KR101372206B1

KR101372206B1 - 모터 제어장치 및 그 방법

Info

Publication number: KR101372206B1
Application number: KR1020120130767A
Authority: KR
Inventors: 허진욱
Original assignee: 주식회사 만도
Priority date: 2012-11-19
Filing date: 2012-11-19
Publication date: 2014-03-10

Abstract

본 발명은 모터 제어장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 본 발명에 의한 모터 제어장치는, 모터 구동부가 모터에 공급하는 전류를 검출하는 전류 센서, 및 전류 센서가 출력하는 전압을 검출하는 전압 검출부를 포함하는 모터 제어장치에 있어서, 전압 검출부의 출력 전압에 의해 모터 구동부가 모터에 전류를 공급하도록 제어하는 제어부를 더 포함하고, 전압 검출부는 전류 센서가 출력하는 전압을 증폭하여 출력하는 제1 증폭부와 제2 증폭부, 및 제1 증폭부와 제2 증폭부에 각각 연결되어 오프셋(Offset) 전압을 출력하는 제1 오프셋부와 제2 오프셋부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

모터 제어장치 및 그 방법{Motor controlling apparatus and the method thereof}

본 발명은 모터 제어장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 2이상의 증폭부 및 2이상의 오프셋부를 포함함으로써 증폭부 또는 오프셋부에 발생한 고장을 효과적으로 검출하고, 고장 발생에 대한 효과적인 대처를 하도록 하는 모터 제어장치 및 그 방법에 관한 것이다.

차량의 조향장치로서 보편화된 전동식 조향 장치는 토크, 차속, 조향각 등을 이용하여 운전자의 의도와 운행 상황 등을 종합적으로 판단하여 조향 보조력을 발생시킨 후 이를 조향 컬럼, 렉바 등으로 전달함으로써 쉽고 안전한 운전이 되도록 한다. 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, 2이상의 스위치와 배터리를 이용하여 계산된 구동 전류를 모터에 공급하는데, 이 때 스위치와 배터리 모터 사이에 전류 센서를 연결함으로써 모터에 흐르는 전류를 검출한다. 이러한 모터 전류를 검출하는 수단으로 홀 센서와 같은 IC 소자를 들 수 있는데, 제조 비용이 높아지는 문제점 및 고장 등으로 인한 전류 검출의 정밀도 저하의 문제점 등으로 인해 션트(Shunt) 저항을 이용한 모터 전류의 검출 수단이 사용된다.

도 1은 종래 기술에 의한 모터 제어장치(10)의 블럭도이다. 도 1을 참조하면, 종래 기술에 의한 모터 제어장치(10)는 모터(1)를 구동하는 모터 구동부(2), MCU(7), 및 모터(1)에 흐르는 전류를 검출하기 위해 전압을 검출하는 전압 검출부(9)를 포함하고, 전압 검출부(9)는 모터 구동부(2)의 전류에 의해 인가되는 션트 전압을 검출하는 션트 저항(8), 션트 전압을 증폭하는 증폭기(4), 및 션트 전압의 노이즈를 감소시키는 오프셋 회로부(3)를 포함하는데, 증폭기(4) 또는 오프셋 회로부(3)의 고장이 발생하게 되면 모터 구동부(2)의 전류에 대한 측정이 부정확하게 되어, 경우에 따라 심각한 수준의 위험 단계에 이를 수 있다.

그러나, 이러한 종래의 모터 제어장치(10)에 의하면 증폭기(4) 또는 오프셋 회로부(3)의 고장 여부를 검출할 수 있는 방법이 없다는 문제점이 있다. 뿐만 아니라, 이러한 증폭기(4) 또는 오프셋 회로부(3)의 고장에 대하여 조치를 취할 수 있는 방법이 없다는 문제점이 있다.

대한민국 공개특허공보 제10-2010-0090875호

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명에 따른 모터 제어장치 및 그 방법은, 증폭기 또는 오프셋 회로부의 고장 여부를 검출할 수 없는 종래의 문제점을 해결하고자 하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 모터 제어장치 및 그 방법은, 증폭기 또는 오프셋 회로부의 고장에 대하여 조치를 취할 수 있는 방법이 없다는 종래의 문제점을 해결하고자 하는 것을 다른 목적으로 한다.

