KR102205254B1 - 전동식 파워 스티어링 시스템의 모터 제어 장치 및 방법 - Google Patents

전동식 파워 스티어링 시스템의 모터 제어 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전동식 파워 스티어링 시스템의 모터 제어 장치 및 방법이 개시된다. 본 발명의 전동식 파워 스티어링 시스템의 모터 제어 장치 및 방법은, 모터 제어를 위한 전류 지령값을 계산하여 전송하는 조향 로직 제어기; 모터에 인가되는 전류를 계측하는 전류계측부; 및 조향 로직 제어기로부터 입력받은 전류 지령값, 전류계측부로부터 입력받은 측정 전류값 및 미리 저장된 모터 파라미터에 기초하여 모터 위치 증분값을 산출하고, 산출된 모터 위치 증분값을 적산하여 추정한 현재의 모터 위치를 이용하여 모터를 구동 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

전동식 파워 스티어링 시스템의 모터 제어 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR CONTROLLING A MOTOR OF MOTOR DRIVEN POWER STEERING SYSTEM}
본 발명은 전동식 파워 스티어링 시스템의 모터 제어 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 위치 센서가 없거나 고장 시 회전자의 위치를 추정할 수 있는 전동식 파워 스티어링 시스템의 모터 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.
MDPS{Motor Driven Power Steering}는 차량 조향 시 운전자가 핸들에 가해야 하는 조향 토크의 일부를 보조 동력원을 이용하여 제공함으로써 조향을 용이하게 하는 장치이다. 즉, 주정차 때나 저속 운전 때는 큰 힘을 보조해 운전자의 힘을 덜고, 고속 주행 때는 작은 힘만을 보조하도록 해 차체의 안정성을 유지할 수 있다.
MDPS는 동력을 제공하기 위해서 기존의 유압으로 작동되는 유압식 조향장치 대신에 전기 모터를 이용하는 조향장치로서, 속도별 최적 조향력을 제공하여 친환경, 연비 저감 등의 효과가 있다.
일반적으로 MDPS 시스템의 경우, 모터의 회전자(Rotor)와 연결되어 작동되는 위치센서를 이용하여 모터의 위치각을 검출하고 이를 통하여 위상 전기각을 연산하고 이를 통하여 모터의 벡터제어 및 조향 제어로직, 고장검출 등에 사용하고 있다. 이러한 모터는 기술의 발전에 따라, 폭넓은 기술 분야에서 다양한 크기의 모터들이 사용되고 있다. 모터는 영구자석과, 인가 전류에 따라 극성을 바꾸는 코일을 이용하여 회전자를 회전시켜 구동된다.
그 중 브러시리스 모터는 브러시, 정류자 등의 기계적인 접촉부를 없애고, 그 대신 전자적인 정류 기구를 이용하여 구동하는 모터로서, 영구자석으로 이루어진 회전자와, 복수의 상에 대응되는 고정자를 구비하여, 고정자의 각 코일의 상 전압에 의하여 발생하는 자기력에 의해 회전자를 회전시킬 수 있다.
따라서, 이러한 브러시리스 모터가 정확하게 구동하기 위해서는, 회전자의 위치를 확인하는 것이 매우 중요하다.
종래에는 이러한 회전자의 위치를 확인하기 위하여 홀 센서 등을 이용한 센서 모터를 사용하였으나, 센서 모터의 경우 모터 크기가 커지고 구성이 복잡해지는 등의 한계성이 있을 뿐만 아니라, 센서 고장시에는 회전자의 위치를 알 수 없게 되어 모터 구동이 불가능해지는 문제점이 있다.
