KR100698536B1

KR100698536B1 - 브러시리스 모터용 토크 방향 검출 장치

Info

Publication number: KR100698536B1
Application number: KR1020050009486A
Authority: KR
Inventors: 도시히사 야마모토
Original assignee: 가부시키가이샤 덴소
Priority date: 2004-02-02
Filing date: 2005-02-02
Publication date: 2007-03-21
Also published as: CN1327606C; JP4269278B2; JP2005218277A; US7197945B2; KR20060042938A; US20050166686A1; CN1652451A; DE102005004594A1

Abstract

전기 모터(1)용 토크 방향 검출 장치는 브러시리스 모터의 회전에 따라 전기 각도가 0°로부터 360°까지 변화하는 한 쌍의 sinθ 신호와 cosθ 신호를 제공하는 리졸버(6), sinθ 신호와 cosθ 신호로부터 브러시리스 모터의 전기 각도를 계산하는 회로(7,71), 상 권선(phase winding)을 통해 흐르는 상 전류(phase current)를 검출하기 위한 전류 센서(4,5), sinθ 신호와 cosθ 신호 사이의 크기 관계 및 sinθ 신호와 cosθ 신호의 0과의 비교에 따라 360°의 전기 각도 구간을 8개의 타이밍 섹션으로 분할하는 회로(71), 및 검출된 상 전류의 크기가, 각각 sinθ 신호와 cosθ신호의 크기 관계와 비교의 특정 조합을 갖는 소정의 2개의 타이밍 섹션 중 하나에서 소정 크기 관계에 있는 경우 브러시리스 모터의 토크 방향을 판정하는 회로(75)를 포함한다.

전류 파형, 전기 각도, 토크 방향, 리졸버, 브러시리스 모터

Description

브러시리스 모터용 토크 방향 검출 장치{TORQUE DIRECTION DETECTING DEVICE FOR BRUSHLESS MOTOR}

도1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 토크 방향 검출 장치를 포함하는 브러시리스 모터용 제어시스템을 도시한 블록도.

도2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 토크 방향 검출 장치의 타이밍 섹션 검출 유닛의 개략적인 블록도.

도3(a) 내지 도3(d)는 리졸버의 각 부분에서의 신호를 도시한 타이밍 차트.

도4는 도2에 도시한 타이밍 섹션 검출 유닛에 의해 분할된 각 타이밍 섹션 T1~T8에서의 신호의 조합을 도시한 표를 나타내는 도면.

도5(a) 및 도5(b)는 2상 전류 파형(two phase current waves)와 전기 각도 사이의 관계를 도시한 그래프.

도6은 종래의 토크 방향 검출 장치의 타이밍 섹션 검출 유닛의 개략적인 블록도.

도7은 본 발명에 따른 토크 방향 검출 장치가 채용된 모터-구동식 파워 스티어링 시스템을 도시한 구성도.

도8은 본 발명에 따른 토크 방향 검출 장치가 채용된 전달비(transfer ratio) 제어 시스템을 도시한 구성도.

도9는 도2에 도시한 타이밍 섹션 검출 유닛의 변형예를 도시한 개략적인 블록도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1: 모터 2: 제어 회로

3: 구동 회로 6: 여자 신호 생성기

7: 토크 방향 검출 장치 71: 타이밍 섹션 검출 회로

74: 래치 75: 토크 방향 검출 회로

본 발명은 브러시리스 모터(brushless motor)용 토크 방향 검출 장치에 관한 것이다.

브러시리스 모터는 그 간단한 기구적 구조와 우수한 제어 성능으로 인해 전기 파워 스티어링 제어 시스템 등의 각종 제어 시스템에 이용되고 있다. 이러한 브러시리스 모터를 구동하기 위해서, 브러시리스 모터의 회전자(rotor)의 회전 위치(rotation position)는 회전 자계(rotating magnetic field)를 생성하는 리졸버(resolver) 등의 회전 위치 검출기에 의해 검출된다. 제어 시스템 및 3상(three-phase) 브리지 회로는 회전 위치 신호에 따라 브러시리스 모터를 구동하기 위해 제 공된다. 또한, 회전 위치 검출기는 회전자 토크의 방향 및 브러시리스 모터의 비정상적인 동작도 검출한다.

