KR102710661B1 - Rotor position estimation using acceleration information and sensorless motor control system using the same - Google Patents

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acceleration
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박정욱
김명원
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연세대학교 산학협력단
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    • H02P2203/11Determination or estimation of the rotor position or other motor parameters based on the analysis of high-frequency signals

Abstract

본 발명의 회전자 위치 추정기는 차량의 가속도에 기초하여 회전자의 속도 오차 및 총 토크를 출력하는 가속도 정보 재처리부; 및 상기 가속도 정보 재처리부로부터 획득한 상기 속도 오차 및 상기 총 토크와 회전자의 위치 오차에 기초하여 회전자의 위치 및 속도를 출력하는 회전자 위치 추정부를 포함할 수 있다.The rotor position estimator of the present invention may include an acceleration information reprocessing unit that outputs a speed error and a total torque of the rotor based on acceleration of the vehicle; and a rotor position estimation unit that outputs a position and a speed of the rotor based on the speed error and the total torque obtained from the acceleration information reprocessing unit and the position error of the rotor.

Description

가속도 정보를 이용하는 회전자 위치 추정기 및 이를 이용한 센서리스 모터 제어 시스템{ROTOR POSITION ESTIMATION USING ACCELERATION INFORMATION AND SENSORLESS MOTOR CONTROL SYSTEM USING THE SAME}{ROTOR POSITION ESTIMATION USING ACCELERATION INFORMATION AND SENSORLESS MOTOR CONTROL SYSTEM USING THE SAME}

본 발명은 위치 추정기에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 강인성 향상을 위해 가속도 정보를 이용하는 위치 추정기에 관한 것이다.The present invention relates to a position estimator, and more particularly, to a position estimator that uses acceleration information to improve robustness.

일반적으로 3상 영구자석 동기 전동기를 제어하는 방법은 전류와 모터의 각속도 및 각을 실시간으로 측정한 값과 지령 값의 차이를 이용한다. 이에, 모터의 각속도를 측정해주는 센서인 엔코더와 레졸버의 중요성은 강조되고 있다. 그러나, 이러한 장비들은 비싸고 부피가 크며 노이즈가 심한 환경에서는 원활한 출력을 하지 못해 신뢰성이 낮은 단점이 문제점이 존재한다.In general, the method of controlling a three-phase permanent magnet synchronous motor uses the difference between the current and the angular velocity and angle of the motor measured in real time and the command value. Accordingly, the importance of the encoder and resolver, which are sensors that measure the angular velocity of the motor, is emphasized. However, these devices are expensive and bulky, and have problems such as low reliability because they do not provide smooth output in noisy environments.

이를 해결하고자 최근에 센서리스 제어가 대두되고 있다. 센서리스 제어란 엔코더와 레졸버 없이 모터의 각속도와 각을 추정하는 제어이다. 따라서, 기존의 방식과 달리 속도 측정 센서가 없기 때문에, 종래보다 저렴하고 부피가 작은 모터 드라이버를 구성할 수 있으며, 노이즈가 있는 환경에서도 정확한 출력이 가능하다. 그러나, 종래의 센서리스 제어에서 사용하는 위치 추정기의 경우 모터에 가해지는 부하 토크의 변동에 의해 모터의 회전자 위치 추정 성능이 크게 떨어지는 문제가 존재한다. 따라서, 이를 해결할 수 있는 센서리스에서의 회전자 위치 추정 기술이 필요하다.To solve this problem, sensorless control has recently emerged. Sensorless control is a control that estimates the angular velocity and angle of the motor without an encoder and a resolver. Therefore, unlike the existing method, since there is no speed measurement sensor, a motor driver that is cheaper and smaller than the existing one can be configured, and accurate output is possible even in a noisy environment. However, in the case of the position estimator used in the existing sensorless control, there is a problem that the rotor position estimation performance of the motor is greatly reduced due to the fluctuation of the load torque applied to the motor. Therefore, a rotor position estimation technology in sensorless that can solve this problem is required.

본 발명의 일 과제는 강인성 향상을 위해 가속도 정보를 이용하는 위치 추정기에 관한 것이다.One object of the present invention is to provide a position estimator that uses acceleration information to improve robustness.

일 실시예에 따른 회전자 위치 추정기는 차량의 가속도에 기초하여 회전자의 속도 오차 및 총 토크를 출력하는 가속도 정보 재처리부; 및 상기 가속도 정보 재처리부로부터 획득한 상기 속도 오차 및 상기 총 토크와 회전자의 위치 오차에 기초하여 회전자의 위치 및 속도를 출력하는 회전자 위치 추정부를 포함할 수 있다.A rotor position estimator according to one embodiment may include an acceleration information reprocessing unit that outputs a speed error and a total torque of the rotor based on acceleration of the vehicle; and a rotor position estimation unit that outputs a position and a speed of the rotor based on the speed error and the total torque obtained from the acceleration information reprocessing unit and the position error of the rotor.

여기서, 상기 가속도 정보 재처리부는 상기 차량의 가속도, 기어 효율 계수, 기어 비 및 휠 반경에 기초하여 상기 회전자의 속도 오차를 산출할 수 있다.Here, the acceleration information reprocessing unit can calculate the speed error of the rotor based on the acceleration of the vehicle, gear efficiency coefficient, gear ratio, and wheel radius.

여기서, 상기 가속도 정보 재처리부는 관성 모멘트, 상기 회전자의 속도 오차, 마찰 계수 및 회전자의 실제 속도에 기초하여 상기 총 토크를 산출할 수 있다.Here, the acceleration information reprocessing unit can calculate the total torque based on the moment of inertia, the speed error of the rotor, the friction coefficient, and the actual speed of the rotor.

여기서, 상기 가속도 정보 재처리부는 아래 식들에 기초하여 상기 회전자의 속도 오차를 산출할 수 있다.Here, the acceleration information reprocessing unit can calculate the speed error of the rotor based on the equations below.

(: 회전자의 실제 속도, : 차량의 가속도, : 기어 효율 계수, : 기어 비, : 휠 반경, : 회전자의 속도 오차, : 추정된 회전자의 속도)( : actual speed of the rotor, : acceleration of the vehicle, : Gear efficiency coefficient, : Gear ratio, : wheel radius, : Rotor speed error, : estimated rotor speed)

여기서, 상기 가속도 정보 재처리부는 아래 식에 기초하여 상기 총 토크를 산출할 수 있다.Here, the acceleration information reprocessing unit can calculate the total torque based on the equation below.

(: 총 토크, : 관성 모멘트, : 마찰 계수, : 회전자의 실제 속도)( : Total torque, : Moment of inertia, : coefficient of friction, : actual speed of the rotor)

여기서, 상기 회전자 위치 추정부는 상기 회전자의 위치 및 상기 회전자의 속도를 기반으로 한 상태 방정식에 기초하여 상기 회전자의 위치 및 속도를 산출할 수 있다.Here, the rotor position estimation unit can calculate the position and speed of the rotor based on a state equation based on the position of the rotor and the speed of the rotor.

여기서, 상기 상태 방정식은 상기 회전자의 위치 및 상기 회전자의 속도를 성분으로 갖는 상태 벡터, 상태 변수의 이득을 성분으로 갖는 시스템 벡터, 관성 모멘트를 성분으로 갖는 제1 입력 행렬, 위치 추정기의 이득을 성분으로 갖는 제2 입력 행렬, 상기 총 토크를 성분으로 갖는 제1 입력 벡터 및 상기 회전자의 위치 오차와 상기 회전자의 속도 오차를 성분으로 갖는 제2 입력 벡터에 기초하여 설정될 수 있다.Here, the state equation can be set based on a state vector having the position of the rotor and the speed of the rotor as components, a system vector having the gain of the state variable as components, a first input matrix having the moment of inertia as components, a second input matrix having the gain of a position estimator as components, a first input vector having the total torque as components, and a second input vector having the position error of the rotor and the speed error of the rotor as components.

여기서, 상기 시스템 벡터는 위치 추정기의 정상 상태 오차를 제거하기 위해 4차 정방 행렬로 구성될 수 있다.Here, the system vector can be configured as a fourth-order square matrix to remove the steady-state error of the position estimator.

일 실시예에 따른 회전자 위치 추정 방법은 적어도 하나 이상의 프로세서에 의해 수행되는 회전자 위치 추정 방법에 있어서, 차량의 가속도 및 회전자의 위치 오차를 획득하는 단계; 획득한 차량의 가속도에 기초하여 회전자의 속도 오차 및 총 토크를 산출하는 단계; 및 산출한 속도 오차 및 총 토크와 상기 회전자의 위치 오차에 기초하여 회전자의 위치 및 속도를 산출하는 단계를 포함할 수 있다.A method for estimating a rotor position according to one embodiment of the present invention is a method for estimating a rotor position performed by at least one processor, the method including: a step of obtaining an acceleration of a vehicle and a position error of a rotor; a step of calculating a speed error and a total torque of the rotor based on the obtained acceleration of the vehicle; and a step of calculating a position and a speed of the rotor based on the calculated speed error and total torque and the position error of the rotor.

