KR102612239B1 - Motor Controlling Apparatus And The Method Thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 복수의 앰프가 동시에 고장나는 것을 검출하여 고장 발생에 대한 대처가 이루어지도록 한 모터 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.
본 발명의 실시 예에 따른 모터 제어장치는, 모터 구동부가 모터에 공급하는 전류를 검출하는 전류 센서와, 상기 모터 구동부에 전원을 공급하는 배터리와, 상기 전류 센서가 출력하는 전압을 검출하는 전압 검출부와, 상기 배터리의 출력 전압을 제1 기준 데이터로 변환하고, 상기 모터의 포지티브 출력 전압을 제2 기준 데이터로 변환하고, 상기 모터의 네거티브 출력 전압을 제3 기준 데이터로 변환하는 기준 데이터 생성부와, 및 상기 제1 내지 제3 기준 데이터에 기초하여 상기 모터의 역기전력의 발생을 판단하고, 상기 모터의 역기전력의 판단 결과에 기초하여 상기 모터의 구동을 제어하는 제어부를 포함한다.The present invention relates to a motor control device and method that detects simultaneous failure of a plurality of amplifiers and allows countermeasures against the occurrence of failure.
A motor control device according to an embodiment of the present invention includes a current sensor that detects the current supplied by the motor driver to the motor, a battery that supplies power to the motor driver, and a voltage detector that detects the voltage output by the current sensor. and a reference data generator configured to convert the output voltage of the battery into first reference data, convert the positive output voltage of the motor into second reference data, and convert the negative output voltage of the motor into third reference data. , and a control unit that determines the generation of back electromotive force of the motor based on the first to third reference data and controls driving of the motor based on the determination result of the back electromotive force of the motor.
Description
본 발명은 모토 제어 장치 및 방법에 과한 것으로, 더욱 자세하게는 복수의 앰프가 동시에 고장나는 것을 검출(common mode 고장 검출)하여 고장 발생에 대한 대처가 이루어지도록 한 모터 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a motor control device and method, and more specifically, to a motor control device and method that detects simultaneous failure of a plurality of amplifiers (common mode failure detection) and responds to the failure.
차량의 조향장치로서 보편화된 전동식 조향 장치는 토크, 차속, 조향각 등을 이용하여 운전자의 의도와 운행 상황 등을 종합적으로 판단하고 조향 보조력을 발생시킨 후 이를 조향 컬럼, 렉바 등으로 전달함으로써 쉽고 안전한 운전이 되도록 한다.The electric steering system, which has become widespread as a vehicle steering device, comprehensively judges the driver's intention and driving situation using torque, vehicle speed, and steering angle, generates steering assistance force, and then transmits it to the steering column, rack bar, etc., making it easy and safe. Let it drive.
이러한, 전동식 조향장치는 ECU(Electronic Control Unit)를 포함하는데, 이는 외부의 각종 센서로부터 전달되는 전기 신호를 분석하여 각종 로직에 의해 모터를 제어한다. 일반적으로, ECU는 그 내부에 포함된 MCU(Micro Controller Unit)에서 토크 센서 등을 통해 검출된 조향 토크를 이용하여 모터를 구동하기 위한 구동 전류를 계산하고, 2개 이상의 스위치와 배터리를 이용하여 계산된 구동 전류를 모터에 공급한다. 이 때, 스위치와 배터리 모터 사이에 전류 센서를 연결함으로써 모터에 흐르는 전류를 검출한다. 이러한, 모터 전류를 검출하는 수단으로 홀 센서와 같은 IC 소자를 이용할 수 있는데, 제조 비용이 높아지는 문제점 및 고장 등으로 인한 전류 검출의 정밀도 저하의 문제점 있다. 따라서, 션트(Shunt) 저항을 이용한 모터 전류의 검출 수단이 주로 사용된다.This electric steering device includes an Electronic Control Unit (ECU), which analyzes electrical signals transmitted from various external sensors and controls the motor using various logic. In general, the ECU calculates the driving current to drive the motor using the steering torque detected through a torque sensor in the MCU (Micro Controller Unit) contained within it, and calculates it using two or more switches and a battery. Supply the generated driving current to the motor. At this time, the current flowing in the motor is detected by connecting a current sensor between the switch and the battery motor. IC devices such as Hall sensors can be used as a means of detecting motor current, but there are problems such as increased manufacturing costs and decreased accuracy of current detection due to failure. Therefore, a means of detecting motor current using a shunt resistance is mainly used.
션트(Shunt) 저항을 이용한 모터 전류의 검출을 통해 증폭기 또는 오프셋 회로의 고장을 검출할 수 있는 모터 제어 장치가 제안되었다. 그러나, 하나의 앰프의 고장 여부를 검출할 수 있으나, 복수의 앰프가 동시에 고장나는 것(common mode 고장)을 검출할 수 없는 문제점이 있다.A motor control device that can detect a failure of an amplifier or offset circuit through detection of motor current using a shunt resistor has been proposed. However, although it is possible to detect whether one amplifier is broken, there is a problem that it is not possible to detect when multiple amplifiers are broken at the same time (common mode failure).
본 발명은 앞에서 설명한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 복수의 앰프가 동시에 고장나는 것을 검출(common mode 고장 검출)하여 고장 발생에 대한 대처가 이루어지도록 한 모터 제어 장치 및 방법을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.The present invention is intended to solve the problems described above, and its technical task is to provide a motor control device and method that detects the simultaneous failure of multiple amplifiers (common mode failure detection) and responds to the failure. .
위에서 언급된 본 발명의 기술적 과제 외에도, 본 발명의 다른 특징 및 이점들이 이하에서 기술되거나, 그러한 기술 및 설명으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.In addition to the technical problems of the present invention mentioned above, other features and advantages of the present invention are described below, or can be clearly understood by those skilled in the art from such description and description.
앞에서 설명한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 모터 제어장치는, 모터 구동부가 모터에 공급하는 전류를 검출하는 전류 센서와, 상기 모터 구동부에 전원을 공급하는 배터리와, 상기 전류 센서가 출력하는 전압을 검출하는 전압 검출부와, 상기 배터리의 출력 전압을 제1 기준 데이터로 변환하고, 상기 모터의 포지티브 출력 전압을 제2 기준 데이터로 변환하고, 상기 모터의 네거티브 출력 전압을 제3 기준 데이터로 변환하는 기준 데이터 생성부와, 및 상기 제1 내지 제3 기준 데이터에 기초하여 상기 모터의 역기전력의 발생을 판단하고, 상기 모터의 역기전력의 판단 결과에 기초하여 상기 모터의 구동을 제어하는 제어부를 포함한다.A motor control device according to an embodiment of the present invention for achieving the purpose described above includes a current sensor that detects the current supplied by the motor drive unit to the motor, a battery that supplies power to the motor drive unit, and the current sensor outputs a voltage detector for detecting the voltage, converting the output voltage of the battery into first reference data, converting the positive output voltage of the motor into second reference data, and converting the negative output voltage of the motor into third reference data. It includes a reference data generating unit that converts, and a control unit that determines the generation of back electromotive force of the motor based on the first to third reference data, and controls driving of the motor based on the determination result of the back electromotive force of the motor. do.
본 발명의 실시 예에 따른 모터 제어장치의 상기 전압 검출부는, 상기 전류 센서가 출력하는 전압을 증폭하여 출력하는 제1 증폭부와 제2 증폭부와, 상기 제1 증폭부와 상기 제2 증폭부에 각각 연결되어 오프셋(Offset) 전압을 출력하는 제1 오프셋부와 제2 오프셋부를 포함한다.The voltage detection unit of the motor control device according to an embodiment of the present invention includes a first amplification unit and a second amplification unit that amplifies and outputs the voltage output by the current sensor, and the first amplification unit and the second amplification unit. It includes a first offset unit and a second offset unit that are respectively connected to and output an offset voltage.
본 발명의 실시 예에 따른 모터 제어장치의 상기 제어부는, 설정된 오프셋 전압 범위 내에 상기 제1 오프셋부의 출력 전압과 상기 제2 오프셋부의 출력 전압이 포함되는지를 판단하는 판단부를 포함한다.The control unit of the motor control device according to an embodiment of the present invention includes a determination unit that determines whether the output voltage of the first offset unit and the output voltage of the second offset unit are within a set offset voltage range.
본 발명의 실시 예에 따른 모터 제어장치의 상기 기준 데이터 생성부는, 상기 배터리의 출력 전압을 제1 기준 데이터로 변환하고, 상기 모터의 포지티브 출력 전압을 제2 기준 데이터로 변환하고, 상기 모터의 네거티브 출력 전압을 제3 기준 데이터로 변환한다.The reference data generator of the motor control device according to an embodiment of the present invention converts the output voltage of the battery into first reference data, converts the positive output voltage of the motor into second reference data, and converts the positive output voltage of the motor into second reference data. The output voltage is converted into third reference data.
본 발명의 실시 예에 따른 모터 제어장치의 상기 판단부는, 하기의 수학식 1을 이용하여, 상기 제2 기준 데이터와 상기 제3 기준데이터의 차이 값의 절대값과 상기 제1 기준 데이터의 크기를 비교한다.The determination unit of the motor control device according to an embodiment of the present invention determines the absolute value of the difference value between the second reference data and the third reference data and the size of the first reference
[수학식 1][Equation 1]
제1 기준 데이터 < |제2 기준 데이터 - 제3 기준 데이터|1st reference data < |2nd reference data - 3rd reference data|
상기 수학식 1의 조건을 만족하면 상기 모터에서 역기전력이 발생한 것으로 판단한다. 반대로, 상기 수학식 1의 조건을 만족하지 않으면 상기 모터에서 역기전력이 발생하지 않은 것으로 판단한다.If the conditions of
본 발명의 실시 예에 따른 모터 제어장치의 상기 판단부는, 상기 모터에서 역기전력이 발생하지 않은 상태에서, 상기 제1 증폭기의 출력보다 제1 오프셋부의 출력이 큰(AMP1 < offset1) 경우에 커먼 모드(common mode) 고장이 발생한 것으로 판단한다.The determination unit of the motor control device according to an embodiment of the present invention is configured to operate in a common mode (AMP1 < offset1) when the output of the first offset unit is greater than the output of the first amplifier (AMP1 < offset1) in a state in which no back electromotive force is generated in the motor. common mode) It is determined that a failure has occurred.
본 발명의 실시 예에 따른 모터 제어장치의 상기 판단부는, 상기 모터에서 역기전력이 발생하지 않은 상태에서, 상기 제2 증폭기의 출력보다 제2 오프셋부의 출력이 큰(AMP2 < offset2) 경우에 커먼 모드(common mode) 고장이 발생한 것으로 판단한다.The determination unit of the motor control device according to an embodiment of the present invention operates in a common mode ( common mode) It is determined that a failure has occurred.
본 발명의 실시 예에 따른 모터 제어장치의 상기 제어부는, 커먼 모드 고장이 발생한 경우, 상기 모터의 구동을 즉시 중지시키고, 경고음 또는 별도의 경고등을 점등시켜 EPS(electric power steering)의 불능을 표시한다.If a common mode failure occurs, the control unit of the motor control device according to an embodiment of the present invention immediately stops driving the motor and displays a warning sound or a separate warning light to indicate the inability of EPS (electric power steering). .
본 발명의 실시 예에 따른 모터 제어장치의 상기 제어부는, 상기 제1 증폭기의 출력보다 제1 오프셋부의 출력이 큰(AMP1 < offset1) 경우 및 상기 제2 증폭기의 출력보다 제2 오프셋부의 출력이 큰(AMP2 < offset2) 경우에 고장 발생 카운트 가산 숫자를 증가시키는 카운터를 포함하고, 상기 고장 발생 카운트가 문턱 값 이상인 경우에 커먼 모드(common mode) 고장으로 판단하는 모터 제어장치.The control unit of the motor control device according to an embodiment of the present invention operates when the output of the first offset unit is greater than the output of the first amplifier (AMP1 < offset1) and the output of the second offset unit is greater than the output of the second amplifier. A motor control device that includes a counter that increases the number of failure occurrence counts when (AMP2 < offset2), and determines a common mode failure when the failure occurrence count is greater than or equal to a threshold value.
본 발명의 실시 예에 따른 모터 제어 장치 및 방법은 복수의 앰프가 동시에 고장나는 것을 검출하여(common mode 고장 검출) 고장 발생에 대한 대처가 이루어지도록 할 수 있다.The motor control device and method according to an embodiment of the present invention can detect that a plurality of amplifiers fail at the same time (common mode failure detection) and enable response to the occurrence of the failure.
이 밖에도, 본 발명의 실시 예들을 통해 본 발명의 또 다른 특징 및 이점들이 새롭게 파악될 수도 있을 것이다.In addition, other features and advantages of the present invention may be newly understood through embodiments of the present invention.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 모터 제어 장치를 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 제어부를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 모터 제어 방법을 나타내는 도면이다.1 is a diagram showing a motor control device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing the control unit shown in FIG. 1.
Figure 3 is a diagram showing a motor control method according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다.Hereinafter, with reference to the attached drawings, embodiments of the present invention will be described in detail so that those skilled in the art can easily implement the present invention. The present invention may be implemented in many different forms and is not limited to the embodiments described herein.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.In order to clearly explain the present invention, parts that are not relevant to the description are omitted, and identical or similar components are assigned the same reference numerals throughout the specification.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Throughout the specification, when a part is said to be "connected" to another part, this includes not only the case where it is "directly connected," but also the case where it is "electrically connected" with another element in between. . Additionally, when a part "includes" a certain component, this means that it may further include other components rather than excluding other components, unless specifically stated to the contrary.
어느 부분이 다른 부분의 "위에" 있다고 언급하는 경우, 이는 바로 다른 부분의 위에 있을 수 있거나 그 사이에 다른 부분이 수반될 수 있다. 대조적으로 어느 부분이 다른 부분의 "바로 위에" 있다고 언급하는 경우, 그 사이에 다른 부분이 수반되지 않는다.When a part is referred to as being “on” another part, it may be directly on top of the other part or it may be accompanied by another part in between. In contrast, when a part is said to be "directly above" another part, it does not entail any other parts in between.