리졸버는 회전 트랜스포머(rotary transformer)이며, 한 쌍의 고정자 권선(stator windings)과 하나의 회전자 권선(rotor winding)을 갖는다. 한 쌍의 고정자 권선은 90°의 기구적 각도로 상이하게 회전자의 위치에 배치된다. 신호의 진폭이 회전자의 회전 위치 또는 고정자에 대한 회전 각도의 함수인 신호를 생성하도록, 회전자 권선은 한 쌍의 고정자 권선과 자기적으로 결합된다. 따라서, 리졸버는, 리졸버로 입력되는 여자 신호(field exciting signal)에 기초하여, 회전자의 회전 각도의 사인 함수 및 회전자의 회전 각도의 코사인 함수에 의해 변조되는 2 종류의 신호를 생성한다.

일본 특허공개공보 JP-A-2003-235285호 또는 그에 대응하는 미국 특허공개공보 US-2003-0151383A1호에는, 리졸버의 출력 신호에 기초하여 브러시리스 모터의 전기 각도(electric angle)로부터 취득되는 적당한 타이밍에서 2상 전류량 사이의 차에 따라 토크 방향이 판정되는 브러시리스 모터용 토크 방향 검출 장치가 기재되어 있다.

도3(a)에 도시한 바와 같이, 여자 신호 sinωt가 리졸버로 입력되면, 도3(b)에 도시한 바와 같은 SIN 출력 신호 sinθ x sinωt 및 도3(c)에 도시한 바와 같은 COS 출력 신호 cosθ x sinωt가 출력된다. sinωt가 1로 되면, 도3(d)에 도시한 바와 같이, SIN 신호는 sinθ로 되고, COS 신호는 cosθ로 된다. 하나의 사이클 또는 SIN 및 COS 출력 신호의 360°의 전기 각도는, sinθ가 0이고, cosθ가 1일 때 전기 각도가 0으로 설정되도록, T1 내지 T8의 8개의 섹션으로 분할된다.

도6(b)에 도시한 바와 같이, 하나의 사이클을 8개의 타이밍 섹션으로 분할하기 위해서는, 일본 특허공개공보 JP-A-2003-235285호에 기재된 토크 방향 검출 장치는, 절대값 신호의 생성으로 인해, 도6(a)에 도시한 바와 같이, 2비트 신호(예를 들면, 비트 0, 비트 1)를 제공하기 위한 비교기(31,32) 이외에도, 하나의 3비트 신호(예를 들면, 비트 2)를 제공하기 위한 적어도 5개의 비교기(33-36,47)를 포함한다. 그러나, 이런 종류의 회로는 토크 방향 검출 장치를 복잡하게 하고, 비용을 증가시킨다.

따라서, 본 발명은 간단하고, 저렴하면서 정밀한 브러시리스 모터용 토크 방향 검출 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 일양태에 따르면, 브러시리스 모터용 토그 방향 검출 장치는,

동일한 사이클과, 브러시리스 모터의 회전에 따라 소정 전기 각도(electric angle) 만큼 상이한 위상을 갖는 2개의 사인파 신호를 제공하기 위한 리졸버, 2개의 사인파 신호로부터 브러시리스 모터의 전기 각도를 계산하기 위한 수단, 상기 상 권선을 통해 흐르는 전류를 검출하기 위한 전류 센서, 및 전기 각도의 소정 섹션 내에서 2상 권선을 통해 흐르는 상 전류의 크기(magnitude)를 비교함으로써 브러시리스 모터의 토크 방향을 판정하기 위한 수단을 포함한다.

따라서, 절대값 생성을 위한 회로를 필요로 하지 않는다.

