KR102068914B1 - 자동차의 파워-보조 스티어링 시스템의 전기 모터의 토크 제어 결함을 검출하는 방법 - Google Patents

자동차의 파워-보조 스티어링 시스템의 전기 모터의 토크 제어 결함을 검출하는 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR102068914B1
KR102068914B1 KR1020187004710A KR20187004710A KR102068914B1 KR 102068914 B1 KR102068914 B1 KR 102068914B1 KR 1020187004710 A KR1020187004710 A KR 1020187004710A KR 20187004710 A KR20187004710 A KR 20187004710A KR 102068914 B1 KR102068914 B1 KR 102068914B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
current
axis
voltage
res
motor
Prior art date
Application number
KR1020187004710A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20180030888A (ko
Inventor
미첼 빠헤뜨
Original Assignee
콘티넨탈 오토모티브 프랑스
콘티넨탈 오토모티브 게엠베하
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 콘티넨탈 오토모티브 프랑스, 콘티넨탈 오토모티브 게엠베하 filed Critical 콘티넨탈 오토모티브 프랑스
Publication of KR20180030888A publication Critical patent/KR20180030888A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102068914B1 publication Critical patent/KR102068914B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/04—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
    • B62D5/0457—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such
    • B62D5/0481—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such monitoring the steering system, e.g. failures
    • B62D5/0487—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such monitoring the steering system, e.g. failures detecting motor faults
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/34—Testing dynamo-electric machines
    • G01R31/343—Testing dynamo-electric machines in operation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/04—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
    • B62D5/0457—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such
    • B62D5/046—Controlling the motor
    • B62D5/0463—Controlling the motor calculating assisting torque from the motor based on driver input

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Control Of Ac Motors In General (AREA)
  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)

Abstract

본 발명은 자동차의 3-상 전기 모터의 토크의 제어 결함을 검출하는 방법에 관한 것이다. 상기 방법은 특히, 측정된 d축 정현파 전류, 추정된 d축 정현파 전류, 측정된 q축 정현파 전류 및 추정된 q축 정현파 전류로부터, 잔류 d축 정현파 전압 및 잔류 q축 정현파 전압을 결정하는 단계(E4A, E4B, E5); 및 상기 잔류 d축 정현파 전압의 값과 그 이동 평균 사이의 차이가 제1 임계값을 초과할 때 및/또는 상기 q축 정현파 전압의 값과 그 이동 평균 사이의 차이가 제2 임계값을 초과할 때 결함을 검출하는 단계(E6; E7A; E7B; E8)를 포함한다.

