KR101905954B1

KR101905954B1 - 리플 전류 센싱형 모터 제어 장치 및 방법

Info

Publication number: KR101905954B1
Application number: KR1020160063613A
Authority: KR
Inventors: 윤정기; 송동준; 윤헌중; 이관형
Original assignee: 현대자동차주식회사; 주식회사 서연전자
Priority date: 2016-05-24
Filing date: 2016-05-24
Publication date: 2018-10-08
Anticipated expiration: 2036-05-24
Also published as: CN107425766A; US9979334B2; CN107425766B; US20170346422A1; KR20170132571A

Abstract

본 발명은 리플 전류 센싱형 모터 제어 장치 및 방법에 대하여 개시한다. 본 발명의 일면에 따른 리플 전류 센싱형 모터 제어 장치는, 적어도 하나의 제어신호에 따라 스위칭되어, 모터의 일단 또는 타단에 구동 전원이 인가되도록 하여 모터를 정방향 또는 역방향으로 구동시키는 H 브릿지 회로; 그 일단은 상기 H 브릿지 회로를 통해 상기 모터의 일단과 연결되고, 그 타단은 그라운드와 연결되는 제1 저항; 그 일단은 상기 H 브릿지 회로를 통해 상기 모터의 타단과 연결되고, 그 타단은 상기 제1 저항의 일단과 상기 H 브릿지 회로를 통해 상기 모터의 일단과 연결되는 제2 저항; 및 상기 모터에 상기 구동 전원이 인가되는 경우에는 상기 제1 저항의 양단에 걸리는 전압을 이용하여 모터의 회전수를 산출하고, 상기 모터에 공급되는 상기 구동 전원이 차단된 경우에는 상기 제2 저항의 양단에 걸리는 전압을 이용하여 모터의 회전수를 산출하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

리플 전류 센싱형 모터 제어 장치 및 방법{Apparatus and Method for Controlling Motor of Ripple Current Sensing Type}

본 발명은 위치 제어용 모터 회전수 감지 기술에 관한 것으로서, 더 구체적으로는 모터의 리플 전류를 이용하여 모터 회전수를 감지할 수 있는 리플 전류 센싱형 모터 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 차량 내 위치 제어를 위해 사용되는 모터는 홀센서 등의 센싱소자에 의해 그 회전수가 감지된다. 그런데, 이러한 홀센서 방식의 모터 감지 회로는 모터 주변에 홀 센서가 구비되어, 홀센서 제어를 위한 와이어 연결 등에 추가적인 비용 상승을 유발한다.

일본공개특허 제2014-007807호(2014년 1월 16일)

