KR20170080241A - 시트 구동 제어 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

시트를 구동하는 모터, 상기 모터에 PWM 방식을 이용하여 가변전압을 공급하는 반도체 파워 스위치, 및 상기 모터에 흐르는 전류를 검출하고, 상기 전류에 기초하여 상기 반도체 파워 스위치를 제어하는 컴퓨팅 시스템을 포함하는 파워 시트 구동 제어 장치가 제공된다.

Description

시트 구동 제어 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR CONTROLLING DRIVING SHEETS}
반도체 스위치를 이용하여 차량용 파워시트를 구동하는 것에 관련된다. 보다 구체적으로는 PWM으로 모터 인가전압을 가변하여 구동하는 파워시트 구동제어기에 있어서, 가감속시 가속도의 형상이 사다리꼴이 되도록 하여 승객이 느끼는 충격량이 적으면서 빠르게 가감속하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 제어장치에 관련된다.
최근 차량용 시트 사용자의 편의성을 향상시키기 위하여 시트 구동 제어기술 개발이 급격히 진행되고 있다.
차량용 파워 시트에 적용되는 모터는 리클라인(Recline) 모터, 틸트(Tilt) 모터, 슬라이드(Slide) 모터, 하이트(Height) 모터 등이 있다.
리클라인 모터는 Seat Back을 전후방으로 회전시키는 기능을 담당하고, 틸트모터는 최적의 경사각도 기능을 담당하며, 슬라이드(Slide) 모터는 Seat를 전후방으로 이동시키는 기능을 담당한다. 또한 하이트(Height) 모터는 Seat를 상하로 이동시키는 기능을 담당한다.
차량 기술에 발전에 따른 자동차 시트 적용 기술에 대한 요구 수준이 크게 변화하여 고급 차종의 전동식 시트 조절 시스템의 옵션 사양에 대한 사용자들의 요구 수준이 단순한 파워 시트로써의 기능을 뛰어 넘어 안정성, 정숙성(소음 저감)과 작동 충격감과 같은 감성 품질 향상에 대한 요구가 증가하고 있다.
파워 시트를 구동하는 방법은 반도체 파워소자인 MOSFET를 이용하여 H 브리지를 구성하여 DC 모터를 정방향 및 역방향의 양방향 구동이 가능하도록 구성하고 PWM기법을 이용하여 모터에 인가되는 전압을 가변하여 제어를 한다.
모터에 인가되는 전압을 배터리 전압을 ON/OFF 하는 방식으로 제어하면 정지상태에서 기동시 과도한 전류가 흐르고 큰 충격이 가해지게 되므로 소음이 발생하고 감성 품질이 떨어지게 된다.
모터의 전압을 서서히 증가시켜 소프트 스타트를 구현하면 시트 트랙의 정지마찰이 커서 기동 초기 움직이지 않는 무응답 구간이 발생하고 사용자는 반응이 느리다고 느끼는 문제가 발생한다. 또한 전압을 서서히 증가 시키는 방식은 시트의 조립상태 및 배터리전압에 따라 감성 품질이 크게 변하기 때문에 균일한 품질 확보가 어려울 수 있다.
일실시예에 따른 파워 시트 구동 제어 장치는, 시트를 구동하는 모터, 상기 모터에 PWM 방식을 이용하여 가변전압을 공급하는 반도체 파워 스위치, 및 상기 모터에 흐르는 전류를 검출하고, 상기 전류에 기초하여 상기 반도체 파워 스위치를 제어하는 컴퓨팅 시스템을 포함할 수 있다.
일실시예에 따른 파워 시트 구동 제어 장치에 있어서, 상기 컴퓨팅 시스템은 전류 지령 값 및 전류 측정 값의 차이에 기초하여 상기 파워 스위치를 제어할 수 있다.
일실시예에 따른 파워 시트 구동 제어 장치에 있어서, 상기 컴퓨팅 시스템은 상기 증폭된 전압을 PWM 펄스와 연동하여 주기적으로 아날로그/디지털 변환을 하여 상기 전류를 검출할 수 있다.
일실시예에 따른 파워 시트 구동 제어 장치에 있어서, 상기 컴퓨팅 시스템이 정해진 셋 명령을 수신한 경우 상기 전류의 평균 값을 계산할 수 있다.
