KR20010030316A - 모터제어 - Google Patents

모터제어 Download PDF

Info

Publication number
KR20010030316A
KR20010030316A KR1020000053097A KR20000053097A KR20010030316A KR 20010030316 A KR20010030316 A KR 20010030316A KR 1020000053097 A KR1020000053097 A KR 1020000053097A KR 20000053097 A KR20000053097 A KR 20000053097A KR 20010030316 A KR20010030316 A KR 20010030316A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
current
phase
cycle
pwm
edge
Prior art date
Application number
KR1020000053097A
Other languages
English (en)
Other versions
KR100716536B1 (ko
Inventor
윌리엄스앤드류제임스스테펜
버튼앤소니월터
Original Assignee
브렌단 코너
티알더블유 루카스배리티 일렉트릭 스티어링 리미티드
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 브렌단 코너, 티알더블유 루카스배리티 일렉트릭 스티어링 리미티드 filed Critical 브렌단 코너
Publication of KR20010030316A publication Critical patent/KR20010030316A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100716536B1 publication Critical patent/KR100716536B1/ko

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P9/00Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output
    • H02P9/14Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output by variation of field
    • H02P9/38Self-excitation by current derived from rectification of both output voltage and output current of generator
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P21/00Arrangements or methods for the control of electric machines by vector control, e.g. by control of field orientation
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P6/00Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
    • H02P6/08Arrangements for controlling the speed or torque of a single motor
    • H02P6/085Arrangements for controlling the speed or torque of a single motor in a bridge configuration
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P6/00Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
    • H02P6/28Arrangements for controlling current
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00Details of apparatus for conversion
    • H02M1/0003Details of control, feedback or regulation circuits
    • H02M1/0009Devices or circuits for detecting current in a converter
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/53Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M7/537Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters
    • H02M7/539Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters with automatic control of output wave form or frequency
    • H02M7/5395Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters with automatic control of output wave form or frequency by pulse-width modulation

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
  • Control Of Ac Motors In General (AREA)
  • Power Steering Mechanism (AREA)

Abstract

본 발명은 브러쉬레스 모터의 작동을 모니터하는 방법을 기술한다. 이 방법은 전류를 나타내는 출력신호를 발생토록 전류측정수단을 이용하여 권선에 대하여 흐르는 전류를 모니터하는 단계, 전류측정수단을 통하여 흐르는 순간전류가 제로인 것이 알려질 때 전류측정수단의 출력을 측정하는 단계와, 실제측정출력신호값과 이상신호값사이의 차이에 대하여 보상된 수정출력신호를 발생하는 단계로 구성된다..

