KR19990077181A - 모우터 구동제어 - Google Patents

Abstract

본 발명은 다상 브러쉬레스 모우터(1)를 제어하기 위한 제어방법에 관한 것으로, 모우터 브릿지의 두 암의 상부 스위칭 장치(2, 3, 4)와 하부 스위칭 장치(5, 6, 7)가 보상 펄스폭 변조파형을 이용하여 구동되어 일측 암의 상부장치(2, 3, 4)가 ON 상태일 때에 하부장치(5, 6, 7)가 OFF 상태, 또는 그 반대가 된다. 다른 구성에 있어서, 상기 제어방법은 고속의 모우터 속도에서 이용되는 반면에 저속의 모우터 속도에서는 통상적인 변조방식이 이용되어 브릿지의 일측 암의 상부 스위칭 장치(2, 3, 4)가 ON 상태일 때에 브릿지의 타측 암의 하부 스위칭 장치(5, 6, 7)는 펄스폭 변조된다. 다른 관점에서 모우터 회전자의 위치를 계산하는 방법이 기술되어 있다.

Description

모우터 구동제어

도 1a와 도 1b는 3-상 브러쉬레스 DC 모우터와 3-상 브릿지로 구성된 구동회로를 보인 회로도.

도 2는 주어진 홀 감지기와 코드에 사용된 하부전용 변조기술과 이에 대한 각 트랜지스터의 전류상태를 보인 도표.

도 3은 본 발명의 제 1 관점에 따른 보상 PWM 방법을 보인 설명도.

도 4는 두 PWM 1 및 PWM 2 신호를 보인 설명도.

도 5는 본 발명의 제 2 관점에 따라 보상 및 하부전용 변조기술을 이용하는 포괄 제어방법 설명도.

도 6은 상부 정류에서 일어나는 홀 감지기 코드변화를 보인 설명도.

도 7은 하부 정류에서 일어나는 홀 감지기 코드변화를 보인 설명도.

도 8은 하부 소프트 정류방법의 한 예를 보인 설명도.

도 9는 하부 소프트 정류를 실현하기 위한 제어루우틴의 예를 보인 흐름도.

도 10은 상부 소프트 정류방법의 한 예를 보인 설명도.

도 11은 상부 소프트 정류방법을 실현하기 위한 소프트웨어 제어루우틴의 한 예를 보인 흐름도.

도 12는 회전자 위치 정보를 얻을 수 있게 되는 홀효과 감지기와 모우터 아마추어 사이의 관계를 보인 부분 구성 단면도.

도 13은 도 5의 제어방법을 실현하는 파워 스티어링 시스템의 개략 구성도.

도 14(a)와 (b)는 위치 종속리플을 최소화 하기 위하여 부우스트 전압을 인가하므로서 정형된 전류의 이용을 보인 설명도.

도 15는 (a) 보상 및 (b) 하부전용 변조방법에 대한 포지티브 A와 네거티브 B 싸이클에서 전류의 과도디프 사이의 관계를 보인 설명도.

본 발명은 전기 모우터 제어방법에 관한 것으로, 특히 파워 스티어링 시스템용의 전기 모우터 제어방법에 관한 것이다.

종래 콤팩트 하고 효율적인 스티어링 시스템을 제공하기 위하여 전기 모우터가 전통적인 수압 보조장치를 대신하는 차량용 파워 스티어링 시스템이 알려져 있다. 스티어링 보조장치는 조향컬럼에서 토오크의 값에 응답하여 모우터를 구동시킬 수 있게 되어 있다. 이러한 경우에 있어서는 모우터의 출력특성, 즉 모우터 토오크의 제어가 양호해야 하는 것이 필수적이다.

본 발명이 관련되어 있고 파워 스티어링 시스템에 사용되는 종류의 전형적인 모우터와 구동회로는 3개의 요소, 즉 상이 성형(星形) 연결방식으로 연결된 다상 영구자석 브러쉬레스 모우터, 각 암이 상부 스위칭 수단과 하부 스위칭 수단으로 구성되는 다상 브릿지와, 회전자 위치 와/또는 모우터 전류를 검출하기 위한 감지수단의 3개 요소로 구성된다. 전형적으로 상부 및 하부 스위칭 수단은 단일 트랜지스터 또는 병렬연결된 둘 이상의 트랜지스터로 구성된다.

제어방법은 트랜지스터를 구동하는데 이용된 변조기술을 제어하고, 이로써 회전자 위치의 지식과 함께 모우터 권선의 전류를 제어하고 모우터 토오크를 제어한다.

전형적으로, 이러한 모우터 시스템은 제어방법의 기능을 수행하는 전용의 집적회로, 예를 들어 Motorola MC 33035 집적회로(IC)에 의하여 구동된다. 이는 3상 또는 4상 모우터를 제어하기 위한 모우터 제어방법을 실현하는데 필요한 모든 특성을 제공한다. 이 IC는 각 암에서 상부 트랜지스터를 구동하기 위한 3개의 출력과 하부 트랜지스터를 구동하기 위한 3개의 출력을 제공한다. 어느 주어진 회전자 위치에 대하여 이 IC는 구동회로의 단 하나의 상부 및 하나의 하부 트랜지스터 만을 작동시키도록 하는데 사용된다. 이러한 모우터 제어형태의 부가적인 특징은 작동되는 상부 및 하부 트랜지스터가 브릿지의 상이한 암에 있다는 점이다.

작동상태에서, 하부 트랜지스터 만이 펄스폭 변조되고 작동되는 상부 트랜지스터는 전 변조주기 중에 ON 상태가 된다. 하부 트랜지스터의 펄스폭 변조율을 변화시키므로서 모우터 전압을 결정하고 모우터 전레벨과 속도를 제어하는데 이용될 수 있다. 요구된 상부 및 하부 트랜지스터의 선택은 모우터 권선에 흐르는 전류의 측정과 관련하여 위치 감지기로부터 데이터를 해석하는 IC의 간단한 제어방법 하에 수행된다. 이러한 변조형태는 단지 하부 트랜지스터 만이 펄스폭 변조되므로 하부 전용변조라 할 수 있다.

상기 언급된 바와 같은 하부제어를 포함하는 통상적인 정류의 결점은 개방루우프 전압 제어모우드에서, 전체 결과의 모우터 전류레벨(그리고 토오크)의 과도강하가 일측 상으로부터 다음 상으로의 정류시에 발생한다는 점이다. 상기 언급된 파워 스티어링의 경우 이들 과도현상은 조향휠을 통하여 운전자가 느낄 수 있다. 모우터가 감속될 때 하부 전용변조를 이용한 불량전류 제어에 의하여 모우터가 방향을 변경할 때 다른 문제점이 야기된다.

