KR102505813B1 - 모터 전기각 보정 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 모터 전기각을 보정하는 방법 및 장치가 제공된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 모터 전기각 보정 방법은, 모터의 회전 위치를 센싱하는 엔코더로부터 제1 신호와 제2 신호를 수신하고, 상기 제1 신호와 상기 제2 신호의 패턴을 기초로 상기 모터의 CW(Clock Wise) 누적값 및 상기 모터의 CCW(Counter Clock Wise) 누적값을 카운팅하는 단계; 상기 CW 누적값 및 상기 CCW 누적값을 기초로 제1 전기각을 환산하는 단계; 상기 엔코더로부터 제3 신호를 수신하고, 상기 제3 신호의 듀티를 기초로 제2 전기각을 환산하는 단계; 및 상기 제1 전기각과 상기 제2 전기각의 차이가 임계값을 초과하면, 상기 제1 전기각 또는 상기 제2 전기각을 보정하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

모터 전기각 보정 방법 및 장치{APPARATUS AND METHOD FOR CORRECTING ELECTRICAL ANGLE OF MOTOR}
본 발명은 모터 전기각을 보정하는 방법에 관한 것이다. 보다 자세하게는 모터의 전기각을 모니터링하여 전기각의 오차가 발생한 경우에 이를 보정하는 모터 전기각 보정 방법 및 장치에 관한 것이다.
차량에 대한 끊임없는 연비 향상의 요구와 각 나라의 배출가스 규제의 강화에 따라 전기자동차(EV), 연료전지 자동차, 하이브리드 자동차(HEV), 플러그인 하이브리드 자동차(PHEV) 등을 포함하는 다양한 형태의 친환경 자동차가 등장하고 있다. 또한, 친환경 자동차는 동력원으로 엔진과 구동모터가 구비될 수 있으며, 주행모드에 따라 엔진과 구동모터로 구성되는 두 종류의 동력원을 어떤 방식으로 구동시키는지에 따라 차량에 최적의 출력토크가 제공될 수 있다.
이러한 차량에 포함된 모터를 정확하게 제어하기 위하여, 엔코더(encoder)가 이용되고 있다. 상기 엔코더는 회전하는 모터의 위치를 검출하기 위한 것으로서, 복수의 신호를 제어기로 전달하고, 제어기는 엔코더로부터 수신한 복수의 신호를 분석하여 모터의 전기각을 확인하고, 더불어 모터의 속도를 계산하기도 한다.
그런데 모터가 회전하는 도중에 엔코더로부터 수신한 모터의 전기각에는 오차가 발생할 수 있고, 오차가 발생한 상태에서 모터의 회전을 제어하는 경우에 모터의 정확하게 제어되지 않을 뿐만 아니라 모터가 탑재된 자동차의 성능에도 악영향을 미치게 된다.
이에 따라, 모터에서 발생하는 전기각 오차를 정확하게 파악하여 보정하는 것이 요구되고 있다.
한국공개특허 제10-2017-0031842호 (2017.03.22 공개)
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 모터의 전기각의 오차를 정확하게 확인하여 보정할 수 있는 방법 및 장치를 제공하는데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는, 모터의 동작에 오류가 최소화되도록 모터의 전기각을 보정하는 방법 및 장치를 제공하는데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 모터의 동작에 악영향을 끼치지 않고 모터의 전기각을 보정하는 방법 및 장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명의 기술분야에서의 통상의 기술자에게 명확하게 이해 될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한, 본 발명의 일 실시예에 따른 모터 전기각 보정 방법은 모터의 회전 위치를 센싱하는 엔코더로부터 제1 신호와 제2 신호를 수신하고, 상기 제1 신호와 상기 제2 신호의 패턴을 기초로 상기 모터의 CW(Clock Wise) 누적값 및 상기 모터의 CCW(Counter Clock Wise) 누적값을 카운팅하는 단계; 상기 CW 누적값 및 상기 CCW 누적값을 기초로 제1 전기각을 환산하는 단계; 상기 엔코더로부터 제3 신호를 수신하고, 상기 제3 신호의 듀티를 기초로 제2 전기각을 환산하는 단계; 및 상기 제1 전기각과 상기 제2 전기각의 차이가 임계값을 초과하면, 상기 제1 전기각 또는 상기 제2 전기각을 보정하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 제1 전기각을 환산하는 단계는, 상기 CW 누적값과 상기 CCW 누적값의 차이와 대응하는 각도로 상기 제1 전기각을 환산하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 카운팅하는 단계는 상기 제1 신호와 상기 제2 신호의 패턴이 CW 패턴이면, 상기 CW 누적값을 증가시키는 단계; 및 상기 제1 신호와 상기 제2 신호의 패턴이 CCW 패턴이면, 상기 CCW 누적값을 증가시키는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 엔코더는, A, B, PWM(Pulse Width Modulation) 방식을 사용하며, 상기 제1 신호는 A 신호, 상기 제2 신호는 B 신호, 상기 제3 신호는 PWM 신호일 수 있다.
