KR20170064430A - Device for determining the rotor position using 3 linear hall sensor and method thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 브러시리스 모터의 로터 위치를 검출하는 장치 및 그 방법에 관한 발명이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 로터 위치 검출 장치는 샤프트(shaft)의 일단에 위치되는 2극 착자 마그넷(magnet), 상기 마그넷으로부터 소정의 거리만큼 떨어져 위치하며, 상기 마그넷으로부터 방출되는 자기장의 세기를 감지하는 제1 리니어 홀센서(linear hall sensor), 상기 마그넷으로부터 소정의 거리만큼 떨어져 위치하며, 상기 마그넷으로부터 방출되는 자기장의 세기를 감지하는 제2 리니어 홀센서, 상기 마그넷으로부터 소정의 거리만큼 떨어져 위치하며, 상기 마그넷으로부터 방출되는 자기장의 세기를 감지하는 제3 리니어 홀센서 및 상기 제1 리니어 홀센서, 제2 리니어 홀센서 및 제3 리니어 홀센서의 출력값을 획득하고 상기 획득된 출력값을 보정한 검출값을 바탕으로 로터(rotor)의 위치를 판단하는 로터 위치 판단부를 포함할 수 있다.The present invention relates to an apparatus and method for detecting a rotor position of a brushless motor. A rotor position detecting apparatus according to an embodiment of the present invention includes a bipolar magnet positioned at one end of a shaft, a magnetic pole positioned at a predetermined distance from the magnet, A second linear hall sensor disposed at a predetermined distance from the magnet for sensing the intensity of a magnetic field emitted from the magnet, a second linear hall sensor positioned at a predetermined distance from the magnet, A third linear hall sensor for sensing the intensity of the magnetic field emitted from the magnet and a second linear hall sensor for detecting an output value of the first linear hall sensor, And a rotor position determination unit for determining a position of the rotor based on the value of the rotor position.
Description
본 발명의 일 실시예는, 3개의 리니어 홀 센서를 이용한 로터의 위치를 검출하는 장치 및 그 방법에 관한 발명이다.One embodiment of the present invention relates to an apparatus and method for detecting the position of a rotor using three linear hall sensors.
브러시리스 모터(brushless motor)는 브러시(brush), 정류자 등의 기계적인 접촉부를 없애고 이것을 전자식 정류 기구로 구현한 모터이다. 브러시리스 모터는 권선이 스테이터에만 감겨 있으며 로터에는 강한 영구자석이 설치되어 있다. 전자식 정류 기구가 회전각도에 근거하여 스테이터 코일에 전류를 공급하면 로터가 회전하게 된다.A brushless motor is a motor that eliminates mechanical contacts such as brushes and commutators and implements them with an electronic rectifier. In a brushless motor, the windings are wound on the stator only and strong permanent magnets are installed on the rotor. When the electromagnetic commutator supplies current to the stator coil based on the rotation angle, the rotor rotates.
전자식 정류 기구는, 개별 스테이터 코일에 전류를 공급 또는 차단하는 기능을 제어한다. 전자식 정류 기구는, 로터 위치센서로부터 로터의 위치정보를 전달받아, 이를 근거로 스테이터의 해당 코일에 정류를 공급 또는 차단한다. 브러시리스 모터의 정밀 위치 제어를 위해서 로터의 정밀한 위치 검출을 할 수 있어야 한다. The electronic rectifier controls the function of supplying or blocking current to the individual stator coils. The electronic rectifying mechanism receives the position information of the rotor from the rotor position sensor and supplies or blocks the rectified current to the corresponding coil of the stator on the basis of the received information. To precisely control the position of the brushless motor, it is necessary to detect the position of the rotor precisely.
근래에 자동차에 탑재되는 전기전자 시스템의 오류로 인한 사고방지를 위한 자동차 기능 안전성 국제 표준인 ISO 2626가 ISO 에서 제정되었다. ISO 2626는 위험 기반 안전 표준으로, 해로운 작동 상황의 위험을 정량적으로 계산하고 체계적인 고장을 회피하거나 통제하고 임의의 하드웨어 고장을 감지 또는 제어하거나 그 영향을 완화하기 위한 안전 수단을 정의하고 있다.ISO 2626, an international standard for automotive functional safety for the prevention of accidents caused by errors in electrical and electronic systems mounted on automobiles, has recently been established by ISO. ISO 2626 is a risk-based safety standard that defines safety measures to quantitatively calculate the risk of harmful operational conditions, to avoid or control systematic failures, to detect or control any hardware failure, or to mitigate its effects.
