KR102217919B1 - 홀센서의 잡음에 강건한 bldc 모터의 속도 제어 방법 - Google Patents

Abstract

실시예는 홀센서의 잡음에 강건한 BLDC 모터의 속도제어방법에 관한 것이다.
구체적으로는, 이러한 속도제어방법은 홀센서의 3상신호에 의한 단위시간 내 펄스수로 모터속도를 산출하는 제 1 모드와 그의 펄스폭으로 모터속도를 산출하는 제 2 모드를 조합해서 BLDC 모터의 속도를 측정함으로써 제어함을 전제로 한다.
이러한 상태에서, 우선적으로 그 제 2 모드에서 펄스의 상승에지 또는 하강에지 또는 중간이라도, 이상 잡음이 있는 경우에 이를 우선 적절히 무시하고 정확한 속도를 얻기 위하여 동작을 한다.
보다 상세하게는, 그 제 2 모드시, 모터의 최고속도에서의 펄스의 시간간격을 구하고 이의 약1/8에 해당되는 시간동안 펄스상태를 지켜보아 연속적으로 한가지 상태(1 또는 0)인 경우에만 정상펄스로 인정하여 그 폭을 측정한다.
그래서, 이러한 펄스의 폭에 대응하여 BLDC 모터의 속도를 산출해서 제어하는 것을 특징으로 한다.
따라서, 이를 통해 BLDC 모터의 구동시 홀센서에서 고정자의 코일에 전류 인가시의 자장에 의해 비정상적인 모터의 잡음을 발생하는 경우라도 강건한 모터의 속도 측정을 통해 제어해서 비정상적인 모터 떨림 등을 방지하고 정상구동한다.

Description

홀센서의 잡음에 강건한 BLDC 모터의 속도 제어 방법{Method for controlling speed Brushless DC motor with robusting to noise of hall sensor}

본 명세서에 개시된 내용은 모터의 속도를 제어하는 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 BLDC(Brushless DC motor) 모터의 속도를 제어하는 방법에 관한 것이다.

본 명세서에서 달리 표시되지 않는 한, 이 섹션에 설명되는 내용들은 이 출원의 청구항들에 대한 종래 기술이 아니며, 이 섹션에 포함된다고 하여 종래 기술이라고 인정되는 것은 아니다.

일반적으로 BLDC모터 제어기는 홀센서를 가지는 BLDC모터의 회전위치에 따른 홀센서 입력을 기본으로 모터의 자석위치를 파악하고 이를 기준으로 모터 고정자 코일에 자장을 형성하는 과정으로 모터를 구동한다. 이러한 경우, 이를 전문용어로는 커뮤테이션(Commutation)이라고 한다.

그래서, 이러한 커뮤테이션 동작을 할 때에 홀센서 신호가 커뮤테이션 동작중에 있는 코일의 자장에 영향을 받아 잡음을 포함한 잘못된 신호를 내보내는 경우가 모터에 따라서 종종 있다.

이러한 경우, 그 잘못된 신호를 내보내는 경우는 주로 상승에지 바로 전에 또는 하강에지 바로 뒤에서 상당한 폭의 잡음성 펄스가 유입되는 경우 등이다.

그래서, 이러한 상, 하강 에지 근방에서 발생하는 잡음 및 펄스의 중간에서 발생하는 고주파 잡음을 제대로 처리하지 못하는 경우에 모터의 속도가 불규칙하게 감지된다.

그리고, 이로 인하여 균일하고 안정된 속도제어가 실패하거나 또는 모터의 커뮤테이션이 실패하게 되어 제어기에 치명적인 손상을 입히거나 모터를 비정상적인 떨림 등이 되도록 하는 문제점을 야기한다.

덧붙여서, 이러한 배경의 선행기술은 아래의 선행기술문헌 등을 통해 알려져 있는 정도이다.

(특허문헌 1) KR101755831 Y1

참고적으로, 그 선행기술은 주파수를 이용한 필터를 사용해서 홀센서의 잡음을 차단하는 방식으로서, 본 기술과 관련된 선행기술은 이러한 선행기술 정도로 많이 알려져 있지는 않은 편이다.

