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선루프 모터 과열 방지를 위한 데이터 기반 열 차폐 알고리즘 개발
Development of Data-driven Thermal Protection Algorithm for Protecting Overheating of Motor in the Sunroof System 원문보기

한국산업융합학회 논문집 = Journal of the Korean Society of Industry Convergence, v.19 no.4, 2016년, pp.223 - 230  

김현희 (부경대학교 제어계측공학과) ,  박성우 (부경대학교 제어계측공학과) ,  이경창 (부경대학교 제어계측공학과) ,  황용연 (부경대학교 제어계측공학과)

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

This paper presents data-driven thermal protection algorithm for preventing overheating of automotive sunroof motor. When a sunroof motor operates abnormally, its coil is overheated and it is failed. Besides, drivers and passengers are damaged. Hence, the sunroof motor observes its temperature and w...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 논문에서는 선루프 시스템 회로의 간결함과 단가 감소를 위하여 모터 과열시의 온도 상승과 하강에 따른 실험적 지식을 이용하여 소프트웨어적으로 모터를 보호할 수 있는 열 차폐 알고리즘을 개발하고자 한다.
  • 본 논문에서는 차량용 선루프 모터의 과열방지를 위한 데이터 기반 열 차폐 알고리즘을 제안하였다. 선루프 모터의 경우 시스템 오류로 의도하지 않은 동작이 반복될 경우, 선루프 제어용 모터가 과열되어 모터의 성능 저하는 물론이고 차량 화재로도 이어질 수 있다.
  • 본 절에서는 데이터 기반 열 차폐 알고리즘을 실제 선루프 시스템에 적용하여 알고리즘의 효용성을 평가하였다.
  • 따라서 선루프 모터의 상태를 감시하여 모터 온도가 평균 동작 값 이상으로 상승하면 일정 시간동안 멈추도록 할 필요가 있다. 이를 위하여 본 논문에서는 모터의 동작 전압과 모터 동작 시 발생되는 홀 센서의 출력 값을 이용하여 모터의 동작을 제어할 수 있는 데이터 기반 열 차폐 알고리즘을 구현하였다. 또한 구현된 열 차폐 알고리즘을 실제 선루프 시스템에 적용하여 효용성을 확인하였다.

가설 설정

  • 모터의 회전 속도는 입력 전압에 따른 모터의 성능 변화와 선루프 시스템 레일 주위의 온도 변화에 영향을 받는다. 모터의 성능은 모터의 회전 속도가 낮아질수록 토크가 증가한다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
선루프 시스템이란? 선루프(Sunroof) 시스템은 차량 실내 환기와 채광을 위하여 소비자가 차량 지붕을 열고 닫을 수 있는 시스템으로서, SMCU(Sunroof Motor Control Unit)라 불리는 ECU (Electronic Control Unit)에 의하여 제어가 이루어진다. 현재 선루프 시스템은 많은 차량에 폭넓게 사용되고 있으며, 구동 형태에 따라 수동식(manual type)과 자동식(automatic type)으로 나뉜다.
선루프 시스템의 모터가 계속 돌아가서 온도가 상승되면 발생하는 문제점은? 만약 선루프 사이에 사람의 신체 일부가 끼어 움직이지 못하는 상태에서 선루프 시스템의 모터가 계속 돌아가는 경우, 모터에 많은 전류가 흘러 모터의 온도가 급격하게 상승하게 된다. 즉 모터 권선(coil)의 온도가 높아져 과열(overheating)되면 모터는 비정상적인 동작을 한다. 이런 경우 모터가 비정상적인 동작을 지속하다가 모터가 멈추는 고장이 발생하거나, 선루프가 동작을 하여 소비자가 상해 를 입을 수 있다. 이러한 문제 때문에 북미 지역은 FMVSS(Federal Motor Vehicle Safety System) 118S5, 유럽 지역은 European Directive 2000/4/EC라는 법규를 제정하여 자동으로 문이 닫히는 모든 ECU에 Anti-Pinch 알고리즘의 탑재를 의무화하고 있다[5][6].
선루프 시스템은 어떻게 나뉘는가? 선루프(Sunroof) 시스템은 차량 실내 환기와 채광을 위하여 소비자가 차량 지붕을 열고 닫을 수 있는 시스템으로서, SMCU(Sunroof Motor Control Unit)라 불리는 ECU (Electronic Control Unit)에 의하여 제어가 이루어진다. 현재 선루프 시스템은 많은 차량에 폭넓게 사용되고 있으며, 구동 형태에 따라 수동식(manual type)과 자동식(automatic type)으로 나뉜다.
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참고문헌 (11)

  1. H. J. Lee, W. S. Ra, T. S. Yoon, and J. B. Park, "Practical pinch torque detection algorithmm for anti-pinch window control system application," ICCAS 2005, pp. 2526-2531, 2005. 

  2. S. H. Kim and S. K. Jeong, "Anti-Pinch System for Power Window by Using Hall Sensor," Journal of the Korea Society For Power System Engineering, Vol. 14, No. 5, pp. 63-70, 2010. 

  3. D. H. Ban, Y. T. Kim, S. S. Kim, and B. H. Wang, "Anti-pinch algorithm for sunroof system using fuzzy logic." International symposium on Advanced Intelligent System. Vol. 6. No. 5. pp. 130-137, 2005. 

  4. K. J. Oh and C. K. Bae. "Numerical analysis of the viscous flow around a Front end cooling fan of the car." Transactions of KOSIA, Vol. 10, No. 4, pp. 221-226, 2007. 

  5. K. Roland. "Process for controlling the displacement of the window pane of a motor vehicle door." U.S. Patent No. 6166508, 2000. 

  6. K. W. Wahyu, "Current based anti-pinch system for power window to satisfy FMVSS 118-S5 regulation." Proceedings of The Korean Society for Power System Engineering, pp. 54-59, 2011. 

  7. M. Sollmann, G. Schurr, D. Duffy-Ba umgaertner, and C. Huck, "Anti pinch protection for power operated features," No. 2004-01-1108. SAE Technical Paper, 2004. 

  8. A. Dlugosz, and W. Krzysztof "Anti-pinch and electrical motor protection device." U.S. Patent No. 7161779, 2007. 

  9. M. G. Kliffken, H. Becker, H. Lamm, H. Prussel, and J. Wolf, "Obstacle detection for power operated window-lift and sunroof actuation systems," No. 2001-01-0466. SAE Technical Paper, 2001. 

  10. Z. Haishui, W. Dahu, Z. Tong, and H. Keming, "Design on a dc motor speed control." 2010 International Conference on Intelligent Computation Technology and Automation, pp. 59-63, 2010. 

  11. Y. S. E. Ali, S. B. M. Noor, S. M. Bashi, and M. K. Hassan, "Microcontroller performance for DC motor speed control system," Power Engineering Conference 2003 (PECon 2003), pp. 104-109, 2003. 

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