KR20100104655A - 전동파워 스티어링 시스템의 과열방지 장치 및 그 방법 - Google Patents

전동파워 스티어링 시스템의 과열방지 장치 및 그 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20100104655A
KR20100104655A KR1020090023220A KR20090023220A KR20100104655A KR 20100104655 A KR20100104655 A KR 20100104655A KR 1020090023220 A KR1020090023220 A KR 1020090023220A KR 20090023220 A KR20090023220 A KR 20090023220A KR 20100104655 A KR20100104655 A KR 20100104655A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
change rate
temperature change
motor
voltage
heat capacity
Prior art date
Application number
KR1020090023220A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101280193B1 (ko
Inventor
표종현
Original Assignee
주식회사 만도
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 주식회사 만도 filed Critical 주식회사 만도
Priority to KR1020090023220A priority Critical patent/KR101280193B1/ko
Publication of KR20100104655A publication Critical patent/KR20100104655A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101280193B1 publication Critical patent/KR101280193B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D6/00—Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits
    • 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
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G01R19/0084—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof measuring voltage only

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Power Steering Mechanism (AREA)
  • Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)
  • Control Of Electric Motors In General (AREA)

Abstract

본 발명은 전동파워 스티어링 시스템의 과열방지 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 실시예는, 전동식 파워스티어링 시스템의 과열방지 장치에 있어서, 상기 전동파워 스티어링 시스템의 전자제어장치로부터 모터로 흐르는 구동전류를 감지하는 전류감지부; 상기 모터의 회전속도를 감지하는 회전감지부; 및 상기 구동전류를 입수하고 제1온도변화율맵을 참조하여 최악조건 온도변화율을 획득하고 상기 회전속도로부터 회전가중치맵을 참조하여 회전가중치를 획득하고 상기 전압으로부터 전압가중치맵을 참조하여 전압가중치를 획득한 후, 상기 최악조건 온도변화율이 상기 회전가중치에 따라 변하는 값인 가중온도변화율을 계산하고, 상기 가중온도변화율로부터 상기 ECU의 한계온도까지 남아있는 열용량을 계산하고 상기 열용량이 특정값에 이르렀을 때 상기 모터의 구동력을 떨어뜨리는 방향으로 구동전류를 제어하는 열용량제어부를 포함하는 전동식 파워스티어링 시스템의 과열방지 장치 및 그 방법을 제공한다.
EPS, 과열방지, 파워스티어링

