KR20130078955A - 차량용 구동모터의 위치오차 보정방법 - Google Patents

차량용 구동모터의 위치오차 보정방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차량용 구동모터의 위치오차 보정방법에 관한 것으로, 본 발명은 외부로부터 차량속도, 엔진회전속도, 모터토크지령 및 브레이크 상태와 같은 제1 기준값들을 수신하는 단계; 상기 수신된 제1 기준값을 이용하여, 차량이 정지된 상태이고 모터속도가 엔진의 아이들 속도인 제1 조건 및 모터토크지령이 '0'인 제2 조건 및 브레이크 힘이 일정값 이상인 제3 조건을 만족하는 지 판단하는 단계; 상기 제1 조건, 제2 조건 및 제3 조건을 만족하는 경우, 인버터의 출력전류를 '0'으로 하기 위한 영전류제어를 수행하는 단계; 및 상기 영전류제어를 수행하는 단계에서 레졸버에 의해 센싱된 위상각과 구동모터의 실제위치 사이에 오차가 발생한 경우 이 발생된 오차값이 '0'이 되도록 조정한 값을 레졸버의 위치오차 보정을 위한 보정값으로 설정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의해, 본 발명은 차량의 운행 단계에서 모터 회전자의 기준위치와 레졸버의 회전자 기준 위치 간의 오차에 의해 발생하는 구동모터 레졸버의 위치오차를 소프트웨어적으로 보정함으로써 구동모터의 제어성능을 향상할 수 있다.

