KR102040706B1 - 전동식 조향장치 및 그 제어방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전동식 조향장치 및 그 제어방법이 개시된다. 본 발명의 전동식 조향장치는, 차량의 주행조건에 따라 구동모터를 작동시키기 위한 전류지령을 생성하는 조향로직부; 구동모터의 회전상태를 감지하여 모터속도를 출력하는 모터 속도센서; 조향로직부와 모터 속도센서로부터 각각 전류지령과 모터속도를 입력받아 전류지령과 모터속도를 기반으로 전류-속도에 따른 전압테이블로부터 출력전압을 산출하여 구동모터를 작동시키기 위한 전압지령을 출력하는 모터제어부; 모터제어부에서 출력된 2상의 전압지령을 3상 전압으로 변환하는 좌표변환부; 및 좌표변환부에서 변환된 3상 전압을 PWM 전압으로 구동모터에 출력하는 모터구동부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

전동식 조향장치 및 그 제어방법{APPARATUS FOR MOTOR DRIVEN POWER STEERING AND CONTROL METHOD THEREOF}
본 발명은 전동식 조향장치 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전류센서의 고장 시 주행 조건에 따라 결정된 구동모터의 전류지령과 구동모터의 모터속도를 입력받아 미리 결정된 테이블을 기반으로 전압지령을 출력하여 구동모터를 제어하는 전동식 조향장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.
일반적으로, 전동식 조향장치(Motor Driven Power Steering; MDPS)는 구동모터를 이용해 운전자가 조향하는 방향으로 보조토크를 제공하여 핸들링이 가벼워지게 하는 것이다.
이러한 전동식 조향장치는 기존의 유압식 동력 조향장치(Hydraulic Power Steering; HPS)와 달리 차량의 주행 조건에 따라 자동으로 구동모터의 동작을 제어하여 조타성능과 조타감을 향상시킬 수 있다.
이때, 전동식 조향장치는 조향휠에 입력되는 운전자의 조향토크를 측정하는 토크센서, 조향휠의 조향각을 측정하는 조향각 센서 및 차속을 측정하는 차속센서 등을 구비하여 차량의 주행 조건을 판단한다.
이후 전동식 조향장치는, 전류센서를 통해 구동모터에 흐르는 모터전류를 센싱하고 이를 피드백 받고, 센싱되어 피드백 받은 모터전류가 조향제어를 위해 미리 계산되어 입력된 목표전류를 추종하도록 하는 전류제어를 통해 전압을 구동모터에 인가하는 폐루프 제어 방식으로 조향 제어를 수행한다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허공보 제2008-0078441호(2008.08.27. 공개, 전동식 파워 스티어링 시스템의 DC 모터 각속도 추정장치)에 개시되어 있다.
이러한 전동식 조향장치에서는, 구동모터에 흐르는 모터전류를 센싱하는 전류센서가 여러 이유로 고장이 나게 되면, 조향 제어를 위해 구동모터에 인가하여야 하는 전압을 정확하게 계산할 수 없게 되어, 전류센서의 고장 발생시, 전류제어를 중지하여 조향 제어가 이루어지지 못하도록 하고 있다.
하지만, 전류센서의 고장 발생 시에도 어느 정도의 조향 제어가 반드시 필요한 상황이 있으며, 이러한 상황에서 전류제어를 중지시켜 조향 제어가 이루어지지 않게 할 경우 운전자 불편을 초래할 뿐만 아니라 큰 사고를 발생시킬 수도 있는 문제점이 있다.
따라서, 이러한 문제점을 해결하기 위해 종래의 전동식 조향장치에서는 전류센서의 고장 유무를 감지하여 폐루프 제어를 개루프 제어로 전환하여 목표전류를 인가함으로써 조향 제어가 이루어지도록 하고 있다.
