KR101357942B1 - Method and apparatus for compensating voltage drop imbalance, and motor driven power steering system - Google Patents
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Abstract
본 발명은 전압강하 불균형 보상 방법 및 장치와, 전동식 파워 스티어링 시스템에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 전압강하를 고려하여 모터에 인가할 인가전압을 보상하여, 모터 구동에 이용되는 전자 제어 장치에서 발생할 수 있는 각 상의 전압강하 불균형을 보상해주는 전압강하 불균형 보상 방법 및 장치와, 이를 통해 모터 토크 리플을 방지하여 모터 내구성과 제어 성능을 향상시킬 수 있는 전동식 파워 스티어링 시스템에 관한 것이다. The present invention relates to a method and apparatus for compensating for voltage drop imbalance and an electric power steering system. More specifically, a voltage drop imbalance compensation method and apparatus for compensating an applied voltage to be applied to a motor in consideration of a voltage drop to compensate for voltage drop imbalance that may occur in an electronic control apparatus used to drive the motor, and The present invention relates to an electric power steering system that can prevent motor torque ripple, thereby improving motor durability and control performance.
Description
본 발명은 전압강하 불균형 보상 방법 및 장치와, 전동식 파워 스티어링 시스템에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 전압강하를 고려하여 모터에 인가할 인가전압을 보상하여, 모터 구동에 이용되는 전자 제어 장치에서 발생할 수 있는 각 상의 전압강하 불균형을 보상해주는 전압강하 불균형 보상 방법 및 장치와, 이를 통해 모터 토크 리플을 방지하여 모터 내구성과 제어 성능을 향상시킬 수 있는 전동식 파워 스티어링 시스템에 관한 것이다. The present invention relates to a method and apparatus for compensating for voltage drop imbalance and an electric power steering system. More specifically, a voltage drop imbalance compensation method and apparatus for compensating an applied voltage to be applied to a motor in consideration of a voltage drop to compensate for voltage drop imbalance that may occur in an electronic control apparatus used to drive the motor, and The present invention relates to an electric power steering system that can prevent motor torque ripple, thereby improving motor durability and control performance.
모터 구동에 이용되는 전자 제어 장치에서는, 각 상(u,v,w)마다 전압강하가 발생할 수 있으며, 이러한 각 상마다 발생하는 전압강하의 크기는, 이상적으로 모두 동일해야만 한다. 하지만, 실제로는, 모두 동일하지 않을 수 있다. In the electronic control apparatus used for driving the motor, voltage drops may occur for each phase (u, v, w), and the magnitude of the voltage drop occurring for each of these phases should ideally be the same. In reality, however, they may not all be the same.
이러한 각 상의 전압강하 불균형으로 인해, 전자 제어 장치에서 예측하지 못하는 불균형한 크기의 인가전압이 모터에 인가되고, 이로 인해, 모터에 발생하는 출력 토크에 토크리플 성분을 존재하게 된다. 이러한 토크리플 성분은 모터의 진동이나 소음을 발생시켜, 모터의 내구성을 저하시키고, 모터를 통한 제어 성능에도 문제를 발생시킬 수 있다. Due to the voltage drop imbalance of each phase, an unbalanced applied voltage applied to the motor is applied to the motor, which causes the torque ripple component to exist in the output torque generated in the motor. The torque ripple component may generate vibrations or noises of the motor, reduce the durability of the motor, and may cause problems in control performance through the motor.
이러한 배경에서, 본 발명의 목적은, 모터 구동에 이용되는 전자 제어 장치에서 발생할 수 있는 각 상의 전압강하 불균형을 보상해주는 데 있다. In this background, it is an object of the present invention to compensate for voltage unbalance in each phase which may occur in an electronic control apparatus used for driving a motor.
또한 본 발명의 다른 목적은, 전자 제어 장치에 의해 구동되는 모터에서 발생할 수 있는 토크 리플을 방지하여, 모터의 진동이나 소음을 줄여줌으로써, 모터의 내구성을 높여주고, 모터를 통한 제어 성능을 향상시켜 주는 데 있다. In addition, another object of the present invention, by preventing the torque ripple that may occur in the motor driven by the electronic control device, by reducing the vibration or noise of the motor, to increase the durability of the motor, improve the control performance through the motor To give.