Description

자동차의 파워-보조 스티어링 시스템의 전기 모터의 토크 제어 결함을 검출하는 방법
본 발명은 자동차의 파워-보조 스티어링 시스템(power-assisted steering system)의 전기 모터를 제어하는 분야에 관한 것으로, 보다 상세하게는 자동차의 파워-보조 스티어링 시스템에서 3-상 전기 모터의 토크의 제어 결함을 검출하는 방법에 관한 것이다.
본 발명은 특히 자동차의 파워-보조 스티어링의 제어를 가능하게 하는 동기식 브러시리스 유형의 3-상(three-phase) 전기 모터의 전류 제어 결함을 검출하는 데 적용 가능하다.
자동차에서, 차량의 조향을 편하게 하기 위해 동기식 "브러시리스" 3-상 전기 모터를 사용하는 것이 알려져 있다. 이 전기 모터는 차량을 위한 "파워-보조 스티어링" 모듈을 형성하는 방식으로 차량의 조향 칼럼에 연결된다.
이 모터의 토크의 제어는 전자 제어 유닛(Electronic Control Unit) 또는 ECU라고 하는 컴퓨터에 의해 구현된다. 이 전자 제어 모듈은 마이크로제어기 및 DC/AC 인버터(inverter)를 포함하고, 이 DC/AC 인버터는 한편으로는 상기 마이크로제어기에 연결되고, 다른 한편으로는 3개의 연결 핀 및 2개의 저항기를 통해 모터에 연결된다. 두 개의 아날로그-디지털 변환기(또는 ADC)는 각각 두 개의 저항기 중 하나의 저항기의 단자들에 전기적으로 연결된다.
따라서 모터의 입력에서 전류 제어의 결함을 검출하기 위해 마이크로제어기는 아날로그-디지털 변환기를 통해 모터의 입력에서 전류를 측정한다. 이렇게 함으로써, 마이크로제어기는 아날로그-디지털 변환기들 중 하나의 변환기가 포화되었을 때 핀들 중 하나의 핀에서 단락 결함을 검출할 수 있고, 또는 그렇지 않은 경우 아날로그-디지털 변환기들 중 하나의 변환기가 시간에 따라 연속적으로 일정한 값을 측정할 때 개방 회로에 있는 것을 검출할 수 있다.
그러나, 이러한 구성에서, 마이크로제어기는 하나 이상의 상에서 이득 또는 시프트를 검출할 수 없고 이러한 이득 또는 이러한 시프트는 빈번하여 마이크로제어기에 의해 측정되는 전류의 부정확한 값을 생성하여, 수행된 측정에 반응하여 마이크로제어기에 의해 모터에 인가되는 토크를 가변시켜 차량의 운전자에 의한 조향 휠의 제어를 불량하게 해서 심각한 위험을 제기한다.
더욱이, 기존의 결함 검출 방법은 모터가 차량의 파워-보조 스티어링 시스템의 정지를 포함하는 "진단 모드"로 불리는 모드로 들어갈 것을 요구하는데, 이는 상당한 단점을 나타낸다.
본 발명의 목적은 자동차의 3-상 전기 모터의 토크의 제어의 결함을 검출하는 간단하고, 신뢰성 있고 효율적인 해결책을 제공하는 것이다.
이를 위해, 본 발명의 목적은, 자동차의 파워-보조 스티어링 시스템의 3-상 전기 모터의 토크의 제어의 결함을 검출하는 방법으로서, 상기 모터는 제1 제어 커넥터, 제2 제어 커넥터, 제3 제어 커넥터, 고정자 및 회전자를 포함하고, 상기 방법은,
Figure 112018016536352-pct00001
상기 모터의 제1 상에 대한 제1 PWM 전압 제어 신호, 상기 모터의 제2 상에 대한 제2 PWM 전압 제어 신호, 및 상기 모터의 제3 상에 대한 제3 PWM 전압 제어 신호를 생성하는 단계;
Figure 112018016536352-pct00002
상기 제1 PWM 전압 신호, 상기 제2 PWM 전압 신호, 및 상기 제3 PWM 전압 신호에 기초하여, 상기 모터의 상기 회전자에 링크된 2-상 기준 프레임(two-phase reference frame)에서 d축 정현파 전류(direct sinusoidal current) 및 q축 정현파 전류(quadrature sinusoidal current)를 추정하는 단계;
Figure 112018016536352-pct00003
상기 모터의 상기 제1 제어 커넥터에 전달된 제1 전류 및 상기 모터의 상기 제2 제어 커넥터에 전달된 제2 전류를 측정하는 단계;
Figure 112018016536352-pct00004
상기 제1 전류 및 상기 제2 전류에 기초하여, 상기 제3 제어 커넥터에 전달된 제3 전류를 측정하거나, 또는 상기 제3 제어 커넥터에 전달된 상기 제3 전류를 추정하는 단계;
Figure 112018016536352-pct00005
상기 제1 측정된 전류, 상기 제2 측정된 전류 및 상기 제3 측정된 또는 추정된 전류를 d축 전류(direct current) 및 q축 전류(quadrature current)로 변환하는 단계;
Figure 112018016536352-pct00006
상기 측정된 d축 정현파 전류, 상기 추정된 d축 정현파 전류, 상기 측정된 q축 정현파 전류, 및 상기 추정된 q축 정현파 전류에 기초하여, 잔류 d축 정현파 전압(residual direct sinusoidal voltage) 및 잔류 q축 정현파 전압(residual quadrature sinusoidal voltage)을 결정하는 단계; 및
Figure 112018016536352-pct00007
상기 잔류 d축 정현파 전압의 값과 그 이동 평균 사이의 차이가 제1 임계값을 초과할 때 및/또는 상기 잔류 q축 정현파 전압의 값과 그 이동 평균 사이의 차이가 제2 임계값을 초과할 때 결함을 검출하는 단계를 포함하는, 3-상 전기 모터의 토크의 제어의 결함을 검출하는 방법이다.
따라서, 그 평균값 주위에 결정된 잔류 전압의 제1 값이 너무 높은 변동 및/또는 그 평균값 주위에 결정된 잔류 전압의 제2 값이 너무 높은 변동은 전자 제어 모듈에 의한 상기 모터의 토크의 전류 제어에 결함이 있는 것을 나타낸다.
이 결함은 아주 쉽게 상기 3-상 전기 모터의 3개의 상 중 하나 이상의 상의 이득 또는 위상-시프트(phase-shift)로서 단락 회로 또는 개방 회로일 수 있다.
본 발명의 장점은 다음과 같다:
Figure 112018016536352-pct00008
명백한 고장(모터의 단락, 인버터 아암(inverter arm)의 단락 등)에 더하여 불균형한(unbalanced) 인버터 또는 불균형한 모터를 초래하는 잠재적인 결함을 검출한다. 또한, 본 발명은 2개 또는 3개의 전류 모터를 측정하는 것과 양립할 수 있다;
Figure 112018016536352-pct00009
전류를 추정하기 위해, 예를 들어, 20℃에서 및 제로 전류(zero current)에서 주어진 모터 및 인버터의 파라미터들만을 사용한다. 시간에 따라 온도에 따른 모터 파라미터들의 변동을 보상하기 위해 온도 센서를 추가할 필요가 없다;
Figure 112018016536352-pct00010
(결함이 있는 경우) 프로세서가 가열되는 것을 방지하고 바람직하지 않은 토크를 발생시키는 것을 방지하기 위해 결함을 검출하기 위한 전류를 생성하지 않는다. 이 결함을 검출하는 것은 '진단 모드'로 불리우는 모드로 가지 않고 동작 동안 정상 제어 모드에서 발생한다;
Figure 112018016536352-pct00011
회전하지 않는 모터 결함(예를 들어, 모터 상의 단절)을 검출한다;
Figure 112018016536352-pct00012
