KR20150055354A - Control apparatus and method for position compensating of electric power steering motor - Google Patents

Control apparatus and method for position compensating of electric power steering motor Download PDF

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Abstract

An apparatus for compensating a position of an electric power steering motor and a method therefor are disclosed. According to the present invention, the controlling apparatus for compensating a position of an electric power steering motor comprises: a current command generation unit generating a current command value to drive a motor based on a current command look up table in accordance with a torque command value; a current controller reflecting a current value which is fed back from the motor and the current command value generated from the current command generation unit; an ECU applying a constant current to the motor through a voltage command value outputted from the current controller; an error calculation unit calculating a counter electromotive force of d-axis and q-axis of the motor to calculate an error value of a position of the motor based on a motor position sensor sensing the position of the motor and the current controller and the current value, a voltage value, and a position value of the d-axis and the q-axis of the motor inputted from the motor position sensor.

Description

전동식 파워 스티어링의 모터 위치의 보상 제어장치 및 그 방법{CONTROL APPARATUS AND METHOD FOR POSITION COMPENSATING OF ELECTRIC POWER STEERING MOTOR}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a control device for a motor position of an electric power steering,

본 발명은 전동식 파워 스티어링의 모터 위치의 보상 제어장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전동식 파워 스티어링에서 모터 제어시 저분해능 센서로 모터 위치를 측정하고 외란관측기를 통해 모터 위치의 오차를 보상하는 전동식 파워 스티어링의 모터 위치의 보상 제어장치 및 그 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to an apparatus and method for compensating a motor position of an electric power steering, and more particularly, to an apparatus and method for compensating a motor position of an electric power steering by using a disturbance observer The present invention relates to an apparatus and method for compensating a motor position of an electric power steering.

일반적으로 전동식 파워 스티어링(EPS : Electric Power Steering)은 차량의 주행 속도에 따라 모터의 동력에 의해 핸들의 조타력을 주차 또는 저속시 가볍게 해주고, 고속시 무겁게 해주어 고속 주행 안정성을 제공함과 아울러 비상시 급속한 조향이 이루어지도록 함으로써 운전자에게 최적의 조향 조건을 제공한다.Generally, electric power steering (EPS) is designed to lighten the steering force of the steering wheel by the power of the motor according to the driving speed of the vehicle, or to lighten the steering force when the vehicle is running at a low speed, to provide high speed driving stability, Thereby providing an optimum steering condition to the driver.

이러한 전동식 파워 스티어링은 일반적으로 차속센서와, 핸들의 조타력을 감지하기 위한 토크센서와, 핸들의 조향 조작에 따라 휠을 조향하는 스티어링 링크기구와, 핸들의 조타력을 보조하기 위한 감속기구로 구성된다.Such electric power steering generally comprises a vehicle speed sensor, a torque sensor for sensing the steering force of the steering wheel, a steering link mechanism for steering the wheel according to the steering operation of the steering wheel, and a reduction gear for assisting steering force of the steering wheel .

또한, 전동식 파워 스티어링은 모터의 설치 위치에 따라 컬럼 구동방식(C-EPS), 피니온 구동방식(PEPS), 랙 구동방식(R-EPS) 등으로 구분한다.In addition, electric power steering is classified into a column driving type (C-EPS), a pinion driving type (PEPS), and a rack driving type (R-EPS) depending on the installation position of the motor.

일반적으로 이러한 전동식 파워 스티어링의 모터는 레졸버 센서를 이용하여 모터의 위치를 센싱하는데, 레졸버 센서를 이용하여 위치를 센싱 할 경우에 일반적으로 나타나는 신호 특성은 레졸버 위상의 불평형 여자신호 또는 불균일한 인덕턴스 성분으로 인해 2 개의 출력 신호사이에 크기의 불평형이 발생한다. 이 오차를 보상해 주기 위해 조향각 센서로부터 추정된 위치 정보와 레졸버에서 측정된 값을 신호처리하여 위치 오차에 따른 전류 오차값을 추정해내고 이를 피드백으로 보상해주고 있다. Generally, the motor of this electric power steering senses the position of the motor by using the resolver sensor. In general, the signal characteristic when sensing the position using the resolver sensor is an unbalanced excitation signal of the resolver phase or a non- Due to the inductance component, magnitude imbalance occurs between the two output signals. In order to compensate for this error, the estimated position information from the steering angle sensor and the measured value from the resolver are processed to estimate the current error value according to the position error and compensate it with feedback.

