KR100816393B1 - Motor state confirmation method of eps system - Google Patents

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Abstract

본 발명은 EPS 시스템의 모터 상태 확인방법에 관한 것으로, 각종 센서에서 검출된 센서 정보에 따른 어시스트 전류를 모터에 인가하여 운전자의 조향 조작력을 어시스트해 주는 EPS 시스템에 있어서, 토오크 센서를 통해 검출 및 입력되는 토오크 신호로부터 토오크량의 변화가 있는지 판단하는 제1단계와, 상기 제1단계의 판단 결과, 토오크량의 변화가 있다면 모터 각속도 및 모터 각가속도의 값이 0인지를 판단하는 제2단계와, 상기 제2단계의 판단 결과, 모터 각속도 및 모터 각가속도의 값이 0이라면 모터가 구속이 된 상태임을 확인 및 표시하고, 모터의 공급전원을 차단시키는 페일 세이프 조치를 취하도록 하는 제3단계와, 상기 제1단계의 판단 결과, 조향 핸들의 좌턴 또는 우턴시 토오크량의 변화가 없다면 모터 각속도 및 모터 각가속도의 값이 0인지를 판단하는 제4단계와, 상기 제4단계의 판단 결과, 모터 각속도 및 모터 각가속도의 값이 0이라면 조향의 끝단임을 확인 및 표시하고, 모터의 발열에 따른 시스템적인 오류에 대비하기 위한 페일 세이프 조치를 취하도록 하는 제5단계로 이루어지는 것을 특징으로 하며, 토오크의 변화량과 모터의 각속도 및 각가속도를 근거로 모터의 기계적 구속을 판단하여 모터의 공급전원을 차단시키는 페일 세이프 조치를 취할 수 있고, 토오크의 변화량과 모터의 각속도 및 각가속도를 근거로 조향 핸들의 좌턴과 우턴시 조향의 끝단을 판단하여 모터의 발열에 따른 시스템적인 오류에 대해 페일 세이프 조치를 취할 수 있어 각종 시스템적인 오류에 대해 미리 대비할 수 있게 되는 효과가 있다. The present invention relates to a method for checking a motor state of an EPS system. In an EPS system for assisting a steering operation force of a driver by applying an assist current according to sensor information detected by various sensors to a motor, detection and input through a torque sensor is provided. A first step of determining whether there is a change in torque amount from the torque signal, and a second step of determining whether the value of the motor angular speed and the motor angular acceleration is 0 if the torque amount is changed as a result of the determination of the first step; As a result of the determination of the second step, if the value of the motor angular velocity and the motor angular acceleration is 0, the third step of confirming and indicating that the motor is in a restrained state and taking a fail safe measure to cut off the power supply of the motor, and As a result of the determination in step 1, if there is no change in the torque amount during the left turn or right turn of the steering wheel, the value of the motor angular speed and motor angular acceleration is 0 In the fourth step of determining and the result of the determination of the fourth step, if the value of the motor angular velocity and the motor angular acceleration is 0, it is confirmed and displayed as the end of the steering, fail-safe measures to prepare for a system error due to the heat of the motor Characterized in that the fifth step to take a, and can determine the mechanical restraint of the motor based on the amount of torque change and the angular speed and angular acceleration of the motor to take the fail safe measures to cut off the power supply of the motor, Based on the amount of change, the angular velocity and the angular acceleration of the motor, the steering wheel can be judged at the end of the steering wheel's left-turn and right-turn steering to fail-safe measures against system errors caused by the motor's heat generation. It is effective.

EPS, ECU, 모터, 각속도, 토오크 변화량EPS, ECU, Motor, Angular Speed, Torque Variation

Description

전동식 파워 스티어링 시스템의 모터 상태 확인방법{MOTOR STATE CONFIRMATION METHOD OF EPS SYSTEM} How to check the motor status of the electric power steering system {MOTOR STATE CONFIRMATION METHOD OF EPS SYSTEM}

도 1은 일반적인 EPS 시스템의 간략한 블록 구성도.1 is a simplified block diagram of a typical EPS system.

