KR102592713B1

KR102592713B1 - 오일 펌프 모터를 위한 구동 장치 및 오일 펌프 모터를 위한 구동 제어 방법

Info

Publication number: KR102592713B1
Application number: KR1020180057340A
Authority: KR
Inventors: 나오히꼬 아오끼; 기요시 이시까와
Original assignee: 르네사스 일렉트로닉스 가부시키가이샤
Priority date: 2017-05-22
Filing date: 2018-05-18
Publication date: 2023-10-24
Also published as: CN108933551B; US10530281B2; CN108933551A; US11088640B2; TW201907089A; KR20180127923A; EP3407481A1; TWI756423B; JP6829149B2; US20200119666A1; JP2018196309A; US20180337620A1

Abstract

오일 펌프 모터 구동 장치는 고정자의 코일들을 통해 흐르는 다상 전류들의 각각을 검출하는 전류 검출 유닛, 검출된 다상 전류들을 d축 전류(Id) 및 q축 전류(Iq)로 변환하는 제어 유닛을 포함하고, d축 전류(Id)와 d축 전류 명령값(Idref)을 비교하고 q축 전류(Iq)와 d축 전류 명령값(Idref)을 비교하여 회전자의 실제 회전 위치와 가상 회전 위치 사이의 위상 에러를 계산하고, 위상 에러가 제로에 더 가깝게 되도록 제어를 수행하고, 브러시리스 모터의 각각의 상들에 인가될 전압들을 나타내는 전압 명령값들을 모터 구동 회로에 출력하고, 제어 유닛은 모터의 회전수가 미리 결정된 수보다 더 작을 때 d축 전류 명령값(Idref)을 제로보다 더 큰 값으로 설정한다.

Description

오일 펌프 모터를 위한 구동 장치 및 오일 펌프 모터를 위한 구동 제어 방법{DRIVE APPARATUS FOR OIL-PUMP MOTOR AND DRIVE CONTROL METHOD FOR OIL-PUMP MOTOR}

본 개시내용은 오일 펌프 모터를 위한 구동 장치 및 오일 펌프 모터를 위한 구동 제어 방법에 관한 것이다.

전류, 전압, 및 권선 저항과 같은 모터 상수로부터 계산된 모터의 유도 전압에 기초한 브러시리스 모터의 회전자의 위치를 추정하는 벡터 제어형 센서리스 방법(vector-control-type sensor-less method)이 알려져 있다. 일본의 심사되지 않은 특허 공개 공보 제2014-064385호(이하, 특허 문헌 1로 언급됨)는 브러시리스 모터의 회전 속도가 최소 모터 회전 속도보다 더 빠른 고속 범위(high-speed range)의 유도 전압에 기초한 회전자의 위치 정보를 얻기 위해 180도 전력인가 정현파 구동(energized sine-wave driving)이 수행되고, 모터 회전 속도가 최소 모터 회전 속도보다 더 낮은 저속 범위에서는 120도 전력인가 구형파 구동이 수행되는 벡터 제어형 센서리스 방법의 기술을 개시한다. 일본의 심사되지 않은 특허 공개 공보 제2010-233301호(이하, 특허 문헌 2로 언급됨)는 모터의 시동 시(시작 모드) 센서를 사용하지 않고 개방 루프 제어를 수행함으로써 브러시리스 모터가 구동되고, 모터의 시동 후에 전류 피드백 제어(전류 제어 모드)를 수행함으로써 브러시리스 모터가 구동되도록 제어 모드가 변경되는 기술을 개시한다.

본 발명자들은 다음 문제점을 발견하였다. 즉, 최근에는 오일 펌프 브러시리스 모터(이하, "오일 펌프 브러시리스 모터"로도 언급됨)의 구동에 벡터 제어형 센서리스 방법을 적용하는 방법이 연구되어 왔다. 오일 펌프 브러시리스 모터들은 고속 작동들뿐만 아니라 저속 작동들에도 사용되도록 요구되어 왔다. 상술한 바와 같이, 특허 문헌 1에 개시된 기술에서는, 브러시리스 모터가 고속으로 회전하고 있을 때와 그것이 저속으로 회전하고 있을 때의 사이에서 모터 구동 모드가 변경된다. 그러나, 상술한 바와 같이 모터 구동 모드가 변경되면, 그 제어가 복잡 해지는 경향이 있다. 오일 펌프 브러시리스 모터들의 구동을 위한 보다 간단한 제어 방법이 요구되어 왔다. 그러나, 유도 전압에 기초한 회전자의 위치를 추정하기 위해 수행되는 180도 전력인가 정현파 구동이 전체 속도 범위에 걸쳐 수행될 때, 유도 전압이 낮은 저속 작동들에서는 회전자의 위치를 추정하기 위한 정확도가 저하된다. 따라서, 저속 작동에서 회전자가 부드럽게 회전하지 않을 가능성이 있다.

한편, 특허 문헌 2에 개시된 기술은 저속 작동에서 회전자 위치 추정에 대한 정확도가 저하되는 것을 방지할 수 있다. 그러나, 이 기술을 오일 펌프 브러시리스 모터와 같은 비교적 대형의 브러시리스 모터의 구동에 적용하면, 시작 모드에서 전류가 증가함에 따라 야기하는 회전자의 변형으로 인해 진동들이 발생할 가능성이 있다.

다른 문제점들 및 신규한 특징들은 본 명세서 및 첨부 도면들에서의 설명들로부터 명백해질 것이다.

일 실시예에 따르면, 오일 펌프 모터를 위한 구동 장치는 전류 검출 유닛 및 제어 유닛을 포함한다. 전류 검출 유닛은 고정자 및 회전자를 포함하는 오일 펌프 브러시리스 모터가 회전하고 있을 때, 고정자의 코일들을 통해 흐르는 다상 전류들의 각각을 검출한다. 제어 유닛은 검출된 다상 전류들을 d-q 좌표계에서의 d축 전류(Id) 및 q축 전류(Iq)로 변환하고, d축 전류(Id)와 d축 전류 명령값(Idref)을 비교하고 q축 전류(Iq)와 d축 전류 명령값(Idref)을 비교함으로써 회전자의 실제의 회전 위치와 그것의 가상 회전 위치 사이의 위상 에러를 계산하고, 위상 에러가 제로에 더 가깝게 되도록 제어를 수행하고, d-q 좌표계는 회전자의 자석에 의해 발생된 자속의 방향에 평행한 d축과 d축에 직교하는 q축을 포함하고, 회전자와 함께 회전하도록 정의된다. 다음으로, 제어 유닛은 브러시리스 모터의 각각의 상들에 인가될 전압들을 나타내는 전압 명령값들을 모터 구동 회로에 출력한다. 또한, 제어 유닛은 브러시리스 모터의 회전수가 미리 결정된 회전수보다 더 작을 때 d축 전류 명령값(Idref)을 제로보다 더 큰 값으로 설정한다.

