KR102436844B1 - 모터의 토크 보상 장치 및 방법 - Google Patents

모터의 토크 보상 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 모터의 토크 보상 장치 및 방법에 관한 것으로서, 모터의 토크 보상 장치는 조향 정보, 모터 위치 정보 및 기설정된 모터 정보를 수집하는 토크정보 수집부, 상기 조향 정보를 기반으로 목표 토크를 산출하고, 상기 목표 토크 및 상기 모터 정보를 기반으로 토크 리플(ripple)에 대한 보상 토크를 산출하는 토크리플 연산부, 상기 모터 정보 및 상기 보상 토크를 기반으로 보상 전류값을 산출하는 보상전류 산출부, 상기 목표 토크를 목표 전류값으로 환산하고, 상기 목표 전류값 및 상기 보상 전류값을 기반으로 출력 전류값을 생성하는 전류값 생성부 및 상기 출력 전류값에 대응하는 전류 제어 신호를 출력하는 전류신호 출력부를 포함한다.

Description

모터의 토크 보상 장치 및 방법{Apparatus and Method for Compensating Steering Torque of Driving Motor}
본 발명은 차량의 전동식 동력 조향 장치에 구비된 모터의 토크 보상 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 기설정된 모터 정보를 기반으로 토크 리플에 대한 전류값을 산출함으로써 토크를 보상하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
조향 장치는 운전자가 조향 핸들을 돌려 자동차의 진행 방향을 조절할 수 있게 하는 장치로서, 차량의 전륜이 선회할 때, 회전 중심을 임의로 변경하여 운전자가 원하는 방향으로 자동차를 진행시킬 수 있도록 보조하는 장치이다. 이러한 조향 장치는 운전자의 힘을 덜어주기 위해 동력 보조 조향 장치(Power Steering System)가 추가되는데, 전동식 동력 조향 장치(EPS; Electric Power Steering Apparatus)가 주로 쓰이고 있다.
상기와 같은 EPS에는 신뢰성을 보장하기 위하여 3상 브러시리스 교류 모터를 액츄에이터(actuator)로 사용하고 있는데, 교류 모터는 항상 토크 출력이 일정값으로 고르게 출력되는 것이 아니고, 일정한 파형 형태를 갖는 토크 리플로 출력된다.
이러한 모터의 토크 리플은 EPS의 성능 지표인 요소인 소음(Noise), 진동(Vibration), 거침도(Harshness)에 많은 영향을 주며, 운전자가 조향시 이질감을 느낄 수 있다. 따라서 토크 리플을 제거하기 위한 별도의 장치를 추가함으로써, 토크 리플 제거를 위한 방법이 모색되고 있다.
예를 들어, 기계적인 요소에 의해 발생되는 저주파 토크 리플을 저감하기 위한 방안으로는 고무 등의 재질이 연한 것을 모터와 감속기 사이의 커플링으로 사용하여 모터의 토크 리플로 인해 발생되는 기계적인 진동을 저감시키는 방법이 제안되었다.
그러나 이러한 방안은 운전자가 조향 휠을 매우 저속으로 조향할 때나 또는 다른 기타 요인으로 인해 발생되는 극 저주파수의 토크 리플을 저감하는 데에는 현저한 효과가 없는 문제가 있다.
따라서 이를 해결 하기 위한 방안으로는, 기계적인 장치를 추가하지 않고, 토크 리플의 역위상인 토크를 인위적으로 발생시켜 토크 리플을 상쇄하는 방식으로 토크 리플을 제거함으로써, 조향 이질감을 줄이는 방안이 제안되어 왔다.
그러나 모터의 토크 리플은 모터의 산포로 인하여 조금씩 다르고 일정하지 않은 파형을 출력하지만, 역위상 토크는 인위적으로 발생되는 토크로 항상 일정한 파형이므로 실제로 상쇄된 파형은 일정한 파형이 아니라 조금씩 변동이 남아 있다. 즉, 역위상 토크로 토크 리플을 상쇄시켜도, 잔류하는 토크 변동으로 인하여 조향 이질감이 발생하는 문제가 있다.
또한, 이러한 방안은 토크 리플에 대응되는 역위상 토크를 산출하기 위한 룩업 테이블(Look-up Table), 맵(Map) 등의 프로그램 또는 토크 리플을 감지하는 센싱 장치의 추가적인 설치가 불가피하므로 제조 공정의 비용이 증가하며, 연산 처리 부담이 커지는 문제가 있다.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로, 차량의 전동식 동력 조향 장치에 구비된 모터의 토크 보상 장치 및 방법을 제공한다.
또한, 별도의 장치를 추가하지 않고, 기설정된 모터 정보 및 센싱 정보를 기반으로 토크 리플에 대한 전류값을 산출함으로써 토크를 보상하는 장치 및 방법을 제공한다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 모터의 토크 보상 장치는, 조향 정보, 모터 위치 정보 및 기설정된 모터 정보를 수집하는 토크정보 수집부, 상기 조향 정보를 기반으로 목표 토크를 산출하고, 상기 목표 토크 및 상기 모터 정보를 기반으로 토크 리플(ripple)에 대한 보상 토크를 산출하는 토크리플 연산부, 상기 모터 정보 및 상기 보상 토크를 기반으로 보상 전류값을 산출하는 보상전류 산출부, 상기 목표 토크를 목표 전류값으로 환산하고, 상기 목표 전류값 및 상기 보상 전류값을 기반으로 출력 전류값을 생성하는 전류값 생성부 및 상기 출력 전류값에 대응하는 전류 제어 신호를 출력하는 전류신호 출력부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 모터의 토크 보상 방법은, 조향 정보, 모터 위치 정보 및 기설정된 모터 정보를 수집하는 토크정보 수집단계, 상기 조향 정보를 기반으로 목표 토크를 산출하고, 상기 목표 토크 및 상기 모터 정보를 기반으로 토크 리플(ripple)에 대한 보상 토크를 산출하는 토크리플 연산단계, 상기 모터 정보 및 상기 보상 토크를 기반으로 보상 전류값을 산출하는 보상전류 산출단계, 상기 목표 토크를 목표 전류값으로 환산하고, 상기 목표 전류값 및 상기 보상 전류값을 기반으로 출력 전류값을 생성하는 전류값 생성단계 및 상기 출력 전류값에 대응하는 전류 제어 신호를 출력하는 전류신호 출력단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 토크 리플을 저감함으로써, 전동식 동력 조향 장치의 성능을 향상시키고, 조향의 이질감을 감소시키므로 운전의 편의성을 제공할 수 있다.
또한, 단순한 연산 처리 방식을 이용하므로 토크 리플에 대한 연산 처리 비용을 저감시키고, 빠른 처리 속도를 가지는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 동력 조향 장치의 구성에 대한 일례이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 모터의 토크 보상 장치에 대한 블럭구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 모터의 토크 보상 방법을 설명하는 순서도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 모터의 토크 보상 방법을 상세하게 설명하는 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 소자, 구성요소 및/또는 섹션들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 소자, 구성요소 및/또는 섹션들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 소자, 구성요소 또는 섹션들을 다른 소자, 구성요소 또는 섹션들과 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 소자, 제1 구성요소 또는 제1 섹션은 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 소자, 제2 구성요소 또는 제2 섹션일 수도 있음은 물론이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "이루어지다(made of)"는 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
이하, 본 발명에 대하여 첨부된 도면에 따라 보다 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 동력 조향 장치(1)의 구성에 대한 일례이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 동력 조향 장치(1)는 조향 보조 동력을 제공하는 모터(100), 모터(100)의 구동 및 출력을 제어하는 모터 제어 장치(110, ECU), 모터(100)에서 발생하는 토크 리플이 저감되도록 모터의 출력을 제어하는 모터의 토크 보상 장치(120), 운전자의 조향 조작에 따른 조향 정보를 제공하는 조향각 센서(130) 및 토크 센서(140), 모터(100)의 회전자 위치를 감지하는 모터 위치 센서(150) 등을 포함할 수 있다.