본 발명의 배경기술로는 대한민국 공개특허공보 제10-2014-0047437호(공개일 : 2014.04.22.공개)인 "모터 회전자 위치 검출 방법 및 장치"가 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 본 발명은 상기와 같은 문제점들을 개선하기 위하여 창안된 것으로, 위치 센서가 없거나 고장 시 회전자 위치의 증분값을 이용하여 회전자의 위치를 추정하는 전동식 파워 스티어링 시스템의 모터 제어 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 전동식 파워 스티어링 시스템의 모터 제어 장치는, 모터 제어를 위한 전류 지령값을 계산하여 전송하는 조향 로직 제어기; 모터에 인가되는 전류를 계측하는 전류계측부; 및 상기 조향 로직 제어기로부터 입력받은 전류 지령값, 상기 전류계측부로부터 입력받은 측정 전류값 및 미리 저장된 모터 파라미터에 기초하여 모터 위치 증분값을 산출하고, 상기 산출된 모터 위치 증분값을 적산하여 추정한 현재의 모터 위치를 이용하여 모터를 구동 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 제어부는, 상기 조향 로직 제어기로부터 입력받은 전류 지령값과 상기 전류계측부로부터 입력받은 측정 전류값의 오차를 보상하기 위한 전압 지령값을 생성하는 전류제어기;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은, 모터 저항 및 모터 인덕턴스를 포함하는 모터 파라미터를 미리 저장하고, 상기 제어부가 다음 계산주기에 모터 위치 증분값을 계산하기 위하여 상기 전류제어기에서 생성되는 현재 전압 지령값을 저장하는 저장부;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 제어부는, 상기 전류제어기에서 생성된 현재 전압 지령값, 상기 전류계측부로부터 입력된 측정 전류값 및, 상기 저장부에 저장된 모터 저항과 모터 인덕턴스를 이용하여 모터 속도를 계산하는 모터속도계산부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 제어부는, 상기 모터속도계산부에서 계산된 모터 속도, 상기 전류계측부로부터 입력된 측정 전류값 및 상기 전류제어기에서 이전에 생성되어 상기 저장부에 저장된 이전 전압 지령값을 이용하여 모터 위치 증분값을 계산하는 모터위치증분계산부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 측면에 따른 전동식 파워 스티어링 시스템의 모터 제어 방법은, 제어부가 조향 로직 제어기로부터 모터 제어를 위한 전류 지령값을 입력받는 단계; 상기 제어부가 전류계측부로부터 측정 전류값을 입력받는 단계; 상기 제어부가 상기 조향 로직 제어기로부터 입력받은 전류 지령값, 상기 전류계측부로부터 입력받은 측정 전류값 및 미리 저장된 모터 파라미터에 기초하여 모터 위치 증분값을 산출하는 단계; 및 상기 제어부가 상기 산출된 모터 위치 증분값을 적산하여 추정한 현재 모터 위치를 이용하여 모터를 구동 제어하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 모터 위치 증분값을 산출하는 단계는, 상기 제어부가 상기 조향 로직 제어기로부터 입력받은 전류 지령값과 상기 전류계측부로부터 입력받은 측정 전류값의 오차를 보상하기 위한 전압 지령값을 생성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 모터 위치 증분값을 산출하는 단계는, 상기 제어부가 다음 계산주기에 모터 위치 증분값을 계산하기 위하여 현재 전압 지령값을 저장부에 저장하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 모터 위치 증분값을 산출하는 단계는, 상기 제어부가 상기 생성된 현재 전압 지령값, 상기 전류계측부로부터 입력된 측정 전류값 및, 상기 저장부에 미리 저장된 모터 저항과 모터 인덕턴스를 이용하여 모터 속도를 계산하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 모터 위치 증분값을 산출하는 단계는, 상기 제어부가 상기 계산된 모터 속도, 상기 전류계측부로부터 입력된 측정 전류값 및 상기 저장부에 저장된 이전 전압 지령값을 이용하여 모터 위치 증분값을 계산하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 파워 스티어링 시스템의 모터 제어 