KR20190127900A - 제어 시스템 및 제어 방법 - Google Patents

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Abstract

모터(31)를 제어할 수 있는 제어 방법 및 제어 시스템(2)이 개시된다. 제어 시스템(2)은 중앙 처리 모듈(22) 및 구동 제어 모듈(23)을 포함한다. 모터(31)의 어떤 위상 코일에도 전압이 인가되지 않는 기간에, 구동 제어 모듈(23)은 전압이 인가되지 않은 코일의 전압을 수집하여 코일의 전압을 디지털 신호로 변환한다. 중앙 처리 모듈(22)은 디지털 신호를 판독하고, 디지털 신호의 평균값이 미리 설정된 임계 값 범위 내에 있는지에 따라 모터(31)의 주행 속도가 미리 설정된 속도와 일치하는지를 결정하여, 제어 정밀도를 개선하는 데 도움이 된다.

Description

제어 시스템 및 제어 방법
본 출원은 2017년 5월 24일에 중국 특허청에 출원된 "제어 시스템 및 제어 방법"이라는 제목의 중국 특허 출원 번호 2017103716905의 우선권을 주장하며, 이 특허 출원은 그 전문이 본원에 참조로 포함된다.
기술분야
본 출원은 제어 기술 분야, 특히 모터를 제어하기 위한 제어 시스템 및 제어 방법에 관한 것이다.
모터는 피구동 장치 또는 피구동 구성 요소에 설치된다. 모터가 시동되면, 모터의 실제 주행 속도가 설정 속도와 일치하지 않지만 후속 작동은 설정 속도를 기반으로 하므로 큰 오류가 발생하고 심한 경우 모터의 연소 현상이 발생할 수 있다. 이러한 현상을 피하려면 모터의 주행 속도를 제어해야 한다.
따라서, 상기 기술적 문제를 해결하기 위해 종래 기술을 개선할 필요가 있다.
1. 한국등록특허 제10-1619699호(2016.05.02.등록) 2. 한국공개특허 제10-2008-0042566(2008.05.15.공개)
본 출원의 목적은 모터의 주행 속도를 제어하기 위한 제어 방법 및 제어 시스템을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 따라 제어 시스템이 제공된다. 상기 제어 시스템은 모터를 제어하도록 구성되며, 중앙 처리 모듈 및 구동 제어 모듈을 포함한다.
상기 모터가 작동 중일 때, 상기 구동 제어 모듈은 상기 모터의 어떤 위상 코일에도 전압이 인가되지 않는 기간 동안 전압이 인가되지 않은 상기 모터의 위상 코일의 전압을 샘플링하고, 전압이 인가되지 않은 상기 모터의 상기 위상 코일의 상기 전압을 디지털 신호로 변환하도록 구성되고;
상기 제어 시스템은 상기 모터의 어떤 위상 코일에도 전압이 인가되지 않는 상기 기간 동안 상기 디지털 신호를 저장하고 상기 디지털 신호를 실시간으로 업데이트하도록 구성되고;
상기 중앙 처리 모듈은 상기 디지털 신호를 판독하고, 상기 현재 디지털 신호 및 이전 평균값 또는 초기 값에 대해 수학적 연산을 수행함으로써 현재 평균값을 획득하도록 구성되고;
상기 중앙 처리 모듈은 상기 현재 평균값이 제1 임계 값과 제2 임계 값 사이에 속하는지 여부를 결정하도록 구성되고, 상기 제1 임계 값 및 상기 제2 임계 값은 미리 설정된 속도에 대응하여 설정되고, 상기 중앙 처리 모듈은 모터의 주행 속도가 결정 결과에 따라 상기 미리 설정된 속도와 일치하는지를 결정하여 제어 신호를 전송하도록 구성된다.
선택적으로, 상기 구동 제어 모듈은 코일 샘플 홀드 회로 및 ADC 회로를 포함하고, 상기 코일 샘플 홀드 회로는 상기 코일의 상기 전압을 샘플링하도록 구성되고, 상기 ADC 회로는 상기 코일의 상기 샘플링된 전압 신호를 상기 디지털 신호로 변환하도록 구성된다.
선택적으로, 상기 구동 제어 모듈은 논리 처리 레지스터를 더 포함하고, 상기 논리 처리 레지스터는 bemf 레지스터를 포함하고, 상기 bemf 레지스터는 상기 ADC 회로에 의해 변환된 상기 디지털 신호를 저장하도록 구성된다.
선택적으로, 상기 논리 처리 레지스터는 마이크로 스텝 레지스터를 더 포함하고, 상기 마이크로 스텝 레지스터는 스테핑 모터의 마이크로 스텝 값을 저장하도록 구성된다.
선택적으로, 상기 논리 처리 레지스터는 상기 코일 샘플 홀드 회로에 클록 신호를 제공하여, 상기 모터의 어떤 위상 코일에도 전압이 인가되지 않는 상기 기간 동안 상기 코일 샘플 홀드 회로에 의해 수행된 상기 코일의 전압 샘플링을 허용하도록 구성된다.
본 발명에 따라 모터를 제어하는 제어 방법이 더욱 제공된다. 상기 제어 방법은 모터를 제어하는데 사용되며 제어 시스템에 의해 구현되며, 상기 제어 시스템은 중앙 처리 모듈 및 구동 제어 모듈을 포함한다.