전술한 목적을 달성하기 위하여, 일 측면에서, 본 발명은, 제 1 전압인가 타이밍에 모터로 인가하기 위한 인가전압을 계산하는 인가전압 계산부; 및 상기 제 1 전압인가 타이밍에 상기 모터로 실제로 인가된 인가전압을 측정하고, 상기 계산된 인가전압 및 상기 측정된 인가전압 간의 차이값을 토대로, 상기 제 1 전압인가 타이밍에 이은 제 2 전압인가 타이밍에 상기 모터로 인가하기 위해 계산된 다음 인가전압을 보상하는 인가전압 보상부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전압강하 불균형 보상 장치를 제공한다. In order to achieve the above object, in one aspect, the present invention, an applied voltage calculation unit for calculating an applied voltage for applying to the motor at the first voltage application timing; And measuring an applied voltage actually applied to the motor at the first voltage application timing, and based on a difference value between the calculated applied voltage and the measured applied voltage, a second voltage application timing subsequent to the first voltage application timing. And an applied voltage compensating unit configured to compensate for the next applied voltage after being calculated to be applied to the motor.
다른 측면에서, 본 발명은, (a) 제 1 전압인가 타이밍에 모터로 인가하기 위해 계산된 인가전압을 저장하고 있는 단계; (b) 상기 제 1 전압인가 타이밍에 상기 모터로 실제로 인가된 인가전압을 측정하는 단계; (c) 상기 저장하고 있는 인가전압과 상기 측정된 인가전압 간의 차이값을 계산하는 단계; 및 (d) 상기 계산된 차이값을 이용하여, 상기 제 1 전압인가 타이밍에 이은 제 2 전압인가 타이밍에 상기 모터로 인가하기 위해 계산된 인가전압을 보상하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전압강하 불균형 보상 방법을 제공한다. In another aspect, the present invention provides a method comprising the steps of: (a) storing an applied voltage calculated for applying to a motor at a first voltage application timing; (b) measuring an applied voltage actually applied to the motor at the first voltage application timing; (c) calculating a difference value between the stored applied voltage and the measured applied voltage; And (d) compensating the applied voltage calculated for applying to the motor at the second voltage application timing following the first voltage application timing using the calculated difference value. Provide an imbalance compensation method.
또 다른 측면에서, 본 발명은, 인가전압에 따라 구동되어 출력 토크를 발생시키는 모터; 및 입력 토크에 따라 현재 전압인가 타이밍에 상기 모터로 인가하기 위한 인가전압을 계산하고, 이전 전압인가 타이밍에 상기 모터로 실제로 인가된 인가전압을 측정하여, 상기 이전 전압인가 타이밍에 상기 모터로 인가하기 위해 계산된 인가전압과 상기 측정된 인가전압 간의 차이값을 토대로, 상기 현재 전압인가 타이밍에 상기 모터로 인가하기 위해 계산된 인가전압을 보상하여 상기 모터로 인가하는 전자 제어 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동식 파워 스티어링 시스템을 제공한다. In another aspect, the present invention, the motor is driven in accordance with the applied voltage to generate an output torque; And calculating an applied voltage for applying to the motor at a current voltage application timing, measuring an applied voltage actually applied to the motor at a previous voltage application timing, and applying the voltage to the motor at the previous voltage application timing. And an electronic control device for compensating and applying the calculated voltage applied to the motor at the current voltage application timing based on the difference value between the calculated applied voltage and the measured applied voltage. It provides an electric power steering system.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 전압강하를 고려하여 모터에 인가할 인가전압을 보상함으로써, 모터 구동에 이용되는 전자 제어 장치에서 발생할 수 있는 각 상의 전압강하 불균형을 보상해주는 효과가 있다. As described above, according to the present invention, by compensating the applied voltage to be applied to the motor in consideration of the voltage drop, there is an effect of compensating the voltage drop imbalance which may occur in the electronic control apparatus used for driving the motor.
또한 본 발명에 의하면, 전자 제어 장치가 전압강하를 고려하여 인가전압을 보상하여 모터에 인가해줌으로써, 전자 제어 장치에 의해 구동되는 모터에서 발생할 수 있는 토크 리플을 방지하고, 이로 인해 모터의 진동이나 소음을 줄여주어, 모터의 내구성을 높여주고, 모터를 통한 제어 성능을 향상시켜 주는 효과가 있다. In addition, according to the present invention, the electronic control device compensates the applied voltage in consideration of the voltage drop and applies it to the motor, thereby preventing torque ripple that may occur in the motor driven by the electronic control device, and thus It reduces noise, increases the durability of the motor, and improves the control performance through the motor.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전압강하 불균형 보상 장치에 대한 블록 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전압강하 불균형 보상 방법에 대한 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전압강하 불균형 보상에 대한 개념도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 파워 스티어링 시스템에 대한 블록 구성도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전압강하 불균형을 발생시키는 원인이 되는 각 상의 저항 불균형을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전압강하 불균형 보상에 따른 전압강하 불균형 보상 효과와, 그로 인한 모터에서의 토크 리플 제거 효과를 나타낸 도면이다. 1 is a block diagram of a voltage drop imbalance compensation device according to an embodiment of the present invention.