Description

전동파워 스티어링 시스템의 과열방지 장치 및 그 방법{Method and Apparatus for Preventing Overheating in Electric Power Steering System}
본 발명의 실시예는 전동식 파워스티어링 시스템의 과열방지 장치 및 그 방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 전동식 파워스티어링 시스템에서 모터를 구동하는 전자제어장치가 과열되지 않도록 모터의 회전속도와 입력전압을 고려하여 구동전류를 제어하고자 하는 전동식 파워스티어링 시스템의 과열방지 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
전동식 파워스티어링 시스템(EPS: Electric Power Steering, 이하 'EPS'라 함)은 운전자가 조향휠을 움직여 토크를 가할 때 이를 감지하여 조향하고자 하는 방향으로 조향보조 토크를 발생시킨다.
EPS를 채용한 차량의 무게가 무거울수록, 운전자에게 가벼운 조향감을 제공하기 위해서는 보다 큰 구동력을 지원해야 한다. 큰 구동력을 위해서는 EPS 모터와 전자제어장치(ECU: Electronic Control Unit)에 보다 큰 구동력을 지원해야 한다.
하지만, 큰 구동력을 위해서는 EPS 모터와 ECU에 더욱 많은 전류가 필요하게 되고 필연적으로 EPS 모터와 ECU에 많은 열이 발생할 수가 있다.
종래에는 이 경우에 발생하는 열로부터 EPS 모터와 ECU를 보호하기 위해 EPS 모터로 흐르는 전류를 제한하게 되는데, 이 경우에 운전자는 저속 주행중에 무거운 조향감을 느끼게 된다. 따라서 EPS는 EPS 모터와 ECU를 과열로부터 보호하면서 가능한 한 장시간 동안 구동력을 발생해야 한다.
하지만, 종래의 방법은 ECU 및 EPS 모터의 여러 동작조건 중에서 가장 열이 많이 발생하는 경우를 가정하여 제어하기 때문에 조향력을 충분히 보조하기 이전에 모터의 구동전류를 제한함으로써 운전자의 조향감이 일찍 무거워지는 문제가 있었다.
본 발명에 따른 실시예는 전동식 파워스티어링 시스템에서 모터를 구동하는 전자제어장치가 과열되지 않도록 모터의 회전속도와 입력전압을 고려하여 구동전류를 제어한다.
본 발명에 따른 다른 실시예는, 전동식 파워스티어링 시스템의 과열방지 장치에 있어서, 상기 전동파워 스티어링 시스템의 전자제어장치(Electronic Control Unit: ECU)로부터 모터로 흐르는 구동전류를 감지하는 전류감지부; 상기 모터의 회전속도를 감지하는 회전감지부; 및 상기 구동전류로부터 제1온도변화율맵을 참조하여 최악조건 온도변화율을 획득하고 상기 회전속도로부터 회전가중치맵을 참조하여 회전가중치를 획득한 후, 상기 최악조건 온도변화율이 상기 회전가중치에 따라 변하는 값인 가중온도변화율을 계산하고, 상기 가중온도변화율로부터 상기 ECU의 한계온도까지 남아있는 열용량을 계산하여 상기 열용량이 특정값에 이르렀을 때 상기 모터의 구동력을 저감하도록 상기 구동전류를 제어하는 열용량제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동식 파워스티어링 시스템의 과열방지 장치를 제공한다.
여기서, 상기 가중온도변화율은, (가중온도변화율 = a x (최악조건 온도변화율) x 회전가중치)(단, a는 비례상수)의 식에 따라 계산되도록 할 수도 있다.
여기서, 상기 과열방지 장치는, 상기 전자제어장치로 입력되는 입력전압을 감지하는 전압감지부를 추가로 포함하고, 상기 열용량제어부는 상기 구동전류를 입수하고 제1온도변화율맵을 참조하여 최악조건 온도변화율을 획득하고 상기 회전속도로부터 회전가중치맵을 참조하여 회전가중치를 획득하고 상기 입력전압으로부터 전압가중치맵을 참조하여 전압가중치를 획득한 후, 상기 최악조건 온도변화율이 상기 전압가중치 및 상기 회전가중치에 따라 변하는 값인 가중온도변화율을 계산하고, 상기 가중온도변화율로부터 상기 ECU의 한계온도까지 남아있는 열용량을 계산하여 상기 열용량이 특정값에 이르렀을 때 상기 구동력을 저감하도록 상기 구동전류를 제어하도록 할 수도 있다.
이 경우에, 상기 가중온도변화율은, (가중온도변화율 = a x (최악조건 온도변화율) x 회전가중치 x 전압가중치)(단, a는 비례상수)의 식에 따라 계산되도록 할 수도 있다.
또한, 본 발명에 따른 다른 실시예는, 전동식 파워스티어링 시스템의 과열방지 장치에 있어서, 상기 전동파워 스티어링 시스템의 전자제어장치(Electronic Control Unit: ECU)로부터 모터로 흐르는 구동전류를 감지하는 전류감지부; 상기 전자제어장치로 입력되는 입력전압을 감지하는 전압감지부; 및 상기 구동전류를 입수하고 제1온도변화율맵을 참조하여 최악조건 온도변화율을 획득하고 상기 입력전압으로부터 전압가중치맵을 참조하여 전압가중치를 획득한 후, 상기 최악조건 온도변화율이 상기 전압가중치에 따라 변하는 값인 가중온도변화율을 계산하고, 상기 가중온도변화율로부터 상기 ECU의 한계온도까지 남아있는 열용량을 계산하여 상기 열용량이 특정값에 이르렀을 때 상기 모터의 구동력을 저감하도록 상기 구동전류를 제어하는 열용량제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동식 파워스티어링 시스템의 과열방지 장치를 제공한다.
여기서, 상기 가중온도변화율은, (가중온도변화율 = a x (최악조건 온도변화 율) x 전압가중치)(단, a는 비례상수)의 식에 따라 계산되도록 할 수도 있다.
상기 특정값은 상기 한계온도로부터 일정 마진을 둔 크기의 한계용량이 되도록 할 수도 있다.
상기 제1온도변화율맵은 상기 구동전류에 대응되는 최악조건 온도변화율 값으로 상기 구동전류의 값이 클수록 큰 최악조건 온도변화율이 대응되도록 설정할 수도 있다.
상기 회전가중치맵은, 상기 회전가중치가 상기 모터의 RPM에 따라 증가하다 정격 RPM에서 가장 큰 값을 갖고 상기 모터의 정격 RPM 이후부터는 감소하도록 설정될 수도 있다.
상기 회전가중치는, 상기 모터의 RPM에 따라 증가하거나 감소하는 패턴이 선형적일 수도 있다.
상기 전압가중치맵은, 상기 전압가중치가 상기 입력전압에 따라 증가하다 정격전압에서 가장 큰 값을 갖고 상기 정격전압 이후부터는 감소하도록 설정되도록 할 수도 있다.
상기 전압가중치는, 상기 입력전압에 따라 증가하거나 감소하는 패턴이 선형적일 수도 있다.
상기 열용량은, (열용량 = 종전열용량 - (가중온도변화율 x 시간))의 식에 의하여 누적계산될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 다른 실시예는, 전동식 파워스티어링 시스템의 과열방지 방법에 있어서, 상기 전동파워 스티어링 시스템의 전자제어장치(Electronic Control Unit: ECU)로부터 모터로 흐르는 구동전류를 감지하는 단계; 상기 전자제어장치로 입력되는 입력전압을 감지하는 단계; 상기 모터의 회전속도를 감지하는 단계; 상기 구동전류를 입수하고 제1온도변화율맵을 참조하여 최악조건 온도변화율을 획득하고 상기 회전속도로부터 회전가중치맵을 참조하여 회전가중치를 획득하고 상기 입력전압으로부터 전압가중치맵을 참조하여 전압가중치를 획득한 후, 상기 최악조건 온도변화율이 상기 전압가중치 및 상기 회전가중치에 따라 변하는 값인 가중온도변화율을 계산하는 단계; 및 상기 가중온도변화율을 입수하여 열용량을 계산하고 상기 열용량이 특정값에 이르렀을 때 상기 모터의 구동력을 저감하도록 상기 구동전류를 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동식 파워스티어링 시스템의 과열방지 방법을 제공한다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 본 발명의 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 파워스티어링 시스템의 과열방지 장치를 도시한 도면이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 파워스티어링 시스템의 과열방지 장치는 전류감지부(102), 열용량제어부(104), 전압감지부(106), 회전감지부(108) 및 전류제어부(112)를 포함한다.
전류감지부(102)는 제어대상, 즉, 모터(116)를 제어하는 전자제어장치(ECU: Electronic Control Unit)의 전류공급부(118)로부터 모터(116)로 흐르는 구동전류의 크기를 감지한다. 본 실시예에서 전류감지부(102)가 감지하는 구동전류는 일정시간(예를 들어, 1초 동안) 동안 감지하는 평균전류이거나 실시간으로 감지하는 전류일 수도 있다.
본 실시예에서 모터(116)는 EPS에서 운전자의 조향 구동력을 제공하는 모터를 의미한다.
전류감지부(102)로는 일정 시간(예를 들어, 1초 동안) 동안의 평균전류를 감지하거나 실시간 연속적으로 전류를 감지하는 전류센서를 사용할 수 있다.
열용량제어부(104)는 구동전류를 입수하여 ECU의 온도변화율을 환산하고 온도변화율과 구동전류가 흐른 시간을 근거로 한계온도에 도달하기까지 남아있는 열용량을 계산한다. ECU의 온도변화율을 추출함에 있어서, 구체적으로는 ECU의 입력단자(즉, EMI 쵸크코일(EMI Choke Coil))의 온도변화율을 추출한다. ECU 내에서 온도변화율을 추출하는 위치는 달라질 수 있으며 본 발명이 여기에 한정되지는 않는다.
ECU의 온도변화율 환산에 있어서, ECU의 전류공급시 최악의 동작조건에 대한 온도변화율인 최악조건 온도변화율을 구하고, 여기에 여러 동작조건에 대한 가중치에 따라 변하는 값인 가중온도변화율을 계산한다.
모터의 회전자의 고정 혹은 회전 상태 및 여러 온도 조건 하에서 ECU 및 모터의 소자가 동작함에 있어서 영향을 받는 온도를 한계온도라 정의하고, 한계온도에 도달하는 시간을 허용시간이라 정의한다. 여기서, 온도변화율은 [수학식 1]에 의한 식으로 결정될 수 있다.
온도변화율 = (한계온도 - 주변온도)/허용시간
여러 동작조건 중에서 ECU 및 모터의 소자가 온도에 영향을 받게 되는 한계온도에 도달하는 시간(허용시간)이 가장 짧은 경우의 온도변화율이 최악조건 온도변화율이 된다.
실제 동작조건 하에서 달라질 수 있는 온도변화율(즉, 후술하는 가중온도변 화율)을 계산하기 위해 사용되는 가중치는 ECU에 입력되는 배터리 입력전압을 고려한 가중치와 ECU에 의해 제어되는 모터의 회전 RPM을 고려한 가중치가 이용될 수 있다.
한편, ECU 및 모터의 각 부품에 대하여 한계온도가 정해져 있으며, 예를 들어, 본 실시예에서는 모터의 회전시 가장 영향을 많이 받는 ECU의 EMI 쵸크코일의 한계온도는 220도로 가정한다.
표 1은 모터 회전자 고정시에 모터 인가전류 및 허용시간의 예를 나타낸 표이고, 표 2는 모터 회전자가 정격 RPM으로 회전시에 모터 인가전류 및 허용시간의 예를 나타낸 표이다.