이는 본 발명을 설명하기 위해 간략히 도시한 전동식 동력 조향 장치(1)이므로 이에 한정하지 않는다.
구체적으로, 모터의 토크 보상 장치(120) 또는 모터 제어 장치(110, ECU)는 조향각 센서(130) 및 토크 센서(140) 중 어느 하나로부터 상기 조향 정보를 수신하여 상기 운전자가 목표로 하는 조향에 대한 목표 토크를 산출할 수 있고 상기 목표 토크를 목표 전류값으로 환산할 수 있다. 목표 전류값의 환산 과정은 상술한 모터의 토크 보상 장치(120) 또는 모터 제어 장치(110, ECU)에서 가능하며, 당업계에 일반적으로 사용되는 산출 방법일 수 있다.
그리고 모터의 토크 보상 장치(120)는 모터(100)가 가지는 고유 정보 즉, 기설정된 모터 정보 및 모터 위치 센서(150)로부터 모터 위치 정보를 수신하여 토크 리플에 의해 손실된 보상 토크를 산출할 수 있다.
또한, 모터의 토크 보상 장치(120)는 간단한 연산 처리를 통하여 상기 보상 토크를 보상 전류값으로 용이하게 산출할 수 있고, 이를 목표 전류값과 합하여 출력 전류값을 생성할 수 있다.
그러면 모터의 토크 보상 장치(120)는 상기 출력 전류값에 대응하는 제어 신호를 모터 제어 장치(110, ECU)로 송신하고, 모터 제어 장치(110, ECU)는 상기 제어 신호에 대응하는 전류를 모터(100)에 인가할 수 있다. 그러면 모터(100)는 토크 리플이 저감된 전류를 출력하게 된다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 별도의 장치를 추가하지 않고, 기설정된 모터 정보 및 센싱 정보를 기반으로 토크 리플에 대한 전류값을 산출함으로써 토크를 용이하게 보상하는 모터의 토크 보상 장치(120)를 제공한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 모터의 토크 보상 장치에 대한 블럭구성도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 모터의 토크 보상 장치(120)는 조향 정보, 모터 위치 정보 및 기설정된 모터 정보를 수집하는 토크정보 수집부(210), 상기 조향 정보를 기반으로 목표 토크를 산출하고, 상기 목표 토크 및 상기 모터 정보를 기반으로 토크 리플(ripple)에 대한 보상 토크를 산출하는 토크리플 연산부(220), 상기 모터 정보 및 상기 보상 토크를 기반으로 보상 전류값을 산출하는 보상전류 산출부(230), 상기 목표 토크를 목표 전류값으로 환산하고, 상기 목표 전류값 및 상기 보상 전류값을 기반으로 출력 전류값을 생성하는 전류값 생성부(240) 및 상기 출력 전류값에 대응하는 전류 제어 신호를 출력하는 전류신호 출력부(250)를 포함할 수 있다.
구체적으로, 토크정보 수집부(210)는 전동식 동력 조향 장치(1)에 포함되는 각종 센서로부터 필요한 정보를 수집할 수 있다.
즉, 토크정보 수집부(210)가 수집한 상기 조향 정보는, 운전자의 조향 조작을 감지하는 토크 센서(140)로부터 출력되는 토크 신호 및 조향 조작을 감지하는 조향각 센서(130)로부터 출력되는 조향각 신호 중 어느 하나 이상일 수 있다. 이때, 토크 센서(140)는 조향 휠(Steering wheel)에 입력되는 운전자의 조향 토크를 측정할 수 있고, 조향각 센서(130)는 조향 휠의 조향각을 측정할 수 있다.
그리고 토크정보 수집부(210)가 수집한 상기 모터 위치 정보는, 모터(100)에 구비된 모터 위치 센서(150)로부터 출력되는 모터 위치 신호일 수 있으며, 상기 모터 정보는 토크 상수(torque constant), 토크 리플에 대한 고조파 차수(torque ripple harmonic order), 토크 리플의 위상(pahse) 및 토크 리플 비(ratio) 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.