제1, 제2 및 제3 등의 용어들은 다양한 부분, 성분, 영역, 층 및/또는 섹션들을 설명하기 위해 사용되나 이들에 한정되지 않는다. 이들 용어들은 어느 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션을 다른 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션과 구별하기 위해서만 사용된다. 따라서, 이하에서 서술하는 제1 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션은 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 제2 부분, 성분, 영역, 층 또는 섹션으로 언급될 수 있다.Terms such as first, second, and third are used to describe, but are not limited to, various parts, components, regions, layers, and/or sections. These terms are used only to distinguish one part, component, region, layer or section from another part, component, region, layer or section. Accordingly, the first part, component, region, layer or section described below may be referred to as the second part, component, region, layer or section without departing from the scope of the present invention.
여기서 사용되는 전문 용어는 단지 특정 실시 예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.The terminology used herein is only intended to refer to specific embodiments and is not intended to limit the invention. As used herein, singular forms include plural forms unless phrases clearly indicate the contrary. As used in the specification, the meaning of "comprising" refers to specifying a particular characteristic, area, integer, step, operation, element and/or ingredient, and the presence or presence of another characteristic, area, integer, step, operation, element and/or ingredient. This does not exclude addition.
"아래", "위" 등의 상대적인 공간을 나타내는 용어는 도면에서 도시된 한 부분의 다른 부분에 대한 관계를 보다 쉽게 설명하기 위해 사용될 수 있다. 이러한 용어들은 도면에서 의도한 의미와 함께 사용 중인 장치의 다른 의미나 동작을 포함하도록 의도된다. 예를 들면, 도면 중의 장치를 뒤집으면, 다른 부분들의 "아래"에 있는 것으로 설명된 어느 부분들은 다른 부분들의 "위"에 있는 것으로 설명된다. 따라서 "아래"라는 예시적인 용어는 위와 아래 방향을 전부 포함한다. 장치는 90˚ 회전 또는 다른 각도로 회전할 수 있고, 상대적인 공간을 나타내는 용어도 이에 따라서 해석된다.Terms indicating relative space, such as “below” and “above,” can be used to more easily describe the relationship of one part shown in the drawing to another part. These terms are intended to include other meanings or operations of the device in use along with the meaning intended in the drawings. For example, if the device in the drawing is turned over, some parts described as being “below” other parts will be described as being “above” other parts. Accordingly, the exemplary term “down” includes both upward and downward directions. The device can be rotated 90° or at other angles, and terms indicating relative space are interpreted accordingly.
다르게 정의하지는 않았지만, 여기에 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 보통 사용되는 사전에 정의된 용어들은 관련 기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 매우 공식적인 의미로 해석되지 않는다.Although not defined differently, all terms including technical and scientific terms used herein have the same meaning as those generally understood by those skilled in the art in the technical field to which the present invention pertains. Terms defined in commonly used dictionaries are further interpreted as having meanings consistent with related technical literature and currently disclosed content, and are not interpreted in ideal or very formal meanings unless defined.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다.Hereinafter, with reference to the attached drawings, embodiments of the present invention will be described in detail so that those skilled in the art can easily implement the present invention. However, the present invention may be implemented in many different forms and is not limited to the embodiments described herein.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 모터 제어 장치를 나타내는 도면이고, 도 2는 도 1에 도시된 제어부를 나타내는 도면이다.FIG. 1 is a diagram showing a motor control device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a diagram showing the control unit shown in FIG. 1.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 모터 제어 장치는 전압 검출부(100) 및 제어부(200)를 포함한다. 여기서, 전압 검출부(100)는 제1 오프셋부(110), 제2 오프셋부(120), 증폭부(130) 및 전류 센서(140)를 포함한다. 그리고, 제어부(200)는 복수의 아날로그 디지털 컨버터(211~217: ADC), 판단부(220), 저장부(230), 제1 전류 산출부(240), 제2 전류 산출부(250), 릴레이 명령 생성부(260) 및 릴레이 제어부(270)를 포함한다. 또한, 제어부(200)는 커먼 모드(common mode) 고장과 일시적으로 발생하는 미세한 신호의 오차 또는 이상 신호 발생과 을 구분하기 위해서 카운터를 포함하며, 카운터를 이용하여 고장 발생으로 판단된 경우에 카운트를 1씩 증가시킨다.Referring to Figures 1 and 2, a motor control device according to an embodiment of the present invention includes a
