KR100613043B1 - 전동 파워 스티어링 시스템 - Google Patents

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미츠비시덴키 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명의 목적은, 전동 파워 스티어링 시스템에 사용되는 모터 제어기에서, 제어 시스템에서 이상 판정을 쉽게 수행하기 위한 구체적이고 현실적인 방법을 제공하는 것이다. 전동 파워 스티어링 시스템은: 모터에 인가되는 전류에 대한, d-q 좌표계에서 d-축과 q-축 전류 커맨드값을 구하기 위한 d-q 커맨드값 스티어링 유닛; 모터에서 실제로 흐르는 3-상 AC 전류를 검출하기 위한 전류 검출기; 전류 검출기에 의해 검출된 3-상 AC 전류를 d-q 좌표계에서 d-축 전류 검출값과 q-축 전류 겁출값으로 변환하기 위한 3-상 AC/d-q 좌표 변환기; d-축 전류 커맨드값과 q-축 전류 커맨드값, 및 d-축 전류 검출값과 q-축 전류 검출값에 의거하여, 모터에 인가되는 전압을 제어하기 위한 전압 제어기; 및 q-축 전류 커맨드값과 q-축 전류 검출값을 비교하거나, d-축 전류 커맨드값과 d-축 전류 검출값을 비교함으로써, 제어 시스템에 이상이 발생하는지 여부를 판정하기 위한 이상 판정 유닛을 포함한다.
전동 파워 스티어링 시스템

Description

전동 파워 스티어링 시스템{ELECTROMOTIVE POWER STEERING SYSTEM}
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전동 파워 스티어링 시스템에 대해 사용되는 모터 제어기의 기능적 구성을 도시하는 블록도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전동 파워 스티어링 시스템에 대한 모터 제어기 동작을 도시하는 타임 차트.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 전동 파워 스티어링 시스템에 대한 모터 제어기 동작을 도시하는 타임 차트.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 전동 파워 스티어링 시스템에 대한 모터 제어기 동작을 도시하는 타임 차트.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 전동 파워 스티어링 시스템에 대한 모터 제어기 동작을 도시하는 타임 차트.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 전동 파워 스티어링 시스템에 대한 모터 제어기 동작을 도시하는 타임 차트.
도 7은 본 발명의 예에 따른 전동 파워 스티어링 시스템의 구성을 도시하는 회로도.
도 8은 전동 파워 스티어링 시스템을 제어하기 위한 모터 및 모터를 제어하기 위한 마이크로컨트롤러 사이의 관계를 도시하는 도면.
도 9는 종래의 전동 파워 스티어링 시스템에 대해 사용되는 모터 제어기의 기능적 구성을 도시하는 블록도.
발명의 배경
발명의 분야
본 발명은 모터에 의해 생성된 토크를 스티어링 기계에 공급함으로써 파워 어시스트 스티어링을 수행하는 전동 파워 스티어링 시스템에 대한 모터 제어기에 관한 것이다.
종래의 기술
전동 파워 스티어링 시스템은 3상 브러시리스 모터와 같은 모터에 의해 생성된 토크가 스티어링 기계로 전송되어 파워 어시스트 스티어링이 수행되는 구조가 널리 알려져 있다.
[특허문헌 1] 일본특개 2001-187578호
이 전동 파워 스티어링 시스템을 어시스트하기 위한 모터(M)와 모터(M)를 제어하기 위한 마이크로컨트롤러(C) 사이의 관계가 도 7에 도시되어 있고, 도 8에는 종래의 전동 파워 스티어링 시스템에 대한 모터 제어기의 기능별 구조를 나타내는 블록도가 도시되어 있다.