상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명에 의한 모터 제어장치는, 모터 구동부가 모터에 공급하는 전류를 검출하는 전류 센서, 및 전류 센서가 출력하는 전압을 검출하는 전압 검출부를 포함하는 모터 제어장치에 있어서, 전압 검출부의 출력 전압에 의해 모터 구동부가 모터에 전류를 공급하도록 제어하는 제어부를 더 포함하고, 전압 검출부는 전류 센서가 출력하는 전압을 증폭하여 출력하는 제1 증폭부와 제2 증폭부, 및 제1 증폭부와 제2 증폭부에 각각 연결되어 오프셋(Offset) 전압을 출력하는 제1 오프셋부와 제2 오프셋부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 모터 제어장치에 있어서, 전류 센서는 모터 구동부가 출력하는 션트(Shunt) 전류가 인가되어 션트 전압을 검출하는 션트 저항인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 모터 제어장치에 있어서, 제어부는 제1 오프셋부의 출력 전압과 제2 오프셋부의 출력 전압을 저장하는 저장부, 및 설정된 오프셋 전압 범위 내에 제1 오프셋부의 출력 전압과 제2 오프셋부의 출력 전압이 포함되는지를 판단하는 판단부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 모터 제어장치에 있어서, 판단부는 설정된 증폭 전압차 범위 내에 제1 증폭부의 출력 전압과 제2 증폭부의 출력 전압의 차이가 포함되는지를 판단하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 모터 제어장치에 있어서, 제어부는 제1 오프셋부의 출력 전압, 제2 오프셋부의 출력 전압, 제1 증폭부의 출력전압, 및 제2 증폭부의 출력 전압을 각각 제1 오프셋부의 출력 전류, 제2 오프셋부의 출력 전류, 제1 증폭부의 출력 전류, 및 제2 증폭부의 출력 전류로 변환하고, 제1 오프셋부의 출력 전류와 제1 증폭부의 출력 전류의 차이 또는 제2 오프셋부의 출력 전류와 제2 증폭부의 출력 전류의 차이 중 어느 하나를 션트 전류로 계산하는 전류 계산부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 모터 제어장치에 있어서, 제어부는 제1 오프셋부, 제2 오프셋부, 제1 증폭부, 및 제2 증폭부 각각의 출력단에 ADC(AC-DC Converter)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 모터 제어방법은 전류 센서가 출력하는 전압이 검출되는 제1 단계, 기준 오프셋(Offset) 전압이 저장부에 저장되는 제2 단계, 제1 오프셋부의 출력 전압, 제2 오프셋부의 출력 전압, 제1 증폭부의 출력 전압, 및 제2 증폭부의 출력 전압이 측정되는 제3 단계, 및 제1 오프셋부의 출력 전압 및 제2 오프셋부의 출력 전압이 기준 오프셋 전압 범위 내에 포함되는지가 판단되는 제4 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 모터 제어방법에 있어서, 제1 단계는 모터 구동부가 출력하는 션트(Shunt) 전류가 인가되어 션트 전압이 검출되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 모터 제어방법에 있어서, 제3 단계 이전에, 제1 오프셋부의 출력 전압, 제2 오프셋부의 출력 전압, 제1 증폭부의 출력 전압, 및 제2 증폭부의 출력 전압이 디지털 신호로 변환되는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 모터 제어방법에 있어서, 제4 단계는 제1 오프셋부의 출력 전압 또는 제2 오프셋부의 출력 전압 중 어느 하나가 기준 오프셋 전압 범위 내에 포함되지 않으면, 기준 오프셋 전압 범위 내에 포함되는 오프셋부의 출력 전압이 오프셋 전압으로 설정되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 모터 제어방법에 있어서, 제4 단계 이후에, 제1 오프셋부의 출력 전압 및 제2 오프셋부의 출력 전압이 기준 오프셋 전압 범위 내에 포함되지 않으면, 모터 구동부의 동작이 차단되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 모터 제어방법에 있어서, 제4 단계 이후에, 제1 증폭부의 출력 전압과 제2 증폭부의 출력 전압의 차이가 기준 증폭 전압차 범위 내에 포함되는지가 판단되는 제5 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 모터 제어방법에 있어서, 제5 단계 이후에, 제1 증폭부의 출력 전압과 제2 증폭부의 출력 전압의 차이가 기준 증폭 전압차 범위 내에 포함되지 않으면, 모터 구동부의 동작이 차단되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 모터 제어방법에 있어서, 제4 단계 이후에, 제1 오프셋부의 출력 전압, 제2 오프셋부의 출력 전압, 제1 증폭부의 출력전압, 및 제2 증폭부의 출력 전압이 각각 제1 오프셋부의 출력 전류, 제2 오프셋부의 출력 전류, 제1 증폭부의 출력 전류, 및 제2 증폭부의 출력 전류로 변환되는 단계를 더 포함하고, 션트 전류는 제1 오프셋부의 출력 전류와 제1 증폭부의 출력 전류의 차이 또는 제2 오프셋부의 출력 전류와 제2 증폭부의 출력 전류의 차이 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.