한편, 이러한 홀센서를 사용한 BLDC모터의 속도는 다음의 2가지의 방법을 사용한다.

첫째는, 일정한 시간에 입력되는 홀센서의 상승, 하강에지 때의 수를 측정하여 모터의 속도를 계산하는 방식이다(이러한 방식은 아래의 본 기술에 따른 제 1 모드에 대응됨을 미리 알림). 이는 일정한 시간, 예를 들면 50ms를 측정시간이라 한다면 지정된 50ms(20Hz)안에서는 모터의 가변되는 속도를 알 방법이 없게 되므로 속도측정의 실시간성이 떨어진다. 그러나, 단위시간 당의 소량의 잡음에 의한 속도변화가 크지 않으므로 안정적인 속도제어를 할 수 있다.

일반적으로 10극 모터를 기준으로 안정적인 속도제어가 가능한 주기는 약20Hz(50ms)정도로 측정되며 이를 기준으로 속도를 측정하는 경우의 모터의 측정정도는 다음으로 계산된다.

예) 10극, 300rpm의 모터인 경우, 1초에 검출되는 펄스의 수는 다음으로 계산된다.

홀센서 3개(Hu,Hv,Hw)의 6체배된 홀센서의 주기(모터 1회전에 15개의 펄스가 유입)(RPS, Revolution per sec) = 3000/60 = 50rps,

PPS(Pulse per sec) = 50rps*15 = 75pulse/s,

속도측정정도(한개의 펄스에 해당하는 속도)(RPP, Resolution per pulse) = 3000rpm/75 = 40rpm, 그러므로 이러한 속도측정방법으로는 40rpm 단위로만 속도측정이 가능하므로 제어응답성 및 정밀속도제어가 쉽지 않은 구조이다.

둘째는 상기한 첫번째의 속도측정의 단점을 보완하기 위하여 상승, 하강 에지의 펄스 변화시간 폭을 측정하는 것이다(이러한 측정은 본 기술에 따른 아래의 제 2 모드임을 미리 알림). 그리고, 이 방법은 한 개, 한 개의 펄스가 입력될 때 즉각적으로 모터의 속도를 감지할 수 있고 빠른 타이머를 사용하여 펄스 폭의 시간을 측정하면 1rpm이하의 민첩하고 정밀한 속도를 측정할 수 있다.

그러나 상기 비정상 잡음신호가 있을 때와 정상신호 사이의 짧은 시간을 측정하게 되면 전혀 다른 모터의 속도가 계산되어질 수 있으며 이 경우에 정밀한 속도제어에 치명적인 오류를 발생시킬 수 있다.

그래서, 이러한 상기 2가지의 방법은 각각 장점과 단점이 있는 바, 본 기술은 그 장점과 단점을 보완해서 잡음에 관계없이 안정적인 속도를 구하도록 하였다.

개시된 내용은, BLDC모터 구동시 홀센서에서 고정자의 코일에 전류 인가시의 자장에 의해 비정상적인 모터 잡음을 발생하는 경우의 오동작을 방지할 수 있도록 홀센서의 잡음에 강건(Robust)한 BLDC 모터의 속도 제어 방법을 제공하고자 한다.

실시예에 따른 홀센서의 잡음에 강건한 BLDC 모터의 속도 제어 방법은,

기본적으로 홀센서의 3상신호에 의한 단위시간 내 펄스수로 모터속도를 산출하는 제 1 모드와 그 홀센서의 펄스폭으로 모터속도를 산출하는 제 2 모드를 조합해서 모터의 속도를 측정함으로써 BLDC모터의 속도를 제어하는 것을 전제로 한다.

이러한 상태에서, 우선적으로 그 제 2 모드에서 펄스의 상승에지 또는 하강에지 또는 중간이라도, 이상 잡음이 있는 경우에 이를 우선 적절히 무시하고 정확한 속도를 얻기 위하여 동작을 한다.

