KR20220074210A - 모터 구동 장치 및 방법 - Google Patents

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최호림
박한희
김성민
이선미
장호선
유태일
빈승현
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현대자동차주식회사
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Abstract

복수의 제1 스위칭 소자를 포함하며 모터의 복수의 상에 각각 대응되는 복수의 권선 각각의 제1 단에 연결된 제1 인버터 회로; 복수의 제2 스위칭 소자를 포함하며 상기 복수의 권선 각각의 제2 단에 연결된 제2 인버터 회로; 상기 복수의 권선과 상기 제2 스위칭 소자가 연결된 노드에 일단이 연결되고 타단이 서로 연결된 복수의 절환용 스위칭 소자; 상기 복수의 절환용 스위칭 소자를 온 시키고 상기 제1 스위칭 소자를 제어하여 상기 모터를 구동 시키는 제1 구동 모드 및 상기 복수의 절환용 스위칭 소자를 오프 시키고 상기 제1 스위칭 소자 및 상기 제2 스위칭 소자를 제어하여 상기 모터를 구동 시키는 제2 구동 모드 중 하나의 구동 모드로 상기 모터를 구동 시키되, 상기 모터의 역자속 값과 토크 지령을 기반으로 상기 구동 모드를 결정하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 모터 구동 장치가 개시된다.

Description

모터 구동 장치 및 방법{MOTOR DRIVING APPARATUS AND METHOD}
본 발명은 모터 구동 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 모터의 요구 출력에 따라 Y-결선 모터 구동 모드 및 오픈 엔드 와인딩 모터 구동 모드 중 하나의 구동 모드로 전환하여 모터를 구동할 수 있는 모터 구동 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 모터의 구동은 인버터에 포함된 복수의 상에 대응되는 복수의 스위칭 소자를 펄스폭 변조 제어하여 모터의 상전압을 생성하여 모터로 제공함으로써 모터를 구동하게 된다.
통상, 모터에 포함된 각 상의 권선은 그 일단이 인버터에 연결되고 타단이 서로 연결되어 Y-결선을 형성하는 형태의 회로를 갖는다.
Y-결선된 권선을 갖는 모터의 구동 시, 인버터 내의 스위칭 소자는 펄스폭 변조 제어에 의해 온/오프 되면서 Y-결선된 모터의 권선에 선간 전압을 인가하여 교류 전류를 생성함으로써 토크를 발생시키게 된다.
이러한 Y-결선 권선 구조를 갖는 모터의 경우 모터의 최대 토크를 증가시키기 위해 모터의 권선수를 증가 시킬수록 전압 이용율이 높은 구간은 차량의 주요 운전점인 저토크 영역과 멀어지게 되어 연비가 나빠지는 문제점이 발생할 수 있다. 또한, 모터가 적용되는 차량 등의 연비의 관점에서 전압 이용율이 높은 구간에 주요 운전점을 포함하도록 설계하는 경우 모터의 최대 토크에 제약이 있어 차량의 가속 발진 성능이 떨어지는 문제가 발생할 수 있다.
이러한, Y-결선 권선 구조의 모터 구동 방식의 문제를 해소하기 위해 모터의 각 상 권선의 일단을 Y-결선하지 않고 다른 하나의 인버터에 연결함으로써, 두 개의 인버터로 모터를 구동하는 방안이 제안되었다. 이러한 모터 구동 방식은 모터 내 각 상에 대응되는 권선의 양단이 각각 서로 다른 인버터에 연결되어 권선 양단이 서로 개방된 형태를 가지므로 오픈 엔드 와인딩(Open End Winding) 방식의 구동이라 할 수 있다.
특히, 모터 권선의 일단을 상호 연결하기 위한 절환 스위칭 소자를 추가하여, 요구되는 출력에 따라 절환 스위칭 소자를 단락 시켜 모터의 권선이 Y-결선을 형성하게 하고 하나의 인버터만 구동하는 모드나 절환 스위칭 소자를 개방 시켜 모터의 권선이 개방되게 하고 두 개의 인버터를 구동하는 모드를 선택적으로 사용하는 기술이 제안되었다.
이러한 두 가지 모터 구동 모드를 선택적으로 이용하는 경우, 구동 모드를 선택할 수 있는 적절한 기준을 설정할 필요가 있으며, 설정된 기준을 기반으로 적절하게 모터를 구동할 수 있는 구동 기법 또한 요구된다.
상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.
US 2009-0033253 A1 JP 6285256 B2
이에 본 발명은, 모터의 권선을 Y-결선 또는 개방 상태로 결정하여 구동하는 두가지 구동 모드 중 하나를 적절하게 결정하여 모터를 구동할 수 있는 모터 구동 장치 및 방법을 제공하는 것을 해결하고자 하는 기술적 과제로 한다.
