KR20200028631A - 모터의 회전자 위치 보정 장치 및 회전자 위치 보정 방법 - Google Patents

모터의 회전자 위치 보정 장치 및 회전자 위치 보정 방법 Download PDF

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KR20200028631A
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Abstract

본 개시는 모터의 회전자 위치 보정 장치 및 회전자 위치 보정 방법에 관한 것이다. 구체적으로 본 개시에 따른 모터의 회전자 위치 보정 장치는 회전자의 회전속도 및 위치를 측정하는 측정부와, 회전자의 제1 회전방향에 대응하는 제1 위치보정값과 제2 회전방향에 대응하는 제2 위치보정값을 산출하는 위치보정값 산출부 및 제1 위치보정값과 제2 위치보정값 각각의 기여율을 회전속도에 기초하여 결정하고, 각각의 기여율을 제1 위치보정값 및 제2 위치보정값에 반영하여 연산한 최종 위치보정값으로 회전자의 위치를 보정하는 위치 보정부를 포함한다.

Description

모터의 회전자 위치 보정 장치 및 회전자 위치 보정 방법{APPARATUS FOR CALIBRATING ROTOR POSITION OF MOTOR AND METHOD THEREOF}
본 개시는 모터의 회전자 위치 보정 장치 및 회전자 위치 보정 방법에 관한 것이다.
일반적으로 차량에는 조향 휠을 용이하게 조향할 수 있도록 전동식 조향장치(EPS: Electronic Power Steering)가 구비되어 있으며, 전동식 장치는 모터의 회전력을 이용하여 운전자의 조향력을 보조한다.
모터는 일반적으로 회전자의 위치를 검출하여 이를 기초로 출력을 제어한다. 이때, 모터의 회전자의 회전축 상에 설치된 위치 센서의 출력은 기구적인 공차 등으로 인하여 제어기에서 사용되는 위치 정보와 차이가 발생할 수 있다.
이 경우, 회전자의 위치는 발생한 차이를 위치보정값(또는 오프셋)으로 하여 보정된다. 따라서, 위치보정값을 정확하게 계산하는 것이 중요하며, 잘못 계산된 위치보정값은 모터의 출력 성능을 저하시키는 원인이 된다. 따라서, 위치보정값을 정확하게 산출하여 모터의 위치를 보정하는 기술이 요구되고 있는 실정이다.
이러한 배경에서, 본 개시는 회전자의 위치를 정확하게 보정할 수 있는 회전자 위치 보정 장치 및 회전자 위치 보정 방법을 제공하고자 한다.
또한, 본 개시는 회전자의 위치를 정확하게 보정하여 모터의 출력 성능을 개선함으로써 모터의 출력 토크를 높이고 토크 리플을 최소화하는 회전자 위치 보정 장치 및 회전자 위치 보정 방법을 제공하고자 한다.
전술한 과제를 해결하기 위하여, 일 측면에서, 본 개시는 회전자의 회전속도 및 위치를 측정하는 측정부와, 회전자의 제1 회전방향에 대응하는 제1 위치보정값과 제2 회전방향에 대응하는 제2 위치보정값을 산출하는 위치보정값 산출부 및 제1 위치보정값과 제2 위치보정값 각각의 기여율을 회전속도에 기초하여 결정하고, 각각의 기여율을 제1 위치보정값 및 제2 위치보정값에 반영하여 연산한 최종 위치보정값으로 회전자의 위치를 보정하는 위치 보정부를 포함하는 모터의 회전자 위치 보정 장치를 제공한다.
다른 측면에서, 본 개시는 회전자의 회전속도 및 위치를 측정하는 단계와, 회전자의 제1 회전방향에 대응하는 제1 위치보정값과 제2 회전방향에 대응하는 제2 위치보정값을 산출하는 단계 및 제1 위치보정값과 제2 위치보정값 각각의 기여율을 회전속도에 기초하여 결정하고, 각각의 기여율을 제1 위치보정값 및 제2 위치보정값에 반영하여 연산한 최종 위치보정값으로 회전자의 위치를 보정하는 단계를 포함하는 모터의 회전자 위치 보정 방법을 제공한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 개시에 의하면, 회전자의 위치를 정확하게 보정할 수 있는 회전자 위치 보정 장치 및 회전자 위치 보정 방법을 제공할 수 있다.
또한, 본 개시에 의하면, 회전자의 위치를 정확하게 보정하여 모터의 출력 성능을 개선함으로써 모터의 출력 토크를 높이고 토크 리플을 최소화하는 회전자 위치 보정 장치 및 회전자 위치 보정 방법을 제공할 수 있다.
도 1은 본 개시에 따른 회전자 위치 보정 장치에 포함된 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 개시에 따른 역기전력 신호를 나타낸 그래프이다.