하이브리드(hybrid) 자동차 또는 전기 자동차의 보급으로, 브러시리스 모터가 자동차에 탑재됨으로써 브러시리스 모터도 ISO 26262를 준수할 필요성이 대두되었다. ISO 26262를 준수하기 위해서, 브러시리스 모터의 로터 위치센서의 고장 발생 여부가 감지되어야 한다.With the introduction of hybrid or electric vehicles, the need for brushless motors to comply with ISO 26262 has come into play as brushless motors are mounted on automobiles. To comply with ISO 26262, the failure of the rotor position sensor of the brushless motor should be detected.
따라서, 브러시리스 모터에서 로터의 정확한 위치 검출과 함께 위치센서의 고장 여부도 판단할 수 있는 기술의 제공이 요구 된다.Therefore, it is required to provide a technique capable of detecting the position of the rotor in the brushless motor as well as the failure of the position sensor.
본 발명의 일 실시예가 해결하고자 하는 기술적 과제는 브러시리스 모터의 로터 위치를 검출하는 장치 및 방법을 제공하는 것이다.An embodiment of the present invention provides an apparatus and method for detecting a rotor position of a brushless motor.
본 발명의 일 실시예가 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는 브러시리스 모터의 로터 위치센서의 이상 발생 여부를 판단할 수 있는 장치 및 방법을 제공하는 것이다.Another aspect of the present invention is to provide an apparatus and method for determining whether an abnormality has occurred in a rotor position sensor of a brushless motor.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해 될 수 있을 것이다.The technical objects of the present invention are not limited to the above-mentioned technical problems, and other technical subjects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 태양에 따른 로터 위치 검출 장치는 샤프트(shaft)의 일단에 위치되는 2극 착자 마그넷(magnet), 상기 마그넷으로부터 소정의 거리만큼 떨어져 위치하며, 상기 마그넷으로부터 방출되는 자기장의 세기를 감지하는 제1 리니어 홀센서(linear hall sensor), 상기 마그넷으로부터 소정의 거리만큼 떨어져 위치하며, 상기 마그넷으로부터 방출되는 자기장의 세기를 감지하는 제2 리니어 홀센서, 상기 마그넷으로부터 소정의 거리만큼 떨어져 위치하며, 상기 마그넷으로부터 방출되는 자기장의 세기를 감지하는 제3 리니어 홀센서 및 상기 제1 리니어 홀센서, 제2 리니어 홀센서 및 제3 리니어 홀센서의 출력값을 획득하고 상기 획득된 출력값을 보정한 검출값을 바탕으로 로터(rotor)의 위치를 판단하는 로터 위치 판단부를 포함할 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a rotor position detecting apparatus comprising: a bipolar magnet positioned at one end of a shaft; a rotor positioned at a predetermined distance from the magnet, A first linear hall sensor for sensing the intensity of a magnetic field emitted from the magnet, a second linear hall sensor for sensing a strength of a magnetic field emitted from the magnet, the linear hall sensor being spaced apart from the magnet by a predetermined distance, A third linear hall sensor which is located a predetermined distance apart from the magnet and senses the intensity of the magnetic field emitted from the magnet and an output value of the first linear hall sensor, the second linear hall sensor and the third linear hall sensor, A rotor position determination unit for determining a position of a rotor based on a detection value obtained by correcting the output value .
상기와 같은 본 발명의 일 실시예에 따르면 브러시리스 모터의 로터 위치를 검출할 수 있고, 또한 로터 위치센서의 이상 발생 여부도 판단할 수 있는 효과가 있다.According to the embodiment of the present invention, it is possible to detect the rotor position of the brushless motor and also to determine whether or not the rotor position sensor is abnormal.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른, 브러시리스 모터의 단면도이다.
도 2와 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른, 마그넷과 리니어 홀센서의 위치를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른, 리니어 홀센서의 출력값을 도시한 그래프이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른, 리니어 홀센서의 출력값을 보정한 검출값을 도시한 그래프이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른, 로터 위치 검출 방법을 도시한 순서도이다.1 is a cross-sectional view of a brushless motor according to an embodiment of the present invention.
2 and 3 are views showing positions of a magnet and a linear Hall sensor according to an embodiment of the present invention.
4 is a graph showing an output value of the linear hall sensor according to an embodiment of the present invention.
5 is a graph showing a detection value obtained by correcting an output value of the linear hall sensor according to an embodiment of the present invention.