일실시예에 따른 파워 시트 구동 제어 장치에 있어서, 상기 컴퓨팅 시스템은 메모리를 포함하고, 상기 컴퓨팅 시스템은 셋 명령이 있는 경우 상기 모터를 정방향으로 이동시켜 정방향 이동 시의 전류의 제1 평균 값을 계산하고, 다시 역방향으로 상기 모터를 이동시켜 전류의 제2 평균 값을 계산하고, 상기 메모리는 각각의 전류의 평균 값들을 저장할 수 있다.
일실시예에 따른 파워 시트 구동 제어 장치에 있어서, 상기 컴퓨팅 시스템은 임계치 이상의 시간의 전류를 측정할 수 있다.
일실시예에 따른 파워 시트 구동 제어 장치는, 상기 모터와 동일한 전류가 흐르는 저항, 및 상기 저항의 전압을 증폭하는 증폭기를 더 포함하고, 상기 컴퓨팅 시스템은 상기 저항의 상기 증폭된 전압에 대한 전류를 검출할 수 있다.
일실시예에 따른 파워 시트 구동 제어 방법은, 반도체 파워 스위치가 모터에 PWM 방식을 이용하여 가변 전압을 공급하는 단계 -상기 모터는 시트를 구동함-, 증폭기가 상기 모터와 동일한 전류가 흐르는 저항의 전압을 증폭하는 단계, 및 컴퓨팅 시스템이 상기 저항에 흐르는 전류를 검출하고, 상기 전류에 기초하여 상기 반도체 파워 스위치를 제어하는 단계를 포함할 수 있다.
일실시예에 따른 파워 시트 구동 제어 방법에 있어서, 상기 컴퓨팅 시스템이 전류 지령 값 및 전류 측정 값의 차이에 기초하여 상기 파워 스위치를 제어하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일실시예에 따른 파워 시트 구동 제어 방법에 있어서, 상기 컴퓨팅 시스템이 상기 증폭된 전압을 PWM 펄스와 연동하여 주기적으로 아날로그/디지털 변환을 하여 상기 전류를 검출하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일실시예에 따른 파워 시트 구동 제어 방법에 있어서, 상기 컴퓨팅 시스템이 정해진 셋 명령을 수신한 경우 상기 전류의 평균 값을 계산하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일실시예에 따른 파워 시트 구동 제어 방법에 있어서, 상기 컴퓨팅 시스템이 셋 명령을 수신하는 경우 상기 모터를 정방향으로 이동시켜 정방향 이동 시의 전류의 제1 평균 값을 계산하는 단계, 상기 컴퓨팅 시스템이 상기 모터를 역방향으로 이동시켜 전류의 제2 평균 값을 계산하는 단계, 및 상기 메모리가 각각의 전류의 평균 값들을 저장하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일실시예에 따른 파워 시트 구동 제어 방법에 있어서, 상기 컴퓨팅 시스템이 상기 저항의 임계치 이상의 시간의 전류를 측정하는 단계를 포함할 수 있다.
도 1은 일실시예에 따른 모터 구동 회로도를 나타내는 도면이다.
도 2는 일실시예에 따른 전류를 제어하는 구성에 대해 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 3은 일실시예에 따른 속도, 가속도, 저크의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 4는 일실시예에 따른 셋 루틴에 대한 흐름도이다.
도 5는 일실시예에 따른 속도와 전류 지령값과의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 1은 일실시예에 따른 모터 구동 회로도를 나타내는 도면이다.
도 2는 일실시예에 따른 전류를 제어하는 구성에 대해 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 3은 일실시예에 따른 속도, 가속도, 저크의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 4는 일실시예에 따른 셋 루틴에 대한 흐름도이다.
도 5는 일실시예에 따른 속도와 전류 지령값과의 관계를 나타내는 그래프이다.
실시예들에 대한 특정한 구조적 또는 기능적 설명들은 단지 예시를 위한 목적으로 개시된 것으로서, 다양한 형태로 변경되어 실시될 수 있다. 따라서, 실시예들은 특정한 개시형태로 한정되는 것이 아니며, 본 명세서의 범위는 기술적 사상에 포함되는 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다.