상기 모터가 작동 중일 때, 상기 구동 제어 모듈은 상기 모터의 어떤 위상 코일에도 전압이 인가되지 않는 기간 동안 전압이 인가되지 않은 상기 모터의 위상 코일의 전압을 샘플링하여 전압이 인가되지 않은 상기 모터의 상기 위상 코일의 상기 전압을 디지털 신호로 변환하도록 구성되고;
상기 제어 시스템은 상기 모터의 어떤 위상 코일에도 전압이 인가되지 않는 상기 기간 동안 상기 디지털 신호를 저장하고 상기 디지털 신호를 실시간으로 업데이트하도록 구성되고;
상기 중앙 처리 모듈은 상기 디지털 신호를 판독하고, 상기 디지털 신호의 현재 평균값을 획득하고, 상기 제어 방법을 수행하도록 구성되고,
상기 제어 방법은:
단계 a1에서, 제1 임계 값(Bemfmin), 제2 임계 값(Bemfmax) 및 초기 값(Bemfaver0) 또는 이전 평균값을 판독하는 단계;
단계 a2에서, 디지털 신호(Bemfi)를 판독하는 단계;
단계 a3에서, 방정식 Bemfaveri =(aBemfaveri-1 + bBemfi)/(a + b)에 따라 현재 평균값(Bemfaveri)을 계산하는 단계 - i는 디지털 신호가 판독된 횟수, i = 1, 2...이고, i = 1일 때, Bemfaveri-1은 초기 값(Bemfaver0)임 -;
단계 a4에서, 상기 현재 평균값(Bemfaveri)이 상기 제1 임계 값(Bemfmin)과 상기 제2 임계 값(Bemfmax) 사이에 있는지 여부를 결정하고, 그렇다면 단계 a2로 진행하고, 그렇지 않으면 단계 a5로 진행하고; 및
단계 a5에서, 상기 모터의 주행 속도가 미리 설정된 속도와 일치한다고 판단하여 제어 신호를 전송하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따르면 모터를 제어하는 다른 제어 방법이 더욱 제공된다. 상기 제어 방법은 모터를 제어하는데 사용되며 제어 시스템에 의해 구현되며, 제어 시스템은 중앙 처리 모듈 및 구동 제어 모듈을 포함하고;
상기 모터가 작동 중일 때, 상기 구동 제어 모듈은 상기 모터의 어떤 위상 코일에도 전압이 인가되지 않는 기간 동안 전압이 인가되지 않은 상기 모터의 위상 코일의 전압을 샘플링하여 전압이 인가되지 않은 상기 모터의 상기 위상 코일의 상기 전압을 디지털 신호로 변환하도록 구성되고;
상기 제어 시스템은 상기 모터의 어떤 위상 코일에도 전압이 인가되지 않는 상기 기간 동안 상기 디지털 신호를 저장하고 상기 디지털 신호를 실시간으로 업데이트하도록 구성되고;
상기 중앙 처리 모듈은 상기 디지털 신호를 판독하고, 상기 디지털 신호의 현재 평균값을 획득하고, 상기 제어 방법을 수행하도록 구성되고,
상기 제어 방법은:
단계 a1에서, 제1 임계 값(Bemfmin), 제2 임계 값(Bemfmax) 및 초기 값(Bemfaver0) 또는 이전 평균값을 판독하는 단계;
단계 a2에서, 디지털 신호(Bemfi)를 판독하는 단계;
단계 a3에서, 방정식 Bemfaveri = (Bemfaveri-1 + Bemfi)/2에 따라 현재 평균값(Bemfaveri)을 계산하는 단계 - i는 디지털 신호가 판독된 횟수이고, i = 1, 2...이고, i=1일 때, Bemfaveri-1은 초기 값(Bemfaver0)임 -;
단계 a4에서, 상기 현재 평균값(Bemfaveri)이 제1 임계 값(Bemfmin)과 제2 임계 값(Bemfmax) 사이에 있는지 여부를 결정하고, 그렇다면 단계 a2로 진행하고, 그렇지 않으면 단계 a5로 진행하는 단계; 및
단계 a5에서, 상기 모터의 주행 속도가 미리 설정된 속도와 일치하지 않는 것으로 결정하여 제어 신호를 전송하는 단계를 포함한다.
선택적으로, 제어 방법은 단계 a2 이후에 단계 b3을 더 포함하고, 상기 단계 b3에서, 상기 디지털 신호가 판독되는 순간이 상기 모터의 어떤 위상 코일에도 전압이 인가되지 않는 상기 기간 내에 있는지를 결정하여, 그렇다면 단계 a2로 진행하고, 그렇지 않으면 단계 a3으로 진행한다.
선택적으로, 제어 방법은 단계 b3 이후에 단계 b31을 더 포함하고, 상기 단계 b31에서, 상기 판독된 디지털 신호와 상기 이전의 디지털 신호 사이에, 상기 모터의 임의의 위상 코일에 전압이 인가되지 않는 하나의 기간이 포함되어 있는지를 결정하여, 그렇다면 단계 a3으로 진행하고, 그렇지 않으면 단계 a2로 진행한다.
선택적으로, 단계 a1 이후 또는 이전에 단계 b2를 더 포함하고, 상기 단계 b2에서, 상기 모터의 공진 간격을 피하기 위해 모터 속도를 제어하고, 상기 모터 공진 간격에 대응하는 속도는 상기 모터 자체의 특성과 관련된다.
종래 기술과 비교하여, 본 출원에 의해 제공되는 제어 시스템은 모터의 작동을 제어할 수 있다. 제어 시스템은 중앙 처리 모듈 및 드라이브 제어 모듈을 포함한다. 중앙 처리 모듈은 모터의 작동 상태에 기초하여 모터의 동작을 제어하기 위한 구동 신호를 전송한다. 모터가 작동 중일 때, 구동 제어 모듈은 모터의 어떤 위상 코일에도 전압이 인가되지 않는 기간 동안 전압이 인가되지 않은 모터의 위상 코일의 전압을 샘플링하여 위상 코일의 전압을 디지털 신호로 변환한다. 제어 시스템은 모터의 어떤 위상 코일에도 전압이 인가되지 않는 기간 동안 디지털 신호를 저장하고 디지털 신호를 실시간으로 업데이트한다. 중앙 처리 모듈은 현재 디지털 신호 및 이전 평균값 또는 초기 값에 대한 계산을 수행함으로써 디지털 신호를 판독하고 현재 평균값을 획득한다. 중앙 처리 모듈은 현재 평균값이 제1 임계 값과 제2 임계 값 사이에 속하는지 여부를 결정하고, 여기서 제1 임계 값과 제2 임계 값은 미리 설정된 속도에 대응하여 설정되고, 모터의 주행 속도가 결정 결과에 기초하여 미리 설정된 속도와 일치하는지를 더욱 결정한다. 중앙 처리 모듈은 현재 평균값이 임계 값 범위 내에 있는지 여부를 결정함으로써 모터 속도가 미리 설정된 속도와 일치하는지 여부를 결정함으로써, 실시간으로 주행 속도를 모니터링하고 모터 제어의 정확도를 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 출원에 따른 제어 시스템의 제1 실시예의 개략적인 기능도이다.
