KR100900038B1 - 모터제어장치 - Google Patents

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KR100900038B1
KR100900038B1 KR1020077028583A KR20077028583A KR100900038B1 KR 100900038 B1 KR100900038 B1 KR 100900038B1 KR 1020077028583 A KR1020077028583 A KR 1020077028583A KR 20077028583 A KR20077028583 A KR 20077028583A KR 100900038 B1 KR100900038 B1 KR 100900038B1
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겐지 야마다
히데아키 사이다
사토루 가토
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도요타 지도샤（주）
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Abstract

본 발명에 따른 제어장치(40)는, 메인토크제어값을 산출하기 위한 단계; 회전전기기계가 메인토크제어값에 의해 작동될 때 발생하는 토크 변동을 완화하기 위한 진동억제토크제어값 및 상기 메인토크제어값을 토대로 최종 제어토크값을 출력하기 위한 단계; 및 상기 진동억제토크제어값을 산출하기 위한 단계를 실행한다. 상기 진동억제토크제어값을 산출하기 위한 단계는, 상기 진동억제토크제어값의 소스로서의 역할을 하는 원제어값을 산출하기 위한 단계, 진동억제가드값을 이용하여 상기 원제어값을 제한하기 위해 가드처리를 수행하기 위한 단계, 및 상기 가드처리를 겪은 토크제어값으로 생성되는 변화량이 불연속적인 각부를 평활화하기 위한 단계를 포함한다.

Description

모터제어장치{MOTOR CONTROL DEVICE}
본 발명은 모터제어장치에 관한 것이다.
최근, 공통 내연기관에서만 동력이 공급되는 차량 행렬로 도로 위에서 주행하는 몇몇 하이브리드자동차들이 눈에 띈다. 이러한 하이브리드자동차는 내연기관에 의해서만 구동됨에 따라 배기가스배출 열화 또는 연료 효율 저하를 개선하기 위해 개발된 차량을 말한다.
하이브리드자동차는 내연기관과 함께 전력을 이용하여 구동토크를 생성하는 모터로서 또는 제너레이터로서의 역할을 하는 모터-제너레이터를 포함하는 차량을 말한다. 일본특허공개공보 제11-178113호에는 최종 토크가 클 때 가드값(guard value)을 채택하는 것이 개시되어 있는데, 상기 최종 토크는 이러한 하이브리드자동차의 주행에 필요한 구동토크와 엔진을 시동하기 위한 보조토크를 더하는 것에 기인하는 토크이다.
종래에, 모터 제어에 있어서는, 차량을 추진하기 위한 토크제어의 파형과 별도로 모터의 회전에 수반되는 토크 리플과 같은 진동을 억제하기 위한 진동억제토크의 파형을 산출하여, 이들 파형을 함께 가산함으로써 최종 토크제어값이 산출되었다. 이러한 토크제어값에 있어서는, 모터 보호를 위한 가드값이 설정되었다.
도 14는 가드값을 적용하여 얻어지는 최종 토크제어값의 파형을 도시한 도면이다.
도 14를 참조하면, 운전자에 의해 작동되는 액셀러레이터페달 등으로부터의 가속 요구에 기초하여 토크제어생값(torque control raw value; TR)에 가드값(GT)이 적용되어, 그 결과적인 값이 필터링 처리를 겪게 됨으로써, 토크필터값(TRF)을 산출하게 된다.
한편, 진동억제토크에 대한 가드값(G1, G2)이 모터의 토크 리플을 완화하기 위해 진동억제토크에 대한 생값(raw value; Y)에 적용되는 결과로서 얻어지는 파형이 토크필터값(TRF)에 포개진다. 따라서, 최종 토크제어값(T)이 산출된다.
하지만, 최종 토크제어값(T)은 각부(angular portion; PA, PB)에서 급격하게 변한다. 그러므로, 전류 피드백 제어에서의 정확성의 팔로우-업(follow-up) 특성이 저하된다.
도 15는 전류 피드백 제어에서의 정확성의 팔로우-업 특성이 저하된 상태를 예시하기 위한 파형도이다.
도 15를 참조하면, 진동억제토크제어값이 도 15에 도시된 바와 같이 급격하게 변하는 부분에서, A, B, C로 도시된 바와 같이 오버슈트(overshoot)가 발생하고, 원래 공급되어서는 안되는 전류가 흘러, 파워가 낭비되게 된다. 또한, 전류의 증가가 배터리 및 인버터의 수명에 영향을 줄 수도 있다.
본 발명의 목적은 제어력을 개선한 모터제어장치를 제공하는 것이다.
요약하면, 본 발명은 메인토크제어값을 산출하는 메인토크제어값산출유닛; 상기 메인토크제어값으로 회전전기기계가 작동될 때 발생하는 토크 변동을 완화시키기 위한 진동억제토크제어값 및 상기 메인토크제어값에 기초하여 최종 제어토크값을 출력하는 최종제어토크값출력유닛; 및 상기 진동억제토크제어값을 산출하는 진동억제토크제어값산출유닛을 포함하는 모터제어장치에 관한 것이다. 상기 진동억제토크제어값산출유닛은, 상기 진동억제토크제어값의 소스로서의 역할을 하는 원제어값을 산출하는 원제어값산출유닛, 진동억제가드값을 이용하여 상기 원제어값을 제한하기 위해 가드처리를 수행하는 가드처리유닛, 및 상기 가드처리를 겪은 토크제어값으로 생성되는 변화율이 불연속적인 각부를 평활화하는 평활유닛을 포함한다.