제1 또는 제2 등의 용어를 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 이런 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 해석되어야 한다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로도 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설명된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함으로 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1은 일실시예에 따른 모터 구동 회로도를 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 모터 구동 회로도는 배터리(101), 모스펫(MOSFET, 102, 103, 104, 105), 모터(106), 저항(107), 증폭기(108), 컴퓨팅 시스템 아날로그/디지털 포트(109)를 포함할 수 있다. 일실시예에 따른 파워 시트 구동 제어 장치는, 시트를 구동하는 모터, 상기 모터에 PWM 방식을 이용하여 가변전압을 공급하는 반도체 파워 스위치, 및 상기 모터에 흐르는 전류를 검출하고, 상기 전류에 기초하여 상기 반도체 파워 스위치를 제어하는 컴퓨팅 시스템을 포함할 수 있다. 파워 시트를 구동하기 위해 반도체 파워 소자인 모스펫(102, 103, 104, 105)을 이용하여 H 브릿지를 구성할 수 있다. H 브릿지회로는 모터의 정, 역회전의 기능을 수행하게 되며, 모스펫 소자 4개를 이용하여 이들의 스위칭 작용을 사용, 모터의 극성을 바꿔 정, 역회전의 기능을 수행하게 된다.
일실시예에 따른 파워 시트 구동 제어 장치는 H 브릿지를 이용하여 모터(106)를 정방향 및 역방향의 양방향 구동이 가능하도록 구성하고 PWM(Pulse Width Modulation)기법을 이용하여 모터에 인가되는 전압을 가변하여 제어를 한다. 모터는 파워 시트를 구동하기 위한 것이며, 직류 모터(DC Motor)일 수 있다. 저항(107)은 모터에 흐르는 전류와 동일한 전류가 흐르도록 배치될 수 있다. 즉, 모터에 흐르는 전류를 검출하기 위해서는 저항(107)의 전압을 검출하여 옴의 법칙을 이용, 모터에 흐르는 전류를 검출할 수 있게 된다. 하지만 저항의 값이 커지게 되는 경우 열이 많이 발생하기 때문에 효율이 저하될 수 있다. 따라서, 저항 값은 수m옴의 값을 가지도록 설계되기 때문에 저항에 걸리는 전압이 매우 작아서 전류를 검출하기 어려울 수 있다. 따라서, 증폭기(108)를 통해 저항의 전압을 수십 배로 증폭을 하여 저항의 전압을 검출하고, 컴퓨팅 시스템을 통해 연산을 하여 전류 값을 계산할 수 있게 된다.
일실시예에 따른 파워 시트 구동 제어 장치에 있어서, 상기 컴퓨팅 시스템은 상기 증폭된 전압을 PWM 펄스와 연동하여 주기적으로 아날로그/디지털 변환을 하여 상기 전류를 검출할 수 있다. 모터의 전류는 상기 증폭된 전압을 컴퓨팅 시스템이 PWM 펄스와 연동하여 주기적으로 A/D변환을 함으로써 검출할 수 있다.
도 2는 일실시예에 따른 전류를 제어하는 구성에 대해 예시적으로 나타내는 도면이다.