도 2는 본 출원에 따른 제어 시스템의 제2 실시예의 개략적인 기능도이다.
도 3은 도 1 또는 도 2에 도시된 구동 제어 모듈의 실시예의 개략도이다.
도 4는 전압이 인가되지 않은 위상 코일의 전류와 시간 사이의 대응 관계를 도시하는 개략도이다.
도 5는 전압이 인가되지 않은 위상 코일의 전압과 시간 사이의 대응 관계를 도시하는 개략도이다.
도 6은 모터의 a상 코일과 b상 코일의 전류와 시간의 대응 관계를 도시하는 개략도이다.
도 7은 본 출원에 따른 제어 방법의 제1 실시예의 개략적인 흐름도이다.
도 8은 본 출원에 따른 제어 방법의 제2 실시예의 개략적인 흐름도이다.
도 9는 본 출원에 따른 제어 방법의 제3 실시예의 개략적인 흐름도이다.
도 10은 본 출원에 따른 제어 방법의 제4 실시예의 개략적인 흐름도이다.
본 출원의 실시예들의 기술적 특징 및 장점은 첨부 도면을 참조하여 아래에 상세히 설명된다.
모터는 코일 및 로터를 포함한다. 제어 시스템은 모터의 작동을 제어할 수 있다. 제어 시스템은 중앙 처리 모듈 및 구동 제어 모듈을 포함한다. 중앙 처리 모듈은 모터의 작동 상태에 따라 모터의 동작을 제어하기 위해 구동 신호를 전송한다. 모터가 작동 중일 때, 구동 제어 모듈은 모터의 어떤 위상 코일에도 전압이 인가되지 않는 기간 동안 전압이 인가되지 않은 모터의 위상 코일의 전압을 샘플링하고, 그 위상 코일의 전압을 디지털 신호로 변환한다. 제어 시스템은 모터의 어떤 위상 코일에도 전압이 인가되지 않는 기간 동안 디지털 신호를 저장하고 디지털 신호를 실시간으로 업데이트한다. 중앙 처리 모듈은 디지털 신호를 판독하고 현재 디지털 신호 및 이전 평균값 또는 초기 값에 대해 수학적 연산을 수행함으로써 현재 평균값을 획득한다. 중앙 처리 모듈은 현재 평균값이 제1 임계 값과 제2 임계 값 사이에 있는지 여부를 결정하고, 이 때 제1 임계 값과 제2 임계 값은 미리 설정된 속도에 대응하여 설정되고, 중앙 처리 모듈은 모터의 주행 속도가 결정 결과에 따라 미리 설정된 속도와 일치하는지를 결정한다. 이와 같이, 주행 속도가 미리 설정된 속도와 일치하는지의 여부는 현재 평균값이 제1 임계 값과 제2 임계 값 사이의 간격 내에 있는지 여부를 판단함으로써 결정되고, 이에 따라 주행 속도의 실시간 모니터링을 실현할 수 있고 제어 정밀도의 개선을 용이하게 할 수 있다.
본 출원의 모터는 전자 팽창 밸브, 전자 워터 밸브 및 다른 모터 구동 제품에 적용될 수 있다. 예를 들어, 본 명세서의 모터, 제어 시스템 및 제어 방법은 전자 팽창 밸브에 적용되며, 본 출원에 의해 제공되는 제어 시스템은 도 1, 도 2 및 도 3과 관련하여 상세하게 설명된다.
도 1을 참조하면, 본 실시예에서, 제어 시스템(2)은 버스 트랜시버 모듈(21), 중앙 처리 모듈(22), 구동 제어 모듈(23), 및 구동 모듈(24)을 포함한다. 전자 팽창 밸브(3)는 모터(31) 및 밸류체(32)를 포함한다. 제어 시스템(2)은 버스(1) 및 전자 팽창 밸브(3)와 연결된다. 버스 트랜시버 모듈(21)은 버스(1)에 의해 전송된 제어 신호를 수신하고 제어 신호를 중앙 처리 모듈(22)에 전송하도록 구성된다. 중앙 처리 모듈(22)은 디지털 신호를 판독한 후 방법의 동작을 수행하고 모터(31)의 작동 상태를 결정한다. 모터가 작동할 때, 구동 제어 모듈(23)은 전압이 모터의 어떤 위상 코일에도 인가되지 않는 기간 동안 전압이 인가되지 않은 모터의 위상 코일의 전압을 샘플링하고, 모터의 이 위상 코일의 샘플링된 전압을 디지털 신호로 변환하고, 이 디지털 신호를 저장한다. 분명히, 디지털 신호는 다른 위치에 저장될 수 있다. 구동 모듈(24)은 구동 제어 모듈(23)에 의해 전송된 제어 신호를 수신하고, 모터(31)의 전류 공급의 온 및 오프를 제어하도록 구성된다. 분명히, 버스 트랜시버 모듈(21)은 LIN 트랜시버 모듈이거나 CAN 송수신기 모듈 또는 PWM 통신 모듈과 같은 다른 통신 모듈일 수 있다.