본 발명의 목적은 모우터 토오크의 리플을 최소화하고 모우터로부터의 음향성 잡음을 최소화 하기 위하여 모우터 속도와 위치에 관계없이 모우터 토오크의 정확한 제어가 이루어지도록 하는 개선된 모우터 제어방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 제 1 관점에 따라서, 모우터의 각 상이 다상 브릿지의 암에 연결되며 브릿지의 각 암이 상부 스위칭 장치와 하부 스위칭 장치로 구성되고 상기 스위칭 장치가 적어도 하나의 트랜지스터로 구성되는 적어도 3개의 상을 갖는 다상 브러쉬레스 모우터의 펄스폭 변조를 제어하기 위한 제어방법에 있어서, 상기 제어방법이 보상 펄스폭 변조입력이 브릿지의 두 암에 있는 상부 및 하부 스위칭 장치에 인가되어 상기 두 암의 각각에서 상부 스위칭 장치가 ON 상태일 때에 하부장치는 OFF 상태가 되게 하고 펄스폭 변조 듀티 싸이클의 종료시에 두 스위칭 장치의 상태가 반전되는 제 1 변조모우드로 스위칭 수단을 구동시키는 단계로 구성되고, 상기 펄스폭 변조 듀티 싸이클의 선택과 스위칭 장치가 변조되는 것이 감지수단의 출력에 응답하여 제어 알고리즘에 의하여 수행됨을 특징으로 한다.

이러한 제어방법에 있어서, 브릿지의 어느 주어진 암에서 상부 및 하부 트랜지스터에 인가된 펄스폭 변조입력은 상호 보상적이다. 즉 단일변조 주기중에 일측 트랜지스터가 ON 이면 타측 트랜지스터는 OFF 상태이며 변조주기 내에서 펄스폭 변조 듀티 싸이클의 종료시에 두 트랜지스터의 상태는 반전된다. 그리고 모우터에 인가된 평균전압이 두 트랜지스터의 ON 시간의 비율에 의하여 결정된다. 따라서 두 트랜지스터의 상태는 각 변조주기중에 교환된다.

이러한 변조기술은 브릿지의 각 암에 있는 트랜지스터가 상호 보상적으로 작동되므로 보상 변조기술이라 알려질 것이다. 인가된 모우터 전압의 방향은 각 PWM 싸이클에서 반전된다. 순방향 전압이 역전압과 동시에 인가될 때 제로 네트 모우터 전압이 50%의 PWM율로 인가된다. 이러한 방법에 있어서, 하부전용 변조기술에서 경험되는 제어의 곤란성이 해소되고 EPAS 시스템에 사용될 때에 조향휠의 윤활한 반전이 이루어질 수 있다. 또한 보상 모우드 전환을 이용하므로서 정류 과도현상은 모우터 전류의 정부 반 싸이클에서 대칭인 반면에 하부전용제어의 경우에 있어서는 그렇지 않다.

만약 이러한 구조가 각 트랜지스터를 구동시키기 위한 드라이버 IC에 제공되지 않는 경우 연동지연이 제공될 수 있다.

연동제어의 부가는 "슛-스루(shoot-through)" 현상을 방지한다. 이러한 슛-스루 현상은 브릿지의 동일 레그에서 상부 및 하부 트랜지스터가 모두 턴 온 될 때에 발생한다. MOS-FET와 기타 트랜지스터는 턴 온 및 턴 오프 하는데 한정된 시간을 가지므로 연동지연이 상부 트랜지스터의 턴 오프 후에 하부 트랜지스터의 턴 온을 지연하는데 이용될 수 있다(또는 그 반대로).

감지수단은 모우터를 흐르는 전류를 검출하기 위한 전류 감지기와, 모우터 회전자의 회전자 위치를 검출하기 위한 각도 위치 감지기로 구성되는 것이 좋으며, 양 감지기의 출력이 제어 알고리즘에 의하여 이용된다.

이 경우에 있어서, 모우터 전류는 전류 감지기를 판독하고, "모우터 전류" 값을 제공토록 위치 감지기의 출력에 따라서 측정된 값을 처리하며, 이러한 "모우터 전류"를 소프트 웨어의 요구값과 비교하는 적당한 피이드백 제어 알고리즘을 적용하고, 제어 알고리즘으로부터의 출력에 따라 PWM율을 조절하므로서 제어된다. PWM 율은 각도 위치감지기의 출력에 따른 브릿지의 적당한 트랜지스터에 적용된다.

모우터는 3-상 모우터로 구성되고 3-상 브릿지가 사용될 수 있다.

위치 감지기로서는 홀효과 장치가 사용될 수 있으며 이는 홀감지기의 출력이 3-비트 디지탈 코드로서 표현될 수 있도록 배열될 수 있다. 그리고 이러한 디지탈 코드는 트랜지스터가 펄스폭 변조되도록 결정될 때 제어전략에 의하여 이용될 수 있다.

보상적인 PWM 모우드에서, 단 두개의 모우터 상, 전형적으로 하부전용 변조기술에 사용되는 동일한 두 상이 모든 3상이 짧은 시간 동안 전도될 때의 정류 과도현상을 제외하고는 임의의 회전자 위치에서 작동될 수 있다. 이와 같이 하므로서 고가의 고해상도 위치감지기를 사용할 필요가 없다.

상기 변조방식이 모우터 반전시 하부전용 변조기술을 현저히 개선하는 반면에 보상방식의 결점으로서 이것이 브릿지 필터 캐패시터에 높은 리플전류를 발생하는 점이 있다.

따라서, 본 발명의 제 2 관점에 따라, 모우터의 각 상이 다상 브릿지의 암에 연결되고 브릿지의 각 암이 각각 하나 이상의 트랜지스터로 구성되는 상부 스위칭 장치와 하부 스위칭 장치로 구성되는 3상을 갖는 다상 브러쉬레스 모우터의 펄스폭 변조를 제어하기 위한 제어방법을 제공하는 바, 상기 제어방법이 제 1 변조 모우드와 제 2 변조 모우드로부터 선택되고, 상기 제 1 변조모우드에서, 브릿지의 하나 이상의 암에서 상수 스위칭 장치와 하부 스위칭 장치가 상부 및 하부 스위칭 장치에 인가된 보상 펄스폭 변조입력에 의하여 구동되어 상기 상부 또는 하부 스위칭 장치의 하나가 ON 상태일 때에 상부 또는 하부 스위칭 장치의 다른 하나는 OFF 상태이고, 펄스폭 변조 듀티 싸이클의 종료시에 두 스위칭 장치의 상태가 반전되며, 상기 제 2 모우드에서 펄스폭 변조입력이 상기 브릿지의 상기 암의 하나에서 하부 스위칭 장치에 인가되는 반면에 상기 브릿지의 상기 암의 다른 하나에서 상부 스위칭 장치가 ON으로 절환되고, 펄스폭 변조 듀티 싸이클과 스위칭 장치가 변조되는 것의 선택이 제어 알고리즘에 의하여 수행됨을 특징으로 한다.

제어 알고리즘은 가장 적합한 변조기술을 결정하기 위하여 감지수단으로부터의 정보를 이용하는 것이 좋다.

