KR101818358B1 - 파워시트 시스템 및 이의 모터 역회전 감지 방법 - Google Patents

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변득규
이진우
김민진
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Abstract

본 발명은 파워시트 시스템 및 이의 모터 역회전 감지 방법에 관한 것으로, 상기 파워시트 시스템은 회전 동작을 통해 파워시트의 위치를 가변하는 모터; 상기 모터의 회전에 따른 홀 전압 변화를 센싱하여 펄스 신호를 생성 및 출력하는 홀 센서; 및 상기 모터와 상기 홀 센서의 출력을 모니터링하며, 모터 정지에 따른 모터 전류 오버 슈팅 구간과 상기 펄스 신호 값 변화가 동시 검출되면, 모터 역회전에 따른 역펄스 발생을 감지 및 통보하는 모터 역회전 감지부를 포함할 수 있다.

Description

파워시트 시스템 및 이의 모터 역회전 감지 방법{POWERSEAT SYSTEM AND METHOD FOR DETECTING REVERSE ROTATION OF MOTOR THEREOF}
본 발명은 파워시트 시스템 및 이의 모터 역회전 감지 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 보다 간단한 구조로 파워시트 모터의 역회전을 감지할 수 있도록 하는 파워시트 시스템 및 이의 모터 역회전 감지 방법에 관한 것이다.
통상적으로 자동차에서 운전자의 편의를 도모하기 위한 보조장치로는, 체격 조건이 상이한 사람들이라도 차량을 이용할 때마다 운전을 가장 좋은 조건에서 할 수 있도록 시트의 위치를 자동 조절하는 파워시트를 그 예로 들 수 있다.
파워시트의 위치를 조정하는 근본적인 목적은, 통상 사람들의 신장이나 앉은 자세가 제각기 다르기 때문에 운전자의 신장에 따라 가장 적합한 위치에서 편안한 자세로 운전할 수 있도록 함이며, 더 나아가서 안전운행에 기여하고자 함이다.
파워시트의 위치 조정을 위해서는, 파워시트 모터의 회전 속도, 회전량, 회전 방향 등의 정확한 검출이 필요하며, 이를 위해 홀센서가 적용되어 있다.
다만, 현재 양산 개발중인 대부분의 파워시트에는 1개의 홀센서가 적용되어 있는데, 1개 타입의 단점은 모터 회전의 방향 전환을 알 수 없다는 것이다. 모터 회전 방향을 감지할 수 없기 때문에 모터 정지 시 발생하는 모터 역회전 유무를 알 수 없다. 이러한 이유로 파워시트의 위치 재현성 시험에 대한 문제가 발생하고 있다.
이러한 문제를 해결하기 위해 국내공개특허 제10-2004-0049373호 등에서는 홀센서 2개를 적용하여 두 펄스의 위상차를 이용해 모터 회전 방향을 감지하는 방안을 제안하였으나, 이는 반드시 홀센서 2개를 구비해야 하여 제작 원가가 증가하는 부가적인 문제가 발생하게 된다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 홀 센서 1개를 통해 구현 가능한 파워시트 시스템 및 이의 모터 역회전 감지 방법을 제공하고자 한다.
또한, 모터 전류 발생 패턴과 펄스 신호 발생 패턴을 기반으로 보다 정확하고 세밀한 분석 동작이 가능하도록 하는 파워시트 시스템 및 이의 모터 역회전 감지 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 본 발명의 일 실시 예에 따른 파워시트 시스템은 회전 동작을 통해 파워시트의 위치를 가변하는 모터; 상기 모터의 회전에 따른 홀 전압 변화를 센싱하여 펄스 신호를 생성 및 출력하는 홀 센서; 및 상기 모터와 상기 홀 센서의 출력을 모니터링하며, 모터 정지에 따른 모터 전류 오버 슈팅 구간과 상기 펄스 신호 값 변화가 동시 검출되면, 모터 역회전에 따른 역펄스 발생을 감지 및 통보하는 모터 역회전 감지부를 포함할 수 있다.
상기 파워시트 시스템은 상기 펄스 신호 값이 변화될 때마다 모터 위치를 증가하되, 상기 모터 역회전에 따른 역펄스 발생을 통보받으면 모터 위치를 감소하는 모터 제어부를 더 포함할 수 있다.
상기 모터 제어부는 파워시트 위치 이동을 위해, 상기 모터의 회전 방향 및 회전 속도를 제어하는 기능을 더 포함할 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 모터와 상기 모터의 회전에 따른 홀 전압 변화를 센싱하여 펄스 신호를 생성 및 출력하는 홀 센서를 구비하는 파워시트 시스템의 모터 역회전 감지 방법은, 상기 모터와 상기 홀 센서의 출력을 모니터링하는 단계; 상기 모터가 정지 요청되면, 모터 정지에 따른 모터 전류 오버 슈팅 구간과 펄스 신호 값 변화가 동시 검출되는지 확인하여, 모터 역회전에 따른 역펄스 발생을 감지하는 단계; 및 상기 모터 역회전에 따른 역펄스 발생이 감지되면, 모터 위치를 감소시키고, 그렇지 않으면 상기 펄스 신호 값이 변화될 때마다 모터 위치를 증가시키는 단계를 포함할 수 있다.
상기 방법은 상기 모터 정지에 따른 모터 전류 오버 슈팅 구간이 검출되고 펄스 신호 값 변화가 검출되지 않으면, 이전에 계산된 모터 위치를 유지하는 단계를 더 포함할 수 있다.
이와 같이 본 발명에서는 1개의 홀 센서와 모터 전류에 기반하여 모터 오동작을 확인할 수 있도록 함으로써, 파워시트 시스템의 구현 비용과 노력이 최소화될 수 있도록 한다.
또한 모터 전류 발생 패턴과 펄스 신호 발생 패턴을 기반으로 모터 정지에 따른 모터 역회전이 발생하는 지, 모터 역회전 중에 역펄스가 발생하는 지를 감지할 수 있도록 함으로써, 보다 정확하고 세밀한 분석 동작이 가능하도록 한다.
도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 파워시트 시스템을 도시한 도면이다.
도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 모터의 등가 회로를 도시한 도면이다.
도3은 본 발명의 일 실시예에 따라 검출되는 모터 전류와 펄스 신호의 일예를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 파워시트 시스템의 모터 역회전 감지 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 5은 본 발명의 일 실시예에 따른 파워시트 시스템의 적용 예를 도시한 도면이다.
본 발명의 목적 및 효과, 그리고 그것들을 달성하기 위한 기술적 구성들은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.
그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다.
그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있다. 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 파워시트 시스템을 도시한 도면이다.
도1을 참고하면, 본 발명의 파워시트 시스템은 모터(M : 10), 모터(10)에대응되는 홀 센서(H : 20), 모터 역회전 감지부(30), 모터 제어부(40) 및 스위치 모듈(50) 등을 포함할 수 있다. 즉, 본 발명에서는 하나의 홀 센서(20)만을 구비하되, 홀 센서(20)의 펄스 신호 발생 패턴과 모터(10)의 전류 발생 패턴을 기반으로 모터 정지시에 발생되는 모터 역회전에 따른 역펄스를 감지할 수 있도록 한다.
모터(10)는 모터 제어부(40)의 제어하에 회전함으로써 파워시트의 위치를 가변하며, 홀 센서(20)는 모터(10)의 외측에 위치되어, 모터 회전에 따라 발생되는 홀 전압 변화를 펄스 형태로 출력하도록 한다.
도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 모터의 등가 회로를 도시한 도면으로, 이를 참고하면, 모터(10)는 전원부(VC) 양단에 직렬 연결되는 인덕턴스(L), 저항(R), 및 모터 전압(VEMF)로 구성되는 등가 회로로 표현될 수 있다.
모터가 회전되는 동안에는 도2의 (a)에 도시된 바와 같이, 구동 전원(VC)에서 모터 전압(VEMF)측으로 모터 전류가 흐르고, 모터가 정지 요청되면 도2의 (b)에 도시된 바와 같이, 구동 전원(VC) 양단이 단락되고 모터의 역기전력(Back EMF)에 발생하여, 모터 전압(VEMF)에서 구동 전원(VC)측으로 모터 전류가 흐르게 된다. 즉, 모터가 정지 요청되면 회전시와 반대 방향을 가지는 모터 전류가 잠시 흐른 뒤 점차 소멸되게 된다.
그러나 모터 정지에 따른 역회전 발생시에는 모터 동작시와 동일한 방향으로 전류가 다시 흐르는 현상이 발생하게 된다.
이에 도3의 (a)에 도시된 바와 같이, 모터가 역회전없이 정상적으로 정지되는 경우에는, 모터 전류값이 +값에서 -값으로 급변한 후 별도의 오버슈팅없이 "0" 값으로 점차 수렴되나, 모터 정지에 따른 모터 역회전이 발생하면, 도3의 (b)에 도시된 바와 같이, 모터 전류값이 +값에서 -값으로 급변한 후 오버슈팅구간을 거쳐 "0" 값으로 점차 수렴되게 된다. 여기서, 오버슈팅 구간은 모터 동작시와 동일한 방향으로 흐르는 전류가 일시 발생하는 구간으로 정의될 수 있다.
따라서, 본 발명에서는 모터 정지 후의 모터 전류 변화 패턴을 기반으로 모터 정지에 따른 모터 역회전을 간단히 감지하고자 한다.
더하여, 모터 역회전에 따른 펄스가 센싱되지 않으면 모터 위치 계산에 별다른 문제가 발생하지 않으나, 모터 역회전에 따른 펄스가 센싱되면 모터 위치 계산에 오류가 발생하게 된다. 다시 말해, 모터 제어부(40)는 펄스가 발생할 때마다 모터의 위치가 증가했다고 계산할 뿐 모터의 방향성까지는 고려하지 못하는 데, 그 결과 모터 역회전에 따른 역펄스가 발생하는 경우에도 모터 위치가 무조건적으로 증가했다고 계산하는 오류가 발생하게 된다.
이에 본 발명의 모터 역회전 감지부(30)는 모터 전류 변화 패턴과 함께 펄스 신호의 발생 패턴을 모니터링하여, 모터 역회전뿐 만 아니라 모터 역회전에 따른 역펄스까지 감지 및 통보하도록 한다.
그리고 모터 제어부(40)는 모터 역회전에 따른 역펄스 발생을 고려한 모터 위치 계산 동작을 수행할 수 있도록 함으로써, 시스템 동작의 정확성을 확보할 수 있도록 한다. 즉, 펄스 신호 값이 변화될 때마다 모터 위치를 증가시키되, 모터 역회전에 따른 역펄스 발생이 확인되면 모터 위치를 감소시킴으로써, 모터 위치가 정확히 계산될 수 있도록 한다.
또한 본 발명의 모터 제어부(40)는 스위치 모듈(50)를 통해 획득되는 사용자 제어값에 따라 모터(10)의 구동 여부, 회전 방향 및 속도를 결정하고, 이에 따라 모터를 동작 제어함으로써, 파워시트가 사용자가 요청한 위치값을 가질 수 있도록 한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 파워시트 시스템의 모터 역회전 감지 방법을 설명하기 위한 도면이다.
모터가 회전되면(S1), 홀 센서(20)는 모터 회전에 따른 펄스 신호를 발생하여 출력하고, 모터 제어부(40)는 펄스 신호 값이 변화될 때마다 모터 위치를 증가시켜 준다(S2).
모터 회전 중에 모터 정지가 요청되면(S3), 모터 제어부(40)는 모터(10)로의 구동 전압 제공을 즉각 중지하고, 모터 역회전 감지부(30)는 이에 응답하여 모터 전류 발생 패턴을 기반으로 모터 역회전 여부를 감지하도록 한다. 즉, 모터 전류값이 +값에서 -값으로 급변한 후 오버슈팅 구간을 거쳐 "0" 값으로 수렴되는지를 확인하여 모터 정지에 따른 모터 역회전 발생을 검출하도록 한다(S4).
단계 S4를 통해 모터 전류 오버 슈팅이 검출되면, 모터 전류 오버 슈팅이 검출되는 동안 펄스 신호 값이 변화되는 지 추가 확인하여 모터 역회전에 따른 역펄스 발생을 검출하도록 한다(S5).
만약, 모터 제어부(40)는 모터 역회전에 따른 역펄스가 검출되면, 모터 위치를 감소시켜 주고(S6), 모터 역회전만이 검출되면 이전에 계산된 모터 위치를 유지시켜 준다(S7).
한편, 모터 역회전 및 모터 역회전에 따른 역펄스 모두가 검출되지 않으면, 모터가 정상적으로 정지되고 있다고 판단하고 펄스 신호 값이 변화될 때마다 모터 위치를 증가시켜 주도록 한다(S8).
이와 같은 단계 S4 내지 S8은 모터가 완전히 정지할 때까지 반복 수행되며, 모터가 완전히 정지되면 동작 종료되도록 한다(S9).
다만, 상기에서는 설명의 편이를 위해 파워 시스템은 모터(10), 홀센서(20), 모터 역회전 감지부(30)가 1개씩 구비하여, 파워시트를 하나의 방향으로 위치 이동시키는 시스템에 한하여 설명하였다.
그러나, 파워시트가 도 5a에서와 같이 N개(N은 2 이상의 자연수)의 방향으로 위치 이동된다면, 도 5 b에서와 같이 도 1의 모터(10), 홀센서(20), 모터 역회전 감지부(30)를 N개 구비하여, 각 방향별로 모터 역회전에 따른 역펄스 발생을 감지하고 이에 따른 위치 이동 보정 동작을 수행할 수 있도록 한다.
또한 경우에 따라서는, N개의 모터 역회전 감지부(30)를 하나의 장치로 통합 구현하여 구조의 간단화를 도모할 수도 있음은 물론 당연할 것이다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (5)

  1. 회전 동작을 통해 파워시트의 위치를 가변하는 모터;
    상기 모터의 회전에 따른 홀 전압 변화를 센싱하여 펄스 신호를 생성 및 출력하는 홀 센서; 및
    상기 모터와 상기 홀 센서의 출력을 모니터링하며, 모터 정지에 따른 모터 전류 오버 슈팅 구간과 펄스 신호 값 변화가 동시 검출되면, 모터 역회전에 따른 역펄스 발생을 감지 및 통보하는 모터 역회전 감지부를 포함하고,
    상기 펄스 신호 값이 변화될 때마다 모터 위치를 증가하되, 상기 모터 역회전에 따른 역펄스 발생을 통보받으면 모터 위치를 감소하는 모터 제어부를 더 포함하고,
    상기 모터 제어부는 상기 모터 정지에 따른 모터 전류 오버 슈팅 구간이 검출되고 펄스 신호 값 변화가 검출되지 않으면, 이전에 계산된 모터 위치를 유지하는 파워시트 시스템.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 모터 제어부는
    파워시트 위치 이동을 위해, 상기 모터의 회전 방향 및 회전 속도를 제어하는 기능을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 파워시트 시스템.
  4. 모터와 상기 모터의 회전에 따른 홀 전압 변화를 센싱하여 펄스 신호를 생성 및 출력하는 홀 센서를 구비하는 파워시트 시스템의 모터 역회전 감지 방법에 있어서,
    상기 모터와 상기 홀 센서의 출력을 모니터링하는 단계;
    상기 모터가 정지 요청되면, 모터 정지에 따른 모터 전류 오버 슈팅 구간과 펄스 신호 값 변화가 동시 검출되는지 확인하여, 모터 역회전에 따른 역펄스 발생을 감지하는 단계; 및
    상기 모터 역회전에 따른 역펄스 발생이 감지되면, 모터 위치를 감소시키고, 그렇지 않으면 상기 펄스 신호 값이 변화될 때마다 모터 위치를 증가시키는 단계를 포함하고,
    상기 모터 정지에 따른 모터 전류 오버 슈팅 구간이 검출되고 펄스 신호 값 변화가 검출되지 않으면, 이전에 계산된 모터 위치를 유지하는 단계를 더 포함하는 파워시트 시스템의 모터 역회전 감지 방법.
  5. 삭제
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