KR20140083352A - 모터의 제어방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 모터의 구속 여부를 확인하여 모터의 구동을 제어하는 모터의 제어방법에 관한 것으로, 모터에 전류를 인가하는 단계, 감지수단으로부터 모터의 회전 신호가 검출되는지 여부를 확인하는 단계, 회전 신호가 검출되지 않으면 임시 구속 상태로 판단하고 임시 구속 판단 횟수를 카운팅하는 단계, 카운팅된 임시 구속 판단 횟수와 기설정된 제1 기준 횟수를 비교하는 단계, 및 임시 구속 판단 횟수가 제1 기준 횟수를 초과한 경우 모터를 정지시키는 단계를 포함한다.
Description
본 발명은 모터의 구속 및 과부하 여부를 확인하여 모터의 구동을 제어하는 모터의 제어방법에 관한 것이다.
예컨대 차량의 공조시스템에 포함되는 냉각 팬 모터 등은 이물질이 끼이는 등의 원인으로 인해 모터가 구속될 수 있으며, 이 경우 모터에 과부하가 발생하여 모터가 과열되거나 손상되는 문제가 발생할 수 있다.
이러한 문제점을 해소하기 위한 모터의 제어방법이 제안되고 있으며, 일 예로 한국 공개특허 제10-2000-0013338호에 개시된 '브러시레스 직류 모터의 초기 구동전압 제어방법'을 들 수 있다.
상기 공개특허는 과전류에 따른 모터의 손상을 방지하기 위하여, 모터의 초기 구동시 요구된 회전수에 대응하는 모터 구동 전압보다 상대적으로 작은 모터 구동 전압을 모터에 인가해주는 초기 구동 전압 공급단계, 초기 구동 전압을 모터에 인가한 상태에서 일정 시간 동안 홀 센서를 이용하여 모터의 회전수를 검출하고 그 검출한 회전수와 모터의 이상 여부를 판별하기 위해 기설정된 회전수를 비교하는 모터 회전수 비교단계, 및 검출한 회전수가 기설정된 회전수보다 클 경우 모터가 정상이라고 판단하고 요구된 회전수에 대응하는 모터 구동 전압을 모터에 인가해 주고, 검출한 모터의 회전수가 기설정된 회전수보다 작을 경우 모터의 이상으로 판단하고 모터 구동 전압을 차단하는 모터 구동 전압 제어단계를 순차 실행하는 모터의 제어방법을 제시하고 있다.
그러나, 상기한 공개특허를 포함하는 종래의 모터 제어방법에 의하면 팬에 다소 마찰이 있는 경우로서 모터가 확실한 구속 상태에 있지 않은 경우에도 구속 상태로 오판할 가능성이 있다.
그리고, 이러한 오판에 따른 모터의 정지 후에는 모터의 재기동을 위한 루틴이 마련되어 있지 않기 때문에 모터를 다시 구동할 수 없는 문제가 있다.
본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 일 측면은 모터가 확실한 구속 상태인 것으로 최종 결정하기 전에, 일시적인 구속 상태로서 구속이 해제될 수 있는지를 재확인함으로써, 확실한 구속 상태인 경우만 모터를 정지시키는 모터의 제어방법을 제공하기 위한 것이다.