제어부(200)는 전압 검출부(100)의 출력 전압에 기초하여 모터 구동부(160가 모터(150)에 구동 전류를 공급하도록 제어한다. 이하, 아날로그 디지털 컨버터를 'ADC(analog-digital converter)'라 명칭 하기로 한다.The
릴레이(190)는 제어부(200)에서 입력된 릴레이 제어 신호(RCS: relay control signal)에 기초하여 턴온(turn on) 또는 턴오프(turn off)되며, 턴온 시 배터리(170)로부터 공급받은 구동 전류를 모터 구동부(160)에 공급한다. 릴레이(190)의 턴오프 시 모터 구동부(160)로의 구동 전류 공급이 차단된다.The
모터 구동부(160)는 모터(150)에 구동 전류를 공급한다. 모터 구동부(160)는 배터리(170)로부터 공급받은 구동 전류를 모터 구동 전류로 변환하여 모터(150)에 공급한다. 이때, 모터 구동부(160)는 제어부(200)에 의해 계산된 구동 전류값에 해당하는 구동 전류를 생성하여 모터(150)에 공급한다.The
여기서, 모터 구동부(160)는 4개의 FET(A, B, C, D)를 포함하고, FET들의 스위칭에 의해 모터(150)를 구동시킬 수 있다. 즉, 모터 구동부(160)는 H-브릿지 회로로 구성되어, PWM(Pulse Width Modulation)에 의한 FET를 스위칭함으로써 모터(150)를 구동시킬 수 있다.Here, the
레귤레이터(180, regulator)는 배터리(170)에서 공급되는 전압을 증폭부(130) 및 제어부(200)의 구동에 적합하도록 변환하고, 변환된 전압을 증폭부(130) 및 제어부(200) 각각에 공급한다.The
전류 센서(140)는 모터(150)에 흐르는 전류를 센싱한다. 전류 센서(140)는 모터 구동부(160)가 출력하는 션트 전류가 인가되어 션트 전압을 검출하는 것으로 션트 저항이 적용될 수 있다. 따라서, 전류 센서(140)는 모터 구동부(160)의 부하 전류에 의해 인가되는 션트 전압을 검출한다.The
증폭부(130)는 제1 증폭기(132, AMP 1) 및 제2 증폭기(134, AMP 2)를 포함한다. 도 1에서는 증폭부(130)가 2개의 증폭기(132, 134)를 포함하여 2채널로 구성된 것으로 도시되어 있으나, 3채널 이상으로도 구성될 수 있다.The
제1 오프셋부(110)는 제1 오프셋 전압을 출력하고, 제2 오프셋부(120)는 제2 오프셋 전압을 로 출력한다. 제1 오프셋부(110)는 제1 증폭기(132)와 연결되어 있고, 제2 오프셋부(120)는 제2 증폭기(134)와 연결되어 있다. 제1 오프셋부(110)에서 출력되는 제1 오프셋 전압은 제1 증폭기(132) 및 제어부(200)에 공급된다. 그리고, 제2 오프셋부(120)에서 출력되는 제2 오프셋 전압은 제2 증폭기(134) 및 제어부(200)에 공급된다.The first offset
제1 증폭기(132)는 전류 센서(140)에서 출력되는 션트 전압 및 제1 오프셋부(110)에서 출력되는 제1 오프셋 전압을 증폭한 후, 제어부(200)로 출력한다. The
제2 증폭기(134)는 전류 센서(140)에서 출력되는 션트 전압 및 제2 오프셋부(120)에서 출력되는 제2 오프셋 전압을 증폭한 후, 제어부(200)로 출력한다.The
제어부(200)는 구동 전류가 모터(150)에 공급되도록 모터 구동부(160)를 제어하며, 전압 검출부에서 검출된 모터 전류에 기초하여 상기 구동 전류를 조절한다.The
도 2에 도시된 바와 같이, 제어부(200)는 ECU에서 메인 제어를 담당하는 장치로서, 검출된 모터 전류를 이용하여 구동 전류를 조절하고, 조절된 구동 전류가 모터(150)로 공급되도록 하기 위한 제어를 수행하는 데이터 및 소프트웨어를 저장하는 저장부, 및 소프트웨어를 실행하는 MUC(micro controller unit)를 포함할 수 있다.As shown in FIG. 2, the
제어부(200)는 ADC부(210), 판단부(220), 저장부(230), 제1 전류 산출부(240), 제2 전류 산출부(250), 릴레이 명령 생성부(260) 및 릴레이 제어부(270)를 포함한다. ADC부(210)는 제1 ADC 내지 제7 ADC(211~217)를 포함한다.The
저장부(230)는 제1 오프셋부(110)의 제1 오프셋 전압과 제2 오프셋부(120)의 제2 오프셋 전압이 정상적으로 출력되는지를 확인하기 위한 제1 기준 전압 및 제2 기준 전압을 저장한다.The
제어부(200)에 포함된 제1 ADC(211)는 제1 오프셋부(110)에서 출력된 제1 오프셋 전압을 제1 디지털 신호(V1)로 변환하여 판단부(220), 저장부(230) 및 제1 전류 산출부(240)에 공급한다.The
제어부(200)에 포함된 제2 ADC(212)는 제2 오프셋부(120)에서 출력된 제2 오프셋 전압을 제2 디지털 신호(V2)로 변환하여 저장부(230) 및 제1 전류 산출부(240)에 공급한다.The
제어부(200)에 포함된 제2 ADC(212)제3 ADC(213)는 제1 증폭기(132)에서 출력된 전압을 제3 디지털 신호(V3)로 변환하여 제1 전류 산출부(240)에 공급한다.The
제어부(200)에 포함된 제4 ADC(214)는 제2 증폭기(134)에서 출력된 전압을 제4 디지털 신호(V4)로 변환하여 제1 전류 산출부(240)에 공급한다.The
제1 전류 산출부(240)는 제1 ADC(211)의 출력, 제2 ADC(212)의 출력, 제3 ADC(213)의 출력 및 제4 ADC(214)의 출력을 입력 받은 후, 제1 ADC(211)의 출력을 제1 오프셋부(110)의 출력 전류로 변환한다. 또한, 제2 ADC(212)의 출력을 제2 오프셋부(120)의 출력 전류로 변환한다. 또한, 제3 ADC(213)의 출력을 제1 증폭기(132)의 출력 전류로 변환한다. 또한, 제4 ADC(214)의 출력을 제2 증폭기(134)의 출력 전류로 변환한다.The first
그리고, 제1 전류 산출부(240)는 제1 오프셋부(110)의 출력 전류와 제1 증폭기(132)의 출력 전류의 차이를 제1 션트 전류로 산출할 수 있다. 또한, 2 오프셋부(120)의 출력 전류와 제2 증폭기(134)의 출력 전류의 차이를 제2 션트 전류로 산출할 수 있다.Additionally, the first
이에 따라, 제1 전류 산출부(240)는 각각의 변환된 출력 전류로써 전류 센서에 흐르는 전류 즉, 션트 전류를 측정할 수 있다. 션트 전류는 제1 오프셋부(110)의 출력 전류와 제1 증폭기(132)의 출력 전류의 차이 값인 제1 션트 전류일 수 있다. 또한, 션트 전류는 제2 오프셋부(120)의 출력 전류와 제2 증폭기(134)의 출력 전류의 차이 값인 제2 션트 전류일 수 있다. 본 발명에서는 제1 션트 전류와 제2 션트 전류 중 어느 하나를 션트 전류로 이용할 수 있다.Accordingly, the first
일 예로서, 제어부(200)는 제1 오프셋부(110)에서 출력된 제1 오프셋 전압이 허용 범위를 벗어나는 경우에는 제1 오프셋부(110)의 동작을 중지시킨다. 이때, 제2 오프셋부(120)의 출력 전류와 제2 증폭기(134)의 출력 전류의 차이 값에 기초하여 산출된 제2 션트 전류를 모터 제어 장치의 센트 전류로 이용할 수 있다.As an example, the
판단부(220)는 허용 오차를 포함하여 제1 오프셋 전압과 제2 오프셋 전압이 정상적으로 출력되고 있는지를 판단한다. 예를 들어, 제1 기준 전압 및 제2 기준 전압이 각각 1[V]이고, 설정된 허용 오차가 10% 내외라면, 제1 오프셋 전압 및 제2 오프셋 전압은 0.9 내지 1.1[V] 내에서 유효하게 동작될 수 있다.The