Description

모터제어 {MOTOR CONTROL}
본 발명은 모터제어방법과, 이러한 방법이 결합된 모터제어 및 구동회로에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 파위 스티어링 시스템의 모터를 제어하기 위한 모터제어방법의 개선에 관한 것이다.
전기모터는 모든 기계에 사용되는 공통의 부품이 되고 있다. 그 한 분야가 차량의 조향핸들을 용이하게 회전시킬 수 있도록 하기 위하여 스티어링 컬럼축의 일부분에 보조토크를 가하도록 전기모터를 이용하는 것이 있다. 조향핸들을 회전시킬 때 운전자에 의하여 요구된 토크를 감지함으로서 모터구동신호가 발생되어 스티어링 컬럼에 연결된 모터를 구동시킨다. 모터는 운전자가 요구하는 동일한 방향으로 스티어링 컬럼에 토크를 가한다.
원활한 토크와 정확한 모터구동특성에 대한 요구에 부합토록 다상(전형적으로 3상)으로 구성된 고정자내에서 회전하는 다수의 영구자석을 갖는 브러쉬레스 회전자로 구성되는 전기모터를 제공하는 것이 알려져 있다. 상권선은 델타형 또는 스타형의 구성으로 연결되고 브릿지회로의 스위칭장치에 가하여지는 펄스폭변조신호를 이용하여 제어될 수 있다.
모터를 정확히 제어하기 위하여 모터토크가 측정될 수 있도록 모터에 흐르는 전류를 측정하여야 한다. 모터의 전류측정이 이루어질 수 있도록 하기 위하여 모터구동회로에 제공된 다수의 전류감지저항이 이용될 수 있도록 하는 것이 제안된 바 있다. 단일 저항이 모터의 각 상에 직렬로 제공되고, 각 저항의 양단 전압은 저항을 통하여 흐르는 전류에 비례한다. 그러나, 이는 저항마다 하나씩 다수의 전류감지회로를 필요로 한다.
한편, 모터의 모든 상에 흐르는 전류의 대수합이 제로가되도록 하는 것이 알려져 있어 하나의 전류감지저항이 제거될 수는 있다. 따라서, n상의 모터인 경우에 (n-1)의 전류감지저항과 회로가 요구된다.
또한, 단 하나의 감지저항이 사용되는 것이 제안된 바 있다. 이 구성은 코스트와 부품수를 줄일 수는 있으나 각 전류감지기에 관련된 상이한 부품 및 감지회로의 공차때문에 둘 이상의 감지저항이 사용될 때 이루어질 수 있는 것보다 부정확한 측정이 이루어지기 쉽다. 만약 정확한 타이밍에서 측정이 이루어진다면 보다 정확한 모터제어가 이루어질 수 있고 전류측정회로에 존재하는 오프셋트 전압이 제거된다. 이러한 단일 감지저항은 전형적으로 D.C.전원과 브릿지회로 및 모터조합사이에 흐르는 총순간전류를 측정토록 회로내에 배치된다.
본 발명의 한 관점에 따라서, 본 발명은 각각 브릿지회로에 연결된 하나 이상의 권선으로 구성된 다상으로 구성되고, 브릿지회로는 각 상에 대하여 하나씩 다수의 암으로 구성되며, 각 암은 상과 제1전원전압사이에 연결된 상부스위칭장치와 상과 상이한 제2전원전압사이에 연결된 하부스위칭장치로 구성되고, 각 장치가 온 상태로부터 오프 상태로 전환가능하게 되어 있는 브러쉬레스 모터의 작동을 제어하는 방법을 제공하는 바, 이 방법이 전류를 나타내는 출력신호를 발생토록 전류측정수단을 이용하여 브릿지회로와 모터에 대하여 흐르는 전류를 모니터하는 단계, 전류측정수단을 통하여 흐르는 순간전류가 제로인 것이 알려질 때 전류측정수단의 출력을 측정하는 단계와, 실제측정출력신호값과 이상신호값사이의 차이에 대하여 보상된 수정출력신호를 발생하는 단계로 구성됨을 특징으로 한다.
스위치 온이라는 용어는 스위칭장치가 암에 대하여 낮은 임피던스를 제공함을 의미하고 스위치 오프라는 용어는 암에 대하여 높은 임피던스를 제고암을 의미한다.
전류측정수단의 전류가 제로인 것으로 알려지는 순간 전류측정수단의 출력을 모니터함으로서 전류측정수단으로부터의 출력신호의 오프셋트 또는 드리프트가 검출되고 보상될 수 있다. 만약 요구되는 경우 출력신호는 수정출력값을 발생토록 제로로 리셋트될 수 있다. 이는 실제로 실제측정값과 크기가 같은 오프셋트값을 발생하므로서 이루어질 수 있다. 이는 실제출력을 이상출력에 비교함으로서 수정출력신호가 제로전류흐름(또는 다른 "이상"값)에 대하여 제로가 되도록 실제측정값에 대하여 가감될 수 있다. 실제로, 의도하는 바는 제로-오프셋트를 보상토록 출력신호값(제로가 아닌 전류값 포함)으로부터 보상값이 감산될 수 있도록 하는 것이다.
모터가 운전중인 동안에 전류측정수단을 통하여 흐르는 전류가 제로인 것으로 알려지는 순간에 전류측정수단의 출력을 측정함으로서 모터가 운전중에 출력이 "온-라인"으로 보상될 수 있다. 이와 같이 함으로서, 요구되는 경우 모터가 모니터링상태 또는 제동상태 등의 어떠한 작동상태에서 작동되는 동안에 측정이 이루어질 수 있다. 이는 모터가 스위치 오프되었을 때 보상이 이루어지는 시스템에 다양성을 증가시킨다. 예를 들어, 모터가 스위치 오프될 때를 대기함이 없이 보다 규칙적으로 업데이트된 보상값을 얻을 수 있다. 이는 특히 차량이 구동되는 동안에, 예를 들어 모터가 회전하거나 그렇지 않은 경우에 관계없이 토크를 발생할 때 주기적으로 또는 임의적으로 제로전류측정이 이루어지므로 모터가 퍼워스티어링시스템의 일부를 구성하는 경우에 유용하다.
본 발명의 방법은 수정출력신호를 발생토록 오프셋트값을 전류측정수단으로부터의 출력신호에 가산하는 단계, 또는 오프셋트값을 전류측정수단으로부터의 출력신호으로부터 감산하는 단계를 포함한다.
특히 본 발명은 비록 3상 이상의 모터를 제어하는데 적용될 수 있으나 3상 모터를 모니터하는데 적합하다.
또한 본 발명의 방법은 모터의 각 상에 인가되는 평균전압을 변화시키도록 하는 반면에 제로전류측정이 이루어질 수 있도록 각 스위칭장치에 적당한 신호를 인가하여 모터를 제어하는 단계를 포함한다.
각 스위칭장치에 인가된 각 신호는 펄스폭변조신호로 구성될 수 있다. 모든 스위칭장치는 동일한 동기화된 변조싸이클타임을 갖는 각 펄스폭변조신호에 의하여 변조되는 것이 좋다.
신호는 각 또는 선택된 펄스폭변조싸이클중에 브릿지회로에 대한 순간전류가 싸이클의 순전류에 관계없이 제1순간에 제로가 되도록 선택되는 것이 좋다. 이는 전체 순모터전류에 관계없이 모터가 운전중일 때 제로측정이 이루어질 수 있도록 한다. 각 스위칭장치에 인가되는 우선 펄스폭변조신호는 단일 ON-OFF 전이기간 및 OFF-ON 전이기간 또는 각 싸이클의 엣지에 의하여 한정된다.
싸이클내에서 ON-OFF 엣지의 위치는 각 기간내의 적어도 제1순간 동안 동일한 시간에 모든 상부장치는 스위치 온되는 반면에 모든 하부장치는 스위치 오프되게 선택되는 것이 좋다. 이로써 모든 제로전류는 브릿지회로에 대하여 흐르고 상기 제1순간에서 각 기간동안 전류측정수단을 통하여 흐르게 된다. 이 순간에 전류측정출력은 실제제로전류측정값을 발생토록 모니터될 수 있다.
또한, 엣지위치는 제1순간에 모든 상부 스위칭장치가 스위치 오프되고 하부스위칭장치는 스위치 온되게 선택된다. 이로써 제로전류가 브릿지회로에 대하여 흐르고 전류측정수단을 통하여 흐르게 된다.
물론, 모든 싸이클중에 제로전류의 판독이 항시 가능한 것은 아니고 규칙적으로 업데이트된 오프셋트값을 얻을 수 있는 것이 좋으며 또한 이러한 잇점을 준다.
싸이클중에 모터의 각 상에 인가된 순전압은 각 스위칭중에 인가된 펄스폭변조신호의 듀티주기에 따라 달라질 수 있다. 가장 좋기로는 각 싸이클내에서 상부장치가 하부장치가 스위칭 오프되는 시간과 동일한 주기동안에 스위칭 온되거나 그 반대가 되는 것이며, 각 변조싸이클중에 단한번만 각 장치가 ON으로부터 OFF로 스위칭되거나 그 반대가 되는 것이다.
가장 좋기로는 단일 싸이클중에 상부장치가 주기의 초기에 처음 오프 상태로부터 온 상태로 먼저 전환되는 것이다. 그리고 이러한 상태는 상전압요구에 따른 주기동안에 온 상태로 유지된다. 이러한 상태는 싸이클의 종료시까지 오프 상태로 되돌아간다. 따라서 한 싸이클에서 전체파형은 하나의 온 사상(또는 엣지)와 하나의 오프 사상(또는 엣지)에 의하여 한정된다.
동일한 단일 싸이클중에 하부 스위칭장치는 처음에는 싸이클의 초기에 온 상태에 있을 수 있다. 그리고 오프 상태로 전환되고 싸이클의 종료시까지 온 상태로 전환되기 전에 상요구전압에 따른 사전에 결정된 시간동안 오프 상태를 유지한다. 따라서 한 싸이클의 전체파형은 하나의 오프 사상(또는 엣지)와 하나의 온 사상(또는 엣지)에 의하여 한정된다.
가장 좋기로는 본 발명의 방법이 각 스위칭장치에 대한 신호를 정렬하는 단계를 포함함으로서 각 싸이클중에 각 상부 스위칭장치의 온 주기와 하부 스위칭장치의 오프주기(또는 그 반대)가 중심정렬되어 각 신호의 두 엣지가 싸이클의 임의선택점의 양측에서 동일한 간격을 유지할 수 있게 된다. 이로써 중심점은 모든 상부스위칭장치의 온상태와 모든 하부스위칭장치의 오프상태에 일치하게 될 것이며. 제로전류가전류측정수단을 통하여 흐를 때 전류측정수단으로부터 출력신호의 샘플을 취하기 위한 적당한 점을 결정한다.