장치 및 방법은, 가상의 회전자 위치를 상정하여 회전자 위치의 증분값을 이용해 회전자의 위치를 추정함으로써, 위치 센서가 없거나 고장 시에도 회전자의 위치를 추정하여 모터를 구동시킬 수 있으며, 위치 센서의 고장을 검출할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 파워 스티어링 시스템의 모터 제어 장치 및 방법은, 시스템 특성 및 동작 환경상 센서를 부착하기 힘든 경우 센서를 제거하고 회전자의 위치를 추정함으로써, 모터의 크기를 감소시키고 구성을 간소화할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 파워 스티어링 시스템의 모터 제어 장치를 나타낸 블록구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 파워 스티어링 시스템의 BLAC 모터 좌표를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 파워 스티어링 시스템의 모터각속도와, 실제조향각과 가상조향각과의 차이를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 파워 스티어링 시스템의 모터 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 파워 스티어링 시스템의 모터 제어 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 일 실시예에 따른 전동식 파워 스티어링 시스템의 모터 제어 장치를 나타낸 블록구성도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 파워 스티어링 시스템의 BLAC 모터 좌표를 나타낸 도면이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 파워 스티어링 시스템의 모터각속도와, 실제조향각과 가상조향각과의 차이를 나타내는 도면으로서, 이를 참조하여 를 설명하면 다음과 같다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 파워 스티어링 시스템의 모터 제어 장치는, 조향 로직 제어기(100), 전류계측부(200), 저장부(300), 제어부(400)를 포함한다.
조향 로직 제어기(100)는 MDPS(1)에 필요한 전류 지령값을 계산하여 제어부(400)에 전송한다. 즉, 모터(2)를 구동 제어하기 위해 필요한 전류 지령을 계산한다. 다시 말해, 조향 로직 제어기(100)는 운전자 조향 어시스트를 위해 필요한 전류를 계산할 수 있다.
전류계측부(200)는 모터(2)에 인가되는 전류를 계측한다. 즉, 전류센서를 포함하여 전류를 측정할 수 있고, 측정된 전류값을 벡터제어를 위한 좌표계 값으로 변환할 수 있다. 예컨대, 전류계측부(200)는 3상 AC 형태의 전류를 DC 형태의 2상으로 좌표변환하여 제어부(400)에 전송할 수 있다. 다시 말해, 전류계측부(200)는 측정된 고정자 기준 전류(Ia, Ib, Ic)를 2상 회전자 기준 전류(Id, Iq)로 계산할 수 있다.
저장부(300)는 모터(2)의 모터 저항 및 모터 인덕턴스 등을 포함하는 모터 파라미터를 미리 저장하고, 제어부(400)에서 생성되는 전압 지령값을 저장한다. 다만, 본 실시예에서는 모터 파라미터가 저장부(300)에 미리 저장되어 있다고 설명하고 있으나, 별도로 설정된 산출 로직이나 산출식에 의해 모터 파라미터가 산출될 수도 있다.
제어부(400)는 전류제어기(410), 모터속도계산부(420), 모터위치증분계산부(430) 및 좌표변환부(440)를 포함하여, 모터(2)를 구동 제어한다.
즉, 제어부(400)는 조향 로직 제어기(100)로부터 입력받은 전류 지령값, 전류계측부(200)로부터 입력받은 측정 전류값 및 미리 저장부(300)에 저장된 모터 파라미터에 기초하여 모터 위치 증분값을 산출한다. 그리고, 상기 산출된 모터 위치 증분값을 적산하여 현재의 모터 위치를 추정할 수 있다. 제어부(400)는 추정한 현재의 모터 위치를 이용하여 모터를 구동 제어할 수 있다.
상기 제어부(400)의 모터 위치 추정 과정에 대해 보다 자세하게 설명하도록 한다.
전류제어기(410)는 조향 로직 제어기(100)로부터 입력받은 전류 지령값과 전류계측부(200)로부터 입력받은 측정 전류값의 오차를 보상하기 위한 전압 지령값을 생성한다. 즉, 전류의 지령과 전류계측부(200)에서 측정한 모터(2)에 인가되는 전류의 오차를 이용하여 전류 지령을 추종하도록 할 수 있다.
