KR20110087454A - Method and apparatus for detecting three-phase motor current - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A method for detecting a three-phase motor current and an apparatus thereof are provided to reduce the size of a three-phase motor current and implementing cost by measuring current values with only one shunt resistor. CONSTITUTION: A signal input part(110) receives a first phase gate signal with a constant cycle, a second phase gate signal, a third phase gate signal, and an output value from a shunt resistor which is connected to each phase of a three-phase motor. A measuring unit for each phase current value(120) detects a first rising edge of the first phase gate signal of three phases motor in a first cycle, and measures a first current value in a first phase gate signal by interrupting the first rising edge of the first phase gate signal. The second rising edge of the second phase gate signal of three phases is detected in a second cycle, and measures a second current value in a second phase by interrupting the second rising edge of the second gate signal. A current offset value measuring unit(130) detects a current offset value of a shunt resistor in a third cycle, and measures a third current value in a third phase gate signal by interrupting the third rising edge of the third phase gate signal.

Description

삼상 모터전류 검출 방법 및 그 장치{METHOD AND APPARATUS FOR DETECTING THREE-PHASE MOTOR CURRENT}Three-phase motor current detection method and apparatus therefor {METHOD AND APPARATUS FOR DETECTING THREE-PHASE MOTOR CURRENT}

본 발명은 모터전류를 검출하는 기술에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 삼상 모터의 각 상에 연결된 한 개의 션트 저항을 이용하여 각 상의 전류값과 전류 오프셋값을 측정하고, 측정된 값들에 기초하여 삼상 모터의 모터전류를 계산하여 검출하는 삼상 모터전류 검출 방법 및 그 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a technique for detecting a motor current. More specifically, the three-phase motor current for measuring the current value and the current offset value of each phase by using a single shunt resistor connected to each phase of the three-phase motor, and calculates and detects the motor current of the three-phase motor based on the measured values. A detection method and apparatus therefor.

전동식 파워 스티어링 시스템(MDPS: Motor Driven Power Steering System)을 위한 BLAC(Brushless AC) 모터와 같은 삼상 모터인 경우, 셀프 스티어링(Self Steering) 방지를 위해 서브 마이크로 컨트롤러 유닛(Sub MCU: Sub Micro Controller Unit)을 이용하여 인터락(Interlock) 기능을 구현한다. 이러한 인터락 기능 구현을 위해 검출되어야만 하는 삼상 모터의 모터전류는, 각 상 별로 전류센서를 달아 각 상 전류값을 직접 측정하는 방식으로 검출된다. For three-phase motors, such as brushless AC (BLAC) motors for Motor Driven Power Steering Systems (MDPS), the Sub Micro Controller Unit (Sub MCU) is used to prevent self-steering. Implement the interlock function using. The motor current of the three-phase motor, which must be detected to implement such an interlock function, is detected by directly measuring the current value of each phase by attaching a current sensor for each phase.

하지만, 종래의 삼상 모터전류 검출 방식에서 각 상 별로 달아야하는 전류센서는 상당히 비싸기 때문에, 종래의 삼상 모터전류 검출 방식에 기반한 삼상 모터전류 검출 장치를 구현하는 데 많은 비용이 드는 문제점이 있다. 또한, 종래의 삼상 모터전류 검출 방식에서 각 상 별로 달아야하는 전류센서는 안정화되어야만 하기 때문에, 종래의 삼상 모터전류 검출 방식에 기반한 삼상 모터전류 검출 장치는 전류센서의 안정화를 위한 필터(Filter) 등의 추가 구성이 필요하여, 제작 비용의 증가는 물론, 장치 사이즈가 커지게 되는 문제점도 있다. However, since the current sensor to be attached to each phase in the conventional three-phase motor current detection method is very expensive, there is a problem that the cost of implementing a three-phase motor current detection device based on the conventional three-phase motor current detection method. Further, in the conventional three-phase motor current detection method, since the current sensor to be attached to each phase must be stabilized, the three-phase motor current detection device based on the conventional three-phase motor current detection method includes a filter for stabilizing the current sensor. There is a problem in that additional configuration is required, as well as an increase in manufacturing cost and an increase in device size.

이러한 배경에서, 본 발명의 목적은, 각 상 전류값을 측정하기 위하여 각 상 별로 전류센서를 구비할 필요없이, 한 개의 션트 저항만으로 각 상 전류값을 측정하여 삼상 모터의 모터전류를 검출하도록 해주는 데 있다. In this background, an object of the present invention is to detect the motor current of a three-phase motor by measuring each phase current value with only one shunt resistor, without having to provide a current sensor for each phase to measure each phase current value. There is.