일실시예에 따른 파워 시트 구동 제어 장치에 있어서, 상기 컴퓨팅 시스템은 전류 지령 값 및 전류 측정 값의 차이에 기초하여 상기 파워 스위치를 제어할 수 있다. 컴퓨팅 시스템은 도 1에서 설명한 바와 같이 모터에 흐르는 전류를 검출하여 전류 검출치를 저장할 수 있다. 도 2를 참조하면, 컴퓨팅 시스템(202)로부터 아날로그/디지털 변환 전류 피드백을 통해 미리 결정된 전류 지령 값과 차이를 계산하고, 상기 차이를 에러(error)로 설정할 수 있다. 이후에 상기 에러 값은 전류 제어기(203)로 입력된다. 상기 전류 제어기는 PI 제어기를 이용하여 설계될 수 있으며, PI 제어기에 에러 값이 인가되는 경우, PI제어기는 상기 에러 값에 대한 전압 값을 출력할 수 있다. 비례-적분 제어기(PI 제어기)는 응용분야에서 많이 사용되는 대표적인 형태의 제어기법으로, PI 제어기는 기본적으로 피드백(feedback)제어기의 형태를 가지고 있으며, 제어하고자 하는 대상의 출력값(output)을 측정하여 이를 원하고자 하는 참조값(reference value) 혹은 설정값(setpoint)과 비교하여 오차(error)를 계산하고, 이 오차값을 이용하여 제어에 필요한 제어값을 계산하는 구조로 되어 있다. 본원의 PI제어기는 전류 에러치에 P게인을 곱하고, 전류 에러 값을 적분한 값에 I게인을 곱한 값을 더하여 전압으로 출력할 수 있다. 전류 제어기(203)가 전압을 출력하면, PWM 발생기(204)는 상기 전압에 기초하여 PWM을 발생시키고, 모터를 동작시키게 된다. 기존의 전압제어의 경우 배터리 전압이 변동을 하면 모터의 전류가 변화하기 때문에 감성품질이 일정하지 않을 수 있는데, 상기 전류제어로 변경하면 배터리 전압변동에 무관하게 충격량이 일정하게 되어 균일한 품질을 나타내게 되는 장점이 있다.
도 3은 일실시예에 따른 속도, 가속도, 저크의 관계를 나타내는 그래프이다.
사용자가 차량의 시트에 앉았을 때 사용자가 느끼는 충격량은 시트에 가해지는 힘이 시트를 움직일 때 속도, 가속도의 변화를 느끼는 것으로, 도 3과 같이 속도를 사다리꼴 형태로 인가하면 가속도 및 저크가 유한한 값을 가지게 되므로 사용자는 부드럽게 움직이는 것으로 느끼게 된다. 즉, 속도를 미분하면 가속도, 가속도를 미분하면 저크를 계산할 수 있는데, 속도가 직사각형 등으로 인가되는 경우 가속도 및 저크는 무한한 값을 가지게 되므로 시트를 이용하고 있는 사용자는 불편을 느끼게 된다.
도 3을 살펴보면, 속도가 변하지 않거나 직선으로 변하는 구간에서는 가속도가 일정하게 유지되는 것을 알 수 있다. 완만한 곡선을 이루는 구간에서는 2차 함수와 유사한 형태의 곡선을 이루게 되므로 가속도도 속도함수를 미분한 형태의 함수로 그려지게 되며, 저크는 가속도 함수를 또 미분한 형태의 함수로 그려지게 된다. 소위 다항 함수 형태의 그래프를 이용하여 그래프들을 표현할 수 있으며, 그 경우 유한한 가속도 및 저크의 값을 갖게 된다. 특히, 속도가 직선을 이루는 구간에서는 일정한 가속도를 갖게 되므로, 일정한 힘을 전달할 수 있게 되어 사용자에게 더욱 더 안정감을 제공할 수 있다.
구체적으로 살펴보면, 가속도와 힘과의 관계는 모터가 발생한 힘을 F, 이동체의 질량을 m, 가속도를 a, 마찰력을 FL이라고 하면 F = ma + FL 로 근사화 할 수 있다. 따라서, 가속도가 유한한 값을 가진다는 것은 사용자가 받는 힘 또한 유한한 값을 갖는 것을 의미하며, 이로 인해 속도의 변화에 대해 사용자가 느끼는 충격 자체가 적어질 수 있다. 모터가 발생시키는 힘 F는 모터에 흐르는 전류에 비례하므로 모터의 전류를 제어하는 것은 힘을 제어하는 것과 동일하다. 질량 m은 성인 남자 평균 체중을 가정하여 계산한 값으로 설정할 수 있다. FL은 시트의 기계적 구조 및 조립상태에 의해 결정되며 다양한 값을 가지게 된다. 아래에서 자세히 설명하겠지만, 본원에서는 제어기가 정해진 셋 명령을 받으면 시트 모터가 스스로 전체 이동 구간을 이동하면서 상기 전류값의 평균을 구하여 메모리에 저장하고 평상시 구동할 때 이 값을 이용한다. 상기 셋 명령은 자동차를 조립한 후 테스트 과정이나 정비소에서 정비를 할 때 소정의 장비를 이용하여 명령을 내릴 수 있다.