상기 메인토크제어값산출유닛은, 가속 요구에 따라 상기 메인토크제어값의 소스로서의 역할을 하는 제1제어값을 산출하는 원메인토크제어값산출유닛, 메인가드값을 이용하여 상기 제1제어값을 제한하기 위해 메인가드처리를 수행하는 메인가드처리유닛, 및 상기 메인가드처리를 겪은 제1제어값으로 생성되는 변화율이 불연속적인 각부를 평활화하고, 상기 메인토크제어값을 출력하는 메인토크평활유닛을 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 또다른 실시형태에 따르면, 모터제어장치는, 메인토크제어값을 산출하는 메인토크제어값산출유닛; 상기 메인토크제어값으로 회전전기기계가 작동될 때 발생하는 토크 변동을 완화시키기 위한 진동억제토크제어값 및 상기 메인토크제어값에 기초하여 최종 제어토크값을 출력하는 최종제어토크값출력유닛; 및 상기 진동억제토크제어값을 산출하는 진동억제토크제어값산출유닛을 포함한다. 상기 진동억제토크제어값산출유닛은, 상기 진동억제토크제어값의 소스로서의 역할을 하는 원제어값을 산출하는 원제어값산출유닛, 진동억제가드값이 상기 원제어값으로서 현재의 상기 진동억제토크제어값에 차회에 제공된다고 가정하면, 필터링처리를 수행하여 임시진동억제토크제어값을 산출하는 임시제어값산출유닛, 및 상기 임시진동억제토크제어값을 실제로 제공된 상기 원제어값과 비교한 것을 토대로, 상기 진동억제토크제어값을 선택하는 진동억제토크제어값선택유닛을 포함한다.
상기 임시제어값산출유닛은 제1 및 제2임시진동억제토크제어값을 산출하기 위해 상기 진동억제가드값으로서 상한값 및 하한값을 이용하는 것이 바람직하다. 실제로 제공된 원제어값이 상기 제1 및 제2임시진동억제토크제어값들 사이에 존재하는 동안에는, 상기 진동억제토크제어값선택유닛이 상기 진동억제토크제어값으로서 상기 원제어값을 선택하고, 상기 실제로 제공된 원제어값이 상기 제1 및 제2임시진동억제토크제어값들 사이에 존재하지 않는 경우에는, 상기 진동억제토크제어값으로서 상기 제1 및 제2임시진동억제토크제어값들 중 여하한의 것을 선택한다.
상기 메인토크제어값산출유닛은, 가속 요구에 따라 상기 메인토크제어값의 소스로서의 역할을 하는 제1제어값을 산출하는 원메인토크제어값산출유닛, 메인가드값을 이용하여 상기 제1제어값을 제한하기 위해 메인가드처리를 수행하는 메인가드처리유닛, 및 상기 메인가드처리를 겪은 제1제어값으로 생성되는 변화율이 불연속적인 각부를 평활화하고, 상기 메인토크제어값을 출력하는 메인토크평활유닛을 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 또다른 실시형태에 따르면, 모터제어장치는, 메인토크제어값을 산출하기 위한 수단; 상기 메인토크제어값으로 회전전기기계가 작동될 때 발생하는 토크 변동을 완화시키기 위한 진동억제토크제어값 및 상기 메인토크제어값에 기초하여 최종 제어토크값을 출력하기 위한 수단; 및 상기 진동억제토크제어값을 산출하기 위한 수단을 포함한다. 상기 진동억제토크제어값을 산출하기 위한 수단은, 상기 진동억제토크제어값의 소스로서의 역할을 하는 원제어값을 산출하기 위한 수단, 진동억제가드값을 이용하여 상기 원제어값을 제한하기 위해 가드처리를 수행하기 위한 수단, 및 상기 가드처리를 겪은 토크제어값으로 생성되는 변화율이 불연속적인 각부를 평활화하기 위한 수단을 포함한다.
상기 메인토크제어값을 산출하기 위한 수단은, 가속 요구에 따라 상기 메인토크제어값의 소스로서의 역할을 하는 제1제어값을 산출하기 위한 수단, 메인가드값을 이용하여 상기 제1제어값을 제한하기 위해 메인가드처리를 수행하기 위한 수단, 및 상기 메인가드처리를 겪은 제1제어값으로 생성되는 변화율이 불연속적인 각부를 평활화하고, 상기 메인토크제어값을 출력하기 위한 수단을 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 또다른 실시형태에 따르면, 모터제어장치는, 메인토크제어값을 산출하기 위한 수단; 상기 메인토크제어값으로 회전전기기계가 작동될 때 발생하는 토크 변동을 완화시키기 위한 진동억제토크제어값 및 상기 메인토크제어값에 기초하여 최종 제어토크값을 출력하기 위한 수단; 및 상기 진동억제토크제어값을 산출하기 위한 수단을 포함한다. 상기 진동억제토크제어값을 산출하기 위한 수단은, 상기 진동억제토크제어값의 소스로서의 역할을 하는 원제어값을 산출하기 위한 수단, 진동억제가드값이 상기 원제어값으로서 현재의 상기 진동억제토크제어값에 차회에 제공된다고 가정하면, 필터링처리를 수행하여 임시진동억제토크제어값을 산출하기 위한 수단, 및 상기 임시진동억제토크제어값을 실제로 제공된 상기 원제어값과 비교한 것을 토대로, 상기 진동억제토크제어값을 선택하기 위한 수단을 포함한다.
상기 임시진동억제토크제어값을 산출하기 위한 수단은 제1 및 제2임시진동억제토크제어값을 산출하기 위해 상기 진동억제가드값으로서 상한값 및 하한값을 이용하는 것이 바람직하다. 실제로 제공된 원제어값이 상기 제1 및 제2임시진동억제토크제어값들 사이에 존재하는 동안, 상기 진동억제토크제어값을 선택하기 위한 수단은 상기 진동억제토크제어값으로서 상기 원제어값을 선택하고, 상기 실제로 제공된 원제어값이 상기 제1 및 제2임시진동억제토크제어값들 사이에 존재하지 않는 경우에는, 상기 진동억제토크제어값으로서 상기 제1 및 제2임시진동억제토크제어값들 중 여하한의 것을 선택한다.
상기 메인토크제어값을 산출하기 위한 수단은, 가속 요구에 따라 상기 메인토크제어값의 소스로서의 역할을 하는 제1제어값을 산출하기 위한 수단, 메인가드값을 이용하여 상기 제1제어값을 제한하기 위해 메인가드처리를 수행하기 위한 수단, 및 상기 메인가드처리를 겪은 제1제어값으로 생성되는 변화율이 불연속적인 각부를 평활화하고, 상기 메인토크제어값을 출력하기 위한 수단을 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 또다른 실시형태에 따르면, 모터제어장치는 차량에 탑재된 모터제어장치이고, 상기 차량은 회전전기기계, 상기 회전전기기계의 회전에 따라 회전하는 차륜, 및 상기 회전전기기계를 제어하는 모터제어장치를 포함한다. 상기 모터제어장치는 메인토크제어값을 산출하고, 상기 회전전기기계가 상기 메인토크제어값으로 작동될 때 발생하는 토크 변동을 완화하기 위한 진동억제토크제어값의 소스로서의 역할을 하는 원제어값을 산출하며, 진동억제가드값을 이용하여 상기 원제어값을 제한하기 위해 가드처리를 수행하고, 상기 가드처리를 겪은 토크제어값으로 생성되는 변화량이 불연속적인 각부를 평활화하며, 상기 메인토크제어값 및 상기 진동억제토크제어값을 토대로 최종 제어토크값을 출력한다.
본 발명의 또다른 실시형태에 따르면, 모터제어장치는 차량에 탑재된 모터제어장치이고, 상기 차량은 회전전기기계, 상기 회전전기기계의 회전에 따라 회전하는 차륜, 및 상기 회전전기기계를 제어하는 모터제어장치를 포함한다. 상기 모터제어장치는 메인토크제어값을 산출하고, 상기 회전전기기계가 상기 메인토크제어값으로 작동될 때 발생하는 토크 변동을 완화하기 위한 진동억제토크제어값의 소스로서의 역할을 하는 원제어값을 산출하며, 진동억제가드값이 상기 원제어값으로서 현재의 상기 진동억제토크제어값에 차회에 제공된다고 가정하면, 필터링처리를 수행하여 임시진동억제토크제어값을 산출하고, 상기 임시진동억제토크제어값을 실제로 제공된 상기 원제어값과 비교한 것을 토대로, 상기 진동억제토크제어값을 선택하며, 상기 메인토크제어값 및 상기 진동억제토크제어값을 토대로 최종 제어토크값을 출력한다.
본 발명에 따르면, 진동억제제어가 실시되더라도 토크의 갑작스런 변경이 야기되지 않도록 모터가 제어될 수 있다.
또한, 진동억제효과를 유지하면서도 토크의 갑작스런 변경이 야기되지 않도록 모터가 제어될 수 있다는 또다른 효과를 얻을 수도 있다.
도 1은 본 발명의 모터제어장치가 적용된 차량구동시스템(100)의 구성을 예시한 도면;
도 2는 토크 리플을 완화하기 위해 제어장치(40)가 취한 조치를 예시한 도면;
도 3은 도 1의 제어장치(40)에서 수행되는 메인토크제어값을 산출하기 위한 처리를 예시한 흐름도;
도 4는 제어장치(40)에서 수행되는 진동억제토크제어값을 산출하기 위한 처리를 예시한 흐름도;
도 5는 제어장치(40)에서 수행되는 진동억제토크제어값 및 메인토크제어값을 조합하기 위한 처리를 예시한 흐름도;
도 6은 제1실시예에 적용된 최종 토크제어값의 파형을 도시한 파형도;
도 7은 제2실시예에서 실행되는 진동억제토크제어값의 산출에 관련된 프로그램의 구성을 도시한 흐름도;
도 8은 프로세스가 도 7의 단계 S34로 진행되는 경우를 예시한 파형도;
도 9는 프로세스가 도 7의 단계 S35로 진행되는 경우를 예시한 파형도;
도 10은 제2실시예에서 산출된 진동억제토크출력값(Q)이 생값(Y)에 대해 어 떻게 변하는 지를 도시한 제1예시도;
도 11은 제2실시예에서 산출된 진동억제토크출력값(Q)이 생값(Y)에 대해 어떻게 변하는 지를 도시한 제2예시도;
도 12는 제2실시예에서 산출된 진동억제토크출력값(Q)이 생값(Y)에 대해 어떻게 변하는 지를 도시한 제3예시도;
도 13은 제2실시예에서 출력되는 최종 토크제어값의 파형을 도시한 파형도;
도 14는 가드값을 적용하여 얻어지는 최종 토크제어값의 파형을 도시한 도면; 및
도 15는 전류 피드백 제어의 정확성의 팔로우-업 특성이 저하된 상태를 예시하기 위한 파형도이다.