전술한 목적을 달성하기 위하여, 일 측면에서, 본 발명은, 삼상 모터의 모터전류를 검출하는 삼상 모터전류 검출 장치에 있어서, 일정 주기를 갖는 제 1 상의 게이트 신호, 제 2 상의 게이트 신호 및 제 3 상의 게이트 신호와, 상기 삼상 모터의 각 상과 모두 연결된 션트 저항의 출력값을 입력받는 신호 입력부; 첫 번째 주기에서 삼상 중 제 1 상의 게이트 신호의 제 1 상승 에지가 검출되면, 상기 제 1 상승 에지에서 인터럽트를 걸어, 션트 저항의 출력값으로부터 상기 션트 저항에 흐르는 상기 제 1 상에 대한 제 1 전류값을 측정하고, 두 번째 주기에서 삼상 중 제 2 상의 게이트 신호의 제 2 상승 에지가 검출되면, 상기 제 2 상승 에지에서 인터럽트를 걸어, 상기 션트 저항의 출력값으로부터 상기 션트 저항에 흐르는 상기 제 2 상에 대한 제 2 전류값을 측정하는 각 상 전류값 측정부; 세 번째 주기에서 삼상 중 제 3 상의 게이트 신호의 제 3 상승 에지가 검출되면, 상기 제 3 상승 에지에서 인터럽트를 걸어, 상기 션트 저항의 출력값으로부터 상기 션트 저항에 대한 전류 오프셋값을 측정하는 전류 오프셋값 측정부; 및 상기 제 1 전류값, 상기 제 2 전류값 및 상기 전류 오프셋값에 기초하여 상기 삼상 모터의 모터전류를 계산하는 모터전류 계산부를 포함하는 것을 특징으로 하는 삼상 모터전류 검출 장치를 제공한다. In order to achieve the above object, in one aspect, the present invention, in the three-phase motor current detection device for detecting the motor current of the three-phase motor, the first phase gate signal, the second phase gate signal and the third phase having a certain period A signal input unit configured to receive a gate signal of a phase and an output value of a shunt resistor connected to each phase of the three-phase motor; When a first rising edge of the gate signal of the first phase of the three phases is detected in the first period, an interrupt is generated at the first rising edge, and a first current value for the first phase flowing from the output value of the shunt resistor to the shunt resistor. If the second rising edge of the gate signal of the second phase of the three phases in the second period is detected, interrupt the second rising edge, the second phase flowing from the output value of the shunt resistor to the shunt resistor Each phase current value measuring unit for measuring the second current value for; When a third rising edge of the gate signal of the third phase of the three phases is detected in the third period, the current is interrupted at the third rising edge to measure a current offset value of the shunt resistor from the output of the shunt resistor. Measuring unit; And a motor current calculator configured to calculate a motor current of the three-phase motor based on the first current value, the second current value, and the current offset value.

다른 측면에서, 본 발명은, 삼상 모터전류 검출 장치가 삼상 모터의 모터전류를 검출하는 방법에 있어서, 첫 번째 주기에서, 삼상 중 제 1 상의 게이트 신호의 제 1 상승 에지를 검출하는 단계; 상기 제 1 상의 게이트 신호의 검출된 제 1 상승 에지에서 인터럽트를 걸어, 션트 저항의 출력값을 디지털 변환하여, 상기 션트 저항에 흐르는 상기 제 1 상에 대한 제 1 전류값을 측정하는 단계; 두 번째 주기에서, 삼상 중 제 2 상의 게이트 신호의 제 2 상승 에지를 검출하는 단계; 상기 제 2 상의 게이트 신호의 검출된 제 2 상승 에지에서 인터럽트를 걸어, 상기 션트 저항의 출력값을 디지털 변환하여, 상기 션트 저항에 흐르는 상기 제 2 상에 대한 제 2 전류값을 측정하는 단계; 세 번째 주기에서, 삼상 중 제 3 상의 게이트 신호의 제 3 상승 에지를 검출하는 단계; 상기 제 3 상의 게이트 신호의 검출된 제 3 상승 에지에서 인터럽트를 걸어, 상기 션트 저항의 출력값을 디지털 변환하여, 상기 션트 저항에 대한 전류 오프셋값을 측정하는 단계; 상기 제 1 전류값, 상기 제 2 전류값 및 상기 전류 오프셋값에 기초하여 상기 삼상 모터의 모터전류를 계산하는 단계를 포함하되, 상기 션트 저항은, 상기 삼상 모터의 각 상과 모두 연결되는 것을 특징으로 하는 삼상 모터전류 검출 방법을 제공한다.In another aspect, the present invention provides a method of detecting a motor current of a three-phase motor by a three-phase motor current detection device, comprising: detecting, in a first period, a first rising edge of a gate signal of a first phase of three phases; Interrupting at the detected first rising edge of the gate signal of the first phase to digitally convert the output value of the shunt resistor to measure a first current value for the first phase flowing through the shunt resistor; In a second period, detecting a second rising edge of the gate signal of the second phase of the three phases; Interrupting at the detected second rising edge of the gate signal of the second phase to digitally convert an output value of the shunt resistor to measure a second current value for the second phase flowing through the shunt resistor; In a third period, detecting a third rising edge of the gate signal of the third phase of the three phases; Interrupting at the detected third rising edge of the third phase gate signal to digitally convert an output value of the shunt resistor to measure a current offset value for the shunt resistor; Calculating a motor current of the three-phase motor based on the first current value, the second current value, and the current offset value, wherein the shunt resistor is connected to each phase of the three-phase motor. A three-phase motor current detection method is provided.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 각 상 전류값을 측정하기 위하여 각 상 별로 전류센서를 구비할 필요없이, 한 개의 션트 저항만으로 각 상 전류값을 측정하여 삼상 모터의 모터전류를 검출하도록 해주는 효과가 있다. 이를 통해, 삼상 모터전류 검출 장치의 크기를 줄이고 구현 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다. As described above, according to the present invention, the motor current of the three-phase motor is detected by measuring each phase current value with only one shunt resistor, without having to provide a current sensor for each phase to measure each phase current value. It works. Through this, it is possible to reduce the size of the three-phase motor current detection device and to reduce the implementation cost.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 삼상 모터전류 검출 장치에 대한 블록구성도이다.
도 2는 삼상 모터전류 검출시 이용되는 션트 저항과 입력 신호들(U,V,W,S)을 나타낸 예시 도면이다.
도 3은 입력 신호들(U,V,W,S)을 이용하여 각 상 전류값과 전류 오프셋값을 측정하는 예시 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 삼상 모터전류 검출 장치가 인터락 장치와 연동하는 것을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 삼상 모터전류 검출 방법에 대한 흐름도이다. 1 is a block diagram of a three-phase motor current detection device according to an embodiment of the present invention.
2 is an exemplary diagram illustrating a shunt resistor and input signals U, V, W, and S used in detecting a three-phase motor current.
3 is an exemplary diagram of measuring each phase current value and current offset value by using input signals U, V, W, and S.
4 is a view schematically showing that the three-phase motor current detection device according to an embodiment of the present invention interlocks with the interlock device.
5 is a flowchart illustrating a three-phase motor current detection method according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, some embodiments of the present invention will be described in detail through exemplary drawings. In adding reference numerals to the components of each drawing, it should be noted that the same reference numerals are assigned to the same components as much as possible even though they are shown in different drawings. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.

