KR101609527B1 - 모터 제어 장치 - Google Patents

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KR101609527B1
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요시타카 이키타케
요우이치 후지타
사토시 카와무라
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미쓰비시덴키 가부시키가이샤
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Abstract

코일 온도 추정부(12)는, 미리 주어진 모터(1)의 코일 등가 저항, 열용량 및 열저항, 및 전압 검출 회로(17)가 검출하는 모터(1)에의 인가 전압 및 외부 입력되는 Duty비 지령치에 의거하여, 모터(1)의 코일 온도를 추정한다. 온도 이상 판정부(13)에 의해 코일 온도가 정상 온도가 아니라고 판정된 경우, Duty 제한부(14)가 Duty비 지령치를 낮은 값으로 제한하고 나서 FET 구동 회로(15)에 출력한다.

Description

모터 제어 장치{MOTOR CONTROL DEVICE}
본 발명은, 모터의 코일 온도를 추정하는 코일 온도 추정 방법, 및 추정한 코일 온도에 의거하여 모터를 제어하는 모터 제어 장치에 관한 것이다.
DC 모터에 전압을 인가하면, 코일 저항분의 열이 생기고, 코일 온도가 상승한다. 코일 온도가 너무 상승하면, 코일 피막을 파괴하고, 쇼트 및 발열 등의 폐해가 있기 때문에, 과도한 고온이 되기 전에 전압 인가를 제한할 필요가 있다.
그래서, 종래는 온도 센서를 이용하여 코일 온도를 측정하는 것이 있다.
또한, 모터의 코일 저항은 온도 상승에 수반하여 높아지는 현상이 있기 때문에, 모터의 단자 사이 전압에 모터 전류를 곱한 값의 평균치 또는 적분치를 구하여, 모터의 상대 온도 변화를 추정하는 것이 있다(예를 들면, 특허 문헌 1 참조).
또한, 모터 전류와 모선 전압과 PWM(Pulse Width Modulation) 시간폭에 의거하여 코일 저항을 추정하고, 사전에 얻어진 코일 저항과 코일 온도의 관계를 이용하여 코일 온도를 구하는 것이 있다(예를 들면, 특허 문헌 2 참조).
일본 특개평8-133107호 공보 일본 특개2010-28911호 공보
이상과 같이, 종래에는 코일 온도를 측정하는 온도 센서 또는 모터 전류를 측정하는 전류 센서가 필요하게 되는데, 설치 스페이스의 문제 때문에, 온도 센서 또는 전류 센서를 설치할 수 없는 전제 액추에이터에 이용되는 DC 모터에는 적용 곤란하다라는 과제가 있다.
본 발명은, 상기한 바와 같은 과제를 해결하기 위해 이루어진 것으로, 코일 온도를 추정하기 위해 온도 센서 및 전류 센서 등을 이용하지 않고서, 탑재를 위한 하드웨어 변경이 불필요한 코일 온도 추정 방법 및 모터 제어 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
삭제
본 발명의 모터 제어 장치는, 모터에 인가하는 전압을 Duty비 지령치에 응하여 PWM 제어하는 구동 회로와, 모터의 인가 전압을 검출하는 전압 검출 회로와, 미리 주어진 모터의 코일 등가 저항, 열용량 및 열저항, 및 전압 검출 회로가 검출하는 인가 전압 및 Duty비 지령치에 의거하여, 모터의 코일 온도를 추정하는 코일 온도 추정부와, 코일 온도 추정부가 추정한 코일 온도가 정상 온도인지의 여부를 판정하는 온도 이상(異常) 판정부와, 온도 이상 판정부에 의해 코일 온도가 정상 온도가 아니라고 판정된 경우에, Duty비 지령치를 낮은 값으로 제한하는 Duty 제한부를 구비하고, 코일 온도 추정부는, 하기한 식에 의해 단위시간당의 모터의 소비 전력(W)을 산출하고, 열용량 및 열저항을 이용하여 당해 소비 전력(W)에 응한 단위시간당의 코일 온도 상승치를 산출하고 적산함에 의해 상기 코일 온도를 추정하는 것이다.