2 is a flowchart illustrating a voltage drop imbalance compensation method according to an embodiment of the present invention.
3 is a conceptual diagram of voltage drop imbalance compensation according to an embodiment of the present invention.
4 is a block diagram of an electric power steering system according to an embodiment of the present invention.
5 is a diagram illustrating a resistance imbalance of each phase that causes a voltage drop imbalance according to an embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a diagram illustrating a voltage drop imbalance compensation effect according to the voltage drop imbalance compensation according to an embodiment of the present invention, and thus a torque ripple removing effect in the motor.
본 발명은 전압강하 불균형 보상 방법 및 장치와, 전동식 파워 스티어링 시스템에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 전압강하를 고려하여 모터에 인가할 인가전압을 보상하여, 모터 구동에 이용되는 전자 제어 장치에서 발생할 수 있는 각 상의 전압강하 불균형을 보상해주는 전압강하 불균형 보상 방법 및 장치와, 이를 통해 모터 토크 리플을 방지하여 모터 내구성과 제어 성능을 향상시킬 수 있는 전동식 파워 스티어링 시스템에 관한 것이다. The present invention relates to a method and apparatus for compensating for voltage drop imbalance and an electric power steering system. More specifically, a voltage drop imbalance compensation method and apparatus for compensating an applied voltage to be applied to a motor in consideration of a voltage drop to compensate for voltage drop imbalance that may occur in an electronic control apparatus used to drive the motor, and The present invention relates to an electric power steering system that can prevent motor torque ripple, thereby improving motor durability and control performance.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, some embodiments of the present invention will be described in detail with reference to exemplary drawings. It should be noted that, in adding reference numerals to the constituent elements of the drawings, the same constituent elements are denoted by the same reference symbols as possible even if they are shown in different drawings. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.
또한, 본 발명의 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.In addition, in describing the component of this invention, terms, such as 1st, 2nd, A, B, (a), (b), can be used. These terms are intended to distinguish the constituent elements from other constituent elements, and the terms do not limit the nature, order or order of the constituent elements. When a component is described as being "connected", "coupled", or "connected" to another component, the component may be directly connected to or connected to the other component, It should be understood that an element may be "connected," "coupled," or "connected."
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전압강하 불균형 보상 장치(100)에 대한 블록 구성도이다. 1 is a block diagram of a voltage drop
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전압강하 불균형 보상 장치(100)는, 제 1 전압인가 타이밍에 모터(10)로 인가하기 위한 인가전압을 계산하는 인가전압 계산부(110)와, 제 1 전압인가 타이밍에 모터(10)로 실제로 인가된 인가전압을 측정하여, 제 1 전압인가 타이밍에 대하여 계산된 인가전압 및 측정된 인가전압 간의 차이값을 토대로, 제 1 전압인가 타이밍에 이은 제 2 전압인가 타이밍에 모터(10)로 인가하기 위해 계산된 인가전압을 보상하는 인가전압 보상부(120) 등을 포함한다. Referring to FIG. 1, the voltage drop