또한, 모터의 과부하 조건 해당 여부를 추가로 판단함으로써, 모터의 구속 상태뿐만 아니라 과부하 조건 해당 여부도 구분하여 판단할 수 있는 모터의 제어방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 모터의 제어방법은 (S100) 모터에 전류를 인가하는 단계; (S200) 감지수단으로부터 상기 모터의 회전 신호가 검출되는지 여부를 확인하는 단계; (S300) 상기 회전 신호가 검출되지 않으면 임시 구속 상태로 판단하고 임시 구속 판단 횟수를 카운팅하는 단계; (S400) 카운팅된 상기 임시 구속 판단 횟수와 기설정된 제1 기준 횟수를 비교하는 단계; 및 (S500) 상기 임시 구속 판단 횟수가 상기 제1 기준 횟수를 초과한 경우 모터를 정지시키는 단계;를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 모터의 제어방법에 있어서, 상기 (S400) 단계 이후에, (S410) 상기 임시 구속 판단 횟수가 상기 제1 기준 횟수를 초과한 경우, 최종 구속 상태로 판단하고 최종 구속 판단 횟수를 카운팅하는 단계; 및 (S420) 카운팅된 상기 최종 구속 판단 횟수와 기설정된 제2 기준 횟수를 비교하는 단계;를 더 포함할 수 있으며, 상기 (S500) 단계는, 상기 최종 구속 판단 횟수가 상기 제2 기준 횟수를 초과한 경우 모터를 정지시키는 단계일 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 모터의 제어방법에 있어서, 상기 (S410) 단계는, 상기 모터를 기설정된 일시정지 시간 동안 정지시키는 단계;를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 모터의 제어방법에 있어서, 상기 (S500) 단계는, 상기 모터가 구속 상태임을 사용자가 인지하도록 경고하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 모터의 제어방법에 있어서, 상기 (S200) 단계 이후에, (S210) 상기 회전 신호가 검출된 경우 상기 모터에 인가된 상전류 크기와 기설정된 기준 전류 크기를 비교하는 단계; 및 (S220) 상기 상전류 크기가 상기 기준 전류 크기보다 큰 경우, 모터를 정지시키는 단계;를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 모터의 제어방법에 있어서, 상기 (S210) 단계 이후에, (S211) 상기 상전류 크기가 상기 기준 전류 크기보다 큰 경우, 과부하로 판단하고 과부하 판단 횟수를 카운팅하는 단계; 및 (S212) 카운팅된 상기 과부하 판단 횟수와 기설정된 제3 기준 횟수를 비교하는 단계;를 더 포함할 수 있으며, 상기 (S220) 단계는, 상기 과부하 판단 횟수가 상기 제3 기준 횟수를 초과하는 경우에 모터를 정지시키는 단계일 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 모터의 제어방법에 있어서, 상기 (S220) 단계는, 상기 모터가 과부하 조건임을 사용자가 인지하도록 경고하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다.
본 발명에 따르면, 홀 센서에 의한 모터 회전 신호의 갱신 여부를 반복 확인하여 모터의 구속 상태를 결정하게 되므로, 잘못 판단함이 없이 모터가 확정적으로 구속 상태인 경우만 모터를 정지시키게 되며, 이로써, 보다 신뢰성 높은 모터의 제어방법을 제시할 수 있다.
또한, 모터의 구속 상태 확인에 의한 모터의 보호 방안과 별개로 모터의 과부하 조건임을 판단하는 보호 로직이 더 포함됨으로써, 모터의 과부하 조건 해당시에도 모터를 보호할 수 있음은 물론이고, 모터의 구속 여부와 과부하 조건 해당 여부를 구분하여 확인할 수 있게 됨으로써 모터에 발생한 문제 원인을 정확하게 파악할 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 모터의 제어방법을 나타낸 플로차트.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 모터의 제어방법을 나타낸 플로차트.
도 3은 본 발명의 제3 실시예에 따른 모터의 제어방법을 나타낸 플로차트.
도 4는 본 발명의 제4 실시예에 따른 모터의 제어방법을 나타낸 플로차트.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 모터의 제어방법을 나타낸 플로차트.
도 3은 본 발명의 제3 실시예에 따른 모터의 제어방법을 나타낸 플로차트.
도 4는 본 발명의 제4 실시예에 따른 모터의 제어방법을 나타낸 플로차트.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 모터의 제어방법에 관하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 모터의 제어방법을 나타낸 플로차트이다.
도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 모터의 제어방법은, 모터에 전류를 인가하는 단계(S100), 감지수단으로부터 상기 모터의 회전 신호가 검출되는지 여부를 확인하는 단계(S200), 상기 회전 신호가 검출되지 않으면 임시 구속 상태로 판단하고 임시 구속 판단 횟수를 카운팅하는 단계(S300), 카운팅된 상기 임시 구속 판단 횟수와 기설정된 제1 기준 횟수를 비교하는 단계(S400), 및 상기 임시 구속 판단 횟수가 상기 제1 기준 횟수를 초과한 경우 모터를 정지시키는 단계(S500)를 포함한다.
여기서 모터는, 예컨대 차량의 공조시스템에 포함되는 차량용 BLDC 냉각 팬 모터가 일 예가 될 수 있다. 이러한 모터는 차량의 배터리로부터 전원을 공급받을 수 있으며, 배터리는 엔진 제어장치(Engine Control Unit;ECU)와 같은 제어부에 의해 제어될 수 있다.
모터는 배터리로부터 전원을 공급받아 팬이 회전하게 되며, 모터의 회전속도는 모터에 구비될 수 있는 예컨대 홀 센서(Hall Sensor)와 같은 감지수단의 감지 신호를 수신받는 제어부에 의해 제어될 수 있다.