상기 제2 전기각을 계산하는 단계는, 상기 제3 신호의 듀티와 대응되는 각도로 상기 제2 전기각을 환산하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 보정하는 단계는 상기 모터의 회전이 정지되는지 여부를 모니터링하여 상기 모터가 정지된 경우에, 상기 제1 전기각 또는 상기 제2 전기각을 보정하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 모터 전기각 보정 방법은, 상기 제1 신호와 제2 신호를 모니터링하여 비정상적인 신호가 수신되는 비정상 횟수를 확인하는 단계; 및 상기 확인된 비정상 횟수가 임계횟수를 초과하면, 상기 제1 전기각 또는 상기 제2 전기각을 보정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 비정상 횟수를 확인하는 단계는, 상기 제1 신호와 상기 제2 신호의 패턴이 CW 패턴, CCW 패턴 중에서 어느 하나에 해당하지 않으면, 상기 비정상 횟수를 증가시키는 단계를 포함할 수 있다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 모터 전기각 보정 방법은 모터의 회전 위치를 센싱하는 엔코더로부터 제1 신호와 제2 신호를 수신하고, 상기 제1 신호와 상기 제2 신호의 패턴을 기초로 상기 모터의 CW(Clock Wise) 누적값 및 상기 모터의 CCW(Counter Clock Wise) 누적값을 카운팅하는 단계; 상기 CW 누적값 및 상기 CCW 누적값을 기초로 제1 전기각을 환산하는 단계; 상기 엔코더로부터 제3 신호를 수신하고, 상기 제3 신호의 듀티를 기초로 제2 전기각을 환산하는 단계; 상기 제1 신호와 제2 신호의 패턴을 기초로, 비정상적인 신호가 수신되는 비정상 횟수를 확인하는 단계; 및 상기 확인된 비정상 횟수가 임계횟수를 초과하면, 상기 제1 전기각 또는 상기 제2 전기각을 보정하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 제어 장치는 모터의 회전 위치를 센싱하는 엔코더로부터 수신한 제1 신호와 제2 신호의 패턴을 기초로 상기 모터의 CW(Clock Wise) 누적값 및 상기 모터의 CCW(Counter Clock Wise) 누적값을 카운팅하고, 상기 CW 누적값 및 상기 CCW 누적값을 기초로 제1 전기각을 환산하는 제1 전기각 환산부; 상기 엔코더로부터 수신한 제3 신호의 듀티를 기초로 제2 전기각을 환산하는 제2 전기각 환산부; 및 상기 제1 전기각과 상기 제2 전기각의 차이가 임계값을 초과하면, 상기 제1 전기각 또는 상기 제2 전기각을 보정하는 전기각 보정부를 포함할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른, 모터 제어 시스템을 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 제어 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른, 제1 신호와 제2 신호의 패턴을 예시하는 도면이다.
도 4는 PWM 신호를 예시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른, 전기각을 보정하는 방법을 설명하기 위한 제1 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른, 전기각을 보정하는 방법을 설명하기 위한 제2 흐름도이다.
도 7은 모터 전기각이 보정되는 구간을 예시하는 위한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명의 기술적 사상은 이하의 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 이하의 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명의 기술적 사상은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다. 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다.
또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b), #1, #2 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다.
명세서에서 사용되는 "포함한다 (comprises)" 및/또는 "포함하는 (comprising)"은 언급된 구성 요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성 요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
이하, 본 발명의 몇몇 실시예들에 대하여 첨부된 도면에 따라 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른, 모터 제어 시스템을 나타내는 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 모터 제어 시스템은 모터(200), 엔코더(300) 및 제어 장치(100)를 포함할 수 있다.
모터(200)는 제어 장치(100)로부터 수신한 3상 신호를 토대로, CW(Clock Wise) 방향 또는 CCW(Counter Clock Wise) 방향으로 회전하는 모터이다. 상기 모터(200)는 PMSM(Permanent Magnet Synchronous Motor)이 이용될 수 있다.
상기 모터(200)의 복수의 축에는 상기 모터(200)의 회전 위치를 파악하기 위한 센서(도면에 도시되지 않음)가 배치될 수 있다. 예컨대, 제1 신호를 발생시키기 위한 제1 센서, 제2 신호를 발생시키기 위한 제2 센서가 상기 모터(200)에 탑재될 수 있다. 상기 제1 센서와 제2 센서는 홀 센서일 수 있으며, 발광 소자와 수광 소자를 포함하는 광학 센서일 수도 있다. 또한, 이외의 모터(200)의 위치를 측정할 수 있는 다양한 센서가 제1 센서와 제2 센서로서 이용될 수 있다. 또한, 제1 신호와 제2 신호와 상이한 제3 신호를 발생시키기 위한 제3 센서가 상기 모터에 탑재될 수 있다. 상기 제3 센서는 비접촉신 포지션 센서 등이 이용될 수 있다.
