KR20160022923A

KR20160022923A - 전기 모터의 부정확한 각도 위치를 검출하는 방법

Info

Publication number: KR20160022923A
Application number: KR1020167002037A
Authority: KR
Inventors: 크리스티앙 군셀만; 크리스토프 푀르스터; 프랑크 사더
Original assignee: 콘티넨탈 오토모티브 게엠베하
Priority date: 2013-06-27
Filing date: 2013-06-27
Publication date: 2016-03-02
Also published as: EP3014756A1; JP2016527855A; CN105393448B; JP6283741B2; WO2014206468A1; CN105393448A; EP3014756B1

Abstract

본 발명은, 교류 전류에서 동작되고 복수의 위상 권선을 구비하는 전기 기계의 고정자 디바이스에 대해 회전자 디바이스의 회전 각도를 체크하는 방법으로서, 상기 위상 권선에서의 위상 전류들 및/또는 상기 위상 권선들 사이의 위상 전압들을 결정하는 제어 디바이스가 제공되고, 하기 단계들을 포함하는 방법에 관한 것이다: a) 상기 위상 전류들 중 적어도 하나 및/또는 상기 위상 전압들 중 적어도 하나를 결정하고, b) 상기 결정된 위상 전류와 이에 대응하는 타깃 위상 전류 사이 및/또는 상기 결정된 위상 전압과 이에 대응하는 타깃 위상 전압 사이의 적어도 하나의 편차(deviation)를 결정하는 단계, 및 c) 상기 편차들 중 하나가 공차 범위 밖에 있는 경우 각도 에러를 검출하는 단계.

Description

전기 모터의 부정확한 각도 위치를 검출하는 방법{METHOD FOR DETECTING AN INCORRECT ANGULAR POSITION OF AN ELECTRIC MOTOR}

본 발명은 교류 전류에서 동작되는 전기 기계의 고정자 디바이스에 대해 회전자 디바이스의 각도 위치 에러를 검출하는 방법 및 본 발명에 따른 방법을 수행하는 장치 및 전술한 장치를 구비하는 조향 장치에 관한 것이다.

자동차에서 전기 모터에 의해 지원되는 조향 시스템의 심각한 에러는 "자동조향(self-steering)"이라고 알려져 있다. 이 경우에, 모터는 운전자로부터 대응하는 요청을 받음이 없이 토크를 생성하거나, 또는 생성된 토크는 운전자의 요구조건보다 훨씬 더 커서, 차량에 원치 않는 조향이 발생할 수 있다는 것을 의미한다.

자동조향의 원인은, 특히, 회전자 각도 또는 모터 각도의 에러 있는 결정, 즉, 고정된 기준점에 대한 회전자의 각도이다. 이 에러는 매우 있을 것 같지 않지만, 그 영향은 매우 위험해서 모니터링이 절대적으로 필요하다. 이 경우에, 특정 크기 이상의 각도 에러만이, 예를 들어, 대략 20°의 전기 모터 각도에서부터 위험한 것으로 분류된다. 이 경우에 360°의 전기적으로 완전 1회전은 회전자의 360°의 기계적 1회전을 코일 쌍의 수로 나눈 것에 대응한다.

위험한 각도 에러가 검출되면, 조향 지원이 즉시 셧다운(shutdown)되어 시스템이 순수 수동 조향의 안전 상태로 전이된다. 더 적은 임계 상태에서 셧다운되는 것을 회피하기 위하여, 예를 들어, 더 작은 각도 에러가 주어진 경우, 조향 지원이 또한 감소될 수 있다.

모터 각도를 측정하는데는 여러 방법이 있다. 통상적인 측정은 자기 센서, 리졸버(resolver)로 알려진 것, 및 신호 조정에 의해 수행된다. 알려진 방법의 경우에, 모터 각도 에러의 에러 소스는 센서, 리졸버 및 신호 조정 간에 전체 액션 체인 중 상이한 위치에서 고려될 수 있다.

예로서, 하나의 원인은 모터의 구역에 위치될 수 있고, 예를 들어 회전자 샤프트에 장착된 각도 센서가 장착된 적절히 장착되지 않아서 슬립되는 경우 이것은 각도 센서와 회전자 샤프트 사이에 각도 변화를 촉진시킬 수 있다. 센서 구역에서 원인은 예를 들어 자기장의 왜곡, 외부 금속 부분, 단락, 접촉 단절, 부품 드리프트 등으로 인한 센서 요소의 에러, 아날로그 또는 디지털 신호 처리의 에러, 또는 회로 기판 상의 센서 회로의 부정확한 배열을 수반할 수 있다.