여기서, 상기 회전자의 속도 오차 및 총 토크를 산출하는 단계는 상기 차량의 가속도, 기어 효율 계수, 기어 비 및 휠 반경에 기초하여 상기 회전자의 속도 오차를 산출하는 단계를 포함할 수 있다.Here, the step of calculating the speed error of the rotor and the total torque may include the step of calculating the speed error of the rotor based on the acceleration of the vehicle, the gear efficiency coefficient, the gear ratio, and the wheel radius.

여기서, 상기 회전자의 속도 오차 및 총 토크를 산출하는 단계는 관성 모멘트, 상기 회전자의 속도 오차, 마찰 계수 및 회전자의 실제 속도에 기초하여 상기 총 토크를 산출하는 단계를 포함할 수 있다.Here, the step of calculating the speed error of the rotor and the total torque may include the step of calculating the total torque based on the moment of inertia, the speed error of the rotor, the friction coefficient, and the actual speed of the rotor.

여기서, 상기 회전자의 속도 오차 및 총 토크를 산출하는 단계는 아래 식들을 이용하여 상기 회전자의 속도 오차를 산출하는 단계일 수 있다.Here, the step of calculating the speed error and total torque of the rotor may be a step of calculating the speed error of the rotor using the equations below.

(: 회전자의 실제 속도, : 차량의 가속도, : 기어 효율 계수, : 기어 비, : 휠 반경, : 회전자의 속도 오차, : 추정된 회전자의 속도)( : actual speed of the rotor, : vehicle acceleration, : Gear efficiency coefficient, : Gear ratio, : wheel radius, : Rotor speed error, : estimated rotor speed)

여기서, 상기 회전자의 속도 오차 및 총 토크를 산출하는 단계는 아래 식을 이용하여 상기 총 토크를 산출하는 단계일 수 있다.Here, the step of calculating the speed error of the rotor and the total torque may be a step of calculating the total torque using the equation below.

(: 총 토크, : 관성 모멘트, : 마찰 계수, : 회전자의 실제 속도)( : Total torque, : Moment of inertia, : coefficient of friction, : actual speed of the rotor)

여기서, 상기 회전자의 위치 및 속도를 산출하는 단계는 상기 회전자의 위치 및 상기 회전자의 속도를 기반으로 한 상태 방정식을 이용하는 단계일 수 있다.Here, the step of calculating the position and speed of the rotor may be a step of using a state equation based on the position of the rotor and the speed of the rotor.

여기서, 상기 상태 방정식은 상기 회전자의 위치 및 상기 회전자의 속도를 성분으로 갖는 상태 벡터, 상태 변수의 이득을 성분으로 갖는 시스템 벡터, 관성 모멘트를 성분으로 갖는 제1 입력 행렬, 위치 추정기의 이득을 성분으로 갖는 제2 입력 행렬, 상기 총 토크를 성분으로 갖는 제1 입력 벡터 및 상기 회전자의 위치 오차와 상기 회전자의 속도 오차를 성분으로 갖는 제2 입력 벡터에 기초하여 설정될 수 있다.Here, the state equation can be set based on a state vector having the position of the rotor and the speed of the rotor as components, a system vector having the gain of the state variable as components, a first input matrix having the moment of inertia as components, a second input matrix having the gain of a position estimator as components, a first input vector having the total torque as components, and a second input vector having the position error of the rotor and the speed error of the rotor as components.

여기서, 상기 시스템 벡터는 위치 추정기의 정상 상태 오차를 제거하기 위해 4차 정방 행렬로 구성될 수 있다.Here, the system vector can be configured as a fourth-order square matrix to remove the steady-state error of the position estimator.

여기서, 상기 회전자 위치 추정 방법을 실행시키도록 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램이 제공될 수 있다.Here, a computer program stored in a computer-readable recording medium can be provided to execute the above-described rotor position estimation method.

일 실시예에 따른 센서리스 모터 제어 시스템은 차량의 가속도를 검출하는 가속도 센서; 회전자의 위치 오차를 추출하는 오차 추출기; 및 회전자의 위치 및 속도를 추정하는 회전자 위치 추정기를 포함하고, 상기 회전자 위치 추정기는, 상기 가속도 센서로부터 획득한 상기 차량의 가속도에 기초하여 회전자의 속도 오차 및 총 토크를 출력하는 가속도 정보 재처리부; 및 상기 가속도 정보 재처리부로부터 획득한 상기 속도 오차 및 상기 총 토크와 상기 오차 추출기로부터 획득한 회전자의 위치 오차에 기초하여 회전자의 위치 및 속도를 출력하는 회전자 위치 추정부를 포함할 수 있다.A sensorless motor control system according to one embodiment includes an acceleration sensor for detecting acceleration of a vehicle; an error extractor for extracting a position error of a rotor; and a rotor position estimator for estimating a position and a speed of the rotor. The rotor position estimator may include an acceleration information reprocessing unit for outputting a speed error and a total torque of the rotor based on the acceleration of the vehicle acquired from the acceleration sensor; and a rotor position estimating unit for outputting a position and a speed of the rotor based on the speed error and the total torque acquired from the acceleration information reprocessing unit and the position error of the rotor acquired from the error extractor.

본 발명의 일 실시예에 따르면 강인성 향상을 위해 가속도 정보를 이용하는 위치 추정기가 제공될 수 있다.According to one embodiment of the present invention, a position estimator using acceleration information to improve robustness can be provided.

도 1 및 도 2는 종래의 차량 구동 모터의 센서리스 제어를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본원 발명의 일 실시예에 따른 위치 추정기를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본원 발명의 일 실시예에 따른 가속도 정보 재처리부를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본원 발명의 일 실시예에 따른 회전자 위치 추정부를 설명하기 위한 도면이다.
도 6는 본원 발명의 일 실시예에 따른 회전자 위치 추정 방법의 순서도이다.
도 7 및 도 8은 신호 주입 기반 센서리스 제어 방법에서 급격한 토크 부하의 변동이 있을 때의 종래와 본원 발명의 위치 추정기의 성능을 비교한 그래프이다.
도 9 및 도 10은 역기전력 기반 센서리스 제어 방법에서 급격한 토크 부하의 변동이 있을 때의 종래와 본원 발명의 위치 추정기의 성능을 비교한 그래프이다.
도 11 및 도 12는 신호 주입 기반 센서리스 제어 방법에서 짧고 강한 토크 부하가 작용할 경우의 종래와 본원 발명의 위치 추정기의 성능을 비교한 그래프이다.
도 13 및 도 14는 역기전력 기반 센서리스 제어 방법에서 짧고 강한 토크 부하가 작용할 경우의 종래와 본원 발명의 위치 추정기의 성능을 비교한 그래프이다.
도 15 및 도 16은 슬립 발생 시 종래와 본원 발명의 위치 추정기의 유효성을 비교한 그래프이다.
Figures 1 and 2 are drawings for explaining sensorless control of a conventional vehicle drive motor.
FIG. 3 is a drawing for explaining a position estimator according to one embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a drawing for explaining an acceleration information reprocessing unit according to one embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a drawing for explaining a rotor position estimation unit according to one embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a flowchart of a rotor position estimation method according to one embodiment of the present invention.
FIG. 7 and FIG. 8 are graphs comparing the performance of the position estimator of the prior art and the present invention when there is a sudden change in torque load in a signal injection-based sensorless control method.
FIG. 9 and FIG. 10 are graphs comparing the performance of the position estimator of the prior art and the present invention when there is a sudden change in torque load in a sensorless control method based on counter electromotive force.
FIG. 11 and FIG. 12 are graphs comparing the performance of the position estimator of the prior art and the present invention when a short and strong torque load is applied in a signal injection-based sensorless control method.
FIG. 13 and FIG. 14 are graphs comparing the performance of the position estimator of the prior art and the present invention when a short and strong torque load is applied in a sensorless control method based on counter electromotive force.
Figures 15 and 16 are graphs comparing the effectiveness of the position estimator of the prior art and the present invention when slip occurs.

본 명세서에 기재된 실시예는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상을 명확히 설명하기 위한 것이므로, 본 발명이 본 명세서에 기재된 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 범위는 본 발명의 사상을 벗어나지 아니하는 수정예 또는 변형예를 포함하는 것으로 해석되어야 한다.Since the embodiments described in this specification are intended to clearly explain the idea of the present invention to a person having ordinary skill in the art to which the present invention pertains, the present invention is not limited to the embodiments described in this specification, and the scope of the present invention should be interpreted to include modified or altered examples that do not depart from the idea of the present invention.

본 명세서에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하여 가능한 현재 널리 사용되고 있는 일반적인 용어를 선택하였으나 이는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자의 의도, 판례 또는 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 다만, 이와 달리 특정한 용어를 임의의 의미로 정의하여 사용하는 경우에는 그 용어의 의미에 관하여 별도로 기재할 것이다. 따라서 본 명세서에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌 그 용어가 가진 실질적인 의미와 본 명세서의 전반에 걸친 내용을 토대로 해석되어야 한다.The terms used in this specification have been selected from commonly used terms that are as much as possible in consideration of their functions in the present invention, but this may vary depending on the intention of a person with ordinary knowledge in the technical field to which the present invention belongs, precedents, or the emergence of new technologies. However, if a specific term is defined and used with an arbitrary meaning, the meaning of that term will be described separately. Accordingly, the terms used in this specification should be interpreted based on the actual meaning of the term and the overall contents of this specification, not simply the name of the term.