3-상 모터의 경우, 본 발명의 방법은 신호의 중심정렬후 싸이클내에서 하나 이상의 신호의 엣지를 시프트시키는 단계로 구성되며 이러한 단계에서 이들 엣지는 각각 모터의 상이한 단일 상의 전류와 일치하는 전류측정수단으로부터 두개의 정밀시한 샘플을 추출할 수 있도록 적당한 방법으로 중첩된다. 3-상 모터에서 상전류의 대수합이 제로인 것은 알려져 있으므로 2상의 전류를 측정함으로서 제3 상의 전류가 계산될 수 있도록 하고 모든 3 상의 전류를 알 수 있도록 한다.상에서 상부 및 하부스위칭장치를 위한 신호는 상대측에 대하여 시프트되지 않는다.
이러한 시프트에 의하여 두 상전류가 3-상 PWM 듀티의 모든 조건하에 측정될 수 있는 경우, 3-상 전류는 항상 측정될 수 있고 모터의 3-상 전류의 폐쇄루프제어는 3-상 전류를 요구된 값으로 제어토록 3-상 PWM 듀티를 조절함으로서 수행될 수 있다. 물론, 각 쌍의 신호에 대한 듀티싸이클은 이러한 시프트에 의하여 변경되지 않아 모터의 각 상에 인가된 평균전압이 항상 일정하게 유지되도록 하는 것이 중요하다.
어떠한 싸이클에서 실신호에 따라, 신호엣지를 정렬하여 모든 상부 스위칭장치가 오프일때와 모든 하부 그위칭장치가 온일 때 제로전류의 샘플을 얻을 수 있고 모든 상부 스위칭장치가 온일 때와 모든 하부 그위칭장치가 오프일 때 샘플을 얻을 수 있다. 가능하다면 본 발명의 방법은 이러한 방법으로 신호엣지를 정렬하는 단계를 포함한다. 만약 그렇지 않다면, 하나 이상의 에러플래그가 상승되어 제로전류 샘플이 해당 싸이클내에서 추출될 수 없음을 나타내게 된다.
본 발명에 의하여, 모터의 펄스폭변조제어중에 제로전류가 전류측정수단으로 흐르는 주기를 나타내도록 여러 듀티싸이클이 정렬될 수 있다(가능한 경우). 이들 순간에 제로전류샘플을 추출할 수 있다. 물론, 펄스트레인의 모든 싸이클의 샘플을 추출하는 것이 본 발명의 요지는 아니다. 실제로, 각 상전류를 측정하기 위하여 변조방식에 의하여 요구된 베제로 샘플에 우선순위가 주어지는 것이 요구되므로 이러한 샘플이 항시 유효한 것은 아니다.그러나, 전문가라면 모터가 운전중에 전류측정회로의 드리프트를 보상할 수 있는 잇점을 이해할 것이다.
본 발명의 제2관점에 따라서, 각 상이 상부 스위칭장치를 통하여 제1전압과 하부 스위칭장치를 통하여 제2전압에 연결되는 3상으로 구성된 모터의 제어방법이 제공되는 바, 이 방법이 상에 인가될 순전압을 나타내는 모터의 각 상에 대한 각 상전압요구값을 계산하는 단계, 상에 전압요구값에 일치하는 순전압을 인가하는데 요구된 각 상의 상부 스위칭장치에 대한 펄스폭변조신호의 듀티주기값과 하부 스위칭장치에 대한 펄스폭변조신호의 듀티주기값을 계산하는 단계와, 각 상에 대하여 오프상태로부터 온상태로 전환되는 상부 스위칭장치의 제1스위칭 엣지와 오프상태로 복귀전환되는 상부 스위칭장치의 제2스위칭 엣지사이의 시간지연과 온상태로부터 오프상태로 전환되는 하부 스위칭장치의 제3스위칭 엣지와 온상태로 복귀전환되는 상부 스위칭장치의 제4스위칭 엣지사이의 시간지연을 한정토록 듀티주기값을 처리하는 단계로 구성되고, 엣지의 위치가 PWM신호의 싸이클을 한정하며, 제1의 순간에서 전류측정수단을 통하여 흐르는 전류가 모터의 단일 상의 전류를 나타내고 제2의 순간에서 전류측정수단을 통하여 흐르는 전류가 모터의 제2의 상이한 상의 전류를 나타내도록 일측 상에 대한 신호의 엣지의 위치를 타측 상에 대한 신호의 엣지의 위치에 대하여 계산하는 단계와, 각 스위칭장치를 그 각 PWM 신호로 변조하는 단계로 구성된다.
좋기로는 PWM싸이클내의 엣지가 제3 순간에서 실제의 제로전류가 전류측정수단을 통하여 흐르도록 상대측에 대하여 배치되는 것이 좋다. 이는 하부 스위칭장치가 스위칭 오프되어 있는 동안에 모든 상부 스위칭장치가 스위칭 온되는 순간과 일치한다. 아울러, 또는 엣지는 제4의 예에서 하부 스위칭장치가 스위칭 온되어 있는 동안에 모든 상부 스위칭장치가 스위칭 오프되도록 정렬될 수 있다. 이는 두 상이한 제로전류조건이 PWM 싸이클에서 발생될 수 있도록 한다.
가능한 경우에, 엣지는 상기 언급된 4개의 모든 순간조건이 PWM 싸이클내에서 만나도록 상대측에 대하여 배치된다. 명백하게 이것이 가능한지의 여부는 상전압요구값에 따라 달라진다.
각각 두개의 제로전류샘플, 즉 모든 상부 스위칭장치가 스위칭 온되고 모든 하부 스위칭장치가 스위칭 오프되었을 때 하나의 샘플과 모든 하부 스위칭장치가 스위칭 온되고 모든 상부 스위칭장치가 스위칭 오프되었을 때 다른 하나의 샘플을 취함으로서 제로전류에 해당하는 두개의 데이터 스트림이 발생될 수 있다. 각 스트림은 각각 여파되고 평균되어 보상값이 전류측정회로의 제로출력에서 일어나는 변화를 추적할 수 있도록 한다.
각 스트림에 대하여 고정된 시간상수를 갖는 단극저역순환필터를 이용하는 것이 좋다. 그리고 두 스트림의 평균값은 제로전류출력값을 계산하는데 이용될 수 있다.
본 발명의 방법은 PWM 싸이클내에서 각 PWM 신호를 중심정렬하는 중간단계로 구성될 수 있으며, 이와 같이 함으로서 신호의 제1 및 제2 엣지(또는 제3 및 제4 엣지)가 PWM 싸이클내에서 임의선택점을 중심으로 하여 등간격을 이룬다. 이는 PWM 싸이클의 중심이다.
또한 본 발명의 방법은 제1, 제2, 제3 또는 제4의 순간에 해당하는 PWM싸이클중에 적어도 하나의 전류샘플을 추출하는 단계를 포함한다.
가장 좋기로는 이러한 전류샘플의 시컨스가 단일 PWM 싸이클내로부터 추출되는 것이며, 이러한 시컨스는 각 제1, 제2, 제3 또는 제4의 순간로부터 추출된 하나의 샘플로 구성된다.
각 신호에 대한 PWM 엣지사이의 시간지연을 계산할 때, 하나 이상의 인터록 지연이 각 엣지의 위치에 부가된다. 그밖에, 일반적으로 상부 스위칭장치는 하부 스위칭장치가 오프상태인 시간과 동일한 기간중에 온상태로 전환되거나 그 반대가 된다.
3개의 상은 이들에 관련된 상전압요구의 크기순서로 정렬되며, 최고 위치를 상 A라 하고 최저위치를 상 C라 하였다.
엣지의 초기중심정렬후, 엣지의 위치는 전류측정이 이루어질 수 있도록 시프트될 수 있다. 이상적으로는 엣지가 시프트되어 제1 순간에서 일측 상의 상부 및 하부 스위칭수단이 다른 상에 대하여 반대상태가 되는 것이다. 제2 순간에서, 타측 상의 상부 및 하부 스위칭수단이 다른 상의 상부 및 하부 스위칭수단에 대하여 다른 상태가 된다. 이는 전류가 상에 대하여 흐르는 전류를 측정함으로서 측정될 수 있는 특정 스위칭상태를 갖는 상에 대하여 전류가 흐를 수 있도록 한다.
엣지는 두 단계로 시프트되는 것이 좋다. 첫째는, 상 A에 대한 두 신호가 상 C의 상부 스위칭장치가 최소의 중첩시간으로 스위칭 오프되는 동안 상 A의 상부 스위칭장치가 온이 될 때까지 PWM 싸이클에서 상 A의 엣지를 전진(빠르게)방향으로 시프트시키거나 또는 PWM 싸이클에서 상 C의 엣지를 후진(느리게)방향으로 시프트시킴으로서 상 C에 대하여 시프트될 수 있다. 그리고 상 B의 엣지는 상 A측으로 흐르는 전류와 상 C로부터 흘러나오는 전류가 특별히 측정될 수 있는 위치에 이를 때까지 PWM 싸이클에서 전후진 방향으로 시프트될 수 있다.
전문가라면 측정된 전류가 상 A로 흐르는 전류와 동일하게 되는 제1 순간과,측정된 전류가 상 C로부터 흐르는 전류와 동일하게 되는 제2 순간을 이해할 것이다.
물론 제1 및 제2 순간에서 전류가 다른 상에 대하여 흐르는 전류와 일치하는 다른 시프트패턴이 이용될 수 있다.
그리고 측정된 전류값은 상에서 전류를 제어할 수 있도록 설계된 피드백제어기의 피드백값으로 이용될 수 있다. 상 A 및 C에 대한 전류값은 상기 언급된 수순의 역순으로 물리적인 상에 대하여 재분배된다.
본 발명의 다른 관점에 따라서, 본 발명은 본 발명의 제1관점에 따른 방법을 이용하여 모니터되거나 제2관점에 따른 방법을 이용하여 제어되는 모터가 결합된 파워 스티어링 시스템을 제공한다.
본 발명을 첨부도면에 의거하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명에 따라서 파워 스티어링 시스템의 일부를 구성하는 전류감지저항회로가 결합된 전기모터와 구동회로의 개략 구성도.
도 2는 도 1에서 보인 모터를 제어하는데 이용되는 여러 공정단계를 보인 설명도.
도 3a는 상요구전압이 최대 순전압값일 때 도 1에서 보인 모터의 상의 상부 및 하부 트랜지스터에 인가되는 두 신호를 보인 설명도.
도 3b는 상요구전압이 최소 순전압값일 때 모터의 상의 상부 및 하부 트랜지스터에 인가되는 두 신호를 보인 설명도.
도 4는 크기대로 중심정렬 및 순위정렬후 6개의 모든 상신호의 위치를 보인 설명도.
도 5는 적당한 전류측정이 이루어질 수 있도록 시프트된 후에 12개 엣지의 상대위치를 보인 설명도.