도 3은 본 개시에 따른 위치 신호를 나타낸 그래프이다.
도 4는 회전속도에 따라 위치보정값의 기여율을 나타낸 그래프이다.
도 5는 본 개시에 따른 회전자 위치 보정 방법의 일 실시예를 나타낸 흐름도이다.
도 6은 본 개시에 따른 회전자 위치 보정 방법의 다른 실시예를 나타낸 흐름도이다.
이하, 본 개시의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 본 개시의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
도 1은 본 개시에 따른 회전자 위치 보정 장치에 포함된 구성을 나타낸 도면이다.
본 개시에 따른 모터는 영구 자석 동기 모터로서, PMSM(Permanent Magnet Synchronous Motor) 또는 3상 BLDC(Blushless DC) 모터를 사용한다.
일반적으로 영구자석 동기 모터의 연속적인 토크를 발생시키기 위해서는 고정자(Stator)에 흐르는 전류의 주파수에 동기하여 회전자(Rotor)가 회전해야 하며, 모터의 최대 토크를 발생시키기 위해서는 영구 자석과 고정자의 회전자계의 각도를 90도로 유지해야 한다. 이러한 구동조건을 만족시키기 위해서 회전자계에서 발생하는 전기각(역기전력 신호)과 영구자석에 의한 기계각(위치 신호) 사이의 오프셋 값을 측정하여 보정해야 한다. 이하에서는 설명의 편의상 PMSM 모터를 기준으로 설명한다.
도 1을 참조하면, 본 개시에 따른 회전자 위치 보정 장치(100)는 측정부(110)와, 위치보정값 산출부(120)와, 위치 보정부(130) 등을 포함할 수 있다.
측정부(110)는 회전자의 회전속도 및 위치를 측정할 수 있다. 구체적으로, 모터의 회전자의 일단에 장착된 자석의 회전을 감지하여 회전자의 회전각도, 회전속도 및 위치를 측정할 수 있다.
회전자의 일단에 장착된 자석은 원주방향을 따라 배치된다. 즉, 자석은 N극과 S극이 번갈아가며 복수 개로 배치되어 있다. 회전자는 제1 회전방향 또는 제2 회전방향으로 회전 가능하다.
예를 들어, 제1 회전방향은 시계방향(CW: Clock Wise)을 의미하고, 제2 회전방향은 반시계방향(CCW: Counter Clock Wise)을 의미한다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니고 반대의 경우도 있을 수 있다.
본 명세서에서는 설명의 편의상 제1 회전방향은 시계방향(CW: Clock Wise)을 의미하고, 제2 회전방향은 반시계방향(CCW: Counter Clock Wise)인 것으로 설명한다.
본 명세서에서 회전속도의 단위는 분당 회전수를 의미하는 RPM(Revolutions Per Minute)일 수 있고, 각속도를 의미하는 [Rad/s]일 수도 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 본 명세서에서는 설명의 편의상 분당 회전수(RPM)를 회전속도로 하여 설명한다.
본 명세서에서 회전속도는 회전자의 회전방향을 포함하여 나타낸 값이다. 즉, 회전방향은 부호로서 회전속도에 반영된다.
예를 들어, +100RPM은 회전자가 시계방향으로 100RPM의 회전속도로 회전하고 있는 것을 의미하고, -100RPM은 회전자가 반시계방향으로 100 RPM의 회전속도로 회전하고 있는 것을 의미한다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
측정부(110)는 모터의 회전축 일단에 배치된 2극 자석에서 방출되는 자기장(Magnetic Flux Density)을 감지하여 감지된 자기장에 비례하는 검출값(전압 또는 전류)을 출력하고, 출력된 검출값으로부터 회전자의 위치를 결정할 수도 있다.
측정부(110)는 회전자의 회전속도 및 위치를 측정하여 전기적 신호인 회전속도 신호와 위치 신호를 각각 생성하여 위치보정값 산출부(120)에 전달할 수 있다.
회전자의 회전속도 및 위치를 검출하기 위하여, 측정부(110)는 홀 센서(Hall sensor), 레졸버(Resolver), 엔코더(Encoder) 등을 포함할 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
위치보정값 산출부(120)는 회전자의 제1 회전방향에 대응하는 제1 위치보정값과 제2 회전방향에 대응하는 제2 위치보정값을 산출할 수 있다.
예를 들면, 위치보정값 산출부(120)는 제1 회전방향인 시계방향에 대한 위치보정값과 제2 회전방향인 반시계방향에 대한 위치보정값을 계산할 수 있다.
위치보정값은 회전자의 위치를 보정하기 위한 오프셋값이며, 전기각에 대응되는 역기전력과 기계각에 대응되는 회전자의 위치 간의 차이를 의미한다.