(예를 들어, 전기 모터의 속력 [-4000 tr/m, 4000 tr/m]에서 프로세서를 위한 공급 전압[10V, 24V]의 전체 온도 범위[-40℃, 125℃]에 걸쳐) 시스템의 모든 동작 조건 하에서 결함들을 검출한다.
상기 모터의 상기 제3 제어 커넥터에 전달된 상기 제3 전류는 측정되거나 추정될 수 있다. 실제, 이러한 제3 전류는, 이 제1 전류, 제2 전류 및 제3 전류의 합이 제로라는 것을 고려하면, 상기 모터의 상기 제1 제어 커넥터에 전달된 상기 제1 전류 및 상기 모터의 상기 제2 제어 커넥터에 전달된 상기 제2 전류에 기초하여 용이하게 계산될 수 있다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 상기 방법은, 상기 회전자는 상기 고정자에 링크된 기준 프레임에서 각도로 한정된 위치 및 그 회전 속력에 의해 특징지어지고, 상기 회전자의 위치의 각도, 및 상기 회전자의 회전 속력을 측정하는 단계를 더 포함한다.
유리하게는, 상기 추정하는 단계는,
Figure 112018016536352-pct00013
상기 모터의 상기 고정자에 링크된 3-상 기준 프레임에서 표현된 제1 정현파 전압, 제2 정현파 전압 및 제3 정현파 전압을 각각 얻는 방식으로, 상기 제1 PWM 전압 신호, 상기 제2 PWM 전압 신호 및 상기 제3 PWM 전압 신호를 필터링하는 단계;
Figure 112018016536352-pct00014
상기 회전자의 위치를 제공하는 각도에 기초하여, 상기 제1 정현파 전압, 상기 제2 정현파 전압 및 상기 제3 정현파 전압을, 상기 모터의 상기 회전자에 링크된 2-상 기준 프레임에서 표현된 d축 정현파 전압 및 q축 정현파 전압으로 변환하는 단계; 및
Figure 112018016536352-pct00015
상기 d축 정현파 전압, 상기 q축 정현파 전압, 상기 모터의 상기 회전자의 회전 속력, 상기 잔류 d축 정현파 전압 및 상기 잔류 q축 정현파 전압에 기초하여, 상기 d축 정현파 전압에 대응하는 추정된 d축 정현파 전류 및 상기 q축 정현파 전압에 대응하는 추정된 q축 정현파 전류를 결정하는 단계를 포함한다.
다시 유리하게는, 상기 제1 정현파 전압, 상기 제2 정현파 전압 및 상기 제3 정현파 전압을, 상기 모터의 상기 회전자에 링크된 2-상 기준 프레임에서 표현된 d축 정현파 전압 및 q축 정현파 전압으로 변환하는 단계는 클라크(Clarke) 변환, 파크(Park) 변환 또는 dqo("direct quadrature zero") 변환을 적용하는 것에 의해 수행된다.
본 발명의 일 특징에 따르면, 상기 제1 전류 및 상기 제2 전류를 d축 전류 및 q축 전류로 변환하는 단계는 상기 모터의 상기 회전자의 결정된 각도 위치에 기초하여 수행된다.
바람직하게는, 잔류 d축 정현파 전압 및 잔류 q축 정현파 전압을 결정하는 단계는,
Figure 112018016536352-pct00016
상기 d축 정현파 전류의 세기와 상기 추정된 d축 정현파 전류의 세기 사이의 차이를 계산하는 단계; 및
Figure 112018016536352-pct00017
상기 q축 정현파 전류의 세기와 상기 추정된 q축 정현파 전류의 세기 사이의 차이를 계산하는 단계를 포함한다.
다시 바람직하게는, 상기 결함을 검출하는 단계는,
Figure 112018016536352-pct00018
연속적으로 수신된 상기 잔류 d축 정현파 전압 값들 및 상기 잔류 q축 정현파 전압을 사용하여 및 특히 상기 전기 모터의 상기 회전자의 회전 속력을 사용하여 상기 잔류 d축 정현파 전압의 이동 평균 및 상기 잔류 q축 정현파 전압의 이동 평균을 계산하는 단계;
Figure 112018016536352-pct00019
상기 잔류 d축 정현파 전압의 값과 그 이동 평균 사이의 차이를 계산하는 단계; 및
Figure 112018016536352-pct00020
상기 잔류 q축 정현파 전압의 값과 그 이동 평균 사이의 차이를 계산하는 단계를 포함한다.
유리하게는, 상기 방법은 상기 모터의 상기 회전자의 회전 속력에 기초하여 저역-통과 필터링 수단의 이득의 감소를 보정하는 단계를 더 포함한다.
또한 본 발명은, 자동차의 파워-보조 스티어링 시스템의 3-상 전기 모터의 토크의 제어의 결함을 검출하는 장치로서, 상기 모터는 제1 제어 커넥터, 제2 제어 커넥터, 제3 제어 커넥터, 고정자 및 회전자를 포함하고, 상기 장치는,
Figure 112018016536352-pct00021
상기 모터의 제1 상에 대한 제1 PWM 전압 제어 신호, 상기 모터의 제2 상에 대한 제2 PWM 전압 제어 신호, 및 상기 모터의 제3 상에 대한 제3 PWM 전압 제어 신호를 생성하는 수단;
Figure 112018016536352-pct00022
상기 제1 PWM 전압 신호, 상기 제2 PWM 전압 신호 및 상기 제3 PWM 전압 신호를 사용하여 상기 모터의 상기 회전자에 링크된 2-상 기준 프레임에서 d축 정현파 전류 및 q축 정현파 전류를 추정하는 수단;
Figure 112018016536352-pct00023
상기 모터의 상기 제1 제어 커넥터에 전달된 제1 전류 및 상기 모터의 상기 제2 제어 커넥터에 전달된 제2 전류를 측정하고, 상기 모터의 상기 제3 제어 커넥터에 전달된 제3 전류를 결정하는 유닛;
Figure 112018016536352-pct00024
상기 제1 전류, 상기 제2 전류 및 상기 제3 전류를 d축 정현파 전류 및 q축 정현파 전류로 변환하는 유닛;
Figure 112018016536352-pct00025
상기 측정된 d축 정현파 전류 및 상기 추정된 d축 정현파 전류, 상기 측정된 q축 정현파 전류, 및 상기 추정된 q축 정현파 전류에 기초하여, 잔류 d축 정현파 전압 및 잔류 q축 정현파 전압을 결정하는 유닛; 및
Figure 112018016536352-pct00026
상기 잔류 d축 정현파 전압의 값과 그 이동 평균 사이의 차이가 제1 임계 값을 초과할 때 및/또는 상기 잔류 q축 정현파 전압의 값과 그 이동 평균 사이의 차이가 제2 임계값을 초과할 때 결함을 검출하는 유닛을 포함하는, 3-상 전기 모터의 토크의 제어의 결함을 검출하는 장치에 관한 것이다.
상기 측정 유닛은 상기 모터의 상기 제3 제어 커넥터에 전달된 제3 전류를 측정하도록 구성될 수 있고, 또는 달리 상기 모터의 상기 제1 제어 커넥터에 전달된 제1 전류의 측정된 값들 및 상기 모터의 상기 제2 제어 커넥터에 전달된 상기 제2 전류에 기초하여, 이들 3개의 전류의 합이 제로라는 것으로부터, 상기 제3 전류를 결정하도록 구성될 수 있다.
마지막으로, 본 발명은, 3-상 전기 모터, 및 전술한 장치를 포함하는 자동차로서, 상기 3-상 전기 모터는 제1 제어 커넥터, 제2 제어 커넥터, 제3 제어 커넥터, 고정자 및 회전자를 포함하는, 상기 자동차에 관한 것이다.
본 발명의 다른 특징 및 장점은 비제한적인 예로서 주어진 첨부 도면과 관련하여 제공된 다음의 설명으로부터 명백해질 것이며, 첨부 도면에서 동일한 참조 부호는 유사한 대상에 주어진다.
- 도 1은 본 발명에 따른 시스템의 일 실시예를 개략적으로 도시한다.