그러나, 이러한 방법은 전류 오차값 추정시 삼각함수와 삼각함수의 곱셈 연산을 수행하므로 계산과정이 복잡하여 고성능의 MCU(Micro Control Unit)가 필요할 뿐만 아니라, 레졸버 센서를 사용하기 위해서는 RDC(Resolver-to-Digital Converter)라는 별도의 장치가 필요하므로 원가가 상승하는 문제점이 있다.
However, this method requires a high-performance MCU (Micro Control Unit) because the calculation process is complicated by performing the multiplication operation of the trigonometric function and the trigonometric function in the estimation of the current error value. In addition, in order to use the resolver sensor, to-digital converter) is required, so that the cost increases.

본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허공보 제10-2008-0073135호(2008. 08. 08. 공개, 발명의 명칭 : 전동식 파워 스티어링 장치의 제어방법)에 개시되어 있다.
BACKGROUND ART [0002] The background art of the present invention is disclosed in Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2008-0073135 (published on 08.08.2008, entitled "Control Method of Electric Power Steering Apparatus").

본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위해 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 전동식 파워 스티어링에서 모터 제어시 저분해능 센서로 모터 위치를 측정하고 외란관측기를 통해 모터 위치의 오차를 보상하는 전동식 파워 스티어링의 모터 위치의 보상 제어장치 및 그 방법을 제공하는 것이다.
It is an object of the present invention to provide an electric power steering device for measuring the position of a motor from a low resolution sensor when controlling a motor in an electric power steering and compensating an error of a motor position through a disturbance observer, And a method for compensating the motor position of the motor.

본 발명에 따른 전동식 파워 스티어링의 모터 위치의 보상 제어장치는, 토크지령값에 따른 전류지령 룩업테이블을 기반으로 모터를 구동시키기 위한 전류 지령값을 생성하는 전류지령생성부; 상기 전류지령생성부로부터 생성된 전류 지령값과 상기 모터로부터 피드백 되는 전류값을 반영하여 전압 지령값을 출력하는 전류제어기; 상기 전류제어기로부터 출력된 전압 지령값을 통해 상기 모터에 상전류를 인가하는 ECU; 상기 모터의 위치를 측정하는 모터위치센서; 및 상기 전류지령생성부와 상기 전류제어기 및 상기 모터위치센서로부터 입력된 모터 d축과 q축의 전류값, 전압값 및 위치값을 기반으로, 상기 모터 d축과 q축의 역기전력을 계산하여 모터 위치의 오차값을 산출하는 오차산출부; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.An apparatus for compensating motor position of an electric power steering according to the present invention includes: a current command generator for generating a current command value for driving a motor based on a current command lookup table according to a torque command value; A current controller for outputting a voltage command value by reflecting a current command value generated from the current command generator and a current value fed back from the motor; An ECU for applying a phase current to the motor through a voltage command value output from the current controller; A motor position sensor for measuring the position of the motor; And calculating a counter electromotive force between the motor d axis and the q axis based on the current value, the voltage value, and the position value of the motor d axis and the q axis input from the current command generator, the current controller, and the motor position sensor, An error calculator for calculating an error value; And a control unit.

본 발명에서, 상기 전류지령생성부는 상기 전류 지령값 생성시 상기 오차산출부로부터 산출된 모터 위치의 오차값을 반영하여 생성하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the current command generation unit reflects the error value of the motor position calculated by the error calculation unit when generating the current command value.

본 발명에서, 상기 전류제어기는 상기 전류 지령값과 상기 피드백 되는 전류값의 오차가 0이 되도록 제어하여 상기 전압 지령값을 출력하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the current controller controls the error between the current command value and the feedback current value to be zero, and outputs the voltage command value.

본 발명에서, 상기 오차산출부는 상기 모터 위치의 오차 보상시, 상기 모터 위치의 오차값의 각도가 360을 넘으면 상기 오차값의 각도에 360을 빼주고, -360을 넘지 않으면 상기 오차값의 각도에 360을 더해주는 것을 특징으로 한다.In the present invention, when the error of the motor position exceeds 360, the error calculating unit subtracts 360 from the angle of the error value when the angle of the motor position exceeds 360. When the error does not exceed -360, Is added.