또한, 본 발명은 모터의 권선을 Y-결선 또는 개방 상태로 결정하여 구동하는 두가지 구동 모드 중 하나를 적절하게 결정할 수 있는 기준 데이터 맵을 제작하는 방법을 제공하는 것을 해결하고자 하는 기술적 과제로 한다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 수단으로서 본 발명은,
복수의 제1 스위칭 소자를 포함하며 모터의 복수의 상에 각각 대응되는 복수의 권선 각각의 제1 단에 연결된 제1 인버터 회로;
복수의 제2 스위칭 소자를 포함하며 상기 복수의 권선 각각의 제2 단에 연결된 제2 인버터 회로;
상기 복수의 권선과 상기 제2 스위칭 소자가 연결된 노드에 일단이 연결되고 타단이 서로 연결된 복수의 절환용 스위칭 소자;
상기 복수의 절환용 스위칭 소자를 온 시키고 상기 제1 스위칭 소자를 제어하여 상기 모터를 구동 시키는 제1 구동 모드 및 상기 복수의 절환용 스위칭 소자를 오프 시키고 상기 제1 스위칭 소자 및 상기 제2 스위칭 소자를 제어하여 상기 모터를 구동 시키는 제2 구동 모드 중 하나의 구동 모드로 상기 모터를 구동 시키되, 상기 모터의 역자속 값과 토크 지령을 기반으로 상기 구동 모드를 결정하는 제어부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 모터 구동 장치를 제공한다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 컨트롤러는, 상기 제1 구동 모드 및 상기 제2 구동 모드에 각각 적용되는 출력맵을 포함하며, 상기 출력맵은 상기 모터의 전원 전력을 저장한 배터리의 전압 별로 상기 모터의 회전 속도에 따른 토크를 저장할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 컨트롤러는, 상기 배터리의 전압과 상기 모터의 회전 속도 및 운전자의 입력을 상기 출력맵에 적용하여 상기 모터의 토크 지령을 생성할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 컨트롤러는, 상기 모터의 역자속 값과 토크 지령에 따른 구동 모드 결정용 데이터 맵을 포함하며, 상기 구동 모드 결정용 데이터 맵에 상기 모터의 역자속 값과 토크 지령이 해당하는 영역에 따라 상기 모터의 구동 모드를 결정할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 컨트롤러는, 상기 모터의 전원 전력을 저장한 배터리의 전압 별로 상기 모터의 회전 속도를 기반으로 상기 모터의 역자속을 연산하고, 연산된 상기 모터의 역자속과 상기 모터의 토크 지령을 상기 구동 모드 결정용 데이터 맵에 적용하여 상기 모터의 구동 모드를 결정할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 구동 모드 결정용 데이터 맵은, 상기 모터의 전원 전력을 저장한 배터리의 복수의 전압 별로 각각의 구동 모드에서 상기 모터의 회전 속도-토크에 따른 상기 모터의 손실을 사전에 도출하고, 상호 대응되는 모터의 회전 속도-토크에서의 손실 중 더 작은 손실을 갖는 구동 모드를 해당 모터의 회전속도-토크에서의 구동 모드로 사전에 결정하여, 상기 배터리의 전압 별로 결정된 모터의 회전속도-토크에서의 구동 모드의 경계선을 도출하며, 상기 경계선의 모터 회전속도 축을 역자속 축으로 변환하고, 복수의 전압 별 각 토크에서의 역자속에 가중치를 적용하여 서로 합산하여 토크에 따른 대표 역자속을 연결하여 도출된 기준 곡선에 의해 상기 모터의 구동 모드를 결정하는 영역을 설정한 데이터 맵일 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 컨트롤러는, 상기 모터의 구동 모드가 변경되는 경우, 변경된 모터의 구동 모드를 사전 설정된 기준 시간동안 유지한 후 모터의 구동 모드 변경 여부를 판단할 수 있다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 다른 수단으로서 본 발명은,
복수의 제1 스위칭 소자를 포함하며 모터의 복수의 상에 각각 대응되는 복수의 권선 각각의 제1 단에 연결된 제1 인버터 회로와, 복수의 제2 스위칭 소자를 포함하며 상기 복수의 권선 각각의 제2 단에 연결된 제2 인버터 회로와, 상기 복수의 권선과 상기 제2 스위칭 소자가 연결된 노드에 일단이 연결되고 타단이 서로 연결된 복수의 절환용 스위칭 소자를 갖는 모터 구동 장치를 이용한 모터 구동 방법에 있어서,
상기 모터의 회전 속도 및 상기 모터의 전원 전력을 저장한 배터리의 전압을 입력 받는 단계;
입력 받은 상기 모터의 회전 속도 및 상기 배터리 전압을 기반으로 상기 모터의 토크 지령을 생성하고 상기 모터의 역자속 값을 연산하는 단계;
연산된 상기 토크 지령 및 상기 역자속 값을 사전 설정된 구동 모드 결정용 데이터 맵에 적용하여, 상기 복수의 절환용 스위칭 소자를 온 시키고 상기 제1 스위칭 소자를 제어하여 상기 모터를 구동 시키는 제1 구동 모드 및 상기 복수의 절환용 스위칭 소자를 오프 시키고 상기 제1 스위칭 소자 및 상기 제2 스위칭 소자를 제어하여 상기 모터를 구동 시키는 제2 구동 모드 중 하나를 상기 모터의 구동 모드로 결정하는 단계; 및
결정된 상기 모터의 구동 모드에 따라 상기 절환용 스위칭 소자의 온/오프 상태를 제어하고 상기 제1 스위칭 소자 및 상기 제2 스위칭 소자를 제어하는 단계
를 포함하는 모터 구동 방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 연산하는 단계는, 상기 제1 구동 모드 및 상기 제2 구동 모드에 각각 적용되도록 상기 배터리의 전압 별로 상기 모터의 회전 속도에 따른 토크를 저장하는 출력맵을 이용하여 상기 토크 지령을 연산할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 연산하는 단계는, 상기 배터리의 전압과 상기 모터의 회전 속도 및 운전자의 입력을 상기 출력맵에 적용하여 상기 모터의 토크 지령을 생성할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 연산하는 단계는, 상기 모터의 전원 전력을 저장한 배터리의 전압 별로 상기 모터의 회전 속도를 기반으로 상기 모터의 역자속을 연산할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 구동 모드 결정용 데이터 맵은, 상기 모터의 전원 전력을 저장한 배터리의 복수의 전압 별로 각각의 구동 모드에서 상기 모터의 회전 속도-토크에 따른 상기 모터의 손실을 사전에 도출하고, 상호 대응되는 모터의 회전 속도-토크에서의 손실 중 더 작은 손실을 갖는 구동 모드를 해당 모터의 회전속도-토크에서의 구동 모드로 사전에 결정하여, 상기 배터리의 전압 별로 결정된 모터의 회전속도-토크에서의 구동 모드의 경계선을 도출하며, 상기 경계선의 모터 회전속도 축을 역자속 축으로 변환하고, 복수의 전압 별 각 토크에서의 역자속에 가중치를 적용하여 서로 합산하여 토크에 따른 대표 역자속을 연결하여 도출된 기준 곡선에 의해 상기 모터의 구동 모드를 결정하는 영역을 설정한 데이터 맵일 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 모터의 구동 모드가 변경되는 경우, 변경된 모터의 구동 모드를 사전 설정된 기준 시간동안 유지한 이후 상기 입력 받는 단계, 상기 연산하는 단계 및 사기 결정하는 단계를 수행하여 상기 모터의 구동 모드를 다시 결정할 수 있다.
