KR100226275B1 - 자동차 속도감응식 파워스티어링장치 및 그 제어방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 차량의 속도감응식 파워스티어링장치 및 그 제어방법에 관한 것으로, 전자석의 극성은 코일에 흐르는 전류변화에 따라 극성이 변화게 되는데, 코일에 흐르는 전류방향을 (-)로 하면, 전자석의 극성은 영구자석과 같은 극성이 되어서 핸들을 가볍게 제어하고, 또한, 코일에 흐르는 전류방향이 (+)이면 영구자석과 극성이 반대가 되어 핸들을 무겁게 제어하는 차량의 속도감응식 파워스티어링장치 및 제어방법이다.
이러한 본 발명 차량의 속도감응식 파워스티어링장치 및 그 제어방법은 차속상태에 따라 코일에 양방향으로 전류를 흐르게 함으로써, 차량이 저속으로 주행하면 핸들을 가볍게하고, 고속으로 주행하면 핸들을 무겁게 제어함으로써, 운전자에게 주행중에 안전성과 편의성을 제공하는 효과가 있는 것이다.
Description
본 발명은 코일에 흐르는 전류를 양방향으로 제어하여 전자석으로 극성을 변화시키고, 영구자석과 전자석의 자력세기에 의해 토션바를 제어하여 사용하는 속도감응식 파워스티어링장치에 관한 것으로, 특히, 솔레노이드밸브에 있는 전자석의 1개의 코일을 사용하여 양방향으로 제어하는 장치에 사용할 수 있도록 하기 위한 것이다.
주지하다시피 일반적으로 파워스티어링장치는 코일에 흐르는 전류의 온/오프에 의해 듀티비를 변경시켜 스로틀 면적을 변화하는 솔레노이드밸브단(1)과, 차속/조향에 의한 유압의 변화에도 일정한 유량의 오일을 솔레노이드측으로 공급하는 분류밸브단(2)과, 컨트롤밸브와 로터리밸브는 토션바에 비틀림이 생겼을때, 비틀림이 생긴 만큼 상대적으로 회전을 하고 각각의 포트와 연결 상태를 변화시켜 파워 실린더에 공급되는 유량을 제어하는 스티어링 기어박스단(3)과, 파워실린더단(4)등으로 구성되었다.
이러한 일반적인 파워스티어링장치는 차속 센서로부터 입력되는 신호에 의해 판별되고, 그 형태에 알맞는 전류를 리니어로 제어하여 솔레노이드 코일에 흐르게하여 솔레노이드 밸브를 제어함에 따라, 파워 스티어링 유압 제어회로의 유압을 자동차의 속도에 따라 변화 시키도록 동작되었다.
그러나, 상기와 같은 파워스티어링장치는, 솔레노이드 밸브를 제어함에 따라 파워스티어링 유압제어회로의 유압을 차속에 따라 변화시켜 솔레노이드에 있는 코일을 한방향으로 전류량을 제어함으로써, 저속/고속으로의 전환시에 시간이 지연되고, 시스템구성이 복잡하게 결합되어, 각 센서들간에 에러가 발생되는 문제점이 있었다.
본 발명의 목적은, 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위한 것으로, 특히, 전자석과 영구자석의 극성을 이용하여, 1개의 코일에 흐르는 전류량을 양방향으로 제어함으로써, 차량이 저속으로 운행중일 때는 핸들을 가볍게, 자동차가 고속으로 운행중일 때는 핸들이 무겁게 제어되도록 하는 차량의 속도감응식 파워스티어링장치 및 그 제어방법을 제공하는데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명 차량의 속도감응식 파워스티어링장치는, 차량의 배터리전원을 변환하여 전원을 공급하는 전원단과; 차량에서 발생되는 차량의 속도 파형을 정형하는 차속파형정형단과; 상기 전원단과 차속 파형정형단의 신호출력단에 접속되어, 상기 차속파형정형단에서 인가되는 정형된 신호를 이용하여 정확한 차속을 계산하고 제어하는 마이컴과; 상기 마임컴의 신호출력단에 접속되어, 상기 마이컴에서 인가되는 데이터 신호를 입/출력하는 인터페이스단과; 상기 인터페이스단에 접속되어, 상기 인터페이스단에서 인가되는 신호를 인가받아 출력하는 출력단과; 상기 출력단에 접속되는 부하단을 포함하여 구성됨을 그 기술적 구성상의 특징으로 한다.
한편, 본 발명 차량의 속도감응식 파워 스티어링의 제어방법은, 차속을 계산하고, 코일의 전류방향에 의한 차속을 설정하는 설정단계와; 상기 설정단계를 수행한 후, 임의의 설정차속과 실제 차속을 비교 판단하는 비교단계와; 상기 비교단계를 수행한 후, 실제 차속이 임의로 설정된 차속보다 클 경우, 차속에 맞는 (+)코일 전류값을 출력하는 제1출력단계와; 상기 차속비교단계를 수행한 후, 실제 차속이 임의로 설정된 차속보다 작은 경우, 차속에 맞는 (-)코일 전류값을 출력하는 제2출력단계를 포함하여 구성됨을 그 방법적 구성상의 특징으로 한다.
또한, 상기 설정단계는, 마이컴을 초기화 하는 단계와; 상기 마이컴의 초기화단계를 수행한 후, 임의의 차속에 대한 코일출력데이터를 설정하는 데이터설정 단계와; 상기데이터설정단계를 수행한 후, 타이머에 의한 차속을 계산하여 구하는 차속계산단계와; 상기 차속계산단계를 수행한 후, 코일의 전류방향에 대한 차속을 설정하는 차속설정단계를 포함하여 구성됨을 구성상의 특징으로 한다.