본 명세서에 첨부된 도면은 본 발명을 용이하게 설명하기 위한 것으로 도면에 도시된 형상은 본 발명의 이해를 돕기 위하여 필요에 따라 과장되어 표시된 것일 수 있으므로 본 발명이 도면에 의해 한정되는 것은 아니다.The drawings attached to this specification are intended to facilitate explanation of the present invention, and shapes depicted in the drawings may be exaggerated as necessary to help understanding of the present invention, and therefore the present invention is not limited by the drawings.

본 명세서에서 본 발명에 관련된 공지의 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 이에 관한 자세한 설명은 필요에 따라 생략하기로 한다.In cases where it is determined that a specific description of a known configuration or function related to the present invention in this specification may obscure the gist of the present invention, a detailed description thereof will be omitted as necessary.

도 1 및 도 2는 종래의 차량 구동 모터의 센서리스 제어를 설명하기 위한 도면이다. 도 1은 센서리스 제어 흐름을 설명하기 위한 도면이고, 도 2는 추정된 속도에 따른 가중치를 설명하기 위한 도면이다.Figures 1 and 2 are drawings for explaining sensorless control of a conventional vehicle drive motor. Figure 1 is a drawing for explaining a sensorless control flow, and Figure 2 is a drawing for explaining a weight according to an estimated speed.

도 1 및 도 2를 참조하면, 일반적으로 모터가 고속으로 회전할 경우 역기전력 기반의 센서리스 방법에 의해 회전자의 위치 오차()가 추출될 수 있다. 반대로 모터가 정지 및 저속 상태일 경우, 주로 신호 주입 기반의 센서리스 방법을 통해 회전자의 위치 오차가 추출될 수 있다. 따라서, 모든 속도 영역에서 자연스럽게 센서리스 제어를 하기 위해서는 도 2와 같이 속도를 세 가지 영역으로 나누어 각각 추출된 위치 오차에 가중치(Weight functions)를 곱하여 사용할 수 있다.Referring to Figures 1 and 2, when the motor rotates at high speed, the rotor position error ( ) can be extracted. Conversely, when the motor is stopped and in a low-speed state, the rotor position error can be extracted mainly through a sensorless method based on signal injection. Therefore, in order to naturally perform sensorless control in all speed ranges, the speed can be divided into three ranges as shown in Fig. 2, and the extracted position errors can be multiplied by weight functions and used.

위와 같이 추출된 회전자의 위치 오차는 위치 추정기(Position Esimator)의 입력으로 들어가게 되고, 위치 추정기는 회전자의 위치 및 속도를 추정할 수 있다. 추정된 회전자의 위치는 모터 구동 시스템에 이용될 수 있고, 이에 따라 회전자 위치 센서 없이 모터를 구동하는 센서리스 제어 시스템이 완성될 수 있다.The position error of the rotor extracted as above is input to the position estimator, and the position estimator can estimate the position and speed of the rotor. The estimated position of the rotor can be used in the motor driving system, and thus a sensorless control system that drives the motor without a rotor position sensor can be completed.

그러나, 종래의 위치 추정기는 모터 구동 시스템 상의 전기적 정보만을 이용하도록 설계되었기 때문에, 모터에 가해지는 외부 토크와 같은 물리적 외란에 취약하다는 명백한 한계를 가지고 있다. 최근 차량에는 능동 제어 시스템을 위해 수많은 역학 센서가 내장되어 있다. 이에, 역학 센서로부터 차량의 다양한 물리적 정보가 획득될 수 있다. 이는 차량 구동 모터의 센서리스 제어를 위한 위치 추정기를 설계할 때에 이러한 센서들의 정보도 활용될 수 있음을 의미한다.However, since the conventional position estimator is designed to utilize only electrical information on the motor drive system, it has an obvious limitation that it is vulnerable to physical disturbances such as external torque applied to the motor. Recently, numerous dynamic sensors are built into vehicles for active control systems. Therefore, various physical information of the vehicle can be obtained from the dynamic sensors. This means that the information of these sensors can also be utilized when designing a position estimator for sensorless control of the vehicle drive motor.

본원 발명은 종래 모터 구동 시스템 상의 전기적 정보만을 이용하던 위치 추정기와 달리, 차량에 내장된 역학 센서로부터 획득된 정보를 이용한 위치 추정기에 대해 제안한다. 구체적으로, 본원 발명은 차량의 다른 역학 센서인 가속도 센서의 정보를 활용함으로써, 외부 토크 변동에 강인한 위치 추정기를 제공할 수 있다. 또한, 본원 발명은 이미 차량에 탑재된 센서의 정보를 활용하기 때문에, 추가 설치를 위한 시간 및 비용이 발생하지 않는다는 장점이 있다.The present invention proposes a position estimator that uses information obtained from a dynamic sensor built into a vehicle, unlike a position estimator that uses only electrical information on a conventional motor drive system. Specifically, the present invention can provide a position estimator that is robust to external torque fluctuations by utilizing information from an acceleration sensor, which is another dynamic sensor of the vehicle. In addition, since the present invention utilizes information from a sensor already installed in the vehicle, it has the advantage of not requiring time and cost for additional installation.

이하에서 본원 발명의 위치 추정기에 대해 자세히 설명한다.Below, the position estimator of the present invention is described in detail.

도 3은 본원 발명의 일 실시예에 따른 위치 추정기를 설명하기 위한 도면이다. 이하에서 위치 추정기의 작동은 위치 추정기에 포함된 적어도 하나 이상의 프로세서에 의해 수행되는 것으로 해석될 수 있다.FIG. 3 is a drawing for explaining a position estimator according to one embodiment of the present invention. In the following, the operation of the position estimator can be interpreted as being performed by at least one processor included in the position estimator.

도 3을 참조하면, 본원 발명의 일 실시예에 따른 위치 추정기(100)는 가속도 정보 재처리부(10) 및 회전자 위치 추정부(30)를 포함할 수 있다. 위치 추정기(100)는 외부로부터 회전자의 위치 오차() 및 차량의 가속도() 정보를 획득할 수 있다. 구체적으로, 위치 추정기(100)는 센서리스 모터 제어 시스템의 오차 추출기(도시되지 않음)로부터 회전자의 위치 오차를 획득할 수 있다.Referring to Fig. 3, a position estimator (100) according to one embodiment of the present invention may include an acceleration information reprocessing unit (10) and a rotor position estimation unit (30). The position estimator (100) may detect a position error of the rotor from the outside ( ) and vehicle acceleration ( ) information can be obtained. Specifically, the position estimator (100) can obtain the position error of the rotor from an error extractor (not shown) of the sensorless motor control system.

오차 추출기는 역기전력 또는 신호 주입 기반의 센서리스 방법에 의해 회전자의 위치 오차를 추출할 수 있다. 구체적으로, 오차 추출기는 모터가 고속으로 회전할 경우 역기전력 기반의 센서리스 방법을 사용하고, 모터가 정지 및 저속 상태일 경우 신호 주입 기반의 센서리스 방법을 사용할 수 있다.The error extractor can extract the rotor position error by a sensorless method based on back electromotive force or signal injection. Specifically, the error extractor can use a sensorless method based on back electromotive force when the motor rotates at high speed, and can use a sensorless method based on signal injection when the motor is stopped and at low speed.

또한, 위치 추정기(100)는 가속도 센서로부터 차량의 가속도를 획득할 수 있다. 가속도 센서는 차량에 내장된 역학 센서로서, 위치 추정기(100)에 센싱한 차량의 가속도 정보를 전송할 수 있다.In addition, the position estimator (100) can obtain the acceleration of the vehicle from the acceleration sensor. The acceleration sensor is a dynamic sensor built into the vehicle and can transmit the acceleration information of the vehicle sensed to the position estimator (100).

위치 추정기(100)는 가속도 센서로부터 획득한 차량의 가속도를 가속도 정보 재처리부를 통해 재처리함으로써 최종적으로 회전자의 위치를 추정할 수 있다. 구체적으로, 위치 추정기(100)는 획득한 가속도를 가속도 정보 재처리부(10)에 입력할 수 있다. 가속도 정보 재처리부(10)는 입력받은 차량의 가속도에 기초하여 회전자의 속도 오차 및 총 토크를 산출할 수 있다. 가속도 정보 재처리부(10)는 산출한 회전자의 속도 오차 및 총 토크를 회전자 위치 추정부(30)로 전달할 수 있다.The position estimator (100) can estimate the final position of the rotor by reprocessing the acceleration of the vehicle acquired from the acceleration sensor through the acceleration information reprocessing unit. Specifically, the position estimator (100) can input the acquired acceleration into the acceleration information reprocessing unit (10). The acceleration information reprocessing unit (10) can calculate the speed error and total torque of the rotor based on the input acceleration of the vehicle. The acceleration information reprocessing unit (10) can transfer the calculated speed error and total torque of the rotor to the rotor position estimation unit (30).