상기 모터 구동 장치 및 방법에 따르면, 모터의 토크-회전속도 관계에 따른 모터 손실을 고려하여 OEW 구동 모드와 CEW 구동 모드의 적용 여부를 결정할 수 있는 데이터 맵을 적용하므로 모터의 효율을 최대화하여 구동할 수 있다.
특히, 상기 모터 구동 장치 및 방법에 따르면, 모터의 전원을 제공하는 배터리가 출력할 수 있는 전압을 기반으로 복수의 역자속 값을 도출하고 복수의 역자속 값에 가중치를 적용한 대표 역자속 값을 기반으로 모터 구동 모드 절환을 위한 데이터 맵을 작성함으로써 데이터 맵의 데이터 양을 감소시킬 수 있으므로, 제어를 위한 연산 부하를 감소시킬 수 있다.
본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 모터 구동 장치를 도시한 회로도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 모터 구동 장치의 제어부를 더욱 상세하게 도시한 블록 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시형태에 따른 모터 구동 장치의 제어부에 포함된 모터 출력맵의 일례를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시형태에 따른 모터 구동 장치에서 모터의 구동 모드를 판별하기 위한 토크-역자속 기준 곡선을 도출하기 위한 방법을 도시한 흐름도이다.
도 5는 배터리의 대표 전압에서 모터 구동 모드 별 모터 회전 속도-토크에 따른 모터 손실을 도출한 예를 도시한 도면이다.
도 6은 도 5에 도시된 손실을 대표 전압 별로 비교하여 손실이 더 작은 구동 모드를 선택하여 결정된 대표 전압 별 모터 구동 모드 구분예를 도시한 도면이다.
도 7은 대표 전압 별 모터 회전 속도-토크 기반 모터 구동 모드 구분 곡선이다.
도 8은 도 7의 모터 회전 속도 축을 역자속 축으로 변환한 예를 도시한 도면이다.
도 9는 도 8의 곡선을 기반으로 결정한 모터 구동 모드 판별을 위한 토크-역자속 기준 곡선이다.
도 10은 본 발명의 일 실시형태에 따른 모터 구동 방법을 도시한 도면이다.
이하, 첨부의 도면을 참조하여 본 발명의 다양한 실시형태에 따른 모터 구동 장치 및 방법을 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 모터 구동 장치를 도시한 회로도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시형태에 따른 모터 구동 장치는, 복수의 제1 스위칭 소자(S11-S16)를 포함하며 모터(40)의 권선(C1-C3) 각각의 제1 단에 연결된 제1 인버터 회로부(10)와, 복수의 제2 스위칭 소자(S21-S26)를 포함하며 모터(40)의 권선(C1-C3) 각각의 제2 단에 연결된 제2 인버터 회로부(20)와, 모터(40)의 권선(C1-C3) 각각의 제2 단과 제2 스위칭 소자(S21-S26)가 연결된 노드에 각각 그 일단이 연결되고 타단이 상호 접속된 절환용 스위칭 소자(S31-S33)을 포함하여 구성될 수 있다.
제1 인버터 회로부(10)와 제2 인버터 회로부(20)는 배터리(200)에 저장된 직류 전력을 삼상의 교류 전력으로 변환하여 모터(40)로 제공하거나, 회생 제동 시 모터(40)의 회생 제동 토크 발생으로 인해 생성되는 회생 제동 에너지를 직류로 변환하여 배터리(200)로 제공할 수 있다. 이러한 직류 전력과 교류 전력 사이의 변환은 제1 인버터 회로부(10)와 제2 인버터 회로부(20)에 각각 구비된 복수의 제1 스위칭 소자(S11-S16) 및 복수의 제2 스위칭 소자(S21-S26)의 펄스폭 변조 제어에 의해 수행될 수 있다.
제1 인버터 회로부(10)는 배터리(200)의 양단 사이에 연결된 직류 링크 커패시터(300)에 형성된 직류 전압이 인가되는 복수의 레그(11-13)를 포함할 수 있다. 각 레그(11-13)는 모터(40)의 복수의 상에 각각 대응되어 전기적 연결이 형성될 수 있다.
더욱 구체적으로 제1 레그(11)는 직류 커패시터(300)의 양단 사이에 상호 직렬로 연결된 두 개의 스위칭 소자(S11, S12)를 포함하며, 두 스위칭 소자(S11, S12)의 연결 노드는 복수의 상 중 한 상에 해당하는 교류 전력이 입출력 되도록 모터(40) 내 한 상의 권선(C1)의 일단에 연결될 수 있다.
마찬가지로, 제2 레그(12)는 직류 커패시터(300)의 양단 사이에 상호 직렬로 연결된 두 개의 스위칭 소자(S13, S14)를 포함하며, 두 스위칭 소자(S13, S14)의 연결 노드는 복수의 상 중 한 상에 해당하는 교류 전력이 입출력 되도록 모터(40) 내 한 상의 권선(C2)의 일단에 연결될 수 있다.
또한, 제3 레그(13)는 직류 커패시터(300)의 양단 사이에 상호 직렬로 연결된 두 개의 스위칭 소자(S15, S16)를 포함하며, 두 스위칭 소자(S15, S16)의 연결 노드는 복수의 상 중 한 상에 해당하는 교류 전력이 입출력 되도록 모터(40) 내 한 상의 권선(C3)의 일단에 연결될 수 있다.
제2 인버터 회로부(20) 역시 제1 인버터 회로부(10)와 유사한 구성을 가질 수 있다. 제2 인버터 회로부(20)는 배터리(200)의 양단 사이에 연결된 직류 링크 커패시터(300)에 형성된 직류 전압이 인가되는 복수의 레그(21-23)를 포함할 수 있다. 각 레그(21-23)는 모터(40)의 복수의 상에 대응되어 전기적 연결이 형성될 수 있다.
더욱 구체적으로 제1 레그(21)는 직류 커패시터(300)의 양단 사이에 상호 직렬로 연결된 두 개의 스위칭 소자(S21, S22)를 포함하며, 두 스위칭 소자(S21, S22)의 연결 노드는 복수의 상 중 한 상에 해당하는 교류 전력이 입출력 되도록 모터(40) 내 한 상의 권선(C1)의 타단에 연결될 수 있다.