도 2를 참조하면, 이 실시예에서, 제어 시스템(2)은 버스 트랜시버 모듈(21), 중앙 처리 모듈, 구동 제어 모듈(23), 및 구동 모듈(24)을 포함한다. 중앙 처리 모듈은 차량 열 관리 중앙 처리 모듈(22)에 통합된다. 통합된다. 제어 신호를 구동 제어 모듈(23)에 전송하는 것 외에도, 차량 열 관리 중앙 처리 모듈(22)은 제어 신호를 차량의 다른 장치에 전송한다. 중앙 처리 모듈의 이러한 배열은 공간을 절약하고 제어 시스템의 연결을 단순화한다. 버스 트랜시버 모듈(21)은 LIN 버스 또는/및 CAN 버스(1)에 의해 전송된 제어 신호를 수신하고 이 제어 신호를 차량 열 관리 중앙 처리 모듈(22)에 전송하도록 구성되며, 여기서 버스 트랜시버 모듈(21)은 PWM 통신 모듈과 같은 다른 통신 모듈일 수 있다.
도 3은 구동 제어 모듈(23)의 실시예의 개략도이다. 이 실시예에서, 구동 제어 모듈(23)은 코일 샘플 홀드 회로(231), ADC 회로(232) 및 논리 처리 레지스터(233)를 포함한다. 코일 샘플 홀드 회로(231)는 모터의 코일 a 및 b 중 하나를 현재 전압 샘플링 소스로서 교대로 선택하는데, 즉, 코일 a는 샘플링을 시작할 때 현재 전압 샘플링 소스로서 선택되고, 코일 b는 다음에 현재 전압 샘플링 소스로 선택되므로, 샘플링은 교대로 수행되고, 선택된 전압의 양단에 걸친 전압이 샘플링되고 코일 샘플 홀드 회로에 의해 ADC 회로(232)로 출력되게 된다. ADC 회로(232)는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여 디지털 신호를 출력한다. 논리 처리 레지스터(233)는 ADC 회로(232)에 의해 전송된 디지털 신호를 저장하도록 구성된 bemf 레지스터(234)를 포함하고, ADC 회로(232)에 의해 변환된 디지털 신호는 이에 따라 bemf 레지스터(234)에서 업데이트된다. 논리 처리 레지스터(233)는 코일 샘플 홀드 회로(231)에 클록 신호를 제공하므로, 전압이 모터의 어떤 위상 코일에도 인가되지 않는 기간 동안만 코일의 전압 샘플링이 코일 샘플 홀드 회로(231)에 의해 수행된다.
논리 처리 레지스터(233)는 마이크로 스텝 레지스터(235)를 더 포함한다. 마이크로 스텝 레지스터(235)에 저장된 값은 모터의 현재 주행 위치에 대응하는 마이크로 스텝 값이다. 따라서, 마이크로 스텝 레지스터에 저장된 값을 판독함으로써, 어느 마이크로 스텝 위치에서 모터가 현재 실행중인지가 결정될 수 있다. 모터 스테핑 모드의 설정 값이 16 마이크로 스텝인 경우 (즉, 풀 스텝은 16 마이크로 스텝으로 나뉘어짐) 레지스터의 값 범위는 0 ~ 63이며, 이 범위는 4개의 풀 스텝, 즉 한 번의 구동 기간에 해당한다. 스테핑 모드의 설정 값이 변경되면, 그에 따라 레지스터의 범위가 변경될 수 있다.
구동 제어 모듈(23)은 모터의 어떤 위상 코일에도 전압이 인가되지 않는 기간 동안 전압이 인가되지 않은 위상 코일의 전압을 샘플링하고, 이 위상 코일의 전압을 디지털 신호로 변환한다. 이 기간 동안, 구동 제어 모듈(23)은 코일의 전압을 여러 번 샘플링하고, 전압이 샘플링되는 횟수는 모터 속도 및 샘플링 주파수에 의존한다. 일반적으로, 모터 속도가 높고 샘플링 주파수가 클수록 코일 전압이 샘플링되는 횟수가 많아지고, 코일 전압의 각 샘플 값이 실시간으로 bemf 레지스터(234)로 업데이트된다.
상기 샘플링 프로세스는 도 4, 도 5 및 도 6과 관련하여 아래에서 설명된다.
도 6을 참조하면, 제1 기간(Ta0)(마이크로 스텝 값 0에 해당) 및 제2 기간(Tb0)(마이크로 스텝 값 16에 해당)은 a상 코일 및 b상 코일에 전압이 인가되지 않는 2개의 기간에 대응한다. 코일 전압의 샘플링은 이 기간들에서 발생하므로, 마이크로 스텝 값 0, 즉 제1 기간(Ta0)에서 마지막 샘플링된 전압 값이 제2 기간(Tb0)까지 bemf 레지스터(234)에 저장된다. 제1 기간(Ta0)은 도 4에 도시된 제1 시점(T1)과 제2 시점(T2) 사이의 기간에 대응한다. 구동 제어 모듈(23)은 제1 시점(T1)과 제2 시점(T2) 사이의 코일 전압을 연속적으로 샘플링하고, bemf 레지스터(234)에 저장된 샘플 값을 갱신한다. 도 5에 도시된 바와 같이, 본 실시예에서, 모터의 속도에 따라, 제1 샘플링은 S10이고 마지막 샘플링은 S27이다. 전압이 샘플링되는 횟수는 18이고, 각각의 샘플 값은 업데이트되어 bemf 레지스터(234)에 저장된다. 제2 시점(T2) 후에, bemf 레지스터는 제2 기간(Tb0)의 시작 시점까지 마지막 샘플 값을 저장한다. 도 6에 도시된 바와 같이, 제1 기간(Ta0)의 종료점으로부터 제2 기간(Tb0)의 시작점까지의 기간 동안, bemf 레지스터(234)는 항상 마지막 샘플 값을 저장한다.
도 5에 도시된 바와 같이, 제1 샘플링(S10) 내지 제18 샘플링(S27)은 제1 기간(Ta0)에서 발생하고, 이 기간은 마이크로 스텝 레지스터(235)에 저장된 동일한 마이크로 스텝 값에 대응한다. 모터 스테핑 모드에 대한 값은 16 마이크로 스텝이고, 마이크로 스텝 레지스터(235)의 대응하는 값 범위는 0 내지 63의 범위일 수 있고, 이 범위는 4개의 풀 스텝, 즉 하나의 구동 사이클에 대응한다. 마이크로 스텝 값은 각각 0, 16, 32 및 48이다. 마이크로 스텝 값이 0인 경우, 마이크로 스텝 값은 도 4에 도시된 제1 시점(T1)와 제2 시점(T2) 사이의 기간에 대응한다.
