KR102488091B1 - A motor control method for electric vehicle - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전기자동차 구동모터 제어방법에 관한 것으로서 보다 상세하게는, 리졸버 고장시 자연스러운 모터 제어가 가능한 전기자동차 구동모터 제어방법에 관한 것으로, 전기자동차 구동모터 제어방법에 있어서, 회전자 센서에 의해 측정된 상기 구동모터 회전자의 위치값을 측정하는 단계; 아래 수학식 1로부터 상기 회전자의 추정위치값을 도출하는 단계; 상기 추정위치값을 기설정된 시간 동안 지연된 제1 지연시각에서의 제1 지연위치값으로 설정하는 단계; 상기 회전자 센서의 고장 발생 시점인 고장시각을 판단하는 단계; 를 포함하되, 상기 고장시각부터 상기 인버터에 인가되는 상기 회전자의 위치값은 상기 고장시각의 고장위치값과 상기 제1 지연위치값 중에서 상기 제1 지연시각에 추가 지연시간만큼 더한 제2 지연시각에서의 타겟위치값을 선형적으로 연결한 선형위치값이며, 상기 제2 지연시각 이후에는 상기 추정위치값인 것을 특징으로 하는 전기자동차 구동모터 제어방법을 포함하여, 센서 구동방식 에서 측정한 회전자 위치와 센서리스 구동방식이 추정한 회전자 위치의 차이를 줄임으로써 센서고장시에도 보다 자연스럽고 단속없이 연속적인 작동이 가능하게 함으로써 안전한 운행이 가능하도록 하는 강점이 발휘된다.The present invention relates to a method for controlling a driving motor of an electric vehicle, and more particularly, to a method for controlling a driving motor of an electric vehicle capable of natural motor control when a resolver fails. measuring a position value of the driving motor rotor; Deriving an estimated position value of the rotor from Equation 1 below; setting the estimated position value as a first delay position value at a first delay time delayed for a predetermined time; Determining a failure time, which is a failure time of the rotor sensor; But, the position value of the rotor applied to the inverter from the time of failure is a second delay time obtained by adding an additional delay time to the first delay time from among the fault position value at the time of failure and the first delay position value. A rotor measured by a sensor drive method, including an electric vehicle driving motor control method, characterized in that it is a linear position value obtained by linearly connecting the target position value in , and is the estimated position value after the second delay time By reducing the difference between the position and the rotor position estimated by the sensorless driving method, more natural and continuous operation is possible even in the event of a sensor failure, thereby demonstrating the strength of enabling safe operation.

Description

전기자동차 구동모터 제어방법{A motor control method for electric vehicle}Electric vehicle drive motor control method {A motor control method for electric vehicle}

본 발명은 전기자동차 구동모터 제어방법에 관한 것으로서 보다 상세하게는, 리졸버 고장시 자연스러운 모터 제어가 가능한 전기자동차 구동모터 제어방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of controlling a driving motor of an electric vehicle, and more particularly, to a method of controlling a driving motor of an electric vehicle capable of natural motor control when a resolver fails.

전기자동차는 배출가스로 인한 지구 온난화 문제 등 환경적 이슈와 맞물려 테슬라를 비롯하여 각국의 자동차 메이커들에 의한 연구개발이 매우 활발하다.In line with environmental issues such as global warming caused by exhaust gas, electric vehicles are being actively researched and developed by automobile manufacturers in each country, including Tesla.

전기자동차는 전기에너지를 이용하여 모터를 구동시키고, 모터의 회전력을 바퀴에 전달한다.An electric vehicle uses electric energy to drive a motor and transmits rotational force of the motor to wheels.

따라서, 모터의 회전을 제어하는 것은 전기자동차 제어에 있어 가장 중요한 부분이라 할 수 있다.Therefore, controlling the rotation of the motor can be said to be the most important part in controlling the electric vehicle.

특히, 항속거리의 증대가 요청되는 전기자동차에서의 모터 제어는 효율 향상이 필요하므로 모터의 회전자 위치의 측정을 통한 모터의 정밀제어의 필요성이 무엇보다 중요하다.In particular, since motor control in an electric vehicle requiring an increase in cruising distance requires efficiency improvement, the need for precise control of the motor through measurement of the rotor position of the motor is of paramount importance.

리졸버는 모터제어에 있어서 회전자 각도측정을 위해 사용된다.The resolver is used to measure the rotor angle in motor control.

다시 말해서, 회전자 센서의 일종인 리졸버는 모터의 정확한 회전 각도위치를 측정하기 위한 센서로 사용된다.In other words, the resolver, which is a type of rotor sensor, is used as a sensor to measure the exact rotational angular position of the motor.

그러나, 종래의 회전자 센서가 고장 시에는 모터 회전자의 실제 회전 각도 위치를 측정할 수 없어 실제 모터의 회전자의 회전 위치를 피드백 받을 수 없는 문제가 있었다.However, when the conventional rotor sensor fails, there is a problem in that the actual rotational position of the motor rotor cannot be fed back because it cannot measure the actual rotational angle position of the motor rotor.

다시 말해서, 리졸버는 사용에 따라 고장이 발생하기도 하며, 이 때에는 회전자의 위치를 추정하여 사용할 수 밖에 없게 된다.In other words, the resolver may fail depending on use, and in this case, it is inevitable to use it by estimating the position of the rotor.

도 1(a)와 같이 종래에는 인버터 구동(S01)시 센서모드 및 센서리스 모드(S02)를 적용하고, 센서동작여부를 판단(S04)한 뒤, 센서가 정상이면 센서모드를 적용(S05)하고, 센서가 고장이면 자속 및 토크 정보 등을 이용하여 센서리스 모드를 적용(S06)하여, 각각에 따른 회전자위치를 출력(S07)함으로써 모터구동(S08)을 수행하여 왔다.As shown in FIG. 1(a), conventionally, when the inverter is driven (S01), sensor mode and sensorless mode (S02) are applied, and after determining whether the sensor is operating (S04), if the sensor is normal, the sensor mode is applied (S05). And, if the sensor fails, the sensorless mode is applied using magnetic flux and torque information (S06), and the motor is driven (S08) by outputting the respective rotor position (S07).

그런데, 종래의 회전자 위치 추정을 통해서는 단순히 센서 고장시 추정된 값으로의 단순 전환에 의해 모터는 불연속적인 제어가 될 수 밖에 없는 한계가 있었던 것이다.However, through the conventional rotor position estimation, there is a limitation that the motor cannot but be discontinuously controlled by simply converting the value to the estimated value when the sensor fails.

도 1(b)는 종래 센서리스 모드에서 센서 고장시 곧바로 고장시각에서의 센서리스 추정 위치값(P0’)을 적용하였기 때문에 회전자 위치(P0)와 고장시 추종되는 센서리스 추정 위치값(P0’)간에 큰 차이가 발생하였다.1(b) shows the rotor position P0 and the sensorless estimated position value P0 followed at the time of failure because the sensorless estimated position value P0' at the time of failure is applied immediately upon sensor failure in the conventional sensorless mode. '), there was a significant difference between them.

즉, 종래 센서구동방식에서는 센서에 의해 측정된 회전자 위치와 센서고장시 센서리스 모드에 의해 추정된 회전자 위치의 차이가 존재하였다.That is, in the conventional sensor driving method, there is a difference between the rotor position measured by the sensor and the rotor position estimated by the sensorless mode when the sensor fails.

센서모드에서 센서리스 모드로의 구동전환시 발생되는 회전자 위치 차이는 회전자 위치의 불연속적인 구간을 발생시키며 이와 같은 불연속적 값이 인버터에 입력시 차량의 정상적인 운행을 저해할 수 있고, 운전자에게 불쾌감을 선사하며, 나아가 안전운행이 위협받게 되는 문제가 있었다.The rotor position difference generated when driving from sensor mode to sensorless mode causes a discontinuous section of the rotor position, and when such a discontinuous value is input to the inverter, it can hinder normal operation of the vehicle and warn the driver. There was a problem that gives discomfort and further threatens safe driving.

KRKR 748882748882 BB

위와 같은 종래 기술의 문제점을 극복하기 위한 본 발명은 리졸버 고장시 자연스러운 모터 제어가 가능한 전기자동차 구동모터 제어방법을 제공하는 것에 그 목적이 있다.An object of the present invention to overcome the problems of the prior art as described above is to provide a method for controlling a drive motor of an electric vehicle capable of natural motor control when a resolver fails.

