KR101550923B1

KR101550923B1 - Steer motor circuit limit method

Info

Publication number: KR101550923B1
Application number: KR1020090022093A
Authority: KR
Inventors: 조영훈
Original assignee: 현대모비스 주식회사
Priority date: 2009-03-16
Filing date: 2009-03-16
Publication date: 2015-09-08
Also published as: KR20100103984A

Abstract

본 발명은 전동 식 조향 장치인 MDPS(Motor Driven Power Steering)의 모터 전류 제한 알고리즘이 온도가 아닌 검출된 모터 전류에 대해 손실 에너지(열 에너지)를 직접 산출하고, 산출한 값에 따라 모터 전류 제한값을 가변 제어하는 순수한 알고리즘만으로 구현되므로, 온도 센서를 이용할 때 발생되는 낮은 정확성을 해소하고, 실시간 최적 모터 제어를 통한 보조 조타력(보타력)량 증가는 물론, 필터와 저항 및 다이오드등과 같은 각종 부품들을 적용하지 않으므로 비용 상승도 가져오지 않는 특징을 갖는다.In the present invention, the motor current limitation algorithm of motor driven power steering (MDPS), which is a power steering apparatus, directly calculates the loss energy (thermal energy) for the detected motor current, not the temperature, Since it is implemented with only a purely variable algorithm that controls the variable, it is possible to solve the low accuracy which is caused by using the temperature sensor, to increase the auxiliary steering force (braking force) through the real time optimum motor control, So that the cost is not increased.

모터, 가변 전류, 손실 에너지 Motor, Adjustable Current, Loss Energy

Description

Steer motor circuit limit method [0001]

본 발명은 전동 식 조향 장치인 MDPS(Motor Driven Power Steering)에 관한 것으로, 특히 조향 동력을 발생하는 모터 전류 제한 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an MDPS (Motor Driven Power Steering) which is an electric steering type steering apparatus, and more particularly to a motor current limiting method for generating a steering power.

일반적으로 전동 식 조향 장치인 MDPS(Motor Driven Power Steering)는 EPS(Electric Power Steering)나 또는, EPAS(Electric Power Assisted Steering)가 있다.Generally, MDPS (Motor Driven Power Steering), which is an electric type steering device, has EPS (Electric Power Steering) or EPAS (Electric Power Assisted Steering).

상기와 같은 MDPS는 센서로부터 조향 정보를 받고, 주행중인 차속과 차량 상태에 대한 정보를 ECU로부터 받아들여 모터 제어신호를 발생해, 적정한 보조 조타력(보타력)을 구현하는 방식으로 이루어진다.The MDPS receives the steering information from the sensor, receives information about the vehicle speed and the vehicle state from the ECU from the ECU, generates a motor control signal, and implements an appropriate auxiliary steering force (a steering force).

특히, EPS 시스템의 모터 전류 제어는 열 발생과 전류 허용 한도와 같은 조건에 의하여, 모터의 전류 제한 알고리즘을 적용한다.In particular, the motor current control of the EPS system applies the current limiting algorithm of the motor according to conditions such as heat generation and current tolerance.

이러한 모터의 전류 제한 알고리즘은 일례로, 온도 센서를 통해 측정된 온도 측정값을 잔류 제한 알고리즘의 입력 인자값으로 취해, 온도 측정값에 따라 전류를 제한하는 방식이 있다.For example, a current limiting algorithm for such a motor includes a method of taking a measured temperature value measured through a temperature sensor as an input factor value of a residual limiting algorithm and limiting the current according to the measured temperature value.

상기와 같은 방식은 온도 센서가 ECU 구동 회로부에 대한 온도를 측정하는 데, 이는 모터 혹은 구동회로의 온도 상승은 모터 혹은 회로에 흐르는 전류값에 비례함을 근거로 한다. In such a system, the temperature sensor measures the temperature of the ECU driving circuit portion, which is based on the fact that the temperature rise of the motor or the driving circuit is proportional to the current value flowing through the motor or the circuit.