엔코더(300)는 모터(200)에 탑재된 센서를 이용하여 복수의 신호를 제어 장치(100)로 주기적으로 전송할 수 있다. 상기 엔코더(300)는 A, B, I 방식, A, B, PWM(Pulse Width Modulation) 방식, U, V, W 방식을 채택할 수 있는데, 본 발명의 실시예에서는, A, B, PWM 방식을 사용한 것으로 예시되어 있다. 이에 따라, 일 실시예에서, 상기 제1 신호는 A 신호, 제2 신호는 B 신호, 제3 신호는 PWM 신호가 이용된 것으로 예시한다.
일 실시예에서, 엔코더(300)는 제1 센서를 통해서 측정한 A 신호, 제2 센서를 통해서 측정한 B 신호, 제3 센서를 통해서 측정한 PWM 신호를 제어 장치(100)로 전송할 수 있다. 상기 모터의 회전 상태와 각도에 따라 A 신호, B 신호의 패턴이 변동되며, PWM의 듀티가 변동될 수 있다.
다른 실시예에서, 엔코더(300)는 A 신호, B 신호 및 I 신호를 제어 장치(100)로 전송할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 엔코더(300)는 U 신호, V 신호 및 W 신호를 제어 장치(100)로 전송할 수 있다.
제어 장치(100)는 모터(200)로 3상 신호를 모터(200)로 전송하여, 모터(200)의 회전을 제어할 수 있다. 일 실시예에서, 제어 장치(100)는 3상 신호로서 U 신호, V 신호, W 신호를 전송하여 모터(200)의 회전을 제어할 수 있다. 상기 제어 장치(100)는 U 신호, V 신호 및 W 신호의 신호 타이밍과 신호 간격을 제어하여, 모터(200)의 회전 속도와 회전 방향을 제어할 수 있다. 상기 제어 장치(100)는 엔코더(300)로부터 수신한 복수의 신호를 분석하여 모터(200)의 전기각을 확인하고, 전기각을 토대로 모터(200)의 회전을 제어할 수 있다. 상기 제어 장치(100)는 A 신호와 B 신호 패턴을 기초로 제1 전기각을 환산하고, PWM의 듀티를 기초로 제2 전기각을 환산한 후, 제1 전기각과 제2 전기각 간의 차이가 임계값을 초과하면, 전기각 보정을 수행할 수 있다.
이하, 제1 신호가 A 신호, 제2 신호가 B 신호이며, 제3 신호가 PWM 신호인 것으로 하여 본 발명의 실시예들을 설명하기로 한다.
도 2는 도 1에 도시된 제어 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 제어 장치(100)는 제1 전기각 환산부(110), 제2 전기각 환산부(120), 전기각 보정부(130) 및 모터 구동부(140)를 포함할 수 있으며, 상기 구성요소들은 하드웨어와 소프트웨어로 구현되거나 소프트웨어와 하드웨어의 결합을 통해서 구현될 수 있다. 상기 제어 장치(100)는 하나 이상의 프로세서와 저장수단(예컨대, 메모리)를 포함할 수 있으며, 상기 제1 전기각 환산부(110), 제2 전기각 환산부(120), 전기각 보정부(130) 및 모터 구동부(140)는 상기 프로세서에서 실행되는 프로그램 형태로 상기 저장수단에 저장될 수 있다.
제1 전기각 환산부(110)는 엔코더(300)로부터 수신한 A 신호와 B 신호의 패턴을 기초로, 제1 전기각을 환산할 수 있다. 제1 전기각 환산부(110)는 A, B 신호의 패턴을 확인하여, CW 누적값과 CCW 누적값을 카운팅할 수 있다. 여기서, CW 누적값은 모터(200)가 시간 방향으로 미리 정해진 각도만큼 회전한 횟수를 나타내는 누적값이고, CCW 누적값은 모터(200)가 반시계 방향으로 미리 정해진 각도만큼 회전한 횟수를 나타내는 누적값이다. CW 누적값의 초기값과 CCW 누적값의 초기값은 '0'일 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른, 제1 신호와 제2 신호의 패턴을 예시하는 도면이다.