본 발명은 전술한 바와 같은 기술적 배경에서 안출된 것으로서, 모터 구동 전류 차단시에도 모터 회전수를 산출할 수 있는 리플 전류 센싱형 모터 제어 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 일면에 따른 리플 전류 센싱형 모터 제어 장치는, 적어도 하나의 제어신호에 따라 스위칭되어, 모터의 일단 또는 타단에 구동 전원이 인가되도록 하여 모터를 정방향 또는 역방향으로 구동시키는 H 브릿지 회로; 그 일단은 상기 H 브릿지 회로를 통해 상기 모터의 일단과 연결되고, 그 타단은 그라운드와 연결되는 제1 저항; 그 일단은 상기 H 브릿지 회로를 통해 상기 모터의 타단과 연결되고, 그 타단은 상기 제1 저항의 일단과 상기 H 브릿지 회로를 통해 상기 모터의 일단과 연결되는 제2 저항; 및 상기 모터에 상기 구동 전원이 인가되는 경우에는 상기 제1 저항의 양단에 걸리는 전압을 이용하여 모터의 회전수를 산출하고, 상기 모터에 공급되는 상기 구동 전원이 차단된 경우에는 상기 제2 저항의 양단에 걸리는 전압을 이용하여 모터의 회전수를 산출하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 면에 따른 적어도 하나의 제어신호에 따라 스위칭되어, 모터의 일단 또는 타단에 구동 전원이 인가되도록 하여 모터를 정방향 또는 역방향으로 구동시키는 H 브릿지 회로; 그 일단은 상기 H 브릿지 회로를 통해 상기 모터의 일단과 연결되고, 그 타단은 그라운드와 연결되는 제1 저항; 그 일단은 상기 H 브릿지 회로를 통해 상기 모터의 타단과 연결되고, 그 타단은 상기 제1 저항의 일단과 상기 H 브릿지 회로를 통해 상기 모터의 일단과 연결되는 제2 저항; 및 가공된 상기 제1 및 제2 저항의 양단 전압인 제1 및 제2 감지신호를 입력받는 제어부를 포함하는 리플 전류 센싱형 모터 제어 장치에 의한 모터 제어 방법은, 모터에 구동 전원이 공급되면, 상기 제1 감지신호의 전압 변화를 이용하여 모터의 회전수를 산출하는 단계; 및 상기 모터에 공급되는 상기 구동 전원이 차단된 경우에는 상기 제2 감지신호의 전압 변화를 이용하여 모터의 회전수를 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 모터 구동 전원 차단 시에도 모터 회전수를 검출할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 리플 전류 센싱형 모터 제어 장치를 도시한 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 모터의 구동 상태에 따른 전류 방향을 도시한 도면.
도 3은 본 발명에 따른 모터 양단 전압, 제1 및 제2 감지신호를 도시한 그래프.
도 4는 본 발명에 따른 리플 전류 센싱형 모터 제어 방법을 도시한 흐름도.

본 발명의 전술한 목적 및 그 이외의 목적과 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성소자, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성소자, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

이제 본 발명의 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 리플 전류 센싱형 모터 제어 장치를 도시한 구성도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 리플 전류 센싱형 모터 제어 장치는 H 브릿지 회로(H_BR), 제1 및 제2 저항(R1, R2), 제1 및 제2 필터(F1, F2), 제1 및 제2 증폭부(AMP1, AMP2) 및 제어부(U1)를 포함한다.

H 브릿지 회로(H_BR)는 적어도 하나의 제어신호(본 명세서에서는 제1 및 제2 제어신호)에 따라 모터(M)에 순방향 또는 역방향 전류가 공급되도록 스위칭 제어된다. 이때, 모터(M)는 H 브릿지 회로(H_BR)의 중심에 연결되어, 그 일단에서 그 타단으로 순방향 전류 인가 시에 정방향으로 구동하며, 그 타단에서 그 일단으로 역방향 전류 인가 시에 역방향으로 구동한다.

이러한, H 브릿지 회로(H_BR)는 다양하게 구성될 수 있지만, 본 명세서에서는 H 브릿지 회로(H_BR)의 두 개의 3교차점에 각기 하나씩 제1 및 제2 릴레이(Relay1, Relay2)가 구비된 경우를 예로 들어 설명한다.

제1 릴레이(Relay1)는 하나의 고정접점이 모터(M)의 일단과 연결되고, 두 개의 선택접점이 구동 전원과 제1 저항(R1)의 일단에 각기 연결된다.

이러한, 제1 릴레이(Relay1)는 제1 제어신호에 의해 제어되어 모터(M)의 일단과 구동 전원 또는 제1 저항(R1)의 일단을 연결한다. 예를 들어, 제2 릴레이(Relay2)는 제1 제어신호가 임계치 이상일 때 모터(M)의 일단과 구동 전원을 전기적으로 연결하고, 제2 제어신호가 임계치 미만일 때는 모터(M)의 타단과 제2 저항(R2)의 일단을 전기적으로 연결할 수 있다.

더 상세하게는, 제1 릴레이(Relay1)는 모터(M)의 정방향 구동 시에는 모터(M)의 일단과 구동 전원(V_M)을 연결하고 그 외의 경우(모터의 역방향 구동 시 및 모터 제동 시)에는 모터(M)의 일단과 제1 저항(R1)의 일단을 연결한다(도 1의 연결 참조).