도 8은 종래의 전동 파워 스티어링 시스템을 제어하기 위한 마이크로컨트롤러(C), 마이크로컨트롤러(C)로 입력되는 값, 및 마이크로컨트롤러(C)가 제어하는 모터(M) 사이의 관계를 표시한다. 명세서에 나타나지 않은 모터(M)는 전동 파워 스티어링 시스템에 토크를 보조적으로 제공하고, 모터(M)는 마이크로컨트롤러(C)에 의해 제어된 전원 회로(52)에 의해 구동된다. 여기에서, 차속 센서(42)에 의해 얻어진 차속(V), 토크 센서(43)에 의해 얻어진 스티어링 토크(T), 및 모터(M)에 접속된 리졸버(R)에 의해 검출되고 로터각 검출 회로(45)에 의해 검출된 모터(M)의 로터각(θre)이 마이크로컨트롤러(C)로 입력된다. 또한, 모터(M)가 마이크로컴퓨터(C)에 의해 인가되는 전류 피드백을 사용하여 제어되므로, 모터-전류 검출기(41)(U-상 전류 탐지기(41u), V-상 전류 탐지기(41V))에 의해 검출되고, 모터(M)를 통해 흐르는 전류(U-상 전류(Iua), V-상 전류(Iva))가 마이크로컨트롤러(C)로 입력된다.
그리고, 도 9가 설명된다. 이 모터 제어기에서, 차속 센서(42)에 의해 검출된 차속(V)과 토크 센서(43)에 의해 검출되고 위상-보상 회로(44)를 통해 위상-보상된 스티어링 토크(T)가 마이크로컨트롤러(C)로 입력된다. 또한, 모터 제어기는 전류가 모터(M)에 인가되는 목표 전류 커맨드값(Ia *')(U-상, V-상 및 W-상을 통해 흐르는 유효 전류값)을 결정하기 위한 목표 전류 산출기(61)를 구비한다. 스티어링감을 향상시키기 위해, 모터(M)의 로터각(θre)에 의해 얻어진 로터각 레이트(ωre)와 차속에 의해 결정되고, 리졸버(R)와 로터각 검출기(45)에 의해 검출되고, 로터각 측정 산출기(65)를 통해 전해지고 출력되는 수렴 보정값(I∞ *)이 산출되고, 이 수렴 보정값이 가산기(62)에 주어진다. 가산기(62)에서, 목표 전류 산출기(61)로부터 입력된 목표 전류 커맨드값(Ia *')(유효값)과 수렴 보정기(64)로부터 입력된 수렴 보정값(I∞ *)이 합산되고, 모터(M)의 U-상, V-상, 및 W-상에 인가되는 전류의 진폭을 나타내는 수렴 보상 목표-전류 커맨드값(Ia *)이 설정된다. 또한, 전류값을 모터(M)의 로터각(θre)과 별개의 dc 전류량으로서 취급할 수 있도록, q-축 전류 커맨드값 산출기(66)에서, q-축 전류 커맨드값(Iqa *)은 수렴 보정이 수행된 후 목표 전류 커맨드값(Ia *')에 적용되는 d-q *좌표 변환을 사용하여 결정된다. 한편, d-축 전류 커맨드값(ida *)이 0으로 설정된다.
d-축 전류 커맨드값(ida *)과 q-축 전류 커맨드값(Iqa *)은 각각 기판(67d 및 67q)으로 입력된다. 이들 기판(67d 및 67q)은, 모터(M)의 U-상에 실제로 흐르는 U-상 전류(iua)를 검출하기 위한 U-상 전류 검출기(41u)로부터 출력과, V-상에 실제로 흐르는 V-상 전류(iva)를 검출하기 위한 V-상 전류 검출기(41v)로부터의 출력을 3-상 AC/d-q 좌표 변환기(68)를 통과시킴으로써, d-축 전류 검출값(ida)과 q-축 전류 검출값(iqa)이 주어지도록 구성된다. 결과적으로, 기판(67d 및 67q)으로부터, d-축 전류 커맨드값(ida *)과 d-축 전류 검출값(ida)에 대한 편차, q-축 전류 커맨드값(iqa *)과 q-축 전류 검출값(iqa)에 대한 편차가 각각 출력된다.