판단부(220)는 저장부(230)에 저장된 제1 기준 전압 및 제2 기준 전압을 이용하여 제1 오프셋부(110)에서 출력되는 제1 오프셋 전압 및 제2 오프셋부(120)에서 출력되는 제2 오프셋 전압이 유효한지를 판단한다. 도 2에서는 저장부(230)를 독립된 구성으로 도시하였으나, 판단부(220)가 내부에 제1 기준 전압 및 제2 기준 전압을 저장하여 제1 오프셋 전압 및 제2 오프셋 전압이 유효 여부를 판단할 수도 있다.The
만약, 제1 오프셋부(110)가 제1 기준 전압의 허용 범위를 벗어나는 오프셋 전압을 출력하면 제1 오프셋부(110)가 고장난 것으로 판단할 수 있다. 이때, 제2 오프셋부(120)의 출력 전압이 허용 범위를 벗어나지 않는 경우, 제1 오프셋부(110)의 동작을 중단시키고, 제2 오프셋부(120)를 계속 동작시킬 수 있다.If the first offset
반대로, 제2 오프셋부(120)가 제2 기준 전압의 허용 범위를 벗어나는 오프셋 전압을 출력하면 제1 오프셋부(110)가 고장난 것으로 판단할 수 있다. 이때, 제1 오프셋부(110)의 출력 전압이 허용 범위를 벗어나지 않는 경우, 제2 오프셋부(120)의 동작을 중단시키고, 제1 오프셋부(110)를 계속 동작시킬 수 있다.Conversely, if the second offset
여기서, 판단부(220)는 설정된 증폭 전압차 범위 내에 제1 증폭기(132)의 출력 전압과 제2 증폭기(134)의 출력 전압의 차이가 포함되는지를 판단할 수 있다. 즉, 설정된 증폭 전압차는 제1 증폭기(132) 및 제2 증폭기(134)가 정상적인 전압을 출력하는지를 판단하는 기준이고, 이 경우 설정된 증폭 전압차는 제1 증폭기(132) 및 제2 증폭기(134)의 출력 전압차에 대하여 허용되는 오차 범위의 기준을 나타낼 수 있다. 따라서, 설정된 증폭 전압차가 1[V]이고, 설정된 허용 오차가 10% 내외라면, 제1 증폭기(132)의 출력 전압과 제2 증폭기(134)의 출력 전압의 차이는 0.9 내지 1.1[V] 내에서 유효하게 동작할 수 있다.Here, the
만약, 제1 증폭기(132) 및 제2 증폭기(134)의 출력 전압차가 설정된 증폭 전압차 범위를 벗어나는 전압을 출력하면 제1 증폭기(132) 또는 제2 증폭기(134) 중 어느 하나가 고장인 것으로 판단할 수 있다. 이 경우, 전술한 바와 같이 제1 오프셋부(110)가 고장인 것으로 판단된다면 제1 증폭기(132)가 고장인 것으로 볼 수 있으므로, 제1 증폭기(132)의 동작을 중지시키고 제2 증폭기(134)를 계속 동작하도록 할 수 있다.If the output voltage difference between the
다른 예로서, 제어부(200)는 제2 오프셋부(120)에서 출력된 제2 오프셋 전압이 허용 범위를 벗어나는 경우에는 제2 오프셋부(120)의 동작을 중지시킨다. 이때, 제1 오프셋부(110)의 출력 전류와 제1 증폭기(132)의 출력 전류의 차이 값에 기초하여 산출된 제1 션트 전류를 모터 제어 장치의 센트 전류로 이용할 수 있다.As another example, the
만약, 제1 증폭기(132) 및 제2 증폭기(134)의 출력 전압차가 설정된 증폭 전압차 범위를 벗어나는 전압을 출력하면 제1 증폭기(132) 또는 제2 증폭기(134) 중 어느 하나가 고장인 것으로 판단할 수 있다. 이 경우, 제2 오프셋부(120)가 고장인 것으로 판단된다면 제2 증폭기(134)가 고장인 것으로 볼 수 있으므로, 제2 증폭기(134)의 동작을 중지시키고 제1 증폭기(132)를 계속 동작하도록 할 수 있다. 따라서, 하나의 증폭기만 포함할 경우에는 증폭기가 고장날 경우 이를 판단할 수 없었으나, 2개의 증폭기를 포함하는 본 발명의 실시예에 의하면 제1 증폭기(132)의 출력 전압과 제2 증폭기(134)의 출력 전압의 차이가 설정된 증폭 전압차 범위 내에 포함되는지를 판단함으로, 제1 오프셋부(110) 및 제2 오프셋부(120)가 정상적으로 동작하는지를 판단할 수 있다. 또한, 제1 증폭기(132)와 제2 증폭기(134)가 정상적으로 동작하는지를 판단할 수 있다. 또한, 제1 증폭기(132)와 제2 증폭기(134) 중 하나가 고장날 경우에는 정상 동작하는 증폭기를 이용하여 모터(150) 및 제어부(200)가 정상적으로 동작할 수 있다.If the output voltage difference between the
제1 오프셋부(110)와 제2 오프셋부(120)가 동시에 고장나는 것을 검출 또는 2개의 증폭기가 동시에 고장나는 것을 검출하기 위한 방안으로 1채널 증폭기를 2개를 적용할 수 있으나, 이러한 경우 제조 원가가 상승하는 다른 문제점이 발생할 수 있다. 특히, 종래 기술은 제1 증폭기의 출력과(AMP1 out)과 제2 증폭기의 출력(AMP2 out)이 동일 또는 유사한 경우에 어느 증폭기가 고장난 것인지를 판단할 수 없었다.As a way to detect that the first offset
본 발명의 실시 예에 따른 모터 제어 장치는 2채널 증폭기를 포함하는 증폭부(130)를 적용 시, 기준 데이터 생성부(150)를 이용하여 제1 오프셋부(110)와 제2 오프셋부(120)가 동시에 고장나는 경우(common mode 고장)에도 이를 검출할 수 있다. 또한, 제1 증폭기(132)와 제2 증폭기(134)가 동시에 고장나는 경우에도 이를 검출할 수 있다.When applying the
기준 데이터 생성부(150)의 제2 ADC(154)는 모터(150)의 포지티브 단자의 전압(MOT V+)을 제2 기준 데이터로 변환하고, 변환된 제2 기준 데이터를 제어부(200)의 판단부(220)로 공급한다.The second ADC 154 of the
기준 데이터 생성부(150)의 제3 ADC(156)는 모터(150)의 네거티브 단자의 전압(MOT V-)을 제3 기준 데이터로 변환하고, 변환된 제3 기준 데이터를 제어부(200)의 판단부(220)로 공급한다.The third ADC 156 of the
제5 ADC(215)는 모터(150)의 네거티브(-) 단자의 전압(MOT V-)을 제1 기준 데이터로 변환하고, 제1 기준 데이터를 판단부(220)에 공급한다.The
제6 ADC(216)는 모터(150)의 포지티브(+) 단자의 전압(MOT V+)을 제2 기준 데이터로 변환하고, 제2 기준 데이터를 판단부(220)에 공급한다.The
제7 ADC(217)은 배터리(170)의 출력 전압을 제3 기준 데이터로 변환하고, 제3 기준 데이터를 판단부(220)에 공급한다.The
판단부(220)는 제5 ADC(215)에서 공급된 제1 기준 데이터, 제6 ADC(216)에서 공급된 제2 기준 데이터, 제7 ADC(217)에서 공급된 제3 기준 데이터에 기초하여 제1 오프셋부(110)와 제2 오프셋부(120)가 동시에 고장 났는지를 판단한다. 또한, 판단부(220)는 제5 ADC(215)에서 공급된 제1 기준 데이터, 제6 ADC(216)에서 공급된 제2 기준 데이터, 제7 ADC(217)에서 공급된 제3 기준 데이터에 기초하여 제1 증폭기(132)와 제2 증폭기(134)가 동시에 고장 났는지를 판단한다.The
제1 오프셋부(110)와 제2 오프셋부(120)의 출력 전압을 1V로 설정한 경우, 제1 증폭기(132) 및 제2 증폭기(134)의 출력 값이 플로팅(floating)되면 제1 증폭기(132)와 제2 증폭기(134)의 출력 값이 동일하거나, 오차 범위 내에서 유사하게 된다. 따라서, 제1 오프셋부(110) 및 제2 오프셋부(120)가 동시에 고장나는 커먼 모드(common mode) 고장을 검출할 수 없다. 또한, 제1 증폭기(132) 및 제2 증폭기(134)가 동시에 고장나는 커먼 모드(common mode) 고장을 검출할 수 없다.When the output voltages of the first offset
