KR20070101982A - 능동형 차량 제어장치의 액츄에이터 소음 저감을 위한 모터구동 제어 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 능동형 차량 제어장치(AGCS)의 액츄에이터 소음 저감을 위한 모터 구동 제어 시스템으로서, 그 구성은

모터의 구동에 따른 모터의 회전자 위치정보를 입력받아 모터의 속도 및 회전자 위치정보의 보상신호를 출력하는 보상기와, 상기 보상기로 입력되는 모터 회전자의 위치정보 신호와 액츄에이터의 구동위치 신호의 논리연산된 신호를 입력받아 상기 모터측으로 인가할 전압신호를 출력하는 PID제어기를 포함하는 ECU; 및

상기 ECU의 PID제어기를 통해 출력된 전압신호와 상기 보상기의 보상신호 및 인가되는 역기전력신호의 논리연산된 신호에 상응하는 제어신호를 입력받아 구동을 이루는 모터수단으로 구성되는 것을 특징으로 한다.

AGCS, 액츄에이터, 모터, 보상기, 역기전력

Description

능동형 차량 제어장치의 액츄에이터 소음 저감을 위한 모터 구동 제어 시스템 {A motor driving control system for reduction of actuator noise in an active geometry controlled suspension apparatus}

도 1은 종래 AGCS용 모터의 구동 제어 시스템 블록도.

도 2는 본 발명에 따른 AGCS용 모터의 구동 제어 시스템 블록도.

<도면부호의 설명>

2 PID제어기 10 ECU

12 모터수단 20 보상기

본 발명은 능동형 차량 제어장치의 액츄에이터 소음 저감을 위한 모터 구동 제어 시스템에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 AGCS용 모터의 토크 리플을 저감하여 시스템상의 진동 및 소음을 방지하기 위한 능동형 차량 제어장치의 액츄에이터 소음 저감을 위한 모터 구동 제어 시스템에 관한 것이다.

일반적으로, AGCS(Active Geometry Controlled Suspension) 시스템은 차량에서 서스펜션을 구성하는 링크들의 위치를 능동적으로 제어하여 차량 운전자의 조향 에 따라 타이어의 기울기가 자동으로 조절되도록 함으로써 차량의 조종 안정성을 개선토록 한 시스템이다. 이러한, AGCS용 DC모터는 패키징 및 동작 요구조건이 소형의 고출력 특성을 갖는다. 따라서, 모터 가공시 변형(skewing)을 가하지 않고, 강한 출력을 낼 수 있도록 설계된다.

종래 AGCS용 DC모터의 제어는 도 1에 도시된 바와 같이, ECU(10) 내 PID제어기(2)에서 모터의 위치를 측정한 후 그 오차에 따른 궤환제어방식을 통해 모터(12)의 구동 오차를 줄여나가는 방식으로 설계된다.

그러나, 종래에는 AGCS용 DC모터의 skewing을 가하지 않음으로써, 실제 모터 구동을 위한 전압 인가시 토크 리플이 많이 발생하게 된다. 즉, 상기 토크 리플이 전체 시스템에 영향을 미칠 때 시스템상의 진동을 유발하게 되고, 그에 따라 전체 시스템상의 진동에 따른 소음이 발생하게 되는 문제점을 갖고 있다.

본 발명은 상기 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 본 발명의 목적은 AGCS용 모터의 토크 리플을 저감하여 시스템상의 진동 및 소음을 방지하기 위한 능동형 차량 제어장치의 액츄에이터 소음 저감을 위한 모터 구동 제어 시스템을 제공하는 것이다.

상기 목적을 이루기 위한, 본 발명에 따른 AGCS용 모터 구동 제어시스템은,

모터의 구동에 따른 모터의 회전자 위치정보를 입력받아 모터의 속도 및 회전자 위치정보의 보상신호를 출력하는 보상기와, 상기 보상기로 입력되는 모터 회 전자의 위치정보 신호와 액츄에이터의 구동위치 신호의 논리연산된 신호를 입력받아 상기 모터측으로 인가할 전압신호를 출력하는 PID제어기를 포함하는 ECU; 및

상기 ECU의 PID제어기를 통해 출력된 전압신호와 상기 보상기의 보상신호 및 인가되는 역기전력신호의 논리연산된 신호에 상응하는 제어신호를 입력받아 구동을 이루는 모터수단으로 구성되는 것을 특징으로 한다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 설명한다.

본 실시예에 따른 AGCS용 액츄에이터의 구동 소음 저감을 위한 모터의 구동 제어시스템 구성을 블록도인 도 2를 참조하여 설명한다. 참고로, 도 1에 도시된 종래 블록 구성도와 동일한 구성수단은 동일부호를 사용하여 설명한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 AGCS용 모터구동 제어시스템은,

모터(12)의 구동에 따른 모터의 회전자 위치정보를 입력받아 모터의 속도 및 회전자 위치정보의 보상신호를 출력하는 보상기(20)와, 상기 보상기(20)로 입력되는 모터 회전자의 위치정보 신호와 액츄에이터의 구동위치 신호(위치 지령)의 논리연산된 신호를 입력받아 상기 모터측으로 인가할 전압신호(V)를 출력하는 PID제어기(일명, 위치제어기)(2)를 포함하는 ECU(10); 및

상기 ECU(10)의 PID제어기(2)를 통해 출력된 전압신호(V)와 상기 보상기(20)의 보상신호 및 인가되는 역기전력신호(E)의 논리연산된 신호에 상응하는 제어신호를 입력받아 구동을 이루는 모터수단(12)으로 구성된다.

상기에서, 본 실시예에 따른 모터수단은 AGCS용 DC모터인 것을 특징으로 한 다.

또한, 상기 보상기(20)는 인가되는 역기전력(E)을 상쇄시키기 위한 것으로서, 상기 보상기는 아래와 같이 설계된다.

보상기(compensator) = k * w * f(θ)

상기에서, k는 역기전력 상수

w는 모터 속도값

f(θ)는 모터 회전자의 위치값을 의미한다.

즉, PID제어기(2)를 통해 출력되는 전압(V)이 일정하다고 가정할 때(도1 참조), 본 실시예에서는 도 2에서 보는 바와 같이, 모터(12)측으로 인가되는 제어신호에 있어서 인가되는 역기전력(E = k*w*f(θ)) 신호가 상쇄될 수 있도록 보상기(20)의 출력신호를 추가함으로써 즉, 상기 보상기의 출력값이 모터의 구동에 따른 역기전력 파형이므로 인가되는 역기전력이 상쇄될 수 있도록 한 것이다. 이때, 상기 'f(θ)'는 모터를 외부에서 구동시켜 역기전력 파형을 측정한 후 이를 데이터(map table)화하여 ECU 내 메모리상에 저장한 후 실제 모터 구동시 이용한다.

상기에서와 같이, 본 실시예에서는 AGCS용 DC모터의 경우 인가되는 역기전력(E)이 모터의 속도뿐 아니라 모터 회전자의 위치값에도 영향을 받으므로, 그에 따라 모터 속도가 일정하다고 가정한 상태에서 인가되는 역기전력(E)을 보상기의 출력신호에 의해 상쇄되도록 한 것이다. 이처럼, 본 실시예에서는 AGCS용 DC모터의 구동 제어방식을 기존 제어방식 즉, 궤환(feedback) 제어방식의 PID제어기에 모터 의 구동에 따른 역기전력을 상쇄시킬 수 있는 보상기를 추가로 구비함으로써, 모터의 구동 위치정보 및 속도정보에 따른 전향(forward) 제어방식을 통해 모터의 구동에 따른 역기전력이 상쇄되는 방향으로 제어신호가 인가되도록 한 구성이다.

본 발명의 기술적 범위를 해석함에 있어서는, 상기에서 설명된 실시예에 한정하여 해석되어서는 아니 되며, 본 발명의 기술적 범위는 특허청구범위에 기재된 사항의 합리적 해석에 의해 결정되어져야 한다.

본 발명의 능동형 차량 제어장치의 액츄에이터 소음 저감을 위한 모터 구동 제어 시스템에 따르면, AGCS용 DC모터측으로 인가되는 역기전력을 보상기의 출력신호로 상쇄시킴으로서 액츄에이터의 기계적인 진동과 그에 따른 소음을 감소시킬 수 있는 효과를 갖는다.

Claims (3)

1. 능동형 차량 제어장치의 액츄에이터 소음 저감을 위한 모터 구동 제어 시스템에 있어서,

   모터의 구동에 따른 모터의 회전자 위치정보를 입력받아 모터의 속도 및 회전자 위치정보의 보상신호를 출력하는 보상기와, 상기 보상기로 입력되는 모터 회전자의 위치정보 신호와 액츄에이터의 구동위치 신호의 논리연산된 신호를 입력받아 상기 모터측으로 인가할 전압신호를 출력하는 PID제어기를 포함하는 ECU; 및

   상기 ECU의 PID제어기를 통해 출력된 전압신호와 상기 보상기의 보상신호 및 인가되는 역기전력신호의 논리연산된 신호에 상응하는 제어신호를 입력받아 구동을 이루는 모터수단으로 구성되는 것을 특징으로 하는 능동형 차량 제어장치의 액츄에이터 소음 저감을 위한 모터 구동 제어 시스템.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 모터수단은 AGCS용 DC모터인 것을 특징으로 하는 능동형 차량 제어장치의 액츄에이터 소음 저감을 위한 모터 구동 제어 시스템.
3. 청구항 1에 있어서,

   상기 보상기는 아래와 같이 설계되는 것을 특징으로 하는 능동형 차량 제어장치의 액츄에이터 소음 저감을 위한 모터 구동 제어 시스템.

   보상기(compensator) = k * w * f(θ)

   상기에서, k는 역기전력 상수

   w는 모터 속도값

   f(θ)는 모터 회전자의 위치값

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