전기자동차 구동모터 제어방법에 있어서, 회전자 센서에 의한 센서 모드와 리졸버 없는 센서리스 모드로 시간에 따른 회전각을 모니터링하는 단계; 상기 센서 모드의 중단 시, 상기 센서모드에서 상기 센서리스 모드로 전환되되, 상기 센서리스 모드는, 상기 센서모드에서 상기 회전자 센서에서 최종 측정된 상기 구동모터 회전자의 위치값인 센서모드 회전값 및 센서모드 시간을 저장하는 단계; 상기 센서 모드로부터 상기 센서리스 모드로 전환되는 센서리스전환구간을 설정하는 단계; 를 포함하고, 상기 센서리스전환구간은 상기 중단 시, 상기 센서모드 시간 및 센서모드 회전값으로부터 상기 센서리스 모드 시간 및 센서리스 모드 회전값으로 비선형적으로 전환되는 것을 특징으로 하는 전기자동차 구동모터 제어방법을 포함한다.A method for controlling a driving motor of an electric vehicle, comprising: monitoring a rotation angle over time in a sensor mode using a rotor sensor and a sensorless mode without a resolver; When the sensor mode is stopped, the sensor mode is switched to the sensorless mode, and the sensorless mode is the sensor mode rotation value, which is the position value of the drive motor rotor finally measured by the rotor sensor in the sensor mode. and storing the sensor mode time; setting a sensorless switching period for switching from the sensor mode to the sensorless mode; wherein the sensorless conversion period is non-linearly converted from the sensor mode time and sensor mode rotation value to the sensorless mode time and sensorless mode rotation value during the interruption. include method

또한, 상기 모니터링하는 단계는 상기 회전자 센서가 측정한 상기 구동모터 회전자의 기준점의 회전 위치값을 sin파형의 회전각으로 설정하고 구간별로 분할하는 파티션단계; 를 더 포함하되, 상기 파티션단계는, 상기 기준점의 회전 위치값이 0도 이상 90도 미만 구간인 제 1구간(A); 상기 기준점의 회전 위치값이 90도인 제 2구간(B); 상기 기준점의 회전 위치값이 90도 초과 180도 미만인 제 제3구간(C); 상기 기준점의 회전 위치값이 180도인 제 4구간(D); 를 포함하여 상기 제1 구간 내지 상기 제 4구간별로 상기 타겟위치값을 설정하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기자동차 구동모터 제어방법 을 포함한다.In addition, the monitoring may include a partitioning step of setting the rotational position value of the reference point of the drive motor rotor measured by the rotor sensor as a rotational angle of a sine wave and dividing it into sections; A first section (A) in which the rotational position value of the reference point is between 0 degrees and less than 90 degrees; a second section (B) in which the rotational position value of the reference point is 90 degrees; a third section (C) in which the rotational position value of the reference point is greater than 90 degrees and less than 180 degrees; a fourth section (D) in which the rotational position value of the reference point is 180 degrees; Setting the target location value for each of the first to fourth sections, including; It includes an electric vehicle driving motor control method comprising a.

또한, 상기 회전자 센서의 고장이 상기 제 1구간에서 발생시, 상기 센서리스 모드 시간은 상기 센서모드 시간으로부터 기설정된 제1 지연시각에 추가 지연시간을 더한 제2 지연시각이며, 상기 제2 지연시각은 상기 센서리스 모드 회전값이 최고값일 때의 시간 중 상기 센서의 고장시점 이후의 첫 번째 최고값일 때의 시간인 것을 특징으로 하는 전기자동차 구동모터 제어방법을 포함한다.In addition, when the failure of the rotor sensor occurs in the first period, the sensorless mode time is a second delay time obtained by adding an additional delay time to a preset first delay time from the sensor mode time, and the second delay time is the time when the sensorless mode rotation value is the first highest value after the point of failure of the sensor among the times when the sensorless mode rotation value is the highest value.

또한, 상기 회전자 센서의 고장이 상기 제 2구간에서 발생시, 상기 센서리스 모드 시간은 상기 센서모드 시간으로부터 기설정된 제1 지연시각에 추가 지연시간을 더한 제2 지연시각이며, 상기 제2 지연시각은 상기 센서의 고장시점 이후 상기 센서리스 모드 회전값의 첫 번째 최고값일 때의 시간과 상기 고장시점 이후 상기 센서리스 모드 회전값의 첫 번째 최소값 사이일 때의 시간인 것을 특징으로 하는 전기자동차 구동모터 제어방법을 포함한다.In addition, when the failure of the rotor sensor occurs in the second period, the sensorless mode time is a second delay time obtained by adding an additional delay time to a preset first delay time from the sensor mode time, and the second delay time is the time between the first maximum value of the sensorless mode rotation value after the failure of the sensor and the first minimum value of the sensorless mode rotation value after the failure of the electric vehicle driving motor Including control methods.

또한, 상기 회전자 센서의 고장이 상기 제 3구간에서 발생시, 상기 센서리스 모드 시간은 상기 센서모드 시간으로부터 기설정된 제1 지연시각에 추가 지연시간을 더한 제2 지연시각이며, 상기 제2 지연시각은 상기 센서의 고장시점 이후 상기 센서리스 모드 회전값의 첫 번째 최소값일 때의 시간인 것을 특징으로 하는 전기자동차 구동모터 제어방법을 포함한다.In addition, when the failure of the rotor sensor occurs in the third period, the sensorless mode time is a second delay time obtained by adding an additional delay time to a preset first delay time from the sensor mode time, and the second delay time is the time when the sensorless mode rotation value is the first minimum value after the point of failure of the sensor.

또한, 상기 회전자 센서의 고장이 상기 제 4구간에서 발생시, 상기 센서리스 모드 시간은 상기 센서모드 시간으로부터 기설정된 제1 지연시각에 추가 지연시간을 더한 제2 지연시각이며, 상기 제2 지연시각은 상기 센서의 고장시점 이후 상기 센서리스 모드 회전값의 첫 번째 최소값일 때의 시간과 상기 센서의 고장시점 이후 상기 센서리스 모드 회전값의 첫 번째 최대값 사이일 때의 시간인 것을 특징으로 하는 전기자동차 구동모터 제어방법을 포함한다.In addition, when the failure of the rotor sensor occurs in the fourth period, the sensorless mode time is a second delay time obtained by adding an additional delay time to a preset first delay time from the sensor mode time, and the second delay time is the time between the first minimum value of the sensorless mode rotation value after the failure of the sensor and the first maximum value of the sensorless mode rotation value after the failure of the sensor A method for controlling a driving motor of a vehicle is included.

또한, 상기 센서리스 모드는, 아래 수학식 1로부터 상기 회전자의 추정위치값을 도출하고, 상기 센서리스전환구간의 비선형위치값은 아래 수학식 2를 통해 도출하는 것을 특징으로 하는 전기자동차 구동모터 제어방법을 포함한다.In addition, in the sensorless mode, the estimated position value of the rotor is derived from Equation 1 below, and the nonlinear position value of the sensorless switching section is derived through Equation 2 below. Including control methods.

수학식1.Equation 1.

Figure 112020142274242-pat00001
Figure 112020142274242-pat00001

Figure 112020142274242-pat00002
Figure 112020142274242-pat00002

Figure 112020142274242-pat00003
Figure 112020142274242-pat00003

Figure 112020142274242-pat00004
Figure 112020142274242-pat00004

Figure 112020142274242-pat00005
: 회전자자속 위치
Figure 112020142274242-pat00005
: Rotor flux position

Figure 112020142274242-pat00006
: d축 회전자자속
Figure 112020142274242-pat00006
: d-axis rotor flux

Figure 112020142274242-pat00007
: q축 회전자자속
Figure 112020142274242-pat00007
: q-axis rotor flux

Figure 112020142274242-pat00008
: d축 고정자자속
Figure 112020142274242-pat00008
: d-axis stator flux

Figure 112020142274242-pat00009
: q축 고정자자속
Figure 112020142274242-pat00009
: q-axis stator flux

Figure 112020142274242-pat00010
: 상호인덕턴스
Figure 112020142274242-pat00010
: mutual inductance

Figure 112020142274242-pat00011
: 회전자 인덕턴스
Figure 112020142274242-pat00011
: Rotor inductance

Figure 112020142274242-pat00012
: 고정자 인덕턴스
Figure 112020142274242-pat00012
: stator inductance

수학식2.Equation 2.