구체적으로, 제1 증폭기(132)의 출력보다 제1 오프셋부(110)의 출력이 크거나(AMP1 < offset1) 또는 제2 증폭기(134)의 출력보다 제2 오프셋부(120)의 출력이 큰(AMP2 < offset2) 경우가 발생할 수 있다. 모터(150)의 고속 주행으로 역기전압이 발생 하는 경우가 있기 때문에 상기와 같은 경우에는 커먼 모드(common mode) 고장을 검출할 수 없다.Specifically, the output of the first offset
본 발명에서는 판단부(220)는 제5 ADC(215)에서 공급된 제1 기준 데이터 및 제6 ADC(216)에서 공급된 제2 기준 데이터를 제7 ADC(217)에서 공급된 제3 기준 데이터와 비교하여 모터(150)의 역기전력의 유무를 판단한다. 이후, 모터(150)의 역기전력이 없는 상태에서, 제1 증폭기(132)의 출력보다 제1 오프셋부(110)의 출력이 크거나(AMP1 < offset1) 또는 제2 증폭기(134)의 출력보다 제2 오프셋부(120)의 출력이 큰(AMP2 < offset2) 경우에 커먼 모드(common mode) 고장이 발생한 것으로 판단한다.In the present invention, the
판단부(220)는 배터리(170)의 출력 전압, 모터(150)의 포지티브(+) 단자의 전압(MOT V+), 모터(150)의 네거티브(-) 단자의 전압(MOT V-)을 이용하여 모터(150)의 역기전력의 유무를 판단한다.The
구체적으로, 배터리(170)의 출력 전압, 즉, 제1 기준 데이터와 모터(150)의 출력 전압(MOT V+, MOT V-)의 크기를 비교한다. 이때, 하기의 수학식 1과 같이, 배터리(170)의 출력 전압, 즉, 제3 기준 데이터와, 모터(150)의 포지티브(+) 출력(제1 기준 데이터)과 네거티브(-) 출력(제2 기준 데이터)의 차이의 절대 값(|(MOT+) - (MOT-)|)의 크기를 비교한다.Specifically, the output voltage of the
[수학식 1][Equation 1]
제3 기준 데이터 < |제1 기준 데이터 - 제2 기준 데이터|Third reference data < |First reference data - Second reference data|
만약, 수학식 1의 조건을 만족하면 배터리(170)의 출력 전압보다 모터(150)의 출력 전압이 더 큰 경우임으로, 이러한 경우 판단부(220)는 모터(150)에서 역기전력이 발생했다고 판단할 수 있다.If the condition of
반대로, 수학식 1의 조건을 만족하지 않으면 배터리(170)의 출력 전압과 모터(150)의 출력 전압이 동일하거나, 또는 배터리(170)의 출력 전압이 모터(150)의 출력 전압보다 큰 경우임으로, 이러한 경우 판단부(220)는 모터(150)에서 역기전력이 발생하지 않았다고 판단할 수 있다.Conversely, if the condition of
판단부(220)는 모터(150)에서 역기전력이 발생하지 않은 상태에서, 제1 증폭기(132)의 출력보다 제1 오프셋부(110)의 출력이 큰(AMP1 < offset1) 경우에 커먼 모드(common mode) 고장이 발생한 것으로 판단한다.The
또한, 판단부(220)는 모터(150)에서 역기전력이 발생하지 않은 상태에서, 제2 증폭기(134)의 출력보다 제2 오프셋부(120)의 출력이 큰(AMP2 < offset2) 경우에 커먼 모드(common mode) 고장이 발생한 것으로 판단한다.In addition, the
커먼 모드(common mode) 고장이 발생한 것으로 판단된 경우, 릴레이 명령 생성부(260)는 모터(150)의 구동을 즉시 중지(off) 시키기 위한 릴레이 오프(relay off) 명령을 생성한다. 릴레이 명령 생성부(260)에서 생성된 릴레이 오프 명령은 릴레이 제어부(270)에 공급된다. 릴레이 제어부(270)는 입력된 릴레이 오프 명령에 따라 릴레이를 오프시켜 배터리(170)의 출력 전압이 모터 구동부(160)에 공급되는 것을 차단시킨다. 이와 함께, 제어부(200)는 운전자가 EPS(electric power steering) 불능을 인지할 수 있도록, 경고음 또는 별도의 경고등을 점등시켜 EPS가 동작할 수 없음을 표시할 수 있다. When it is determined that a common mode failure has occurred, the
도 2를 참조한 설명에서, 제1 전류 산출부(240)와 제2 전류 산출부(250)가 각각 독립된 구성인 것으로 설명하였다. 그러나, 이에 한정되지 않고, 제1 전류 산출부(240)와 제2 전류 산출부(250)가 통합되어 하나의 구성으로 적용될 수도 있다.In the description referring to FIG. 2 , it was explained that the first
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 모터 제어 방법을 나타내는 도면이다.Figure 3 is a diagram showing a motor control method according to an embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면, 커먼 모드(common mode) 고장을 검출하기 위해서, 모터(150)의 출력 전압과 배터리(170)의 출력 전압을 비교하여 모터(150)에서 역기전력이 발생하는지를 판단한다(S10).Referring to FIG. 3, in order to detect a common mode failure, the output voltage of the
판단부(220)는 제5 ADC(215)에서 공급되는 모터(150)의 네거티브(-) 단자의 전압(제1 기준 데이터)과, 제6 ADC(216)에서 공급되는 모터(150)의 포지티브(+) 단자의 전압(제2 기준 데이터)과, 제7 ADC(217)에서 공급되는 배터리(170)의 전압(제3 기준 데이터)를 이용하여 모터(150)에서 역기전력이 발생했는지 판단한다. 이때, 모터(150)의 네거티브(-) 단자의 전압과 모터(150)의 포지티브(+) 단자의 전압 차이의 절대 값(|제1 기준 데이터 - 제2 기준 데이터| = |모터 전압|)을 산출한다. 이후, 배터리 전압이 모터 전압의 절대 값보다 큰지를 판단한다.The
배터리 전압이 모터 전압의 절대 값보다 크면 모터(150)에서 역기전력이 발생하지 않은 것으로 판단한다. 반대로, 배터리 전압과 모터 전압의 절대 값이 동일하거나, 또는 배터리 전압이 모터 전압의 절대 값보다 작은 경우에는 모터(150)에서 역기전력이 발생한 것으로 판단한다.If the battery voltage is greater than the absolute value of the motor voltage, it is determined that no back electromotive force is generated in the
구체적으로, 배터리(170)의 출력 전압, 즉, 제3 기준 데이터와 모터(150)의 출력 전압(|제1 기준 데이터 - 제2 기준 데이터|)의 크기를 비교한다. 이때, 상기 수학식 1과 같이, 배터리(170)의 출력 전압, 즉, 제3 기준 데이터와, 모터(150)의 포지티브(+) 출력과 네거티브(-) 출력의 차이의 절대값(|(MOT+) - (MOT-)|)의 크기를 비교한다.Specifically, the output voltage of the
만약, 수학식 1의 조건을 만족하면 배터리(170)의 출력 전압보다 모터(150)의 출력 전압이 더 큰 경우임으로, 이러한 경우 모터(150)에서 역기전력이 발생했다고 판단할 수 있다.If the conditions of
반대로, 수학식 1의 조건을 만족하지 않으면 배터리(170)의 출력 전압과 모터(150)의 출력 전압이 동일하거나, 배터리(170)의 출력 전압이 모터(150)의 출력 전압보다 큰 경우임으로, 이러한 경우 모터(150)에서 역기전력이 발생하지 않았다고 판단할 수 있다.Conversely, if the condition of