도 4를 참조하면, 제1 시점(T1)은 전압이 코일에 인가되는 것을 중단한 순간이고, 이 코일의 전류는 즉시 영이 되지 않으며, 제1 시점(T1)과 지연 시점(Tdecay) 사이의 코일 전압이 코일의 실제 역기전력이 아니라는 문제가 항상 있다. 따라서, 지연 처리 모듈(236)은 논리 처리 레지스터(233)에 통합되어 중앙 처리 모듈(22)이 지연 시점(Tdecay) 후에 구동 제어 모듈(23)로부터 디지털 신호 bemfi를 판독하므로, 샘플링된 코일 전압이 실제 역기전력에 더욱 근사하게 되므로, 제어의 신뢰성을 더욱 향상시킬 수 있다. 또한 단계 b3에서는, 중앙 처리 모듈이 제2 시점(T2) 후에 디지털 신호를 판독하고 코일의 샘플링된 전압이 실제 역기전력에 더 근접하게 되므로, 제어의 신뢰성을 더욱 향상시킬 수 있다.
본 출원의 실시예들의 제어 방법은 도 7, 도 8, 도 9, 및 도 10과 관련하여 아래에서 설명된다.
도 7을 참조하면, 제어 방법의 제1 실시예는 모터의 실제 주행 속도가 설정 속도와 일치하는지 여부를 결정할 수 있다. 초기 값(Bemfaver0)은 사전 설정된 속도에 따라 설정된다. 제1 임계 값(Bemfmin) 및 제2 임계 값(Bemfmax)은 각각 모터의 설정 속도에 대응하는 디지털 신호의 최소값 및 최댓값에 대응한다. 제어 방법은 다음 단계 a1 내지 a5를 포함한다:
단계 a1에서, 제1 임계 값(Bemfmin), 제2 임계 값(Bemfmax) 및 초기 값 (Bemfaver0)이 판독된다.
단계 a2에서, 디지털 신호(Bemfi)가 판독된다.
단계 a3에서, 현재 평균값(Bemfaveri)은 방정식 Bemfaveri =(aBemfaveri-1 + bBemfi)/(a + b)에 따라 계산되며, 여기서 i는 디지털 신호가 판독된 횟수를 나타내고, i = 1 , 2..., 및 i = 1 인 경우 Bemfaveri-1은 초기 값 Bemfaver0이다.
단계 a4에서, 현재 평균값(Bemfaveri)이 제1 임계 값(Bemfmin)과 제2 임계 값(Bemfmax) 사이의 간격 내에 있는지가 결정되고, 만약 그렇다면, 단계 a2가 수행되고, 그렇지 않으면 단계 a5가 수행된다.
단계 a5에서, 모터의 주행 속도가 미리 설정된 속도와 일치하지 않는 것으로 결정되고, 제어 신호가 전송된다.
일반적으로, 하나의 사전 설정된 속도는 하나의 디지털 신호(Bemfi)에 대응하고, 속도에 대응하는 디지털 신호(Bemfi)에는 오류 범위가 주어지며, 예를 들어, 오류 범위는 -10% 내지 + 10%이며, 제1 임계 값 Bemfmin = 0.9Bemfi이고, 제2 임계 값 Bemfmax = 1.1Bemfi이다. 각 샘플링에서 얻은 디지털 신호에 해당하는 현재 평균값(Bemfaveri)가 간격 [Bemfmin, Bemfmax] 내에 있으면, 모터의 실제 주행 속도가 특정 오류 범위 내에서 설정 속도와 일치함을 나타내고, 그렇지 않으면 모터 속도는 비정상이다. 모터의 실제 주행 속도가 설정 속도와 일치하지 않는 것으로 감지되면, 화면에 표시되거나 알람이 울리게 된다. 제어 방법을 채택함으로써, 모터의 시동 프로세스 동안 모터의 실제 주행 속도가 실시간으로 모니터링될 수 있고, 시간 내에 문제가 발견되고 해결될 수 있으며, 이는 제어 정확도를 향상시키는 데 유리하다. 명백하게, 오차 비율은 제어 정확도 및 시스템 작동 용량에 따라 다른 값으로 설정될 수 있다; 예를 들어, 시스템 작동 용량이 충분한 경우, 에러율은 5% 내지 20% 사이에서 설정될 수 있다.
도 8은 모터의 실제 주행 속도가 설정 속도와 일치하는지 여부를 판단할 수 있는 제어 방법의 제2 실시예이다. 사전 설정 속도에 따라 초기 값(Bemfaver0)이 설정된다. 제1 임계 값(Bemfmin) 및 제2 임계 값(Bemfmax)은 각각 모터의 설정 속도에 대응하는 디지털 신호의 최소 값 및 최대 값에 대응한다. 제어 방법은 다음 단계 a1 내지 a5를 포함한다.
단계 a1에서, 제1 임계 값(Bemfmin), 제2 임계 값(Bemfmax) 및 초기 값(Bemfaver0)이 판독된다.
단계 a2에서, 디지털 신호(Bemfi)가 판독된다.
단계 a3에서, 현재 평균값(Bemfaveri)은 방정식 Bemfaveri =(Bemfaveri-1 + Bemfi)/2에 따라 계산되며, 여기서 i는 디지털 신호가 판독된 횟수를 나타내며, i = 1, 2...이고, i = 1 인 경우, Bemfaveri-1은 초기 값(Bemfaver0)이다.
단계 a4에서, 현재 평균값(Bemfaveri)이 제1 임계 값(Bemfmin)과 제2 임계 값(Bemfmax) 사이의 간격 내에 있는지가 결정되고, 그렇다면 단계 a2가 수행되고, 그렇지 않으면 단계 a5가 수행된다.
단계 a5에서, 모터의 주행 속도가 미리 설정된 속도와 일치하지 않는다고 결정되어 제어 신호가 전송된다.