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전압강하 불균형 보상 장치(100)는, 모터(10)에 인가전압을 전압인가 타이밍(제 1 전압인가 타이밍, 제 2 전압인가 타이밍, ....)마다 인가하는 전압 인가부(130)를 더 포함하는데, 이 전압 인가부(130)는 인가전압 보상부(120)에 의해 보상된 인가전압을 모터(10)에 인가한다. 1, the voltage drop
전술한 인가전압 계산부(110)는, 입력된 토크 신호에 따라 모터(10)에 인가하기 위한 인가전압을 계산한다. 이렇게 계산된 인가전압은 특정 전압인가 타이밍에 모터(10)로 인가되어야 하는 이상적인 "목표 인가전압"이다. The above-described applied
전술한 인가전압 계산부(110)에서 계산된 인가전압은, 여러 이유에 의해, 모터(10)에 정확하게 인가되지 않고 손실이 발생할 수 있다. 즉, 인가전압 보상부(120)에 의해 인가전압 보상 기능이 없는 경우, 모터(10)에 인가되어야 하는 인가전압(목표 인가전압)의 손실(즉, 전압강하)이 발생할 수 있으며, 이는, 모터(10)의 구동이 원하는 데로 이루어지지 못하게 하여, 모터 구동을 이용하는 시스템 기능(예: 조향 기능)이 정확히 작동하지 못하는 문제를 발생시킬 수 있다. The applied voltage calculated by the above-described
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 전압강하 보상 장치(100)에 포함된 인가전압 보상부(120)는, 인가전압의 손실, 즉 전압강하가 일어나더라도, 모터(10)에 인가하기 위해 계산된 인가전압(목표 인가전압)과 동일한 크기의 전압이 모터(10)에 정확하게 인가될 수 있도록, 인가전압을 보상해주는 기능을 수행한다. Therefore, the applied
전술한 모터(10)가 3상(u,v,w)에 대한 인가전압을 인가받아 구동되는 3상 모터인 경우, 본 발명의 일 실시예에 따른 전압강하 불균형 보상 장치(100)는, 각 상에 대하여 동일한 인가전압 보상을 수행함으로써, 각 상에서의 전압강하(손실)에 대한 불균형을 보상해줄 수 있다. When the above-described
전술한 본 발명의 일 실시예에 따른 전압강하 불균형 보상 장치(100)는, 전동식 파워 스티어링 시스템에서 마이크로 컨트롤러 유닛(MCU: Micro Controller Unit)을 포함하는 전자 제어 장치(ECU: Electronic Control Unit)이거나, 전자 제어 장치에서 발생하는 전압강하 불균형을 보상하기 위한 장치일 수 있다. The voltage drop
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전압강하 불균형 보상 방법에 대한 흐름도이다. 2 is a flowchart illustrating a voltage drop imbalance compensation method according to an embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전압강하 불균형 보상 장치(100)가 제공하는 전압강하 불균형 보상 방법은, 제 1 전압인가 타이밍에 모터(10)로 인가하기 위해 계산된 인가전압을 저장하고 있는 단계(S200)와, 제 1 전압인가 타이밍에 모터(10)로 실제로 인가된 인가전압을 측정하는 단계(S202)와, S200 단계에서 저장하고 있는 인가전압과 S202 단계에서 측정된 인가전압 간의 차이값을 계산하는 단계(S204)와, S204 단계에서 계산된 차이값을 이용하여, 제 1 전압인가 타이밍에 이은 제 2 전압인가 타이밍에 모터(10)로 인가하기 위해 계산된 인가전압을 보상하는 단계(S206) 등을 포함한다. 2, in the voltage drop imbalance compensation method provided by the voltage drop
전술한 S206 단계는, 제 2 전압인가 타이밍에 모터(10)로 인가하기 위해 계산된 인가전압에 S204 단계에서 계산된 차이값을 더함으로써, 제 2 전압인가 타이밍에 모터(10)로 인가하기 위해 계산된 인가전압을 보상할 수 있다. 이렇게 보상된 인가전압은 제 2 전압인가 타이밍에 모터(10)로 인가된다. In the above-described step S206, to apply to the
도 1 및 도 2를 참조하여 전술한 본 발명의 일 실시예에 따른 전압강하 불균형 보상 방법에 대한 개념을 도 3을 참조하여 설명한다. A concept of a voltage drop imbalance compensation method according to an embodiment of the present invention described above with reference to FIGS. 1 and 2 will be described with reference to FIG. 3.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전압강하 불균형 보상에 대한 개념도이다. 3 is a conceptual diagram of voltage drop imbalance compensation according to an embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면, 전압강하 불균형 보상 장치(100)는, 제 1 전압인가 타이밍에서, 모터(10)로 인가하기 위한 인가전압(300)을 계산하고, 이렇게 계산된 인가전압(300)을 모터(10)에 인가하게 된다. 이때, 저항 불균형 등의 여러 이유로 인해, 전압강하 불균형 보상 장치(100)가 모터(10)에 인가시키고자하는 인가전압(300)에 대한 손실(전압 강하)이 발생할 수 있다. 이에 따라, 계산된 인가전압(300)에서 손실 크키만큼 줄어든 인가전압(310)이 모터(10)에 실제로 인가되게 된다. 전압강하 불균형 보상 장치(100)는, 모터(10)에 실제로 인가된 인가전압(310)을 측정하고, 측정된 인가전압(310)과 계산된 인가전압(300) 간의 차이값(앞에서 언급된 손실에 해당하는 전압 크기를 의미함, 320)을 계산한 이후, 제 1 전압인가 타이밍에 이은 제 2 전압인가 타이밍(=제 1 전압인가 타이밍+전압인가 타이밍 간격)에서 모터(10)로 인가하기 위하여 계산된 인가전압과, 앞에서 계산해 둔 차이값(320)을 더하여, 계산된 인가전압(300)을 보상할 수 있다. 전압강하 불균형 보상 장치(100)는, 이렇게 보상된 인가전압(330)을 모터(10)에 인가하게 되면, 앞에서와 동일한 정도의 손실이 발생하더라도, 모터(10)에 실제로 인가되는 인가전압(340)은, 제 2 전압인가 타이밍(=제 1 전압인가 타이밍+전압인가 타이밍 간격)에서 모터(10)에 인가하기 위하여 계산된 인가전압과 동일한 크기가 된다. Referring to FIG. 3, the voltage drop