이어서, 모터(150)에서 역기전력이 발생하지 않은 경우, 판단부(220)는 제1 증폭기(132)의 출력보다 제1 오프셋부(110)의 출력이 큰(AMP1 < offset1)지를 판단한다(S20). 또한, 판단부(220)는 제2 증폭기(134)의 출력보다 제2 오프셋부(120)의 출력이 큰(AMP2 < offset2)지를 판단한다(S20).Next, when no back electromotive force is generated in the
S20의 판단 결과, 제1 증폭기(132)의 출력과 제1 오프셋부(110)의 출력이 동일하거나, 또는 제1 증폭기(132)의 출력이 제1 오프셋부(110)의 출력보다 큰 경우에 판단부(220)는 커먼 모드(common mode) 고장이 아닌 것으로 판단한다. 그리고, 고장 발생 카운트가 증가되지 않도록, 고장 발생 카운트 가산 숫자를 0으로 설정한다(S30).As a result of the determination in S20, if the output of the
이와 동일하게, S20의 판단 결과, 제2 증폭기(134)의 출력과 제2 오프셋부(120)의 출력이 동일하거나, 또는 제2 증폭기(142)의 출력이 제2 오프셋부(120)의 출력보다 큰 경우에 판단부(220)는 커먼 모드(common mode) 고장이 아닌 것으로 판단한다. 그리고, 고장 발생 카운트가 증가되지 않도록, 고장 발생 카운트 가산 숫자를 0으로 설정한다(S30).Likewise, as a result of the determination in S20, the output of the
여기서, 커먼 모드(common mode) 고장 판단의 정확도를 높이기 위해서 고장 발생 카운트를 적용한 것으로, 일시적으로 발생하는 미세한 신호의 오차 또는 이상 신호 발생으로 인해 EPS의 정상 동작이 커먼 모드common mode) 고장으로 판단되지 않도록 한다. 즉, 고장 발생 카운트가 일정한 기준 값을 충족하는 경우에 커먼 모드(common mode) 고장이 판단되도록 고장 발생 카운트를 적용하게 된다.Here, a failure occurrence count was applied to increase the accuracy of common mode failure determination, and the normal operation of the EPS is not judged as a common mode failure due to a temporary minor signal error or abnormal signal occurrence. Avoid doing so. That is, when the failure occurrence count satisfies a certain standard value, the failure occurrence count is applied so that a common mode failure is determined.
이어서, S20의 판단 결과, 모터(150)에서 역기전력이 발생하지 않은 경우, 판단부(220)는 제1 증폭기(132)의 출력보다 제1 오프셋부(110)의 출력이 큰(AMP1 < offset1) 경우 고장 발생 카운트를 증가 시킨다(S40). 이때, 고장 발생 카운트 가산 숫자를 1로 설정할 수 있다.Subsequently, as a result of the determination in S20, when back electromotive force is not generated in the
이와 동일하게, S20의 판단 결과, 모터(150)에서 역기전력이 발생하지 않은 경우, 판단부(220)는 제2 증폭기(134)의 출력보다 제2 오프셋부(120)의 출력이 큰(AMP1 < offset1) 경우 고장 발생 카운트를 증가시킨다(S40). 이때, 고장 발생 카운트 가산 숫자를 1로 설정할 수 있다.Likewise, as a result of the determination in S20, when back electromotive force is not generated in the
이어서, 고장 발생 카운트가 문턱 값 이상(fail count >= threshold)인지를 판단한다(S50).Next, it is determined whether the failure occurrence count is greater than or equal to the threshold value (fail count >= threshold) (S50).
S50의 판단 결과, 고장 발생 카운트가 문턱 값 미만인 경우에는 커먼 모드(common mode) 고장이 아닌 것으로 판단하고, 정상적으로 EPS 동작이 이루어지도록 한다.As a result of S50's determination, if the failure occurrence count is less than the threshold, it is determined that it is not a common mode failure, and EPS operation is performed normally.
한편, S50의 판단 결과, 고장 발생 카운트가 문턱 값 이상(fail count >= threshold)이면, 커먼 모드(common mode) 고장이 발생한 것으로 판단한다. 이후, 제어부(200)는 릴레이 제어 신호(RCS)를 통해 릴레이(190)를 오프시켜 모터(150)에 구동 전압이 공급되는 것을 차단시킨다. 이를 통해 모터(150)의 구동을 즉시 중지(off) 시킨다. 이와 함께, 운전자가 EPS 불능을 인지할 수 있도록, 경고음 또는 별도의 경고등을 점등시켜 EPS가 동작할 수 없음을 표시할 수 있다(S60).Meanwhile, as a result of the determination of S50, if the failure occurrence count is greater than or equal to the threshold value (fail count >= threshold), it is determined that a common mode failure has occurred. Thereafter, the
본 발명의 실시 예에 따른 모터 제어 장치 및 방법은 복수의 앰프가 동시에 고장나는 것을 검출하여(common mode 고장 검출) 고장 발생에 대한 대처가 이루어지도록 할 수 있다.The motor control device and method according to an embodiment of the present invention can detect that a plurality of amplifiers fail at the same time (common mode failure detection) and enable response to the occurrence of the failure.
본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있으므로, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.Those skilled in the art to which the present invention pertains should understand that the present invention can be implemented in other specific forms without changing its technical idea or essential features, and that the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive. Just do it. The scope of the present invention is indicated by the claims described later rather than the detailed description, and all changes or modified forms derived from the meaning and scope of the claims and their equivalent concepts should be construed as being included in the scope of the present invention. .
