KR20110085376A

KR20110085376A - 전동 파워 스티어링 시스템 과열 보호 방법

Info

Publication number: KR20110085376A
Application number: KR1020100005137A
Authority: KR
Inventors: 구은경
Original assignee: 현대모비스 주식회사
Priority date: 2010-01-20
Filing date: 2010-01-20
Publication date: 2011-07-27
Also published as: US20110178681A1; CN102130444A

Abstract

본 발명은 전동 파워 스티어링 시스템 과열 보호 방법에 관한 것으로, 전자 제어기에 장착된 온도 센서에서 측정된 온도 측정값이 전자 제어기의 주변 회로의 영향에 의해서 높게 측정되는 경우를 판단하여, 이때 온도 설정 값을 직전 온도 설정 값으로 유지하므로 전자 제어기의 주변회로의 영향에 의해 온도 설정 값이 증가하는 오류를 방지하고, 주변 회로의 영향을 배재한 정확한 온도 설정 값을 통해 조향 전류를 제어하여 전동 파워 스티어링 시스템의 안정성을 향상시킬 수 있다.

Description

전동 파워 스티어링 시스템 과열 보호 방법{PROTECTING METHOD OF MOTOR DRIVEN STEERING SYSTEM FROM OVERHEAT}

본 발명은 전동 파워 스티어링 시스템 과열 보호 방법에 관한 것으로서, 보다 자세하게는 주변회로에 의한 온도 변화를 방지하여 안전성을 증가시킬 수 있는 전동 파워 스티어링 시스템 과열 보호 방법에 관한 것이다.

일반적으로 전동 파워 스티어링 시스템(MDPS: Motor Driven Power Steering)은 통상적으로 파워 펌프의 구동으로 오일이 순환되어 파워핸들을 작동시켜 주는 원리가 아닌 조향 휠 축 하단부에 조향 모터가 따로 설치되어 차량의 시동을 걸면 조향 모터가 작동하여 파워핸들을 작동시킨다.

이러한 전동 파워 스티어링 시스템은 조향 모터에 지속적으로 많은 량의 전류가 인가되면 조향 모터의 출력이 높아지게 되어, 조향 모터와 조향 모터의 동작을 제어하는 전자 제어기의 전계 효과 트랜지스터(Field Effect Transistor, 이하 "FET")가 과열로 인해서 파열될 수 있다.

이를 방지하기 위해서 전동 파워 스티어링 시스템은 전자 제어기에 장착된 온도 센서에서 측정된 온도와, 조향 모터로 인가되는 전류를 모니터링 하여, 조향 모터의 온도와 전자 제어기의 FET의 온도를 추정하고, 이를 통해 조향 모터로 인가되는 전류를 제어한다.

그러나 전자 제어기에 장착된 온도센서에서 측정된 전자 제어기의 온도는 전자 제어기의 주변 회로의 영향에 의해서 실제 전자 제어기의 온도보다 더 높게 측정된다. 즉, 온도 센서에서 측정된 온도는 실제 보다 더 높게 측정되어, 전자 제어기의 정확한 내부 온도를 추정하기 어렵다. 이와 같이 조향 모터로 인가되는 전류를 제어하기 위한 기준이 되는 온도 추정 시 오류가 발생되면, 전동 파워 스티어링 시스템을 안정되게 제어할 수 없게 된다.