그리하여 본 발명의 목적은 전기 기계의 회전자 각도를 신뢰성 있게 모니터링하는데 사용될 수 있는 방법을 제시하는 것이다.

상기 목적은, 서두에 언급된 유형의 방법으로서, 상기 전기 기계는 복수의 권선 구획(winding section)을 구비하고, 상기 권선 구획에서의 위상 전류(phase current)들 및/또는 상기 권선 구획들 사이의 위상 전압(phase voltage)들을 결정하는 제어 장치가 제공되고, 하기 단계들을 포함하는 방법에 의해 달성된다:

a) 상기 위상 전류들 중 적어도 하나 및/또는 상기 위상 전압들 중 적어도 하나를 결정하는 단계,

b) 상기 결정된 위상 전류와 이에 대응하는 설정점(setpoint) 위상 전류 사이 및/또는 상기 결정된 위상 전압과 이에 대응하는 설정점 위상 전압 사이의 적어도 하나의 편차(deviation)를 결정하는 단계, 및

c) 상기 편차들 중 하나가 공차 범위 밖에 있는 경우 각도 에러를 검출하는 단계.

본 발명은 상기 모터 각도가 모터를 제어하는데 가장 중요한 입력 변수들 중 하나이고 상기 모터를 작동시키는 제어 루프(control loop)에 들어간다는 기본적인 개념에 기초한다. 에러 있는 각도 정보, 즉, 상기 제어기에 의해 취해지는 모터 각도와 실제 모터 각도 사이의 편차는 상기 실제 모터 각도에 맞지 않게 모터를 작동시킨다. 그 결과 상기 모터의 회선(turn)에 흐르는 실제 위상 전류는 상기 제어 장치에서 규정된 설정점 위상 전류와는 상이하게 된다. 이러한 에러가 있는 경우에, 상기 위상 전류의 편차는 상기 실제 위상 전류의 특성이 상기 설정점 위상 전류의 특성과는 상이한 형태로 발생한다.

그리하여 단계 a)는 적어도 하나의 위상에 대해 모터의 회선에 실제 흐르는 위상 전류 및/또는 적어도 하나의 위상에 대해 인가된 위상 전압을 결정하는 것을 수반한다. 상기 위상 전류는 전류 센서에 의해 직접 결정되거나 또는 상기 위상 전압을 사용하여 간접 결정될 수 있다.

단계 b)는 상기 실제 흐르는 위상 전류와, 동일한 위상의 상기 설정점 위상 전류 사이의 편차를 결정하는 것을 수반한다. 상기 편차는 적어도 하나의 위상에 대해 결정된다.

단계 c)는 상기 위상 전류 또는 위상 전압과 상기 설정점 위상 전류 또는 설정점 위상 전압 사이의 적어도 하나의 편차의 등급에 기초하여 각도 에러를 검출하는 것을 수반한다. 각 결정된 편차는 공차 범위 내에 있어야 한다. 그렇지 않은 경우, 각도 에러로 검출된다.

대안적으로, 상기 각도 에러는 디바운싱(debouncing) 후에 검출된다. 다시 말해 상기 편차가 상기 공차 범위 밖에서 미리 결정된 주파수를 가지는 경우 각도 에러로 검출된다. 이 경우에, 상기 주파수는 연속적으로 카운트될 수 있고 또는 기간의 특정 개수 내에서 공차가 초과하는 주파수를 결정할 수 있다.

상기 방법 단계는 각 위상 기간 내에 그리고 상기 전기 기계의 동작 동안 계속적으로 수행된다. 영구적으로 여기되는 동기 모터의 경우에, 단계 a) 내지 단계 c)는 위상(U, V, W)들 중 적어도 하나에 대해 수행된다.

본 발명에 따른 방법은,

a) 상기 위상 전류 및/또는 상기 위상 전압을 결정하는 단계,

b) 상기 결정된 위상 전류와 상기 각 대응하는 설정점 위상 전류 사이 및/또는 상기 결정된 위상 전압과 상기 대응하는 설정점 위상 전압 사이의 편차를 결정하는 단계, 및

c) 상기 편차가 공차 범위 밖에 있는 경우 각도 위치 에러를 검출하는 단계에 의해 유리하게 개선된다.

이런 방식으로, 모든 위상 전류와 위상 전압은 상기 각도 에러 검출의 신뢰성을 증가시키기 위하여 가능한 편차에 대해 체크된다.

본 발명에 따른 방법은 상기 편차가 상기 위상 전류와 상기 대응하는 설정점 위상 전류 사이의 위상 시프트에 기초하여 결정된다는 점에서 유리하게 개선된다. 상기 위상 시프트는 상기 전기 모터 각도에 대해 측정된다.

본 발명에 따른 방법은 상기 위상 시프트가 상기 위상 전류와 상기 설정점 위상 전류의 방향이 변하는 순간에 결정된다는 점에서 유리하게 개선된다.

본 발명에 따른 방법은 상기 위상 전류의 방향이 변하는지 여부는 동일한 위상의 위상 전압에 의해 결정된다는 점에서 유리하게 개선된다.

본 발명에 따른 방법은 상기 위상 전압이 상기 전기 기계의 전기적 회전운동으로부터 공간 벡터 변조(space vector modulation)에 의해 섹터(sector)와 연관될 수 있고, 상기 편차는 상기 위상 전압과 상기 설정점 위상 전압 사이의 섹터 변화들 간의 간격에 의해 결정된다는 점에서 유리하게 개선된다.

본 발명에 따른 방법은 상기 편차들이 미리 한정된 기간에 걸쳐 평균되고 상기 편차들의 평균이 공차 범위 밖에 있는 경우 각도 에러로 검출된다는 점에서 유리하게 개선된다.

바람직하게는, 상기 모터의 전기적 회전운동 동안 상기 위상 전압과 설정점 위상 전압의 섹터 변화들 사이의 위상 시프트들이 결정되고 평균된다. 이를 위해, 상기 위상 시프트의 절대값들이 가산되고, 섹터 변화의 개수, 통상 6개의 섹터 변화로 분할될 수 있다.

상기 전술한 개선은 상기 방법을 전류 센서를 사용함이 없이 저렴하게 구현할 수 있도록 상기 위상 전류를 직접 측정함이 없이 상기 방법을 이용하는데 사용된다. 특히 높은 전류를 갖는 응용의 경우에, 이 개선은 특히 유리하다.

본 발명에 따른 방법은 상기 제어 장치가 상기 설정점 위상 전류와 설정점 위상 전압과는 상이한 보상 위상 전류와 보상 위상 전압을 결정함으로써 상기 편차를 최소화하고, 상기 보상 위상 전류 및/또는 보상 위상 전압이 상기 설정점 위상 전류 또는 상기 설정점 위상 전압보다 임계값을 초과하는 만큼 상이하면 곧바로 각도 에러로 검출된다는 점에서 유리하게 개선된다. 상기 보상 전류와 상기 보상 전압은 상기 실제 위상 전류 및 위상 전압과, 상기 설정점 위상 전류 및 상기 설정점 위상 전압 사이의 편차를 감소시키기 위하여 상기 전기 기계를 제어하는 추가적인 입력 변수이다.

상기 보상 전류와 상기 보상 전압의 크기를 통해 가능한 각도 에러를 결정할 수 있다. 이것에 의해 증가된 신뢰성과 정확성으로 가능한 각도 에러를 검출할 수 있다.

본 발명에 따른 방법은 상기 전기 기계가 상기 고정자 디바이스에 대해 회전자 디바이스의 각도 위치를 측정하는 센서 장치를 구비하고, 상기 각도 위치의 에러는 상기 센서 장치와 상기 위상차에 의해 결정된다는 점에서 유리하게 개선된다.

본 발명에 따른 방법은 상기 센서 장치가 측정 신호와 기준 신호를 생성하고, 상기 위상차가 임계값을 초과하고 상기 측정 신호와 상기 기준 신호 사이의 편차가 공차 범위 내에 있는 경우 각도 위치의 에러로 검출된다는 점에서 유리하게 개선된다. 상기 측정 신호와 기준 신호 사이에 측정된 각도 값은 서로에 대해 90°만큼 시프트되고, 이에 의해 삼각측정 공식을 사용하여 센서 측정을 체크할 수 있다.