상술한 실시예에 따르면, 브러시리스 모터가 저속으로 회전하고 있을 때에도 벡터 제어 센서리스 방법에 의해 오일 펌프 브러시리스 모터의 구동을 안정적으로 제어하는 것이 가능하다.

상기 및 다른 양태들, 장점들 및 특징들은 첨부 도면들과 관련하여 취해지는 특정 실시예들의 다음 설명으로부터 더욱 명백해질 것이다.
도 1은 일 실시예의 개요에 따른 오일 펌프 모터 구동 장치의 구성 예를 도시하는 개략도이다.
도 2는 제1 실시예에 따른 오일 펌프 모터 구동 장치의 실시예를 도시하는 회로 블록도이다.
도 3은 제1 실시예에 따른 오일 펌프 모터 구동 장치에서의 벡터 제어의 프로세스 흐름의 개관을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 4는 d-q 좌표계와 γ-δ 좌표계 사이의 관계를 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 5는 브러시리스 모터의 회전자의 회전수에 대한 d축 전류 명령값(Idref)의 예를 도시하는 개략도이다.
도 6은 회전자의 회전수가 미리 결정된 회전수보다 더 작을 때 d축 전류 명령값(Idref)을 제로보다 더 큰 미리 결정된 값으로 설정하는 프로세스 흐름의 예를 설명하는 흐름도이다.
도 7은 브러시리스 모터의 회전자의 회전수에 대한 d축 전류 명령값(Idref)의 다른 예를 도시하는 개략도이다.
도 8은 브러시리스 모터에서의 회전자의 회전수가 미리 결정된 회전수보다 작을 때 d축 전류 명령값(Idref)을 제로보다 더 크고 브러시리스 모터의 회전자의 회전수에 따라 결정되는 값으로 설정하기 위한 프로세스 흐름의 예를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 9는 브러시리스 모터의 회전수가 제2 실시예에 따른 오일 펌프 모터 구동 장치의 미리 결정된 회전수보다 더 작을 때의 시간에 따른 d축 전류(Id) 및 q축 전류(Iq)의 변화들의 예를 도시하는 개략도이다.
도 10은 회전자의 회전수가 미리 결정된 회전수보다 더 작을 때, 제2 실시예에 따른 오일 펌프 모터 구동 장치의 q축 전류(Iq)의 증가/감소에 따라 q축 전류(Iq)의 변화들을 모니터링하고 d축 전류 명령값(Idref)을 증가/감소시키기 위한 프로세스 흐름의 예를 설명하는 흐름도이다.

문제점을 해결하기 위한 전술한 수단이 적용되는 실시예들은 도면들을 참조하여 이하에 상세하게 설명된다. 설명을 명확히 하기 위해, 다음 설명들 및 도면들은 부분적으로 생략되고 적절하게 단순화될 수 있다. 또한, 다양한 프로세스들을 수행하기 위한 기능 블록들로서 도면들에 도시된 각각의 요소들은, 중앙 처리 장치(central processing unit)(CPU), 메모리, 및 회로들의 다른 유형들과 같은 하드웨어에 의해 구현될 수 있고, 또는 메모리에 로딩된 프로그램과 같은 소프트웨어에 의해 구현될 수 있다. 따라서, 본 기술분야의 통상의 기술자는 이들 기능 블록들이 오로지 하드웨어에 의해, 오로지 소프트웨어에 의해, 또는 이들의 조합으로 구현될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 즉, 그것들은 하드웨어나 소프트웨어로 제한되지 않는다. 도면들 전체에 걸쳐 동일한 구성 요소들에는 동일한 부호들을 부여하고, 중복되는 설명들은 필요에 따라 생략된다는 것에 주목해야 한다.

또한, 상술한 프로그램은 임의의 유형의 일시적이지 않은 컴퓨터 판독 가능 매체를 사용하여 컴퓨터에 저장되고 제공될 수 있다. 일시적이지 않은 컴퓨터 판독 가능 매체는 임의의 유형의 유형 저장 매체(tangible storage media)를 포함한다. 일시적이지 않은 컴퓨터 판독 가능 매체의 예들은 자기 저장 매체(magnetic storage media)(예컨대, 플로피 디스크들, 자기 테이프들, 하드 디스크 드라이브들), 광 자기 저장 매체(예를 들어, 광 자기 디스크들), CD-ROM(컴팩트 디스크 읽기 전용 메모리), CD-R(컴팩트 디스크 기록 가능), CD-R/W(컴팩트 디스크 재기록 가능), 및 반도체 메모리들(예컨대, 마스크 ROM, PROM(프로그래머블 ROM), EPROM(소거 가능 PROM), 플래시 ROM, RAM(랜덤 액세스 메모리(random access memory))을 포함한다. 프로그램은 임의의 유형의 일시적인 컴퓨터 판독 가능 매체를 사용하여 컴퓨터에 제공될 수 있다. 일시적 컴퓨터 판독 가능 매체의 예들은 전기 신호들, 광 신호들, 및 전자기파들을 포함한다. 일시적인 컴퓨터 판독 가능 매체는 유선 통신 회선(예를 들어, 전기 전선들 및 광섬유들) 또는 무선 통신 회선을 통해 컴퓨터에 프로그램을 제공할 수 있다.

이하의 실시예들에서, 필요한 경우, 본 개시내용은 별도의 섹션들 또는 별도의 실시예들을 사용하여 설명된다. 그러나, 달리 구체화되지 않는 경우, 이들 실시예들은 서로 관련이 없다. 즉, 그것들은 일 실시예가 다른 실시예의 일부 또는 전부의 수정된 예, 응용 예, 상세한 예, 또는 보충 예인 방식으로 관련된다. 또한, 이하의 실시예들에서, 요소들의 수 등(숫자들, 값들, 수량들, 범위들 등을 포함함)이 언급될 때, 수가 명시적으로 특정되거나 수가 분명히 그 원리에 기초한 특정 수로 명백하게 제한되는 경우를 제외하고는, 수는 그 특정 수에 제한되지 않는다. 즉, 특정 수보다 더 큰 수 또는 더 작은 수가 또한 사용될 수 있다.

또한, 이하의 실시예들에서, 그것들의 구성 요소들(작동 단계들 등을 포함함)은 구성 요소가 명시적으로 특정되거나 구성 요소가 그 원리에 기초한 분명히 필수 불가결한 경우를 제외하고 반드시 필수 불가결하지는 않다. 마찬가지로, 이하의 실시예들에서, 구성 요소(들) 등의 형상, 위치 관계 등이 언급될 때, 형상들 또는 그 형상과 실질적으로 유사하거나 닮은 것들이 또한 명시적으로 특정되거나 그것들이 그 원칙에 기초한 제거되는 경우들을 제외하고는 그 형상에 포함된다. 이는 상술한 수 등(수들, 값들, 수량들, 범위들 등을 포함함)에 대해서 또한 사실이다.