도 1은 본 발명의 모터제어방법이 결합된 파워 스티어링 시스템을 위한 모터구동 및 제어회로의 회로도를 보인 것이다.
모터는 각각 병렬연결된 하나 이상의 상권선으로 구성된 3개의 상(1, 2 및 3)을 갖는 브러쉬레스 영구자석 모터(10)로 구성된다. 설명을 용이하게 하기 위하여 이후 상들을 상(1), 상(2) 및 상(3)이라 한다. 이들 상은 일측 단부가 스타 포인트(4)에 연결되고 타측 단부가 브릿지회로(20)에 연결된다. 비록 스타형으로 연결된 모터가 설명되었으나 본 발명은 델타연결형 모터에 적용될 수 있다.
브릿지회로(20)는 파워 트랜지스터(T1, T2, T3, B1, B2, B3)의 형태인 스위칭장치의 어레이로 구성된다. 각 상(1, 2, 3)에 대하여 상부 트랜지스터(T1, T2, T3)는 상을 정전압원 +V에 연결하고 하부 트랜지스터(B1, B2, B3)는 상을 제로전압원 0v에 연결한다. 통상적인 차량에 있어서, 전형적으로 정전압원은 배터리에 의하여 제공되고 부전압연결은 배터리의 음극단자에 연결된 차량샤시의 일부에 대하여 이루어진다.
각 트랜지스터는 스위칭 오프 되었을 때 높은 저항을 가지고 스위칭 온 되었을 때 낮은 저항을 갖는다. 각 트랜지스터의 베이스에 신호를 인가함으로서 모터를 작동시키는 각 상에 적당한 순전압이 인가될 수 있다. 스위치의 제어는 본 발명에 따른 제어방법에 의하여 이루어진다.
또한 회로는 배터리와 스위칭장치사이에 필터회로(도시하지 않았음)와, 모터의 하부트랜지스터와 접지연결부사이에 직렬로 제공된 전류감지저항(30)을 포함한다. 저항(30)을 통한 전압강하는 브릿지와 모터권선에 대하여 흐르는 전류의 측정값을 얻기 위한 적당한 회로(도시하지 않았음)를 이용하여 측정될 수 있다.
각 트랜지스터는 그 베이스에 인가되는 각 PWM 신호를 이용하여 스위칭될 수 있다. PWM 신호의 듀티주기는 각 상에 인가된 순 상전압 V1, V2, 및 V3를 결정한다. 각 PWM 싸이클의 시간은 고정적이다.
각 트랜지스터에 인가된 PWM 신호는 소프트웨어의 벡터제어 알고리즘을 이용하는 모터제어방법을 이용하여 계산될 수 있다. 이러한 알고리즘은 전류감지저항회로에 의하여 측정되는 바와 같이 각 상의 전류에 기초하는 3개의 상전압요구신호를 발생하는 폐쇄루프 알고리즘이다.
실제로 제어방법은 도 2에서 보인 바와 같이 5개의 주요단계를 갖는다. 첫째로, 3상 전류 i1, i2, i3가 위치감지기(41)를 이용한 모터의 회전자 위치θ의 측정과 함께 전류감지기(40)를 이용하여 측정된다. 그리고 제어알고리즘은 단계(43)에서 적당한 상전압요구 V1, V2, V3를 발생하는데 이용된다. 각 상전압요구는 모터의 각 상에 인가될 순전압에 일치한다. 그리고 이들은 각 상에 대하여 듀티값을 계산하기 위하여 제1처리수단(45)에 의하여 이용된다. 끝으로, 각 상전압요구는 단계(46)에서 이러한 상의 상부 및 하부 트랜지스터에 대한 각 PWM 신호로 처리된다.
하나의 파형을 구성하기 위하여 단일 상의 상부 및 하부 트랜지스터에 인가된 두 PWM 신호를 고려하여, 일반적으로 각 파형은 PWM 싸이클 또는 주기내에서 4개의 엣지위치로 한정된다. 이들은 트랜지스터가 상부트랜지스터에 대하여 온상태로부터 오프상태로 또는 그 반대로 스위칭되는 PWM 싸이클의 점들이며 하부 트랜지스터에 대한 스위칭 상태의 해당 위치이다. 일반적으로, 어떠한 상에 대한 상부 트랜지스터가 스위칭 온 되었을 때 이에 해당하는 하부 트랜지스터는 스위칭 오프된다. 전형적인 파형쌍이 최대 상요구전압에 대하여서는 도 3a에 도시되어 있고 최소 상요구전압에 대하여서는 도 3b에 도시되어 있다.
어떠한 모터 상전류의 측정이 이루어질 수 있도록 하기 위하여, 각 상의 엣지의 상대위치는 싸이클내에서 처리수단(46)에 의하여 결정된다. 모터전류가 샘플링될 때의 시간은 6개의 스위치의 상태가 감지수단을 통하여 주어진 형태의 전류를 제공하는 것으로 알려지는 처리수단에 의하여 선택된다. 예를 들어, 전류감지저항회로를 교정하도록 제로전류를 측정하기 위하여, 모든 상부 트랜지스터는 샘플링시간에 하부 트랜지스터가 오프인 동안에 온이되거나 그 반대가 되어야 한다. 12개의 각 엣지의 정확한 위치와 샘플의 타이밍은 이후 상세히 설명되는 처리수단에 의하여 제어된다.
그리고 3상전압요구 V1, V2, V3는 값으로 저장되고 6개의 가능한 결과의 조합의 하나에 따라 케이스번호가 할당된다. 최고정규 상요구전압은 상 A라 하고 그 다음은 상 B라 하며 최저의 것을 상 C라 하였다. 이러한 단계는 PWM 파형에 대한 엣지위치의 계산을 단순화한다.
그리고 각 상전압요구는 측정된 전원전압의 반에 대하여 정규화된다. 만약 전원전압의 측정값이 유효하지 않다면 대신에 공칭값이 사용된다.
정규 상요구전압이 계산되면 3상에 대한 PWM 듀티값이 계산된다.
만약 정규전압요구가 1을 초과하면 PWM 듀티는 도 3a에서 보인 바와 같이 PWM max(즉, 최대출력)로 설정된다. 만약 -1 이하이면 PWM 듀티는 도 3b에서 보인 바와 같이 PWM min(즉, 최소듀티)로 설정된다. 만약 1-과 +1사이에 있으면 다음과 같이 정의된다.
PWM duty=min pwm duty + [(nomalised voltage demand + 1) x (max pwm duty - min pwm duty)] ÷ 2
어떠한 상에 대한 PWM 듀티는 이러한 상의 상부 트랜지스터에 대한 온-시간 대 오프-시간의 비율, 즉 OFF-ON 엣지와 ON-OFF 엣지위치 사이의 지연시간을 한정한다. 이러한 상의 하부 트랜지스터에 대한 온-시간은 상부 트랜지스터의 온-시간과 트랜지스터의 인터록조건으로부터 계산된다.
각 트랜지스터의 듀티주기가 계산되면 다음으로 싸이클내 엣지의 위치가 계산된다. 처음에 모든 6개의 신호가 중심정렬되어 상부 트랜지스터의 각 온 주기의 중심과 하부 트랜지스터의 각 오프 주기의 중심이 도 4에서 보인 바와 같이 싸이클의 중심에 정렬된다.
중심정렬후, 각 6개 PWM의 다양한 시프트가 이루어져 단일 감지저항을 통하여 적당한 상전류측정이 이루어질 수 있도록 한다. 가능하다면 시프트는 싸이클의 적어도 한 점에서 이루어져 모든 상부 트랜지스터가 온이되고 하부 트랜지스터는 오프가 되도록 선택된다. 이상적으로는 단일 싸이클에서 두 조건이 이루어지도록 시프트되는 것이다. 그러나, 파형에 딸서 이는 불가능할 수도 있다. 만약 그렇다면 플래그가 상승되어 오류성의 전류측정샘플이 추출되는 것을 방지한다.
싸이클의 한 순간에 상부 3개의 트랜지스터가 오프가 되게하고 하부 트랜지스터는 온이 되게(또는 그 반대로) 하는 목적은 제로전류가 전류감지저항을 통하여 흐르는 것이 알려졌을 때 단일 전류감지저항회로(30)로부터 샘플이 추출될 수 있도록 하는 것이다. 그리고 전류감지회로는 구성요소의 열 드리프트 또는 에이징의 측정값을 제공하므로 비제로 샘플값이 전류감지회로의 어떠한 오프셋트를 계산하고 이를 보상하는데 이용될 수 있다. 각 싸이클에서 샘플링과 업데이트로(플래그 상승이 가능하거나 추정되는 경우) 전 시간을 통하여 드리프트를 방지하도록 정규보정이 이루어질 수 있다.
다음의 방법은 각 싸이클내에 신호의 위치를 정하는데 이용된다.
각 PWM 엣지는 PWM 싸이클내의 그 위치에 의하여 한정된다. 엣지가 놓일 수 있는 싸이클내의 초기위치는 MIN EDGE POSITION으로 정의된다. 최종위치는 MAX EDGE POSITION으로 정의된다. 다음의 관계가 이루어진다.
MAX EDGE POSITION - MIN EDGE POSITION
=PWM PERIOD - MIN TRANSISTER ON-TIME.
MIN TRANSISTER ON-TIME은 각 상부 트랜지스터가 온이 되고 각 하부 트랜지스터가 온이 될 각 PWM 싸이클중에 최소길이의 시간으로 정의된다.
중심위치는 다음과 같이 정의된다.
싸이클중심 = [MAX EDGE POSITION + MIN EDGE POSITION + (INTERLOCK DELAY 1 - INTERLOCK DELAY 2)] ÷ 2
이는 하부 트랜지스터 엣지가 초기에 듀티와 인터록지연에 관계없이 MAX EDGE POSITION와 MIN EDGE POSITION 사이의 중심에 놓이도록 한다.
상기 언급된 바와 같이 적당히 정의되었을 때 각 엣지의 위치가 계산될 수 있다. 다음의 4가지 정의가 이용될 수 있다.
상부엣지 1 -상부 트랜지스터가 턴 온 되는 위치
상부엣지 2 -상부 트랜지스터가 턴 오프 되는 위치
하부엣지 1 -하부 트랜지스터가 턴 오프 되는 위치
하부엣지 1 -하부 트랜지스터가 턴 온 되는 위치
그리고 중심정렬 PWM 파형에 대한 엣지위치를 계산하기 위하여 다음의 알고리즘이 이용된다.
상 a에 대하여:
centred PWM edges a. top edge 1 = centre of cycle-(PWM duty a÷2)
