用于空气调节致动器的电机的失速诊断装置制造方法及图纸

本申请涉及用于空气调节致动器的电机的失速诊断装置，其包括：电阻器，其从车辆的供热通风与空气调节系统的第一门致动器连接至地面；电阻器连接电路，其从VCC电源端子连接至电阻器；开关，其设置在电阻器连接电路上；第一电路和第二电路，其从电机连接电路和电阻器连接电路分支，电机连接电路从VCC电源端子通过电机驱动器连接至第一门致动器的电机；电流感测电路单元，其包括连接至第一电路和第二电路的输入端子，并且电流感测电路单元输出对应于电机连接电路与电阻器连接电路之间的电压值的电流信号；控制器，其用于控制电机并且确定电机是否失速。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于空气调节致动器的电机的失速诊断装置，更具体地，涉及这样的用于空气调节致动器的电机的失速诊断装置：其能够在短时间内快速且高效地诊断出用于供热通风与空气调节(HVAC)系统的致动器的电机是否失速。
技术介绍
车辆装配有用于控制车内温度并且创造舒适的车内环境的供热通风与空气调节(HVAC)系统。近来，全自动温控(FATC)系统正应用于大部分车辆，以根据由驾驶员或乘客设定的温度来自动地控制车内温度，从而保持舒适的环境。在FATC系统中，当用户设定温度时，空气调节控制器接收传感器的检测信号，所述传感器为：例如，用于检测太阳辐射的太阳辐射传感器、用于检测外部温度的外部温度传感器、以及用于检测车内温度的车内温度传感器，并且空气调节控制器基于每个传感器的检测值来计算车内的热负载，以控制车内温度。考虑到相应的空气调节负载，确定出气模式、出气温度、出气方向以及出气空气量。此外，为了控制车内温度和系统运行，空气调节控制器接收如下传感器的检测值：用于检测出气温度的出气温度传感器、用于检测电加热器(例如，PTC加热器；其对内燃机而言用作辅助加热器，而对于电动车辆而言用作主加热器)的温度的加热器温度传感器、用于检测蒸发器的温度的蒸发器温度传感器，并且空气调节控制器控制操作构件，例如车内/车外空气门(进气门)致动器、温控门(温度门)致动器、风向控制门(模式门)致动器、除湿(除雾门)致动器、空气调节鼓风机、压缩机以及电加热器。此外，为了控制车辆中的风向、温度和空气量，在HVAC系统中安装了多个门，例如确定车内/车外空气流入的车内/车外空气门、确定通过加热器芯子的流速和绕过加热器芯子的流速的温控门(温度门)、确定模式(例如迎面、地板、混合和双水平)的风向控制门(模式门)、以及除湿门。此外，将作为空气调节致动器的用于打开/关闭门以及使门进行运动的门致动器安装在每个门中。基本上，门致动器包括产生扭矩的电机。更具体地，如图1中所示，门致动器10包括：电机11，在电机11的轴上装配有蜗轮12；减速齿轮13，其与蜗轮12接合并且传递经减小的扭矩；输出齿轮14，其与减速齿轮13接合并输出扭矩；反馈传感器15，其根据输出齿轮14的旋转而输出由可变电阻器产生的电压，并将该电压反馈至控制器(未示出)；壳体16，其安装有前述部件。关于门致动器的现有技术文献有韩国技术专利第20-1310310号(2003年3月31日)、第20-0397378号(2005年9月26日)、第20-0459626号(2012年3月28日)和韩国专利第10-0828838号(2008年5月2日)。从反馈传感器15输出的电压信号用作反馈信号，该反馈信号用于控制致动器10的位置(电机的位置)。在确定对应于门的期望位置的致动器的目标位置，并且确定出据此的目标反馈值(反馈电压)的情况下，当反馈传感器的反馈值小于目标反馈值时，门致动器(电机)被控制在反馈值增加的方向上，当反馈传感器的反馈值大于目标反馈值时，门致动器(电机)被控制在反馈值降低的方向上。