도 2는 본 발명에 따른 EPS 시스템의 모터 상태 확인방법을 보인 동작 흐름도.2 is an operation flowchart showing a motor state checking method of the EPS system according to the present invention;

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

1 : 센서부1: sensor

2 : ECU2: ECU

3 : 구동 회로부3: driving circuit part

4 : 모터4: motor

본 발명은 전동식 파워 스티어링(Electric Power Steering ; 이하, 'EPS'라 칭함) 시스템의 모터 상태 확인방법에 관한 것으로, 특히 모터를 이용한 EPS 시스템에 있어서, 토오크의 변화량과 모터의 각속도 및 각가속도를 근거로 모터의 기계적인 구속을 판단하고, 조향 핸들의 좌턴 또는 우턴시 조향의 끝단을 판단하여 시 스템적인 오류에 대해 미리 페일 세이프(Fail Safe) 조치를 취할 수 있도록 한 EPS 시스템의 모터 상태 확인방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for checking the motor status of an electric power steering (hereinafter referred to as "EPS") system, and in particular, in an EPS system using a motor, based on the amount of torque change and the angular velocity and angular acceleration of the motor. A method for checking the motor status of an EPS system that determines the mechanical restraint of the motor, determines the end of steering when turning left or right of the steering wheel, and allows fail safe measures to be taken in advance for systemic errors. will be.

일반적으로 차량에는 각종 입력센서에서 검출되는 전기적 신호를 입력받아 출력측의 각종 액츄에이터를 구동하기 위한 디지털 제어신호를 출력하는 차량용 전자 제어 장치(Electronic Control Unit ; 이하, 'ECU'라 칭함)가 구비되어 있다. In general, a vehicle is provided with an electronic control unit (hereinafter referred to as "ECU") for a vehicle that receives electrical signals detected by various input sensors and outputs digital control signals for driving various actuators on the output side. .

상기와 같은 ECU를 이용하여 차량의 속도에 따라 운전자 핸들의 조작력을 줄여주어 가볍고 신속한 조향 조작이 가능하도록 한 조향 시스템에는 유압이 아닌 순수한 모터의 구동에 의해 어시스트량을 조절하는 EPS 시스템이 있으며, 이러한 EPS 시스템은 도 1에 도시된 바와 같이 운전자 핸들의 토오크 신호를 검출하는 토오크 센서, 차량의 속도를 검출하는 차속 센서 등, 차량의 상태 정보를 입력하기 위한 센서부(1)와, 이 센서부(1)에서 입력된 각종 상태 정보에 따라 운전자 핸들의 조작력을 줄여주기 위한 모터 구동신호를 출력하는 ECU(2)와, 이 ECU(2)에서 출력되는 모터 구동신호에 따라 모터의 구동을 제어하는 구동 회로부(3)와, 이 구동 회로부(3)의 제어에 따라 조향 보조력을 발생시키는 모터(4)로 구성된다.The steering system that reduces the operating force of the driver's steering wheel according to the speed of the vehicle by using the ECU as described above and enables a light and quick steering operation includes an EPS system that adjusts the assist amount by driving a pure motor instead of hydraulic pressure. As shown in FIG. 1, the EPS system includes a sensor unit 1 for inputting vehicle status information, such as a torque sensor for detecting a torque signal of a driver's steering wheel, a vehicle speed sensor for detecting a vehicle speed, and the sensor unit ( ECU 2 which outputs a motor drive signal for reducing the operating force of the driver's handle according to the various state information input in 1), and drive which controls the drive of the motor according to the motor drive signal output from this ECU 2 The circuit part 3 and the motor 4 which generate | occur | produce a steering assistance force under control of this drive circuit part 3 are comprised.

한편, 상기와 같이 구성된 EPS 시스템에 있어서, 일반적으로 모터(4)가 구속이 되거나 조향 핸들의 끝단에서는 조향 핸들에 인가되는 토오크량이 최대가 되고, 이에 해당하는 모터(4)의 출력 전류도 최대가 된다.On the other hand, in the EPS system configured as described above, in general, the amount of torque applied to the steering wheel is maximum at the end of the steering wheel or the motor 4 is constrained, and the output current of the motor 4 corresponding thereto is also maximum. do.

이때, 모터(4)에서 발생되는 열로 인하여 모터(4)의 성능이 저하되고, 따라서 전체적인 EPS 시스템의 기능도 저하되게 된다.At this time, the performance of the motor 4 is degraded due to the heat generated by the motor 4, and thus the function of the overall EPS system is also reduced.

종래에는 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 일정시간 이상으로 일정량의 모터 전류가 출력되는 경우 이를 감지하여 모터의 출력 전류량을 제한하도록 하였다.Conventionally, in order to solve the above problems, when a certain amount of motor current is output for a predetermined time or more, it is detected to limit the amount of output current of the motor.

즉, 모터의 출력 전류량을 제한하는 간접적인 방법으로 모터와 EPS 시스템을 보호하였던 것이다.That is, the motor and the EPS system were protected in an indirect way to limit the output current amount of the motor.

그러나, 상기와 같은 간접적인 방법 이외에도 모터의 상태를 직접 파악하여 시스템적인 오류에 대비하도록 하는 것이 무엇보다 필요하다. However, in addition to the indirect method described above, it is necessary to first understand the state of the motor to prepare for a systemic error.

본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 그 목적은 모터를 이용한 EPS 시스템에 있어서, 토오크의 변화량과 모터의 각속도 및 각가속도를 근거로 모터의 기계적 구속을 판단하여 모터의 공급전원을 차단시키는 페일 세이프 조치를 취할 수 있도록 한 EPS 시스템의 모터 상태 확인방법을 제공하는 데에 있다.The present invention has been made in view of the above, the object of the present invention is an EPS system using a motor, and determines the mechanical restraint of the motor based on the amount of torque change, the angular velocity and the angular acceleration of the motor to cut off the power supply of the motor It is to provide a method of checking the motor status of an EPS system so that a fail safe action can be taken.

그리고, 본 발명의 목적은 토오크의 변화량과 모터의 각속도 및 각가속도를근거로 조향 핸들의 좌턴 또는 우턴시 조향의 끝단을 판단하여 페일 세이프 조치를 취함으로써 모터의 발열에 따른 시스템적인 오류에 대해 미리 대비가능하도록 한 EPS 시스템의 모터 상태 확인방법을 제공하는 데에 있다.In addition, an object of the present invention is to prepare for the system error due to the heat of the motor in advance by determining the end of the steering wheel left turn or right turn steering based on the torque change, the angular speed and the angular acceleration of the motor. It is to provide a method for checking the motor status of an EPS system that makes it possible.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 EPS 시스템의 모터 상태 확인방법은, 각종 센서에서 검출된 센서 정보에 따른 어시스트 전류를 모터에 인가하여 운전자의 조향 조작력을 어시스트해 주는 EPS 시스템에 있어서, 토오크 센서를 통 해 검출 및 입력되는 토오크 신호로부터 토오크량의 변화가 있는지 판단하는 제1단계와, 상기 제1단계의 판단 결과, 토오크량의 변화가 있다면 모터 각속도 및 모터 각가속도의 값이 0인지를 판단하는 제2단계와, 상기 제2단계의 판단 결과, 모터 각속도 및 모터 각가속도의 값이 0이라면 모터가 구속이 된 상태임을 확인 및 표시하고, 모터의 공급전원을 차단시키는 페일 세이프 조치를 취하도록 하는 제3단계와, 상기 제1단계의 판단 결과, 조향 핸들의 좌턴 또는 우턴시 토오크량의 변화가 없다면 모터 각속도 및 모터 각가속도의 값이 0인지를 판단하는 제4단계와, 상기 제4단계의 판단 결과, 모터 각속도 및 모터 각가속도의 값이 0이라면 조향의 끝단임을 확인 및 표시하고, 모터의 발열에 따른 시스템적인 오류에 대비하기 위한 페일 세이프 조치를 취하도록 하는 제5단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.Motor state confirmation method of the EPS system of the present invention for achieving the above object, in the EPS system that assists the steering operation force of the driver by applying the assist current according to the sensor information detected by the various sensors, the torque, The first step of determining whether there is a change in the torque amount from the torque signal detected and input through the sensor, and if the torque amount is changed as a result of the determination of the first step, it is determined whether the value of the motor angular velocity and the motor angular acceleration are 0 In the second step and the determination result of the second step, if the value of the motor angular velocity and the motor angular acceleration is 0, it is confirmed and indicated that the motor is in a restrained state, and the fail safe measures to cut off the power supply of the motor are taken. As a result of the determination of the third step and the first step, if there is no change in the torque amount of the left turn or the right turn of the steering wheel, the motor angular speed and the In the fourth step of determining whether the value of the angular acceleration is zero, and as a result of the determination in the fourth step, if the value of the motor angular speed and the motor angular acceleration is 0, it is confirmed and displayed as the end of steering. The fifth step is to take a fail-safe action to prepare.

