KR102389172B1 - 조향 보조 시스템, 조향 제어 장치 및 조향 제어 방법 - Google Patents

조향 보조 시스템, 조향 제어 장치 및 조향 제어 방법 Download PDF

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Abstract

본 개시는 조향 보조 시스템, 조향 제어 장치 및 조향 제어 방법에 관한 것이다. 구체적으로, 본 개시에 따른 조향 보조 시스템은 제1 조향 제어 모듈과 제2 조향 제어 모듈 및 서로 반대 방향으로 와인딩된 제1 권선 및 제2 권선을 포함하는 듀얼 와인딩 조향 모터를 포함하며, 각 조향 제어 모듈은 인버터의 상전류 감지값에 기초하여 제1 제어 전압을 계산하고, 제1 제어 전압이 미리 설정된 기준값 이하인 경우, 내부 통신을 통해 인버터의 상전류 감지값을 수신하여 제2 제어 전압을 계산하고, 제어 전압을 출력하는 것을 특징으로 한다.

Description

조향 보조 시스템, 조향 제어 장치 및 조향 제어 방법{System for assist steering, Apparatus and Method for controlling steering}
본 개시는 조향 보조 시스템, 조향 제어 장치 및 조향 제어 방법에 관한 것이다.
차량의 조향 보조 시스템은 차량의 진행 방향을 운전자의 의지대로 변경할 수 있도록 보조하는 시스템이며, 운전자가 원하는 주행 방향에 대하여 조향 보조력을 발생시켜 차량을 보다 쉽게 운행할 수 있도록 보조하는 시스템이다.
이러한 조향 보조 시스템은 유압식 동력 보조 조향 장치(HPS: Hydraulic Power Steering Apparatus)와 전자식 동력 보조 조향 장치(EPS: Electric Power Steering Apparatus)등으로 구현된다.
최근 조향 보조 시스템에는 시스템에 포함된 특정 구성이 페일(fail)인 경우를 대비하여, 특정 구성과 동일한 구성을 추가한 리던던트 시스템을 적용하고, 이러한 리던던트 시스템에 기반하여 페일 세이프티(fail safety)를 구현하고 있다.
한편, 리던던트 시스템에 기반한 조향 보조 시스템은 일반적으로 제조 단가가 필수적으로 상승하고, 조향 보조 시스템에 포함되는 전자적 부품들의 증가로 인해 조향 보조 시스템은 다소 복잡한 제어 동작을 수행하게 된다.
특히, 조향 보조 시스템에 포함된 조향 모터가 적절히 동작하는지 여부를 판단하기 위해, 조향 모터에 인가되는 인버터의 상전류를 검출할 필요가 있다. 그런데, 조향 모터의 출력을 증가시키는 경우, 인버터의 상전류가 검출되지 않는 구간이 발생하는 문제점이 있다. 따라서, 인버터의 상전류가 검출되지 않는 구간이 발생하더라도, 차량의 조향을 안정적으로 제어하기 위한 기술이 요구되고 있는 실정이다.
이러한 배경에서, 본 개시는 전압이용률을 증가시킴에 따라 인버터의 상전류가 감지되지 않는 구간이 발생하더라도 인버터의 상전류를 이용하여 차량의 조향을 안정적으로 제어할 수 있는 조향 보조 시스템, 조향 제어 장치 및 조향 제어 방법을 제공하고자 한다.
또한, 본 개시는 션트 센서를 이용하여 인버터의 상전류를 검출함으로써 제조 단가를 절감할 수 있는 조향 보조 시스템, 조향 제어 장치 및 조향 제어 방법을 제공하고자 한다.
또한, 본 개시는 인버터의 출력에 대응되는 제어 전압의 전압이용률을 증가시켜 인버터의 접지단자에 연결된 션트 센서의 성능을 개선할 수 있는 조향 보조 시스템, 조향 제어 장치 및 조향 제어 방법을 제공하고자 한다.
전술한 과제를 해결하기 위하여, 일 측면에서, 본 개시는 제1 MCU(Micro Controller Unit), 제1 인버터, 제1 통신부 및 제1 상전류 센서를 포함하는 제1 조향 제어 모듈과, 제2 MCU, 제2 인버터, 제2 통신부 및 제2 상전류 센서를 포함하는 제2 조향 제어 모듈 및 제1 방향으로 와인딩(winding)되고 제1 조향 제어 모듈과 연결되는 제1 권선과 제1 방향과 반대 방향인 제2 방향으로 와인딩되고 제2 조향 정 모듈과 연결되는 제2 권선을 포함하는 듀얼 와인딩(Dual-winding) 조향 모터를 포함하되, 제1 조향 제어 모듈은, 제1 상전류 센서에 의해 감지된 제1 인버터의 제1 상전류 감지값에 기초하여 제1 인버터를 제어하기 위한 제1 제어 전압을 계산하고, 제1 제어 전압과 미리 설정된 기준값을 비교하여 비교 결과에 따라 제1 제어 전압을 출력하거나, 제1 통신부를 통해 제2 조향 제어 모듈에 제2 인버터의 제2 상전류 감지값을 요청하고, 제2 상전류 감지값이 수신되면, 제2 상전류 감지값에 기초하여 제1 인버터를 제어하기 위한 제2 제어 전압을 계산하고, 제2 제어 전압을 출력하는 것을 특징으로 하는 조향 보조 시스템을 제공한다.
다른 측면에서, 본 개시는 제1 인버터의 제1 상전류 감지값에 기초하여 제1 인버터를 제어하기 위한 제1 제어 전압을 계산하고, 제1 제어 전압과 미리 설정된 기준값을 비교하여 비교 결과에 따라 제1 제어 전압을 출력하거나, 타 조향 제어 장치에 제2 인버터의 제2 상전류 감지값을 요청하는 제1 제어부와, 타 조향 제어 장치와 통신하는 통신부 및 통신부가 타 조향 제어 장치로부터 제2 상전류 감지값을 수신하면, 제2 상전류 감지값에 기초하여 제1 인버터를 제어하기 위한 제2 제어 전압을 계산하고, 제2 제어 전압을 출력하는 제2 제어부를 포함하는 조향 제어 장치를 제공한다.
또 다른 측면에서, 본 개시는 제1 제어부가 제1 인버터의 제1 상전류 감지값에 기초하여 제1 인버터를 제어하기 위한 제1 제어 전압을 계산하는 단계와, 제1 제어부가 제1 제어 전압과 미리 설정된 기준값을 비교하고, 비교 결과에 따라 제1 전압을 출력하거나, 통신부를 통해 타 조향 제어 장치에 제2 상전류 감지값을 요청하는 단계 및 제2 상전류 감지값이 수신되면, 제2 제어부가 제2 상전류 감지값에 기초하여 제1 인버터를 제어하기 위한 제2 제어 전압을 계산하고, 제2 제어 전압을 출력하는 단계를 포함하는 조향 제어 방법을 제공한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 개시에 의하면, 본개시는 전압이용률을 증가시킴에 따라 인버터의 상전류가 감지되지 않는 구간이 발생하더라도 인버터의 상전류를 이용하여 차량의 조향을 안정적으로 제어할 수 있는 조향 보조 시스템, 조향 제어 장치 및 조향 제어 방법을 제공할 수 있다.