상기의 구성에 의해 본 발명에 따른 모터 제어장치 및 그 방법은, 2이상의 증폭부 및 2이상의 오프셋부를 포함하므로 증폭부 또는 오프셋부에 발생한 고장을 효과적으로 검출할 수 있을 뿐만 아니라, 어느 하나의 증폭부 또는 오프셋부에 고장이 발생할 경우에는 나머지 증폭부 또는 오프셋부를 작동시킬 수 있으므로 고장 발생에 대한 효과적인 대처가 가능하다.

본 발명의 실시예에 따른 모터 제어장치 및 그 방법은, 션트 저항에 흐르는 전류가 0인지 여부에 관계 없이 오프셋부의 출력값을 저장할 수 있으므로, 오프셋 값의 저장 방식이 용이하다는 효과를 제공한다.

본 발명의 실시예에 따른 모터 제어장치 및 그 방법은, 2이상의 증폭부 및 2이상의 오프셋부를 포함하므로, 션트 저항에 흐르는 전류를 계산할 경우에 제1 증폭부와 제1 오프셋부 또는 제1 증폭부와 제2 오프셋부 중 하나를 선택하여 계산할 수 있는 효과를 제공한다.

도 1은 종래 기술에 의한 모터 제어장치의 블럭도.
도 2는 본 발명에 의한 모터 제어장치의 블럭도.
도 3은 본 발명에 의한 제어부의 블럭도.
도 4는 본 발명의 실시예에 의한 모터 제어방법의 순서도.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 의한 모터 제어방법의 순서도.

본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정되어 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시예를 설명하기 위하여 사용되므로 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 단수 형태는 문맥상 다른 경우를 분명히 지적하는 것이 아니라면 복수의 형태를 포함할 수 있다.

도 2는 본 발명에 의한 모터 제어장치(100)의 블록도이고, 도 3은 본 발명에 의한 제어부(170)의 블럭도이다.

도 2를 참조하면, 본 발명에 의한 모터 제어장치(100)는 모터 구동부(120)가 모터(110)에 공급하는 전류를 검출하는 전류 센서, 및 전류 센서가 출력하는 전압을 검출하는 전압 검출부(190)를 포함하는 모터 제어장치(100)에 있어서, 전압 검출부(190)의 출력 전압에 의해 모터 구동부(120)가 모터(110)에 전류를 공급하도록 제어하는 제어부(170)를 더 포함하고, 전압 검출부(190)는 전류 센서가 출력하는 전압을 증폭하여 출력하는 제1 증폭부(140)와 제2 증폭부(150), 및 제1 증폭부(140)와 제2 증폭부(150)에 각각 연결되어 오프셋(Offset) 전압을 출력하는 제1 오프셋부(130)와 제2 오프셋부(160)를 포함한다.

모터 구동부(120)는 모터(110)에 구동 전류를 공급한다. 즉, 모터 구동부(120)는 제어부(170)의 제어에 따라 제어부(170)에 의해 계산된 구동 전류값에 해당하는 구동 전류를 생성하여 모터(110)로 공급한다. 이 경우, 모터 구동부(120)는 4개의 FET를 포함하고, FET들의 스위칭에 의해 모터(110)를 구동할 수 있다. 즉, 모터 구동부(120)는 H-브릿지 회로로 구성되어, PWM에 의한 FET를 스위칭함으로써 모터(110)를 구동할 수 있다.

전류 센서는 션트 저항(180)을 이용하여, 모터(110)에 흐르는 전류를 센싱한다. 즉, 전류 센서는 모터 구동부(120)가 출력하는 션트 전류가 인가되어 션트 전압을 검출하는 션트 저항(180)일 수 있다. 따라서, 전류 센서는 모터 구동부(120)의 부하 전류에 의해 인가되는 션트 전압을 검출한다.