<실시예의 개요>

실시예의 세부 사항을 설명하기 전에, 먼저, 실시예의 개요를 설명한다. 도 1은 실시예의 개요에 따른 오일 펌프 모터를 위한 구동 장치(10)(이하, "오일 펌프 모터 구동 장치(10)"라고도 언급됨)의 구성 예를 도시하는 개략도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 오일 펌프 모터 구동 장치(10)는 모터 구동 회로(12), 전류 검출 유닛(13), 및 제어 유닛(14)을 포함한다.

전류 검출 유닛(13)은 고정자 및 회전자(16)를 포함하는 오일 펌프를 위한 브러시리스 모터(11)(이하, "오일 펌프 브러시리스 모터(11)"라고도 언급됨)가 회전하고 있을 때, 고정자의 코일들(15)을 통해 흐르는 다상 전류들의 각각을 검출한다. 제어 유닛(14)은 검출된 다상 전류들을 d-q 좌표계에서 d축 전류(Id) 및 q-축 전류(Iq)로 변환한다. d-q 좌표계는, 회전자(16)의 자석에 의해 발생된 자속의 방향에 평행한 d축과, d축에 직교하는 q축을 포함하고, 회전자(16)와 함께 회전하도록 정의된다는 것에 주목해야 한다. 제어 유닛(14)은 d축 전류(Id)와 d축 전류 명령값(Idref)을 비교하고, q축 전류(Iq)와 d축 전류 명령값(Idref)을 비교함으로써 회전자(16)의 실제 회전 위치와 그것의 가상 회전 위치 사이의 위상 에러를 계산한다. 또한, 제어 유닛(14)은 위상 에러가 제로에 더 가깝게 되도록 제어를 수행하고 브러시리스 모터(11)의 각각의 상들에 인가될 전압들을 나타내는 전압 명령값들을 모터 구동 회로(12)에 출력한다. 브러시리스 모터(11)의 회전수(예를 들어, 분당 회전수)가 미리 결정된 회전수보다 더 작을 때, 제어 유닛(14)은 d축 방향의 전류 명령값인 d축 전류 명령값(Idref)을 제로보다 더 큰 값으로 설정한다.

전술한 바와 같이, 오일 펌프 모터 구동 장치(10)는 브러시리스 모터(11)의 회전자(16)의 회전수가 미리 결정된 회전수보다 더 작을 때 d축 전류 명령값(Idref)을 제로보다 더 큰 값으로 설정한다. 이러한 방식으로, 브러시리스 모터가 저속으로 회전하고 있는 경우에도 유도 전압(e)을 증가시키고 그렇게 함으로써 센서를 사용하지 않고 위상 에러를 정확하게 추정하는 것이 가능하다. 그 결과, 브러시리스 모터가 저속으로 회전하고 있을 때에도, 벡터 제어 센서리스 방법에 의해 오일 펌프 브러시리스 모터의 구동을 안정적으로 제어하는 것이 가능하다.

<제1 실시예>

다음에, 제1 실시예의 세부 사항이 설명된다. 도 2는 제1 실시예에 따른 오일 펌프 모터 구동 장치(110)의 실시예를 도시하는 회로 블록도이다. 오일 펌프 모터 구동 장치(110)는 센서리스 방식으로, 즉 인코더 또는 홀 소자(Hall element)와 같은 위치 센서를 사용하지 않고 오일 펌프 브러시리스 모터(111) 내의 회전자의 각 위치(angular position)를 검출하고, 브러시리스 모터(111)를 구동한다는 것에 주목해야 한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 오일 펌프 모터 구동 장치(110)는 전류 검출 유닛(113), 제어 유닛(114), 모터 구동 회로(112), 및 게이트 구동 회로(120)를 포함한다.

브러시리스 모터(111)는 운송 수단 등에 사용되는 오일 펌프 브러시리스 모터이다. 브러시리스 모터(111)는 3상 DC(직류(Direct-Current)) 브러시리스 모터이고, 3상 권선들 즉, U상, V상, 및 W상 권선들(U상 권선(115u), V상 권선(115v), 및 W상 권선(115w))은 원통형 고정자 내에 제공되고, 영구 자석을 포함하는 회전자(116)는 고정자의 중심에 형성된 공간에 배치된다.

전류 검출 유닛(113)은 브러시리스 모터(111)의 각각의 상들(U상, V상, 및 W 상)을 통해 흐르는 전류들(Iu, Iv, 및 Iw)을 검출하는 센서이다. 제어 유닛(114)은 예를 들어, MCU(마이크로 제어 유닛(micro control unit))이고, 브러시리스 모터(111)의 구동을 180도 전력인가 센서리스 벡터 방법으로 제어한다. 즉, 제어 유닛(114)은 180도 전력인가 정현파 구동에서 벡터 제어형 센서리스 방법으로 브러시리스 모터(111)의 각각의 상들에 인가될 전압들을 나타내는 전압 명령 값들을 계산하고, 계산된 전압 명령값들을 모터 구동 회로(112)에 출력한다. 제어 유닛(114)에 의해 수행되는 브러시리스 모터(111)의 구동 제어 방법의 세부 사항이 후술될 것이다. 게이트 구동 회로(120)는 제어 유닛(114)으로부터 출력되는 6개의 제어 신호를 6상 전압 신호들(U+/-, V+/-, W+/-)로 변환하고, 얻어진 6상 전압 신호들을 모터 구동 회로(112)로 출력한다.

모터 구동 회로(112)는 인버터 회로이고, 3상 브릿지 구성의 역병렬 다이오드들(118a 내지 118f)을 각각 포함하는 스위칭 소자들(117a 내지 117f)을 접속하여 형성되는 회로 및 전력 공급 회로(119)를 포함한다. 스위칭 소자들(117a 내지 117f) 각각의 제어 단자(게이트 단자)는 게이트 구동 회로(120)에 접속된다. 스위칭 소자들(117a 내지 117f)은, 예를 들어, FET들(전계 효과 트랜지스터들(field effect transistors))로 형성된다. 스위칭 소자들(117a 내지 117f)의 제어 단자들(게이트 단자들)의 각각은 게이트 구동 회로(120)에 접속된다. 스위칭 소자들(117a 내지 117f)의 온/오프 상태들은 제어 유닛(114)으로부터 게이트 구동 회로(120)를 통해 제공되는 제어 신호들에 의해 제어된다.

다음에, 제어 유닛(114)에 의해 수행되는 브러시리스 모터(111)의 구동 제어 방법을 설명한다. 이하의 설명에서, 도 2에 도시된 오일 펌프 모터 구동 장치(110)의 회로 블록도가 적절하게 언급된다는 것에 주목해야 한다.

도 3은 벡터 제어의 프로세스 흐름의 개요를 설명하는 흐름도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 우선, 전류 검출 유닛(113)에 의해 검출된 3상 전류들(Iu, Iv, 및 Iw)이 취입(taken in)된다(단계(S101)). 또한, 취입된 3상 전류들(Iu, Iv, 및 Iw)은 디지털 값들로 변환되고 다음으로 2상 전류들(Iα 및 Iβ)로 변환된다(단계(S102)). 2상 전류들(Iα 및 Iβ)은 각각 α축이 U상 방향에 평행한 2축 정지 좌표계인 α-β 좌표계에서의 α축 성분 및 β축 성분임에 주목해야 한다. 3상 전류들(Iu, Iv, 및 Iw)은 다음의 계산식을 사용하여 2상 전류들(Iα 및 Iβ)로 변환된다.