이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 따른 EPS 시스템의 모터 상태 확인방법을 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the motor state confirmation method of the EPS system according to the present invention.

본 발명에 따른 EPS 시스템의 모터 상태 확인방법은 도 1에 도시된 EPS 시스템내 ECU(2)의 제어에 따라 이루어진다.The motor state checking method of the EPS system according to the present invention is made under the control of the ECU 2 in the EPS system shown in FIG.

도 2는 본 발명에 따른 EPS 시스템의 모터 상태 확인방법을 보인 동작 흐름도로서, 이를 참고하여 설명하면 다음과 같다.2 is an operation flowchart showing a motor state checking method of the EPS system according to the present invention.

본 발명에 따른 EPS 시스템내 ECU(2)는 조향 핸들에 인가되는 토오크량을 모니터하여 토오크량의 변화가 있는지를 판단하고, 모터 각속도 및 모터 각가속도의 값을 기준으로 모터의 구속과 조향 핸들의 끝단을 판단하도록 한다.The ECU 2 in the EPS system according to the present invention monitors the torque amount applied to the steering wheel to determine whether there is a change in the torque amount, and restrains the motor and the end of the steering wheel based on the values of the motor angular speed and the motor angular acceleration. To judge.

즉, 먼저 ECU(2)는 EPS 시스템내 센서부(1)내 토오크 센서를 통해 검출 및 입력되는 토오크 신호로부터 토오크량의 변화가 있는지 판단한다(S1).That is, the ECU 2 first determines whether there is a change in the torque amount from the torque signal detected and input through the torque sensor in the sensor unit 1 in the EPS system (S1).

상기 단계(S1)의 판단 결과, 토오크량의 변화가 있다면 모터 각속도 및 모터 각가속도의 값이 0인지를 판단한다(S2).As a result of the determination in step S1, if there is a change in the torque amount, it is determined whether the value of the motor angular speed and the motor angular acceleration is 0 (S2).

상기 단계(S2)의 판단 결과, 모터 각속도 및 모터 각가속도의 값이 0이 아니라면 모터가 정상적으로 동작하는 상태임을 확인하고(S3), 모터 각속도 및 모터 각가속도의 값이 0이라면 모터가 구속이 된 상태임을 확인하여 이를 표시하여 주며(S4), 이러한 모터의 구속시 좌우 조향이 불가능하게 되므로 페일 세이프 조치를 취하여 모터의 공급전원을 차단하도록 한다(S5).As a result of the determination in step S2, if the value of the motor angular velocity and the motor angular acceleration is not 0, the motor is normally operated (S3). If the value of the motor angular velocity and the motor angular acceleration is 0, the motor is in a constrained state. Check and display this (S4), and since the left and right steering is impossible when the motor is restrained, take a fail-safe measure to cut off the power supply of the motor (S5).