이 개선은 상기 센서 장치의 에러를 배제(ruled out)할 수 있을 경우에만 각도 에러를 검출하는데 사용된다. 이것에 의해 상기 각도 위치의 에러의 원인을 특히 정확히 결정할 수 있다. 이것은 리던던트 센서 신호들 사이의 편차가 공차 범위를 넘어가지 않는 것을 체크하는 것을 수반한다. 그렇지 않은 경우, 상기 편차는 상기 센서에 의해 보고되는 센서 그 자체의 각도 위치 에러에 원인이 있는 것을 수립하는 기초로 볼 수 있다. 나아가, 이 개선은 상기 센서의 에러가 상기 리던던트 신호들을 비교하여 특히 신속히 제공되어서, 적절한 측정이 또한 신속히 취해질 수 있어서 특히 유리하다.

본 발명에 따른 방법은,

d) 각도 위치 에러로 검출되면 곧바로 전기 기계를 셧다운시키거나 긴급 모드(emergency mode)로 전환하는 것에 의해 유리하게 개선된다.

예로서, 상기 긴급 모드는 더 작은 부하 토크에서 전기 기계를 동작시키는 것을 포함할 수 있다. 조향 보조장치의 경우에, 상기 전기 기계는 상기 긴급 모드에서 조향을 지원하는 것을 최소로 제공할 수 있다.

상기 목적은 전술한 실시예들 중 하나의 실시예에 따른 방법을 수행하는 장치에 관한 본 발명의 제2 측면에 따라 추가적으로 달성된다.

본 발명에 따른 장치는 상기 고정자 디바이스에 대해 회전자 디바이스의 각도 위치를 측정하는 센서 장치를 구비하고, 상기 센서 장치는 측정 신호와 기준 신호를 생성한다는 점에서 유리하게 개선된다.

본 발명에 따른 장치는 상기 제어 장치가 마이크로제어기, 게이트 구동 유닛, 3개의 하프브리지(half-bridge)를 구비하는 회로 배열, 및 상기 권선 구획들 사이의 위상 전압을 측정하는 측정 디바이스를 구비한다는 점에서 유리하게 개선된다.

나아가, 본 발명은 상기 전술한 실시예에 따른 장치를 구비하는 자동차용 조향 보조장치에 관한 제3 측면을 포함한다.

추가적인 바람직한 실시예는 도면을 참조하여 이하의 예시적인 실시예의 상세한 설명으로부터 드러날 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 방법을 수행하는 장치를 도시하는 도면;
도 2a는 도 1의 마이크로제어기의 제1 변형을 개략적으로 도시하는 도면;
도 2b는 도 1의 마이크로제어기의 제2 변형을 개략적으로 도시하는 도면;
도 3은 위상 전류와 설정점 위상 전류의 예시적인 특성을 도시하는 도면; 및
도 4는 위상 전압과 설정점 위상 전압의 예시적인 특성을 도시하는 도면.

도 1은 본 발명에 따른 방법을 수행하는 장치의 개략적인 설계를 도시한다.

장치는 마이크로제어기(2a, 2b), 게이트 구동 유닛(3), 3개의 하프브리지(H1, H2, H3)를 구비하는 회로 배열 형태의 전력 출력 스테이지(4), 및 권선 구획들 사이에 위상 전압을 측정하는 측정 디바이스(5)를 구비하는 제어 장치(1)를 포함한다. 전력 출력 스테이지(4)는 제어 장치(1)를 전기 기계(7)에 전기적으로 연결한다. 나아가, 고정자 디바이스에 대해 회전자 디바이스의 각도 위치를 측정하는 회전 각도 센서 형태의 센서 장치(6)가 제공되고, 센서 장치(6)는 측정 신호와 기준 신호를 생성하고 이 신호를 마이크로제어기에 송신한다.

제어 장치(1)에서, 마이크로제어기(2a, 2b)는 게이트 구동 유닛(3)에 전기적으로 연결된다. 게이트 구동 유닛(3)은 전력 출력 스테이지(4)에 전기적으로 연결된다. 전력 출력 스테이지(4)는 연결점(HA1, HA2, HA3)을 통해 전기 기계(7)의 권선 구획(W1, W2, W3)에 각 전기적으로 연결된 3개의 하프브리지(H1, H2, H3)를 구비한다. 측정 디바이스(5)는 연결점(HA1, HA2, HA3)과 권선 구획(W1, W2, W3) 사이에 이어지는 각 라인에 연결되고, 권선 구획(W1, W2, W3)들 사이에 인가되는 위상 전압(U, V, W)을 취득한다. 대안적으로, 측정 디바이스(5) 대신에, 여기에 도시되지 않은 전류 센서를 사용할 수 있다. 측정 디바이스(5)와 회전 각도 센서(6)는 그 데이터를 마이크로제어기(2)에 송신한다.

