전기전자학회논문지 (Journal of IKEEE)

  • 제23권1호
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  • Pages.224-229
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  • 2019
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  • 1226-7244(pISSN)
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  • 2288-243X(eISSN)
한국전기전자학회 (Institute of Korean Electrical and Electronics Engineers)
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모터 전류 형상 제어 기술을 적용한 차량용 전동 시트

Automobile Power Seat Using Motor Current Profile Control Technology

  • Chung, Myung-Jin (Dept. of Mechatronics Engineering, Korea Polytechnic University)
  • 투고 : 2019.03.11
  • 심사 : 2019.03.18
  • 발행 : 2019.03.31
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초록

시트는 운전 중에 운전자와 승차자의 편의를 제공하도록 요구된다. 최근 수동으로 동작하는 시트가 모터를 이용하여 자동으로 동작하는 전동 시트로 변화되고 있다. 시트에 모터를 적용함에 따라 과전류에 의해 발생하는 반전충격음, 진동 및 소음과 같은 문제가 발생하고 있다. 시트 모터의 제어를 통해 문제를 해결하려는 연구가 시도 되고 있다. 본 연구에서는 전동 시트에 사용되는 DC 모터에 흐르는 전류가 소프트 스타트와 소프트 스톱 형태를 갖도록 입력 전압의 형상을 결정하는 4개의 제어변수를 제어하는 기술 제안하였다. 전동 시트의 모델링을 통해 입력 전압에 대한 코일에 흐르는 전류의 관계식을 유도하고, 제어변수에 따른 시뮬레이션을 통해 소프트 스타트와 소프트 스톱 형태를 갖는 최적의 전류 형상의 구현이 가능함을 확인하였다.

Seat of automobile is required to support the comfort to driver and passenger during the driving. The control method of the seat position is changed from manual type to power type, which means using the motor to increase the comfort of the driver. By using the motor, several problems, such as vibration, noise, and over-current, appeared. These problems can be reduced through the control of seat motor. In this study, a control technology of four control variables, which determine profile of the input voltage applying to the seat motor, is proposed to generate the current profile having soft-start and soft-stop. The current flowing through the coil by input voltage is described by mathematical modeling of power seat. It is confirmed that optimized current profile having soft-start and soft-stop can be generated from simulation using the mathematical model.

키워드

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Fig. 1. Configuration of motor using in the power seat. 그림 1. 전동 시트에 사용되는 모터의 배치도

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Fig. 2. Comparison of the motor current profile in the power seat. 그림 2. 전동 시트에서 모터에 흐르는 전류 형상 비교

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Fig. 3. Control variables of voltage applying to motor for generation of soft-start and soft-stop current profile. 그림 3. 소프트 스타트와 소프트 스톱 형태의 전류 형상생성을 위해 모터에 인가되는 전압의 제어변수

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Fig. 4. Control block diagram of DC motor driver. 그림 4. DC 모터 드라이버의 제어 블록선도

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Fig. 5. Schematic diagram of DC motor and seat. 그림 5. DC 모터 및 시트의 개요도

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Fig. 6. Block diagram of power seat for simulation. 그림 6. 시뮬레이션을 위한 전동 시트의 블록선도

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Fig. 7. Simulation result of current profile according to control variable of input voltage. 그림 7. 입력 전압의 제어변수 값에 따른 전류 형상 시뮬레이션 결과; (a) Vi=6, Ti=0, Vd=6 및 Td=0, (b) Vi=4, Ti=0.4, Vd=4 및 Td=0.4, (c) Vi=2, Ti=0.4, Vd=2 및 Td=0.4

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Fig. 8. Simulation result of current profile according to equivalent moment of inertia. 그림 8. 등가 관성질량 값에 따른 전류 형상 시뮬레이션 결과; (a) Jeq=0.8, (b) Jeq=1.0, (c) Jeq=1.2

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Fig. 9. Simulation result of current profile according to equivalent damping coefficient. 그림 9. 등가 감쇠계수 값에 따른 전류 형상 시뮬레이션 결과; (a) Deq=4, (b) Deq=5, (c) Deq=6

Table 1. Electrical and mechanical constant of power seat. 표 1. 전동 시트의 전기적 및 기계적 상수

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