회전자 위치 추정부(30)는 가속도 정보 재처리부(10)로부터 회전자의 속도 오차 및 총 토크를 획득할 수 있다. 또한, 회전자 위치 추정부(30)는 외부(예, 오차 추출기)로부터 회전자의 위치 오차에 대한 정보를 획득할 수 있다. 위치 추정기(100)는 회전자의 속도 오차, 총 토크 및 회전자의 위치 오차를 회전자 위치 추정부(30)에 입력할 수 있다. 회전자 위치 추정부(30)는 입력받은 값에 기초하여 회전자의 위치 및 속도를 추정 및/또는 출력할 수 있다.The rotor position estimation unit (30) can obtain the rotor speed error and total torque from the acceleration information reprocessing unit (10). In addition, the rotor position estimation unit (30) can obtain information on the rotor position error from the outside (e.g., an error extractor). The position estimator (100) can input the rotor speed error, total torque, and rotor position error into the rotor position estimation unit (30). The rotor position estimation unit (30) can estimate and/or output the rotor position and speed based on the input values.

위치 추정기(100)는 센서리스 모터 제어 시스템에 포함될 수 있다. 센서리스 모터 제어 시스템은 가속도 센서, 오차 추출기 및 회전자 위치 추정기(100)를 포함할 수 있다.A position estimator (100) may be included in a sensorless motor control system. The sensorless motor control system may include an acceleration sensor, an error extractor, and a rotor position estimator (100).

센서리스 모터 제어 시스템에 포함된 가속도 센서는 차량에 내장된 센서로서, 차량의 가속도를 검출할 수 있다. 센서리스 모터 제어 시스템에 포함된 오차 추출기는 회전자의 위치 오차를 추출할 수 있다. 센서리스 모터 제어 시스템에 포함된 위치 추정기(100)는 상기 가속도 센서 및 상기 오차 추출기로부터 획득한 값에 기초하여 회전자의 위치 및 속도를 추정할 수 있다.The acceleration sensor included in the sensorless motor control system is a sensor built into the vehicle and can detect the acceleration of the vehicle. The error extractor included in the sensorless motor control system can extract the position error of the rotor. The position estimator (100) included in the sensorless motor control system can estimate the position and speed of the rotor based on the values obtained from the acceleration sensor and the error extractor.

이하에서 도 2 및 도 3을 참조하여 위치 추정기(100)에 포함된 가속도 정보 재처리부(10) 및 회전자 위치 추정부(30)에 대해 자세히 설명한다.Hereinafter, the acceleration information reprocessing unit (10) and the rotor position estimation unit (30) included in the position estimator (100) will be described in detail with reference to FIGS. 2 and 3.

도 4는 본원 발명의 일 실시예에 따른 가속도 정보 재처리부를 설명하기 위한 도면이다.FIG. 4 is a drawing for explaining an acceleration information reprocessing unit according to one embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 본원 발명의 일 실시예에 따른 가속도 정보 재처리부(10)의 연산 흐름을 확인할 수 있다. 가속도 정보 재처리부(10)는 외부(예, 가속도 센서)로부터 획득한 차량의 가속도를 이용하여 회전자의 속도 오차를 산출할 수 있다. 구체적으로, 가속도 정보 재처리부(10)는 차량의 가속도(), 기어 효율 계수(), 기어 비() 및 휠 반경()에 기초하여 회전자의 속도 오차를 산출할 수 있다.Referring to Fig. 4, the operation flow of the acceleration information reprocessing unit (10) according to one embodiment of the present invention can be confirmed. The acceleration information reprocessing unit (10) can calculate the rotor speed error using the acceleration of the vehicle obtained from the outside (e.g., acceleration sensor). Specifically, the acceleration information reprocessing unit (10) can calculate the acceleration of the vehicle ( ), gear efficiency coefficient ( ), gear ratio( ) and wheel radius ( ) can be used to calculate the rotor speed error.

도 4의 연산 흐름과 같이, 가속도 정보 재처리부(10)는 아래 [수학식 1] 및 [수학식 2]에 기초하여 회전자의 속도 오차를 산출할 수 있다.As in the operation flow of Fig. 4, the acceleration information reprocessing unit (10) can calculate the rotor speed error based on [Mathematical Formula 1] and [Mathematical Formula 2] below.

(: 회전자의 실제 속도, : 차량의 가속도, : 기어 효율 계수, : 기어 비, : 휠 반경, : 회전자의 속도 오차, : 추정된 회전자의 속도)( : actual speed of the rotor, : acceleration of the vehicle, : Gear efficiency coefficient, : Gear ratio, : wheel radius, : Rotor speed error, : estimated rotor speed)

또한, 가속도 정보 재처리부(10)는 외부(예, 오차 추출기)로부터 획득한 회전자의 속도 오차를 이용하여 회전자의 총 토크를 산출할 수 있다. 구체적으로, 가속도 정보 재처리부(10)는 관성 모멘트, 회전자의 속도 오차, 마찰 계수 및 회전자의 실제 속도에 기초하여 총 토크를 산출할 수 있다.In addition, the acceleration information reprocessing unit (10) can calculate the total torque of the rotor by using the speed error of the rotor obtained from an external source (e.g., an error extractor). Specifically, the acceleration information reprocessing unit (10) can calculate the total torque based on the moment of inertia, the speed error of the rotor, the friction coefficient, and the actual speed of the rotor.

도 4의 연산 흐름과 같이, 가속도 정보 재처리부(10)는 아래 [수학식 3]에 기초하여 총 토크를 산출할 수 있다.As in the operation flow of Fig. 4, the acceleration information reprocessing unit (10) can calculate the total torque based on [Mathematical Formula 3] below.

(: 총 토크, : 관성 모멘트, : 마찰 계수, : 회전자의 실제 속도)( : Total torque, : Moment of inertia, : coefficient of friction, : actual speed of the rotor)

가속도 정보 재처리부(10)는 산출한 회전자의 속도 오차 및 총 토크를 회전자 위치 추정부(30)로 전달할 수 있다.The acceleration information reprocessing unit (10) can transmit the calculated rotor speed error and total torque to the rotor position estimation unit (30).

도 5는 본원 발명의 일 실시예에 따른 회전자 위치 추정부를 설명하기 위한 도면이다.FIG. 5 is a drawing for explaining a rotor position estimation unit according to one embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 본원 발명의 일 실시예에 따른 회전자 위치 추정부(30)의 연산 흐름을 확인할 수 있다. 회전자 위치 추정부(30)는 외부(예, 오차 추출기)로부터 획득한 회전자의 위치 오차()와 가속도 정보 재처리부(10)로부터 획득한 값에 기초하여 회전자의 위치 및 속도를 추정할 수 있다. 구체적으로, 회전자 위치 추정부(30)는 회전자의 위치 및 회전자의 속도를 기반으로 한 상태 방정식에 기초하여 회전자의 위치 및 속도를 산출할 수 있다.Referring to Fig. 5, the operational flow of the rotor position estimation unit (30) according to one embodiment of the present invention can be confirmed. The rotor position estimation unit (30) obtains the rotor position error ( ) and the acceleration information reprocessing unit (10) can estimate the position and speed of the rotor. Specifically, the rotor position estimation unit (30) can calculate the position and speed of the rotor based on a state equation based on the position and speed of the rotor.

이때, 상태 방정식은 회전자의 위치 및 상기 회전자의 속도를 성분으로 갖는 상태 벡터, 상태 변수의 이득을 성분으로 갖는 시스템 벡터, 관성 모멘트를 성분으로 갖는 제1 입력 행렬, 위치 추정기의 이득을 성분으로 갖는 제2 입력 행렬, 총 토크를 성분으로 갖는 제1 입력 벡터 및 회전자의 위치 오차와 회전자의 속도 오차를 성분으로 갖는 제2 입력 벡터에 기초하여 설정될 수 있다. 상태 방정식은 아래 [수학식 4]과 같이 표현될 수 있다.At this time, the state equation can be set based on a state vector having the position of the rotor and the speed of the rotor as components, a system vector having the gain of the state variable as components, a first input matrix having the moment of inertia as components, a second input matrix having the gain of the position estimator as components, a first input vector having the total torque as components, and a second input vector having the position error of the rotor and the speed error of the rotor as components. The state equation can be expressed as shown in [Mathematical Formula 4] below.

(상태 벡터: , : 제1 입력 벡터, 제2 입력 벡터: , : 위치 추정기의 이득들)(State vector: , : First input vector, Second input vector: , : Gains of the position estimator)

상태 방정식에서, 상태 벡터와 곱해지는 행렬은 시스템 벡터이고, 제1 입력 벡터와 곱해지는 행렬은 제1 입력 행렬이고, 제2 입력 벡터와 곱해지는 행렬은 제2 입력 행렬일 수 있다. 이때, 시스템 벡터는 위치 추정기(100)의 정상 상태 오차를 제거하기 위해 4차 정방 행렬로 구성될 수 있다. 4차 시스템으로 설계하기 위해, 상태 벡터는 제1 상태 변수인 과 제2 상태 변수인 를 포함할 수 있다.In the state equation, the matrix multiplied with the state vector is a system vector, the matrix multiplied with the first input vector may be a first input matrix, and the matrix multiplied with the second input vector may be a second input matrix. At this time, the system vector may be configured as a fourth-order square matrix to remove the steady-state error of the position estimator (100). In order to design as a fourth-order system, the state vector is a first state variable, And the second state variable is may include.