도 2a 및 도 2b는 2개의 상이한 변형에서 마이크로제어기(2a, 2b)의 개략적인 설계를 도시한다.

두 변형은 운전자로부터 요청에 대응하는 토크 신호를 입력받는 제1 입력(20)을 구비한다. 나아가, 회전 각도 센서(6)에 의해 송신된 신호를 취득하는 2개의 입력(21a, 21b)이 있다. 입력(21a)은 기준 신호를 취득한다. 입력(21b)은 유용한 신호를 취득한다. 이 예시적인 실시예에서, 기준 신호는 아날로그 형태로 이용가능하고 유용한 신호는 디지털 형태 형태로 이용가능하다. 실제 위상 전류(80u, 80v, 80w)와 위상 전압(84u, 84v, 84w)을 취득하기 위하여 추가적인 입력(22)이 제공된다.

도 2a는 위상 전류(80u, 80v, 80w)에 대한 마이크로제어기(2a)의 제1 변형을 도시한다. 도 2b는 위상 전압(84u, 84v, 84w)을 취득하도록 설계되고, 이를 위해 추가적인 신호 처리 유닛(PWMM)을 구비하는 마이크로제어기(2b)의 변형을 도시한다. 위상 전류(80u, 80v, 80w)와 위상 전압(84u, 84v, 84w)을 모두 취득하는 일 실시예가 추가적으로 고려될 수 있다.

마이크로제어기(2a, 2b)는 게이트 구동 유닛(3)으로 전류 흐름을 위해 펄스폭 변조된 신호를 송신하는데 사용되는 출력(25)을 더 구비한다.

본 발명에 따른 방법은 원리적으로 2개의 상이한 방식으로 수행될 수 있다. 제일 먼저, 방법의 절차는 도 2a의 변형에 기초하여 보다 상세히 설명된다.

제일 먼저, 위상 전류(80u, 80v, 80w)는 전류 센서에 의해 결정되고 마이크로제어기(2a)의 하나의 평가 유닛(ACS)으로 송신된다. 취득된 위상 전류(80u, 80v, 80w)는 평가 유닛(ACS)에 의해 평가된다. 이를 위해, 결정된 위상 전류와 위상 연관된 설정점 위상 전류(82u, 82v, 82w)와 권선 구획(U, V, W)에 흐르는 전류 중 하나 사이의 편차는 위상 전압(84u, 84v, 84w)에 기초하여 측정 또는 연산에 의해 결정된다. 제어 유닛(MC)은 설정점 위상 전류(82u, 82v, 82w)를 입력(23)을 통해 평가 유닛(ACS)에 송신한다. 평가 유닛(ACS)은 실제 위상 전류(80u, 80v, 80w)와 설정점 위상 전류(82u, 82v, 82w) 사이의 각 위상 시프트(83u, 83v, 83w)(도 3 참조)를 결정한다. 바람직하게는, 위상 시프트(83u, 83v, 83w)는 0점 교차(zero crossing)시에 또는 전류의 방향이 변하는 것에 기초하여 결정된다. 평가 유닛(ACS)은 위상 전류(80u, 80v, 80w)의 편차 또는 위상 시프트(83u, 83v, 83w)가 공차 범위 밖에 있는 경우 각도 위치 에러를 검출하는데 사용된다. 이러한 경우가 발생하면, 각도 에러가 출력(27)을 통해 출력된다.

도 2b의 변형에 따라, 본 발명의 변형은 다음과 같이 진행된다:

제일 먼저, 위상 전압(84u, 84v, 84w)이 위상 전압 측정 유닛(5)에 의해 결정되고 마이크로제어기로 송신된다. 위상 전압(84u, 84v, 84w)은 권선 유닛(U-V, U-W 및 V-W)들 사이의 전압에 대응한다.