- 도 2는 본 발명에 따른 방법의 일 실시예를 개략적으로 도시한다.
본 발명은 이제 도 1 및 도 2를 참조하여 설명될 것이다.
먼저, 도 1을 참조하면, 장치(1)는 3-상 전기 모터(10)의 토크의 제어의 결함을 검출할 수 있고, 이를 위해 이러한 3-상 전기 모터(10)를 포함하는 자동차(도시되지 않음)에 설치되도록 설계된다.
이러한 3-상 전기 모터(10)는 알려진 방식으로 고정자(10A), 회전자(10B), 제1 제어 커넥터(11), 제2 제어 커넥터(12) 및 제3 제어 커넥터(13)를 포함한다.
회전자(10B)의 위치는 고정자(10A)에 링크된 고정 기준 프레임에서 θmot로 표시된 각도로 한정되고, 고정자(10A)에 대한 회전자(10B)의 회전 속력은 ωmot로 표시된다.
본 발명에 따른 장치(1)의 하나의 바람직한 실시예에서, 3-상 전기 모터(10)는 동기식 브러시리스 3-상 전기 모터이다.
여전히 도 1을 참조하면, 이 모터(10)는 마이크로제어기(110) 및 인버터(120)를 포함하는 장치(1)의 생성 수단에 의해 발생된, 모터(10)의 제1 상을 제어하기 위한 제1 PWM 전압 신호(U'1), 모터(10)의 제2 상을 제어하기 위한 제2 PWM 전압 신호(U'2), 및 모터(10)의 제3 상을 제어하기 위한 제3 PWM 전압 신호(U'3)에 의해 제어된다.
마이크로제어기(110)는, 인버터(120)를 통해, 가변 듀티 사이클을 통해, 제1 PWM 전압(U'1)(여기서 PWM은 이 기술 분야에 통상의 지식을 가진 자에게 알려진 "Pulse-Width Modulation"을 말함), 제2 PMW 전압(U'2), 및 제3 PMW 전압(U'3)(도 1에 도시되지 않은 전압들)의 생성을 제어하도록 구성된다.
인버터(120)는 DC/AC 유형으로 DC 전압을 AC 전압들로 변환하기 위한 것이다. 이 인버터(120)는 차량에 전기 전력을 공급하는 배터리, 예를 들어, ECU 유형(여기서 ECU는 이 기술 분야에 통상의 지식을 가진 자에게 알려진 "전자 제어 유닛"을 말함)의 컴퓨터에 전력을 공급하는 배터리의 DC 전압이 3개의 3-상 AC 전압들, 즉 각각 제1 PMW 전압(U'1), 제2 PMW 전압(U'2) 및 제3 PMW 전압(U'3)으로 변환될 수 있게 한다. 이를 위해, 인버터는 3-상 전력 브리지를 구동하기 위한 전자 전압 증폭기를 포함할 수 있다.
알려진 방식으로 3-상 모드에서 전기 모터(10)를 제어하기 위해, 제1 PWM 전압 신호(U'1)는 제1 제어 커넥터(11)에 전달된 제1 전류(I'1)를 생성하고, 제2 PWM 전압 신호(U'2)는 제2 제어 커넥터(12)에 전달된 제2 전류(I'2)를 생성하고, 제3 PWM 전압 신호(U'3)는 제3 제어 커넥터(13)에 전달된 제3 전류(I'3)를 생성한다.
이 마이크로제어기(110) 및 이 인버터(120)와는 별도로, 장치(1)는 속력 및 위치를 측정하는 유닛(130), 모터 전류들을 측정하는 유닛(140), 및 3-상 전류를 2-상 전류로 변환하는 유닛(142)을 포함한다.
속력 및 위치를 측정하는 유닛(130)은 회전자(10B)의 위치의 각도(θmot), 및 고정자(10A)에 링크된 고정 기준 프레임에서 회전자(10B)의 회전 속력(ωmot)을 측정하도록 구성된다.
모터 전류를 측정하는 유닛(140)은 제1 제어 커넥터(11)에 공급되는 제1 전류(I'1), 제2 제어 커넥터(12)에 공급되는 제2 전류(I'2), 및 제3 제어 커넥터(13)에 공급되는 제3 전류(I'3)를 측정하도록 구성된다. 이들 3개의 전류로부터 단 2개의 세기만이 측정될 수 있고, 제3 전류의 세기는, 측정 유닛(140)에 의해 계산에 의해, 이들 3개의 세기의 합이 제로인 것으로부터, 이들 2개의 측정치로부터 추론될 수 있다는 것이 주목된다.
3-상 전류를 2-상 전류로 변환하는 유닛(142)은, 모터(10)의 회전자(10B)의 각도 위치(θmot)에 기초하여, 고정자(10A)에 링크된 고정된 3-상 기준 프레임에서 측정된 제1 전류(I'1), 제2 전류(I'2) 및 제3 전류(I'3)를, 모터(10)의 회전자(10B)에 링크된 2-상 기준 프레임에서 표현된 d축 전류(Id) 및 q축 전류(Iq)로 변환하도록 구성된다.
장치(1)는 상기 제1 PWM 전압 신호(U'1), 상기 제2 PWM 전압 신호(U'2) 및 상기 제3 PWM 전압 신호(U'3)에 기초하여, 모터(10)의 회전자(10B)에 링크된 2-상 기준 프레임에서 d축 정현파 전류(Id_est) 및 q축 정현파 전류(Iq_est)를 추정하는 수단을 더 포함한다.
이러한 추정 수단은 저역-통과 필터링 수단(150), 보정 수단(152), 변환 수단(154), 및 전류를 추정하는 유닛(156)을 포함한다.
예를 들어 2차 저역-통과 필터링 수단(150)은 제1 PWM 전압 신호(U'1), 제2 PWM 전압 신호(U'2) 및 제3 PWM 전압 신호(U'3)가 모터(10)의 고정자(10A)에 링크된 고정된 3-상 기준 프레임에 한정된 제1 정현파 전압(U1), 제2 정현파 전압(U2) 및 제3 정현파 전압(U3)으로 각각 변환될 수 있게 한다.
보정 수단(152)은 모터(10)의 회전자(10B)의 회전 속력(ωmot)에 기초하여 저역-통과 필터링 수단(150)의 이득의 감소를 보정할 수 있게 한다. 저역-통과 필터들의 이득의 감소는 Rfiltre = f(ωmot) 형태로 표현되고, 여기서 f(ωmot)는 2차 저역-통과 필터에 대한 2차 다항식(a*ωmot^2 + b*ωmot + c)이다.
그리하여 이득의 감소를 보정하기 위한 계수(GcorrFiltre)는 다음 식으로 표현된다:
GcorrFiltre =(-Rfiltre + 1).
이 보정 계수는 전압을 보정하기 위해 모든 전압에 적용될 수 있다:
Ucorr1 = U1 x GcorrFiltre, Ucorr2 = U2 x GcorrFiltre, 및 Ucorr3 = U3 x GcorrFiltre.
변환 수단(154)은, 회전자(10B)의 위치를 제공하는 각도(emot)에 기초하여, 모터(10)의 고정자(10A)에 링크된 고정된 3-상 기준 프레임에서 표현된 제1 정현파 전압(U1), 제2 정현파 전압(U2) 및 제3 정현파 전압(U3)을, 모터(10)의 회전자(10B)에 링크된 이동된 2-상 기준 프레임에서 표현된 d축 정현파 전압(Ud) 및 q축 정현파 전압(Uq)으로 변환한다.
바람직하게는, 이러한 변환은 이 기술 분야에 통상의 지식을 가진 자에게 알려진 클라크 및/또는 파크 및/또는 dqo 변환을 적용하는 것에 의해 수행된다.
클라크 및 파크 변환은 2-상 모델을 통해 3-상 시스템을 모델링하기 위해 벡터를 제어하는데 특히 사용되는 수학적 도구이다. 이는 기준 프레임의 변화에 해당한다.
클라크와 파크 변환은 정현파 전류가 공급되는 2개의 고정된 수직 권선들에 의해 3-상 전류가 공급되는 3개의 권선을 갖는 회전 기계로 각 모델을 변환한다.
동기 기계의 경우, 여기서와 같이, 클라크 또는 파크 기준 프레임은 고정자(10A)에 고정된다. 나아가 파크 기준 프레임에서 동기 기계의 전류는 DC라는 주목할 만한 성질을 가지고 있다.