또한, 위치 추정기의 이득들 각각은 제1 상태 변수의 이득, 제2 상태 변수의 이득, 위치 오차의 이득 및 속도 오차의 이득을 의미할 수 있다. 구체적으로, 는 상태 방정식의 1행에서의 제1 상태 변수의 이득이고, 는 상태 방정식의 1행에서의 제2 상태 변수의 이득이다. 는 상태 방정식의 2행에서의 제1 상태 변수의 이득이고, 는 상태 방정식의 2행에서의 제2 상태 변수의 이득이다. 는 상태 방정식의 3행에서의 제2 상태 변수의 이득이다.In addition, each of the gains of the position estimator may mean the gain of the first state variable, the gain of the second state variable, the gain of the position error, and the gain of the velocity error. Specifically, is the gain of the first state variable in the first row of the state equation, is the gain of the second state variable in the first row of the state equation. is the gain of the first state variable in row 2 of the state equation, is the gain of the second state variable in row 2 of the state equation. is the gain of the second state variable in row 3 of the state equation.

는 상태 방정식의 1행에서의 위치 오차의 이득이고, 는 상태 방정식의 1행에서의 속도 오차의 이득이다. 는 상태 방정식의 2행에서의 위치 오차의 이득이고, 는 상태 방정식의 2행에서의 속도 오차의 이득이다. 는 상태 방정식의 3행에서의 위치 오차의 이득이고, 는 상태 방정식의 3행에서의 속도 오차의 이득이다. 는 상태 방정식의 4행에서의 위치 오차의 이득이다. is the gain of the position error in the first row of the state equation, is the gain in velocity error in row 1 of the state equation. is the gain of the position error in row 2 of the state equation, is the gain of velocity error in row 2 of the state equation. is the gain of position error in row 3 of the state equation, is the gain in velocity error in row 3 of the state equation. is the gain of position error in row 4 of the state equation.

위와 같이, 회전자 위치 추정부(30)는 4차 시스템으로 설계되어, 정상 상태의 오차를 제거함으로써 추정 성능이 속도 및 토크 변동에 강인할 수 있다. 이하에서 전달 함수를 통해 본원 발명의 위치 추정기(100)를 자세히 분석한다.As described above, the rotor position estimation unit (30) is designed as a 4th-order system, so that the estimation performance can be robust to speed and torque fluctuations by eliminating the error in the steady state. Hereinafter, the position estimator (100) of the present invention will be analyzed in detail through the transfer function.

본원 발명의 위치 추정기(100)에 의해 추정된 회전자의 위치()는 실제 회전자 위치(), 실제 총 토크와 가속도로 얻은 총 토크 사이의 차이() 및 추정 속도와 가속도로 얻은 속도의 차이()에 대하여 아래 [수학식 5]와 같은 관계를 갖는다.The position of the rotor estimated by the position estimator (100) of the present invention ) is the actual rotor position ( ), the difference between the actual total torque and the total torque obtained by acceleration ( ) and the difference between the velocity obtained by the estimated velocity and acceleration ( ) has the same relationship as [Mathematical Formula 5] below.

(: 추정된 회전자 위치에 대한 실제 회전자의 위치의 전달 함수, : 추정된 회전자 위치에 대한 실제 총 토크와 가속도로 얻은 총 토크 사이의 차이의 전달 함수, : 추정된 회전자 위치에 대한 추정 속도와 가속도로 얻은 속도의 차이의 전달 함수)( : Transfer function of actual rotor position with respect to estimated rotor position, : Transfer function of the difference between the actual total torque for the estimated rotor position and the total torque obtained by acceleration, : Transfer function of the difference between the estimated velocity and the velocity obtained by the acceleration for the estimated rotor position)

만약 , , , , , , , , , , , 이면, 각 전달 함수는 , , 이 된다. 이는 가속도 정보 재처리부(10)의 총 토크에 오차가 발생하더라도, 위치는 오차 및 지연 없이 추정될 수 있음을 의미한다.if , , , , , , , , , , , Then, each transfer function is , , This means that even if an error occurs in the total torque of the acceleration information reprocessing unit (10), the position can be estimated without error or delay.

또한, 최종 값 정리(Final value theorem)에 의하면, 의 정상 상태 오차가 0이 되며, 적절한 의 선정을 통해 가속도 정보 재처리부(10)의 속도 오차에 오차가 발생하더라도, 추정된 위치의 오차 및 지연을 완화할 수 있다.Also, according to the final value theorem, The steady state error is 0, and the appropriate class Even if an error occurs in the velocity error of the acceleration information reprocessing unit (10) through selection of , the error and delay of the estimated position can be alleviated.

아울러 가속도 정보 재처리 과정에 추정된 속도가 사용되기 때문에, 높은 위치 추정 성능을 위해 속도의 추정 성능 또한 중요하다. 본원 발명의 위치 추정기(100)에 의해 추정된 회전자 속도()는 실제 회전자 위치()와 실제 총 토크와 가속도로 얻은 총 토크 사이의 차이(), 추정 속도와 가속도로 얻은 속도 사이의 차이()에 대하여 아래 [수학식 6]와 같은 관계를 갖는다.In addition, since the estimated speed is used in the acceleration information reprocessing process, the estimation performance of the speed is also important for high position estimation performance. The rotor speed (estimated by the position estimator (100) of the present invention) ) is the actual rotor position ( ) and the difference between the actual total torque and the total torque obtained by acceleration ( ), the difference between the estimated velocity and the velocity obtained by acceleration ( ) has the same relationship as [Mathematical Formula 6] below.

(: 추정된 회전자 속도에 대한 실제 회전자의 위치의 전달 함수, : 추정된 회전자 속도에 대한 실제 총 토크와 가속도로 얻은 총 토크 사이의 차이의 전달 함수, : 추정된 회전자 속도에 대한 추정 속도와 가속도로 얻은 속도의 차이의 전달 함수)( : Transfer function of actual rotor position with respect to estimated rotor speed, : Transfer function of the difference between the actual total torque for the estimated rotor speed and the total torque obtained by acceleration, : Transfer function of the difference between the estimated speed and the speed obtained by acceleration for the estimated rotor speed)

만약 위치 추정기(100)의 이득들에 대해, 위와 동일한 값을 가진다면, 각 전달함수는If the gains of the position estimator (100) have the same values as above, each transfer function

, , 이 된다. , , This is it.

따라서 을 그대로 유지한 채 을 조절하여 대역폭을 높인다면, 가속도 정보 재처리부(10)의 출력에 발생한 오차에 대한 민감성에 영향 없이 추정 성능을 향상시킬 수 있다.thus class While keeping it as is class By increasing the bandwidth by adjusting the acceleration information reprocessing unit (10), the estimation performance can be improved without affecting the sensitivity to errors occurring in the output.

도 6는 본원 발명의 일 실시예에 따른 회전자 위치 추정 방법의 순서도이다. 도 6의 회전자 위치 추정 방법은 센서리스 모터 제어 시스템에 포함된 적어도 하나 이상의 프로세서 또는 위치 추정기(100)에 포함된 적어도 하나 이상의 프로세서에 의해 수행될 수 있다.Fig. 6 is a flowchart of a rotor position estimation method according to one embodiment of the present invention. The rotor position estimation method of Fig. 6 can be performed by at least one processor included in a sensorless motor control system or at least one processor included in a position estimator (100).

도 6을 참조하면, 본원 발명의 일 실시예에 따른 회전자 위치 추정 방법은 차량의 가속도를 획득하는 단계(S100), 회전자의 위치 오차를 획득하는 단계(S200), 회전자의 속도 오차 및 총 토크를 산출하는 단계(S300) 및 회전자의 위치 및 속도를 산출하는 단계(S400)를 포함할 수 있다. 도 6에서는 단계 S100 내지 S400이 순차적으로 수행되는 것을 도시하였으나, 이에 한정되지 않고, 각 단계의 순서가 변경되거나 일부 단계가 동시에 수행될 수도 있다. 예를 들어, 단계 S100 및 단계 S200이 동시에 수행될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.Referring to FIG. 6, a method for estimating a rotor position according to an embodiment of the present invention may include a step of obtaining acceleration of a vehicle (S100), a step of obtaining a position error of a rotor (S200), a step of calculating a speed error of the rotor and a total torque (S300), and a step of calculating the position and speed of the rotor (S400). In FIG. 6, steps S100 to S400 are illustrated as being performed sequentially, but are not limited thereto, and the order of each step may be changed or some steps may be performed simultaneously. For example, steps S100 and S200 may be performed simultaneously, but are not limited thereto.

차량의 가속도를 획득하는 단계(S100)는 위치 추정기(100)가 가속도 센서로부터 차량의 가속도 정보를 획득하는 단계일 수 있다. 회전자의 위치 오차를 획득하는 단계(S200)는 위치 추정기(100)가 오차 추출기로부터 회전자의 위치 오차를 획득하는 단계일 수 있다.The step (S100) of obtaining the acceleration of the vehicle may be a step in which the position estimator (100) obtains acceleration information of the vehicle from an acceleration sensor. The step (S200) of obtaining the position error of the rotor may be a step in which the position estimator (100) obtains the position error of the rotor from an error extractor.

