118002712-pat00075
The rotor frequency). 제1항에 있어서,
추출된 모터 파라미터의 수치가 기 설정된 기준값의 소정 범위를 초과하는 경우, 상기 모터의 상태를 비정상으로 진단하는 단계;를 더 포함하는, 차량에 탑재된 모터를 진단하는 방법.The method according to claim 1,
And diagnosing the state of the motor abnormally when the value of the extracted motor parameter exceeds a predetermined range of the predetermined reference value. 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 모터의 상태가 정상으로 진단된 경우, 게인을 업데이트하는 단계;를 더 포함하는, 차량에 탑재된 모터를 진단하는 방법.The method according to claim 1,
And updating the gain if the condition of the motor is diagnosed as normal. 제2항에 있어서,
상기 모터의 상태가 비정상으로 진단된 경우, 상위 제어기에 진단 결과를 제공하는 단계;를 더 포함하는, 차량에 탑재된 모터를 진단하는 방법.3. The method of claim 2,
And providing diagnosis results to the host controller when the status of the motor is diagnosed to be abnormal. 제2항에 있어서,
상기 모터의 상태가 비정상으로 진단된 경우, 차량 탑승자에게 운전 불가 상태 알림 메시지를 제공하는 단계;를 더 포함하는, 차량에 탑재된 모터를 진단하는 방법.3. The method of claim 2,
Further comprising the step of providing a vehicle occupant with a non-operation status notification message when the status of the motor is diagnosed to be abnormal. 차량에 탑재된 모터를 진단하는 시스템에 있어서,
전원 공급부;
상기 전원 공급부로부터 전원 공급받는 인버터;
상기 인버터의 신호에 의해 구동되는 유도 모터;
기어가 주차(P) 상태로 조작되도록 제어하는 감속부; 및
상기 기어가 주차(P) 상태인 경우, 회전자계를 발생시켜 모터 파라미터를 추출하고, 추출된 모터 파라미터의 수치가 기 설정된 기준값의 소정 범위 내인 경우, 상기 모터의 상태를 정상으로 진단하는 제어부;를 포함하고,
상기 유도 모터의 동기 좌표계에서 전압방정식은,
Figure 112017118002712-pat00076
이고,
상기 제어부는,
상기 전압방정식에서, i) 회전자 주파수를 0으로 설정하고, ii) 동기 주파수를 소정 범위의 고속으로 설정하며, iii) D축 전류를 0으로 설정하고, iv) 상기 동기 좌표계의 Q축 전류를 기 설정된 수치로 설정하여 상기 모터 파라미터를 추출하는, 차량에 탑재된 모터를 진단하는 시스템.
(여기서,
Figure 112017118002712-pat00077
는 동기좌표계의 D축 전압,
Figure 112017118002712-pat00078
는 동기좌표계의 Q축 전압,
Figure 112017118002712-pat00079
는 동기좌표계의 D축 전류,
Figure 112017118002712-pat00080
는 동기좌표계의 Q축 전류,
Figure 112017118002712-pat00081
는 고정자 인덕턴스,
Figure 112017118002712-pat00082
은 회전자 인덕턴스,
Figure 112017118002712-pat00083
은 쇄교 인덕턴스,
Figure 112017118002712-pat00084
은 동기좌표계의 D축 자계, 자속 누설 Factor
Figure 112017118002712-pat00085
는
Figure 112017118002712-pat00086
,
Figure 112017118002712-pat00087
는 동기 주파수,
Figure 112017118002712-pat00088
는 회전자 주파수).A system for diagnosing a motor mounted on a vehicle,
Power supply;
An inverter receiving power from the power supply;
An induction motor driven by a signal of the inverter;
A deceleration portion for controlling the gear to be operated in the parking (P) state; And
A controller for generating a rotating magnetic field to extract a motor parameter when the gear is in a parked state and diagnosing the state of the motor to be normal when the extracted motor parameter value is within a predetermined range of a predetermined reference value; Including,
In the synchronous coordinate system of the induction motor,
Figure 112017118002712-pat00076
ego,
Wherein,
I) setting the rotor frequency to zero, ii) setting the synchronous frequency to a high speed in a predetermined range, iii) setting the D axis current to zero, iv) setting the Q axis current of the synchronous coordinate system to zero And the motor parameter is set by setting the motor parameter to a predetermined value.
(here,
Figure 112017118002712-pat00077
Axis voltage of the synchronous coordinate system,
Figure 112017118002712-pat00078
Is the Q-axis voltage of the synchronous coordinate system,
Figure 112017118002712-pat00079
Is the D-axis current of the synchronous coordinate system,
Figure 112017118002712-pat00080
Is the Q-axis current of the synchronous coordinate system,
Figure 112017118002712-pat00081
The stator inductance,
Figure 112017118002712-pat00082
The rotor inductance,
Figure 112017118002712-pat00083
The inductance,
Figure 112017118002712-pat00084
Is the D-axis magnetic field of the synchronous coordinate system, the magnetic flux leakage factor
Figure 112017118002712-pat00085
The
Figure 112017118002712-pat00086
,
Figure 112017118002712-pat00087
Lt; / RTI &gt;
Figure 112017118002712-pat00088
The rotor frequency). 제8항에 있어서,
상기 제어부는,
추출된 모터 파라미터의 수치가 기 설정된 기준값의 소정 범위를 초과하는 경우, 상기 모터의 상태를 비정상으로 진단하는, 차량에 탑재된 모터를 진단하는 시스템.9. The method of claim 8,
Wherein,
And diagnoses the state of the motor abnormally when the value of the extracted motor parameter exceeds a predetermined range of a predetermined reference value. 삭제delete 삭제delete 제8항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 모터의 상태가 정상으로 진단된 경우, 게인을 업데이트하는, 차량에 탑재된 모터를 진단하는 시스템.9. The method of claim 8,
Wherein,
Wherein the gain is updated when the state of the motor is diagnosed as normal. 제9항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 모터의 상태가 비정상으로 진단된 경우, 상위 제어기에 진단 결과를 제공하는, 차량에 탑재된 모터를 진단하는 시스템.10. The method of claim 9,
Wherein,
And provides diagnosis results to the host controller when the state of the motor is diagnosed to be abnormal. 제9항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 모터의 상태가 비정상으로 진단된 경우, 차량 탑승자에게 운전 불가 상태 알림 메시지를 제공하는, 차량에 탑재된 모터를 진단하는 시스템.10. The method of claim 9,
Wherein,
And provides an inoperative state notification message to the vehicle occupant when the state of the motor is diagnosed to be abnormal. 프로세서에 의해 실행되는 것을 통하여 제1항에 기재된 차량에 탑재된 모터를 진단하는 방법을 실현하는 것을 특징으로 하는 기록매체에 기록된 프로그램.A program recorded on a recording medium, characterized by realizing a method for diagnosing a motor mounted on a vehicle according to claim 1 through execution by a processor. 제15항에 기재된 프로그램이 기록된 컴퓨터 판독가능한 기록매체.A computer-readable recording medium having recorded thereon the program according to claim 15.
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