전류(A)
(회전자 고정시)
허용시간(주변온도: 85℃)
허용시간(주변온도: 25℃)

120
120초
320초

80
400초
지속통전

60
1200초
"

40
지속통전
"
표 1에서 보듯이 모터의 회전자 고정 상황에서 모터에 120A의 구동전류가 흐를 경우에 허용시간은 120초(주변온도: 85℃)로서 한계온도가 220℃인 경우를 가정하면 온도변화율은 ((한계온도-주변온도)/시간 = (220-85)/120 = 1.125℃/초)이다.
또한, 주변온도가 25℃인 경우에 모터에 120A의 구동전류가 흐를 경우 허용시간은 320초로서 한계온도가 220℃인 경우를 가정하면 온도변화율은 ((220-25)/320 = 0.61℃/초)이다.
표 1은 주변온도가 25℃일 때 구동전류가 80A, 60A 및 40A 인 경우에는 지속적으로 구동전류가 흘러도 한계온도까지 도달하지 않는 예를 나타낸다.

전류(A)
(정격 RPM 회전시)
허용시간(주변온도: 85℃)
허용시간(주변온도: 25℃)

120
90초
160초
표 2에서 보듯이 모터의 회전자가 정격 RPM으로 회전하는 상황에서 모터에 120A의 구동전류가 흐를 경우에 허용시간은 90초(주변온도: 85℃인 경우)이며, 한계온도를 220℃라고 가정하면 온도변화율은 ((한계온도-주변온도)/시간 = (220-85)/90 = 1.5℃/초)이다.
또한, 주변온도가 25℃일 경우에는 온도변화율이 ((220-25)/160 = 1.2℃/초)가 된다.
따라서, 표 1 및 표 2를 살펴볼 때, 구동전류가 120A일 경우에 최악조건 온도변화율은 1.5℃/초 가 된다.
하지만, 일반적인 동작조건(예를 들어, 주변온도가 85℃가 아니거나 모터의 회전속도가 정격 rpm 이 아닌 동작조건 등)에서의 온도변화율은 위와 같은 방법으로 가장 최악의 조건 하에서 설정된 최악조건 온도변화율보다는 작다.
따라서, 최악조건 온도변화율만 본 발명에 채용할 경우, 최악조건 이외의 일반적인 동작조건인 경우에는 최악조건 온도변화율보다 실제의 온도변화율이 작으므로 이를 반영하기 위하여 최악조건 온도변화율에 각 동작조건에 따른 가중치를 부여한다.
도 2는 모터의 입력전류 대 제1온도변화율맵을 도시한 그래프이다.
제1온도변화율맵은 구동전류의 변화에 따른 최악조건 온도변화율을 나타낸 것으로 구동전류의 값이 클수록 큰 최악조건 온도변화율이 대응되도록 설정될 수 있다. 본 실시예에서, ECU 배터리전압이 11V, 주변온도 85℃이고 모터가 정격 rpm으로 회전하는 경우가 최악의 동작조건이며, 도 2는 이 경우의 온도변화율을 나타낸 것이다.
도 2에 도시하듯이 모터에 인가되는 구동전류와 최악조건 온도변화율 간의 그래프를 이용하여 해당 구동전류 조건의 최악조건 온도변화율을 구할 수 있으며, 제1온도변화율맵은 구동전류에 대응되는 최악조건 온도변화율 값이 선형적으로 증가하도록 설정될 수도 있다.
본 발명에서는 도 2의 그래프에서 구한 최악조건 온도변화율에 ECU의 배터리 전압을 고려한 전압가중치와 모터의 rpm을 고려한 회전가중치를 고려하여 가중온도변화율을 구할 수 있다.
이러한 가중치를 고려한 가중온도변화율은, 예를 들면, [수학식 2]의 식으로 구할 수 있다.
가중온도변화율 = a x (최악조건 온도변화율) x 회전가중치 x 전압가중치(단, a는 비례상수)
만일, 모터의 회전 RPM만 추가로 고려한다면 가중온도변화율은 [수학식 3]의 식으로 구할 수 있다.
가중온도변화율 = a x (최악조건 온도변화율) x 회전가중치(단, a는 비례상수)
만일, ECU의 배터리전압만 추가로 고려한다면 가중온도변화율은 의 식으로 구할 수 있다.
가중온도변화율 = a x (최악조건 온도변화율) x 전압가중치(단, a는 비례상수)
[수학식 2], [수학식 3] 및 [수학식 4]에서 a는 비례상수이며, 이하의 설명에서 가중온도변화율을 구하는 식을 설명할 경우에는 a는 1로 가정하여 a의 표시는 생략한다.
한편, 가중치를 계산함에 있어서, ECU의 배터리전압만 고려할지, 모터의 회전 RPM만 추가로 고려할지, 또는 둘 다 고려할지는 실시예에 따라 달라질 수 있다. 만일, ECU의 배터리전압만 고려할 경우에는 도 1에 도시한 구성요소 중에서 회전감지부(108)는 생략 가능하며, 모터의 회전 RPM만 고려할 경우에는 도 1에 도시한 구성요소 중에서 전압감지부(106)는 생략 가능하다.
도 3은 모터의 RPM에 따른 ECU 소비전류를 예시적으로 나타낸 그래프이다.
도 3에 도시하듯이 피크 전류는 120A이고 정격 rpm이 1200rpm인 모터의 경우, ECU 입력 배터리전류가 모터의 회전수가 정격 rpm에 도달할 때까지는 ECU 소비전류가 증가하다가, 정격 rpm 이후부터는 감소하는 양상을 보인다. ECU의 소비전류에 의해 ECU의 온도가 증가하므로 모터의 속도를 가중치의 한 요소로 부여한다.
표 3은 모터의 회전자 고정시 및 정격 RPM 회전시의 가중치의 예를 나타낸 표이다.