图2和图3为图示了反馈传感器的电路连接状态的示意图。在电机11正常/反向旋转的情况下，根据输出齿轮(未示出)的旋转(对应于电机的位置)，从反馈传感器15中输出经由可变电阻器15a改变的反馈电压。此外，使用空气调节致动器中的反馈传感器的信号值(反馈值)来应用感测电机异常(例如，电机失速)的技术。空气调节控制器(未示出)监测反馈值的变化以感测电机失速，所述反馈值为从反馈传感器输出的电压值(即，在电机的运行被控制状态下，根据电机的旋转位置所产生的反馈值)。在这种情况下，通过测量从反馈值没有改变的时间点起的时间，在某一时间内没有变化的情况下，确定电机失速。然而存在的局限性在于，会花费时间来验证反馈值是否发生变化。因此，可以使用通过接收电流值而基于电流模式的改变来识别电机失速的方法，以降低感测时间。即，如图4中所示，分流电阻器(shuntresistor)31(分流电阻器31为用于电流感测的电阻器)串联连接至电机11，并且提供了电流感测电路单元32，电流感测电路单元32可以感测流经分流电阻器31的电流。电流感测电路单元32配置为在分流电阻器31的两个端部输出对应于电压值的电流信号。空气调节控制器(未示出)接收来自电流感测电路单元32的电流信号，并且在电流模式改变时识别出电机失速。图5为图示了在利用分流电阻器31的方法中基于电机失速所产生的电流模式的改变的示意图，其除了示出了基于电机运行的初始操作电流部分和正常操作电流部分之外，还示出了基于电机失速的电流改变部分。相应地，当通过电流感测电路单元32而感测到参考水平或更高水平的电流时，可以确定电机失速。但是，在HVAC系统中安装有多个门，例如，确定车内/车外空气流入的车内/车外空气门、用于控制各个座椅的单独的温控门(温度门；驾驶员侧和副驾驶侧)、确定模式(例如，迎面、地板、混合和双水平)的风向控制门(模式门)、以及除湿门。因此，由于除了用于将两个门一起旋转的致动器之外，还需要提供用于每个门的致动器，所以应当单独地诊断并感测致动器的每个电机是否失速。在这种情况下，在使用用于每个致动器的分流电阻器的方法中，用于电流感测的分流电阻器通常具有很小的电阻值(几十或几百mΩ)。为了降低由于分流电阻器所引起的电力损耗，分流电阻器具有小电阻值是有利的。但是，当针对每个电机安装了分流电阻器时，由于电流(I)和电阻值(R)会导致I2R的功耗(包括由于单独安装的分流电阻器所引起的功耗)。此外，当分流电阻器的电阻值不同时，在电流值的测量中可能出现误差。具体地，由于电机驱动器20和电机11通常通过电缆连接，并且电缆的电阻分量根据空气调节致动器而可以达到几欧姆(Ω)，所以在分流电阻器的两个端部处测量电压的方法中，由于大的偏差(包括分流电阻器的电阻偏差)而可能发生显著的误差。因而，通过控制器而从分流电阻器的两个端部处的电压确定电机失速的逻辑难以实施。此外，由于存在需要针对每个车辆模式逐个地调整误差的限制，所以该方法实际上不能应用至控制器。相应地，虽然会花费一定的时间来感测电机失速，但是上述利用反馈传感器的信号的方法可以应用。公开于本申请的背景部分的信息仅仅旨在加深对本申请的一般
技术介绍
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【技术保护点】