Figure 112020142274242-pat00013
Figure 112020142274242-pat00013

Figure 112020142274242-pat00014
Figure 112020142274242-pat00014

Figure 112020142274242-pat00015
Figure 112020142274242-pat00015

Figure 112020142274242-pat00016
: 차단주파수
Figure 112020142274242-pat00016
: cutoff frequency

Figure 112020142274242-pat00017
: 저역통과필터의 샘플링주파수
Figure 112020142274242-pat00017
: Sampling frequency of the low pass filter

Figure 112020142274242-pat00018
: 저역통과필터 입력
Figure 112020142274242-pat00018
: low pass filter input

Figure 112020142274242-pat00019
: 현재 저역통과필터 출력
Figure 112020142274242-pat00019
: current low pass filter output

Figure 112020142274242-pat00020
: 이전 저역통과필터 출력
Figure 112020142274242-pat00020
: previous low pass filter output

위와 같은 본 발명에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.According to the present invention as described above, there are the following effects.

첫째, 센서 구동방식 에서 측정한 회전자 위치와 센서리스 구동방식이 추정한 회전자 위치의 차이를 줄임으로써 센서고장시에도 보다 자연스럽고 단속없이 연속적인 작동이 가능하게 함으로써 안전한 운행이 가능하도록 하는 강점이 발휘된다.First, by reducing the difference between the rotor position measured by the sensor drive method and the rotor position estimated by the sensorless drive method, more natural and continuous operation is possible even in the event of a sensor failure, thereby enabling safe operation. this is exerted

둘째, 센서 구동 및 센서리스 구동 전환 방식을 개선 시켜 비연속적 구간을 최소화 하여 안전적인 모터구동이 가능하게 한다. Second, by improving the sensor drive and sensorless drive conversion method, it is possible to safely drive the motor by minimizing discontinuous sections.

셋째, 센서 구동방식에서 센서리스 구동방식으로 전환 시 모드전환 적응구간을 적용하여 회전자 위치의 연속적인 추정을 통해 모드전환의 안정도를 향상시키는 이점이 있다.Third, there is an advantage of improving the stability of mode switching through continuous estimation of the rotor position by applying a mode switching adaptation period when switching from a sensor driving method to a sensorless driving method.

넷째, 모터제어는 회전자 감지 센서가 작동 되지 않을 때 센서리스 구동 방식으로 전환될 때 회전자 위치의 불연속적 구간을 최소화 시킴으로써 센서 고정 전과 후의 모터 회전이 매끄럽게 이루어질 수 있게 되어 보다 안정적인 작동이 가능하게 되는 강점이 있다.Fourth, motor control minimizes the discontinuous section of the rotor position when the rotor detection sensor is switched to the sensorless driving method when the sensor is not operating, so that the motor can rotate smoothly before and after the sensor is fixed, enabling more stable operation. There are advantages to being

다섯째, 모터제어는 회전자 감지 센서의 고장시에도 연속적으로 이루어질 수 있기 때문에 고장시 안정적인 모터 제어가 가능해지는 탁월한 효과가 발휘된다.Fifth, since the motor control can be performed continuously even when the rotor detection sensor fails, an excellent effect of enabling stable motor control in the event of a failure is exhibited.

여섯째, 초소형 15kW급 전기차의 센서리스 구동의 전환에도 적합한 이점이 있다.Sixth, there is an advantage suitable for switching to sensorless driving of a subminiature 15kW class electric vehicle.

도 1은 종래기술
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 흐름도
도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 정상 작동시 센서 측정 위치값, 센서리스 추정 위치값, 인버터에 사용되는 위치값을 나타낸 그래프
도 4는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 센서가 제1 구간(A)에서 고장시 비선형위치값을 나타낸 그래프
도 5는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 센서가 제2 구간(B)에서 고장시 비선형위치값을 나타낸 그래프
도 6은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 센서가 제3 구간(C)에서 고장시 비선형위치값을 나타낸 그래프
도 7은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 센서가 제4 구간(D)에서 고장시 비선형위치값을 나타낸 그래프1 is a prior art
2 is a flow chart according to a preferred embodiment of the present invention
3 is a graph showing a sensor-measured position value, a sensorless estimated position value, and a position value used in an inverter during normal operation according to a preferred embodiment of the present invention.
4 is a graph showing nonlinear position values when a sensor fails in a first period (A) according to a preferred embodiment of the present invention.
5 is a graph showing nonlinear position values when the sensor according to a preferred embodiment of the present invention fails in the second period (B)
6 is a graph showing nonlinear position values when the sensor according to a preferred embodiment of the present invention fails in the third period (C)
7 is a graph showing nonlinear position values when a sensor fails in a fourth period (D) according to a preferred embodiment of the present invention.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 구체적으로 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Since the present invention can make various changes and have various embodiments, specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the detailed description. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, and should be understood to include all modifications, equivalents, or substitutes included in the spirit and technical scope of the present invention.

각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용한다.In describing each figure, like reference numbers are used for like elements.

제 1, 제 2등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.Terms such as first and second may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. These terms are only used for the purpose of distinguishing one component from another.

예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요소는 제 2구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다. "및/또는" 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.For example, a first element may be termed a second element, and similarly, a second element may be termed a first element, without departing from the scope of the present invention. The term "and/or" includes any combination of a plurality of related listed items or any of a plurality of related listed items.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which the present invention belongs.

일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않아야 한다.Terms such as those defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related art, and unless explicitly defined in this application, it should not be interpreted in an ideal or excessively formal meaning. Should not be.

먼저 이하의 설명에서 사용하는 “센서”라는 용어는 인버터에 연결된 구동모터 제어시, 구동모터의 회전자의 회전과 관련된 정보를 수집하는 수단으로서 사용되었으며, 대표적으로는 “리졸버”일 수 있겠으나, 이에 한정하는 것은 아니다.First, the term "sensor" used in the following description is used as a means of collecting information related to the rotation of the rotor of the drive motor when controlling the drive motor connected to the inverter. It is not limited to this.

한편, 센서에 의해 센싱되는 정보들은 회전자자속, 고정자자속, 상호인덕턴스, 회전자 인덕턴스, 고정자 인덕턴스, 그 밖에 구동모터에 최종 인가되고 있는 전류값 등을 포함할 수 있는데, 이를 “센싱값”이라 한다.Meanwhile, the information sensed by the sensor may include rotor flux, stator flux, mutual inductance, rotor inductance, stator inductance, and other current values finally applied to the driving motor, which are referred to as “sensing values”. do.

“모터” 혹은 “구동모터”는 동일의미로 이해하면 되며, 혼용하여 설명하였다.“Motor” or “drive motor” can be understood as the same meaning, and they are used interchangeably.

“센서모드” 는 센서가 정상일 때의 인버터 제어 모드이며, “센서리스 모드” 는 센서가 고장일 때의 인버터 제어 모드이다.“Sensor Mode” is the inverter control mode when the sensor is normal, and “Sensorless Mode” is the inverter control mode when the sensor is out of order.

“시점” 은 어떠한 이벤트의 발생유무에 관한 개념으로 설명되었으며, 예를 들어 후술할 “고장시점” 은 바로 센서의 고장이 발생되기 시작한 순간을 의미하는 것이다.“Point of time” has been explained as a concept of whether or not an event has occurred. For example, “point of failure” to be described later means the moment when a sensor failure begins to occur.

한편, “시각” 은 자연의 시간 개념이며, 후술할 “고장시각”이라 함은 고장이 발생된 순간의 시간을 가리킨다.On the other hand, “time” is a natural concept of time, and “failure time”, which will be described later, refers to the moment when a failure occurs.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 흐름도이다.2 is a flow chart according to a preferred embodiment of the present invention.

인버터는 센서가 고장 전인 정상상태에서 센서에 의해 센싱된 구동모터 정보들을 피드백 받아 구동모터를 구동(S1)한다.(이하 피드백 제어라 함)The inverter drives the driving motor (S1) by receiving feedback of the driving motor information sensed by the sensor in the normal state before the sensor fails. (Hereinafter referred to as feedback control)

즉, 센서가 정상 작동될 때 인버터는 센싱값을 이용하여 모터를 피드백 제어한다.That is, when the sensor is normally operated, the inverter feedback-controls the motor using the sensed value.