기판(67d 및 67q)으로부터 출력된 편차는 d-축 전류 PI(proportional integration) 제어기(69d) 및 q-축 전류 PI 제어기(68q)에 적용되어; d-축 전압 커맨드값(Vda *)과 q-축 전압 커맨드값(Vqa *)이 각각 얻어진다.
d-축 전압 커맨드값(Vda *)과 q-축 전압 커맨드값(Vqa *)은 d-q/3-상 AC 좌표 변환기(72)로 입력된다. 로터각 검출 회로(45)에서 검출된 로터각(θre)도 d-q/3-상 Ac 좌표 번환기(72)로 입력된다; 따라서, d-q/3-상 AC 좌표 변환기(72)는 3-상 AC 좌표계에서 다음 식(1)에 따라 d-축 전압 커맨드값(Vda *)과 q-축 전압 커맨드값(V qa *)을 커맨드값(Vua * 및 Vva *)으로 각각 변환한다. 그리고, 구해진 U-상 전압 커맨드값(Vua *)과 V-상 전압 커맨드값(Vva *)이 PWM(pulse width modulation) 변조기(51)로 입력된다.
식(1)
Figure 112004059556839-pat00001
그러나, W-상 커맨드값(Vwa *)은 d-q/3-상 AC 좌표 변환기(72)에서 산출되는 것이 아니라, d-q/3-상 AC 좌표 변환기(72)에서 산출되는 U-상 전압 커맨드값(Vua *) 및 V-상 전압 커맨드값(Vva *)에 의거하여 W-상 전압 커맨드값 산출기(73)에서 산출된다. 즉, W-상 전압 커맨드값 산출기(73)에서, U-상 전압 커맨드값(Vua *)과 V-상 전압 커맨드값(Vva *)이 입력되고, W-상 전압 커맨드값 산출기(73)에서, W-상 전압 커맨드값(Vwa *)이 제로로부터 U-상 전압 커맨드값(Vua *)과 V-상 전압 커맨드값(Vva *)의 감산에 의해 구해진다.
U-상 전압 커맨드값(Vua *)과 V-상 전압 커맨드값(Vva *)과 유사하게, W-상 전압 커맨드 산출기(73)에서 산출된 W-상 전압 커맨드값(Vwa *)이 3-상 PWM 변조기(51)로 인가된다. 3-상 PWM 변조기(51)는 U-상 전압 커맨드값(Vua *)과 V-상 전압 커맨드값(Vva *) 및 W-상 전압 커맨드값(Vwa *), 에 대응하는 PWM 신호(Su, Sv 및 Sw)를 각각 생성하고, 생성된 PWM 신호(Su, Sv, 및 Sw)는 전원 회로(52)로 출력된다. 그리고, PWM 신호(Su, Sv, 및 Sw)에 대응하는 전압(Vua, Vva, 및 Vwa)이 파워 어시스트 스티어링을 위해 필요한 토크를 생성하는 모터(M)의 U-상, V-상 및 W-상에 각각 인가된다.
또한, 특허문헌 1에서, 오프셋과 같은 이상이 발생하는지를 판정하기 위한 이상 판정 유닛(74)이 마련되고, 상기 유닛(74)은 3상 AC/d-q 좌표 변환기(68)로부터 출력된 d-축 전류 검출값(ida)과 q-축 전류 검출값(iqa)에 의거하여 이상이 발생하는 것을 판정하도록 구성된다. U-상 전류(iua), V-상 전류(iva) 및 W-상 전류(i wa) 각각이 진폭(Ia), d-축 전류(ida) 및 q-축 전류(iqa)를 갖는 것이, 로터각(θ re)에 관계없이, 다음 식(2)에 의해 표현된다. 따라서, 이상 판정 유닛(74)은 로터각(θre)에 관계없이 d-축 전류(ida)와 q-축 전류(iqa)를 획득할 수 있고, 구해진 d-축 전류(ida)와 q-축 전류(iqa)에 의거하여, 이상이 존재하는지 여부를 판정할 수 있다. 본 실시예에서는 모터(M)를 통해 흐르는 전류의 유효값도 산출될 필요없다고 기술한 다.
식(2)
Figure 112004059556839-pat00002
그러나, 상기 특허 문헌1에서, 이상 판정을 위한 구체적 방법은 전혀 기재되어 있지 않다. 즉, 예를 들어, d-축 전류 검출값(ida), q-축 전류 검출값(iqa), 진폭(Ia)의 일부가 사용된다고 기재되어 있지 않다.