또한, 보상변조는 모우터 반전의 양호한 제어가 이루어지도록 저속의 모우터 속도에서 사용되는 것이 좋으며, 하부전용 PWM은 브릿지 필터 캐패시터에서 리플전류를 최소화 하도록 높은 모우터 전류에서 사용되는 것이 좋다. 제어 알고리즘은 최대 모우터 전류의 약 반인 모우터 전류에서 일측 모우드로부터 타측 모우드로 모우터 구동을 절환시킬 것이다.

접지측으로 흐르는 전류는 브릿지로부터 복귀하고 각 모우터 상 과/또는 각 상의 레그에서 이들 전류의 직렬저항을 통한 전위 강하에 의하여 감지될 수 있다.

본 발명의 제 3 관점은 보상변조 또는 하부 전용변조가 제어 알고리즘에 의하여 선택될 때 소프트 정류모우드 또는 하드 정류모우드의 구현에 있다.

소프트 정류모우드에서, 종료상 전류의 감소율은 시작상 전류의 증가율에 맞도록 감소된다. 이는 유도효과에 의하여 일어나는 불필요한 전류 과도현상 없이 제 3 상의 전류를 일정한 레벨로 유지하는 잇점을 제공한다. 정류점에서 감소된 변화율은 모우터 상의 유도 EMF의 크기를 감소시키고 또한 음향성 잡음을 감소시킨다.

소프트 정류시간은 저속 회전자 속도에서 최적한 수행이 이루어지고 고속 회전자 속도에서 모우터 토오크의 강하를 최소한으로 하도록 모우터 전류와 회전자 위치에 응답하여 제어 알고리즘에 의하여 제어되는 것이 좋다.

또한 하드정류 방법이 채택될 수 있다. 이 경우에 있어서, 시작상의 증가율은 제 3 상에서 정전류를 유지하도록 종료상 전류의 감소율에 맞도록 증가되어, 역시 그렇지 않은 경우 발생할 수 있는 불필요한 전류(그리고 토오크)의 순간 강하를 극복할 수 있다. 이러한 하드정류 시간은 제어 알고리즘 또는 소프트 웨어에 의하여 제어될 수 있다.

본 발명의 제 2 목적은 모우터 회전자의 절대위치를 결정하기 위한 수단을 제공하는데 있으며, 이로써 정류의 검출과 제어에 있어서 더욱 개선될 수 있도록 한다.

본 발명의 제 4 관점에 따라서, 중간수단을 통하여 출력축에 연결된 모우터의 순간위치를 계산하는 방법이 제공되는 바, 이 방법은 모우터에 제공된 감지수단을 이용하여 제 1 예시시간에 실제 회전자 위치의 제 1 측정값을 얻는 단계, 상기 출력축에 제공된 감지수단을 이용하여 상기 출력축의 회전속도를 계산하는 단계, 출력축의 회전속도에 기초하여 제 1 예시 시간과 상기 순간시간 사이에서 모우터 회전자의 변위를 나타내는 오프셋트를 계산하는 단계와, 상기 순간시간의 절대 모우터 회전자 위치를 나타내는 출력을 발생토록 오프셋트를 가산하므로서 제 1 예시시간에 얻은 모우터 위치의 제 1 측정값을 수정하는 단계로 구성된다.

모우터 위치 감지수단은 고도로 정밀한 절대 모우터 위치감지기로 구성되는 것이 좋다.

또한 모우터 위치 감지수단은 출력축의 감지수단으로부터의 위치 측정값과 모우터 위치 감지기의 출력의 조합으로 구성된다.

또한 모우터 위치 감지수단은 출력축의 절대 위치 감지기와 모우터 회전자의 증분 위치 감지기의 조합으로 구성된다.

모우터 위치 감지기는 3-비트 디지탈 코드를 발생하는 홀효과 감지기로 구성되는 것이 좋다. 파워 스티어링 시스템의 경우에, 예를 들어 증분수단은 클러치 와/또는 변속기로 구성되고, 모우터는 웜과 웜휠을 통하여 출력축을 구동시킨다.

파워 스티어링 시스템의 경우에 있어서, 조향컬럼인 출력축의 위치는 전용 위치 감지기로부터 또는 Lucas Linear Array Torque 감지기와 같은 토오크 감지기로부터의 적당한 출력으로부터 얻을 수 있다.

회전자 위치 감지기, 즉 홀효과 감지기는 모우터 전기각의 절대 지시값을 제공한다. 홀 감지기의 상태가 변화할 때마다 오프셋트가 제로로 설정된다. 모든 주기성 표본에서, 출력축 속도는 출력축 위치 감지로부터 결정될 수 있다. 이는 적어도 두 축위치 측정값을 비교하므로서 수행될 수 있다. 변속비는 축속도를 곱하여 이러한 오프셋트에 가산된다. 홀효과 상태와 오프셋트를 합하므로서 고해상도의 절대위치 정보가 결정될 수 있다.

이러한 방법으로, 모든 홀감지기 과도현상에서 오프셋트를 리셋트 시키므로서 백래쉬와 토오셔날 와인드 업의 효과가 최소화 되고 이로써 출력축에서의 위치정보가 모우터 회전자의 위치를 나타내는데 이용될 수 있다.

본 발명의 다른 관점에 따라서, 절대각 위치정보는 상이한 모우터 작동조건 하에서 모우터 정류위치를 최적화 하는데 이용될 수 있다.

정류위치는 절대 모우터 위치값에 응답하여 정류가 이루어지는 위치의 전진 또는 후퇴에 의하여 변화될 수 있다. 이는 전류레벨이 증가할 때 모우터에서의 자기효과변화에 의하여 정류점에서 일어날 수 있는 토오크 단계를 최소화할 수 있다. 정류점은 고속 모우터 속도에서 높은 토오크글 제공토록 모우터 속도에 따라 변화되어 주어진 배터리 전압에서 모우터의 안정상태의 토오크/속도 환경을 개선한다.

또한 요구된 전류는 모우터 전류, 모우터 속도 및 절대위치 정보에 응답하여 전류를 조절하므로서 예상된 온-로드 모우터 토오크 리플을 최소화 하도록 제어된다.

본 발명을 첨부도면에 의거하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

영구자석 여기형 전기 모우터의 순간 토오크는 이것이 여기된 상에서 순간 모우터 전류에 비례하므로 제어될 수 있는 것이 잘 알려져 있다. 또한 모우터 전류를 제어하므로서 모우터 토오크를 제어한다. 모우터 토오크를 직접 측정하는 것 보다는 모우터 전류를 측정하는 것이 비용이 적게 들므로 전류 제어 시스템이 도움이 된다.