본 발명에 따른 전동식 파워 스티어링의 모터 위치의 보상 제어방법은, 오차산출부가 전류지령생성부와 전류제어기 및 모터위치센서로부터 모터 d축과 q축의 전류값, 전압값 및 위치값을 각각 입력받는 단계; 상기 입력된 모터 d축과 q축의 전류값, 전압값 및 위치값으로부터 역기전력을 계산하는 단계; 상기 계산된 역기전력을 이용하여 모터 위치의 오차값을 산출하는 단계; 및 상기 모터위치센서로부터 입력된 상기 모터의 위치값에, 상기 산출된 모터 위치의 오차값을 반영하여 상기 모터 위치의 오차를 보상하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.A method of compensating motor position of electric power steering according to the present invention includes receiving a current value, a voltage value, and a position value of a motor d axis and a q axis from a current command generating unit, a current controller, and a motor position sensor, ; Calculating a counter electromotive force from a current value, a voltage value, and a position value of the input d-axis and q-axis of the motor; Calculating an error value of the motor position using the calculated counter electromotive force; And compensating an error of the motor position by reflecting an error value of the calculated motor position to a position value of the motor inputted from the motor position sensor; And a control unit.

본 발명에서, 상기 모터 위치의 오차를 보상하는 단계는 모터 위치의 오차 보상시, 모터 위치의 오차값의 각도가 360을 넘으면 상기 오차값의 각도에 360을 빼주고, -360을 넘지 않으면 상기 오차값의 각도에 360을 더해주는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the step of compensating for the error of the motor position may be performed such that when the angle of the error value of the motor position exceeds 360, the angle of the error value is subtracted from 360, And 360 is added to the angle of < / RTI >

본 발명에서, 상기 모터 d축과 q축의 전류값, 전압값 및 위치값은 상기 전류지령생성부가 토크지령값에 따른 전류지령 룩업테이블을 기반으로 상기 모터를 구동시키기 위해 생성한 전류 지령값으로부터 상기 모터 d축과 q축의 전류값을 입력받고, 상기 전류제어기가 상기 전류 지령값과 상기 모터로부터 피드백 되는 전류값을 반영하여 출력된 전압 지령값으로부터 상기 모터 d축과 q축의 전압값을 입력받고, 상기 모터위치센서로부터 측정된 모터의 위치를 전기각으로 변환하여 상기 모터 d축과 q축의 위치값을 입력받는 것을 특징으로 한다.
In the present invention, the current value, the voltage value, and the position value of the motor d-axis and the q-axis are calculated from the current command value generated for driving the motor based on the current command lookup table according to the torque command value, A motor controller for receiving a current value of a motor d axis and a q axis and receiving a voltage value of the motor d axis and a q axis from the voltage command value reflecting the current command value and the current value fed back from the motor, And the position of the motor d-axis and the q-axis is received by converting the position of the motor measured from the motor position sensor into an electric angle.

본 발명에 따른 전동식 파워 스티어링의 모터 위치의 보상 제어장치 및 그 방법은 전동식 파워 스티어링에서 모터 제어시 저가의 저분해능 센서로 모터 위치를 측정함으로써 원가를 절감할 수 있고, 외란관측기를 통해 모터 위치의 오차를 보상하여 모터의 토크 리플과 소음 및 진동을 감소시킬 수 있다.The apparatus and method for compensating motor position of an electric power steering according to the present invention can reduce the cost by measuring the position of the motor from a low-resolution low-cost sensor in motor-driven power steering to an inexpensive low-resolution sensor, The torque ripple of the motor and noise and vibration can be reduced by compensating for the error.

또한, 본 발명은 온라인상으로 모터 위치의 보상이 가능하여 모터 위치의 오차를 보상하기 위해 별도의 실험을 통한 데이터를 측정하고 이를 테이블화 하는 과정이 불필요하므로 인력 낭비를 최소화할 수 있다.
In addition, since the motor position can be compensated on-line, it is unnecessary to measure the data through a separate experiment to compensate for the error of the motor position and to form a table, thereby minimizing labor waste.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 전동식 파워 스티어링의 모터 위치의 보상 제어장치를 나타낸 블록구성도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 전동식 파워 스티어링의 모터 위치의 보상 제어장치에서 외란관측기의 세부 구성을 나타낸 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 전동식 파워 스티어링의 모터 위치의 보상 제어방법의 동작 흐름을 도시한 순서도이다.1 is a block diagram illustrating an apparatus for compensating motor position of electric power steering according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram showing a detailed configuration of a disturbance observer in an apparatus for compensating motor position of electric power steering according to an embodiment of the present invention.
3 is a flowchart illustrating an operation flow of a motor position compensation control method of an electric power steering according to an embodiment of the present invention.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 전동식 파워 스티어링의 모터 위치의 보상 제어장치 및 그 방법을 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, an apparatus and method for compensating motor position of an electric power steering according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In this process, the thicknesses of the lines and the sizes of the components shown in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience of explanation.