이상에서 전술한 본 발명의 일 실시예에 따른 전압강하 불균형 보상 방법은, 입력 토크에 따른 인가전압을 모터에 인가하고, 이에 따라 모터에서 발생하는 출력 토크를 이용하여, 조향각 제어 등의 전동식 파워 스티어링(MDPS: Motor Driven Power Steering) 제어를 수행하는 전동식 파워 스티어링 시스템에 적용될 수 있다. 이러한 전동식 파워 스티어링 시스템은 도 4를 참조하여 설명한다. In the above-described voltage drop imbalance compensation method according to an embodiment of the present invention, by applying an applied voltage according to the input torque to the motor, by using the output torque generated by the motor, electric power steering such as steering angle control It can be applied to an electric power steering system that performs (MDPS: Motor Driven Power Steering) control. This electric power steering system will be described with reference to FIG. 4.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 파워 스티어링 시스템(400)에 대한 블록 구성도이다. 4 is a block diagram of the electric
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 파워 스티어링 시스템(400)은, 인가전압에 따라 구동되어 출력 토크를 발생시키는 모터(10)와, 입력 토크에 따라 현재 전압인가 타이밍(제 2 전압인가 타이밍)에 모터(10)로 인가하기 위한 인가전압을 계산하고, 현재 전압인가 타이밍(제 2 전압인가 타이밍)보다 앞선 이전 전압인가 타이밍(제 1 전압인가 타이밍)에 모터(10)로 실제로 인가된 인가전압을 측정하여, 이전 전압인가 타이밍(제 1 전압인가 타이밍)에 모터(10)로 인가하기 위해 계산된 인가전압과 측정된 인가전압 간의 차이값을 토대로, 현재 전압인가 타이밍(제 2 전압인가 타이밍)에 모터(10)로 인가하기 위해 계산된 인가전압을 보상하여 모터(10)로 인가하는 전자 제어 장치(410) 등을 포함한다. 4 is a diagram illustrating an electric
전술한 전자 제어 장치(410)는, ECU(Electronic Control Unit)일 수 있으며, 이러한 전자 제어 장치(410)는, 마이크로 컨트롤러 유닛(MCU: Micro Controller Unit)을 포함할 수 있다. 또한, 여기서 전자 제어 장치(410)는 도 1에서의 전압강하 불균형 보상 장치(100)를 포함하거나 그 자체일 수 있다. The aforementioned
이상에서 전술한 본 발명의 일 실시예에 따른 전압강하 불균형 보상 장치(100)와 전자 제어 장치(410)가 보상하고자 하는 전압강하 불균형과, 이러한 전압강하 불균형의 원인에 대하여, 도 5를 참조하여 알아본다.The voltage drop imbalance that the voltage drop
전자 제어 장치(410) 내에서, 각 상(u,v,w)에서 발생하는 전압강하는, 이상적으로는 모두 동일해야만 한다. 하지만, 실제로는, 전자 제어 장치(410) 내에서, 각 상(u,v,w)에서의 전압강하의 크기가 각기 다를 수 있다. 즉, u상에서의 전압강하, v상에서의 전압강하 및 w상에서의 전압강하가 실제로는 모두 동일하지 않을 수 있다. 따라서, 전자 제어 장치(410)에서 예측하지 못하는 불균형한 크기의 인가전압이 모터(10)에 인가되고, 이로 인해, 모터(10)에 발생하는 출력 토크는 토크리플 성분을 가지게 된다. 이는 모터(10)의 진동이나 소음을 발생시킬 수 있다. Within the
이와 같은 문제를 발생시키는 각 상의 전압강하 불균형은, 여러 원인에 의해 발생할 수 있는데, 대전류 경로에 존재하는 소자, 경로의 길이, 커넥터의 접촉 저항 및 열에 의한 저항값 변화 등으로 발생할 수 있는 각 상의 저항 불균형(Resistance Imbalance)이 여러 원인 중 하나일 수 있다. The voltage drop unbalance of each phase which causes such a problem can be caused by a number of causes, such as the resistance of each phase that may be caused by the elements in the large current path, the length of the path, the contact resistance of the connector, and the resistance value change due to heat. Resistance imbalance can be one of several reasons.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전압강하 불균형을 발생시키는 원인이 되는 각 상의 저항 불균형을 나타낸 도면이다. 5 is a diagram illustrating a resistance imbalance of each phase that causes a voltage drop imbalance according to an embodiment of the present invention.