전압 검출부(190)는 제1 증폭부(140), 제2 증폭부(150), 제1 오프셋부(130), 및 제2 오프셋부(160)를 포함하고, 제1 오프셋부(130)는 제1 증폭부(140)와 연결되며, 제2 오프셋부(160)는 제2 증폭부(150)와 연결된다.

제1 증폭부(140) 및 제2 증폭부(150)는 전류 센서와 연결되어 전류 센서에 의해 검출되는 션트 전압을 증폭하여 증폭된 신호를 출력한다. 또한, 제1 오프셋부(130) 및 제2 오프셋부(160)는 각각 제1 증폭부(140) 및 제2 증폭부(150)와 연결되어 오프셋 전압을 출력한다.

도 3을 참조하면, 제어부(170)는 제1 오프셋부(130), 제2 오프셋부(160), 제1 증폭부(140), 및 제2 증폭부(150) 각각의 출력단에 ADC(AC-DC Converter)를 포함한다. 따라서, 제1 오프셋부(130) 및 제2 오프셋부(160)는 각각 제1 ADC 및 제4 ADC에 의해 디지털 신호로 변환된 V1 및 V4를 출력하고, 제1 증폭부(140) 및 제2 증폭부(150)는 각각 제2 ADC 및 제3 ADC에 의해 디지털 신호로 변환된 V2 및 V3를 출력할 수 있다.

제어부(170)는 모터 구동부(120)로 하여금 구동 전류를 모터(110)로 공급하도록 제어하되, 전압 검출부(190)에 의해 검출된 모터 전류를 이용하여 구동 전류를 조절한다. 이러한 제어부(170)는 ECU에서 주제어를 담당하는 제어장치로서, 검출된 모터 전류를 이용하여 구동 전류를 조절하고, 조절된 구동 전류가 모터(110)로 공급되도록 하기 위한 제어를 수행하는 데이터 및 소프트웨어를 저장하는 저장부, 및 소프트웨어를 실행하는 마이크로프로세서를 포함할 수 있다.

제어부(170)는 제1 오프셋부(130)의 제1 기준 전압과 제2 오프셋부(160)의 제2 기준 전압을 저장하는 저장부, 및 설정된 오프셋 전압 범위 내에 제1 오프셋부(130)의 출력 전압과 제2 오프셋부(160)의 출력 전압이 포함되는지를 판단하는 판단부를 포함한다. 제1 기준 전압은 제1 오프셋부(130)가 정상적인 전압을 출력하는지를 판단하는 기준이고, 제2 기준 전압은 제2 오프셋부(160)가 정상적인 전압을 출력하는지를 판단하는 기준이다. 이 경우, 제1 기준 전압 및 제2 기준 전압은 제1 오프셋부(130)의 출력 전압 및 제2 오프셋부(160)의 출력 전압에 대하여 허용되는 오차 범위의 기준을 나타낼 수 있다. 즉, 제1 기준 전압 및 제2 기준 전압이 각각 1[V]이고, 설정된 허용 오차가 10% 내외라면, 제1 오프셋 출력 전압 및 제2 오프셋 출력 전압은 0.9 내지 1.1[V] 내에서 유효하게 동작되는 것일 수 있다. 따라서, 판단부는 저장부에 저장된 제1 기준 전압 및 제2 기준 전압을 기준으로 하여, 제1 오프셋부(130)의 출력 전압 및 제2 오프셋부(160)의 출력 전압이 각각 유효한 것인지를 판단한다. 만약, 제1 오프셋부(130)가 제1 기준 전압의 허용 범위를 벗어나는 전압을 출력하면 제1 오프셋부(130)는 고장인 것으로 볼 수 있으므로, 제1 오프셋부(130)의 동작을 중단 또는 중지하고 제2 오프셋부(160)를 계속 동작하도록 할 수 있다.

따라서, 하나의 오프셋부만 포함할 경우에는 하나의 오프셋부가 고장날 경우 이를 판단할 수단이 없었으나, 2개의 오프셋부를 포함하는 본 발명의 실시예에 의하면 설정된 오프셋 전압 범위 내에 오프셋 출력 전압이 포함되는지를 판단하므로 오프셋부의 고장 여부를 알 수 있다. 뿐만 아니라, 하나의 오프셋부가 고장날 경우에는 나머지 오프셋부에 의하여 제어부(170)가 동작하도록 할 수 있다.