centred PWM edges a. top edge 2 = centred PWM edges a. top edge 1+PWM
duty a
centred PWM edges a. bottom edge 1 = centred PWM edges a. top edge 1-
INTERLOCK DELAY 1
centred PWM edges a. bottom edge 2 = centred PWM edges a. top edge 2+
INTERLOCK DELAY 2
상 b에 대하여
centred PWM edges b. top edge 1 = centre of cycle-(PWM duty b÷2)
centred PWM edges b. top edge 2 = centred PWM edges b. top edge 1+PWM
duty b
centred PWM edges b. bottom edge 1 = centred PWM edges b. top edge 1-
INTERLOCK DELAY 1
centred PWM edges b. bottom edge 2 = centred PWM edges b. top edge 2+
INTERLOCK DELAY 2
상 c에 대하여
centred PWM edges c. top edge 1 = centre of cycle-(PWM duty c÷2)
centred PWM edges c. top edge 2 = centred PWM edges c. top edge 1+PWM
duty c
centred PWM edges c. bottom edge 1 = centred PWM edges c. top edge 1-
INTERLOCK DELAY 1
centred PWM edges c. bottom edge 2 = centred PWM edges c. top edge 2+
INTERLOCK DELAY 2
중심에 대한 각 엣지의 위치가 한정되면 요구된 엣지시프트가 계산될 수 있다.시프트는 제로전류를 측정하기 위한 두 순간과 적어도 두 상의 전류를 각각 측정하기 위한 두 순간을 제공토록 선택된다(가능하다면). 일반적으로 최소중복영역은 적어도 MIN PWM WAVEFORM OVERLAP의 폭으로 주어진다. 이는 일반적으로 샘플을 위한 충분한 시간이 주어지도록 전류감지저항회로가 "안정"되게 하는 시간이 되도록 선택된다. 이러한 순간에서, 두 전류 샘플은 상 A에 흐르는 전류와 상 C로부터 흐르는 전류에 일치한다.
상대엣지위치를 계산하기 위한 단계는 다음과 같다.
단계 1. 중심정렬 PWM 파형에 이미 존재하는 오버랩의 계산.
PWM ab overlap = centred PWM edges b. bottom edge 1 - centred PWM edges
a. top edge 1
PWM bc overlap = centred PWM edges c. bottom edge 1 - centred PWM edges
b. top edge 1
PWM total overlap = PWM ab overlap + PWM overlap
단계 2. 요구된 PWM a와 PWM c 시프트를 계산. PWM a는 싸이클의 시작으로 시프트된다(즉, 시프트는 - ve가 될 것이다). PWM c는 싸이클의 종료로 시프트된다(즉, 시프트는 + ve가 될 것이다). 만약 전체 오버랩이 이미 충분히 크다면 시프트가 요구되지 않는다.
IF PWM total overlap 〈 (MIN PW WAVEFORM OVERLAP × 2) THEN
PWM A SHIFT = [(MIN PWM WAVEFORM OVERLAP × 2)
- PWM total overlap]÷2
PWM C shift = [(MIN PWM WAVEFORM OVERLAP × 2) - PWM total
overlap] + PWM A shift
ELSE
PWM A SHIFT = 0
PWM C SHIFT = 0
ENDIF
단계 3. 요구된 PWM B 시프트를 계산. PWM B는 양측 오버랩이 충분히 크도록 양 방향으로 시프트될 수 있다. 이 단계는 단계 2의 PWM A와 PWM C에 적용된 시프트를 고려한다.
IF [(PWM AB overlap - PWM A shift) ≤ (PWM BC overlap +PWM C shift)]
THEN
IF [(PWM AB overlap - PWM A shift) 〈 MIN PWM WAVEFORM OVERLAP] THEN
PWM B shift = MIN PWM WAVEFORM OVERLAP - (PWM AB overlap - PWM A shift)
ELSE
PWM B shift + 0
ENDIF
ELSE
IF (PWM BC overlap + PWM C shift) 〈 MIN PWM WAVEFORM OVERLAP] THEN
PWM B shift = (PWM BC overlap + PWM C shift) - MIN PWM WAVEFORM OVERLAP
ELSE
PWM B shift = 0
ENDIF
ENDIF
시프트가 적용된 후 도 4의 신호의 위치는 도 5에 도시되어 있다. 요점은 다음과 같다.
1) 각 트랜지스터에 대한 PWM 듀티는 동일하게 유지된다. 즉, 각 신호의 두 엣지사이의 지연시간이 동일하다.
2) 싸이클의 제2 반부분에서(즉 싸이클중심의 후측부분) 엣지의 순서가 변경될 수 있다.
3) 일반적으로 각 싸이클에 대하여 하나의 엣지는 싸이클의 제1반부분에 있고 다른 엣지는 제2반부분에 있다.
4) 어떠한 상에 대한 두 신호(회로의 암에 대한 상하부)가 동일방향과 동일 양으로 함께 시프트된다.
엣지가 이동되면 적당한 전류 샘플이 추출되는 순간이 선택된다. 각 싸이클에서 4개까지의 샘플이 추출된다. 물론 두 모터 상전류를 나타내는 두 샘플은 항상 추출된다. 제1샘플은 모터 상 A로 흐르는 전류를 측정하고 제2샘플은 상 C로부터 흐르는 전류를 측정한다. 가능하다면 두 개의 제로전류샘플이 추출된다. PWM 파형의 조합에 따라서, 이는 모든 싸이클중에 불가능할 수도 있으며 불가능하다면 플래그가 상승된다.
각 샘플은 오버랩영역내에서 가능한 늦게 추출된다. 이는 샘플링영역의 종료전에 디지털 컨버터 샘플시간과 유사한 방법으로 계산된다.
추출될 각 샘플에 대한 위치는 다음과 같이 계산된다.
단계 1. 모터 상전류샘플에 대한 샘플위치의 계산:
motor current A sample position + PWM edges B. bottom edge 1 - adc sample time
motor current C sample position + PWM edges C. bottom edge 1 - adc sample time
단계 2. 하부 트랜지스터가 온일 때 제로전류샘플의 조건검색과 샘플위치계산:
IF (PWM edges A. bottom edge 1 - min edge position) ≥ MIN PWM WAVEFORM OVERLAP THEN
motor bottom zero current sample position = PWM edges A. bottom edge 1 - adc sample time
motor bottom zero current sample valid = FALSE
단계 3. 상부 트랜지스터가 온일 때 제로전류샘플의 조건검색과 샘플위치계산:
IF (centre of cycle - PWM edges C. top edge 1) ≥ MIN PWM WAVEFORM OVERLAP THEN
motor top zero current sample position = centre of cycle - adc sample time
motor top zero current sample valid = TRUE
ELSE
motor top zero current sample valid = FALSE
이상적으로는 각 싸이클에서 4개의 샘플을 추출하는 것이다. 또는 각 4개의 샘플이 일단의 싸이클로부터 차례로 추출될 수 있다. 일반적으로, 모터 하부제로전류 샘플위치는 먼저 PWM 싸이클에 위치하고 그 다음에 모터전류 A 샘플위치, 모터전류 C 샘플위치, 그리고 최종적으로 모터 상부제로전류 샘플위치가 놓인다.
각 모터 상 A와 모터 상 C에 대한 측정된 샘플은 케이스번호를 결정하기 위하여 이용된 방법의 반대로 물리적인 모터 상에 재할당된다.
제3상의 전류는 3상전류의 합이 제로가 되어야 한다는 것에 의하여 계산될 수 있다.
이와 같이 3개의 상전류는 알려지고 이러한 정보가 도 2의 폐쇄루프 모터전류제어기(43)에 대한 피드백으로서 이용된다.
상부제로전류샘플과 하부제로전류샘플로부터, 전류감지회로의 오프셋트가 계산될 수 있다. 이는 1순위(디지털) 저역필터를 이용하여 상부제로전류샘플과 하부제로전류샘플의 스트림을 별도로 여파하여 이루어질 수 있다. 평균값이 오프셋트보정값을 얻기 위하여 모터 상 A 전류와 모터 상 C 전류의 모든 샘플로부터 감산된다. 물론, 단일 전류감지저항을 대신하여 다른 적당한 전류감지기가 사용될 수 있다.