토크 방향을 판정하기 위한 수단은, 상 전류 사이의 크기의 차가 소정 크기 관계에 있는 경우, 신호를 제공하기 위해 상기 전기 각도의 소정 섹션 내에서 2상 권선을 통해 흐르는 상 전류의 크기를 비교하기 위한 수단을 포함할 수 있다. 토크 방향을 판정하기 위한 수단은, 전기 각도가 소정 섹션 내에 있는 경우, 타이밍 신호를 제공하기 위한 수단, 및 타이밍 신호를 제공하는 수단이 타이밍 신호를 제공할 때 토크 방향을 판정하는 신호를 제공하는 로직 회로를 더 포함할 수 있다.

전술한 바와 같은 토크 방향 검출 장치에서, 타이밍 신호를 제공하기 위한 수단은 2개의 사인파 신호의 크기를 비교하는 비교기 회로, 및 전기 각도가 소정 섹션에 있는지의 여부를 판정하기 위한 회로를 포함할 수 있다. 상 전류의 크기를 비교하기 위한 수단은 전기 각도가 180°상이한 단 2개의 섹션에서의 상 전류의 크기 관계를 비교할 수도 있다.

본 발명의 다른 목적, 양태, 및 특징은 이하의 발명의 구성, 특허청구범위, 및 도면을 통해 보다 명백해질 것이다.

본 발명에 따른 토크 방향 검출 장치를 첨부된 도면을 참조하여 이하에 설명한다.

도1에 도시한 바와 같이, 브러시리스 모터 제어 시스템은 브러시리스 모터(1), 제어 회로(2), 주지의 3상 인버터를 포함하는 구동 회로(3), 전류 센서(4,5), 리졸버(resolver)(6), 토크 방향 검출 장치(7), 평활 캐패시터(smoothing capacitor), 및 여자 신호 생성기(field exciting signal generator)(10) 등을 포함한다.

제어 회로(2)는 3상 게이트 제어 신호를 제공한다. 구동 회로(3)는 3상 인버터에서 게이트 제어 신호를 수신하고, 브러시리스 모터(1)로 공급되는 3상 전압 신호를 제공한다.

리졸버(6)는 브러시리스 모터(1)의 회전축(rotary shaft)에 고정된 회전자(rotor), 회전자 상에 탑재된 자계 코일(field coil), 고정자 코어(stator core), 고정자 상에서 전기 각도가 상호 90°떨어진 위치에 탑재된 한 쌍의 고정자 권선을 포함한다. 리졸버(6)의 자계 코일은 여자 신호 생성기(10)에 의해 제공되는 사인파 전압(여자 신호)V x sinωt에 의해 여기된다. 한 쌍의 고정자 권선은 SIN 출력 신호 및 COS 출력 신호를 생성한다. 즉, SIN 출력 신호의 전압은 Vm x sinωt x sinθ 이고, COS 출력 신호의 전압은 Vm x sinωt x cosθ이다. SIN 출력 신호 sinωt x sinθ 및 COS 출력 신호 sinωt x cosθ는, Vm을 1이라고 가정한 경우 출력 신호의 전압에 대응한다. 여자 신호는 Vm을 1이라고 가정한 경우 사인파 전압 sinωt에 대응한다.

여자 신호는 적당한 진폭을 갖도록 여자 신호 생성기(10)에 의해 제공되고, 리졸버(6)로 공급된다. 또한, 여자 신호 생성기(10)는 제어 회로(2) 내에 내장될 수 있다.

제어 회로(2)는 마이크로컴퓨터 및 그 주변 회로를 포함하는 주지의 회로이다. 제어 회로(2)는 하드웨어 로직 회로 또는 디지털 신호 프로세서로 형성될 수 있다. 제어 회로(2)는 전류 센서(4,5)로부터 공급되는 2상 전류 신호(예를 들면, U-상 및 V-상 전류 신호)로부터 다른 상 전류 신호(예를 들면, W-상 전류 신호)를 형성한다. 제어 회로(2)는, 3상 전류, 리졸버(6)로부터의 회전 각도 신호, 및 외부로부터의 명령어 신호에 기반하여, 3상 인버터(3)로 공급되는 최적화된 진폭과 타이밍을 갖는 6개의 게이트-전압 신호를 제공한다.