본 발명은 상술한 종래의 문제점을 극복하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 전자 제어기에 장착된 온도 센서에서 측정된 온도 측정값이 전자 제어기의 주변 회로의 영향에 의해서 높게 측정되는 경우를 판단하고, 이때 온도 설정 값을 직전 온도 설정 값에 근사하게 유지하여 전자 제어기의 주변회로의 영향에 의해 온도 설정 값이 크게 증가하는 오류를 방지하고, 주변 회로의 영향을 배재한 정확한 온도 설정 값을 통해 조향 전류를 제어하여 전동 파워 스티어링 시스템의 안정성을 향상시킬 수 있는 전동 파워 스티어링 시스템 과열 보호 방법을 제공하는데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 의한 전동 파워 스티어링 시스템 과열 보호 방법은 전자제어기에 장착된 온도센서에서 온도를 측정하는 온도 측정 단계와, 상기 온도 센서에서 측정된 상기 전자제어기의 온도인 온도 측정값이, 상기 전자제어기에 저장되어 있는 직전 온도 설정 값보다 더 큰지 여부를 확인하는 온도 확인 단계와, 상기 온도 확인 단계에서 상기 온도 측정값이 상기 직전 온도 설정 값 보다 크면, 상기 전자제어기에 장착된 전류 센서에서 조향 모터의 전류인 조향 전류를 측정하는 전류 측정 단계와, 상기 전류 센서에서 측정된 상기 조향 전류가 흐르는지 여부를 확인하는 전류 확인 단계 및 상기 전류 확인 단계에서 전류가 흐르는 것으로 판단되면, 상기 전자제어기가 상기 직전 온도 설정 값에 제1필터링 값을 더한 온도 설정 값을 출력하는 제1필터링 단계를 포함할 수 있다.

상기 전류 확인 단계에서 조향 전류가 흐르지 않는 것으로 판단되면, 상기 전자제어기가 출력하는 온도 설정 값을 상기 직전 온도 설정 값에 근사시키기 위해 제2필터링 값을 더한 온도 설정 값을 출력하는 제2필터링 단계를 실행할 수 있다.

상기 제2필터링 값은 상기 제1필터링 값보다 더 작은 값일 수 있다.

상기 제2필터링 값은 0.15deg/min일 수 있다.

상기 온도 확인 단계에서 상기 온도 측정값이 상기 직전 온도 설정 값 이하라면, 상기 전자제어기가 상기 직전 온도 설정 값에서 제3필터링 값을 뺀 온도 설정 값을 출력하는 하는 제3필터링 단계를 실행할 수 있다.

상기 제3필터링 값은 20deg/min일 수 있다.

상기 전자 제어기는 출력된 상기 온도 설정 값이 한계 온도 이상일 경우에는 상기 조향 모터로 인가되는 전류를 제한하는 조향 모터 전류 제어 단계를 실행할 수 있다.

상기 제1필터링 값은 30deg/min일 수 있다.

본 발명에 의한 전동 파워 스티어링 시스템 과열 보호 방법은 전자 제어기에 장착된 온도 센서에서 측정된 온도 측정값이 전자 제어기의 주변 회로의 영향에 의해서 높게 측정되는 경우를 판단하고, 이때 온도 설정 값을 직전 온도 설정 값에 근사하게 유지하므로 전자 제어기의 주변회로의 영향에 의해 온도 설정 값이 시스템적으로 무의미하게 증가하는 오류를 방지하여, 주변 회로의 영향을 배재한 정확한 온도 설정 값을 통해 조향 전류를 제어하여 전동 파워 스티어링 시스템의 안정성을 향상시킬 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 전동 파워 스티어링 시스템 과열 보호 방법을 도시한 순서도이다.
도 2는 본 발명의 전동 파워 스티어링 시스템을 도시한 블록도이다.

본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 전동 파워 스티어링 시스템 과열 보호 방법을 도시한 순서도가 도시되어 있다. 그리고 도 2를 참조하면, 전동 파워 스티어링 시스템에 대한 블록도가 도시되어 있다.

우선 전동 파워 스티어링 시스템(10)은 전자 제어기(ECU)와 조향 모터(M)를 포함한다. 그리고 조향 모터(M)는 운전자의 조향 휠의 조타에 의한 토크에 의해서 구동한다. 이러한 조향 모터(M)의 구동은 전자 제어기(ECU)의 구동소자인 복수의 전계 효과 트랜지스터(FET)의 스위칭 동작에 의해서 제어된다.