W=V/R×V×f(x)
여기서, V는 전압 검출 회로가 검출하는 인가 전압, R은 코일 온도 추정부에 미리 주어진 코일 등가 저항, f(x)는 Duty비 지령치를 변수(x)로 하는 함수이다.
본 발명에 의하면, 미리 주어진 상기 모터의 코일 등가 저항, 열용량 및 열저항, 및 전압 검출 회로가 검출하는 인가 전압 및 Duty비 지령치에 의거하여, 모터의 코일 온도를 추정함에 의해, 온도 센서 및 전류 센서 등을 이용하지 않고서 코일 온도를 추정할 수 있다. 따라서, 코일 온도 추정을 위한 하드웨어 변경이 불필요한 모터 제어 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시의 형태 1에 관한 모터 제어 장치의 구성례를 도시하는 도면.
도 2는 실시의 형태 1에 관한 모터 제어 장치의 동작을 설명하는 플로 차트.
도 3은 실시의 형태 1에 관한 모터 제어 장치의 코일 온도 이상 판정 처리를 설명하는 그래프.
도 4는 구형파상의 PWM 전압으로 구동되는 RL 부하가 소비하는 전력 시뮬레이션 모델을 도시하는 도면.
도 5는 R=1Ω, L=0.1mH의 LR 부하에 흐르는 전류와 인가되는 전압을 계측한 결과를 도시하는 그래프.
도 6은 R=1Ω, L=0.2mH의 LR 부하에 흐르는 전류와 인가되는 전압을 계측한 결과를 도시하는 그래프.
도 7은 R=1Ω, L=0.4mH의 LR 부하에 흐르는 전류와 인가되는 전압을 계측한 결과를 도시하는 그래프.
도 8은 R=1Ω, L=0.8mH의 LR 부하에 흐르는 전류와 인가되는 전압을 계측한 결과를 도시하는 그래프.
도 9는 Duty비 지령치에 대한 RL 부하의 소비 전력의 크기를 도시하는 그래프.
이하, 본 발명을 보다 상세히 설명하기 위해, 본 발명을 실시하기 위한 형태에 관해, 첨부한 도면에 따라 설명한다.
실시의 형태 1.
도 1은, 본 실시의 형태 1에 관한 모터 제어 장치(10)를 모터(1)에 적용하는 경우의 구성례를 도시한다. 도 1에 도시하는 모터 제어 장치(10)는, 모터(1)를 제어하는 마이크로 컴퓨터(이하, 마이컴)(11)와, 마이컴(11)이 출력하는 Duty비에 응한 PWM 신호를 생성하는 FET(Field Effect Transistor) 구동 회로(15)와, PWM 신호에 응하여 직류 전원(2)의 전압을 초핑하여 모터(1)에 인가하는 FET 브리지(16)와, FET 브리지(16)를 통하여 직류 전원(2)으로부터 모터(1)에 인가되는 전압(이하, 인가 전압)을 검출하는 전압 검출 회로(17)로 구성된다.
또한, 도 1의 예에서는, 복수의 FET를 브리지 접속하여 구성된 FET 브리지(16)(예를 들면, 3상 인버터)에 의해 직류 전원(2)으로부터 모터(1)에의 통전을 제어하지만, FET 이외의 스위칭 소자(예를 들면, IGBT ; Insulated Gate Bipolar Transistor)를 사용하여도 좋다.
예를 들면 터보 차저 부착 엔진의 배기 통로의 전환을 행하는 웨이스트 게이트(WG) 밸브를 구동하기 위한 액추에이터에 모터(1)를 적용하는 경우, 엔진 제어 장치에서 액추에이터의 실(實) 스트로크값과 목표 스트로크값의 편차가 0이 되도록 모터(1)의 Duty비를 연산하고, Duty비 지령치로서 모터 제어 장치(10)에 통지한다.
또한, 본 실시의 형태 1에 관한 모터 제어 장치(10)를 WG 액추에이터용의 모터 이외에 적용할 수 있음은 말할 필요도 없고, 예를 들면 배기 가스 재순환(EGR) 밸브를 구동하기 위한 액추에이터용의 모터 등에 적용하여도 좋다.
또한, 모터 제어 장치(10)의 내부에서 Duty비 지령치를 연산하여도 상관없다.
마이컴(11)은, 내장 메모리에 기록된 프로그램을 순서대로 판독하여 실행함에 의해, 모터(1)의 코일 온도를 추정하는 코일 온도 추정부(12), 추정 코일 온도에 의거하여 모터(1)의 과도한 온도 상승을 판정하는 온도 이상 판정부(13), 및 온도 이상 판정부(13)의 판정 결과에 의거하여 외부 입력되는 Duty비 지령치를 제한하는 Duty 제한부(14)로서의 기능을 실행한다.
다음에, 도 2에 도시하는 플로 차트를 참조하면서, 마이컴(11)의 동작을 설명한다. 마이컴(11)은 소정의 샘플링 시간(예를 들면, 1초)마다 이하의 처리를 반복한다.
우선 스텝 ST1∼ST3에서, 코일 온도 추정부(12)가 하기 식(1)∼(3)에 의거하여 모터(1)의 코일 온도를 추정한다.
W=V/R×V×f(x) (1)
ΔT=(W-Tz/Rth)/C (2)
T=ΔT+Tz (3)
여기서, W는 샘플링 시간당의 모터(1)의 소비 전력, V는 전압 검출 회로(17)에서 검출하고 코일 온도 추정부(12)에 입력되는 모터(1)의 인가 전압, f(x)는 외부 입력되는 Duty비 지령치를 변수(x)로 한 함수, R은 모터(1)의 코일 등가 저항, C는 모터(1)의 코일의 열용량, Rth는 모터(1)의 코일의 열저항이다.
또한, T는 현(現) 샘플링시의 추정 코일 온도, ΔT는 샘플링 시간당의 온도 상승치, Tz는 전회 샘플링시의 추정 코일 온도이다.
윗식(1)∼(3) 중, 코일 등가 저항(R), 열용량(C), 및 열저항(Rth)은, 미리 코일 온도 추정부(12)에 주어져 있는 것으로 한다.
예를 들면, 실험에 의해, Duty비를 1로 하여 모터(1)에 연속해서 전압을 인가한 경우의 모터 포화 온도를 구한다. 여기서는 모터(1)를 안전측으로 제어하기 위해, 상정하는 가장 엄격한 조건으로 구하고 있다. 다음에 모터(1)가 로크한 때에 흐르는 모터 로크시 전류로부터, 모터 등가 저항(R)을 구한다. 또한, 모터 포화 온도의 63.2%에 도달할 때까지의 시간을 온도 상승 시정수[s]로 한다. 그리고, 모터 포화 온도의 63.2%와 온도 상승 시정수로부터 열저항(Rth)[℃/W]를 구하고, 열저항(Rth)과 온도 상승 시정수로부터 열용량(C)[J/℃]를 구한다.
Duty비 지령치의 함수(f(x))의 상세는 후술한다.
코일 온도 추정부(12)는, 스텝 ST1에서 윗식(1)으로 모터(1)의 샘플링 시간당의 소비 전력(W)을 산출하고, 스텝 ST2에서 윗식(2)으로 샘플링 시간당의 온도 상승치(ΔT)를 산출하고, 스텝 ST3에서 윗식(3)으로 샘플링 시간당의 온도 상승치(ΔT)를 적산하여 현재의 추정 코일 온도(T)를 추정한다.
계속된 스텝 ST4∼ST8에서, 온도 이상 판정부(13)가 미리 주어진 정상 온도/이상 온도의 판정치와 추정 코일 온도(T)를 비교하여, 모터(1)의 온도 상승의 유무를 판정하고, 온도 이상 플래그의 ON/OFF를 설정한다.
여기서, 도 3의 그래프를 이용하여, 코일 온도의 이상 판정 처리를 설명한다. 도 3의 그래프에서, 종축에 온도 이상 플래그의 ON/OFF를 나타내고, 횡축에 코일 온도를 나타낸다. 이상 온도의 판정치를 정상 온도의 판정치보다 높은 값으로 설정하고, 또한, 정상 온도의 판정치와 이상 온도의 판정치의 사이에 히스테리시스를 마련하고 있다.
