KR20160042208A - 전동식 파워 스티어링 구동용 모터의 제어장치 및 방법 - Google Patents

전동식 파워 스티어링 구동용 모터의 제어장치 및 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20160042208A
KR20160042208A KR1020140134797A KR20140134797A KR20160042208A KR 20160042208 A KR20160042208 A KR 20160042208A KR 1020140134797 A KR1020140134797 A KR 1020140134797A KR 20140134797 A KR20140134797 A KR 20140134797A KR 20160042208 A KR20160042208 A KR 20160042208A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
motor
vector angle
current
input voltage
torque
Prior art date
Application number
KR1020140134797A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102300785B1 (ko
Inventor
정연우
Original Assignee
현대모비스 주식회사
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 현대모비스 주식회사 filed Critical 현대모비스 주식회사
Priority to KR1020140134797A priority Critical patent/KR102300785B1/ko
Publication of KR20160042208A publication Critical patent/KR20160042208A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102300785B1 publication Critical patent/KR102300785B1/ko

Links

Images

Classifications

    • 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
    • B62D5/0457—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such
    • B62D5/046—Controlling the motor
    • B62D5/0463—Controlling the motor calculating assisting torque from the motor based on driver input
    • 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
    • B62D5/0457—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such
    • B62D5/0475—Controlling other elements
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P21/00—Arrangements or methods for the control of electric machines by vector control, e.g. by control of field orientation
    • H02P21/14—Estimation or adaptation of machine parameters, e.g. flux, current or voltage

Landscapes

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

Abstract

본 발명은 전동식 파워 스티어링 구동용 모터의 제어장치 및 방법에 관한 것으로, 입력전압값을 측정하는 입력전압측정부, 모터의 속도를 입력받는 모터속도입력부, 상기 모터의 속도에 따른 제1테이블 및 제2테이블을 저장하는 저장부 및 상기 모터속도입력부를 통해 상기 모터의 속도를 입력받아 상기 저장부에 저장된 상기 제1테이블을 통해 제1벡터각을 연산하고 상기 제2테이블을 통해 제2벡터각을 연산하며, 상기 연산된 제1벡터각, 제2벡터각 및 상기 입력전압측정부를 통해 측정된 입력전압값에 근거하여 토크분전류와 자속분전류 사이의 벡터각을 산출하는 제어부를 포함하되, 상기 제1테이블은 최대입력전압을 기준으로 한 모터의 속도에 따른 토크분전류와 자속분전류 사이의 벡터각이고, 상기 제2테이블은 최소입력전압을 기준으로 한 모터의 속도에 따른 토크분전류와 자속분전류 사이의 벡터각인 것을 특징으로 것을 특징으로 한다.

Description

전동식 파워 스티어링 구동용 모터의 제어장치 및 방법{CONTROL APPARATUS AND METHOD FOR MDPS DRIVE MOTOR}
본 발명은 전동식 파워 스티어링 구동용 모터의 제어장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 모터의 약자속 영역에서 토크분전류와 자속분전류를 연산하는 전동식 파워 스티어링 구동용 모터의 제어장치 및 방법에 관한 것이다.
차량의 파워 스티어링은 동력에 따른 조향 장치로, 운전자의 스티어링 휠 조작을 돕는 역할을 한다. 이러한 파워 스티어링은 유압을 이용하는 방식이 주로 사용되고 있으나, 최근에는 모터의 힘을 이용하는 방식인 전동식 파워 스티어링(MDPS: Motor Driven Power Steering) 시스템의 사용이 늘어나고 있다. MDPS 시스템은 기존의 유압식 파워 스티어링 시스템과 대비하여 무게가 가볍고, 공간을 적게 차지하며, 오일교환이 필요 없다는 장점이 존재하기 때문이다.
기존의 유압식 시스템과 달리 MDPS 시스템은 ECU(Electronic Control Unit) 등의 제어유닛에 의한 모터의 전류 제어를 통해 토크를 발생시키므로, 모터 제어를 위한 다양한 제어로직을 구비하고 있다. 이러한 제어로직은 크게 운전자가 원하는 조향감을 구현하는 로직, 차량의 안정성 향상을 목적으로 하는 로직, 시스템 안정성 향상을 위한 로직으로 구분되며, MDPS 시스템의 제어유닛은 차속, 토크 신호, 조향각 신호 등 다양한 파라미터들을 기반으로 각 로직을 수행한다.
일반적인 MDPS 시스템의 경우 영구자석이 적용된 회전자를 이용하는 모터를 사용하여 그 기능을 수행한다. 이러한 경우 모터 구동전압의 제한에 따라 고속영역에서의 출력토크가 제한될 수 있으며, MDPS 시스템은 약자속 제어를 사용하여 이를 해결하고 있다.
한편 본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허 10-2010-0030386호(2010.03.18.)에 개시되어 있다.
본 발명은 정밀한 약자속 제어를 통해 토크리플 및 소음을 저감시킬 수 있는 전동식 파워 스티어링 구동용 모터의 제어장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명에 따른 전동식 파워 스티어링 구동용 모터의 제어장치는 입력전압값을 측정하는 입력전압측정부; 모터의 속도를 입력받는 모터속도입력부; 상기 모터의 속도에 따른 제1테이블 및 제2테이블을 저장하는 저장부; 및 상기 모터속도입력부를 통해 상기 모터의 속도를 입력받아 상기 저장부에 저장된 상기 제1테이블을 통해 제1벡터각을 연산하고 상기 제2테이블을 통해 제2벡터각을 연산하며, 상기 연산된 제1벡터각, 제2벡터각 및 상기 입력전압측정부를 통해 측정된 입력전압값에 근거하여 토크분전류와 자속분전류 사이의 벡터각을 산출하는 제어부를 포함하되, 상기 제1테이블은 최대입력전압을 기준으로 한 모터의 속도에 따른 토크분전류와 자속분전류 사이의 벡터각이고, 상기 제2테이블은 최소입력전압을 기준으로 한 모터의 속도에 따른 토크분전류와 자속분전류 사이의 벡터각인 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 벡터각 산출 시, 상기 제어부는 상기 제1벡터각과 상기 제2벡터각 사이의 선형보간(linear interpolation)을 통해 상기 벡터각을 산출하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 제어부는 상기 산출된 벡터각, 상기 입력전압값 및 조향로직 제어기로부터 입력받은 조향보조토크에 근거하여 상기 모터에 인가되는 토크분전류와 자속분전류 각각을 산출하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 제1테이블 및 상기 제2테이블은 다음의 수학식과 같은 전류제한식을 통해, (수학식)
Figure pat00001
(여기서 R은 모터저항,
Figure pat00002
는 자속분전류,
Figure pat00003
은 모터속도, L은 모터인덕턴스,
Figure pat00004
는 토크분전류,
Figure pat00005
는 역기전력상수, V는 전압제한값) 계산된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 전동식 파워 스티어링 구동용 모터의 제어방법은 제어부가 입력전압값을 측정하는 단계; 상기 제어부가 모터의 속도를 입력받는 단계; 상기 제어부가 저장부에 저장된 제1테이블을 통해 상기 입력된 모터의 속도에 따른 제1벡터각을 연산하는 단계; 상기 제어부가 상기 저장부에 저장된 제2테이블을 통해 상기 속도에 따른 제2벡터각을 연산하는 단계; 및 상기 제어부가 상기 연산된 제1벡터각, 제2벡터각 및 상기 측정된 입력전압값에 근거하여 토크분전류와 자속분전류 사이의 벡터각을 산출하는 단계를 포함하되, 상기 제1테이블은 최대입력전압을 기준으로 한 모터의 속도에 따른 토크분전류와 자속분전류 사이의 벡터각이고, 상기 제2테이블은 최소입력전압을 기준으로 한 모터의 속도에 따른 토크분전류와 자속분전류 사이의 벡터각인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 벡터각을 산출하는 단계에서, 상기 제어부는 상기 제1벡터각과 상기 제2벡터각 사이의 선형보간(linear interpolation)을 통해 상기 벡터각을 산출하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 전동식 파워 스티어링 구동용 모터의 제어방법은 상기 제어부가 상기 산출된 벡터각, 상기 입력전압값 및 조향로직 제어기로부터 입력받은 조향보조토크에 근거하여 상기 모터에 인가되는 토크분전류와 자속분전류 각각을 산출하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 전동식 파워 스티어링 구동용 모터의 제어장치 및 방법은 전압변동 상황에서 모터저항을 고려하여 약자속 제어를 수행하여 토크리플을 저감시키고 최대토크를 증가시킴으로써 MDPS 시스템의 소음, 진동 및 출력특성을 향상시켜 줄 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 MDPS 시스템을 설명하기 위한 예시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 파워 스티어링 구동용 모터의 제어장치에서 수행되는 약자속 제어를 설명하기 위한 예시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 파워 스티어링 구동용 모터의 제어장치의 구성을 나타낸 블록구성도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 파워 스티어링 구동용 모터의 제어장치에서 수행되는 약자속 제어에서의 전류 벡터를 나타낸 예시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 파워 스티어링 구동용 모터의 제어장치에서 수행되는 모터저항을 고려한 약자속 제어를 설명하기 위한 예시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 파워 스티어링 구동용 모터의 제어장치에서 벡터각을 산출하는 과정을 설명하기 위한 예시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 파워 스티어링 구동용 모터의 제어방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 전동식 파워 스티어링 구동용 모터의 제어장치 및 방법의 일 실시예를 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 MDPS 시스템을 설명하기 위한 예시도로서, 이를 참조하여 본 실시예에 따른 MDPS 시스템의 동작을 설명하면 다음과 같다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 MDPS 시스템은 모터 제어장치(100), 모터(110) 및 조향로직 제어기(120)를 포함한다.
조향로직 제어기(120)는 차량의 차속, 토크 신호, 조향각 신호 등을 다양한 조향로직에 적용하여, MDPS 구동을 위한 조향보조토크를 산출하고 이를 모터 제어장치(100)에 전달한다. 모터 제어장치(100)는 조향로직 제어기(120)로부터 입력받은 조향보조토크에 근거하여 모터(110)에 입력되는 전류를 제어하고, 모터(110)는 이러한 전류제어에 따라 구동되어 조향장치에 적절한 토크를 인가해 준다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 파워 스티어링 구동용 모터의 제어장치에서 수행되는 약자속 제어를 설명하기 위한 예시도로서, 이를 참조하여 본 실시예에 따른 전동식 파워 스티어링 구동용 모터의 제어장치에서 수행되는 약자속 제어를 설명하면 다음과 같다.
모터(110)의 약자속 제어 영역에서 모터를 구동할 때 발생하는 출력토크는 토크분전류와 비례하는 형태로 나타난다. 이때 토크분전류와 자속분전류는 다음의 수학식 1과 같이 전류제한값과 전압제한값에 의하여 제한된다.
Figure pat00006
(여기서
Figure pat00007
는 자속분전류,
Figure pat00008
는 토크분전류, I는 전류제한값,
Figure pat00009
는 자속분전압,
Figure pat00010
는 토크분전압, V는 전압제한값)
도 2에서 볼 수 있듯이, 토크분전류와 자속분전류를 합성한 전류 벡터는 전압제한값(입력전압)을 모터속도로 나눈 값을 기반으로 한 전압제한원과 전류제한값(입력전류)을 기반으로 한 전류제한원이 공통되는 영역에서만 제어되어야 한다. 즉 도 2의 왼쪽 상황은 전압 또는 모터속도가 변동하여 전압제한원이 변경되었으나 전류 벡터가 변경되지 않은 상황으로, 전류 벡터가 제어가능영역을 벗어나서 불안정하게 된 상황이다. 이러한 경우 정확한 토크제어가 수행되지 않아 토크리플이 증가하고 최대토크가 감소하게 된다. 반면 도 2의 오른쪽 상황은 전류 벡터가 제어가능영역에 존재하므로 안정되어 있으며, 출력토크가 최대인 지점 즉, 가장 큰 토크분전류가 나타날 수 있는 지점에서 전류 제어가 수행되는 상황이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 파워 스티어링 구동용 모터의 제어장치의 구성을 나타낸 블록구성도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 파워 스티어링 구동용 모터의 제어장치에서 수행되는 약자속 제어에서의 전류 벡터를 나타낸 예시도이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 파워 스티어링 구동용 모터의 제어장치에서 수행되는 모터저항을 고려한 약자속 제어를 설명하기 위한 예시도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 파워 스티어링 구동용 모터의 제어장치에서 벡터각을 산출하는 과정을 설명하기 위한 예시도로서, 이를 참조하여 본 실시예에 따른 전동식 파워 스티어링 구동용 모터의 제어장치를 설명하면 다음과 같다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 파워 스티어링 구동용 모터의 제어장치는 제어부(101), 모터속도입력부(102), 입력전압측정부(103) 및 저장부(104)를 포함한다.
모터속도입력부(102)는 MDPS 구동용 모터(110)의 속도를 입력받을 수 있다. 모터속도입력부(102)는 모터(110)로부터 모터(110)의 속도를 입력받을 수도 있으나, 조향로직 제어기(120) 등 MDPS 시스템의 다른 제어장치로부터 모터(110)의 속도를 입력받을 수도 있다.
입력전압측정부(103)는 모터 제어장치(100) 즉, 본 실시예에 따른 전동식 파워 스티어링 구동용 모터의 제어장치에 입력되는 입력전압값을 측정한다. 이렇게 측정된 입력전압값은 약자속 제어의 전압제한값으로 사용될 수 있다.
저장부(104)는 모터(110)의 속도에 따른 제1테이블 및 제2테이블을 저장하고 있다. 제1테이블은 최대입력전압을 기준으로 한 모터(110)의 속도에 따른 토크분전류와 자속분전류 사이의 벡터각이고, 제2테이블은 최소입력전압을 기준으로 한 모터(110)의 속도에 따른 토크분전류와 자속분전류 사이의 벡터각이다.
여기서 토크분전류와 자속분전류 사이의 벡터각이란 도 4에 도시된 전류 벡터의
Figure pat00011
값을 의미한다. 또한 최대입력전압이란 본 실시예에 따른 전동식 파워 스티어링 구동용 모터의 제어장치에 입력될 수 있는 전압의 최댓값을 의미하고, 최소입력전압은 본 실시예에 따른 전동식 파워 스티어링 구동용 모터의 제어장치에 입력될 수 전압의 최솟값을 의미한다. 이러한 최대입력전압 및 최소입력전압은 차량의 사양 등에 따라 다양한 값으로 설계될 수 있다.
이때 제1테이블과 제2테이블은 상술한 수학식 1과 모터의 전압방정식인 다음의 수학식 2를 이용하여 계산될 수 있다.
Figure pat00012
(여기서
Figure pat00013
는 자속분전압,
Figure pat00014
는 토크분전압, R은 모터저항,
Figure pat00015
는 자속분전류,
Figure pat00016
은 모터속도, L은 모터인덕턴스,
Figure pat00017
는 토크분전류,
Figure pat00018
는 역기전력 상수)
그런데 일반적인 약자속 제어는 모터(110)의 고속영역에서 수행되기 때문에, 모터저항은 모터속도에 비해 비교적 작은 값이라고 볼 수 있다. 따라서 모터저항을 을 0으로 가정하여 테이블을 계산할 수도 있으나, 이러한 경우 도 5에서 볼 수 있는 문제가 발생하게 된다. 즉 모터저항 성분을 고려하지 않은 전압제한원과 모터저항 성분을 고려한 전압제한원은 그 범위가 다르기 때문에 제어가능영역이 달라진다. 따라서 모터저항 성분을 고려하지 않은 전압제한원을 사용하여 약자속 제어를 수행한다면, 정밀한 모터제어가 불가능하여, 토크리플 증가 및 최대토크 감소를 유발할 수 있다.
그러므로 제1테이블 및 제2테이블은 수학식 1과 수학식 2의 정리를 통해 계산되되, 모터저항을 고려하여 계산된 다음의 수학식 3을 통해 계산될 수 있다.
Figure pat00019
(여기서 R은 모터저항,
Figure pat00020
는 자속분전류,
Figure pat00021
은 모터속도, L은 모터인덕턴스,
Figure pat00022
는 토크분전류,
Figure pat00023
는 역기전력상수, V는 전압제한값)
한편 상술한 바와 같이, 약자속 제어에서 전압제한원은 전압제한값(입력전압)을 모터속도로 나눈 값을 기반으로 결정된다. 그런데 전술한 바와 같이, 일반적인 약자속 제어는 모터(110)의 고속영역에서 수행되기 때문에, 입력전압의 변동은 모터속도에 비해 비교적 작은 값이라고 볼 수 있다. 따라서 전압제한값을 고정된 값으로 가정하여 테이블을 계산할 수도 있으나, 보다 정밀한 모터(110) 제어를 위해, 모터 제어장치(100)에 입력될 수 있는 전압의 최댓값 및 최솟값을 기반으로 하여 제1테이블 및 제2테이블 각각을 계산할 수 있다. 즉 제어부(101)는 이를 통해 정밀한 모터(110) 제어를 수행할 수 있다.
한편 저장부(104)는 제1테이블 및 제2테이블의 저장을 위해 플래시(Flash) 메모리, 하드디스크 드라이브(Hard Disk Drive), 솔리드 스테이트 드라이브(Solid State Drive) 등 정보를 저장할 수 있는 다양한 저장매체를 포함할 수 있다.
제어부(101)는 모터속도입력부(103)를 입력된 모터(110)의 속도 및 저장부(104)에서 읽어 온 제1테이블을 통해 제1벡터각을 연산할 수 있다. 즉 제어부(101)는 전압제한값이 최대입력전압이고 모터속도가 상기 입력된 속도일 때의 토크분전류와 자속분전류 사이의 벡터각을 제1벡터각으로 산출한다.
또한 제어부(101)는 상기 입력된 속도 및 저장부(104)에서 읽어 온 제2테이블을 통해 제2벡터각을 연산할 수 있다. 즉 제어부(101)는 전압제한값이 최소입력전압이고 모터속도가 상기 입력된 속도일 때의 토크분전류와 자속분전류 사이의 벡터각을 제2벡터각으로 산출한다.
이후 제어부(101)는 연산된 제1벡터각, 제2벡터각 및 입력전압측정부(103)를 통해 측정된 입력전압값에 근거하여 토크분전류와 자속분전류 사이의 벡터각을 산출할 수 있다. 예를 들어 제어부(101)는 제1벡터각과 제2벡터각 사이의 선형보간(linear interpolation)을 통해 상기 벡터각을 산출할 수 있다. 도 6을 참조하여, 제어부(101)의 벡터각 산출 과정을 더 자세히 살펴보면, 제어부(101)는 제1테이블을 통해 연산된 제1벡터각 및 제2테이블을 통해 연산된 제2벡터각에 대한 선형보간 계산을 최소입력전압, 최대입력전압 및 입력전압값에 근거하여 수행할 수 있다.
한편 제어부(101)는 산출된 벡터각, 입력전압값 및 조향로직 제어기(120)로부터 입력받은 조향보조토크에 근거하여 모터(110)에 인가되는 토크분전류와 자속분전류 각각을 산출할 수 있다. 즉 제어부(101)는 약자속 제어를 수행하여 적합한 토크분전류와 자속분전류를 산출하고, 이를 모터(110) 인가하여 모터(110)가 구동되도록 함으로써, MDPS 시스템의 기능이 수행되도록 할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 파워 스티어링 구동용 모터의 제어방법을 설명하기 위한 흐름도로서, 이를 참조하여 본 실시예에 따른 전동식 파워 스티어링 구동용 모터의 제어방법을 설명하면 다음과 같다.
도 7에 도시된 바와 같이, 제어부(101)는 먼저 모터(110)의 속도를 입력받는다(S200). 예를 들어 제어부(101)는 모터(110)로부터 모터(110)의 속도를 입력받을 수도 있으나, 조향로직 제어기(120) 등 MDPS 시스템의 다른 제어장치로부터 모터(110)의 속도를 입력받을 수도 있다.
이어서 제어부(101)는 입력전압값을 측정한다(S210). 예를 들어 제어부(101)는 입력전압측정부(103)를 통해 입력전압값을 측정할 수 있으며, 이렇게 측정된 입력전압값은 약자속 제어의 전압제한값으로 사용될 수 있다.
상기 단계(S210) 이후, 제어부(101)는 상기 단계(S200)에서 측정된 속도 및 저장부(220)에 저장된 제1테이블을 통해 제1벡터각을 연산한다(S220). 여기서 제1테이블은 최대입력전압을 기준으로 한 모터(110)의 속도에 따른 토크분전류와 자속분전류 사이의 벡터각을 의미하며, 최대입력전압은 본 실시예에 따른 전동식 파워 스티어링 구동용 모터의 제어장치에 입력될 수 있는 전압의 최댓값을 의미한다.
이어서 제어부(101)는 상기 단계(S200)에서 측정된 속도 및 저장부(220)에 저장된 제2테이블을 통해 제2벡터각을 연산한다(S230). 여기서 제2테이블은 최소입력전압을 기준으로 한 모터(110)의 속도에 따른 토크분전류와 자속분전류 사이의 벡터각을 의미하며, 최소입력전압은 본 실시예에 따른 전동식 파워 스티어링 구동용 모터의 제어장치에 입력될 수 있는 전압의 최솟값을 의미한다.
상기 단계(S230) 이후, 제어부(101)는 상기 단계(S220)에서 연산된 제1벡터각, 상기 단계(S230)에서 연산된 제2벡터각 및 상기 단계(S210)에서 측정된 입력전압값에 근거하여 토크분전류와 자속분전류 사이의 벡터각을 산출한다(S240). 예를 들어 제어부(101)는 제1벡터각과 제2벡터각 사이의 선형보간(linear interpolation)을 통해 상기 벡터각을 산출할 수 있다.
이와 같이 본 발명의 실시예에 따른 전동식 파워 스티어링 구동용 모터의 제어장치 및 방법은 전압변동 상황에서 모터저항을 고려하여 정밀한 약자속 제어를 수행함으로써 토크리플을 저감시키고 최대토크를 증가시켜 준다.
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 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
100: 모터 제어장치
101: 제어부
102: 모터속도입력부
103: 입력전압측정부
104: 저장부
110: 모터
120: 조향로직 제어기

Claims (8)

  1. 입력전압값을 측정하는 입력전압측정부;
    모터의 속도를 입력받는 모터속도입력부;
    상기 모터의 속도에 따른 제1테이블 및 제2테이블을 저장하는 저장부; 및
    상기 모터속도입력부를 통해 상기 모터의 속도를 입력받아 상기 저장부에 저장된 상기 제1테이블을 통해 제1벡터각을 연산하고 상기 제2테이블을 통해 제2벡터각을 연산하며, 상기 연산된 제1벡터각, 제2벡터각 및 상기 입력전압측정부를 통해 측정된 입력전압값에 근거하여 토크분전류와 자속분전류 사이의 벡터각을 산출하는 제어부를 포함하되,
    상기 제1테이블은 최대입력전압을 기준으로 한 모터의 속도에 따른 토크분전류와 자속분전류 사이의 벡터각이고, 상기 제2테이블은 최소입력전압을 기준으로 한 모터의 속도에 따른 토크분전류와 자속분전류 사이의 벡터각인 것을 특징으로 하는 전동식 파워 스티어링 구동용 모터의 제어장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 벡터각 산출 시, 상기 제어부는 상기 제1벡터각과 상기 제2벡터각 사이의 선형보간(linear interpolation)을 통해 상기 벡터각을 산출하는 것을 특징으로 하는 전동식 파워 스티어링 구동용 모터의 제어장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 산출된 벡터각, 상기 입력전압값 및 조향로직 제어기로부터 입력받은 조향보조토크에 근거하여 상기 모터에 인가되는 토크분전류와 자속분전류 각각을 산출하는 것을 특징으로 하는 전동식 파워 스티어링 구동용 모터의 제어장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 제1테이블 및 상기 제2테이블은 다음의 수학식과 같은 전류제한식을 통해,
    (수학식)
    Figure pat00024

    (여기서 R은 모터저항,
    Figure pat00025
    는 자속분전류,
    Figure pat00026
    은 모터속도, L은 모터인덕턴스,
    Figure pat00027
    는 토크분전류,
    Figure pat00028
    는 역기전력상수, V는 전압제한값)
    계산된 것을 특징으로 하는 전동식 파워 스티어링 구동용 모터의 제어장치.
  5. 제어부가 입력전압값을 측정하는 단계;
    상기 제어부가 모터의 속도를 입력받는 단계;
    상기 제어부가 저장부에 저장된 제1테이블을 통해 상기 입력된 모터의 속도에 따른 제1벡터각을 연산하는 단계;
    상기 제어부가 상기 저장부에 저장된 제2테이블을 통해 상기 속도에 따른 제2벡터각을 연산하는 단계; 및
    상기 제어부가 상기 연산된 제1벡터각, 제2벡터각 및 상기 측정된 입력전압값에 근거하여 토크분전류와 자속분전류 사이의 벡터각을 산출하는 단계를 포함하되,
    상기 제1테이블은 최대입력전압을 기준으로 한 모터의 속도에 따른 토크분전류와 자속분전류 사이의 벡터각이고, 상기 제2테이블은 최소입력전압을 기준으로 한 모터의 속도에 따른 토크분전류와 자속분전류 사이의 벡터각인 것을 특징으로 하는 전동식 파워 스티어링 구동용 모터의 제어방법.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 벡터각을 산출하는 단계에서, 상기 제어부는 상기 제1벡터각과 상기 제2벡터각 사이의 선형보간(linear interpolation)을 통해 상기 벡터각을 산출하는 것을 특징으로 하는 전동식 파워 스티어링 구동용 모터의 제어방법.
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 제어부가 상기 산출된 벡터각, 상기 입력전압값 및 조향로직 제어기로부터 입력받은 조향보조토크에 근거하여 상기 모터에 인가되는 토크분전류와 자속분전류 각각을 산출하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전동식 파워 스티어링 구동용 모터의 제어방법.
  8. 제 5항에 있어서,
    상기 제1테이블 및 상기 제2테이블은 다음의 수학식과 같은 전류제한식을 통해,
    (수학식)
    Figure pat00029

    (여기서 R은 모터저항,
    Figure pat00030
    는 자속분전류,
    Figure pat00031
    은 모터속도, L은 모터인덕턴스,
    Figure pat00032
    는 토크분전류,
    Figure pat00033
    는 역기전력상수, V는 전압제한값)
    계산된 것을 특징으로 하는 전동식 파워 스티어링 구동용 모터의 제어방법.
KR1020140134797A 2014-10-07 2014-10-07 전동식 파워 스티어링 구동용 모터의 제어장치 및 방법 KR102300785B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140134797A KR102300785B1 (ko) 2014-10-07 2014-10-07 전동식 파워 스티어링 구동용 모터의 제어장치 및 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140134797A KR102300785B1 (ko) 2014-10-07 2014-10-07 전동식 파워 스티어링 구동용 모터의 제어장치 및 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20160042208A true KR20160042208A (ko) 2016-04-19
KR102300785B1 KR102300785B1 (ko) 2021-09-13

Family

ID=55916975

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020140134797A KR102300785B1 (ko) 2014-10-07 2014-10-07 전동식 파워 스티어링 구동용 모터의 제어장치 및 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102300785B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109617483A (zh) * 2018-12-21 2019-04-12 武汉船用电力推进装置研究所（中国船舶重工集团公司第七二研究所） 一种永磁同步电机转矩控制方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20070116629A (ko) * 2005-03-17 2007-12-10 닛본 세이고 가부시끼가이샤 전동 파워 스티어링 장치의 제어 방법 및 제어 장치

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20070116629A (ko) * 2005-03-17 2007-12-10 닛본 세이고 가부시끼가이샤 전동 파워 스티어링 장치의 제어 방법 및 제어 장치

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109617483A (zh) * 2018-12-21 2019-04-12 武汉船用电力推进装置研究所（中国船舶重工集团公司第七二研究所） 一种永磁同步电机转矩控制方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR102300785B1 (ko) 2021-09-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2489576B1 (en) Electric power steering control methods and systems
JP4737402B2 (ja) 電動パワーステアリング装置
WO2016031216A1 (ja) 電動ステアリング制御装置
JP4235233B2 (ja) 電動機制御装置
US20110178681A1 (en) Method of protecting motor-driven steering system from overheat
JP2001122146A (ja) 電動式パワーステアリング制御装置及びその制御方法
JP5536845B2 (ja) 誘導電動機の回転子時定数推定装置
CN107453683B (zh) 用于控制或管理dc电机的方法和系统
JP2010274822A (ja) 車両用操舵装置
CN107364490B (zh) 驾驶辅助设备及其转向控制方法
JP6411714B2 (ja) モータ駆動制御装置及び電動アシスト車
JP2016005422A (ja) モータトルク推定装置およびそれを用いたモータ制御装置
EP3495235B1 (en) Steering control unit
CN109895843B (zh) 控制电机驱动动力转向系统的装置和方法
JP5250074B2 (ja) 電動パワーステアリング装置の制御方法
JP2016532593A (ja) 電力支援式ステアリングシステム
KR102300785B1 (ko) 전동식 파워 스티어링 구동용 모터의 제어장치 및 방법
US11479292B2 (en) Torque compensating apparatus and method for motor driven power steering system
US20170072994A1 (en) Apparatus and method for controlling electric power steering system
US20170307448A1 (en) Motor temperature estimating device
JP5505681B2 (ja) モータ制御装置
KR20160139104A (ko) 전동기 제어 장치
KR101558711B1 (ko) 전동식 조향장치의 조향감 개선을 위한 제어 방법
US9988074B2 (en) Steering control apparatus
JP6380017B2 (ja) 電動パワーステアリング装置

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant