KR20240054063A - 모터 구동 장치 및 이의 제어 방법 - Google Patents

모터 구동 장치 및 이의 제어 방법 Download PDF

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Abstract

모터 구동 장치는 모터; 상기 모터를 구동하기 위한 스위치 소자를 포함하는 인버터; 상기 스위치 소자를 스위칭하는 컨트롤러; 여자 권선 및 검출 권선을 포함하는 리졸버; 및 상기 컨트롤러로부터 주기 신호를 입력받아 상기 여자 권선에 여자 신호를 인가하고, 상기 검출 권선으로부터 피드백 신호를 수신하는 리졸버 칩을 포함하되, 상기 리졸버 칩은, 상기 피드백 신호의 전압과 기 설정된 전압을 비교한 결과에 따른 감지 신호의 펄스 폭 변화를 기반으로 상기 모터의 회전 수를 판단하고, 상기 컨트롤러의 고장 상태에서 상기 모터의 회전 수에 따라 관성 주행 제어 모드를 설정하기 위한 신호를 상기 인버터에 출력한다.

Description

모터 구동 장치 및 이의 제어 방법{MOTOR DRIVING APPARATUS AND METHOD OF CONTROLLING FOR THE SAME}
본 발명은 컨트롤러에 고장이 발생할 경우 모터의 회전 수에 따라 차량의 관성 주행을 제어하는 모터 구동 장치 및 이의 제어 방법에 관한 것이다.
전동화 차량은 인버터를 통해 배터리에 저장된 에너지로 전기 모터를 구동하고, 모터의 구동 에너지를 휠에 전달한다. 이를 위해, 전동화 차량은 인버터에 포함된 스위치 소자를 스위칭하기 위한 컨트롤러를 구비할 수 있다.
전동화 차량은 주행 중 컨트롤러에서 고장이 발생할 경우 관성 주행을 하며, 관성 주행을 제어하는 모드에 진입할 수 있다. 차량의 관성 주행을 제어하는 모드는 프리 휠링(Freewheeling) 모드와 ASC(Active Short Circuit) 모드를 포함할 수 있다. 프리 휠링 모드는 고속 주행 시 모터의 역토크가 크게 발생되는 특성을 가지고, ASC 모드는 저속 주행 시 모터의 역토크가 크게 발생되는 특성을 가질 수 있다.
관성 주행 시 발생되는 모터의 역토크는 후방 차량과의 추돌을 일으킬 수 있다. 예컨대, 고속 주행 중 컨트롤러가 고장났을 때, 관성 주행을 제어하는 모드를 프리 휠링 모드에서 ASC 모드로 전환하지 않으면, 차량의 급감속이 발생하여 후방 차량과의 추돌이 발생할 수 있다.
이에 따라, 전동화 차량은 컨트롤러의 고장 발생에 대비하여 차속에 따라 관성 주행 제어 모드를 적절히 전환하기 위해 전기 모터의 회전 수를 판단할 수 있다.
일반적으로, 전동화 차량은 전류 센서를 통해 감지된 모터의 전류 값의 주기를 측정하여 전기 모터의 회전 수를 판단하는 로직을 구비하나, 이는 전류 센서 및 판단 로직 간의 센싱 오차가 발생할 수 있으며, 정보 전달을 위한 핀을 별도로 구비하여야 한다.
한편, 전동화 차량은 리졸버를 통해 모터의 회전 각 및 회전 속도를 감지하여 모터를 정밀하게 제어할 수 있다. 이를 위해, 전동화 차량은 리졸버와 컨트롤러 사이에 리졸버 인터페이스 칩을 배치할 수 있다.
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.