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.Further, the terms described below are defined in consideration of the functions of the present invention, which may vary depending on the intention or custom of the user, the operator. Therefore, definitions of these terms should be made based on the contents throughout this specification.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 전동식 파워 스티어링의 모터 위치의 보상 제어장치를 나타낸 블록구성도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 전동식 파워 스티어링의 모터 위치의 보상 제어장치에서 외란관측기의 세부 구성을 나타낸 블록도이다.FIG. 1 is a block diagram illustrating an apparatus for compensating a motor position of an electric power steering according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a block diagram of an apparatus for compensating a motor position of an electric power steering according to an exemplary embodiment of the present invention. And a detailed configuration of the disturbance observer.

도 1 내지 도 2에서와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 전동식 파워 스티어링의 모터 위치의 보상 제어장치는, 전류지령생성부(20), 전류제어기(30), ECU(40), 모터(50), 모터위치센서(60) 및 오차산출부(70)를 포함한다.1 to 2, an apparatus for compensating motor position of an electric power steering according to an embodiment of the present invention includes a current command generator 20, a current controller 30, an ECU 40, a motor 50 A motor position sensor 60, and an error calculating section 70. [

전류지령생성부(20)는 토크지령값에 따른 전류지령 룩업테이블을 기반으로 모터(50)를 구동시키기 위한 전류 지령값 즉, 전류각을 생성한다.The current command generation unit 20 generates a current command value, that is, a current angle, for driving the motor 50 based on the current command lookup table according to the torque command value.

전류제어기(30)는 전류지령생성부(20)로부터 생성된 전류 지령값과 모터(50)로부터 피드백 되는 전류값을 반영하여 전압 지령값을 출력한다. The current controller 30 reflects the current command value generated from the current command generator 20 and the current value fed back from the motor 50 to output a voltage command value.

이때, 전류제어기(30)는 P-I 제어기(모터 d축 전류제어기와 q축 전류제어기) 2개로 구성되어 있으며, 전류지령생성부(20)로부터 생성된 전류 지령값과 피드백 되는 전류값의 오차가 0이 되도록 제어하여 전압 지령값을 출력한다.At this time, the current controller 30 is composed of two PI controllers (motor d-axis current controller and q-axis current controller). When the error between the current command value generated from the current command generator 20 and the feedback current value is 0 So that the voltage command value is output.

ECU(40)는 전류제어기(30)로부터 출력된 전압 지령값을 PWM듀티 신호로 인가하여 FET의 스위칭을 통해 모터(50)에 상전류를 인가한다.The ECU 40 applies a voltage command value output from the current controller 30 as a PWM duty signal to apply a phase current to the motor 50 through switching of the FET.

자세히는, ECU(40)는 FET가 6개로 구성된 PWM인버터(41)와 MCU(42) 및 전류센서(43)로 구성되며 전류제어기(30)의 출력값인 전압 지령값을 FET의 입력 PWM듀티 신호로 인가하여 FET의 스위칭을 통해 모터(50)에 3상 전류를 인가한다.More specifically, the ECU 40 includes a PWM inverter 41 consisting of six FETs, an MCU 42 and a current sensor 43, and outputs a voltage command value, which is an output value of the current controller 30, Phase current to the motor 50 through switching of the FET.

모터(50)는 ECU(40)의 PWM듀티 신호에 따라 구동하며, 6극 표면부착형 영구자석모터가 적용될 수도 있다.The motor 50 is driven in accordance with the PWM duty signal of the ECU 40, and a permanent magnet motor with a six pole surface attachment type may be applied.

모터위치센서(60)는 모터(50)의 위치를 측정한다.The motor position sensor 60 measures the position of the motor 50.

본 발명에서는 저분해능 센서인 Hall센서가 모터위치센서(60)로 적용되는 것이 바람직하며 이때, Hall센서는 144pulse/rev의 분해능을 가지는 센서로 전기각 7.5도의 분해능을 바탕으로 제어시 일반적으로 엔코더 값을 바탕으로 속도를 계산하는 방식인 T-method에 의한 방식을 많이 사용하는데, 지연에 따른 위치 오차가 발생한다.In the present invention, it is preferable that the Hall sensor, which is a low resolution sensor, is applied to the motor position sensor 60. In this case, the Hall sensor is a sensor having a resolution of 144pulse / rev. The method using the T-method, which is a method of calculating the speed based on the speed, is often used, but a position error occurs due to the delay.