이러한 복수의 전계 효과 트랜지스터(FET)는 전자 제어기(ECU)에서 인가되는 신호에 의해 전압을 조향 모터(M)의 각 코일로 인가하거나 차단하여 조향 모터(M)의 동작을 제어한다.

그리고 전자 제어기(ECU)에 장착된 온도 센서(Ts)는 전자 제어기(ECU)의 온도인 온도 측정값을 측정한다. 그리고 전자 제어기(ECU)는 온도 측정값이 메모리(Me)에 저장되어 있는 직전 온도 설정 값 보다 더 큰지 여부를 확인한다. 그리고 전자 제어기(ECU)는 온도 측정값이 메모리(Me)에 저장되어 있는 직전 온도 설정 값보다 더 작다면 직전 온도 설정 값을 필터링한 온도 설정 값을 출력한다.

그리고 전자 제어기(ECU)에 장착된 전류 센서(Cs)는 조향 모터(M)의 전류인 조향 전류를 측정한다. 그리고 전자 제어기(ECU)는 전류 센서(Cs)에서 측정된 조향 전류를 2상 변환하여 Q축 전류와 D축 전류를 산출한다. 그리고 전자 제어기(ECU)는 Q축 전류와 D축 전류에 따라 직전 온도 설정 값을 필터링한 온도 설정 값을 출력한다.

여기서 직전 온도 설정 값이란, 전자 제어기(ECU)가 직전 필터링 진행시 출력했던 온도 설정 값으로, 메모리(Me)에 저장되어 있다. 그리고 메모리(Me)는 전자 제어기(ECU)에서 온도 설정 값이 산출되면, 저장되어 있던 직전 온도 설정 값을 지우고 산출된 온도 설정 값을 새로 저장하는 리셋을 수행한다.

그리고 도 1의 전동 파워 스티어링 시스템(10)의 과열 보호 방법을 실행하기 위해서, 엔진이 시동되어 전자 제어기(ECU)에 전원이 인가(S)되면, 전자 제어기(ECU)의 온도 센서(Ts)가 전자 제어기(ECU)의 온도인 온도 측정값을 측정(S1)하는 온도 측정 단계(S1)를 실행 한다.

그리고 전자 제어기(ECU)는 온도 센서(Ts)에서 측정된 온도 측정값이 전자 제어기(ECU)의 메모리(Me)에 저장되어 있는 직전 온도 설정 값보다 더 큰지 여부를 확인하는 온도 확인 단계(S2)를 실행한다. 즉, 온도 확인 단계(S2)에서는 전자 제어기(ECU)의 온도 센서(Ts)에서 측정된 온도가 증가하였는지 여부를 확인한다.

그리고 온도 확인 단계(S2)에서 온도 측정값이 직전 온도 설정 값 이하일 경우에는, 전자 제어기(ECU)가 직전 온도 설정 값에서 제3필터링 값을 뺀 온도 설정 값을 출력하는 제3필터링 단계(S7)를 실행한다. 즉, 온도 확인 단계(S2)에서 온도 측정값이 직전 온도 설정 값 이하일 경우에는, 전동 파워 스티어링 시스템(10)의 안정화를 위해서 전자 제어기(ECU)가 직전 온도 설정 값에서 제3필터링 값을 빼서 직전 온도 설정 값보다 더 낮은 온도인 온도 설정 값을 출력한다. 이러한 제3필터링 값은 시간에 따른 온도 변화 값으로, 온도 센서(Ts)의 특성에 따라 설정한다. 이러한 제3필터링 값은 20deg/min으로 설정한다.

그리고 온도 확인 단계(S2)에서 온도 측정값이 직전 온도 설정 값보다 더 클 경우에는, 전자 제어기(ECU)에 장착된 온도 센서(Ts)가 조향 모터(M)의 전류인 조향 전류를 측정하는 전류 측정 단계(S3)를 실행한다. 그리고 전자 제어기(ECU)는 조향 모터(M)의 조향 전류인 3상의 전류를 정지된 좌표축인 Q축 전류와 D축 전류인 2상 성분으로 변환한다. 즉, 전자 제어기(ECU)는 3상의 조향 전류를 Q축 전류와 D축 전류로 변환한다.