100: 전압 검출부 110: 제1 오프셋부
120: 제2 오프셋부 130: 증폭부
132: 제1 증폭기 134: 제2 증폭기
140: 전류 센서 150: 모터
160: 모터 구동부 170: 배터리
180: 레귤레이터 190: 릴레이
200: 제어부 210: ADC부
211: 제1 ADC 212: 제2 ADC
213: 제3 ADC 214: 제4 ADC
215: 제5 ADC 216: 제6 ADC
217: 제7 ADC 220: 판단부
230: 저장부 240: 제1 전류 산출부
250: 제2 전류 산출부 260: 릴레이 명령 생성부
270: 릴레이 제어부100: voltage detection unit 110: first offset unit
120: second offset unit 130: amplification unit
132: first amplifier 134: second amplifier
140: current sensor 150: motor
160: motor driving unit 170: battery
180: regulator 190: relay
200: Control unit 210: ADC unit
211: first ADC 212: second ADC
213: 3rd ADC 214: 4th ADC
215: 5th ADC 216: 6th ADC
217: 7th ADC 220: Judgment unit
230: storage unit 240: first current calculation unit
250: second current calculation unit 260: relay command generation unit
270: relay control unit
Claims (9)
상기 모터 구동부에 전원을 공급하는 배터리;
상기 전류 센서가 출력하는 전압을 검출하는 전압 검출부;
상기 배터리의 출력 전압을 제1 기준 데이터로 변환하고, 상기 모터의 포지티브 출력 전압을 제2 기준 데이터로 변환하고, 상기 모터의 네거티브 출력 전압을 제3 기준 데이터로 변환하는 기준 데이터 생성부; 및
상기 제1 내지 제3 기준 데이터에 기초하여 상기 모터의 역기전력의 발생을 판단하고, 상기 모터의 역기전력의 판단 결과에 기초하여 상기 모터의 구동을 제어하는 제어부;를 포함하고,
상기 전압 검출부는,
상기 전류 센서가 출력하는 전압을 증폭하여 출력하는 제1 증폭기 및 제2 증폭기를 포함하는 증폭부; 및
상기 제1 증폭기와 상기 제2 증폭기에 각각 연결되어 오프셋(Offset) 전압을 출력하는 제1 오프셋부와 제2 오프셋부;를 포함하고,
상기 제어부는,
상기 제1 증폭기의 출력 전압과 상기 제2 증폭기의 출력 전압의 차이가 설정된 증폭 전압차 범위 내에 포함되는지를 판단하고, 상기 출력 전압의 판단 결과에 기초하여 상기 제1 오프셋부 및 상기 제2 오프셋부의 정상 동작 여부를 판단하는 판단부;를 포함하는 모터 제어장치.A current sensor that detects the current supplied by the motor drive unit to the motor;
a battery that supplies power to the motor drive unit;
a voltage detection unit that detects the voltage output by the current sensor;
a reference data generator converting the output voltage of the battery into first reference data, converting the positive output voltage of the motor into second reference data, and converting the negative output voltage of the motor into third reference data; and
A control unit that determines the generation of back electromotive force of the motor based on the first to third reference data and controls driving of the motor based on the determination result of the back electromotive force of the motor,
The voltage detector,
an amplification unit including a first amplifier and a second amplifier that amplifies and outputs the voltage output from the current sensor; and
It includes a first offset unit and a second offset unit respectively connected to the first amplifier and the second amplifier to output an offset voltage,
The control unit,
Determine whether the difference between the output voltage of the first amplifier and the output voltage of the second amplifier is within a set amplification voltage difference range, and based on the determination result of the output voltage, the first offset unit and the second offset unit A motor control device including a determination unit that determines whether the operation is normal.
설정된 오프셋 전압 범위 내에 상기 제1 오프셋부의 출력 전압과 상기 제2 오프셋부의 출력 전압이 포함되는지를 판단하는 모터 제어장치.The method of claim 1, wherein the determination unit,
A motor control device that determines whether the output voltage of the first offset unit and the output voltage of the second offset unit are within a set offset voltage range.
상기 배터리의 출력 전압을 제1 기준 데이터로 변환하고,
상기 모터의 포지티브 출력 전압을 제2 기준 데이터로 변환하고,
상기 모터의 네거티브 출력 전압을 제3 기준 데이터로 변환하는 모터 제어장치.The method of claim 3, wherein the reference data generator,
Converting the output voltage of the battery into first reference data,
Converting the positive output voltage of the motor into second reference data,
A motor control device that converts the negative output voltage of the motor into third reference data.
하기의 수학식 1을 이용하여, 상기 제2 기준 데이터와 상기 제3 기준데이터의 차이 값의 절대값과 상기 제1 기준 데이터의 크기를 비교하고,
(수학식 1)
제1 기준 데이터 < |제2 기준 데이터 - 제3 기준 데이터|
상기 수학식 1의 조건을 만족하면 상기 모터에서 역기전력이 발생한 것으로 판단하고, 반대로, 상기 수학식 1의 조건을 만족하지 않으면 상기 모터에서 역기전력이 발생하지 않은 것으로 판단하는 모터 제어장치.The method of claim 4, wherein the determination unit,
Using Equation 1 below, compare the absolute value of the difference between the second and third reference data and the size of the first reference data,
(Equation 1)
1st reference data < |2nd reference data - 3rd reference data|
A motor control device that determines that back electromotive force has been generated in the motor if the conditions of Equation 1 are satisfied, and conversely, if the conditions of Equation 1 are not satisfied, it is determined that back electromotive force has not been generated in the motor.
상기 모터에서 역기전력이 발생하지 않은 상태에서, 상기 제1 증폭기의 출력보다 제1 오프셋부의 출력이 큰(AMP1 < offset1) 경우에 커먼 모드(common mode) 고장이 발생한 것으로 판단하는 모터 제어장치.The method of claim 5, wherein the determination unit,
A motor control device that determines that a common mode failure has occurred when the output of the first offset unit is greater than the output of the first amplifier (AMP1 < offset1) while no back electromotive force is generated in the motor.
상기 모터에서 역기전력이 발생하지 않은 상태에서, 상기 제2 증폭기의 출력보다 제2 오프셋부의 출력이 큰(AMP2 < offset2) 경우에 커먼 모드(common mode) 고장이 발생한 것으로 판단하는 모터 제어장치.The method of claim 5, wherein the determination unit,
A motor control device that determines that a common mode failure has occurred when the output of the second offset unit is greater than the output of the second amplifier (AMP2 < offset2) while no back electromotive force is generated in the motor.
커먼 모드 고장이 발생한 경우, 상기 모터의 구동을 즉시 중지시키고, 경고음 또는 별도의 경고등을 점등시켜 EPS(electric power steering)의 불능을 표시하는 모터 제어장치.The method of claim 6 or 7, wherein the control unit,
A motor control device that immediately stops driving the motor when a common mode failure occurs and displays a warning sound or a separate warning light to indicate the inability of EPS (electric power steering).
상기 제1 증폭기의 출력보다 제1 오프셋부의 출력이 큰(AMP1 < offset1) 경우 및 상기 제2 증폭기의 출력보다 제2 오프셋부의 출력이 큰(AMP2 < offset2) 경우에 고장 발생 카운트 가산 숫자를 증가시키는 카운터를 포함하고,
상기 고장 발생 카운트가 문턱 값 이상인 경우에 커먼 모드(common mode) 고장으로 판단하는 모터 제어장치.The method of claim 6 or 7, wherein the control unit,
When the output of the first offset unit is greater than the output of the first amplifier (AMP1 < offset1) and the output of the second offset unit is greater than the output of the second amplifier (AMP2 < offset2), the number of additions to the failure occurrence count is increased. Contains a counter,
A motor control device that determines a common mode failure when the failure occurrence count is greater than or equal to a threshold value.
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