도 3을 참조하면, 제1 전기각 환산부(110)는 A 신호가 로우(low) 상태와 B 신호가 로우 상태(31), A 신호의 하이(high) 상태와 B 신호의 로우 상태(32), A 신호가 하이 상태와 B 신호가 하이 상태(33), A 신호의 로우 상태와 B 신호의 하이 상태(34) 순서의 패턴(즉, CW 패턴)으로 A, B 신호가 측정되는 경우, 모터(200)가 시간 방향으로 미리 정해진 각도만큼 회전한 것으로 판단하여, CW 누적값을 1 증가시킨다. 즉, 도 3에서 31->32->33->34 순으로 A, B 신호가 수신되면, 제1 전기각 환산부(110)는 CW 누적값을 증가시킬 수 있다. 또한, 제1 전기각 환산부(110)는 신호가 로우 상태와 B 신호가 로우 상태(31), A 신호의 로우 상태와 B 신호의 하이 상태(34), A 신호가 하이 상태와 B 신호가 하이 상태(33), A 신호의 하이 상태와 B 신호의 로우 상태(32) 순서의 패턴(즉, CCW 패턴)으로 A, B 신호가 측정되는 경우, 모터(200)가 반시간 방향으로 미리 정해진 각도만큼 회전한 것으로 판단하여, CCW 누적값을 1 증가시킨다. 상기 CW 패턴과 상기 CCW 패턴에 사전에 제어 장치(100)에 저장될 수 있다.
상술한 바와 같이, 제1 전기각 환산부(110)는 A, B 신호 패턴이 미리 정해진 CW 패턴이면 CW 누적값을 증가시키고, A, B 신호 패턴이 미리 정해진 CCW 패턴이면 CCW 누적값을 증가시킬 수 있다.
제1 전기각 환산부(110)는 CW 누적값에 CCW 누적값을 감산한 결과값을 확인하고, 상기 결과값과 대응되는 제1 전기각을 확인함으로써, 상기 제1 전기각을 환산할 수 있다. 각각의 차이 결과값에 제1 전기각이 매핑된 제1 매핑 테이블이 제어 장치(100)에 저장되어 있고, 상기 제1 전기각 환산부(110)는 상기 결과값에 대응하는 제1 전기각을 상기 제1 매핑 테이블에서 확인함으로써, 제1 전기각을 환산할 수 있다. 예컨대, 0 값은 전기각 0도, 0.5 값은 전기각 0.25도, 1.0 값은 전기각 0.5도, -0.5 값은 전기각 839.5도, -1.0 값은 전기각 839도와 매핑되어 제어 장치(100)에 저장될 수 있다. 이렇게, 제1 전기각 환산부(110)는 CW 누적값에 CCW 누적값을 감산한 결과값과 대응되는 제1 전기각을 확인하여, 제1 전기각을 환산할 수 있다.
한편, 제1 전기각 환산부(110)는 A, B 신호 패턴이 상기 CW 패턴, 상기 CCW 패턴 중에서 어느 하나에도 일치하지 않으면, 노이즈 유입 또는 엔코더(300)의 일시적인 에러로 인하여, 비정상적으로 A, B 신호가 수신된 것으로 판단하여, 비정상 횟수를 증가시킬 수 있다. 상기 비정상 횟수의 초기값은 '0'일 수 있으며, 상기 비정상 횟수는 전기각의 보정의 완료되면 다시 초기화될 수 있다.
제2 전기각 환산부(120)는 엔코더(300)로부터 PWM 신호를 수신하고, 상기 수신한 PWM 신호의 듀티를 기초로 제2 전기각을 환산할 수 있다. 각각의 듀티와 제2 전기각이 매핑된 제2 매핑 테이블이 제어 장치(100)에 저장되어 있고, 상기 제2 전기각 환산부(120)는 상기 듀티에 대응하는 제2 전기각을 상기 제2 매핑 테이블에서 확인함으로써, 제2 전기각을 환산할 수 있다.
도 4는 PWM 신호를 예시한 도면이다.
도 4를 참조하면, 제2 전기각 환산부(120)는 PWM 신호의 1 주기 구간(35)을 확인하고, 상기 PWM 신호에서 하이 신호와 로우 신호의 비율을 확인함으로써, PWM 듀티를 식별할 수 있다.
전기각 보정부(130)는 전기각 보정이 필요한 경우를 확인하여, 전기각 보정을 수행한다. 일 실시예에서, 전기각 보정부(130)는 상기 제1 전기각과 상기 제2 전기각의 차이를 계산하고, 상기 제1 전기각과 상기 제2 전기각의 차이가 사전에 설정된 임계값을 초과하는지 여부를 확인할 수 있다. 전기각 보정부(130)는 전기각의 차이가 임계값 이하이면, 전기각 보정이 필요 없는 것으로 판단하여 전기각 보정을 수행하지 않을 수 있다. 반면에, 전기각 보정부(130)는 전기각 차이가 임계값을 초과하면, 전기각 보정을 위한 작업을 개시할 수 있다.