이때, 발생하는 오차를 보상하기 위해 본 발명에서는 외란관측기(disturbance observer, 71)를 통해 모터(50) d축, q축의 역기전력을 계산한다.At this time, in order to compensate for the error that occurs, in the present invention, the back electromotive force of the d axis and the q axis of the motor 50 is calculated through a disturbance observer 71.

오차산출부(70)는 외란관측기(71)가 전류지령생성부(20)와 전류제어기(30) 및 모터위치센서(60)로부터 모터(50) d축과 q축의 전류값, 전압값 및 위치값을 각각 입력받아, 모터(50) d축과 q축의 역기전력을 계산하면, 그 계산된 역기전력을 이용하여 모터 위치의 오차값을 산출한다.The error calculator 70 calculates a difference value between the d-axis and q-axis current values, the voltage value, and the position of the motor 50 from the current command generator 20, current controller 30 and motor position sensor 60, And calculates the counter electromotive force of the d-axis and the q-axis of the motor 50, and calculates the error value of the motor position using the calculated counter electromotive force.

자세히는 도 2에서와 같이, 모터(50) d축의 역기전력은 Ed = vd + wr * L*iq - L*d/dt(id)의 수식을 구현한 후 로우패스필터(LPF : low pass filter)를 거쳐 계산되고, 모터(50) q축의 역기전력 Eq = vq + wr * L*id - L*q/dt(iq)의 수식을 구현한 후 로우패스필터를 거쳐 계산된다.2, the back electromotive force of the d-axis of the motor 50 is expressed by a low pass filter (LPF) after implementing a formula of Ed = vd + wr * L * iq-L * d / And is calculated through the low pass filter after implementing the equation of the back electromotive force Eq = qq + wr * L * id-Lq / dt (iq) of the q axis of the motor 50. [

이때, 로우패스필터는 외란관측기(71)에서 미분기의 영향을 상쇄 시키고, 불필요한 고주파 성분을 제거하기 위한 필터이다.At this time, the low-pass filter is a filter for canceling the influence of the differentiator in the disturbance observer 71 and removing unnecessary high-frequency components.

이렇게 계산된 모터(50) d축과 q축의 역기전력을 삼각함수인 atan(Eq/Ed)를 이용하여 모터 위치의 오차각을 산출하고, 모터위치센서(60)로부터 측정된 모터(50)의 위치값에 모터 위치의 오차각을 더하여 모터 위치의 오차값을 산출한다.The error angle of the motor position is calculated using the thus calculated back electromotive force of the d axis and the q axis of the motor 50 using the trigonometric function atan (Eq / Ed), and the position of the motor 50 measured from the motor position sensor 60 The error value of the motor position is added to the value to calculate the error value of the motor position.

이때, 산출된 모터 위치의 오차값을 반영하여 모터 위치의 오차를 보상하는데, 모터 위치의 오차값의 각도가 360을 넘으면 오차값의 각도에 360을 빼주고, -360을 넘지 않으면 오차값의 각도에 360을 더해주어 오차값의 각도가 0 에서 360도 사이를 유지하도록 하는 것이 바람직하다.In this case, the error of the motor position is compensated by reflecting the error value of the calculated motor position. When the angle of the error value of the motor position exceeds 360, 360 is subtracted from the error value. If the error does not exceed -360, 360 is added to maintain the angle of the error value between 0 and 360 degrees.

또한, 전류지령생성부(20)는 전류 지령값 생성시 오차산출부(70)로부터 산출된 모터 위치의 오차값을 반영하여 생성한다.The current command generation unit 20 generates the current command value by reflecting the error value of the motor position calculated by the error calculation unit 70 when generating the current command value.

상술한 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 전동식 파워 스티어링의 모터 위치의 보상 제어장치는 전동식 파워 스티어링에서 모터 제어시 저가의 저분해능 센서로 모터 위치를 측정함으로써 원가를 절감할 수 있고, 외란관측기를 통해 모터 위치의 오차를 보상하여 모터의 토크 리플과 소음 및 진동을 감소시킬 수 있다.As described above, the motor position compensation control apparatus of the electric power steering according to the embodiment of the present invention can reduce the cost by measuring the motor position from a low-resolution low-resolution sensor when controlling the motor in the electric power steering, The observer can compensate for the error in the motor position to reduce torque ripple, noise and vibration of the motor.