이와 같이 전류센서가 고장인 경우에도 조향 제어가 이루어지도록 할 수는 있으나 구동모터에 인가하여야하는 전압을 정확하게 계산할 수 없어 제어 성능이 저하되는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점들을 개선하기 위하여 안출된 것으로, 일 측면에 따른 본 발명의 목적은 전류센서의 고장 시 주행 조건에 따라 결정된 구동모터의 전류지령과 구동모터의 모터속도를 입력받아 미리 결정된 테이블을 기반으로 전압지령을 출력하여 구동모터를 제어하는 전동식 조향장치 및 그 제어방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따른 전동식 조향장치는, 차량의 주행조건에 따라 구동모터를 작동시키기 위한 전류지령을 생성하는 조향로직부; 구동모터의 회전상태를 감지하여 모터속도를 출력하는 모터 속도센서; 조향로직부와 모터 속도센서로부터 각각 전류지령과 모터속도를 입력받아 전류지령과 모터속도를 기반으로 전류-속도에 따른 전압테이블로부터 출력전압을 산출하여 구동모터를 작동시키기 위한 전압지령을 출력하는 모터제어부; 모터제어부에서 출력된 2상의 전압지령을 3상 전압으로 변환하는 좌표변환부; 및 좌표변환부에서 변환된 3상 전압을 PWM 전압으로 구동모터에 출력하는 모터구동부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 전류-속도에 따른 전압테이블은, 전류지령과 모터속도에 따른 d축 출력전압과 q축 출력전압을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 전류-속도에 따른 전압테이블은, 전류지령의 절대값과 모터속도의 절대값에 따른 출력전압이 2차원 테이블로 저장된 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 모터제어부는, 모터속도의 위상지연을 보상하는 속도지연 보상부; 전류지령과 속도지연 보상부로부터 위상지연이 보상된 모터속도를 입력받아 전류-속도에 따른 전압테이블로부터 출력전압을 산출하는 출력전압 산출부; 및 출력전압 산출부에서 산출된 출력전압을 전압지령으로 출력하고, 전류지령과 모터속도의 극성이 다른 경우 출력전압을 보상하여 전압지령으로 출력하는 극성반전 보상부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 출력전압 산출부는, 전류지령 극성에 따라 출력전압의 극성을 결정하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 극성반전 보상부는, 전류지령과 모터속도의 극성이 다른 경우 d축 전압지령은 전류-속도에 따른 전압테이블로부터 d축 전압테이블 출력으로 출력하고, q축 전압지령은 전류-속도에 따른 전압테이블로부터 전류입력만 사용한 q축 전압테이블 출력에 구동모터의 각속도와 구동모터의 영구자석의 자속을 곱한 값을 합산하여 출력하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 극성반전 보상부는, 전류지령과 모터속도의 극성이 다른 경우 d축 전압지령은 전류-속도에 따른 전압테이블로부터 d축 전압테이블 출력으로 출력하고, q축 전압지령은 전류-속도에 따른 전압테이블로부터 전류입력만을 사용한 q축 전압테이블 출력과 속도입력만을 사용한 q축 전압테이블 출력을 합산하여 출력하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 구동모터는, 3상의 BLAC(BrushLess AC) 타입의 모터인 것을 특징으로 한다.
본 발명은 모터구동부에서 출력되는 상전압을 각각 감지하는 상전압 감지부; 및 모터구동부에 제어신호를 출력한 후 상전압 감지부로부터 입력되는 상전압과 전류감지부로부터 모터구동부에서 출력되는 상전류를 입력받아 전류센서의 고장을 판단하는 전류센서 고장판단부를 더 포함하며, 모터제어부는 전류센서 고장판단부로부터 전류센서의 고장상태를 입력받아 조향로직부로부터 전류지령을 입력받아 생성한 전류제어기의 전압지령과, 전류지령과 모터속도를 입력받아 전류-속도에 따른 전압테이블에 기초하여 산출한 전압지령을 선택적으로 출력하는 지령변경 스위칭부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 측면에 따른 전동식 조향장치의 제어방법은, 모터제어부가 조향로직부로부터 차량의 주행조건에 따라 구동모터를 작동시키기 위해 생성된 전류지령을 입력받는 단계; 모터제어부가 구동모터의 회전상태를 감지하여 출력하는 모터속도를 입력받는 단계; 및 모터제어부가 전류지령과 모터속도를 기반으로 전류-속도에 따른 전압테이블로부터 출력전압을 산출하여 구동모터를 작동시키기 위한 전압지령으로 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 모터속도를 입력받는 단계는, 모터속도의 위상지연을 보상하여 입력받는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 전류-속도에 따른 전압테이블은, 전류지령과 모터속도에 따른 d축 출력전압과 q축 출력전압을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 전류-속도에 따른 전압테이블은, 전류지령의 절대값과 모터속도의 절대값에 따른 출력전압이 2차원 테이블로 저장된 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 출력전압을 산출하는 단계는, 모터제어부가 전류지령 극성에 따라 출력전압의 극성을 결정하여 산출하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 전압지령으로 출력하는 단계는, 모터제어부가 전류지령과 모터속도의 극성이 같은 경우 출력전압을 전류지령으로 출력하는 단계; 및 모터제어부가 전류지령과 모터속도의 극성이 다른 경우 출력전압을 보상하여 전압지령으로 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 출력전압을 보상하여 전압지령으로 출력하는 단계는, 모터제어부가 d축 전압지령은 전류-속도에 따른 전압테이블로부터 d축 전압테이블 출력으로 출력하고, q축 전압지령은 전류-속도에 따른 전압테이블로부터 전류입력만 사용한 q축 전압테이블 출력에 구동모터의 각속도와 구동모터의 영구자석의 자속을 곱한 값을 합산하여 출력하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 출력전압을 보상하여 전압지령으로 출력하는 단계는, 모터제어부가 d축 전압지령은 전류-속도에 따른 전압테이블로부터 d축 전압테이블 출력으로 출력하고, q축 전압지령은 전류-속도에 따른 전압테이블로부터 전류입력만을 사용한 q축 전압테이블 출력과 속도입력만을 사용한 q축 전압테이블 출력을 합산하여 출력하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 전류지령을 입력받는 단계는. 전류센서 고장판단부가 전류감지부의 고장을 판단하는 단계; 및 모터제어부가 전류센서 고장판단부로 전류감지부의 고장 판단결과를 입력받아 고정 판단결과에 따라 전류지령을 입력받는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 전류감지부의 고장을 판단하는 단계는, 전류센서 고장판단부가 모터구동부에 제어신호를 출력하는 단계; 및 전류센서 고장판단부가 상전압 감지부로부터 입력되는 상전압과 전류감지부로부터 모터구동부에서 출력되는 상전류를 입력받는 단계; 및 전류센서 고장판단부가 입력된 상전압과 상전류에 기초하여 전류감지부의 고장을 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 전동식 조향장치 및 그 제어방법은 전류센서의 고장 시 주행 조건에 따라 결정된 구동모터의 전류지령과 구동모터의 모터속도를 입력받아 미리 결정된 테이블을 기반으로 전압지령을 출력하여 구동모터를 제어함으로써 전류센서를 구비하지 않고도 구동모터를 제어할 수 있어 전류센서의 고장시 페일 오퍼레이션 및 세이프티 성능을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 조향장치를 나타낸 블록 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 조향장치의 모터제어부를 나타낸 블록 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 조향장치에서의 전압테이블을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 조향장치의 제어방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 전동식 조향장치 및 그 제어방법을 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 조향장치를 나타낸 블록 구성도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 조향장치의 모터제어부를 나타낸 블록 구성도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 조향장치에서의 전압테이블을 나타낸 도면이다.