다른 실시예로서, 전기각 보정부(130)는 비정상 횟수가 임계횟수를 초과하는지 여부를 모니터링하여, 비정상 횟수가 상기 임계횟수를 초과하는 경우, 모터(200)의 전기각 보정이 필요한 것으로 판단하여 전기각 보정을 위한 작업을 개시할 수 있다. 전기각 보정부(130)는 상기 전기각 보정을 위한 작업이 개시되면, 모터(200)의 회전이 멈추었는지 여부를 확인하고, 모터(200)의 회전이 멈추었으면, 제1 전기각 또는 제2 전기각을 보정할 수 있다. 전기각 보정부(130)는 소정의 시간 동안에 모터(200)의 각도 변화가 없는 경우, 상기 모터(200)가 멈추었다고 판단할 수 있다.
일 실시예에서, 전기각 보정부(130)는 제2 전기각을 기초로 제1 전기각을 보정할 수 있다. 이 경우, 전기각 보정부(130)는 제1 전기각이 제2 전기각과 일치하도록 제1 전기각을 보정할 수 있으며, 또는 제1 전기각이 제2 전기각에서 이격되는 이격 각도를 확인하고, 상기 이격 각도에 소정의 가중치를 부여한 후에, 상기 가중치가 부여된 이격 각도를 상기 제1 전기각에 합산하여 상기 제1 전기각을 보정할 수 있다. 다른 실시예에서, 전기각 보정부(130)는 제1 전기각을 기초로 제2 전기각을 보정할 수 있다. 이 경우, 전기각 보정부(130)는 제2 전기각이 제1 전기각과 일치하도록 제2 전기각을 보정할 수 있으며, 또는 제2 전기각이 제1 전기각에서 이격되는 이격 각도를 확인하고, 상기 이격 각도에 소정의 가중치를 부여한 후에, 상기 가중치가 부여된 이격 각도를 상기 제2 전기각에 합산하여 상기 제2 전기각을 보정할 수 있다.
모터 구동부(140)는 모터(200)의 회전과 속도를 제어하기 위한, 복수의 신호를 모터(200)로 인가하여, 모터(200)를 CW 방향 또는 CCW 방향으로 회전시킬 수 있다. 상기 모터 구동부(140)는 제1 전기각, 제2 전기각 중에서 하나 이상을 참조하여, 일 실시예에서, 모터 구동부(140)는 3상 신호로서 U 신호, V 신호, W 신호를 전송하여 모터(200)의 회전을 제어할 수 있다. 상기 모터 구동부(140)는 U 신호, V 신호 및 W 신호의 신호 타이밍과 신호 간격을 제어하여, 모터(200)의 회전 속도와 회전 방향을 제어할 수 있다. 상기 모터 구동부(140)는 제1 전기각, 제2 전기각 중에서 하나 이상을 참조하여, 모터(200)의 회전을 제어할 수 있다.
본 실시예에 따르면, 서로 상이한 유형의 신호를 기초로 환산한 제1 전기각과 제2 전기각을 비교하여, 전기각의 오차가 발생하였는지 여부를 정확하게 확인할 수 있는 효과를 발휘할 수 있다. 또한, 본 실시예에 따르면, 모터(200)의 동작이 멈춤 경우에, 전기각 보정을 수행함으로써, 전기각 보정때에 모터(200)에 끼치는 악영향을 최소화하는 이점도 있다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른, 전기각을 보정하는 방법을 설명하기 위한 제1 흐름도이다.
도 5를 참조하면, 제어 장치(100)는 엔코더(300)로부터 신호가 수신되는지 여부를 모니터링한다(S101).
엔코더(300)로부터 A 신호와 B 신호가 수신되면, 제1 전기각 환산부(110)는 A, B 신호의 패턴을 확인하여 CW 누적값과 CCW 누적값을 카운팅할 수 있다. 상기 제1 전기각 환산부(110)는 A 신호와 B 신호 패턴이 미리 정해진 CW 패턴이면 CW 누적값을 증가시키고, A 신호와 B 신호 패턴이 미리 정해진 CCW 패턴이면 CCW 누적값을 증가시킬 수 있다. 이어서, 제1 전기각 환산부(110)는 CW 누적값에 CCW 누적값을 감산한 결과값을 확인하고, 상기 결과값과 대응되는 제1 전기각을 확인함으로써, 상기 제1 전기각을 환산할 수 있다(S103).
