WO2018016753A1 - 파워시트 시스템 및 이의 모터 역회전 감지 방법 - Google Patents

파워시트 시스템 및 이의 모터 역회전 감지 방법 Download PDF

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WO2018016753A1
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power seat
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이호철
변득규
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현대다이모스(주)
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
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    • H02P29/02—Providing protection against overload without automatic interruption of supply
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    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
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    • H02P29/0241—Detecting a fault condition, e.g. short circuit, locked rotor, open circuit or loss of load the fault being an overvoltage

Definitions

  • the present invention relates to a power seat system and a motor reverse rotation detection method thereof, and more particularly, to a power seat system and a motor reverse rotation detection method thereof capable of detecting reverse rotation of a power seat motor with a simpler structure. .
  • an auxiliary device for the driver's convenience in a car may be a power seat that automatically adjusts the seat position so that people with different physical conditions may drive in the best condition every time they use the vehicle. have.
  • the fundamental purpose of adjusting the position of the power seat is to allow people to drive in a comfortable position in the most suitable position according to the height of the driver, since the height and sitting position of people are usually different, to further contribute to safe operation.
  • Korean Patent Publication No. 10-2004-0049373 proposes a method of detecting a motor rotation direction by using two Hall sensors using a phase difference of two pulses, but it must be equipped with two Hall sensors. This creates an additional problem that increases production costs.
  • the present invention is to solve the above problems, it is possible to detect the reverse rotation of the power seat motor on the basis of the pulse signal period of the Hall sensor, power seat system and a motor inverse that can be implemented through one Hall sensor It relates to a rotation detection method.
  • the present invention relates to a power seat system and a method for detecting the motor reverse rotation thereof, which allow the motor position calculation operation to be performed in consideration of the reverse rotation of the motor.
  • a power seat system is located outside the motor, the Hall sensor for generating and outputting a pulse signal by sensing a change in the hall voltage according to the rotation of the motor; And a reverse pulse detector for checking a pulse signal cycle change before and after the motor stop, and detecting and notifying a reverse pulse generation due to motor reverse when the pulse signal cycle decreases by a predetermined threshold or more. It can include;
  • the power seat system controls the motor based on a user control value and a sensing result of the hall sensor, and the motor position considering the motor reverse rotation when the reverse pulse detection unit notifies the occurrence of reverse pulse due to the motor reverse rotation.
  • the apparatus may further include a motor controller which additionally performs a correction operation.
  • a method for detecting a reverse rotation of a motor of a power seat system including a hall sensor positioned outside the motor may include: monitoring a signal period of a pulse output from the hall sensor; ; And when the motor is requested to stop, comparing the pulse signal period before the motor stop and the pulse signal period after the motor stop to detect the occurrence of the motor reverse rotation according to the motor stop only when the pulse signal period is reduced by more than a preset threshold.
  • the notification may include the step of notifying.
  • the method may further comprise reducing the motor position if motor reverse rotation is detected following motor stop.
  • the present invention detects the reverse pulse caused by the motor reverse rotation through the signal cycle of the pulse output through one Hall sensor, and can take a follow-up action, thereby minimizing the cost and effort of implementing the power seat system. To be possible.
  • the motor reverse rotation detection and correction enables more precise and detailed seat movement.
  • FIG. 1 is a view showing a power seat system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a view for explaining a hall sensor according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a view for explaining the principle of the reverse pulse detection according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a view for explaining a motor reverse rotation detection method of the power seat system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG 5 and 6 are diagrams showing an application example of the power seat system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a view showing a power seat system according to an embodiment of the present invention.
  • the power seat system of the present invention includes a motor (M: 10), a hall sensor (H: 20) corresponding to the motor (10), a reverse pulse detector (30), a motor controller (40), and a switch. Module 50 and the like. That is, in the present invention, only one hall sensor 20 is provided, so that the motor reverse rotation according to the motor stop can be detected.
  • Hall sensor 20 is a sensor that is located outside the motor 10, as shown in Figure 2, detects and outputs the motor rotation for the variable position of the power seat.
  • the Hall sensor 20 outputs a Hall voltage change generated in accordance with the rotation of the motor in the form of a pulse. As shown in (a) of FIG. 3, when the motor 10 rotates while maintaining a constant speed, when the pulse signal having a period is repeatedly output, but the motor stop command is generated and the motor is gradually reduced in speed in the rotational direction and stops, the pulse signal having a longer period is output than before the motor stops.
  • the hall sensor when the motor reverse rotation occurs due to the motor stop, the hall sensor outputs a pulse signal, that is, a reverse pulse signal in which the period is drastically reduced compared to before the motor stop.
  • the reverse pulse detector 30 checks the pulse signal cycle change before and after the motor stop, and when the pulse signal cycle after the motor stop decreases by more than a predetermined threshold value before the motor stop, Detect and notify the occurrence of reverse pulse due to rotation.
  • the motor controller 40 determines whether the motor 10 is driven, a rotation direction, and a speed according to a user control value obtained through the switch module 50, and controls the motor accordingly. And it calculates the current position of the motor based on the pulse signal of the Hall sensor 20, from which it can infer up to the power seat position changed by the motor.
  • the motor control unit 40 of the present invention additionally performs a motor position correction operation in consideration of the motor reverse rotation when the reverse pulse detection unit 30 notifies the occurrence of the motor reverse rotation according to the motor stop. This prevents the motor position from being miscalculated.
  • FIG. 4 is a view for explaining a motor reverse rotation detection method of the power seat system according to an embodiment of the present invention.
  • the hall sensor 20 When the motor is driven and the motor starts to rotate (S1), the hall sensor 20 generates and outputs a pulse signal according to the motor rotation, and the reverse pulse detector 30 measures the period Ta of the pulse signal. (S2).
  • the motor controller 40 increases the motor position by a predetermined unit distance every time the pulse signal is clocked with a predetermined period (S3).
  • the motor controller 40 When the motor stop command is generated during the motor rotation (S4), the motor controller 40 immediately stops providing the driving voltage to the motor, and the reverse pulse detector 30 measures the pulse signal period Tb after the motor stops. (S5).
  • the pulse signal period Ta before the motor stop and the pulse signal period Tb after the motor stop are compared, and if the pulse signal period after the motor stop decreases by more than a predetermined threshold value before the motor stop, the reverse pulse according to the motor stop It is determined that has occurred (S6).
  • step S6 If the reverse pulse generation is confirmed in step S6, by reducing the motor position (S7), otherwise increasing the motor position (S8), it is prevented in advance that the motor position is incorrectly calculated by the reverse pulse generation.
  • the power system is provided with a motor 10, a hall sensor 20, and a reverse pulse detector 30, one by one, and thus, the system moves the power seat in one direction. It was.
  • N is a natural number of 2 or more
  • the motor 10 the hall sensor 20, and the reverse pulse detector of FIG. N is provided 30, so that the reverse pulse generated by the reverse rotation of the motor in each direction can be detected and the position movement adjustment operation can be performed accordingly.
  • N reverse pulse detectors 30 may be integrated into one device to simplify the structure.