도 1내지 도 3에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 조향장치는, 조향로직부(10), 모터 속도센서(20), 모터제어부(30), 좌표변환부(40) 및 모터구동부(50)를 비롯하여 상전압 감지부(70) 및 전류센서 고장판단부(90)를 포함한다.
조향로직부(10)는 운전자가 조향하는 방향으로 보조토크를 제공하기 위해 조향휠(미도시)에 입력되는 운전자의 조향토크를 측정하는 토크센서(미도시), 조향휠의 조향각을 측정하는 조향각 센서(미도시) 및 차속을 측정하는 차속센서(미도시)로부터 조향토크, 조향각 및 차속을 입력받아 차량의 주행 조건을 판단하고, 주행 조건에 따라 구동모터(60)를 작동시키기 위한 전류지령을 생성한다.
모터 속도센서(20)는 구동모터(60)의 회전상태를 감지하여 계산한 모터속도를 모터제어부(30)에 출력한다.
여기서 모터 속도센서(20)는 모터속도를 출력할 때 저주파대역 필터를 사용하여 노이즈를 저감한 후 모터제어부(30)에 제공한다. 이와 같이 모터속도에서의 노이즈를 저감하기 위해 저주파대역 필터를 사용함으로써 위상지연이 발생하게 됨에 따라 모터제어부(30)에서 위상지연 보상을 실시한다.
모터제어부(30)는 조향로직부(10)와 모터 속도센서(20)로부터 각각 전류지령과 모터속도를 입력받아 전류-속도에 따른 전압테이블(36)로부터 출력전압을 산출하여 구동모터(60)를 작동시키기 위한 전압지령을 출력한다.
여기서 모터제어부(30)는 도 2에 도시된 바와 같이 속도지연 보상부(32), 출력전압 산출부(34) 및 극성반전 보상부(38)를 포함할 수 있다.
속도지연 보상부(32)는 모터 속도센서(20)로부터 입력된 모터속도의 위상지연을 보상한다. 이는 모터 속도센서(20)에서 저주파대역 필터를 사용하여 노이즈를 제거함에 따라 발생되는 위상지연을 보상하기 위해 구동모터(60)의 가속도를 모터속도에 더하여 위상지연을 보상할 수 있다.
짧은 주기로 전류를 센싱하여 피드백 제어하는 폐루프 제어에 비해 개루프 제어에서 사용하는 모터속도는 일반적으로 느린 동특성과 계산 주기를 갖기 때문에 급조타 상황이나 조향휠 끝단을 빠르게 치는 상황과 같이 모터속도가 급격히 변화하는 상황에서는 전류를 정상적으로 추종하지 못하고 과전류가 발생할 수 있어 모터속도의 위상지연을 보상함으로써 급격한 조타 속도 변화 시에도 전류지령을 크게 벗어나지 않도록 제어할 수 있게 된다.
출력전압 산출부(34)는 전류지령과 속도지연 보상부(32)로부터 위상지연이 보상된 모터속도를 입력받아 전류-속도에 따른 전압테이블(36)로부터 출력전압을 산출한다.
여기서 전류-속도에 따른 전압테이블(36)은 도 3에 도시된 바와 같이 d축 전류지령(Id_ref)과 모터속도에 따른 d축 출력전압(Vd)이 저장된 d축 테이블과, q축 전류지령(Iq_ref)과 모터속도에 따른 q축 출력전압(Vq)이 저장된 q축 테이블을 포함하여 구성된다.
이때 전류-속도에 따른 전압테이블(36)은 전류지령의 절대값과 모터속도의 절대값에 따른 출력전압이 2차원 테이블로 저장된다.
따라서 출력전압 산출부(34)는 전류지령 극성에 따라 출력전압의 극성을 결정한다.