따라서, 본 발명의 목적은 전동 파워 스티어링 시스템에 대한 모터 제어 시스템에서 이상 판정을 쉽게 수행하기 위한 구체적 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 제 1의 양상에 따른 전동 파워 스티어링 시스템은: 모터에 인가되는 전류에 대한, d-q 좌표계에서 d-축 및 q-축 전류 커맨드값을 구하기 위한 d-q 커맨드값 설정 유닛; 모터에 실제로 흐르는 3-상 AC 전류를 검출하기 위한 전류 검출기; 전류 검출기에 의해 검출된 3-상 AC 전류를 d-q 좌표계에서 d-축 전류 검출값과 q-축 전류 검출값으로 변환하기 위한 3-상 AC/d-q 좌표 변환기; 3-상 AC/d-q 좌표 전환기로부터 출력된 d-축 전류 검출값과 q-축 전류 검출값 및 d-q 커맨드값 설정 유닛에 의해 결정된 q-축 전류 커맨드값과 d-축 전류 커맨드값에 의거하여, 모터에 인가된 전압을 제어하기 위한 전압 제어기; 및 q-축 전류 검출값과 q-축 전류 커맨드값을 비교하거나, d-축 전류 검출값과 d-축 전류 커맨드값을 비교함으로써, 제어 시스템에 이상이 발생했는지 여부를 판정하기 위한 이상 판정 유닛을 포함한다. 전동 파워 스티어링 시스템에 대한 모터 제어기의 제어 시스템에서 이상 판정이 쉽게 수행될 수 있다.
본 발명의 제 2의 양상에 따른 전동 파워 스티어링 시스템에서, q-축 전류 커맨드값과 q-축 전류 검출값의 차가 소정 값 이상이거나, d-축 전류 커맨드값과 d-축 전류 검출값의 차가 소정 값 이상이면, 제어 시스템에 이상 발생을 판정하고; 이로 인해, q-축 전류 검출값 또는 d-축 전류 검출값을 구하기 위한 시간 지연이 사라질 수 있다.
본 발명의 제 3의 양상에 따른 전동 파워 스티어링 시스템에서, 이상 판정 유닛은, q-축 전류 커맨드값과 q-축 전류 검출값 사이의 차가 소정 값 이상이거나, d-축 전류 커맨드값과 d-축 전류 검출값 사이의 차가 소정 값 이상인 상태가 소정 시간 이상 지속되면, 제어 시스템에 이상이 발생했다고 판정하고; 따라서, q-축 전류 검출값 또는 d-축 전류 검출값에서 생성된 노이즈와 같은 오류가 사라질 수 있다.
본 발명의 제 4의 양상에 따른 전동 파워 스티어링 시스템에서, 제어 시스템에 이상이 발생했다고 이상 판정 유닛이 판정하면 모터에 전류의 인가가 중단되고; 따라서, 이상 파워-어시스트 스티어링이 방지될 수 있다.
본 발명의 제 5의 양상에 따른 전동 파워 스티어링 시스템에서, 모터의 회전 속도가 소정 값 이상일 때 이상 판정이 금지된다; 따라서, 모터 회전에 의해 생성된 유도 전압의 영향으로 인한 잘못된 판정이 방지될 수 있다.