역기전력과 회전자의 위치 간의 차이를 계산하기 위하여, 역기전력을 측정해야 한다. 따라서, 본 개시에 따른 회전자 위치 보정 장치(100)는 고정자에서 발생되는 역기전력을 측정하는 역기전력 측정부(140)를 더 포함할 수 있다.
역기전력 측정부(140)는 고정자에서 발생되는 역기전력을 측정하여 전기적 신호인 역기전력 신호를 위치보정값 산출부(130)에 전달할 수 있다.
또한, 역기전력 측정부(140)는 역기전력을 측정하고 전압방정식을 이용하여 측정된 역기전력에 대응되는 전기각을 생성할 수 있다.
이 경우, 위치보정값 산출부(130)는 제1 회전방향으로 회전할 때의 제1 역기전력과 제1 위치와의 차이를 이용하여 제1 위치보정값을 산출하고, 제2 회전방향으로 회전할 때의 제2 역기전력과 제2 위치의 차이를 이용하여 제2 위치보정값을 산출할 있다.
위치보정값 산출부(120)는 알고리즘이나 시뮬레이션 등으로 제1 회전방향에 대응하는 제1 위치보정값과 제2 회전방향에 대응하는 제2 위치보정값을 미리 설정하거나 저장할 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
위치 보정부(130)는 제1 위치보정값과 제2 위치보정값 각각의 기여율을 회전속도에 기초하여 결정하고, 각각의 기여율을 제1 위치보정값 및 제2 위치보정값에 반영하여 연산한 최종 위치보정값으로 회전자의 위치를 보정할 수 있다.
기여율은 회전자의 위치를 보정하기 위한 제1 위치보정값 및 제2 위치보정값 각각을 적용하는 비율을 의미한다. 기여율을 산정하는 구체적인 방법은 도 4를 참조하여 후술한다.
제1 위치보정값 및 제2 위치보정값 각각의 기여율이 결정되면, 위치 보정부(130)는 최종 위치보정값을 연산하여 회전자의 위치를 보정한다.
예를 들어, 제1 위치보정값의 기여율이 0.7로 결정되고, 제2 위치보정값의 기여율이 0.4로 결정되면, 위치 보정부(130)는 제1 위치보정값에 0.7을 곱한 값과 제2 위치보정값에 0.4를 곱한 값을 합하여 최종 위치보정값을 연산할 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
여기서, 각각의 기여율은 각각의 기여율을 합하면 1이 되도록 결정될 수 있다. 즉, 위치 보정부(130)는 제1 위치보정값의 기여율과 제2 위치보정값의 기여율의 합이 1이 되도록 각각의 기여율을 결정할 수 있다.
예를 들면, 제1 위치보정값의 기여율이 0.6이면 제2 위치보정값의 기여율은 0.4일 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
전술한 위치보정값 산출부(120)와 위치 보정부(130)는 전자 제어 유닛(ECU: Electronic Control Unit), 통합 제어 유닛(DCU: Domain Control Unit), 마이크로 컨트롤러 유닛(MCU: Micro Controller Unit), IC 집적회로 등 하드웨어와 알고리즘 등 소프트웨어로 구현될 수 있다.
도시하지 않았지만, 측정된 각종 정보에서 잡음을 제거하는 저역통과필터(LPF: Low Pass Filter), 산출된 위치보정값을 디지털 신호로 변환하는 ADC 컨버터, 산출된 위치보정값을 16진수로 변환하는 HEX 변환부 등을 더 포함할 수 있다.
도 2는 본 개시에 따른 역기전력 신호를 나타낸 그래프이고, 도 3은 본 개시에 따른 위치 신호를 나타낸 그래프이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 회전자의 위치는 역기전력 신호의 위상과 위치 신호의 위상이 일치하거나 시작점이 일치할 때 정확하다.
그러나, 기구적 공차 등으로 인하여 역기전력 신호의 위상과 위치 신호의 위상이 일치하지 않으므로 회전자의 위치는 일반적으로 정확하지 않다.
따라서, 본 개시에 따라 위치보정값을 이용해 회전자의 위치를 보정할 필요가 있다. 즉, 본 개시는 역기전력 신호의 위상과 위치 신호의 위상 간의 차이 θ를 보상하기 위하여 제1 위치보정값 및 제2 위치보정값 각각을 이용해 회전자의 위치를 보정한다.
이하에서는 제1 위치보정값과 제2 위치보정값을 적용하는 비율인 기여율을 결정하는 방법에 대하여 그래프를 통해 설명한다.
도 4는 회전속도에 따른 위치보정값의 기여율을 나타낸 그래프이다.