토크 방향 검출 장치(7)는 제어 회로(2)로 접속된다. 토크 방향 검출 회로(7)는 타이밍 섹션 검출 회로(71), 래치 회로(latch circuit)(74) 및 토크 방향 검출 회로(75)를 포함한다. 토크 방향 검출 회로(75)는 로직 회로이다.

타이밍 섹션 검출 회로(71)는 공지의 비교기(21,22,23) 및 도2에 도시한 바와 같이 각각 3개의 입력 단자를 갖는 AND 회로(24,25)를 포함한다.

도3(a)에 도시한 sinωt의 특성을 갖는 여자 신호가 여자 신호 생성기(10)로부터 리졸버(6)로 입력되면, 도3(b)에 도시한 바와 같은 sinθ x sinωt의 특성을 갖는 SIN 출력 신호와, 도3(c)에 도시한 바와 같은 cosθ x sinωt의 특성을 갖는 COS 출력 신호가 리졸버(6)로부터 출력되고, 타이밍 섹션 검출 회로(71)의 비교기(21~23)로 각각 입력된다.

또한, 여자 신호 sinωt가 1로 되면, 도3(d)에 도시한 바와 같이, SIN 신호는 sinθ로, COS 신호는 cosθ로 된다. SIN 및 COS 출력 신호의 전기 각도에서의 일사이클 또는 360°는, 8개의 타이밍 섹션인 T1 내지 T8로 분할되고, 복수의 비교기를 포함하는 회로에 의해 각각의 섹션에서 2상 전류의 크기를 비교한다.

비교기(21)는 SIN 신호가 양성일 때 H-레벨 신호(또는 1)를 제공하고, SIN 신호가 음성일 때 L-레벨 신호(또는 0)를 제공한다. 비교기(22)는 COS 신호가 양성일 때 H-레벨 신호를 제공하고, COS 신호가 음성일 때 L-레벨 신호를 제공한다. 비교기(23)는 SIN 신호가 COS 신호보다 클 때 H-레벨 신호를 제공하고, SIN 신호가 COS 신호보다 작을 때 L-레벨 신호를 제공한다. 따라서, 비교기는 도4에 도시한 바와 같이, 각각의 타이밍 섹션에서 상이한 신호를 제공한다. 레벨 신호의 조합은 타이밍 섹션 T3, T4, T7 및 T8을 제외하고 각 타이밍 섹션 T1, T2, T5 및 T6 마다 상이하기 때문에, 회전 방향은 타이밍 섹션 T1, T2, T5 및 T6에서 검출될 수 있다.

차량의 스티어링 휠이 우측으로 턴되면(브러시리스 모터의 토크 방향이 우측이라면), U-상 전류 및 V-상 전류는, 도5(a)에 도시한 바와 같이, 브러시리스 모터로 공급된다. 한편, 차량의 스티어링 휠이 좌측으로 턴되면(브러시리스 모터의 토크 방향이 좌측이라면), U-상 전류 및 V-상 전류는, 도5(b)에 도시한 바와 같이, 브러시리스 모터로 공급된다. 도5(a) 및 도5(b)에 도시한 바와 같이, 타이밍 섹션 T2 및 T6은, 각각의 상 전류는 이 타이밍 섹션 동안 양성 또는 음성을 유지하고, 상 전류 사이의 크기 관계는 이 타이밍 섹션 동안 변화되지 않으며, 2상 전류 사이의 크기의 차이는 충분히 크다는 조건을 갖는다.

도2에 도시한 바와 같이, 비교기(21,22,23)는 다음의 방식으로 AND 회로(24,25)로 접속된다. 도4에 도시한 바와 같이, 모든 비교기(21,22,23)는 타이밍 섹션 T2에서 1을 제공하고, AND 회로(24)는 1을 제공한다. 한편, AND 회로(25)는 모든 비교기(21,22,23)가 타이밍 섹션 T6에서 0을 제공할 때 1을 제공한다. 또한, 비교기(21)는 비트 0에 대응하고, 비교기(22)는 비트 1에 대응하며, 비교기(23)는 비 트 3에 대응한다. 따라서, 타이밍 섹션 T2 및 T6은 AND 회로(24,25)의 출력 신호에 의해 검출될 수 있다.

타이밍 섹션 검출 회로(71)는, 도2에 도시한 바와 같이, D 단자, CL 단자, 및 Q 단자를 갖는 주지의 D-플립-플롭 회로(26,27)를 포함하는 래치 회로(74)로 접속된다. 즉, AND 회로(24)는 플립-플롭 회로(26)의 D 단자로 접속되고, AND 회로(25)는 플립-플롭 회로(27)의 D 단자로 접속된다. 여자 신호 sinωt가 1로 될 때마다, 펄스가 플립-플롭 회로(26,27)의 CL 단자로 입력된다. 따라서, D-플립-플롭 회로는 펄스가 CL 단자로 입력될 때 Q 단자에서 각각 출력을 제공한다. 타이밍이 섹션 T2에 있는 경우, 플립-플롭 회로(26)의 Q 단자는 다른 펄스가 그 CL 단자로 입력될 때까지 H-레벨 신호를 제공한다. 한편, 타이밍이 섹션 T6에 있는 경우, 플립-플롭 회로(27)의 Q 단자는 다른 펄스가 그 CL 단자로 입력될 때까지 H-레벨 신호를 제공한다. 플립-플롭 회로(26,27)가 Q 단자에서 모두 H-레벨을 제공할 가능성은 없다. 래치 회로(74)는 또한 전류 검출기(4,5)의 출력 신호를 수신하고, 이 신호는 여자 신호 sinωt가 다시 1로 될 때까지 유지된다.

래치 회로(74)에 의해 수신된 신호는 모터(1)의 토크 방향을 검출하기 위해 토크 방향 검출 회로(75)로 송신된다. 플립-플롭 회로(26)의 Q 단자가 H-레벨이고, 도5(b)의 타이밍 섹션 T2에 도시된 바와 같이, U-상 전류가 V-상 전류 보다 크다면, 스티어링 휠은 좌측으로 턴된 것으로 추정된다. 한편, 플립-플롭 회로(26)의 Q 단자가 H-레벨이고, 도5(a)의 타이밍 섹션 T2에 도시된 바와 같이, U-상 전류가 V-상 전류 보다 작다면, 스티어링 휠은 우측으로 턴된 것으로 추정된다.

동일한 방식으로, 플립-플롭 회로(27)의 Q 단자가 H-레벨이고, 도5(a)의 타이밍 섹션 T6에 도시된 바와 같이, U-상 전류가 V-상 전류 보다 크다면, 스티어링 휠은 우측으로 턴된 것으로 추정된다. 한편, 플립-플롭 회로(27)의 Q 단자가 H-레벨이고, 도5(b)의 타이밍 섹션 T6에 도시된 바와 같이, U-상 전류가 V-상 전류 보다 작다면, 스티어링 휠은 좌측으로 턴된 것으로 추정된다.

타이밍 섹션 검출 회로(71)는 도9에 도시한 바와 같이 변형될 수 있다. 이 회로에서, AND 회로(24)로 입력되는 비트2 신호는 인버트되고, AND 회로(25)로 입력되는 신호는 인버트되지 않는다. 따라서, AND 회로(24)는 1(H-레벨)을 제공하고, 모터의 회전 각도는 타이밍 섹션 T1에 있는 것으로 추정된다. 한편, AND 회로(25)가 1(H-레벨)을 제공한다면, 모터의 회전 각도는 타이밍 섹션 T5에 있는 것으로 추정된다. U-상 전류와 V-상 전류 사이의 관계는 동일하기 때문에, 스티어링 휠의 회전 방향 또는 모터의 토크 방향은 전술한 실시예에서와 동일한 방식으로 검출될 수 있다.