제2 릴레이(Relay2)는 하나의 고정접점에 모터(M)의 타단과 연결되고, 두 개의 선택접점이 구동 전원과 제2 저항(R2)의 일단에 각기 연결된다.

이러한, 제2 릴레이(Relay2)는 제2 제어신호에 의해 제어되어 모터(M)의 타단과 구동 전원 또는 제2 저항(R2)의 일단을 연결한다. 예를 들어, 제2 릴레이(Relay2)는 제2 제어신호가 임계치 이상일 때 모터(M)의 타단과 구동 전원을 연결하고, 제2 제어신호가 임계치 미만일 때는 모터(M)의 타단과 제2 저항(R2)의 일단을 연결할 수 있다.

더 상세하게는, 제2 릴레이(Relay2)는 모터(M)의 역방향 구동 시에는 모터(M)의 타단과 구동 전원을 연결하고, 그 외의 경우(모터의 정방향 구동 시 및 모터의 제동 시)에는 모터(M)의 타단과 제2 저항(R2)의 일단을 연결한다(이후 도 2의 역방향 시 구동회로 참조).

제1 저항(R1)은 그 일단이 제1 릴레이(Relay1)의 일 선택접점 및 제2 저항(R2)의 타단에 연결되고, 그 타단은 그라운드와 연결된다.

제2 저항(R2)은 그 일단이 제2 릴레이(Relay2)의 일 선택접점에 연결되고, 그 타단은 제1 저항(R1)의 일단 및 제1 릴레이(Relay1)의 일 선택접점에 연결된다.

이러한, 제1 및 제2 저항(R1, R2)은 모터 회전량 검출의 정확도를 높이기 위해서 오차율이 낮은 저항인 것이 좋다. 예컨대, 그 오차율은 0.1%일 수 있다.

또한, 제1 및 제2 저항(R1, R2)은 모터(M)에 흐르는 전류를 방해하지 않도록 낮은 저항값(예컨대, 0.5Ω이하)을 갖는 것이 좋다.

제1 필터(F1)는 제1 저항(R1)의 양단에 걸리는 제1 전압의 노이즈를 제거한다.

제2 필터(F2)는 제2 저항(R2)의 양단에 걸리는 제2 전압의 노이즈를 제거한다.

예컨대, 제1 및 제2 필터(F1, F2)는 구동하는 모터(M)에 발생하는 리플의 주파수 대역만을 통과시키는 대역통과필터(Band Pass Filter)일 수 있다. 이때, 리플의 주파수 대역은 모터(M)의 동작 특성에 따라 결정될 수 있다.

제1 증폭부(AMP1)는 노이즈가 제거된 제1 전압을 제1 증폭률로 증폭한 결과 제1 감지신호를 출력한다. 여기서, 제1 증폭률은 모터(M)에 구동 전원이 공급되는 경우에 제1 감지신호가 제어부에 의해 감지 가능한 범위 내에 있도록 설정된다.

제2 증폭부(AMP2)는 노이즈가 제거된 제1 전압을 제1 증폭률보다 큰 제2 증폭률로 증폭한 결과 제2 감지신호를 출력한다. 여기서, 제2 증폭률은 구동 전원이 인가된 후 차단된 경우에 제2 감지신호가 제어부에 의해 감지 가능한 범위 내에 있도록 설정될 수 있다.

예컨대, 제1 및 제2 증폭부(AMP1, AMP2)는 아날로그 신호를 증폭하는 오피 앰프(OP AMP)일 수 있다.

제어부(U1)는 제1 및 제2 제어신호에 의해 H 브릿지 회로(H_BR)를 제어하여 모터(M)에 순방향 전류 또는 역방향 전류를 공급하거나, 모터(M)를 제동시킨다.

구체적으로, 제어부(U1)는 사용자의 모터(M)에 대응하는 스위치의 조작 정도 및 조작 상태에 따라 제1 및 제2 제어신호를 출력한다. 그에 따라, 제어부(U1)는 제1 및 제2 릴레이(Relay1, Relay2)의 선택접점을 제어하여 모터(M)를 정방향 또는 역방향으로 구동시킨다.