먼저, 설명의 편의상 제1 회전방향은 시계방향이고 (+) 부호인 것으로 하며, 제2 회전방향은 반시계방향이고 (-)인 것으로 한다.
도 4를 참조하면, 제1 위치보정값의 기여율과 제2 위치보정값의 기여율은 회전자의 현재 회전방향 및 회전속도에 따라서 각각 결정되며, 두 기여율의 합이 1이 되도록 각각의 기여율을 결정할 수 있다.
먼저, 위치 보정부(130)는 회전자가 제1 회전방향 및 제2 회전방향 중 어느 하나의 회전방향으로 회전하는 경우, 회전속도가 미리 설정된 기준 회전속도 이상이면, 제1 위치보정값 및 제2 위치보정값 중 회전자의 회전방향에 대응하는 위치보정값을 최종 위치보정값으로 하여 회전자의 위치를 보정하도록 각각의 기여율을 결정할 수 있다.
예를 들면, 회전자가 제1 회전방향(예를 들어, 시계방향)으로 회전하고 회전자의 회전속도(예:
Figure pat00001
)가 미리 설정된 제1 기준 회전속도
Figure pat00002
보다 큰 경우, 위치 보정부(130)는 제1 위치보정값의 기여율을 1로 결정하고, 제2 위치보정값의 기여율은 0으로 결정하며 제1 위치보정값을 최종 위치보정값으로 하여 회전자의 위치를 보정한다.
다른 예를 들면, 회전자가 제2 회전방향(예를 들어, 반시계방향)으로 회전하고 회전자의 회전속도(예:
Figure pat00003
)가 미리 설정된 제2 기준 회전속도
Figure pat00004
보다 큰 경우, 위치 보정부(130)는 제1 위치보정값의 기여율을 0으로 결정하고, 제2 위치보정값의 기여율은 1로 결정하며 제2 위치보정값을 최종 위치보정값으로 하여 회전자의 위치를 보정한다.
여기서, 기준 회전속도는 회전방향에 대응되는 위치보정값만으로 회전자의 위치를 보정하기 위한 기준이고, 회전속도와 마찬가지로 부호로 표시되는 회전방향을 포함한다. 기준 회전속도는 설계 공정이나, 제품에 따라 다르게 설정될 수 있다.
한편, 위치 보정부(130)는 제1 기준 회전속도와 제2 기준 회전속도의 차이의 절대값에 대하여 회전속도에 제1 기준 회전속도를 반영한 결과값의 비로 제1 위치보정값의 기여율을 결정하고, 제1 기준 회전속도와 제2 기준 회전속도의 차이의 절대값에 대하여 회전속도에 제2 기준 회전속도를 반영한 결과값의 비로 제2 위치보정값의 기여율을 결정할 수 있다.
예를 들면, 회전자가 제1 회전방향(예를 들어, 시계방향)으로 회전하고 회전자의 회전속도(예:
Figure pat00005
)가 미리 설정된 제1 기준 회전속도
Figure pat00006
보다 작은 경우, 위치 보정부(130)는 제1 기준 회전속도와 제2 기준 회전속도의 차이의 절대값
Figure pat00007
에 대한 회전속도(예:
Figure pat00008
)와 제1 기준 회전속도
Figure pat00009
의 합의 비율로 제1 위치보정값의 기여율을 결정한다.
다른 예를 들면, 회전자가 제2 회전방향(예를 들어, 반시계방향)으로 회전하고 회전자의 회전속도(예:
Figure pat00010
)가 미리 설정된 제2 기준 회전속도
Figure pat00011
보다 작은 경우, 위치 보정부(130)는 제1 기준 회전속도와 제2 기준 회전속도의 차이의 절대값
Figure pat00012
에 대한 회전속도(예:
Figure pat00013
)와 제2 기준 회전속도
Figure pat00014
의 합의 비율로 제2 위치보정값의 기여율을 결정한다.
이를 수식으로 표현하면 다음과 같이 나타낼 수 있다.
[수식 1]
Figure pat00015
여기서, CW offset Value는 제1 회전방향(예를 들어, 시계방향)에 대응되는 제1 위치보정값, CCW offset Value는 제2 회전방향(예를 들어, 반시계방향)에 대응되는 제2 위치보정값, ω는 회전자의 회전속도,
Figure pat00016
은 제1 기준 회전속도,
Figure pat00017
는 제2 기준 회전속도를 의미한다.
여기서, 제1 위치보정값(예: CW offset Value)과 제2 위치보정값(CCW offset Value) 앞에 있는 연산 기호는 시계방향의 부호가 (+)이고, 반시계방향의 부호가(-)인 경우에 수식 1과 같이 결정된다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니며 시계방향의 부호가 (-)이고, 반시계방향의 부호가(+)인 경우, 연산 기호는 반대로 될 수 있다.
이때, 제1 기준 회전속도의 절댓값
Figure pat00018
과 제2 기준 회전속도의 절댓값
Figure pat00019
이 서로 동일한 경우, 수식 1은 다음과 같이 수식 2로 간명하게 변형될 수 있다.
[수식 2]
Figure pat00020
회전자의 회전속도가 기준 회전속도보다 작은 구간을 참조하면, 위치 보정부(130)는 회전자가 제1 회전방향으로 회전하는 경우, 제1 위치보정값의 기여율이 제2 위치보정값의 기여율보다 더 크도록 각각의 기여율을 결정하고, 회전자가 제2 회전방향으로 회전하는 경우, 제2 위치보정값의 기여율이 제1 위치보정값의 기여율보다 더 크도록 각각의 기여율을 결정할 수 있다.
예를 들면, 회전자가 제1 회전방향(예를 들어, 시계방향)으로 회전하고 회전자의 회전속도가
Figure pat00021
인 경우, 위치 보정부(130)는 제1 위치보정값의 기여율을 0.7로 결정하고, 제2 위치보정값의 기여율을 0.3으로 결정할 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
다른 예를 들면, 회전자가 제2 회전방향(예를 들어, 반시계방향)으로 회전하고 회전자의 회전속도가
Figure pat00022
인 경우, 위치 보정부(130)는 제1 위치보정값의 기여율을 0.3으로 결정하고, 제2 위치보정값의 기여율을 0.7로 결정할 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 위치 보정부(130)는 회전자가 제1 회전방향으로 회전하는 경우, 회전속도가 증가할수록 제1 위치보정값의 기여율이 증가하고, 제2 위치보정값의 기여율이 감소하도록 각각의 기여율을 결정하고, 회전자가 제2 회전방향으로 회전하는 경우, 회전속도가 증가할수록 제1 위치보정값의 기여율이 감소하고, 제2 위치보정값의 기여율이 증가하도록 각각의 기여율을 결정할 수 있다.
예를 들면, 회전자가 제1 회전방향(예를 들어, 시계방향)으로 회전하는 경우, 회전자의 회전속도가
Figure pat00023
에서
Figure pat00024
으로 증가할수록 제1 위치보정값의 기여율이 점점 증가하고, 제2 위치보정값의 기여율이 점점 감소한다.
다른 예를 들면, 회전자가 제2 회전방향(예를 들어, 반시계방향)으로 회전하는 경우, 회전자의 회전속도가
Figure pat00025
에서
Figure pat00026
로 증가할수록 제1 위치보정값의 기여율이 점점 감소하고, 제2 위치보정값의 기여율이 점점 증가한다.
한편, 회전자가 정지하거나 0 RPM에 매우 근접한 저속도로 회전하는 경우, 제1 위치보정값의 기여율과 제2 위치보정값의 기여율이 서로 동일하도록 결정될 수 있다.
다시 말해, 위치 보정부(130)는 회전자가 정지한 경우, 제1 위치보정값의 기여율과 제2 위치보정값의 기여율이 서로 동일하도록 각각의 기여율을 결정할 수 있다.
예를 들면, 회전자가 정지(0 RPM)한 경우, 제1 위치보정값의 기여율을 0.5로 결정하고, 제2 위치보정값의 기여율을 0.5로 결정한다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
이하에서는 본 개시를 모두 수행할 수 있는 회전 자위치 보정 방법을 설명한다.
도 5는 본 개시에 따른 회전자 위치 보정 방법의 일 실시예를 나타낸 흐름도이다.
도 5를 참조하면, 본 개시에 따른 회전자 위치 보정 방법은 회전자의 회전속도 및 위치를 측정하는 단계(S510)와, 회전자의 제1 회전방향에 대응하는 제1 위치보정값과 제2 회전방향에 대응하는 제2 위치보정값을 산출하는 단계(S520) 및 제1 위치보정값과 제2 위치보정값 각각의 기여율을 회전속도에 기초하여 결정하고, 각각의 기여율을 제1 위치보정값 및 제2 위치보정값에 반영하여 연산한 최종 위치보정값으로 회전자의 위치를 보정하는 단계(S530)를 포함할 수 있다.
여기서, 회전자의 위치를 보정하는 단계(S530)는 제1 위치보정값의 기여율과 제2 위치보정값의 기여율의 합이 1이 되도록 각각의 기여율을 결정할 수 있다.
여기서, 회전자의 위치를 보정하는 단계(S530)는 회전자가 제1 회전방향 및 제2 회전방향 중 어느 하나의 회전방향으로 회전하는 경우, 회전속도가 미리 설정된 기준 회전속도 이상이면, 제1 위치보정값 및 제2 위치보정값 중 회전자의 회전방향에 대응하는 위치보정값을 최종 위치보정값으로 하여 회전자의 위치를 보정하도록 각각의 기여율을 결정할 수 있다.