[식 1]

단계(S102)에 이어서, 2상 전류들(Iα 및 Iβ)은 d축 전류(Id) 및 q축 전류(Iq)로 더 변환된다(단계(S103)). d축 및 q축의 전류들(Id 및 Iq)은 각각 브러시리스 모터(111)의 회전자(116)와 함께 회전하도록 정의된 좌표계인 d-q 좌표계에서의 d축 성분 및 q축 성분이다. d축은 회전자에 부착된 영구 자석에 의해 발생된 자속의 방향에 평행한 축이고, q축은 d축에 직교하는 축이다. q축 전류(Iq)는 회전 토크를 발생시키는 성분이고, d축 전류(Id)는 자속을 발생시키는 성분이다. 2상 전류들(Iα 및 Iβ)은 다음의 계산식을 사용하여 d축 및 q축 전류들(Id 및 Iq)로 변환된다.

[식 2]

단계(S103)에 이어서, d축 전압 명령값(Vd) 및 q축 전압 명령값(Vq)은 d축 및 q축 전류들(Id 및 Iq)이 빠르게 각각 d축 전류 명령값(Idref) 및 q축 전류 명령값(Iqref)으로 안정되도록 PI 제어(비례 적분 제어(proportional-plus-integral control))를 수행하여 신속하게 결정된다(단계(S104)). 그리고, d축 및 q축 전압 명령값(Vd 및 Vq)은 각각 α-β 좌표계에서 α축 성분인 전압 명령값(Vα)과 α-β 좌표계에서 β축 성분인 전압 명령값(Vβ)으로 변환된다(단계(S105)). 값들(Vd 및 Vq)로부터 값들(Vα 및 Vβ)로의 변환에 대한 계산식들은 다음과 같다.

[식 3]

단계(S105)에 이어서, α-β 좌표계에서의 전압 명령값들(Vα 및 Vβ)은 PWM 변조를 통해 3상 전압 명령값들(Vu, Vv, 및 Vw)로 변환되고, 얻어진 3상 전압 명령값들(Vu, Vv, 및 Vw)은 게이트 구동 회로(120)를 통해 모터 구동 회로(112)에 출력된다(단계(S106)).

다음에, 벡터 제어형 센서리스 방법에서 회전자(116)의 위치 정보의 추정이 설명된다.

브러시리스 모터(111)는 회전자(116)의 위치 정보를 검출하는 인코더 또는 홀 소자(Hall element)와 같은 위치 센서를 구비하지 않는다. 위치 센서를 구비하지 않는 브러시리스 모터에 대한 벡터 제어 방식(벡터 제어형 센서리스 방법)은 예를 들어, "추정 전류 에러를 사용한 센서리스 브러시리스 DC 모터 구동들(Sensorless Brushless DC Motor Drives Using Estimated Current Error)(일본 전기 기술자 협회 D(Institute of Electrical Engineers of Japan D), 1995, 제115권, 제4호)" 등에 개시된다. 벡터 제어형 센서리스 방법에 기초한 브러시리스 모터의 구동 제어에서는, 제어 프로세스에서 상정되는 회전자의 가상의 회전 위치와 회전자의 실제의 회전 위치 사이의 편차(위상 에러)가 추정된다. 그리고, 위상 에러가 제로가 되도록 가상 회전 위치를 보정한다. 위상 에러의 계산은 유도 전압으로부터 간접적으로 얻어진다.

구체적으로, 브러시리스 모터(111)가 위치 센서를 구비하지 않은 경우, d축 및 q축 상의 회전자(116)의 위치, 즉 회전자(116)의 실제 회전 위치는 알려지지 않았다. 따라서, 회전자(116)의 가상의 회전 위치에 기초한 γ-δ 좌표계가 정의된다. 도 4는 d-q 좌표계와 γ-δ 좌표계 사이의 관계를 개략적으로 도시하는 도면이다. 도 4에 도시된 바와 같이, γ-δ 좌표계에서, γ축은 d축으로부터 각도 Δθ만큼 지연된 위치에 정의되고, δ축은 γ축으로부터 90도만큼 전진한(advanced) 위치에서 정의된다. 즉, d축으로부터의 γ축의 지연 Δθ는, 회전자(116)의 실제 회전 위치와 그것의 가상의 회전 위치 사이의 위상 에러다. d-q 좌표계의 좌표들은 위상 에러(Δθ)의 회전 행렬에 의해 γ-δ 좌표계의 좌표들로 변환될 수 있다. d-q 좌표계에서 γ-δ 좌표계로의 변환에 대한 계산식은 다음과 같다.

[식 4]

d-q 좌표계에서의 브러시리스 모터(111)의 전압 수학식은, 아래 도시된 식(5)에 의해 표현된다. 식에서, Vd는 d축 방향의 전압[V]이고; Vq는 q축 방향의 전압[V]이고; Id는 d축 방향의 전류[A]이고; Iq는 q축 방향의 전류[A]이고; R은 권선 저항[Ω]이고; Ld는 d축 권선 자기 인덕턴스[H]이고; Lq는 q축 권선 자기 인덕턴스[H]이고; e는 유도 전압[V]이고; p는 연산자이다.

[식 5]

γ-δ 좌표계에서의 브러시리스 모터(111)의 전압 수학식은 d-q 좌표계에서의 브러시리스 모터(111)에 대한 상술한 전압 수학식에 대해 d-q 좌표계로부터 γ-δ 좌표계로의 변환에 관한 상술한 계산식에 의해 표현되는 계산을 수행함으로써 얻어진다. 그 다음, γ-δ 좌표계에서 브러시리스 모터(111)에 대해 얻어진 전압 수학식으로부터 추정된 전류 에러가 도출된다. d축으로부터 γ축의 지연(위상 에러) Δθ가 충분히 작으면, 샘플링 포인트 n에서의 추정 전류 에러 ΔI(n)는 아래 도시된 식 6으로 표현된다. 식에서, T는 모터 토크이고; e(n-1)은 샘플링 포인트 n-1에서의 유도 전압이고; Δθ(n-1)은 샘플링 포인트 n-1에서의 위상 에러이다.

[식 6]

추정된 전류 에러에 대해, 추정된 위상 에러(Δθ)는 위에 보여진 식으로부터 추정될 수 있다. 추정된 전류 에러에 대한 위에 보여진 식으로부터 이해될 수 있는 바와 같이, 유도 전압(e)은 위상 에러(Δθ)를 정확하게 추정하기 위해 어느 정도 클 필요가 있다. 그러나, 회전자(116)가 저속으로 회전하고 있을 때, 유도 전압(e)은 작고, 이에 따라 추정된 전류 에러에 대한 식으로부터 위상 에러(Δθ)를 추정하는 것을 어렵게 만든다.