본 발명의 제 6의 양상에 따른 전동 파워 스티어링 시스템은, 모터에 인가되는 전류에 대해, d-q 좌표계에서 d-축 및 q-축 전류 커맨드값을 결정하기 위한 d-q 커맨드값 설정 유닛; 모터에 실제로 흐르는 3-상 AC 전류를 검출하기 위한 전류 검출기; 전류 검출기에 의해 검출된 3-상 AC 전류를, d-q 좌표계에서 d-축 전류 검출값과 q-축 전류 검출값으로 변환하기 위한 3-상 AC/d-q 좌표 변환기; d-q 커맨드값 설정 유닛에 의해 정해진 d-축 전류 커맨드값과 q-축 전류 커맨드값, 및 3-상 AC/d-q 좌표 변환기로부터 출력된 d-축 전류 검출값과 q-축 전류 검출값에 의거하여, 모터에 인가된 전압을 제어하기 위한 전압 제어기; q-축 전류 커맨드값과 d-축 전류 커맨드값의 벡터-합성(vector-composition)에 의해 합성-벡터 커맨드값을 산출하기 위한 합성-벡터 커맨드값 산출기; q-축 전류 검출값과 d-축 전류 검출값의 벡터-합성에 의해 검출값을 산출하기 위한 합성-벡터 검출값 산출기; 및 합성-벡터 검출값과 합성-벡터 커맨드값을 비교함으로써, 제어 시스템에 이상이 발생했는지 여부를 판정하기 위한 이상 판정 유닛을 포함한다. 전동 파워 스티어링 시스템에 대한 모터 제어기의 제어 시스템에서 이상 판정은 쉽게 수행될 수 있다.
본 발명의 제 7의 양상에 따른 전동 파워 스티어링 시스템에서, 이상 판정 유닛은, 합성-벡터 커맨드값과 합성-벡터 검출값 사이의 차가 소정 값 이상이면 시스템 제어 이상이 발생한다고 판정한다; 따라서, q-축 전류 검출값 또는 d-축 전류 검출값을 구하기 위한 시간 지연이 사라질 수 있다.
본 발명의 제 8의 양상에 따른 전동 파워 스티어링 시스템에서, 이상 판정 유닛은, 합성-벡터 커맨드값과 합성-벡터 검출값 사이의 차가 소정 값 이상인 상태가 소정 시간 이상 지속되면 제어 시스템에 이상이 발생했다고 판정하고; 이로 인해, q-축 전류 검출값 또는 d-축 전류 검출값에서 생성된 노이즈와 같은 오류가 사라질 수 있다.
본 발명의 제 9의 양상에 따른 전동 파워 스티어링 시스템에서, 이상 판정 유닛이 제어 시스템에 이상이 발생했다고 판정하면, 모터에 대한 전류의 인가가 차단된다; 이로인해, 이상 파워-어시스트 스티어링이 방지될 수 있다.
본 발명의 제 10의 양상에 따른 전동 파워 스티어링 시스템에서, 모터의 회전 속도가 소정 값 이상일 때 이상 판정이 금지되고; 이로 인해, 모터 회전에 의해 생성된 유도 전압의 효과로 인한 잘못된 판정이 방지될 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다. 도 1은 본 발명에 따른 전동 파워 스티어링 시스템에 사용되는 모터(M)의 기능적 구조를 설명하기 위한 블록도이다. 여기에서, 도 9의 동일한 참조부호가 주어진 도 1의 블록은 도 9에 도시된 블록과 같은 것으로, 그 상세한 설명은 생략한다.
실시예에서, 전류의 수렴 보상값(I∞ *)과 목표 전류 산출기(61)에서 특정된 목표 전류 커맨드값(Ia *' )을 가산함으로써 산출된 수렴-보상 목표-전류 커맨드값(Ia *)이 모터(M)로 제대로 인가되는지 여부를 판정하기 위한 수단을 구현하기 위해, d-축 전류 편차 판정 유닛(101d) 및 q-축 전류 편차 판정 유닛(101q)이 마련된다. 3-상 AC/d-q 좌표 변환기(68)를 통해 구해진 d-축 전류 커맨드값(ida *)과 d-축 전류 검출값(ida)은 d-축 전류 편차 판정 유닛(101d)으로 입력되고, 3-상 AC/d-q 좌표 변환기(68)를 통해 구해진 q-축 전류 커맨드값(iqa *)과 d-축 전류 검출값(ida)은 q0축 전류 편차 판정 유닛(101q)으로 입력된다. 이러한 방식으로, 양쪽 입력값을 비교하여, 제어 시스템에 이상이 발생하는 것을 판정한다.
이하, q-축 전류 편차 판정 유닛(101q)의 동작을 도 2 내지 도 5를 사용하여 설명한다.