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Abstract

본 발명은 파워시트 시스템 및 이의 모터 역회전 감지 방법에 관한 것으로, 상기 파워시트 시스템은 회전 동작을 통해 파워시트의 위치를 가변하는 모터; 상기 모터의 회전에 따른 홀 전압 변화를 센싱하여 펄스 신호를 생성 및 출력하는 홀센서; 및 상기 모터와 상기 홀센서의 출력을 모니터링하며, 모터 정지에 따른 모터 전류 오버 슈팅 구간과 상기 펄스 신호 값 변화가 동시 검출되면, 모터 역회전에 따른 역펄스 발생을 감지 및 통보하는 모터 역회전 감지부를 포함할 수 있다.

Description

파워시트 시스템 및 이의 모터 역회전 감지 방법
본 발명은 파워시트 시스템 및 이의 모터 역회전 감지 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 보다 간단한 구조로 파워시트 모터의 역회전을 감지할 수 있도록 하는 파워시트 시스템 및 이의 모터 역회전 감지 방법에 관한 것이다.
통상적으로 자동차에서 운전자의 편의를 도모하기 위한 보조장치로는, 체격 조건이 상이한 사람들이라도 차량을 이용할 때마다 운전을 가장 좋은 조건에서 할 수 있도록 시트의 위치를 자동 조절하는 파워 시트를 그 예로 들 수 있다.
파워 시트의 위치를 조정하는 근본적인 목적은, 통상 사람들의 신장이나 앉은 자세가 제각기 다르기 때문에 운전자의 신장에 따라 가장 적합한 위치에서 편안한 자세로 운전할 수 있도록 함이며, 더 나아가서 안전운행에 기여하고자 함이다.
파워 시트의 위치 조정을 위해서는, 파워시트 모터의 회전 속도, 회전량, 회전 방향 등의 정확한 검출이 필요하며, 이를 위해 홀센서가 적용되어 있다.
다만, 현재 양산 개발중인 대부분의 파워시트에는 1개의 홀센서가 적용되어 있는데, 1개 타입의 단점은 모터 회전의 방향 전환을 알 수 없다는 것이다. 모터 회전 방향을 감지할 수 없기 때문에 모터 정지 시 발생하는 모터 역회전 유무를 알 수 없다. 이러한 이유로 파워 시트의 위치 재현성 시험에 대한 문제가 발생하고 있다.
이러한 문제를 해결하기 위해 국내공개특허 제10-2004-0049373호 등에서는 홀센서 2개를 적용하여 두 펄스의 위상차를 이용해 모터 회전 방향을 감지하는 방안을 제안하였으나, 이는 반드시 홀센서 2개를 구비해야 하여 제작 원가가 증가하는 부가적인 문제가 발생하게 된다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 홀센서의 펄스 신호 주기를 기반으로 파워시트 모터의 역회전을 감지할 수 있도록 하여, 홀센서 1개를 통해 구현 가능한 파워시트 시스템 및 이의 모터 역회전 감지 방법에 관한 것이다.
또한 모터의 역회전을 고려하여 모터 위치 계산 동작을 수행할 수 있도록 하는 파워시트 시스템 및 이의 모터 역회전 감지 방법에 관한 것이다.
본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 파워시트 시스템은 모터의 외측에 위치되어, 상기 모터의 회전에 따른 홀 전압 변화를 센싱하여 펄스 신호를 생성 및 출력하는 홀센서; 및 상기 모터가 정지 요청되면, 모터 정지 전후의 펄스 신호 주기 변화를 확인하고, 펄스 신호 주기가 기 설정된 임계값 이상 감소된 경우에는 모터 역회전에 따른 역펄스 발생을 감지 및 통보하는 역펄스 감지부;를 포함할 수 있다.