이때, 상기 모터 위치 정보는 모터(100)의 전기각(electronical angle, θr)일 수 있으며, 상기 모터 정보는 모터(100)가 가지는 고유의 특성으로, 실험적으로 결정되거나 기계적인 특성값을 이용하여 산출할 수 있으며, 이를 모터(100)에 따라 기설정할 수 있다.
즉, 모터(100)는 인가되는 전압 크기에 따라 회전 속도가 비례하는데, 이때 토크 상수(Ke[Nm])는 이러한 비례 정도를 나타내는 값이며, 토크 리플에 대한 고조파 차수(H)는 토크 리플이 발생하는 고조파의 차수(order)이며, 토크 리플의 위상(θripple)은 토크 리플이 발생하는 고조파의 위상이며, 토크 리플 비(TRR)는 전체 출력 토크에서 토크 리플이 발생하는 비율이다. 특히, 토크 리플의 위상(θripple) 및 토크 리플 비(TRR)는 모터(100)의 시뮬레이션(simulation) 또는 벤치 테스트(bench test) 등을 통해 획득할 수 있다.
따라서, 토크정보 수집부(210)는 상기 자차량에 장착된 각종 센서 및 각종 시스템을 포함할 수 있거나 또는 차량 내의 통신망을 통해 상기 각종 센서 및 상기 주행 지원 시스템으로부터 감지된 정보를 수신할 수 있다.
다시 말해, 토크정보 수집부(210) 인터넷을 비롯한 ISDN(Integrated Services Digital Network), ADSL(Asymmetric Digital Subscriber Line), LAN(Local Area Network), Ethernet, CAN(Controller Area Network), TCP/IP 기반 통신망, 광통신망, CDMA, WCDMA 등의 이동 통신망을 포함하는 무선 통신망, 지그비(Zigbee), 블루투스 (Bluetooth) 등의 근거리 통신망을 포함할 수 있다.
그리고 토크리플 연산부(220)는 토크정보 수집부(210)에서 수집된 정보들을 기반으로 토크 리플에 의해 손실된 상기 보상 토크를 산출할 수 있다.
이는 하기의 수학식 1과 같이, 상기 목표 토크(τ목표)에 상기 토크 리플 비(TRR)를 곱하여 상기 보상 토크(τripple)를 산출할 수 있다.
Figure 112018011913019-pat00001
더불어, 토크리플 연산부(220)는 상기 조향 정보로 상기 목표 토크를 산출할 수 있는데, 이는 당업계에 일반적으로 사용되는 산출 방법을 사용할 수 있다.
그리고 보상전류 산출부(230)는 토크리플 연산부(220)에서 산출된 상기 보상 토크를 이용하여 상기 보상 전류값을 산출할 수 있다.
즉, 하기의 식 2와 같이, 상기 토크 상수(Ke)의 역수에 상기 보상 토크(τripple)를 곱하여 토크 리플에 대한 보상 전류의 진폭(A)을 산출할 수 있다.
Figure 112018011913019-pat00002
그리고 하기의 식 3과 같이, 상기 진폭(A), 상기 모터 위치 정보(θr), 상기 고조파 차수(H) 및 상기 위상(θripple)을 기반으로 상기 보상 전류값(I보상)을 산출할 수 있다.
Figure 112018011913019-pat00003
그리고 전류값 생성부(240)는 환산된 상기 목표 전류값(I목표)에 보상전류 산출부(230)에서 산출된 상기 보상 전류값(I보상)을 합하여, 토크 리플에 의한 토크가 보상된 상기 출력 전류값(I출력)을 생성할 수 있다.
그리고 전류신호 출력부(250)는 전류값 생성부(240)에서 생성된 상기 출력 전류값에 대응하는 전류 제어 신호를 모터(100)의 ECU(110)로 출력 및 송신할 수 있다.
그러면, 모터 제어 장치인 ECU(110)는 상기 제어 신호에 따른 전류를 모터(100)로 인가함으로써, 토크 리플이 저감된 모터(100)의 구동을 실현할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 별도의 장치 추가없이, 기설정된 모터 정보 및 센싱 정보를 기반으로 토크 리플에 대한 전류값을 산출함으로써, 토크를 보상하는 장치를 제공한다.