도 2 내지 도 5는 q-축 전류 커맨드값과 q-축 전류 검출값 사이의 관계 및 이들 관계에 대응하는, 모터 제어기에서 이상의 판정 결과를 표현하는 이상 플래그의 변화를 도시한다. q-축 전류 커맨드값을 중심으로 하는 소정의 허용 레벨(Dqo)이 설정되고, q-축 전류 검출값(Iqa)이 이 허용 레벨내에 있을 때, 즉, 다음 식(3)이 만족할 때, 제어 시스템은 정상 동작 중이라고 판정된다; 그 결과, 이상 플래그는 0이 된다.
식(3)
Figure 112004059556839-pat00003
식(3)이 만족하지 않는 상태, 즉, q-축 전류 커맨드값과 q-축 전류 검출값 사이의 차(Iqdev)가 q-축 전류 허용 레벨(Dqo)을 초과하는 상태가 소정 시간(T) 지속된 때, 제어 시스템은 이상이라고 판정되고, 이상(異常) 플래그는 1로 설정된다(도 2, 도 3).
상기 식이 만족하지 못하더라도, 상태가 소정 시간(T)동안 지속되지 않을 때, 제어 시스템은 정상이라고 판정되고, 이상 플래그는 0이 된다(도 4, 도 5).
상기 이상 판정 유닛에 의해, 제어 시스템에 이상이 발생했다고 판정할 때, 즉, 이상 플래그가 1로 설정될 때, 이상 파워-어시스트 스티어링을 방지하기 위해, 모니터에 전류의 인가를 차단한다.
q-축 전류 커맨드값과 q-축 전류 검출값 사이의 차가 허용 레벨을 초과한 상태가 소정 시간 동안 지속될 때 제어 시스템에 이상이 발생했다고 판정함으로써, 노이즈 등으로 인해 q-축 전류 검출값(iqa)이 순식간에 크게 변동하고 허용 레벨을 초과하더라도, 제어 시스템이 이상을 판정하지 않고, 모터 제어기가 그 정상 동작을 지속할 수 있다.
도 6은 d-축 전류 커맨드값과 d-축 전류 검출값을 사용하는 이상 판정 동작을 나타내는 타임 차트이다; 그러나, 상기 q-축 전류에 의한 것과 동일한 동작이 수행되므로, 그 상세한 설명은 생략한다.
본 발명에 따른 실시예에서, d-축 전류 편차 판정 유닛(101d)과 q-축 전류 편차 판정 유닛(101q)이 마련된 경우가 설명되었지만, 제어 시스템에 대한 이상 판정 유닛을 단순화하기 위해, q-축 전류 편차 판정 유닛(101q)만이나, d-축 전류 편차 판정 유닛(101d)만이 사용되도록 구성될 수도 있다.
또한, 상기 실시예에서, q-축 전류 커맨드값과 q-축 전류 검출값 사이의 차, 또는 d-축 전류 커맨드값과 d-축 전류 검출값 사이의 차가 허용 레벨내에 있는지 여부에 관해, 판정이 각각 수행되는 경우가 설명되었지만, q-축 전류 커맨드값과 d-축 전류 커맨드값으로부터 벡터-합성된 합성-벡터 커맨드값과, q-축 전류 검출값과 d-축 전류 검출값으로부터의 벡터-합성인 합성-벡터 검출값을 사용하여 제어 시스템에 이상이 발생하는지가 판정될 수 있다.
또한, 제어 시스템이 정상 상태이더라도, 모터(M) 회전에 의해 생성된 유도 전압의 영향으로 인해, q-축 또는 d-축 전류 커맨드값과 q-축 또는 d-축 전류 검출값에 대한 편차가 허용 범위를 넘는 상태가 발생할 수 있다; 그러나, 모터(M)의 회전 속도가 소정 값 이상일 때 기능부정 판정이 금지되도록 구성된 시스템에 의해, 유도 전압의 영향으로 인한 잘못된 판정이 방지될 수 있다.
또한, 상기 실시예에서, 어떠한 이상이 검출되면, 모터(M)로 전류의 인가를 차단하기 위해, 마이크로컨트롤러(C)에 설치된 소프트웨어와 전원 회로(52)를 사용하여 시스템이 제어된다; 그러나, 전원 회로(52)가 이상 상태일 때에도, 모터(M)에 전류의 인가를 차단하기 위해 스위칭 수단은 전원 회로(52) 외부에 마련된다.