유도 전압(e)은 모터 각속도(전기 각) ω[rad/sec] 및 유도 전압 상수 KE[V/(rad/sec)]의 함수로 표현된다는 것이 주목되어야 한다(즉, "e=KE×ω"로 표현됨). 유도 전압 상수(KE)와 자력의 크기 사이에는 관계가 있다. 즉, 자력이 증가함에 따라 유도 전압 상수(KE)가 증가한다. d축 전류(Id)로서 양의 전류를 공급함으로써 자력을 증가시킬 수 있다. 즉, d축 전류(Id)로서 양의 전류를 공급함으로써 유도 전압(e)을 증가시킬 수 있다. 따라서, 브러시리스 모터(111)의 회전자(116)가 저속으로 회전하고 있는 경우, d축 전류(Id)로서 양의 전류를 공급함으로써 유도 전압(e)을 상승시키고, 이에 따라 위상 에러(Δθ)를 정확하게 추정하는 것을 가능하게 만들 수 있다.

그러므로, 본 실시예에 따른 오일 펌프 모터 구동 장치(110)에서, 브러시리스 모터(111)의 회전자(116)의 회전수(예를 들어, 분당 회전수)가 미리 결정된 회전수(예를 들어, 300rpm)보다 더 작은 때, d축 전류 명령값(Idref)은 제로보다 더 큰 값으로 설정된다. 이와 같이, d축 전류(Id)로서 양의 전류가 흐르기 때문에, 유도 전압(e)을 증가시킬 수 있다. 그 결과, 위상 에러(Δθ)를 정확하게 추정하는 것이 가능하다.

도 5는 브러시리스 모터(111)에서의 회전자(116)의 회전수에 대한 d축 전류 명령값(Idref)의 예를 도시하는 개략도이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 브러시리스 모터(111)의 회전자(116)의 회전수가 300rpm보다 더 작을 때, d축 전류 명령값(Idref)은 제로보다 더 큰 미리 결정된 값(예를 들어, 3[A])으로 설정된다. 이와 같이, 브러시리스 모터(111)의 회전자(116)가 저속으로 회전하고 있을 때 유도 전압(e)을 증가시킬 수 있기 때문에, 전류 에러 ΔI를 정확하게 검출하는 것이 가능하다. 그 결과, 브러시리스 모터(111)의 회전자(116)가 저속으로 회전하고 있는 경우에도, 센서를 사용하지 않고 위상 에러(Δθ)를 정확하게 추정하는 것이 가능하다.

한편, 브러시리스 모터(111)의 회전자(116)의 회전수가 300rpm보다 더 큰 경우, 유도 전압(e)은 d축 전류(Id)를 공급하지 않고 전류 에러(ΔI)를 정확하게 검출할 정도로 충분히 크다. 따라서, 브러시리스 모터(111)의 회전자(116)의 회전수가 300rpm보다 더 큰 경우, d축 전류 명령값(Idref)은 제로로 설정되기 때문에, 토크에 기여하지 않는 d축 전류(Id)는 제로로 제어된다. 그 결과, 브러시리스 모터(111)의 전력 소비를 감소시킬 수 있다.

도 6은, 회전자(116)의 회전수가 미리 결정된 회전수보다 더 작을 때 d축 전류 명령값(Idref)을 제로보다 더 큰 미리 결정된 값으로 설정하는 프로세스 흐름의 예를 설명하는 흐름도이다. 이하의 설명에서, 도 2에 도시된 오일 펌프 모터 구동 장치(110)의 회로 블록도가 적절하게 언급된다는 것에 주목해야 한다.

도 6에 도시된 바와 같이, 먼저, 회전자(116)의 회전수가 검출된다(단계(S201)). 다음에, 회전자(116)의 회전수가 미리 결정된 회전수보다 더 작은지의 여부가 판정된다(단계(S202)). 단계(S202)에서, 회전자(116)의 회전수가 미리 결정된 회전수 이상일 때(단계(S202)에서 아니오(No)), 프로세스는 후술될 단계(S204)로 진행한다. 단계(S202)에서, 회전자(116)의 회전수가 미리 결정된 회전수보다 더 작을 때(단계(S202)에서 예(Yes)), d축 전류 명령값(Idref)이 미리 결정된 값으로 설정된다(단계(S203)). 단계(S203)에 이어, 브러시리스 모터(111)가 정지했는지의 여부가 판정된다(단계(S204)). 단계(S204)에서 브러시리스 모터(111)가 정지했다고 판정되면, 프로세스를 종료한다. 한편, 브러시리스 모터(111)가 정지하지 않았다고 판정된 경우, 프로세스는 단계(S201)로 되돌아 간다.

[변형 예 1]

도 7은 브러시리스 모터(111)에서의 회전자(116)의 회전수에 대한 d축 전류 명령값(Idref)의 다른 예(도 5에 도시된 것과는 상이한 예)를 도시하는 개략도이다. 도 7에 도시된 바와 같이, 브러시리스 모터(111)의 회전자(116)의 회전수가 300rpm보다 더 작을 때, d축 전류 명령값(Idref)은 제로보다 더 크고 브러시리스 모터(111)의 회전수에 따라 결정된 값으로 설정된다. 이 예에서, 회전자(116)의 회전수가 300rpm보다 더 작을 때, d축 전류 명령값(Idref[A])과 회전자(116)의 회전수(R[rpm]) 사이의 관계는 "Idref[A]=3-R[rpm]/100"으로 표현된다. 이러한 방식으로, 브러시리스 모터(111)의 회전자(116)가 저속으로 회전하고 있을 때, 유도 전압(e)은 필요 충분 전압으로 조정될 수 있다. 따라서, 도 5에 도시된 예에서의 전력 소비에 비해, 회전자(116)가 저속으로 회전하고 있을 때의 전력 소비를 감소시키는 것이 가능하다.

브러시리스 모터(111)에서의 회전자(116)의 회전수가 300rpm보다 더 큰 경우, d축 전류 명령값(Idref)은 제로로 설정되기 때문에, 토크에 기여하지 않는 d축 전류(Id)는 도 5에 도시된 예에서와 같이 제로로 제어된다.

도 8은 브러시리스 모터(111)의 회전자(116)의 회전수가 미리 결정된 회전수보다 더 작을 때, d축 전류 명령값(Idref)을 제로보다 더 크고 브러시리스 모터(111)에서의 회전자(116)의 회전수에 따라 결정되는 값으로 설정하기 위한 프로세스 흐름의 예를 설명하는 흐름도이다. 이하의 설명에서, 도 2에 도시된 오일 펌프 모터 구동 장치(110)의 회로 블록도가 적절하게 언급된다는 것에 주목해야 한다.