모우터 및 구동회로의 특정 실시형태가 도 1에 도시되어 있다. 도시된 모우터(1)는 삼상 브러쉬레스 DC 모우터이고 상이 성형구조로 연결되어 있다. 구동회로는 삼상 브릿지로 구성된다. 또한 브릿지의 각 암은 전원라인과 접지 사이에 직렬로 연결된 트랜지스터 쌍으로 구성되고, 모우터 권선이 두 트랜지스터 사이에 연결된다. MOS-FET형 트랜지스터가 사용된다. 각 암의 트랜지스터는 본문에서 각각 상부 트랜지스터(2, 3, 4)와 하부 트랜지스터(5, 6, 7)로 명명된다.

이러한 형태의 모우터 및 구동회로는 하나의 상부 전계효과 트랜지스터(FET)를 스위치-온 시키고 하나의 하부 FET에 펄스폭 변조(PWM) 제어신호를 인가하는 Motorola MC 33035와 같은 전용 IC를 이용하여 제어된다. 특정 FET가 전류정보에 관련하여 각도 위치 감지기로부터의 정보를 해독하는 IC에 의하여 결정된다.

한 예에 있어서, 모우터 회전자의 각 위치가 회전자 자석의 돌출부가 통과하는 것을 검출토록 배치된 자석효과 감지기를 이용하여 감지되며, 여기에서 감지기는 감지기 회로 자체에 대하여 자로를 제공하고 다른 외부 자계로부터의 효과로부터 감지기를 차폐하는 자기 시일드를 갖도록 구성된다.

작동에 있어서, 감지요소는 매번 절환되어 모우터의 자극 또는 회전자 자석(27)이 감지요소를 통과할 때마다 자기회로가 구성되거나 단절된다. 이러한 스위칭 신호가 연결부(도시하지 않았음)를 통하여 모우터 제어회로에 보내진다.

회전자는 회전자 슬리이브(28)에 의하여 덮힌 그 주연둘레에 자석(27)이 고정되는 백 아이언 슬리이브(26)를 재가한다. 간극, 즉 에어갭(29)이 형성되어 감지기 조립체(30)와 모우터 고정자(도시하지 않았음)에 대하여 회전자가 회전될 수 있게 되어 있다.

도 12에서 보인 감지기 조립체는 회전자의 원호 또는 외측부를 둘러싸는 3개 요소의 장치이다. 감지기 조립체 내에서 요소(31)의 크기와 수는 모우터의 구성, 즉 모우터의 회전자 자극편의 수에 따라 회전자의 전주면을 둘러 싸도록 1∼수개 사이이다.

감지기 조립체는 자기감지요소(31)가 배치되는 비자성체 감지기 캐리어(32)로 구성된다. 이는 자기간섭을 전환시키고 제거하는데 도움이 되고 적당한 비장성체 감지기를 구성하는 물질이 전형적으로 기계적인 강도가 낮은 것에 반하여 기계적으로 강인한 감지기 조립체를 제공토록 감지기 요소의 둘레에서 자계강도를 높이도록 작용하는 자기감지기 백아이언(33)으로 둘서 싸인다.

홀-효과 감지수단으로부터 출력은 3-비트 디지탈 코드를 제공할 수 있게 되어 있다. 3-비트 코드의 필요성은 선택적인 것이며 본문에서는 그 한 예로서 제시된 우선 실시형태에 이용된다. 하나 이상의 위치 정보비트를 제공하는 적어도 하나 이상의 감지기가 구성 및 성능과 결함 허용제한이 실제 작동에 부과되는 경우에 사용될 수 있다.

모우터 전류에 대한 정보는 브릿지 와/또는 모우터의 각 3상으로부터 복귀하여 접지측으로 흐르는 전류를 측정하므로서 얻게 된다.

도 1b에서는 단일 감지저항(8)만이 도시되어 있다. 이 저항을 흐르는 전류는 저항을 통한 전위 강하를 측정하고 옴법칙을 적용하므로서 측정될 수 있다. 이러한 단일저항은 모우터로부터 접지측으로 복귀하여 흐르는 전류의 정보를 제공한다.

또한 도 1b에서 보인 바와 같이 브릿지의 각 암에 저항(8a)(8b)(8c)이 제공될 수 있다. 이는 각 상의 전류가 측정될 수 있도록 한다. 즉 각 상의 레그를 감지한다.

전류와 위치정보는 다음과 같이 제어방법에 의하여 이용된다.

모우터 전류는 전류감지기를 판독하고, 모우터 전류값을 제공토록 홀-효과 감지기로부터의 3-비트 디지탈 코드에 따라 측정값을 처리하며, 이러한 "모우터 전류"를 소프트 웨어에서 요구된 값에 비교하는 적당한 피이드백 제어 알고리즘을 적용하고, 제어 알고리즘으로부터의 출력에 따라 PWM 듀티를 조절하므로서 제어된다. PWM 듀티는 홀효과 감지기로부터의 3-비트 디지탈 코드에 따라 3-상 브릿지의 적당한 트랜지스터에 인가된다. 이러한 모우터 제어방법은 이미 마이크로 프로세서가 나와 있고 전자적인 하드웨어 보다 소수의 구성요소를 필요로 하므로 유리하다.

상기 제어방법이 이용될 수 있는 모우터 변조기술의 한가지 형태가 하부전용 PWM 변조기술로서 알려져 있는 바, 모든 모우터 제어환경에서 하부 트랜지스터(5)(6)(7) 만이 펄스폭 변조되고, 반면에 제어방법에 의하여 결정되는 바와 같이 상부 트랜지스터(2)(3)(4)가 ON 상태 또는 OFF 상태가 된다. 도 2는 어느 주어진 홀효과 스위치 코드에 대한 브릿지의 각 암의 트랜지스터의 상태를 보인 하부전용 변조방식을 보인 것이다. 이로써 알 수 있는 바와 같이, 이러한 변조기술에서는 단일 변조채널 PWM 1 만이 요구된다.

통상적인 정류기술이 채택된 상기 제어방법의 결점은 다른 두 상의 정류시에 정류되지 않는 상에서 모우터 전류(그리고 토오크)의 과도강하가 있다는 점이다. 이는 모우터의 유도권선에서 전류의 고속변화를 강제하는 것으로부터 나온다. 정류시 발생하는 모우터 토오크의 이러한 과도강하는 모우터가 EPAS 시스템에서 작동할 때 조향핸들에서 감지될 수 있다.

하부전용 PWM 기술의 다른 결점은 모우터가 반전될 때 전류의 제어가 불량하다는 점이다. 가장 중요한 반전현상은 모우터 전류신호가 변경되어 스티어링 시스템에 기계적인 동력을 가하는 대신에 모우터가 스티어링 시스템으로부터 기계적인 동력을 받게 되는 것(즉, 출력축 운동의 제동)이 그 하나이다. 이러한 반전현상 하에서 하부전용 PWM으로 모우터 전류를 정확히 제어하기 어렵다.

이는 브릿지가 이러한 반전현상 하에 비선형 응답특성을 갖기 때문이다. 모우터가 제동시에 모우터 권선에서 재생전류가 발생된다. 하부전용 스위칭으로 이들 재생전류는 브릿지가 반전될 때에만(즉 상부 트랜지스터가 절환될 때) 흐를 것이다. 이와 같이 브릿지가 반전될 때 재생전류는 매우 급격히 흐르기 시작하여 모우터 전류(그리고 모우터 토오크)가 급격히 변화하는 원인이 된다. 토오크의 이러한 급변화는 바람직하지 않다.