도 5를 참조하면, u상의 저항(Ruth), v상의 저항(Rvth) 및 w상의 저항(Rwth)이 모두 동일하지 않을 수 있다(즉, Ruth ≠Rvth ≠Rwth). 이러한 각 상의 저항 불균형은, 전자 제어 장치(410)가 알지못하는 전압강하를 발생시키고, 이렇게 발생된 각 상의 전압강하의 크기도 각 상마다 달라지게 되고, 이와 같은 전압강하 불균형을 갖는 각 상의 인가전압이 모터(10)에 실제로 인가되면, 모터(10)에서 발생하는 출력 토크는 토크리플 성분을 가지게 되고, 이는, 모터(10)의 진동이나 소음을 발생시켜, 모터(10)의 내구성과, 모터(10)를 통한 제어 성능을 떨어뜨리는 문제를 발생시킨다. Referring to FIG. 5, the u phase resistance R uth , the v phase resistance R vth and the w phase resistance R wth may not all be the same (ie, R uth ≠ R vth ≠ R wth ). The resistance imbalance of each phase generates a voltage drop unknown to the
이러한 전압강하 불균형을 보상(해소)할 수 있는 본 발명의 일 실시예에 따른 전압강하 불균형 보상 장치(100) 및 전자 제어 장치(410)에서의 전압강하 불균형 보상 효과와, 그로 인한 모터(10)에서의 토크 리플 제거 효과를 도 6을 참조하여 알아본다. The voltage drop imbalance compensation effect in the voltage drop
도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전압강하 불균형 보상 방법을 적용하지 않는 경우, 모터(10)에 인가하기 위하여 계산된 인가전압(600)을 그대로 모터(10)에 인가하게 되면, 모터(10)에 실제로 인가되어 측정된 인가전압(612)에서는 각 상마다 크기가 다른 전압강하가 발생한다. 이로 인해, 모터(10)에서 발생하는 출력 토크(622)에는 토크리플 성분이 존재하는 것을 확인할 수 있다. Referring to FIG. 6, when the voltage drop imbalance compensation method according to an embodiment of the present invention is not applied, when the applied
이에 비해, 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전압강하 불균형 보상 방법을 적용하는 경우, 모터(10)에 인가하기 위하여 계산된 인가전압(600)을 그대로 모터(10)에 인가하지 않고, 이전 전압인가 타이밍에서 계산된 인가전압과 이에 따라 모터(10)에 실제로 인가된 인가전압의 차이값을 이용하여, 모터(10)에 인가하기 위하여 계산된 인가전압(600)을 보상하여 보상된 인가전압을 모터(10)에 인가한다. 이에 따라, 모터(10)에 실제로 인가된 인가전압(611)에서는 각 상의 전압강하 불균형이 발생하지 않고 균형있는 전압강하가 발생하는 것을 알 수 있다. 따라서, 모터(10)에서 발생하는 출력 토크(621)에서도 토크리플 성분이 존재하지 것을 확인할 수 있다. In contrast, referring to FIG. 6, when the voltage drop imbalance compensation method according to the exemplary embodiment of the present invention is applied, the
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 전압강하를 고려하여 모터(10)에 인가할 인가전압을 보상함으로써, 모터 구동에 이용되는 전자 제어 장치(420)에서 발생할 수 있는 각 상의 전압강하 불균형을 보상해주는 효과가 있다. As described above, according to the present invention, by compensating an applied voltage to be applied to the
또한 본 발명에 의하면, 전압강하 불균형 보상 장치(100) 또는 전자 제어 장치(420)가 전압강하를 고려하여 인가전압을 보상하여 모터(10)에 인가해줌으로써, 전자 제어 장치(10)에 의해 구동되는 모터에서 발생할 수 있는 토크 리플을 방지하고, 이로 인해 모터(10)의 진동이나 소음을 줄여주어, 모터(10)의 내구성을 높여주고, 모터(10)를 통한 제어 성능을 향상시켜 주는 효과가 있다. In addition, according to the present invention, the voltage drop
이상에서, 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합되거나 결합되어 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 그 모든 구성 요소들이 각각 하나의 독립적인 하드웨어로 구현될 수 있지만, 각 구성 요소들의 그 일부 또는 전부가 선택적으로 조합되어 하나 또는 복수 개의 하드웨어에서 조합된 일부 또는 전부의 기능을 수행하는 프로그램 모듈을 갖는 컴퓨터 프로그램으로서 구현될 수도 있다. 그 컴퓨터 프로그램을 구성하는 코드들 및 코드 세그먼트들은 본 발명의 기술 분야의 당업자에 의해 용이하게 추론될 수 있을 것이다. 이러한 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터가 읽을 수 있는 저장매체(Computer Readable Media)에 저장되어 컴퓨터에 의하여 읽혀지고 실행됨으로써, 본 발명의 실시예를 구현할 수 있다. 컴퓨터 프로그램의 저장매체로서는 자기 기록매체, 광 기록매체, 캐리어 웨이브 매체 등이 포함될 수 있다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be the most practical and preferred embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments. That is, within the scope of the present invention, all of the components may be selectively coupled to one or more of them. In addition, although all of the components may be implemented as one independent hardware, some or all of the components may be selectively combined to perform a part or all of the functions in one or a plurality of hardware. As shown in FIG. Codes and code segments constituting the computer program may be easily inferred by those skilled in the art. Such a computer program can be stored in a computer-readable storage medium, readable and executed by a computer, thereby realizing an embodiment of the present invention. As the storage medium of the computer program, a magnetic recording medium, an optical recording medium, a carrier wave medium, or the like may be included.