상기 파워시트 시스템은 사용자 제어값 및 상기 홀센서의 센싱 결과에 기반하여 상기 모터를 동작제어하되, 상기 역펄스 감지부가 모터 역회전에 따른 역펄스 발생을 통보한 경우에는 모터 역회전을 고려한 모터 위치 보정 동작을 추가 수행하는 모터 제어부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시 예에 따른 파워시트 시스템은 모터의 외측에 위치되는 하나의 홀센서를 구비하는 파워시트 시스템의 모터 역회전 감지 방법은, 상기 홀센서로부터 출력되는 펄스의 신호 주기를 모니터링하는 단계; 및 상기 모터가 정지 요청되면, 모터 정지 전 펄스 신호 주기와 모터 정지 후 펄스 신호 주기를 비교하여, 펄스 신호 주기가 기 설정된 임계값 이상 감소된 경우에 한해 모터 정지에 따른 모터 역회전 발생을 감지 및 통보하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 방법은 모터 정지에 따른 모터 역회전이 감지되면, 모터 위치를 감소하는 단계를 더 포함할 수 있다.
이와 같이 본 발명에서는 1개의 홀센서를 통해 출력되는 펄스의 신호 주기를 통해 모터 역회전에 따른 역펄스 발생을 감지하고, 이에 후속 조치를 취할 수 있도록 함으로써, 파워시트 시스템의 구현 비용과 노력이 최소화될 수 있도록 한다. 또한, 모터 역회전 감지 및 보정을 통하여 보다 정밀하고 세밀한 시트의 움직임이 가능하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 파워시트 시스템을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 홀센서을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 역펄스 검출 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 파워시트 시스템의 모터 역회전 감지 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 5 및 도 6는 본 발명의 일 실시예에 따른 파워시트 시스템의 적용 예를 도시한 도면이다.
본 발명의 목적 및 효과, 그리고 그것들을 달성하기 위한 기술적 구성들은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.
그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다.
그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있다. 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 파워시트 시스템을 도시한 도면이다.
도 1을 참고하면, 본 발명의 파워시트 시스템은 모터(M : 10), 모터(10)에대응되는 홀센서(H : 20), 역펄스 감지부(30), 모터 제어부(40) 및 스위치 모듈(50) 등을 포함할 수 있다. 즉, 본 발명에서는 하나의 홀센서(20)만을 구비하여, 모터 정지에 따른 모터 역회전을 감지할 수 있도록 한다.
홀센서(20)는 도 2에 도시된 바와 같이 모터(10)의 외측에 위치되어, 파워 시트의 위치 가변을 위한 모터 회전을 감지 및 출력하는 센서이다.
이러한 홀센서(20)는 모터 회전에 따라 발생되는 홀 전압 변화를 펄스 형태로 출력하는 데, 도 3의 (a)에 도시된 바와 같이, 모터(10)가 일정 속도를 유지하면서 회전하면, 일정 주기를 가지는 펄스 신호를 반복적으로 출력하되, 모터 정지 명령이 발생하여 모터가 회전방향으로 속도가 점차 감소되다가 정지하게 되면, 모터 정지 전에 비해 주기가 길어지는 펄스 신호를 출력하게 된다.
