KR101507729B1 - 전동식 조향장치의 히스테리시스 제거 장치 및 방법 - Google Patents

전동식 조향장치의 히스테리시스 제거 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

전동식 조향장치의 히스테리시스 제거 장치 및 방법에 대한 발명이 개시된다. 본 발명의 전동식 조향장치의 히스테리시스 제거 장치는 모터를 회전시키는 모터구동부와, 차량의 키(key) 온오프를 감지하는 키온오프감지부 및 키온오프감지부로부터 차량의 키 오프 상태를 입력받아, 모터의 동기주파수와 불일치되는 비동기주파수를 갖는 전류를 모터구동부를 통해 모터에 인가하는 스윕(sweep) 기능을, 설정횟수만큼 반복 수행하는 ECU를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

전동식 조향장치의 히스테리시스 제거 장치 및 방법{APPARATUS FOR REMOVING HYSTERESIS OF MOTOR DRIVEN POWER STEERING SYSTEM AND METHOD THEREOF}
본 발명은 전동식 조향장치의 히스테리시스 제거 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전동식 조향장치에서 모터의 동기주파수와 불일치되는 비동기주파수를 갖는 전류를 모터에 단시간내에 고속 인가함으로써 모터에 인가되는 전류를 측정하는 전류센서의 히스테리시스를 제거하는 전동식 조향장치의 히스테리시스 제거 장치 및 방법에 관한 것이다.
전동식 조향장치(MOTOR DRIVEN POWER STEERING SYSTEM, 이하 MDPS)는, 토크 센서 등의 각종 센서의 신호와 차량 내 각종 신호를 전자 제어 장치(Electronic Control Unit, 이하 ECU)가 입력받아 적정의 토크지령치 및 전류지령치 중 하나 이상이 포함된 제어 지령치를 발생시켜, ECU 내의 모터 제어 장치에 전달하고, 이 제어 지령치에 근거하여 모터의 토크 제어를 수행한다.
이때, 모터의 토크 제어를 수행하기 위해서는, 모터의 회전 상태 및 부하 전류 등에 대한 실시간 피드백 정보가 필요한데, 이때 사용되는 것이 모터의 전류센서이다.
즉, 전류센서는 모터에 흐르는 실제 전류인 모터 전류의 크기를 유기 자화량으로 환산하여 그 값을 전압 또는 전류로 출력한다.
그러나, 전류센서가 가지고 있는 물성에 의해 모터에 인가되는 인가 전류가 0이 될때, 자화 유기된 내부자화량은 0으로 수렴하지 못하고 히스테리시스가 잔류하게 되어 전류 오프셋(offset) 편차를 발생시키는 문제점이 있다.
따라서, 종래에는 MDPS의 구동장치를 설계할 때 히스테리시스 분 만큼의 리플 특성을 알고리즘으로 보상하도록 설계하였는데, MDPS를 경부하로 운전하거나 히스테리시스가 크게 잔류할 경우에는 종래의 알고리즘 보상으로는 토크 리플 특성을 제거하거나 전류오프셋 편차를 해소시킬 수 없다.
즉, ECU 전원이 OFF된 상태에서도 히스테리시스가 일부 잔류하고 있어, 이후 ECU 전원이 ON될 때 잔류하고 있는 히스테리시스가 전류오프셋 편차를 발생시키게 되는데 이렇게 발생된 전류오프셋은 영(0)전류를 왜곡시키게 되며 모터의 극-슬롯 조합에 기인한 토크 리플을 가중시키는 결과를 유발한다.