마찬가지로, 제2 레그(22)는 직류 커패시터(300)의 양단 사이에 상호 직렬로 연결된 두 개의 스위칭 소자(S23, S24)를 포함하며, 두 스위칭 소자(S23, S24)의 연결 노드는 복수의 상 중 한 상에 해당하는 교류 전력이 입출력 되도록 모터(40) 내 한 상의 권선(C2)의 타단에 연결될 수 있다.
또한, 제3 레그(23)는 직류 커패시터(300)의 양단 사이에 상호 직렬로 연결된 두 개의 스위칭 소자(S25, S26)를 포함하며, 두 스위칭 소자(S25, S26)의 연결 노드는 복수의 상 중 한 상에 해당하는 교류 전력이 입출력 되도록 모터(40) 내 한 상의 권선(C3)의 일단에 연결될 수 있다.
이러한 각 인버터 회로부(10, 20)에 포함된 스위칭 소자들 중 배터리(200)의 고전위 측(+ 단자)에 연결된 스위칭 소자를 탑(top)상 스위칭 소자라고 하고 저전위 측(- 단자)에 연결된 스위칭 소자를 바텀(bottom)상 스위칭 소자라 한다.
제1 인버터 회로부(10)는 모터(40)의 권선(C1-C3)의 일단에 연결되고 제2 인버터 회로부(20)는 모터(40)의 권선(C1-C3)의 타단에 연결된다. 즉, 모터(40)의 권선(C1-C3)의 양단은 제1 인버터 회로부(10)와 제2 인버터 회로부(20)에 각각 연결되는 오픈 엔드 와인딩 방식의 전기적 연결이 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 절환용 스위칭 소자(30)는 총 3개의 스위칭 소자(S31-S33)으로 구성될 수 있으며, 각 스위칭 소자(S31-S33)의 일단은 복수의 권선(C1-C3)과 제2 스위칭 소자가 연결되는 노드에 연결되고 각 스위칭 소자(S31-S33)의 타단은 상호 연결될 수 있다.
이러한 연결구조에서, 상기 절환용 스위칭 소자(30)가 오프(개방) 되는 경우에 모터(40)의 권선(C1, C2, C3)의 양단은 각각 제1 인버터 회로부(10)와 제2 인버터 회로부(20)에 각각 연결되고 제1 인버터 회로부(10)와 제2 인버터 회로부(20)를 함께 구동하여 모터(40)를 오픈 엔드 와인딩 구조로 구동할 수 있다. 절환용 스위칭 소자(30)를 오프 시켜 모터(40)의 권선이 오픈 엔드 와인딩 구조가 되게 하고 두 인버터 회로부(10, 20)를 함께 제어하여 모터(40)를 구동하는 모드를 오픈 엔드 와인딩(Open End Winding: OEW) 구동 모드라고 하기로 한다.
절환용 스위칭 소자(30)가 온(단락) 되는 경우는 모터(40)의 권선(C1-C3)의 일단은 상호 접속되어 Y-결선을 형성하게 된다. 이 경우에는, 제2 인버터 회로(20)를 활용하지 않고 제1 인버터 회로부(10)만 구동하여 클로즈 엔드 와인딩 구조로 모터를 구동할 수 있다. 절환용 스위칭 소자(30)를 온 시켜 모터(40)의 권선이 Y-결선 되게 하고 제1 인버터 회로부(10) 만 제어하여 모터(40)를 구동하는 모드를 클로즈 엔드 와인딩(Close End Winding: CEW) 구동 모드라고 하기로 한다.
오픈 엔드 와인딩 구조는 두 개의 인버터 회로부를 이용하여 모터의 고출력 구동이 가능하다. 클로즈 엔드 와인딩 구조는 고효율 스위칭 소자(예를 들어, SiC)를 적용한 제1 인버터 회로부(10)만 구동하여 고효율의 모터 구동이 가능하게 된다. 더욱 효율적인 모터 구동을 구현함과 동시에 인버터 회로부(10, 20)을 구현하는데 소요되는 비용을 절감하기 위해, 제1 인버터 회로부(10)를 구성하는 스위칭 소자는 전술한 바와 같이 고가의 고효율 소자(SiC 소자)를 채용하고, 제2 인버터 회로부(20)를 구성하는 스위칭 소자는 저가의 소자(Si 소자)를 채용할 수 있다.
절환용 스위칭 소자(S31-S33)는 MOSFET 또는 IGBT 등과 같이 당 기술 분야에 알려진 다양한 스위칭 소자가 채용될 수 있다.
제어부(100)는 배터리 전압(VDC)과 모터(40)의 회전속도(ωr)을 입력 받고 입력 받은 데이터를 기반으로 모터(40)의 구동 모드를 OEW 구동 모드 및 CEW 구동 모드 중 하나로 결정한 후 모터(40)의 절환용 스위칭 소자(S31 내지 S33) 및 인버터(10, 20) 내의 스위칭 소자(S11 내지 S16, S21 내지 S26)의 상태를 제어할 수 있다.
더욱 상세하게, 제어부(100)는 배터리 전압(VDC)과 모터(40)의 요구 회전속도(ωr)를 기반으로 모터의 역자속(1/λ)을 연산하고, 연산된 역자속 값을 사전 설정된 모터의 역자속과 토크 사이의 관계를 기반으로 한 구동 모드 판단 데이터 맵에 적용하여 구동 모드를 결정하고, 결정된 구동 모드에 따라 절환용 스위칭 소자(S31 내지 S33) 및 인버터(10, 20)의 제어 여부를 결정할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 모터 구동 장치의 제어부를 더욱 상세하게 도시한 블록 구성도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시형태에 따른 모터 구동 장치의 제어부(100)는 배터리(200)의 전압 별로 사전 결정된 모터의 토크와 회전 속도 사이의 관계 데이터를 포함하는 출력맵을 포함하고 입력된 배터리 전압(VDC)과 모터 회전 속도(ωr)를 출력맵(110)에 적용하여 출력맵을 기반으로 토크지령을 생성하는 토크지령 생성부(110)와, 모터의 토크지령과 배터리 전압(VDC)과 요구 회전 속도(ωr)를 기반으로 모터의 역자속을 연산하는 역자속 연산부(120)와, 모터의 토크지령과 역자속 연산부(120)에서 연산된 모터의 역자속을 기반으로 모터(40)의 구동 모드를 결정하는 구동 모드 결정부(130)를 포함할 수 있다.