전류를 추정하는 유닛(156)은, d축 정현파 전압(Ud), q축 정현파 전압(Uq), 모터(10)의 회전자(10B)의 회전 속력(ωmot), 잔류 d축 정현파 전압(Ud_res) 및 잔류 q축 정현파 전압(Uq_res)(이후 설명됨)에 기초하여, d축 정현파 전압(Ud)에 대응하는 추정된 d축 정현파 전류(Id_est) 및 q축 정현파 전압(Uq)에 대응하는 추정된 q축 정현파 전류(Iq_est)를 결정하도록 구성된다.
장치는 한편으로 d축 정현파 전류(Id)의 세기와 추정된 d축 정현파 전류(Id_est)의 세기 사이의 차이(EpsId)를 계산하도록 구성된 제1차 차분기(differentiator)(158), 및 다른 한편으로 q축 정현파 전류(Iq)의 세기와 추정된 q축 정현파 전류(Iq_est)의 세기 사이의 차이(EpsIq)를 계산하도록 구성된 제2차 차분기(159)를 더 포함한다.
이어서, 장치(1)는, 제1 차분기(158) 및 제2 차분기(159)에 의해 각각 계산된, d축 정현파 전류(Id)의 세기와 추정된 d축 정현파 전류(Id_est)의 세기 사이의 차이(EpsId), 및 q축 정현파 전류(Iq)의 세기와 추정된 q축 정현파 전류(Iq_est)의 세기 사이의 차이(EpsIq)에 기초하여, d축 정현파 전압(Ud)과 관련된 잔류 d축 정현파 전압(Ud_res), 및 q축 정현파 전압(Uq)과 관련된 잔류 q축 정현파 전압(Uq_res)을 결정하는 유닛(160)을 포함한다.
잔류 d축 정현파 전압(Ud_res) 및 잔류 q축 정현파 전압(Uq_res)은, 도 1에 도시된 바와 같이 전류를 추정하는 유닛(156)과 결정 유닛(160) 사이의 루프를 연속적으로 반복하는 것에 의해, 추정된 d축 정현파 전류(Id_est) 및 추정된 q축 정현파 전류(Iq_est)가 시간에 따라 d축 정현파 전류(Id) 및 q축 정현파 전류(Iq)와 각각 같게 되도록, 추정된 d축 정현파 전류(Id_est) 및 추정된 q축 정현파 전류(Iq_est)가 보상될 수 있게 한다.
실제, 이것이 없다면, 모터의 전기적 모델은 고정자에 흐르는 전류 및 온도의 함수로서 모터 파라미터들의 변동을 고려하지 않는다. 따라서, 후술된 바와 같이, 잔류 d축 정현파 전압(Ud_res) 및 잔류 q축 정현파 전압(Uq_res)을 사용하여, 한편으로는, 추정된 d축 정현파 전류(Id_est)와 d축 정현파 전류(Id) 사이의 차이, 및 다른 한편으로는, 추정된 q축 정현파 전류(Iq_est)와 q축 정현파 전류(Iq) 사이의 차이를 보상하는 것이 필요하다.
이를 위해, 결정 유닛(160)은 잔류 d축 정현파 전압(Ud_res) 및 잔류 q축 정현파 전압(Uq_res)을 결정하기 위해 하나 이상의 비례-적분기 조정기(proportional-integrator regulator)를 포함한다. 온도 및/또는 전류 변동 동안 d축 전류(Id)와 추정된 d축 전류(Id_est) 사이의 차이를 줄이려는 목적으로, 잔류 d축 정현파 전압(Ud_res)을 결정하기 위해 비례-적분기 조정기를 포함하는 폐-루프 제어를 사용한다.
Id와 Id_est 사이의 차이와 비례 계수(KpUd) 사이의 곱으로 결정된 비례 성분이 Id와 Id_est 사이의 차이와 계수(KiUd) 사이의 곱으로 결정된 적분 성분과 평행한, 비례-적분기 조정기는 잔류 d축 정현파 전압(Ud_Res)을 d축 정현파 전압(Ud)에 가산함으로써, d축 정현파 전류(Id)에 대해 추정된 d축 정현파 전류(Id_est)를 폐-루프 제어할 수 있다.
온도 및/또는 전류가 변할 때, 추정된 q축 전류(Iq_est)와 q축 전류(Iq) 사이의 차이를 줄이려는 목적으로, 잔류 q축 정현파 전압(Uq_res)을 결정하기 위해 비례-적분기 조정기를 포함하는 폐-루프 제어가 사용된다.
Iq와 Iq_est 사이의 차이와 비례 계수(KpUq) 사이의 곱으로 결정된 비례 성분이 Iq와 Iq_est 사이의 차이와 계수(KiUq) 사이의 곱으로 결정된 적분 성분과 평행한, 비례-적분기 조정기는 잔류 q축 정현파 전압(Uq_Res)을 q축 정현파 전압(Uq)에 가산함으로써 q축 정현파 전류(Iq)에 대해 추정된 q축 정현파 전류(Iq_est)를 폐-루프 제어할 수 있다.
이어서, 장치(1)는 특히 전기 모터(10)의 회전자의 회전 속력(ωmot)을 사용하여 잔류 d축 정현파 전압(Ud_res)의 이동 평균 및 잔류 q축 정현파 전압(Uq_res)의 이동 평균을 계산하도록 구성된, 이동 평균을 계산하는 유닛(170)을 포함한다.
장치(1)는 잔류 d축 정현파 전압(Ud_res)의 값과 그 이동 평균(Ud_res_mean) 사이의 차이(EpsUd_res)를 계산하도록 구성된 제3 차분기(180), 및 d축 q축 정현파 전압(Uq_res)의 값과 그 이동 평균(Uq_res_mean) 사이의 차이(EpsUq_res)를 계산하도록 구성된 제4 차분기(182)를 더 포함한다.
마지막으로, 장치(1)는 제3 차분기에 의해 계산된 차이(EpsUd_res) 및 제4 차분기(182)에 의해 계산된 차이(EpsUq_res)에 기초하여 결함을 검출하는 유닛(190)을 포함한다.
본 발명은 이제 도 2를 참조하여 그 실시예가 설명될 것이다.
본 발명에 따른 방법은 단락 회로, 개방 회로, 전압 진폭 이득, 또는 모터(10)의 입력에서 수신된 PWM 전압 신호들 중 적어도 2개의 신호 사이의 위상-시프트와 같은 3-상 전기 모터(10)의 토크의 제어시의 결함을 검출할 수 있다.
3-상 전기 모터(10)의 토크의 제어는 모터(10)의 제1 상을 제어하기 위한 제1 PWM 전압 신호(U'1), 모터(10)의 제2 상을 제어하기 위한 제2 PWM 전압 신호(U'2), 및 모터(10)의 제3 상을 제어하기 위한 제3 PWM 전압 신호(U'3)를 사용하여 알려진 방식으로 달성된다.
이를 위해, 단계(E1)에서, 마이크로제어기(110)는, 마이크로제어기를 인버터(120)에 연결하는 3개의 전기 링크를 통해, 먼저 인버터(120)를 제어하고, 이후 인버터는, 단계(E2)에서, 예를 들어, 차량의 배터리에 의해 공급되는 DC 공급 전압을, 제1 제어 커넥터(11)에 전달된 제1 전류(I'1)를 생성하는 제1 PWM 전압 신호(U'1), 제2 제어 커넥터(12)에 전달된 제2 전류(I'2)를 생성하는 제2 PWM 전압 신호(U'2), 및 제3 제어 커넥터(13)에 전달된 제3 전류(I'3)를 생성하는 제3 PWM 전압 신호(U'3)로 각각 변환한다.
단계(E3A)에서, 속력 및 위치 측정 유닛(130)은 회전자(10B)의 위치의 각도(θmot) 및 회전자(10B)의 회전 속력(ωmot)을 측정한다.
단계(E3A)와 병렬로, 제1 PWM 전압 신호(U'1), 제2 PWM 전압 신호(U'2) 및 제3 PWM 전압 신호(U'3)는 이어서 제1 정현파 전압(U1), 제2 정현파 전압(U2) 및 제3 정현파 전압(U3)을 각각 얻는 방식으로 저역-통과 필터링 수단(150)에 의해 단계(E3B1)에서 필터링된다.
단계(E3B2)에서, 보정 수단(152)은 이어서 앞서 설명된 바와 같이 모터(10)의 회전자(10B)의 회전 속력(ωmot)에 기초하여 저역-통과 필터링 수단(150)의 이득의 감소를 보정한다.