또한, 본 개시에 의하면, 본 개시는 션트 센서를 이용하여 인버터의 상전류를 검출함으로써 제조 단가를 절감할 수 있는 조향 보조 시스템, 조향 제어 장치 및 조향 제어 방법을 제공할 수 있다.
또한, 본 개시에 의하면, 본 개시는 인버터의 출력에 대응되는 제어 전압의 전압이용률을 증가시켜 인버터의 접지단자에 연결된 션트 센서의 성능을 개선할 수 있는 조향 보조 시스템, 조향 제어 장치 및 조향 제어 방법을 제공할 수 있다.
도 1은 본 개시에 따른 조향 보조 시스템을 설명하는 블록도이다.
도 2는 본 개시에 따른 조향 보조 시스템을 설명하는 회로도이다.
도 3은 상전류 센서가 인버터의 상전류를 감지하는 타이밍을 설명하기 위한 타이밍도이다.
도 4는 인버터에 포함된 스위치들의 상태와 측정 가능한 인버터의 상전류를 나타내는 도면이다.
도 5는 조향 모터에 와인딩(winding)된 권선을 나타낸 도면이다.
도 6은 조향 모터에 인가되는 인버터의 상전류의 방향을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 인버터를 제어하는 제어 전압을 나타내는 그래프이다.
도 8은 본 개시에 따른 조향 제어 장치를 설명하는 블록도이다.
도 9는 본 개시에 따른 조향 제어 방법을 설명하는 흐름도이다.
이하, 본 개시의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 본 개시의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
도 1은 본 개시에 따른 조향 보조 시스템(100)을 설명하는 블록도이다.
도 1을 참조하면, 본 개시에 따른 조향 보조 시스템(100)은 차량의 조향을 보조 하는 시스템을 의미한다.
이러한 조향 보조 시스템(100)은 제1 배터리(110a), 제2 배터리(110b), 제1 조향 제어 모듈(120a), 제2 조향 제어 모듈(120b), 조향 모터(130), 제1 센서(140a) 및 제2 센서(140b) 등을 포함할 수 있다.
제1 배터리(110a)는 제1 조향 제어 모듈(120a)에 공급전원을 공급할 수 있고, 제2 배터리(110b)는 제2 조향 제어 모듈(120b)에 공급전원을 공급할 수 있다.
여기서, 공급전원은 공급전압 또는 공급전류일 수 있다. 즉, 공급전원이 공급된다는 것은 공급전압 또는 공급전류가 공급된다는 의미할 수 있다. 그리고, 전압과 전류는 옴(Ohm)의 법칙으로 깊은 연관이 있으므로, 이하에서 전압이 도통되어 특정 구성, 소자 등에 인가, 전달되는 것은 전류가 흘러 특정 구성, 소자 등에 인가, 전달되는 것과 동일한 의미일 수 있다.
한편, 본 명세서에서 제1 배터리(110a)와 제2 배터리(110b)는 제1 조향 제어 모듈(120a) 및 제2 조향 제어 모듈(120b) 각각에 대응되도록 별도로 구비된 것으로 하지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 제1 배터리(110a)와 제2 배터리(110b)는 하나의 배터리(110)로서 일체형으로 구성되어, 하나의 배터리(110)가 공급전원을 제1 조향 제어 모듈(120a)과 제2 조향 제어 모듈(120b) 각각에 모두 공급할 수 있다. 또한, 제1 배터리(110a)와 제2 배터리(110b)가 통합된 하나의 배터리(110)가 하나의 조향 제어 모듈(예를 들어, 제1 조향 제어 모듈(120a))에만 공급전원을 공급하고, 공급받고 있는 하나의 조향 제어 모듈의 상태가 변경되면(예를 들어, 제1 조향 제어 모듈(120a)이 고장난 경우) 다른 조향 제어 모듈(예를 들어, 제2 조향 제어 모듈(120b))에 공급전원을 공급할 수 있다.
한편, 본 개시에 따른 조향 보조 시스템(100)은 조향 모터(130)에 전기적 신호를 출력하는 2개 이상의 조향 제어 모듈(120)을 포함하여 리던던트 시스템(Redundant System)을 구현할 수 있다. 예를 들어, 본 개시에 따른 조향 보조 시스템(100)은 제1 조향 제어 모듈(120a)과 제2 조향 제어 모듈(120b)을 포함하여 리던던트 시스템을 구현한다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
여기서, 조향 제어 모듈(120)은 센서로부터 조향정보를 입력받고, 조향정보에 기초하여, 조향 모터(130)를 제어하는 제어값을 계산하며, 계산된 제어값에 대응되는 제어 신호를 조향 모터(130)에 출력할 수 있다.
구체적인 예를 들면, 운전자가 스티어링 휠을 잡고 조작하면, 제1 센서(140a)는 스티어링 휠에서 발생된 조향 토크를 감지하고, 이에 대응되는 조향 토크 정보(또는 조향 토크 신호) 제1 조향 제어 모듈(120a)에 출력하고, 제1 조향 제어 모듈(120a)은 입력받은 조향 토크 정보에 기초하여 제어값을 계산한다. 그리고, 제1 조향 제어 모듈(120a)은 제어값에 대응되는 어시스트 전류를 조향 모터(130)에 출력한다. 제2 조향 제어 모듈(120b)도 전술한 예시와 유사하게 동작할 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
한편, 조향 제어 모듈(120)은 전자 제어 유닛(Electronic Controller Unit; ECU)으로 구현될 수 있으며, 하드웨어적으로 마이크로 컨트롤러 유닛(Micro Controller Unit; MCU), 인버터(Inverter), PCO(Phase Cut Off) 스위치, 통신부 및 상전류 센서 등을 포함할 수 있다.
예를 들면, 제1 조향 제어 모듈(120a)은, 제1 MCU(121a), 제1 인버터(122a), 제1 통신부(125a) 및 제1 상전류 센서를 포함하고, 제2 조향 제어 모듈(120b)은 제2 MCU(121b), 제2 인버터(122b), 제2 통신부(125b) 및 제2 상전류 센서를 포함한다.
MCU(121)는 인버터(122), 통신부(125), PCO 스위치(123) 등을 제어할 수 있다. 구체적으로, MCU(121)는 센서로부터 조향정보를 입력받아 레퍼런스(Reference) 전류를 계산하고, 상전류 센서에 의해 감지된 인버터(122)의 상전류 감지값을 입력받고, 래퍼런스 전류와 상전류 감지값을 이용하여 인버터(122)를 제어하기 위한 제어 전압을 계산하고, 제어 전압을 이용하여 인버터(122)에 포함된 스위치의 턴온/턴오프 동작을 제어할 수 있다.
한편, MCU(121)는 PCO 스위치(123)의 턴온/턴오프 동작을 제어할 수 있다.
인버터(122)는 직류(DC)인 배터리(110)의 공급전압을 교류(AC)로 전환하고, 교류전압을 조향모터에 인가할 수 있다. 구체적으로, 인버터(122)에 포함된 복수의 스위치들은 MCU(121)의 제어 전압을 입력받아 턴온/턴오프 동작을 수행하고, 배터리(110)의 공급전압을 교류로 전환하여, 교류전압을 조향모터의 각 상에 인가할 수 있다.
PCO 스위치(123)는 인버터(122)로부터 출력되는 교류전압을 조향모터에 도통시키거나 차단할 수 있다. 구체적으로, PCO 스위치(123)가 MCU(121)에 의해 턴오프되면, 교류전압이 차단되고, PCO 스위치(123)가 MCU(121)에 의해 턴온되면, 교류전압이 조향모터의 각 상에 인가될 수 있다.
상전류 센서는 인버터(122)의 출력에 해당하는 상전류를 감지하고, 이에 대응되는 상전류 감지값을 MCU(121)에 출력할 수 있다. 구체적으로, 조향 모터(130)가 3상 모터인 경우, 상전류 센서는 U상전류, V상전류 및 W상전류 각각을 감지하고, U상전류 감지값, V상전류 감지값 및 W상전류 감지값을 MCU(121)에 출력할 수 있다.
이러한, 상전류 센서는 션트 센서(Shunt sensor)일 수 있다. 예를 들어, 제1 상전류 센서는 제1 인버터(122a)의 접지단자(GND)에 연결된 제1 션트 센서(124a)이다. 다른 예를 들어, 제2 상전류 센서는 제2 인버터(122b)의 접지단자(GND)에 연결된 제2 션트 센서(124b)이다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 션트 센서(124)는 인버터(122)의 접지단자 이외에 다른 단자에 연결될 수도 있다.
통신부(125)는 각 조향 제어 모듈(120) 간 내부 통신을 수행할 수 있다. 구체적으로, 통신부(125)는 조향 제어 모듈(120)의 상태에 대한 정보를 송신 및 수시할 수 있다.
예를 들면, 제1 통신부(125a)는 제1 조향 제어 모듈(120a)의 상태를 CAN 통신을 통해 제2 통신부(125b)에 송신하고, 제2 조향 제어 모듈(120b)의 상태를 CAN 통신을 통해 수신한다. 반대로, 제2 통신부(125b)는 제2 조향 제어 모듈(120b)의 상태를 CAN 통신을 통해 제1 통신부(125a)에 송신하고, 제1 조향 제어 모듈(120a)의 상태를 CAN 통신을 통해 수신한다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 전술한 예시에서의 CAN 통신 방법 이외에 다른 통신 방법이 본 개시에 적용될 수 있다.
일 실시예로써 제1 조향 제어 모듈(120a)은 제1 상전류 센서에 의해 감지된 제1 인버터(122a)의 제1 상전류 감지값에 기초하여 제1 인버터(122a)를 제어하기 위한 제1 제어 전압을 계산하고, 제1 제어 전압과 미리 설정된 기준값을 비교하여 비교 결과에 따라 제1 제어 전압을 출력하거나, 제1 통신부(125a)를 통해 제2 조향 제어 모듈(120b)에 제2 인버터(122b)의 제2 상전류 감지값을 요청하고, 제2 상전류 감지값이 수신되면, 제2 상전류 감지값에 기초하여 제1 인버터(122a)를 제어하기 위한 제2 제어 전압을 계산하고, 제2 제어 전압을 출력할 수 있다.
여기서, 제1 제어 전압이 기준값 이상이면, 제1 조향 제어 모듈(120a)은 제1 제어 전압을 제1 인버터(122a)에 출력할 수 있다.
여기서, 제1 제어 전압이 기준값 미만이면, 제1 조향 제어 모듈(120a)은 제2 상전류 감지값을 요청할 수 있다.
제1 제어 전압은 제1 인버터(122a)에 포함된 복수의 스위치들 각각의 턴온/턴오프 타이밍을 제어하는데 필요한 전압을 의미할 수 있다. 제1 제어 전압은 제1 인버터(122a)의 제1 상전류 감지값으로부터 계산되는 전압이고, 일정한 주기성을 갖고 변동될 수 있다.
제2 제어 전압은 제1 제어 전압과 동일하게 제1 인버터(122a)에 포함된 복수의 스위치들 각각의 턴온/턴오프 타이밍을 제어하는데 필요한 전압이다. 제2 제어 전압은 제2 인버터(122b)의 제2 상전류 감지값으로부터 계산되고, 제1 제어 전압이 기준값보다 작은 경우에 산출되며, 제1 제어 전압과 동일한 값일 수 있다. 제2 제어 전압도 일정한 주기성을 갖고 변동될 수 있다.
여기서, 제2 상전류 감지값은 변동되는 제1 제어 전압이 기준값 미만인 시점부터 제1 제어 전압이 기준값 이상인 시점까지, 제2 상전류 센서에 의해 감지된 제2 인버터(122b)의 상전류일 수 있다.
기준값은 인버터(122)의 상전류가 검출되기 위한 최소한의 시간(Tmin)이 존재하는 경우, 그 최소한의 시간(Tmin)에 대응되는 전압을 의미할 수 있다. 여기서, 인버터(122)의 상전류가 검출되기 위한 최소한의 시간(Tmin)은 데드타임(Daedtime), AD(Analog to Digital) 변환시간 등에 의해 설계될 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
한편, 인버터(122)의 상전류는 인버터(122)에 포함된 복수의 스위치들의 상태가 영벡터인 구간에서 검출될 수 있고, 이때, 영벡터인 구간이 전술한 최소한의 시간(Tmin) 이상이어야 인버터(122)의 상전류가 검출될 수 있는데, 이에 대한 구체적인 설명은 도 3 및 도 4를 참조하여 후술한다.
한편, 제1 인버터(122a)의 제1 상전류의 위상은 제2 인버터(122b)의 제2 상전류의 위상과 반대일 수 있다. 따라서, 제2 인버터(122b)의 제2 상전류 감지값이 제1 조향 제어 모듈(120a)에 수신되면, 제1 조향 제어 모듈(120a)은 제2 상전류의 위상을 변경(예를 들어, 위상을 180도 변경)하여 제1 상전류의 위상과 동일하게 하고, 위상이 변경된 제2 상전류를 이용하여 제2 제어 전압을 계산할 수 있다.
일 실시예로서, 제2 조향 제어 모듈(120b)은 제2 상전류 센서에 의해 감지된 제2 인버터(122b)의 제2 상전류 감지값에 기초하여 제2 인버터(122b)를 제어하기 위한 제3 제어 전압을 계산하고, 제3 제어 전압과 미리 설정된 기준값을 비교하여 비교 결과에 따라 제3 제어 전압을 출력하거나, 제2 통신부(125b)를 통해 제1 조향 제어 모듈(120a)에 제1 인버터(122a)의 제1 상전류 감지값을 요청하고, 제1 상전류 감지값이 수신되면, 제1 상전류 감지값에 기초하여 제1 인버터(122a)를 제어하기 위한 제4 제어 전압을 계산하고, 제4 제어 전압을 출력할 수 있다.
제3 제어 전압은 제2 인버터(122b)에 포함된 복수의 스위치들 각각의 턴온/턴오프 타이밍을 제어하는데 필요한 전압을 의미할 수 있다. 제3 제어 전압은 제2 인버터(122b)의 제2 상전류 감지값으로부터 계산되는 전압이고, 일정한 주기성을 갖고 변동될 수 있다. 한편, 제3 제어 전압의 크기는 제1 제어 전압의 크기와 동일하고, 제3 제어 전압의 위상은 제1 제어 전압의 위상과 반대(180도 차이)일 수 있다.
제4 제어 전압은 제3 제어 전압과 동일하게 제2 인버터(122b)에 포함된 복수의 스위치들 각각의 턴온/턴오프 타이밍을 제어하는데 필요한 전압이다. 제4 제어 전압은 제1 인버터(122a)의 제1 상전류 감지값으로부터 계산되고, 제3 제어 전압이 기준값보다 작은 경우에 산출되며, 제3 제어 전압과 동일한 값일 수 있다. 제4 제어 전압도 일정한 주기성을 갖고 변동될 수 있다.
복수의 조향 제어 모듈(120) 중 어느 하나가 메인(Main)으로 동작할 수 있다. 예를 들어, 제1 조향 제어 모듈(120a)이 메인으로 동작하고, 제2 조향 제어 모듈(120b)이 서브로 동작하는 경우, 제1 조향 제어 모듈(120a)이 어시스트 전류를 조향 모터(130)에 출력하고, 제1 조향 제어 모듈(120a)이 동작하는 동안에 제2 조향 제어 모듈(120b)은 동작하지 않는다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니며 제2 조향 제어 모듈(120b)이 메인으로 동작할 수도 있다.
한편, 복수의 조향 제어 모듈(120)은 모두 메인으로 동작할 수 있다. 이때, 복수의 조향 제어 모듈(120)은 조향 모터(130)에 인가되는 어시스트 전류를 각각 나누어 출력하고, 복수의 조향 제어 모듈(120) 각각에 의해 출력되는 분할된 어시스트 전류는 통합되어 최종적으로 조향 모터(130)에 인가될 수 있다.
조향 모터(130)는 조향 제어 모듈(120)로부터 제어 신호, 즉 어시스트 전류(Assist current)를 입력받고, 어시스트 전류에 대응되는 회전속도, 토크(Torque)로 구동할 수 있다. 구체적으로, 조향 모터(130)는 조향 제어 모듈(120)에 포함된 인버터(122)의 상전류를 입력받고, 조향 모터(130)는 인버터(122)의 상전류에 기초하여 구동할 수 있다.
여기서, 조향 모터(130)는 브러시리스(Brushless) 모터일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 제1 권선과 제2 권선을 포함하는 듀얼 와인딩(Dual-winding)일 수 있다.
이때, 제1 권선은 제1 방향으로 조향 모터(130)에 와인딩되고, 제2 권선은 제1 권선의 제1 방향과 반대 방향인 제2 방향으로 조향 모터(130)에 와인딩될 수 있다. 예를 들어, 제1 권선은 조향 모터(130)에 시계 방향으로 와인딩되고, 제2 권선은 반시계 방향으로 와인딩된다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
제1 권선은 제1 조향 제어 모듈(120a)과 전기적으로 연결될 수 있고, 제2 권선은 제2 조향 제어 모듈(120b)과 전기적으로 연결될 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
조향 모터(130)는 일반적으로 높은 RPM(Revolutions Per Minute)으로 구동하고 있으므로, 조향 모터(130)에서 역기전압(Back ElectroMotive Force; BEMF)이 순간적으로 발생할 수 있다. 이때, 조향 모터(130)에 포함된 제1 권선과 제2 권선은 서로 반대 방향으로 와인딩되므로, 제1 권선에서 발생하는 역기전압의 위상과 제2 권선에서 발생하는 역기전압의 위상은 서로 반대, 즉 위상 차가 180도일 수 있다.
제1 권선에서 발생하는 역기전압의 위상과 제2 권선에서 발생하는 역기전압의 위상이 서로 반대이므로, 제1 조향 제어 모듈(120a)이 산출하는 제1 제어 전압, 제2 제어 전압의 위상과 제3 제어 전압, 제4 제어 전압의 위상도 서로 반대일 수 있으며, 제1 상전류의 위상과 제2 상전류의 위상도 서로 반대일 수 있다.
센서는 스티어링 휠의 조향각, 토크 등 조향정보를 감지하고, 이에 대응되는 감지 신호를 조향 제어 모듈(120)에 출력할 수 있다. 이러한 센서는 예를 들어, 스티어링 휠의 조향각을 감지하는 조향각 센서, 스티어링 휠의 회전으로 발생하는 조향 토크를 감지하는 토크 센서 등을 의미할 수 있다.
도시하지 않았지만, 본 개시에 따른 조향 제어 모듈(120)은 조향 모터(130)의 위치를 감지하는 모터 위치 센서, 배터리(110)의 공급전압을 도통시키는 공급전압 스위치 등을 더 포함할 수 있다.
전술한 바에 의하면, 본 개시에 따른 조향 보조 시스템(100)은 인버터(122)의 상전류가 감지되지 않는 구간 없이 인버터(122)의 상전류를 항상 검출하여 조향 보조력을 제공할 수 있는 효과를 제공한다.
이하에서는 본 개시에 따른 조향 보조 시스템(100)에 포함된 MCU(121), 인버터(122), PCO 스위치(123), 상전류 센서 간의 연결관계를 회로도를 이용하여 설명한다.
도 2는 본 개시에 따른 조향 보조 시스템(100)을 설명하는 회로도이다.
도 2를 참조하면, 제1 조향 제어 모듈(120a) 및 제2 조향 제어 모듈(120b) 각각에 포함된 제1 인버터(122a)에 포함된 스위치 및 제2 인버터(122b)에 포함된 스위치, 제1 PCO 스위치(123a) 및 제2 PCO 스위치(123b)는 FET(Field-Effect Transistor)로 구현될 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 개시에 따른 조향 모터(130)가 3상 듀얼 와인딩 모터인 경우, 인버터(122)에 포함된 스위치는 조향 모터(130)의 U상, V상, W상 각각을 제어하기 위해 6개의 FET로 구현될 수 있고, PCO 스위치(123)는 3개의 FET로 구현될 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 여기서, 인버터(122)에 포함된 6개의 FET로 구현된 스위치 중 접지단자에 연결된 하단 스위치와, 그 접지 단자에 연결된 스위치와 전기적으로 연결된 상단 스위치는 서로 반대의 동작을 수행할 수 있다.
한편, 제1 조향 제어 모듈(120a) 및 제2 조향 제어 모듈(120b) 각각에 포함된 제1 상전류 센서 및 제2 상전류 센서는 모두 shunt 구조이며, 구체적으로 저항 및 OP-amplifier의 조합으로 구현될 수 있다.
이때, 본 개시에 따른 조향 모터(130)가 3상 듀얼 와인딩 모터인 경우, 제1 상전류 센서 및 제2 상전류 센서는 인버터(122)에 포함된 스위치 중 접지단자와 연결된 스위치와 각각 연결될 수 있다.
제1 조향 제어 모듈(120a) 및 제2 조향 제어 모듈(120b) 각각에 포함된 제1 MCU(121a)와 제2 MCU(121b)는 제1 상전류 센서 및 제2 상전류 센서로부터 인버터(122)의 상전류 각각을 입력받을 수 있고, 인버터(122)에 포함된 복수의 스위치 및 PCO 스위치(123)의 게이트에 제어 전압을 인가할 수 있다.
배터리(110)의 공급전압(V)이 제1 인버터(122a)에 도통되고, 제1 인버터(122a)는 도통된 배터리(110)의 공급전압(V)을 전환하여 제1 MCU(121a)의 타이밍 제어에 따라 조향 모터(130)의 각 상(예를 들어, u상, v상, w상)에 인버터(122)의 출력, 예를 들어 상전류를 인가할 수 있다.
한편, 본 개시에 따른 상전류 센서는 인버터(122)에 포함된 스위치가 특정 상태 (예를 들어, 스위치가 모두 단락(Short)된 상태이거나 개방(Open)된 상태일 때 등) 인버터(122)의 상전류를 검출할 수 있다.
이하에서는 인버터(122)에 포함된 스위치들의 상태를 나타낸 타이밍도와 인버터(122)의 스위치들이 가질 수 있는 상태를 정리한 표를 이용하여 인버터(122)의 상전류가 검출되는 방법을 설명하되, 전술한 바와 같이, 접지 단자에 연결된 스위치와 다른 단자(접지 단자에 비하여 전위가 높은 단자)에 연결된 스위치는 서로 반대의 동작을 수행하므로, 편의상 접지 단자에 비하여 전위가 높은 다른 단자에 연결된 스위치를 기준으로 설명한다.
도 3은 상전류 센서가 인버터(122)의 상전류를 감지하는 타이밍을 설명하기 위한 타이밍도이고, 도 4는 인버터(122)에 포함된 스위치들의 상태와 측정 가능한 인버터(122)의 상전류를 나타내는 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 개시에 따른 인버터(122)의 스위치들은 MCU(121)의 턴온/턴오프 타이밍 제어에 따라 제1 상태(예를 들어, Low, 0) 또는 제2 상태(예를 들어, High, 1)일 수 있다.
예를 들면, MCU(121)가 제어 전압을 인버터(122)의 스위치에 인가하면, 인버터(122)의 스위치는 제1 상태에서 제2 상태로 전환된다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
여기서, 전술한 바와 같이, 상전류 센서가 인버터(122)의 상전류를 검출하기 위해서는 인버터(122)의 스위치가 특정 상태일 때 가능하다.
예를 들면, 상전류 센서는 인버터(122)의 접지단자에 연결된 하단 스위치와 연결되는 경우, 인버터(122)의 상단 스위치가 모두 제1 상태이면, 인버터(122)의 상전류가 검출된다.
다른 예를 들면, 상전류 센서는 인버터(122)의 접지단자의 전위보다 배터리(110)의 공급 전압만큼 더 높은 전위를 갖는 다른 단자에 연결된 상단 스위치와 연결되는 경우, 인버터(122)의 상단 스위치가 모두 제2 상태이면, 인버터(122)의 상전류가 검출된다.
본 명세서에서는 편의상 상전류 센서가 인버터(122)의 접지단자에 연결된 하단 스위치와 연결된 것을 기준으로 설명한다.
한편, 인버터(122)의 스위치 각각의 상태를 벡터로 표현하는 경우, 인버터(122)의 스위치, 예를 들어 다른 단자에 연결된 상단 스위치 각각의 상태가 모두 제1 상태이면, 이는 영벡터일 수 있다. 상단 스위치가 영벡터인 구간(t)에서 인버터(122)의 상전류는 검출될 수 있는데, 이때, 상전류가 검출되기 위해서는 Daedtime 등에 의한 최소한의 시간(Tmin)이 필요하고, 상단 스위치가 영벡터인 구간(t)이 최소한의 시간(Tmin)보다 작으면, 인버터(122)의 상전류는 검출될 수 없다.
한편, 조향 모터(130)가 3상 모터인 경우, 3상전류의 합이 0이므로, 3개의 상전류 중 2개의 상전류가 검출되면, 나머지 상전류도 검출될 수 있다. 즉, 도 4에 도시된 바와 같이, 상단 스위치의 상태 벡터가 영벡터(V0)인 경우에 3개의 상전류가 모두 검출될 수 있을 뿐만 아니라, 제1 벡터(V1), 제3 벡터(V3), 제5 벡터(V5)인 경우에도 3개의 상전류 중 2개의 상전류가 검출되고, MCU(121)가 수행하는 연산 프로세스에 의해 나머지 하나의 상전류가 검출될 수 있다.
도 5는 조향 모터(130)에 와인딩(winding)된 권선을 나타낸 도면이고, 도 6은 조향 모터(130)에 인가되는 인버터(122)의 상전류의 방향을 설명하기 위한 도면이다.
도 5를 참조하면, 본 개시에 따른 조향 모터(130)에서는 제1 권선 set(131, 133)과 제2 권선 set(132, 134)을 포함할 수 있다.
여기서, 제1 권선 set(131, 133)은 U상 권선(U1, U3), V상 권선(V1, V3) 및 W상 권선(W1, W3)을 포함하고 있으며, 각 상의 권선은 모두 제1 방향, 예를 들어 시계 방향(또는 반시계 방향)으로 와인딩된다.
여기서, 제2 권선 set(132, 134)는 제1 권선 set(131, 133)과 유사하게 U상 권선(U2, U4), V상 권선(V2, V4) 및 W상 권선(W2, W4)을 포함하고 있으며, 각 상의 권선은 모두 제1 권선 set(131, 133)의 와인딩 방향인 제1 방향과 반대 방향, 예를 들어 반시계 방향(또는 시계 방향)으로 와인딩된다.
복수의 권선 set 각각은 복수의 조향 제어 모듈(120) 각각과 연결될 수 있다. 예를 들어, 제1 권선 set(131, 133)는 제1 조향 제어 모듈(120a)과 연결되고, 제2 권선 set(132, 134)는 제2 조향 제어 모듈(120b)과 연결된다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
한편, 조향 모터(130)가 구동하기 위해서는 인버터(122)의 상전류로부터 유도되는 자기장의 방향이 일치되어야 하기 때문에, 제1 방향으로 와인딩된 제1 권선 set(131, 133)에 흐르는 인버터(122)의 상전류(예를 들어, 제1 인버터(122a)의 제1 상전류)의 방향과 제1 방향과 반대인 제2 방향으로 와인딩된 제2 권선 set(132, 134)에 흐르는 인버터(122)의 상전류(예를 들어, 제2 인버터(122b)의 제2 상전류)의 방향이 서로 반대가 되어야 한다. 즉, 제1 인버터(122a)의 제1 상전류와 제2 인버터(122b)의 제2 상전류의 위상 차는 180도일 수 있다.
도 6을 참조하여 예를 들면, 제1 인버터(122a)의 제1 상전류가 도 6의 (a)에 도시된 바와 같이 흐르는 경우, 제2 인버터(122b)의 제2 상전류는 도 6의 (b)에 도시된 바와 같이 제1 인버터(122a)의 제1 상전류의 방향과 반대로 흐르게 된다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 제2 인버터(122b)의 제2 상전류가 도 6의 (a)에 도시된 바와 같이 흐르는 경우, 제1 인버터(122a)의 제1 상전류는 도 6의 (b)에 도시된 바와 같이 흐를 수 있다.
이하에서는 인버터(122)의 출력을 발생시키는 조향 제어 모듈(120)의 제어 전압의 그래프를 이용하여 조향 제어 모듈(120)의 동작을 설명한다.
도 7은 인버터(122)를 제어하는 제어 전압을 나타내는 그래프이다.
도 7을 참조하면, 전술한 바와 같이, 제1 조향 제어 모듈(120a)이 제1 인버터(122a)의 출력을 제어하기 위한 제어 전압의 위상과 제2 조향 제어 모듈(120b)이 제2 인버터(122b)의 출력을 제어하기 위한 제어 전압의 위상은 반대일 수 있다.
예를 들어, 제1 조향 제어 모듈(120a)이 산출한 제어 전압이 도 7의 (a)에 도시된 바와 같은 그래프로 표현되는 경우, 제2 조향 제어 모듈(120b)이 산출한 제어 전압은 도 7의 (b)에 도시된 바와 같은 그래프로 표현된다.
이하에서는 설명의 편의상 제1 조향 제어 모듈(120a)의 제어 전압은 도 7의 (a)에 도시된 그래프로 표현되고, 제2 조향 제어 모듈(120b)의 제어 전압은 도 7의 (b)에 도시된 그래프로 표현되는 것으로 가정한다.
여기서, 도 7에 도시된 그래프에서의 파형은 도 3에 도시된 인버터(122)의 스위치, 예를 들어 상단 스위치 3개 각각이 턴온(또는 제1 상태에서 제2 상태로 전환)되게 하는 제어 전압일 수 있으며, 이에 따라 도 7에 도시된 그래프에서 특정 시점(가로축)에서 3개의 그래프가 가지는 각각의 값(세로축의 값)은 도 3에 도시된 바와 같은 타이밍도에서 인버터(122)의 스위치가 기준 주기 대비 제1 상태에서 제2 상태로 전환되는 기간 또는 기준 주기 대비 턴온되는 기간으로 해석될 수 있다.
도 7의 (a)를 참조하여 예를 들면, 특정 시점에서 Ua1값이 1이고, Ua2값이 0.5이며, Ua3값이 0.1인 경우, 인버터(122)의 상단 스위치 3개 중 Ua1값에 대응되는 제1 상단 스위치가 턴온되는 기간은 기준 주기와 동일하고, Ua2값에 대응되는 제2 상단 스위치가 턴온되는 기간은 기준 주기의 절반에 해당하는 기간이며, Ua3값에 대응되는 제3 상단 스위치가 턴온되는 기간은 기준 주기의 10%에 해당하는 기간이다.
또한, 도 7의 (a)에 도시된 Ua1은 도 7의 (b)에 도시된 Ua2과 대응되어 두 파형의 위상차는 180도이고, 도 7의 (a)에 도시된 Ub1은 도 7의 (b)에 도시된 Ub2과 대응되어 두 파형의 위상차는 180도이며, 도 7의 (a)에 도시된 Uc1은 도 7의 (b)에 도시된 Uc2과 대응되어 두 파형의 위상차는 180도 이다.
한편, 조향 모터(130)가 더 큰 토크값을 출력하기 위해서, 조향 제어 모듈(120)은 제어 전압을 점점 더 증가시켜 조향 모터(130)를 제어할 수 있다. 이때, 제어 전압이 점점 커질수록 변동되는 제어 전압에 의해 인버터(122)의 스위치(예를 들어, 도 3에 도시된 인버터(122)의 상단 스위치) 각각의 상태가 영벡터인 기간이 감소하게 되고, 영벡터인 기간이 점점 감소하여, 결국 영벡터인 기간이 전술한 인버터(122)의 상전류가 검출되기 위한 최소한의 시간(Tmin)보다 작아지는 경우가 발생하게 된다. 영벡터인 기간이 전술한 최소한의 시간(Tmin)보다 작으면, 인버터(122)의 상전류는 검출되지 못한다.
이때, 일 조향 제어 모듈(예를 들어, 제1 조향 제어 모듈(120a))에 의해 계산된 제어 전압의 위상은 타 조향 제어 모듈(예를 들어, 제2 조향 제어 모듈(120b))에 의해 계산된 제어 전압의 위상과 반대이므로, 일 조향 제어 모듈에 의해 계산된 제어 전압이 기준값보다 작으면, 타 조향 제어 모듈에 의해 계산된 제어 전압은 당연히 그 기준값보다 크되, 양 제어 전압은 위상만 다르므로, 일 조향 제어 모듈에 의해 계산된 제어 전압이 기준값보다 작을 때, 일 조향 제어 모듈은 타 조향 제어 모듈이 이용한 인버터(122)의 상전류값을 수신한다면, 일 조향 제어 모듈에서 검출되지 않는 인버터(122)의 상전류의 미감지 구간을 보완할 수 있다.
도 7을 참조하여 예를 들면, 도 7의 (a)에 도시된 Ub1값이 제1 레퍼런스 라인(ref 1) 미만인 경우를 만족하면, 이 구간(약 0~80)에서는 도 7의 (b)에 도시된 Ub2값이 제4 레퍼런스 라인(ref 4) 이상(약 0~80)인 경우를 동시에 만족하게 된다. 따라서, Ub1값에 따른 제어 전압이 제1 레퍼런스에 따른 기준값보다 작으면, 그 구간에서 제1 조향 제어 모듈(120a)은 제4 레퍼런스 라인(ref 4) 이상의 Ub2값이 산출되는데 이용된 제2 인버터(122b)의 제2 상전류 감지값을 제2 조향 제어 모듈(120b)로부터 수신하고, 제2 상전류의 위상을 제1 인버터(122a)의 제1 상전류의 위상과 동일하게 변경하며, 위상이 변경된 제2 상전류를 이용하여 기준 전압을 재계산한다.
도 7을 참조하여 다른 예를 들면, 도 7의 (b)에 도시된 Ub2값이 제3 레퍼런스 라인(ref 3) 미만인 경우를 만족하면, 이 구간(약 150~275)에서는 도 7의 (a)에 도시된 Ub1값이 제2 레퍼런스 라인(ref 2) 이상(약 150~275)인 경우를 동시에 만족하게 된다. 따라서, Ub2값에 따른 제어 전압이 제3 레퍼런스에 따른 기준값보다 작으면, 그 구간에서 제2 조향 제어 모듈(120b)은 제2 레퍼런스 라인(ref 2) 이상의 Ub1값이 산출되는데 이용된 제1 인버터(122a)의 제1 상전류 감지값을 제1 조향 제어 모듈(120a)로부터 수신하고, 제1 상전류의 위상을 제2 인버터(122b)의 제2 상전류의 위상과 동일하게 변경하며, 위상이 변경된 제1 상전류를 이용하여 기준 전압을 재계산한다.
이하에서는 본 개시에 따른 조향 제어 모듈(120)의 기능을 모두 수행할 수 있는 조향 제어 장치를 구체적으로 설명한다.
도 8은 본 개시에 따른 조향 제어 장치(200)를 설명하는 블록도이다.
도 8을 참조하면, 본 개시에 따른 조향 제어 장치(200)는 제1 제어부(210)와 통신부(210) 및 제2 제어부(230) 등을 포함할 수 있다.
제1 제어부(210)는 제1 인버터(122a)의 제1 상전류 감지값에 기초하여 제1 인버터(122a)를 제어하기 위한 제1 제어 전압을 계산할 수 있다
그리고, 제1 제어부(210)는 제1 제어 전압과 미리 설정된 기준값을 비교하여 비교 결과에 따라 제1 제어 전압을 출력하거나, 타 조향 제어 장치에 제2 인버터(122b)의 제2 상전류 감지값을 요청할 수 있다.
일 예로, 제1 제어 전압이 기준값 이상이면, 제1 제어부(210)는 제1 제어 전압을 출력한다.
다른 예로, 제1 제어 전압이 기준값 미만이면, 제1 제어부(210)는 제2 상전류 감지값을 요청한다.
여기서, 제1 상전류 감지값은 인버터(122)(예를 들어, 도 1에 도시된 제1 인버터(122a))의 접지단자(GND)에 연결된 션트 센서(124)(예를 들어, 도 1의 제1 션트 센서(124a))에 의해 감지될 수 있다.
여기서, 제2 상전류 감지값은 변동되는 제1 제어 전압이 기준값 미만인 시점부터 제1 제어 전압이 기준값 이상인 시점까지, 타 조향 제어 장치에 의해 감지된 제2 인버터(122b)의 상전류일 수 있다.
또한, 여기서, 제2 상전류 감지값의 위상은 제1 상전류 감지값의 위상과 반대일 수 있다.
또한, 여기서, 제2 상전류 감지값은 인버터(122)(예를 들어, 도 1에 도시된 제2 인버터(122b))의 접지단자(GND)에 연결된 션트 센서(124)(예를 들어, 도 1의 제2 션트 센서(124b))에 의해 감지될 수 있다.
한편, 타 조향 제어 장치는 조향 제어 장치(200)와 동일한 기능을 수행하는 장치를 의미할 수 있다. 예를 들어, 조향 제어 장치(200)가 제1 조향 제어 모듈(120a)에 대응되는 경우, 타 조향 제어 장치는 제2 조향 제어 모듈(120b)에 대응된다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
통신부(210)는 타 조향 제어 장치와 통신할 수 있다. 구체적으로, 통신부(210)는 조향 제어 장치(200)의 상태 정보를 타 조향 제어 장치로 송신하고, 타 조향 제어 장치의 상태 정보를 타 조향 제어 장치로부터 수신할 수 있다.
제2 제어부(230)는, 통신부(210)가 타 조향 제어 장치로부터 제2 상전류 감지값을 수신하면, 제2 상전류 감지값에 기초하여 제1 인버터(122a)를 제어하기 위한 제2 제어 전압을 계산하고, 제2 제어 전압을 출력할 수 있다.
이하에서는 본 개시에 따른 조향 제어 장치(200)의 기능을 모두 수행할 수 있는 조향 제어 방법을 구체적으로 설명한다.
도 9는 본 개시에 따른 조향 제어 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 9를 참조하면, 제1 제어부(210)가 제1 인버터(122a)의 제1 상전류 감지값을 수신한다(S110).
여기서, 제1 상전류 감지값은 제1 인버터(122a)의 접지단자(GND)에 연결된 제1 션트 센서(124a)에 의해 감지될 수 있다.
그 다음, 제1 제어부(210)가 제1 인버터(122a)의 제1 상전류 감지값에 기초하여 제1 인버터(122a)를 제어하기 위한 제1 제어 전압을 계산한다(S120).
그 다음, 제1 제어부(210)가 제1 제어 전압과 미리 설정된 기준값을 비교한다(S130).
여기서, 제1 제어 전압이 기준값 이상이면, 제1 제어부(210)가 제1 제어 전압을 출력하고(S140), 제1 제어 전압이 기준값 미만이면, 제1 제어부(210)가 제2 상전류 감지값을 요청한다(S150).
여기서, 제2 상전류 감지값은 변동되는 제1 제어 전압이 기준값 미만인 시점부터 제1 제어 전압이 기준값 이상인 시점까지, 타 조향 제어 장치에 의해 감지된 제2 인버터(122b)의 상전류일 수 있으며, 제2 상전류 감지값의 위상은 제1 상전류 감지값의 위상과 반대일 수 있다.
제2 상전류 감지값이 수신되면(S160), 제2 제어부(230)가 제2 상전류 감지값에 기초하여 제1 인버터(122a)를 제어하기 위한 제2 제어 전압을 계산하고(S170), 제2 제어 전압을 출력한다(S180).
제2 상전류 감지값은 제2 인버터(122b)의 접지단자(GND)에 연결된 제2 션트 센서(124b)에 의해 감지될 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 개시에 의하면, 본개시는 전압이용률을 증가시킴에 따라 인버터의 상전류가 감지되지 않는 구간이 발생하더라도 인버터의 상전류를 이용하여 차량의 조향을 안정적으로 제어할 수 있는 조향 보조 시스템, 조향 제어 장치 및 조향 제어 방법을 제공할 수 있다.
또한, 본 개시에 의하면, 본 개시는 션트 센서를 이용하여 인버터의 상전류를 검출함으로써 제조 단가를 절감할 수 있는 조향 보조 시스템, 조향 제어 장치 및 조향 제어 방법을 제공할 수 있다.
또한, 본 개시에 의하면, 본 개시는 인버터의 출력에 대응되는 제어 전압의 전압이용률을 증가시켜 인버터의 접지단자에 연결된 션트 센서의 성능을 개선할 수 있는 조향 보조 시스템, 조향 제어 장치 및 조향 제어 방법을 제공할 수 있다.
이상에서의 설명 및 첨부된 도면은 본 개시의 기술 사상을 예시적으로 나타낸 것에 불과한 것으로서, 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 개시의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 구성의 결합, 분리, 치환 및 변경 등의 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 개시에 개시된 실시예들은 본 개시의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 개시의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 개시의 과제 해결 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 본 개시의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 개시의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 조향 보조 시스템 110: 배터리
120: 조향 제어 모듈 130: 조향 모터
140: 센서 200: 조향 제어 장치
210: 제1 제어부 220: 통신부
230: 제2 제어부

Claims (16)

  1. 제1 MCU(Micro Controller Unit), 제1 인버터, 제1 통신부 및 제1 상전류 센서를 포함하는 제1 조향 제어 모듈;
    제2 MCU, 제2 인버터, 제2 통신부 및 제2 상전류 센서를 포함하는 제2 조향 제어 모듈; 및
    제1 방향으로 와인딩(winding)되고 상기 제1 조향 제어 모듈과 연결되는 제1 권선과 상기 제1 방향과 반대 방향인 제2 방향으로 와인딩되고 상기 제2 조향 정 모듈과 연결되는 제2 권선을 포함하는 듀얼 와인딩(Dual-winding) 조향 모터를 포함하되,
    상기 제1 조향 제어 모듈은,
    상기 제1 상전류 센서에 의해 감지된 상기 제1 인버터의 제1 상전류 감지값에 기초하여 상기 제1 인버터를 제어하기 위한 제1 제어 전압을 계산하고,
    상기 제1 제어 전압과 미리 설정된 기준값을 비교하여 비교 결과에 따라 상기 제1 제어 전압을 출력하거나, 상기 제1 통신부를 통해 상기 제2 조향 제어 모듈에 제2 인버터의 제2 상전류 감지값을 요청하고,
    상기 제2 상전류 감지값이 수신되면, 상기 제2 상전류 감지값에 기초하여 상기 제1 인버터를 제어하기 위한 제2 제어 전압을 계산하고, 상기 제2 제어 전압을 출력하고,
    상기 제2 상전류 감지값의 위상은,
    상기 제1 상전류 감지값의 위상과 반대이고,
    상기 제1 조향 제어 모듈은,
    상기 제2 상전류의 위상이 상기 제1 상전류의 위상과 반대인 경우, 상기 수신된 제2 상전류의 위상을 변경하여 상기 제1 상전류의 위상과 동일하게 하고 상기 제2 제어 전압을 계산하는 것을 특징으로 하는 조향 보조 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 조향 제어 모듈은,
    상기 제1 제어 전압이 상기 기준값 이상이면, 상기 제1 제어 전압을 출력하고,
    상기 제1 제어 전압이 상기 기준값 미만이면, 상기 제2 상전류 감지값을 요청하는 것을 특징으로 하는 조향 보조 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제2 상전류 감지값은,
    변동되는 상기 제1 제어 전압이 상기 기준값 미만인 시점부터 상기 제1 제어 전압이 상기 기준값 이상인 시점까지, 상기 제2 상전류 센서에 의해 감지된 상기 제2 인버터의 상전류인 것을 특징으로 하는 조향 보조 시스템.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 상전류 센서는,
    상기 제1 인버터의 접지단자(GND)에 연결된 제1 션트 센서(Shunt sensor)인 것을 특징으로 하는 조향 보조 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제2 상전류 센서는,
    상기 제2 인버터의 접지단자(GND)에 연결된 제2 션트 센서(Shunt sensor)인 것을 특징으로 하는 조향 보조 시스템.
  7. 제1 인버터의 제1 상전류 감지값에 기초하여 상기 제1 인버터를 제어하기 위한 제1 제어 전압을 계산하고, 상기 제1 제어 전압과 미리 설정된 기준값을 비교하여 비교 결과에 따라 상기 제1 제어 전압을 출력하거나, 타 조향 제어 장치에 제2 인버터의 제2 상전류 감지값을 요청하는 제1 제어부;
    상기 타 조향 제어 장치와 통신하는 통신부; 및
    상기 통신부가 상기 타 조향 제어 장치로부터 상기 제2 상전류 감지값을 수신하면, 상기 제2 상전류 감지값에 기초하여 상기 제1 인버터를 제어하기 위한 제2 제어 전압을 계산하고, 상기 제2 제어 전압을 출력하는 제2 제어부를 포함하고,
    상기 제2 상전류 감지값의 위상은,
    상기 제1 상전류 감지값의 위상과 반대이고,
    상기 제2 제어부는,
    상기 제2 상전류의 위상이 상기 제1 상전류의 위상과 반대인 경우, 상기 수신한 제2 상전류의 위상을 변경하여 상기 제1 상전류의 위상과 동일하게 하고 상기 제2 제어 전압을 계산하는 것을 특징으로 하는 조향 제어 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1 제어부는,
    상기 제1 제어 전압이 상기 기준값 이상이면, 상기 제1 제어 전압을 출력하고,
    상기 제1 제어 전압이 상기 기준값 미만이면, 상기 제2 상전류 감지값을 요청하는 것을 특징으로 하는 조향 제어 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제2 상전류 감지값은,
    변동되는 상기 제1 제어 전압이 상기 기준값 미만인 시점부터 상기 제1 제어 전압이 상기 기준값 이상인 시점까지, 상기 타 조향 제어 장치에 의해 감지된 상기 제2 인버터의 상전류인 것을 특징으로 하는 조향 제어 장치.
  10. 삭제
  11. 제7항에 있어서,
    상기 제1 상전류 감지값 및 상기 제2 상전류 감지값 중 적어도 하나는,
    상기 제1 인버터 및 상기 제2 인버터 중 적어도 하나의 접지단자(GND)에 연결된 션트 센서(Shunt sensor)에 의해 감지된 것을 특징으로 하는 조향 제어 장치.
  12. 제1 제어부가 제1 인버터의 제1 상전류 감지값에 기초하여 상기 제1 인버터를 제어하기 위한 제1 제어 전압을 계산하는 단계;
    상기 제1 제어부가 상기 제1 제어 전압과 미리 설정된 기준값을 비교하고, 비교 결과에 따라 제1 전압을 출력하거나, 통신부를 통해 타 조향 제어 장치에 제2 인버터의 제2 상전류 감지값을 요청하는 단계; 및
    상기 제2 상전류 감지값이 수신되면, 제2 제어부가 상기 제2 상전류 감지값에 기초하여 상기 제1 인버터를 제어하기 위한 제2 제어 전압을 계산하고, 상기 제2 제어 전압을 출력하는 단계를 포함하고,
    상기 제2 상전류 감지값의 위상은,
    상기 제1 상전류 감지값의 위상과 반대이고,
    상기 제2 제어 전압을 출력하는 단계는,
    상기 제2 상전류의 위상이 상기 제1 상전류의 위상과 반대인 경우, 상기 수신된 제2 상전류의 위상을 변경하여 상기 제1 상전류의 위상과 동일하게 하고 상기 제2 제어 전압을 계산하는 것을 특징으로 하는 조향 제어 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제1 제어부가 상기 제1 제어 전압과 미리 설정된 기준값을 비교하고, 비교 결과에 따라 제1 전압을 출력하거나, 통신부를 통해 타 조향 제어 장치에 제2 상전류 감지값을 요청하는 단계는,
    상기 제1 제어 전압이 상기 기준값 이상이면, 상기 제1 제어 전압을 출력하고,
    상기 제1 제어 전압이 상기 기준값 미만이면, 상기 제2 상전류 감지값을 요청하는 것을 특징으로 하는 조향 제어 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제2 상전류 감지값은,
    변동되는 상기 제1 제어 전압이 상기 기준값 미만인 시점부터 상기 제1 제어 전압이 상기 기준값 이상인 시점까지, 상기 타 조향 제어 장치에 의해 감지된 상기 제2 인버터의 상전류인 것을 특징으로 하는 조향 제어 방법.
  15. 삭제
  16. 제12항에 있어서,
    상기 제1 상전류 감지값 및 상기 제2 상전류 감지값 중 적어도 하나는,
    상기 제1 인버터 및 상기 제2 인버터 중 적어도 하나의 접지단자(GND)에 연결된 션트 센서(Shunt sensor)에 의해 감지된 것을 특징으로 하는 조향 제어 방법.
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