한편, 모터를 구동(S1)할 때 센서모드와 센서리스 모드를 동시에 적용(S2)한다.Meanwhile, when the motor is driven (S1), the sensor mode and the sensorless mode are simultaneously applied (S2).

즉, 센서모드와 센서리스 모드를 동시에 적용(S2)하여 회전자 센서에 의한 센서 모드와 리졸버 없는 센서리스 모드로 시간에 따른 회전각을 모니터링한다.That is, the sensor mode and the sensorless mode are simultaneously applied (S2) to monitor the rotation angle over time in the sensor mode using the rotor sensor and the sensorless mode without the resolver.

이 때, 센서모드에서는 회전자 센서에 의해 시간별로 측정된 구동모터 회전자의 위치값을 측정한다.At this time, in the sensor mode, the position value of the drive motor rotor measured by the rotor sensor for each time is measured.

피드백 제어는 모터에 입력되는 입력 전류값에 의한 회전자 위치와 모터 출력 구동시 회전자의 실제 위치값의 차이를 최소화 하기 위해 진행된다.Feedback control is performed to minimize the difference between the rotor position by the input current value input to the motor and the actual position value of the rotor when driving the motor output.

다음으로, 수학식 1로부터 회전자의 추정위치값을 도출한다.Next, the estimated position value of the rotor is derived from Equation 1.

수학식 1은 잘 알려진 고정자 전압방정식이므로 상세한 설명은 생략한다. Since Equation 1 is a well-known stator voltage equation, a detailed description thereof will be omitted.

즉, 미리 회전자의 위치값과 수학식 1로부터 회전자의 추정위치값을 도출하는 것이다.That is, the estimated position value of the rotor is derived from the position value of the rotor and Equation 1 in advance.

다음으로, 추정위치값을 기설정된 시간 동안 지연된 제1 지연시각에서의 제1 지연위치값으로 설정하는 단계를 가진다.Next, there is a step of setting the estimated position value as a first delay position value at a first delay time delayed for a preset time.

다음으로 센서의 고장시점인 고장시각을 판단(S3)한다. Next, the failure time, which is the failure point of the sensor, is determined (S3).

센서가 고장으로 판단되면, 센서리스 모드로 전환하면서 센서리스전환구간을 설정한다.If the sensor is determined to be out of order, the sensorless switching period is set while switching to the sensorless mode.

즉, 센서리스 모드는 센서모드에서 회전자 센서에서 최종 측정된 구동모터 회전자의 위치값인 센서모드 회전값 및 센서모드 시간을 저장하는 단계를 가진다.That is, the sensorless mode has a step of storing the sensor mode rotation value and the sensor mode time, which are the position values of the driving motor rotor finally measured by the rotor sensor in the sensor mode.

한편, 센서가 고장인 시점에서의 회전자 위치값을 “고장위치값”이라 한다.On the other hand, the rotor position value at the time of failure of the sensor is referred to as “failure position value”.

센서리스 모드는 센서모드에서 기설정 해둔 제1 지연위치값 중 어느 하나의 값을 타겟위치값으로 설정한다.In the sensorless mode, one of the first delay position values previously set in the sensor mode is set as a target position value.

“타겟위치값” 이라 함은 고정자의 고장시점에서의 “고장위치값” 을 포함한 바로 직후 시점부터 인버터에 인가되는 회전자의 추정위치가 추종되는 위치값이다.“Target position value” is the position value that the estimated position of the rotor applied to the inverter follows from the time right after including the “failure position value” at the time of failure of the stator.

바꿔 말하면, 센서 고장 직후 시점부터 인버터에 인가되는 회전자의 위치값이 추종하는 추정위치의 종착점이라 할 수 있다.In other words, it can be said to be the end point of the estimated position followed by the position value of the rotor applied to the inverter from the point immediately after the sensor failure.

이 때, 센서리스전환구간은 센서모드가 중단 시, 센서모드 시간 및 센서모드 회전값으로부터 센서리스 모드 시간 및 센서리스 모드 회전값으로 비선형적으로 전환하는 구간이다.At this time, the sensorless switching period is a period in which the sensor mode time and the sensor mode rotation value are non-linearly switched to the sensorless mode time and the sensorless mode rotation value when the sensor mode is stopped.

즉, 센서 고장 직후 시점부터 인버터에 인가되는 회전자의 위치값은 고장위치값과 타겟위치값을 서로 비선형적으로 연결한 곡선상의 값들이 된다.That is, the position value of the rotor applied to the inverter from the point immediately after the sensor failure becomes values on a curve in which the failure position value and the target position value are non-linearly connected to each other.

보다 상세하게는, 고장시각부터 인버터에 인가되는 회전자의 위치값은 고장시각의 고장위치값과 제1 지연위치값 중에서 제1 지연시각에 추가 지연시간만큼 더한 제2 지연시각에서의 타겟위치값을 비선형적으로 연결한 선형위치값이며, 제2 지연시각 이후에는 추정위치값이다.More specifically, the position value of the rotor applied to the inverter from the time of failure is the target position value at the second delay time obtained by adding the additional delay time to the first delay time between the fault position value and the first delay position value at the time of failure. It is a linear position value that is non-linearly connected, and is an estimated position value after the second delay time.

다시 말해서, 비선형위치값은 고장위치값과 타겟위치값을 서로 비선형적으로 연결한 값을 연결한 곡선이며, 곡선의 구간이 바로 센서리스전환구간이 된다.In other words, the non-linear position value is a curve connecting values obtained by non-linearly connecting the fault position value and the target position value, and the section of the curve becomes the sensorless switching section.

예를 들면, 도 4에서 제1 구간의 고장위치값(P1-1)과 제1 타겟위치값(P2-1)을 서로 연결한 곡선이며, 도 5에서는 제2 구간의 고장위치값(P1-2)과 제2 타겟위치값(P2-2)을 서로 연결한 곡선이며, 도 6에서는 제3 구간의 고장위치값(P1-3)과 제3 타겟위치값(P2-3)을 서로 연결한 곡선이며, 도 7에서는 제4 구간의 고장위치값(P1-4)과 제4 타겟위치값(P2-4)을 서로 연결한 곡선이다. For example, in FIG. 4, it is a curve connecting the failure location value (P1-1) of the first section and the first target location value (P2-1), and in FIG. 5, the failure location value (P1-1) of the second section (P1-1) 2) and the second target position value (P2-2) are connected to each other, and in FIG. 6, the failure position value (P1-3) of the third section and the third target position value (P2-3) are connected to each other It is a curve, and in FIG. 7, it is a curve connecting the failure location value (P1-4) of the fourth section and the fourth target location value (P2-4).

비선형위치값은 수학식 2를 통해 얻어지며, 수학식 2는 잘 알려진 라플라스 역변환에 관한 것이므로 자세한 설명은 생략한다.The nonlinear position value is obtained through Equation 2, and since Equation 2 relates to the well-known Laplace inverse transform, a detailed description thereof will be omitted.

도 3 내지 도 7을 참조하여 보다 상세히 설명한다.It will be described in more detail with reference to FIGS. 3 to 7 .

도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 정상 작동시 센서 측정 위치값, 센서리스 추정 위치값, 인버터에 사용되는 위치값을 나타낸 그래프이다.3 is a graph showing sensor-measured position values, sensorless estimated position values, and position values used in an inverter during normal operation according to a preferred embodiment of the present invention.

구동모터 회전자의 위치값을 측정하는 단계에서는 회전자 센서가 측정한 구동모터 회전자의 기준점의 회전 위치값을 sin파형의 회전각으로 설정하고 구간별로 분할하는 파티션단계를 더 포함할 수 있다.The step of measuring the position value of the drive motor rotor may further include a partitioning step of setting the rotation position value of the reference point of the drive motor rotor measured by the rotor sensor as a rotation angle of a sine wave and dividing it into sections.

즉, 도 3에서 도시하고 있는 sin파형의 그래프는 센서가 회전자의 회전 위치를 측정할 때 측정 기준점을 측정할 수 있다.That is, the graph of the sinusoidal waveform shown in FIG. 3 can measure the measurement reference point when the sensor measures the rotational position of the rotor.