Claims (26)

  1. 각각 브릿지회로에 연결된 하나 이상의 권선으로 구성된 다상으로 구성되고, 브릿지회로는 각 상에 대하여 하나씩 다수의 암으로 구성되며, 각 암은 상과 제1전원전압사이에 연결된 상부스위칭장치와 상과 상이한 제2전원전압사이에 연결된 하부스위칭장치로 구성되고, 각 장치가 온 상태로부터 오프 상태로 전환가능하게 되어 있는 브러쉬레스 모터의 작동을 제어하는 방법에 있어서, 이 방법이 전류를 나타내는 출력신호를 발생토록 전류측정수단을 이용하여 권선에 대하여 흐르는 전류를 모니터하는 단계, 전류측정수단을 통하여 흐르는 순간전류가 제로인 것이 알려질 때 전류측정수단의 출력을 측정하는 단계와, 실제측정출력신호값과 이상신호값사이의 차이에 대하여 보상된 수정출력신호를 발생하는 단계로 구성됨을 특징으로 하는 브러쉬레스 모터의 작동제어방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 전류측정수단이 단일 감지저항과 이 저항 양단의 전압을 측정하기 위한 수단으로 구성됨을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 수정출력신호를 발생토록 오프셋트값을 전류측정수단으로부터의 출력신호에 가산하거나 또는 오프셋트값을 전류측정수단으로부터의 출력신호으로부터 감산하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 방법.
  4. 제 1 항, 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 제로전류측정이 이루어질 수 있도록 각 스위칭장치에 적당한 신호를 인가하여 모터를 제어하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 방법.
  5. 제 4 항에 있어서, 각 스위칭장치에 인가되는 각 신호가 펄스폭 변조신호로 구성됨을 특징으로 하는 방법.
  6. 제 5 항에 있어서, 모든 스위칭장치가 동일한 동기화된 변조싸이클타임을 갖는 각 펄스폭변조신호에 의하여 변조됨을 특징으로 하는 방법.
  7. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서, 신호가 각 또는 선택된 펄스폭 변조싸이클중에 모터에 대한 순간전류가 싸이클의 순전류에 관계없이 제1순간에 제로가 되도록 선택됨을 특징으로 하는 방법.
  8. 제 7 항에 있어서, 각 스위칭장치에 인가된 펄스폭변조신호가 단일 ON-OFF 전이기간 및 OFF-ON 전이기간 또는 각 싸이클의 엣지에 의하여 한정되고 적어도 상기 제 1 순간에서 모든 하부 장치가 스위칭 오프되어 있는 동안에 모든 상부 장치가 스위칭 온이 됨을 특징으로 하는 방법.
  9. 제 7 항에 있어서, 제 1 순간에서 모든 상부 스위칭장치가 스위치 오프되고 하부 스위칭장치는 스위치 온이 됨을 특징으로 하는 방법.
  10. 제 5 항-제 9 항에 있어서, 각 싸이클중에 각 상부 스위칭장치의 온 주기와 하부 스위칭장치의 오프주기(또는 그 반대)가 중심정렬되어 각 신호의 두 엣지가 싸이클의 임의선택점의 양측에서 동일한 간격을 유지할 수 있도록 각 스위칭장치에 대한 신호를 정렬하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 방법.
  11. 제 10 항에 있어서, 신호가 싸이클의 중심에 맞추어짐을 특징으로 하는 방법.
  12. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서, 본 발명의 방법은 신호의 중심정렬후 싸이클내에서 하나 이상의 신호의 엣지를 시프트시키는 단계로 구성되며 이러한 단계에서 이들 엣지는 각각 모터의 상이한 단일 상의 전류와 일치하는 전류측정수단으로부터 두개의 정밀시한 샘플을 추출할 수 있도록 적당한 방법으로 중첩됨을 특징으로 하는 방법.
  13. 제 12 항에 있어서, 상에서 상부 및 하부 스위칭장치에 대한 신호가 상대측에 대하여 시프트되지 않음을 특징으로 하는 방법.
  14. 제 12 항 또는 제 13 항에 있어서, 최고상전압에 일치하는 두 신호(즉 이러한 상에 대한 상부 및 하부신호)가 하나 이상의 다른 쌍의 신호가 이에 대하여 시프트되는 동안에 시프트되지 않음(중심정렬을 유지함)을 특징으로 하는 방법.
  15. 각 상이 상부 스위칭장치를 통하여 제1전압과 하부 스위칭장치를 통하여 제2전압에 연결되는 다수의 상으로 구성된 모터의 제어방법에 있어서, 이 방법이 상에 인가될 순전압을 나타내는 모터의 각 상에 대한 각 상전압요구값을 계산하는 단계, 상에 전압요구값에 일치하는 순전압을 인가하는데 요구된 각 상의 상부 스위칭장치에 대한 펄스폭변조신호의 듀티주기값과 하부 스위칭장치에 대한 펄스폭변조신호의 듀티주기값을 계산하는 단계와, 각 상에 대하여 오프상태로부터 온상태로 전환되는 상부 스위칭장치의 제1스위칭 엣지와 오프상태로 복귀전환되는 상부 스위칭장치의 제2스위칭 엣지사이의 시간지연과 온상태로부터 오프상태로 전환되는 하부 스위칭장치의 제3스위칭 엣지와 온상태로 복귀전환되는 상부 스위칭장치의 제4스위칭 엣지사이의 시간지연을 한정토록 듀티주기값을 처리하는 단계로 구성되고, 엣지의 위치가 PWM신호의 싸이클을 한정하며, 제1의 순간에서 전류측정수단을 통하여 흐르는 전류가 모터의 단일 상의 전류를 나타내고 제2의 순간에서 전류측정수단을 통하여 흐르는 전류가 모터의 제2의 상이한 상의 전류를 나타내도록 일측 상에 대한 신호의 엣지의 위치를 타측 상에 대한 신호의 엣지의 위치에 대하여 계산하는 단계와, 각 스위칭장치를 그 각 PWM 신호로 변조하는 단계로 구성됨을 특징으로 하는 모터제어방법.
  16. 제 15 항에 있어서, 싸이클내의 엣지가 제 3 순간에서 실제의 제로전류가 전류측정수단을 통하여 흐르도록 상대측에 대하여 배치됨을 특징으로 하는 방법.
  17. 제 16 항에 있어서, 상기 제 3 순간에서 하부 스위칭장치가 스위칭 오프되어 있는 동안에 모든 상부 스위칭장치가 스위칭 온이 됨을 특징으로 하는 방법.
  18. 제 15 항 또는 제 17 항에 있어서, 엣지가 제4의 순간에서 하부 스위칭장치가 스위칭 온되어 있는 동안에 모든 상부 스위칭장치가 스위칭 오프되도록 정렬됨을 특징으로 하는 방법.
  19. 제 18 항에 있어서, 각각 두개의 제로전류샘플, 즉 모든 상부 스위칭장치가 스위칭 온되고 모든 하부 스위칭장치가 스위칭 오프되었을 때 하나의 샘플과 모든 하부 스위칭장치가 스위칭 온되고 모든 상부 스위칭장치가 스위칭 오프되었을 때 다른 하나의 샘플을 추출함으로서 제로전류에 해당하는 두개의 데이터 스트림이 발생됨을 특징으로 하는 방법.
  20. 제 19 항에 있어서, 각 스트림은 각각 여파되고 평균되어 보상값이 전류측정회로의 제로출력에서 일어나는 변화를 추적할 수 있음을 특징으로 하는 방법.
  21. 전기 청구항의 어느 한 항에 있어서, 신호의 제1 및 제2 엣지(또는 제 3 및 제 4 엣지)가 싸이클내에서 임의선택점을 중심으로 하여 등간격을 이루도록 싸이클내에서 각 PWM 신호를 중심정렬하는 중간단계를 포함함을 특징으로 하는 방법.
  22. 제 21 항에 있어서, 중심정렬후, 최고요구전압을 갖는 상에 대한 파형이 중심정렬된 상태가 유지되고 하나 이상의 다른 파형이 요구된 엣지오버랩을 이루도록 시프트됨을 특징으로 하는 방법.
  23. 제 16 항에 있어서, 제1 , 제 2, 제 3 또는 제 4의 순간에 해당하는 PWM 싸이클중에 적어도 하나의 전류샘플을 추출하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 방법.
  24. 제 23 항에 있어서, 전류샘플의 시컨스가 단일 PWM 싸이클내로부터 추출되며, 시컨스가 각 제 1, 제 2, 제 3 또는 제 4의 순간으로부터 추출된 하나의 샘플로 구성됨을 특징으로 하는 방법.
  25. 제 22 항에 있어서, 엣지가 시프트되어 제 1 순간에 일측 상의 상부 및 하부 스위칭수단이 다른 상에 대하여 반대상태가 되고 제 2 순간에 타측 상의 상부 및 하부 스위칭수단이 다른 상의 상부 및 하부 스위칭수단에 대하여 다른 상태가 됨을 특징으로 하는 방법.
  26. 본 발명의 제 1 관점에 따른 방법을 이용하여 모니터되고 제 2 관점에 따른 방법을 이용하여 제어되는 모터가 결합된 파워 스티어링 시스템.
KR1020000053097A 1999-09-07 2000-09-07 모터제어 KR100716536B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GBGB9920988.4A GB9920988D0 (en) 1999-09-07 1999-09-07 Motor control
GB9920988.4 1999-09-07