상기와 같이 모터 구속의 경우에는 모터 내부 또는 기계적인 이유로 모터가 구속이 되면 조향 핸들에 인가되는 토오크와 모터 전류의 변화는 발생하지만, 모터 각속도와 모터 각가속도의 값은 0이 된다. In the case of the motor restraint as described above, when the motor is restrained for the inside of the motor or for mechanical reasons, the torque applied to the steering wheel and the motor current change, but the value of the motor angular velocity and the motor angular acceleration is zero.

그러므로, 본 발명에서는 토오크의 변화량과 모터의 각속도 및 각가속도를 근거로 모터의 구속 상태를 판단하게 되는 것이다.Therefore, in the present invention, the restraint state of the motor is determined based on the amount of torque change, the angular velocity and the angular acceleration of the motor.

한편, 조향 핸들이 좌턴 또는 우턴시 조향의 끝단을 판단하는 부분에 있어서, 조행 핸들에 인가되는 토오크의 변화와 모터 전류의 변화가 끝단까지 갈 동안은 모터 구속의 경우와 같이 발생되나, 끝단에서는 토오크의 변화는 거의 없고, 아울러 모터 각속도 및 모터 각가속도의 값도 0이 된다.On the other hand, in the part where the steering wheel determines the end of steering during the left turn or the right turn, while the change of the torque applied to the steering wheel and the change of the motor current go to the end, it occurs as in the case of the motor restraint, but the torque at the end There is almost no change of, and the value of motor angular velocity and motor angular acceleration is zero.

따라서, 상기와 같은 점을 근거로 조향의 끝단을 판단하게 되는 것이다.Therefore, the end of the steering is determined based on the above points.

즉, 상기 단계(S1)의 판단 결과, 조향 핸들의 좌턴 또는 우턴시 토오크량의 변화가 없다면 모터 각속도 및 모터 각가속도의 값이 0인지를 판단한다(S6). That is, as a result of the determination of step S1, if there is no change in the torque amount of the left turn or the right turn of the steering wheel, it is determined whether the values of the motor angular speed and the motor angular acceleration are 0 (S6).                     

상기 단계(S6)의 판단 결과, 모터 각속도 및 모터 각가속도의 값이 0이 아니라면 모터가 정상적으로 동작하는 상태임을 확인하고(S3), 모터 각속도 및 모터 각가속도의 값이 0이라면 모터가 락(Lock)된 상태, 즉 조향의 끝단임을 확인하여 이를 표시하여 주고, 페일 세이프 조치에 따라 모터 발열이나 로직 구현 등에 이용되어 모터의 발열에 따른 시스템적인 오류 등에 미리 대비할 수 있도록 한다(S7). As a result of the determination in step S6, if the value of the motor angular velocity and the motor angular acceleration is not 0, the motor is normally operated (S3). If the value of the motor angular velocity and the motor angular acceleration is 0, the motor is locked. It checks the state, that is, the end of the steering and displays it, and is used for motor heating or logic implementation according to a fail safe measure so as to prepare in advance for a system error due to the heating of the motor (S7).

상기와 같이, 본 발명에서는 토오크 변화량과 모터의 각속도 및 가속도를 이용하여 모터의 구속 상태와 조향의 끝단 상태를 파악할 수 있고, 이러한 파악된 상태를 통해서 조향 불능 상태가 되기 전에 페일 세이프 조치를 수행할 수 있어 모터는 물론 전체적인 EPS 시스템의 기능 및 성능 저하를 방지할 수 있는 것이다.As described above, in the present invention, the amount of torque change, the angular velocity and the acceleration of the motor can be used to determine the restraint state of the motor and the end state of the steering, and the fail-safe action can be performed before the steering is disabled. This can prevent the motor and of course the degradation of functionality and performance of the overall EPS system.

이상, 상기에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 토오크의 변화량과 모터의 각속도 및 각가속도를 근거로 모터의 기계적 구속을 판단하여 모터의 공급전원을 차단시키는 페일 세이프 조치를 취할 수 있고, 토오크의 변화량과 모터의 각속도 및 각가속도를 근거로 조향 핸들의 좌턴과 우턴시 조향의 끝단을 판단하여 모터의 발열에 따른 시스템적인 오류에 대해 페일 세이프 조치를 취할 수 있어 각종 시스템적인 오류에 대해 미리 대비할 수 있게 되는 효과가 있다.As described above, the present invention can take a fail safe measure to cut off the power supply of the motor by determining the mechanical restraint of the motor based on the torque change amount, the angular velocity and the angular acceleration of the motor, and the torque change amount and the motor. Based on the angular speed and the angular acceleration of the steering wheel, it is possible to prepare failsafe measures against system errors caused by the heating of the motor by judging the left and right ends of steering steering. have.