이 때, 제어부(미도시)에서는 회전자가 회전을 시작할 때의 기준점 위치, 즉 위치값을 최소값인 영점으로 설정할 수 있다.At this time, the control unit (not shown) may set the position of the reference point when the rotor starts to rotate, that is, the position value as the minimum value, the zero point.

회전자가 일방향으로 회전 시, 회전자가 90도 회전되면 위치값이 최고값에 이르고, 180도일 때 다시 최소값에 이르게 된다.When the rotor rotates in one direction, the position value reaches the maximum value when the rotor rotates 90 degrees, and reaches the minimum value again when the rotor rotates 180 degrees.

한편, 회전자가 계속하여 동일방향 회전하여 180도를 초과하면 다시 위치값이 증가하는 것으로 설정하였는데, 이는 위치값의 절대값을 적용하였기 때문이다.On the other hand, when the rotor continues to rotate in the same direction and exceeds 180 degrees, the position value is set to increase again, because the absolute value of the position value is applied.

즉, 회전자가 영점에서 회전되기 시작하여 180도 까지 회전되면 다시 영점으로 회귀하며, 180도를 초과하여 회전되면 마이너스(-) 방향으로 그 크기가 증가하여 270도 일 때 절대값의 크기는 90도 일 때의 위치값과 절대값의 크기가 동일하다.That is, when the rotor starts rotating at zero and rotates up to 180 degrees, it returns to zero again. When it rotates beyond 180 degrees, the magnitude increases in the negative (-) direction, and at 270 degrees, the magnitude of the absolute value is 90 degrees. The size of the position value and the absolute value at the time of .

또한, 회전자가 계속하여 270도를 초과하여 회전되면 마이너스(-) 방향으로 그 크기가 감소하여 360도 회전시 다시 영점으로 복귀되면서 1 사이클을 완성하게 되며, 시간에 따라 완성된 1 사이클이 반복된다.In addition, if the rotor continues to rotate beyond 270 degrees, its size decreases in the minus (-) direction, returning to zero when rotating 360 degrees, completing one cycle, and one cycle completed over time is repeated. .

여기서, 파티션단계는 제1 구간(A), 제2 구간(B), 제3 구간(C), 제4 구간(D)으로 나뉠 수 있다.Here, the partition step may be divided into a first section (A), a second section (B), a third section (C), and a fourth section (D).

여기서, 제1 구간(A), 제2 구간(B), 제3 구간(C), 제4 구간(D)은 1 사이클의 1/2 에 대한 것이지만, 나머지 1/2 사이클에도 동일하게 적용 가능함을 일러둔다.Here, the first period (A), the second period (B), the third period (C), and the fourth period (D) are for 1/2 of one cycle, but are equally applicable to the remaining 1/2 cycles. put the

제 1구간(A)은 기준점의 회전 위치값이 0도 이상 90도 미만 구간이다.The first section (A) is a section where the rotational position value of the reference point is greater than or equal to 0 degrees and less than 90 degrees.

제 2구간(B)은 기준점의 회전 위치값이 90도인 구간이다.The second section (B) is a section in which the rotational position value of the reference point is 90 degrees.

제 3구간(C)은 기준점의 회전 위치값이 90도 초과 180도 미만인 구간이다.The third section (C) is a section in which the rotational position value of the reference point is greater than 90 degrees and less than 180 degrees.

제 4구간(D)은 기준점의 회전 위치값이 180도인 구간이다.The fourth section (D) is a section in which the rotational position value of the reference point is 180 degrees.

타겟위치값은 고장시점이 어느 구간에서 발생되느냐에 따라 제1 구간(A) 내지 제 4구간(D)별로 그 값이 달리 설정될 수 있다.The value of the target location may be set differently for each of the first section (A) to the fourth section (D) depending on which section the time of failure occurs.

한편, 수학식 1로부터 도출된 추정위치값은 기설정된 제1 지연시간(t1)만큼 지연되어 제1 지연위치값으로 표현되고 있다.Meanwhile, the estimated position value derived from Equation 1 is delayed by a preset first delay time t1 and expressed as a first delay position value.

도 4는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 센서가 제1 구간(A)에서 고장시 비선형위치값을 나타낸 그래프이다.4 is a graph showing nonlinear position values when the sensor according to a preferred embodiment of the present invention fails in the first section (A).

이 때, 제2 지연시각은 제1 지연위치값이 최고값일 때의 시간 중 고장시점 이후의 첫 번째 최고값일 때의 시간이다.At this time, the second delay time is the time when the first delay position value is the first highest value after the point of failure among the times when the first delay position value is the highest value.

즉, 타겟위치값은 제1 타겟위치값(P2-1)에서의 회전자 위치값인 것이다.That is, the target position value is the rotor position value in the first target position value P2-1.

센서가 제1 구간(A)에서 고장시 제2 지연시각이 제1 지연위치값이 최고값일 때의 시간 중 고장시점 이후의 첫 번째 최고값일 때의 시간인 이유, 즉, 제1 타겟위치값(P2-1)이 제1 지연위치값이 최고값일 때의 시간 중 고장시점 이후의 첫 번째 최고값일 때의 시각인 이유는, 고장시각부터 제2 지연시각까지의 시간(t1+t2) 동안에 센서 리스 모드일 때의 추정위치값들을 추종하여 얻어진 고정자 회전량과 센서모드에서의 측정위치값들을 추종하여 얻어진 고정자의 회전량 차이가 최소화되는 지점이기 때문이다. (이는 이하의 제2 타겟위치값(P2-2), 제3 타겟위치값(P2-3), 제4 타겟위치값(P2-4) 각각도 위와 같은 이유로 정해질 수 있다.)When the sensor fails in the first section (A), the reason why the second delay time is the time when the first delay position value is the highest value among the times when the first delay position value is the highest value, that is, the first target position value ( The reason why P2-1) is the time when the first delay position value is the first highest value after the failure time among the times when the first delay position value is the highest value is that during the time (t1 + t2) from the failure time to the second delay time, the sensor is free This is because it is the point where the difference between the amount of rotation of the stator obtained by following the estimated position values in the mode and the amount of rotation of the stator obtained by following the measured position values in the sensor mode is minimized. (This may be determined for the same reason as the second target position value P2-2, the third target position value P2-3, and the fourth target position value P2-4 below.)

제1 구간의 고장위치값(P1-1)의 시간은 센서모드로부터 고장 직전 최종 측정한 시각, 즉 센서모드 시간이며, 제1 구간의 고장위치값(P1-1)의 회전자 위치값은 센서모드로부터 고장 직전 최종 측정한 회전자 위치값, 즉 센서모드 회전값이다.The time of the failure location value (P1-1) of the first section is the time of the last measurement immediately before the failure from the sensor mode, that is, the sensor mode time, and the rotor position value of the failure location value (P1-1) of the first section is the sensor mode time. It is the rotor position value measured from the mode immediately before failure, that is, the sensor mode rotation value.

한편, 제1 타겟위치값(P2-1)의 시간은 리졸버 없는 센서리스 모드로 계산된 시간에 따른 회전각을 추정한 값들 중 어느 하나의 시각이며, 한편, 제1 타겟위치값(P2-1)의 회전값은 리졸버 없는 센서리스 모드로 계산된 시간에 따라 추정한 그 어느 하나의 시각에서의 회전각일 수 있다.On the other hand, the time of the first target position value P2-1 is any one of the values obtained by estimating the rotation angle according to the time calculated in the sensorless mode without a resolver, and on the other hand, the first target position value P2-1 ) may be a rotation angle at any one time estimated according to the time calculated in the sensorless mode without the resolver.

다시 말해서, 고장시점부터 회전자의 위치값은 제1 구간의 고장위치값(P1-1)을 지나는 곡선들 중에서 제1 타겟위치값(P2-1)을 동시에 지나는 곡선을 따르게 되므로 급작스런 회전자 위치의 변경이 없게 되어 보다 스무스한 구동이 가능해지는 것이다.In other words, since the position value of the rotor from the point of failure follows the curve that simultaneously passes the first target position value P2-1 among the curves passing through the failure position value P1-1 of the first section, the sudden rotor position Since there is no change in , smoother driving is possible.