또한, 온라인상으로 모터 위치의 보상이 가능하여 모터 위치의 오차를 보상하기 위해 별도의 실험을 통한 데이터를 측정하고 이를 테이블화 하는 과정이 불필요하므로 인력 낭비를 최소화할 수 있다.In addition, it is possible to compensate the motor position on-line, so that it is unnecessary to measure the data through a separate experiment to compensate for the error of the motor position and to tabulate the data, thereby minimizing labor waste.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 파워 스티어링의 모터 위치의 보상 제어방법의 동작 흐름을 도시한 순서도로써, 이를 참조하여 본 발명의 구체적인 동작을 설명한다.FIG. 3 is a flowchart illustrating an operational flow of a motor position compensation control method for an electric power steering according to an embodiment of the present invention, and a specific operation of the present invention will be described with reference to FIG.

먼저, 오차산출부(70)는 토크지령값에 따른 전류지령 룩업테이블을 기반으로 모터(50)를 구동시키기 위해 생성한 전류 지령값으로부터 모터(50) d축과 q축의 전류값을 입력받는다(S10).First, the error calculator 70 receives the current values of the d-axis and the q-axis of the motor 50 from the current command value generated for driving the motor 50 based on the current command lookup table according to the torque command value ( S10).

그리고, 전류제어기(30)가 전류 지령값과 모터(50)로부터 피드백 되는 전류값을 반영하여 출력된 전압 지령값으로부터 모터(50) d축과 q축의 전압값을 입력받는다(S20).The current controller 30 receives the voltage value of the d axis and the q axis of the motor 50 from the voltage command value reflecting the current command value and the current value fed back from the motor 50 (S20).

그리고, 모터위치센서(60)로부터 측정된 모터(50)의 위치를 전기각으로 변환하여 모터(50) d축과 q축의 위치값을 입력받는다(S30).Then, the position of the motor 50 measured by the motor position sensor 60 is converted into an electric angle, and the position values of the d axis and the q axis of the motor 50 are inputted (S30).

외란관측기(71)를 이용하여 S10, S20, S30 단계에서 각각 입력받은 모터(50) d축과 q축의 전류값, 전압값 및 위치값으로부터 역기전력을 계산한다(S40).The back electromotive force is calculated from the current value, the voltage value, and the position value of the d-axis and the q-axis of the motor 50, which are respectively input in steps S10, S20, and S30 using the disturbance observer 71 (S40).

자세히는, 모터(50) d축의 역기전력은 Ed = vd + wr * L*iq - L*d/dt(id)의 수식을 구현한 후 로우패스필터(LPF : low pass filter)를 거쳐 계산되고, 모터(50) q축의 역기전력 Eq = vq + wr * L*id - L*q/dt(iq)의 수식을 구현한 후 로우패스필터를 거쳐 계산된다.More specifically, the counter electromotive force of the d axis of the motor 50 is calculated through a low pass filter (LPF) after implementing the equation of Ed = vd + wr * L * iq-L * d / (50) The back electromotive force Eq of the q axis is calculated through the low pass filter after implementing the equation of Eq = vq + wr * L * id - L * q / dt (iq).

이때, 로우패스필터는 외란관측기(71)에서 미분기의 영향을 상쇄 시키고, 불필요한 고주파 성분을 제거하기 위한 필터이다.At this time, the low-pass filter is a filter for canceling the influence of the differentiator in the disturbance observer 71 and removing unnecessary high-frequency components.

S40단계에서 계산된 역기전력을 이용하여 모터 위치의 오차값을 산출한다(S50).The error value of the motor position is calculated using the counter electromotive force calculated in step S40 (S50).

즉, 모터(50) d축과 q축의 역기전력을 삼각함수인 atan(Eq/Ed)를 이용하여 모터 위치의 오차각을 산출한다.That is, the error angle of the motor position is calculated using the back electromotive force of the d axis and the q axis of the motor 50 using the trigonometric function atan (Eq / Ed).

그리고, 모터위치센서(60)로부터 입력된 모터(50)의 위치값에, S50 단계에서 산출된 모터 위치의 오차값을 반영하여 모터 위치의 오차를 보상한다(S60).The error of the motor position is compensated by reflecting the error value of the motor position calculated in the step S50 to the position value of the motor 50 inputted from the motor position sensor 60 (S60).

