KR100851141B1 - An offset correcting method for a hybrid vehicle's motor - Google Patents

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KR100851141B1 KR1020070046655A KR20070046655A KR100851141B1 KR 100851141 B1 KR100851141 B1 KR 100851141B1 KR 1020070046655 A KR1020070046655 A KR 1020070046655A KR 20070046655 A KR20070046655 A KR 20070046655A KR 100851141 B1 KR100851141 B1 KR 100851141B1
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Abstract

An offset correcting method of a position sensor for a permanent magnet synchronous motor is provided to save costs for offset detection by correcting offset automatically. An offset correcting method of a position sensor for a permanent magnet synchronous motor includes the steps of: checking existence of offset data in a motor controller which is turned on; determining starting of automatic correction if the offset data exists; determining normality of a range of a motor speed; applying a zero current regardless of a torque instruction inputted from a controller and searching the offset using an algorithm for determining whether the offset is within tolerance or not; repeating above steps as many as a predetermined number if the offset is within tolerance; determining whether the offset is detected uniformly or not; and removing offset diagnosis data if uniform offset is detected and storing automatic correction data.

Description

하이브리드 차량용 영구자석 동기모터 위치센서 오프셋 보정방법 {an offset correcting method for a hybrid vehicle's motor}Permanent magnet synchronous motor position sensor offset sensor for hybrid vehicle {an offset correcting method for a hybrid vehicle's motor}

도 1은 역기전력 파형과 회전자 위치각 관계를 나타낸 그래프1 is a graph showing the relationship between the back EMF waveform and the rotor position angle

도 2는 종래의 레졸버 캘리브레션 툴에 의한 오프셋 보정장치의 구성도2 is a block diagram of an offset correction apparatus using a conventional resolver calibration tool

도 3은 본 발명의 위치센서 오프셋 자동보정 로직 블럭선도Figure 3 is a position block offset automatic correction logic block diagram of the present invention

도 4는 본 발명의 한 실시예의 위치센서 오프셋 자동보정 순서도Figure 4 is a flow chart of position sensor offset automatic correction of an embodiment of the present invention

도 5는 동 실시예의 위치센서 오프셋 자동보정시 파형도Figure 5 is a waveform diagram when the position sensor offset automatic correction of the embodiment

도 6은 황금분할법에 의한 탐색 그래프6 is a search graph by the golden division method

도 7은 황금분할법에 의한 탐색 순서도7 is a flow chart of searching by golden division method

도 8은 본 발명의 탐색 알고리즘에 의한 오프셋 탐색 예시도8 illustrates an offset search by the search algorithm of the present invention.

도 9는 영구자석 동기모터의 전류벡터 관계도9 is a current vector relationship diagram of a permanent magnet synchronous motor

도 10은 영구자석 동기모터의 위치센서 오프셋 상태도10 is a position sensor offset state diagram of a permanent magnet synchronous motor

본 발명은 하이브리드 차량용 영구자석 동기모터 위치센서 오프셋 보정방법에 관한 것으로, 더 자세하게는 모터의 차량장착 과정에서 필연적으로 발생하는 위치센서 오프셋을 외부장비 또는 모터제어기 내부의 측정회로에 의하지 않고 소프트웨어적으로 자동으로 보정할 수 있도록 한 것에 관한 것이다.The present invention relates to a permanent magnet synchronous motor position sensor offset correction method for a hybrid vehicle. More specifically, the position sensor offset inevitably generated during the vehicle mounting process of the motor is not software-externally measured by an external device or a measurement circuit inside the motor controller. It is about making corrections automatically.

본 발명이 관계하는 영구자석 동기모터 (PMSM;Permanent Magnet Synchronous Motor)는 고출력, 고효율 특성을 가지는 모터로서 산업용 및 하이브리드 전기자동차용으로 광범위하게 사용되고 있다.Permanent magnet synchronous motor (PMSM) to which the present invention relates is widely used for industrial and hybrid electric vehicles as a motor having high output and high efficiency characteristics.