더하여, 제어부(100)는 토크지령과 역자속 값에 기반하여 모터(40)의 전류 지령을 생성하는 전류 지령맵(140)과 생성된 전류 지령에 기반하여 인버터(10, 20) 내의 스위칭 소자를 상태를 펄스폭 변조(Pulse Width Modulation: PWM) 제어하는 PWM 변조부(150)를 더 포함할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시형태에 따른 모터 구동 장치의 제어부에 포함된 모터 출력맵의 일례를 도시한 도면이다.
제어부(100)의 토크지령 생성부(110)는 도 3에 도시된 것과 같은 출력맵을 포함할 수 있다. 출력맵은 모터의 회전 속도 별 출력 가능한 토크의 크기를 사전에 도출하여 저장한 데이터 맵으로서 배터리(200)가 출력 가능한 전압 중 사전 결정된 복수의 대표 전압 마다 마련될 수 있다.
특히, 도 3에 도시된 것과 같이, 모터(40)를 OEW 구동 모드와 CEW 구동 모드로 구동하는 경우 모터(40)의 출력 특성은 서로 달라지므로 두 개의 곡선(L1, L2)와 같이 모터의 회전 속도별 최대 토크가 서로 다르게 결정될 수 있다. 본 발명의 일 실시형태는 모터 구동 모드를 결정하기 위한 것으로 도 3에 도시된 곡선(L3)를 기준으로 분리된 두 영역(R1, R2)에서 각각 서로 다른 모드로 모터를 구동하도록 할 수 있다. 예를 들어, 제1 영역(R1)에서는 모터(40)를 CEW 구동 모드로 구동할 수 있고, 제2 영역(R2)에서는 모터(40)를 OEW 구동 모드로 구동할 수 있다.
도 3에서, 모터 구동 모드를 결정하기 위한 기준 곡선(L3)은 CEW 구동 모드가 출력할 수 있는 최대 토크를 나타내는 곡선 보다 더 낮은 회전 속도와 토크를 나타내는 영역에 형성되고 있음을 확인할 수 있다. 이러한 기준 곡선(L3)은 두 가지 구동 모드를 모두 사용할 수 있는 영역에서 모터의 손실을 고려하여 더 낮은 모터 손실을 나타내는 구동 모드를 선택함으로써 결정되는 것이기 때문이다.
모터(40)를 구동하기 위한 기준 곡선(L3)를 결정하는 기법에 대해서는 이 후 더욱 상세하게 설명하기로 한다.
토크지령 생성부(110)는 도 3에 도시된 것과 같은 모터 출력 맵을 배터리(200)가 출력 가능한 대표 전압 마다 포함할 수 있으며, 배터리 전압(VDC)과 모터 회전 속도(ωr) 및 운전자의 토크 요구에 해당하는 액셀러레이터 페달 답입량을 기반으로 토크지령을 생성할 수 있다.
역자속 연산부(120)는 배터리 전압(VDC)과 모터 회전 속도(ωr)를 기반으로 구동 중인 모터(40)의 역자속을 연산할 수 있다. 모터(40)의 역자속은 당 기술 분야에 알려진 역자속 도출식을 이용하여 이루어질 수 있다. 모터(40)의 역자속은 모터의 회전 속도(ωr)에 비례하고 배터리 전압(VDC)에 반비례하는 것으로 알려져 있으며, 다음 식 1과 같이 표현될 수도 있다.
[식 1]
Figure pat00001
식 1에서 '1/λ'는 역자속이다.
배터리(200)의 전압(VDC)은 배터리 출력단에 설치된 전압 센서에 의해 검출될 수 있으며, 모터(40)의 회전 속도는 모터에 구비된 레졸버 또는 홀 효과 센서 등과 같은 회전자 위치 검출 센서에 의해 검출된 회전자 위치를 기반으로 연산될 수 있다. 이러한 전압 센서 및 회전자 위치 센서를 이용한 전압 검출 및 회전 속도 검출은 당 기술 분야에 널리 공지된 사항이므로 별도의 도면을 통한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
구동 모드 결정부(130)는 토크지령 생성부(110)에서 생성된 토크지령과 역자속 연산부(120)에서 생성된 모터(40)의 역자속 값을 기반으로 모터(40)의 구동 모드를 결정할 수 있다.
모터(40)의 구동 모드 결정은 사전 설정된 토크-역자속 관계 데이터 맵을 통해 이루어질 수 있다.
구동 모드 결정부(130)는 구동 모드를 결정하여 절환용 스위칭 소자(S31 내지 S33)의 온/오프 상태를 제어할 수 있으며, 토크지령 생성부(110)에서 토크지령을 생성하기 위한 모터 출력맵을 결정하게 할 수 있다.
이하에서는, 구동 모드 결정부(130)에서 모터 구동 모드를 결정하는데 사용되는 토크-역자속 관계 데이터 맵을 제작하는 기법에 대해 설명하기로 한다.
모터 구동 모드를 결정하는데 사용되는 토크-역자속 관계 데이터 맵은 사전에 시험적인 방식을 적용하여 모터(40)를 구동 시켜 모터 관련 데이터를 추출하고 그를 기반으로 모터 구동 모드를 결정하기 위한 데이터 맵을 작성할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시형태에 따른 모터 구동 장치에서 모터의 구동 모드를 판별하기 위한 토크-역자속 기준 곡선을 도출하기 위한 방법을 도시한 흐름도이다. 또한, 도 5는 배터리의 대표 전압에서 모터 구동 모드 별 모터 회전 속도-토크에 따른 모터 손실을 도출한 예를 도시한 도면이며, 도 6은 도 5에 도시된 손실을 대표 전압 별로 비교하여 손실이 더 작은 구동 모드를 선택하여 결정된 대표 전압 별 모터 구동 모드 구분예를 도시한 도면이다.