하지만, 상기와 같이 온도 센서가 ECU 구동 회로부의 온도를 측정하는 경우, 구동 회로부의 전류가 모터의 회전 속도에 비례하므로 일정한 토크에서 DC모터의 전류가 일정하지만, 급조타가 발생하면 모터의 전류는 작더라도 구동 회로부의 전류는 커지게 되므로, 모터의 실제적인 온도를 반영하지 못해 정확도가 낮은 근본적인 한계를 갖게 된다.However, when the temperature sensor measures the temperature of the ECU drive circuit portion as described above, the current of the DC motor is constant at a constant torque because the current of the drive circuit portion is proportional to the rotation speed of the motor. The current of the drive circuit portion becomes large, and therefore, it does not reflect the actual temperature of the motor, so that the accuracy has a low fundamental limit.

이와 같이 온도 센서로 ECU 구동 회로부의 온도를 측정해 모터의 온도를 추정하는 방식은 신뢰성이 낮은 모터 전류 제한 알고리즘인 측면을 갖는다.The method of estimating the temperature of the motor by measuring the temperature of the ECU driving circuit with the temperature sensor has a side that is a motor current limiting algorithm with low reliability.

이에 본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 발명된 것으로, 전류 검출 회로가 검출한 모터 전류값을 이용한 알고리즘만으로 모터의 전류 제한을 실시하므로, ECU 구동 회로부의 온도로 모터의 온도를 추정하는 온도 센서 방식이 갖는 제반 단점을 모두 해소하는 모터의 전류 제한 알고리즘을 제공함에 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made in view of the above circumstances, and it is an object of the present invention to provide a temperature sensor that estimates a temperature of a motor at a temperature of an ECU driving circuit unit, The present invention provides a current limiting algorithm for a motor that eliminates all of the disadvantages of the conventional method.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 모터 전류 제한 방법이 검출된 모터 전류값이 임계 전류값보다 큰지 비교하는 단계;According to another aspect of the present invention, there is provided a method for controlling a motor current, the method comprising: comparing a detected motor current value with a threshold current value;

상기 모터 전류값이 상기 임계 전류값보다 작으면 정상 동작 알고리즘과 같이 전류 제한을 하지 않고, 반대인 경우 상기 모터 전류값을 손실 에너지(Wloss)로 전환시키는 단계;If the motor current value is smaller than the threshold current value, switching the motor current value to the loss energy Wloss in the opposite case;

상기 손실 에너지(Wloss)를 임계 손실값(Wloss-thres)과 비교한 결과로 모터 전류 제한을 가변적으로 할 것인지, 최대값으로 제한할 것인지 판단하는 단계;Determining whether the motor current limit is variable or limited to a maximum value as a result of comparing the loss energy Wloss with a threshold loss value Wloss-thres;

상기 손실 에너지(Wloss)가 임계 손실값(Wloss-thres)에 비해 작으면 가변 전류 제한 알고리즘을 구현하고, 반대인 경우 최대 전류 제한값 알고리즘 수행여부를 판단하는 단계;If the loss energy Wloss is smaller than the threshold loss value Wloss-thres, implementing a variable current limiting algorithm, and if the loss energy Wloss is opposite to the threshold loss value Wloss-thres,

상기 손실 에너지(Wloss)를 최대 허용 손실값(Wloss-max)과 비교한 후, 다시 임계 손실값(Wloss-thres)과 비교하는 단계로 복귀할 것인지 최대 전류 제한값 알고리즘을 수행할 것인지 판단하는 단계;Comparing the loss energy Wloss with a maximum allowable loss value Wloss-max and then returning to a step of comparing the loss energy Wloss-thres with a threshold loss value Wloss-thres or determining whether to perform a maximum current limit value algorithm;

상기 손실 에너지(Wloss)가 최대 허용 손실값(Wloss-max)보다 작으면 상기 임계 손실값(Wloss-thres)과 비교하는 절차를 다시 반복하고, 반대인 경우 최대 전류 제한값 알고리즘을 수행하는 단계;Repeating the procedure of comparing the loss energy Wloss with the threshold loss value Wloss-thres if the loss energy Wloss is less than the maximum allowable loss value Wloss-max, and performing a maximum current limit value algorithm if the loss energy Wloss is opposite;

로 수행되는 것을 특징으로 한다.As shown in FIG.