상기 영구자석 동기모터(PMSM)는 회전자 영구자석의 방향을 기준으로 토크분 q축 전류와 이에 직교하는 자속분 q축 전류를 인가하여 제어하므로 모터 회전자의 회전각 측정이 반드시 필요하게 되고, 이를 위해서 레졸버 등의 절대값 회전자 위치 센서가 사용된다.The permanent magnet synchronous motor (PMSM) is controlled by applying the torque q-axis current and the magnetic flux q-axis current perpendicular to the direction based on the direction of the rotor permanent magnet, it is necessary to measure the rotation angle of the motor rotor, For this purpose, an absolute rotor position sensor such as a resolver is used.

그런데 모터 회전자 위치센서로부터 측정되는 위치값은 센서 자체의 오차가 존재할 뿐만 아니라 모터에 장착될 때 발생하는 조립 공차로 인하여 실제값과 달리 오프셋을 포함하며, 오프셋이 포함된 회전자 위치각은 이를 기준으로 제어되는 모터 전압과 전류에 오차를 가져오므로 토크 제어오차와 운전 효율 저하를 야기시키게 된다.However, the position value measured from the motor rotor position sensor not only includes an error of the sensor itself but also includes an offset unlike the actual value due to assembly tolerances generated when the motor is mounted on the motor. Errors in the motor voltage and current controlled as a reference cause torque control errors and lower operating efficiency.

따라서 정확한 모터 제어를 위해서는 위치센서 오프셋의 보정이 필요하게 되는데, 종래에 있어서 상기 영구자석 동기모터 회전자 위치센서의 오프셋 보정은 모터를 외력으로 회전시킨 상태에서 모터 단자에 측정되는 유기전압을 외부 측정장비 또는 모터제어기 내부에 구비된 측정회로에 입력시킴으로써 위치센서 오프셋을 구 하여 그 값이 영이 되도록 위치센서의 부착위치를 기계적으로 조정하는 방법이나 그 값을 모터제어기 내부에 저장하고 소프트웨어적으로 위치센서 정보에 차감하여 제어하는 방법을 사용하였다.Therefore, in order to accurately control the motor, it is necessary to correct the position sensor offset. In the related art, the offset correction of the position sensor of the permanent magnet synchronous motor rotor externally measures the induced voltage measured at the motor terminal while the motor is rotated by an external force. Obtain the position sensor offset by inputting it to the measuring circuit provided in the equipment or the motor controller, and adjust the attachment position of the position sensor mechanically so that the value becomes zero. A method of subtracting and controlling information was used.

상기 두 경우에 모터의 실제 영위치는 유기전압 파형의 영 통과점(zero crossing point)을 기준으로 산출되며, 위치센서 오프셋은 상기 실제 영위치와 동기되는 시점의 센서 출력값으로 산출된다.In both cases, the actual zero position of the motor is calculated based on the zero crossing point of the induced voltage waveform, and the position sensor offset is calculated as the sensor output value at the point of time synchronized with the actual zero position.

즉, 정지 좌표계에서 나타낸 3상 영구자석 동기모터의 전압방정식은 아래의 식(1)과 같으므로 모터 단자를 개방하여 회전시킨 상태에서 a상과 b상의 선간전압(Vab,LL)을 측정하면 아래의 식(2)와 같은 역기전력이 관측되고, 이 때 도 1과 같은 측정 파형에서 음의 기울기로 영을 통과하는 점의 위치각이 -p/6 (rad)임을 알 수 있다.That is, the voltage equation of the three-phase permanent magnet synchronous motor shown in the stationary coordinate system is as shown in the following equation (1). Therefore, if the line voltage (V ab, LL ) is measured between the a and b phases with the motor terminal open and rotated , The counter electromotive force is observed as shown in Equation (2) below, and it can be seen that the position angle of the point passing through zero with a negative slope in the measurement waveform shown in FIG. 1 is -p / 6 (rad).