더불어 상술한 모터의 토크 보상 장치(120)는 하드웨어의 장착없이 소프트웨어만을 추가로 모터의 토크 보상 로직을 구현할 수도 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 모터의 토크 보상 방법을 설명하는 순서도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 모터의 토크 보상 방법은 조향 정보, 모터 위치 정보 및 기설정된 모터 정보를 수집하는 토크정보 수집단계(S300), 상기 조향 정보를 기반으로 목표 토크를 산출하고, 상기 목표 토크 및 상기 모터 정보를 기반으로 토크 리플(ripple)에 대한 보상 토크를 산출하는 토크리플 연산단계(S310), 상기 모터 정보 및 상기 보상 토크를 기반으로 보상 전류값을 산출하는 보상전류 산출단계(S320), 상기 목표 토크를 목표 전류값으로 환산하고, 상기 목표 전류값 및 상기 보상 전류값을 기반으로 출력 전류값을 생성하는 전류값 생성단계(S330) 및 상기 출력 전류값에 대응하는 전류 제어 신호를 출력하는 전류신호 출력단계(S340)를 포함할 수 있다.
각 단계에 대한 구체적인 설명은 도 4에서 서술하기로 한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 모터의 토크 보상 방법을 상세하게 설명하는 흐름도이다.
도 4를 참조하면, 조향각 센서 및 토크 센서로부터 조향 조작에 의한 조향 정보를 수집한다(S400).
이때, 상기 조향 정보는, 운전자의 조향 조작을 감지하는 토크 센서로부터 출력되는 토크 신호 및 조향 조작을 감지하는 조향각 센서로부터 출력되는 조향각 신호 중 어느 하나 이상일 수 있다.
동시에 모터 위치 센서로부터 모터 위치 정보를 수집하고, 기설정된 모터 정보를 수집한다(S410).
이때, 상기 모터 위치 정보는 모터에 구비된 모터 위치 센서로부터 출력되는 모터 위치 신호일 수 있으며, 상기 모터 정보는 토크 상수(torque constant), 토크 리플에 대한 고조파 차수(torque ripple harmonic order), 토크 리플의 위상(pahse) 및 토크 리플 비(ratio) 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다. 즉, 상기 모터 정보는 모터가 가지는 고유의 특성으로, 실험적으로 결정되거나 기계적인 특성값을 이용하여 산출할 수 있으며, 이를 모터에 따라 기설정할 수 있다.
그리고 상기 조향 정보를 기반으로 운전자가 조향 조작시 목표로 하는 목표 토크를 산출한다(S420).
이와 동시에 수집된 정보들을 기반으로 토크 리플에 의해 손실된 상기 보상 토크를 산출한다(S430). 산출 방법은 상술한 수학식 1과 같다.
그리고 상기 토크 상수(Ke)의 역수에 상기 보상 토크(τripple)를 곱하여 토크 리플에 대한 보상 전류의 진폭(A)을 산출한다(S440). 산출 방법은 상술한 수학식 2와 같다.
그리고 상기 진폭(A), 상기 모터 위치 정보(θr), 상기 고조파 차수(H) 및 상기 위상(θripple)을 기반으로 상기 보상 전류값(I보상)을 산출한다(S450). 산출 방법은 상술한 수학식 3과 같다.
이와 동시에 상기 목표 토크를 상기 목표 토크값(I목표)으로 환산한다(S460).
그러면, 환산된 상기 목표 전류값(I목표)에 산출된 상기 보상 전류값(I보상)을 합하여 토크 리플에 의한 토크가 보상된 상기 출력 전류값(I출력)을 생성한다(S470).
그리고 상기 출력 전류값에 대응하는 전류 제어 신호를 모터 제어 장치 ECU로 출력한다(S480).
그러면 상기 ECU는 상기 제어 신호에 따라 토크 리플이 저감된 전류를 모터로 출력한다(S490).