여기서 전류-속도에 따른 전압테이블(36)에 저장된 출력전압(Vd, Vq)은 모터 다이나모에서 테이블 조건(전류지령, 모터속도) 따라 필요한 출력전압을 실험을 통해 계측하여 저장한 값이다. 따라서 전류 크기와 모터 속도에 따라 변화하는 모터 파라미터인 저항(R)과 인덕턴스(L), 영구자석의 자속(Flux)등의 변화에 따른 출력전압의 크기를 포함하고, 구동모터(60) 뿐만 아니라 모터제어부(30)의 하드웨어나 소프트웨어에 의한 전압 크기 변동까지도 포함하게 된다. 이러한 파라미터들의 변동은 실제로 계측하기 굉장히 어려우므로 단순히 모터의 전압방정식을 사용하여 출력전압을 계산하는 것에 비하여 본 실시예에 따른 전류-속도에 따른 전압테이블(36)을 사용함으로써 다양한 구동 조건에 대하여 보다 정확하게 전류를 제어할 수 있다.
극성반전 보상부(38)는 출력전압 산출부(34)에서 산출된 출력전압을 전압지령(Vd_ref, Vq_ref)으로 출력하고, 전류지령과 모터속도의 극성이 다른 경우 출력전압을 보상하여 전압지령으로 출력한다.
여기서 전류지령과 모터속도의 극성이 동일한 경우에는 출력전압 산출부(34)에서 산출된 출력전압(Vd, Vq)을 전압지령(Vd_ref, Vq_ref)으로 출력한다.
그러나 전류지령과 모터속도의 극성이 다른 경우에는 수학식 1과 같이 d축 전압지령(Vd_ref)은 전류-속도에 따른 전압테이블(36)로부터 d축 전압테이블 출력(Vd_table)으로 출력하고, q축 전압지령(Vq_ref)은 전류-속도에 따른 전압테이블(36)로부터 전류입력만 사용한 q축 전압테이블 출력(Vq_table_i)에 구동모터(60)의 각속도와 구동모터(60)의 영구자석의 자속을 곱한 값을 합산하여 출력할 수 있다.
Figure 112018030211954-pat00001
또한, 극성반전 보상부(38)는 전류지령과 모터속도의 극성이 다른 경우에는 수학식 2와 같이 d축 전압지령(Vd_ref)은 전류-속도에 따른 전압테이블(36)로부터 d축 전압테이블 출력(Vd_table)으로 출력하고, q축 전압지령(Vq_ref)은 전류-속도에 따른 전압테이블(36)로부터 전류입력만을 사용한 q축 전압테이블 출력(Vq_table_i)과 속도입력만을 사용한 q축 전압테이블 출력(Vq_table_w)을 합산하여 출력할 수도 있다.
Figure 112018030211954-pat00002
본 실시예에서는 전류지령의 절대값과 모터속도의 절대값에 따른 출력전압이 2차원 테이블로 저장하여 전류지령 극성에 따라 출력전압의 극성을 결정할 수 있다. 따라서 전류지령과 모터속도의 극성이 다른 경우 정상적인 전류제어가 되지 않기 때문에 전동식 조향장치가 의도하지 않은 방향으로 조향되는 셀프 스티어 현상이 발생할 수 있다.
따라서 이러한 현상을 방지하기 위해 전압테이블(36)을 전류지령의 극성과 모터속도의 극성에 따라 많은 수의 전압테이블(36)을 구비할 수도 있으나 한정된 모터제어부(30)의 메모리와 전압테이블(36)을 구성하기 위한 많은 실험을 위한 시간과 장비에 따른 가격 상승의 요인을 고려하여, 본 실시예에서는 극성반전 보상부(38)에서 전류지령과 모터속도의 극성이 상반되는 경우 수학식 1이나 수학식 2를 통해 극성반전에 따른 보상을 실시하여 전압지령을 출력한다.
좌표변환부(40)는 모터제어부(30)에서 출력된 2상의 전압지령을 3상 전압으로 변환한다.
여기서 좌표변환부(40)는 영구자석(미도시)이 들어 있는 3상의 BLAC(BrushLess AC) 타입의 구동모터(60)의 전류를 2상의 2상의 DC형태로 변환하여 제어하는 벡터제어 기법을 사용하는 모터제어부(30)에서 출력되는 DC 형태의 전압지령을 다시 3상의 전압으로 변환하여 구동모터(60)에 제공함으로써 구동모터(60)가 작동되어 보조토크를 생성할 수 있도록 한다.
모터구동부(50)는 좌표변환부(40)에서 변환된 3상 전압을 PWM 전압으로 구동모터(60)에 출력하여 구동모터(60)를 구동시킨다.
상전압 감지부(70)는 모터구동부(50)에서 구동모터(60)로 출력되는 상전압을 각각 감지한다.
전류센서 고장판단부(80)는 모터구동부(50)에 제어신호를 출력한 후 상전압 감지부(70)로부터 입력되는 상전압과 전류감지부(90)로부터 모터구동부(60)에서 출력되는 상전류를 입력받아 전류센서의 고장을 판단한다.