도 4는 일실시예에 따른 셋 루틴에 대한 흐름도를 나타내는 도면이다.
일실시예에 따른 파워 시트 구동 제어 장치에 있어서, 상기 컴퓨팅 시스템이 정해진 셋 명령을 수신한 경우 상기 전류의 평균 값을 계산할 수 있다. 셋 명령에 따라 평균값을 구하는 과정은 도 5의 흐름도와 같다. 본원의 컴퓨팅 시스템은 셋 명령이 있는지 확인하고 셋 명령이 있으면 셋 루틴을 시작한다.
일실시예에 따른 파워 시트 구동 제어 장치에 있어서, 상기 컴퓨팅 시스템은 메모리를 포함하고, 상기 컴퓨팅 시스템은 셋 명령이 있는 경우 상기 모터를 정방향으로 이동시켜 정방향 이동 시의 전류의 제1 평균 값을 계산하고, 다시 역방향으로 상기 모터를 이동시켜 전류의 제2 평균 값을 계산하고, 상기 메모리는 각각의 전류의 평균 값들을 저장할 수 있다. 셋 루틴이 시작되는 단계에서는 먼저 모터를 역방향으로 이동시킨다. 모터가 역방향으로 구동하여 역방향의 끝단까지 이동하면 정지 후 정방향으로 회전시킨다.
일실시예에 따른 파워 시트 구동 제어 장치에 있어서, 상기 컴퓨팅 시스템은 임계치 이상의 시간의 전류를 측정할 수 있다. 이 때, 정방향 회전 경과 시간을 카운팅하는데, 정방향 구동 초기 0.5초 구간은 가속 구간이므로 무시하고 0.5초 이후부터 전류 값을 저장한다. 정방향 이동 후 끝단에 도달하면 저장된 전류값에서 정방향 전류 평균치를 구하여 저장할 수 있다. 이 때, 정방향으로 이동하는 동안에 시간 별로 저장한 전류치를 모두 더하여 평균치를 구하게 되며, 이렇게 구한 정방향 전류 평균치를 제1 평균 값으로 저장할 수 있다.
정방향으로 이동이 종료된 경우 동일한 과정으로 모터를 역방향으로 이동시킨다. 이 때 또한 역방향 구동 초기 0.5초 구간은 하면서 동일한 과정으로 역방향 전류 평균치를 구한다. 이 때, 역방향으로 이동하는 동안에 시간 별로 저장한 전류치를 모두 더하여 평균치를 구하게 되며, 이렇게 구한 역방향 전류 평균치를 제2 평균 값으로 저장할 수 있다.
상기 정방향 전류 평균치와 역방향 전류 평균치는 각각 컴퓨팅 시스템의 메모리에 저장되어 모터의 이동 방향에 따라 선택하여 적용될 수 있다. 전류 평균값을 적용한 전류 지령 값은 그림 5와 같다. 이는 그림3의 가속도 지령 프로파일에 전류 평균값을 옵셋으로 하여 적용한 것이다. 상기 전류 지령 값은 정방향 및 역방향 구동에 대하여 각각 적용된다.
일실시예에 따른 파워 시트 구동 제어 방법은, 반도체 파워 스위치가 모터에 PWM 방식을 이용하여 가변 전압을 공급하는 단계 -상기 모터는 시트를 구동함-, 증폭기가 상기 모터와 동일한 전류가 흐르는 저항의 전압을 증폭하는 단계, 및 컴퓨팅 시스템이 상기 저항에 흐르는 전류를 검출하고, 상기 전류에 기초하여 상기 반도체 파워 스위치를 제어하는 단계를 포함할 수 있다. 파워 시트를 구동하기 위해 반도체 파워 소자인 모스펫(102, 103, 104, 105)을 이용하여 H 브릿지를 구성할 수 있다. H 브릿지회로는 모터의 정, 역회전의 기능을 수행하게 되며, 모스펫 소자 4개를 이용하여 이들의 스위칭 작용을 사용, 모터의 극성을 바꿔 정, 역회전의 기능을 수행하게 된다.