도 7은 본 실시예의 예를 설명하기 위한 회로도이다. 참조번호 8은 전동 파워 스티어링 시스템에 전원을 공급하기 위한 배터리(8)를 나타낸다; 참조번호 9는 전동 파워 스티어링 시스템에 대한 모터 제어기(9)를 나타낸다; 참조번호 52는 마이크로컨트롤러(C)로부터 출력 전류를 증폭하기 위한 프리-드라이버(pre-driver; 52a)와 파워 MOSFET(metal-oxide-semiconductor field effect transistor)를 포함하는 3-상 브리지 회로(52b), 및 콘덴서(52c)로 구성된 상기 전원 회로(52)를 나타낸다. 프리-드라이버(52a)와/로부터 배터리(8)를 접속/분리하기 위한 제 1의 스위칭 수단인 참조번호 11은 계전기를 포함하고, 참조번호 10은 3-상 브리지 회로(52b)와/로부터 배터리(8)를 접속/분리하기 위한 제 2의 스위칭 수단(10)이고, 참조번호 12는 전원 회로(52)와/로부터 모터(M)에서 적어도 두 개 이상의 위상을 접속/분리하기 위한 제 3의 스위칭 수단(12)이며, 이들 모두는 모터 제어기(9)에 내장된다. 여기에서, 실시예의 각 부분에 주어진 참조번호는 상기 실시예와 동일하며, 따라서, 그 설명을 생략한다.
본 실시예에서, 마이크로컨트롤러(C)가 어떤 이상을 검출하면, 프리-드라이버(52a)는, 3-상 브리지 회로(52b)를 사용하여 모터(M)의 구동을 중단시키기 위해, 구동되고, 제 1 내지 제 3의 스위칭 수단도 중단되며, 모터(M)의 구동이 중단된다. 따라서, 전원 회로(52)의 기능부전으로 인한 어떠한 이상이 검출되더라도, 모터의 구동은 반드시 멈출 수 있다.
또한, 이들 3개의 제 1 내지 제 3의 스위칭 수단은 이 예에서 사용되었지만, 이들중 하나가 마련되어도 동일한 효과를 얻을 수 있다.
본 발명에 따르면 전동 파워 스티어링 시스템에 대한 모터 제어 시스템에서 이상 판정을 쉽게 수행하기 위한 구체적 방법을 얻을 수 있다.

Claims (10)

  1. 모터에 의해 생성된 토크를 스티어링 기계에 인가함으로써 파워-어시스트 스티어링을 수행하기 위한 전동 파워 스티어링 시스템에 있어서,
    상기 시스템은, 모터에 인가되는 전류에 대해, d-q 좌표계에서 d-축 및 q-축 전류 커맨드값을 구하기 위한 d-q 커맨드값 설정 유닛;
    상기 모터에 실제로 흐르는 3-상 AC 전류를 검출하기 위한 전류 검출기;
    상기 전류 검출기에 의해 검출된 3-상 AC 전류를 d-q 좌표계에서 d-축 전류 검출값과 q-축 전류 검출값으로 변환하기 위한 3-상 AC/d-q 좌표 변환기;
    상기 d-q 커맨드값 설정 유닛에 의해 구해진 d-축 전류 커맨드값과 q-축 전류 커맨드값, 및 상기 3-상 AC/d-q 좌표 변환기로부터 출력된 d-축 전류 검출값과 q-축 전류 검출값에 의거하여, 상기 모터에 인가되는 전압을 제어하기 위한 전압 제어기; 및
    상기 q-축 전류 커맨드값과 상기 q-축 전류 검출값을 비교하거나, 또는 상기 d-축 전류 커맨드값과 상기 d-축 전류 검출값을 비교함으로써, 제어 시스템에 이상이 발생하는지 여부를 판정하기 위한 이상 판정 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 전동 파워 스티어링 시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 이상 판정 유닛은, 상기 q-축 전류 커맨드값과 상기 q-축 전류 검출값 사이의 차가 소정 값 이상일 때, 또는 상기 d-축 전류 커맨드값과 상기 d-축 전류 검출값 사이의 차가 소정 값 이상이면, 제어 시스템에 이상이 발생했다고 판정하는 것을 특징으로 하는 전동 파워 스티어링 시스템.