제어부(U1)는 모터 구동 전원 인가 시에는 제1 감지신호를 이용하여 모터 회전수를 산출하고, 모터 구동 전원 차단 시에는 제2 감지신호를 이용하여 모터 회전수를 산출한다.

또한, 제어부(U1)는 모터 구동 전원 인가 시에는 스위치(미도시)의 조작 상태에 대응하여 모터의 구동방향을 제어하므로, 스위치(미도시) 조작 상태에 대응하는 구동방향의 모터 회전수를 산출한다.

그런데, 모터(M)에 구동 전원이 인가된 후 차단된 경우에는 - 도 2의 모터 제동 시 - 구동 전원이 인가된 후 차단될 때에는 모터(M)는 구동 전원 인가시의 회전방향을 유지할 수 있고(Over-run), 그 역방향으로 구동될 수도 있다(Back Spin).

이에, 제어부(U1)는 모터(M)에 공급되는 구동 전원 차단 시에 제2 감지신호의 파형 형태를 이용하여 모터(M)가 오버런 상태인지 아니면 백 스핀인지를 확인하고, 판단 결과를 더 이용하여 모터 회전수를 산출할 수 있다.

구체적으로, 모터(M)가 오버런 상태이면, 제어부(U1)는 구동 전원 차단 전에 제1 감지신호를 이용하여 산출된 모터 회전수를, 제2 감지신호에 대응하여 증가시킬 수 있다. 반면, 모터(M)가 백 스핀 상태이면, 제어부(U1)는 구동 전원이 차단되기 전에 제1 감지신호를 이용하여 산출된 모터 회전수를 감소시킬 수 있다.

제어부(U1)는 모터(M)의 구동이 정지될 때까지 그 구동 방향을 고려하여 모터 회전수를 산출할 수 있다. 이때, 제어부(U1)는 제2 감지신호로부터 리플 주기를 검출할 수 없을 때까지 그 구동 방향을 고려하여 모터 회전수를 산출할 수 있다.

전술한, 제어부(U1)는 제1 및 제2 감지신호의 기설정된 주기를 모터의 1회전으로 카운트하여 모터 회전수를 산출할 수 있다. 예를 들어, 모터의 정류자 슬롯수가 8개일 경우, 제어부(U1)는 제1 또는 제2 감지신호의 8주기를 모터의 1회전으로 카운트할 수 있다.

또한, 제어부(U1)는 ADC 포트를 포함하는 마이컴(Micom)으로서, ADC 포트를 통해서 제1 및 제2 감지신호를 입력 받고, 그 전압변화 및 파형 형태를 확인할 수 있다.

한편, 전술한 실시예에서는 제어부(U1)가 H 브릿지 회로(H_BR)의 스위칭 제어 및 모터 회전수 산출을 둘 다 수행하는 경우를 예로 들어 설명하였다. 하지만, 이와 달리, 제어부(U1)는 모터 회전수만을 산출하고, H 브릿지 회로(H_BR)의 스위칭 제어는 다른 구성요소에 의해서 수행될 수도 있다.

이와 같이, 본 발명에서는 모터 전원 인가 시는 물론, 모터의 전원 차단 시에도 모터 회전수를 카운트함에 따라 모터 회전수를 보다 정확히 검출할 수 있다.

그뿐만 아니라, 본 발명의 실시예는 모터에 연결되는 와이어 이외에 다른 회로 부재는 차체의 모터 제어 유닛에 포함시킬 수 있으므로, 모터 센싱을 위한 연결 구조를 매우 단순화할 수 있고, 그로 인해 모터 센싱 모듈의 구현 원가를 절감할 수 있다.

이하, 도 2를 참조하여 모터 구동 상태별 전류 방향에 대하여 설명한다. 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 모터 구동 상태에 따른 전류 방향을 도시한 도면이다.