그러나 도 3의 (b)에 도시된 바와 같이, 모터 정지에 따른 모터 역회전이 발생되면, 홀센서는 모터 정지 전에 비해 주기가 급격히 감소되는 펄스 신호, 즉 역펄스 신호를 출력하게 된다.
이에 본 발명에서는 홀센서(20)가 모터 정지 후에 역펄스를 발생하는 지를 모니터링함으로써, 모터 정지에 따른 모터 역회전 발생을 간단히 감지할 수 있도록 한다.
역펄스 감지부(30)는 모터 정지 명령이 발생할 때 마다, 모터 정지 전후의 펄스 신호 주기 변화를 확인하고, 모터 정지 후의 펄스 신호 주기가 모터 정지 전 보다 기 설정된 임계값 이상 감소된 경우에는 모터 역회전에 따른 역펄스 발생을 감지 및 통보하도록 한다.
모터 제어부(40)는 스위치 모듈(50)을 통해 획득되는 사용자 제어값에 따라 모터(10)의 구동 여부, 회전 방향 및 속도를 결정하고, 이에 따라 모터를 동작 제어한다. 그리고 홀센서(20)의 펄스 신호에 기반하여 모터의 현재 위치를 계산하고, 이로부터 모터에 의해 변화된 파워 시트 위치까지 유추할 수 있도록 한다.
뿐 만 아니라, 본 발명의 모터 제어부(40)는 역펄스 감지부(30)가 모터 정지에 따른 모터 역회전 발생을 통보하면, 모터 역회전을 고려한 모터 위치 보정 동작을 추가적으로 수행함으로써, 모터 역회전에 의해 모터 위치가 잘못 계산되는 것을 사전에 방지하도록 한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 파워시트 시스템의 모터 역회전 감지 방법을 설명하기 위한 도면이다.
모터가 구동되어 모터가 회전되기 시작하면(S1), 홀센서(20)는 모터 회전에 따른 펄스 신호를 발생하여 출력하고, 역펄스 감지부(30)는 펄스 신호의 주기(Ta)를 측정하도록 한다(S2).
모터 제어부(40)는 펄스 신호가 일정 주기를 가지며 클럭킹될 때마다, 모터 위치를 기 설정된 단위 거리만큼 증가시켜 주도록 한다(S3).
모터 회전 중에 모터 정지 명령이 발생되면(S4), 모터 제어부(40)는 모터로의 구동 전압 제공을 즉각 중지하고, 역펄스 감지부(30)는 모터 정지 후의 펄스 신호 주기(Tb)를 측정하도록 한다(S5).
그리고 나서, 모터 정지 전 펄스 신호 주기(Ta)와 모터 제공 후 펄스 신호 주기(Tb)를 비교하고, 모터 정지 후의 펄스 신호 주기가 모터 정지 전 보다 기 설정된 임계값 이상 감소되었으면 모터 정지에 따른 역펄스가 발생하였다고 판단하도록 한다(S6).
단계 S6를 통해 역펄스 발생이 확인되면, 모터 위치를 감소시키고(S7), 그렇지 않으면 모터 위치를 증가시켜 줌으로써(S8), 역펄스 발생에 의해 모터 위치가 잘못 산출되는 것이 사전에 방지되도록 한다.
이러한 단계 S5 내지 단계 S8은 모터가 완전히 정지할 때까지 반복 수행되며, 모터가 완전히 정지되면 동작 종료되도록 한다(S9).
다만, 상기에서는 설명의 편이를 위해 파워 시스템은 모터(10), 홀센서(20), 역펄스 감지부(30)가 1개씩 구비하여, 파워 시트를 하나의 방향으로 위치 이동시키는 시스템에 한하여 설명하였다.
그러나, 파워 시트가 도 5에서와 같이 N개(N은 2 이상의 자연수)의 방향으로 위치 이동된다면, 도 6에서와 같이 도 1의 모터(10), 홀센서(20), 역펄스 감지부(30)를 N개 구비하여, 각 방향별로 모터 역회전에 따른 역펄스 발생을 감지하고 이에 따른 위치 이동 조정 동작을 수행할 수 있도록 한다.
또한 경우에 따라서는, N개의 역펄스 감지부(30)를 하나의 장치로 통합 구현하여 구조의 간단화를 도모할 수도 있음은 물론 당연할 것이다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (5)

  1. 모터의 외측에 위치되어, 상기 모터의 회전에 따른 홀 전압 변화를 센싱하여 펄스 신호를 생성 및 출력하는 홀센서; 및
    상기 모터가 정지 요청되면, 모터 정지 전후의 펄스 신호 주기 변화를 확인하고, 펄스 신호 주기가 기 설정된 임계값 이상 감소된 경우에는 모터 역회전에 따른 역펄스 발생을 감지하는 역펄스 감지부;를 포함하는 파워시트 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 펄스 신호에 기반하여 모터 위치를 증가시키되, 상기 모터 역회전에 따른 역펄스 발생을 통보받으면 모터 위치를 감소시키는 모터 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 파워시트 시스템.
  3. 제2항에 있어서, 상기 모터 제어부는
    파워시트 위치 이동을 위해, 상기 모터의 회전 방향 및 회전 속도를 제어하는 기능을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 파워시트 시스템.
  4. 모터의 외측에 위치되는 하나의 홀센서를 구비하는 파워시트 시스템의 모터 역회전 감지 방법에 있어서,
    상기 홀센서로부터 출력되는 펄스 신호의 주기를 모니터링하는 단계; 및
    상기 모터가 정지 요청되면, 모터 정지 전후의 펄스 신호 주기를 비교하는단계;
    모터 정지 후 펄스 신호 주기가 모터 정지전에 비해 기 설정된 임계값 이상 감소되면, 모터 정지에 따른 모터 역회전 발생을 감지하는 단계를 포함하는 파워시트 시스템의 모터 역회전 감지 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 펄스 신호에 기반하여 모터 위치를 증가시키되, 상기 모터 역회전에 따른 역펄스 발생을 통보받으면 모터 위치를 감소시키는 단계를 더 포함하는 파워시트 시스템의 모터 역회전 감지 방법.
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