따라서, MDPS의 경우 전류 제어시 전류센서 내 잔류하는 히스테리시스에 기인하는 모터 토크 리플의 영향을 심각하게 받게 되므로 이를 제거하기 위한 기술의 개발이 필요하다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허공보 제10-2010-0091770호(2010. 08. 19. 공개, 발명의 명칭 : 모터 제어 방법 및 그 장치)에 개시되어 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위해 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 전동식 조향장치에서 모터의 동기주파수와 불일치되는 비동기주파수를 갖는 전류를 모터에 단시간내에 고속 인가함으로써 모터에 인가되는 전류를 측정하는 전류센서의 히스테리시스를 제거하는 전동식 조향장치의 히스테리시스 제거 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 차량 키 온(ON)시 또는 차량 키 오프(OFF)시, 모터의 동기주파수와 불일치되는 비동기주파수를 갖는 전류를 단시간내에 고속 인가하여 히스테리시스를 상쇄시킴으로써 전동식 조향장치의 토크 리플이 저감되도록 하는 전동식 조향장치의 히스테리시스 제거 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 전동식 조향장치의 히스테리시스 제거 장치는, 모터를 회전시키는 모터구동부; 차량의 키(key) 온오프를 감지하는 키온오프감지부; 및 상기 키온오프감지부로부터 차량의 키 오프 상태를 입력받아, 상기 모터의 동기주파수와 불일치되는 비동기주파수를 갖는 전류를 상기 모터구동부를 통해 상기 모터에 인가하는 스윕(sweep) 기능을, 설정횟수만큼 반복 수행하는 ECU; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 스윕 기능은 상기 비동기주파수를 갖는 전류의 방향을 적어도 한번 이상 교번하여 상기 모터에 인가하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 스윕 기능은 상기 비동기주파수를 갖는 전류를 상기 모터에 처음 인가할 때, 자속 방향의 반대 방향으로 인가하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 스윕 기능은 상기 비동기주파수를 갖는 전류를 사인파형으로 인가하되, 상기 전류가 점진적으로 감소되도록 인가하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 스윕 기능은 상기 비동기주파수를 갖는 전류를 구형파형으로 인가하되, 상기 전류가 다단속으로 감소되도록 인가하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 전동식 조향장치의 히스테리시스 제거 방법은, ECU가 키(key) 온오프를 감지하는 단계; 상기 ECU가 키 오프가 감지되면, 모터의 동기주파수와 불일치되는 비동기주파수를 갖는 전류를 상기 모터에 인가하는 스윕(sweep) 기능을 설정횟수만큼 반복 수행하는 단계; 및 상기 ECU가 상기 스윕 기능이 상기 설정횟수만큼 반복 수행되었으면, 모터구동부를 통해 인가되는 전류를 차단시키는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 스윕 기능을 설정횟수만큼 반복 수행하는 단계는 상기 비동기주파수를 갖는 전류의 방향을 적어도 한번 이상 교번하여 상기 모터에 인가하여 수행하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 스윕 기능을 설정횟수만큼 반복 수행하는 단계는 상기 비동기주파수를 갖는 전류를 상기 모터에 처음 인가할 때, 자속 방향의 반대 방향으로 인가하여 수행하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 스윕 기능을 설정횟수만큼 반복 수행하는 단계는 상기 비동기주파수를 갖는 전류를 사인파형으로 인가하되, 상기 전류가 점진적으로 감소되도록 인가하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 스윕 기능을 설정횟수만큼 반복 수행하는 단계는 상기 비동기주파수를 갖는 전류를 구형파형으로 인가하되, 상기 전류가 다단속으로 감소되도록 인가하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 전동식 조향장치의 히스테리시스 제거 장치 및 방법은 전동식 전동식 조향장치에서 모터의 동기주파수와 불일치되는 비동기주파수를 갖는 전류를 모터에 단시간내에 고속 인가하여, 모터가 구동되기 이전에 모터에 인가되는 전류를 측정하는 전류센서의 히스테리시스를 제거함으로써 운전자의 조향감에 영향을 주지 않아 장치의 신뢰도를 향상시킬 수 있다.
또한 본 발명에 따르면, 차량 키 온(ON)시 또는 차량 키 오프(OFF)시, 모터의 동기주파수와 불일치되는 비동기주파수를 갖는 전류를 단시간내에 고속 인가하여 히스테리시스를 상쇄시킴으로써 전류센서를 사용하는 모터제어기 및 ECU에서 필연적으로 발생하는 토크 리플을 저감시킬 수 있어 히스테리시스에 의한 전류 에러를 근본적으로 개선시킬 수 있다.