구체적으로는, 그 제 2 모드시, 모터의 최고속도에서의 펄스의 시간간격을 구하고 이의 약1/8에 해당되는 시간 동안 펄스상태를 지켜보아 연속적으로 한가지 상태(1 또는 0)인 경우에만 정상펄스로 인정하여 그 폭을 측정한다.

그래서, 이러한 정상펄스만의 폭에 대응하여 BLDC 모터의 속도를 산출해서 제어하는 것을 특징으로 한다.

실시예들에 의하면, BLDC 모터의 구동시 홀센서에서 고정자의 코일에 전류 인가시의 자장에 의해 비정상적인 모터의 잡음을 발생하는 경우라도 강건한 모터의 속도 측정을 통해 제어함으로써 비정상적인 모터 떨림 등을 방지한다.

그리고, 이에 더하여 잡음이 많은 모터를 사용하는 경우라도 동작에 문제없이 구동될 수 있도록 강건한 소프트웨어를 제공한다.

도 1은 일실시에에 따른 홀센서의 잡음에 강건한 BLDC 모터의 속도 제어 방법이 적용된 제어기의 구성을 도시한 블록도
도 2는 도 1의 제어기에 적용된 일실시예에 따른 T지연을 사용한 잡음제거를 위한 속도측정방법을 설명하기 위한 타이밍도
도 3 내지 도 5는 도 1의 제어기에 적용된 일실시예에 따른 모터의 동작상태를 보여주는 그래프
도 6은 일실시예에 따른 홀센서의 잡음에 강건한 BLDC 모터의 속도 제어 방법을 순서대로 도시한 플로우 챠트

도 1은 일실시에에 따른 홀센서의 잡음에 강건한 BLDC 모터의 속도 제어 방법이 적용된 제어기의 구성을 도시한 블록도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 일실시예의 제어기는 홀센서 등의 신호 입출력부(101), 그 홀센서 신호 필터링의 정보 저장부(102) 및 그 홀센서 신호 필터링에 의해 잡음하에서도 모터속도를 산출해서 제어하는 제어부(103)를 포함한다.

상기 신호 입출력부(101)는 모터의 속도 제어시, 홀센서와 BLDC 모터에서 신호를 입출력해서 사용자가 원하는 모터의 속도로 구동이 되도록 하는 것이다. 구체적으로는, 그 신호 입출력부(101)는 먼저 모터의 속도 측정시, 홀센서에서 신호를 입력받아 상기 제어부(103)로 전달해서 모터의 실시간 위치를 파악함으로써 모터의 속도가 측정이 되도록 하는 것이다. 그리고, 또한 그 신호 입출력부(101)는 다음으로 그러한 모터의 속도 측정에 따라 모터의 속도 제어시, BLDC 모터에 모터 속도 제어 신호를 그 제어부(103)로부터 인가받아 전달해서 사용자가 원하는 속도에 따라 모터가 구동이 되도록 한다.

상기 저장부(102)는 잡음하에서도 그 홀센서 신호를 사용해서 모터의 속도를 산출할 수 있도록, 그 모터의 속도 산출시 그 모터속도에서 잡음을 제거하기 위한 홀센서 신호 필터링의 정보를 저장해서 그 홀센서에서 잡음이 배척되도록 한다.