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20010030316A true KR20010030316A (ko) 2001-04-16
KR100716536B1 KR100716536B1 (ko) 2007-05-09

Family

ID=10860405

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020000053097A KR100716536B1 (ko) 1999-09-07 2000-09-07 모터제어

Country Status (7)

Country Link
US (1) US6445155B1 (ko)
EP (2) EP1783888B1 (ko)
JP (2) JP2001095279A (ko)
KR (1) KR100716536B1 (ko)
BR (1) BR0004051A (ko)
DE (1) DE60032427T2 (ko)
GB (1) GB9920988D0 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030054492A (ko) * 2001-12-26 2003-07-02 주식회사 만도 전자제어 파워 스티어링 시스템에서의 모터 양단 전압측정방법
KR100835194B1 (ko) * 2007-05-29 2008-06-04 주식회사 만도 전동 파워스티어링 시스템의 인버터 스위치 오류 검출방법

Families Citing this family (40)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002291284A (ja) * 2001-03-26 2002-10-04 Toshiba Kyaria Kk 電動機の電流検出方法及び制御装置
US6747431B1 (en) * 2001-08-16 2004-06-08 Lexmark International, Inc. Calibration technique for electric motor
US7262628B2 (en) * 2004-07-02 2007-08-28 Primarion, Inc. Digital calibration with lossless current sensing in a multiphase switched power converter
JP4037643B2 (ja) * 2001-11-28 2008-01-23 松下電器産業株式会社 モータ駆動装置及びモータ回転子位置検出方法
US6735537B2 (en) 2002-03-15 2004-05-11 Motorola, Inc. Procedure for measuring the current in each phase of a three-phase device via single current sensor
US6876169B2 (en) * 2003-01-14 2005-04-05 Delphi Technologies, Inc. Method and controller for field weakening operation of AC machines
US7414425B2 (en) 2004-05-10 2008-08-19 Temic Automotive Of North America, Inc. Damping control in a three-phase motor with a single current sensor
US7109742B2 (en) * 2004-07-12 2006-09-19 Motorola, Inc. Current sensing in a two-phase motor
KR100682873B1 (ko) * 2004-12-28 2007-02-15 삼성전기주식회사 반도체 발광 소자 및 그 제조 방법
DE102005035074A1 (de) * 2005-07-27 2007-02-01 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Strommessung mit einem Shunt und Vorrichtung zur Strommessung
JP5196211B2 (ja) * 2005-09-22 2013-05-15 株式会社ジェイテクト 車両用操舵装置
JP4642645B2 (ja) * 2005-12-08 2011-03-02 本田技研工業株式会社 電動機の制御装置
GB0704877D0 (en) 2007-03-14 2007-04-18 Trw Ltd Determining average current drawn by a motor
JP4286883B2 (ja) * 2007-06-27 2009-07-01 三菱電機株式会社 三相ブラシレスモータの制御装置
JP5252475B2 (ja) 2007-11-06 2013-07-31 オムロンオートモーティブエレクトロニクス株式会社 多相電動機の制御装置
JP4884356B2 (ja) 2007-11-26 2012-02-29 オムロンオートモーティブエレクトロニクス株式会社 多相電動機の制御装置
JP4884355B2 (ja) 2007-11-26 2012-02-29 オムロンオートモーティブエレクトロニクス株式会社 多相電動機の制御装置
JP4833186B2 (ja) * 2007-11-27 2011-12-07 オムロンオートモーティブエレクトロニクス株式会社 多相電動機の制御装置
US8050543B2 (en) * 2008-09-14 2011-11-01 Honeywell International Inc. Trigger mechanism for current acquisition used for motor control applications
GB2469133B (en) * 2009-04-04 2014-04-23 Dyson Technology Ltd Control system for an electric machine
GB2469128A (en) * 2009-04-04 2010-10-06 Dyson Technology Ltd Generating control signals for an electric machine from a position sensor
GB2469140B (en) 2009-04-04 2013-12-11 Dyson Technology Ltd Control of an electric machine
GB2469130B (en) * 2009-04-04 2014-01-29 Dyson Technology Ltd Control system for an electric machine
GB2469129B (en) 2009-04-04 2013-12-11 Dyson Technology Ltd Current controller for an electric machine
JP5263132B2 (ja) * 2009-12-01 2013-08-14 ダイキン工業株式会社 モータ駆動方法およびその装置
DE102010005302A1 (de) * 2010-01-21 2011-07-28 Continental Automotive GmbH, 30165 Steuerung und Verfahren zur Diagnose in einem mehrkanaligen Mikrocontroller
US8972216B2 (en) 2010-03-09 2015-03-03 Infineon Technologies Austria Ag Methods and apparatus for calibration of power converters
GB201006394D0 (en) * 2010-04-16 2010-06-02 Dyson Technology Ltd Controller for a brushless motor
JP5591194B2 (ja) * 2010-09-02 2014-09-17 オムロンオートモーティブエレクトロニクス株式会社 モータ駆動装置
US8674713B2 (en) * 2010-10-21 2014-03-18 Tektronix, Inc. Zero ampere level current data correction for a power device under test
JP5330354B2 (ja) 2010-11-09 2013-10-30 株式会社東芝 モータ制御装置
JP2013017363A (ja) * 2011-07-06 2013-01-24 Omron Automotive Electronics Co Ltd モータ制御装置
ES2369980B1 (es) * 2011-07-29 2012-07-24 Thyssenkrupp Elevator Innovation Center, S.A. Sistema de acionamiento de pasillos moviles.
GB201218674D0 (en) 2012-10-17 2012-11-28 Trw Ltd Control strategy for a motor of an electric assisted steering system
JP6309200B2 (ja) 2013-03-26 2018-04-11 三菱重工業株式会社 雷電流計測装置及び雷電流計測方法
JP2015050909A (ja) 2013-09-04 2015-03-16 オムロンオートモーティブエレクトロニクス株式会社 モータ制御装置
JP6099148B2 (ja) 2013-09-04 2017-03-22 オムロンオートモーティブエレクトロニクス株式会社 モータ制御装置
JP5892394B2 (ja) 2014-01-28 2016-03-23 株式会社デンソー 電力変換装置、および、これを用いた電動パワーステアリング装置
US9525371B2 (en) * 2014-03-31 2016-12-20 Stmicroelectronics S.R.L. Apparatus for detecting the rotor position of an electric motor and related method
CN104793041B (zh) * 2015-03-20 2019-01-04 四川长虹电器股份有限公司 变频空调相电流单电阻采样控制方法