이에 본 발명은, 리졸버에서 출력되는 피드백 신호를 기반으로 모터의 회전 수를 측정하고, 컨트롤러의 고장 상태에서 모터의 회전 수에 따라 관성 주행 제어 모드를 설정하는 모터 구동 장치 및 이의 제어 방법을 제공한다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 모터 구동 장치는 모터; 상기 모터를 구동하기 위한 스위치 소자를 포함하는 인버터; 상기 스위치 소자를 스위칭하는 컨트롤러; 여자 권선 및 검출 권선을 포함하는 리졸버; 및 상기 컨트롤러로부터 주기 신호를 입력받아 상기 여자 권선에 여자 신호를 인가하고, 상기 검출 권선으로부터 피드백 신호를 수신하는 리졸버 칩을 포함하되, 상기 리졸버 칩은, 상기 피드백 신호의 전압과 기 설정된 전압을 비교한 결과에 따른 감지 신호의 펄스 폭 변화를 기반으로 상기 모터의 회전 수를 판단하고, 상기 컨트롤러의 고장 상태에서 상기 모터의 회전 수에 따라 관성 주행 제어 모드를 설정하기 위한 신호를 상기 인버터에 출력할 수 있다.
또한, 상기 기술적 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 모터 구동 장치의 제어 방법은 컨트롤러로부터 주기 신호를 입력받아 리졸버의 여자 권선에 여자 신호를 인가하는 단계; 상기 리졸버의 검출 권선으로부터 피드백 신호를 수신하는 단계; 상기 피드백 신호의 전압과 기 설정된 전압을 비교한 결과에 따른 감지 신호의 펄스 폭 변화를 기반으로, 모터의 회전 수를 판단하는 단계; 및 상기 컨트롤러의 고장 상태에서 상기 모터의 회전 수에 따라 관성 주행 제어 모드를 설정하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 기술적 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 모터 제어기는 모터를 구동하는 인버터에 스위칭 제어 신호를 출력하는 컨트롤러; 및 여자 권선 및 검출 권선을 포함하는 리졸버와 전기적으로 연결되고, 상기 컨트롤러로부터 주기 신호를 입력받아 상기 여자 권선에 여자 신호를 인가하며, 상기 검출 권선으로부터 피드백 신호를 수신하는 리졸버 칩을 포함하되, 상기 리졸버 칩은, 상기 피드백 신호의 전압과 기 설정된 전압을 비교한 결과에 따른 감지 신호의 펄스 폭 변화를 기반으로 상기 모터의 회전 수를 판단하고, 상기 컨트롤러의 고장 상태에서 상기 모터의 회전 수에 따라 관성 주행 제어 모드를 설정하기 위한 신호를 상기 인버터에 출력할 수 있다.
또한, 상기 기술적 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 리졸버 칩은, 리졸버의 검출 권선으로부터 수신한 피드백 신호의 전압을 기 설정된 전압과 비교하여 감지 신호를 출력하는 비교기; 및 상기 감지 신호의 펄스 폭 변화를 감지하여 상기 피드백 신호에 대한 신호파 주기를 측정하는 디지털 로직을 포함할 수 있다.
본 발명에 의하면, 컨트롤러의 고장 상태에서 모터의 회전 수에 따라 관성 주행 제어 모드를 설정하기 위해, 리졸버에서 출력되는 피드백 신호를 기반으로 모터의 회전 수를 측정함으로써, 모터의 회전 수를 효율적으로 정확하게 측정할 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 실시예에 따른 모터 구동 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 관성 주행 제어 모드를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 리졸버 칩 구성의 일 예를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 리졸버 칩에서 모터의 회전 수를 판단하여 관성 주행 제어 모드를 설정하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 모터 구동 장치의 제어 방법을 설명하기 위한 플로우 차트이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
다음의 예들의 기재에 있어서, "기 설정된"이라는 용어는 프로세스나 알고리즘에서 매개변수를 사용할 때 매개변수의 수치가 미리 결정되어 있음을 의미한다. 매개변수의 수치는 예에 따라서 프로세스나 알고리즘이 시작할 때 설정되거나 프로세스나 알고리즘이 수행되는 구간 동안 설정될 수 있다.
본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 명세서에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 모터 제어기(MCU: Motor Control Unit) 등의 명칭에 포함된 유닛(Unit) 또는 제어 유닛(Control Unit)은 차량 특정 기능을 제어하는 제어 장치(Controller)의 명명에 널리 사용되는 용어일 뿐, 보편적 기능 유닛(Generic function unit)을 의미하는 것은 아니다. 예컨대, 각 제어기는 담당하는 기능의 제어를 위해 다른 제어기나 센서와 통신하는 통신 장치, 운영체제나 로직 명령어와 입출력 정보 등을 저장하는 메모리 및 담당 기능 제어에 필요한 판단, 연산, 결정 등을 수행하는 하나 이상의 프로세서를 포함할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 모터 구동 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 모터 구동 장치는 모터(10), 배터리(20), 인버터(30), 리졸버(40) 및 모터 제어기(100)를 포함할 수 있다.