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 모터의 토크 보상 장치 및 방법에 의하면, 토크 리플을 저감함으로써, 전동식 동력 조향 장치의 성능을 향상시키고, 조향의 이질감을 감소시키므로 운전의 편의성을 제공할 수 있다. 또한, 단순한 연산 처리 방식을 이용하므로 토크 리플에 대한 연산 처리 비용을 저감시키고, 빠른 처리 속도를 가지는 효과가 있다.
이상에서, 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 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 세그먼 트들은 본 발명의 기술 분야의 당업자에 의해 용이하게 추론될 수 있을 것이다. 이러한 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터가 읽을 수 있는 저장장치(Computer Readable Media)에 저장되어 컴퓨터에 의하여 읽혀지고 실행됨으로써, 본 발명의 실시예를 구현할 수 있다. 컴퓨터 프로그램의 저장장치로서는 자기 기록매체, 광 기록매체, 캐리어 웨이브 매체 등이 포함될 수 있다.
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.
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. 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.
1 : 전동식 동력 조향 장치
100 : 조향 보조 모터
110 : 모터 제어 장치(ECU)
120 : 모터의 토크 보상 장치
130 : 조향각 센서 140 : 토크 센서
150 : 모터 위치 센서
210 : 토크정보 수집부 220 : 토크리플 연산부
230 : 보상전류 산출부 240 : 전류값 생성부
250 : 전류신호 출력부

Claims (10)

  1. 조향 정보, 모터 위치 정보 및 기설정된 모터 정보를 수집하는 토크정보 수집부;
    상기 조향 정보를 기반으로 목표 토크를 산출하고, 상기 목표 토크 및 상기 모터 정보를 기반으로 토크 리플(ripple)에 대한 보상 토크를 산출하는 토크리플 연산부;
    상기 모터 정보 및 상기 보상 토크를 기반으로 보상 전류값을 산출하는 보상전류 산출부;
    상기 목표 토크를 목표 전류값으로 환산하고, 상기 목표 전류값 및 상기 보상 전류값을 기반으로 출력 전류값을 생성하는 전류값 생성부; 및
    상기 출력 전류값에 대응하는 전류 제어 신호를 출력하는 전류신호 출력부; 를 포함하며,
    상기 모터 위치 정보는 모터 위치 센서로부터 출력되는 모터 위치 신호이고,
    상기 모터 정보는 토크 상수(torque constant), 토크 리플에 대한 고조파 차수(torque ripple harmonic order), 토크 리플의 위상(phase) 및 토크 리플 비(ratio) 중 적어도 하나 이상을 포함하며,
    상기 토크리플 연산부는,
    상기 목표 토크에 상기 토크 리플 비를 곱하여 상기 보상 토크를 산출하는 모터의 토크 보상 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 조향 정보는,
    조향 조작을 감지하는 토크 센서로부터 출력되는 토크 신호 및 조향 조작을 감지하는 조향각 센서로부터 출력되는 조향각 신호 중 어느 하나 이상인 모터의 토크 보상 장치.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 보상전류 산출부는,
    상기 토크 상수의 역수에 상기 보상 토크를 곱하여 토크 리플에 대한 보상 전류의 진폭을 산출하는 모터의 토크 보상 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 보상전류 산출부는,
    상기 진폭, 상기 모터 위치 정보, 상기 고조파 차수 및 상기 위상을 기반으로 상기 보상 전류값을 산출하는 모터의 토크 보상 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 전류값 생성부는,
    상기 목표 전류값에 상기 보상 전류값을 합하여 상기 출력 전류값을 생성하는 모터의 토크 보상 장치.