본 실시예에 따른 모터의 제어방법은, 제어부의 제어신호에 따라 배터리 등과 같은 전원 공급부로부터 모터로 전류가 인가되면(S100), 홀 센서와 같은 감지수단를 이용하여 모터의 회전 여부를 확인(S200)하게 된다.
제어부는 홀 센서의 신호에 따라 모터가 회전하고 있음을 확인한 경우 모터가 구속되지 않은 상태인 것으로 보고 그에 상응한 모터 제어를 하게 된다.
하지만, 홀 센서로부터 모터의 회전 신호가 검출되지 않음에 따라 모터가 회전하고 있지 않다고 판단한 경우 모터의 구속 여부를 최종 결정하기 위한 다음의 제어단계를 거치게 된다.
우선, 모터에 일정시간(예컨대 1초) 동안 전류를 인가하며(S100), 전류가 인가된 이후 홀 센서로부터 모터의 회전에 따른 신호 출력이 있는지를 살펴(S200), 일정시간(예컨대 6초) 동안 회전 신호가 출력되지 않으면, 제어부는 임시로 모터가 구속되었다고 판단하게 된다. 이때, 모터로 공급되는 전류를 일정시간(예컨대 1초) 동안 차단할 수 있다.
그리고, 이와 같이 판단한 횟수, 즉 임시 구속 판단 횟수(이하 '제1 판단 횟수'라 한다)를 카운팅하게 되는데, 구체적으로 제1 판단 횟수 1회를, 선행 판단되어 기억된 제1 판단 횟수에 누적시켜 기억하게 된다(S300).
제어부는 누적 기억된 제1 판단 횟수와 기설정된 제1 기준 횟수를 상호 비교하게 되는데(S400), 여기서 제1 기준 횟수는 1회가 아닌 복수회로 설정되며, 도시된 바에서는 제1 기준 횟수의 설정 예로서 '2회'를 제시하고 있다.
누적된 제1 판단 횟수가 제1 기준 횟수 이하인 경우에는, 모터가 최종 구속 상태인 것으로 결정 내리지 않고, 모터의 구속 상태가 해제되는지를 살피기 위해 전술한 단계(S100, S200, S300, S400)를 반복하여 수행하게 된다.
이러한 과정(S100, S200, S300, S400)을 반복 수행하는 중에, 제1 판단 횟수가 제1 기준 횟수를 초과하게 되면 제어부는 모터가 구속되었다고 보고 모터를 정지시키도록 제어할 수 있다(S500).
이때, 제어부는 별도로 구비될 수 있는 경보음 발생 장치, 경보 램프 등을 제어하여 사용자가 모터가 구속 상태임을 인지할 수 있도록 경고할 수 있다.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 모터의 제어방법을 나타낸 플로차트이다.
본 실시예는 전술한 제1 실시예와 비교하여 모터에 전류를 인가하는 단계부터 제1 판단 횟수 및 제1 기준 횟수의 상호 비교 단계(S100,S200,S300,S400)까지 동일하므로, 이에 관한 설명은 생략한다.
본 실시예는 제1 판단 횟수 및 제1 기준 횟수의 상호 비교 단계(S400)를 거치면서 제1 판단 횟수가 제1 기준 횟수를 초과하는 경우에, 모터를 곧바로 정지시키는 것이 아니라, 최종 구속 상태인지의 결정에 신뢰성을 더욱 높이기 위하여 홀 센서의 신호 갱신 여부를 계속하여 살피게 된다.
구체적으로, 본 실시예는 상기한 비교단계(S400)를 거친 다음, 제1 판단 횟수가 제1 기준 횟수를 초과한 경우에 최종 구속 상태로 판단하고 이와 같이 판단한 횟수, 즉 최종 구속 판단 횟수(이하 '제2 판단 횟수'라 한다)를 카운팅하게 된다(S410). 다시 말해 제2 판단 횟수 1회를, 선행 판단되어 기억된 제2 판단 횟수에 누적시켜 기억하게 된다.
그런 다음, 카운팅된 제2 판단 횟수와 제2 기준 횟수를 비교하게 되는데(S420), 여기서 제2 기준 횟수는 제1 기준 횟수와 마찬가지로 1회가 아닌 복수회로 설정되며, 도시된 바에서는 일 예로서 9회로 설정된 예가 제시된다.