온도 이상 판정부(13)는, 스텝 ST4에서 추정 코일 온도(T)가 이상 온도의 판정치보다 크면(스텝 ST4 "YES"), 모터(1)가 온도 상승하고 있다고 판정하고 온도 이상 플래그를 ON으로 한다(스텝 ST5). 한편, 추정 코일 온도(T)가 이상 온도의 판정치 이하인 경우(스텝 ST4 "NO"), 온도 이상 판정부(13)는 계속해서 추정 코일 온도(T)와 정상 온도의 판정치를 비교하고(스텝 ST6), 추정 코일 온도(T)가 정상 온도의 판정치보다 작으면(스텝 ST6 "YES"), 모터(1)의 온도는 정상 범위 내라고 판정하고 온도 이상 플래그를 OFF로 한다(스텝 ST7).
다른 한편, 추정 코일 온도(T)가 이상 온도의 판정치와 정상 온도의 판정치의 사이에 있는 경우(스텝 ST6 "NO"), 온도 이상 판정부(13)는 온도 이상 플래그를 전회 샘플링시인 채로 계속한다(스텝 ST8).
온도 이상 판정부(13)가 설정한 온도 이상 플래그가 ON일 때, Duty 제한부(14)는 외부 입력되는 Duty비 지령치를 보다 낮은 Duty비(예를 들면, 0)로 제한하고 나서 FET 구동 회로(15)에 출력한다. 한편, 온도 이상 플래그가 OFF일 때, Duty 제한부(14)는 Duty비 지령치를 그대로 FET 구동 회로(15)에 출력한다.
FET 구동 회로(15)는, Duty 제한부(14)가 출력하는 Duty비에 응하여 펄스폭 변조한 PWM 신호를 생성하고, FET 브리지(16)를 구성하는 FET의 게이트 단자에 인가하여 도통 상태로 한다. 이에 의해, 모터 제어 장치(10)는, 모터(1)가 정상 온도에 있는 동안은 Duty비 지령치에 따라 전압을 인가하고, 모터(1)가 이상 온도가 되면 전압 인가를 제한하여 과도한 온도 상승을 방지하여 모터(1)를 보호한다. 또한, 이상 판정과 정상 판정의 히스테리시스의 폭을 조정함에 의해, 모터(1)가 이상 온도로부터 정상 온도로 되돌아올 때까지의, 전압 인가를 제한하는 시간을 조정할 수 있다.
다음에, Duty비 지령치의 함수(f(x))에 관해 설명한다.
도 4는, 구형파상(矩形波狀)의 PWM 전압으로 구동되는 RL 부하(1a)가 소비하는 전력 시뮬레이션 모델이다. 도 4의 예에서는, 모터(1) 대신에, 저항(R)과 인덕턴스(L)를 직렬로 접속한 RL 부하(1a)를 이용한다. 모터(1)에서 소비된 전력은 엄밀하게는 RL 부하(1a)와는 다르다. 그러나 발열이 큰 상태에서는 모터(1)의 회전에 의한 유기 전압이 작고, 대전류가 흐르고 있기 때문에, 대강 RL만에 가까운 형태로 되어 있다고 추찰할 수 있다. 따라서, 이하에서는, RL 부하(1a)에 구형파 PWM 전압을 인가한 때에 소비된 전력과 Duty비의 관계에 관해 시뮬레이션하여, 소비 전력과 Duty비 지령치의 관계성을 조사한다.
도 4의 예에서는, RL 부하(1a)에 FET 브리지(16)를 통하여 구형파 전압을 인가하고 있다. 이 FET 브리지(16)의 직류 전원(2)은 10V로 설정되어 있는 것으로 한다. 또한, FET 구동 회로(15)는, 내부에서 500Hz의 구형파 신호를 발생하고, 외부 입력되는 Duty비 지령치에 따라 구형파 신호의 Duty비를 10초 걸려서 0부터 1까지 소인(掃引, 스위프(sweep))하여 PWM 신호를 생성한다.
도 5∼도 9에, 도 4에서 시뮬레이션된 결과를 도시한다.
도 5∼도 8은, RL 부하(1a)의 L/R의 값을 변화시켜서 소비 전력을 시뮬레이션하고, 시뮬레이션상(上)의 가상적인 멀티 미터로 RL 부하(1a)에 흐르는 전류와 인가되는 전압을 계측한 결과를 도시하는 그래프이다. 저항(R)은 전부 1Ω이고, 인덕턴스(L)를 0.1mH부터 0.8mH까지 변화시키고 있다. 도 5(a)∼도 8(a)는 Duty비를 10초 걸려서 0부터 1까지 소인한 때의 그래프이고, 그 일부를 확대하여 도 5(b)∼도 8(b)에 도시한다.
도 9는, Duty비 지령치에 대한 RL 부하(1a)의 소비 전력의 크기를 도시하는 그래프이다. 도 9에 도시하는 소비 전력이란, 멀티 미터가 계측한 전류와 전압을 승산하여 RL 부하(1a)에서 소비되는 전력의 순시치(瞬時値)를 계산하고, 필터 처리에 의해 평균화한 값으로 한다.
이 시뮬레이션에서는 직류 전원(2)을 10V, RL 부하(1a)의 저항(R)을 1Ω으로 고정하였기 때문에, Duty비 지령치가 1일 때 소비 전력은 모두 100W가 된다. 도 5(b)∼도 8(b)에서, RL 부하(1a)에 전압을 인가하여도, 저항(R)과 인덕턴스(L)의 시정수(τ)(=L/R)에 의해, 곧바로 전류가 증가하지 않고 1차 지연이 됨을 알 수 있다. PWM 신호의 구동 주기(P)(이 예에서는 500Hz)에 대해 시정수(τ)가 작으면, 도 5(b)와 같이 전압 인가시의 전류의 1차 지연도 작아지기 때문에, 소비 전력은 도 9에 도시하는 Duty비×100의 직선에 가까운 곡선이 된다. 인덕턴스(L)를 크게 하여 가면, PWM 신호의 구동 주기(P)에 대해 시정수(τ)가 커지고, 도 8과 같이 전압 인가시의 전류의 1차 지연도 커지기 때문에, 소비 전력은 도 9의 Duty비×100의 직선으로부터 (Duty비)2×100의 곡선에 근접하여 감을 알 수 있다.
따라서 함수(f(x))는 하기 식(4)이 된다.
f(x)=(Duty비 지령치)n×100 (4)
단, 1≤n≤2로 한다.
도 9로부터, PWM 신호의 구동 주기(P)에 대해 모터(1)의 시정수(τ)가 작은 때(P>τ), 식(4)에서 n=1로 한다. 한편, PWM 신호의 구동 주기(P)에 대해 모터(1)의 시정수(τ)가 큰 때(P≤τ)는 1<n≤2로 한다. 이 n은 모터(1)의 시정수(τ)에 응하여 결정하면 좋고, 상술한 바와 같은 시뮬레이션에 의해 계산하여도 좋고, 실기(實機)를 이용하여 Duty비 지령치와 소비 전력의 관계를 측정하는 등 하여 결정하여도 좋다.
또한, 식(4)의 Duty비 지령치는, 샘플링 시간당의 평균치로 한다. 또한, 이 함수(f(x))를 룩 업 테이블 형식으로 코일 온도 추정부(12)에 설정하여도 좋다.
이상에 의해, 실시의 형태 1에 의하면, 모터 제어 장치(10)는, 모터(1)에 인가하는 전압을 Duty비 지령치에 응하여 PWM 제어하는 FET 구동 회로(15)와, FET 구동 회로(15)의 PWM 제어에 의해 구동하는 FET 브리지(16)와, FET 브리지(16)를 통하여 모터(1)에 인가되는 전압을 검출하는 전압 검출 회로(17)와, 미리 주어진 모터(1)의 코일 등가 저항, 열용량 및 열저항, 및 전압 검출 회로(17)가 검출하는 인가 전압 및 Duty비 지령치에 의거하여, 모터(1)의 코일 온도를 추정하는 코일 온도 추정부(12)와, 코일 온도 추정부(12)가 추정한 코일 온도가 정상 온도인지의 여부를 판정하는 온도 이상 판정부(13)와, 온도 이상 판정부(13)에 의해 코일 온도가 정상 온도가 아니라고 판정된 경우에 Duty비 지령치를 낮은 값으로 제한하는 Duty 제한부(14)를 구비하는 구성으로 하였다. 이 때문에, 온도 센서 및 전류 센서 등을 이용하지 않고서 코일 온도를 추정할 수 있다. 따라서, 코일 온도 추정을 위한 하드웨어 변경이 불필요한 모터 제어 장치(10)를 제공할 수 있다.
또한, 실시의 형태 1에 의하면, 코일 온도 추정부(12)는, 윗식(1)에 의해 단위시간당의 모터(1)의 소비 전력을 산출하고, 당해 소비 전력에 응한 단위시간당의 코일 온도 상승치를 산출하여 적산함에 의해 코일 온도를 추정하는 구성으로 하였다. 이 윗식(1)에서, 모터(1)의 시정수(τ)를 고려한 함수(f(x))를 도입함에 의해, 특성이 다른 모터의 코일 온도를 정밀도 좋게 추정할 수 있다.
또한, 실시의 형태 1에 의하면, 온도 이상 판정부(13)는, 코일 온도 추정부(12)가 추정한 코일 온도가 정상 온도 판정치보다 작은 경우에 정상이라고 판정하고, 당해 정상 온도 판정치보다 큰 값인 이상 온도 판정치보다 큰 경우에 정상이 아니라고 판정하고, 당해 정상 온도 판정치 이상이면서 당해 이상 온도 판정치 이하인 경우에는 전회의 판정 결과를 계속하도록 구성하였다. 이 때문에, 정상 온도 판정치와 이상 온도 판정치의 히스테리시스의 폭을 조정함에 의해, 모터(1)가 이상 온도로부터 정상 온도로 되돌아올 때까지의, 전압 인가를 제한하는 시간을 조정할 수 있다.
또한, 본원 발명은 그 발명의 범위 내에서, 실시의 형태의 임의의 구성 요소의 변형, 또는 실시의 형태의 임의의 구성 요소의 생략이 가능하다.
[산업상의 이용 가능성]
이상과 같이, 본 발명에 관한 모터 제어 장치는, 하드웨어를 변경하는 일 없이 모터의 코일 온도를 추정할 수 있기 때문에, 설치 스페이스의 문제로부터 센서를 추가할 수 없는 전제(電制) 액추에이터를 구동하기 위한 DC 모터 등에 이용하는데 적합하다.
1 : 모터
1a : RL 부하
2 : 직류 전원
10 : 모터 제어 장치
11 : 마이컴
12 : 코일 온도 추정부
13 : 온도 이상 판정부
14 : Duty 제한부
15 : FET 구동 회로
16 : FET 브리지
17 : 전압 검출 회로

Claims (6)

  1. 모터에 인가하는 전압을 Duty비 지령치에 응하여 PWM(Pulse Width Modulation) 제어하는 구동 회로와,
    상기 모터의 인가 전압을 검출하는 전압 검출 회로와,
    미리 주어진 상기 모터의 코일 등가 저항, 열용량 및 열저항, 및 상기 전압 검출 회로가 검출하는 인가 전압 및 상기 Duty비 지령치에 의거하여, 상기 모터의 코일 온도를 추정하는 코일 온도 추정부와,
    상기 코일 온도 추정부가 추정한 코일 온도가 정상 온도인지의 여부를 판정하는 온도 이상 판정부와,
    상기 온도 이상 판정부에 의해 상기 코일 온도가 정상 온도가 아니라고 판정된 경우에, 상기 Duty비 지령치를 낮은 값으로 제한하는 Duty 제한부를 구비하고,
    상기 코일 온도 추정부는, 하기한 식에 의해 단위시간당의 상기 모터의 소비 전력(W)을 산출하고, 상기 열용량 및 상기 열저항을 이용하여 당해 소비 전력(W)에 응한 상기 단위시간당의 코일 온도 상승치를 산출하고 적산함에 의해 상기 코일 온도를 추정하는 것을 특징으로 하는 모터 제어 장치.