  8. 조향 정보, 모터 위치 정보 및 기설정된 모터 정보를 수집하는 토크정보 수집단계;
    상기 조향 정보를 기반으로 목표 토크를 산출하고, 상기 목표 토크 및 상기 모터 정보를 기반으로 토크 리플(ripple)에 대한 보상 토크를 산출하는 토크리플 연산단계;
    상기 모터 정보 및 상기 보상 토크를 기반으로 보상 전류값을 산출하는 보상전류 산출단계;
    상기 목표 토크를 목표 전류값으로 환산하고, 상기 목표 전류값 및 상기 보상 전류값을 기반으로 출력 전류값을 생성하는 전류값 생성단계; 및
    상기 출력 전류값에 대응하는 전류 제어 신호를 출력하는 전류신호 출력단계; 를 포함하며,
    상기 모터 위치 정보는 모터 위치 센서로부터 출력되는 모터 위치 신호이고,
    상기 모터 정보는 토크 상수(torque constant), 토크 리플에 대한 고조파 차수(torque ripple harmonic order), 토크 리플의 위상(phase) 및 토크 리플 비(ratio) 중 적어도 하나 이상을 포함하며,
    상기 토크리플 연산단계는,
    상기 목표 토크에 상기 토크 리플 비를 곱하여 상기 보상 토크를 산출하는 모터의 토크 보상 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 보상전류 산출단계는,
    상기 보상 토크 및 상기 모터 정보를 기반으로 토크 리플에 대한 보상 전류의 진폭을 산출하고, 산출된 상기 진폭 및 상기 모터 위치 정보를 기반으로 상기 보상 전류값을 산출하는 모터의 토크 보상 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 전류값 생성단계는,
    상기 목표 전류값에 상기 보상 전류값을 합하여 상기 출력 전류값을 생성하는 모터의 토크 보상 방법.
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019092777A1 (ja) * 2017-11-07 2019-05-16 三菱電機株式会社 電動機制御装置及び電動パワーステアリング装置
KR102119413B1 (ko) * 2019-02-21 2020-06-05 현대모비스 주식회사 토크 리플 보상 장치 및 방법
DE102019001461A1 (de) * 2019-03-04 2020-09-10 Nidec Drivexpert Gmbh Verfahren zum schwingungs-und geräuschreduzierten Betreiben einer elektromotorischen Vorrichtung und elektromotorische Vorrichtung
CN113581277B (zh) * 2020-04-30 2022-09-06 豫北转向系统（新乡）有限公司 一种用于eps的抑制转向力矩波动的方法及系统
CN116460853A (zh) * 2023-05-17 2023-07-21 苏州艾利特机器人有限公司 柔性关节速度脉动补偿方法、装置、系统及存储介质

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004328814A (ja) 2003-04-21 2004-11-18 Koyo Seiko Co Ltd 電動パワーステアリング装置
JP2013248682A (ja) 2012-05-30 2013-12-12 Kobe Steel Ltd 多関節ロボットの軌跡制御装置および制御方法
US20150318808A1 (en) * 2012-12-17 2015-11-05 Mitsuba Corporation Brushless motor control method and brushless motor control device and electric power steering device

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101194948B1 (ko) * 2006-07-19 2012-10-25 현대모비스 주식회사 토크 리플 저감방법
JP2009017715A (ja) * 2007-07-06 2009-01-22 Nsk Ltd モータ制御装置及びこれを使用した電動パワーステアリング装置
JP5446988B2 (ja) * 2010-02-25 2014-03-19 株式会社明電舎 回転電気機械のトルクリプル抑制制御装置および制御方法
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
JP6041076B2 (ja) * 2014-11-19 2016-12-07 日本精工株式会社 電動パワーステアリング装置
US10177699B2 (en) * 2015-10-16 2019-01-08 Nsk Ltd. Motor control unit and electric power steering apparatus equipped with the same
KR101780700B1 (ko) * 2015-12-31 2017-09-21 이래오토모티브시스템 주식회사 전동식 조향 장치의 제어 장치 및 방법
JP6774622B2 (ja) * 2016-09-26 2020-10-28 株式会社ジェイテクト モータ制御装置
US10333445B2 (en) * 2017-11-22 2019-06-25 Steering Solutions Ip Holding Corporation Torque ripple compensation with feedforward control in motor control systems

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004328814A (ja) 2003-04-21 2004-11-18 Koyo Seiko Co Ltd 電動パワーステアリング装置
JP2013248682A (ja) 2012-05-30 2013-12-12 Kobe Steel Ltd 多関節ロボットの軌跡制御装置および制御方法
US20150318808A1 (en) * 2012-12-17 2015-11-05 Mitsuba Corporation Brushless motor control method and brushless motor control device and electric power steering device

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