첫째로, 모터(M)의 정방향 회전 시, 제어부(U1)의 제어에 따라 제1 릴레이(Relay1)는 모터(M)의 일단과 구동 전원을 연결하고, 제2 릴레이(Relay2)는 모터(M)의 타단과 제2 저항(R2)을 연결한다. 그에 따라, 모터 구동 전류는 모터(M)의 일단에서 모터(M)의 타단으로 - 모터(M)의 순방향으로 - 흐른 후 제2 저항(R2) 및 제1 저항(R1)을 거쳐 그라운드로 흐른다.

둘째로, 모터(M)의 역방향 회전 시, 제어부(U1)의 제어에 따라 제1 릴레이(Relay1)는 모터(M)의 일단과 제1 저항(R1)의 일단 및 제2 저항(R2)의 타단 간의 노드를 연결하고, 제2 릴레이(Relay2)는 모터(M)의 타단과 구동 전원을 연결한다. 그에 따라, 모터 구동 전류는 모터(M)의 타단에서 모터(M)의 일단으로 - 모터(M)의 역방향으로 - 흐른 후 제1 저항(R1)을 거쳐 그라운드로 흐른다.

셋째로, 모터(M)의 제동 시에, 제어부(U1)의 제어에 따라 제1 릴레이(Relay1)는 모터(M)의 일단을 제2 저항(R2)의 타단 및 제1 저항(R1)의 일단 간의 노드에 연결하고, 제2 릴레이(Relay2)는 모터(M)의 타단과 제2 저항(R2)의 일단을 연결한다. 그에 따라, 구동 전원을 차단 후에도 모터 잔류 전류는 모터(M)의 일단, 제2 저항(R2) 및 모터(M)의 타단을 잇는 폐루프(Closed Loop) 회로에서 모터 특성에 따라 시계방향 또는 반시계방향으로 흐른다.

이에, 본 발명에서는 모터(M)의 정방향 또는 역방향 구동 시에 모터(M)에 흐르는 전류 - 모터 회전수 - 를 제1 저항(R1)의 양단 전압을 통해 측정할 수 있다. 또한, 본 발명에서는 모터(M)의 제동 시에는 모터(M)에 흐르는 전류 - 모터 회전수 - 를 제2 저항(R2)의 양단 전압을 통해 측정할 수 있다.

이하, 도 3을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 모터 정방향 구동 시에 모터의 양단 전압, 제1 및 제2 감지신호에 대하여 설명한다. 도 3의 (a)는 본 발명에 따른 모터(M)의 양단 전압을 도시한 그래프이고, 도 3의 (b)는 본 발명에 따른 제1 감지신호를 도시한 그래프이고, 도 3의 (c)는 본 발명에 따른 제2 감지신호를 도시한 그래프이다.

모터(M)는 회전 시에 정류자와 브러시(Blush)의 접촉에 의해서 미세한 리플(ripple)을 발생시킨다.

도 3을 참조하여 구체적으로 설명하면, 모터(M)의 양단 전압은 모터(M)의 구동 시작 시(Start)에 다소 불규칙하지만(도 3 (a)~(c) Strat 참조), 모터(M)가 안정적으로 동작하는 시점에는 비교적 규칙적인 정현파의 형태를 띤다(도 3 (a)~(c) Normal 참조). 그러나, 모터(M)의 양단 전압은 모터 구동 전원이 차단된 후에는 좀더 발생하다가 점점 작아지다가 0V으로 수렴한다.

그런데, 모터 양단 전압은 수 mV 단위의 매우 작은 크기의 리플을 가질 뿐이므로, 이를 보다 정확히 확인하기 위해서 도 3(b) 및 (c)와 같이 제어부(U1)는 노이즈 제거 후 증폭된 제1 및 제2 감지신호를 이용해 모터 회전수를 확인한다

도 3의 (b)와 같이, 모터 정방향 구동 시에 제1 감지신호는 모터(M)의 정상 동작 시에 비교적 일정한 주기성을 띠다가, 모터(M)의 제동 시에는 제1 저항(R1)에 전류가 흐르지 않아 0V가 된다.