파워 시트 구동 제어 방법은, H 브릿지를 이용하여 모터를 정방향 및 역방향의 양방향 구동이 가능하도록 구성하고 PWM(Pulse Width Modulation)기법을 이용하여 모터에 인가되는 전압을 가변하여 시트를 제어 한다. 모터는 파워 시트를 구동하기 위한 것이며, 직류 모터(DC Motor)일 수 있다. 저항(107)은 모터에 흐르는 전류와 동일한 전류가 흐르도록 배치될 수 있다. 즉, 모터에 흐르는 전류를 검출하기 위해서는 저항(107)의 전압을 검출하여 옴의 법칙을 이용, 모터에 흐르는 전류를 검출할 수 있게 된다. 하지만 저항의 값이 커지게 되는 경우 열이 많이 발생하기 때문에 효율이 저하될 수 있다. 따라서, 저항 값은 수m옴의 값을 가지도록 설계되기 때문에 저항에 걸리는 전압이 매우 작아서 전류를 검출하기 어려울 수 있다. 따라서, 증폭기(108)를 통해 저항의 전압을 수십 배로 증폭을 하여 저항의 전압을 검출하고, 컴퓨팅 시스템을 통해 연산을 하여 전류 값을 계산할 수 있게 된다.
일실시예에 따른 파워 시트 구동 제어 방법은, 상기 컴퓨팅 시스템은 상기 증폭된 전압을 PWM 펄스와 연동하여 주기적으로 아날로그/디지털 변환을 하여 상기 전류를 검출하는 단계를 더 포함할 수 있다. 모터의 전류는 상기 증폭된 전압을 컴퓨팅 시스템이 PWM 펄스와 연동하여 주기적으로 A/D변환을 함으로써 검출할 수 있다.
일실시예에 따른 파워 시트 구동 제어 방법은, 상기 컴퓨팅 시스템은 전류 지령 값 및 전류 측정 값의 차이에 기초하여 상기 파워 스위치를 제어하는 단계를 더 포함할 수 있다. 컴퓨팅 시스템은 도 1에서 설명한 바와 같이 모터에 흐르는 전류를 검출하여 전류 검출치를 저장할 수 있다. 컴퓨팅 시스템으로부터 아날로그/디지털 변환 전류 피드백을 통해 미리 결정된 전류 지령 값과 차이를 계산하고, 상기 차이를 에러(error)로 설정할 수 있다. 이후에 상기 에러 값은 전류 제어기로 입력된다. 상기 전류 제어기는 PI 제어기를 이용하여 설계될 수 있으며, PI 제어기에 에러 값이 인가되는 경우, PI제어기는 상기 에러 값에 대한 전압 값을 출력할 수 있다. 비례-적분 제어기(PI 제어기)는 응용분야에서 많이 사용되는 대표적인 형태의 제어기법으로, PI 제어기는 기본적으로 피드백(feedback)제어기의 형태를 가지고 있으며, 제어하고자 하는 대상의 출력값(output)을 측정하여 이를 원하고자 하는 참조값(reference value) 혹은 설정값(setpoint)과 비교하여 오차(error)를 계산하고, 이 오차값을 이용하여 제어에 필요한 제어값을 계산하는 구조로 되어 있다. 본원의 PI제어기는 전류 에러치에 P게인을 곱하고, 전류 에러 값을 적분한 값에 I게인을 곱한 값을 더하여 전압으로 출력할 수 있다. 전류 제어기(203)가 전압을 출력하면, PWM 발생기(204)는 상기 전압에 기초하여 PWM을 발생시키고, 모터를 동작시키게 된다. 기존의 전압제어의 경우 배터리 전압이 변동을 하면 모터의 전류가 변화하기 때문에 감성품질이 일정하지 않을 수 있는데, 상기 전류제어로 변경하면 배터리 전압변동에 무관하게 충격량이 일정하게 되어 균일한 품질을 나타내게 되는 장점이 있다.
일실시예에 따른 파워 시트 구동 제어 방법은, 상기 컴퓨팅 시스템이 정해진 셋 명령을 수신한 경우 상기 전류의 평균 값을 계산하는 단계를 더 포함할 수 있다. 셋 명령에 따라 평균값을 구하는 과정은 도 5의 순서도와 같다. 본원의 컴퓨팅 시스템은 셋 명령이 있는지 확인하고 셋 명령이 있으면 셋 루틴을 시작한다.