또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.In addition, in describing the component of this invention, terms, such as 1st, 2nd, A, B, (a), (b), can be used. These terms are only for distinguishing the components from other components, and the nature, order or order of the components are not limited by the terms. If a component is described as being "connected", "coupled" or "connected" to another component, that component may be directly connected to or connected to that other component, but there may be another configuration between each component. It is to be understood that the elements may be "connected", "coupled" or "connected".

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 삼상 모터전류 검출 장치(100)에 대한 블록구성도이다. 1 is a block diagram of a three-phase motor current detection device 100 according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 삼상 모터의 모터전류를 검출하는 삼상 모터전류 검출 장치(100)는, 각 상의 게이트 신호(U,V,W) 및 션트 저항(Shunt Resistor)의 출력값(S)을 입력받는 신호 입력부(110)와, 1개의 션트 저항을 이용하여 각 상 전류값을 측정하는 각 상 전류값 측정부(120)와, 정확한 전류값을 알기 위한 전류 오프셋값을 측정하는 전류 오프셋값 측정부(130)와, 측정된 각 상 전류값과 전류 오프셋값을 토대로 삼상 모터의 모터전류를 계산하여 검출하는 모터전류 계산부(140) 등을 포함한다. Referring to FIG. 1, the three-phase motor current detection device 100 for detecting a motor current of a three-phase motor according to an embodiment of the present invention includes a gate signal (U, V, W) and a shunt resistor (Shunt Resistor) of each phase. The signal input unit 110 for receiving the output value of the S, each phase current value measuring unit 120 for measuring each phase current value using one shunt resistor, and a current offset value for obtaining an accurate current value The current offset value measuring unit 130 to be measured, and the motor current calculation unit 140 for calculating and detecting the motor current of the three-phase motor based on each measured phase current value and the current offset value.

전술한 신호 입력부(110)는, 일정 주기를 갖는 제 1 상의 게이트 신호(U), 제 2 상의 게이트 신호(V) 및 제 3 상의 게이트 신호(W)를 각 상의 게이트 드라이버로부터 입력받고, 삼상 모터의 각 상과 모두 연결된 션트 저항의 출력(S)값을 입력받는다. 여기서, 삼상(Three-Phase)이란, 각기 120°의 위상 차이를 갖는 3개의 단상(Single-Phase), 즉 제 1 상, 제 2 상 및 제 3 상을 포함한다. The above-described signal input unit 110 receives a gate signal U of a first phase, a gate signal V of a second phase, and a gate signal W of a third phase having a predetermined period from a gate driver of each phase, and is a three-phase motor. It receives the output (S) value of the shunt resistor connected to each phase of. Here, the three-phase includes three single phases, that is, a first phase, a second phase, and a third phase, each having a phase difference of 120 °.

삼상 모터전류 검출시 이용되는 션트 저항(200)과 입력 신호들(U,V,W,S)을 나타낸 예시 도면인 도 2를 참조하면, 전술한 신호 입력부(110)에 입력된 제 1 상의 게이트 신호(U), 제 2 상의 게이트 신호(V) 및 제 3 상의 게이트 신호(W)는, 일정 주기의 펄스 폭 변조(PWM: Pulse Width Modulation) 신호의 형태일 수 있다. 또한, 신호 입력부(110)에 입력되는 션트 저항(200)의 출력신호(S)도 동일한 일정 주기를 갖는 신호일 수 있다.Referring to FIG. 2, which is an exemplary diagram illustrating a shunt resistor 200 and input signals U, V, W, and S used in detecting a three-phase motor current, the gate of the first phase input to the signal input unit 110 described above. The signal U, the gate signal V of the second phase, and the gate signal W of the third phase may be in the form of a pulse width modulation (PWM) signal of a predetermined period. In addition, the output signal S of the shunt resistor 200 input to the signal input unit 110 may also be a signal having the same constant period.

이와 같이, 제 1 상의 게이트 신호(U), 제 2 상의 게이트 신호(V), 제 3 상의 게이트 신호(W) 및 션트 저항(200)의 출력신호(S)가 신호 입력부(110)에 입력되면, 각 상 전류값 측정부(120) 및 전류 오프셋값 측정부(130)는, 신호 입력부(110)에 입력되는 입력 신호들(U,V,W,S)을 이용하여 각 상 전류값(IU,IV,IW)과 전류 오프셋값(Offset)을 측정한다. As such, when the gate signal U of the first phase, the gate signal V of the second phase, the gate signal W of the third phase, and the output signal S of the shunt resistor 200 are input to the signal input unit 110. Each phase current value measuring unit 120 and the current offset value measuring unit 130 use the input signals U, V, W, and S input to the signal input unit 110 to output each phase current value I. U , I V , I W ) and the current offset value (Offset).

아래에서는, 각 상 전류값 측정부(120) 및 전류 오프셋값 측정부(130)가 각 상 전류값(IU,IV,IW)과 전류 오프셋값(Offset)을 측정하는 방식을 도 3을 참조하여 설명한다. Hereinafter, a method of measuring each phase current value I U , I V , I W and a current offset value by each phase current value measuring unit 120 and the current offset value measuring unit 130 is shown in FIG. 3. It will be described with reference to.

도 3을 참조하면, 전술한 각 상 전류값 측정부(120)는, 첫 번째 주기에서 삼상 중 제 1 상의 게이트 신호(U)의 제 1 상승 에지(Rising Edge)가 검출되면, 제 1 상승 에지에서 인터럽트(Interrupt)를 걸어, 션트 저항(200)의 출력값(S)을 디지털 변환(Analog Digital Conversion)하여 션트 저항(200)에 흐르는 제 1 상에 대한 제 1 전류값(IU)을 측정하고, 두 번째 주기에서 삼상 중 제 2 상의 게이트 신호(V)의 제 2 상승 에지가 검출되면, 제 2 상승 에지에서 인터럽트를 걸어, 션트 저항(200)의 출력값(S)을 디지털 변환하여 션트 저항(200)에 흐르는 제 2 상에 대한 제 2 전류값(IV)을 측정한다 이때, 삼상 중 제 3 상에 대한 제 3 전류값(IW)은, 제 1 상에 대한 제 1 전류값(IU)과 제 2 상에 대한 제 2 전류값(IV)과 같이 측정할 수도 있고, 제 1 상에 대한 제 1 전류값(IU)과 제 2 상에 대한 제 2 전류값(IV)으로부터 계산하여 측정할 수 있다. 즉, 『IU+IV=-IW 』의 관계식을 이용하여 제 3 상에 대한 제 3 전류값(IW)을 구할 수 있다. Referring to FIG. 3, when the phase current value measuring unit 120 described above detects the first rising edge of the gate signal U of the first phase of the three phases in the first period, the first rising edge is measured. Interrupt at, and measure the first current value (I U ) of the first phase flowing through the shunt resistor 200 by digitally converting the output value S of the shunt resistor 200. When a second rising edge of the gate signal V of the second phase of the three phases is detected in the second period, an interrupt is applied at the second rising edge to digitally convert the output value S of the shunt resistor 200 to shunt resistance ( The second current value I V for the second phase flowing in the 200 is measured. At this time, the third current value I W for the third phase of the three phases is the first current value I for the first phase. the second for the second may be measured as a current value (I V), first the first current value (I U) and the second on the first of the U) and a second phase Calculated from ryugap (I V) it can be measured. That is, "I U + I V = -I W Can be obtained from the third current value I W for the third phase.

도 3을 참조하면, 전술한 전류 오프셋값 측정부(130)는, 세 번째 주기에서 삼상 중 제 3 상의 게이트 신호(W)의 제 3 상승 에지가 검출되면, 제 3 상승 에지에서 인터럽트를 걸어, 션트 저항(200)의 출력값(S)을 디지털 변환하여 션트 저항(200)에 대한 전류 오프셋값(Offset)을 측정한다. Referring to FIG. 3, if the third rising edge of the gate signal W of the third phase of the three phases is detected in the third period, the current offset value measuring unit 130 interrupts the third rising edge. The output value S of the shunt resistor 200 is digitally converted to measure a current offset value of the shunt resistor 200.