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4654566A (en) * 1974-06-24 1987-03-31 General Electric Company Control system, method of operating an electronically commutated motor, and laundering apparatus
US4528486A (en) 1983-12-29 1985-07-09 The Boeing Company Controller for a brushless DC motor
US4540921A (en) * 1984-04-19 1985-09-10 General Electric Company Laundry apparatus and method of controlling such
US4879502A (en) 1985-01-28 1989-11-07 Hitachi, Ltd. Speed control apparatus and method for motors
JP2712470B2 (ja) * 1989-01-23 1998-02-10 松下電器産業株式会社 インバータ装置の電流検出装置
JPH0378499A (ja) * 1989-08-18 1991-04-03 Tokico Ltd スピンドルモータ
JPH04347592A (ja) * 1991-05-24 1992-12-02 Hitachi Ltd 電動機の駆動装置
JPH05252785A (ja) * 1992-03-02 1993-09-28 Omron Corp モータ制御装置
GB2266816A (en) 1992-04-03 1993-11-10 Cookson Group Plc Speed/torque control of electric motors
US5274317A (en) * 1992-11-12 1993-12-28 General Motors Corp. Single sensor current control of a multiple phase AC machine
JP2949183B2 (ja) * 1992-11-25 1999-09-13 光洋精工株式会社 電動パワーステアリング装置
JP3290481B2 (ja) * 1992-12-03 2002-06-10 東芝キヤリア株式会社 冷凍サイクル制御装置
JP2501012B2 (ja) * 1992-12-17 1996-05-29 インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレイション 電流測定装置
JPH06276781A (ja) * 1993-03-22 1994-09-30 Matsushita Electric Ind Co Ltd モータドライブ装置
JP3236449B2 (ja) * 1994-08-04 2001-12-10 ファナック株式会社 Acサーボモータの制御方法
JPH08163882A (ja) * 1994-11-30 1996-06-21 Mitsubishi Heavy Ind Ltd サーボドライバ
DK172570B1 (da) * 1995-01-23 1999-01-25 Danfoss As Vekselretter og fremgangsmåde til måling af vekselretterens fasestrømme
US5986417A (en) * 1995-04-26 1999-11-16 Sgs-Thomson Mocroelectronics S.A. Sensorless universal motor speed controller
FR2746982B1 (fr) * 1996-03-28 1998-05-07 Schneider Electric Sa Convertisseur de frequence pour moteur alternatif
US5900714A (en) * 1996-11-08 1999-05-04 International Rectifier Corporation Circuit for sensing motor load current
GB9709498D0 (en) 1997-05-09 1997-07-02 Switched Reluctance Drives Ltd Transducer offset compensation

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030054492A (ko) * 2001-12-26 2003-07-02 주식회사 만도 전자제어 파워 스티어링 시스템에서의 모터 양단 전압측정방법
KR100835194B1 (ko) * 2007-05-29 2008-06-04 주식회사 만도 전동 파워스티어링 시스템의 인버터 스위치 오류 검출방법

Also Published As

Publication number Publication date
EP1083650A3 (en) 2002-02-13
EP1783888A1 (en) 2007-05-09
JP5653779B2 (ja) 2015-01-14
DE60032427D1 (de) 2007-02-01
BR0004051A (pt) 2001-04-24
EP1083650A2 (en) 2001-03-14
JP2001095279A (ja) 2001-04-06
DE60032427T2 (de) 2007-10-18
KR100716536B1 (ko) 2007-05-09
GB9920988D0 (en) 1999-11-10
US6445155B1 (en) 2002-09-03
EP1783888B1 (en) 2015-08-12
JP2011120467A (ja) 2011-06-16
EP1083650B1 (en) 2006-12-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100716536B1 (ko) 모터제어
US11245340B2 (en) Circuit board, method for determining a current space vector, converter, circuit board and series of converters
US10666183B2 (en) Motor control circuit
KR100567492B1 (ko) 전동기의 전류검출방법과 전동기의 제어장치
EP1535389B1 (en) Motor drive control
US5640073A (en) Brushless dc motor unit and method of driving the unit
US8502488B2 (en) Position sensorless motor control
US5739651A (en) Apparatus and method for driving and controlling brushless motor
JP2013068639A (ja) 電流測定方法および電流測定装置
KR100416865B1 (ko) 저 잡음 및 고 효율의 브러쉬리스 모터 구동 회로
KR20070100691A (ko) 모터구동제어
JP5837190B2 (ja) 電気励磁式電気機械の相電流経過と励磁電流経過を測定するための方法及び装置
JP3917305B2 (ja) モータ駆動回路
JPH0956182A (ja) 電動車両用モータ制御装置
JP7474271B2 (ja) 正確な電流測定を用いるモータ制御装置
US8810180B2 (en) Electric motor operation apparatus and method
US11584428B2 (en) Steering device
JPH06351280A (ja) モータの相電流検出装置
JPH10341588A (ja) 誘導負荷の電流ゼロ交差検出および電圧モードpwm駆動の最適化
US7906929B2 (en) Method and device for controlling a three-phase machine having several phase windings, which can be controlled by means of pulse width modulation
US7514891B2 (en) Method and arrangement for monitoring a power output stage
JP3556137B2 (ja) ブラシレスモータの駆動制御装置
JPH10132869A (ja) Acサーボドライバの電流検出装置
CN1362782A (zh) 用于补偿电机的空载时间的装置和方法
JPH01206895A (ja) ステッピングモータ駆動回路

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130423

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140423

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150424

Year of fee payment: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160422

Year of fee payment: 10

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170424

Year of fee payment: 11

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180424

Year of fee payment: 12

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190423

Year of fee payment: 13