一种用于空气调节致动器的电机的失速诊断装置，所述装置包括：电阻器，其从车辆的供热通风与空气调节系统的第一门致动器连接至地面；电阻器连接电路，其从VCC电源端子连接至电阻器；开关，其设置在电阻器连接电路上；第一电路和第二电路，其分别从电机连接电路和电阻器连接电路分支，所述电机连接电路从VCC电源端子通过电机驱动器连接至第一门致动器的电机；电流感测电路单元，其包括连接至第一电路和第二电路的输入端子，并且输出对应于电机连接电路与电阻器连接电路之间的电压值的电流信号；以及控制器，其用于控制电机进入驱动状态，并且在连通状态下，将从电流感测电路单元输出的电流信号的电流值与预定的诊断电流值进行比较，以诊断电机是否失速。

【技术特征摘要】
2014.12.04 KR 10-2014-01728871.一种用于空气调节致动器的电机的失速诊断装置，所述装置包
括：
电阻器，其从车辆的供热通风与空气调节系统的第一门致动器连
接至地面；
电阻器连接电路，其从VCC电源端子连接至电阻器；
开关，其设置在电阻器连接电路上；
第一电路和第二电路，其分别从电机连接电路和电阻器连接电路
分支，所述电机连接电路从VCC电源端子通过电机驱动器连接至第一
门致动器的电机；
电流感测电路单元，其包括连接至第一电路和第二电路的输入端
子，并且输出对应于电机连接电路与电阻器连接电路之间的电压值的
电流信号；以及
控制器，其用于控制电机进入驱动状态，并且在连通状态下，将
从电流感测电路单元输出的电流信号的电流值与预定的诊断电流值进
行比较，以诊断电机是否失速。
2.根据权利要求1所述的用于空气调节致动器的电机的失速诊断
装置，其中，当从电流感测电路单元输出的电流信号的电流值高于诊
断电流值时，控制器确定电机失速。
3.根据权利要求1所述的用于空气调节致动器的电机的失速诊断
装置，其中，供热通风与空气调节系统包括多个门制动器，所述门制
动器为除了第一门致动器之外的电机失速诊断目标，在所述供热通风
与空气调节系统中：
除了第一门致动器之外的每个门致动器包括电阻器连接电路，所
述电阻器连接电路从VCC电源端子连接至第一门致动器的电阻器；
每个门致动器的电阻器连接电路包括开关；
每个门致动器包括从电机连接电路和电阻器连接电路分支的第一
电路和第二电路，所述第一电路和第二电路连接至电流感测电路单元

\t的输入端子；以及
控制器将从每个门致动器中选择的一个电机控制为驱动状态，并
且在电阻器连接电路的连通状态下，将从电流感测电路单元输出的电
流信号的电流值与预定的诊断电流值进行比较，以诊断电机是否失速。
4.根据权利要求3所述的用于空气调节致动器的电机的失速诊断
装置，其中，当从电流感测电路单元输出的电流信号的电流值高于预
定的诊断电流值时，控制器确定出电机失速。
5.根据权利要求3所述的用于空气调节致动器的电机的失速诊断
装置，其中，对作为电机失速诊断目标的多个门致动器单独地设置电
流感测电路单元。
6.根据权利要求3所述的用于空气调节致动器的电机的失速诊断
装置，其中，在控制器中设定作为电机失速诊断目标的多个门致动器
的诊断次序，并且控制器采用设定的次序来顺序地诊断多个门致动器。
7.根据权利要求3所述的用于空气调节致动器的电机的失速诊断
装置，其中，在控制器中将多个门致动器分类为需要较高扭矩的高负
载致动器和需要较低扭矩的低负载致动器，并且在控制器中设定用于
确定高负载致动器的电机失速的高负载诊断电流值和用于确定低负载
致动器的电机失速的低负载诊断电流值。
8.根据权利要求7所述的用于空气调节致动器的电机的失速诊断
装置，其中，控制器采用预定的次序对分类为高负载...

【专利技术属性】
技术研发人员：朴俊奎，权东浩，权纯明，金辰，金勇澈，申基荣，
申请(专利权)人：现代自动车株式会社，起亚自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国;KR