Description

차량용 구동모터의 위치오차 보정방법{Position error compensation method of drive motor for vehicle}
본 발명은 차량용 구동모터의 제어방법에 관한 것으로, 구체적으로는 모터의 위치 센싱방법을 개선하기 위한 차량용 구동모터의 위치오차 제어방법에 관한 것이다.
종래 차량용 구동모터의 제어방법은 모터의 위치 정보를 측정하기 위해 레졸버를 이용한다. 레졸버는 모터 회전자의 위치정보(위상각)를 측정하기 위해 사용하는 센서로 고정자와 회전자로 구성되며, 레졸버 고정자는 모터 고정자에 부착되고 레졸버 회전자는 모터 회전자에 조립된다.
그런데 모터 회전자와 레졸버 회전자는 조립공차 및 부품 편차 등의 이유로 인해 도 1에 도시된 바와 같이, 모터 회전자의 기준위치와 레졸버의 회전자 기준 위치 간의 오차가 발생할 수 있다.
종래 차량용 구동모터의 제어방법은 이러한 오차를 보정해 주기 위해 차량의 제작시 소프트웨어적으로 보정을 수행한다. 즉 종래 차량용 구동모터의 제어방법은 제조공정 이후 차량의 운행단계에서 이러한 오차를 보정하는 방법은 가지고 있지 않다.
그러나 종래 차량용 구동모터의 제어방법은 차량의 운행시 구동모터에 가해지는 진동과 충격에 의해 레졸버 회전자와 모터 회전자의 기계적 오차가 발생하고, 이 값이 계속 변하기 때문에 정확한 구동모터의 제어를 수행할 수 없는 문제를 가진다.
즉, 레졸버 회전자와 모터회전자의 기계각 오차는 모터 PolePair(모터극수/2)에 비례하여 전기각 오차로 나타난다. 예를 들어 16극 모터에서 1도의 기계각 오차가 발생하면 전기각 오차는 8도가 된다.
이와 같이, 종래 차량용 구동모터의 제어방법은 수 %의 토크오차를 야기시켜 토크제어성능이 저하되는 문제를 가진다.
KR 10-2011-0048979 A, 2011. 05. 12, 첨부도면 도 2
본 발명의 목적은 차량의 운행 단계에서 모터 회전자의 기준위치와 레졸버의 회전자 기준 위치 간의 오차에 의해 발생하는 구동모터 레졸버의 위치오차를 소프트웨어적으로 보정함으로써 구동모터의 제어성능을 향상할 수 있는 차량용 구동모터의 위치오차 보정방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 차량용 구동모터의 위치오차 보정방법에 관한 것으로, 본 차량용 구동모터의 위치오차 보정방법은 외부로부터 차량속도, 엔진회전속도, 모터토크지령 및 브레이크 상태와 같은 제1 기준값들을 수신하는 단계; 상기 수신된 제1 기준값을 이용하여, 차량이 정지된 상태이고 모터속도가 엔진의 아이들 속도인 제1 조건 및 모터토크지령이 '0'인 제2 조건 및 브레이크 힘이 일정값 이상인 제3 조건을 만족하는 지 판단하는 단계; 상기 제1 조건, 제2 조건 및 제3 조건을 만족하는 경우, 인버터의 출력전류를 '0'으로 하기 위한 영전류제어를 수행하는 단계; 및 상기 영전류제어를 수행하는 단계에서 레졸버에 의해 센싱된 위상각과 구동모터의 실제위치 사이에 오차가 발생한 경우 이 발생된 오차값이 '0'이 되도록 조정한 값을 레졸버의 위치오차 보정을 위한 보정값으로 설정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 보정값 설정 후 차량의 주행거리, 경과시간 및 시동횟수와 같은 제2 기준값을 수신하는 단계;를 더 포함하고, 상기 제2 기준값을 이용하여 상기 보정값을 설정하는 단계는 사전에 설정된 수행주기에 도달하는 지 판단하는 과정을 더 구비하고, 상기 영전류제어를 수행하는 단계는 상기 수행주기에 도달하는 경우 수행될 수 있다.
상기 보정값을 설정하는 단계는, 상기 보정값이 설정되면 상기 제2 기준값을 초기화하는 과정을 더 구비할 수 있다.
이와 같이, 본 발명은 차량의 운행 단계에서 모터 회전자의 기준위치와 레졸버의 회전자 기준 위치 간의 오차에 의해 발생하는 구동모터 레졸버의 위치오차를 소프트웨어적으로 보정함으로써 구동모터의 제어성능을 향상할 수 있다.
도 1은 모터 회전자의 기준위치와 레졸버의 회전자 기준 위치 간의 오차를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 구동모터의 위치오차 보정방법의 제어절차도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 구동모터의 위치오차 보정방법에 대하여 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 구동모터의 위치오차 보정방법의 제어 절차도이다. 차량용 구동모터를 제어하는 제어기는 차량의 다른 제어기와 연동되어 있으며, 이를 통해 차량과 관련된 정보를 수신할 수 있다.
먼저, 레졸버의 위치오차 보정기능이 시작되면, 차량용 구동모터의 제어기는 차량의 다른 제어기로부터 차량속도, 엔진회전속도, 모터토크지령 및 브레이크 상태와 같은 제1 기준값과 본 실시예에 따른 차량용 구동모터의 위치오차 보정방법에 의한 보정값 설정 후 차량의 주행거리, 경과시간 또는 시동횟수와 같은 제2 기준값을 수신한다(S202).
다음, 차량용 구동모터의 제어기는, 상기 제1 기준값을 이용하여, 차량이 정지된 상태이고 모터속도가 엔진의 아이들 속도인 제1 조건 및 모터토크지령이 '0'인 제2 조건 및 브레이크 힘이 일정값 이상인 제3 조건을 만족하는 지 판단하고, 상기 제2 기준값을 이용하여 본 실시예에 따른 위치오차의 보정을 위해 사전에 설정된 수행주기에 도달하는 지 판단한다(S205).
여기서, 제3 조건인 브레이크 힘의 일정값 이상 여부는 레졸버 위치오차 보정 기능 수행시 위치오차로 인해 발생할 수 있는 약간의 토크로 인한 차량의 움직임을 막기 위한 것이다.
S205단계의 판단결과 위의 제1 조건, 제2 조건 및 제3 조건 중 하나도 만족하지 못하거나 상기 수행주기에 도달하지 못한 경우, 차량용 구동모터의 제어기는 본 실시예에 따른 레졸버 위치오차 보정기능을 종료한다.
S205단계의 판단결과 위의 제1 조건, 제2 조건 및 제3 조건을 모두 만족하고 상기 수행주기에 도달하는 경우, 차량용 구동모터의 제어기는 인버터의 출력전류를 '0'으로 하기 위한 영전류제어를 수행한다(S208).
즉 차량용 구동모터의 제어기는 인버터의 출력전류를 '0'으로 하기 위해 Idle 속도로 회전 중인 모터에서 발생하는 역기전력과 같은 크기의 전압을 출력한다.
다음, 차량용 구동모터의 제어기는 S208단계에서 영전류제어를 수행하는 과정에서 레졸버에 의해 센싱된 위상각과 구동모터의 실제위치 사이에 오차가 발생하는 지 판단한다(S212). 즉 차량용 구동모터의 제어기는 동기 좌표계의 d축 전압이 '0'인지 판단한다.
S212단계의 판단결과 오차가 발생하지 않아 d축 전압이 '0'으로 판단된 경우 기존의 구동모터 레졸버의 위치오차 보정을 위한 보정값을 현재 위치오차 보정을 위한 보정값으로 저장한다(S214).
S212단계의 판단결과 오차가 발생하여 d축 전압이 '0'이 아닌 것으로 판단된 경우, 발생된 오차값을 '0'으로 하기 위해 조정되는 값을 현재 위치오차 보정을 위한 보정값으로 저장한다(S216).
즉 차량용 구동모터의 제어기가 레졸버에서 센싱한 위상각을 동기된 좌표축(동기 좌표계)을 기준으로 제어하는 경우, 센싱된 위상각과 모터의 실제위치간에 오차가 없을 경우 구동모터의 제어기는 동기좌표계 q축(수직축) 전압만 인가되고, d축(수평축) 전압은 0이 된다.
하지만 센싱한 위상각과 모터의 실제 위치간에 오차가 존재할 경우, d축 전압은 0이 아닌 특정한 값을 가지게 되고, 이 경우 구동모터의 제어기는 레졸버에서 센싱한 위상각의 보정값을 조정(가감)하며, d축 전압이 0이 되게 하는 보정값을 새로운 보정값으로 저장한다. 이 보정값은 다음 번의 레졸버 위치오차 보정기능 동작 시까지 레졸버의 위치오차 보정에 사용된다.
다음, 차량용 구동모터의 제어기는 위의 S214단계 또는 S216단계에 의한 현재 레졸버의 위치오차 보정을 위한 보정값의 저장 여부를 통해 위치오차 보정기능이 정상 완료되는 지 판단한다(S222). S222단계의 판단결과 위치오차 보정기능이 정상적으로 완료되지 않은 것으로 판단된 경우, 차량용 구동모터의 제어기는 S202단계로 돌아간다.
S222단계의 판단결과, 위치오차의 보정기능이 정상적으로 완료된 것으로 판단된 경우, 차량용 구동모터의 제어기는 S205단계의 동작조건 판단을 위해 제2 기준값을 초기화한다(S224).
이와 같이 본 실시예에 따른 차량용 구동모터의 위치오차 보정방법은 차량의 운행 단계에서 모터 회전자의 기준위치와 레졸버의 회전자 기준 위치 간의 오차에 의해 발생하는 구동모터 레졸버의 위치오차를 소프트웨어적으로 보정함으로써 구동모터의 제어성능을 향상할 수 있다.