EPAS 시스템에서, 모우터 반전하에 전류제어가 양호하게 이루어지는 것이 중요하며 모우터 전류는 모우터 운동(그리고 제동)으로 종종 반전된다.

도 3은 본 발명의 제 1 관점을 이루는 보상 PWM 모우드로서 알려진 다른 PWM 모우드의 한 예를 보인 것이다. 이는 트랜지스터가 보상 PWM 신호를 이용하여 상호보상으로 펄스폭 변조되므로 보상 PWM으로서 알려져 있다. 이러한 변조방식에서, 인가된 모우터 전압의 방향은 매 PWM 싸이클 마다 반전된다. 따라서, 트랜지스터는 상호 보상에 의하여 작동되고 상부 및 하부 트랜지스터가 변조될 수 있음을 알 수 있다. 또한 두개의 PWM 채널, PWM 1 및 PWM 2가 필요함을 알 수 있다.

두 PWM 채널은 도 4에서 보인 바와 같은 특성을 갖는다. PWM-PERIOD(50)은 한 변조싸이클의 전체 시간이다. PWM 1-HIGH-TIME(51)은 PWM 1이 하이(즉 트랜지스터가 "ON"이 됨)인 듀티시간이고 PWM 2-HIGH-TIME(52)은 PWM 2가 하이(즉, 트랜지스터가 "ON"이 됨)인 시간이다. 정상적인 보상작동에 있어서, 두 채널은 보상적이며 이때에 단 하나의 트랜지스터가 온이 되고, 트랜지스터는 각 변조시간 중 매번 전환된다. 또한 슛-스루를 방지하기 위하여 INTERLOCK 지연시간(53)이 제공된다.

작동에 있어서, 순방향 전압이 역전압과 동시에 인가될 때에 제로네트 모우터 전압은 50%의 PWM 듀티로 인가된다. 이와 같이 이러한 모우드에서 인가된 네트 모우터 전압의 반전시 브릿지의 작동이 연속되며 토오크 과도현상이 발생되지 아니한다. 이로써 조향휠의 원활한 반전이 이루어질 수 있다.

유사한 PWM 모우드가 통상적으로 AC 브러쉬레스 드라이브에 이용되는 바, 여기에서 모든 3개의 모우터 상을 상이한 각도에서 작동시키므로서 "플럭스" 벡터가 설정된다. 그러나, 이는 고가의 고해상도 위치 감지기를 필요로 한다. 보상 PWM 기술에 있어서는 단 두개의 상이 주어진 회전자 위치에서 작동되고 홀 감지기에 의하여 발생된 3-비트 코드와 같은 저해상도 위치정보가 이용될 수 있다.

보상 PWM 기술은 하부전용 변조중에 발생하는 과도현상이 제거되는 잇점을 제공한다. 그러나, 보상 변족기술의 결점은 이것이 하부전용 변조기술 보다 구동회로에서 높은 리플전류를 발생하는 것이다.

두 PWM 모우드 사이의 결점과 잇점에 비추어 도 5에서 보인 제어방법은 하부전용 변조와 보상변조의 조합을 이용한다. 보상변조는 모우터 반전의 원활한 제어를 제공하기 위하여 영점 양측의 저전류 값(예를 들어 ±10 암페어)에 대하여 선택된다. 그리고 하부전용 변조가 구동단에서 전류리플을 최소화 하기 위하여 높은 전류에 대한 제어방법에 의하여 절환된다. 이들 둘 사이의 절환은 전류 감지수단에 관련하여 제어 알고리즘에 의하여 수행된다. 이러한 이중 변조 제어방법이 본 발명의 제 2 관점이다.

도 13은 도 5에서 보인 종류의 모우터 제어방법을 이용하는 파워 스티어링 시스템을 보인 것이다. 전자제어 유니트(34)는 점화스위치(35) 차량속도 신호수단(36), 진단수단(37), CAN 인터페이스 수단(38)과, 토오크 감지기 전자수단(39)로부터의 신호를 수신토록 되어 있다. 전자제어 유니트(34)는 여러 신호로 작동하고 조향기구(40)에 가하여지는 보조동력을 제어하는 작동전류를 발생한다.

도시된 바와 같이, 조향휠(41)은 컬럼축(43)을 통하여 조향 연결구(42)의 작동을 제어한다. 컬럼축(43)에 가하여지는 토오크는 전자제어 유니트(34)로부터의 작동전류의 제어하에 전기작동기(44)에 의하여 증대된다.

도 5는 소프트웨어의 여러 논리수단을 보인 것으로 도 13에서 보인 제어기내에 구성된다. 이러한 제어방법에서 보상변조(9) 및 하부전용 변조(10)가 이용된다.

보상변조는 전형적으로 최대 모우터 전류의 반까지 낮은 모우터 전류에서 이용된다. 만약 전류 감지수단으로부터의 출력이 전류가 사전 설정값을 능가함을 보일 때에 하부전용 변조가 이용된다. 제어방법은 전류가 이러한 사전설정값 이하로 떨어지는 경우 다시 변조를 보상변조로 전환할 것이다.

하부전용 변조가 선택될 때 제어방법은 하부 소프트 정류(11) 또는 상부 소프트 정류(12)를 이용한다. 정확한 정류방법의 선택은 하부정류 또는 상부정류가 이루어지는 것에 응답하여 수행된다. 상부 또는 하부정류의 완료시에 제어방법은 통상적인 하부전용 변조(10)로 복귀한다.

또한 제어방법은 하부 소프트 정류(11) 또는 상부 소프트 정류(12)로부터 보상변조로 직접 복귀 전환할 수 있다.

하부전용 변조에서, 두 형태의 정류가 일어난다. 홀 감지기가 상태를 변화할 때 상부정류가 일어나서 일측 상부 FET는 오프되고 다른 상부 FET는 온이 되게 한다. 이러한 형태의 정류가 일어날 때에 홀 감지기 코드는 도 6에서 보인 바와 같이 변화한다.

일측 하부 FET가 오프되고 타측 하부 FET가 온이 될 때 하부정류가 이루어진다. 이러한 형태의 정류가 일어날 때 홀 감지기 코드의 변화는 도 7에서 보인 바와 같다.

두 형태의 소프트 정류의 목적을 이해하기 위하여서는 통상적인 정류 하에서 모우터의 성향이 이해되어야 한다. 정류과정은 일측 모우터 상에서 전류흐름을 종료하고 제 2 모우터 상에서 같은 전류흐름을 개시하며 제 3 모우터 상에서 전류를 일정하게 유지하는 것으로 구성된다. 3개 모우터 상이 스타 포인트에 성형구조로 연결되고 3상에 흐르는 전류의 합은 제로로 유지되어야 한다. 그러나, 시작 상전류의 증가율은 종료 상전류의 감소율보다 낮은 제 3(통상적은 일정함) 상전류가 순간적으로 떨어지는 반면에 3 상전류의 합이 제로가 되게 하는 값을 유지한다. 이러한 전류 강하는 모우터 토오크의 과도 강하와 일치한다.