또한 본 발명에 따르면, 키 온(Key On)이나 키 오프(key off)시 0.5초 이내의 짧은 시간에 스윕(sweep)을 구현하는 것으로 하드웨어의 변경없이 알고리즘상에서 히스테리시스를 제거함으로써 토크 리플을 저감시켜 개발비 및 유지보수의 비용을 절감할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 전동식 조향장치의 히스테리시스 제거 장치를 나타낸 블록구성도이다.
도 2는 전류센서의 히스테리시스를 나타낸 도면이다.
도 3은 전류센서의 히스테리시스에 의한 토크리플을 나타낸 그래프이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 전동식 조향장치의 히스테리시스 제거 장치에서 모터구동부와 전류센서를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 스윕(sweep) 기능 수행 시, 모터에 인가되는 전류의 파형을 나타낸 그래프이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 전동식 조향장치의 히스테리시스 제거 장치를 적용한 실제 실험 결과를 나타낸 그래프이다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 전동식 조향장치의 히스테리시스 제거 장치의 전류 스윕 파형의 예를 나타낸 도면이다.
도 9 및 도 10은 오프셋전류가 한계 이상으로 틀어진 경우와 한계 이내에 존재하는 경우를 각각 나타낸 그래프이다.
도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 전동식 조향장치의 히스테리시스 제거 과정을 단계별로 나타낸 도면이다.
도 12 및 도 13은 본 발명의 일실시예에 따른 전동식 조향장치의 히스테리시스 제거 장치를 적용하기 전과 후의 토크 리플을 비교한 그래프이다.
도 14는 본 발명의 일실시예에 따른 전동식 조향장치의 히스테리시스 제거 방법을 도시한 순서도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 전동식 조향장치의 히스테리시스 제거 장치 및 방법을 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 일실시예에 따른 전동식 조향장치의 히스테리시스 제거 장치를 나타낸 블록구성도이고, 도 2는 전류센서의 히스테리시스를 나타낸 도면이며, 도 3은 전류센서의 히스테리시스에 의한 토크리플을 나타낸 그래프이다.
또한, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 전동식 조향장치의 히스테리시스 제거 장치에서 모터구동부와 전류센서를 설명하기 위한 도면이고, 도 5는 스윕(sweep) 기능 수행 시, 모터에 인가되는 전류의 파형을 나타낸 그래프이다.
또한, 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 전동식 조향장치의 히스테리시스 제거 장치를 적용한 실제 실험 결과를 나타낸 그래프이고, 도 7 및 도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 전동식 조향장치의 히스테리시스 제거 장치의 전류 스윕 파형의 예를 나타낸 도면이다.
도 1에서와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 전동식 조향장치의 히스테리시스 제거 장치는, 모터(10), 전류센서(20), 모터구동부(30), 키온오프감지부(40) 및 ECU(50)를 포함한다.
모터(10)는 MDPS의 보조력을 발생시키기 위한 동기모터로써, 3상 모터가 적용될 수 있다.
전류센서(20)는 모터(10)에 인가되는 전류를 센싱하며, 자세히는 모터(10)에 인가되는 전류의 크기를 유기 자화량으로 환산하여 그 값을 전류로 출력하는 센서이다.
이때, 전류센서(20)는 물성에 의해 히스테리시스가 잔류함에 따라 인가 전류가 0이 될 때 자화 유기된 내부자화량은 0으로 수렴하지 못하고, 도 2에서와 같은 오프셋 전류 편차를 발생시킨다.
또한, 도 3에서와 같이 히스테리시스에 의한 토크 리플 성분은 모터(10)의 극에 따라 나타나는데, 8극 모터(10)에서는 4차 리플 성분이 발생되고, 6극 모터(10)에서는 3차 리플 성분이 발생된다.