도 8에 도시된 바와 같이, 우선, 회전자(116)의 회전수가 검출된다(단계(S301)). 다음에, 회전자(116)의 회전수가 미리 결정된 회전수보다 더 작은 지의 여부가 판정된다(단계(S302)). 단계(S302)에서, 회전자(116)의 회전수가 미리 결정된 회전수 이상일 때(단계(S302)에서 아니오), 프로세스는 후술하는 단계(S305)로 진행한다. 단계(S302)에서, 회전자(116)의 회전수가 미리 결정된 회전수보다 더 작을 때(단계(S302)에서 예), 그 순간의 회전자(116)의 회전수에 상응하는 수(Idslowref)가 Idref 테이블로부터 검색된다(단계(S303)). Idref 테이블은 회전자(116)의 회전수들과 d축 전류 명령값(Idref)에 대한 설정 값들(Idslowref) 사이의 상응 관계가 기록되는 도 7에 도시된 데이터 테이블임에 주목해야 한다. 단계(S303)에 이어서, 단계(S303)에서 검색된 수(Idslowref)가 d축 전류 명령값(Idref)으로서 설정된다(단계(S304)).

단계(S304)에 이어서, 브러시리스 모터(111)가 정지했는지의 여부가 판정된다(단계(S305)). 단계(S305)에서 브러시리스 모터(111)가 정지했다고 판정되면, 프로세스를 종료한다. 한편, 브러시리스 모터(111)가 정지하지 않았다고 판정된 경우, 프로세스는 단계(S301)로 되돌아 간다.

전술한 바와 같이, 제1 실시예에 따른 오일 펌프 모터 구동 장치(110)에서, 브러시리스 모터(111)의 회전자(116)의 회전수가 미리 결정된 회전수보다 더 작을 때, d축 전류 명령값(Idref)은 제로보다 더 큰 값으로 설정된다. 이와 같이, d축 전류(Id)로서 양의 전류가 흐르기 때문에, 유도 전압(e)을 증가시킬 수 있다. 따라서, 브러시리스 모터(111)의 회전자(116)가 저속으로 회전하고 있어도 센서를 사용하지 않고 위상 에러(Δθ)를 정확하게 추정하는 것이 가능하다. 그 결과, 브러시리스 모터가 저속으로 회전하고 있는 때에도 동기화 이탈(out-of-synchronization)과 같은 문제를 야기할 가능성을 높이지 않고, 벡터 제어 센서리스 방법에 의해 오일 펌프 브러시리스 모터의 구동을 안정적으로 제어하는 것이 가능하다.

또한, 오일 펌프 모터 구동 장치(110)에서는, 회전 명령이 갑자기 변경되는 경우 특허 문헌 2에 개시된 기술에서 수행될 필요가 있는 개방 루프 제어를 수행할 필요가 없다. 따라서, 특허 문헌 2에 개시된 기술의 제어에 비해, 속도 응답이 빠르다. 또한, 오일 펌프 모터 구동 장치(110)에서, 모터가 저속으로 회전하고 있는 경우에도 회전자의 변형으로 인한 진동들의 발생의 위험이 없다.

<제2 실시예>

이하, 본 개시내용에 따른 제2 실시예가 도면들을 참조하여 설명된다. 제1 실시예와 동일한 부호들이 제1 실시예와 동일한 부분들/구조체들에 부여되고, 그것들의 설명들은 생략된다. 제2 실시예에 따른 오일 펌프 모터 구동 장치의 일반 구성은 도 2에 도시된 오일 펌프 모터 구동 장치(110)의 구성과 동일하다. 또한, 오일 펌프 모터 구동 장치(110)의 제어 유닛(114)에 의해 수행되는 브러시리스 모터(111)에 대한 구동 제어의 프로세스 흐름은 도 3 및 도 6(또는 도 8)을 참조하여 제1 실시예에서 위에 설명된 프로세스들과 기본적으로 동일하다.

본 실시예에서, 도 2에 도시된 브러시리스 모터(111)의 구동 제어에서, 브러시리스 모터(111)의 회전수가 미리 결정된 회전수보다 더 작을 때, 제어 유닛(114)은 q축 전류(Iq)의 값을 모니터링하고 q축 전류(Iq)의 값의 증가/감소에 따라(즉, 그것을 추종(follow)하도록) d축 전류(Id)의 값을 증가/감소시키도록 제어를 수행한다. 즉, 본 실시예에서는, 외란(disturbance) 등에 의해 q축 전류(Iq)가 변화된 때, 제어 유닛(114)은 브러시리스 모터(111)의 토크가 변동하는 것으로 판정하여, q축 전류(Iq)의 값의 증가/감소에 따라(즉, 그것을 추종하도록) d축 전류(Id)의 값이 증가/감소되도록 d축 전류 명령값(Idref)을 증가/감소시킨다. 이 특징은 제1 실시예와 차이이다.

도 9는 브러시리스 모터(111)의 회전수가 미리 결정된 회전수보다 더 작을 때의 시간에 따른 d축 및 q축 전류들(Id 및 Iq)의 변화들의 예를 도시하는 개략도이다. 도면에서, 종축은 전류 값들[A]을 나타내고, 횡축은 경과 시간[s]을 나타낸다. 또한, 실선(L1)은 d축 전류(Id)를 나타내고, 파선(L2)은 q축 전류(Iq)를 나타낸다. 도 9에 도시된 바와 같이, d축 전류(Id)는 q축 전류(Iq)가 증가하는 타이밍에서 증가되는데, 즉 q축 전류(Iq)에 동기화하여 증가된다.

도 10은, 회전자(116)의 회전수가 미리 결정된 회전수보다 더 작을 때, q축 전류(Iq)의 변화들을 모니터링하고, q축 전류(Iq)의 증가/감소에 따라(즉, 그것을 추종하도록) d축 전류 명령값(Idref)을 증가/감소시키는 프로세스 흐름의 예를 설명하는 흐름도이다. 이하의 설명에서, 도 2에 도시된 오일 펌프 모터 구동 장치(110)의 회로 블록도가 또한 적절하게 언급된다는 것에 주목해야 한다. 또한, 도 10에 도시된 프로세스 흐름의 예는 도 6에 도시된 흐름도에서의 제1 실시예와 상이한 전술한 특징에 관련된 프로세스를 부가함으로써 얻어진다. 말할 필요도 없이, 제1 실시예와 상이한 전술한 특징에 관련된 프로세스는 도 6에 도시된 흐름도에서 그것을 부가하는 대신에 도 8에 도시된 흐름도에 부가될 수 있다.

도 10에 도시된 바와 같이, 우선, 회전자(116)의 회전수가 검출된다(단계(S401)). 다음에, 회전자(116)의 회전수가 미리 결정된 회전수보다 더 작은지의 여부가 판정된다(단계(S402)). 단계(S402)에서, 회전자(116)의 회전수가 미리 결정된 회전수 이상일 때(단계(S402)에서 아니오), 프로세스는 후술될 단계(S409)로 진행한다. 단계(S402)에서, 회전자(116)의 회전수가 미리 결정된 회전수보다 더 작을 때(단계(S402)에서 예), d축 전류 명령값(Idref)이 미리 결정된 값으로 설정된다(단계(S403)).

단계(S403)에 이어서, 회전자(116)의 회전수가 실질적으로 일정한지의 여부가 판정된다(단계(S404)). 다음에, q축 전류(Iq)를 샘플링(즉, 측정)한다(단계(S405)). 다음에, 현재 샘플링된 q축 전류(Iq(n))가 이전에 샘플링된 q축 전류(Iq(n-1))로부터 증가됐는지((Iq(n)>Iq(n-1)), 이전에 샘플링된 q축 전류(Iq(n-1))로부터 감소됐는지((Iq(n)<Iq(n-1)), 또는 이전에 샘플링된 q축 전류(Iq(n-1))로부터 변화되지 않았는지(Iq(n)=Iq(n-1)) 판정된다(단계(S406)). 현재 샘플링된 q축 전류(Iq(n))가 이전에 샘플링된 q축 전류(Iq(n-1))로부터 변화하지 않은(Iq(n)=Iq(n-1)) 상태는 현재 샘플링된 q축 전류(Iq(n))와 이전에 샘플링된 q축 전류(Iq(n-1)) 사이의 차이(ΔIq(ΔIq=Iq(n)-Iq(n-1)))가 미리 결정된 범위(-α≤ΔIq≤α, α>0) 내에 있는 상태를 의미한다는 것에 주목해야 한다. 마찬가지로, 차이(ΔIq)가 미리 결정된 범위의 상한보다 크면(ΔIq>α), 그것은 이전에 샘플링된 q축 전류(Iq(n-1))보다 더 큰 현재 샘플링된 q축 전류(Iq(n))(Iq(n)>Iq(n-1))를 의미하고, 반면에 차이(ΔIq)가 미리 결정된 범위의 하한보다 더 작을 때에는(ΔIq<-α), 그것은 현재 샘플링된 q축 전류(Iq(n))는 이전에 샘플링된 q축 전류(Iq(n-1))보다 더 작다(Iq(n)<Iq(n-1))는 것을 의미한다.

단계(S406)에서, 현재 샘플링된 q축 전류(Iq(n))가 이전에 샘플링된 q축 전류(Iq(n-1))와 동일하다고 판정될 때(Iq(n)=Iq(n-1)), 프로세스는 후술하는 단계(S409)로 진행한다. 단계(S406)에서, 현재 샘플링된 q축 전류(Iq(n))가 이전에 샘플링된 q축 전류(Iq(n-1))보다 더 큰 것으로 판정될 때(Iq(n)>Iq(n-1)), 차이(ΔIq)에 상응하는 전류(ΔId)가 d축 전류 명령값(Idref)에 부가되고(Idref=Idref+ΔId)(단계(S407)), 프로세스는 후술하는 단계(S409)로 진행한다. 단계(S406)에서, 현재 샘플링된 q축 전류(Iq(n))가 이전에 샘플링된 q축 전류(Iq(n-1))보다 더 작은 것으로 판정될 때(Iq(n)<Iq(n-1)), d축 전류 명령값(Idref)으로부터 차이(ΔIq)에 상응하는 전류(ΔId)가 감산되고(Idref=Idref-ΔId)(단계(S408)), 프로세스는 후술하는 단계(S409)로 이행한다.

그 후, 브러시리스 모터(111)가 정지했는지의 여부를 판정한다(단계(S409)). 단계(S409)에서 브러시리스 모터(111)가 정지했다고 판정되면, 프로세스를 종료한다. 한편, 브러시리스 모터(111)가 정지하지 않았다고 판정된 경우, 프로세스는 단계(S401)로 되돌아간다.

q축 전류(Iq)의 증가는 외란 등에 의해 브러시리스 모터(111)의 부하가 증가될 때 발생한다. 이는 브러시리스 모터(111)에 가해지는 부하가 증가되면 브러시리스 모터(111)의 회전수가 감소하기 때문이다. 그러나, 브러시리스 모터(111)의 회전수를 유지하기 위해서는, q축 전류(Iq)를 증가시킬 필요가 있다. 부하의 증가로 인해 q축 전류(Iq)가 증가될 때 d축 전류(Id)가 증가되지 않는 경우, 유도 전압은 전류 에러를 정확하게 검출하기에 충분히 큰 전압으로부터 감소할 수 있다. 따라서, 위상 에러(Δθ)를 정확하게 추정할 수 없을 가능성이 있다. 한편, 브러시리스 모터(111)의 부하가 어떤 이유로 감소된 경우, q축 전류(Iq)의 감소가 발생한다. q축 전류(Iq)가 감소될 때 d축 전류(Id)가 감소되지 않는 경우, 유도 전압은 전류 에러를 정확하게 검출하기에 충분히 큰 전압으로부터 증가한다. 그 결과, 모터의 효율이 저하된다.

전술한 바와 같이, 본 실시예에 따른 오일 펌프 모터 구동 장치는, 브러시리스 모터의 회전수가 미리 결정된 회전수보다 더 작을 때, q축 전류(Iq)의 변화들을 모니터링하고 q축 전류(Iq)의 증가/감소에 따라(즉, 그것을 추종하도록) d축 전류 명령값(Idref)을 증가/감소시킨다. 이러한 방식으로, 브러시리스 모터가 저속으로 회전하고 있을 때 부하가 변화하더라도, 정확한 추정을 수행하기 위해 d축 전류(Id)를 필요 충분 전압에서 유지하는 것이 가능하다.

본 출원의 본 발명자들에 의해 만들어진 본 개시내용은 실시예들에 기초한 구체적으로 설명됐다. 그러나, 본 개시내용은 상술한 실시예들에 한정되지 않고, 말할 필요도 없이, 본 개시내용의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양한 변경들이 만들어질 수 있다.

예를 들어, 위의 실시예들에서, 브러시리스 모터의 시동 시에 d축 전류(Id)에 대한 개방 루프 제어가 수행될 수 있다. d축 전류(Id)의 개방 루프 제어를 수행하는 방법은 잘 알려져 있다는 것에 주목해야 한다. 예를 들어, 특허 문헌 2는 이러한 방법을 개시한다. 따라서 여기서는 그것이 자세히 설명되지 않는다. 위의 실시예들에서는, 브러시리스 모터의 시동 시에 d축 전류(Id)에 대한 개방 루프 제어를 수행함으로써, 시동 시의 회전자의 정확한 위치를 얻을 수 있고, 이에 따라 시동 직후의 저속 작동에서의 회전자의 위치를 추정하는 정확도를 더 향상시키는 것이 가능해진다. 그 결과, 시동 직후의 저속 작동에서의 브러시리스 모터의 구동을 더 안정적으로 제어하는 것이 가능하다.

본 발명은 수 개의 실시예들에 관해 기술되었지만, 본 기술분야의 통상의 기술자는 본 발명이 첨부된 청구항들의 사상 및 범위 내에서 다양한 수정들로 실시될 수 있으며, 본 발명은 상술한 예들에 한정되지 않음을 인식할 것이다.

또한, 청구항들의 범위는 상술한 실시예들에 의해 한정되지 않는다.

또한, 출원인의 의도는 심사과정 동안 나중에 보정될지라도, 모든 청구항 요소들의 등가물들을 포함하는 것이다.

제1 및 제2 실시예들은 본 기술분야의 통상의 기술자에 의해 바람직하게 조합될 수 있다.

11: 오일 펌프 브러시리스 모터
12: 모터 구동 회로
13: 전류 검출 유닛
14: 제어 유닛
15: 고정자의 코일들

Claims

오일 펌프 모터를 위한 구동 장치로서,
고정자 및 회전자를 포함하는 오일 펌프 브러시리스 모터(oil-pump brushless motor)가 회전하고 있을 때, 상기 고정자의 코일들을 통해 흐르는 다상 전류들(multi-phase currents)의 각각을 검출하도록 구성된 전류 검출 유닛; 및
검출된 다상 전류들을 d-q 좌표계에서 d축 전류(Id) 및 q축 전류(Iq)로 변환하고, 상기 d축 전류(Id)와 d축 전류 명령값(d-axis current command value)(Idref)을 비교하고, 상기 q축 전류(Iq)와 상기 d축 전류 명령값(Idref)을 비교함으로써 상기 회전자의 실제 회전 위치와 상기 회전자의 가상 회전 위치 사이의 위상 에러를 계산하고, 상기 위상 에러가 제로에 더 가깝게 되도록 제어를 수행하고, 전압 명령값들을 모터 구동 회로에 출력하도록 구성된 제어 유닛
을 포함하고, 상기 d-q 좌표계는 상기 회전자의 자석에 의해 발생된 자속의 방향에 평행한 d축 및 상기 d축에 직교하는 q축을 포함하고, 상기 회전자와 함께 회전하도록 정의되고, 상기 전압 명령값들은 상기 브러시리스 모터의 각각의 상들에 인가될 전압들을 나타내고,
상기 제어 유닛은 상기 위상 에러가 제로에 더 가깝게 되도록 상기 제어를 수행하고 있는 순간에, 상기 브러시리스 모터의 회전수가 미리 결정된 회전수보다 더 작을 때 상기 d축 전류 명령값(Idref)을 제로보다 더 큰 값으로 설정하는, 오일 펌프 모터를 위한 구동 장치.
제1항에 있어서,
상기 브러시리스 모터의 회전수가 상기 미리 결정된 회전수보다 더 작을 때, 상기 제어 유닛은 상기 d축 전류 명령값(Idref)을 미리 결정된 값으로 설정하는, 오일 펌프 모터를 위한 구동 장치.
제1항에 있어서,
상기 브러시리스 모터의 회전수가 상기 미리 결정된 회전수보다 더 작을 때, 상기 제어 유닛은 상기 d축 전류 명령값(Idref)을 상기 브러시리스 모터의 회전수에 상응하는 값으로 설정하는, 오일 펌프 모터를 위한 구동 장치.
제1항에 있어서,
상기 브러시리스 모터의 회전수가 상기 미리 결정된 회전수 이상인 때, 상기 제어 유닛은 상기 d축 전류 명령값(Idref)을 제로로 설정하는, 오일 펌프 모터를 위한 구동 장치.
제1항에 있어서,
상기 브러시리스 모터의 회전수가 상기 미리 결정된 회전수보다 더 작을 때, 상기 제어 유닛은 상기 q축 전류(Iq)의 변화를 모니터링하고, 상기 q축 전류(Iq)의 증가/감소에 따라 상기 d축 전류 명령값(Idref)을 증가/감소시키는, 오일 펌프 모터를 위한 구동 장치.
제1항에 있어서,
상기 제어 유닛은 상기 브러시리스 모터의 시동 시 상기 d축 전류(Id)에 대한 개방 루프 제어를 수행함으로써 상기 회전자의 위치를 검출하는, 오일 펌프 모터를 위한 구동 장치.
오일 펌프 모터를 위한 구동 제어 방법으로서,
고정자 및 회전자를 포함하는 오일 펌프 브러시리스 모터가 회전하고 있을 때, 상기 고정자의 코일들을 통해 흐르는 다상 전류들의 각각을 검출하는 단계;
검출된 다상 전류들을 d-q 좌표계에서 d축 전류(Id) 및 q축 전류(Iq)로 변환하고, 상기 d축 전류(Id)와 d축 전류 명령값(Idref)을 비교하고 상기 q축 전류(Iq)와 상기 d축 전류 명령값(Idref)을 비교함으로써 상기 회전자의 실제 회전 위치와 상기 회전자의 가상 회전 위치 사이의 위상 에러를 계산하고, 상기 위상 에러가 제로에 더 가깝게 되도록 제어를 수행하고, 전압 명령값들을 모터 구동 회로에 출력하는 단계 - 상기 d-q 좌표계는 상기 회전자의 자석에 의해 발생된 자속의 방향에 평행한 d축 및 상기 d축에 직교하는 q축을 포함하고, 상기 회전자와 함께 회전하도록 정의되고, 상기 전압 명령값들은 상기 브러시리스 모터의 각각의 상들에 인가될 전압들을 나타냄 -; 및
상기 위상 에러가 제로에 더 가깝게 되도록 상기 제어를 수행하고 있는 순간에, 상기 브러시리스 모터의 회전수가 미리 결정된 회전수보다 더 작을 때, 상기 d축 전류 명령값(Idref)을 제로보다 더 큰 값으로 설정하는 단계
를 포함하는, 오일 펌프 모터를 위한 구동 제어 방법.
제7항에 있어서,
상기 브러시리스 모터의 회전수가 상기 미리 결정된 회전수보다 더 작을 때, 상기 d축 전류 명령값(Idref)은 미리 결정된 값으로 설정되는, 오일 펌프 모터를 위한 구동 제어 방법.
제7항에 있어서,
상기 브러시리스 모터의 회전수가 상기 미리 결정된 회전수보다 더 작을 때, 상기 d축 전류 명령값(Idref)은 상기 브러시리스 모터의 회전수에 상응하는 값으로 설정되는, 오일 펌프 모터를 위한 구동 제어 방법.
제7항에 있어서,
상기 브러시리스 모터의 회전수가 상기 미리 결정된 회전수 이상일 때, 상기 d축 전류 명령값(Idref)은 제로로 설정되는, 오일 펌프 모터를 위한 구동 제어 방법.
제7항에 있어서,
상기 브러시리스 모터의 회전수가 상기 미리 결정된 회전수보다 더 작을 때, 상기 q축 전류(Iq)의 변화가 모니터링되고, 상기 q축 전류(Iq)의 증가/감소에 따라 상기 d축 전류 명령값(Idref)이 증가/감소되는, 오일 펌프 모터를 위한 구동 제어 방법.
제7항에 있어서,
상기 브러시리스 모터의 시동 시 d축 전류(Id)에 대해 개방 루프 제어를 수행함으로써 상기 회전자의 위치가 검출되는, 오일 펌프 모터를 위한 구동 제어 방법.