한가지 해결방법은 일정한 제 3 상전류와 일정한 모우터 토오크를 유지하도록 감소하는 상전류의 감소율을 정합시키기 위하여 시작 상전류의 증가율을 증가시키는 것이 있다. 이를 하드정류라 한다.

이러한 하드정류는 효과적으로 "전압 부우스트" 특성을 이용하므로서 PWM 듀티가 짧은 시간 동안 증가되는 한편 과도현상이 존재한다. 하부전용 모우드에서, 정류되지 않은 상에서 전류 과도디프 현상은 상의 정부방향 전류가 대칭이 되지 아니한다. 이것이 도 15에 도시되어 있다. 따라서, 전류방향에 따른 전류 디프 현상을 최소화 하기 위하여 상이한 레벨의 전압 부우스트가 요구된다. 보상 모우트에서 전류흐름의 양방향에 대하여 동일하게 정류되지 않은 상에서 디프와 이에 따라 단 하나의 레벨의 전압 부우스트가 어느 주어진 양방향 전류레벨에 대하여 요구된다.

다른 방법으로서 시작 상 전류의 증가율을 정합시키기 위하여 종류 상 전류의 감소율을 감소시키는 것을 찾아내는 것이 있다. 이들 둘이 정합되었을 때 제 3 상에서 그 전류는 정류시 일정하게 유지되고 모우터 토오크가 일정하게 유지된다. 이러한 해법이 소프트 정류이다.

도 8과 도 10은 하부전용 변조중 홀 감지기 출력코드 변화에 응답하여 하부 소프트 및 상부 소프트 정류가 이루어지도록 이용된 제어방법을 보인 것이다.

하부 소프트 및 하부 하드정류의 정밀성에 있어서, 정류시간, 즉 정류가 이루어지는 PWM 싸이클의 수가 소프트웨어 제어하에 조절된다. 이는 저속회전자 속도에서 정류기능이 최적하게 되도록 하고 고속회전자 속도에서 모우터 토오크의 강하를 최소화 한다. 이는 소프트 정류의 경우에 대하여 도 8-도 11에 도시되어 있다.

소프트 및 하드정류 기술은 펄스폭 변조시간 PWM 2-HIGH-TIME을 변화시키므로서 실현될 수 있다. 하부 소프트와 상부 소프트 정류의 경우에 있어서, PWM 2-HIGH-TIME의 값은 모우터 토오크와 속도에 응답하여 제어방법에 따라 변화될 수 있다.

이러한 방법으로 하부 소프트 변조를 구현하는 한 예가 도 8과 도 9에 도시되어 있다. 하부 소프트 변조상태로의 진입시 PWM 2-HIGH-TIME은 PWM 1-HIGH-TIME과 동일한 값으로 초기화 된다. 그리고 이는 사전에 결정된 수의 PWM 싸이클에서 점진적으로 제로로 감소된다. PWM 싸이클의 수는 이와 같이 모우터 작동상태에 따른 제어유니트에 의하여 결정된다.

도 9에 제시된 예에서, 하부 소프트 정류 서브루우틴은 제어방법에서 PWM 2- HIGH-TIME이 다음과 같이 감소되는 PWM 싸이클의 수를 결정한다. PWM 2-HIGH-TIME을 초기화 한 후(단계 13)에 제어방법은 다음 PWM 싸이클이 이르렀는가 하는 것을 검색한다(단계 14). 다음 싸이클이 도래하였을 때 제어방법은 정류가 이루어졌는가 하는 것을 결정토록 하는 다음 단계로 이동한다(단계 15). 만약 정류가 이루어졌다면 하부 소프트 정류 루우틴은 종료된다(단계 18). 그러나, 만약 정류가 이루어지지 않은 경우 PWM 2-HIGH-TIME은 모우터 토오크와 모우터 속도에 따른 양만큼 감소된다(단계 16). 만약 이러한 감소 후에 PWM 2-HIGH-TIME이 제로보다 작거나 같은 경우(단계 17), 하부 소프트 정류 모우드가 종료된다. 만약 PWM 2-HIGH-TIME이 아직까지 제로보다 큰 경우에는 다음 PWM 싸이클이 도래하였나를 체크하도록 루우틴이 복귀한다(단계 14). 이러한 과정은 PWM 2-HIGH-TIME이 제로보다 낮거나 같게 되고 하부 소프트 정류가 종료될 때까지 반복한다.

하부 소프트 정류상태는 PWM 2-HIGH-TIME이 제로가 되었을 때에 통상적으로 종료되고, PWM1의 상승엣지와 PWM 2의 하강엣지는 항시 동기화된 상태를 유지한다.

유사한 변조기술이 도 10과 도 11에 도시된 상부 소프트 정류를 위하여 실현될 수 있다. 이 경우에 있어서, PWM 2-HIGH-TIME은 이 상태로 진입시에 PWM-PERIOD와 동일하게 초기화 된다. 그리고 PWM 싸이클의 사전에 결정된 수에서 점진적으로 제로로 감소된다. 하부 소프트 정류의 경우에 있어서, 싸이클의 수가 결정되고 PWM 2-HIGH-TIME이 제로에 이르렀을 때 이러한 상태로부터 벗어난다. PWM 1의 상승엣지와 PWM 2의 하강엣지는 동기화된 상태를 유지한다.

도 11은 상부 소프트 정류를 실현하기 위하여 제어방법 내에 포함되는 소프트 웨어의 논리수단으로 표현된 상부 소프트 정류 서브루우틴의 예를 보인 것이다. PWM 모우드를 상부 소프트 정류 모우드로 초기설정 후(단계 19), PWM 2-HIGH-TIME이 PWM 1-HIGH-TIME과 동일한 값으로 초기화 된다(단계 20). 그리고 제어 루우틴은 다음 PWM 싸이클이 도래하였는지의 여부를 체크한다(단계 21). 만약 그렇지 않으면, 다음 싸이클이 도래할 때까지 루우틴은 이러한 상태로 유지되고, 이 때에 제어루우틴은 정류가 이루어졌는가 하는 것을 질문한다(단계 22). 만약 정류가 이루어진 경우, 상부 소프트 정류가 종료된다(단계 25). 만약 정류가 이루어지지 않았다면 PWM 2-HIGH-TIME의 비율이 모우터 토오크와 모우터 속도에 따른 양만큼 감소된다(단계 23). 그리고 PWM 2-HIGH-TIME의 새로운 값이 제로와 같거나 작은 경우를 확인토록 제어루우틴이 체크한다(단계 24). 만약 그렇다면, 상부 소프트 정류가 종료되나, 만약 새로운 값이 제로보다 크다면 루우틴은 다음 PWM 싸이클이 도래되도록 대기하는 상태로 복귀한다(단계 21).