상기 손실 에너지(Wloss)는 Wloss = ∫RI²dt를 통해 산출되며, R= 모터 저항값 R, I = 전류값이다.The loss energy Wloss is calculated by Wloss = RI2dt, where R = motor resistance value R, I = current value.

상기 정상 동작 알고리즘은 전류 제한값을 모터 최대 전류의 100%로 선정하 고, 상기 가변 전류 제한 알고리즘은 가변 전류 제한 값이 최대 전류의 10% ~ 100%사이의 값을 손실에너지(Wloss)에 반비례하여 가변시키며, 상기 최대 전류 제한값 알고리즘은 전류 제한값을 모터 최대 전류의 10% 수준으로 낮추는 것을 특징으로 한다.The normal operation algorithm selects the current limit value as 100% of the motor maximum current. In the variable current limit algorithm, the variable current limit value is a value between 10% and 100% of the maximum current in inverse proportion to the loss energy Wloss And the maximum current limit value algorithm lowers the current limit value to about 10% of the motor maximum current.

이러한 본 발명에 의하면, 제어 대상인 모터의 온도를 추정하는 온도 센서 방식을 이용하지 않고, 모터의 전류를 직접 검출해 알고리즘만으로 모터의 전류 제한을 실시하므로, 온도 센서를 이용할 때 발생되는 정확성이 낮은 문제를 해소하는 효과가 있다.According to the present invention, since the current limitation of the motor is performed only by detecting the current of the motor directly without using the temperature sensor method for estimating the temperature of the motor to be controlled, There is an effect of solving the problem.

또한, 본 발명은 모터의 전류를 직접 검출하므로 모터의 최대 허용 전류 한계값을 실시간으로 최적화하여, 운전자가 느끼는 보조 조타력(보타력)량을 증가시키는 효과가 있다.In addition, since the present invention directly detects the current of the motor, it has the effect of increasing the amount of assist steering force (braking force) felt by the driver by optimizing the maximum allowable current limit value of the motor in real time.

또한, 본 발명은 온도 센서를 이용하지 않으므로, 온도 센서와 같이 수반되는 필터, 저항, 다이오드등과 같은 각종 부품들로 인한 비용 상승이 없는 효과도 갖는다.In addition, since the present invention does not use a temperature sensor, it also has an effect of not increasing cost due to various components such as a filter, a resistor, and a diode, which are accompanied by a temperature sensor.

이하 본 발명의 실시 예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명하며, 이러한 실시 예는 일례로서 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으므로, 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, which illustrate exemplary embodiments of the present invention. The present invention is not limited to these embodiments.

도 1은 본 발명에 따른 전동 식 조향 장치인 MDPS(Motor Driven Power Steering)의 동력원인 조향 모터 전류 제한 방법의 순서도를 도시한 것인바, 본 발명은 EPS(Electric Power Steering)나 또는, EPAS(Electric Power Assisted Steering)와 같은 전동 식 조향 장치인 MDPS(Motor Driven Power Steering)에서 온도 센서를 이용하지 않고 순수한 알고리즘만으로 구현하는 방식을 이용하여, 동력원인 모터 전류를 제어하는 모터 전류 제한 알고리즘이다.1 is a flowchart of a method of limiting a steering motor current, which is a power source of MDPS (Motor Driven Power Steering) according to the present invention. The present invention can be applied to EPS (Electric Power Steering) or EPAS (Motor Driven Power Steering), which is an electric power steering system such as a power assisted steering system, is implemented by a pure algorithm without using a temperature sensor, and is a motor current limiting algorithm for controlling a motor current as a power source.