조건
모터 회전자 고정
모터 정격 RPM 회전

주변온도
25℃
85℃
25℃
85℃

최대전류 허용시간
320s
120s
160s
90s

안전시간(70%)
224s
84s
112s
63s

회전가중치(Fm)
0.5
0.5
1
0.8
표 3에서 주변온도는 모터와 ECU를 챔버에 넣어 시험할 때의 챔버 온도를 가리킨다. 따라서 실제 상황에서는 모터와 ECU가 동작하고 있는 차량 내의 온도가 이에 해당될 수 있을 것이다.
본 실시예에서 모터의 회전 상황에서는 ECU에 많은 전류가 흐름으로 인해 ECU의 온도가 모터 회전자 고정시보다 더 빨리 상승한다. 주변온도가 25℃인 경우에 모터 회전시는 가중치를 1로 부여하지만, 모터의 회전자 고정 상황에서는 가중치는 0.5를 주도록 하여 온도변화율에 있어서 모터의 회전시와는 차별화할 수 있도록 한다.
즉, 온도변화율에 가중치 0.5를 곱하여 게산한 가중온도변화율을 이용하여 열용량을 계산할 때에는, 모터회전자 고정을 고려한 가중치에 의해 낮아진 가중온도변화율로 열용량을 계산하도록 한다. 본 실시예에서, 열용량은 ECU의 온도가 한계온도에 도달하기까지 남아있는 온도를 의미한다. 열용량은 한계온도로부터 일정 크기(또는, 일정 비율)의 열용량 마진을 두고 설정할 수도 있다.
한편, 표 3의 최대전류 허용시간은 모터에 피크전류가 흐를 때 ECU에 이상이 생기기 시작하는 시간을 의미하며, 70%로 설정한 안전시간은 최대전류 허용시간에 일정한 마진을 두는 경우에 설정될 수 있는 시간을 의미한다. 이와 같이 안전시간을 설정하는 비율을 열용량 마진을 설정하는 비율로 사용할 수도 있다.
회전감지부(108)는 모터(116)의 회전 RPM을 감지하고, 전압감지부(106)는 ECU로 입력되는 배터리의 입력전압을 감지한다.
열용량제어부(104)는 구동전류를 입수하고 제1온도변화율맵을 참조하여 최악조건 온도변화율을 획득하고 회전속도로부터 회전가중치맵을 참조하여 회전가중치를 획득하고 ECU 입력전압으로부터 전압가중치맵을 참조하여 전압가중치를 획득한 후, 최악조건 온도변화율이 전압가중치 및 회전가중치에 따라 변하는 값인 가중온도변화율을 계산하고, 가중온도변화율로부터 ECU의 한계온도까지 남아있는 열용량을 계산하여 열용량이 특정값, 즉, 한계용량에 이르렀을 때 모터(116)에 대한 구동력을 저감하도록 구동전류를 제어한다.
여기서, 가중온도변화율은 [수학식 2]의 (가중온도변화율 = a x (최악조건 온도변화율) x 회전가중치 x 전압가중치)(단, a는 비례상수. 여기서 a는 1로 가정하여 설명)의 식에 따라 계산될 수 있다.
표 4는 모터의 회전속도(RPM)에 따른 회전가중치(Fm)의 예를 나타낸 표이다.

모터 RPM
0
1200
1400
2200


회전가중치(Fm)

0.5
1.0(25℃일 때)

0.5

0.8(85℃일 때)
표 4에 나타내듯이 모터가 고정일 때는 회전가중치가 0.5이고, 모터의 정격 RPM 근처인 1200~1400rpm에서 회전가중치는 1.0(25℃일 때)이고, 2200rpm에서는 회전가중치가 0.5가 되도록 설정된 표를 사용할 수 있다.
도 4는 회전가중치맵을 예시한 그래프이다.
열용량제어부(104)는 감지된 회전 RPM을 이용하여 회전가중치맵을 참조하여 회전가중치를 획득한다.
도 4에서 회전가중치는 정격 rpm 까지는 회전가중치가 증가(선형적 또는 비선형적으로)하다가 정격 rpm 이후부터는 회전가중치가 다시 감소(선형적 또는 비선형적으로)하도록 설정될 수 있다.
도 4에 도시하듯이 주변온도가 25도인 경우 모터의 RPM이 0일 때는 0.5의 회전가중치를 갖고 RPM이 증가함에 따라 선형적으로 증가하다가 정격 RPM인 1200RPM에서는 1의 회전가중치를 가졌다가 이후 2200RPM에 이르기까지는 선형적으로 회전가중치가 감소하는 형태를 보인다. 도 4의 회전가중치맵은 예시에 불과하며 그래프의 형상이 선형적이 아닌 비선형적인 그래프가 될 수도 있다.
도 5는 ECU 배터리 전압에 따른 ECU 소비전류를 나타낸 그래프이다.
도 5에 도시하듯이 ECU배터리 전압이 11V인 경우에 ECU 소비전류가 최대값(회전자 고정시: 100A, 모터회전시: 50A)을 갖고, 배터리 전압이 11V에서 멀어질수록 ECU소비전류가 감소(선형적 또는 비선형적으로)하므로 온도변화율에 이를 반영하는 전압가중치(Fb)를 둘 수 있다.
한편, 전압감지부(106)가 배터리 전압을 감지하고 열용량제어부(104)는 감지된 배터리 전압을 이용하여 전압가중치를 계산한다.
표 5는 ECU 배터리 전압에 따른 전압가중치(Fb)의 예를 나타낸 표이다.