도 4를 참조하면, 우선, 모터(40)를 각 대표 전압 별로 두 가지의 구동 모드 각각으로 구동하면서 모터의 회전 속도-토크 관계에 따른 모터의 손실을 도출할 수 있다(S11). 모터의 손실은 모터에 입력되는 에너지와 출력되는 에너지의 차이를 의미하는 것으로 당 기술 분야에 알려진 다양한 방식에 의해 모터의 손실이 도출될 수 있다.
단계(S11)에서 도출된 모터의 두 구동 모드 별 모터의 회전 속도-토크 관계에 따른 모터의 손실의 예가 도 5에 도시된다. 도 5에 나타난 것과 같이, 두 구동 모드 별로 대표 전압 별로 모터의 회전 속도-토크 관계에 따른 모터의 손실값들이 도출될 수 있다.
이어, 대표 전압 별로 각 구동 모드의 모터 속도-토크 별 모터 손실을 비교하고, 모터 손실이 더 작은 구동 모드를 선택하여 모터 속도-토크 별 모터 구동 모드를 판별할 수 있다(S12).
단계(S12)에서는 각 구동 모드의 상호 동일한 모터 회전 속도-토크에서 결정된 손실의 크기를 비교하고 더 작은 손실을 갖는 구동 모드를 해당 모터 회전 속도-토크에서의 구동 모드로 결정할 수 있다.
이러한 방식으로 각 대표 전압 마다 모터의 회전 속도-토크 관계에서 결정된 모터 모드의 예가 도 6에 도시된다.
도 7은 대표 전압 별 모터 회전 속도-토크 기반 모터 구동 모드 구분 곡선이고, 도 8은 도 7의 모터 회전 속도축을 역자속 축으로 변환한 예를 도시한 도면이며, 도 9는 도 8의 곡선을 기반으로 결정한 모터 구동 모드 판별을 위한 토크-역자속 기준 곡선이다.
단계(S12)와 같은 방식으로 배터리 대표 전압 별로 결정된 두 모터 구동 모드의 경계는 도 7에 도시된 것과 같이 각 대표 전압 별로 두 모터 구동 모드를 구분 짓는 곡선으로 나타날 수 있다.
도 7과 같이, 두 구동 모드의 경계에 해당하는 구분 곡선을 배터리의 대표 전압 별로 도출하고(S13), 전술한 식 1을 이용하여 도 7의 모터 회전 속도 축을 역자속으로 변환하면, 도 8과 같이 서로 인접한 복수의 곡선으로 나타날 수 있다(S14).
도 8에 나타난 것과 같은 복수의 대표 전압 별로 도출된 모터 토크-역자속 구분 곡선에 대해 모터 토크 별 역자속에 대표 전압에 따른 가중치(전체 가중치의 합은 1)를 적용하여 합산하면 도 9에 나타난 것과 같이 하나의 기준 곡선을 결정할 수 있다(S15).
모터의 구동 상태가 이 기준 곡선의 제1 영역에 해당하는 모터 토크-역자속을 나타내는 경우 구동 모드 결정부(130)는 CEW 구동 모드로 모터를 구동하도록 결정할 수 있으며, 이 기준 곡선의 제2 영역에 해당하는 모터 토크-역자속을 나타내는 경우 구동 모드 결정부(130)는 OWE 구동 모드로 모터를 구동하도록 결정할 수 있다.
즉, 구동 모드 결정부(130)는 도 9에 나타난 것과 같이 모터의 토크-역자속 영역을 두 개로 구분하는 데이터 맵을 포함할 수 있으며, 입력 받은 토크 지령과 모터의 역자속 값이 위치하는 영역에 따라 모터 구동 모드를 OEW 구동 모드 및 CEW 구동 모드 중 하나로 결정할 수 있다.
도 10은 본 발명의 일 실시형태에 따른 모터 구동 방법을 도시한 도면이다.
도 10을 참조하면, 본 발명의 일 실시형태에 따른 모터 구동 방법은, 제어부(100)가 배터리 전압(VDC) 및 모터(40)의 회전 속도(ωr)를 입력 받고, 토크지령 생성부(110)가 배터리 전압(VDC) 및 모터(40)의 회전 속도(ωr) 및 운전자의 입력을 사전 결정되어 저장된 모터 출력맵에 적용하여 토크 지령을 생성하며, 역자속 연산부(120)가 배터리 전압(VDC) 및 모터(40)의 회전 속도(ωr)를 기반으로 모터의 역자속을 연산하는 단계(S21)로부터 시작될 수 있다.
이어, 구동 모드 결정부(130)는 토크 지령과 역자속 값을 이용하여 사전 설정된 모드 결정용 토크-역자속 데이터 맵을 이용하여 토크 지령과 역자속 값이 속하는 영역을 판단할 수 있다(S22).
구동 모드 결정부(130)가 토크 지령과 역자속 값이 속하는 영역을 제2 영역(R2, 즉 OEW 구동 모드로 모터를 구동하도록 결정된 영역)으로 판단한 경우 이미 절환용 스위칭 소자가 오프된 상태이면 그 이전에 이미 OEW 구동 모드로 모터를 구동하고 있는 상태이므로 다시 단계(S21)로 돌아가 구동 모드의 절환이 필요한지 감시할 수 있다(S23).
단계(S23)에서 절환용 스위칭 소자가 온인 상태이면, 구동 모드 결정부(130)는 절환용 스위칭 소자를 오프 시키고(S24) 토크 지령 생성부(110)로 모터의 구동 모드가 OEW 구동 모드로 변경됨을 알릴 수 있다(S25).
단계(S25)에서 토크지령 생성부(110)는 CEW 구동 모드에서 사용하던 출력맵을 OEW 구동 모드에서 적용할 수 있도록 확장할 수 있다. 즉, 도 3의 곡선(L1)과 같은 최대 토크의 경계를 갖는 출력맵을 곡선(L2)와 같은 최대 토크의 경계를 갖는 출력맵으로 출력맵을 확장할 수 있다.
이어, 전류지령 맵(140)은 토크 지령과 역자속 값을 입력 받고 토크 지령 및 역자속 값에 대응되는 전류지령을 출력할 수 있다. 전류지령 맵(140)은 토크 지령 및 역자속 값에 대응되는 전류지령을 사전에 미리 시험적인 방법을 통해 저장한 데이터 맵일 수 있다.
PWM 변조부(150)는 입력 받은 전류지령에 대응되는 전류가 모터에 인가될 수 있도록 사전 설정된 PWM 변조 방식을 적용하여 제1 인버터(10) 및 제2 인버터(20) 내의 스위칭 소자(S11 내지 S16, S21 내지 S26)을 PWM 제어하기 위한 제1 인버터 제어신호 및 제2 인버터 제어신호를 생성하여 출력할 수 있다(S26).
전류지령 맵을 이용하여 전류 지령을 생성하고 인버터의 스위칭 소자를 PWM 제어하는 기법은 당 기술분야에 알려진 통상의 방식을 적용하는 것으로 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
모터 구동 모드를 변경한 이후의 모터 전류 제어는 사전 설정된 최소 기준 시간(C1) 동안 지속될 수 있으며, 최소 기준 시간(C1)이 경과하면 다시 단계(S21)로 복귀하여 구동 모드의 절환이 필요한지 확인하는 과정을 수행할 수 있다(S27). 이는 짧은 시간 내에 빈번하게 모터 구동 모드가 변경되어 모터 제어의 안정성이 저하되는 것을 방지하기 위한 것이다.
한편, 단계(S22)에서 구동 모드 결정부(130)가 토크 지령과 역자속 값이 속하는 영역을 제2 영역(R2)이 아닌 제1 영역(R1)으로 판단한 경우, 구동 모드 결정부(130)는 모터의 구동 모드를 CEW 구동 모드로 결정할 수 있다.
구동 모드 결정부(130)가 CEW 구동 모드로 모터를 구동하도록 판단한 경우 이미 절환용 스위칭 소자가 온된 상태이면 그 이전에 이미 CEW 구동 모드로 모터를 구동하고 있는 상태이므로 다시 단계(S21)로 돌아가 구동 모드의 절환이 필요한지 감시할 수 있다(S28).
단계(S28)에서 절환용 스위칭 소자가 오프인 상태이면, 구동 모드 결정부(130)는 절환용 스위칭 소자를 온 시키고(S29) 토크 지령 생성부(110)로 모터의 구동 모드가 CEW 구동 모드로 변경됨을 알릴 수 있다(S30).
단계(S30)에서 토크지령 생성부(110)는 OEW 구동 모드에서 사용하던 출력맵을 CEW 구동 모드에서 적용할 수 있도록 축소할 수 있다. 즉, 도 3의 곡선(L2)과 같은 최대 토크의 경계를 갖는 출력맵을 곡선(L1)와 같은 최대 토크의 경계를 갖는 출력맵으로 출력맵을 확장할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 여러 실시형태에 따른 모터 구동 장치 및 방법은 모터의 토크-회전속도 관계에 따른 모터 손실을 고려하여 OEW 구동 모드와 CEW 구동 모드의 적용 여부를 결정할 수 있는 데이터 맵을 적용하므로 모터의 효율을 최대화하여 구동할 수 있다. 특히, 본 발명의 여러 실시형태에 따른 모터 구동 장치 및 방법은 모터의 전원을 제공하는 배터리가 출력할 수 있는 전압을 기반으로 복수의 역자속 값을 도출하고 복수의 역자속 값에 가중치를 적용한 대표 역자속 값을 기반으로 모터 구동 모드 절환을 위한 데이터 맵을 작성함으로써 데이터 맵의 데이터 양을 감소시킬 수 있으므로, 제어를 위한 연산 부하를 감소시킬 수 있다.
이상에서 본 발명의 특정한 실시형태에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 청구범위의 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
10: 제1 인버터 20: 제2 인버터
30: 절환용 스위칭 소자 40: 모터
50: 전류 센서 100: 제어부
110: 토크지령 생성부 120: 역자속 연산부
130: 구동 모드 결정부 140: 전류지령 맵
150: PWM 변조부 200: 배터리
300: 직류 링크 커패시터 S11-S16: 제1 스위칭 소자
S21-S26: 제2 스위칭 소자 S31-S33: 절환용 스위칭 소자
C1-C3: 권선

Claims (13)

  1. 복수의 제1 스위칭 소자를 포함하며 모터의 복수의 상에 각각 대응되는 복수의 권선 각각의 제1 단에 연결된 제1 인버터 회로;
    복수의 제2 스위칭 소자를 포함하며 상기 복수의 권선 각각의 제2 단에 연결된 제2 인버터 회로;
    상기 복수의 권선과 상기 제2 스위칭 소자가 연결된 노드에 일단이 연결되고 타단이 서로 연결된 복수의 절환용 스위칭 소자;
    상기 복수의 절환용 스위칭 소자를 온 시키고 상기 제1 스위칭 소자를 제어하여 상기 모터를 구동 시키는 제1 구동 모드 및 상기 복수의 절환용 스위칭 소자를 오프 시키고 상기 제1 스위칭 소자 및 상기 제2 스위칭 소자를 제어하여 상기 모터를 구동 시키는 제2 구동 모드 중 하나의 구동 모드로 상기 모터를 구동 시키되, 상기 모터의 역자속 값과 토크 지령을 기반으로 상기 구동 모드를 결정하는 제어부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 모터 구동 장치.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 컨트롤러는,
    상기 제1 구동 모드 및 상기 제2 구동 모드에 각각 적용되는 출력맵을 포함하며, 상기 출력맵은 상기 모터의 전원 전력을 저장한 배터리의 전압 별로 상기 모터의 회전 속도에 따른 토크를 저장하는 것을 특징으로 하는 모터 구동 장치.
  3. 청구항 2에 있어서, 상기 컨트롤러는,
    상기 배터리의 전압과 상기 모터의 회전 속도 및 운전자의 입력을 상기 출력맵에 적용하여 상기 모터의 토크 지령을 생성하는 것을 특징으로 하는 모터 구동 장치.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 컨트롤러는,
    상기 모터의 역자속 값과 토크 지령에 따른 구동 모드 결정용 데이터 맵을 포함하며, 상기 구동 모드 결정용 데이터 맵에 상기 모터의 역자속 값과 토크 지령이 해당하는 영역에 따라 상기 모터의 구동 모드를 결정하는 것을 특징으로 하는 모터 구동 장치.