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 이상 판정 유닛은, 상기 q-축 전류 커맨드값과 상기 q-축 전류 검출값 사이의 차가 소정 값 이상인 상태가 소정 시간 이상 지속되거나, 또는 상기 d-축 전류 커맨드값과 상기 d-축 전류 검출값 사이의 차가 소정 값 이상인 상태가 소정 시간 이상 지속되면, 제어 시스템에 이상이 발생했다고 판정하는 것을 특징으로 하는 전동 파워 스티어링 시스템.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 이상 판정 유닛은, 제어 시스템에 이상이 발생했다고 판정되면 상기 모터로의 전류 인가가 차단되는 것을 특징으로 하는 전동 파워 스티어링 시스템.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 모터의 회전 속도가 소정 값 이상일 때 이상 판정이 금지되는 것을 특징으로 하는 전동 파워 스티어링 시스템.
  6. 모터에 의해 생성된 토크를 스티어링 기계에 인가함으로써 파워-어시스트 스티어링을 수행하기 위한 전동 파워 스티어링 시스템에 있어서,
    상기 시스템은, 상기 모터에 인가되는 전류에 대해, d-q 좌표계에서 d-축 및 q-축 전류 커맨드값을 구하기 위한 d-q 커맨드값 설정 유닛;
    상기 모터에 실제로 흐르는 3-상 AC 전류를 검출하기 위한 전류 검출기;
    상기 전류 검출기에 의해 검출된 3-상 AC 전류를 d-q 좌표계에서 d-축 전류 검출값과 q-축 전류 검출값으로 변환하기 위한 3-상 AC/d-q 좌표 변환기;
    상기 d-q 커맨드값 설정 유닛에 의해 구해진 d-축 전류 커맨드값과 q-축 전류 커맨드값, 및 상기 3-상 AC/d-q 좌표 변환기로부터 출력된 d-축 전류 검출값과 q-축 전류 검출값에 의거하여, 상기 모터에 인가되는 전압을 제어하기 위한 전압 제어기;
    q-축 전류 커맨드값과 d-축 전류 커맨드값의 벡터-합성에 의해 합성-벡터 커맨드값을 산출하기 위한 합성 벡터 커맨드값 산출기;
    q-축 전류 검출값과 d-축 전류 검출값의 벡터-합성에 의해 검출값을 산출하기 위한 합성-벡터 검출값 산출기; 및
    상기 합성-벡터 검출값과 상기 합성-벡터 커맨드값을 비교함으로써, 제어 시스템에 이상이 발생하는지 여부를 판정하기 위한 이상 판정 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 전동 파워 스티어링 시스템.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 이상 판정 유닛은, 상기 합성-벡터 커맨드값과 상기 합성-벡터 검출값 사이의 차가 소정 값 이상이면, 제어 시스템에 이상이 발생했다고 판정하는 것을 특징으로 하는 전동 파워 스티어링 시스템.
  8. 제 6항에 있어서,
    상기 이상 판정 유닛은, 상기 합성-벡터 커맨드값과 상기 합성-벡터 검출값 사이의 차가 소정 값 이상인 상태가 소정 시간 이상 지속되면, 제어 시스템에 이상이 발생했다고 판정하는 것을 특징으로 하는 전동 파워 스티어링 시스템.
  9. 제 6항에 있어서,
    상기 이상 판정 유닛은, 제어 시스템에 이상이 발생했다고 판정되면 상기 모터로의 전류 인가가 차단되는 것을 특징으로 하는 전동 파워 스티어링 시스템.
  10. 제 6항에 있어서,
    상기 모터의 회전 속도가 소정 값 이상일 때 이상 판정이 금지되는 것을 특징으로 하는 전동 파워 스티어링 시스템.
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