모터구동부(30)는 동기주파수를 갖는 전류를 모터(10)에 인가하여 모터(10)를 회전시키고, FET스위치를 구동시켜 모터(10)에 전류를 인가하기 위한 게이트가 오프되면, 모터(10)에 인가되는 전류가 차단되어 모터(10) 회전이 정지되도록 제어한다.
즉, 도 4에서와 같이 모터구동부(30)는 주파수를 제어하여 모터(10)의 회전속도를 변환하는 인버터일 수 있으며, 전류센서(20)는 3상(Phase_A,B,C) 모터(10)의 전류센싱용으로 2개 이상이 사용되는 것이 바람직하다.
키온오프감지부(40)는 차량의 키(key) 온오프를 감지한다.
ECU(50)는 키온오프감지부(40)로부터 키 오프가 감지되면, 모터(10)의 동기주파수와 불일치되는 비동기주파수를 갖는 전류를 모터(10)에 인가함으로써 전류센서(20)의 히스테리시스를 제거하는 스윕(sweep) 기능을 수행한다.
자세히는 모터(10)가 정지해 있는 상태 대비 50Hz 이상의 주파수로 전류를 인가한다.
즉, 본 발명의 일실시예에 따른 전동식 조향장치의 히스테리시스 제거 장치는 운전자가 조향 이질감을 느끼지 못하도록 키 오프시 히스테리시스를 제거할 수 있다.
또한, 이러한 스윕 기능은 키 온(ON)시 전류오프셋을 연산하기 전에 수행할 수도 있으나, 키 오프시 수행하는 것이 바람직하다.
스윕 기능은 도 5에서와 같이 모터(10)에 인가되는 비동기주파수를 갖는 전류의 방향을 적어도 한번 이상 교번하여 수행한다.
도 6에서와 같은 본 발명의 일실시예에 따른 전동식 조향장치의 히스테리시스 제거 장치를 적용한 실제 실험 결과로 알 수 있듯이, 60A의 전류로 4번 교번하여 모터(10)에 전류를 인가한 결과, 전류오프셋이 0으로 수렴되어 히스테리시스가 제거된 것을 확인할 수 있다.
또한, 스윕 기능은 도 7에서와 같이 비동기주파수를 갖는 전류를 모터(10)에 사인파형으로 모터(10)에 인가하되, 전류가 점진적으로 감소되도록 인가하여 수행할 수도 있다.
자세히는 (a)그래프에서와 같이, 비동기 주파수를 갖는 전류를 최대 전류에서 선형적으로 근사 혹은 점진적으로 감소시켜 0으로 수렴하도록 인가하거나, (b)그래프에서와 같이 비동기 주파수를 갖는 전류를 최대 전류로 일정시간 인가한 후 (a)그래프와 같이 0으로 수렴하도록 인가하거나, (c)그래프에서와 같이 비동기 주파수를 갖는 전류를 정현파 또는 정현파의 반주기와 유사한 곡선 윈도우를 구성하여 0으로 수렴하도록 인가할 수도 있다.
이때, 비동기주파수를 갖는 전류를 모터(10)에 처음 인가할 때, 이상동작이 발생하지 않도록 자속 방향의 반대 방향 즉, 모터(10) -d축 방향에서 전류를 인가한다.
또한, 스윕 기능은 도 8에서와 같이 모터(10)에 비동기주파수를 갖는 전류를 구형파형으로 모터(10)에 인가하되, 전류가 다단속으로 감소되도록 인가하여 수행할 수도 있다.
자세히는 최소 3회 이상 교번하여 전류가 0으로 수렴될때까지 반복 수행하며 마찬가지로, 비동기 주파수를 갖는 전류를 모터(10)에 처음 인가할 때, 이상동작이 발생하지 않도록 자속 방향의 반대 방향 즉, 모터(10) -d축 방향에서 전류를 인가한다.
ECU(50)는 스윕 기능이 설정횟수만큼 반복 수행되면 모터구동부(30)를 통해 모터(10)에 인가되는 전류를 차단시킨다.