회전자의 속도 오차 및 총 토크를 산출하는 단계(S300)는 위치 추정기(100)에 포함된 가속도 정보 재처리부(10)가 단계 S100에서 획득한 차량의 가속도를 이용하여 회전자의 속도 오차 및 총 토크를 연산하는 단계일 수 있다. 단계 S300에 대한 자세한 설명은 도 4의 내용과 중복될 수 있어, 생략한다.The step (S300) of calculating the rotor speed error and total torque may be a step in which the acceleration information reprocessing unit (10) included in the position estimator (100) calculates the rotor speed error and total torque using the vehicle acceleration acquired in step S100. A detailed description of step S300 may overlap with the contents of FIG. 4, and thus is omitted.

회전자의 위치 및 속도를 산출하는 단계(S400)는 단계 S300에서 연산된 회전자의 속도 오차 및 총 토크와 단계 S200에서 획득한 회전자의 위치 오차를 이용하여 회전자의 위치 및 속도를 추정하는 단계일 수 있다. 단계 S400에 대한 자세한 설명은 도 5의 내용과 중복될 수 있어, 생략한다.The step (S400) of calculating the position and speed of the rotor may be a step of estimating the position and speed of the rotor by using the speed error and total torque of the rotor calculated in step S300 and the position error of the rotor obtained in step S200. A detailed description of step S400 may overlap with the contents of Fig. 5, and thus is omitted.

도 7 및 도 8은 신호 주입 기반 센서리스 제어 방법에서 급격한 토크 부하의 변동이 있을 때의 종래와 본원 발명의 위치 추정기의 성능을 비교한 그래프이다. 도 7 및 도 8은 모터의 속도를 200rpm으로 제어하고, 부하에 대해서는 정격 토크를 10%에서 90% 발생하는 것으로 변동을 준 경우의 그래프이다. 모터가 저속으로 동작하기 때문에, 회전자의 위치 오차는 신호 주입 기반 센서리스 방법에 의해 추출될 수 있다.FIG. 7 and FIG. 8 are graphs comparing the performance of the position estimator of the conventional and the present invention when there is a sudden change in torque load in a signal injection-based sensorless control method. FIG. 7 and FIG. 8 are graphs when the speed of the motor is controlled to 200 rpm and the load is varied from 10% to 90% of the rated torque. Since the motor operates at a low speed, the position error of the rotor can be extracted by the signal injection-based sensorless method.

도 7은 종래의 위치 추정기에 대한 그래프이고, 도 8은 본원 발명의 위치 추정기에 대한 그래프이다. 도 7 및 도 8을 참조하면, 종래의 위치 추정기는 급격한 토크 부하의 변동이 발생하게 됨에 따라 위치 추정기의 결과값에 큰 영향이 있는 것을 확인할 수 있다. 반면, 본원 발명의 위치 추정기는 모터 구동 시스템 상의 전기적 정보만이 아닌 차량의 가속도 센서에서 획득한 값을 이용하므로, 모터 토크 부하에 급격한 변동이 있더라도, 위치 추정기의 결과값에 영향이 없어 안정적으로 결과값을 출력하는 것을 확인할 수 있다.Fig. 7 is a graph for a conventional position estimator, and Fig. 8 is a graph for a position estimator of the present invention. Referring to Figs. 7 and 8, it can be confirmed that the conventional position estimator has a large impact on the result value of the position estimator as a sudden change in torque load occurs. On the other hand, the position estimator of the present invention uses a value obtained from an acceleration sensor of the vehicle, not just electrical information on the motor drive system, so it can be confirmed that even if there is a sudden change in the motor torque load, the result value of the position estimator is not affected, and the result value is stably output.

도 9 및 도 10은 역기전력 기반 센서리스 제어 방법에서 급격한 토크 부하의 변동이 있을 때의 종래와 본원 발명의 위치 추정기의 성능을 비교한 그래프이다. 도 9 및 도 10은 모터의 속도를 200rpm으로 제어하고, 부하에 대해서는 정격 토크를 10%에서 90% 발생하는 것으로 변동을 준 경우의 그래프이다. 모터가 고속으로 동작하기 때문에, 회전자의 위치 오차는 역기전력 기반 센서리스 방법에 의해 추출될 수 있다.FIGS. 9 and 10 are graphs comparing the performance of the position estimator of the prior art and the present invention when there is a sudden change in torque load in a sensorless control method based on a counter electromotive force. FIGS. 9 and 10 are graphs when the speed of the motor is controlled to 200 rpm and the load is varied from 10% to 90% of the rated torque. Since the motor operates at high speed, the position error of the rotor can be extracted by the sensorless method based on a counter electromotive force.

도 9는 종래의 위치 추정기에 대한 그래프이고, 도 10은 본원 발명의 위치 추정기에 대한 그래프이다. 도 9 및 도 10을 참조하면, 종래의 위치 추정기는 급격한 토크 부하의 변동이 발생하게 됨에 따라 위치 추정기의 결과값에 큰 영향이 있는 것을 확인할 수 있다. 반면, 본원 발명의 위치 추정기는 모터 구동 시스템 상의 전기적 정보만이 아닌 차량의 가속도 센서에서 획득한 값을 이용하므로, 모터 토크 부하에 급격한 변동이 있더라도, 위치 추정기의 결과값에 영향이 없어 안정적으로 결과값을 출력하는 것을 확인할 수 있다.Fig. 9 is a graph for a conventional position estimator, and Fig. 10 is a graph for a position estimator of the present invention. Referring to Figs. 9 and 10, it can be confirmed that the conventional position estimator has a large impact on the result value of the position estimator as a sudden change in torque load occurs. On the other hand, the position estimator of the present invention uses a value obtained from an acceleration sensor of the vehicle, not just electrical information on the motor drive system, so it can be confirmed that even if there is a sudden change in the motor torque load, the result value of the position estimator is not affected, and the result value is stably output.

도 8 내지 도 10을 참조하면, 모터가 저속/고속으로 동작함에 따라 회전자의 위치 오차 추출 방법이 신호 주입 기반 또는 역기전력 기반의 센서리스 제어 방법이 적용될 수 있는데, 두 방법을 모두 적용하더라도 본원 발명의 위치 추정기의 결과값은 부하 변동에 강인한 것을 확인할 수 있다.Referring to FIGS. 8 to 10, as the motor operates at low/high speed, a sensorless control method based on signal injection or counter electromotive force can be applied as a method for extracting a rotor position error. Even if both methods are applied, it can be confirmed that the result value of the position estimator of the present invention is robust to load fluctuations.

도 11 및 도 12는 신호 주입 기반 센서리스 제어 방법에서 짧고 강한 토크 부하가 작용할 경우의 종래와 본원 발명의 위치 추정기의 성능을 비교한 그래프이다. 도 11 및 도 12는 모터에 대해 정격 토크 50%로 토크 제어를 하고, 부하에 대해 0.6초만에 200rpm에서 800rpm으로 변동(정격 토크의 50배를 0.6초 동안 발생시킴)시킨 경우의 그래프이다. 또한, 도 11 및 도 12는 회전자의 위치 오차를 신호 주입 기반 센서리스 방법을 사용하여 추출한 경우이다.FIG. 11 and FIG. 12 are graphs comparing the performance of the position estimator of the prior art and the present invention when a short and strong torque load is applied in a signal injection-based sensorless control method. FIG. 11 and FIG. 12 are graphs when torque control is performed at 50% of the rated torque for the motor and the load is varied from 200 rpm to 800 rpm in just 0.6 seconds (50 times the rated torque is generated in 0.6 seconds). In addition, FIG. 11 and FIG. 12 are graphs when the position error of the rotor is extracted using the signal injection-based sensorless method.

도 11은 종래의 위치 추정기에 대한 그래프이고, 도 12는 본원 발명의 위치 추정기에 대한 그래프이다. 도 11 및 도 12를 참조하면, 종래의 위치 추정기는 부하 변동이 발생하게 됨에 따라 위치 추정기의 결과값에 큰 영향이 있는 것을 확인할 수 있다. 반면, 본원 발명의 위치 추정기는 모터 구동 시스템 상의 전기적 정보만이 아닌 차량의 가속도 센서에서 획득한 값을 이용하므로, 모터 토크 부하에 급격한 변동이 있더라도, 위치 추정기의 결과값에 영향이 없어 안정적으로 결과값을 출력하는 것을 확인할 수 있다.Fig. 11 is a graph for a conventional position estimator, and Fig. 12 is a graph for a position estimator of the present invention. Referring to Figs. 11 and 12, it can be confirmed that the result value of the conventional position estimator is greatly affected by load fluctuations. On the other hand, the position estimator of the present invention uses values obtained from an acceleration sensor of the vehicle, not just electrical information on the motor drive system, so it can be confirmed that even if there is a rapid fluctuation in the motor torque load, the result value of the position estimator is not affected, and the result value is stably output.