Claims (3)

  1. 차량용 구동모터의 위치오차 보정방법에 있어서,
    외부로부터 차량속도, 엔진회전속도, 모터토크지령 및 브레이크 상태와 같은 제1 기준값들을 수신하는 단계;
    상기 수신된 제1 기준값을 이용하여, 차량이 정지된 상태이고 모터속도가 엔진의 아이들 속도인 제1 조건 및 모터토크지령이 '0'인 제2 조건 및 브레이크 힘이 일정값 이상인 제3 조건을 만족하는 지 판단하는 단계;
    상기 제1 조건, 제2 조건 및 제3 조건을 만족하는 경우, 인버터의 출력전류를 '0'으로 하기 위한 영전류제어를 수행하는 단계; 및
    상기 영전류제어를 수행하는 단계에서 레졸버에 의해 센싱된 위상각과 구동모터의 실제위치 사이에 오차가 발생한 경우 이 발생된 오차값이 '0'이 되도록 조정한 값을 레졸버의 위치오차 보정을 위한 보정값으로 설정하는 단계;를
    포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 구동모터의 위치오차 보정방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 보정값 설정 후 차량의 주행거리, 경과시간 및 시동횟수와 같은 제2 기준값을 수신하는 단계;를 더 포함하고,
    상기 제2 기준값을 이용하여 상기 보정값을 설정하는 단계는 사전에 설정된 수행주기에 도달하는 지 판단하는 과정을 더 구비하고,
    상기 영전류제어를 수행하는 단계는 상기 수행주기에 도달하는 경우 수행되는 것을 특징으로 하는 차량용 구동모터의 위치오차 보정방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 보정값을 설정하는 단계는, 상기 보정값이 설정되면 상기 제2 기준값을 초기화하는 과정을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 차량용 구동모터의 위치오차 보정방법.
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