또한, 4개의 타이밍 섹션 T1, T2, T5, 및 T6에서의 스티어링 휠의 회전 방향 또는 모터의 토크 방향 역시 전술한 바와 동일한 방식으로 검출하는 것이 가능하다.

전술한 토크 방향 검출 장치가 채용된 모터-구동식 파워 스티어링 시스템(101)을 도7을 참조하여 이하에 설명한다.

모터-구동식 파워 시티어링 시스템(101)은 리졸버(109), 스티어링 휠(110), 토크 센서(111), 상단부가 스티어링 휠(110)에 접속되고, 타단부가 토크 센서(111) 에 접속된 스티어링 축(112a), 상단부가 토크 센서(111)에 접속된 피니온 축(112b), 스티어드(steered) 각도 센서(113), 드라이버(114), 피니온(미도시)이 피니온 축(112b)의 타단부에 접속되도록 배치되어 있는 스티어링 기어 박스(116), 피니온과 치합된 랙 바(rack bar)(118), 기어(미도시)를 통해 피니온 축(112b)으로 접속된 전기 모터(115), 한 쌍의 타이-로드(tie-rod)(120), 차량의 한 쌍의 프론트 휠에 고정된 한 쌍의 너클 아암(knuckle arms)(122), 및 스티어 제어 유닛(130)을 포함한다.

스티어 제어 유닛(130)은 주지된 타입의 CPU(131), RAM(132), ROM(133), I/O-인터페이스 및 이들 구성부품을 전기적으로 접속하는 버스 라인(135)을 포함한다. CPU(131)는 ROM(133) 및 RAM(132)에 기억되어 있는 프로그램 및 데이터에 따라 제어를 수행한다. ROM(133)은 프로그램 기억 섹션(133a) 및 데이터 기억 섹션(133b)을 포함한다. 프로그램 기억 섹션(133a)은 EPS 제어 프로그램(133p)을 기억하고, 데이터 기억 섹션(133b)은 EPS 제어 프로그램(133p)을 수행하기 위한 데이터를 기억한다. CPU(131)는 토크 센서(111)에 의해 검출된 토크와 스티어드 각도 센서(113)에 의해 검출된 스티어드 각도에 따라 모터(115)에 대한 코맨드 토크(command torque)를 계산하여 출력한다. 이어서, CPU(131)는 적당한 토크를 제공하도록 모터 드라이버(114)를 통해 전압을 모터(115)로 제공한다. 한편, 모터(115)가 계산된 토크로 회전하는지의 여부를 검사하기 위해, 모터(115)의 회전 각도는 리졸버(109)에 의해 검출된다.

전술한 토크 방향 검출 장치가 채용된 전달비 제어 시스템(transfer ratio control system)(201)을 도8을 참조하여 이하에 설명한다.

전달비 제어 시스템(201)은, 전달비 제어 유닛(203), 스티어드 각도 센서(206), 스티어링 휠(210), 스티어드 각도 센서(206)가 고정되는 입력 축(211), 전달비 변경 유닛(212), 그 하단부에 피니온(미도시)을 갖는 출력 축(213), 출력 축(213)에 고정된 출력 각도 센서(214), 피니온을 격납하는 스티어링 기어 박스(215), 및 피니온과 각각 치합하는 한 쌍의 랙(216)을 포함한다. 스티어링 기어 박스(215)는 모터 구동식 파워 스티어링 시스템의 각종 구성부품도 격납하고 있다. 출력 각도 센서(206)는 전달비 변경 유닛(212) 내에 배치될 수 있다. 각각의 랙(216)은 타이-로드와 아암을 통해 차량의 프론트 휠(217)에 접속된다. 입력 축(211)의 스티어드 각도 및 출력 축(213)의 회전 각도는 스티어드 각도 센서(206)와 출력 각도 센서(214)에 의해 각각 검출되어, 전달비 제어 유닛(203)으로 송신되고, 또한, 차량 속도 신호, 엔진 회전 속도 신호 등이 LAN(207)을 통해 외부로부터 이 전달비 제어 유닛(203)으로 송신된다. 전달비 제어 유닛(203)은 전술한 신호들에 따라 전달비 변경 유닛(212)을 제어한다.

전달비 변경 유닛(212)은 주지의 브러시리스 모터 및 감속 기구를 포함한다. 전달비 변경 유닛(212)은 전달비 제어 유닛(203)의 제어 하에서 출력 축(213)의 회전 각도를 변경하기 위해 브러시리스 모터를 구동한다. 구체적으로, 차량 속도 신호 및 엔진 회전 속도 신호는 LAN(207)을 통해 전달비 제어 유닛(203)으로 입력되고, 전달비 제어 유닛(203)은 입력된 신호로부터 출력 축(213)의 코맨드 회전 속도를 계산하고, 전달비 변경 유닛(212)으로 송신되는 PWM(pulse width midulation) 신호를 제공한다. 따라서, 브러시리스 모터는 출력 축(213)의 코맨드 회전 각도 및 스티어링 휠(210)의 회전 각도에 대응하는 스티어 각도를 차량의 프론트 휠(217)에 부여한다. 프론트 휠의 스티어 각도는 출력 각도 센서(214)에 의해 센스되고, 그 피드백 제어를 위해 전달비 제어 유닛(203)으로 피드백된다.

본 발명의 전술한 설명에서, 본 발명은 그 실시예를 참조하여 설명하였다. 그러나, 이러한 본 발명의 실시예는 첨부한 특허청구범위와 같은 본 발명의 범위를 일탈하지 않고 변경 및 변형될 수 있음은 자명한 일이므로, 본 발명의 실시예는 제한적이기 보다는 예시적인 것으로 간주되어야 한다.

본 발명에 의하면, 간단하고, 저렴하면서 정밀한 브러시리스 모터용 토크 방향 검출 장치를 제공할 수 있다.

Claims

복수의 상-권선(phase-winding)을 갖는 브러시리스 모터용 토크 방향 검출 장치에 있어서,

동일한 사이클을 가지며, 상기 브러시리스 모터의 회전에 따라 소정의 전기 각도(electric angle)만큼 서로 상이한 위상을 갖는 SIN 정현파 신호(sinusoidal signal) 및 COS 정현파 신호를 제공하기 위한 리졸버;

상기 상-권선을 통해 흐르는 전류의 크기를 검출하기 위한 전류 센서; 및

상기 전기 각도의 소정의 섹션에서 2상의 권선을 통해 흐르는 상 전류의 크기를 비교함으로써, 상기 브러시리스 모터의 토크 방향을 판정하기 위한 수단

을 포함하고,

여기서, 상기 토크 방향을 판정하기 위한 수단은, 상기 상 전류 사이의 크기의 차가 상기 전기 각도의 소정의 섹션에서 소정의 크기 관계에 있는 경우에 토크 방향을 판정하는 신호를 제공하기 위해서 상기 2상의 권선을 통해 흐르는 상 전류의 크기를 비교하기 위한 제1 수단, 및 상기 전기 각도가 상기 전기 각도의 소정의 섹션에 있는 경우에 상기 제1 수단으로 타이밍 신호를 제공하기 위한 제2 수단을 포함하고,

상기 제2 수단은, 상기 SIN 정현파 신호가 양성인지 또는 음성인지 여부를 검사하기 위한 제1 비교기, 상기 COS 정현파 신호가 양성인지 또는 음성인지 여부를 검사하기 위한 제2 비교기, 상기 SIN 정현파 신호와 상기 COS 정현파 신호의 크기를 비교하기 위한 제3 비교기, 및 상기 제1 비교기, 상기 제2 비교기 및 상기 제3 비교기의 출력 신호가 소정의 조합에 대응하는 경우에 상기 타이밍 신호를 제공하기 위한 한 쌍의 AND 회로를 포함하는

토크 방향 검출 장치.
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삭제
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제1항에 있어서,

상기 토크 방향을 판정하기 위한 수단은, 전기 각도가 서로 180°상이한 2개의 섹션에서의 상기 상 전류의 크기 관계를 비교하는

토크 방향 검출 장치.