만일, 제1 지연위치값이 최고값일 때의 시간 중 고장시점 이후의 두 번째 최고값일 때의 시간을 따르게 된다면, 제1 구간의 고장위치값(P1-1)과 제1 타겟위치값(P2-1)을 서로 연결한 곡선의 기울기보다 완만해져 고장 직후 회전자의 회전이 부자연스러워지게 되어 바람직하지 못하다.If, among the times when the first delay position value is the highest value, if the time when the second highest value after the point of failure is followed, the failure position value (P1-1) of the first section and the first target position value (P2- 1) is more gentle than the slope of the curve connecting them to each other, which is undesirable because the rotation of the rotor becomes unnatural immediately after a failure.

다시 말해서, 제1 타겟위치값(P2-1)은 제2 지연시각에서의 회전자 위치값이며, 바로 타겟위치값이다.In other words, the first target position value P2-1 is the rotor position value at the second delay time, and is the target position value.

즉, 센서가 제1 구간(A)에서 고장시 인버터에 지령값으로 입력될 비선형위치값은 제1 구간의 고장위치값(P1-1)과 제1 타겟위치값(P2-1)을 서로 연결한 곡선의 값들이다.That is, when the sensor fails in the first section (A), the nonlinear position value to be input as a command value to the inverter connects the failure position value (P1-1) of the first section and the first target position value (P2-1). These are the values of a curve.

이후, 제 2지연시각 직후부터 인버터에 지령값으로 입력될 회전자 위치값은 추정위치값을 따르게 된다.Thereafter, the rotor position value to be input as a command value to the inverter immediately after the second delay time follows the estimated position value.

도 5는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 센서가 제2 구간(B)에서 고장시 비선형위치값을 나타낸 그래프이다.5 is a graph showing nonlinear position values when the sensor according to a preferred embodiment of the present invention fails in the second period (B).

이 때, 제2 지연시각은 고장시점 이후 제1 지연위치값의 첫 번째 최고값일 때의 시간과 고장시점 이후 제1 지연위치값의 첫 번째 최소값 사이일 때의 어느 시각이다.At this time, the second delay time is a time between the first maximum value of the first delay position value after the failure time and the first minimum value of the first delay position value after the failure time.

즉, 타겟위치값은 제2 타겟위치값(P2-2)에서의 회전자 위치값인 것이다.That is, the target position value is the rotor position value in the second target position value P2-2.

제2 구간의 고장위치값(P1-2)의 시간은 센서모드로부터 고장 직전 최종 측정한 시각, 즉 센서모드 시간이며, 제2 구간의 고장위치값(P1-2)의 회전자 위치값은 센서모드로부터 고장 직전 최종 측정한 회전자 위치값, 즉 센서모드 회전값이다.The time of the fault position value (P1-2) of the second section is the time of the last measurement immediately before the failure from the sensor mode, that is, the sensor mode time, and the rotor position value of the fault position value (P1-2) of the second section is the sensor mode time. It is the rotor position value measured from the mode immediately before failure, that is, the sensor mode rotation value.

한편, 제2 타겟위치값(P2-2)의 시간은 리졸버 없는 센서리스 모드로 계산된 시간에 따른 회전각을 추정한 값들 중 어느 하나의 시각이며, 한편, 제2 타겟위치값(P2-2)의 회전값은 리졸버 없는 센서리스 모드로 계산된 시간에 따라 추정한 그 어느 하나의 시각에서의 회전각일 수 있다.On the other hand, the time of the second target position value (P2-2) is any one of the values obtained by estimating the rotation angle according to the time calculated in the sensorless mode without a resolver, and, on the other hand, the second target position value (P2-2) ) may be a rotation angle at any one time estimated according to the time calculated in the sensorless mode without the resolver.

다시 말해서, 고장시점부터 회전자의 위치값은 제2 구간의 고장위치값(P1-2)을 지나는 곡선들 중에서 제2 타겟위치값(P2-2)을 동시에 지나는 곡선을 따르게 되므로 급작스런 회전자 위치의 변경이 없게 되어 보다 스무스한 구동이 가능해지는 것이다.In other words, since the position value of the rotor from the time of failure follows the curve passing through the second target position value P2-2 among the curves passing through the failure position value P1-2 of the second section, the sudden rotor position Since there is no change in , smoother driving is possible.

만일, 제1 지연위치값이 최고값일 때의 시간 중 고장시점 이후의 두 번째 최고값일 때의 시간과 고장시점 이후 제1 지연위치값의 두 번째 최소값 사이값을 따르게 된다면, 제2 구간의 고장위치값(P1-2)과 제2 타겟위치값(P2-2)을 서로 연결한 곡선의 기울기보다 완만해져 고장 직후 회전자의 회전이 부자연스러워지게 되어 바람직하지 못하다.If it follows the value between the second highest value after the point of failure and the second minimum value of the first delay point after the point of failure among the times when the first delay position value is the highest value, the fault location of the second section Since the slope of the curve connecting the value P1-2 and the second target position value P2-2 is gentler than that of the curve, the rotation of the rotor immediately after a failure becomes unnatural, which is undesirable.

다시 말해서, 제2 타겟위치값(P2-2)는 제2 지연시각에서의 회전자 위치값이며, 바로 타겟위치값이다.In other words, the second target position value P2-2 is the rotor position value at the second delay time, and is the target position value.

즉, 센서가 제2 구간(B)에서 고장시 인버터에 지령값으로 입력될 비선형위치값은 제2 구간의 고장위치값(P1-2)과 제2 타겟위치값(P2-2)을 서로 연결한 곡선의 값들이다.That is, when the sensor fails in the second section (B), the nonlinear position value to be input as a command value to the inverter connects the failure position value (P1-2) of the second section and the second target position value (P2-2). These are the values of a curve.

이후, 제 2지연시각 직후부터 인버터에 지령값으로 입력될 회전자 위치값은 추정위치값을 따르게 된다.Thereafter, the rotor position value to be input as a command value to the inverter immediately after the second delay time follows the estimated position value.

도 6은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 센서가 제3 구간(C)에서 고장시 비선형위치값을 나타낸 그래프이다.6 is a graph showing nonlinear position values when a sensor according to a preferred embodiment of the present invention fails in a third period (C).

이 때, 제2 지연시각은 고장시점 이후 제1 지연위치값의 첫 번째 최소값일 때의 시간이다.At this time, the second delay time is the time when the first delay position value is the first minimum value after the point of failure.

즉, 타겟위치값은 제3 타겟위치값(P2-3)에서의 회전자 위치값인 것이다.That is, the target position value is the rotor position value in the third target position value P2-3.

제3 구간의 고장위치값(P1-3)의 시간은 센서모드로부터 고장 직전 최종 측정한 시각, 즉 센서모드 시간이며, 제3 구간의 고장위치값(P1-3)의 회전자 위치값은 센서모드로부터 고장 직전 최종 측정한 회전자 위치값, 즉 센서모드 회전값이다.The time of the failure location value (P1-3) of the third section is the time of the last measurement immediately before the failure from the sensor mode, that is, the sensor mode time, and the rotor position value of the failure location value (P1-3) of the third section is the sensor mode time. It is the rotor position value measured from the mode immediately before failure, that is, the sensor mode rotation value.

한편, 제3 타겟위치값(P2-3)의 시간은 리졸버 없는 센서리스 모드로 계산된 시간에 따른 회전각을 추정한 값들 중 어느 하나의 시각이며, 한편, 제3 타겟위치값(P2-3)의 회전값은 리졸버 없는 센서리스 모드로 계산된 시간에 따라 추정한 그 어느 하나의 시각에서의 회전각일 수 있다.On the other hand, the time of the third target position value (P2-3) is any one of the values estimating the rotation angle according to the time calculated in the sensorless mode without a resolver, on the other hand, the third target position value (P2-3 ) may be a rotation angle at any one time estimated according to the time calculated in the sensorless mode without the resolver.

다시 말해서, 고장시점부터 회전자의 위치값은 제3 구간의 고장위치값(P1-3)을 지나는 곡선들 중에서 제3 타겟위치값(P2-3)을 동시에 지나는 곡선을 따르게 되므로 급작스런 회전자 위치의 변경이 없게 되어 보다 스무스한 구동이 가능해지는 것이다.In other words, since the position value of the rotor from the time of failure follows the curve that simultaneously passes the third target position value (P2-3) among the curves passing through the failure position value (P1-3) of the third section, the sudden rotor position Since there is no change in , smoother driving is possible.

만일, 제1 지연위치값의 최소값일 때의 시간 중 고장시점 이후의 두 번째 최소값일 때의 시간을 따르게 된다면, 제3 구간의 고장위치값(P1-3)과 제3 타겟위치값(P2-3)을 서로 연결한 곡선의 기울기보다 완만해져 고장 직후 회전자의 회전이 부자연스러워지게 되어 바람직하지 못하다.If, among the times when the first delay location value is the minimum value, the time when the second minimum value after the point of failure is followed, the failure location value (P1-3) of the third section and the third target location value (P2- 3) is more gentle than the slope of the curve connecting each other, which is undesirable because the rotation of the rotor becomes unnatural immediately after a failure.

다시 말해서, 제3 타겟위치값(P2-3)는 제2 지연시각에서의 회전자 위치값이며, 바로 타겟위치값이다.In other words, the third target position value P2-3 is the rotor position value at the second delay time, and is the target position value.

즉, 센서가 제3 구간(C)에서 고장시 인버터에 지령값으로 입력될 비선형위치값은 제3 구간의 고장위치값(P1-3)과 제3 타겟위치값(P2-3)을 서로 연결한 곡선의 값들이다.That is, when the sensor fails in the third section (C), the nonlinear position value to be input as a command value to the inverter connects the failure position value (P1-3) of the third section and the third target position value (P2-3). These are the values of a curve.

이후, 제 2지연시각 직후부터 인버터에 지령값으로 입력될 회전자 위치값은 추정위치값을 따르게 된다.Thereafter, the rotor position value to be input as a command value to the inverter immediately after the second delay time follows the estimated position value.

도 7은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 센서가 제4 구간(D)에서 고장시 비선형위치값을 나타낸 그래프이다.7 is a graph showing nonlinear position values when a sensor according to a preferred embodiment of the present invention fails in a fourth period (D).

이 때, 제2 지연시각은 고장시점 이후 제1 지연위치값의 첫 번째 최소값일 때의 시간과 고장시점 이후 제1 지연위치값의 첫 번째 최대값 사이일 때의 어느 시각이다.At this time, the second delay time is a time between the first minimum value of the first delay position value after the failure and the first maximum value of the first delay position value after the failure.

즉, 타겟위치값은 제4 타겟위치값(P2-4)에서의 회전자 위치값인 것이다.That is, the target position value is the rotor position value in the fourth target position value P2-4.

제4 구간의 고장위치값(P1-4)의 시간은 센서모드로부터 고장 직전 최종 측정한 시각, 즉 센서모드 시간이며, 제4 구간의 고장위치값(P1-4)의 회전자 위치값은 센서모드로부터 고장 직전 최종 측정한 회전자 위치값, 즉 센서모드 회전값이다.The time of the failure location value (P1-4) of the fourth section is the time of the last measurement immediately before the failure from the sensor mode, that is, the sensor mode time, and the rotor position value of the failure location value (P1-4) of the fourth section is the sensor mode time. It is the rotor position value measured from the mode immediately before failure, that is, the sensor mode rotation value.

한편, 제4 타겟위치값(P2-4)의 시간은 리졸버 없는 센서리스 모드로 계산된 시간에 따른 회전각을 추정한 값들 중 어느 하나의 시각이며, 한편, 제4 타겟위치값(P2-4)의 회전값은 리졸버 없는 센서리스 모드로 계산된 시간에 따라 추정한 그 어느 하나의 시각에서의 회전각일 수 있다.On the other hand, the time of the fourth target position value (P2-4) is any one of the values obtained by estimating the rotation angle according to the time calculated in the sensorless mode without a resolver, and on the other hand, the fourth target position value (P2-4) ) may be a rotation angle at any one time estimated according to the time calculated in the sensorless mode without the resolver.

다시 말해서, 고장시점부터 회전자의 위치값은 제4 구간의 고장위치값(P1-4)을 지나는 곡선들 중에서 제4 타겟위치값(P2-4)을 동시에 지나는 곡선을 따르게 되므로 급작스런 회전자 위치의 변경이 없게 되어 보다 스무스한 구동이 가능해지는 것이다.In other words, since the position value of the rotor from the time of failure follows the curve passing through the fourth target position value P2-4 among the curves passing through the failure position value P1-4 of the fourth section, the sudden rotor position Since there is no change in , smoother driving is possible.

만일, 제1 지연위치값의 최소값일 때의 시간 중 고장시점 이후의 두 번째 최고값일 때의 시간과 고장시점 이후 제1 지연위치값의 두 번째 최대값 사이 값을 따르게 된다면, 제4 구간의 고장위치값(P1-4)과 제4 타겟위치값(P2-4)을 서로 연결한 곡선의 기울기보다 완만해져 고장 직후 회전자의 회전이 부자연스러워지게 되어 바람직하지 못하다.If it follows the value between the time when the second highest value after the point of failure and the second maximum value of the first delay point value after the point of failure among the times when the first delay position value is the minimum value, the failure in the fourth section Since the slope of the curve connecting the position value (P1-4) and the fourth target position value (P2-4) is gentler than that of the curve, the rotation of the rotor immediately after a failure becomes unnatural, which is undesirable.

다시 말해서, 제4 타겟위치값(P2-4)는 제2 지연시각에서의 회전자 위치값이며, 바로 타겟위치값이다.In other words, the fourth target position value P2-4 is the rotor position value at the second delay time, and is the target position value.

즉, 센서가 제4 구간(D)에서 고장시 인버터에 지령값으로 입력될 비선형위치값은 제4 구간의 고장위치값(P1-4)과 제4 타겟위치값(P2-4)을 서로 연결한 곡선의 값들이다.That is, when the sensor fails in the fourth section (D), the nonlinear position value to be input as a command value to the inverter connects the failure position value (P1-4) in the fourth section and the fourth target position value (P2-4). These are the values of a curve.

이후, 제 2지연시각 직후부터 인버터에 지령값으로 입력될 회전자 위치값은 추정위치값을 따르게 된다.Thereafter, the rotor position value to be input as a command value to the inverter immediately after the second delay time follows the estimated position value.

P0 : 종래 고장위치값
P0' : 종래 타겟위치값
P1-1 : 제1 구간의 고장위치값
P1-2 : 제2 구간의 고장위치값
P1-3 : 제3 구간의 고장위치값
P1-4 : 제4 구간의 고장위치값
P2-1 : 제1 타겟위치값
P2-2 : 제2 타겟위치값
P2-3 : 제3 타겟위치값
P2-4 : 제4 타겟위치값
A : 제1 구간
B : 제2 구간
C : 제3 구간
D : 제4 구간P0: Previous fault location value
P0': Conventional target position value
P1-1: Fault location value of the first section
P1-2: Fault location value of the second section
P1-3: Fault location value of the 3rd section
P1-4: Fault location value of the 4th section
P2-1: first target position value
P2-2: 2nd target position value
P2-3: 3rd target position value
P2-4: 4th target position value
A: Section 1
B: 2nd section
C: 3rd section
D: 4th section

Claims (7)

전기자동차 구동모터 제어방법에 있어서,
회전자 센서에 의한 센서 모드와 리졸버 없는 센서리스 모드로 시간에 따른 회전각을 모니터링하는 단계;
상기 센서 모드의 중단 시, 상기 센서모드에서 상기 센서리스 모드로 전환되되,
상기 센서리스 모드는,
상기 센서모드에서 상기 회전자 센서에서 최종 측정된 상기 구동모터 회전자의 위치값인 센서모드 회전값 및 센서모드 시간을 저장하는 단계;
상기 센서 모드로부터 상기 센서리스 모드로 전환되는 센서리스전환구간을 설정하는 단계;
를 포함하고,
상기 센서리스전환구간은 상기 중단 시, 상기 센서모드 시간 및 센서모드 회전값으로부터 상기 센서리스 모드 시간 및 센서리스 모드 회전값으로 비선형적으로 전환되는 것을 특징으로 하는
전기자동차 구동모터 제어방법.
In the electric vehicle drive motor control method,
Monitoring a rotation angle over time in a sensor mode using a rotor sensor and a sensorless mode without a resolver;
When the sensor mode is stopped, the sensor mode is switched to the sensorless mode,
The sensorless mode,
storing a sensor mode rotation value and a sensor mode time, which are position values of the drive motor rotor finally measured by the rotor sensor in the sensor mode;
setting a sensorless switching period for switching from the sensor mode to the sensorless mode;
including,
Characterized in that the sensorless conversion period is non-linearly converted from the sensor mode time and sensor mode rotation value to the sensorless mode time and sensorless mode rotation value during the interruption.
Electric vehicle drive motor control method.
 제1항에 있어서,
상기 모니터링하는 단계는 상기 회전자 센서가 측정한 상기 구동모터 회전자의 기준점의 회전 위치값을 sin파형의 회전각으로 설정하고 구간별로 분할하는 파티션단계; 를 더 포함하되,
상기 파티션단계는,
상기 기준점의 회전 위치값이 0도 이상 90도 미만 구간인 제 1구간(A);
상기 기준점의 회전 위치값이 90도인 제 2구간(B);
상기 기준점의 회전 위치값이 90도 초과 180도 미만인 제 제3구간(C);
상기 기준점의 회전 위치값이 180도인 제 4구간(D); 를 포함하여 상기 제1 구간 내지 상기 제 4구간별로 타겟위치값을 설정하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는,
전기자동차 구동모터 제어방법.
According to claim 1,
The monitoring may include a partitioning step of setting the rotational position value of the reference point of the drive motor rotor measured by the rotor sensor as a rotational angle of a sine wave and dividing it into sections; Including more,
In the partitioning step,
a first section (A) in which the rotational position value of the reference point is between 0 degrees and less than 90 degrees;
a second section (B) in which the rotational position value of the reference point is 90 degrees;
a third section (C) in which the rotational position value of the reference point is greater than 90 degrees and less than 180 degrees;
a fourth section (D) in which the rotational position value of the reference point is 180 degrees; Setting a target location value for each of the first to fourth sections, including; Characterized in that it includes,
Electric vehicle drive motor control method.
 제2항에 있어서,
상기 회전자 센서의 고장이 상기 제 1구간에서 발생시,
상기 센서리스 모드 시간은 상기 센서모드 시간으로부터 기설정된 제1 지연시각에 추가 지연시간을 더한 제2 지연시각이며,
상기 제2 지연시각은 상기 센서리스 모드 회전값이 최고값일 때의 시간 중 상기 센서의 고장시점 이후의 첫 번째 최고값일 때의 시간인 것을 특징으로 하는,
전기자동차 구동모터 제어방법.
According to claim 2,
When the failure of the rotor sensor occurs in the first section,
The sensorless mode time is a second delay time obtained by adding an additional delay time to a preset first delay time from the sensor mode time,
Characterized in that the second delay time is the time when the sensorless mode rotation value is the first highest value after the point of failure of the sensor among the times when the sensorless mode rotation value is the highest value.
Electric vehicle drive motor control method.
 제3항에 있어서,
상기 회전자 센서의 고장이 상기 제 2구간에서 발생시,
상기 센서리스 모드 시간은 상기 센서모드 시간으로부터 기설정된 제1 지연시각에 추가 지연시간을 더한 제2 지연시각이며,
상기 제2 지연시각은 상기 센서의 고장시점 이후 상기 센서리스 모드 회전값의 첫 번째 최고값일 때의 시간과 상기 고장시점 이후 상기 센서리스 모드 회전값의 첫 번째 최소값 사이일 때의 시간인 것을 특징으로 하는,
전기자동차 구동모터 제어방법.
According to claim 3,
When the failure of the rotor sensor occurs in the second section,
The sensorless mode time is a second delay time obtained by adding an additional delay time to a preset first delay time from the sensor mode time,
The second delay time is a time between a first maximum value of the sensorless mode rotation value after the failure of the sensor and a first minimum value of the sensorless mode rotation value after the failure. doing,
Electric vehicle drive motor control method.
 제2항에 있어서,
상기 회전자 센서의 고장이 상기 제 3구간에서 발생시,
상기 센서리스 모드 시간은 상기 센서모드 시간으로부터 기설정된 제1 지연시각에 추가 지연시간을 더한 제2 지연시각이며,
상기 제2 지연시각은 상기 센서의 고장시점 이후 상기 센서리스 모드 회전값의 첫 번째 최소값일 때의 시간인 것을 특징으로 하는,
전기자동차 구동모터 제어방법.
According to claim 2,
When the failure of the rotor sensor occurs in the third section,
The sensorless mode time is a second delay time obtained by adding an additional delay time to a preset first delay time from the sensor mode time,
Characterized in that the second delay time is the time when the first minimum value of the rotation value in the sensorless mode after the point of failure of the sensor,
Electric vehicle drive motor control method.
 제2항에 있어서,
상기 회전자 센서의 고장이 상기 제 4구간에서 발생시,
상기 센서리스 모드 시간은 상기 센서모드 시간으로부터 기설정된 제1 지연시각에 추가 지연시간을 더한 제2 지연시각이며,
상기 제2 지연시각은 상기 센서의 고장시점 이후 상기 센서리스 모드 회전값의 첫 번째 최소값일 때의 시간과 상기 센서의 고장시점 이후 상기 센서리스 모드 회전값의 첫 번째 최대값 사이일 때의 시간인 것을 특징으로 하는,
전기자동차 구동모터 제어방법.
According to claim 2,
When the failure of the rotor sensor occurs in the fourth section,
The sensorless mode time is a second delay time obtained by adding an additional delay time to a preset first delay time from the sensor mode time,
The second delay time is a time between the first minimum value of the sensorless mode rotation value after the failure of the sensor and the first maximum value of the sensorless mode rotation value after the failure of the sensor. characterized in that,
Electric vehicle drive motor control method.
 제1항에 있어서,
상기 센서리스 모드는, 아래 수학식 1로부터 상기 회전자의 추정위치값을 도출하고, 상기 센서리스전환구간의 비선형위치값은 아래 수학식 2를 통해 도출하는 것을 특징으로 하는,
전기자동차 구동모터 제어방법.

수학식1.
Figure 112020142274242-pat00021

Figure 112020142274242-pat00022

Figure 112020142274242-pat00023

Figure 112020142274242-pat00024

Figure 112020142274242-pat00025
: 회전자자속 위치
Figure 112020142274242-pat00026
: d축 회전자자속
Figure 112020142274242-pat00027
: q축 회전자자속
Figure 112020142274242-pat00028
: d축 고정자자속
Figure 112020142274242-pat00029
: q축 고정자자속
Figure 112020142274242-pat00030
: 상호인덕턴스
Figure 112020142274242-pat00031
: 회전자 인덕턴스
Figure 112020142274242-pat00032
: 고정자 인덕턴스

수학식2.

Figure 112020142274242-pat00033

Figure 112020142274242-pat00034

Figure 112020142274242-pat00035

Figure 112020142274242-pat00036
: 차단주파수
Figure 112020142274242-pat00037
: 저역통과필터의 샘플링주파수
Figure 112020142274242-pat00038
: 저역통과필터 입력
Figure 112020142274242-pat00039
: 현재 저역통과필터 출력
Figure 112020142274242-pat00040
: 이전 저역통과필터 출력According to claim 1,
In the sensorless mode, the estimated position value of the rotor is derived from Equation 1 below, and the nonlinear position value of the sensorless switching section is derived through Equation 2 below.
Electric vehicle drive motor control method.

Equation 1.
Figure 112020142274242-pat00021

Figure 112020142274242-pat00022

Figure 112020142274242-pat00023

Figure 112020142274242-pat00024

Figure 112020142274242-pat00025
: Rotor flux position
Figure 112020142274242-pat00026
: d-axis rotor flux
Figure 112020142274242-pat00027
: q-axis rotor flux
Figure 112020142274242-pat00028
: d-axis stator flux
Figure 112020142274242-pat00029
: q-axis stator flux
Figure 112020142274242-pat00030
: mutual inductance
Figure 112020142274242-pat00031
: Rotor inductance
Figure 112020142274242-pat00032
: stator inductance

Equation 2.

Figure 112020142274242-pat00033

Figure 112020142274242-pat00034

Figure 112020142274242-pat00035

Figure 112020142274242-pat00036
: cutoff frequency
Figure 112020142274242-pat00037
: Sampling frequency of the low pass filter
Figure 112020142274242-pat00038
: low pass filter input
Figure 112020142274242-pat00039
: current low pass filter output
Figure 112020142274242-pat00040
: previous low pass filter output
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