6 is a flowchart showing a rotor position detection method according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 게시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 게시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and features of the present invention and the manner of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described in detail below with reference to the accompanying drawings. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art. Is provided to fully convey the scope of the invention to those skilled in the art, and the invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout the specification.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms (including technical and scientific terms) used herein may be used in a sense commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Also, commonly used predefined terms are not ideally or excessively interpreted unless explicitly defined otherwise.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른, 브러시리스 모터의 단면도이다. 1 is a cross-sectional view of a brushless motor according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 브러시리스 모터(100)는 고정자(110), 로터(rotor, 120), 샤프트(shaft, 130), 마그넷(magnet, 140), 리니어 홀센서(linear hall-sensor, 150) 및 센서 회로기판(170)을 포함할 수 있다. 1, a
고정자(110)에는 전류가 흐르는 전선이 구비되어 있으며, 상기 전선에 전류가 흐를 때 자기력이 발생한다. 로터(120)에는 다수의 극이 착자된 자석이 구비되어 있다. 고정자(110)에 발생한 상기 자기력은 로터(120)의 자석에 힘을 가하게 되고, 로터(120)와 연결된 샤프트(130)는 회전하게 된다.The
샤프트(130)는 브러시리스 모터(100)의 회전 중심축이다. 고정자(110)에 전류가 흐르게 되면, 자기력에 의해서 로터(120)가 회전하게 되고, 로터(120)가 부착된 샤프트(130)도 함께 회전하게 된다. The
본 발명의 일 실시예에 따른 마그넷(140)은 샤프트(130)의 일단에 위치할 수 있다. 마그넷(140)은 하나의 N극과 하나의 S극이 붙어 있는 단면 2극 착자 마그넷으로 일 수 있다. 마그넷(140)은 디스크(disk) 형상의 원형 마그넷 또는 도너(donut) 형상의 링형 마그넷일 수 있다. 마그넷(140)은 브러시리스 모터(100) 내부에 있는 샤프트(130)의 일단 끝에 부착되는 엔드 샤프트 타입(end shaft type) 이거나, 샤프트(130)의 일단에 끼워지는 스루 샤프트 타입(through shaft type)일 수 있다.The
센서 회로기판(170)은 리니어 홀센서(150)가 위치한 회로 기판이다. 센서 회로기판(170)은 브러시리스 모터(100)의 바닥면에 위치할 수 있지만, 이것은 예시에 불과하며 이에 한정되지 않는다. 센서 회로기판(170)은 리니어 홀센서(150)에 전원을 공급하거나, 리니어 홀센서(150)에 외부 전기전자 장치와의 연결을 제공할 수 있다.The
리니어 홀센서(150)는 마그넷(140)에서 방출된 자기장을 감지할 수 있다. 리니어 홀센서(150)는 상기 감지된 자기장의 세기에 따라 비례하는 검출값을 출력할 수 있다. 상기 검출값은 전압 또는 전류일 수 있다. 마그넷(140)이 샤프트(130)가 회전할 때 함께 회전하게 되면, 마그넷(140) 주변에 있는 리니어 홀센서(150)에 미치는 상기 자기장의 세기는 상기 회전에 따라 변화하게 된다. 리니어 홀센서(150)는 상기 자기장의 변화를 감지하고, 그 크기에 따른 검출값을 출력할 수 있다.The
본 발명의 일 실시예에 따르면, 리니어 홀센서(150)는 제1 리니어 홀센서(152), 제2 리니어 홀센서(154) 및 제3 리니어 홀센서(156)를 포함할 수 있다. 제1 리니어 홀센서(152)는 제1 출력값, 제2 리니어 홀센서(154)는 제2 출력값 및 제3 리니어 홀센서(156)는 제3 출력값을 출력할 수 있다. According to one embodiment of the present invention, the
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 로터 위치 검출 장치는 마그넷(140), 리니어 홀센서(150) 및 로터 위치 판단부를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, the rotor position detecting apparatus according to an embodiment of the present invention may include a
상기 로터 위치 판단부는 도 1에 도시되지 않았지만, 센서 회로기판(170)에 포함되거나, 브러시리스 모터(100) 외부에 구비될 수 있지만, 이것은 예시에 불과하며 이에 한정되지 않는다.Although not shown in FIG. 1, the rotor position determination unit may be included in the
도 1에 도시된 브러시리스 모터(100)는 본 발명의 일 실시예에 따른 로터 위치 검출 장치를 포함한 브러시리스 모터일 수 있다.The
도 2와 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른, 마그넷과 리니어 홀센서의 위치를 도시한 도면이다.2 and 3 are views showing positions of a magnet and a linear Hall sensor according to an embodiment of the present invention.
도 2와 도 3을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 마그넷(140)과 리니어 홀센서(150)의 배치 위치를 자세하게 설명한다.2 and 3, the positions of the
도 2에 도시된 것과 같이 마그넷(140)은 샤프트(130)의 말단에 부착된 엔드 샤프트 타입일 수 있지만, 다른 실시예에 따르면 샤프트(130)를 관통하여 샤프터(130)의 말단에 끼워진 스루 샤프트 타입일 수도 있다.2, the
마그넷(140)과 샤프트(130)는 동일한 중심축(210)을 공유할 수 있다. 리니어 홀센서(150)는 중심축(210)과 직교하는 마그넷(140)의 단면과 평행하면서 마그넷(140)으로부터 소정의 거리만큼 떨어진 가상의 평면 상에 위치할 수 있다. 상기 가상의 평면은 센서 회로기판(170)일 수 있으며, 센서 회로기판(170)은 마그넷(140)과 마주보도록 소정의 거리만큼 떨어져 위치할 수 있다.The
마그넷(140)을 센서 회로기판(170) 위로 투영한 정사영(220) 내부에 리니어 홀센서(150)는 위치할 수 있다. 도 2에 도시된 것과 같이, 마그넷(140)의 반지름이 r이고, 중심축(210)과 리니어 홀센서(150)의 거리가 d 인 경우에, 상기 d와 r은 d<r 조건을 만족할 수 있다.The
도 3은 브러시리스 모터(100)의 바닥에서 마그넷(140)을 바라본 저면도이다. 3 is a bottom view of the
도 3에 도시된 것과 같이, 리니어 홀센서(150)는 마그넷(140)의 영역 내부에 위치할 수 있다. 리니어 홀센서(150)에 포함된, 제1 리니어 홀센서(152), 제2 리니어 홀센서(154) 및 제3 리니어 홀센서(156)는 중심축(210)으로부터 동일 반경 상에 위치할 수 있다.As shown in FIG. 3, the
제1 리니어 홀센서(152)와 제3 리니어 홀센서(156)는 중심축(210)을 기준으로 90도(degree)를 형성할 수 있다. 제1 리니어 홀센서(152)를 기준으로 제3 리니어 홀센서(156)는 동일 반경 상에서 시계 방향 또는 반시계 방향으로 90도 지점에 위치할 수 있다.The first
제2 리니어 홀센서(154)는 상기 동일한 반경 상에서 제1 리니어 홀센서(152)와 제3 리니어 홀센서(156) 사이에 위치할 수 있다. 제2 리니어 홀센서(154)는 상기 반경 상에서 제1 리니어 홀센서(152)와 예각을 형성하는 지점에 위치할 수 있다. 상기 예각의 크기는 Φ이고, 상기 Φ는 0도 보다 크고 90도 보다 작은 값일 수 있다.The second
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른, 리니어 홀센서의 출력값을 도시한 그래프이다.4 is a graph showing an output value of the linear hall sensor according to an embodiment of the present invention.
도 4를 참조하면, 제1 리니어 홀센서(152)의 제1 출력값(410), 제2 리니어 홀센서(154)의 제2 출력값(420) 및 제3 리니어 홀센서(156)의 제3 출력값(430)은 서로 다른 게인(gain), 오프셋(offset) 및 페이즈(phase)를 가질 수 있다. 4, the
도 4의 그래프는 예시적이며, 이에 한정되지 않는다.The graph of Fig. 4 is illustrative and not limiting.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른, 리니어 홀센서의 출력값을 보정한 검출값을 도시한 그래프이다.5 is a graph showing a detection value obtained by correcting an output value of the linear hall sensor according to an embodiment of the present invention.
도 4에 도시된 것과 같이 제1 출력값(410), 제2 출력값(420) 및 제3 출력값(430)은 서로 다른 게인, 오프셋 및 페이즈를 가지기 때문에 로(raw)값을 그대로 이용할 수 없다. 4, the
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 로터 위치 판단부는 제1 출력값(410), 제2 출력값(420) 및 제3 출력값(430)의 게인, 오프셋 및 페이즈를 보정할 수 있다. 제1 출력값(410)을 보정한 제1 검출값(510), 제2 출력값(420)을 보정한 제2 검출값(520) 및 제3 출력값(430)을 보정한 제3 검출값(530)이 도 5에 도시되어 있다.Therefore, according to an embodiment of the present invention, the rotor position determination unit may correct the gains, the offsets, and the phases of the
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른, 로터 위치 검출 방법을 도시한 순서도이다.6 is a flowchart showing a rotor position detection method according to an embodiment of the present invention.
도 6을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 로터 위치 검출 방법을 자세하게 설명한다.Referring to FIG. 6, a rotor position detection method according to an embodiment of the present invention will be described in detail.
로터 위치 검출부는 제1 리니어 홀센서(152)의 제1 출력값, 제2 리니어 홀센서(154)의 제2 출력값 및 제3 리니어 홀센서(156)의 제3 출력값을 획득한다(S110). The rotor position detection unit obtains the first output value of the first
상기 로터 위치 검출부는 상기 제1 출력값, 제2 출력값 및 제3 출력값을 보정하여 각각 V1, V2 및 V3를 도출한다(S120). The rotor position detector corrects the first output value, the second output value, and the third output value to derive V1, V2, and V3, respectively (S120).
상기 로터 위치 검출부는, 다음 수식을 이용하여, 제1 위치값 θ1, 제2 위치값 θ2, 제3 위치값 θ3를 도출한다(S130). 상기 로터 위치 검출부는 상기 θ1, θ2 및 θ3를 도출하기 위하여, 상기 V1, V2 및 V3와 제1 리니어 홀센서(152)와 제2 리니어 홀센서(154) 사이의 형성된 각도인 상기 Φ를 이용한다.The rotor position detection unit derives the first position value? 1, the second position value? 2, and the third position value? 3 using the following equation (S130). The rotor position detection unit uses the angle? Formed between the V1, V2, and V3 and the first
상기 로터 위치 검출부는 상기 제1 위치값과 상기 제2 위치값의 크기 차이가 사전에 정해진 검출 오차 α 이내인지 여부를 판단한다(S140). The rotor position detector determines whether the magnitude difference between the first position value and the second position value is within a predetermined detection error? (S140).
상기 로터 위치 검출부는, 상기 S140 단계에서 판단 결과 상기 검출 오차 이내이면, 상기 제1 위치값과 상기 제3 위치값의 크기 차이가 상기 검출 오차 이내인지 여부를 판단한다(S150).In operation S150, the rotor position detector determines whether the magnitude difference between the first position value and the third position value is within the detection error, when the determination result is within the detection error.
상기 로터 위치 검출부는 상기 S150 단계의 판단 결과 상기 검출 오차 이내이면, 리니어 홀센서(150)가 정상 동작하는 것으로 판단하고 상기 제1 위치값이 로터(120)의 위치를 가리키는 것으로 판단한다(S155).The rotor position detector determines that the
상기 로터 위치 검출부는 상기 S150 단계의 판단 결과 상기 검출 오차 이내가 아니면, 상기 제2 위치값과 상기 제3 위치값의 차이가 상기 검출 오차 이내인지 여부를 판단한다(S170).In step S170, the rotor position detector determines whether the difference between the second position value and the third position value is within the detection error, as a result of the determination in step S150.
상기 로터 위치 검출부는 상기 S170 단계의 판단 결과 상기 검출 오차 이내이면, 제3 리니어 홀센서(156)에 이상 발생으로 판단하고 상기 제2 위치값이 로터(120)의 위치를 가리키는 것으로 판단한다(S175).The rotor position detector determines that an abnormality has occurred in the third
상기 로터 위치 검출부는 상기 S140 단계의 판단 결과 상기 검출 오차 이내가 아니면, 상기 제1 위치값이 상기 제3 위치값과 상기 검출 오차 이내인지 여부를 판단한다(S160).In step S160, the rotor position detector determines whether the first position value is within the detection error or not within the detection error as a result of the determination in step S140.
상기 로터 위치 검출부는 상기 S160 단계의 판단 결과 상기 검출 오차 이내이면, 상기 제2 위치값이 상기 제3 위치값과 상기 검출 오차 이내인지 여부를 판단한다(S180).In step S180, the rotor position detector determines whether the second position value is within the detection error, if the second position value is within the detection error as a result of the determining in step S160.
상기 로터 위치 검출부는 상기 S180 단계의 판단 결과 상기 검출 오차 이내이면, 제1 리니어 홀센서(152)에 이상 발생으로 판단하고 상기 제3 위치값이 로터(120)의 위치를 가리키는 것으로 판단한다(S185).The rotor position detector determines that an abnormality has occurred in the first
상기 로터 위치 검출부는 상기 S160, S170 및 S180 단계의 판단 결과가 모두 상기 검출 오차 이내가 아니면, 리니어 홀센서(150)에 이상 발생으로 판단하고 로터(120)의 위치는 검출할 수 없는 것으로 판단한다(S190).The rotor position detector determines that an abnormality has occurred in the
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, You will understand. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive.
브러시리스 모터
100
고정자
110
로터
120
샤프트
130
마그넷
140
리니어 홀센서
150
제1 리니어 홀센서
152
제2 리니어 홀센서
154
제3 리니어 홀센서
156
센서 회로기판
170
The
The first
The second
Third
Claims (7)
상기 마그넷으로부터 소정의 거리만큼 떨어져 위치하며, 상기 마그넷으로부터 방출되는 자기장의 세기를 감지하는 제1 리니어 홀센서(linear hall sensor);
상기 마그넷으로부터 소정의 거리만큼 떨어져 위치하며, 상기 마그넷으로부터 방출되는 자기장의 세기를 감지하는 제2 리니어 홀센서;
상기 마그넷으로부터 소정의 거리만큼 떨어져 위치하며, 상기 마그넷으로부터 방출되는 자기장의 세기를 감지하는 제3 리니어 홀센서; 및
상기 제1 리니어 홀센서, 제2 리니어 홀센서 및 제3 리니어 홀센서의 출력값을 획득하고 상기 획득된 출력값을 보정한 검출값을 바탕으로 로터(rotor)의 위치를 판단하는 로터 위치 판단부를 포함하는,
로터 위치 검출 장치.A bipolar magnet positioned at one end of a shaft;
A first linear hall sensor positioned at a predetermined distance from the magnet and sensing the intensity of the magnetic field emitted from the magnet;
A second linear hall sensor positioned at a predetermined distance from the magnet and sensing the intensity of a magnetic field emitted from the magnet;
A third linear hall sensor positioned at a predetermined distance from the magnet and sensing an intensity of a magnetic field emitted from the magnet; And
And a rotor position determiner for determining the position of the rotor based on the output values of the first linear hall sensor, the second linear hall sensor, and the third linear hall sensor, ,
Position detecting device.
상기 마그넷은,
링형 또는 원형의 2극 단면 착자 마그넷을 포함하고,
엔드 샤프트 타입(end shaft type) 또는 스루 샤프트 타입(through shaft type)을 포함하는,
로터 위치 검출 장치.The method according to claim 1,
The magnet may include:
A ring-shaped or circular two-pole magnet magnet,
Including an end shaft type or a through shaft type,
Position detecting device.
상기 제1 리니어 홀센서, 제2 리니어 홀센서 및 제3 리니어 홀센서는,
상기 마그넷의 중심축에 직교하는 단면과 소정의 거리에 떨어진 평행한 가상의 평면 상에 모두 위치하고,
상기 중심축과 상기 가상의 평면이 만나는 중심점에서 동일한 거리의 반경 상에 위치하며,
상기 제1 리니어 홀센서와 상기 제3 리니어 홀센서는 90도(degree)의 각을 형성하고,
상기 제2 리니어 홀센서는 상기 제1 리니어 홀센서와 상기 제3 리니어 홀센서의 사이에 위치하는,
로터 위치 검출 장치.The method according to claim 1,
The first linear hall sensor, the second linear hall sensor, and the third linear hall sensor,
Both of which are located on a parallel imaginary plane spaced apart from a cross section orthogonal to the central axis of the magnet by a predetermined distance,
A center axis at which the central axis meets the imaginary plane,
Wherein the first linear hall sensor and the third linear hall sensor form an angle of 90 degrees,
Wherein the second linear hall sensor is disposed between the first linear hall sensor and the third linear hall sensor,
Position detecting device.
상기 제1 리니어 홀센서는,
상기 마그넷의 자기장 세기를 감지한 제1 출력값을 출력하고,
상기 제2 리니어 홀센서는,
상기 마그넷의 자기장 세기를 감지한 제2 출력값을 출력하고,
상기 제3 리니어 홀센서는,
상기 마그넷의 자기장 세기를 감지한 제3 출력값을 출력하고,
상기 로터 위치 판단부는,
상기 제1 출력값, 상기 제2 출력값 및 상기 제3 출력값을 획득하여 각각에 대하여 게인(gain), 오프셋(offset) 및 페이즈(phase)를 보정한 제1 검출값, 제2 검출값 및 제3 검출값을 도출하며, 상기 도출된 제1 검출값, 제2 검출값 및 제3 검출값을 바탕으로 로터의 이상 여부 및 로터의 위치를 판단하는,
로터 위치 검출 장치.The method according to claim 1,
The first linear hall sensor includes:
A first output value sensing a magnetic field strength of the magnet,
The second linear hall sensor includes:
A second output value sensing the magnetic field strength of the magnet,
Wherein the third linear hall sensor comprises:
A third output value sensing the magnetic field strength of the magnet,
The rotor position determination unit may determine,
A first detection value obtained by obtaining the first output value, the second output value and the third output value and correcting gain, offset and phase for each of the first detection value, And determining the position of the rotor based on the first detected value, the second detected value, and the third detected value,
Position detecting device.
로터 위치 판단부는,
상기 제1 검출값과 상기 제3 검출값을 바탕으로 제1 위치값을 도출하며,
상기 제1 검출값과 상기 제2 검출값을 바탕으로 제2 위치값을 도출하고,
상기 제2 검출값과 상기 제3 검출값을 바탕으로 제3 위치값을 도출하며,
상기 제1 위치값과 상기 제2 위치값이 사전에 정해진 검출 오차 이내이고, 상기 제1 위치값과 상기 제3 위치값이 상기 검출 오차 이내이면, 센서 정상 동작으로 판단하며, 제1 위치값이 로터 위치를 가리키는 것으로 판단하며,
상기 제1 위치값과 상기 제2 위치값이 사전에 정해진 검출 오차 이내이고, 상기 제1 위치값과 상기 제3 위치값이 상기 검출 오차 이내가 아니면, 제2 위치값이 제3 위치값과 검출 오차 이내인지 추가 판단하여, 상기 추가 판단 결과 상기 검출 오차 이내이면 이면 상기 제3 리니어 홀센서에 이상 발생으로 판단하고 상기 제2 위치값이 로터 위치를 가리키는 것으로 판단하며, 상기 추가 판단 결과 상기 검출 오차 이내가 아니면 센서 이상 발생으로 판단하며,
상기 제1 위치값과 상기 제2 위치값이 상기 검출 오차 이내가 아니고, 상기 제1 위치값과 상기 제3 위치값이 상기 검출 오차 이내이고 상기 제2 위치값과 상기 제3 위치값이 상기 검출 오차 이내이면 상기 제1 리니어 홀센서에 이상 발생으로 판단하고 상기 제3 위치값이 상기 로터 위치를 가리키는 것으로 판단하며,
상기 제1 위치값과 상기 제2 위치값이 상기 검출 오차 이내가 아니고, 상기 제1 위치값과 상기 제3 위치값이 상기 검출 오차 이내가 아니거나 상기 제2 위치값과 상기 제3 위치값이 상기 검출 오차 이내가 아니면, 센서 이상 발생으로 판단하는,
로터 위치 검출 장치.5. The method of claim 4,
The rotor position determination unit,
Deriving a first position value based on the first detected value and the third detected value,
Deriving a second position value based on the first detected value and the second detected value,
Derive a third position value based on the second detected value and the third detected value,
If the first position value and the second position value are within a predetermined detection error and the first position value and the third position value are within the detection error, It is determined that the rotor position is indicated,
If the first position value and the second position value are within a predetermined detection error and the first position value and the third position value are not within the detection error, And if it is within the detection error as a result of the further determination, it is determined that an abnormality has occurred in the third linear hall sensor and that the second position value indicates the rotor position, , It is judged that the sensor abnormality occurs,
Wherein the first position value and the second position value are not within the detection error and the first position value and the third position value are within the detection error and the second position value and the third position value are within the detection error, Determines that an abnormality has occurred in the first linear hall sensor and determines that the third position value indicates the rotor position if it is within an error,
Wherein the first position value and the second position value are not within the detection error, the first position value and the third position value are not within the detection error, or the second position value and the third position value If it is not within the detection error,
Position detecting device.
상기 제1 위치값은,
상기 제1 검출값을 상기 제3 검출값으로 나누어 산출된 값의 아크탄젠트(arctangent) 값이고,
상기 제2 위치값은, 다음 수식을 만족하는 값이며,
상기 제3 위치값은, 다음 수식을 만족하는 값인,
로터 위치 검출 장치.6. The method of claim 5,
Wherein the first position value is a first position value,
An arctangent value of the value obtained by dividing the first detected value by the third detected value,
The second position value is a value that satisfies the following expression,
Wherein the third position value is a value satisfying the following formula:
Position detecting device.
상기 제1 출력값을 보정한 제1 검출값, 상기 제2 출력값을 보정한 제2 검출값 및 상기 제3 출력값을 보정한 제3 검출값을 도출하는 단계;
상기 제1 검출값과 상기 제3 검출값을 바탕으로 제1 위치값을 도출하는 단계;
상기 제1 검출값과 상기 제2 검출값을 바탕으로 제2 위치값을 도출하는 단계;
상기 제2 검출값과 상기 제3 검출값을 바탕으로 제3 위치값을 도출하는 단계;
상기 제1 위치값과 상기 제2 위치값의 크기 차이가 사전에 정해진 검출 오차 이내인지 여부를 판단하는 단계(제1 단계);
상기 제1 단계의 결과 상기 검출 오차 이내이면, 상기 제1 위치값과 상기 제3 위치값의 크기 차이가 상기 검출 오차 이내인지 여부를 판단하는 단계(제2 단계);
상기 제2 단계의 결과 상기 검출 오차 이내이면, 정상 동작으로 판단하고 상기 제1 위치값이 로터 위치를 가리키는 것으로 판단하는 단계;
상기 제2 단계의 결과 상기 검출 오차 이내가 아니면, 상기 제2 위치값과 상기 제3 위치값의 차이가 상기 검출 오차 이내인지 여부를 판단하는 단계(제3 단계);
상기 제3 단계의 결과 상기 검출 오차 이내이면, 상기 제3 리니어 홀센서에 이상 발생으로 판단하고 상기 제2 위치값이 상기 로터 위치를 가리키는 것으로 판단하는 단계;
의 결과 상기 검출 오차 이내가 아니면, 센서 이상 발생으로 판단하고 로터 위치 검출 실패로 판단하는 단계;
상기 제1 단계의 결과 상기 검출 오차 이내가 아니면, 상기 제1 위치값이 상기 제3 위치값과 상기 검출 오차 이내인지 여부를 판단하는 단계(제4 단계);
상기 제4 단계의 결과 상기 검출 오차 이내이면, 상기 제2 위치값이 상기 제3 위치값과 상기 검출 오차 이내인지 여부를 판단하는 단계(제5 단계);
상기 제5 단계의 결과 상기 검출 오차 이내이면, 상기 제1 리니어 홀센서에 이상 발생으로 판단하고 상기 제3 위치값이 상기 로터 위치를 가리키는 것으로 판단하는 단계; 및
상기 제3 단계, 상기 제4 단계 및 상기 제5 단계의 결과 모두가 상기 검출 오차 이내가 아니면, 센서 이상 발생으로 판단하고 로터 위치 검출 실패로 판단하는 단계;를 포함하는,
로터 위치 검출 방법.Obtaining a first output value from the first linear hall sensor, a second output value from the second linear hall sensor, and a third output value from the third linear hall sensor;
Deriving a first detection value in which the first output value is corrected, a second detection value in which the second output value is corrected, and a third detection value in which the third output value is corrected;
Deriving a first position value based on the first detected value and the third detected value;
Deriving a second position value based on the first detected value and the second detected value;
Deriving a third position value based on the second detected value and the third detected value;
Determining whether a magnitude difference between the first position value and the second position value is within a predetermined detection error (a first step);
Determining whether a magnitude difference between the first position value and the third position value is within the detection error if the result of the first step is within the detection error (step 2);
Determining that the rotor is in a normal operation and determining that the first position value indicates a rotor position if the result of the second step is within the detection error;
Determining whether a difference between the second position value and the third position value is within the detection error, if the result of the second step is not within the detection error (step 3);
Determining that an abnormality has occurred in the third linear hall sensor if the result of the third step is within the detection error and determining that the second position value indicates the rotor position;
If it is determined that the sensor error is not within the detection error, it is determined that the sensor error has occurred and that the rotor position detection failure is determined;
Determining whether the first position value is within the detection error, if the first position value is not within the detection error as a result of the first step (step 4);
Determining whether the second position value is within the detection error if the result of the fourth step is within the detection error (step 5);
Determining that an abnormality has occurred in the first linear hall sensor and that the third position value indicates the rotor position if the result of the fifth step is within the detection error; And
If it is determined that all of the results of the third, fourth, and fifth steps are not within the detection error, it is determined that the sensor abnormality has occurred and that the rotor position detection failure is determined.
A rotor position detection method.
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