본 실시예는 본 실시예에서 현재 평균값을 획득하기 위해 이전 평균값의 계수 및 현재 디지털 신호의 계수가 모두 1로 설정된 점에서 제1 실시예와 다르고, 이러한 방식으로 시스템의 수학적 연산은 간단한데, 이는 시스템의 점유를 줄이고 시스템의 실행 속도를 향상시키는 데 도움이 된다.
도 9는 모터의 실제 주행 속도가 설정 속도와 일치하는지 여부를 판단할 수 있는 제어 방법의 제3 실시예이다. 사전 설정 속도에 따라 초기 값(Bemfaver0)이 설정된다. 제1 임계 값(Bemfmin) 및 제2 임계 값(Bemfmax)은 각각 모터의 설정 속도에 대응하는 디지털 신호의 최소값 및 최대 값에 대응한다. 제어 방법은 다음 단계 a1, a2, b3, a3, a4 및 a5를 포함한다.
단계 a1에서, 제1 임계 값(Bemfmin), 제2 임계 값(Bemfmax) 및 초기 값(Bemfaver0)이 판독된다.
단계 a2에서, 디지털 신호(Bemfi)가 판독된다.
단계 b3에서, 디지털 신호(Bemfi)가 판독되는 순간이 모터의 어떤 위상 코일에도 전압이 인가되지 않는 기간 내에 있는지 여부가 결정되고, 그렇다면 단계 a2가 수행되고, 그렇지 않으면 단계 a3 수행된다.
단계 a3에서, 현재 평균값(Bemfaveri)은 방정식 Bemfaveri =(Bemfaveri-1 + Bemfi)/2에 따라 계산되며, 여기서 i는 디지털 신호가 판독되는 횟수를 나타내며, i = 1, 2...이고, i = 1 인 경우, Bemfaveri-1은 초기 값(Bemfaver0)이다.
단계 a4에서, 현재 평균값(Bemfaveri)이 제1 임계 값(Bemfmin)과 제2 임계 값(Bemfmax) 사이의 간격 내에 있는지가 결정되고, 그렇다면 단계 a2가 수행되고, 그렇지 않으면 단계 a5가 수행된다.
단계 a5에서, 모터의 주행 속도가 미리 설정된 속도와 일치하지 않은 것으로 결정되어 제어 신호가 전송된다.
제2 실시예와의 주요 차이점은, 본 실시예에서는 단계 b3이 포함된다는 것이다. 단계 b3에서는, 디지털 신호(Bemfi)가 판독되는 순간이 모터의 어떤 위상 코일에도 전압이 인가되지 않는 기간 내에 있는지 여부가 결정되고, 그렇다면 단계 a2가 수행되고, 그렇지 않으면 단계 a3이 수행된다. 단계 b3을 설정함으로써 중앙 처리 모듈(22)에 의해 판독된 코일의 전압이 코일의 역기전력과 일치하지 않는 상황이 단계 b3을 설정함으로써 배제되므로, 제어의 신뢰성을 더욱 향상시킬 수 있다.
명백하게, 본 실시예는 제2 실시예에 기초하여 설명되고, 단계 b3은 또한 제1 실시예에 적용될 수 있으며, 이 실시예와 동일한 기술적 문제를 해결하고 동일한 기술적 효과를 달성 할 수 있다.
도 10은 모터의 실제 주행 속도가 설정 속도와 일치하는지 여부를 결정할 수 있는 제어 방법의 제4 실시예이다. 초기 값(Bemfaver0)은 사전 설정된 속도에 따라 설정된다. 제1 임계 값(Bemfmin) 및 제2 임계 값(Bemfmax)은 각각 모터의 설정 속도에 대응하는 디지털 신호의 최소값 및 최대 값에 대응한다. 제어 방법은 다음 단계 a1, a2, b3, b31, a3, a4 및 a5를 포함한다.
단계 a1에서, 제1 임계 값(Bemfmin), 제2 임계 값(Bemfmax) 및 초기 값(Bemfaver0)이 판독된다.
단계 b2에서, 디지털 신호(Bemfi)가 판독된다.
단계 b3에서, 디지털 신호(Bemfi)가 판독되는 순간이 모터의 어떤 위상 코일에도 전압이 인가되지 않는 기간 내에 있는지 여부가 결정되고, 그렇다면 단계 a2가 수행되고, 그렇지 않으면 단계 a3 수행된다.
단계 b31에서, 판독된 디지털 신호와 이전의 디지털 신호 사이에, 모터의 어떤 위상 코일에도 전압이 인가되지 않는 하나의 기간이 포함되어 있는지의 여부가 결정되고, 그렇다면 단계 a3이 수행된다. 그렇지 않으면 단계 a2가 수행된다.
단계 a3에서, 현재 평균값(Bemfaveri)는 방정식 Bemfaveri = (Bemfaveri-1 + Bemfi)/2에 따라 계산되며, 여기서 i는 디지털 신호가 판독되는 횟수를 나타내며, i = 1, 2...이고, i = 1 인 경우, Bemfaveri-1은 초기 값(Bemfaver0)이다.
단계 a4에서, 현재 평균값(Bemfaveri)이 제1 임계 값(Bemfmin)과 제2 임계 값(Bemfmax) 사이의 간격 내에 있는지가 결정되고, 그렇다면 단계 a2가 수행되고, 그렇지 않으면 단계 a5가 수행된다.
단계 a5에서, 모터의 주행 속도가 미리 설정된 속도와 일치하지 않는다고 결정되어 제어 신호가 전송된다.
