WO2022039554A1

WO2022039554A1 - 모터

Info

Publication number: WO2022039554A1
Application number: PCT/KR2021/011123
Authority: WO
Inventors: 강병배; 김연원
Original assignee: 엘지이노텍 주식회사
Priority date: 2020-08-20
Filing date: 2021-08-20
Publication date: 2022-02-24
Also published as: US20230353077A1; KR20220023180A; CN115917956A

Abstract

본 발명은, 오일을 공급하는 모터의 제어장치로서, 최대 전류를 모터에 인가하여 상기 최대 전류에 대응하는 모터의 제1 속도를 측정하는 속도측정부와, 상기 제1 속도에 기초하여 오일의 온도를 검출하는 온도검출부와, 검출된 상기 오일의 온도, 상기 제1 속도 및 목표속도에 기초하여 목표전류를 생성하는 목표전류생성부 및 생성된 목표전류를 유지하도록 전류를 제어하는 전류제어부를 포함하는 모터의 제어장치를 제공할 수 있다.

Description

모터

본 발명은 모터에 관한 것이다.

모터는 오일의 순환이 필요한 변속기 또는 제동장치 등에서 유압 라인에 오일을 공급하는 구동원일 수 있다. 모터는 일정한 오일 압력을 유지하는데, 압력센서가 없는 경우, 모터의 속도를 제어하여 오일 압력을 유지할 수 있다.

다만, 시간이 지나 오일의 점성과 같은 오일의 특성이 변하는 경우, 오일 압력을 제어하는데 있어서 설계 값에 오차가 발생할 수 있다.

또한, 차량 정차시, 기계식 오일펌프에서 전동식 오일펌프로 전환되는 경우나, 기어가 D단에서 N단으로 변속 시, 오일의 압력이 급격하게 감소되는 문제가 있다.

이에, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 오일의 특성이 변하는 경우나, 기계식 오일펌프에서 전동식 오일펌프로 전환되는 경우나, 기어가 D단에서 N단으로 변속 시에도 오일 압력을 일정하게 유지할 수 있는 모터를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급된 과제에 국한되지 않으며 여기서 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 오일을 공급하는 모터의 제어장치로서, 최대 전류를 모터에 인가하여 상기 최대 전류에 대응하는 모터의 제1 속도를 측정하는 속도측정부와, 상기 제1 속도에 기초하여 오일의 온도를 검출하는 온도검출부와, 검출된 상기 오일의 온도, 상기 제1 속도 및 목표속도에 기초하여 목표전류를 생성하는 목표전류생성부 및 생성된 목표전류를 유지하도록 전류를 제어하는 전류제어부를 포함하는 모터의 제어장치를 제공할 수 있다.

바람직하게는, 상기 온도검출부는, 상기 오일의 온도 별로 상기 최대 전류에 대응한 모터의 속도가 저장된 제1 저장부와, 상기 제1 저장부와 연결되어, 상기 제1 속도와 대응되는 오일의 온도를 매칭하는 제1 매칭부를 포함할 수 있다.

바람직하게는, 상기 목표전류생성부는, 상기 오일의 온도 별로, 상기 제1 속도에서 목표속도에 이르는 목표전류가 저장된 제2 저장부와, 상기 제2 저장부와 연결되어, 검출된 상기 오일의 온도와 대응되는 목표전류를 매칭하는 제2 매칭부를 포함할 수 있다.

바람직하게는, 상기 제1 속도는 상기 최대 전류 인가 후 정상상태에서 모터의 속도일 수 있다.

바람직하게는, 상기 제1 속도는 상기 목표속도 보다 클 수 있다.

바람직하게는, 상기 목표전류가 유지된 상태에서, 제1 시점 이후에 모터의 속도는 상기 목표속도 보다 클 수 있다.

바람직하게는, 상기 제1 시점은 차량의 변속신호가 입력된 시점일 수 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 오일을 공급하는 모터의 제어방법으로서, a) 최대 전류를 모터에 인가하여 상기 최대 전류에 대응하는 모터의 제1 속도를 측정하는 단계와, b) 상기 제1 속도에 기초하여 오일의 온도를 검출하는 단계와, c) 검출된 상기 오일의 온도, 상기 제1 속도 및 목표속도에 기초하여 목표전류를 생성하는 단계 및 d) 생성된 목표전류를 유지하도록 전류를 제어하는 단계를 포함하는 모터의 제어방법을 제공할 수 있다.