또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재될 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥 상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.It is also to be understood that the terms such as " comprises, "" comprising," or "having ", as used herein, mean that a component can be implanted unless specifically stated to the contrary. But should be construed as including other elements. All terms, including technical and scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs, unless otherwise defined. Commonly used terms, such as predefined terms, should be interpreted to be consistent with the contextual meanings of the related art, and are not to be construed as ideal or overly formal, unless expressly defined to the contrary.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The foregoing description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and various changes and modifications may be made by those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are intended to illustrate rather than limit the scope of the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The protection scope of the present invention should be interpreted by the following claims, and all technical ideas within the equivalent scope should be interpreted as being included in the scope of the present invention.
10: 모터
100: 전압강하 불균형 보상 장치
110: 인가전압 계산부
120: 인가전압 보상부
130: 전압 인가부
300: 제 1 전압인가 타이밍에 모터로 인가하기 위하여 계산된 인가전압
310: 제 1 전압인가 타이밍에 모터로 실제로 인가되어 측정된 인가전압
320: 제 1 전압인가 타이밍에 계산된 인가전압과 측정된 인가전압의 차이값
330: 제 2 전압인가 타이밍에 모터로 인가하기 위하여 계산된 인가전압을 보상한 인가 전압
340: 제 2 전압인가 타이밍에 모터로 실제로 인가되어 측정된 인가전압
400: 전동식 파워 스티어링 시스템
410: 전자 제어 장치10: Motor
100: voltage drop imbalance compensation device
110: applied voltage calculator
120: applied voltage compensation unit
130: voltage applying unit
300: The applied voltage calculated for applying to the motor at the first voltage application timing
310: an applied voltage measured by being actually applied to a motor at a first voltage application timing
320: difference between the applied voltage calculated at the first voltage application timing and the measured applied voltage
330: an applied voltage compensated for the applied voltage calculated for applying to the motor at the second voltage application timing
340: The applied voltage actually measured and applied to the motor at the second voltage application timing
400: electric power steering system
410: electronic control unit
Claims (6)
상기 제 1 전압인가 타이밍에 상기 모터로 실제로 인가된 인가전압을 측정하고, 상기 계산된 인가전압 및 상기 측정된 인가전압 간의 차이값을 토대로, 상기 제 1 전압인가 타이밍에 이은 제 2 전압인가 타이밍에 상기 모터로 인가하기 위해 계산된 다음 인가전압을 보상하는 인가전압 보상부
를 포함하는 것을 특징으로 하는 전압강하 불균형 보상 장치. An applied voltage calculator configured to calculate an applied voltage for applying to the motor at a first voltage application timing; And
Measure an applied voltage actually applied to the motor at the first voltage application timing, and based on the difference value between the calculated applied voltage and the measured applied voltage, at a second voltage application timing following the first voltage application timing An applied voltage compensator for compensating the next applied voltage calculated for applying to the motor
Voltage drop imbalance compensation device comprising a.