이하, 본 발명의 일 실시예를 도면들을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 도면에서 동일하거나 대응하는 요소들은 동일한 도면 부호들이 할당되었으며, 그 상세한 설명은 반복하지 않기로 한다.
[제1실시예]
도 1은 본 발명의 모터제어장치가 적용된 차량구동시스템(100)의 구성을 예시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 차량구동시스템(100)은 배터리(38), 파워 주행 시 배터리(38)로부터 에너지를 수용하거나 또는 회생 주행 시 배터리(38)로 에너지를 복원시키는 3상 인버터(36), 및 U상, V상, W상 코일용 전류 및 전압이 3상 인버터(36) 에 의해 제어되는 모터(1)를 포함한다. 도시되지는 않았지만, 3상 인버터(36)는 IGBT와 같은 파워반도체디바이스를 포함한다.
차량구동시스템(100)은 또한 운전자에 의해 작동되는 액셀러레이터 페달의 위치를 검출하는 가속기위치센서(41) 및 모터(1)로부터 회전 정보(P)를 수용하여 가속기위치센서(41)의 출력에 따라 3상 인버터(36)를 제어하는 제어장치(40)를 더 포함한다. 도시되지는 않았지만, 제어장치(40)는 CPU, ROM, RAM 등을 포함한다.
차량구동시스템(100)은 또한 모터의 출력축(44)에 연결된 감속기 및 감속기(34)의 출력축에 연결된 차륜(32)을 더 포함한다.
도 2는 토크 리플을 완화하기 위해 제어장치(40)가 취한 조치를 예시한 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 모터(1)로부터 제공된 회전 정보(P)를 수용하여, 제어장치(40)는 토크 리플에 의해 생성되는 상에 적응하는 보상 전류를 3상 인버터(36)에 공급하도록 하는 지령을 내린다. 따라서, 토크의 트로프(trough) 및 크레스트(crest)가 보상 전류에 의해 평균화되고, 토크 리플이 발생된 파형 W3이 파형 W4로 개선되게 된다.
진동억제토크제어값은 이러한 보상 전류를 공급하기 위한 소스로서의 역할을 하는 제어값으로 산출된다. 이러한 진동억제처리를 수행하여 모터를 회전시키기 위해서는, 제어장치(40)가 메인토크제어값을 산출하기 위한 처리, 진동억제토크제어값을 산출하기 위한 처리 및 획득한 두 토크제어값을 조합하여 최종 토크제어값을 산출하기 위한 처리를 수행한다.
도 3은 도 1의 제어장치(40)에서 수행되는 메인토크제어값을 산출하기 위한 처리를 예시하는 흐름도이다.
도 3을 참조하면, 상기 처리가 초기에 수행되는 경우, 단계 S1에서, 제어장치(40)는 가속기위치센서(41)의 출력에 따라 메인토크제어값의 소스로서의 역할을 하는 토크제어값(생값)(TR)을 산출한다. 모터와 함께 엔진을 이용하는 하이브리드자동차의 경우에는, 엔진과 모터 등간의 토크의 비가 산출 시간을 추가로 고려하게 된다.
그런 다음, 단계 S2에서, 토크제어값(TR)이 클리핑 처리를 겪게 되는데, 그 상한은 가드값(GT)에 의해 제한된다.
또한, 단계 S3에서는, 클리핑된 토크제어값이 필터링 처리를 겪게 되어, 메인토크제어값이 산출된다. 상기 프로세스는 단계 S4로 진행되고, 메인토크제어값의 산출이 종료된다.
도 4는 제어장치(40)에서 수행되는 진동억제토크제어값을 산출하기 위한 처리를 예시한 흐름도이다.
도 4를 참조하면, 상기 처리가 초기에 개시되는 경우, 단계 S11에서, 진동억제토크(생값)가 산출된다. 상기 진동억제토크는 모터의 회전자의 속도 및 회전상에 기초하여 산출된다. 또한, 하이브리드자동차의 경우에는, 상술된 요인들 이외에도 엔진의 진동을 상쇄하기 위한 상을 고려하여, 진동억제토크가 산출될 수도 있다.
그런 다음, 단계 S12에서 가드값을 이용하여 상기 진동억제토크제어값이 클리핑 처리를 겪게 되고, 단계 S13에서 필터링 처리를 겪게 된다. 상기 프로세스는 단계 S14로 진행되어 종료된다. 하지만, 상기 필터링 처리가 특별히 제한되는 것은 아니며, 예컨대 일반적인 1차 딜레이 필터 등이 채택될 수도 있다.
상기 1차 딜레이 필터는 지연 상수(T)가 설정된 1차 연산을 수행한다. 여기서, 표현식 Xo(s)=1/(1+Ts)·Xi(s)가 주어지는데, 여기서 Xo(s)는 출력 신호를 나타내고, Xi(s)는 입력 신호를 나타낸다.
다시 말해, 진동억제토크제어값을 산출하기 위한 처리는 진동억제토크제어값의 소스로서의 역할을 하는 원제어값을 산출하기 위한 처리(단계 S11), 진동억제가드값을 이용하여 원제어값을 제한하기 위한 가드처리를 수행하는 처리(단계 S12), 및 가드처리를 겪은 토크제어값으로 생성되는 변화량이 불연속적인 각부를 평활화하기 위한 처리(단계 S13)를 포함한다.
도 5는 제어장치(40)에서 수행되는 진동억제토크제어값 및 메인토크제어값을 조합하기 위한 처리를 예시하는 흐름도이다.
도 5를 참조하면, 상기 처리가 개시되는 경우, 단계 S21에서, 도 3의 필터링 처리를 겪은 메인토크제어값과 도 4의 필터링 처리를 겪은 진동억제토크제어값의 가산이 수행된다.
그 후, 단계 S22에서, 제어장치(40)는 모터(1)를 구동하는 3상 인버터(36)로 최종 토크제어값을 출력한다. 그런 다음, 프로세스가 단계 S23으로 진행되어 종료된다.
도 6은 제1실시예에 적용된 최종 토크제어값의 파형을 도시한 파형도이다.
도 6에서, 토크필터값(TRF)은 도 3의 메인토크제어값을 산출하기 위한 처리 에서 얻어진 값이다.
이와는 대조적으로, 도 6에 도시된 최종 토크제어값(T)은 도 4에서 얻어진 진동억제토크제어값을 포개어 얻어진다. 제1실시예에 따르면, 도 15에 도시된 각부들로 명명된 부분(PA, PB)들이 평활 파형을 나타내고, 전류의 오버슈트가 완화된다.
[제2실시예]
제1실시예에서는, 진동억제토크제어값이 필터링 처리를 겪게 된다. 그러므로, 상 지연이 진동억제토크제어값에서 야기될 수도 있어, 진동억제효과가 저하될 수도 있다. 예를 들어, 상이 180°만큼 변한다면, 진동억제효과가 나타나지 않고 오실레이션(oscillation)이 발생할 수도 있다.
제2실시예에서는, 제1실시예에서 수행된 것들 가운데 도 4의 진동억제토크제어값을 산출하기 위한 처리가 수정된다. 메인토크제어값을 산출하기 위한 처리와 이미 획득한 두 토크제어값들을 조합하여 최종 토크제어값을 산출하기 위한 처리가 도 3 및 도 5와 연계하여 기술된 것과 동일하므로, 그 설명은 반복하지 않기로 한다.
도 7은 제2실시예에서 실행되는 진동억제토크제어값의 산출과 관련된 프로그램의 구성을 도시한 흐름도이다.
도 7을 참조하면, 상기 처리가 초기에 개시되는 경우, 단계 S31에서, 진동억제토크(생값)(Yn)가 산출된다. 상기 생값은 회전자의 상, 회전자의 회전속도, 엔진의 진동 등을 토대로 산출된다.
그런 다음, 단계 S32에서, 진동억제토크에 대한 가드값(G1, G2)이 앞서 산출된 진동억제토크제어값(Qn-1) 다음의 값으로 제공된다고 가정하면, 상기 가드값이 1차 딜레이 필터링 처리를 겪게 되어, 값 X1n, X2n을 얻게 된다.
그 후, 단계 S33에서는, 산출된 값 X1n, X2n과 진동억제토크(생값)(Yn)의 비교를 토대로, X1n<Yn<X2n의 관계가 성립되었는 지의 여부가 판정된다.
X1n<Yn<X2n의 관계가 단계 S33에서 성립된다면, 프로세스는 단계 S34로 진행된다. 그렇지 않으면, 프로세스는 단계 S35로 진행된다.
단계 S34에서, 진동억제토크(생값)(Yn)는 출력진동억제토크(Qn)로 설정된다. 한편, 상기 프로세스가 단계 S35로 진행된다면, 산출된 값 X1n 및 X2n으로부터 진동억제토크(생값)(Yn)에 보다 가까운 여하한의 것이 출력진동억제토크(Qn)로 선택된다.
단계 S34 또는 단계 S35에서의 처리 후, 프로세스는 단계 S36으로 진행되어, 출력진동억제토크를 산출하기 위한 처리가 종료된다.
다시 말해, 진동억제토크제어값을 산출하기 위한 처리는, 진동억제토크제어값의 소스로서의 역할을 하는 원제어값을 산출하기 위한 처리(단계 S31), 진동억제가드값이 원제어값으로서 현재의 진동억제토크제어값에 차회에 제공된다고 가정하면, 필터링 처리를 수행하여 임시진동억제토크제어값을 산출하기 위한 처리(단계 S32), 및 상기 임시진동억제토크제어값을 실제로 제공된 상기 원제어값과 비교한 것을 기초로 하여, 상기 진동억제토크제어값을 선택하기 위한 처리(단계 S33 내지 S35)를 포함한다.
상기 임시진동억제토크제어값을 산출하기 위한 처리에서는, 상한값(G2) 및 하한값(G1)이 임시진동억제토크제어값 X2n, X1n을 산출하기 위해 진동억제가드값으로 사용되는 것이 바람직하다. 상기 진동억제토크제어값을 선택하기 위한 처리에서는, 실제로 제공된 원제어값이 제1 및 제2임시진동억제토크제어값 사이에 존재하는 동안, 상기 원제어값이 진동억제토크제어값으로 선택되고(단계 S34), 만일 실제로 제공된 원제어값이 상기 제1 및 제2임시진동억제토크제어값들 사이에 존재하지 않는 경우에는, 상기 진동억제토크제어값으로서 상기 제1 및 제2임시진동억제토크제어값들 중 여하한의 것이 선택된다(단계 S35).