종래 기술에서는 상기 영점에서 위치센서 출력값이 -p/6 (rad)이 되도록 위치센서의 부착위치를 기계적으로 조정하거나 상기 영점에서의 위치센서 출력값을 기억한 후 위치센서 출력값에 차감함으로써 보정된 위치정보를 산출한다.In the prior art, the position information corrected by mechanically adjusting the attachment position of the position sensor such that the position sensor output value is -p / 6 (rad) at the zero point or storing the position sensor output value at the zero point and subtracting the position sensor output value To calculate.

* 식(1)Formula (1)

Figure 112007035481114-pat00001
Figure 112007035481114-pat00001

* 식(2)Equation (2)

Figure 112007035481114-pat00002
Figure 112007035481114-pat00002

vas , vbs , vbs : a, b, c상 전압v as , v bs , v bs : a, b, c phase voltage

ias , ibs , ibs : a, b, c상 전류i as , i bs , i bs : a, b, c phase current

q: 회전자 위치각 (rad), w: 모터 회전수(rad/s)q: rotor position angle (rad), w: motor speed (rad / s)

Rs: 상 저항, L : 상 인덕턴스Rs: phase resistance, L: phase inductance

그러나 상기 종래의 위치센서 오프셋 보정방법은 별도의 측정용 장비(보정 툴) 또는 내부 측정회로가 소요되므로 비용 또는 원가가 증가하게 되는 문제가 있었고, 조립 또는 교체 과정 중 모터단자의 유기전압 측정을 위하여 모터와 측정용 장비간 와이어링을 연결하는 작업이 필요하므로 조립성 및 생산성이 저하되는 문제점이 있었다.However, since the conventional position sensor offset correction method requires a separate measurement device (calibration tool) or an internal measurement circuit, there is a problem in that cost or cost increases, and for measuring an induced voltage of a motor terminal during an assembly or replacement process. Since there is a need to connect the wiring between the motor and the measuring equipment, there was a problem in that the assembly and productivity are reduced.

도 2에는 보정 툴의 하나인 레졸버 캘리브레이션(Calibration) 툴을 이용한 오프셋 보정장치의 구성도가 도시되어 있는 바, 영 통과점(Zero-Crossing) 검출기, 동작 개시 스위치, 완료 표시등을 구비하는 이 보정 툴은 역기전력 파형과 레졸버 측정위치를 비교하여 위치공차(오프셋)를 측정 및 저장하며, 보정작업 완료후 위치정보는 오프셋이 반영된 정확한 값을 가지게 되므로 기계적인 조정이 불필요하게 된다.(관련특허: 10-0440166-0000, 한국 레졸버 위상 측정장치 및 방법, 현대자동차, 김상환)Fig. 2 shows a schematic diagram of an offset correction device using a resolver calibration tool, which is one of the correction tools, which includes a zero-crossing detector, an operation start switch, and a completion indicator. The tool compares the counter electromotive force waveform and the resolver measurement position to measure and store the position tolerance (offset) .After the completion of the calibration operation, the position information has the correct value reflecting the offset, so that mechanical adjustment is unnecessary. 10-0440166-0000, Korea Resolver Phase Measurement Apparatus and Method, Hyundai Motor, Kim Sang Hwan)

본 발명은 상기 종래의 문제점을 감안하여 안출한 것이며, 그 목적이 엔진과 모터를 함께 사용하는 하이브리드 차량에 있어서, 모터의 차량장착 과정에서 필연적으로 발생하는 위치센서 오프셋을 외부장비 또는 모터제어기 내부의 측정회로에 의하지 않고 소프트웨어적으로 자동으로 보정할 수 있도록 하는 하이브리드 차량용 영구자석 동기모터 위치센서 오프셋 보정방법을 제공하는 데에 있는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-described problems, and its object is to provide a position sensor offset which is inevitably generated in a vehicle mounting process of a motor in a hybrid vehicle using an engine and a motor. The purpose of the present invention is to provide a method for offsetting the position sensor offset of a permanent magnet synchronous motor for a hybrid vehicle that can be automatically corrected by software without using a measurement circuit.

이하 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구체적인 기술내용을 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, specific technical contents of the present invention for achieving the above object are as follows.