단계(E3B3)에서, 변환 수단(154)은 이어서 클라크 또는 파크 또는 dqo 변환을 적용하는 것에 의해 회전자(10B)의 위치를 제공하는 각도(θmot)에 기초하여, 제1 정현파 전압(U1), 제2 정현파 전압(U2) 및 제3 정현파 전압(U3)을 d축 정현파 전압(Ud) 및 q축 정현파 전압(Uq)으로 변환한다.
단계(E3B4)에서, 전류 추정 유닛(156)은 다음 식을 푸는 것에 의해, d축 정현파 전압(Ud), q축 정현파 전압(Uq), 및 모터(10)의 회전자(10B)의 회전 속력(ωmot)에 기초하여, q축 정현파 전압(Ud)에 대응하는 추정된 d축 정현파 전류(Id_est) 및 q축 정현파 전압(Uq)에 대응하는 추정된 q축 정현파 전류(Iq_est)를 결정한다:
Ud = R20 * IdEst-Lq20 * ωmot * IqEst + Ld20 * (d(IdEst))/dt
Uq = R20*IqEst + Ld20 * ωmot * IdEst + Lq20 * (d(IqEst))/dt + Psi20 * ωmot * IdEst
여기서,
Figure 112018016536352-pct00027
R20은 한편으로는 20 ℃에서 인버터(120)의 해프-아암(half-arm)으로 구성된 상의 총 저항 및 다른 한편으로는 모터(10)의 고정자(10A)의 모터 상의 저항을 나타낸다.
Figure 112018016536352-pct00028
Lq20은 20 ℃에서 0 전류에서 결정된 모터(10)의 고정자(10A)의 q축에서의 인덕턴스를 나타낸다.
Figure 112018016536352-pct00029
Ld20은 20 ℃에서 및 제로 전류에서 결정된 모터(10)의 고정자(10A)의 d축 인덕턴스를 나타낸다.
Figure 112018016536352-pct00030
Psi20은 모터(10)의 회전자(10B)의 자석에 의해 생성된 자속을 나타낸다.
여전히 단계(E3A)와 병렬로, 모터 전류 측정 유닛(140)은, 단계(E3C1)에서, 모터(10)의 제1 제어 커넥터(11)에 전달된 제1 전류(I'1) 및 모터(10)의 제2 제어 커넥터(12)에 전달된 제2 전류(I'2)를 측정하고, 단계(E3C2)에서 제1 전류(I'1) 및 제2 전류(I'2)를 사용하여, 이들 3개의 전류의 합이 0이라는 것(I'1 + I'2 + I'3 = 0)을 고려하여, 모터(10)의 제3 제어 커넥터(13)에 전달된 제3 전류(I'3)를 계산한다.
단계(E3C3)에서, 속력 및 위치 측정 유닛(130)에 의해 결정된 모터(10)의 회전자(10B)의 각도 위치(θmot)를 사용하여, 3-상 전류를 2-상 전류로 변환하는 유닛(142)은 이어서 클라크 변환, 파크 변환 또는 dqo 변환을 적용하는 것에 의해 제1 전류(I'1), 제2 전류(I'2) 및 제3 전류(I'3)를 d축 전류(Id) 및 q축 전류(Iq)로 변환한다.
이어서, 단계(E4A)에서, 제1 차분기(158)는 d축 정현파 전류(Id)의 세기와 추정된 d축 정현파 전류(Id_est)의 세기 사이의 차이(EpsId)를 계산한다.
동시에, 단계(E4B)에서, 제2 차분기(159)는 q축 정현파 전류(Iq)의 세기와 추정된 q축 정현파 전류(Iq_est)의 세기 사이의 차이(EpsIq)를 계산한다.
그 다음, 결정 유닛(160)은 단계(E5)에서 다음 수식에 따라 제1 차분기(158) 및 제2 차분기(159)에 의해 각각 계산된, d축 정현파 전류(Id)의 세기와 추정된 d축 정현파 전류(Id_est)의 세기 사이의 차이(EpsId) 및 q축 정현파 전류(Iq)의 세기와 추정된 q축 정현파 전류(Iq_est)의 세기 사이의 차이(EpsIq)에 기초하여, d축 정현파 전압(Ud)과 관련된 잔류 d축 정현파 전압(Ud_res) 및 q축 정현파 전압(Uq)과 관련된 잔류 q축 정현파 전압(Uq_res)을 결정한다:
(Ud + UdRes) = R20 * IdEst-Lq20 * ωmot * IqEst + Ld20 * dIdEst/dt
(Uq + UqRes) = R20 * IqEst + Ld20 * ωmot * IdEst + Lq20 * dIqEst/dt + Psi20 * ωmot * IqEs
여기서,
UdRes = KpUd *(Id-IdEst) +(KiUd *(Id-IdEst))/p
UqRes = KpUq *(Iq-IqEst) +(KiUq *(Iq-IqEst))/p
Figure 112018016536352-pct00031
KpUd는 잔류 d축 정현파 전압(Ud_res)을 결정하기 위한 비례-적분기 조정기를 포함하는 폐-루프 피드백 제어의 비례 성분을 나타낸다.
Figure 112018016536352-pct00032
KiUd는 잔류 d축 정현파 전압(Ud_res)을 결정하기 위한 비례-적분기 조정기를 포함하는 폐-루프 피드백 제어의 적분 성분을 나타낸다.
Figure 112018016536352-pct00033
KpUq는 잔류 q축 정현파 전압(Uq_res)을 결정하기 위한 비례-적분기 조정기를 포함하는 폐-루프 피드백 제어의 비례 성분을 나타낸다.
Figure 112018016536352-pct00034
KiUq는 잔류 q축 정현파 전압(Uq_res)을 결정하기 위한 비례-적분기 조정기를 포함하는 폐-루프 피드백 제어의 적분 성분을 나타낸다.
단계(E6)에서, 이동 평균 계산 유닛(170)은 이어서, 연속적으로 수신된 잔류 d축 정현파 전압(Ud_res) 및 잔류 q축 정현파 전압(Uq_res)의 값들을 사용하여 및 특히 전기 모터(10)의 회전자의 회전 속력(ωmot)을 사용하여, 잔류 d축 정현파 전압(Ud_res)의 이동 평균 및 잔류 q축 정현파 전압(Uq_res)의 이동 평균을 계산한다.
제3 차분기(180)는 이어서 단계(E7A)에서 잔류 d축 정현파 전압(Ud_res)의 값과 그 이동 평균(Ud_res_mean)의 차이(EpsUd_res)를 계산한다.
병렬로, 단계(E7B)에서, 제4 차분기(182)는 q축에서 d축 정현파 전압의 값(Uq_res)과 그 이동 평균(Uq_res_mean) 사이의 차이(EpsUq_res)를 계산한다.
단계(E8)에서, 검출 유닛(190)은 잔류 d축 정현파 전압(Ud_res)의 값과 그 이동 평균(Ud_res_mean) 사이의 차이(EpsUd_res)가 제1 임계값을 초과할 때 및/또는 q축에서 d축 정현파 전압의 값(Uq_res)과 그 이동 평균(Uq_res_mean) 사이의 차이(EpsUq_res)가 제2 임계값을 초과할 때 결함을 검출한다.
따라서, 평균 값(Ud_res_mean) 주위로 결정된 잔류 전압(Ud_res)의 제1 값의 너무 큰 변동 및/또는 그 평균값(Uq_res_mean) 주위로 결정된 잔류 전압(Uq_res)의 제2 값의 너무 큰 변동은 전자 제어 모듈에 의해 모터의 토크의 전류 제어의 결함을 나타낸다.
이 결함은 바로 쉽게 3-상 전기 모터의 3개의 상 중 하나 이상의 상의 이득 또는 시프트로서 단락 회로 또는 개방 회로일 수 있다.
마지막으로, 본 발명은 전술한 예들로 제한되지 않으며 이 기술 분야에 통상의 지식을 가진 자라면 수많은 변형을 구현할 수 있다는 것이 주목된다.