바람직하게는, 상기 c)단계에서, 검출된 상기 오일의 온도에서, 상기 제1 속도에서 상기 목표속도에 이르는 목표전류를 매칭할 수 있다.

바람직하게는, 상기 a)단계 전에, e)상기 목표속도를 수신하는 단계를 더 포함할 수 있다.

실시예에 따르면, 오일의 특성이 변하는 경우에도, 오일의 압력을 일정하게 유지할 수 있는 이점이 있다.

실시예에 따르면, 기계식 오일펌프에서 전동식 오일펌프로 전환되는 경우나, 기어가 D단에서 N단으로 변속 시, 목표전류를 일정하게 유지한 상태에서, 모터의 속도가 변하여, 오일의 압력을 일정하게 유지할 수 있는 이점이 있다.

실시예에 따르면, 압력센서가 없어도, 모터의 속도를 제어하여 오일의 입력을 일정하게 유지할 수 있는 이점이 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 모터의 제어 장치의 블록도,

도 2는 제어 프로파일을 도시한 그래프,

도 3은 온도검출부와 도시한 블록도,

도 4는 목표전류생성부를 도시한 블록도,

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 모터의 제어 방법의 순서도이다.

이하, 설명하는 모터는 펌프부와 모터부를 포함할 수 있으며, 모터부는 펌프부에 동력을 전달할 수 있다. 펌프부는 모터부로부터 동력을 전달받아 오일을 펌핑시키는 역할을 한다. 펌프부는 내측로터와 외측로터를 포함하고, 내측로터가 회전할 때 일정한 편심 구조를 갖게 되는데, 내측로터의 회전 운동시 체적이 증가한 부분은 압력 강하로 주위의 유체를 흡입하고, 체적이 감소한 부분은 압력의 증가로 유체를 토출한다. 모터부는 샤프트와, 로터와, 스테이터를 포함할 수 있다.

이하, 설명하는 모터의 제어 장치 및 제어 방법은, 펌프부의 오일의 압력을 일정하게 유지하기 위한 목표전류를 생성하기 위한 것이다. 목표전류를 일정하게 유지하면, 어느 시점에서 오일의 압력이 떨어지려 할 때, 모터의 속도가 상승하기 때문에 떨어지는 오일의 압력이 보상되어 오일의 압력을 일정하게 유지할 수 있다.

여기서, 어느 시점은 차량의 공회전제한시스템(ISG: idle & Go)에서, 기계식 펌프의 작동에서, 전동식 펌프의 작동으로 전환되는 시점이거나, 기어가 D단에서 N단으로 변속되는 시점일 수 있다.

이하, 설명하는 모터의 제어 장치 및 제어 방법은, 이러한 목표전류를 생성하는데 있어서, 현재의 오일의 특성을 반영한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 모터의 제어 장치의 블록도이고, 도 2는 제어 프로파일을 도시한 그래프이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 실시예에 따른 모터의 제어 장치(10)는, 속도측정부(100)와, 온도검출부(200)와, 목표전류생성부(300)와, 전류제어부(400)를 포함할 수 있다.

속도측정부(100)는 최대 전류에 대응하는 모터(20)의 제1 속도(V1)를 측정한다.

실시예에 따른 모터(20)는 압력센서가 없기 때문에 모터(20)의 속도를 제어하는 신호를 통해 압력을 제어하는 특징이 있다. 상위 제어기에서 모터(20)의 목표속도(V0)가 수신되고, 공회전제한시스템이 작동하는 등의 모터(20)의 작동 요건이 만족되면 해당 시점(도 2의 A)에서, 속도측정부(100)는 모터(20)에 최대 전류를 인가한다. 이는 오일의 현재 특성을 파악하기 위하여, 최대 전류에 대응하는 모터(20)의 최대 속도를 가늠해보기 위함이다.