배터리전압(V)
10
11
15

전압가중치(Fb)
0.9
1.0
0.8
표 5에 나타낸 바와 같이 배터리 전압이 10V이면 전압가중치가 0.9이고 배터리 전압이 11V일 경우에는 1.0을 갖다가 15V일 경우에는 배터리가중치가 0.8을 갖도록 설정된 표를 사용할 수 있다.
표 5는 예를 든 것에 불과하며, 도 4에 도시한 그래프의 모양과 유사하게 배터리전압이 11V 까지는 전압가중치가 증가(선형적 또는 비선형적으로)하다가 배터리전압 11V 이후부터는 전압가중치가 다시 감소(선형적 또는 비선형적으로)하도록 설정될 수 있다.
도 6은 전압가중치맵을 예시한 그래프이다.
전압가중치는맵은 전압가중치가 ECU의 입력전압에 따라 증가하다 정격전압(여기선 11V라 가정)에서 가장 큰 값을 갖고 정격전압 이후부터는 감소하도록 설정될 수 있다.
도 6에 도시하듯이 배터리전압이 10V인 경우 0.9의 전압가중치를 갖고 배터리전압이 증가함에 따라 선형적으로 증가하다가 11V인 경우에는 1의 전압가중치를 갖고 다시 15V에 이르기까지는 선형적으로 전압가중치가 감소하는 형태를 보인다. 도 6의 전압가중치맵은 예시에 불과하며 실시예에 따라서 그래프의 형상이 선형적이 아닌 비선형적인 그래프가 될 수도 있다.
한편, 열용량제어부(104)는 회전가중치와 배터리가중치를 모두 고려한 종합가중치를 사용하여 ECU의 열용량을 계산할 수 있다.
이 경우, 종합가중치는 [수학식 5]에 예시된 것과 같이 회전가중치와 배터리가중치를 곱한 값으로 설정될 수 있다.
종합가중치 = 회전가중치 x 배터리가중치
종합가중치의 값에 따라서 열용량이 변하는 비율이 달라질 수 있다. 만일, 모터전류 120A, 배터리전압이 11V이고 모터의 회전속도가 1200rpm인 경우에 종합가중치(주변온도는 25℃)는 (종합가중치 = 회전가중치 x 배터리가중치 = 1.0 x 1.0 = 1.0)이 된다. 따라서 이때의 가중온도변화율은 -1.5가 된다(가중온도변화율 = 온도변화율 x 종합가중치 = -1.5 x 1.0 = -1.5).
만일, 모터전류 120A, 배터리전압이 11V이고 모터의 회전자가 고정(모터속 도: 0 rpm)인 경우에 종합가중치(주변온도는 25℃)는 (종합가중치 = 회전가중치 x 배터리가중치 = 0.5 x 1.0 = 0.5)가 된다. 따라서, 이때의 가중온도변화율은 -0.75가 된다(가중온도변화율 = 온도변화율 x 종합가중치 = -1.5 x 0.5 = -0.75).
도 7은 종합가중치에 따른 전류 대 가중온도변화율을 도시한 그래프이다.
도 7에 도시한 바와 같이 종합가중치에 따라 전류 대 가중온도변화율의 기울기가 달라진다. 따라서 시간이 흐름에 따라 ECU의 열용량(더 구체적으로는 ECU 입력단자의 열용량)이 변하는 비율이 달라진다.
열용량제어부(104)는 (가중온도변화율 = (최악조건 온도변화율) x 회전가중치 x 전압가중치)의 식에 따라 가중온도변화율을 계산한 후, ECU의 한계온도까지 남아있는 온도, 즉, 열용량을 계산한다.
예를 들어, 종합가중치(= 회전가중치 x 전압가중치)가 1인 경우에 120A의 전류를 흐르게 할 경우 최악조건 온도변화율이 1.5이므로 가중온도변화율은 (가중온도변화율 = (최악조건 온도변화율) x 회전가중치 x 전압가중치)의 식에 따라 1.5가 된다.
이때, 열용량은 [수학식 6]의 식에 의해 계산될 수 있다.
열용량 = 한계온도 - 주변온도
따라서, 열용량은 (열용량 = 한계온도 - 주변온도 = 220-85 = 135℃)에 의해 135℃가 된다.
한편, [수학식 6]에서 주변온도는 모터의 구동이 시작되는 온도를 의미하며, 최악의 조건인 85℃로 가정할 수 있다.
이 경우, 구동저감시간은 [수학식 7]의 식에 의해 계산될 수 있다.
한계온도 도달시간 = 열용량/가중온도변화율
즉, (열용량/가중온도변화율 = 135/1.5 = 90초)의 식에 의해 90초가 흐르면 한계온도에 도달하게 되어 모터의 구동력을 떨어뜨리게 된다.
한편, 열용량제어부(104)는 열용량이 0인 경우, 즉, ECU의 온도가 한계온도가 되었을 때 모터의 구동력을 떨어뜨릴 수도 있지만(즉, 이 경우는 한계용량이 0이 됨), 일정 크기 또는 일정 비율의 마진을 주어, 예를 들어, 열용량이 10이 남았을 때 모터의 구동력을 떨어뜨리도록 제어할 수도 있다(이 경우는 한계용량이 10이 됨).
하지만, 종합가중치(= 회전가중치 x 전압가중치)가 0.5인 경우에 120A의 전류를 흐르게 할 경우 최악조건 온도변화율이 1.5이므로 가중온도변화율은 (가중온도변화율 = (최악조건 온도변화율) x 회전가중치 x 전압가중치)의 식에 따라 0.75가 된다(열용량 = 한계온도 - 주변온도 = 220-85 = 135인 경우). 이 경우 (열용량/가중온도변화율 = 135/0.75 = 180초)의 식에 의해 180초 후에 한계온도에 이르게 된다.
한편, 남이 있는 열용량의 계산은 [수학식 8]의 식에 의하여 누적계산될 수 있다.
열용량 = 종전열용량 - (가중온도변화율 x 시간)
만일, 종전열용량이 135이었을 때, 위와 같은 조건으로 전류를 흐르게 한 뒤 시간이 100초가 흐르면 열용량은 (종전열용량 - (가중온도변화율 x 시간) = 135 - 0.75*100 = 60)이 된다.
따라서, 종합가중치가 작아질수록 한계온도에 이르는 시간이 길어지므로 전류공급부(118)로부터 모터(116)에 흐르는 구동전류를 떨어뜨리지 않고 더 오래동안 공급할 수 있게 된다.
한편, 열용량이 누적 계산된다는 의미는 열용량은 실시간으로(혹은 일정 타이밍마다) 계산될 수 있으며 그때마다 열용량은 전류의 크기, 배터리전압, 회전수 등의 변수를 고려하여 계산된 가중온도변화율을 이용하여 열용량의 감소분을 계산하고 이를 누적함으로써 현재 남아있는 열용량이 계산될 수 있다.
도 7의 가중온도변화율의 그래프는 선형적 혹은 비선형적일 수 있으며, 실시예에 따라 달라질 수 있다.
도 8은 전류의 크기에 따라 열용량제어부(104)가 모터(116)의 구동력을 낮추는 시점을 도시한 그래프이다.
열용량제어부(104)에 의해 열용량이 0이 되는 시점이 모터(116)의 구동력을 낮추는 시점이 된다.
도 8에 도시한 바와 같이 전류가 120A이면 90초 후에 모터(116)의 구동력을 낮추게 되며, 전류가 90A이면 135초 후에 모터(116)의 구동력을 낮추게 된다.
열용량제어부(104)는 열용량을 계산하여 그 크기가 한계용량이 되면 모터(116)의 구동전류를 제한하게 된다.
도 8에서 경우 모터(116)의 구동전류를 40A 이하로 저하시키면 ECU 전류입력단자의 온도는 더 이상 상승하지 않을 것이기 때문에 시간이 흘러도 열용량은 감소하지 않는다.
따라서, 도 8에 도시하듯이 전류가 감소할수록 가중온도변화율이 작아져 전류 40A가 되는 시점에서는 가중온도변화율이 0이 되므로 그래프의 모양은 전류가 40A인 지점에서 무한한 시간값을 가지는 그래프 모양을 형성하게 된다.
도 9는 종합가중치 값에 따라 열용량제어부(104)가 모터(116)의 구동력을 낮추는 시점을 도시한 그래프이다.
도 9에 도시하듯이 종합가중치가 다르면 모터(116)의 구동력을 낮추는 시점이 달라진다. 종합가중치가 0.5라는 것 이외의 모든 조건이 도 8의 그래프와 동일한 조건에서 모터의 구동력을 낮추는 시점은 180초 후가 된다.
한편, 도 1의 본 발명의 일 실시예의 구성요소 중에서 전압감지부(106)가 제외되는 경우에는 (종합가중치 = 회전가중치)가 되므로, 열용량제어부(104)는 구동전류로부터 제1온도변화율맵을 참조하여 최악조건 온도변화율을 획득하고 모터(116)의 회전속도로부터 회전가중치맵을 참조하여 회전가중치를 획득한 후, 최악조건 온도변화율이 회전가중치에 따라 변하는 값인 가중온도변화율을 계산하고, 가 중온도변화율로부터 ECU의 한계온도까지 남아있는 열용량을 계산하여 열용량이 한계용량에 이르렀을 때 모터(116)의 구동력을 저감하도록 구동전류를 제어한다.
이때, 가중온도변화율은 (가중온도변화율 = (최악조건 온도변화율) * 회전가중치)의 식에 따라 계산될 수 있다.