도 9 및 도 10은 오프셋전류가 한계 이상으로 틀어진 경우와 한계 이내에 존재하는 경우를 각각 나타낸 그래프이다.
본 발명의 일실시예에 따른 전동식 조향장치의 히스테리시스 제거 장치는 도 9와 같이 한계 이상으로 오프셋이 틀어진 경우나, 도 10과 같이 한계 이내에서 오프셋이 틀어진 경우에 관계없이 어느 조건에서나 제한 영역 내로 오프셋이 수렴하도록 할 수 있다.
도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 전동식 조향장치의 히스테리시스 제거 과정을 단계별로 나타낸 도면이다.
자세히는 (A)그래프에서와 같이 오프셋이 틀어짐에 따라 토크리플이 발생된 경우, (B)그래프에서와 같이 키 오프시 스윕 기능이 수행되면, (C)그래프에서와 같이 키 온된 후, 조향시 토크리플이 저감된 것을 확인할 수 있다.
도 12 및 도 13은 본 발명의 일실시예에 따른 전동식 조향장치의 히스테리시스 제거 장치를 적용하기 전과 후의 토크리플을 비교한 그래프이다.
또한, 도 12에서와 같이 히스테리시스에 의한 오프셋에 의해 발생된 토크 리플(A)이, 도 13에서와 같이 확연하게 저감된 것을 확인할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 전동식 조향장치의 히스테리시스 제거 장치는 전동식 전동식 조향장치에서 모터의 동기주파수와 불일치되는 비동기주파수를 갖는 전류를 모터에 단시간내에 고속 인가함으로써, 모터가 구동되기 이전에 모터에 인가되는 전류를 측정하는 전류센서의 히스테리시스를 제거하여 운전자의 조향감에 영향을 주지 않아 장치의 신뢰도를 향상시킬 수 있다.
또한, 차량 키 온(ON)시 또는 차량 키 오프(OFF)시, 모터의 동기주파수와 불일치되는 비동기주파수를 갖는 전류를 단시간내에 고속 인가하여 히스테리시스를 상쇄시킴으로써 전류센서를 사용하는 모터제어기 및 ECU에서 필연적으로 발생하는 토크 리플을 저감시킬 수 있어 히스테리시스에 의한 전류 에러를 근본적으로 개선시킬 수 있다.
또한, 키 온(Key On)이나 키 오프(key off)시 0.5초 이내의 짧은 시간에 스윕(sweep)을 구현하는 것으로 하드웨어의 변경없이 알고리즘상에서 히스테리시스를 제거함으로써 토크 리플을 저감시켜 개발비 및 유지보수의 비용을 절감할 수 있다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 조향장치의 히스테리시스 제거방법을 도시한 순서도로써, 이를 참조하여 본 발명의 구체적인 동작을 설명한다.
먼저, ECU(50)가 키온오프감지부(40)를 통해 키(key) 온오프를 감지한다(S10).
S10단계의 감지 결과, 키 오프가 감지되면, 모터(10)의 동기주파수와 불일치되는 비동기주파수를 갖는 전류를 모터(10)에 인가하여 전류센서(20)의 히스테리시스를 제거하는 스윕(sweep) 기능을 수행한다(S20).
S20단계에서 스윕 기능 수행은, 비동기주파수를 갖는 전류의 방향을 적어도 한번 이상 교번하여 모터(10)에 인가하여 수행할 수도 있다.
또한, S20단계에서 스윕 기능 수행은, 비동기주파수를 갖는 전류를 모터(10)에 처음 인가할 때, 자속 방향의 반대 방향으로 인가하여 수행할 수도 있다.
즉, 이상동작이 발생하지 않도록 자속 방향의 반대 방향 즉, 모터(10) -d축 방향에서 전류를 인가한다.
또한, S20단계에서 스윕 기능 수행은, 비동기주파수를 갖는 전류를 사인파형으로 모터(10)에 인가하되, 전류가 점진적으로 감소되도록 모터(10)에 인가하여 수행할 수도 있다.
또한, S20단계에서 스윕 기능 수행은, 비동기주파수를 갖는 전류를 구형파형으로 모터(10)에 인가하되, 전류가 다단속으로 감소되도록 모터(10)에 인가하여 수행할 수도 있다.
스윕 기능이 설정횟수만큼 반복 수행되었는지 판단하여(S30), 스윕 기능이 설정횟수만큼 반복 수행되었으면, 모터구동부(30)를 통해 모터(10)에 인가되는 전류를 차단시킨다(S40).
상술한 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 전동식 조향장치의 히스테리시스 제거 방법은 전동식 전동식 조향장치에서 모터의 동기주파수와 불일치되는 비동기주파수를 갖는 전류를 모터에 단시간내에 고속 인가함으로써, 모터가 구동되기 이전에 모터에 인가되는 전류를 측정하는 전류센서의 히스테리시스를 제거하여 운전자의 조향감에 영향을 주지 않아 장치의 신뢰도를 향상시킬 수 있다.
또한, 차량 키 온(ON)시 또는 차량 키 오프(OFF)시, 모터의 동기주파수와 불일치되는 비동기주파수를 갖는 전류를 단시간내에 고속 인가하여 히스테리시스를 상쇄시킴으로써 전류센서를 사용하는 모터제어기 및 ECU에서 필연적으로 발생하는 토크 리플을 저감시킬 수 있어 히스테리시스에 의한 전류 에러를 근본적으로 개선시킬 수 있다.
또한, 키 온(Key On)이나 키 오프(key off)시 0.5초 이내의 짧은 시간에 스윕(sweep)을 구현하는 것으로 하드웨어의 변경없이 알고리즘상에서 히스테리시스를 제거함으로써 토크 리플을 저감시켜 개발비 및 유지보수의 비용을 절감할 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 : 모터 20 : 전류센서
30 : 모터구동부 40 : 키온오프감지부
50 : ECU

Claims (10)

  1. 모터를 회전시키는 모터구동부;
    차량의 키(key) 온오프를 감지하는 키온오프감지부; 및
    상기 키온오프감지부로부터 차량의 키 오프 상태를 입력받아, 상기 모터의 동기주파수와 불일치되는 비동기주파수를 갖는 전류를 상기 모터구동부를 통해 상기 모터에 인가하는 스윕(sweep) 기능을, 설정횟수만큼 반복 수행하는 ECU; 를 포함하는 전동식 조향장치의 히스테리시스 제거 장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 스윕 기능은
    상기 비동기주파수를 갖는 전류의 방향을 적어도 한번 이상 교번하여 상기 모터에 인가하는 것을 특징으로 하는 전동식 조향장치의 히스테리시스 제거 장치.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 스윕 기능은
    상기 비동기주파수를 갖는 전류를 상기 모터에 처음 인가할 때, 자속 방향의 반대 방향으로 인가하는 것을 특징으로 하는 전동식 조향장치의 히스테리시스 제거 장치.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 스윕 기능은
    상기 비동기주파수를 갖는 전류를 사인파형으로 인가하되, 상기 전류가 점진적으로 감소되도록 인가하는 것을 특징으로 하는 전동식 조향장치의 히스테리시스 제거 장치.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 스윕 기능은
    상기 비동기주파수를 갖는 전류를 구형파형으로 인가하되, 상기 전류가 다단속으로 감소되도록 인가하는 것을 특징으로 하는 전동식 조향장치의 히스테리시스 제거 장치.
  6. ECU가 키(key) 온오프를 감지하는 단계;
    상기 ECU가 키 오프가 감지되면, 모터의 동기주파수와 불일치되는 비동기주파수를 갖는 전류를 상기 모터에 인가하는 스윕(sweep) 기능을 설정횟수만큼 반복 수행하는 단계; 및
    상기 ECU가 상기 스윕 기능이 상기 설정횟수만큼 반복 수행되었으면, 모터구동부를 통해 인가되는 전류를 차단시키는 단계; 를 포함하는 전동식 조향장치의 히스테리시스 제거 방법.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 스윕 기능을 설정횟수만큼 반복 수행하는 단계는
    상기 비동기주파수를 갖는 전류의 방향을 적어도 한번 이상 교번하여 상기 모터에 인가하여 수행하는 것을 특징으로 하는 전동식 조향장치의 히스테리시스 제거 방법.