도 8은 프로세스가 도 7의 단계 S34로 진행되는 경우를 예시하는 파형도이다.
도 8은 지금 산출된 출력진동억제토크(Qn-2, Qn-1) 및 출력진동억제토크(Qn)가 다음으로 산출되는 경우를 보여준다. 여기서는, 도 7의 단계 S31에서 산출된 진동억제토크(생값)(Yn)가 가드값 외부에 존재할 수도 있는 경우를 가정한다. 가드값(G1, G2)이 단계 S32에서 출력진동억제토크(Qn-2, Qn-1) 다음의 값으로 제공된다고 가정하면, 상기 가드값은 1차 딜레이 필터링 처리를 겪게 되어, 값 X1n, X2n을 얻게 된다.
도 8에서, 진동억제토크(생값)(Yn)는 값 X1n과 X2n 사이에 존재한다. 그러므로, 생값(Yn)이 그대로 출력진동억제토크(Qn)로 선택되는 경우에도, 토크 파형이 각도가 있는 대신 평활하다.
그러므로, 생값(Yn)이 그대로 출력진동억제토크(Qn)로 선택되어, 요청된 진 동억제토크에 대한 상 지연없이 출력진동억제토크(Qn)가 설정된다.
도 9는 프로세스가 도 7의 단계 S35로 진행되는 경우를 예시하는 파형도이다.
도 7 및 도 9를 참조하면, 현재 출력진동억제토크 Qn-2, Qn-1이 연속해서 출력된 다음 출력진동억제토크 Qn이 산출되는 경우가 도시되어 있다. 도 9에 도시된 경우에서는, 진동억제토크(생값)(Yn)가 가드값(G1, G2) 외부에 존재한다. 그러므로, 가드값(G1, G2)이 1차 딜레이 필터링 처리를 겪어 얻어진 값 X1n 및 X2n으로부터 생값(Yn)에 보다 가까운 여하한의 것이 출력진동억제토크(Qn)로 선택된다.
도 9에 도시된 경우에는, 생값(Yn)이 가드값(G2) 외부에 있으므로, 값 X2n이 생값(Yn)에 보다 가깝다. 그러므로, 값 X2n이 출력진동억제토크(Qn)로 선택된다.
도 7 및 도 9와 연계하여 기술된 처리에 있어서 출력진동억제토크(Qn)의 선택 결과로서, 필요한 경우를 제외하고는 필터링 처리가 수행되지 않고, 상 지연의 발생을 피할 수 있다.
도 10, 도 11 및 도 12는 제2실시예에서 산출된 진동억제토크출력값(Q)이 생값(Y)에 대해 어떻게 변하는 지를 도시한 제1예시 내지 제3예시의 도면이다.
도 10에 도시된 바와 같이, 생값(Y)의 주파수가 높고 그 피크값이 가드값(G1, G2) 외부에 존재한다면, 소정 크기의 상 지연이 파형에 발생한다.
하지만, 도 11에 도시된 바와 같이, 생값(Y)의 피크가 가드값(G1, G2) 외부에 존재할지라도, 필터링 처리에 의해 영향을 덜 받기 쉬운 레벨에 주파수가 존재한다면, 가드값(G1, G2)들 사이의 영역에서, 가능한 한 높은 충실도로 생값(Y)이 출력진동억제토크(Q)에 반영된다. 그 후, 이러한 영역으로부터 가드값(G1 또는 G2)에 의해 클리핑될 부분으로의 전이점을 나타내는 각부가 평활화된다.
대안적으로, 도 12에 도시된 바와 같이, 진동억제토크의 생값(Y)의 피크값이 가드값(G1, G2)들 사이에 존재하고, 필터링 처리에 의해 영향을 받기 쉽지 않는 레벨에 주파수가 있다면, 요청된 진동억제토크의 생값(Y)이 그대로 출력진동억제토크(Q)로 출력된다.
도 13은 제2실시예에서 출력되는 최종 토크제어값의 파형을 도시한 파형도이다.
도 13에 도시된 바와 같이, 각부(PA, PB)가 평활화되어 진동억제토크의 상 지연도 감소되는 동안, 진동억제토크의 생값(Y)에 대한 가드값(G1, G2) 외부의 최종 토크제어값(T)의 일부분이 클리핑 처리를 겪게 된다. 그러므로, 진동억제효과가 개선되어, 보다 부드러운 주행이 실현될 수 있게 된다.
본 명세서에 개시된 실시예들은 모든 분야에 있어서 제한적인 것이 아니라 예시적인 것임을 유의해야 한다. 본 발명의 범위는 상술된 상세한 설명이 아닌 청구범위에 의해 한정되고, 상기 청구범위에 등가인 기술적 사상과 범위 내에서 여하한의 수정들을 포함하도록 되어 있다.

Claims (12)

  1. 모터제어장치에 있어서,
    메인토크제어값을 산출하는 메인토크제어값산출유닛(S1 내지 S3);
    상기 메인토크제어값으로 회전전기기계가 작동될 때 발생하는 토크 변동을 완화시키기 위한 진동억제토크제어값 및 상기 메인토크제어값에 기초하여 최종 제어토크값을 출력하는 최종제어토크값출력유닛(S21, S22); 및
    상기 진동억제토크제어값을 산출하는 진동억제토크제어값산출유닛(S11 내지 S13)을 포함하여 이루어지고,
    상기 진동억제토크제어값산출유닛(S11 내지 S13)은,
    상기 진동억제토크제어값의 소스로서의 역할을 하는 원제어값을 산출하는 원제어값산출유닛(S11),
    진동억제가드값을 이용하여 상기 원제어값을 제한하기 위해 가드처리를 수행하는 가드처리유닛(S12), 및
    상기 가드처리를 겪은 토크제어값으로 생성되는 변화율이 불연속적인 각부를 평활화하는 평활유닛(S13)을 포함하는 것을 특징으로 하는 모터제어장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 메인토크제어값산출유닛은,
    가속 요구에 따라 상기 메인토크제어값의 소스로서의 역할을 하는 제1제어값 을 산출하는 원메인토크제어값산출유닛(S1),
    메인가드값을 이용하여 상기 제1제어값을 제한하기 위해 메인가드처리를 수행하는 메인가드처리유닛(S2), 및
    상기 메인가드처리를 겪은 제1제어값으로 생성되는 변화율이 불연속적인 각부를 평활화하고, 상기 메인토크제어값을 출력하는 메인토크평활유닛(S3)을 포함하는 것을 특징으로 하는 모터제어장치.
  3. 모터제어장치에 있어서,
    메인토크제어값을 산출하는 메인토크제어값산출유닛(S1 내지 S3);
    상기 메인토크제어값으로 회전전기기계가 작동될 때 발생하는 토크 변동을 완화시키기 위한 진동억제토크제어값 및 상기 메인토크제어값에 기초하여 최종 제어토크값을 출력하는 최종제어토크값출력유닛(S21, S22); 및
    상기 진동억제토크제어값을 산출하는 진동억제토크제어값산출유닛(S31 내지 S35)을 포함하여 이루어지고,
    상기 진동억제토크제어값산출유닛(S31 내지 S35)은,
    상기 진동억제토크제어값의 소스로서의 역할을 하는 원제어값을 산출하는 원제어값산출유닛(S31),
    진동억제가드값이 상기 원제어값으로서 현재의 상기 진동억제토크제어값에 차회에 제공된다고 가정하면, 필터링처리를 수행하여 임시진동억제토크제어값을 산출하는 임시제어값산출유닛(S32), 및
    상기 임시진동억제토크제어값을 실제로 제공된 상기 원제어값과 비교한 것을 토대로, 상기 진동억제토크제어값을 선택하는 진동억제토크제어값선택유닛(S33 내지 S35)을 포함하는 것을 특징으로 하는 모터제어장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 임시제어값산출유닛(S32)은 제1 및 제2임시진동억제토크제어값을 산출하기 위해 상기 진동억제가드값으로서 상한값 및 하한값을 이용하고,
    상기 진동억제토크제어값선택유닛(S33 내지 S35)은, 상기 실제로 제공된 원제어값이 상기 제1 및 제2임시진동억제토크제어값들 사이에 존재하는 동안에는, 상기 진동억제토크제어값으로서 상기 원제어값을 선택하고, 상기 실제로 제공된 원제어값이 상기 제1 및 제2임시진동억제토크제어값들 사이에 존재하지 않는 경우에는, 상기 진동억제토크제어값으로서 상기 제1 및 제2임시진동억제토크제어값들 중 여하한의 것을 선택하는 것을 특징으로 하는 모터제어장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 메인토크제어값산출유닛은,
    가속 요구에 따라 상기 메인토크제어값의 소스로서의 역할을 하는 제1제어값을 산출하는 원메인토크제어값산출유닛(S1),
    메인가드값을 이용하여 상기 제1제어값을 제한하기 위해 메인가드처리를 수행하는 메인가드처리유닛(S2), 및
    상기 메인가드처리를 겪은 제1제어값으로 생성되는 변화율이 불연속적인 각부를 평활화하고, 상기 메인토크제어값을 출력하는 메인토크평활유닛(S3)을 포함하는 것을 특징으로 하는 모터제어장치.
  6. 모터제어장치에 있어서,
    메인토크제어값을 산출하기 위한 수단(S1 내지 S3);
    상기 메인토크제어값으로 회전전기기계가 작동될 때 발생하는 토크 변동을 완화시키기 위한 진동억제토크제어값 및 상기 메인토크제어값에 기초하여 최종 제어토크값을 출력하기 위한 수단(S21, S22); 및
    상기 진동억제토크제어값을 산출하기 위한 수단(S11 내지 S13)을 포함하여 이루어지고,
    상기 진동억제토크제어값을 산출하기 위한 수단(S11 내지 S13)은,
    상기 진동억제토크제어값의 소스로서의 역할을 하는 원제어값을 산출하기 위한 수단(S11),
    진동억제가드값을 이용하여 상기 원제어값을 제한하기 위해 가드처리를 수행하기 위한 수단(S12), 및
    상기 가드처리를 겪은 토크제어값으로 생성되는 변화율이 불연속적인 각부를 평활화하기 위한 수단(S13)을 포함하는 것을 특징으로 하는 모터제어장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 메인토크제어값을 산출하기 위한 수단은,
    가속 요구에 따라 상기 메인토크제어값의 소스로서의 역할을 하는 제1제어값을 산출하기 위한 수단(S1),
    메인가드값을 이용하여 상기 제1제어값을 제한하기 위해 메인가드처리를 수행하기 위한 수단(S2), 및
    상기 메인가드처리를 겪은 제1제어값으로 생성되는 변화율이 불연속적인 각부를 평활화하고, 상기 메인토크제어값을 출력하기 위한 수단(S3)을 포함하는 것을 특징으로 하는 모터제어장치.
  8. 모터제어장치에 있어서,
    메인토크제어값을 산출하기 위한 수단(S1 내지 S3);
    상기 메인토크제어값으로 회전전기기계가 작동될 때 발생하는 토크 변동을 완화시키기 위한 진동억제토크제어값 및 상기 메인토크제어값에 기초하여 최종 제어토크값을 출력하기 위한 수단(S21, S22); 및
    상기 진동억제토크제어값을 산출하기 위한 수단(S31 내지 S35)을 포함하여 이루어지고,
    상기 진동억제토크제어값을 산출하기 위한 수단(S31 내지 S35)은,
    상기 진동억제토크제어값의 소스로서의 역할을 하는 원제어값을 산출하기 위한 수단(S31),
    진동억제가드값이 상기 원제어값으로서 현재의 상기 진동억제토크제어값에 차회에 제공된다고 가정하면, 필터링처리를 수행하여 임시진동억제토크제어값을 산출하기 위한 수단(S32), 및
    상기 임시진동억제토크제어값을 실제로 제공된 상기 원제어값과 비교한 것을 토대로, 상기 진동억제토크제어값을 선택하기 위한 수단(S33 내지 S35)을 포함하는 것을 특징으로 하는 모터제어장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 임시진동억제토크제어값을 산출하기 위한 수단(S32)은 제1 및 제2임시진동억제토크제어값을 산출하기 위해 상기 진동억제가드값으로서 상한값 및 하한값을 이용하고,
    상기 진동억제토크제어값을 선택하기 위한 수단(S33 내지 S35)은, 상기 실제로 제공된 원제어값이 상기 제1 및 제2임시진동억제토크제어값들 사이에 존재하는 동안에는, 상기 진동억제토크제어값으로서 상기 원제어값을 선택하고, 상기 실제로 제공된 원제어값이 상기 제1 및 제2임시진동억제토크제어값들 사이에 존재하지 않는 경우에는, 상기 진동억제토크제어값으로서 상기 제1 및 제2임시진동억제토크제어값들 중 여하한의 것을 선택하는 것을 특징으로 하는 모터제어장치.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 메인토크제어값을 산출하기 위한 수단은,
    가속 요구에 따라 상기 메인토크제어값의 소스로서의 역할을 하는 제1제어값 을 산출하기 위한 수단(S1),
    메인가드값을 이용하여 상기 제1제어값을 제한하기 위해 메인가드처리를 수행하기 위한 수단(S2), 및
    상기 메인가드처리를 겪은 제1제어값으로 생성되는 변화율이 불연속적인 각부를 평활화하고, 상기 메인토크제어값을 출력하기 위한 수단(S3)을 포함하는 것을 특징으로 하는 모터제어장치.
  11. 차량에 탑재된 모터제어장치에 있어서,
    상기 차량(100)은,
    회전전기기계(1),
    상기 회전전기기계의 회전에 따라 회전하는 차륜(32), 및
    상기 회전전기기계를 제어하는 모터제어장치(40)를 포함하되,
    상기 모터제어장치(40)는,
    메인토크제어값을 산출하고(S1 내지 S3),
    상기 회전전기기계가 상기 메인토크제어값으로 작동될 때 발생하는 토크 변동을 완화하기 위한 진동억제토크제어값의 소스로서의 역할을 하는 원제어값을 산출하며(S11),
    진동억제가드값을 이용하여 상기 원제어값을 제한하기 위해 가드처리를 수행하고(S12),
    상기 가드처리를 겪은 토크제어값으로 생성되는 변화량이 불연속적인 각부를 평활화하며(S13), 그리고
    상기 메인토크제어값 및 상기 진동억제토크제어값을 토대로 최종 제어토크값을 출력하는(S21, S22) 것을 특징으로 하는 모터제어장치.
  12. 차량에 탑재된 모터제어장치에 있어서,
    상기 차량(100)은,
    회전전기기계(1),
    상기 회전전기기계의 회전에 따라 회전하는 차륜(32), 및
    상기 회전전기기계를 제어하는 모터제어장치(40)를 포함하되,
    상기 모터제어장치(40)는,
    메인토크제어값을 산출하고(S1 내지 S3),
    상기 회전전기기계가 상기 메인토크제어값으로 작동될 때 발생하는 토크 변동을 완화하기 위한 진동억제토크제어값의 소스로서의 역할을 하는 원제어값을 산출하며(S31),
    진동억제가드값이 상기 원제어값으로서 현재의 상기 진동억제토크제어값에 차회에 제공된다고 가정하면, 필터링처리를 수행하여 임시진동억제토크제어값을 산출하고(S32),
    상기 임시진동억제토크제어값을 실제로 제공된 상기 원제어값과 비교한 것을 토대로, 상기 진동억제토크제어값을 선택하며(S33 내지 S35), 그리고
    상기 메인토크제어값 및 상기 진동억제토크제어값을 토대로 최종 제어토크값 을 출력하는(S21, S22) 것을 특징으로 하는 모터제어장치.
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