여기서, 회전자의 위치를 보정하는 단계(S530)는 제1 기준 회전속도와 제2 기준 회전속도의 차이의 절대값에 대하여 회전속도에 제1 기준 회전속도를 반영한 결과값의 비로 제1 위치보정값의 기여율을 결정하고, 제1 기준 회전속도와 제2 기준 회전속도의 차이의 절대값에 대하여 회전속도에 제2 기준 회전속도를 반영한 결과값의 비로 제2 위치보정값의 기여율을 결정할 수 있다.
여기서, 회전자의 위치를 보정하는 단계(S530)는 회전자가 제1 회전방향으로 회전하는 경우, 제1 위치보정값의 기여율이 제2 위치보정값의 기여율보다 더 크도록 각각의 기여율을 결정하고, 회전자가 제2 회전방향으로 회전하는 경우, 제2 위치보정값의 기여율이 제1 위치보정값의 기여율보다 더 크도록 각각의 기여율을 결정할 수 있다.
이하에서는 회전자의 위치를 보정하는 단계(S530)를 더욱 구체화한 본 개시에 따른 회전자 위치 보정 방법의 다른 실시예를 설명한다.
도 6은 본 개시에 따른 회전자 위치 보정 방법의 다른 실시예를 나타낸 흐름도이다.
도 6을 참조하면, 본 개시에 따른 회전자 위치 보정 방법은 먼저, 회전자의 회전방향이 제1 회전방향인지 제2 회전방향인지 확인한다. (S610)
회전자의 회전방향이 제1 회전방향, 예를 들어 시계방향인 경우, 위치 보정부(130)는 회전속도 ω가 0 이상이고 제1 기준 회전속도
Figure pat00027
보다 작은 범위 내에 포함되는지 판단한다. (S620)
회전속도 ω가 제1 기준 회전속도
Figure pat00028
보다 큰 경우, 위치 보정부(130)는 제1 위치보정값의 기여율을 1로 결정하고, 제2 위치보정값의 기여율을 0으로 결정한다. (S630)
그런 다음, 위치 보정부(130)는 제1 위치보정값을 최종위치보정값으로 결정하여 회전자의 위치를 보정한다. (S640)
회전속도 ω가 0 이상이고 제1 기준 회전속도
Figure pat00029
보다 작은 범위 내에 포함되는 경우, 위치 보정부(130)는 회전속도 ω에 기초하여 제1 위치보정값의 기여율과 제2 위치보정값의 기여율을 각각 결정한다. (S650)
여기서, 제1 위치보정값의 기여율과 제2 위치보정값의 기여율은 전술한 수식 1을 이용하여 결정될 수 있다.
그런 다음, 위치 보정부(130)는 제1 위치보정값의 기여율을 제1 위치보정값에 곱한 값과 제2 위치보정값의 기여율을 제2 위치보정값에 곱한 값을 합하여 최종 위치보정값을 연산한다. (S660)
한편, 회전자의 회전방향이 제2 회전방향, 예를 들어 반시계방향인 경우, 위치 보정부(130)는 회전속도 ω가 0 이상이고 제2 기준 회전속도
Figure pat00030
보다 작은 범위 내에 포함되는지 판단한다. (S670)
회전속도 ω가 0 이상이고 제2 기준 회전속도
Figure pat00031
보다 작은 범위 내에 포함되는 경우, 위치 보정부(130)는 회전속도 ω에 기초하여 제1 위치보정값의 기여율 및 제2 위치보정값의 기여율을 각각 결정하고(S650), 최종 위치보정값을 연산한다. (S660)
회전속도 ω가 제2 기준 회전속도
Figure pat00032
보다 큰 경우, 위치 보정부(130)는 제1 위치보정값의 기여율을 0으로 결정하고, 제2 위치보정값의 기여율을 1로 결정한다. (S680)
그런 다음, 위치 보정부(130)는 제2 위치보정값을 최종위치보정값으로 결정하여 회전자의 위치를 보정한다. (S690)
이상에서 설명한 바와 같이, 본 개시에 의하면, 회전자의 위치를 정확하게 보정할 수 있는 회전자 위치 보정 장치 및 회전자 위치 보정 방법을 제공할 수 있다.
또한, 본 개시에 의하면, 회전자의 위치를 정확하게 보정하여 모터의 출력 성능을 개선함으로써 모터의 출력 토크를 높이고 토크 리플을 최소화하는 회전자 위치 보정 장치 및 회전자 위치 보정 방법을 제공할 수 있다.