모터 위치의 오차 보상시, 모터 위치의 오차값의 각도가 360을 넘으면(S70) 모터 위치의 오차값의 각도에 360을 빼주고(S71), 모터 위치의 오차값의 각도가 -360을 넘지 않으면(S80) 모터 위치의 오차값의 각도에 360을 더해준다(S81).If the error of the motor position error exceeds 360 (S70), the error of the motor position error value is subtracted 360 (S71). If the error of the motor position error does not exceed -360 S80) 360 is added to the angle of the error value of the motor position (S81).

따라서, 오차값의 각도가 0 에서 360도 사이를 유지하도록 하는 것이 바람직하다.Therefore, it is desirable to keep the angle of the error value between 0 and 360 degrees.

또한, 전류지령생성부(20)는 전류 지령값 생성시 오차산출부(70)로부터 산출된 모터 위치의 오차값을 반영하여 생성한다.The current command generation unit 20 generates the current command value by reflecting the error value of the motor position calculated by the error calculation unit 70 when generating the current command value.

상술한 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 전동식 파워 스티어링의 모터 위치의 보상 제어방법은 전동식 파워 스티어링에서 모터 제어시 저가의 저분해능 센서로 모터 위치를 측정함으로써 원가를 절감할 수 있고, 외란관측기를 통해 모터 위치의 오차를 보상하여 모터의 토크 리플과 소음 및 진동을 감소시킬 수 있다.As described above, the motor position compensation control method of the electric power steering according to the embodiment of the present invention can reduce the cost by measuring the motor position from the low-resolution low-resolution sensor during the motor control in the electric power steering, The observer can compensate for the error in the motor position to reduce torque ripple, noise and vibration of the motor.

또한, 온라인상으로 모터 위치의 보상이 가능하여 모터 위치의 오차를 보상하기 위해 별도의 실험을 통한 데이터를 측정하고 이를 테이블화 하는 과정이 불필요하므로 인력 낭비를 최소화할 수 있다.
In addition, it is possible to compensate the motor position on-line, so that it is unnecessary to measure the data through a separate experiment to compensate for the error of the motor position and to tabulate the data, thereby minimizing labor waste.

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. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes and modifications may be made without departing from the scope of the invention as defined by the appended claims. will be. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the following claims.

20 : 전류지령생성부 30 : 전류제어기
40 : ECU 41 : PWM인버터
42 : MCU 43 : 전류센서
50 : 모터 60 : 모터위치센서
70 : 오차산출부 71 : 외란관측기20: current command generator 30: current controller
40: ECU 41: PWM inverter
42: MCU 43: current sensor
50: motor 60: motor position sensor
70: error calculating unit 71: disturbance observer

Claims (7)