그리고 전자 제어기(ECU)는 조향 전류가 출력되는지 여부를 확인하기 위해서 Q축 전류와 D축 전류 중 적어도 하나의 전류가 0보다 더 큰지 여부를 확인하는 전류 확인 단계(S4)를 실행 한다. 즉, 전류 확인 단계(S4)에서 전자 제어기(ECU)는 Q축 전류가 0보다 크거나, D축 전류가 0보다 크거나, Q축 전류와 D축 전류가 모두 0보다 더 크면 조향 전류가 출력되는 것으로 판단한다.

그리고 전류 확인 단계(S4)에서 Q축 전류와 D축 전류 중 적어도 하나의 전류가 0보다 더 큰 경우에는, 전자 제어기(ECU)가 직전 온도 설정 값에서 제1필터링 값을 더한 온도 설정 값을 출력하는 제1필터링 단계(S5)가 실행된다.

즉, 전류 확인 단계(S4)에서 조향 전류가 출력되는 것으로 판단된 경우에는 조향 전류에 의해서 전자 제어기(ECU)의 온도가 증가한 것으로, 전자 제어기(ECU)는 직전 온도 설정 값에 제1필터링 값을 더해서, 직전 온도 설정 값보다 더 높은 온도인 온도 설정 값을 출력한다.

이러한 제1필터링 값은 시간에 따른 온도 변화 값으로, 온도 센서(Ts)의 특성에 따라 설정한다. 이러한 제1필터링 값은 30deg/min으로 설정한다.

그리고 전류 확인 단계(S4)에서 Q축 전류와 D축 전류가 모두 0인 경우에는 전자 제어기(ECU)가 직전 온도 설정 값에서 제2필터링 값을 더한 온도 설정 값을 출력하는 제2필터링 단계(S6)가 실행된다.

즉, 전류 확인 단계(S4)에서 조향 전류가 출력되지 않는 것으로 판단된 경우에는, 전자 제어기(ECU)의 온도가 조향 전류가 아닌 전자 제어기(ECU) 주변의 회로들에 의해서 증가한 것으로 판단한다. 그러므로 전자 제어기(ECU)는 온도 설정 값이 온도 센서(Ts)에서 측정된 온도 측정값에 의해 변경되는 것을 방지하고 직전 온도 설정 값으로 유지한다. 이때, 전자 제어기(ECU)는 온도 상승을 일부분 반영하기 위해서 제1필터링 값 보다 더 작은 미세한 값인 제2필터링 값을 직전 온도 설정 값에 더해서, 온도 설정 값을 출력한다.

이러한 제2필터링 값은 시간에 따른 온도 변화 값으로, 전동 파워 스티어링 시스템(10)의 온도 변화의 시험 데이터를 통해 설정한다. 이와 같은 제2필터링 값은 0.15deg/min으로 설정한다. 즉, 제2필터링 단계(S6)에서는 제1필터링 단계(S5)에 비해서 온도 설정 값이 직전 온도 설정 값과 큰 차이가 없도록 유지하여, 전자 제어기(ECU)의 주변 회로의 영향에 의해서 높게 측정되는 오류를 방지할 수 있다.

그리고 제1필터링 단계(S5), 제2필터링 단계(S6) 및 제3필터링 단계(S3)중 하나의 단계에서 온도 설정 값이 설정되면, 온도 설정 값이 전자 제어기(ECU)에 저장되어 있는 한계 온도 이상일 경우에는 조향 모터로 인가되는 전류를 제한하여, 조향 모터(M)로 인가되는 전류를 제어하는 모터 전류 제어 단계(S8)를 실행한다.