이상에서의 설명 및 첨부된 도면은 본 개시의 기술 사상을 예시적으로 나타낸 것에 불과한 것으로서, 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 개시의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 구성의 결합, 분리, 치환 및 변경 등의 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 개시에 개시된 실시예들은 본 개시의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 개시의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 개시의 과제 해결 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 본 개시의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 개시의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 회전자 위치 보정 장치
110: 측정부
120: 위치보정값 산출부
130: 위치 보정부

Claims (13)

  1. 회전자의 회전속도 및 위치를 측정하는 측정부;
    상기 회전자의 제1 회전방향에 대응하는 제1 위치보정값과 제2 회전방향에 대응하는 제2 위치보정값을 산출하는 위치보정값 산출부; 및
    상기 제1 위치보정값과 상기 제2 위치보정값 각각의 기여율을 상기 회전속도에 기초하여 결정하고, 상기 각각의 기여율을 상기 제1 위치보정값 및 상기 제2 위치보정값에 반영하여 연산한 최종 위치보정값으로 상기 회전자의 위치를 보정하는 위치 보정부를 포함하는 모터의 회전자 위치 보정 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    고정자에서 발생되는 역기전력을 측정하는 역기전력 측정부를 더 포함하고,
    상기 위치보정값 산출부는,
    상기 제1 회전방향으로 회전할 때의 제1 역기전력과 제1 위치와의 차이를 이용하여 상기 제1 위치보정값을 산출하고,
    상기 제2 회전방향으로 회전할 때의 제2 역기전력과 제2 위치의 차이를 이용하여 상기 제2 위치보정값을 산출하는 모터의 회전자 위치 보정 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 위치 보정부는,
    상기 제1 위치보정값의 기여율과 상기 제2 위치보정값의 기여율의 합이 1이 되도록 상기 각각의 기여율을 결정하는 모터의 회전자 위치 보정 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 위치 보정부는,
    상기 회전자가 상기 제1 회전방향 및 상기 제2 회전방향 중 어느 하나의 회전방향으로 회전하는 경우, 상기 회전속도가 미리 설정된 기준 회전속도 이상이면, 상기 제1 위치보정값 및 상기 제2 위치보정값 중 상기 회전자의 회전방향에 대응하는 위치보정값을 상기 최종 위치보정값으로 하여 상기 회전자의 위치를 보정하도록 상기 각각의 기여율을 결정하는 모터의 회전자 위치 보정 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 위치 보정부는,
    제1 기준 회전속도와 제2 기준 회전속도의 차이의 절대값에 대하여 상기 회전속도에 상기 제1 기준 회전속도를 반영한 결과값의 비로 상기 제1 위치보정값의 기여율을 결정하고,
    상기 제1 기준 회전속도와 상기 제2 기준 회전속도의 차이의 절대값에 대하여 상기 회전속도에 상기 제2 기준 회전속도를 반영한 결과값의 비로 상기 제2 위치보정값의 기여율을 결정하는 모터의 회전자 위치 보정 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 위치 보정부는,
    상기 회전자가 정지한 경우, 상기 제1 위치보정값의 기여율과 상기 제2 위치보정값의 기여율이 서로 동일하도록 상기 각각의 기여율을 결정하는 모터의 회전자 위치 보정 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 위치 보정부는,
    상기 회전자가 상기 제1 회전방향으로 회전하는 경우, 상기 제1 위치보정값의 기여율이 상기 제2 위치보정값의 기여율보다 더 크도록 상기 각각의 기여율을 결정하고,
    상기 회전자가 상기 제2 회전방향으로 회전하는 경우, 상기 제2 위치보정값의 기여율이 상기 제1 위치보정값의 기여율보다 더 크도록 상기 각각의 기여율을 결정하는 모터의 회전자 위치 보정 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 위치 보정부는,
    상기 회전자가 상기 제1 회전방향으로 회전하는 경우, 상기 회전속도가 증가할수록 상기 제1 위치보정값의 기여율이 증가하고, 상기 제2 위치보정값의 기여율이 감소하도록 상기 각각의 기여율을 결정하고,
    상기 회전자가 상기 제2 회전방향으로 회전하는 경우, 상기 회전속도가 증가할수록 상기 제1 위치보정값의 기여율이 감소하고, 상기 제2 위치보정값의 기여율이 증가하도록 상기 각각의 기여율을 결정하는 모터의 회전자 위치 보정 장치.