토크지령값에 따른 전류지령 룩업테이블을 기반으로 모터를 구동시키기 위한 전류 지령값을 생성하는 전류지령생성부;
상기 전류지령생성부로부터 생성된 전류 지령값과 상기 모터로부터 피드백 되는 전류값을 반영하여 전압 지령값을 출력하는 전류제어기;
상기 전류제어기로부터 출력된 전압 지령값을 통해 상기 모터에 상전류를 인가하는 ECU;
상기 모터의 위치를 측정하는 모터위치센서; 및
상기 전류지령생성부와 상기 전류제어기 및 상기 모터위치센서로부터 입력된 모터 d축과 q축의 전류값, 전압값 및 위치값을 기반으로, 상기 모터 d축과 q축의 역기전력을 계산하여 모터 위치의 오차값을 산출하는 오차산출부; 를 포함하는 전동식 파워 스티어링의 모터 위치의 보상 제어장치.
A current command generator for generating a current command value for driving the motor based on the current command lookup table according to the torque command value;
A current controller for outputting a voltage command value by reflecting a current command value generated from the current command generator and a current value fed back from the motor;
An ECU for applying a phase current to the motor through a voltage command value output from the current controller;
A motor position sensor for measuring the position of the motor; And
Calculates the counter electromotive force of the motor d axis and the q axis based on the current value, the voltage value, and the position value of the motor d axis and the q axis input from the current command generator, the current controller, and the motor position sensor, An error calculating unit for calculating a value; And the motor position compensation controller of the electric power steering.
제 1항에 있어서, 상기 전류지령생성부는
상기 전류 지령값 생성시 상기 오차산출부로부터 산출된 모터 위치의 오차값을 반영하여 생성하는 것을 특징으로 하는 전동식 파워 스티어링의 모터 위치의 보상 제어장치.
The apparatus of claim 1, wherein the current command generator
And generates the current command value by reflecting the error value of the motor position calculated by the error calculating unit when generating the current command value.
제 1항에 있어서, 상기 전류제어기는
상기 전류 지령값과 상기 피드백 되는 전류값의 오차가 0이 되도록 제어하여 상기 전압 지령값을 출력하는 것을 특징으로 하는 전동식 파워 스티어링의 모터 위치의 보상 제어장치.
2. The apparatus of claim 1, wherein the current controller
And outputs the voltage command value by controlling the error between the current command value and the feedback current value to be zero.
제 1항에 있어서, 상기 오차산출부는
상기 모터 위치의 오차 보상시, 상기 모터 위치의 오차값의 각도가 360을 넘으면 상기 오차값의 각도에 360을 빼주고, -360을 넘지 않으면 상기 오차값의 각도에 360을 더해주는 것을 특징으로 하는 전동식 파워 스티어링의 모터 위치의 보상 제어장치.
The apparatus of claim 1, wherein the error calculator
Wherein when the angle of the error value of the motor position exceeds 360, 360 is subtracted from the angle of the error value, and 360 is added to the angle of the error value if the error does not exceed -360. A device for compensating the motor position of steering.
오차산출부가 전류지령생성부와 전류제어기 및 모터위치센서로부터 모터 d축과 q축의 전류값, 전압값 및 위치값을 각각 입력받는 단계;
상기 입력된 모터 d축과 q축의 전류값, 전압값 및 위치값으로부터 역기전력을 계산하는 단계;
상기 계산된 역기전력을 이용하여 모터 위치의 오차값을 산출하는 단계; 및
상기 모터위치센서로부터 입력된 상기 모터의 위치값에, 상기 산출된 모터 위치의 오차값을 반영하여 상기 모터 위치의 오차를 보상하는 단계; 를 포함하는 전동식 파워 스티어링의 모터 위치의 보상 제어방법.
Receiving a current value, a voltage value, and a position value of the d axis and the q axis of the motor from the error calculation unit, the current command generator, the current controller, and the motor position sensor;
Calculating a counter electromotive force from a current value, a voltage value, and a position value of the input d-axis and q-axis of the motor;
Calculating an error value of the motor position using the calculated counter electromotive force; And
Compensating an error of the motor position by reflecting an error value of the calculated motor position to a position value of the motor inputted from the motor position sensor; Wherein the motor position is determined based on the position of the motor.
제 5항에 있어서, 상기 모터 위치의 오차를 보상하는 단계는
모터 위치의 오차 보상시, 모터 위치의 오차값의 각도가 360을 넘으면 상기 오차값의 각도에 360을 빼주고, -360을 넘지 않으면 상기 오차값의 각도에 360을 더해주는 것을 특징으로 하는 전동식 파워 스티어링의 모터 위치의 보상 제어방법.
6. The method of claim 5, wherein compensating for errors in the motor position
Wherein when the angle of the error value of the motor position exceeds 360, 360 is subtracted from the angle of the error value, and 360 is added to the angle of the error value if the error does not exceed -360. Method of compensating motor position.
제 5항에 있어서, 상기 모터 d축과 q축의 전류값, 전압값 및 위치값은
상기 전류지령생성부가 토크지령값에 따른 전류지령 룩업테이블을 기반으로 상기 모터를 구동시키기 위해 생성한 전류 지령값으로부터 상기 모터 d축과 q축의 전류값을 입력받고,
상기 전류제어기가 상기 전류 지령값과 상기 모터로부터 피드백 되는 전류값을 반영하여 출력된 전압 지령값으로부터 상기 모터 d축과 q축의 전압값을 입력받고,
상기 모터위치센서로부터 측정된 모터의 위치를 전기각으로 변환하여 상기 모터 d축과 q축의 위치값을 입력받는 것을 특징으로 하는 전동식 파워 스티어링의 모터 위치의 보상 제어방법.6. The method of claim 5, wherein the current value, the voltage value, and the position value of the motor d axis and the q axis are
Wherein the current command generator receives a current value of the motor d axis and a q axis from a current command value generated for driving the motor based on a current command lookup table according to a torque command value,
Wherein the current controller receives a voltage value of the d-axis and the q-axis of the motor from the voltage command value reflecting the current command value and the current value fed back from the motor,
Wherein the position of the motor measured by the motor position sensor is converted into an electric angle and the position value of the motor d axis and the q axis is inputted.
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