일실시예에 따른 파워 시트 구동 제어 방법은, 상기 컴퓨팅 시스템이 셋 명령을 수신하는 경우 상기 모터를 정방향으로 이동시켜 정방향 이동 시의 전류의 제1 평균 값을 계산하는 단계를 더 포함할 수 있다. 셋 루틴이 시작되는 단계에서는 먼저 모터를 역방향으로 이동시킨다. 모터가 역방향으로 구동하여 역방향의 끝단까지 이동하면 정지 후 정방향으로 회전시킨다.
일실시예에 따른 파워 시트 구동 제어 장치에 있어서, 상기 컴퓨팅 시스템은 임계치 이상의 시간의 전류를 측정할 수 있다. 이 때, 정방향 회전 경과 시간을 카운팅하는데, 정방향 구동 초기 0.5초 구간은 가속 구간이므로 무시하고 0.5초 이후부터 전류 값을 저장한다. 정방향 이동 후 끝단에 도달하면 저장된 전류값에서 정방향 전류 평균치를 구하여 저장할 수 있다. 이 때, 정방향 전류 평균치를 제1 평균 값으로 저장할 수 있다.
컴퓨팅 시스템은 상기 모터를 역방향으로 이동시켜 전류의 제2 평균 값을 계산할 수 있다. 정방향으로 이동이 종료된 경우 동일한 과정으로 모터를 역방향으로 이동시킨다. 이 때 또한 역방향 구동 초기 0.5초 구간은 하면서 동일한 과정으로 역방향 전류 평균치를 구한다. 상기 정방향 전류 평균치와 역방향 전류 평균치는 각각 저장하여 방향에 따라 선택하여 적용될 수 있다. 전류 평균값을 적용한 전류 지령값은 그림 5와 같다. 그림3의 가속도 지령 프로파일에 전류 평균값을 옵셋으로 하여 적용한 것이다. 정방향 및 역방향 구동에 대하여 각각 적용된다. 상기 메모리는 각각의 전류의 평균 값들을 저장하는 단계를 더 포함할 수 있다.
이상에서 설명된 실시예들은 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치, 방법 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 콘트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPGA(field programmable gate array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션을 수행할 수 있다. 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다. 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 콘트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.
소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치, 또는 전송되는 신호 파(signal wave)에 영구적으로, 또는 일시적으로 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.
실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기를 기초로 다양한 기술적 수정 및 변형을 적용할 수 있다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.

Claims (5)

  1. 시트를 구동하는 모터;
    상기 모터에 PWM 방식을 이용하여 가변전압을 공급하는 반도체 파워 스위치; 및
    상기 모터에 흐르는 전류를 검출하고, 상기 전류에 기초하여 상기 반도체 파워 스위치를 제어하는 컴퓨팅 시스템을 포함하는
    파워 시트 구동 제어 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 컴퓨팅 시스템이 정해진 셋 명령을 수신한 경우 상기 전류의 평균 값을 계산하는
    파워 시트 구동 제어 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 컴퓨팅 시스템은 메모리를 포함하고,
    상기 컴퓨팅 시스템은 상기 셋 명령을 수신한 경우 상기 모터를 정방향으로 이동시켜 정방향 이동 시의 전류의 제1 평균 값을 계산하고,
    다시 역방향으로 상기 모터를 이동시켜 전류의 제2 평균 값을 계산하고,
    상기 메모리는 각각의 전류의 평균 값들을 저장하는
    파워 시트 구동 제어 장치.
  4. 반도체 파워 스위치가 모터에 PWM 방식을 이용하여 가변 전압을 공급하는 단계 -상기 모터는 시트를 구동함-;
    증폭기가 상기 모터와 동일한 전류가 흐르는 저항의 전압을 증폭하는 단계; 및
    컴퓨팅 시스템이 상기 저항에 흐르는 전류를 검출하고, 상기 전류에 기초하여 상기 반도체 파워 스위치를 제어하는 단계를 포함하는
    파워 시트 구동 제어 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 컴퓨팅 시스템이 상기 증폭된 전압을 PWM 펄스와 연동하여 주기적으로 아날로그/디지털 변환을 하여 상기 전류를 검출하는 단계를 더 포함하는
    파워 시트 구동 제어 방법.
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