도 3에는 본 발명의 한 실시예의 위치센서 오프셋 자동보정 로직 블럭선도가 도시되어 있고, 도 4에는 본 발명의 한 실시예의 위치센서 오프셋 자동보정 순서도가 도시되어 있는 바, 본 발명의 하이브리드 차량용 영구자석 동기모터 위치센서 오프셋 자동보정방법은 Figure 3 shows the position sensor offset automatic correction logic block diagram of an embodiment of the present invention, Figure 4 shows a position sensor offset automatic correction flowchart of an embodiment of the present invention, the permanent magnet for a hybrid vehicle of the present invention Synchronous motor position sensor offset automatic correction method

오프셋 정보를 저장할 수 있는 내부 메모리를 가지는 모터제어기의 전원이 온인 상태에서 오프셋 정보 존재를 확인하는 제1단계;A first step of confirming existence of offset information in a state where a power of a motor controller having an internal memory capable of storing offset information is turned on;

오프셋 정보가 존재하면 자동보정 개시를 판단하는 제2단계;Determining a start of automatic correction if offset information exists;

모터속도 범위가 정상 여부를 판단하는 제3단계;A third step of determining whether the motor speed range is normal;

모터속도 범위가 정상인 경우 차량제어기로부터 입력되는 토크지령과 관계없이 영전류를 인가하고 오프셋 탐색 알고리즘을 사용하여 오프셋을 탐색한 후 공차 이내인가를 판단하는 제4단계;A fourth step of applying a zero current regardless of a torque command input from the vehicle controller when the motor speed range is normal, and searching for an offset using an offset search algorithm and then determining whether it is within a tolerance;

공차 이내이면 제3단계 및 제4단계를 설정횟수까지 반복하는 제5단계;A fifth step of repeating the third step and the fourth step up to a set number of times if within tolerance;

설정횟수를 반복을 마친 후에 측정치가 균일한가를 판단하는 제6단계;A sixth step of determining whether the measured value is uniform after repeating the set number of times;

측정치가 균일하면 오프셋 진단정보를 삭제하고 자동보정 정보를 저장하는 제7단계;로 이루어진 것이다.If the measured value is uniform, the seventh step of deleting the offset diagnostic information and storing the automatic correction information.

또한 상기 제1단계에서 오프셋 정보가 존재하지 않으면 오프셋 진단정보를 발생한 후 자동보정 개시를 판단하고, 제3단계에서 모터속도 범위가 정상이 아닌 경우에도 오프셋 진단정보를 발생한 후 자동보정 개시를 판단하며, 제4단계에서 공차 이내가 아닌 경우에도 오프셋 진단정보를 발생한 후 자동보정 개시를 판단한다.In addition, if offset information does not exist in the first step, after the offset diagnosis information is generated, it is determined to start automatic correction.In the third step, even when the motor speed range is not normal, the automatic diagnosis starts after the offset diagnosis information is generated. In the fourth step, even when not within the tolerance, the start of automatic correction is determined after the offset diagnosis information is generated.

전술한 바와 같이 모터 위치센서 오프셋은 통상 센서자체 오차 및 조립공차에 의하여 일정 범위 내에 산포하게 되는데, 이 경우 모터의 단순 구동은 가능하지만 토크제어 정밀도 및 운전효율이 저하되고 전체 운전영역에 대한 제어성이 확보되지 않으므로 보정작업이 필수적이다.As described above, the motor position sensor offset is normally distributed within a certain range due to the sensor's own error and assembly tolerance. In this case, the simple driving of the motor is possible, but the torque control accuracy and operation efficiency are deteriorated and the controllability of the entire operating area is reduced. Since this is not secured, a correction is necessary.

본 발명에 있어서는 오프셋 정보를 저장할 수 있는 내부 메모리를 가지는 모터제어기에 전원 투입시 해당 정보가 존재하는 지를 판단한 후 오프셋 정보가 있는 경우 자동보정 개시를 판단하고, 오프셋 정보가 없는 경우 고장진단 정보를 발생시켜 오프셋 자동보정의 실시 필요성을 외부에 알리고 자동보정 개시를 판단한다.In the present invention, when the power is supplied to a motor controller having an internal memory capable of storing the offset information, it is determined whether the corresponding information exists, and if there is offset information, the automatic correction start is determined, and if there is no offset information, fault diagnosis information is generated. Inform the outside of the necessity of performing the offset automatic correction and determine the start of the automatic correction.