모우터 제어방법의 다른 정밀성에 있어서, 제어시스템 알고리즘이 모우터 전류가 일측셋트의 상권선으로부터 타측으로 절환되는 회전자 위치, 즉 각 정류위치를 최적화하도록 고해상도 절대 모우터 회전자 측정값이 사용될 수 있다.

전형적으로, 정류가 이루어지는 회전자의 위치는 홀 감지기의 위치에 의하여 결정되고, 정류가 홀 감지기 출력코드의 변환에 의하여 개시된다. 홀 감지기는 고정자에 착설되므로 이들 정류위치는 고정적이다. 어떠한 조건에 있어서 모우터의 성능은 고정자에 대하여 정류위치를 물리적으로 이동시키므로서 개선될 수 있으며 정류시 발생하는 토오크 전자계를 감소시키거나 제거하는데 도움이 될 수 있다. 모우터 전류가 상승하면 고정자의 전자계는 회전자의 자계를 왜곡시킨다. 이러한 왜곡은 작동위상각을 이동시킨다. 이러한 왜곡현상은 모우터 토오크의 방향으로 정류점을 전진시키므로서 보상될 수 있다. 요구된 전진 이동량은 모우터 전류의 크기에 따라 달라지며 모우터 전류가 네거티브일 때에 전진 이동량도 또한 네거티브(즉, 지연) 이다.

도 14(a)와 (b)는 전류 정형기술의 적용을 통하여 모우터 전류변화가 최소화 되는 것을 보인 것이다. 도 14(a)는 정형되지 않은 모우터 토오크를 보인 것이다. 도 14(b)에서, 전압 부우스트 신호가 모우터에 인가되며, 이 신호는 평활화 되지 않고 발생된 모우터 토오크 리플(즉, 도 14(a)에서 보인 토오크)에 대칭, 즉 반전된 형태이다. 이 경우에 있어서 그 결과의 모우터 전류는 도 14(b)에서 보인 바와 같이 이 전류가 위치 종속전류와 인가된 부우스트 신호의 합이므로 리플이 없다.

또한 정류점은 고속 모우터 속도에서 높은 토오크를 제공토록 모우터 속도에 따라 변화되어 어느 주어진 배터리 전압에 대한 모우터의 안정상태 토오크/속도 환경을 개선한다.

고해상도 절대 모우터 위치 데이터를 이용하여 정류점이 소프트 웨어 제어하에 변화될 수 있다. 이는 최적한 정류위치가 각 모우터 작동조건에 대하여 선택될 수 있도록 한다.

고해상도 위치정보는 조향 토오크 데이터를 제공하는 EPAS 시스템에 제공된 토오크 감지기로부터 얻은 각 위치측정과 관련하여 홀효과 스위치를 이용하므로서 제공될 수 있다. 이러한 절대위치 측정의 과정이 다음 문단에 기술된다.

모우터 회전자의 각 위치가 홀효과 감지기에 의하여 측정된다. 위치정보는 360°/(3× 모우터 극수)의 해상도, 예를 들어 6-극 모우터인 경우 20°의 해상도를 갖는다. 토오크 감지기에 의하여 제공된 각 위치 데이터는 조향축의 웜휠의 각 위치에 대한 정보를 제공한다. 모우터의 클러치가 결합될 때, 모우터는 웜과 클러치 변속기를 통하여 웜휠에 물리적으로 연결된다. 따라서, 토오크 감지기로부터의 각 위치정보는 모우터 회전자에 대한 각 위치정보를 제공한다. 웜의 각 위치는 홀 감지기의 상태가 변화할 때마다 오프셋트를 제로로 리셋팅하므로서 임의의 시작위치에 대하여 알려지며, 토오크 감지기는 이러한 임의의 위치에 대한 위치정보를 제공하므로서 모우터의 절대위치가 측정될 수 있다.

모우터의 측정된 각 위치를 특정 홀-효과 감지기 과도현상의 고정된 각 위치(즉, 정류위치)에 대하여 참조하므로서 절대 모우터 위치를 아주 정밀하게 계산할 수 있다. 토오크 감지기로부터의 각 위치가 정류시 마다 홀-효과 감지기에 참조되는 한 변속기에서의 백래쉬의 효과와 고부하 조건 하에서의 웜과 휠의 토오션 와이드-업을 보상하는 것이 가능하다. 요구된 각 위치정보를 제공하기 위한 적당한 토오크 감지기로서는 Lucas의 선형 어레이 토오크 감지기 또는 8채널 감지기가 있다.

다른 실시형태에서, 모우터 토오크 리플의 일부 구성요소는 회전자의 각 위치에 관련된 것으로 추정할 수 있는 것이 알려져 있다. 상기 언급된 고해상도 절대 모우터 위치정보는 이러한 리플성분을 보상하기 위하여 요구된 모우터 전류에 대한 보정을 결정하는데 이용될 수 있다. 이러한 방법으로 리플을 상세히 나타낼 수 있다.

아울러, 정류가 홀효과 감지기에 의하여 신호될 때를 관측하므로서 최종 2 고해상도 절대 모우터 위치 판독으로부터 얻은 속도값이 지연시간을 계산하는데 이용될 수 있다. 예를 들어 2°전진각이 요구되는 경우 속도측정값은 2°를 이동하는데 얼마나 오래 걸리나 하는 것을 결정하는데 이용될 수 있다. 그리고 이 시간지연은 제어방법에 의하여 시간이 측정될 수 있으며 경과시간 후 정류가 개시되도록 하는데 이용된다. 이는 정류점이 홀효과 신호에 근접할 때 가장 효과적인 것임을 입증한다.

이상의 설명으로부터 본 발명은 EPAS 시스템에 사용하기에 적합한 전기 모우터의 개선된 모우터 제어방법에 관한 것으로, 모우터의 조건에 따라서 두 변조기술(구동 모우드)이 채택된다. 한 모우드에 있어서, 하부 전용변조가 이루어지는 반면에 다른 모우드에서는 보상변조가 이루어지며 구동 모우드는 제어 알고리즘에 의하여 선택된다. 모우터 토오크 출력을 개선하기 위하여 여러 증진방법이 기술되었다. 이러한 방법에 있어서 기초 제어방법 상에 현저한 개선이 이루어져 모우터로부터의 토오크 출력이 개선되었다.

개선된 모우터 제어방법이 파워 스티어링 분야에 대하여 설명되었다. 그러나 제어방법은 전기 모우터로부터 개선된 토오크 출력을 제공하는 것이 바람직한 다른 경우에도 이용하는 것이 적합하다.