도 3의 (c)와 같이, 모터 정방향 구동 시에 제2 감지신호는 제1 감지신호보다 높은 증폭률(제2 증폭률)로 증폭되므로, 모터의 정상 동작시에는 그 Vpp가 다소 크나, 모터(M)의 제동 시에는 줄어든다.

여기서, 모터의 정방향 시에 제2 감지신호의 Vpp는 제어부(U1)에 의해 감지 가능한 범위(Range)를 벗어날 수도 있다. 하지만, 제2 증폭률을 모터의 제동 시에는 제2 감지신호가 제어부(U1)에 의해 감지 가능한 범위 내에서 움직이도록 설정될 수 있다.

이에, 제어부(U1)는 제1 및 제2 제어신호의 출력과는 별개로 제2 감지신호의 Vpp를 감지할 수 있을 경우에 모터(M)의 제동 상태인 것으로 판단할 수도 있다.

이하, 도 4를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 리플 전류 센싱형 모터 제어 방법에 대하여 설명한다. 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 리플 전류 센싱형 모터 제어 방법을 도시한 흐름도이다.

도 4를 참조하면, 제어부(U1)는 사용자에 의해 스위치 조작중임을 확인하면(S410의 예), 스위치 조작 형태에 따라 모터(M)에 정방향 또는 역방향 전류를 공급하도록 제1 및 제2 릴레이(Relay1, Relay2)를 제어하는 제1 및 제2 제어신호를 출력한다(S420).

또한, 제어부(U1)는 제1 감지신호의 전압변화를 감지하여 모터 회전수를 산출한다(S430). 구체적으로, 제어부(U1)는 제1 감지신호의 기설정된 주기를 모터(M)의 1회전으로 카운트하여 모터 회전수를 산출할 수 있다

사용자의 스위치 조작이 종료됨을 확인하면(S440의 예), 제1 및 제2 릴레이(Relay1, Relay2)의 선택접점이 모터 구동 전원에 연결되지 않도록 제1 및 제2 제어신호를 출력한다(S450).

제어부(U1)는 제2 감지신호의 파형 형태를 이용하여 모터가 오버 런 상태인지 아니면 백 스핀 상태인지를 확인한다(S460).

확인 결과, 모터의 오버 런 상태이면, 즉, 모터가 이전의 구동 방향을 유지하면, 제어부(U1)는 동작 전원의 차단 전에 감지된 모터 총회전수를 제2 감지신호에 대응하여 증가시킨다(S470).

반면, 모터의 백 스핀 상태이면, 즉, 모터(M)가 이전의 구동 방향의 역방향으로 구동하면, 제어부(U1)는 동작 전원의 차단 전에 감지된 모터 회전수를 제2 감지신호에 대응하여 감소시킨다(S480).

제어부(U1)는 제2 감지신호에 의해 모터 회전수를 더 이상 감지할 수 없을 때까지(S490의 예), 모터의 구동 방향을 고려하여 모터 회전수를 증가 또는 감소시켜 모터 회전수를 산출한다(S460 내지 S480).

이상, 본 발명의 구성에 대하여 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하였으나, 이는 예시에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술분야에 통상의 지식을 가진자라면 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 다양한 변형과 변경이 가능함은 물론이다. 따라서 본 발명의 보호 범위는 전술한 실시예에 국한되어서는 아니되며 이하의 특허청구범위의 기재에 의하여 정해져야 할 것이다.

Relay1, 2: 제1 및 제2 릴레이 M: 모터
R1, R2: 제1 및 제2 저항 F1, F2: 제1 및 제2 필터
AMP1, AMP2: 제1 및 제2 증폭부 U1: 제어부