상기 인가전압 계산부는,
입력된 토크 신호에 따라 상기 모터에 인가하기 위한 인가전압을 계산하는 것을 특징으로 하는 전압강하 불균형 보상 장치. The method of claim 1,
The applied voltage calculation unit,
The voltage drop imbalance compensation device for calculating the applied voltage for applying to the motor in accordance with the input torque signal.
상기 모터가 3상 모터인 경우, 상기 전압강하 불균형 보상 장치는,
각 상에 대하여, 인가전압 보상을 수행하는 것을 특징으로 하는 전압강하 불균형 보상 장치. The method of claim 1,
When the motor is a three-phase motor, the voltage drop imbalance compensation device,
A voltage drop imbalance compensation device for performing phase voltage compensation on each phase.
(b) 상기 제 1 전압인가 타이밍에 상기 모터로 실제로 인가된 인가전압을 측정하는 단계;
(c) 상기 저장하고 있는 인가전압과 상기 측정된 인가전압 간의 차이값을 계산하는 단계; 및
(d) 상기 계산된 차이값을 이용하여, 상기 제 1 전압인가 타이밍에 이은 제 2 전압인가 타이밍에 상기 모터로 인가하기 위해 계산된 인가전압을 보상하는 단계
를 포함하는 것을 특징으로 하는 전압강하 불균형 보상 방법. (a) storing the calculated applied voltage for applying to the motor at the first voltage application timing;
(b) measuring an applied voltage actually applied to the motor at the first voltage application timing;
(c) calculating a difference value between the stored applied voltage and the measured applied voltage; And
(d) compensating the calculated applied voltage for applying to the motor at the second voltage application timing following the first voltage application timing using the calculated difference value;
Voltage drop imbalance compensation method comprising a.
상기 단계 (d)는,
상기 제 2 전압인가 타이밍에 상기 모터로 인가하기 위해 계산된 인가전압에 상기 계산된 차이값을 더함으로써, 상기 제 2 전압인가 타이밍에 상기 모터로 인가하기 위해 계산된 인가전압을 보상하는 것을 특징으로 하는 전압강하 불균형 보상 방법. 5. The method of claim 4,
The step (d)
Compensating the applied voltage calculated for applying to the motor at the second voltage application timing by adding the calculated difference value to the applied voltage calculated for applying to the motor at the second voltage application timing. Voltage drop imbalance compensation method.
입력 토크에 따라 현재 전압인가 타이밍에 상기 모터로 인가하기 위한 인가전압을 계산하고, 이전 전압인가 타이밍에 상기 모터로 실제로 인가된 인가전압을 측정하여, 상기 이전 전압인가 타이밍에 상기 모터로 인가하기 위해 계산된 인가전압과 상기 측정된 인가전압 간의 차이값을 토대로, 상기 현재 전압인가 타이밍에 상기 모터로 인가하기 위해 계산된 인가전압을 보상하여 상기 모터로 인가하는 전자 제어 장치
를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동식 파워 스티어링 시스템. A motor driven according to an applied voltage to generate an output torque; And
To calculate the applied voltage for applying to the motor at the current voltage application timing according to the input torque, to measure the applied voltage actually applied to the motor at the previous voltage application timing, to apply to the motor at the previous voltage application timing An electronic control apparatus for compensating and applying the calculated applied voltage to the motor at the current voltage application timing based on the difference between the calculated applied voltage and the measured applied voltage.
Electric power steering system comprising a.
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