    W=V/R×V×f(x)
    여기서, V는 상기 전압 검출 회로가 검출하는 인가 전압, R은 상기 코일 온도 추정부에 미리 주어진 상기 코일 등가 저항, f(x)는 상기 Duty비 지령치를 변수(x)로 하는 함수이다.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 함수(f(x))는 하기한 식을 충족시키는 것을 특징으로 하는 모터 제어 장치.
    f(x)=(Duty비 지령치)n×100
    단, 1≤n≤2로 한다.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 함수(f(x))의 n은, 상기 모터의 코일 등가 저항과 인덕턴스에 의해 결정되는 시정수에 의거하여 결정되는 것을 특징으로 하는 모터 제어 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 온도 이상 판정부는, 상기 코일 온도 추정부가 추정한 코일 온도가 정상 온도 판정치보다 작은 경우에 정상이라고 판정하고, 당해 정상 온도 판정치보다 큰 값인 이상 온도 판정치보다 큰 경우에 정상이 아니라고 판정하고, 당해 정상 온도 판정치 이상이면서 당해 이상 온도 판정치 이하인 경우에는 전회의 판정 결과를 계속하는 것을 특징으로 하는 모터 제어 장치.
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Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101912792B1 (ko) * 2014-04-30 2018-10-29 한화에어로스페이스 주식회사 모터 제어 시스템 및 이 시스템을 채용한 이동 로봇
WO2018016448A1 (ja) * 2016-07-21 2018-01-25 日本電産株式会社 モータモジュール、モータ制御装置、温度推定装置、および温度推定方法
CN106998170B (zh) * 2016-08-31 2019-08-20 南京奥联汽车电子技术有限公司 基于反馈电流的直流电机过热保护方法及其实现步骤
KR102429003B1 (ko) 2016-12-12 2022-08-03 현대자동차 주식회사 열등가회로를 이용한 모터의 온도 연산 시스템
US10965230B2 (en) * 2018-03-16 2021-03-30 Melexis Bulgaria Ltd Driver and method for low inductance motor
US11777433B2 (en) 2018-03-16 2023-10-03 Melexis Bulgaria Ltd. Driver and method for low inductance motor
CN109177952A (zh) * 2018-09-28 2019-01-11 上海拓为汽车技术有限公司 一种智能刹车系统电磁阀线圈pwm控制方法
US11291341B1 (en) * 2020-10-01 2022-04-05 Emerson Electric Co. Temperature based vacuum cleaner full bag indication
CN112397034A (zh) * 2020-11-02 2021-02-23 深圳市创维群欣安防科技股份有限公司 一种调光控制电路及显示设备

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007028775A (ja) 2005-07-15 2007-02-01 Konica Minolta Opto Inc 電気機械変換素子を用いた駆動装置
JP2010068662A (ja) 2008-09-11 2010-03-25 Mitsubishi Electric Corp 電動機の駆動装置並びに冷凍空調装置

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2745166B2 (ja) * 1991-05-24 1998-04-28 三菱電機株式会社 サーボアンプ及びサーボモータの駆動制御装置
JPH08133107A (ja) 1994-11-04 1996-05-28 Omron Corp 電動パワーステアリング用コントロールユニットとそれを用いた電動パワーステアリング装置
US7248009B1 (en) 2005-06-07 2007-07-24 Honeywell International Inc. Motor temperature control using estimated motor temperature based on motor power dissipation
JP4654940B2 (ja) * 2006-02-27 2011-03-23 株式会社デンソー インバータ装置及びインバータ回路の駆動制御方法
JP4572907B2 (ja) * 2007-03-29 2010-11-04 トヨタ自動車株式会社 モータ制御装置、制御方法及び制御プログラム
JP4884434B2 (ja) 2008-07-16 2012-02-29 三菱電機株式会社 電動機駆動装置
JP5438081B2 (ja) * 2011-09-21 2014-03-12 日立オートモティブシステムズ株式会社 ブラシレスモータの駆動装置

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007028775A (ja) 2005-07-15 2007-02-01 Konica Minolta Opto Inc 電気機械変換素子を用いた駆動装置
JP2010068662A (ja) 2008-09-11 2010-03-25 Mitsubishi Electric Corp 電動機の駆動装置並びに冷凍空調装置

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