엔코더(300)로부터 PWM 신호가 수신되면, 제2 전기각 환산부(120)는 상기 PWM 신호의 듀티를 확인하고, 상기 PWM 듀티를 기초로 제2 전기각을 환산할 수 있다(S105). 상기 제2 전기각 환산부(120)는 상기 PWM 듀티와 대응되는 전기각을 확인함으로써, 제2 전기각을 환산할 수 있다.
다음으로, 전기각 보정부(130)는 상기 제1 전기각과 상기 제2 전기각의 차이를 계산하고, 상기 제1 전기각과 상기 제2 전기각의 차이가 사전에 설정된 임계값을 초과하는지 여부를 확인할 수 있다(S107). 전기각 보정부(130)는 전기각의 차이가 임계값 이하이면, 전기각 보정이 필요없는 것으로 판단하여 전기각 보정을 수행하지 않을 수 있다.
반면에, 전기각 보정부(130)는 전기각 차이가 임계값을 초과하면, 전기각 보정을 위한 작업을 개시할 수 있다(S109). 전기각 보정부(130)는 상기 전기각 보정을 위한 작업이 개시되면, 모터(200)의 회전이 멈추었는지 여부를 확인하고(S111), 모터(200)의 회전이 멈추었으면 제1 전기각 또는 제2 전기각을 보정할 수 있다(S113). 전기각 보정부(130)는 소정의 시간 동안에 모터(200)의 각도 변화가 없는 경우, 상기 모터(200)가 멈추었다고 판단할 수 있다.
일 실시예에서, 전기각 보정부(130)는 제2 전기각을 기초로 제1 전기각을 보정할 수 있다. 이 경우, 전기각 보정부(130)는 제1 전기각이 제2 전기각과 일치하도록 제1 전기각을 보정할 수 있으며, 또는 제1 전기각이 제2 전기각에서 이격되는 이격 각도를 확인하고, 상기 이격 각도에 소정의 가중치를 부여한 후에, 상기 가중치가 부여된 이격 각도를 상기 제1 전기각에 합산하여 상기 제1 전기각을 보정할 수 있다. 다른 실시예에서, 전기각 보정부(130)는 제1 전기각을 기초로 제2 전기각을 보정할 수 있다. 이 경우, 전기각 보정부(130)는 제2 전기각이 제1 전기각과 일치하도록 제2 전기각을 보정할 수 있으며, 또는 제2 전기각이 제1 전기각에서 이격되는 이격 각도를 확인하고, 상기 이격 각도에 소정의 가중치를 부여한 후에, 상기 가중치가 부여된 이격 각도를 상기 제2 전기각에 합산하여 상기 제2 전기각을 보정할 수 있다.
본 실시예에 따르면, 제1 전기각과 제2 전기각 비교를 통하여 전기각 보정의 필요 여부를 정확하게 판단하고, 더불어 전기각을 정확하게 보정할 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른, 전기각을 보정하는 방법을 설명하기 위한 제2 흐름도이다.
도 6을 참조하면, 엔코더(300)로부터 A 신호와 B 신호가 수신되면, 제1 전기각 환산부(110)는 A, B 신호 패턴을 패턴을 확인하고(S201), 상기 A, B 신호 패턴이 비정상 패턴에 해당하는지 여부를 판별할 수 있다(S203). 일 실시예에서, 제1 전기각 환산부(110)는 A, B 신호 패턴이 CW 패턴, CCW 패턴 중에서 어느 하나에도 일치하지 않으면, 상기 A, B 신호 패턴을 비정상적인 패턴으로 판단할 수 있다.
제1 전기각 환산부(110)는 상기 판별 결과 비정상적인 패턴이 확인되면, 비정상 횟수를 증가시킬 수 있다(S205).
다음으로, 전기각 보정부(130)는 비정상 횟수가 임계횟수를 초과하는지 여부를 확인하여(S207), 비정상 횟수가 상기 임계횟수를 초과하지 않은 경우, 전기각 보정이 불필요한 것으로 판단할 수 있다. 반면에, 전기각 보정부(130)는 비정상 횟수가 상기 임계횟수를 초과하는 경우, 도 5의 S109 단계부터 진행하여 모터(200)의 전기각 보정이 필요한 것으로 판단하여 전기각 보정을 위한 작업을 개시할 수 있다(S109). 전기각 보정이 개시되면, 전기각 보정부(130)는 모터(200)의 회전이 멈추었는지 여부를 확인하여, 모터(200)의 회전이 멈추면, 제1 전기각 또는 제2 전기각을 보정할 수 있다(S111, S113).
본 실시예에 따르면, 비정상적인 신호 패턴이 계속적으로 수신되면, 전기각 보정이 필요한 것으로 판단하여, 전기각을 보정함으로써, 전기각이 흐트러지는 현상을 사전에 예방할 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.
도 7은 모터 전기각이 보정되는 구간을 예시하는 위한 도면이다.