본 발명에 있어서 오프셋 자동보정은 엔진이 일정 회전수(예: 500~1500rpm)로 공회전 상태에 있을 때, 차량정비용 스캐너 등 외부에서 작동 의지를 전달할 수 있는 방법을 통하여 기능수행을 지시함으로서 개시되며, 기능 수행 중에 모터제어 기는 차량제어기로부터 입력되는 토크지령을 무시하고 모터전류가 영이 되도록 제어한다.In the present invention, the offset automatic correction is initiated by instructing the function to be performed through a method that can transmit the operation will from the outside, such as a vehicle maintenance scanner, when the engine is idle at a predetermined speed (for example, 500 to 1500 rpm). During motor control, the motor controller ignores the torque command from the vehicle controller and controls the motor current to zero.

상기 제어 중에 탐색 알고리즘에 의하여 오프셋이 탐색되고, 이를 일정 회수 반복 실시하여 평균값이 허용 공차 범위내의 안정된 값을 가지면 내부 메모리에 그 값을 기억시킨 후 기능 종료 및 정상 운전조건으로 복귀한다.During the control, the offset is searched by the search algorithm. If the average value has a stable value within the allowable tolerance range, the value is stored in the internal memory and then returned to the function termination and normal operation condition.

기능수행 도중 탐색 결과의 정확도가 확보되지 않는 경우 미완료 상태로 종결된다.If the accuracy of the search result is not secured during the function execution, it is terminated in an incomplete state.

모터를 교체하는 경우에는 오프셋이 변경되고, 모터제어기를 교체하는 경우에는 기록된 오프셋이 존재하지 않으므로 상기 자동보정을 재수행한다.When the motor is replaced, the offset is changed, and when the motor controller is replaced, since the recorded offset does not exist, the automatic correction is performed again.

위치센서 오프셋을 고려한 모터의 d-q 동기좌표계 전압방정식은 아래의 식(3) 및 식(4)와 같으므로 모터 회전수, 전류 및 인가 전압과 모터 정수를 파악하면 위치센서 오프셋을 파악할 수 있다.The voltage equation of the d-q synchronous coordinate system of the motor considering the position sensor offset is as shown in Equation (3) and Equation (4) below. Therefore, the position sensor offset can be determined by determining the motor rotation speed, current, applied voltage, and motor constant.

여기서 모터 인가전압은 직접 측정이 곤란하므로 전압지령으로써 간접적으로 계산한다.Since the motor applied voltage is difficult to measure directly, it is calculated indirectly as a voltage command.

* 식(3)Equation (3)

Figure 112007035481114-pat00003
Figure 112007035481114-pat00003

* 식(4)Equation (4)

Figure 112007035481114-pat00004
Figure 112007035481114-pat00004

id : d축 전류, iq : q축 전류, i d : d-axis current, i q : q-axis current,

vd* : d축 전압 지령, vq* : q축 전압 지령,v d *: d-axis voltage command, v q *: q-axis voltage command,

a:회전자 위치 오프셋 (rad), w: 모터 회전수(rad/s)a: rotor position offset (rad), w: motor speed (rad / s)

본 발명에서는 회전상태에 있는 모터를 특정 전류패턴으로 제어하면서 모터전압 지령이 위치센서 오프셋이 영일 때의 모터전압 목표값과 일치하도록 오프셋을 자동으로 탐색한다.In the present invention, the motor voltage command is automatically searched for an offset so that the motor voltage command matches the motor voltage target value when the position sensor offset is zero while controlling the motor in the rotation state with a specific current pattern.

d축 지령전압의 목표값은 q축 전류와 d축 전류를 모두 영으로 하는 경우, 식(3)에 의하여 영이 되므로 출력함수를 영으로 하는 변수 a를 탐색함으로써 오프셋을 구할 수 있다.Since the target value of the d-axis command voltage is zero by the equation (3) when both the q-axis current and the d-axis current are zero, the offset can be obtained by searching for a variable a whose output function is zero.

본 발명에 있어서 출력함수를 영으로 하는 오프셋 탐색 알고리즘으로는 황금분할법(Golden section method) 등을 사용할 수 있으며, 오프셋 탐색은 지정된 회수(예를 들면 10회)를 반복하여 오차를 감소시켜 정확도를 확보하는데, 이 때 반복 중 탐색값의 편차가 지정치를 벗어나 균일성이 확보되지 않거나 모터 회전수가 지정조건을 벗어나는 경우 및 최종 평균이 허용 공차범위를 벗어나는 경우에는 부품의 불량 또는 조립 불량으로 판단하여 자동보정을 중단한다.In the present invention, an offset search algorithm of which the output function is zero may be used, such as a golden section method, and the offset search may be repeated by a specified number of times (for example, 10 times) to reduce the error to ensure accuracy. In this case, if the deviation of the search value during the repetition is out of the specified value and the uniformity is not secured, or if the motor rotation speed is out of the specified condition and the final average is out of the allowable tolerance range, it is judged as a defective part or a defective assembly and automatically corrected. Abort.

도 6에는 황금분할법에 의한 탐색 그래프가 도시되어 있고, 도 7에는 황금분할법에 의한 탐색 순서도가 도시되어 있는 바, 본 발명의 오프셋 탐색 알고리즘으로 사용할 수 있는 황금분할법(Golden section method)은 단일 변수를 갖는 함수가 최대, 최소 또는 영이 되도록 하는 변수를 탐색하는 방법이다.6 shows a search graph using the golden division method, and FIG. 7 shows a search flowchart using the golden division method. The golden section method, which can be used as the offset search algorithm of the present invention, represents a single variable. This is a way to search for variables that have a maximum, minimum, or zero function.

상기 황금분할법은 최초 탐색 범위의 하한과 상한을 정한 후 구간내 양측에서 황금비(0.61803) 만큼 떨어진 두 점의 함수값을 측정하여 그 값 중에서 목표값과 먼 점을 새로운 상한 또는 하한으로 설정하여 탐색을 반복하여 목표점을 찾는 탐색 방법이며, 황금분할법에서 탐색시 허용오차 (DX)는 반복회수(N)에 의존한다.The golden division method determines the lower and upper limits of the initial search range and then measures the function values of two points separated by the golden ratio (0.61803) from both sides of the section, and sets the point farthest from the target value as a new upper or lower limit. It is a search method that finds a target point repeatedly. In the golden division method, the tolerance (DX) in the search depends on the number of iterations (N).

Figure 112007035481114-pat00005
Figure 112007035481114-pat00005

참고적으로 영구자석 동기모터(PMSM)의 수학적 모델을 설명하면 다음과 같다.For reference, the mathematical model of the permanent magnet synchronous motor (PMSM) is as follows.

영구자석 동기모터(PMSM)는 전압 및 전류 공간벡터를 사용하여 아래의 고정자 전압방정식으로 나타낼 수 있다The permanent magnet synchronous motor (PMSM) can be represented by the stator voltage equation below using the voltage and current space vectors.

* 식 (P1)Formula (P1)

Figure 112007035481114-pat00006
Figure 112007035481114-pat00006

여기서 각 물리량과 전압 및 전류벡터의 정의는 다음과 같다.Here, the definition of each physical quantity, voltage and current vector is as follows.

Figure 112007035481114-pat00007
: 모터전압벡터
Figure 112007035481114-pat00008
: 상 인덕턴스,
Figure 112007035481114-pat00007
: Motor voltage vector
Figure 112007035481114-pat00008
: Phase inductance,

Figure 112007035481114-pat00009
: 모터 상저항
Figure 112007035481114-pat00010
: 모터 U, V, W 상전류,
Figure 112007035481114-pat00009
: Motor phase resistance
Figure 112007035481114-pat00010
: Motor U, V, W phase current,

Figure 112007035481114-pat00011
: 모터 전류벡터
Figure 112007035481114-pat00012
: 모터 U, V, W 상전압
Figure 112007035481114-pat00011
: Motor current vector
Figure 112007035481114-pat00012
: Motor U, V, W phase voltage

Figure 112007035481114-pat00013
: 코일에 쇄교하는 자속벡터
Figure 112007035481114-pat00013
: Magnetic flux vector to coil

Figure 112007035481114-pat00014
Figure 112007035481114-pat00014

Figure 112007035481114-pat00015
Figure 112007035481114-pat00015

코일의 쇄교자속을 고정자 전류 성분과 영구자석 성분으로 나누면 상기 식(P1)은 다음식으로 표현된다.When the linkage flux of the coil is divided into the stator current component and the permanent magnet component, the equation (P1) is expressed by the following equation.

* 식(P2)Formula (P2)

Figure 112007035481114-pat00016
Figure 112007035481114-pat00016

여기서

Figure 112007035481114-pat00017
은 영구자석 자속, q 은 회전자 위치 here
Figure 112007035481114-pat00017
Is the permanent magnet flux, q is the rotor position

도 9에는 영구자석 동기모터의 전류벡터 관계도가 도시되어 있는 바, 상기 영구자석 동기모터(PMSM)의 정지좌표계 전압방정식은 벡터회전연산자

Figure 112007035481114-pat00018
에 의하여 회전자 동기좌표계 상에서 다음과 같이 표현된다.9 shows a relationship diagram of the current vector of the permanent magnet synchronous motor. The static coordinate system voltage equation of the permanent magnet synchronous motor (PMSM) is a vector rotation operator.
Figure 112007035481114-pat00018
Is expressed as follows on the rotor synchronous coordinate system.

* 식(P3)Formula (P3)

Figure 112007035481114-pat00019
Figure 112007035481114-pat00019

여기서 회전자 동기표계상의 고정자 d, q축 전류에 대한 인덕턴스 Ld, Lq는 회전각과 관계없이 일정하므로 다음이 성립된다.Here, since the inductances Ld and Lq for the stator d and q-axis currents on the rotor synchronization table are constant regardless of the rotation angle, the following is established.

Figure 112007035481114-pat00020
Figure 112007035481114-pat00020

도 10에는 영구자석 동기모터의 위치센서 오프셋 상태도가 도시되어 있는 바, 위치센서로부터 측정된 회전자 위치에 오프셋 성분이 포함되어 있다고 가정하면 회전자 위치는 다음과 같다.10 shows the position sensor offset state diagram of the permanent magnet synchronous motor. Assuming that the offset component is included in the rotor position measured from the position sensor, the rotor position is as follows.

* 식(P4)Formula (P4)

Figure 112007035481114-pat00021
Figure 112007035481114-pat00021

이 때 동기 좌표계는 회전자 자속과 동기되지 않고 오프셋만큼 편차를 가지며, 동기좌표계 전압방정식은 식(P5)가 되며, 오프셋 보정은 상기의 오프셋 α를 측정하여 상쇄시키는 것이다.At this time, the synchronous coordinate system is not synchronized with the rotor magnetic flux and has a deviation by an offset. The synchronous coordinate system voltage equation becomes equation (P5), and the offset correction measures and offsets the offset?.

* 식(P5)Formula (P5)