도 13 및 도 14는 역기전력 기반 센서리스 제어 방법에서 짧고 강한 토크 부하가 작용할 경우의 종래와 본원 발명의 위치 추정기의 성능을 비교한 그래프이다. 도 13 및 도 14는 모터에 대해 정격 토크 50%로 토크 제어를 하고, 부하에 대해 0.6초만에 4000rpm에서 4600rpm으로 변동(정격 토크의 50배를 0.6초 동안 발생시킴)시킨 경우의 그래프이다. 또한, 도 13 및 도 14는 회전자의 위치 오차를 역기전력 기반 센서리스 방법을 사용하여 추출한 경우이다.FIG. 13 and FIG. 14 are graphs comparing the performance of the position estimator of the prior art and the present invention when a short and strong torque load is applied in a sensorless control method based on a counter electromotive force. FIG. 13 and FIG. 14 are graphs when torque control is performed at 50% of the rated torque for the motor and the load is varied from 4000 rpm to 4600 rpm in just 0.6 seconds (50 times the rated torque is generated in 0.6 seconds). In addition, FIG. 13 and FIG. 14 are graphs when the position error of the rotor is extracted using the sensorless method based on a counter electromotive force.

도 13은 종래의 위치 추정기에 대한 그래프이고, 도 14는 본원 발명의 위치 추정기에 대한 그래프이다. 도 13 및 도 14를 참조하면, 종래의 위치 추정기는 부하 변동이 발생하게 됨에 따라 위치 추정기의 결과값에 큰 영향이 있는 것을 확인할 수 있다. 반면, 본원 발명의 위치 추정기는 모터 구동 시스템 상의 전기적 정보만이 아닌 차량의 가속도 센서에서 획득한 값을 이용하므로, 모터 토크 부하에 급격한 변동이 있더라도, 위치 추정기의 결과값에 영향이 없어 안정적으로 결과값을 출력하는 것을 확인할 수 있다.Fig. 13 is a graph for a conventional position estimator, and Fig. 14 is a graph for a position estimator of the present invention. Referring to Figs. 13 and 14, it can be confirmed that the result value of the conventional position estimator is greatly affected by load fluctuations. On the other hand, the position estimator of the present invention uses values obtained from an acceleration sensor of the vehicle as well as electrical information on the motor drive system, so that even if there is a rapid fluctuation in the motor torque load, it can be confirmed that the result value of the position estimator is not affected and the result value is stably output.

도 11 내지 도 14를 참조하면, 짧고 강한 토크 부하가 작용하고, 신호 주입 기반 또는 역기전력 기반의 센서리스 제어 방법이 적용되더라도, 본원 발명의 위치 추정기의 결과값은 부하 변동에 강인한 것을 확인할 수 있다.Referring to FIGS. 11 to 14, it can be confirmed that the result value of the position estimator of the present invention is robust to load fluctuations even when a short and strong torque load is applied and a sensorless control method based on signal injection or counter electromotive force is applied.

도 15 및 도 16은 슬립 발생 시 종래와 본원 발명의 위치 추정기의 유효성을 비교한 그래프이다. 구체적으로, 도 15 및 도 16은 가속도 정보가 부정확한 슬립이 발생하고, 모터에 대해서는 정격 토크 50%로 토크 제어를 하고, 부하에 대해서는 정지된 채로 모터의 속도만 0rpm에서 1000rpm으로 변동시킨 경우의 위치 추정기의 유효성에 대한 그래프이다.Figures 15 and 16 are graphs comparing the effectiveness of the position estimator of the prior art and the present invention when a slip occurs. Specifically, Figures 15 and 16 are graphs comparing the effectiveness of the position estimator when a slip occurs in which acceleration information is inaccurate, torque control is performed at 50% of the rated torque for the motor, and the speed of the motor is changed from 0 rpm to 1000 rpm while the load is stopped.

도 15는 종래의 위치 추정기에 대한 그래프이고, 도 16은 본원 발명의 위치 추정기에 대한 그래프이다. 도 15 및 도 16를 참조하면, 종래의 위치 추정기는 부하 변동 이후 출력값이 매우 불안정한 반면, 본원 발명의 위치 추정기는 대역폭 조정을 통해 여전히 유효하게 동작할 수 있음을 확인할 수 있다.Fig. 15 is a graph for a conventional position estimator, and Fig. 16 is a graph for a position estimator of the present invention. Referring to Figs. 15 and 16, it can be confirmed that while the output value of the conventional position estimator is very unstable after a load change, the position estimator of the present invention can still operate effectively through bandwidth adjustment.

실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.The method according to the embodiment may be implemented in the form of program commands that can be executed through various computer means and recorded on a computer-readable medium. The computer-readable medium may include program commands, data files, data structures, etc., alone or in combination. The program commands recorded on the medium may be those specially designed and configured for the embodiment or may be those known to and available to those skilled in the art of computer software. Examples of the computer-readable recording medium include magnetic media such as hard disks, floppy disks, and magnetic tapes, optical media such as CD-ROMs and DVDs, magneto-optical media such as floptical disks, and hardware devices specially configured to store and execute program commands such as ROMs, RAMs, flash memories, etc. Examples of the program commands include not only machine language codes generated by a compiler but also high-level language codes that can be executed by a computer using an interpreter, etc. The hardware devices described above may be configured to operate as one or more software modules to perform the operations of the embodiment, and vice versa.

이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.Although the embodiments have been described above by way of limited examples and drawings, those skilled in the art may make various modifications and variations from the above description. For example, appropriate results may be achieved even if the described techniques are performed in a different order than the described method, and/or components of the described system, structure, device, circuit, etc. are combined or combined in a different form than the described method, or are replaced or substituted by other components or equivalents.

그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.Therefore, other implementations, other embodiments, and equivalents to the claims are also included in the scope of the claims described below.

Claims (18)

차량의 가속도에 기초하여 회전자의 속도 오차 및 총 토크를 출력하는 가속도 정보 재처리부; 및
상기 가속도 정보 재처리부로부터 획득한 상기 속도 오차 및 상기 총 토크와 회전자의 위치 오차에 기초하여 회전자의 위치 및 속도를 출력하는 회전자 위치 추정부를 포함하고,
상기 가속도 정보 재처리부는 상기 차량의 가속도, 기어 효율 계수, 기어 비 및 휠 반경에 기초하여 상기 회전자의 속도 오차를 산출하는
회전자 위치 추정기.
An acceleration information reprocessing unit that outputs the rotor speed error and total torque based on the vehicle acceleration; and
It includes a rotor position estimation unit that outputs the position and speed of the rotor based on the speed error obtained from the acceleration information reprocessing unit and the total torque and the position error of the rotor,
The above acceleration information reprocessing unit calculates the speed error of the rotor based on the acceleration, gear efficiency coefficient, gear ratio and wheel radius of the vehicle.
Rotor position estimator.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 가속도 정보 재처리부는 관성 모멘트, 상기 회전자의 속도 오차, 마찰 계수 및 회전자의 실제 속도에 기초하여 상기 총 토크를 산출하는
회전자 위치 추정기.
In the first paragraph,
The above acceleration information reprocessing unit calculates the total torque based on the moment of inertia, the speed error of the rotor, the friction coefficient, and the actual speed of the rotor.
Rotor position estimator.
제1항에 있어서,
상기 가속도 정보 재처리부는 아래 식들에 기초하여 상기 회전자의 속도 오차를 산출하는


(: 회전자의 실제 속도, : 차량의 가속도, : 기어 효율 계수, : 기어 비, : 휠 반경, : 회전자의 속도 오차, : 추정된 회전자의 속도)
회전자 위치 추정기.
In the first paragraph,
The above acceleration information reprocessing unit calculates the speed error of the rotor based on the equations below.


( : actual speed of the rotor, : vehicle acceleration, : Gear efficiency coefficient, : Gear ratio, : wheel radius, : Rotor speed error, : estimated rotor speed)
Rotor position estimator.
제3항에 있어서,
상기 가속도 정보 재처리부는 아래 식에 기초하여 상기 총 토크를 산출하는

(: 총 토크, : 관성 모멘트, : 마찰 계수, : 회전자의 실제 속도)
회전자 위치 추정기.
In the third paragraph,
The above acceleration information reprocessing unit calculates the total torque based on the equation below.

( : Total torque, : Moment of inertia, : coefficient of friction, : actual speed of the rotor)
Rotor position estimator.
제1항에 있어서,
상기 회전자 위치 추정부는 상기 회전자의 위치 및 상기 회전자의 속도를 기반으로 한 상태 방정식에 기초하여 상기 회전자의 위치 및 속도를 산출하고,
상기 상태 방정식은 상기 회전자의 위치 및 상기 회전자의 속도와 관련된 상태 벡터, 상태 변수의 이득과 관련된 시스템 벡터, 관성 모멘트와 관련된 제1 입력 행렬, 위치 추정기의 이득과 관련된 제2 입력 행렬, 총 토크와 관련된 제1 입력 벡터 및 회전자의 위치 오차 및 회전자의 속도 오차와 관련된 제2 입력 벡터에 기초하여 설정되는
회전자 위치 추정기.
In the first paragraph,
The above rotor position estimation unit calculates the position and speed of the rotor based on a state equation based on the position of the rotor and the speed of the rotor,
The above state equation is set based on a state vector related to the position of the rotor and the speed of the rotor, a system vector related to the gain of the state variable, a first input matrix related to the moment of inertia, a second input matrix related to the gain of the position estimator, a first input vector related to the total torque, and a second input vector related to the position error of the rotor and the speed error of the rotor.
Rotor position estimator.
제6항에 있어서,
상기 상태 방정식은 상기 회전자의 위치 및 상기 회전자의 속도를 성분으로 갖는 상태 벡터, 상태 변수의 이득을 성분으로 갖는 시스템 벡터, 관성 모멘트를 성분으로 갖는 제1 입력 행렬, 위치 추정기의 이득을 성분으로 갖는 제2 입력 행렬, 상기 총 토크를 성분으로 갖는 제1 입력 벡터 및 상기 회전자의 위치 오차와 상기 회전자의 속도 오차를 성분으로 갖는 제2 입력 벡터에 기초하여 설정되는
회전자 위치 추정기.
In Article 6,
The above state equation is set based on a state vector having the position of the rotor and the speed of the rotor as components, a system vector having the gain of the state variable as components, a first input matrix having the moment of inertia as components, a second input matrix having the gain of the position estimator as components, a first input vector having the total torque as components, and a second input vector having the position error of the rotor and the speed error of the rotor as components.
Rotor position estimator.
제7항에 있어서,
상기 시스템 벡터는 위치 추정기의 정상 상태 오차를 제거하기 위해 4차 정방 행렬로 구성된
회전자 위치 추정기.
In Article 7,
The above system vector is composed of a 4th order square matrix to remove the steady state error of the position estimator.
Rotor position estimator.
적어도 하나 이상의 프로세서에 의해 수행되는 회전자 위치 추정 방법에 있어서,
차량의 가속도 및 회전자의 위치 오차를 획득하는 단계;
획득한 차량의 가속도에 기초하여 회전자의 속도 오차 및 총 토크를 산출하는 단계; 및
산출한 속도 오차 및 총 토크와 상기 회전자의 위치 오차에 기초하여 회전자의 위치 및 속도를 산출하는 단계를 포함하고,
상기 회전자의 속도 오차 및 총 토크를 산출하는 단계는 상기 차량의 가속도, 기어 효율 계수, 기어 비 및 휠 반경에 기초하여 상기 회전자의 속도 오차를 산출하는 단계를 포함하는
회전자 위치 추정 방법.
In a method for estimating a rotor position performed by at least one processor,
A step of obtaining the acceleration of the vehicle and the position error of the rotor;
A step of calculating the rotor speed error and total torque based on the acquired vehicle acceleration; and
A step of calculating the position and speed of the rotor based on the calculated speed error and total torque and the position error of the rotor,
The step of calculating the speed error and total torque of the rotor includes the step of calculating the speed error of the rotor based on the acceleration of the vehicle, the gear efficiency coefficient, the gear ratio, and the wheel radius.
A method for estimating rotor position.
삭제delete 제9항에 있어서,
상기 회전자의 속도 오차 및 총 토크를 산출하는 단계는 관성 모멘트, 상기 회전자의 속도 오차, 마찰 계수 및 회전자의 실제 속도에 기초하여 상기 총 토크를 산출하는 단계를 포함하는
회전자 위치 추정 방법.
In Article 9,
The step of calculating the speed error and total torque of the rotor includes the step of calculating the total torque based on the moment of inertia, the speed error of the rotor, the friction coefficient, and the actual speed of the rotor.
A method for estimating rotor position.
제9항에 있어서,
상기 회전자의 속도 오차 및 총 토크를 산출하는 단계는 아래 식들을 이용하여 상기 회전자의 속도 오차를 산출하는 단계인


(: 회전자의 실제 속도, : 차량의 가속도, : 기어 효율 계수, : 기어 비, : 휠 반경, : 회전자의 속도 오차, : 추정된 회전자의 속도)
회전자 위치 추정 방법.
In Article 9,
The step of calculating the speed error and total torque of the above rotor is a step of calculating the speed error of the above rotor using the equations below.


( : actual speed of the rotor, : vehicle acceleration, : Gear efficiency coefficient, : Gear ratio, : wheel radius, : Rotor speed error, : estimated rotor speed)
A method for estimating rotor position.
제9항에 있어서,
상기 회전자의 속도 오차 및 총 토크를 산출하는 단계는 아래 식을 이용하여 상기 총 토크를 산출하는 단계인

(: 총 토크, : 관성 모멘트, : 마찰 계수, : 회전자의 실제 속도)
회전자 위치 추정 방법.
In Article 9,
The step of calculating the speed error and total torque of the above rotor is the step of calculating the total torque using the equation below.

( : Total torque, : Moment of inertia, : coefficient of friction, : actual speed of the rotor)
A method for estimating rotor position.
제9항에 있어서,
상기 회전자의 위치 및 속도를 산출하는 단계는 상기 회전자의 위치 및 상기 회전자의 속도를 기반으로 한 상태 방정식을 이용하는 단계이고,
상기 상태 방정식은 상기 회전자의 위치 및 상기 회전자의 속도와 관련된 상태 벡터, 상태 변수의 이득과 관련된 시스템 벡터, 관성 모멘트와 관련된 제1 입력 행렬, 위치 추정기의 이득과 관련된 제2 입력 행렬, 총 토크와 관련된 제1 입력 벡터 및 회전자의 위치 오차 및 회전자의 속도 오차와 관련된 제2 입력 벡터에 기초하여 설정되는
회전자 위치 추정 방법.
In Article 9,
The step of calculating the position and speed of the rotor is a step of using a state equation based on the position and speed of the rotor.
The above state equation is set based on a state vector related to the position of the rotor and the speed of the rotor, a system vector related to the gain of the state variable, a first input matrix related to the moment of inertia, a second input matrix related to the gain of the position estimator, a first input vector related to the total torque, and a second input vector related to the position error of the rotor and the speed error of the rotor.
A method for estimating rotor position.
제14항에 있어서,
상기 상태 방정식은 상기 회전자의 위치 및 상기 회전자의 속도를 성분으로 갖는 상태 벡터, 상태 변수의 이득을 성분으로 갖는 시스템 벡터, 관성 모멘트를 성분으로 갖는 제1 입력 행렬, 위치 추정기의 이득을 성분으로 갖는 제2 입력 행렬, 상기 총 토크를 성분으로 갖는 제1 입력 벡터 및 상기 회전자의 위치 오차와 상기 회전자의 속도 오차를 성분으로 갖는 제2 입력 벡터에 기초하여 설정되는
회전자 위치 추정 방법.
In Article 14,
The above state equation is set based on a state vector having the position of the rotor and the speed of the rotor as components, a system vector having the gain of the state variable as components, a first input matrix having the moment of inertia as components, a second input matrix having the gain of the position estimator as components, a first input vector having the total torque as components, and a second input vector having the position error of the rotor and the speed error of the rotor as components.
A method for estimating rotor position.
제15항에 있어서,
상기 시스템 벡터는 위치 추정기의 정상 상태 오차를 제거하기 위해 4차 정방 행렬로 구성된
회전자 위치 추정 방법.
In Article 15,
The above system vector is composed of a 4th order square matrix to remove the steady state error of the position estimator.
A method for estimating rotor position.
제9항, 제11항 내지 제16항 중 어느 한 항에 기재된 회전자 위치 추정 방법을 실행시키도록 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램.
A computer program stored in a computer-readable recording medium to execute a rotor position estimation method described in any one of claims 9, 11 to 16.
차량의 가속도를 검출하는 가속도 센서;
회전자의 위치 오차를 추출하는 오차 추출기; 및
회전자의 위치 및 속도를 추정하는 회전자 위치 추정기를 포함하고,
상기 회전자 위치 추정기는,
상기 가속도 센서로부터 획득한 상기 차량의 가속도에 기초하여 회전자의 속도 오차 및 총 토크를 출력하는 가속도 정보 재처리부; 및
상기 가속도 정보 재처리부로부터 획득한 상기 속도 오차 및 상기 총 토크와 상기 오차 추출기로부터 획득한 회전자의 위치 오차에 기초하여 회전자의 위치 및 속도를 출력하는 회전자 위치 추정부를 포함하고,
상기 가속도 정보 재처리부는 상기 차량의 가속도, 기어 효율 계수, 기어 비 및 휠 반경에 기초하여 상기 회전자의 속도 오차를 산출하는
센서리스 모터 제어 시스템.
An acceleration sensor that detects the acceleration of a vehicle;
An error extractor for extracting the position error of the rotor; and
Includes a rotor position estimator that estimates the position and speed of the rotor,
The above rotor position estimator is,
An acceleration information reprocessing unit that outputs the rotor speed error and total torque based on the acceleration of the vehicle obtained from the acceleration sensor; and
It includes a rotor position estimation unit that outputs the position and speed of the rotor based on the speed error and the total torque obtained from the acceleration information reprocessing unit and the rotor position error obtained from the error extractor.
The above acceleration information reprocessing unit calculates the speed error of the rotor based on the acceleration, gear efficiency coefficient, gear ratio and wheel radius of the vehicle.
Sensorless motor control system.
KR1020230037977A 2023-03-23 Rotor position estimation using acceleration information and sensorless motor control system using the same KR102710661B1 (en)

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