제3 실시예와 비교하여, 본 실시예에서는 단계 b31이 추가되고, 단계 b31에서는, 판독된 디지털 신호와 이전 디지털 신호 사이에, 모터의 어떤 위상 코일에도 전압이 인가되지 않는 한 기간이 포함되어 있는지 여부가 결정되고, 그렇다면 단계 a3이 수행되고, 그렇지 않으면 단계 a2가 수행된다. 하나의 디지털 신호(Bemfi)는 중앙 처리 모듈(22)에 의해 여러 번 판독될 수 있고 재사용될 수 있기 때문에, 제어 속도가 느려질 수 있다. 어떤 위상 코일에도 전압이 인가되지 않는 기간 동안 중앙 처리 모듈에 의해 판독된 디지털 신호 Bemfi를 여러 번 유효 값으로 기록함으로써 여러번 판독된 디지털 신호(Bemfi)가 오직 한번 사용되는 것이 보장되고, 또한 모터의 주행 속도가 사전 설정된 속도와 일치하는지의 여부가 결정된다. 이러한 방법은 디지털 신호가 재사용되는 문제를 피할 수 있고 모터 제어의 신뢰성 및 효율을 향상시키는 데 유리하다.
명백하게, 본 실시예는 제3 실시예에 기초하여 설명되고, 단계 b3은 또한 제1 실시예에 적용될 수 있으며, 이 실시예와 동일한 기술적 문제를 해결하고 동일한 기술적 효과를 달성할 수 있다.
모터의 특성 및 모터의 주행 속도에 기초하여, 모터는 일반적으로 특정 모터 공진 간격을 갖는다. 모터의 정상적인 작동을 보장하기 위해, 제어 방법은 일반적으로 단계 a1 이후 또는 단계 a1 전에 단계 b2를 더 포함한다. 단계 b2에서, 모터의 공진 간격을 피하도록 모터 속도가 제어되며, 여기서 모터 공진 간격에 대응하는 속도는 모터 자체의 특성과 관련된다.
모터 속도의 제어 방법은 많은 경우에 적용될 수 있다. 본 출원에 개시된 모터 속도에 대한 제어 방법은 실제 모터 속도가 설정 속도의 특정 에러 범위에 속하는지 여부를 결정하는데 사용되며, 본 출원의 보호 범위 내에 속한다. 본 출원에 개시된 중앙 처리 모듈 및 구동 제어 모듈이 모터를 구동하기 위해 채택되고, 본 출원에 개시된 모터 속도에 대한 제어 방법이 모터 속도의 작동 상태를 제어 및 검출하기 위해 채택되는 장치는, 본 출원의 보호 범위에 속한다.
상기 실시예는 본 출원을 설명하기 위한 것일 뿐, 본 출원에 기술된 기술적 솔루션을 제한하려는 것이 아님에 유의해야 한다. 본 출원은 전술한 실시예들을 참조하여 상세하게 설명되었지만, 당업자라면 여전히 본 출원에 대한 수정 또는 등가의 치환이 이루어질 수 있으며, 본 출원의 취지 및 범위를 벗어나지 않는 기술적 솔루션 및 그 변형은 청구 범위의 범위에 속한다는 것이 이해될 것이다.
1 : 버스 21 : 버스 트랜시버 모듈
22 : 중앙 처리 모듈, 차량 열 관리 중앙 처리 모듈
23 : 구동 제어 모듈 24 : 구동 모듈
231 : 코일 샘플 홀드 회로 232 : ADC 회로
233 : 논리 처리 레지스터 234 : Bemf 레지스터
235 : 마이크로 스텝 레지스터 236 : 지연 처리 모듈
31 : 모터 32 : 밸류체

Claims (10)

  1. 제어 시스템에 있어서,
    상기 제어 시스템은 모터를 제어하도록 구성되며, 중앙 처리 모듈 및 구동 제어 모듈을 포함하고;
    상기 모터가 작동 중일 때, 상기 구동 제어 모듈은 상기 모터의 어떤 위상 코일에도 전압이 인가되지 않는 기간 동안 전압이 인가되지 않은 상기 모터의 위상 코일의 전압을 샘플링하고, 전압이 인가되지 않은 상기 모터의 상기 위상 코일의 상기 전압을 디지털 신호로 변환하도록 구성되고;
    상기 제어 시스템은 상기 모터의 어떤 위상 코일에도 전압이 인가되지 않는 상기 기간 동안 상기 디지털 신호를 저장하고 상기 디지털 신호를 실시간으로 업데이트하도록 구성되고;
    상기 중앙 처리 모듈은 상기 디지털 신호를 판독하고, 상기 현재 디지털 신호 및 이전 평균값 또는 초기 값에 대해 수학적 연산을 수행함으로써 현재 평균값을 획득하도록 구성되고;
    상기 중앙 처리 모듈은 상기 현재 평균값이 제1 임계 값과 제2 임계 값 사이에 속하는지 여부를 결정하도록 구성되고, 상기 제1 임계 값 및 상기 제2 임계 값은 미리 설정된 속도에 대응하여 설정되고, 상기 중앙 처리 모듈은 모터의 주행 속도가 결정 결과에 따라 상기 미리 설정된 속도와 일치하는지를 결정하여 제어 신호를 전송하도록 구성되는 제어 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 구동 제어 모듈은 코일 샘플 홀드 회로 및 ADC 회로를 포함하고, 상기 코일 샘플 홀드 회로는 상기 코일의 상기 전압을 샘플링하도록 구성되고, 상기 ADC 회로는 상기 코일의 상기 샘플링된 전압 신호를 상기 디지털 신호로 변환하도록 구성되는 제어 시스템.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 구동 제어 모듈은 논리 처리 레지스터를 더 포함하고, 상기 논리 처리 레지스터는 bemf 레지스터를 포함하고, 상기 bemf 레지스터는 상기 ADC 회로에 의해 변환된 상기 디지털 신호를 저장하도록 구성되는 제어 시스템.
  4. 제3항에 있어서, 상기 논리 처리 레지스터는 마이크로 스텝 레지스터를 더 포함하고, 상기 마이크로 스텝 레지스터는 스테핑 모터의 마이크로 스텝 값을 저장하도록 구성되는 제어 시스템.
  5. 제3항 또는 제4항에 있어서, 상기 논리 처리 레지스터는 상기 코일 샘플 홀드 회로에 클록 신호를 제공하여, 상기 모터의 어떤 위상 코일에도 전압이 인가되지 않는 상기 기간 동안 상기 코일 샘플 홀드 회로에 의해 수행된 상기 코일의 전압 샘플링을 허용하도록 구성되는 제어 시스템.