  9. 회전자의 회전속도 및 위치를 측정하는 단계;
    상기 회전자의 제1 회전방향에 대응하는 제1 위치보정값과 제2 회전방향에 대응하는 제2 위치보정값을 산출하는 단계; 및
    상기 제1 위치보정값과 상기 제2 위치보정값 각각의 기여율을 상기 회전속도에 기초하여 결정하고, 상기 각각의 기여율을 상기 제1 위치보정값 및 상기 제2 위치보정값에 반영하여 연산한 최종 위치보정값으로 상기 회전자의 위치를 보정하는 단계를 포함하는 모터의 회전자 위치 보정 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 회전자의 위치를 보정하는 단계는,
    상기 제1 위치보정값의 기여율과 상기 제2 위치보정값의 기여율의 합이 1이 되도록 상기 각각의 기여율을 결정하는 모터의 회전자 위치 보정 방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 회전자의 위치를 보정하는 단계는,
    상기 회전자가 상기 제1 회전방향 및 상기 제2 회전방향 중 어느 하나의 회전방향으로 회전하는 경우, 상기 회전속도가 미리 설정된 기준 회전속도 이상이면, 상기 제1 위치보정값 및 상기 제2 위치보정값 중 상기 회전자의 회전방향에 대응하는 위치보정값을 상기 최종 위치보정값으로 하여 상기 회전자의 위치를 보정하도록 상기 각각의 기여율을 결정하는 모터의 회전자 위치 보정 방법.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 회전자의 위치를 보정하는 단계는,
    제1 기준 회전속도와 제2 기준 회전속도의 차이의 절대값에 대하여 상기 회전속도에 상기 제1 기준 회전속도를 반영한 결과값의 비로 상기 제1 위치보정값의 기여율을 결정하고,
    상기 제1 기준 회전속도와 상기 제2 기준 회전속도의 차이의 절대값에 대하여 상기 회전속도에 상기 제2 기준 회전속도를 반영한 결과값의 비로 상기 제2 위치보정값의 기여율을 결정하는 모터의 회전자 위치 보정 방법.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 회전자의 위치를 보정하는 단계는,
    상기 회전자가 상기 제1 회전방향으로 회전하는 경우, 상기 제1 위치보정값의 기여율이 상기 제2 위치보정값의 기여율보다 더 크도록 상기 각각의 기여율을 결정하고,
    상기 회전자가 상기 제2 회전방향으로 회전하는 경우, 상기 제2 위치보정값의 기여율이 상기 제1 위치보정값의 기여율보다 더 크도록 상기 각각의 기여율을 결정하는 모터의 회전자 위치 보정 방법.
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Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010022674A (ko) * 1997-08-07 2001-03-26 브렌단 코너 브러쉬레스 모터시스템의 위치감지
JP2002297241A (ja) * 2001-03-30 2002-10-11 Toshiba Mach Co Ltd 位置制御装置および位置制御方法
KR20050051136A (ko) * 2003-11-27 2005-06-01 오티스엘지엘리베이터 유한회사 홀센서리스 선형 영구자석형 동기 전동기 및 이를제어하기 위한 제어 장치 및 방법
KR20070003708A (ko) * 2005-07-01 2007-01-05 인터내쇼널 렉티파이어 코포레이션 센서리스 모터를 시동하는 방법 및 시스템
KR20080102126A (ko) * 2005-12-23 2008-11-24 티알더블유 리미티드 전기모터제어
KR20110014874A (ko) * 2009-08-06 2011-02-14 창원대학교 산학협력단 영구자석 동기 전동기의 제어 및 위치 추정 오차 보정 방법
KR20110086892A (ko) * 2010-01-25 2011-08-02 강원대학교산학협력단 회전자 초기 위치 추정 방법 및 장치
KR20180038656A (ko) * 2016-10-07 2018-04-17 주식회사 만도 교류전동기의 회전자 위치보정 방법 및 그 장치

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010022674A (ko) * 1997-08-07 2001-03-26 브렌단 코너 브러쉬레스 모터시스템의 위치감지
JP2002297241A (ja) * 2001-03-30 2002-10-11 Toshiba Mach Co Ltd 位置制御装置および位置制御方法
KR20050051136A (ko) * 2003-11-27 2005-06-01 오티스엘지엘리베이터 유한회사 홀센서리스 선형 영구자석형 동기 전동기 및 이를제어하기 위한 제어 장치 및 방법
KR20070003708A (ko) * 2005-07-01 2007-01-05 인터내쇼널 렉티파이어 코포레이션 센서리스 모터를 시동하는 방법 및 시스템
KR20080102126A (ko) * 2005-12-23 2008-11-24 티알더블유 리미티드 전기모터제어
KR20110014874A (ko) * 2009-08-06 2011-02-14 창원대학교 산학협력단 영구자석 동기 전동기의 제어 및 위치 추정 오차 보정 방법
KR20110086892A (ko) * 2010-01-25 2011-08-02 강원대학교산학협력단 회전자 초기 위치 추정 방법 및 장치
KR20180038656A (ko) * 2016-10-07 2018-04-17 주식회사 만도 교류전동기의 회전자 위치보정 방법 및 그 장치

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