이와 같은 전동 파워 스티어링 시스템 과열 보호 방법은 전자 제어기(ECU)에 장착된 온도 센서(Ts)에서 측정된 온도 측정값이 전자 제어기(ECU)의 주변 회로의 영향에 의해서 높게 측정되는 경우를 판단하여, 온도 설정 값을 직전 온도 설정 값으로 유지하므로 전자 제어기(ECU)의 주변회로의 영향에 의해 온도 설정 값이 증가하는 오류를 방지할 수 있다. 그러므로 전동 파워 스티어링 시스템 과열 보호 방법은 주변 회로에 의해 전자 제어기(ECU)의 온도가 증가하는 것을 판단하여, 정확하게 전자 제어기(ECU)의 온도인 온도 설정 값을 추정하고 이를 통해 조향 전류를 제어할 수 있으므로 전동 파워 스티어링 시스템(10)의 안정성을 향상시킬 수 있다.

이상에서 설명한 것은 본 발명에 의한 전동 파워 스티어링 시스템 과열 보호 방법을 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.

M; 조향 모터 ECU; 전자 제어기
FET; 복수의 전계 효과 트랜지스터 Me; 메모리
Ts; 온도 센서 Cs; 전류 센서

Claims

전자제어기에 장착된 온도센서에서 온도를 측정하는 온도 측정 단계;
상기 온도 센서에서 측정된 상기 전자제어기의 온도인 온도 측정값이, 상기 전자제어기에 저장되어 있는 직전 온도 설정 값보다 더 큰지 여부를 확인하는 온도 확인 단계;
상기 온도 확인 단계에서 상기 온도 측정값이 상기 직전 온도 설정 값 보다 크면, 상기 전자제어기에 장착된 전류 센서에서 조향 모터의 전류인 조향 전류를 측정하는 전류 측정 단계;
상기 전류 센서에서 측정된 상기 조향 전류가 흐르는지 여부를 확인하는 전류 확인 단계; 및
상기 전류 확인 단계에서 전류가 흐르는 것으로 판단되면, 상기 전자제어기가 상기 직전 온도 설정 값에 제1필터링 값을 더한 온도 설정 값을 출력하는 제1필터링 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동 파워 스티어링 시스템 과열 보호 방법.
청구항 1에 있어서,
상기 전류 확인 단계에서 조향 전류가 흐르지 않는 것으로 판단되면, 상기 전자제어기가 출력하는 온도 설정 값을 상기 직전 온도 설정 값에 근사시키기 위해 제2필터링 값을 더한 온도 설정 값을 출력하는 제2필터링 단계를 실행하는 것을 특징으로 하는 전동 파워 스티어링 시스템 과열 보호 방법.
청구항 2에 있어서,
상기 제2필터링 값은 상기 제1필터링 값보다 더 작은 값인 것을 특징으로 하는 전동 파워 스티어링 시스템 과열 보호 방법.
청구항 2항에 있어서,
상기 제2필터링 값은 0.15deg/min인 것을 특징으로 하는 전동 파워 스티어링 시스템 과열 보호 방법.
청구항 1에 있어서,
상기 온도 확인 단계에서 상기 온도 측정값이 상기 직전 온도 설정 값 이하라면, 상기 전자제어기가 상기 직전 온도 설정 값에서 제3필터링 값을 뺀 온도 설정 값을 출력하는 하는 제3필터링 단계를 실행하는 것을 특징으로 하는 전동 파워 스티어링 시스템 과열 보호 방법.
청구항 5항에 있어서,
상기 제3필터링 값은 20deg/min인 것을 특징으로 하는 전동 파워 스티어링 시스템 과열 보호 방법.
청구항 1항에 있어서,
상기 전자 제어기는 출력된 상기 온도 설정 값이 한계 온도 이상일 경우에는 상기 조향 모터로 인가되는 전류를 제한하는 조향 모터 전류 제어 단계를 실행 하는 것을 특징으로 하는 전동 파워 스티어링 시스템 과열 보호 방법.
청구항 1항에 있어서,
상기 제1필터링 값은 30deg/min인 것을 특징으로 하는 전동 파워 스티어링 시스템 과열 보호 방법.