위상 전압은 전기 기계의 전기적 회전운동으로부터 공간 벡터 변조를 사용하여 신호 처리 유닛(PWM)에 의해 섹터(88)와 연관된다. 이 경우에, 전기 기계의 전기적 회전운동은 6개의 섹터를 구비한다. 이 동안, 섹터 변화가 일어난 모터의 전기적 회전운동의 위상 각도(89)가 0°내지 360°범위 중 어디에 있는지를 수립한다. 위상 전압(84u, 84v, 84w)의 섹터 변화의 위상 각도는 신호 처리 유닛(PWM)으로부터 입력(24)을 통해 평가 유닛(ACS)으로 송신된다. 입력(23)은 섹터 변화를 수행하는 설정점 위상 전압(85u, 85v, 85w)을 의미하는 위상 각도를 평가 유닛에 제공하는데 사용된다. 섹터 변화들 사이의 편차 또는 위상 시프트(87)는 평가 유닛(ACS)에 의해 결정된다. 평가 유닛(ACS)은 적어도 섹터 변화들 사이의 위상 시프트가 공차 범위 밖에 있는 경우 각도 위치 에러를 검출한다. 대안적으로, 편차(87)들은 미리 한정된 기간에 걸쳐 평균되고, 편차(87)들의 평균이 공차 범위 밖에 있는 경우 각도 에러로 식별되는 것으로 고려된다.

대안적으로, 상기 방법은 위상 전류(80u, 80v, 80w)의 방향이 변하는지 여부는 위상 전압(84u, 84v, 84w)의 섹터 변화에 의해 결정되도록 수행될 수 있다. 위상 전류(80u, 80v, 80w)와 설정점 위상 전류(82u, 82v, 82w) 사이의 위상 시프트는 위상 전류(80u, 80v, 80w)와 설정점 위상 전류(82u, 82v, 82w)의 방향이 변하는 것에 기초하여 결정된다.

상기 방법은 제어 유닛(MC)을 사용하여 보상 위상 전류와 보상 위상 전압을 결정함으로써 설정점 위상 전류와 설정점 위상 전압 사이의 편차를 최소화하고, 보상 위상 전류 및/또는 보상 위상 전압이 임계값을 초과하자마자 각도 에러로 검출된다는 점에서 개선될 수 있다.

나아가, 상기 방법의 두 변형은 회전 각도 센서(6)를 사용하여 각도 위치 에러를 더 결정한다는 점에서 보강될 수 있다. 특히, 각도 위치 에러는 측정 신호와 기준 신호 사이의 편차가 공차 범위 내에 있을 경우에만 출력되고, 이런 방식으로 제일 먼저, 회전 각도 센서(6)가 에러를 가지지 않는 것으로 수립되는 것이 유리하다. 이런 점에서, 마이크로제어기(2a, 2b)는 제2 평가 유닛(PMAS)을 구비하고 이 제2 평가 유닛에는 유용한 신호와 기준 신호가 송신되고 이 제2 평가 유닛은 2개의 신호들을 대조한다. 측정 신호와 기준 신호 사이의 편차가 공차 범위를 넘는 경우, 출력(28)을 통해 에러가 출력된다. 나아가, 제2 평가 유닛(PMAS)은 메모리 유닛, 바람직하게는 EEPROM 메모리 칩에 전기적으로 연결(29)된다. 메모리 유닛은 모터가 셧다운되기 전에 마지막 모터 각도 위치를 저장하고, 동작이 재개될 때 이를 송신한다.

나아가, 상기 방법은 각도 위치 에러가 검출되면 곧바로 전기 기계가 셧다운되거나 또는 긴급 모드로 전환된다는 점에서 보강된다. 이를 위해, 마이크로제어기(2a, 2b)는 셧다운되거나 또는 긴급 모드 프로그램이 마이크로제어기(2a, 2b)에 의해 시작된다.