전술한 모터전류 계산부(140)는, 각 상 전류값 측정부(120)에 측정된 제 1 상에 대한 제 1 전류값(IU) 및 제 2 상에 대한 제 2 전류값(IV)과, 전류 오프셋값 측정부(130)에서 측정된 전류 오프셋값(Offset)에 기초하여 삼상 모터의 모터전류(I)를 계산할 수 있다. 여기서, 측정된 전류 오프셋값(Offset)을 통해 디지털 변환 후 정확한 전류값을 알 수 있다. The above-described motor current calculation unit 140, the first current value I U for the first phase and the second current value I V for the second phase measured by each phase current value measurement unit 120. And the motor current I of the three-phase motor based on the current offset value measured by the current offset value measuring unit 130. Here, the measured current offset value (Offset) can determine the correct current value after the digital conversion.

전술한 모터전류 계산부(140)는, 삼상 모터의 모터전류(I)의 계산 방식의 일 예로서, 제 1 상에 대한 제 1 전류값(IU) 및 제 2 상에 대한 제 2 전류값(IV)과, 이들 전류값들로부터 알 수 있는 제 3 상에 대한 제 3 전류값(IW)을 토대로, 삼상 모터의 위치 정보(θ)를 추정하고, 측정된 전류 오프셋값에 근거하여 정확히 알 수 있는 각 상 전류값(IU,IV,IW)과 추정된 삼상 모터의 위치 정보(θ)에 정의된 하기 수학식을 이용하여 삼상 모터의 모터전류(I)를 계산할 수 있다. The motor current calculation unit 140 described above is an example of a calculation method of the motor current I of the three-phase motor, and includes a first current value I U for the first phase and a second current value for the second phase. (I V ) and the position information (θ) of the three-phase motor is estimated based on the third current value I W for the third phase known from these current values, and based on the measured current offset value The motor current I of the three-phase motor can be calculated using the following equation defined in each phase current value (I U , I V , I W ) and the estimated three-phase motor position information (θ). .

Figure pat00001
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전술한 각 상 전류값 측정부(120)는, 제 1 상에 대한 제 1 전류값(IU), 제 2 상에 대한 제 2 전류값(IV) 및 전류 오프셋값(Offset) 각각을 일정 횟수만큼 반복하여 측정할 수 있는데, 이와 같이 반복 측정한 경우, 모터전류 계산부(140)는, 반복하여 측정한 제 1 상에 대한 제 1 전류값(IU), 제 2 상에 대한 제 2 전류값(IV) 및 전류 오프셋값(Offset)을 각각 평균하고, 평균한 결과 얻어진 제 1 전류 평균값, 제 2 전류 평균값 및 전류 오프셋 평균값에 기초하여, 수학식 1을 이용하여, 삼상 모터의 모터전류(I)를 계산할 수 있다. Each of the above-described phase current value measuring units 120 constants each of the first current value I U for the first phase, the second current value I V for the second phase, and the current offset value Offset. The measurement may be repeated as many times, but in this case, the motor current calculator 140 may measure the first current value I U for the first phase and the second phase for the second phase. On the basis of the first current average value, the second current average value, and the current offset average value obtained as a result of averaging the current value I V and the current offset value Offset, respectively, the motor of the three-phase motor The current I can be calculated.

본 발명의 일 실시예에 따른 삼상 모터전류 검출 장치(100)는, 삼상 모터의 모터전류를 측정하는데, 여기서, 삼상 모터는, 브러쉬(Brush)와 커뮤테이터 없이 컨틀롤러(변속기)를 이용하여 전류방향을 회전각도에 따라 전환시켜 회전자를 시키는 BLAC(Brushless AC) 모터일 수 있다. The three-phase motor current detection device 100 according to an embodiment of the present invention measures the motor current of a three-phase motor, where the three-phase motor uses a controller (transmission) without a brush and a commutator. It may be a BLAC (Brushless AC) motor to change the direction according to the rotation angle to make the rotor.

본 발명의 일 실시예에 따른 삼상 모터전류 검출 장치(100)는, 서브 마이크로 컨트롤 유닛(Sub MCU: Sub Micro Controller Unit)으로 구현될 수 있다. 이와 같이, 서브 마이크로 컨트롤 유닛으로 구현될 수 있는 본 발명의 일 실시예에 따른 삼상 모터전류 검출 장치(100)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 계산된 모터전류(I)와, 토크센서(410)로부터 얻어진 토크(T) 간의 상관 관계를 통해 인터락(Interlock) 기능을 수행하는 인터락 장치(400)와 연동할 수 있다. 인터락 장치(400)는, 토크(T)와 모터전류(I) 간의 상관관계를 파악하여 파악된 상관관계가 미리 설정된 비정상영역(모터의 단락, 단선 등의 시스템 고장시 발생함)에 위치하게 되면, 시스템 손상을 방지하기 위한 인터락 기능을 수행한다. The three-phase motor current detection device 100 according to an embodiment of the present invention may be implemented as a sub micro controller unit (Sub MCU). As such, the three-phase motor current detection device 100 according to an embodiment of the present invention, which may be implemented as a sub-micro control unit, as shown in FIG. 4, the calculated motor current I and the torque sensor ( The interlock device 400 performing the interlock function may be interworked through the correlation between the torques T obtained from the 410. The interlock device 400 grasps the correlation between the torque T and the motor current I so that the identified correlation is located in a predetermined abnormal region (which occurs when a system failure such as a short circuit or disconnection of the motor) occurs. If necessary, perform an interlock function to prevent system damage.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 삼상 모터전류 검출 장치(100)가 제공하는 삼상 모터전류 검출 방법에 대한 흐름도이다. 5 is a flowchart illustrating a three-phase motor current detection method provided by the three-phase motor current detection device 100 according to an embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 삼상 모터전류 검출 장치(100)가 삼상 모터의 모터전류를 검출하는 방법은, 첫 번째 주기에서, 삼상 중 제 1 상의 게이트 신호(U)의 제 1 상승 에지를 검출하는 단계(S500)와, 제 1 상의 게이트 신호(U)의 제 1 상승 에지가 검출되면, 제 1 상의 게이트 신호(U)의 검출된 제 1 상승 에지에서 인터럽트를 걸어, 션트 저항(200)의 출력값(S)을 디지털 변환하여, 션트 저항(200)에 흐르는 제 1 상에 대한 제 1 전류값(IU)을 측정하는 단계(S502)와, 두 번째 주기에서, 삼상 중 제 2 상의 게이트 신호(V)의 제 2 상승 에지를 검출하는 단계(S504)와, 제 2 상의 게이트 신호(V)의 제 2 상승 에지가 검출되면, 제 2 상의 게이트 신호(V)의 검출된 제 2 상승 에지에서 인터럽트를 걸어, 션트 저항(200)의 출력값(S)을 디지털 변환하여, 션트 저항(200)에 흐르는 제 2 상에 대한 제 2 전류값(IV)을 측정하는 단계(S506)와, 세 번째 주기에서, 삼상 중 제 3 상의 게이트 신호(W)의 제 3 상승 에지를 검출하는 단계(S508)와, 제 3 상의 게이트 신호(W)의 제 3 상승 에지가 검출되면, 제 3 상의 게이트 신호(W)의 검출된 제 3 상승 에지에서 인터럽트를 걸어, 션트 저항(200)의 출력값을 디지털 변환하여, 션트 저항(200)에 대한 전류 오프셋값(Offset)을 측정하는 단계(S510)와, 전술한 단계들(S500 ~ S510)을 일정 횟수만큼 반복 수행하고, 이에 따라 얻어진 제 1 상에 대한 제 1 전류값(IU), 제 2 상에 대한 제 2 전류값(IV) 및 전류 오프셋값(Offset)에 기초하여(즉 각 상 전류값 및 전류 오프셋값 각각을 평균한 값들을 이용하여), 삼상 모터의 모터전류(I)를 계산하는 단계(S512)를 포함한다. 여기서, 션트 저항(200)은, 삼상 모터의 각 상과 모두 연결된다. Referring to FIG. 5, the method for detecting the motor current of a three-phase motor by the three-phase motor current detection device 100 according to an embodiment of the present invention may include: Detecting a first rising edge (S500), and when a first rising edge of the gate signal U of the first phase is detected, an interrupt is detected at the detected first rising edge of the gate signal U of the first phase, Digitally converting the output value S of the shunt resistor 200 to measure the first current value I U for the first phase flowing through the shunt resistor 200 (S502), and in the second period, three phase Detecting the second rising edge of the gate signal V of the second phase of the second step (S504), and detecting the gate signal V of the second phase when the second rising edge of the gate signal V of the second phase is detected. Interrupts at the second rising edge, and digitally converts the output value S of the shunt resistor 200 to the shunt resistor 200. Measuring a second current value I V for the flowing second phase (S506) and detecting, in a third period, a third rising edge of the gate signal W of the third phase of the three phases (S508) When the third rising edge of the third phase gate signal W is detected, an interrupt is detected at the detected third rising edge of the third phase gate signal W to digitally convert the output value of the shunt resistor 200. In step S510 of measuring the current offset value (Offset) for the shunt resistor 200 and the above-described steps (S500 ~ S510) is repeated a predetermined number of times, and thus the first phase for the first phase obtained Based on the current value I U , the second current value I V and the current offset value (Offset) for the second phase (ie, using the values averaged for each phase current value and each current offset value), Computing the motor current (I) of the three-phase motor (S512). Here, the shunt resistor 200 is connected to each phase of the three-phase motor.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 각 상 전류값(IU,IV,IW)을 측정하기 위하여 각 상 별로 전류센서를 구비할 필요없이, 한 개의 션트 저항(200)만으로 각 상 전류값(IU,IV,IW)을 측정하여 삼상 모터의 모터전류를 검출하도록 해주는 효과가 있다. 이를 통해, 삼상 모터전류 검출 장치(100)의 크기를 줄이고 구현 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다. As described above, according to the present invention, each phase current is provided by only one shunt resistor 200 without having to provide a current sensor for each phase to measure each phase current value I U , I V , I W. The value (I U , I V , I W ) is measured to detect the motor current of a three-phase motor. Through this, there is an effect that can reduce the size of the three-phase motor current detection device 100 and the implementation cost.

이상에서, 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합되거나 결합되어 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 그 모든 구성 요소들이 각각 하나의 독립적인 하드웨어로 구현될 수 있지만, 각 구성 요소들의 그 일부 또는 전부가 선택적으로 조합되어 하나 또는 복수 개의 하드웨어에서 조합된 일부 또는 전부의 기능을 수행하는 프로그램 모듈을 갖는 컴퓨터 프로그램으로서 구현될 수도 있다. 그 컴퓨터 프로그램을 구성하는 코드들 및 코드 세그먼트들은 본 발명의 기술 분야의 당업자에 의해 용이하게 추론될 수 있을 것이다. 이러한 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터가 읽을 수 있는 저장매체(Computer Readable Media)에 저장되어 컴퓨터에 의하여 읽혀지고 실행됨으로써, 본 발명의 실시예를 구현할 수 있다. 컴퓨터 프로그램의 저장매체로서는 자기 기록매체, 광 기록매체, 캐리어 웨이브 매체 등이 포함될 수 있다.In the above description, all elements constituting the embodiments of the present invention are described as being combined or operating in combination, but the present invention is not necessarily limited to the embodiments. In other words, within the scope of the present invention, all of the components may be selectively operated in combination with one or more. In addition, although all of the components may be implemented in one independent hardware, each or all of the components may be selectively combined to perform some or all functions combined in one or a plurality of hardware. It may be implemented as a computer program having a. Codes and code segments constituting the computer program may be easily inferred by those skilled in the art. Such a computer program may be stored in a computer readable storage medium and read and executed by a computer, thereby implementing embodiments of the present invention. The storage medium of the computer program may include a magnetic recording medium, an optical recording medium, a carrier wave medium, and the like.

또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재될 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥 상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.In addition, the terms "comprise", "comprise" or "having" described above mean that the corresponding component may be included, unless otherwise stated, and thus excludes other components. It should be construed that it may further include other components instead. All terms, including technical and scientific terms, have the same meanings as commonly understood by one of ordinary skill in the art unless otherwise defined. Terms commonly used, such as terms defined in a dictionary, should be interpreted to coincide with the contextual meaning of the related art, and shall not be construed in an ideal or excessively formal sense unless explicitly defined in the present invention.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The foregoing description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and various changes and modifications may be made by those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical idea of the present invention but to describe the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The protection scope of the present invention should be interpreted by the following claims, and all technical ideas within the equivalent scope should be interpreted as being included in the scope of the present invention.

100: 삼상 모터전류 검출 장치
110: 신호 입력부
120: 각 상 전류값 측정부
130: 전류 오프셋값 측정부
140: 모터전류 계산부
200: 션트 저항
400: 인터락 장치
410: 토크센서100: three-phase motor current detection device
110: signal input unit
120: current value measuring unit of each phase
130: current offset value measuring unit
140: motor current calculation unit
200: shunt resistance
400: interlock device
410: torque sensor

Claims (4)

삼상 모터의 모터전류를 검출하는 삼상 모터전류 검출 장치에 있어서,
일정 주기를 갖는 제 1 상의 게이트 신호, 제 2 상의 게이트 신호 및 제 3 상의 게이트 신호와, 상기 삼상 모터의 각 상과 모두 연결된 션트 저항의 출력값을 입력받는 신호 입력부;
첫 번째 주기에서 삼상 중 제 1 상의 게이트 신호의 제 1 상승 에지가 검출되면, 상기 제 1 상승 에지에서 인터럽트를 걸어, 션트 저항의 출력값으로부터 상기 션트 저항에 흐르는 상기 제 1 상에 대한 제 1 전류값을 측정하고, 두 번째 주기에서 삼상 중 제 2 상의 게이트 신호의 제 2 상승 에지가 검출되면, 상기 제 2 상승 에지에서 인터럽트를 걸어, 상기 션트 저항의 출력값으로부터 상기 션트 저항에 흐르는 상기 제 2 상에 대한 제 2 전류값을 측정하는 각 상 전류값 측정부;
세 번째 주기에서 삼상 중 제 3 상의 게이트 신호의 제 3 상승 에지가 검출되면, 상기 제 3 상승 에지에서 인터럽트를 걸어, 상기 션트 저항의 출력값으로부터 상기 션트 저항에 대한 전류 오프셋값을 측정하는 전류 오프셋값 측정부; 및
상기 제 1 전류값, 상기 제 2 전류값 및 상기 전류 오프셋값에 기초하여 상기 삼상 모터의 모터전류를 계산하는 모터전류 계산부
를 포함하는 것을 특징으로 하는 삼상 모터전류 검출 장치. In the three-phase motor current detection device for detecting the motor current of the three-phase motor,
A signal input unit configured to receive a gate signal of a first phase having a predetermined period, a gate signal of a second phase, a gate signal of a third phase, and an output value of a shunt resistor connected to each phase of the three-phase motor;
When a first rising edge of the gate signal of the first phase of the three phases is detected in the first period, an interrupt is generated at the first rising edge, and a first current value for the first phase flowing from the output value of the shunt resistor to the shunt resistor. If the second rising edge of the gate signal of the second phase of the three phases in the second period is detected, interrupt the second rising edge, the second phase flowing from the output value of the shunt resistor to the shunt resistor Each phase current value measuring unit for measuring the second current value for;
When a third rising edge of the gate signal of the third phase of the three phases is detected in the third period, the current is interrupted at the third rising edge to measure a current offset value of the shunt resistor from the output of the shunt resistor. Measuring unit; And
A motor current calculator configured to calculate a motor current of the three-phase motor based on the first current value, the second current value, and the current offset value.
Three-phase motor current detection device comprising a. 제 1항에 있어서,
상기 각 상 전류값 측정부는,
상기 제 1 전류값, 상기 제 2 전류값 및 상기 전류 오프셋값 각각을 일정 횟수만큼 반복하여 측정하고,
상기 모터전류 계산부는,
상기 반복하여 측정한 제 1 전류값, 제 2 전류값 및 상기 전류 오프셋값을 각각 평균하고, 평균한 결과 얻어진 제 1 전류 평균값, 제 2 전류 평균값 및 전류 오프셋 평균값에 기초하여 상기 삼상 모터의 모터전류를 계산하는 것을 특징으로 하는 삼상 모터전류 검출 장치. The method of claim 1,
The phase current value measuring unit,
Repeatedly measuring the first current value, the second current value, and the current offset value a predetermined number of times,
The motor current calculation unit,
The motor current of the three-phase motor is based on the first current average value, the second current average value, and the current offset average value obtained as a result of averaging the first current value, the second current value, and the current offset value measured repeatedly. Three-phase motor current detection device, characterized in that for calculating. 제 1항에 있어서,
상기 삼상 모터전류 검출 장치는,
서브 마이크로 컨트롤 유닛(Sub Micro Controller Unit)으로 구현되어, 상기 계산된 모터전류와 토크 간의 상관 관계를 통해 인터락(Interlock) 기능을 수행하는 인터락 장치와 연동하는 것을 특징으로 하는 삼상 모터전류 검출 장치. The method of claim 1,
The three-phase motor current detection device,
A three-phase motor current detection device implemented as a sub micro controller unit, and interlocking with an interlock device that performs an interlock function through a correlation between the calculated motor current and torque. . 삼상 모터전류 검출 장치가 삼상 모터의 모터전류를 검출하는 방법에 있어서,
첫 번째 주기에서, 삼상 중 제 1 상의 게이트 신호의 제 1 상승 에지를 검출하는 단계;
상기 제 1 상의 게이트 신호의 검출된 제 1 상승 에지에서 인터럽트를 걸어, 션트 저항의 출력값을 디지털 변환하여, 상기 션트 저항에 흐르는 상기 제 1 상에 대한 제 1 전류값을 측정하는 단계;
두 번째 주기에서, 삼상 중 제 2 상의 게이트 신호의 제 2 상승 에지를 검출하는 단계;
상기 제 2 상의 게이트 신호의 검출된 제 2 상승 에지에서 인터럽트를 걸어, 상기 션트 저항의 출력값을 디지털 변환하여, 상기 션트 저항에 흐르는 상기 제 2 상에 대한 제 2 전류값을 측정하는 단계;
세 번째 주기에서, 삼상 중 제 3 상의 게이트 신호의 제 3 상승 에지를 검출하는 단계;
상기 제 3 상의 게이트 신호의 검출된 제 3 상승 에지에서 인터럽트를 걸어, 상기 션트 저항의 출력값을 디지털 변환하여, 상기 션트 저항에 대한 전류 오프셋값을 측정하는 단계;
상기 제 1 전류값, 상기 제 2 전류값 및 상기 전류 오프셋값에 기초하여 상기 삼상 모터의 모터전류를 계산하는 단계
를 포함하되,
상기 션트 저항은, 상기 삼상 모터의 각 상과 모두 연결되는 것을 특징으로 하는 삼상 모터전류 검출 방법. In the three-phase motor current detection device detects the motor current of the three-phase motor,
In a first period, detecting a first rising edge of the gate signal of the first phase of the three phases;
Interrupting at the detected first rising edge of the gate signal of the first phase to digitally convert the output value of the shunt resistor to measure a first current value for the first phase flowing through the shunt resistor;
In a second period, detecting a second rising edge of the gate signal of the second phase of the three phases;
Interrupting at the detected second rising edge of the gate signal of the second phase to digitally convert an output value of the shunt resistor to measure a second current value for the second phase flowing through the shunt resistor;
In a third period, detecting a third rising edge of the gate signal of the third phase of the three phases;
Interrupting at the detected third rising edge of the third phase gate signal to digitally convert an output value of the shunt resistor to measure a current offset value for the shunt resistor;
Calculating a motor current of the three-phase motor based on the first current value, the second current value, and the current offset value.
Including,
The shunt resistor, the three-phase motor current detection method, characterized in that all connected to each phase of the three-phase motor.
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