도 7을 참조하면, X 축은 시간을 나타내고, 모터 각도는 곡선 형태로 표현될 수 있다. 경사진 기울기를 가지는 구간(72, 74)은 모터의 회전하는 상태를 나타낸다.
모터 정지 카운터(Motor stop Counter)는 모터의 회전이 멈춤 경우에 발생하는 카운터로서, 상기 카운터를 기초로, 모터 정지 상태 비트(Motor Stop Status Bit)가 반전될 수 있다.
또한, 모터 정지 상태 비트(Motor Stop Status Bit)는 모터 정지 카운터가 일정 시간동안 유지되면 발생하는 비트로서, 상기 비트가 일정시간 동안 하이(high)로 유지되면, 모터(100)가 소정시간 동안 멈춤 것(즉, 회전되지 않은 상태인 것)으로 판단되어, 모터(200)의 전기각을 보정이 실제로 이루어질 수 있다.
모터 전기각에서 각도 차이 범위(Angle Difference Range) 이내에 포함되는 제1 전기각과 제2 전기각의 차이는 보정이 불필요한 것을 예시하고, 전기각 차이가 각도 차이 범위를 이탈하는 경우에 보정이 필요한 것을 예시하고 있다.
71, 72, 73, 74 구간에서는 전기각 차이가 각도 차이 범위를 이탈하였으나, 모터(200)의 동작이 소정시간 동안에 계속적으로 멈추지 않아서, 전기각 보정이 이루어지지 않는 것을 예시하고 있다.
75 구간에 모터(200)의 동작이 소정시간 동안에 계속적으로 멈추고 있어, 전기각 보정이 진행되었음을 예시하고 있다. 전기각 보정부(130)는 모터 정지 상태 비트(Motor Stop Status Bit)가 일정 시간동안 하이(high)로 유지되면 모터(200)가 소정시간 동안에 계속적으로 멈춘 것으로 판단할 수 있다.
지금까지 설명된 본 발명의 실시예에 따른 방법들은 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로 구현된 컴퓨터프로그램의 실행에 의하여 수행될 수 있다. 상기 컴퓨터프로그램은 인터넷 등의 네트워크를 통하여 제1 컴퓨팅 장치로부터 제2 컴퓨팅 장치에 전송되어 상기 제2 컴퓨팅 장치에 설치될 수 있고, 이로써 상기 제2 컴퓨팅 장치에서 사용될 수 있다. 상기 제1 컴퓨팅 장치 및 상기 제2 컴퓨팅 장치는, 서버 장치, 클라우드 서비스를 위한 서버 풀에 속한 물리 서버, 데스크탑 피씨와 같은 고정식 컴퓨팅 장치를 모두 포함한다.
상기 컴퓨터프로그램은 DVD-ROM, 플래시 메모리 장치 등의 기록매체에 저장된 것일 수도 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

Claims (17)

  1. 모터의 회전 위치를 센싱하는 엔코더로부터 제1 신호와 제2 신호를 수신하고, 상기 제1 신호와 상기 제2 신호의 패턴을 기초로 상기 모터의 CW(Clock Wise) 누적값 및 상기 모터의 CCW(Counter Clock Wise) 누적값을 카운팅하는 단계;
    상기 CW 누적값 및 상기 CCW 누적값을 기초로 제1 전기각을 환산하는 단계;
    상기 엔코더로부터 제3 신호를 수신하고, 상기 제3 신호의 듀티를 기초로 제2 전기각을 환산하는 단계; 및
    상기 제1 전기각과 상기 제2 전기각의 차이가 임계값을 초과하면, 상기 제1 전기각 또는 상기 제2 전기각을 보정하는 단계; 및
    상기 엔코더는, A, B, PWM(Pulse Width Modulation) 방식을 사용하며,
    상기 제1 신호는 A 신호, 상기 제2 신호는 B 신호, 상기 제3 신호는 PWM 신호인,
    모터 전기각 보정 방법.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 전기각을 환산하는 단계는,
    상기 CW 누적값과 상기 CCW 누적값의 차이와 대응하는 각도로 상기 제1 전기각을 환산하는 단계를 포함하는,
    모터 전기각 보정 방법.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 카운팅하는 단계는,
    상기 제1 신호와 상기 제2 신호의 패턴이 CW 패턴이면, 상기 CW 누적값을 증가시키는 단계; 및
    상기 제1 신호와 상기 제2 신호의 패턴이 CCW 패턴이면, 상기 CCW 누적값을 증가시키는 단계를 포함하는,
    모터 전기각 보정 방법.