Claims

적어도 하나의 제어신호에 따라 스위칭되어, 모터의 일단 또는 타단에 구동 전원이 인가되도록 하여 모터를 정방향 또는 역방향으로 구동시키는 H 브릿지 회로;
그 일단은 상기 H 브릿지 회로를 통해 상기 모터의 일단과 연결되고, 그 타단은 그라운드와 연결되는 제1 저항;
그 일단은 상기 H 브릿지 회로를 통해 상기 모터의 타단과 연결되고, 그 타단은 상기 제1 저항의 일단과 상기 H 브릿지 회로를 통해 상기 모터의 일단과 연결되는 제2 저항; 및
상기 모터에 상기 구동 전원이 인가되는 경우에는 상기 제1 저항의 양단에 걸리는 전압을 이용하여 모터의 회전수를 산출하고, 상기 모터에 공급되는 상기 구동 전원이 차단된 경우에는 상기 제2 저항의 양단에 걸리는 전압을 이용하여 모터의 회전수를 산출하는 제어부를 포함하고,
상기 제어부는,
상기 모터에 구동 전원으로부터의 순방향 또는 역방향 전류가 공급되는 경우, 상기 적어도 하나의 제어신호에 대응하는 구동방향에 대한 상기 모터의 회전수를 산출하는 것인 리플 전류 센싱형 모터 제어 장치.
제1항에서, 상기 제어부 또는 다른 제어부는,
모터 조작용 스위치가 조작되면, 상기 스위치의 조작 정도 및 형태에 따라 상기 적어도 하나의 제어신호를 출력하여 상기 H 브릿지 회로를 통해 상기 구동 전원이 상기 모터의 일단에서 타단으로 인가되도록 하여 상기 모터를 정방향으로 구동시키거나, 상기 구동 전원이 상기 모터의 타단에서 일단으로 인가되도록 하여 상기 모터를 역방향으로 구동시키는 것인 리플 전류 센싱형 모터 제어 장치.
제1항에서,
상기 제1 및 제2 저항의 양단에 걸리는 제1 및 제2 전압의 노이즈를 각기 제거하는 제1 및 제2 필터; 및
노이즈가 제거된 상기 제1 및 제2 전압을 각기 제1 및 제2증폭률로 증폭한 제1 및 제2 감지신호를 상기 제어부에 전달하는 제1 및 제2 증폭부
를 더 포함하는 리플 전류 센싱형 모터 제어 장치.
제3항에서,
상기 제1증폭률은, 상기 모터에 구동 전원이 공급되는 경우에 상기 제1 감지신호가 제어부에 의해 감지 가능한 범위 내에 있도록 설정되며,
상기 제2증폭률은, 상기 제1증폭률을 초과하되, 상기 구동 전원이 인가된 후 차단된 경우에 상기 제2 감지신호가 상기 제어부에 의해 감지 가능한 범위 내에 있도록 설정되는 것인 리플 전류 센싱형 모터 제어 장치.
제1항에 있어서, 상기 제어부는,
상기 제1 또는 제2 저항의 양단에 걸리는 파형의 기설정된 주기를 상기 모터의 1회전으로 카운트하여 상기 모터의 회전수를 산출하는 것인 리플 전류 센싱형 모터 제어 장치.
제1항에서, 상기 제어부는,
상기 구동 전원이 인가된 후 차단될 때 상기 제2 저항의 양단에 걸리는 파형의 형태를 이용하여 상기 모터가 정방향으로 구동하는지 아니면 역방향으로 구동하는지를 판단하고, 판단 결과를 이용하여 상기 구동 전원이 차단되기 이전에 산출된 상기 모터의 회전수를 상기 제2 저항의 양단에 걸리는 전압에 대응하여 증가 또는 감소시켜 모터의 총 회전수를 산출하는 것인 리플 전류 센싱형 모터 제어 장치.
제2항에서, 상기 모터 조작용 스위치의 조작이 완료되면, 상기 제어부 또는 다른 제어부는,
상기 모터의 일단이 상기 제1 저항의 일단과 상기 제2 저항의 타단에 연결되고, 상기 모터의 타단이 상기 제2 저항의 일단에 연결되도록 상기 H 브릿지 회로를 제어하는 것인 리플 전류 센싱형 모터 제어 장치.