상기 제어부(103)는 BLDC 모터의 구동시 홀 센서에서 고정자의 코일에 전류 인가시의 자장에 의해 비정상적인 모터의 잡음을 발생하는 경우라도 강건한 모터의 속도 산출을 통해 제어함으로써 비정상적인 모터의 떨림 등이 방지되도록 한다. 그래서, 비정상적인 모터의 잡음이 발생하는 경우라도 홀센서 신호에 의한 속도측정방법을 적절히 구현해서 BLDC 모터의 속도제어에 문제없도록 적용하기 위한 홀센서 신호 필터링 방법이 적용된 것이다. 이를 위해, 먼저 그 제어부(103)는 종래와 같이, 기본적으로 홀센서의 3상신호에 의한 단위시간 내 펄스수로 모터속도를 산출하는 제 1 모드와 홀센서 펄스폭으로 모터속도를 산출하는 제 2 모드를 조합해서 모터의 속도를 측정해서 제어한다. 이러한 경우, 일실시예에 따라 그 제어부(103)는 우선적으로 그 제 2 모드에서 펄스의 상승에지 또는 하강에지 또는 중간이라도, 이상 잡음이 있는 경우에 이를 우선 적절히 무시하고 정확한 속도를 얻기 위하여 동작을 한다. 보다 상세하게, 그 제어부(103)는 그 제 2 모드시, 모터의 최고속도에서의 펄스의 시간간격을 구하고 이의 약1/8에 해당되는 시간 동안 펄스상태를 지켜보아 연속적으로 한가지 상태(1 또는 0)인 경우에만 정상펄스로 인정하여 그 폭을 측정한다. 그래서, 그 제어부(103)는 이러한 펄스만의 폭에 대응하여 모터의 속도를 산출해서 제어한다. 그리고, 추가적으로 이러한 경우 최대한 민첩하게 동작되는 그 제 2 모드의 속도에서 실제 그 속도만을 사용하는 경우에 잡음에 의한 이상동작이 간혹 감지된다. 그래서, 이를 위해 그 제어부(103)는 그 제 2 모드에서의 속도 값을 제 1 모드에서의 속도 값과 비교해서 그 값이 절대치 3배 이상 차이가 나는 경우에는 이를 잡음으로 판단하여 실제 속도를 제 1 모드로 대체하여 사용한다. 또한, 이에 더하여 그러한 홀센서 잡음은 주로 부하상태에서 가속하는 경우에 발생한다. 그래서, 이에 따라 이를 차단하기 위하여 그 제어부(103)는 저속가속구간에서는 그 제 1 모드의 속도를 사용하고 미리 설정된 일정이상의 속도에서는 제 2 모드의 속도를 사용하여 최대한 민첩하게 모터를 제어한다. 이러한 경우, 예를 들어, 그 경계속도는 시험에 의해 설정 또는 가속이 끝나는 시점의 속도를 기준으로 한다.

도 2는 이러한 도 1의 제어기에 적용된 일실시예에 따른 T지연(delay)을 사용한 잡음제거를 위한 속도측정방법을 설명하기 위한 타이밍도이다. 이러한 경우, 그 T지연은 전술한 일실시예에 따른 제 2 모드시, 모터의 최고속도에서의 펄스의 시간간격의 1/8에 따른 시간이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 일실시예의 T지연을 사용한 잡음제거를 위한 속도측정방법은 위의 제 2 모드시 모터의 최대속도에서 홀센서 펄스의 간격의 1/8에 해당하는 시간 동안 펄스의 신호가 일정하게 유지되면 이를 참값으로 인식한다. 그래서, 이에 따라 정상펄스보다 짧은 펄스를 배척할 수 있도록 하는 것이다.

보다 상세하게, 시험적으로 그러한 1/8보다 더 긴 시간을 지켜보는 경우에 속도측정이 오동작하는 경우가 발생하였다. 구체적으로는, 한 개의 펄스 안에서 다수의 잡음이 발생하는 경우가 있었다.

그래서, 이에 따라 그러한 경우 하에서 전술한 일실시예에 따른 1/8의 시간은 아래의 동작으로 산출이 되는 것이다.

먼저 모터의 극수(p), 최대속도(Vmax rpm), 홀센서 신호 측정주기(F khz)라면 초당 모터의 회전수(RPS)는 최대속도/60이다.

그리고 이때의 초당 모터의 펄스 수(PPS)는 다음으로 계산된다.

즉, 초당 모터의 펄스 수 = (모터 1회전당의 펄스수의 2체배(PPR)*초당 모터의 회전수)/2

여기서 PPR은 모터 1회전당의 펄스수의 2체배 이외에 모터의 극수*3이다. 즉, PPR = 모터극수*3이다.

그리고, 제어기의 폴링 주파수를 'SAMPLING_FREQ'라면 펄스 1개 동안 폴링(POLLING)으로 카운팅 할 수 있는 수(CPP)는 다음과 같다.

즉, 펄스 1개 동안 폴링으로 카운팅 할 수 있는 수 = 제어기의 폴링 주파수/초당 모터의 펄스 수

그러므로 최종적으로 홀센서를 연속적으로 지켜보는 시간(HALL_DELAY_CNT)은 다음으로 결정된다.

즉, 홀센서를 연속적으로 지켜보는 시간 = 펄스 1개 동안 폴링으로 카운팅 할 수 있는 수/8

그리고 여기에 해당되는 시간이 T지연이라면 도 2에서 대로 정상신호와 잡음이 섞여 있는 경우에 A는 정상측정치이고 B는 잡음에 의한 오류측정치이다. 또한 반면, 상기 일실시예에 따른 알고리즘을 사용한 방식에서는 정상신호 때와 잡음이 있는 경우에도 C와 D로 동일하게 읽혀짐을 알 수 있다.

따라서, 이러한 점을 정리해서 볼 때, 일실시예에 따른 펄스 1개 동안 폴링으로 카운팅하는 수는 모터 1회전당의 펄스수의 2체배 또는 모터의 극수 * 3에 의해 도출됨을 알게 된다.

그리고, 이러한 T지연에 의해 홀 센서의 잡음에 강건한 속도 측정이 이루어짐을 알게 된다.

이러한 경우, 그 최고 속도시의 펄스폭 1/8의 지연 시간은 1/60 ~ 1/4까지 시스템에 따라서 조절 또는 선택이 가능하다.

도 3 내지 도 5는 도 1의 제어기에 적용된 일실시예에 따른 모터의 동작상태를 보여주는 그래프이다. 구체적으로는, 도 3은 일실시예에 따른 모터의 정상동작인 경우가 이루어짐을 보여주는 도면이다. 그리고, 도 4는 가속시 잡음에 의한 비정상적인 동작이 됨을 보여주는 도면이다. 또한, 도 5는 일실시예에 따라 위의 3가지 홀센서 신호 필터링 기법 중에서 전술한 제 2 모드에서 속도 이상이 있는 경우 제 1 모드의 속도를 사용해서 정상동작이 됨을 보여주는 도면이다.

도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 먼저 도 3에서 대로 무부하 및 정상모터의 정상동작인 경우, 녹색의 속도 그래프가 청색의 출력과 비례하여 일정하게 초기에 속도를 증가시키는 것이 확인됨을 알 수 있다. 참고로, 가장 좌측의 그래프는 기준 속도와 위치이다.

그리고, 반면 도 4에서는 속도제어지연, 제 2 모드에서의 속도사용시의 오류로 가속시 잡음에 의한 비정상적인 동작이 됨을 알 수 있다.

구체적으로는, 초기 부하동작시 녹색의 가장 오른쪽의 윗 부분과 같이 홀센서 잡음에 의한 이상 속도 감지에 의하여 그에 대응하는 청색의 출력이 늦게 나가는 경우 모터의 동작이 늦어지게 되는 문제를 발생함을 알 수 있다.

그래서, 일실시예의 도 5대로 그러한 문제 발생을 해결할 수 있도록, 일실시예에 따라 위 3가지의 홀센서 필터링 기법 중에서 제 2 모드에서 속도 이상 있는 경우 제 1 모드의 속도를 사용해서 이 기법을 통해 정상동작함을 볼 수 있다.

이러한 경우, 그 정상동작은 즉, 이상속도를 감지하는 경우의 동작에 대해서 이루어진 것이다.

보다 상세하게, 좌측의 가장 끝의 녹색과 다음 번째의 녹색과 같이 이상속도 감지구간에서도 정상적으로 그에 대응되는 청색의 출력이 증가하고 모터의 움직임은 문제없음을 알 수 있다.

따라서, 이러한 내용을 기초로 그 전술한 3가지의 홀센서 필터링을 사용하는 경우에 잡음이 많은 모터를 사용하는 경우라도 동작에 문제없이 구동될 수 있도록 강건한 소프트웨어를 구현하였던 것이다.

도 6은 일실시예에 따른 홀센서의 잡음에 강건한 BLDC 모터의 속도 제어 방법을 순서대로 도시한 플로우 챠트이다.

도 6에 도시된 바와 같이, 일실시예의 속도 제어방법은 먼저 홀센서의 3상신호에 의한 단위시간 내 펄스수로 모터속도를 산출하는 제 1 모드와 홀센서 펄스폭으로 모터속도를 산출하는 제 2 모드를 기본적으로 조합한다. 그래서, 그 종래의 기술을 적용해서 이러한 제 1 모드와 제 2 모드의 조합으로 그 두 개의 모드를 예를 들어, 사용자의 키 조작에 따라 하나 이상 선택해서 모터의 속도를 측정함으로써 제어함을 전제로 한다.

이러한 상태에서 상기 제 2 모드 즉, 펄스의 시간간격을 측정하여 모터의 속도를 구하는 방법에서 펄스의 상승에지 또는 하강에지 또는 중간이라도 이상 잡음이 있는 경우에 이를 적절히 무시하고 정확한 속도를 얻기 위하여 동작이 된다.

구체적으로는, 상기 모터의 속도 측정시, 이러한 제 2 모드에서 모터의 최고속도에서의 펄스의 시간간격을 검출한다(S601).

그리고 나서, 이러한 모터 최고속도에서의 펄스 시간간격 검출시, 그 펄스 시간간격에서 미리 설정된 1/8 범주의 시간 동안 펄스상태를 지켜보아 확인한다(S602).

이러한 경우, 그 1/8 범주의 시간은 즉, 펄스의 정상상태를 지켜보는 시간은 모터에 따라 또는 사용자의 목적에 따라 가변된다.

상기 확인시, 상기 펄스상태에서 펄스 폭을 연속적으로 한가지 상태인 경우에만 예를 들어, 1 또는 0인 경우에만 정상펄스로 판별한다.

반면, 상기 확인시 상기 펄스상태에서 펄스 폭을 연속적으로 한가지 상태가 아닌 경우 잡음이 있는 것으로 판별한다(S603).

그래서, 상기 판별시, 이러한 정상펄스의 펄스에서 펄스 폭을 산출해서 모터의 속도가 구해지도록 한다(S604).

그 후, 이러한 펄스 폭 산출시, 그 펄스 폭에서 대응되는 모터의 속도를 산출해서 홀센서의 잡음에 강건한 모터 속도가 측정되도록 한다(S605).

따라서, 상기 모터 속도 측정시, 이러한 모터 속도에서 미리 설정된 실제 구동 모터 속도를 기준으로 가감해서 보정함으로써 제어한다(S606).

이를 통해, BLDC 모터의 구동시, 홀 센서에서 고정자의 코일에 전류 인가시의 자장에 의해 비정상적인 모터의 잡음을 발생하는 경우라도 강건한 상태로 모터의 속도를 산출해서 제어함으로써 비정상적인 모터의 떨림 등이 방지되도록 한다.

이상과 같이, 일실시예는 종래 기술대로 홀센서의 3상신호에 의한 단위시간 내 펄스수로 모터속도를 산출하는 제 1 모드와 그의 펄스폭으로 모터속도를 산출하는 제 2 모드를 조합해서 BLDC 모터의 속도를 측정함으로써 제어함을 전제로 한다.

이러한 상태에서, 일실시예는 우선적으로 그 제 2 모드에서 펄스의 상승에지 또는 하강에지 또는 중간이라도, 이상 잡음이 있는 경우에 이를 우선 적절히 무시하고 정확한 속도를 얻기 위하여 동작을 한다.

보다 상세하게는, 그 제 2 모드시, 모터의 최고속도에서의 펄스의 시간간격을 구하고 이의 약1/8에 해당되는 시간동안 펄스상태를 지켜보아 연속적으로 한가지 상태(1 또는 0)인 경우에만 정상펄스로 인정하여 그 폭을 측정한다.

그래서, 이러한 펄스의 폭에 대응하여 BLDC 모터의 속도를 산출해서 제어한다.

따라서, BLDC 모터의 구동시, 홀 센서에서 고정자의 코일에 전류 인가시의 자장에 의해 비정상적인 모터의 잡음을 발생하는 경우라도 강건한 모터의 속도 측정을 통해 제어함으로써 비정상적인 모터의 떨림 등이 방지되도록 한다.

따라서, 이를 통해 그러한 홀 센서의 잡음이 비정상적으로 발생하는 환경 하에서도 정상적인 모터의 구동이 이루어진다.

한편, 일실시예는 이러한 경우 그러한 최대한 민첩하게 동작되는 제 2 모드의 속도에서 실제 그 속도만을 사용하는 경우에 잡음에 의한 이상동작이 간혹 감지된다.

그래서, 이에 따라 이를 방지하기 위해서 일실시예는 그 모터의 속도 측정시, 먼저 그 제 1 모드에서 모터의 속도를 산출한다.

그리고 나서, 그 제 1 모드의 모터의 속도 산출시, 그 모터의 속도에서 전술한 일실시예에 따른 제 2 모드에서의 모터의 속도를 비교한다.

상기 모터의 속도 비교시, 상기 비교 결과에서 그 모터의 속도를 상기 제 1 모드의 모터의 속도에서 절대치로 3배 이상인 경우 그 제 2 모드의 모터의 속도를 사용하지 않고 상기 제 1 모드의 모터의 속도로 대체한다.

그 후, 이러한 모터 속도 대체시, 그 모터 속도에서 미리 설정된 실제 구동 모터 속도를 기준으로 보정해서 제어한다.

그래서, 이를 통해 그 최대한 민첩하게 동작되는 제 2 모드의 속도에서 실제 그 속도만을 사용하는 경우에 잡음에 의한 이상동작에서도 강건한 상태로 모터의 속도 측정을 통해 제어함으로써 비정상적인 모터의 떨림 등이 방지되도록 한다.

따라서, 이에 따라 그러한 홀센서의 잡음이 비정상적으로 발생하는 환경과 홀센서의 펄스폭에 의한 모터의 속도 제어 모드에서 그 속도만을 사용하는 경우의 잡음에 의한 이상동작 환경이 섞여진 상황 하에서도 정상적으로 모터가 구동된다.

다른 한편으로, 일실시예는 이러한 홀센서 잡음은 주로 부하상태에서 가속하는 경우에 발생해서, 이러한 점을 활용해서 방지함으로써 잡음이 많은 모터를 사용하는 경우라도 동작에 문제없이 강건한 소프트웨어로 구동될 수 있도록 한다.

구체적으로는, 이를 위해 일실시예는 그 모터의 속도 측정시, 그 모터의 속도에서 미리 설정된 저속가속구간에서는 상기 제 1 모드의 모터의 속도를 사용해서 제어한다. 그리고, 미리 설정된 속도 이상의 가속구간에서는 전술한 일실시예에 따른 제 2 모드에서의 모터의 속도를 사용해서 제어한다.

따라서, 이를 통해 이러한 점을 포함해서 전술한 3가지의 홀센서 필터링을 사용하는 경우에 잡음이 많은 모터를 사용하는 경우라도 동작에 문제없이 구동될 수 있도록 강건한 소프트웨어를 제공한다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
101 : 신호 입출력부 102 : 저장부
103 : 제어부

Claims (4)

1. 삭제
2. 홀센서의 3상신호에 의한 단위시간 내 펄스수로 모터속도를 산출하는 제 1 모드와 그 홀센서의 펄스폭으로 모터속도를 산출하는 제 2 모드를 조합해서 모터의 속도를 측정함으로써 제어하는 제어기의 BLDC 모터의 속도 제어 방법에 있어서,
   상기 모터의 속도 측정시, 상기 제 2 모드에서 모터의 최고속도에서의 펄스의 시간간격을 검출하는 제 1 단계;
   상기 제 1 단계의 모터 최고속도에서의 펄스 시간간격 검출시, 상기 펄스 시간간격에서 미리 설정된 1/8 범주의 시간 동안 펄스상태를 확인하는 제 2 단계;
   상기 제 2 단계의 확인시, 상기 펄스상태에서 펄스 폭을 연속적으로 한가지 상태인 경우에만 정상펄스로 판별하고, 연속적으로 한가지 상태가 아닌 경우 잡음이 있는 것으로 판별하는 제 3 단계;
   상기 제 3 단계의 판별시, 상기 정상펄스의 펄스에서 펄스 폭을 산출하는 제 4 단계;
   상기 제 4 단계의 펄스 폭 산출시, 상기 펄스 폭에서 대응되는 모터의 속도를 산출해서 홀센서의 잡음에 강건한 모터 속도가 측정되도록 하는 제 5 단계; 및
   상기 제 5 단계의 모터 속도 측정시, 상기 모터 속도에서 미리 설정된 실제 구동 모터 속도를 기준으로 보정해서 제어하는 제 6 단계;를 포함하며,
   
   상기 모터의 속도 측정시, 상기 제 1 모드에서 모터의 속도를 산출하는 제 1' 단계;
   상기 제 1' 단계의 모터의 속도 산출시, 상기 제 1' 단계의 모터의 속도에서 상기 제 5 단계의 모터의 속도를 비교하는 제 2' 단계;
   상기 제 2' 단계의 모터의 속도 비교시, 상기 비교 결과에서 상기 제 5 단계의 모터의 속도를 상기 제 1' 단계의 모터의 속도에서 절대치로 3배 이상인 경우 상기 제 1' 단계의 모터의 속도로 대체하는 제 3' 단계; 및
   상기 제 3' 단계의 모터 속도 대체시, 상기 모터 속도에서 미리 설정된 실제 구동 모터 속도를 기준으로 보정해서 제어하는 제 4' 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 홀센서의 잡음에 강건한 BLDC 모터의 속도제어방법.
3. 홀센서의 3상신호에 의한 단위시간 내 펄스수로 모터속도를 산출하는 제 1 모드와 그 홀센서의 펄스폭으로 모터속도를 산출하는 제 2 모드를 조합해서 모터의 속도를 측정함으로써 제어하는 제어기의 BLDC 모터의 속도 제어 방법에 있어서,
   상기 모터의 속도 측정시, 상기 제 2 모드에서 모터의 최고속도에서의 펄스의 시간간격을 검출하는 제 1 단계;
   상기 제 1 단계의 모터 최고속도에서의 펄스 시간간격 검출시, 상기 펄스 시간간격에서 미리 설정된 1/8 범주의 시간 동안 펄스상태를 확인하는 제 2 단계;
   상기 제 2 단계의 확인시, 상기 펄스상태에서 펄스 폭을 연속적으로 한가지 상태인 경우에만 정상펄스로 판별하고, 연속적으로 한가지 상태가 아닌 경우 잡음이 있는 것으로 판별하는 제 3 단계;
   상기 제 3 단계의 판별시, 상기 정상펄스의 펄스에서 펄스 폭을 산출하는 제 4 단계;
   상기 제 4 단계의 펄스 폭 산출시, 상기 펄스 폭에서 대응되는 모터의 속도를 산출해서 홀센서의 잡음에 강건한 모터 속도가 측정되도록 하는 제 5 단계; 및
   상기 제 5 단계의 모터 속도 측정시, 상기 모터 속도에서 미리 설정된 실제 구동 모터 속도를 기준으로 보정해서 제어하는 제 6 단계;를 포함하며,
   
   상기 제 6 단계는
   상기 모터의 속도 측정시, 상기 모터의 속도에서 미리 설정된 저속가속구간에서는 상기 제 1 모드의 모터의 속도를 사용해서 제어하고, 미리 설정된 속도 이상의 가속구간에서는 상기 제 5 단계의 모터의 속도를 사용해서 제어하는 것을 특징으로 하는 홀센서의 잡음에 강건한 BLDC 모터의 속도제어방법.
   
   
4. 삭제

Images