  8. 제 6항에 있어서, 상기 스윕 기능을 설정횟수만큼 반복 수행하는 단계는
    상기 비동기주파수를 갖는 전류를 상기 모터에 처음 인가할 때, 자속 방향의 반대 방향으로 인가하여 수행하는 것을 특징으로 하는 전동식 조향장치의 히스테리시스 제거 방법.
  9. 제 6항에 있어서, 상기 스윕 기능을 설정횟수만큼 반복 수행하는 단계는
    상기 비동기주파수를 갖는 전류를 사인파형으로 인가하되, 상기 전류가 점진적으로 감소되도록 인가하는 것을 특징으로 하는 전동식 조향장치의 히스테리시스 제거 방법.
  10. 제 6항에 있어서, 상기 스윕 기능을 설정횟수만큼 반복 수행하는 단계는
    상기 비동기주파수를 갖는 전류를 구형파형으로 인가하되, 상기 전류가 다단속으로 감소되도록 인가하는 것을 특징으로 하는 전동식 조향장치의 히스테리시스 제거 방법.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0653498B2 (ja) * 1984-01-30 1994-07-20 三菱自動車工業株式会社 動力操向装置の操舵力制御装置
JP2003312492A (ja) * 2002-04-22 2003-11-06 Honda Motor Co Ltd 電動パワーステアリング装置における初期調整方法
KR100792921B1 (ko) 2006-09-26 2008-01-08 현대자동차주식회사 하이브리드 차량의 모터 제어용 히스테리시스 제어기 및 그전류 제어 방법
KR20100091770A (ko) * 2009-02-11 2010-08-19 주식회사 만도 모터 제어 방법 및 그 장치

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3298006B2 (ja) * 1998-12-24 2002-07-02 日本精工株式会社 電動パワーステアリング装置の制御装置
US6498449B1 (en) * 1999-09-17 2002-12-24 Delphi Technologies, Inc. Low ripple torque control of a permanent magnet motor without using current sensors
US6422335B1 (en) * 2000-04-11 2002-07-23 Trw Inc. Method and apparatus for controlling steering feel with diagnostics
JP5250979B2 (ja) * 2007-02-07 2013-07-31 日本精工株式会社 電動パワーステアリング装置の制御装置
JP5233178B2 (ja) * 2007-06-14 2013-07-10 株式会社ジェイテクト モータ制御装置及び電動パワーステアリング装置
JP5297126B2 (ja) * 2008-09-11 2013-09-25 本田技研工業株式会社 電動パワーステアリング装置
JP5541183B2 (ja) * 2011-02-07 2014-07-09 日本精工株式会社 電動パワーステアリング装置の制御装置
JP5920769B2 (ja) * 2011-09-27 2016-05-18 株式会社ミツバ ブラシレスモータ制御方法及びブラシレスモータ制御装置並びに電動パワーステアリング装置
JP5641008B2 (ja) * 2012-04-04 2014-12-17 日本精工株式会社 モータ制御装置及びそれを搭載した電動パワーステアリング装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0653498B2 (ja) * 1984-01-30 1994-07-20 三菱自動車工業株式会社 動力操向装置の操舵力制御装置
JP2003312492A (ja) * 2002-04-22 2003-11-06 Honda Motor Co Ltd 電動パワーステアリング装置における初期調整方法
KR100792921B1 (ko) 2006-09-26 2008-01-08 현대자동차주식회사 하이브리드 차량의 모터 제어용 히스테리시스 제어기 및 그전류 제어 방법
KR20100091770A (ko) * 2009-02-11 2010-08-19 주식회사 만도 모터 제어 방법 및 그 장치

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