Claims (18)

1. 모우터의 각 상이 다상 브릿지의 암에 연결되며 브릿지의 각 암이 상부 스위칭 장치(2, 3, 4)와 하부 스위칭 장치(5, 6, 7)로 구성되고 상기 스위칭 장치가 하나 이상의 트랜지스터로 구성되는 3개 이상의 상을 갖는 다상 브러쉬레스 모우터(1)의 펄스폭 변조를 제어하기 위한 제어방법에 있어서, 상기 제어방법이 보상 펄스폭 변조입력이 브릿지의 두 암에 있는 상부 및 하부 스위칭 장치에 인가되어 상기 두 암의 각각에서 상부 스위칭 장치가 ON 상태일 때에 하부장치는 OFF 상태가 되게 하고 펄스폭 변조 듀티 싸이클의 종료시에 두 스위칭 장치의 상태가 반전되는 제 1 변조 모우드로 스위칭 장치(2, 3, 4, 5, 6, 7)를 구동시키는 단계로 구성되고, 상기 펄스폭 변조 듀티 싸이클의 선택과 스위칭 장치가 변조되는 것이 감지수단의 출력에 응답하여 제어 알고리즘에 의하여 수행됨을 특징으로 하는 제어방법.
2. 모우터의 각 상이 다상 브릿지의 암에 연결되고 브릿지의 각 암이 상부 스위칭 장치(2, 3, 4)와 하부 스위칭 장치(5, 6, 7)로 구성되고 상기 스위칭 장치(2, 3, 4, 5, 6, 7)가 하나 이상의 트랜지스터로 구성되고 3 상을 갖는 다상 브러쉬레스 모우터(1)의 펄스폭 변조를 제어하기 위한 제어방법에 있어서, 상기 제어방법이 제 1 변조 모우드와 제 2 변조 모우드로부터 선택되고, 상기 제 1 변조 모우드에서, 브릿지의 하나 이상의 암에서 상부 스위칭 장치와 하부 스위칭 장치가 상부 및 하부 스위칭 장치에 인가된 보상 펄스폭 변조입력에 의하여 구동되어 상기 상부 또는 하부 스위칭 장치의 하나가 ON 상태일 때에 상부 또는 하부 스위칭 장치의 다른 하나는 OFF 상태이고, 펄스폭 변조 듀티 싸이클의 종료시에 두 스위칭 장치의 상태가 반전되며, 상기 제 2 변조 모우드에서, 펄스폭 변조입력이 상기 브릿지의 상기 암의 하나에서 하부 스위칭 장치에 인가되는 반면에 상기 브릿지의 상기 암의 다른 하나에서 상부 스위칭 장치가 ON으로 절환되고, 펄스폭 변조 듀티 싸이클과 스위칭 장치가 변조되는 것의 선택이 제어 알고리즘에 의하여 수행됨을 특징으로 하는 제어방법.
3. 제 2 항에 있어서, 보상 펄스폭 변조입력이 제 1 모우드가 선택되었을 때 브릿지의 두 암의 상부 및 하부 스위칭 장치에 인가되고, 상기 두 암은 제 2 변조 모우드가 선택되었을 때 하부 펄스폭 변조 스위칭 장치와 상부 ON 스위칭 장치를 포함하는 암과 같은 두 암임을 특징으로 하는 제어방법.
4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 제어 알고리즘의 최대 모우터 전류의 거의 반에 해당하는 모우터 전류에서 일측 변조 모우드에서 타측 변조 모우드로 모우터 구동을 전환시킴을 특징으로 하는 제어방법.
5. 제 2 항 - 제 4 항의 어느 한 항에 있어서, 하드 정류 모우드 또는 소프트 정류 모우드가 이용됨을 특징으로 하는 제어방법.
6. 제 5 항에 있어서, 소프트 정류가 시작 상전류의 증가율에 맞추어 종료 상전류의 감소율을 감소시키므로서 실현됨을 특징으로 하는 제어방법.
7. 제 6 항에 있어서, 소프트 정류의 시간이 모우터 전류와 회전자 위치에 의하여 결정됨을 특징으로 하는 제어방법.
8. 제 5 항에 있어서, 하드정류가 종료 상전류의 감소율에 맞추어 시작 상전류의 증가율을 증가시켜 이용됨을 특징으로 하는 제어방법.
9. 제 8 항에 있어서, 하드정류의 시간이 소프트웨어로 제어됨을 특징으로 하는 제어방법.
10. 전기 청구항의 어느 한 항에 있어서, 정류위치가 정류가 모우터 위치 판독값에 응답하여 이루어지는 위치를 전진 또는 후퇴시켜 소프트웨어에 의해 변화됨을 특징으로 하는 제어방법.
11. 전기 청구항의 어느 한 항에 있어서, 감지수단이 모우터에 흐르는 전류를 검출하기 위한 하나 이상의 전류 감지기와 모우터 회전자의 회전자 위치를 검출하기 위한 각 위치 감지기로 구성됨을 특징으로 하는 제어방법.
12. 전기 청구항의 어느 한 항에 있어서, 모우터(1)가 EPAS 시스템에 사용됨을 특징으로 하는 제어방법.
13. 중간수단을 통하여 출력축에 연결된 모우터의 순간위치를 계산하는 방법에 있어서, 이 방법이 모우터에 제공된 감지수단을 이용하여 제 1 예시시간에 실제 회전자 위치의 제 1 측정값을 얻는 단계, 상기 출력축에 제공된 감지수단을 이용하여 상기 출력축의 회전속도를 계산하는 단계, 출력축의 회전속도에 기초하여 제 1 예시시간과 상기 순간시간 사이에서 모우터 회전자의 변위를 나타내는 오프셋트를 계산하는 단계와, 상기 순간시간의 절대 모우터 회전자 위치를 나타내는 출력을 발생토록 오프셋트를 가산하므로서 제 1 예시시간에 얻은 모우터 위치의 제 1 측정값을 수정하는 단계로 구성됨을 특징으로 하는 모우터의 위치 계산방법.
14. 제 13 항에 있어서, 출력축과 모우터의 감지수단이 각 위치 감지기로 구성됨을 특징으로 하는 방법.
15. 제 13 항에 있어서, 출력축의 감지수단이 각 위치에 따른 출력신호를 제공하는 토오크 감지기로 구성되고 모우터의 감지수단이 홀효과 감지기로 구성됨을 특징으로 하는 방법.
16. 제 13 항, 제 14 항 또는 제 15 항의 어느 한 항에 있어서, 출력축이 전기적으로 보조되는 스티어링 시스템의 조향컬럼으로 구성되고, 중간수단이 클러치 또는 변속기 또는 웜휠과 웜으로 구성됨을 특징으로 하는 방법.
17. 제 14 항 또는 제 15 항에 있어서, 출력축 속도가 상기 제 1 예시시간에 얻은 출력축의 각 위치 감지수단으로부터의 출력을 상기 순간시간에 얻은 상기 출력축의 상기 각 위치 감지수단으로부터의 출력과 비교하므로서 계산됨을 특징으로 하는 방법.
18. 제 17 항에 있어서, 모우터 회전자 속도가 출력축 속도에 변속비를 곱하여 얻음을 특징으로 하는 방법.