도 2의 목표속도(V0)는 상위제어기에서 수신한 값이며, 도 2의 속도프로파일(P2)은 오일을 압력을 일정하게 제어하기 위해 미리 설정된 값이다.

제1 속도(V1)란, 모터(20)에 최대 전류를 인가 한 후, 정상상태(S)에서의 모터(20)의 속도를 의미한다. 즉, 제1 속도(V1)는 모터(20)에 최대 전류를 인가 한 후, 실제 모터(20)의 측정속도(P3)가 속도프로파일(P2)에 수렴하는 속도에 해당한다. 속도프로파일(P2)은, 모터(20)의 작동 후, 시간에 따라 오일을 일정하게 유지하기 위한 기 설정된 모터(20)의 속도 값이다. 오일의 압력은 속도프로파일(P2)의 속도를 유지하기 위한 전류값에 기초하여 수학적으로 산출할 수 있다. 목표속도(V0)는 상위 제어기에서 수신된 값이다. 제1 속도(V1)는 목표속도(V0)보다 크다.

오일은 온도에 따라 점성이 달라지기 때문에 현재 오일의 온도를 측정하는 것이 중요하다.

도 3은 온도검출부(200)와 도시한 블록도이다.

도 3을 참조하면, 온도검출부(200)는 제1 속도(V1)에 기초하여 오일의 현재 온도를 검출할 수 있다. 온도검출부(200)는 속도측정부(100)와 연결되어 제1 속도(V1)를 수신한다. 이러한 온도검출부(200)는 제1 저장부(210)와 제1 매칭부(220)를 포함할 수 있다. 제1 저장부(210)는 오일의 온도 별로 최대 전류에 대응하는 모터(20)의 속도가 룩업 테이블(Look-Up Table) 형태로 저장될 수 있다. 제1 저장부(210)의 모터(20)의 속도는 실험을 통해 미리 저장된 값으로 온도 별 오일의 특성 및 모터(20)의 특성이 반영된 값이다.

제1 매칭부(220)는 속도측정부(100)를 통해 수신하는 제1 속도(V1)에 대응하는 오일의 온도를 매칭한다. 매칭된 오일의 온도는 목표전류생성부(300)에 전달된다.

도 4는 목표전류생성부(300)를 도시한 블록도이다.

도 2 및 도 4를 참조하면, 목표전류생성부(300)는 온도검출부(200)에서 검출된 오일의 온도에 기초하여 목표전류를 생성할 수 있다. 목표전류는 속도프로파일(P2)을 유지하게 하는 전류에 해당하는 것으로, 모터(20) 작동 중 일정하게 유지하여야 하는 값이다. 목표전류가 유지된 상태에서, 제1 시점(도 2의 B) 이후에, 모터(20)의 속도는 목표속도(V0) 보다 클 수 있다. 여기서, 제1 시점(B)이란, 기어가 D단에서 N단으로 변속되는 시점일 수 있다.

목표전류생성부(300)는 온도검출부(200)와 연결되어, 오일의 온도를 수신한다. 이러한 목표전류생성부(300)는 제2 저장부(310)와 제2 매칭부(320)를 포함할 수 있다. 제2 저장부(310)는 오일의 온도 별로 제1 속도(V1)에서 목표속도(V0)에 이르는 목표전류가 룩업 테이블(Look-Up Table) 형태로 저장될 수 있다. 목표전류는 실험을 통해 미리 저장된 값으로 온도 별 오일의 특성 및 모터(20)의 특성이 반영된 값이다.

제2 매칭부(320)는 온도검출부(200)를 통해 수신한 오일의 온도와 상위 제어기에서 수신한 목표속도(V0)에 대응한 목표전류를 매칭한다. 매칭된 목표전류는 전류제어부(400)에 전달된다.

전류제어부(400)는 목표전류생성부(300)에서 생성된 목표전류를 유지되도록 전류를 제어한다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 모터(20)의 제어 방법의 순서도이다.