이를 위해 본 실시예에서 구현하는 모터 전류 제한 알고리즘은 검출된 모터 전류에 대해 손실 에너지(열 에너지)를 직접 산출한 다음, 산출한 값에 따라 모터 전류 제한값을 가변 제어하는 방식과 같이, 순수한 알고리즘만으로 구현한다.To this end, the motor current limitation algorithm implemented in this embodiment directly calculates the loss energy (thermal energy) for the detected motor current, and then controls the motor current limit value variably according to the calculated value. .

도 1은 상기와 같은 모터 전류 제한 방법을 구체적으로 표현한다.FIG. 1 specifically shows a motor current limiting method as described above.

도 1은 단계 S10과 같이, 먼저 모터의 전류를 검출하는데, 상기 모터 전류 검출은 전류 검출 회로를 통해 이루어진다.1, like the step S10, detects the current of the motor first, and the motor current detection is performed through the current detection circuit.

단계 S20은 검출된 전류값이 임계 전류값보다 큰지 여부를 판단한 후, 만약 임계 전류값이 더 크면 정상적인 동작상태이므로, 단계 S61로 넘어가 모터 전류 제한 알고리즘이 수행되지 않고, 이러한 정상 동작 알고리즘은 전류 제한값을 모터 최대 전류의 100%로 선정한다. After determining whether the detected current value is larger than the threshold current value, step S20 is followed by step S61 in which the motor current limiting algorithm is not performed. Is selected as 100% of the motor maximum current.

이때, 상기 임계 전류값과 비교되는 검출 전류값은 절대값을 적용하며, 임계 전류값은 전류 제한의 임계값을 의미한다.At this time, an absolute value is applied to the detected current value compared with the threshold current value, and the threshold current value means a threshold value of the current limit.

단계 S30은 검출된 전류값이 임계 전류값보다 큰 경우 수행되는 절차로서, 이는 Wloss = ∫RI²dt과 같이, 모터(전동기)저항값 R과 제곱 전류값을 곱해 적분하여 산출한다. Step S30 is a procedure performed when the detected current value is greater than the threshold current value, which is calculated by multiplying the motor (motor) resistance value R by the squared current value and integrating it, such as Wloss = RI2dt.

상기와 같은 Wloss = ∫RI²dt은 시간에 따른 모터의 손실 에너지를 의미한다. Wloss =? RI2dt as described above means the loss energy of the motor with respect to time.

단계 S40은 계산된 손실 에너지(Wloss)가 미리 선정한 임계 손실값(Wloss-thres)과 비교하는 절차로서, 비교된 결과에 따라 모터 전류 제한을 가변적으로 할 것인지 또는, 최대값으로 제한할 것인지를 판단한다.Step S40 is a procedure for comparing the calculated loss energy Wloss with a predetermined threshold loss value Wloss-thres, and judges whether the motor current limit is to be varied or limited to a maximum value according to the comparison result do.

만약, 상기 손실 에너지(Wloss)가 임계 손실값(Wloss-thres)보다 작은 경우에는 단계 S62로 넘어가 가변 전류 제한 알고리즘을 실시한다.If the loss energy Wloss is smaller than the threshold loss value Wloss-thres, the process proceeds to step S62 and a variable current limiting algorithm is executed.

상기와 같은 가변 전류 제한 알고리즘은 가변 전류 제한 값이 최대 전류의 10% ~ 100%사이의 값을 손실에너지(Wloss)에 반비례하여 가변시키는 역할을 한다. In the variable current limiting algorithm, the variable current limit value varies a value between 10% and 100% of the maximum current in inverse proportion to the loss energy Wloss.

하지만, 손실 에너지(Wloss)가 임계 손실값(Wloss-thres)보다 큰 경우에는 단계 S50으로 이어져, 상기 손실 에너지(Wloss)를 미리 선정해놓은 최대 허용 손실값(Wloss-max)과 비교한 후, 다시 임계 손실값(Wloss-thres)과 비교 할 것인지 또는, 최대값으로 제한할 것인지 여부를 판단한다.However, if the loss energy Wloss is larger than the critical loss value Wloss-thres, the process proceeds to step S50 where the loss energy Wloss is compared with a predetermined maximum allowable loss value Wloss-max, It is determined whether to compare with the threshold loss value Wloss-thres or to limit it to the maximum value.

만약, 상기 손실 에너지(Wloss)가 최대 허용 손실값(Wloss-max)보다 작은 경우에는 단계 S40으로 다시 복귀해, 손실 에너지(Wloss)가 미리 선정한 임계 손실값(Wloss-thres)과 비교하는 절차를 재 수행하고, 그 결과에 따라 다음 절차를 수행한다.If the loss energy Wloss is smaller than the maximum allowable loss value Wloss-max, the process returns to step S40 to compare the loss energy Wloss with a predetermined threshold loss value Wloss-thres And perform the following procedure according to the result.

하지만, 상기 손실 에너지(Wloss)가 최대 허용 손실값(Wloss-max)보다 큰 경우에는 단계 S70으로 넘어가 최대 전류 제한값 알고리즘을 수행한다.However, if the loss energy Wloss is greater than the maximum allowable loss value Wloss-max, the flow advances to step S70 to execute the maximum current limit value algorithm.

상기와 같은 최대 전류 제한값 알고리즘은 전류 제한값을 모터 최대 전류의 10% 수준으로 낮추는 작용을 한다.The maximum current limit algorithm operates to lower the current limit value to 10% of the motor maximum current.

이와 같이 검출된 모터 전류와 이를 이용한 손실 에너지 개념으로 다양한 방식의 모터 전류 제한을 구현함으로써, 모터의 최대 허용 전류 한계값을 실시간으로 최적화할 수 있으며, 이는 실제적으로 운전자가 느끼는 조향 보조 조타력(보타력)량을 증가할 수 있고, 온도 센서 사용에 의한 제반 문제들이 모두 해소될 수 있다.By implementing various motor current limitations based on the detected motor current and the loss energy using the motor current, it is possible to optimize the maximum allowable current limit value of the motor in real time. This is because the steering assist assist force It is possible to increase the amount of driving force, and all the problems caused by the use of the temperature sensor can be solved.

도 1은 본 발명에 따른 전동 식 조향 장치인 MDPS(Motor Driven Power Steering)의 동력원인 조향 모터 전류 제한 방법의 순서도1 is a flow chart of a steering motor current limiting method which is a power source of MDPS (Motor Driven Power Steering) as an electric steering system according to the present invention.

Claims

A method of limiting a steering motor current in an electric steering system without a temperature sensor,

Comparing whether the motor current value detected through the current detection circuit is larger than the threshold current value;

If the motor current value is smaller than the threshold current value, switching the motor current value to the loss energy Wloss in the opposite case;

Determining whether the motor current limit is variable or limited to a maximum value as a result of comparing the loss energy Wloss with a threshold loss value Wloss-thres;

If the loss energy Wloss is smaller than the threshold loss value Wloss-thres, implementing a variable current limiting algorithm, and if the loss energy Wloss is opposite to the threshold loss value Wloss-thres,

Comparing the loss energy Wloss with a maximum allowable loss value Wloss-max and then returning to a step of comparing the loss energy Wloss-thres with a threshold loss value Wloss-thres or determining whether to perform a maximum current limit value algorithm;

Repeating the procedure of comparing the loss energy Wloss with the threshold loss value Wloss-thres if the loss energy Wloss is less than the maximum allowable loss value Wloss-max, and performing a maximum current limit value algorithm if the loss energy Wloss is opposite;

Wherein the step of controlling the current of the steering motor comprises:

delete

The method according to claim 1, wherein the detected current value is compared with a threshold current value by applying an absolute value.

The steering motor current limiting method according to claim 1, wherein the loss energy Wloss is calculated through Wloss = RI2dt, wherein R = motor resistance value and I = current value.

2. The method of claim 1, wherein the normal operation algorithm selects a current limit value as 100% of the motor maximum current, and the variable current limit algorithm sets a value between 10% and 100% Wherein the maximum current limit value algorithm lowers the current limit value to about 10% of the motor maximum current.