Figure 112007035481114-pat00022
Figure 112007035481114-pat00022

이상에서와 같이 본 발명은 오프셋 정보를 저장할 수 있는 내부 메모리를 가지는 모터제어기에 전원 투입시 해당 정보가 존재하는 지를 판단한 후 오프셋 정보가 있는 경우 자동보정 개시를 판단하고, 오프셋 정보가 없는 경우 고장진단 정보 를 발생시켜 오프셋 자동보정의 실시 필요성을 외부에 알리고 자동보정 개시를 판단하는 것으로, 본 발명에 의하면 모터의 차량장착 과정에서 필연적으로 발생하는 위치센서 오프셋을 외부장비 또는 모터제어기 내부의 측정회로에 의하지 않고 소프트웨어적으로 자동으로 보정할 수 있게 되므로 오프셋 측정에 따른 비용을 절감할 수 있게 되어 원가절감에 기여할 수 있게 되고, 조립 또는 교체 과정 중 모터단자의 유기전압 측정을 위하여 모터와 측정용 장비간 와이어링을 연결하는 작업 등이 필요없게 되므로 조립성 및 생산성을 크게 향상시킬 수 있게 되는 등의 효과를 얻을 수 있게 된다.As described above, the present invention determines whether the corresponding information exists when the power is supplied to the motor controller having the internal memory capable of storing the offset information, and if there is offset information, determines the start of automatic correction, and if there is no offset information, the fault diagnosis is performed. By generating information to inform the outside of the necessity of performing the automatic offset correction and to determine the start of automatic correction, according to the present invention, the position sensor offset inevitably generated during the vehicle mounting process of the motor to the external circuit or the measurement circuit inside the motor controller It can be automatically corrected by software without the need to reduce the cost of offset measurement, which contributes to cost reduction, and can be used to measure the induced voltage of the motor terminal during assembly or replacement. No need to connect wiring, etc. It is possible to obtain effects such as being able to greatly improve the assembly properties and productivity.

Claims (3)

오프셋 정보를 저장할 수 있는 내부 메모리를 가지는 모터제어기의 전원이 온인 상태에서 오프셋 정보 존재를 확인하는 제1단계;A first step of confirming existence of offset information in a state where a power of a motor controller having an internal memory capable of storing offset information is turned on; 오프셋 정보가 존재하면 자동보정 개시를 판단하는 제2단계;Determining a start of automatic correction if offset information exists; 모터속도 범위가 정상 여부를 판단하는 제3단계;A third step of determining whether the motor speed range is normal; 모터속도 범위가 정상인 경우 차량제어기로부터 입력되는 토크지령과 관계없이 영전류를 인가하고 오프셋 탐색 알고리즘을 사용하여 오프셋을 탐색한 후 공차 이내인가를 판단하는 제4단계;A fourth step of applying a zero current regardless of a torque command input from the vehicle controller when the motor speed range is normal, and searching for an offset using an offset search algorithm and then determining whether it is within a tolerance; 공차 이내이면 제3단계 및 제4단계를 설정횟수까지 반복하는 제5단계;A fifth step of repeating the third step and the fourth step up to a set number of times if within tolerance; 설정횟수를 반복을 마친 후에 측정치가 균일한가를 판단하는 제6단계;A sixth step of determining whether the measured value is uniform after repeating the set number of times; 측정치가 균일하면 오프셋 진단정보를 삭제하고 자동보정 정보를 저장하는 제7단계;로 이루어진 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량용 영구자석 동기모터 위치센서 오프셋 자동보정방법.And a seventh step of deleting the offset diagnosis information and storing the automatic correction information, if the measured value is uniform. 제1항에 있어서, 상기 제1단계에서 오프셋 정보가 존재하지 않는 경우와 제3단계에서 모터속도 범위가 정상이 아닌 경우, 제4단계에서 공차 이내가 아닌 경우에 오프셋 진단정보를 발생한 후 자동보정 개시를 판단하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량용 영구자석 동기모터 위치센서 오프셋 자동보정방법.The method of claim 1, wherein the offset information does not exist in the first step and the motor speed range is not normal in the third step, and the automatic calibration is performed after generating the offset diagnosis information when the offset is not within the tolerance in the fourth step. Method for automatically offsetting the permanent magnet synchronous motor position sensor offset for a hybrid vehicle, characterized in that determining the start. 제1항 또는 제2항에 있어서, 출력함수를 영으로 하는 오프셋 탐색 알고리즘으로는 황금분할법(Golden section method)을 사용하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량용 영구자석 동기모터 위치센서 오프셋 자동보정방법.3. The method of claim 1 or 2, wherein a golden section method is used as an offset search algorithm of which the output function is zero.
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