다시 말해, 전류제어기(410)는 조량 로직 제어기(100)에서 계산한 전류 지령값과 전류계측부(200)에서 피드백된 전류를 비교하여 오차에 따른 모터 인가 전압을 계산하는데, 2상으로 좌표변환된 값을 사용할 수 있다. 따라서, 전류제어기(410)는 2상의 전류 d축과 q축 각각을 제어하기 위해서 2개가 필요할 수 있다. 즉, 전류제어기(410)는 회전자 기준 현재 전압지령값(Vd, Vq)를 획득할 수 있다.
이때, 본 실시예에서 전류제어기(410)는 PI제어기가 사용될 수 있다.
그리고, 전류제어기(410)의 출력값은 좌표변환부(440)를 통해 다시 3상 형태의 AC 전압 값으로 변환되고 실제 모터(2)에 전압으로 인가되어 모터(2)의 전류가 제어되도록 할 수 있다. 즉, 좌표변환부(440)는 3상의 AC 모터의 전류를 2상의 DC 형태로 변환하여 제어하는 벡터제어 기법을 사용하는 전류제어기(410)에서 계산된 DC 형태의 출력을 다시 3상의 전압으로 변환할 수 있다.
이때, 좌표변환을 하기 위해서는 반드시 회전자 위치를 알아야 하기 때문에, 회전자 위치를 추정하는 것이다.
따라서, 회전자 위치를 추정하기 위해, 모터속도계산부(420)는 전류제어기(410)에서 생성된 현재 전압 지령값, 전류계측부(200)로부터 입력된 측정 전류값 및, 저장부(300)에 저장된 모터 저항 및 모터 인덕턴스를 이용하여 모터 속도를 계산한다.
이때, 모터속도계산부(420)가 모터 속도를 계산하는 수식은 다음과 같다.
Figure 112017041306286-pat00001
여기서 ω는 모터 회전 각속도, V_q는 Q축 지령 전압, R은 저항, I_q는 Q축 측정 전류, L은 인덕턴스, I_d는 D축 측정 전류, ㅨ는 모터 자속을 의미한다.
즉, 모터속도계산부(420)는 현재 전압지령값, 2상 회전자 기준 전류, 모터 저항 및 인덕턴스를 이용하여 모터 회전자 속도를 계산할 수 있다.
다음으로, 모터위치증분계산부(430)는 모터속도계산부(420)에서 계산된 모터 속도, 전류계측부(200)로부터 입력된 측정 전류값 및 전류제어기(410)에서 이전에 생성되어 저장부(300)에 저장된 이전 전압 지령값을 이용하여 모터 위치 증분값을 계산한다.
즉, 도 2에 도시된 바와 같이, 가상의 회전자 위치(Virtual q-axis, d-axis)를 상정하여, 실제 회전자 위치(Real q-axis, d-axis)와의 차이를 계산하는 것이다. 이는 가상의 회전자 위치는 현재 회전자 위치와는 차이가 있다는 가정하에 회전자의 위치 차이를 계산하여 현재 회전자 위치를 추정할 수 있도록 하는 것이다.
이때, 모터위치증분계산부(430)가 가상의 회전자 위치와 실제 회전자 위치의 차이를 계산하는 수식은 다음과 같다.
Figure 112017041306286-pat00002
여기서, △θ는 가상 DQ축과 실제 DQ축과의 차이, V_d는 D축 지령 전압을 의미한다.
즉, 모터위치증분계산부(430)는 모터속도계산부(420)에서 계산된 현재의 모터 속도, 2상 회전자 기준 전류 및 이전 전압 지령값을 이용하여, 전 계산주기 대비 모터회전자 위치 증분 값을 얻을 수 있다. 이때, 모터위치증분계산부(430)는 저장부(300)에 저장되어 있는 이전 전압 지령값을 이용하게 된다.
다음으로, 제어부(400)는 모터위치증분계산부(430)에서 계산된 모터 위치 증분값을 적산하여, 모터 회전자 위치를 추정할 수 있고, 추정된 위치를 이용하여 모터(2)를 구동 제어할 수 있다.
이때, 제어부(400)는 다음 계산주기에 모터 위치 증분값을 계산하기 위하여 현재 전압 지령값을 저장부(300)에 저장할 수 있다.
한편, 본 실시예에서, 모터(2)는 제어부(400)에서 출력된 전압에 의해 전류가 흐르면 토크를 발생시키는 액츄에이터로, 영구 자석이 들어있는 3상 BLAC 타입의 모터일 수 있다.
또한, 본 실시예에서, 도 3에 도시된 바와 같이, 모터각속도가 변함에 따라 실제조향각과 가상조향각과의 차이를 알 수 있는데, 실제조향각과 가상조향각의 차이는 -3deg ~ 3deg 사이인 것을 볼 수 있다. 즉, 회전자의 위치를 추정하기 위해 센서를 구비하지 않더라도, 가상의 회전자 위치와 현재 회전자 위치와의 차이가 있다는 가정하에 회전자 위치 차이를 계산하여 현재 위치를 추정 가능하다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 파워 스티어링 시스템의 모터 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도로서, 이를 참조하여 전동식 파워 스티어링 시스템의 모터 제어 방법을 설명하면 다음과 같다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 파워 스티어링 시스템의 모터 제어 방법은, 먼저 제어부(400)는 조향 로직 제어기(100)로부터 전류 지령값를 입력받고, 전류계측부(200)로부터 측정 전류값을 입력받는다(S100).
다시 말해, 제어부(400)는 조향 로직 제어기(100)로부터 모터 제어를 위한 전류 지령값을 입력받고, 전류계측부(200)로부터 측정 전류값을 입력받는다.
여기서, 조향 로직 제어기(100)는 MDPS(1)에 필요한 전류 지령값을 계산하여 제어부(400)에 전송한다. 또한, 전류계측부(200)는 모터(2)에 인가되는 전류를 계측하여 제어부(400)에 전송한다. 즉, 전류센서를 포함하여 전류를 측정할 수 있고, 측정된 전류값을 벡터제어를 위한 좌표계 값으로 변환할 수 있다.
다음으로, 제어부(400)는 조향 로직 제어기(100)로부터 입력받은 전류 지령값, 전류계측부(200)로부터 입력받은 측정 전류값 및 미리 저장부(300)에 저장된 모터 파라미터에 기초하여 모터 위치 증분값을 산출한다(S200).
이때, 제어부(400)는 전류제어기(410), 모터속도계산부(420), 모터위치증분계산부(430) 및 좌표변환부(440)를 포함하여 모터 위치 증분값을 산출하고, 다음 단계에서 모터(2)를 구동 제어하기 위한 현재 회전자 위치를 추정할 수 있다.
전류제어기(410)는 조향 로직 제어기(100)로부터 입력받은 전류 지령값과 전류계측부(200)로부터 입력받은 측정 전류값의 오차를 보상하기 위한 전압 지령값을 생성한다. 다시 말해, 전류제어기(410)는 조량 로직 제어기(100)에서 계산한 전류 지령값과 전류계측부(200)에서 피드백된 전류를 비교하여 오차에 따른 모터 인가 전압을 계산하는데, 2상으로 좌표변환된 값을 사용할 수 있다.
그 다음, 모터속도계산부(420)는 전류제어기(410)에서 생성된 현재 전압 지령값, 전류계측부(200)로부터 입력된 측정 전류값 및, 저장부(300)에 미리 저장된 모터 저항 및 모터 인덕턴스를 이용하여 모터 속도를 계산한다.
이때, 모터속도계산부(420)가 모터 속도를 계산하는 수식은 다음과 같다.
Figure 112017041306286-pat00003
여기서 ω는 모터 회전 각속도, V_q는 Q축 지령 전압, R은 저항, I_q는 Q축 측정 전류, L은 인덕턴스, I_d는 D축 측정 전류, ㅨ는 모터 자속을 의미한다.
즉, 모터속도계산부(420)는 현재 전압지령값, 2상 회전자 기준 전류, 모터 저항 및 인덕턴스를 이용하여 모터 회전자 속도를 계산할 수 있다.
그 다음, 모터위치증분계산부(430)는 모터속도계산부(420)에서 계산된 모터 속도, 전류계측부(200)로부터 입력된 측정 전류값 및 저장부(300)에 저장된 이전 전압 지령값을 이용하여 모터 위치 증분값을 계산할 수 있다.
이때, 모터위치증분계산부(430)가 가상의 회전자 위치와 실제 회전자 위치의 차이를 계산하는 수식은 다음과 같다.
Figure 112017041306286-pat00004
여기서, △θ는 가상 DQ축과 실제 DQ축과의 차이, V_d는 D축 지령 전압을 의미한다.
즉, 모터위치증분계산부(430)는 모터속도계산부(420)에서 계산된 현재의 모터 속도, 2상 회전자 기준 전류 및 이전 전압 지령값을 이용하여, 전 계산주기 대비 모터회전자 위치 증분 값을 얻을 수 있다. 이때, 모터위치증분계산부(430)는 저장부(300)에 저장되어 있는 이전 전압 지령값을 이용하게 된다.
다음으로, 제어부(400)는 S200 단계에서 산출된 모터 위치 증분값을 적산하여 추정한 현재의 모터 위치를 이용하여 모터를 구동 제어한다(S300).
즉, 제어부(400)는 가상의 회전자 위치를 상정하여, 가상의 회전자 위치는 현재 회전자 위치와는 차이가 있다는 가정하에 위치 센서 등 모터(2)의 위치를 측정하는 센서없이 회전자의 위치를 추정하여 모터(2)를 구동 제어하는데 이용할 수 있다.
또한, 회전자 위치를 이용하여 위치 센서의 고장을 검출할 수도 있다.
다음으로, 제어부(400)는 다음 계산주기에 모터 위치 증분값을 계산하기 위하여 현재 전압 지령값을 저장부(300)에 저장한다(S400).
따라서, 이전 전압 지령값과 현재 전압 지령값을 이용하여 회전자 위치를 추정하는데 이용할 수 있다,
상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 파워 스티어링 시스템의 모터 제어 장치 및 방법은, 가상의 회전자 위치를 상정하여 회전자 위치의 증분값을 이용해 회전자의 위치를 추정함으로써, 위치 센서가 없거나 고장 시에도 회전자의 위치를 추정하여 모터를 구동시킬 수 있으며, 위치 센서의 고장을 검출할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 파워 스티어링 시스템의 모터 제어 장치 및 방법은, 시스템 특성 및 동작 환경상 센서를 부착하기 힘든 경우 센서를 제거하고 회전자의 위치를 추정함으로써, 모터의 크기를 감소시키고 구성을 간소화할 수 있는 효과가 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.
또한, 본 실시예에서는 MCPS 시스템에서의 모터 제어를 예를 들어 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 모터가 필요한 모든 시스템에서도 본 실시예의 회전자 위치 추정 방법이 적용되어, 위치 센서가 없거나 고장 시에도 적용가능하므로 Fail operation 및 Safety 측면에서 경쟁력을 가질 수 있다.