Claims

교류 전류에서 동작되고 복수의 권선 구획을 구비하는 전기 기계의 고정자 디바이스에 대해 회전자 디바이스의 회전 각도를 체크하는 방법으로서, 상기 권선 구획에서의 위상 전류들 및/또는 상기 권선 구획들 사이의 위상 전압들을 결정하는 제어 장치가 제공되고,
a) 상기 위상 전류들 중 적어도 하나 및/또는 상기 위상 전압들 중 적어도 하나를 결정하는 단계,
b) 결정된 위상 전류와 이에 대응하는 설정점 위상 전류 사이 및/또는 결정된 위상 전압과 이에 대응하는 설정점 위상 전압 사이의 적어도 하나의 편차(deviation)를 결정하는 단계, 및
c) 상기 편차들 중 하나가 공차 범위 밖에 있는 경우 각도 에러를 검출하는 단계를 포함하는, 전기 기계의 고정자 디바이스에 대해 회전자 디바이스의 회전 각도를 체크하는 방법.
제1항에 있어서,
a) 상기 위상 전류 및/또는 상기 위상 전압을 결정하는 단계,
b) 결정된 위상 전류와 상기 각 대응하는 설정점 위상 전류 사이 및/또는 결정된 위상 전압과 상기 대응하는 설정점 위상 전압 사이의 편차를 결정하는 단계, 및
c) 상기 편차가 공차 범위 밖에 있는 경우 에러를 검출하는 단계를 특징으로 하는 전기 기계의 고정자 디바이스에 대해 회전자 디바이스의 회전 각도를 체크하는 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 편차는 상기 위상 전류와 상기 대응하는 설정점 위상 전류 사이의 위상 시프트에 기초하여 결정되는 것을 특징으로 하는 방법.
제3항에 있어서, 상기 위상 시프트는 상기 위상 전류와 상기 설정점 위상 전류의 방향이 변하는 순간에 결정되는 것을 특징으로 하는, 전기 기계의 고정자 디바이스에 대해 회전자 디바이스의 회전 각도를 체크하는 방법.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 위상 전류의 방향이 변하는지 여부는 동일한 위상의 위상 전압에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는, 전기 기계의 고정자 디바이스에 대해 회전자 디바이스의 회전 각도를 체크하는 방법.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 위상 전압은 상기 전기 기계의 전기적 회전운동으로부터 공간 벡터 변조에 의해 섹터(sector)와 연관되고, 상기 편차는 상기 위상 전압과 상기 설정점 위상 전압 사이의 섹터 변화들 사이의 간격에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는, 전기 기계의 고정자 디바이스에 대해 회전자 디바이스의 회전 각도를 체크하는 방법.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 편차들은 미리 한정된 기간에 걸쳐 평균되고, 상기 편차들의 상기 평균이 공차 범위 밖에 있는 경우 각도 에러가 검출되는 것을 특징으로 하는, 전기 기계의 고정자 디바이스에 대해 회전자 디바이스의 회전 각도를 체크하는 방법.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제어 장치는 상기 설정점 위상 전류 및 설정점 위상 전압과 상이한 보상 위상 전류 및 보상 위상 전압을 결정함으로써 상기 편차를 최소화하고, 상기 보상 위상 전류 및/또는 보상 위상 전압이 상기 설정점 위상 전류 또는 상기 설정점 위상 전압보다 임계값을 초과하는 만큼 상이하면 곧바로 각도 에러가 검출되는 것을 특징으로 하는, 전기 기계의 고정자 디바이스에 대해 회전자 디바이스의 회전 각도를 체크하는 방법.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 고정자 디바이스에 대해 상기 회전자 디바이스의 각도 위치를 측정하는 센서 장치를 포함하고, 상기 각도 위치의 에러는 상기 센서 장치와 상기 위상차에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는, 전기 기계의 고정자 디바이스에 대해 회전자 디바이스의 회전 각도를 체크하는 방법.
제9항에 있어서, 상기 센서 장치는 측정 신호와 기준 신호를 생성하고, 상기 측정 신호와 상기 기준 신호 사이의 편차가 공차 범위 내에 있는 경우 상기 각도 위치의 에러가 검출되는 것을 특징으로 하는, 전기 기계의 고정자 디바이스에 대해 회전자 디바이스의 회전 각도를 체크하는 방법.
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
d) 각도 위치 에러가 검출되면 곧바로 상기 전기 기계를 셧다운(shutdown)시키거나 긴급 모드(emergency mode)로 전환하는 것을 특징으로 하는, 전기 기계의 고정자 디바이스에 대해 회전자 디바이스의 회전 각도를 체크하는 방법.
제1항 내지 제11항 중 어느 한 항의 방법을 수행하는 장치.
제12항에 있어서, 상기 고정자 디바이스에 대해 상기 회전자 디바이스의 각도 위치를 측정하는 센서 장치를 포함하고, 상기 센서 장치는 측정 신호와 기준 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 장치.
제12항 또는 제13항에 있어서, 상기 제어 장치는 마이크로제어기, 게이트 구동 유닛, 3개의 하프브리지(half-bridge)를 구비하는 회로 배열, 및 상기 권선 구획들 사이의 위상 전압을 측정하는 측정 디바이스를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제12항 내지 제14항 중 어느 한 항의 장치를 구비하는 자동차용 조향 보조장치.