  5. 청구항 4에 있어서, 상기 컨트롤러는,
    상기 모터의 전원 전력을 저장한 배터리의 전압 별로 상기 모터의 회전 속도를 기반으로 상기 모터의 역자속을 연산하고, 연산된 상기 모터의 역자속과 상기 모터의 토크 지령을 상기 구동 모드 결정용 데이터 맵에 적용하여 상기 모터의 구동 모드를 결정하는 것을 특징으로 하는 모터 구동 장치.
  6. 청구항 4에 있어서, 상기 구동 모드 결정용 데이터 맵은,
    상기 모터의 전원 전력을 저장한 배터리의 복수의 전압 별로 각각의 구동 모드에서 상기 모터의 회전 속도-토크에 따른 상기 모터의 손실을 사전에 도출하고,
    상호 대응되는 모터의 회전 속도-토크에서의 손실 중 더 작은 손실을 갖는 구동 모드를 해당 모터의 회전속도-토크에서의 구동 모드로 사전에 결정하여, 상기 배터리의 전압 별로 결정된 모터의 회전속도-토크에서의 구동 모드의 경계선을 도출하며,
    상기 경계선의 모터 회전속도 축을 역자속 축으로 변환하고,
    복수의 전압 별 각 토크에서의 역자속에 가중치를 적용하여 서로 합산하여 토크에 따른 대표 역자속을 연결하여 도출된 기준 곡선에 의해 상기 모터의 구동 모드를 결정하는 영역을 설정한 데이터 맵인 것을 특징으로 하는 모터 구동 장치.
  7. 청구항 1에 있어서, 상기 컨트롤러는,
    상기 모터의 구동 모드가 변경되는 경우, 변경된 모터의 구동 모드를 사전 설정된 기준 시간동안 유지한 후 모터의 구동 모드 변경 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 모터 구동 장치.
  8. 복수의 제1 스위칭 소자를 포함하며 모터의 복수의 상에 각각 대응되는 복수의 권선 각각의 제1 단에 연결된 제1 인버터 회로와, 복수의 제2 스위칭 소자를 포함하며 상기 복수의 권선 각각의 제2 단에 연결된 제2 인버터 회로와, 상기 복수의 권선과 상기 제2 스위칭 소자가 연결된 노드에 일단이 연결되고 타단이 서로 연결된 복수의 절환용 스위칭 소자를 갖는 모터 구동 장치를 이용한 모터 구동 방법에 있어서,
    상기 모터의 회전 속도 및 상기 모터의 전원 전력을 저장한 배터리의 전압을 입력 받는 단계;
    입력 받은 상기 모터의 회전 속도 및 상기 배터리 전압을 기반으로 상기 모터의 토크 지령을 생성하고 상기 모터의 역자속 값을 연산하는 단계;
    연산된 상기 토크 지령 및 상기 역자속 값을 사전 설정된 구동 모드 결정용 데이터 맵에 적용하여, 상기 복수의 절환용 스위칭 소자를 온 시키고 상기 제1 스위칭 소자를 제어하여 상기 모터를 구동 시키는 제1 구동 모드 및 상기 복수의 절환용 스위칭 소자를 오프 시키고 상기 제1 스위칭 소자 및 상기 제2 스위칭 소자를 제어하여 상기 모터를 구동 시키는 제2 구동 모드 중 하나를 상기 모터의 구동 모드로 결정하는 단계; 및
    결정된 상기 모터의 구동 모드에 따라 상기 절환용 스위칭 소자의 온/오프 상태를 제어하고 상기 제1 스위칭 소자 및 상기 제2 스위칭 소자를 제어하는 단계
    를 포함하는 모터 구동 방법.
  9. 청구항 8에 있어서, 상기 연산하는 단계는,
    상기 제1 구동 모드 및 상기 제2 구동 모드에 각각 적용되도록 상기 배터리의 전압 별로 상기 모터의 회전 속도에 따른 토크를 저장하는 출력맵을 이용하여 상기 토크 지령을 연산하는 것을 특징으로 하는 모터 구동 방법.
  10. 청구항 9에 있어서, 상기 연산하는 단계는,
    상기 배터리의 전압과 상기 모터의 회전 속도 및 운전자의 입력을 상기 출력맵에 적용하여 상기 모터의 토크 지령을 생성하는 것을 특징으로 하는 모터 구동 방법.
  11. 청구항 8에 있어서, 상기 연산하는 단계는,
    상기 모터의 전원 전력을 저장한 배터리의 전압 별로 상기 모터의 회전 속도를 기반으로 상기 모터의 역자속을 연산하는 것을 특징으로 하는 모터 구동 방법.
  12. 청구항 8에 있어서, 상기 구동 모드 결정용 데이터 맵은,
    상기 모터의 전원 전력을 저장한 배터리의 복수의 전압 별로 각각의 구동 모드에서 상기 모터의 회전 속도-토크에 따른 상기 모터의 손실을 사전에 도출하고,
    상호 대응되는 모터의 회전 속도-토크에서의 손실 중 더 작은 손실을 갖는 구동 모드를 해당 모터의 회전속도-토크에서의 구동 모드로 사전에 결정하여, 상기 배터리의 전압 별로 결정된 모터의 회전속도-토크에서의 구동 모드의 경계선을 도출하며,
    상기 경계선의 모터 회전속도 축을 역자속 축으로 변환하고,
    복수의 전압 별 각 토크에서의 역자속에 가중치를 적용하여 서로 합산하여 토크에 따른 대표 역자속을 연결하여 도출된 기준 곡선에 의해 상기 모터의 구동 모드를 결정하는 영역을 설정한 데이터 맵인 것을 특징으로 하는 모터 구동 방법.
  13. 청구항 1에 있어서,
    상기 모터의 구동 모드가 변경되는 경우, 변경된 모터의 구동 모드를 사전 설정된 기준 시간동안 유지한 이후 상기 입력 받는 단계, 상기 연산하는 단계 및 사기 결정하는 단계를 수행하여 상기 모터의 구동 모드를 다시 결정하는 것을 특징으로 하는 모터 구동 방법.
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