따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
1 : MDPSs 2 : 모터
100 : 조향 로직 제어기 200 : 전류계측부
300 : 저장부 400 : 제어부
410 : 전류제어기 420 : 모터속도계산부
430 : 모터위치증분계산부 440 : 좌표변환부

Claims (10)

  1. 모터 제어를 위한 전류 지령값을 계산하여 전송하는 조향 로직 제어기;
    모터에 인가되는 전류를 계측하는 전류계측부; 및
    상기 조향 로직 제어기로부터 입력받은 전류 지령값, 상기 전류계측부로부터 입력받은 측정 전류값 및 미리 저장된 모터 파라미터에 기초하여 모터 위치 증분값을 산출하고, 상기 산출된 모터 위치 증분값을 적산하여 추정한 현재의 모터 위치를 이용하여 모터를 구동 제어하는 제어부;를 포함하되,
    상기 제어부가 다음 계산주기에 모터 위치 증분값을 계산하기 위하여 전류제어기에서 생성되는 현재 전압 지령값을 저장부에 저장하는 것을 특징으로 하는 전동식 파워 스티어링 시스템의 모터 제어 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 조향 로직 제어기로부터 입력받은 전류 지령값과 상기 전류계측부로부터 입력받은 측정 전류값의 오차를 보상하기 위한 전압 지령값을 생성하는 전류제어기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동식 파워 스티어링 시스템의 모터 제어 장치.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 저장부는,
    모터 저항 및 모터 인덕턴스를 포함하는 모터 파라미터를 미리 저장하는 것을 특징으로 하는 전동식 파워 스티어링 시스템의 모터 제어 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    전류제어기에서 생성된 현재 전압 지령값, 상기 전류계측부로부터 입력된 측정 전류값 및, 상기 저장부에 저장된 모터 저항과 모터 인덕턴스를 이용하여 모터 속도를 계산하는 모터속도계산부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동식 파워 스티어링 시스템의 모터 제어 장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 모터속도계산부에서 계산된 모터 속도, 상기 전류계측부로부터 입력된 측정 전류값 및 상기 전류제어기에서 이전에 생성되어 상기 저장부에 저장된 이전 전압 지령값을 이용하여 모터 위치 증분값을 계산하는 모터위치증분계산부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동식 파워 스티어링 시스템의 모터 제어 장치.
  6. 제어부가 조향 로직 제어기로부터 모터 제어를 위한 전류 지령값을 입력받는 단계;
    상기 제어부가 전류계측부로부터 측정 전류값을 입력받는 단계;
    상기 제어부가 상기 조향 로직 제어기로부터 입력받은 전류 지령값, 상기 전류계측부로부터 입력받은 측정 전류값 및 미리 저장된 모터 파라미터에 기초하여 모터 위치 증분값을 산출하는 단계; 및
    상기 제어부가 상기 산출된 모터 위치 증분값을 적산하여 추정한 현재 모터 위치를 이용하여 모터를 구동 제어하는 단계;를 포함하되,
    상기 제어부가 다음 계산주기에 모터 위치 증분값을 계산하기 위하여 전류제어기에서 생성되는 현재 전압 지령값을 저장부에 저장하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전동식 파워 스티어링 시스템의 모터 제어 방법.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 모터 위치 증분값을 산출하는 단계는,
    상기 제어부가 상기 조향 로직 제어기로부터 입력받은 전류 지령값과 상기 전류계측부로부터 입력받은 측정 전류값의 오차를 보상하기 위한 전압 지령값을 생성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동식 파워 스티어링 시스템의 모터 제어 방법.
  8. 삭제
  9. 제 6항에 있어서,
    상기 모터 위치 증분값을 산출하는 단계는,
    상기 제어부가 현재 전압 지령값, 상기 전류계측부로부터 입력된 측정 전류값 및, 상기 저장부에 미리 저장된 모터 저항과 모터 인덕턴스를 이용하여 모터 속도를 계산하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동식 파워 스티어링 시스템의 모터 제어 방법.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 모터 위치 증분값을 산출하는 단계는,
    상기 제어부가 상기 계산된 모터 속도, 상기 전류계측부로부터 입력된 측정 전류값 및 상기 저장부에 저장된 이전 전압 지령값을 이용하여 모터 위치 증분값을 계산하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동식 파워 스티어링 시스템의 모터 제어 방법.



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