제어부(170)는 제1 오프셋부(130)의 출력 전압, 제2 오프셋부(160)의 출력 전압, 제1 증폭부(140)의 출력전압, 및 제2 증폭부(150)의 출력 전압을 각각 제1 오프셋부(130)의 출력 전류, 제2 오프셋부(160)의 출력 전류, 제1 증폭부(140)의 출력 전류, 및 제2 증폭부(150)의 출력 전류로 변환하고, 제1 오프셋부(130)의 출력 전류와 제1 증폭부(140)의 출력 전류의 차이 또는 제2 오프셋부(160)의 출력 전류와 제2 증폭부(150)의 출력 전류의 차이 중 어느 하나를 션트 전류로 계산하는 전류 계산부를 포함한다.

전류 계산부는 제1 ADC의 출력, 제2 ADC의 출력, 제3 ADC의 출력, 및 제4 ADC의 출력을 입력으로 하여 각각 제1 오프셋부(130)의 출력 전류, 제1 증폭부(140)의 출력 전류, 제2 증폭부(150)의 출력 전류, 및 제2 오프셋부(160)의 출력 전류로 변환할 수 있다. 이에 따라, 전류 계산부는 각각의 변환된 출력 전류로써 전류 센서에 흐르는 전류 즉, 션트 전류를 측정할 수 있다. 즉, 션트 전류는 제1 오프셋부(130)의 출력 전류와 제1 증폭부(140)의 출력 전류의 차이 또는 제2 오프셋부(160)의 출력 전류와 제2 증폭부(150)의 출력 전류의 차이 중 어느 하나일 수 있다. 만약, 전술한 바와 같이 제1 오프셋부(130)가 제1 기준 전압의 허용 범위를 벗어나는 전압을 출력하면, 제1 오프셋부(130)의 동작을 중단 또는 중지하게 되므로 제2 오프셋부(160) 및 제2 증폭부(150)의 출력 전류로써 션트 전류를 계산하게 되고, 이 경우 션트 전류는 제2 증폭부(150)의 출력 전류와 제2 오프셋부(160)의 출력 전류의 차이일 수 있다.

제어부(170)에 포함된 판단부는 설정된 증폭 전압차 범위 내에 제1 증폭부(140)의 출력 전압과 제2 증폭부(150)의 출력 전압의 차이가 포함되는지를 판단할 수 있다. 즉, 설정된 증폭 전압차는 제1 증폭부(140) 및 제2 증폭부(150)가 정상적인 전압을 출력하는지를 판단하는 기준이고, 이 경우 설정된 증폭 전압차는 제1 증폭부(140) 및 제2 증폭부(150)의 출력 전압차에 대하여 허용되는 오차 범위의 기준을 나타낼 수 있다. 따라서, 설정된 증폭 전압차가 1[V]이고, 설정된 허용 오차가 10% 내외라면, 제1 증폭부(140)의 출력 전압과 제2 증폭부(150)의 출력 전압의 차이는 0.9 내지 1.1[V] 내에서 유효하게 동작되는 것일 수 있다. 만약, 제1 증폭부(140) 및 제2 증폭부(150)의 출력 전압차가 설정된 증폭 전압차 범위를 벗어나는 전압을 출력하면 제1 증폭부(140) 또는 제2 증폭부(150) 중 어느 하나가 고장인 것으로 볼 수 있고, 이 경우 전술한 바와 같이 제1 오프셋부(130)가 고장인 것으로 판단된다면 제1 증폭부(140)가 고장인 것으로 볼 수 있으므로, 제1 증폭부(140)의 동작을 중단 또는 중지하고 제2 증폭부(150)를 계속 동작하도록 할 수 있다.

따라서, 하나의 증폭부만 포함할 경우에는 증폭부가 고장날 경우 이를 판단할 수단이 없었으나, 2개의 증폭부를 포함하는 본 발명의 실시예에 의하면 설정된 증폭 전압차 범위 내에 제1 증폭부(140)의 출력 전압과 제2 증폭부(150)의 출력 전압의 차이가 포함되는지를 판단하므로 오프셋부의 정상 작동 여부와 함께 증폭부의 정상 작동 여부를 알 수 있다. 뿐만 아니라, 하나의 증폭부가 고장날 경우에는 나머지 증폭부에 의하여 제어부(170)가 동작하도록 할 수 있다.

도 4는 본 발명의 실시예에 의한 모터 제어방법의 순서도이고, 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 의한 모터 제어방법의 순서도이다. 이하에서는 전술한 도 2 내지 도 3에 관한 설명과 중복되는 내용에 관한 설명은 생략하기로 한다.

도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명에 의한 모터 제어방법은 전류 센서가 출력하는 전압이 검출되는 제1 단계, 기준 오프셋(Offset) 전압이 저장부에 저장되는 제2 단계, 제1 오프셋부의 출력 전압, 제2 오프셋부의 출력 전압, 제1 증폭부의 출력 전압, 및 제2 증폭부의 출력 전압이 측정되는 제3 단계, 및 제1 오프셋부의 출력 전압 및 제2 오프셋부의 출력 전압이 기준 오프셋 전압 범위 내에 포함되는지가 판단되는 제4 단계를 포함한다.

제1 단계에서는 전류 센서가 출력하는 전압이 검출된다. 전류 센서는 션트 저항을 이용하여 모터에 흐르는 전류를 센싱하는 수단으로서, 전압을 출력할 수 있다. 따라서, 제1 단계는 모터 구동부가 출력하는 션트(Shunt) 전류가 인가되어 션트 전압이 검출되는 것을 특징으로 한다.

제2 단계에서는 기준 오프셋 전압이 저장부에 저장될 수 있는데, 이 경우 기준 오프셋 전압은 오프셋부의 출력 전압에 대하여 허용되는 오차 범위를 설정하는 기준일 수 있다. 이에 관한 설명은 전술한 바와 같으며, 이후에 오프셋부의 출력 전압이 기준 오프셋 전압의 범위 내에 포함되는지가 판단될 수 있다(S110,S120).

제3 단계 이전에, 제1 오프셋부의 출력 전압, 제2 오프셋부의 출력 전압, 제1 증폭부의 출력 전압, 및 제2 증폭부의 출력 전압이 디지털 신호로 변환되는 단계를 더 포함한다. 즉, 증폭부와 오프셋부는 하나의 쌍(pair)을 형성하는데, 본 발명의 실시예에 의한 모터 제어방법은 2쌍의 증폭부와 오프셋부를 포함하며, 이들 각각의 출력 전압은 디지털 신호로 변환될 수 있다.

제4 단계는 제1 오프셋부의 출력 전압 또는 제2 오프셋부의 출력 전압 중 어느 하나가 기준 오프셋 전압 범위 내에 포함되지 않으면, 기준 오프셋 전압 범위 내에 포함되는 오프셋부의 출력 전압이 오프셋 전압으로 설정되는 것을 특징으로 한다. 즉, 기준 오프셋 전압 범위 내에 포함되지 않는 오프셋부의 출력 전압은 고장인 것으로 판단할 수 있고, 이 경우 기준 오프셋 전압 범위 내에 포함되는 오프셋부의 출력 전압을 정상인 것으로 판단할 수 있다. 따라서, 제4 단계 이후에, 제1 오프셋부의 출력 전압 및 제2 오프셋부의 출력 전압이 기준 오프셋 전압 범위 내에 포함되지 않으면, 모터 구동부의 동작이 차단되는 것을 특징으로 한다(S130,S140).

또한, 제4 단계 이후에, 제1 증폭부의 출력 전압과 제2 증폭부의 출력 전압의 차이가 기준 증폭 전압차 범위 내에 포함되는지가 판단되는 제5 단계를 더 포함한다. 즉, 양 증폭부의 출력 전압의 차이값이 설정된 기준 증폭 전압차의 범위 내에 포함되면 양 증폭부는 정상인 것으로 판단되지만, 양 증폭부의 출력 전압의 차이값이 설정된 기준 증폭 전압차의 범위를 벗어날 경우에는 양 증폭부 중 어느 하나가 고장인 것으로 판단할 수 있다(S210,S220).
따라서, 전술한 바와 같은 방법에 의하여 제1 오프셋부가 고장인 것으로 판단되었다면 이와 쌍을 이루는 제1 증폭부가 고장인 것으로 판단하고, 제1 오프셋부가 고장인 것으로 판단되었다면 이와 쌍을 이루는 제2 증폭부가 고장인 것으로 판단된다. 따라서, 제5 단계 이후에, 제1 증폭부의 출력 전압과 제2 증폭부의 출력 전압의 차이가 기준 증폭 전압차 범위 내에 포함되지 않으면, 전술한 방법에 따라 양 증폭부 중 어느 하나가 고장인 것으로 판단하여 고장인 증폭부의 동작을 중단 또는 중지할 수 있다.
만약, 제1 증폭부의 출력 전압과 제2 증폭부의 출력 전압의 차이가 기준 증폭 전압차 범위 내에 포함되지 않고 제1 오프셋부와 제2 오프셋부가 고장인 것으로 판단될 경우에는 모터 구동부의 동작이 차단될 수 있다(S230,S240).