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적어도 하나의 제어신호에 따라 스위칭되어, 모터의 일단 또는 타단에 구동 전원이 인가되도록 하여 모터를 정방향 또는 역방향으로 구동시키는 H 브릿지 회로; 그 일단은 상기 H 브릿지 회로를 통해 상기 모터의 일단과 연결되고, 그 타단은 그라운드와 연결되는 제1 저항; 그 일단은 상기 H 브릿지 회로를 통해 상기 모터의 타단과 연결되고, 그 타단은 상기 제1 저항의 일단과 상기 H 브릿지 회로를 통해 상기 모터의 일단과 연결되는 제2 저항; 및 가공된 상기 제1 및 제2 저항의 양단 전압인 제1 및 제2 감지신호를 입력받는 제어부를 포함하는 리플 전류 센싱형 모터 제어 장치에 의한 모터 제어 방법으로서,
모터에 구동 전원이 공급되면, 상기 제1 감지신호의 전압 변화를 이용하여 모터의 회전수를 산출하는 단계; 및
상기 모터에 공급되는 상기 구동 전원이 차단된 경우에는 상기 제2 감지신호의 전압 변화를 이용하여 모터의 회전수를 산출하는 단계를 포함하고,
상기 제1 감지신호의 전압변화를 이용하여 모터의 회전수를 산출하는 단계는,
상기 적어도 하나의 제어신호에 대응하는 구동방향에 대한 상기 모터의 회전수를 산출하는 것인 리플 전류 센싱형 모터 제어 방법.
제9항에서, 상기 제2 감지신호의 전압 변화를 이용하여 모터의 회전수를 산출하는 단계는,
상기 모터를 정방향 또는 역방향으로 구동시키는 스위치의 조작이 종료되는지를 확인하는 단계;
상기 스위치의 조작이 종료되면, 상기 모터의 양단과 상기 제2 저항이 폐루프(Closed loop)를 형성하도록 상기 H 브릿지 회로를 제어하는 단계; 및
상기 제2 감지신호의 파형 형태를 고려하여 상기 모터의 회전수를 산출하는 단계
를 포함하는 것인 리플 전류 센싱형 모터 제어 방법.
제10항에서, 상기 파형 형태를 고려하여 모터의 회전수를 산출하는 단계는,
상기 제2 감지신호가 백스핀(Back spin) 파형 형태이지 아니면 오버런(Over run) 파형 형태인지를 확인하는 단계;
상기 제2 감지신호가 오버런 파형 형태이면, 상기 구동 전원 차단 전 산출된 모터의 회전수를 상기 제2 감지신호에 대응하여 증가시키는 단계; 및
상기 제2 감지신호가 백스핀 파형 형태이면, 상기 구동 전원 차단 전 산출된 모터 회전수를 상기 제2 감지신호에 대응하여 감소시키는 단계를 포함하며,
상기 오버런 파형 형태인지를 확인하는 단계, 상기 증가시키는 단계 및 감소시키는 단계는 상기 모터의 정지시까지 지속되는 것인 리플 전류 센싱형 모터 제어 방법.
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제9항에 있어서, 상기 산출하는 단계들은,
상기 제1 또는 제2 저항의 양단에 걸리는 파형의 기설정된 주기를 상기 모터의 1회전으로 카운트하여 상기 모터의 회전수를 산출하는 것인 리플 전류 센싱형 모터 제어 방법.
제9항에서, 상기 제1 감지신호의 전압변화를 이용하여 모터의 회전수를 산출하는 단계는,
모터 조작용 스위치가 조작되면, 상기 스위치의 조작 정도 및 형태를 확인하는 단계;
상기 조작정도 및 형태에 따라 상기 적어도 하나의 제어신호를 출력하여 상기 H 브릿지 회로를 통해 상기 구동 전원이 상기 모터의 일단에서 타단으로 인가되도록 하여 상기 모터를 정방향으로 구동시키거나, 상기 구동 전원이 상기 모터의 타단에서 일단으로 인가되도록 하여 상기 모터를 역방향으로 구동시키는 단계를 포함하는 것인 리플 전류 센싱형 모터 제어 방법.