또한, 도 1의 본 발명의 일 실시예의 구성요소 중에서 회전감지부(108)가 제외되는 경우에는 (종합가중치 = 전압가중치)가 되므로, 열용량제어부(104)는 모터(116)의 구동전류를 입수하고 제1온도변화율맵을 참조하여 최악조건 온도변화율을 획득하고 ECU의 입력전압으로부터 전압가중치맵을 참조하여 전압가중치를 획득한 후, 최악조건 온도변화율이 전압가중치에 따라 변하는 값인 가중온도변화율을 계산하고, 가중온도변화율로부터 ECU의 한계온도까지 남아있는 열용량을 계산하여 열용량이 한계용량에 이르렀을 때 모터(116)의 구동력을 저감하도록 구동전류를 제어한다.
이때, 가중온도변화율은 (가중온도변화율 = (최악조건 온도변화율) * 전압가중치)의 식에 따라 계산될 수 있다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 파워스티어링 시스템의 과열방지 방법을 도시한 흐름도이다.
도 10에 도시하듯이 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 파워스티어링 시스템의 과열방지 방법은 구동전류감지단계(S1002), 전압감지단계(S1004), 회전속도감지단계(S1006), 계산단계(S1008) 및 구동전류제어단계(S1010)를 포함한다.
도 1 내지 도 10을 함께 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 파워 스티어링 시스템의 과열방지 방법을 설명한다.
구동전류감지단계(S1002)에서는 전동파워 스티어링 시스템의 전자제어장치(Electronic Control Unit: ECU)로부터 모터로 흐르는 구동전류를 감지한다.
전압감지단계(S1004)에서는 전자제어장치로 입력되는 전압을 감지한다.
회전속도감지단계(S1006)에서는 모터(116)의 회전속도를 감지한다.
여기서, 구동전류감지단계(S1002), 전압감지단계(S1004) 및 회전속도감지단계(S1006)는 열용량계산전 단계로서 이들 간에는 순서가 바뀌어도 상관없다.
계산단계(S1008)에서는 모터(116)의 구동전류를 입수하고 제1온도변화율맵을 참조하여 최악조건 온도변화율을 획득하고 모터(116)의 회전속도로부터 회전가중치맵을 참조하여 회전가중치를 획득하고 ECU의 전압으로부터 전압가중치맵을 참조하여 전압가중치를 획득한 후, (가중온도변화율 = (최악조건 온도변화율) * 회전가중치 * 전압가중치)의 식에 따라 가중온도변화율을 계산한다.
구동전류제어단계(S1010)에서는 가중온도변화율을 입수하여 열용량을 계산하고, 열용량이 한계용량에 이르렀을 때 모터(116)의 구동력을 떨어뜨리는 방향으로 구동전류를 제어한다.
도 11a는 모터의 인가전류 파형패턴을 나타낸 그래프이고 도 11b는 모터의 파형 패턴을 나타낸 그래프이다. 도 12a는 주변온도 25도 환경에서 본 발명에 의한 개선 전의 모터 인가전류를 나타낸 그래프이고 도 13b는 개선 후의 모터 인가전류를 나타낸 그래프이고, 도 13a는 주변온도 75도 환경에서 본 발명에 의한 개선 전의 모터 인가전류를 나타낸 그래프이고 도 13b는 개선 후의 모터 인가전류를 나타 낸 그래프이다.
도 11에서 보듯이, 모터(116)에 인가전류가 증가하거나 감소하면 모터(116)의 회전 RPM도 그에 따라서 증가하거나 감소함을 알 수 있다.
도 12 및 도 13의 그래프는 모터의 구동력이 떨어질 때까지의 조향휠 락투락 턴(Lock-to-Lock Turn) 횟수를 비교한 것이다. 시험모드는 조향각속도가 약 90도/초로 좌우로 락(Lock) 위치까지 핸들링한 후 락(Lock) 위치에서 1초간 멈추고 반전하여 조향하는 방법으로 시험한 결과이다.
도 12 및 도 13의 결과는 입력전압이 정상적인 시동 후인 13V인 경우를 기준으로 하였다.
도 12에서 도시하듯이 도 12a의 개선 전 그래프를 보면, 락투락 턴 횟수가 20일 때 모터의 구동력이 저하되지만 도 12b의 개선 후의 그래프에서는 락투락 턴 횟수가 32일 때 모터의 구동력이 저하되므로 결과적으로 모터 구동력이 지연되어 저하됨을 알 수 있다.
도 13에서도 마찬가지로 도 13a의 개선 전에는 락투락 턴 횟수가 20일 때 모터의 구동력이 저하되지만 도 13b의 개선 후에는 락투락 턴 횟수가 32일 때 모터의 구동력이 저하되어 모터 구동력이 지연되어 저하됨을 알 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 실시예에 의하면, 전동식 파워스티어링 시스템에서 모터를 구동하는 전자제어장치가 과열되지 않도록 모터의 회전속도와 입력전압을 고려하여 구동전류를 제어하는 효과가 있다.
따라서, 이 경우에 운전자는 저속 주행중에 좀더 오랜 시간 동안 운전자가 EPS에 의한 가벼운 조향감을 제공받을 수 있는 효과가 있다. 이러한 경우는 운전자에게 더 큰 구동력을 필요로 하는 저속 주행중에 더 큰 효과를 줄 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, 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 세그먼트들은 본 발명의 기술 분야의 당업자에 의해 용이하게 추론될 수 있을 것이다. 이러한 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터가 읽을 수 있는 저장매체(Computer Readable Media)에 저장되어 컴퓨터에 의하여 읽혀지고 실행됨으로써, 본 발명의 실시예를 구현할 수 있다. 컴퓨터 프로그램의 저장매체로서는 자기 기록매체, 광 기록매체, 캐리어 웨이브 매체 등이 포함될 수 있다.
또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 이와 명시적으로 상반되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재될 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식 을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥 상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
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. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 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.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 파워스티어링 시스템의 과열방지 장치를 도시한 도면이다.
도 2는 모터의 입력전류 대 제1온도변화율맵을 도시한 그래프이다.
도 3은 모터의 RPM에 따른 ECU 소비전류를 나타낸 그래프이다.
도 4는 회전가중치맵을 예시한 그래프이다.
도 5는 ECU 배터리 전압에 따른 ECU 소비전류를 나타낸 그래프이다.
도 6은 전압가중치맵을 예시한 그래프이다.
도 7은 종합가중치에 따른 전류 대 가중온도변화율을 도시한 그래프이다.
도 8은 전류의 크기에 따라 열용량제어부(104)가 모터(116)의 구동력을 낮추는 시점을 도시한 그래프이다.
도 9는 종합가중치 값에 따라 열용량제어부(104)가 모터(116)의 구동력을 낮추는 시점을 도시한 그래프이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 파워스티어링 시스템의 과열방지 방법을 도시한 흐름도이다.
도 11a는 모터의 인가전류 파형패턴을 나타낸 그래프이고 도 11b는 모터의 파형 패턴을 나타낸 그래프이다.
도 12a는 주변온도 25도 환경에서 본 발명에 의한 개선 전의 모터 인가전류를 나타낸 그래프이고 도 13b는 개선 후의 모터 인가전류를 나타낸 그래프이다.
도 13a는 주변온도 75도 환경에서 본 발명에 의한 개선 전의 모터 인가전류 를 나타낸 그래프이고 도 13b는 개선 후의 모터 인가전류를 나타낸 그래프이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
102: 전류감지부 104: 열용량제어부
106: 전압감지부 108: 회전감지부
116: 모터 118: 전류공급부

Claims (15)

  1. 전동식 파워스티어링 시스템의 과열방지 장치에 있어서,
    상기 전동파워 스티어링 시스템의 전자제어장치(Electronic Control Unit: ECU)로부터 모터로 흐르는 구동전류를 감지하는 전류감지부;
    상기 모터의 회전속도를 감지하는 회전감지부; 및
    상기 구동전류로부터 제1온도변화율맵을 참조하여 최악조건 온도변화율을 획득하고 상기 회전속도로부터 회전가중치맵을 참조하여 회전가중치를 획득한 후, 상기 최악조건 온도변화율이 상기 회전가중치에 따라 변하는 값인 가중온도변화율을 계산하고, 상기 가중온도변화율로부터 상기 ECU의 한계온도까지 남아있는 열용량을 계산하여 상기 열용량이 특정값에 이르렀을 때 상기 모터의 구동력을 저감하도록 상기 구동전류를 제어하는 열용량제어부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동식 파워스티어링 시스템의 과열방지 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 가중온도변화율은,
    (가중온도변화율 = a x (최악조건 온도변화율) x 회전가중치)(단, a는 비례상수)
    의 식에 따라 계산되는 것을 특징으로 하는 전동식 파워스티어링 시스템의 과열방지 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 과열방지 장치는,
    상기 전자제어장치로 입력되는 입력전압을 감지하는 전압감지부를 추가로 포함하고,
    상기 열용량제어부는 상기 구동전류를 입수하고 제1온도변화율맵을 참조하여 최악조건 온도변화율을 획득하고 상기 회전속도로부터 회전가중치맵을 참조하여 회전가중치를 획득하고 상기 입력전압으로부터 전압가중치맵을 참조하여 전압가중치를 획득한 후, 상기 최악조건 온도변화율이 상기 전압가중치 및 상기 회전가중치에 따라 변하는 값인 가중온도변화율을 계산하고, 상기 가중온도변화율로부터 상기 ECU의 한계온도까지 남아있는 열용량을 계산하여 상기 열용량이 특정값에 이르렀을 때 상기 구동력을 저감하도록 상기 구동전류를 제어하는 것을 특징으로 하는 과열방지 장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 가중온도변화율은,
    (가중온도변화율 = a x (최악조건 온도변화율) x 회전가중치 x 전압가중치)(단, a는 비례상수)
    의 식에 따라 계산되는 것을 특징으로 하는 전동식 파워스티어링 시스템의 과열방지 장치.
  5. 전동식 파워스티어링 시스템의 과열방지 장치에 있어서,
    상기 전동파워 스티어링 시스템의 전자제어장치(Electronic Control Unit: ECU)로부터 모터로 흐르는 구동전류를 감지하는 전류감지부;
    상기 전자제어장치로 입력되는 입력전압을 감지하는 전압감지부; 및
    상기 구동전류를 입수하고 제1온도변화율맵을 참조하여 최악조건 온도변화율을 획득하고 상기 입력전압으로부터 전압가중치맵을 참조하여 전압가중치를 획득한 후, 상기 최악조건 온도변화율이 상기 전압가중치에 따라 변하는 값인 가중온도변화율을 계산하고, 상기 가중온도변화율로부터 상기 ECU의 한계온도까지 남아있는 열용량을 계산하여 상기 열용량이 특정값에 이르렀을 때 상기 모터의 구동력을 저감하도록 상기 구동전류를 제어하는 열용량제어부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동식 파워스티어링 시스템의 과열방지 장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 가중온도변화율은,
    (가중온도변화율 = a x (최악조건 온도변화율) x 전압가중치)(단, a는 비례상수)
    의 식에 따라 계산되는 것을 특징으로 하는 전동식 파워스티어링 시스템의 과열방지 장치.
  7. 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 특정값은 상기 한계온도로부터 일정 마진을 둔 크기의 한계용량인 것을 특징으로 하는 전동식 파워스티어링 시스템의 과열방지 장치.
  8. 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1온도변화율맵은 상기 구동전류에 대응되는 최악조건 온도변화율 값으로 상기 구동전류의 값이 클수록 큰 최악조건 온도변화율이 대응되도록 설정되는 것을 특징으로 하는 전동식 파워스티어링 시스템의 과열방지 장치.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 제1온도변화율맵은 상기 구동전류에 대응되는 최악조건 온도변화율 값이 선형적으로 증가하도록 설정되는 것을 특징으로 하는 전동식 파워스티어링 시스템의 과열방지 장치.
  10. 제 1항 또는 제 3항에 있어서,
    상기 회전가중치맵은,
    상기 회전가중치가 상기 모터의 RPM에 따라 증가하다 정격 RPM에서 가장 큰 값을 갖고 상기 모터의 정격 RPM 이후부터는 감소하도록 설정되는 것을 특징으로 하는 전동식 파워스티어링 시스템의 과열방지 장치.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 회전가중치는,
    상기 모터의 RPM에 따라 증가하거나 감소하는 패턴은 선형적인 것을 특징으로 하는 전동식 파워스티어링 시스템의 과열방지 장치.
  12. 제 3항 또는 제 5항에 있어서,
    상기 전압가중치맵은,
    상기 전압가중치가 상기 입력전압에 따라 증가하다 정격전압에서 가장 큰 값을 갖고 상기 정격전압 이후부터는 감소하도록 설정되는 것을 특징으로 하는 전동식 파워스티어링 시스템의 과열방지 장치.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 전압가중치는,
    상기 입력전압에 따라 증가하거나 감소하는 패턴은 선형적인 것을 특징으로 하는 전동식 파워스티어링 시스템의 과열방지 장치.
  14. 제 1항, 제 3항 및 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 열용량은,
    (열용량 = 종전열용량 - (가중온도변화율 x 시간))의 식에 의하여 누적계산되는 것을 특징으로 하는 전동식 파워스티어링 시스템의 과열방지 장치.
  15. 전동식 파워스티어링 시스템의 과열방지 방법에 있어서,
    상기 전동파워 스티어링 시스템의 전자제어장치(Electronic Control Unit: ECU)로부터 모터로 흐르는 구동전류를 감지하는 단계;
    상기 전자제어장치로 입력되는 입력전압을 감지하는 단계;
    상기 모터의 회전속도를 감지하는 단계;
    상기 구동전류를 입수하고 제1온도변화율맵을 참조하여 최악조건 온도변화율을 획득하고 상기 회전속도로부터 회전가중치맵을 참조하여 회전가중치를 획득하고 상기 입력전압으로부터 전압가중치맵을 참조하여 전압가중치를 획득한 후, 상기 최악조건 온도변화율이 상기 전압가중치 및 상기 회전가중치에 따라 변하는 값인 가중온도변화율을 계산하는 단계; 및
    상기 가중온도변화율을 입수하여 열용량을 계산하고 상기 열용량이 특정값에 이르렀을 때 상기 모터의 구동력을 저감하도록 상기 구동전류를 제어하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동식 파워스티어링 시스템의 과열방지 방법.
KR1020090023220A 2009-03-18 2009-03-18 전동파워 스티어링 시스템의 과열방지 장치 및 그 방법 KR101280193B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090023220A KR101280193B1 (ko) 2009-03-18 2009-03-18 전동파워 스티어링 시스템의 과열방지 장치 및 그 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090023220A KR101280193B1 (ko) 2009-03-18 2009-03-18 전동파워 스티어링 시스템의 과열방지 장치 및 그 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20100104655A true KR20100104655A (ko) 2010-09-29
KR101280193B1 KR101280193B1 (ko) 2013-06-28

Family

ID=43008880

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020090023220A KR101280193B1 (ko) 2009-03-18 2009-03-18 전동파워 스티어링 시스템의 과열방지 장치 및 그 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101280193B1 (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170011654A (ko) * 2015-07-23 2017-02-02 현대자동차주식회사 모터의 stall current 제어 방법
US10574173B2 (en) 2016-09-02 2020-02-25 Kongsberg Inc. Techniques for limiting electrical current provided to a motor in an electric power steering system
CN113765465A (zh) * 2021-07-27 2021-12-07 岚图汽车科技有限公司 一种转向电机热保护控制方法及装置

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102411352B1 (ko) * 2017-05-22 2022-06-22 주식회사 만도 전동식 파워 스티어링 장치의 과열 방지 제어 시스템 및 방법

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20090019557A (ko) * 2007-08-21 2009-02-25 현대모비스 주식회사 전동식 파워 스티어링 시스템

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170011654A (ko) * 2015-07-23 2017-02-02 현대자동차주식회사 모터의 stall current 제어 방법
US10574173B2 (en) 2016-09-02 2020-02-25 Kongsberg Inc. Techniques for limiting electrical current provided to a motor in an electric power steering system
CN113765465A (zh) * 2021-07-27 2021-12-07 岚图汽车科技有限公司 一种转向电机热保护控制方法及装置

Also Published As

Publication number Publication date
KR101280193B1 (ko) 2013-06-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN100337395C (zh) 电动机温度推定装置和电动机控制装置
KR101280193B1 (ko) 전동파워 스티어링 시스템의 과열방지 장치 및 그 방법
CN103703672B (zh) 用于控制机动车辆交流发电机的抵抗扭矩的方法和用于执行该方法的系统
US8084985B2 (en) Inverter control method
US20040150927A1 (en) High side reverse and overvoltage transient protection
KR950026757A (ko) 자동차의 전동 파워 스티어링 시스템용 제어 장치
CN103347770B (zh) 电动助力转向装置
EP2965419B1 (en) Motor control for electric power assisted steering systems
US9553529B2 (en) Motor controller
CN103782505B (zh) 电动机的过热保护装置
JP2007091122A (ja) 電動パワーステアリング装置
CN102130444A (zh) 保护电机驱动转向系统不过热的方法
US11408839B2 (en) Processing device
EP2808454B1 (en) Motor Controller and Construction Machine Provided Therewith
US9621089B2 (en) Control apparatus of an AC generator for a vehicle
US8080980B2 (en) Alternator regulator with automatic regulation dependent on system voltage
CN104670304A (zh) 电动助力转向装置及其驱动方法
JP6281115B2 (ja) モータ駆動方法、モータ駆動装置およびブラシレスモータ
EP1271762B1 (en) Stall detection and thermal protection for a vehicle with an electric motor
JP2009520453A (ja) 電動機の制御方法および装置
US20050067210A1 (en) Control apparatus for an electrically driven power steering
CN108258880B (zh) 机电动力传输链的电气系统
CN112585863B (zh) 用于调节电机的转速或转矩的方法、转速调节系统和控制器
KR101348569B1 (ko) 전동 파워스티어링 장치 및 그의 과열방지방법
JPS59106882A (ja) インバ−タ付空調機の保護装置

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
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160330

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170320

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190403

Year of fee payment: 7