여기서, 전류감지부(90)는 전류센서를 통해 모터구동부(50)에서 출력되는 2개의 상에서 전류를 감지하고 나머지 한 개의 상은 계산을 통해 추정하게 되며, 필터회로를 포함하여 전류센서에서 출력되는 감지신호에 대해 로우패스 필터를 사용하여 불필요한 고주파 신호를 감쇠시킬 수 있다.
정상모드에서 전류제어 시 지령전류와 센싱전류의 오차가 일정값 이상 커져 더 이상 제어가 불가할 경우는 구동모터(60) 또는 모터구동부(50)의 고장, 전류감지부(90)의 전류센서 및 필터회로의 고장 등 많은 원인이 있을 수 있다.
본 실시예에서는 전류센서 또는 센싱과 관련된 필터회로인 전류감지부(90)의 고장일 경우에만 전류센서리스 제어를 수행하기 위해 전류센서 고장판단부(80)는 전류감지부(90)의 고장을 판단하기 위해 임의의 PWM 및 게이트 드라이버 제어신호를 모터구동부(50)로 내보내고, 이때 상전압 감지부(70)와 전류감지부(90)로부터 상전압과 상전류를 입력받아 게이트 드라이버의 에러 신호를 계측하여 전류감지부(90)인 전류센서 또는 필터회로의 고장을 판단하게 된다.
이와 같이 전류센서의 고장을 감지하여 전압지령을 선택적으로 출력하기 위해 모터제어부(30)는 지령변경 스위칭부(35)를 더 포함하여, 전류센서 고장판단부(80)로부터 전류센서의 고장상태를 입력받아 조향로직부(10)로부터 전류지령을 입력받아 생성한 전류제어기(100)의 전압지령과, 전류지령과 모터속도를 입력받아 전류-속도에 따른 전압테이블(36)에 기초하여 산출한 전압지령을 선택적으로 출력할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 전동식 조향장치에 따르면, 전류센서의 고장 시 주행 조건에 따라 결정된 구동모터의 전류지령과 구동모터의 모터속도를 입력받아 미리 결정된 테이블을 기반으로 전압지령을 출력하여 구동모터를 제어함으로써 전류센서를 구비하지 않고도 구동모터를 제어할 수 있어 전류센서의 고장시 페일 오퍼레이션 및 세이프티 성능을 향상시킬 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 조향장치의 제어방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 4에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 조향장치의 제어방법에서는, 먼저, 전류센서 고장판단부(80)가 모터구동부(50)에 제어신호를 출력한 후 상전압 감지부(70)로부터 입력되는 상전압과 전류감지부(90)로부터 모터구동부(60)에서 출력되는 상전류를 입력받아 전류감지부(90)의 고장을 판단한다(S10).
여기서 전류센서 고장판단부(80)는 전류감지부(90)의 고장을 판단하기 위해 임의의 PWM 및 게이트 드라이버 제어신호를 모터구동부(50)로 내보내고, 이때 상전압 감지부(70)와 전류감지부(90)로부터 상전압과 상전류를 입력받아 게이트 드라이버의 에러 신호를 계측하여 전류감지부(90)인 전류센서 또는 필터회로의 고장을 판단할 수 있다.
S10 단계에서 전류감지부(90)의 고장을 판단한 결과를 모터제어부(30)가 입력받아 전류감지부(90)의 고장 여부를 판단한다(S20).
S20 단계에서 전류감지부(90)의 고장이 아닌 모터구동부(50)의 고장이나 정상인 경우에는, 모터제어부(30)가 조향로직부(10)로부터 전류지령과 전류감지부(90)로부터 입력된 실제 전류의 오차를 이용하여 생성한 전류제어기(100)의 전압지령을 출력함으로써 구동모터(60)의 전류제어를 수행할 수 있을 뿐만 아니라 모터구동부(50)의 고장인 경우에는 전동식 조향장치의 조향 어시스트 제어도 중지될 수 있다.
반면, S20 단계에서 전류센서의 고장인 경우, 모터제어부(30)는 전류지령과 모터속도를 입력받아 전류-속도에 따른 전압테이블(36)에 기초하여 산출한 전압지령을 출력할 수 있도록 조향로직부(10)로부터 차량의 주행조건에 따라 구동모터(60)를 작동시키기 위해 생성된 전류지령을 입력받는다(S30).
모터제어부(30)가 조향로직부(10)로부터 운전자가 조향하는 방향으로 보조토크를 제공하기 위해 운전자의 조향토크, 조향휠의 조향각 및 차속을 기반으로 출력하는 차량의 주행 조건에 따른 전류지령을 입력받는다.
또한 모터제어부(30)가 모터 속도센서(20)로부터 구동모터(60)의 회전상태를 감지하여 계산한 모터속도를 입력받는다(S40).
여기서 모터 속도센서(20)는 모터속도를 출력할 때 저주파대역 필터를 사용하여 노이즈를 저감한 후 모터제어부(30)에 제공한다.
따라서 모터제어부(30)는 모터 속도센서(20)에서 저주파대역 필터를 사용하여 노이즈를 제거함에 따라 발생되는 위상지연을 보상하기 위해 구동모터(60)의 가속도를 모터속도에 더하여 위상지연을 보상함으로써 급격한 조타 속도 변화 시에도 전류지령을 크게 벗어나지 않도록 제어할 수 있도록 한다.
이후 모터제어부(30)는 전류지령과 모터속도를 기반으로 전류-속도에 따른 전압테이블(36)로부터 출력전압을 산출하여 구동모터(60)를 작동시키기 위한 전압지령으로 출력한다(S70).
여기서 전류-속도에 따른 전압테이블(36)은 도 3에 도시된 바와 같이 d축 전류지령(Id_ref)과 모터속도에 따른 d축 출력전압(Vd)이 저장된 d축 테이블과, q축 전류지령(Iq_ref)과 모터속도에 따른 q축 출력전압(Vq)이 저장된 q축 테이블을 포함하여 구성된다.
이때 전류-속도에 따른 전압테이블(36)은 전류지령의 절대값과 모터속도의 절대값에 따른 출력전압이 2차원 테이블로 저장된다.
따라서 출력전압의 극성은 전류지령의 극성에 따라 결정한다.
그러나 전류지령과 모터속도의 극성이 다른 경우 정상적인 전류제어가 되지 않기 때문에 전동식 조향장치가 의도하지 않은 방향으로 조향되는 셀프 스티어 현상이 발생할 수 있다.
따라서 모터제어부(300는 전류지령과 모터속도의 극성이 다른 경우 출력전압을 보상한다(S60).
여기서 모터제어부(30)는 전류지령과 모터속도의 극성이 동일한 경우, 전류지령과 모터속도를 기반으로 전류-속도에 따른 전압테이블(36)로부터 출력전압(Vd, Vq)을 산출하여 구동모터(60)를 작동시키기 위한 전압지령(Vd_ref, Vq_ref)으로 출력한다.
그러나 전류지령과 모터속도의 극성이 다른 경우에는 모터제어부(30)가 수학식 1과 같이 d축 전압지령(Vd_ref)은 전류-속도에 따른 전압테이블(36)로부터 d축 전압테이블 출력(Vd_table)으로 출력하고, q축 전압지령(Vq_ref)은 전류-속도에 따른 전압테이블(36)로부터 전류입력만 사용한 q축 전압테이블 출력(Vq_table_i)에 구동모터(60)의 각속도와 구동모터(60)의 영구자석의 자속을 곱한 값을 합산하여 출력할 수 있다.
또한, 모터제어부(30)는 전류지령과 모터속도의 극성이 동일한 경우, 수학식 2와 같이 d축 전압지령(Vd_ref)은 전류-속도에 따른 전압테이블(36)로부터 d축 전압테이블 출력(Vd_table)으로 출력하고, q축 전압지령(Vq_ref)은 전류-속도에 따른 전압테이블(36)로부터 전류입력만을 사용한 q축 전압테이블 출력(Vq_table_i)과 속도입력만을 사용한 q축 전압테이블 출력(Vq_table_w)을 합산하여 출력할 수도 있다.
이와 같이 모터제어부(30)에서 출력된 2상의 전압지령은 좌표변환부(40)에서 3상 전압으로 변환된 후 모터구동부(50)에서 PWM 전압으로 구동모터(60)에 출력하여 구동모터(60)를 구동시킬 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 전동식 조향장치의 제어방법에 따르면, 전류센서의 고장 시 주행 조건에 따라 결정된 구동모터의 전류지령과 구동모터의 모터속도를 입력받아 미리 결정된 테이블을 기반으로 전압지령을 출력하여 구동모터를 제어함으로써 전류센서를 구비하지 않고도 구동모터를 제어할 수 있어 전류센서의 고장시 페일 오퍼레이션 및 세이프티 성능을 향상시킬 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
10 : 조향로직부 20 : 모터 속도센서
30 : 모터제어부 32 : 속도지연 보상부
34 : 출력전압 산출부 35 : 지령변경 스위칭부
36 : 전압테이블 38 : 극성반전 보상부
40 : 좌표변환부 50 : 모터구동부
60 : 구동모터 70 : 상전압 감지부
80 : 전류센서 고장판단부 90 : 전류감지부
100 : 전류제어기

Claims (19)

  1. 차량의 주행조건에 따라 구동모터를 작동시키기 위한 전류지령을 생성하는 조향로직부;
    상기 구동모터의 회전상태를 감지하여 모터속도를 출력하는 모터 속도센서;
    상기 조향로직부와 상기 모터 속도센서로부터 각각 상기 전류지령과 상기 모터속도를 입력받아 상기 전류지령과 상기 모터속도를 기반으로 전류-속도에 따른 전압테이블로부터 출력전압을 산출하여 상기 구동모터를 작동시키기 위한 전압지령을 출력하는 모터제어부;
    상기 모터제어부에서 출력된 2상의 상기 전압지령을 3상 전압으로 변환하는 좌표변환부; 및
    상기 좌표변환부에서 변환된 상기 3상 전압을 PWM 전압으로 상기 구동모터에 출력하는 모터구동부;를 포함하되,
    상기 모터제어부는,
    상기 모터속도의 위상지연을 보상하는 속도지연 보상부;
    상기 전류지령과 상기 속도지연 보상부로부터 상기 위상지연이 보상된 상기 모터속도를 입력받아 상기 전류-속도에 따른 전압테이블로부터 상기 출력전압을 산출하는 출력전압 산출부; 및
    상기 출력전압 산출부에서 산출된 상기 출력전압을 상기 전압지령으로 출력하고, 상기 전류지령과 상기 모터속도의 극성이 다른 경우 상기 출력전압을 보상하여 상기 전압지령으로 출력하는 극성반전 보상부;를 포함하고,
    상기 극성반전 보상부는, 상기 전류지령과 상기 모터속도의 극성이 다른 경우 d축 전압지령은 상기 전류-속도에 따른 전압테이블로부터 d축 전압테이블 출력으로 출력하고, q축 전압지령은 상기 전류-속도에 따른 전압테이블로부터 전류입력만을 사용한 q축 전압테이블 출력과 속도입력만을 사용한 q축 전압테이블 출력을 합산하여 출력하며,
    상기 모터구동부에서 출력되는 상전압을 각각 감지하는 상전압 감지부; 및
    상기 모터구동부에 제어신호를 출력한 후 상기 상전압 감지부로부터 입력되는 상전압과 전류감지부로부터 상기 모터구동부에서 출력되는 상전류를 입력받아 전류센서의 고장을 판단하는 전류센서 고장판단부를 더 포함하되,
    상기 모터제어부는 상기 전류센서 고장판단부로부터 전류센서의 고장상태를 입력받아 상기 조향로직부로부터 상기 전류지령을 입력받아 생성한 전류제어기의 전압지령과, 상기 전류지령과 상기 모터속도를 입력받아 상기 전류-속도에 따른 전압테이블에 기초하여 산출한 전압지령을 선택적으로 출력하는 지령변경 스위칭부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동식 조향장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 전류-속도에 따른 전압테이블은, 상기 전류지령과 상기 모터속도에 따른 d축 출력전압과 q축 출력전압을 포함하는 것을 특징으로 하는 전동식 조향장치.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 전류-속도에 따른 전압테이블은, 상기 전류지령의 절대값과 상기 모터속도의 절대값에 따른 상기 출력전압이 2차원 테이블로 저장된 것을 특징으로 하는 전동식 조향장치.
  4. 삭제
  5. 제 1항에 있어서, 상기 출력전압 산출부는, 상기 전류지령 극성에 따라 상기 출력전압의 극성을 결정하는 것을 특징으로 하는 전동식 조향장치.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 극성반전 보상부는, 상기 전류지령과 상기 모터속도의 극성이 다른 경우 d축 전압지령은 상기 전류-속도에 따른 전압테이블로부터 d축 전압테이블 출력으로 출력하고, q축 전압지령은 상기 전류-속도에 따른 전압테이블로부터 전류입력만 사용한 q축 전압테이블 출력에 상기 구동모터의 각속도와 상기 구동모터의 영구자석의 자속을 곱한 값을 합산하여 출력하는 것을 특징으로 하는 전동식 조향장치.
  7. 삭제
  8. 제 1항에 있어서, 상기 구동모터는, 3상의 BLAC(BrushLess AC) 타입의 모터인 것을 특징으로 하는 전동식 조향장치.
  9. 삭제
  10. 모터제어부가 조향로직부로부터 차량의 주행조건에 따라 구동모터를 작동시키기 위해 생성된 전류지령을 입력받는 단계;
    상기 모터제어부가 상기 구동모터의 회전상태를 감지하여 출력하는 모터속도를 입력받는 단계; 및
    상기 모터제어부가 상기 전류지령과 상기 모터속도를 기반으로 전류-속도에 따른 전압테이블로부터 출력전압을 산출하여 상기 구동모터를 작동시키기 위한 전압지령으로 출력하는 단계를 포함하되,
    상기 전압지령으로 출력하는 단계는,
    상기 모터제어부가 상기 전류지령과 상기 모터속도의 극성이 같은 경우 상기 출력전압을 상기 전류지령으로 출력하는 단계; 및
    상기 모터제어부가 상기 전류지령과 상기 모터속도의 극성이 다른 경우 상기 출력전압을 보상하여 상기 전압지령으로 출력하는 단계를 포함하고,
    상기 출력전압을 보상하여 상기 전압지령으로 출력하는 단계는, 상기 모터제어부가 d축 전압지령은 상기 전류-속도에 따른 전압테이블로부터 d축 전압테이블 출력으로 출력하고, q축 전압지령은 상기 전류-속도에 따른 전압테이블로부터 전류입력만을 사용한 q축 전압테이블 출력과 속도입력만을 사용한 q축 전압테이블 출력을 합산하여 출력하며,
    상기 전류지령을 입력받는 단계는.
    전류센서 고장판단부가 전류감지부의 고장을 판단하는 단계; 및
    상기 모터제어부가 상기 전류센서 고장판단부로 전류감지부의 고장 판단결과를 입력받아 고정 판단결과에 따라 상기 전류지령을 입력받는 단계를 포함하되,
    상기 전류감지부의 고장을 판단하는 단계는,
    상기 전류센서 고장판단부가 모터구동부에 제어신호를 출력하는 단계;
    상기 전류센서 고장판단부가 상전압 감지부로부터 입력되는 상전압과 상기 전류감지부로부터 상기 모터구동부에서 출력되는 상전류를 입력받는 단계; 및
    상기 전류센서 고장판단부가 입력된 상기 상전압과 상기 상전류에 기초하여 상기 전류감지부의 고장을 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동식 조향장치의 제어방법.
  11. 제 10항에 있어서, 상기 모터속도를 입력받는 단계는, 상기 모터속도의 위상지연을 보상하여 입력받는 것을 특징으로 하는 전동식 조향장치의 제어방법.
  12. 제 10항에 있어서, 상기 전류-속도에 따른 전압테이블은, 상기 전류지령과 상기 모터속도에 따른 d축 출력전압과 q축 출력전압을 포함하는 것을 특징으로 하는 전동식 조향장치의 제어방법.
  13. 제 10항에 있어서, 상기 전류-속도에 따른 전압테이블은, 상기 전류지령의 절대값과 상기 모터속도의 절대값에 따른 상기 출력전압이 2차원 테이블로 저장된 것을 특징으로 하는 전동식 조향장치의 제어방법.
  14. 제 10항에 있어서, 상기 출력전압을 산출하는 단계는, 상기 모터제어부가 상기 전류지령 극성에 따라 상기 출력전압의 극성을 결정하여 산출하는 것을 특징으로 하는 전동식 조향장치의 제어방법.
  15. 삭제
  16. 제 10항에 있어서, 상기 출력전압을 보상하여 상기 전압지령으로 출력하는 단계는, 상기 모터제어부가 d축 전압지령은 상기 전류-속도에 따른 전압테이블로부터 d축 전압테이블 출력으로 출력하고, q축 전압지령은 상기 전류-속도에 따른 전압테이블로부터 전류입력만 사용한 q축 전압테이블 출력에 상기 구동모터의 각속도와 상기 구동모터의 영구자석의 자속을 곱한 값을 합산하여 출력하는 것을 특징으로 하는 전동식 조향장치의 제어방법.
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111712007B (zh) * 2020-07-08 2022-03-22 湖北汽车工业学院 一种应用混合型spwm调制技术的可分离式感应加热炉
KR102496766B1 (ko) * 2020-12-16 2023-02-07 현대모비스 주식회사 전동식 조향 시스템에서 dc 모터의 속도 추정 장치 및 그 방법
KR102460182B1 (ko) * 2020-12-17 2022-10-28 주식회사 현대케피코 모터 제어 시스템 및 그 방법
CN113044053B (zh) * 2021-02-01 2023-01-31 东风汽车集团股份有限公司 Eps控制器相mosfet撞击防损控制方法及***

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009261066A (ja) * 2008-04-14 2009-11-05 Jtekt Corp モータ制御装置および電動パワーステアリング装置
JP2012218646A (ja) * 2011-04-12 2012-11-12 Toyota Motor Corp 電動パワーステアリング装置

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4033030B2 (ja) * 2003-04-21 2008-01-16 株式会社ジェイテクト 電動パワーステアリング装置
US7560886B2 (en) * 2004-07-07 2009-07-14 Hitachi, Ltd. Motor controlling device for mounting on vehicle
KR20080078441A (ko) 2007-02-23 2008-08-27 주식회사 만도 전동식 파워 스티어링 시스템의 ｄｃ 모터 각속도 추정장치
US7839106B2 (en) * 2008-03-05 2010-11-23 Gm Global Technology Operations, Inc. System and methods involving dynamic closed loop motor control and flux weakening
JP5603360B2 (ja) * 2011-06-24 2014-10-08 三菱電機株式会社 モータ制御装置およびそれを用いた電動パワーステアリング装置
KR101562419B1 (ko) * 2011-07-05 2015-10-22 엘에스산전 주식회사 매입형 영구자석 동기 전동기의 구동장치
JP2014072973A (ja) * 2012-09-28 2014-04-21 Denso Corp 交流電動機の制御装置
KR101562218B1 (ko) * 2013-08-29 2015-10-21 현대모비스 주식회사 전동식 동력 조향장치의 제어장치
KR101601444B1 (ko) * 2014-07-04 2016-03-21 현대자동차주식회사 모터 구동 시스템의 인버터 6-스텝 제어 장치 및 방법
KR102354755B1 (ko) * 2015-12-14 2022-01-25 현대모비스 주식회사 Mdps 시스템의 조향각 신호 및 모터각 신호 보상 장치 및 방법

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009261066A (ja) * 2008-04-14 2009-11-05 Jtekt Corp モータ制御装置および電動パワーステアリング装置
JP2012218646A (ja) * 2011-04-12 2012-11-12 Toyota Motor Corp 電動パワーステアリング装置

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