즉, 토오크 변화량과 모터의 각속도 및 가속도를 이용하여 모터의 구속 상태와 조향의 끝단 상태를 파악할 수 있고, 이렇게 파악된 상태를 통해서 조향 불능 상태가 되기 전에 페일 세이프 조치를 수행할 수 있어 모터는 물론 전체적인 EPS 시스템을 보호하여 그 기능 및 성능 저하를 방지할 수 있게 되는 것이다. In other words, the amount of torque change and the angular velocity and acceleration of the motor can be used to determine the motor's restraint state and the steering's end state, and through this state, the fail-safe action can be performed before the steering is disabled. By protecting the entire EPS system, it is possible to prevent degradation of its function and performance.                     

종래와 같이 간접적인 모터 출력 전류의 제한으로 모터와 EPS 시스템을 보호하기 보다는 모터의 상태를 직접 파악하여 시스템적인 오류에 대비할 수 있게 되는 것이다.Rather than protecting the motor and EPS system by limiting the indirect motor output current as in the prior art, it is possible to prepare for a system error by directly grasping the state of the motor.

Claims (1)

각종 센서에서 검출된 센서 정보에 따른 어시스트 전류를 모터에 인가하여 운전자의 조향 조작력을 어시스트해 주는 전동식 파워 스티어링 시스템의 모터 상태 확인 방법에 있어서,In the motor state confirmation method of the electric power steering system that assists the steering operation force of the driver by applying an assist current to the motor according to the sensor information detected by various sensors, 토오크 센서를 통해 검출 및 입력되는 토오크 신호로부터 토오크량의 변화가 있는지 판단하는 제1단계와,A first step of determining whether there is a change in the torque amount from the torque signal detected and input through the torque sensor; 상기 제1단계의 판단 결과, 토오크량의 변화가 있다면 모터 각속도 및 모터 각가속도의 값이 0인지를 판단하는 제2단계와,A second step of determining whether the value of the motor angular velocity and the motor angular acceleration is zero if there is a change in the torque amount as a result of the determination in the first step; 상기 제2단계의 판단 결과, 모터 각속도 및 모터 각가속도의 값이 0이라면 모터가 구속이 된 상태임을 확인 및 표시하고, 모터의 공급전원을 차단시키는 페일 세이프 조치를 취하도록 하는 제3단계와,A third step of confirming and indicating that the motor is in a restrained state if the value of the motor angular velocity and the motor angular acceleration is 0 as a result of the determination of the second step, and taking a fail safe measure to cut off the power supply of the motor; 상기 제1단계의 판단 결과, 조향 핸들의 좌턴 또는 우턴시 토오크량의 변화가 없다면 모터 각속도 및 모터 각가속도의 값이 0인지를 판단하는 제4단계와,A fourth step of determining whether the value of the motor angular velocity and the motor angular acceleration is zero if there is no change in the torque amount of the left turn or the right turn of the steering wheel as a result of the determination in the first step; 상기 제4단계의 판단 결과, 모터 각속도 및 모터 각가속도의 값이 0이라면 조향의 끝단임을 확인 및 표시하고, 모터의 발열에 따른 시스템적인 오류에 대비하기 위한 페일 세이프 조치를 취하도록 하는 제5단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전동식 파워 스티어링 시스템의 모터 상태 확인방법.As a result of the determination of the fourth step, if the value of the motor angular velocity and the motor angular acceleration is 0, the fifth step confirms and displays the end of steering and takes a fail safe measure to prepare for a system error caused by the heat of the motor. Method for checking the motor state of the electric power steering system, characterized in that made.
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