  4. 삭제
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 전기각을 계산하는 단계는,
    상기 제3 신호의 듀티와 대응되는 각도로 상기 제2 전기각을 환산하는 단계를 포함하는,
    모터 전기각 보정 방법.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 보정하는 단계는,
    상기 제1 전기각이 상기 환산된 제2 전기각과 일치하도록 상기 제1 전기각을 보정하는 단계를 포함하는,
    모터 전기각 보정 방법.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 보정하는 단계는,
    상기 모터의 회전이 정지되는지 여부를 모니터링하여 상기 모터가 정지된 경우에, 상기 제1 전기각 또는 상기 제2 전기각을 보정하는 단계를 포함하는,
    모터 전기각 보정 방법.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 보정하는 단계는,
    상기 모터의 각도 변화가 없는 경우에 상기 모터의 회전이 정지된 것으로 판단하는 단계를 포함하는,
    모터 전기각 보정 방법.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 신호와 제2 신호를 모니터링하여 비정상적인 신호가 수신되는 비정상 횟수를 확인하는 단계; 및
    상기 확인된 비정상 횟수가 임계횟수를 초과하면, 상기 제1 전기각 또는 상기 제2 전기각을 보정하는 단계를 더 포함하는,
    모터 전기각 보정 방법.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 비정상 횟수를 확인하는 단계는,
    상기 제1 신호와 상기 제2 신호의 패턴이 CW 패턴, CCW 패턴 중에서 어느 하나에 해당하지 않으면, 상기 비정상 횟수를 증가시키는 단계를 포함하는,
    모터 전기각 보정 방법.
  11. 모터의 회전 위치를 센싱하는 엔코더로부터 제1 신호와 제2 신호를 수신하고, 상기 제1 신호와 상기 제2 신호의 패턴을 기초로 상기 모터의 CW(Clock Wise) 누적값 및 상기 모터의 CCW(Counter Clock Wise) 누적값을 카운팅하는 단계;
    상기 CW 누적값 및 상기 CCW 누적값을 기초로 제1 전기각을 환산하는 단계;
    상기 엔코더로부터 제3 신호를 수신하고, 상기 제3 신호의 듀티를 기초로 제2 전기각을 환산하는 단계;
    상기 제1 신호와 제2 신호의 패턴을 기초로, 비정상적인 신호가 수신되는 비정상 횟수를 확인하는 단계; 및
    상기 확인된 비정상 횟수가 임계횟수를 초과하면, 상기 제1 전기각 또는 상기 제2 전기각을 보정하는 단계를 포함하는,
    모터 전기각 보정 방법.
  12. 모터의 회전 위치를 센싱하는 엔코더로부터 수신한 제1 신호와 제2 신호의 패턴을 기초로 상기 모터의 CW(Clock Wise) 누적값 및 상기 모터의 CCW(Counter Clock Wise) 누적값을 카운팅하고, 상기 CW 누적값 및 상기 CCW 누적값을 기초로 제1 전기각을 환산하는 제1 전기각 환산부;
    상기 엔코더로부터 수신한 제3 신호의 듀티를 기초로 제2 전기각을 환산하는 제2 전기각 환산부; 및
    상기 제1 전기각과 상기 제2 전기각의 차이가 임계값을 초과하면, 상기 제1 전기각 또는 상기 제2 전기각을 보정하는 전기각 보정부를 포함하는 단계; 및
    상기 엔코더는, A, B, PWM(Pulse Width Modulation) 방식을 사용하고,
    상기 제1 전기각 환산부는, 상기 제1 신호로서 A 신호를 수신하고 상기 제2 신호로서 B 신호를 수신하고,
    상기 제2 전기각 환산부는, 상기 제3 신호로서 PWM 신호를 수신하는,
    제어 장치.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 제1 전기각 환산부는,
    상기 카운팅된 CW 누적값과 CCW 누적값의 차이와 대응되는 각도를 상기 제1 전기각으로 환산하는,
    제어 장치.
  14. 삭제
  15. 제12 항에 있어서,
    상기 제2 전기각 환산부는,
    상기 제3 신호의 듀티와 대응되는 전기각으로 상기 제2 전기각을 환산하는,
    제어 장치.
  16. 제12 항에 있어서,
    상기 제1 전기각 환산부는,
    상기 제1 신호와 상기 제2 신호를 모니터링하여 비정상적인 신호가 수신되는 비정상 횟수를 확인하고,
    상기 전기각 보정부는,
    상기 비정상 횟수가 임계횟수를 초과하면, 상기 제1 전기각 또는 상기 제2 전기각을 보정하는,
    제어 장치.
  17. 제16 항에 있어서,
    상기 제1 전기각 환산부는,
    상기 제1 신호와 상기 제2 신호의 패턴이 CW 패턴, CCW 패턴 중에서 어느 하나에 해당하지 않으면, 상기 비정상 횟수를 증가시키는,
    제어 장치.
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