제2 판단 횟수가 제2 기준 횟수 이하인 경우에는 모터를 정지시키지 않고, 모터의 구속 상태가 해제되는지를 계속하여 살피기 위해 전술한 과정(S100,S200,S300,S400,S410,S420)을 반복 수행하게 된다.
반복 수행 중에 제2 판단 횟수가 제2 기준 횟수를 초과하는 경우에는 모터의 구속 상태가 확정적인 것으로 판단하고 제어부가 모터를 정지시키도록 제어할 수 있다(S500).
이 경우에도, 제어부는 별도로 구비될 수 있는 경보음 발생 장치, 경보 램프 등을 제어하여 사용자가 모터의 구속 상태를 인지할 수 있도록 경고할 수 있다.
한편, 본 실시예는 전술한 최종 구속 상태 판단 및 제2 판단 횟수 카운팅 단계(S410)의 수행시에, 제어부가 기설정된 일시정지 시간(예컨대 10초) 동안 모터에 전류를 차단하여 모터를 정지시키도록 제어할 수 있다.(S411)
여기서 충분히 긴 일시정지 시간 동안 모터를 정지시키는 것은 모터의 구속상태가 특정상황에서 해제될 수 있음을 감안하여 모터의 구속이 해제되는지를 재확인하는 전술한 단계의 반복 수행 과정에 앞서 모터가 충분히 긴 일시정지 시간 동안 대기 상태에 있도록 하는 것이다.
도 3은 본 발명의 제3 실시예에 따른 모터의 제어방법을 나타낸 플로차트이다.
전술한 제1 실시예 또는 제2 실시예에 있어서 모터의 회전 신호가 검출됨으로써 모터가 구속 상태에 있지 않다고 판단되는 경우라 하더라도, 모터가 과부하 조건에 해당하면 모터를 정지시켜 보호할 필요가 있다.
따라서 본 실시예는 모터의 구속 여부 확인과는 별개로 구분되는, 모터의 과부하 조건 해당 여부 판단에 의한 모터의 보호 로직을 더 포함한다.
이하에서는 본 실시예가 제1 실시예 또는 제2 실시예에 더하여 추가 포함하는 보호 로직에 관해서만 자세히 설명하며, 본 실시예에서도 포함될 수 있는, 제1 실시예 또는 제2 실시예에 제시된 모터의 구속 상태 확인에 따른 모터의 제어방법에 관하여는 첨부도면에서의 도시 및 자세한 설명을 생략한다.
본 실시예는 제1 실시예 또는 제2 실시예에 포함된 모터의 회전 신호 검출 여부의 확인 단계(S200)에서 회전 신호가 검출된 경우에, 모터에 인가된 상전류(phase current) 크기와 기설정된 기준 전류 크기를 비교하는 단계(S210)를 포함할 수 있다. 여기서 기설정된 기준 전류 크기는 과부하로 판단하는 기준이 되는 전류 크기로서 모터의 조건에 따라 설정될 수 있으며, 도시된 바에서는 일 예로서 12A로 설정된 예가 제시된다.
상전류 크기가 기준 전류 크기를 초과하는 경우, 제어부는 모터가 과부하 조건에 있다고 보고, 모터의 손상을 방지하기 위해 곧바로 모터를 정지시키도록 제어할 수 있다.
이때에도, 제어부는 별도로 구비될 수 있는 경보음 발생 장치, 경보 램프 등을 제어하여 모터의 과부하 조건임을 사용자가 인지할 수 있도록 경고할 수 있다.
도 4는 본 발명의 제4 실시예에 따른 모터의 제어방법을 나타낸 플로차트이다.
본 실시예 또한 제3 실시예와 마찬가지로 모터의 과부하 조건 해당 여부를 판단하여 모터를 보호하는 보호 로직이 포함되는 것으로서, 제3 실시예에 제시된 상전류 크기와 기준 전류 크기를 비교하는 단계(S210)에 이르는 과정과 동일한 과정을 거치게 된다.
본 실시예는, 상기한 비교 단계(S210)를 거쳐 상전류 크기가 기준 전류 크기를 초과하는 것으로 확인된 경우에, 과부하로 판단하고 이와 같이 판단한 횟수, 즉 과부하 판단 횟수를 카운팅하는 단계(S211)를 더 포함한다.
여기서 과부하 판단 횟수를 카운팅하는 것은, 과부하 판단 횟수 1회를 선행 판단되어 기억된 과부하 판단 횟수에 누적하여 기억하는 것을 말한다.
그리고, 본 단계(S211)를 수행할 때 제어부는 모터에 전류 공급을 일시 차단하여 모터를 정지시킬 수 있다.
본 실시예는 이와 같이 카운팅된 과부하 판단 횟수와 제3 기준 횟수를 비교하며(S212), 여기서 제3 기준 횟수는 1회가 아닌 복수회로 설정된 횟수로서 도시된 바에서는 일 예로서 9회로 설정된 예가 제시된다.
본 실시예는 모터가 과부하 조건임을 결정하는 것에 신뢰성을 더욱 높이기 위하여, 과부하 판단 횟수가 제3 기준 횟수를 초과하는 경우에만 모터를 정지시키도록 하며, 과부하 판단 횟수가 제3 기준 횟수 이하인 경우에는 모터를 정지시키지 않고 과부하 조건이 해제되는지를 다시 살피게 된다. 구체적으로 전술한 단계(S100,S200,S210,S211,S212)를 반복 수행하게 되는 것이다.
이러한 과정의 반복 수행 중에 과부하 판단 횟수가 제3 기준 횟수를 초과하는 경우에는 모터가 확정적으로 과부하 조건임을 판단하고 제어부가 모터를 정지시키도록 제어할 수 있다(S220).
이 경우에도, 제어부는 별도로 구비될 수 있는 경보음 발생 장치, 경보 램프 등을 제어하여 모터의 과부하 조건임을 사용자가 인지할 수 있도록 경고할 수 있다.
이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명은 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함은 명백하다.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.
Claims (7)
- (S100) 모터에 전류를 인가하는 단계;
(S200) 감지수단으로부터 상기 모터의 회전 신호가 검출되는지 여부를 확인하는 단계;
(S300) 상기 회전 신호가 검출되지 않으면 임시 구속 상태로 판단하고 임시 구속 판단 횟수를 카운팅하는 단계;
(S400) 카운팅된 상기 임시 구속 판단 횟수와 기설정된 제1 기준 횟수를 비교하는 단계; 및
(S500) 상기 임시 구속 판단 횟수가 상기 제1 기준 횟수를 초과한 경우 모터를 정지시키는 단계;를 포함하는 모터의 제어방법.
- 청구항 1에 있어서, 상기 (S400) 단계 이후에,
(S410) 상기 임시 구속 판단 횟수가 상기 제1 기준 횟수를 초과한 경우, 최종 구속 상태로 판단하고 최종 구속 판단 횟수를 카운팅하는 단계; 및
(S420) 카운팅된 상기 최종 구속 판단 횟수와 기설정된 제2 기준 횟수를 비교하는 단계;를 더 포함하며,
상기 (S500) 단계는, 상기 최종 구속 판단 횟수가 상기 제2 기준 횟수를 초과한 경우 모터를 정지시키는 단계인 것을 특징으로 하는 모터의 제어방법.
- 청구항 2에 있어서,
상기 (S410) 단계는, 상기 모터를 기설정된 일시정지 시간 동안 정지시키는 단계;를 더 포함하는 모터의 제어방법.
- 청구항 2에 있어서,
상기 (S500) 단계는, 상기 모터가 구속 상태임을 사용자가 인지하도록 경고하는 단계;를 더 포함하는 모터의 제어방법.
- 청구항 1 또는 2에 있어서, 상기 (S200) 단계 이후에,
(S210) 상기 회전 신호가 검출된 경우 상기 모터에 인가된 상전류 크기와 기설정된 기준 전류 크기를 비교하는 단계; 및
(S220) 상기 상전류 크기가 상기 기준 전류 크기보다 큰 경우, 모터를 정지시키는 단계;를 더 포함하는 모터의 제어방법.
- 청구항 5에 있어서, 상기 (S210) 단계 이후에,
(S211) 상기 상전류 크기가 상기 기준 전류 크기보다 큰 경우, 과부하로 판단하고 과부하 판단 횟수를 카운팅하는 단계; 및
(S212) 카운팅된 상기 과부하 판단 횟수와 기설정된 제3 기준 횟수를 비교하는 단계;를 더 포함하며,
상기 (S220) 단계는, 상기 과부하 판단 횟수가 상기 제3 기준 횟수를 초과하는 경우에 모터를 정지시키는 단계인 것을 특징으로 하는 모터의 제어방법.
- 청구항 6에 있어서,
상기 (S220) 단계는, 상기 모터가 과부하 조건임을 사용자가 인지하도록 경고하는 단계;를 더 포함하는 모터의 제어방법.
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-
2012
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