도 5를 참조하면, 실시예에 따른 모터(20)의 제어 방법은 먼저, 상위제어기로부터 목표속도(V0)를 수신한다.(S100)

다음으로, 목표속도(V0)를 수신한 상태에서, 공회전제한시스템이 작동하는 등의 모터(20)의 작동 요건이 만족되면, 속도측정부(100)는 최대 전류를 모터(20)에 인가하여 최대 전류에 대응하는 모터(20)의 제1 속도(V1)를 측정한다.(S200)

다음으로, 온도검출부(200)는 제1 속도(V1)를 속도측정부(100)에서 전달받고, 전달받은 제1 속도(V1)에 대응하는 오일의 온도를 매칭하여 오일의 온도를 검출한다.(S300)

다음으로, 목표전류생성부(300)는 검촐된 오일의 온도를 온도검출부(200)에서 전달받고, 전달받은 오일의 온도와 제1 속도(V1)에서 목표속도(V0)에 이르는 전류를 매칭하여 목표전류를 생성한다.

다음으로, 전류제어부(400)는 목표전류를 유지하도록 전류를 제어한다.

전술된 실시예는, 모터의 작동조건으로서, 공회전제한시스템을 예를 들어 설명하였으나, 이에 한정되지 않으며, 오일의 압력이 급격하게 변화는 다양한 조건에 적용될 수 있다. 또한, 목표속도를 상위제어기에서 수신하는 것으로 예를 들었으나 이에 한정되지 않으며, 목표속도가 설정되는 다양한 제어조건에도 적용할 수 있다.

Claims

오일을 공급하는 모터의 제어장치로서,

최대 전류를 모터에 인가하여 상기 최대 전류에 대응하는 모터의 제1 속도를 측정하는 속도측정부;

상기 제1 속도에 기초하여 오일의 온도를 검출하는 온도검출부;

검출된 상기 오일의 온도, 상기 제1 속도 및 목표속도에 기초하여 목표전류를 생성하는 목표전류생성부및

생성된 목표전류를 유지하도록 전류를 제어하는 전류제어부를 포함하는 모터의 제어장치.
제1 항에 있어서,

상기 온도검출부는,

상기 오일의 온도 별로 상기 최대 전류에 대응한 모터의 속도가 저장된 제1 저장부;

상기 제1 저장부와 연결되어, 상기 제1 속도와 대응되는 오일의 온도를 매칭하는 제1 매칭부를 포함하는 모터의 제어장치.
제1 항에 있어서,

상기 목표전류생성부는,

상기 오일의 온도 별로, 상기 제1 속도에서 목표속도에 이르는 목표전류가 저장된 제2 저장부;

상기 제2 저장부와 연결되어, 검출된 상기 오일의 온도와 대응되는 목표전류를 매칭하는 제2 매칭부를 포함하는 모터의 제어장치.
제1 항에 있어서,

상기 제1 속도는 상기 최대 전류 인가 후 정상상태에서 모터의 속도인 모터의 제어장치.
제1 항에 있어서,

상기 제1 속도는 상기 목표속도 보다 큰 모터의 제어장치.
제1 항에 있어서,

상기 목표전류가 유지된 상태에서, 제1 시점 이후에 모터의 속도는 상기 목표속도 보다 큰 모터의 제어장치.
제6 항에 있어서,

상기 제1 시점은 차량의 변속신호가 입력된 시점인 모터의 제어장치.
오일을 공급하는 모터의 제어방법으로서,

a) 최대 전류를 모터에 인가하여 상기 최대 전류에 대응하는 모터의 제1 속도를 측정하는 단계;

b) 상기 제1 속도에 기초하여 오일의 온도를 검출하는 단계;

c) 검출된 상기 오일의 온도, 상기 제1 속도 및 목표속도에 기초하여 목표전류를 생성하는 단계;및

d) 생성된 목표전류를 유지하도록 전류를 제어하는 단계를 포함하는 모터의 제어방법.
제8 항에 있어서,

상기 c)단계에서,

검출된 상기 오일의 온도에서, 상기 제1 속도에서 상기 목표속도에 이르는 목표전류를 매칭하는 모터의 제어방법.
제9 항에 있어서,

상기 a)단계 전에,

e)상기 목표속도를 수신하는 단계를 더 포함하는 모터의 제어방법.