Claims (10)

  1. 자동차의 파워-보조 스티어링 시스템(power-assisted steering system)의 3-상(three-phase) 전기 모터(10)의 토크의 제어의 결함을 검출하는 방법으로서, 상기 모터(10)는 제1 제어 커넥터(11), 제2 제어 커넥터(12) 및 제3 제어 커넥터(13), 고정자(10A) 및 회전자(10B)를 포함하고, 상기 방법은,
    Figure 112019069761621-pct00035
    상기 모터의 제1 상을 제어하기 위한 제1 PWM 전압 신호(U'1), 상기 모터(10)의 제2 상을 제어하기 위한 제2 PWM 전압 신호(U'2), 및 상기 모터(10)의 제3 상을 제어하기 위한 제3 PWM 전압 신호(U'3)를 생성하는 단계(E1; E2);
    Figure 112019069761621-pct00036
    상기 제1 PWM 전압 신호(U'1), 상기 제2 PWM 전압 신호(U'2) 및 상기 제3 PWM 전압 신호(U'3)에 기초하여, 상기 모터(10)의 상기 회전자(10B)에 링크된 2-상 기준 프레임에서 d축 정현파 전류(direct sinusoidal current)(Id_est) 및 q축 정현파 전류(quadrature sinusoidal current)(Iq_est)를 추정하는 단계(E3B1; E3B2; E3B3; E3B4);
    Figure 112019069761621-pct00037
    상기 모터(10)의 상기 제1 제어 커넥터(11)로 전달된 제1 전류(I'1) 및 상기 모터(10)의 상기 제2 제어 커넥터(12)에 전달된 제2 전류(I'2)를 측정하는 단계(E3C1);
    Figure 112019069761621-pct00038
    상기 제1 전류(I'1) 및 상기 제2 전류(I'2)에 기초하여, 상기 제3 제어 커넥터(13)에 전달된 제3 전류(I'3)를 측정하거나, 또는 상기 제3 제어 커넥터(13)에 전달된 제3 전류(I'3)를 추정하는 단계(E3C2);
    Figure 112019069761621-pct00039
    상기 측정된 제1 전류(I'1), 상기 측정된 제2 전류(I'2) 및 상기 측정된 또는 추정된 제3 전류(I'3)를 d축 전류(Id) 및 q축 전류(Iq)로 변환하는 단계(E3C3);
    Figure 112019069761621-pct00040
    상기 측정된 d축 정현파 전류(Id), 상기 추정된 d축 정현파 전류(Id_est), 상기 측정된 q축 정현파 전류(Iq) 및 상기 추정된 q축 정현파 전류(Iq_est)에 기초하여, 잔류(residual) d축 정현파 전압(Ud_res) 및 잔류 q축 정현파 전압(Uq_res)을 결정하는 단계(E4A; E4B; E5); 및
    Figure 112019069761621-pct00041
    상기 잔류 d축 정현파 전압(Ud_res)의 값과 상기 잔류 d축 정현파 전압의 이동 평균(Ud_res_mean) 사이의 차이(EpsUd_res)가 제1 임계값을 초과할 때 및/또는 상기 잔류 q축 정현파 전압(Uq_res)의 값과 상기 잔류 q축 정현파 전압의 이동 평균(Uq_res_mean) 사이의 차이(EpsUq_res)가 제2 임계값을 초과할 때 결함을 검출하는 단계(E6; E7A; E7B; E8)를 포함하는, 3-상 전기 모터의 토크의 제어의 결함을 검출하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 회전자(10B)는 상기 고정자(10A)에 링크된 기준 프레임에서 각도(θmot)로 한정된 위치 및 회전 속력(ωmot)을 특징으로 하고, 상기 방법은 상기 회전자(10B)의 위치의 각도(θmot) 및 상기 회전자(10B)의 회전 속력(ωmot)을 측정하는 단계(E3A)를 더 포함하는, 3-상 전기 모터의 토크의 제어의 결함을 검출하는 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 추정하는 단계는,
    Figure 112018016536352-pct00042
    상기 모터(10)의 상기 고정자(10A)에 링크된 3-상 기준 프레임에서 표현된 제1 정현파 전압(U1), 제2 정현파 전압(U2) 및 제3 정현파 전압(U3)을 각각 얻는 방식으로, 상기 제1 PWM 전압 신호(U'1), 상기 제2 PWM 전압 신호(U'2) 및 상기 제3 PWM 전압 신호(U'3)를 필터링하는 단계(E3B1);
    Figure 112018016536352-pct00043
    상기 회전자(10B)의 위치를 제공하는 각도(θmot)에 기초하여, 상기 제1 정현파 전압(U1), 상기 제2 정현파 전압(U2) 및 상기 제3 정현파 전압(U3)을, 상기 모터(10)의 상기 회전자(10B)에 링크된 2-상 기준 프레임에서 표현된 d축 정현파 전압(Ud) 및 q축 정현파 전압(Uq)으로 변환하는 단계(E3B3); 및
    Figure 112018016536352-pct00044
    상기 d축 정현파 전압(Ud), 상기 q축 정현파 전압(Uq), 상기 모터(10)의 상기 회전자(10B)의 회전 속력(ωmot), 상기 잔류 d축 정현파 전압(Ud_res), 및 상기 잔류 q축 정현파 전압(Uq_res)에 기초하여, 상기 d축 정현파 전압(Ud)에 대응하는 추정된 d축 정현파 전류(Id_est) 및 상기 q축 정현파 전압(Uq)에 대응하는 추정된 q축 정현파 전류(Iq_est)를 결정하는 단계(E3B4)를 포함하는, 3-상 전기 모터의 토크의 제어의 결함을 검출하는 방법.
  4. 제3항에 있어서, 상기 제2 정현파 전압(U2) 및 상기 제3 정현파 전압(U3)을, 상기 모터(10)의 상기 회전자(10B)에 링크된 2-상 기준 프레임에서 표현된 d축 정현파 전압(Ud) 및 q축 정현파 전압(Uq)으로 변환하는 단계(E3B3)는 클라크(Clarke) 변환, 파크(Park) 변환 또는 dqo 변환을 적용하는 것에 의해 수행되는, 3-상 전기 모터의 토크의 제어의 결함을 검출하는 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 전류(I'1) 및 상기 제2 전류(I'2)를 d축 전류(Id) 및 q축 전류(Iq)로 변환하는 단계(E3C3)는 상기 모터(10)의 상기 회전자(10B)의 결정된 각도 위치(θmot)에 기초하여 수행되는, 3-상 전기 모터의 토크의 제어의 결함을 검출하는 방법.
  6. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 잔류 d축 정현파 전압(Ud_res) 및 잔류 q축 정현파 전압(Uq_res)을 결정하는 단계는,
    Figure 112019069761621-pct00045
    상기 d축 정현파 전류의 세기(Id)와 상기 추정된 d축 정현파 전류의 세기(Id_est) 사이의 차이(EpsId)를 계산하는 단계(E4A); 및
    Figure 112019069761621-pct00046
    상기 q축 정현파 전류(Iq)의 세기와 상기 추정된 q축 정현파 전류(Iq_est)의 세기 사이의 차이(EpsIq)를 계산하는 단계(E4B)를 포함하는, 3-상 전기 모터의 토크의 제어의 결함을 검출하는 방법.
  7. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 결함을 검출하는 단계는,
    Figure 112019069761621-pct00047
    연속적으로 수신된 상기 잔류 d축 정현파 전압(Ud_res) 및 상기 잔류 q축 정현파 전압(Uq_res)의 값들에 기초하여 및 상기 전기 모터(10)의 상기 회전자(10B)의 회전 속력(ωmot)을 사용하여 상기 잔류 d축 정현파 전압(Ud_res)의 이동 평균과 상기 잔류 q축 정현파 전압(Uq_res)의 이동 평균을 계산하는 단계(E6);
    Figure 112019069761621-pct00048
    상기 잔류 d축 정현파 전압(Ud_res)의 값과 상기 잔류 d축 정현파 전압의 이동 평균(Ud_res_mean) 사이의 차이(EpsUd_res)를 계산하는 단계(E7A); 및
    Figure 112019069761621-pct00049
    q축에서 상기 d축 정현파 전압의 값(Uq_res)과 q축에서 상기 d축 정현파 전압의 이동 평균(Uq_res_mean) 사이의 차이(EpsUq_res)를 계산하는 단계(E7B)를 포함하는, 3-상 전기 모터의 토크의 제어의 결함을 검출하는 방법.
  8. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 방법은 상기 모터(10)의 상기 회전자(10B)의 회전 속력(ωmot)에 기초하여 저역-통과 필터링 수단(150)의 이득의 감소를 보정하는 단계(E3B2)를 더 포함하는, 3-상 전기 모터의 토크의 제어의 결함을 검출하는 방법.
  9. 자동차의 파워-보조 스티어링 시스템의 3-상 전기 모터(10)의 토크의 제어의 결함을 검출하는 장치로서, 상기 모터(10)는 제1 제어 커넥터(11), 제2 제어 커넥터(12) 및 제3 제어 커넥터(13), 고정자(10A) 및 회전자(10B)를 포함하고, 상기 장치는,
    Figure 112019069761621-pct00050
    상기 모터(10)의 제1 상을 제어하기 위한 제1 PWM 전압 신호(U'1), 상기 모터(10)의 제2 상을 제어하기 위한 제2 PWM 전압 신호(U'2), 및 상기 모터(10)의 제3 상을 제어하기 위한 제3 PWM 전압 신호(U'3)를 생성(E1; E2)하는 수단(110, 120);
    Figure 112019069761621-pct00051
    상기 제1 PWM 전압 신호(U'1), 상기 제2 PWM 전압 신호(U'2) 및 상기 제3 PWM 전압 신호(U'3)에 기초하여, 상기 모터(10)의 상기 회전자(10B)에 링크된 2-상 기준 프레임에서 d축 정현파 전류(Id_est) 및 q축 정현파 전류(Iq_est)를 추정하는 수단(150, 152, 154, 156);
    Figure 112019069761621-pct00052
    상기 모터(10)의 상기 제1 제어 커넥터(11)에 전달된 제1 전류(I'1) 및 상기 모터(10)의 상기 제2 제어 커넥터(12)에 전달된 제2 전류(I'2)를 측정하고, 상기 모터(10)의 상기 제3 제어 커넥터(13)에 전달된 제3 전류(I'3)를 결정하는 유닛(140);
    Figure 112019069761621-pct00053
    상기 제1 전류(I'1) 및 상기 제2 전류(I'2)를 d축 전류(Id) 및 q축 전류(Iq)로 변환하는 유닛(142);
    Figure 112019069761621-pct00054
    상기 측정된 d축 정현파 전류(Id), 상기 추정된 d축 정현파 전류(Id_est), 상기 측정된 q축 정현파 전류(Iq) 및 상기 추정된 q축 정현파 전류(Iq_est)에 기초하여, 잔류 d축 정현파 전압(Ud_res) 및 잔류 q축 정현파 전압(Uq_res)을 결정하는 유닛(160); 및
    Figure 112019069761621-pct00055
    상기 잔류 d축 정현파 전압(Ud_res)의 값과 상기 잔류 d축 정현파 전압의 이동 평균(Ud_res_mean) 사이의 차이(EpsUd_res)가 제1 임계값을 초과할 때 및/또는 상기 q축 정현파 전압(Uq_res)의 값과 상기 q축 정현파 전압의 이동 평균(Uq_res_mean) 사이의 차이(EpsUq_res)가 제2 임계값을 초과할 때 결함을 검출하는 유닛(190)을 포함하는, 3-상 전기 모터의 토크의 제어의 결함을 검출하는 장치.
  10. 3-상 전기 모터 및 제9항의 장치를 포함하는 자동차로서, 상기 3-상 전기 모터(10)는 제1 제어 커넥터(11), 제2 제어 커넥터(12), 제3 제어 커넥터(13), 고정자(10A) 및 회전자(10B)를 포함하는, 자동차.
KR1020187004710A 2015-07-20 2016-07-14 자동차의 파워-보조 스티어링 시스템의 전기 모터의 토크 제어 결함을 검출하는 방법 KR102068914B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1556841A FR3039283B1 (fr) 2015-07-20 2015-07-20 Procede de detection d'un defaut de commande de couple d'un moteur electrique d'un systeme de direction assistee d'un vehicule automobile
FR1556841 2015-07-20
PCT/EP2016/001222 WO2017012704A1 (fr) 2015-07-20 2016-07-14 Procédé de détection d'un défaut de commande de couple d'un moteur électrique d'un système de direction assistée d'un véhicule automobile