모터(10)는 복수의 상 각각에 대응하는 복수의 권선을 포함할 수 있다.
배터리(20)는 양극 단자(+)와 음극 단자(-)를 가질 수 있다.
인버터(30)는 모터(10)를 구동하기 위한 복수의 스위치 소자를 포함하며, 스위치 소자가 스위칭됨에 따라 배터리(20)의 전압을 복수의 상 각각에 대응하는 교류 전압으로 변환하여 모터(10)에 포함된 복수의 권선에 출력할 수 있다.
리졸버(40)는 모터(10)의 회전 각 및 회전 속도를 감지하기 위한 1상의 여자 권선 및 2상의 검출 권선을 포함할 수 있다.
모터 제어기(100)는 인터페이스(110), 마이크로 컨트롤러(120) 및 리졸버 칩(130)을 포함할 수 있다.
인터페이스(110)는 전동화 차량 내부의 개별 전자 제어 장치(ECU, Electronic Control Unit)나 센서 등과 CAN(Control Area Network) 통신 등을 통해 데이터(Data)를 송수신할 수 있다. 인터페이스(110)는 전달받은 데이터(Data)를 마이크로 컨트롤러(120) 및 리졸버 칩(130)에 직간접적으로 전송할 수 있다.
마이크로 컨트롤러(120)는 모터 목표 토크(motor target torque) 및 센서 데이터(sensor data)를 입력받아 인버터(30)에 포함된 스위치 소자를 스위칭하기 위한 스위칭 제어 신호(switching control signal)를 생성할 수 있다. 모터 목표 토크는 모터 제어기(100)의 상위 제어기, 예컨대, 차량 제어기(VCU)나 하이브리드 제어기(HCU) 등으로부터 입력받을 수 있다. 센서 데이터는 모터(10)의 구동과 관련된 센서로부터 입력받을 수 있다. 스위칭 제어 신호는 펄스 폭 변조(PWM, Pulse Width Modulation) 제어를 통해 출력될 수 있다.
리졸버 칩(130)은 마이크로 컨트롤러(120) 및 리졸버(40)와 전기적으로 연결되어 상호 간의 신호를 전송하는 리졸버 인터페이스(미도시) 및 마이크로 컨트롤러(120)에 전원(power)을 공급하는 전원 공급 칩(미도시)을 포함할 수 있다.
리졸버 칩(130)은 마이크로 컨트롤러(120)로부터 주기 신호(EXC_IN)를 입력받아 리졸버(40)의 여자 권선에 여자 신호(EXC)를 인가하고, 리졸버(40)의 2상의 검출 권선으로부터 피드백 신호(SIN, COS)를 수신하여 마이크로 컨트롤러(120)로 전송할 수 있다. 이에 따라, 마이크로 컨트롤러(120)는 피드백 신호(SIN, COS)를 통해 모터(10)의 회전 각 및 회전 속도를 감지할 수 있다. 여기서, 주기 신호(EXC_IN)는 구형파(square wave)에 해당하고, 여자 신호(EXC)는 정현파(sinusoidal wave)에 해당할 수 있다.
리졸버 칩(130)은 차량 주행 중 마이크로 컨트롤러(120)에 고장이 발생할 경우, 관성 주행 제어 모드를 설정하기 위한 ASC 모드 신호(ASC_MODE)를 인버터(30)로 출력할 수 있다.
관성 주행 제어 모드는 프리 휠링(Freewheeling) 모드 및 ASC(Active Short Circuit) 모드를 포함할 수 있다. ASC 모드 신호(ASC_MODE)는 프리 휠링 모드에서 비활성화되고, ASC 모드에서 활성화될 수 있다.
관성 주행 제어 모드가 프리 휠링 모드로 설정될 때, 인버터(30)에 포함된 스위치 소자는 모터(10)에 포함된 복수의 권선의 일단을 배터리(20)의 양극(+) 및 음극(-)과 전기적으로 분리시킬 수 있다.
관성 주행 제어 모드가 ASC 모드로 설정될 때, 인버터(30)에 포함된 스위치 소자는 모터(10)에 포함된 복수의 권선의 일단을 배터리(20)의 양극(+) 또는 음극(-)과 전기적으로 연결시킬 수 있다.
한편, 마이크로 컨트롤러(120)에 고장이 발생한 상태에서 모터(10)에서 발생되는 역토크는 관성 주행 제어 모드의 설정에 따라 차이가 발생할 수 있다. 좀 더 구체적으로, 프리 휠링 모드는 모터(10)의 회전 수가 기 설정된 회전 수보다 높은 구간에서 ASC 모드에 비해 모터(10)에서 발생되는 역토크가 높고, ASC 모드는 모터(10)의 회전 수가 기 설정된 회전 수보다 낮은 구간에서 프리 휠링 모드에 비해 모터(10)에서 발생되는 역토크가 높을 수 있다.
관성 주행 시 발생되는 모터(10)의 역토크는 크기에 따라 차량을 급감속시켜 후방 차량과의 추돌을 유발하므로, 리졸버 칩(130)은 마이크로 컨트롤러(120)의 고장 상태에서 모터(10)의 회전 수가 기 설정된 회전 수보다 낮을 경우, 관성 주행 제어 모드를 프리 휠링 모드로 설정할 수 있다. 또한, 리졸버 칩(130)은 마이크로 컨트롤러(120)의 고장 상태에서 모터(10)의 회전 수가 기 설정된 회전 수보다 높을 경우, 관성 주행 제어 모드를 ASC 모드로 설정할 수 있다.
리졸버 칩(130)은 마이크로 컨트롤러(120)의 고장 상태에서 모터(10)의 회전 수에 따라 관성 주행 제어 모드를 설정하기 위해, 피드백 신호(SIN, COS)를 통해 모터(10)의 회전 수를 판단할 수 있다.
좀 더 구체적으로, 리졸버 칩(130)은 피드백 신호(SIN, COS)의 전압과 기 설정된 전압을 비교한 결과에 따른 감지 신호의 펄스 폭 변화를 기반으로, 모터(10)의 회전 수를 판단할 수 있다.
본 실시예와 달리, 리졸버 칩(130)이 모터(10)의 전류 센서로부터 전류 값을 외부 입력 핀을 통해 입력받고, 전류 값의 주기를 측정하여 모터(10)의 회전 수를 판단하는 방안도 있으나, 이는 외부 입력 핀을 별도로 구비하어야 하며, 전류 센서 및 리졸버 칩(130) 간의 센싱 오차가 발생할 수 있다.
한편, 리졸버 칩(130)은 마이크로 컨트롤러(120)의 고장 상태 시 주기 신호(EXC_IN)를 내부에서 생성하여 여자 신호(EXC)를 리졸버(40)의 여자 권선에 인가할 수 있다.
리졸버 칩(130)의 구성 및 동작 방법은 도 3을 참조하여 구체적으로 후술한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 관성 주행 제어 모드를 설명하기 위한 도면이다.
도 2를 참조하면, 관성 주행 제어 모드별로 모터의 회전 수(RPM)에 따른 모터의 토크(Nm)가 도시되어 있다.
모터(10)의 회전 수가 기 설정된 회전 수('A')보다 낮은 구간에서, 프리 휠링 모드에서 발생되는 모터(10)의 역토크는 ASC 모드에서 발생되는 모터(10)의 역토크보다 낮을 수 있다.
또한, 모터(10)의 회전 수가 기 설정된 회전 수('A')보다 높은 구간에서, ASC 모드에서 발생되는 모터(10)의 역토크는 프리 휠링 모드에서 발생되는 모터(10)의 역토크보다 낮을 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 리졸버 칩 구성의 일 예를 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 리졸버 칩(130)은 비교기(131) 및 디지털 로직(132)을 포함할 수 있다.
비교기(131)는 피드백 신호(SIN)의 전압 레벨과 기 설정된 기준 전압(Vref)의 레벨을 비교하여 감지 신호(DET)를 출력할 수 있다. 좀 더 구체적으로, 비교기(131)는 피드백 신호(SIN)의 전압 레벨이 기준 전압(Vref)의 레벨보다 높은 구간에서 감지 신호(DET)를 로직 하이 레벨로 활성화시킬 수 있다. 실시예에 따라, 비교기(131)는 피드백 신호(SIN)의 전압 레벨이 기준 전압(Vref)의 레벨보다 낮은 구간에서 감지 신호(DET)를 활성화시킬 수 있다. 또한, 비교기(131)는 피드백 신호(SIN) 대신 피드백 신호(COS)를 입력받을 수 있다. 실시예에 따라, 비교기(131)는 주기 신호(EXC_IN)가 피드백 신호(SIN, COS)로 생성되는 경로에 대한 물리적 지연을 감지하는 피크 지연 비교기로 구현될 수 있다.
디지털 로직(132)은 감지 신호(DET)의 펄스 폭에 대한 변화를 감지하여 피크 검출 신호(미도시)를 생성하고, 피크 검출 신호의 주기에 따라 모터(10)의 회전 수를 판단하며, 컨트롤러(120)의 고장 상태에서 모터(10)의 회전 수에 따라 관성 주행 제어 모드를 설정하기 위한 ASC 모드 신호(ASC_MODE)를 출력할 수 있다.
좀 더 구체적으로, 디지털 로직(132)은 감지 신호(DET)의 펄스 폭이 감소될 경우 피크 검출 신호를 활성화시키고, 피크 검출 신호의 활성화 주기에 따라 모터(10)의 회전 수를 판단할 수 있다. 이때, 디지털 로직(132)는 피크 검출 신호의 활성화 주기가 짧을수록 모터의 회전 수를 높게 판단할 수 있다.
디지털 로직(132)이 비교기(131)에서 출력되는 감지 신호(DET)를 통해 모터(10)의 회전 수를 판단하여 관성 주행 제어 모드를 설정하는 동작 방법에 대해서는 아래 도 4를 참조하여 구체적으로 설명한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 리졸버 칩에서 모터의 회전 수를 판단하여 관성 주행 제어 모드를 설정하는 동작을 설명하기 위한 도면이다
도 4를 참조하면, 피드백 신호(SIN)에 대한 반송파의 주기는 주기 신호(EXC_IN)의 주기와 동일하게 설정될 수 있다.
비교기(131)는 피드백 신호(SIN)의 전압 레벨이 기준 전압(Vref)의 레벨보다 높은 구간에서 감지 신호(DET)를 활성화시킬 수 있다.
디지털 로직(132)은 감지 신호(DET)의 펄스 폭이 감소되는 것을 감지하여 피크 검출 신호(PEAK_DET)를 활성화시키고, 피크 검출 신호(PEAK_DET)의 활성화 주기에 따라 모터(10)의 회전 수를 판단할 수 있다. 이때, 피크 검출 신호(PEAK_DET)의 활성화 주기는 피드백 신호(SIN)에 대한 신호파 주기의 절반에 해당할 수 있다. 즉, 디지털 로직(132)은 감지 신호(DET)의 펄스 폭에 대한 변화를 감지하여 피크 검출 신호(PEAK_DET)를 생성하고, 피크 검출 신호(PEAK_DET)의 활성화 주기에 따라 피드백 신호(SIN)에 대한 신호파 주기를 측정할 수 있다. 실시예에 따라, 디지털 로직(132)은 측정된 신호파 주기를 기반으로 모터(10)의 회전 수를 판단할 수 있다.
디지털 로직(132)은 컨트롤러(120)의 고장 발생에 따라 활성화되는 고장 발생 신호(CONTROLLER_FAIL)를 기반으로, 모터(10)의 회전 수가 기 설정된 회전 수보다 높을 경우, ASC 모드 신호(ASC_MODE)를 활성화시킬 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 모터 구동 장치의 제어 방법을 설명하기 위한 플로우 차트이다.
도 5를 참조하면, 리졸버 칩(130)은 마이크로 컨트롤러(120)로부터 주기 신호(EXC_IN)를 입력받아 리졸버(40)의 여자 권선에 여자 신호(EXC)를 인가하고(S101), 리졸버(40)의 검출 권선으로부터 피드백 신호(SIN, COS)를 수신할 수 있다(S102).
그 후, 리졸버 칩(130)은 피드백 신호(SIN, COS)의 전압과 기 설정된 전압을 비교한 결과에 따른 감지 신호(DET)의 펄스 폭 변화를 기반으로, 모터(10)의 회전 수(RPM)를 판단할 수 있다(S103-S107). 이후, 리졸버 칩(130)은 마이크로 컨트롤러(120)의 고장 상태에서 모터(10)의 회전 수(RPM)에 따라 관성 주행 제어 모드를 설정할 수 있다(S108-S111).
좀 더 구체적으로, 비교기(131)는 피드백 신호(SIN, COS)의 전압 레벨과 기 설정된 기준 전압(Vref)의 레벨을 비교하여 감지 신호(DET)를 생성할 수 있다(S103).
디지털 로직(132)는 감지 신호(DET)의 펄스 폭에 대한 변화를 감지하고(S104), 감지 결과에 따라 감지 신호(DET)의 펄스 폭이 감소되는지 여부를 판단할 수 있다(S105).
감지 신호(DET)의 펄스 폭이 감소될 경우(S105의 YES), 디지털 로직(132)은 피크 검출 신호(PEAK_DET)를 활성화시킬 수 있다(S106). 이때, 피크 검출 신호(PEAK_DET)의 활성화 주기는 피드백 신호(SIN, COS)에 대한 신호파 주기의 절반에 해당할 수 있다.
디지털 로직(132)는 피크 검출 신호(PEAK_DET)의 활성화 주기에 따라 모터(10)의 회전 수(RPM)를 계산할 수 있다(S107). 좀 더 구체적으로, 디지털 로직(132)은 피크 검출 신호(PEAK_DET)의 활성화 주기가 짧을수록 모터(10)의 회전 수를 높게 판단할 수 있다.
디지털 로직(132)는 마이크로 컨트롤러(120)의 고장 상태 여부를 판단할 수 있다(S108).
마이크로 컨트롤러(120)가 고장 상태로 판단될 경우(S108의 YES), 디지털 로직(132)은 모터(10)의 회전 수(RPM)를 기 설정된 회전 수('A')와 비교할 수 있다(S109).
모터(10)의 회전 수(RPM)가 기 설정된 회전 수('A')보다 낮을 경우(S109의 YES), 디지털 로직(132)은 관성 주행 제어 모드를 프리 휠링 모드로 설정할 수 있다(S110). 이때, 인버터(30)에 포함된 스위치 소자는 모터(10)에 포함된 복수의 권선의 일단을 배터리(20)와 전기적으로 분리시킬 수 있다.
모터(10)의 회전 수(RPM)가 기 설정된 회전 수('A')보다 높을 경우(S109의 NO), 디지털 로직(132)은 관성 주행 제어 모드를 ASC 모드로 설정할 수 있다(S111). 이때, 인버터(30)에 포함된 스위치 소자는 모터(10)에 포함된 복수의 권선의 일단을 배터리(20)의 양극 또는 음극과 전기적으로 연결시킬 수 있다.
리졸버 칩(130)은 마이크로 컨트롤러(120)가 고장 상태로 판단될 경우, 주기 신호(EXC_IN)를 내부에서 생성할 수 있다(S112).
10: 모터 20: 배터리
30: 인버터 40: 리졸버
100: 모터 제어기 110: 인터페이스
120: 마이크로 컨트롤러 130: 리졸버 칩
131: 비교기 132: 디지털 로직

Claims (22)

  1. 모터;
    상기 모터를 구동하기 위한 스위치 소자를 포함하는 인버터;
    상기 스위치 소자를 스위칭하는 컨트롤러;
    여자 권선 및 검출 권선을 포함하는 리졸버; 및
    상기 컨트롤러로부터 주기 신호를 입력받아 상기 여자 권선에 여자 신호를 인가하고, 상기 검출 권선으로부터 피드백 신호를 수신하는 리졸버 칩을 포함하되,
    상기 리졸버 칩은,
    상기 피드백 신호의 전압과 기 설정된 전압을 비교한 결과에 따른 감지 신호의 펄스 폭 변화를 기반으로 상기 모터의 회전 수를 판단하고, 상기 컨트롤러의 고장 상태에서 상기 모터의 회전 수에 따라 관성 주행 제어 모드를 설정하기 위한 신호를 상기 인버터에 출력하는, 모터 구동 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 리졸버 칩은,
    상기 피드백 신호의 전압 레벨과 상기 기 설정된 전압의 레벨을 비교하여 상기 감지 신호를 출력하는 비교기; 및
    상기 감지 신호의 펄스 폭에 대한 변화를 감지하여 피크 검출 신호를 생성하고, 상기 피크 검출 신호의 주기에 따라 상기 모터의 회전 수를 판단하며, 상기 컨트롤러의 고장 상태에서 상기 모터의 회전 수에 따라 상기 관성 주행 제어 모드를 설정하기 위한 신호를 출력하는 디지털 로직을 포함하는, 모터 구동 장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 디지털 로직은,
    상기 감지 신호의 펄스 폭이 감소될 경우, 상기 피크 검출 신호를 활성화시키는, 모터 구동 장치.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 피크 검출 신호의 활성화 주기는,
    상기 피드백 신호에 대한 신호파 주기의 절반에 해당하는, 모터 구동 장치.
  5. 제3 항에 있어서,
    상기 디지털 로직은,
    상기 피크 검출 신호의 활성화 주기가 짧을수록 상기 모터의 회전 수를 높게 판단하는, 모터 구동 장치.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 리졸버 칩은,
    상기 컨트롤러의 고장 상태에서 상기 모터의 회전 수가 기 설정된 회전 수보다 낮을 경우, 상기 관성 주행 제어 모드를 제1 제어 모드로 설정하고,
    상기 컨트롤러의 고장 상태에서 상기 모터의 회전 수가 상기 기 설정된 회전 수보다 높을 경우, 상기 관성 주행 제어 모드를 제2 제어 모드로 설정하는, 모터 구동 장치.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 제1 제어 모드는,
    상기 모터의 회전 수가 상기 기 설정된 회전 수보다 높은 구간에서, 상기 제2 제어 모드에 비해 상기 모터에서 발생되는 역토크가 높고,
    상기 제2 제어 모드는,
    상기 모터의 회전 수가 상기 기 설정된 회전 수보다 낮은 구간에서, 상기 제1 제어 모드에 비해 상기 모터에서 발생되는 역토크가 높은, 모터 구동 장치.
  8. 제6 항에 있어서,
    상기 스위치 소자는,
    상기 관성 주행 제어 모드가 상기 제1 제어 모드로 설정될 경우, 상기 모터에 포함된 복수의 권선의 일단을 배터리와 전기적으로 분리시키는, 모터 구동 장치.
  9. 제6 항에 있어서,
    상기 스위치 소자는,
    상기 관성 주행 제어 모드가 상기 제2 제어 모드로 설정될 경우, 상기 모터에 포함된 복수의 권선의 일단을 배터리의 일극과 전기적으로 연결시키는, 모터 구동 장치.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 리졸버 칩은,
    상기 컨트롤러의 고장 상태 시 상기 주기 신호를 내부에서 생성하는, 모터 구동 장치.
  11. 컨트롤러로부터 주기 신호를 입력받아 리졸버의 여자 권선에 여자 신호를 인가하는 단계;
    상기 리졸버의 검출 권선으로부터 피드백 신호를 수신하는 단계;
    상기 피드백 신호의 전압과 기 설정된 전압을 비교한 결과에 따른 감지 신호의 펄스 폭 변화를 기반으로, 모터의 회전 수를 판단하는 단계; 및
    상기 컨트롤러의 고장 상태에서 상기 모터의 회전 수에 따라 관성 주행 제어 모드를 설정하는 단계를 포함하는, 모터 구동 장치의 제어 방법.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 모터의 회전 수를 판단하는 단계는,
    상기 피드백 신호의 전압 레벨과 상기 기 설정된 전압의 레벨을 비교하여 상기 감지 신호를 생성하는 단계;
    상기 감지 신호의 펄스 폭에 대한 변화를 감지하는 단계;
    감지 결과에 따라 피크 검출 신호를 생성하는 단계; 및
    상기 피크 검출 신호의 주기에 따라 상기 모터의 회전 수를 계산하는 단계를 포함하는, 모터 구동 장치의 제어 방법.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 피크 검출 신호를 생성하는 단계는,
    상기 감지 신호의 펄스 폭이 감소될 경우, 상기 피크 검출 신호를 활성화시키는 단계를 포함하는, 모터 구동 장치의 제어 방법.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 피크 검출 신호의 활성화 주기는,
    상기 피드백 신호에 대한 신호파 주기의 절반에 해당하는, 모터 구동 장치의 제어 방법.
  15. 제13 항에 있어서,
    상기 모터의 회전 수를 계산하는 단계는,
    상기 피크 검출 신호의 활성화 주기가 짧을수록 상기 모터의 회전 수를 높게 판단하는 단계를 더 포함하는, 모터 구동 장치의 제어 방법.
  16. 제11 항에 있어서,
    상기 관성 주행 제어 모드를 설정하는 단계는,
    상기 컨트롤러의 고장 상태 여부를 판단하는 단계;
    상기 컨트롤러가 고장 상태로 판단될 경우, 상기 모터의 회전 수를 기 설정된 회전 수와 비교하는 단계;
    상기 모터의 회전 수가 상기 기 설정된 회전 수보다 낮을 경우, 상기 관성 주행 제어 모드를 제1 제어 모드로 설정하는 단계; 및
    상기 모터의 회전 수가 상기 기 설정된 회전 수보다 높을 경우, 상기 관성 주행 제어 모드를 제2 제어 모드로 설정하는 단계를 포함하는, 모터 구동 장치의 제어 방법.
  17. 제16 항에 있어서,
    상기 제1 제어 모드는,
    상기 모터의 회전 수가 상기 기 설정된 회전 수보다 높은 구간에서, 상기 제2 제어 모드에 비해 상기 모터에서 발생되는 역토크가 높고,
    상기 제2 제어 모드는,
    상기 모터의 회전 수가 상기 기 설정된 회전 수보다 낮은 구간에서, 상기 제1 제어 모드에 비해 상기 모터에서 발생되는 역토크가 높은, 모터 구동 장치의 제어 방법.
  18. 제16 항에 있어서,
    상기 관성 주행 제어 모드가 상기 제1 제어 모드로 설정될 경우, 상기 모터에 포함된 복수의 권선의 일단을 배터리와 전기적으로 분리시키는 단계를 더 포함하는, 모터 구동 장치의 제어 방법.
  19. 제16 항에 있어서,
    상기 관성 주행 제어 모드가 상기 제2 제어 모드로 설정될 경우, 상기 모터에 포함된 복수의 권선의 일단을 배터리의 일극과 전기적으로 연결시키는 단계를 더 포함하는, 모터 구동 장치의 제어 방법.
  20. 제11 항에 있어서,
    상기 컨트롤러가 고장 상태로 판단될 경우, 리졸버 칩에서 상기 주기 신호를 생성하는 단계를 더 포함하는, 모터 구동 장치의 제어 방법.
  21. 모터를 구동하는 인버터에 스위칭 제어 신호를 출력하는 컨트롤러; 및
    여자 권선 및 검출 권선을 포함하는 리졸버와 전기적으로 연결되고, 상기 컨트롤러로부터 주기 신호를 입력받아 상기 여자 권선에 여자 신호를 인가하며, 상기 검출 권선으로부터 피드백 신호를 수신하는 리졸버 칩을 포함하되,
    상기 리졸버 칩은,
    상기 피드백 신호의 전압과 기 설정된 전압을 비교한 결과에 따른 감지 신호의 펄스 폭 변화를 기반으로 상기 모터의 회전 수를 판단하고, 상기 컨트롤러의 고장 상태에서 상기 모터의 회전 수에 따라 관성 주행 제어 모드를 설정하기 위한 신호를 상기 인버터에 출력하는, 모터 제어기.
  22. 리졸버의 검출 권선으로부터 수신한 피드백 신호의 전압을 기 설정된 전압과 비교하여 감지 신호를 출력하는 비교기; 및
    상기 감지 신호의 펄스 폭 변화를 감지하여 상기 피드백 신호에 대한 신호파 주기를 측정하는 디지털 로직을 포함하는, 리졸버 칩.
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