  6. 제어 방법에 있어서,
    상기 제어 방법은 모터를 제어하는데 사용되며 제어 시스템에 의해 구현되며, 상기 제어 시스템은 중앙 처리 모듈 및 구동 제어 모듈을 포함하고;
    상기 모터가 작동 중일 때, 상기 구동 제어 모듈은 상기 모터의 어떤 위상 코일에도 전압이 인가되지 않는 기간 동안 전압이 인가되지 않은 상기 모터의 위상 코일의 전압을 샘플링하여 전압이 인가되지 않은 상기 모터의 상기 위상 코일의 상기 전압을 디지털 신호로 변환하도록 구성되고;
    상기 제어 시스템은 상기 모터의 어떤 위상 코일에도 전압이 인가되지 않는 상기 기간 동안 상기 디지털 신호를 저장하고 상기 디지털 신호를 실시간으로 업데이트하도록 구성되고;
    상기 중앙 처리 모듈은 상기 디지털 신호를 판독하고, 상기 디지털 신호의 현재 평균값을 획득하고, 상기 제어 방법을 수행하도록 구성되고,
    상기 제어 방법은:
    단계 a1에서, 제1 임계 값(Bemfmin), 제2 임계 값(Bemfmax) 및 초기 값(Bemfaver0) 또는 이전 평균값을 판독하는 단계;
    단계 a2에서, 디지털 신호(Bemfi)를 판독하는 단계;
    단계 a3에서, 방정식 Bemfaveri =(aBemfaveri-1 + bBemfi)/(a + b)에 따라 현재 평균값(Bemfaveri)을 계산하는 단계 - i는 상기 디지털 신호가 판독된 횟수, i = 1, 2...이고, i = 1일 때, Bemfaveri-1은 상기 초기 값(Bemfaver0)임 -;
    단계 a4에서, 상기 현재 평균값(Bemfaveri)이 상기 제1 임계 값(Bemfmin)과 상기 제2 임계 값(Bemfmax) 사이에 있는지 여부를 결정하고, 그렇다면 단계 a2로 진행하고, 그렇지 않으면 단계 a5로 진행하고; 및
    단계 a5에서, 상기 모터의 주행 속도가 미리 설정된 속도와 일치한다고 판단하여 제어 신호를 전송하는 단계
    를 포함하는 제어 방법.
  7. 제어 방법에 있어서,
    상기 제어 방법은 모터를 제어하는데 사용되며 제어 시스템에 의해 구현되며, 상기 제어 시스템은 중앙 처리 모듈 및 구동 제어 모듈을 포함하고;
    상기 모터가 작동 중일 때, 상기 구동 제어 모듈은 상기 모터의 어떤 위상 코일에도 전압이 인가되지 않는 기간 동안 전압이 인가되지 않은 상기 모터의 위상 코일의 전압을 샘플링하여 전압이 인가되지 않은 상기 모터의 상기 위상 코일의 상기 전압을 디지털 신호로 변환하도록 구성되고;
    상기 제어 시스템은 상기 모터의 어떤 위상 코일에도 전압이 인가되지 않는 상기 기간 동안 상기 디지털 신호를 저장하고 상기 디지털 신호를 실시간으로 업데이트하도록 구성되고;
    상기 중앙 처리 모듈은 상기 디지털 신호를 판독하고, 상기 디지털 신호의 현재 평균값을 획득하고, 상기 제어 방법을 수행하도록 구성되고,
    상기 제어 방법은:
    단계 a1에서, 제1 임계 값(Bemfmin), 제2 임계 값(Bemfmax) 및 초기 값(Bemfaver0) 또는 이전 평균값을 판독하는 단계;
    단계 a2에서, 디지털 신호(Bemfi)를 판독하는 단계;
    단계 a3에서, 방정식 Bemfaveri = (Bemfaveri-1 + Bemfi)/2에 따라 현재 평균값(Bemfaveri)를 계산하는 단계 - i는 상기 디지털 신호가 판독된 횟수이고, i = 1, 2...이고, i=1일 때, Bemfaveri-1은 상기 초기 값(Bemfaver0)임 -;
    단계 a4에서, 상기 현재 평균값(Bemfaveri)이 상기 제1 임계 값(Bemfmin)과 상기 제2 임계 값(Bemfmax) 사이에 있는지 여부를 결정하고, 그렇다면 단계 a2로 진행하고, 그렇지 않으면 단계 a5로 진행하는 단계; 및
    단계 a5에서, 상기 모터의 주행 속도가 미리 설정된 속도와 일치하지 않는 것으로 결정하여 제어 신호를 전송하는 단계
    를 포함하는 제어 방법.
  8. 제6항 또는 제7항에 있어서, 단계 a2 이후에 단계 b3을 더 포함하고, 상기 단계 b3에서, 상기 디지털 신호가 판독되는 순간이 상기 모터의 어떤 위상 코일에도 전압이 인가되지 않는 상기 기간 내에 있는지를 결정하여, 그렇다면 단계 a2로 진행하고, 그렇지 않으면 단계 a3으로 진행하는 제어 방법.
  9. 제8항에 있어서, 단계 b3 이후에 단계 b31을 더 포함하고, 상기 단계 b31에서, 상기 판독된 디지털 신호와 상기 이전의 디지털 신호 사이에, 상기 모터의 임의의 위상 코일에 전압이 인가되지 않는 하나의 기간이 포함되어 있는지를 결정하여, 그렇다면 단계 a3으로 진행하고, 그렇지 않으면 단계 a2로 진행하는 제어 방법.
  10. 제9항에 있어서, 단계 a1 이후 또는 이전에 단계 b2를 더 포함하고, 상기 단계 b2에서, 상기 모터의 공진 간격을 피하기 위해 모터 속도를 제어하고, 상기 모터 공진 간격에 대응하는 속도는 상기 모터 자체의 특성과 관련되는 제어 방법.
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