한편, 제4 단계 이후에, 제1 오프셋부의 출력 전압, 제2 오프셋부의 출력 전압, 제1 증폭부의 출력전압, 및 제2 증폭부의 출력 전압이 각각 제1 오프셋부의 출력 전류, 제2 오프셋부의 출력 전류, 제1 증폭부의 출력 전류, 및 제2 증폭부의 출력 전류로 변환되는 단계를 더 포함하고, 션트 전류는 제1 오프셋부의 출력 전류와 제1 증폭부의 출력 전류의 차이 또는 제2 오프셋부의 출력 전류와 제2 증폭부의 출력 전류의 차이 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.
즉, 제1 오프셋부, 제2 오프셋부, 제1 증폭부, 및 제2 증폭부 각각이 출력하는 전압은 전류로 변환될 수 있는데, 이 경우 션트 전류는 제1 증폭부의 출력 전류와 제1 오프셋부의 출력 전류의 차이 또는 제2 증폭부와 제2 오프셋부의 출력 전류의 차이일 수 있다. 만약, 제1 오프셋부가 고장인 것으로 판단되면 션트 전류는 제2 증폭부와 제2 오프셋부의 출력 전류의 차이가 된다.

본 발명은 이상에서 살펴본 바와 같이 바람직한 실시예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경, 치환, 수정이 가능할 것이며, 이러한 변경, 치환, 수정 등은 본 발명의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.

10, 100 : 모터 제어장치
1, 110 : 모터 2, 120 : 모터 구동부
3 : 오프셋 회로부 4 : (연산) 증폭기
5 : 샘플링-홀딩 회로부 6 : 귀환 저항
130 : 제1 오프셋부 140 : 제1 증폭부
150 : 제2 증폭부 160 : 제2 오프셋부
7, 170 : MCU 8, 180 : 션트 저항
9, 190 : 전압 검출부

Claims

모터 구동부가 모터에 공급하는 전류를 검출하는 전류 센서, 및 상기 전류 센서가 출력하는 전압을 검출하는 전압 검출부를 포함하는 모터 제어장치에 있어서,
상기 전압 검출부의 출력 전압에 의해 상기 모터 구동부가 상기 모터에 전류를 공급하도록 제어하는 제어부를 더 포함하고,
상기 전압 검출부는
상기 전류 센서가 출력하는 전압을 증폭하여 출력하는 제1 증폭부와 제2 증폭부; 및
상기 제1 증폭부와 상기 제2 증폭부에 각각 연결되어 오프셋(Offset) 전압을 출력하는 제1 오프셋부와 제2 오프셋부;를 포함하고,
상기 제어부는
상기 제1 오프셋부의 출력 전압과 상기 제2 오프셋부의 출력 전압을 저장하는 저장부; 및
설정된 오프셋 전압 범위 내에 상기 제1 오프셋부의 출력 전압과 상기 제2 오프셋부의 출력 전압이 포함되는지를 판단하는 판단부;
를 포함하는 모터 제어장치.
제 1 항에 있어서,
상기 전류 센서는
상기 모터 구동부가 출력하는 션트(Shunt) 전류가 인가되어 션트 전압을 검출하는 션트 저항인 것을 특징으로 하는 모터 제어장치.
삭제
제 1 항에 있어서,
상기 판단부는
설정된 증폭 전압차 범위 내에 상기 제1 증폭부의 출력 전압과 상기 제2 증폭부의 출력 전압의 차이가 포함되는지를 판단하는 모터 제어장치.
제 2 항에 있어서,
상기 제어부는
상기 제1 오프셋부의 출력 전압, 상기 제2 오프셋부의 출력 전압, 상기 제1 증폭부의 출력전압, 및 상기 제2 증폭부의 출력 전압을 각각 제1 오프셋부의 출력 전류, 제2 오프셋부의 출력 전류, 제1 증폭부의 출력 전류, 및 제2 증폭부의 출력 전류로 변환하고, 상기 제1 오프셋부의 출력 전류와 상기 제1 증폭부의 출력 전류의 차이 또는 상기 제2 오프셋부의 출력 전류와 상기 제2 증폭부의 출력 전류의 차이 중 어느 하나를 상기 션트 전류로 계산하는 전류 계산부를 포함하는 모터 제어장치.
제 1 항에 있어서,
상기 제어부는
상기 제1 오프셋부, 상기 제2 오프셋부, 상기 제1 증폭부, 및 상기 제2 증폭부 각각의 출력단에 ADC(AC-DC Converter)를 포함하는 모터 제어장치.
전류 센서가 출력하는 전압이 검출되는 제1 단계;
기준 오프셋(Offset) 전압이 저장부에 저장되는 제2 단계;
제1 오프셋부의 출력 전압, 제2 오프셋부의 출력 전압, 제1 증폭부의 출력 전압, 및 제2 증폭부의 출력 전압이 측정되는 제3 단계; 및
상기 제1 오프셋부의 출력 전압 및 상기 제2 오프셋부의 출력 전압이 상기 기준 오프셋 전압 범위 내에 포함되는지가 판단되는 제4 단계;
를 포함하는 모터 제어방법.
제 7 항에 있어서,
상기 제1 단계는
모터 구동부가 출력하는 션트(Shunt) 전류가 인가되어 션트 전압이 검출되는 것을 특징으로 하는 모터 제어방법.
제 7 항에 있어서,
상기 제3 단계 이전에,
상기 제1 오프셋부의 출력 전압, 상기 제2 오프셋부의 출력 전압, 상기 제1 증폭부의 출력 전압, 및 상기 제2 증폭부의 출력 전압이 디지털 신호로 변환되는 단계를 더 포함하는 모터 제어방법.
제 7 항에 있어서,
상기 제4 단계는
상기 제1 오프셋부의 출력 전압 또는 상기 제2 오프셋부의 출력 전압 중 어느 하나가 상기 기준 오프셋 전압 범위 내에 포함되지 않으면, 상기 기준 오프셋 전압 범위 내에 포함되는 오프셋부의 출력 전압이 오프셋 전압으로 설정되는 것을 특징으로 하는 모터 제어방법.
제 7 항에 있어서,
상기 제4 단계 이후에,
상기 제1 오프셋부의 출력 전압 및 상기 제2 오프셋부의 출력 전압이 상기 기준 오프셋 전압 범위 내에 포함되지 않으면, 모터 구동부의 동작이 차단되는 것을 특징으로 하는 모터 제어방법.
제 7 항에 있어서,
상기 제4 단계 이후에,
상기 제1 증폭부의 출력 전압과 상기 제2 증폭부의 출력 전압의 차이가 기준 증폭 전압차 범위 내에 포함되는지가 판단되는 제5 단계를 더 포함하는 모터 제어방법.
제 12 항에 있어서,
상기 제5 단계 이후에,
상기 제1 증폭부의 출력 전압과 상기 제2 증폭부의 출력 전압의 차이가 상기 기준 증폭 전압차 범위 내에 포함되지 않으면, 모터 구동부의 동작이 차단되는 것을 특징으로 하는 모터 제어방법.
제 8 항에 있어서,
상기 제4 단계 이후에,
상기 제1 오프셋부의 출력 전압, 상기 제2 오프셋부의 출력 전압, 상기 제1 증폭부의 출력전압, 및 상기 제2 증폭부의 출력 전압이 각각 제1 오프셋부의 출력 전류, 제2 오프셋부의 출력 전류, 제1 증폭부의 출력 전류, 및 제2 증폭부의 출력 전류로 변환되는 단계를 더 포함하고,
상기 션트 전류는
상기 제1 오프셋부의 출력 전류와 상기 제1 증폭부의 출력 전류의 차이 또는 상기 제2 오프셋부의 출력 전류와 상기 제2 증폭부의 출력 전류의 차이 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 모터 제어방법.