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20180030888A KR20180030888A (ko) 2018-03-26
KR102068914B1 true KR102068914B1 (ko) 2020-01-21

Family

ID=54329740

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020187004710A KR102068914B1 (ko) 2015-07-20 2016-07-14 자동차의 파워-보조 스티어링 시스템의 전기 모터의 토크 제어 결함을 검출하는 방법

Country Status (5)

Country Link
US (1) US10906580B2 (ko)
KR (1) KR102068914B1 (ko)
CN (1) CN107848563B (ko)
FR (1) FR3039283B1 (ko)
WO (1) WO2017012704A1 (ko)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108290605B (zh) * 2015-12-02 2020-08-25 三菱电机株式会社 电动助力转向装置
FR3063546B1 (fr) * 2017-03-06 2019-03-29 Safran Electronics & Defense Procede de surveillance d’un equipement de type actionneur electromecanique
CN110753603B (zh) * 2018-03-28 2022-09-16 南京泉峰科技有限公司 电动工具及其控制方法
FR3080919B1 (fr) 2018-05-07 2020-11-20 Continental Automotive France Procede de determination d'un courant estime d'un moteur electrique triphase en mode degrade
CN110703130B (zh) * 2019-10-09 2021-07-06 重庆鹤姿汽车科技有限公司 一种电动助力转向器实时诊断方法
JP7483922B2 (ja) * 2020-11-27 2024-05-15 エルジー エナジー ソリューション リミテッド バッテリ診断装置、バッテリ診断方法、バッテリパック及び自動車
KR102549166B1 (ko) * 2020-12-07 2023-06-30 주식회사 현대케피코 인버터 고장 검출 방법 및 그 장치
JP2023124340A (ja) * 2022-02-25 2023-09-06 国立大学法人京都大学 電圧制御装置及び電圧制御方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003079181A (ja) 2001-09-04 2003-03-14 Mitsubishi Electric Corp 電動パワーステアリング制御装置及び制御方法
JP2006067731A (ja) * 2004-08-27 2006-03-09 Mitsubishi Electric Corp 電動パワーステアリング装置
JP2007330099A (ja) * 2007-07-31 2007-12-20 Mitsubishi Electric Corp 電動パワーステアリング制御装置

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003026024A (ja) * 2001-07-17 2003-01-29 Omron Corp 電動パワーステアリングの制御装置
GB0526276D0 (en) * 2005-12-23 2006-02-01 Trw Ltd Electric motor control
FR2916587B1 (fr) 2007-05-25 2009-08-21 Schneider Toshiba Inverter Procede pour detecter la perte de une ou plusieurs phases dans un moteur electrique synchrone a aimants permanents
JP5057908B2 (ja) 2007-09-13 2012-10-24 オムロンオートモーティブエレクトロニクス株式会社 多相交流モータ駆動装置
JP5012879B2 (ja) 2009-11-16 2012-08-29 株式会社ジェイテクト モータ制御装置、電動パワーステアリング装置及び車両用操舵装置
FR3025890B1 (fr) * 2014-09-17 2018-02-16 Valeo Equipements Electriques Moteur Procede et dispositif de diagnostic de defauts de capteurs de courants de phases d'un systeme de pilotage d'une machine electrique tournante synchrone de vehicule automobile
KR20160049898A (ko) * 2014-10-28 2016-05-10 현대자동차주식회사 토크 제어 장치 및 방법, 그리고 모터 제어기

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003079181A (ja) 2001-09-04 2003-03-14 Mitsubishi Electric Corp 電動パワーステアリング制御装置及び制御方法
JP2006067731A (ja) * 2004-08-27 2006-03-09 Mitsubishi Electric Corp 電動パワーステアリング装置
JP2007330099A (ja) * 2007-07-31 2007-12-20 Mitsubishi Electric Corp 電動パワーステアリング制御装置

Also Published As

Publication number Publication date
WO2017012704A1 (fr) 2017-01-26
CN107848563A (zh) 2018-03-27
US10906580B2 (en) 2021-02-02
FR3039283B1 (fr) 2017-07-21
FR3039283A1 (fr) 2017-01-27
US20180194391A1 (en) 2018-07-12
CN107848563B (zh) 2020-07-10
KR20180030888A (ko) 2018-03-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102068914B1 (ko) 자동차의 파워-보조 스티어링 시스템의 전기 모터의 토크 제어 결함을 검출하는 방법
CN108134550B (zh) 用于电机控制系统的容错相电流测量
JP4988329B2 (ja) 永久磁石モータのビートレス制御装置
CN109756171B (zh) 马达控制系统中的容错电流测量
US8237392B2 (en) Motor control apparatus and electric power steering apparatus
EP2779415A2 (en) Motor control system to compensate for torque ripple
CN107085193B (zh) 用于马达控制系统的相电流测量中的偏移误差的检测
CN113866480A (zh) 用于马达控制系统的相电流测量中的偏移误差的检测
JP5273450B2 (ja) モータ制御装置
JP2009089552A (ja) モータ駆動制御装置及びモータ駆動制御装置を使用した電動パワーステアリング装置
JP2010029028A (ja) モータ制御装置
JP5170505B2 (ja) モータ制御装置
JP2013059258A (ja) モータ制御装置
US20140265986A1 (en) Motor control system having common-mode voltage compensation
US9172318B2 (en) Method and system to compensate for dynamic DC offset of measured phase current
US10483882B2 (en) Drive device
CN114389492B (zh) Dc电机的电流容量限制
JP7361924B2 (ja) モータ制御装置、モータ制御方法
CN111010057A (zh) 用于五相同步马达驱动装置的逆变器换向技术
JP2015173546A (ja) 電動機の制御装置
JP5996485B2 (ja) モータの駆動制御装置
CN110061669A (zh) 永磁同步电机直接转矩控制方法
JP2011135631A (ja) パワーステアリング装置
JP6080687B2 (ja) モータ制御装置
KR101694167B1 (ko) 동기 전동기의 위치 추정 방법 및 이를 이용한 전동기 구동장치

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant