KR100698722B1 - Motor electric current control device of automobile - Google Patents

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Abstract

An apparatus for controlling a motor current of an automobile is provided to improve energy efficiency of the automobile by reducing vibration of a motor due to the noise and removing the noise. An apparatus for controlling a motor current of an automobile includes a current sensor(10), a voltage divider(20), a variable amplifier circuit(30), an LPF(40), and a microprocessor(50). The current sensor generates a sensor value based on a current, which is supplied to a motor. The voltage divider divides the sensor value and outputs a divided voltage. The variable amplifier circuit amplifies the divided voltage by a predetermined gain and outputs an amplified voltage. The LPF(Low Pass Filter) removes a high frequency noise from the amplified voltage and outputs a filter voltage. The microprocessor controls the current supplied to the motor and an amplification ratio of the variable amplifier circuit based on the filter voltage.

Description

자동차의 모터 전류 제어장치{Motor electric current control device of automobile}Motor electric current control device of automobile

도 1 은 종래 발명에 따른 자동차의 모터 전류 제어장치의 구성이 도시된 블록도,1 is a block diagram showing the configuration of a motor current control apparatus for a vehicle according to the related art;

도 2 는 본 발명에 따른 자동차의 모터 전류 제어장치의 구성이 도시된 블록도,2 is a block diagram showing the configuration of a motor current control apparatus for a vehicle according to the present invention;

도 3 는 본 발명에 따른 자동차의 모터 전류 제어장치의 가변증폭장치에서 측정된 가변전압을 표시한 파형도이다.3 is a waveform diagram showing a variable voltage measured in a variable amplifier of a motor current control apparatus for a vehicle according to the present invention.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명><Explanation of symbols on main parts of the drawings>

10: 전류센서 20: 전압분배기 10: current sensor 20: voltage divider

30: 가변증폭회로 40: 로패스 필터30: variable amplifier circuit 40: low pass filter

50; 마이크로 프로세서 51: 칼만필터부50; Microprocessor 51: Kalman Filter

52: 전류 제어부 52: current control unit

본 발명은 자동차의 모터 전류 제어장치에 관한 것으로서, 모터에 공급되는 전류에 포함되는 미소전류에 대한 전압을 줄여 정확한 센서값을 획득하기 위해, 상기 센서값을 증폭하여 상기 미소전류에 대한 전압을 칼만필터를 적용하여 제거하는 자동차의 모터 전류 제어장치에 관한 것이다.The present invention relates to a motor current control apparatus of an automobile, in order to reduce the voltage for the microcurrent included in the current supplied to the motor to obtain an accurate sensor value, the sensor value is amplified and the Kalman voltage for the microcurrent is amplified. The present invention relates to a motor current control device for an automobile in which a filter is applied and removed.

종래 발명에 따른 자동차의 모터 전류 제어장치는 도 1 에 도시된 바와 같이, 모터에 공급되는 전류를 센싱하여 센서값을 출력하는 전류센서(1)와, 상기 센서값을 전압 분배하는 전압분배기(2)와, 상기 분배된 전압에 포함되는 고주파 노이즈 성분에 대한 전압을 제거하는 로패스(저역통과) 필터(3)와, 로패스 필터(3)로부터 공급되는 상기 고주파 노이즈 성분이 제거된 상기 분배된 전압을 기초하여 모터에 공급되는 전류를 제어하는 마이크로 프로세서(4)를 포함한다. As shown in FIG. 1, an apparatus for controlling a motor current of a vehicle according to the related art includes a current sensor 1 for sensing a current supplied to a motor and outputting a sensor value, and a voltage divider 2 for voltage-dividing the sensor value. ), A low pass (low pass) filter 3 for removing a voltage for the high frequency noise component included in the divided voltage, and the divided high frequency noise component supplied from the low pass filter 3 is removed. And a microprocessor 4 which controls the current supplied to the motor based on the voltage.

상기 전압분배기(2)는 적어도 하나의 저항을 이용하여 상기 센서값을 전압분배한다.The voltage divider 2 divides the sensor value using at least one resistor.

상기 로패스 필터(3)는 상기 분배된 전압을 기초하여 기준 설정된 주파수 이상의 고주파 노이즈 성분을 필터링 한다. The low pass filter 3 filters a high frequency noise component of a frequency higher than or equal to a reference frequency based on the divided voltage.

그러나, 상기와 같은 종래의 자동차의 모터 전류 제어장치는 로패스 필터에서 전류에 포함되는 미약한 노이즈 성분이 기준 설정된 주파수 이하인 경우 필터링이하지 못하고 모터로 공급됨에 따라 모터의 회전에 의한 고주파 진동을 발생시키고, 모터로 공급되는 상기 분배된 전압의 전류를 제어함에 있어서 리플성분(노이즈 전류)가 나타나는 문제점이 있다.However, the conventional motor current control apparatus of a vehicle as described above generates high frequency vibration due to the rotation of the motor as it is supplied to the motor without filtering when the weak noise component included in the current in the low pass filter is lower than the reference frequency. And a ripple component (noise current) appears in controlling the current of the divided voltage supplied to the motor.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 모터의 공급되는 전류에 대한 리플 성분을 줄이고 정확한 센서값을 산출하기 위해 가변증폭회로를 사용하여 상기 센서값을 증폭하고, 칼만필터를 적용하여 상기 증폭된 센서값에 포함되는 미소전류를 제거하는 자동차의 모터 전류 제어장치를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems of the prior art, amplifies the sensor value by using a variable amplifier circuit to reduce the ripple component of the current supplied to the motor and to calculate the correct sensor value, Kalman filter It is an object of the present invention to provide a motor current control device for a vehicle to remove the micro current included in the amplified sensor value by applying a.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 자동차의 모터 전류 제어장치는 모터에 공급되는 전류에 기초하여, 센서값을 생성하는 전류 센서와, 상기 센서값을 전압 분배하여 분배전압을 출력하는 전압분배기와, 상기 분배전압을 소정의 이득만큼 증폭하여 증폭전압을 출력하는 가변증폭회로와, 상기 증폭전압에 포함되는 고주파 노이즈가 제거된 필터전압을 출력하는 로패스(저역통과) 필터와, 상기 필터전압을 기초하여 상기 모터에 공급되는 전류 및 상기 가변증폭회로에 상기 소정의 이득이 가변되도록 제어하는 마이크로 프로세서를 포함하는 것을 특징으로 한다. Motor current control apparatus for a vehicle according to the present invention for solving the above problems is a current sensor for generating a sensor value based on the current supplied to the motor, and a voltage divider for voltage-dividing the sensor value to output a divided voltage And a variable amplifier circuit for amplifying the divided voltage by a predetermined gain and outputting an amplification voltage, a low pass filter for outputting a filter voltage from which high frequency noise is included in the amplified voltage, and the filter voltage. And a microprocessor for controlling the current to be supplied to the motor and the variable gain circuit to vary the predetermined gain.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하면 다음과 같다. 도 2 는 본 발명에 따른 자동차의 모터 전류 제어장치의 구성이 도시된 블록도이고, 도 3 는 본 발명에 따른 자동차의 모터 전류 제어장치의 가변증폭장치에서 측정된 가변전압을 표시한 파형도이다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. Figure 2 is a block diagram showing the configuration of the motor current control apparatus of a vehicle according to the invention, Figure 3 is a waveform diagram showing the variable voltage measured in the variable amplifier of the motor current control apparatus of the vehicle according to the present invention. .

본 발명에 따른 자동차의 모터 전류 제어장치는 도 2에 도시된 바와 같이, 모터에 공급되는 전류에 기초하여, 센서값을 생성하는 전류 센서(10)와, 상기 센서값을 전압 분배하여 분배전압을 출력하는 전압분배기(20)와, 상기 분배전압을 소정의 이득만큼 증폭하여 증폭전압을 출력하는 가변증폭회로(30)와, 상기 증폭전압에 포함되는 고주파 노이즈가 제거된 필터전압을 출력하는 로패스(저역통과) 필터(40)와, 상기 필터전압을 기초하여 상기 모터에 공급되는 전류 및 상기 가변증폭회로에 상기 소정의 이득이 가변되도록 제어하는 마이크로 프로세서(50)를 포함한다.As shown in FIG. 2, the motor current control apparatus for a motor vehicle according to the present invention includes a current sensor 10 that generates a sensor value based on a current supplied to a motor, and divides the sensor value by voltage division. A voltage divider 20 for outputting, a variable amplifier circuit 30 for amplifying the divided voltage by a predetermined gain and outputting an amplification voltage, and a low pass for outputting a filter voltage from which high frequency noise included in the amplified voltage is removed. (Low pass) filter 40, and a microprocessor 50 for controlling the current to be supplied to the motor and the variable gain circuit to vary the predetermined gain based on the filter voltage.

상기 전류센서(10)는 모터로 공급되는 전류에 대한 유도전류를 증폭하여 상기 센서값을 출력한다.The current sensor 10 amplifies the induced current for the current supplied to the motor and outputs the sensor value.

상기 전압분배기(10)는 적어도 하나의 저항을 이용하여 상기 센서값을 전압분배하여 분배전압을 출력한다.The voltage divider 10 divides the sensor value using at least one resistor and outputs a divided voltage.

상기 가변증폭회로(30)는 상기 마이크로 프로세서(50)를 통해 인가되는 제어신호에 따라 상기 소정의 이득을 가변시킨다.The variable amplifier circuit 30 varies the predetermined gain in accordance with a control signal applied through the microprocessor 50.

즉, 상기 가변증폭회로(30)는 상기 소정의 이득을 가변시키기 위한 정보가 저장되어 있다.That is, the variable amplifier circuit 30 stores information for varying the predetermined gain.

상기 가변증폭회로(30)는 상기 제어신호에 따라 가변된 상기 소정의 이득만큼 상기 분배전압을 증폭하여 상기 증폭전압을 출력한다.The variable amplifier circuit 30 amplifies the divided voltage by the predetermined gain, which is variable according to the control signal, and outputs the amplified voltage.

상기 로패스 필터(40)는 상기 가변증폭회로(30)를 통해 증폭된 상기 증폭전압에 포함되는 고주파 노이즈를 제거하고 상기 필터전압을 출력한다.The low pass filter 40 removes high frequency noise included in the amplified voltage amplified by the variable amplifier circuit 30 and outputs the filter voltage.

상기 마이크로 프로세서(50)는 상기 필터전압에 포함되는 미소전류에 대한 전압이 제거된 조절신호를 생성하는 칼만필터부(51)와, 상기 조절신호를 통해 상기 가변증폭회로(30)로 상기 소정의 이득이 가변되는 신호를 출력하는 전류 제어부(52)를 포함한다.The microprocessor 50 is a Kalman filter unit 51 for generating a control signal from which the voltage for the microcurrent included in the filter voltage is removed, and the predetermined signal to the variable amplifier circuit 30 through the control signal. And a current controller 52 for outputting a signal whose gain is variable.

일반적으로 사용되는 칼만필터는 최소자승법(Least Square Method)를 사용해서 실시간으로 잡음(Noise) 운동 방정식(equations of mothion)을 가진 시간에 따른 방향(time-dependent solution)이다. A commonly used Kalman filter is a time-dependent solution with the Noise equation of mothion in real time using the Least Square Method.

또한, 칼만필터부는 하나의 시스템이 시간에 따른 변화를 적절하게 예측할 수 있도록 잡음(noise)으로부터 신호(signal)를 찾아내기 위해 사용된다.In addition, the Kalman filter unit is used to find a signal from noise so that one system can properly predict changes over time.

상기 칼만필터부(51)는 현재의 상기 소정의 이득 및 적어도 하나의 저장된 상기 필터전압의 이득을 기초하여 모터에 공급되는 전류를 환산하여 조절신호를 생성한다.The Kalman filter unit 51 generates an adjustment signal by converting a current supplied to the motor based on the current predetermined gain and the gain of at least one stored filter voltage.

또한, 상기 칼만필터부(51)는 상기 조절신호를 상기 전류 제어부(52)로 인가한다.In addition, the Kalman filter unit 51 applies the control signal to the current control unit 52.

상기 전류 제어부(52)는 상기 조절신호에 따라 상기 가변증폭회로(30)로 상기 소정의 이득이 가변되는 신호를 출력한다.The current controller 52 outputs a signal in which the predetermined gain is variable to the variable amplifier circuit 30 according to the control signal.

본 발명에 따른 자동차의 모터 전류 제어장치는 도 3에 도시된 바를 설명하 면, a 선은 전류센서를 통해 측정되는 센서값을 표시한 선이고, b 선은 가변증폭회로를 통해 측정되는 소정의 이득 변화를 표시한 선이고, c 선은 로패스 필터를 통해 마이크로 프로세서로 인가되는 필터전압의 변화를 표시한 선이다.Referring to FIG. 3, the motor current control apparatus for a motor vehicle according to the present invention is a line indicating a sensor value measured through a current sensor, and a line b is a predetermined value measured through a variable amplifier circuit. The line showing the change in gain, and the line c shows the change in the filter voltage applied to the microprocessor through the low pass filter.

또한, A 구간, B 구간, C 구간에 나타난 상기 필터전압은 일정하게 되어있다.Further, the filter voltages shown in section A, section B, and section C are constant.

여기서, A 구간 및 C 구간은 미소 전류의 변화를 가지며 그에 따라 상기 센서값이 낮아지므로 상기 소정의 이득을 높여 상기 필터전압을 유지하고, B 구간은 대 전류가 측정됨에 따라 상기 소정의 이득을 낮춰 상기 필터전압을 유지한다.Here, the A section and the C section have a small current change and accordingly the sensor value is lowered, so that the predetermined gain is increased to maintain the filter voltage, and the B section is lowered the predetermined gain as the large current is measured. The filter voltage is maintained.

상기와 같이 구성된 본 발명의 동작을 살펴보면 다음과 같다. Looking at the operation of the present invention configured as described above are as follows.

전류센서(10)는 모터로 공급되는 전류를 센서값으로 변환하여 출력한다.The current sensor 10 converts the current supplied to the motor into a sensor value and outputs it.

전압분배기(20)는 상기 센서값을 적어도 하나의 저항으로 전압을 분배하여 분배전압을 가변증폭회로(30)로 인가한다.The voltage divider 20 distributes the sensor value to at least one resistor and applies the divided voltage to the variable amplifier circuit 30.

상기 가변증폭회로(30)는 상기 분배전압을 입력받고 소정의 이득만큼 증폭한 증폭전압을 로패스 필터(40)로 인가한다.The variable amplifier circuit 30 receives the divided voltage and applies an amplified voltage amplified by a predetermined gain to the low pass filter 40.

이때, 상기 가변증폭회로(30)의 상기 소정의 이득 변화는 마이크로 프로세서(50)의 상기 소정의 이득이 가변되는 신호에 따라 결정된다.In this case, the predetermined gain change of the variable amplifier circuit 30 is determined according to a signal in which the predetermined gain of the microprocessor 50 is variable.

상기 로패스 필터(40)는 상기 가변전압에 포함되는 고주파 노이즈 성분을 제거하고 필터전압을 상기 마이크로 프로세서(50)로 인가한다.The low pass filter 40 removes high frequency noise components included in the variable voltage and applies a filter voltage to the microprocessor 50.

상기 마이크로 프로세서(50)는 상기 필터전압을 칼만필터부(51)로 인가한다.The microprocessor 50 applies the filter voltage to the Kalman filter unit 51.

상기 칼만필터부(51)는 상기 소정의 이득과 상기 필터전압에 기초하여 전류 제어부(52)로 상기 조절신호를 인가한다.The Kalman filter unit 51 applies the adjustment signal to the current control unit 52 based on the predetermined gain and the filter voltage.

상기 전류 제어부(52)는 상기 조절신호에 따라 상기 소정의 이득이 가변되는 신호를 상기 가변증폭회로(30)로 인가한다.The current controller 52 applies a signal whose variable gain is variable according to the control signal to the variable amplifier circuit 30.

이때, 상기 가변증폭회로(30)는 상기 소정의 이득이 가변되는 신호에 따라 상기 소정의 이득을 변화시켜, 상기 센서값을 증폭하여 증폭전압을 출력하게 된다.In this case, the variable amplification circuit 30 changes the predetermined gain according to a signal in which the predetermined gain is variable, amplifies the sensor value, and outputs an amplified voltage.

여기서, 상기 가변증폭회로(30)는 상기의 과정을 반복하게 된다.Here, the variable amplification circuit 30 repeats the above process.

이때, 상기 칼만필터부(51)는 반복되어 입력되는 상기 필터전압을 저장하고, 상기 소정의 이득을 기초하여 상기 미소전류에 대한 노이즈를 제거하게 된다.In this case, the Kalman filter unit 51 stores the filter voltage repeatedly input and removes noise for the microcurrent based on the predetermined gain.

이상과 같이 본 발명에 의한 자동차의 모터 전류 제어장치을 예시된 도면을 참조로 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 본 발명은 한정되지 않고, 기술사상이 보호되는 범위 이내에서 응용될 수 있다. As described above, the motor current control apparatus for an automobile according to the present invention has been described with reference to the illustrated drawings, but the present invention is not limited by the embodiments and drawings disclosed herein, and may be applied within the scope of the technical idea. have.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 자동차의 모터 전류 제어장치는 모터에 공급되는 전류에 포함되는 미소전류 변화에 따른 마이크로 프로세서를 포함한 전체 시스템 연산에 대한 부하를 주지않고 전류센서를 통한 센서값에 포함된 노이즈를 제거함으로써, 노이즈에 의한 모터의 진동을 줄여 사용자에게 안락함을 제공하고, 노이즈를 제거함으로서 에너지 효율을 증가시키고, 성능이 향상된 자동차를 제공하는 효과가 있다. The motor current control apparatus for a vehicle according to the present invention configured as described above is included in a sensor value through a current sensor without applying a load to the entire system operation including a microprocessor according to a microcurrent change included in a current supplied to a motor. By removing the noise, it is possible to reduce the vibration of the motor due to the noise to provide comfort to the user, remove the noise to increase energy efficiency, and provide an improved vehicle performance.

Claims (3)

모터에 공급되는 전류에 기초하여, 센서값을 생성하는 전류 센서와;A current sensor for generating a sensor value based on a current supplied to the motor; 상기 센서값을 전압 분배하여 분배전압을 출력하는 전압분배기와;A voltage divider configured to voltage divide the sensor value and output a divided voltage; 상기 분배전압을 소정의 이득만큼 증폭하여 증폭전압을 출력하는 가변증폭회로와;A variable amplifier circuit for amplifying the divided voltage by a predetermined gain and outputting an amplified voltage; 상기 증폭전압에 포함되는 고주파 노이즈가 제거된 필터전압을 출력하는 로패스(저역통과) 필터와;A low pass filter for outputting a filter voltage from which high frequency noise included in the amplification voltage is removed; 상기 필터전압을 기초하여 상기 모터에 공급되는 전류 및 상기 가변증폭회로에 상기 소정의 이득이 가변되도록 제어하는 마이크로 프로세서를 포함하는 자동차의 모터 전류 제어장치.And a microprocessor for controlling the current to be supplied to the motor and the predetermined gain to be varied in the variable amplifier circuit based on the filter voltage. 제 2 항에 있어서, The method of claim 2, 상기 마이크로 프로세서는 상기 필터전압에 포함되는 미소전류에 대한 전압이 제거된 조절신호를 생성하는 칼만필터부와, 상기 조절신호를 통해 상기 가변증폭회로로 상기 소정의 이득이 가변되는 신호를 출력하는 전류 제어부를 포함하는 자동차의 모터 전류 제어장치. The microprocessor includes a Kalman filter unit generating a control signal from which a voltage for the micro current included in the filter voltage is removed, and a current outputting a signal whose predetermined gain is variable to the variable amplifier circuit through the control signal. Motor current control device for a vehicle comprising a control unit. 제 3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 칼만필터부는 현재의 상기 소정의 이득 및 적어도 하나의 저장된 상기 필터전압의 이득을 기초하여 모터에 공급되는 전류를 환산하여 상기 조절신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 자동차의 모터 전류 제어장치.And the Kalman filter unit converts the current supplied to the motor based on the present predetermined gain and the gain of the at least one stored filter voltage to generate the adjustment signal.
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