또한, 차속이 설정차속보다 클 경우의 제1출력단계는, 차속에 맞는 코일 전류값을 계산/출력하는 전류값계산단계와; 상기 전류값계산단계를 수행한후, 코일에 흐르는 전류량을 계산하는 전류량계산단계와; 상기 전류량 계산단계를 수행한 후, 코일의 전류데이터를 보상해주는 전류보상단계와; 상기 전류보상단계를 수행한 후, 보상된 코일의 전류값을 출력하는 전류보상출력단계를 포함하여 구성됨을 그 방법적 구성상의 특징으로 한다.
또한, 차속에 맞는 코일전류값을 계산/출력하는 전류값계산단계는, 출력되는 펄스의 주파수값을 설정하는 주파수설정단계와; 상기의 주파수설정단계를 수행한 후, -하이사이드출력단과 -로우사이드출력단을 오프하는 -출력단오프단계와; 상기 -출력단오프단계를 수행한 후, 차속에 대한 코일의 전류데이터를 계산하는 전류데이터계산계와; 상기전류데이터계산단계를 수행한 후, 코일의 동작되는 시간을 구하는 코일온단계와; 상기 코일온단계를 수행한 후, +로우사이드출력단을 동작시키는 +로우사이드출력단계와; 제1인터페이스단에서 펄스를 출력하고, 주파수설정단계로 리턴되는 펄스출력단계를 포함하여 구성됨을 그 방법적 구성상의 특징으로 한다.
또한, 코일에 흐르는 전류량을 계산하는 전류량계산단계는, 코일전류의 아날로그신호를 디지털 신호로 변환하여 계산을 하는 코일전류값변환단계와; 상기 코일전류값변환단계를 수행한 후, 코일전류의 변환된 데이터값을 임의의 램에 기록하고, 코일전류값변환단계로 리턴되는 데이터기록단계를 포함하여 구성됨을 그 방법적 구성상의 특징으로 한다.
또한, 코일의 전류데이터를 보상해주는 전류보상단계는, 램에 저장된 코일의 전류데이터값을 읽어내는 데이터독출단계와; 상기 데이터독출단계를 수행한 후, 전류데이터값과 데이터테이블상의 데이터값을 비교하는 제1데이터비교단계와; 상기 데이터비교단계를 수행한 후, 전류데이터값이 비교된 테이블상의 데이터값 보다 큰 경우, 큰 만큼의 전류데이터 시간을 코일의 온시간에서 빼주고, 데이터독출단계로 리턴되는 제1전류보상단계와; 상기 제1데이터비교단계를 수행한 후, 테이블상의 전류데이터가 작은 경우, 전류데이터와 데이터테이블데이터가 같은지를 비교하는 제2데이터비교단계와; 상기 제2데이터비교단계를 수행한 후, 전류 데이터와 데이터테이블데이터가 같으면, 코일에 온시간이 정상동작하고, 데이터독출단계로 리턴되는 제2전류보상단계와; 상기 제2데이터비교단계를 수행한 후, 전류데이터가 테이블상의 데이터보다 작은 경우, 코일의 온시간에 보상되는 시간만큼을 더하고, 데이터독출단계로 리턴하는 제3전류보상단계를 포함하여 구성됨을 그 방법적 구성상의 특징으로 한다.
또한, 차속이 설정차속보다 작은경우의 제2출력단계는, 차속에 맞는 코일 전류값을 계산/출력하는 전류값계산단계와; 상기 전류값계산단계를 수행한 후, 코일에 흐르는 전류량을 계산하는 전류량계산단계와; 상기 전류량계산단계를 수행한 후, 코일의 전류데이터를 보상해준는 전류보상단계와; 상기 전류보상단계를 수행한 후, 보상된 코일의 전류값을 출력하는 전류보상출력단계를 포함하여 구성됨을 그 방법적 구성상이 특징으로 한다.
또한, 차속에 맞는 코일전류값을 계산/출력하는 전류값계산단계는, 출력되는 펄스의 주파수값을 설정하는 주파수설정단계와; 상기의 주파수설정단계를 수행한 후, +하이사이드출력단과 +로우사이드출력단을 오프하는 +출력단오프단계와; 상기 +출력단오프단계를 수행한 후, 차속에 대한 코일의 전류데이터를 계산하는 전류데이터계산단계와; 상기 전류데이터계산단계를 수행한 후, 코일의 동작되는 시간을 구하는 코일온단계와; 상기코일온단계를 수행한 후, -로우사이드출력단을 동작시키는 -로우사이드출력단계와; 제2인터페이스단에서 펄스를 출력하고, 주파수설정단계로 리턴되는 펄스출력단계를 포함하여 구성됨을 그 방법적 구성상의 특징으로 한다.
또한, 코일에 흐르는 전류량을 계산하는 전류량계산단계는, 코일전류의 아날로그신호를 디지털 신호로 변환하여 계산을 하는 코일전류값변환단계와; 상기 코일전류값변환단계를 수행한 후, 코일전류의 변환된 데이터값을 임의의 램에 기록하고, 코일전류값변환단계로 리턴되는 데이터기록단계를 포함하여 구성됨을 그 방법적 구성상의 특징으로 한다.
또한, 코일의 전류데이터를 보상해주는 전류보상단계는, 램에 저장된 코일의 전류데이터값을 읽어내는 데이터독출단계와; 상기 데이터독출단계를 수행한 후, 전류데이터값과 데이터테이블상의 데이터값을 비교하는 제1데이터비교단계와; 상기 제1데이터비교단계를 수행한 후, 전류데이터값이 비교된 테이블상의 데이터 값보다 큰 경우, 큰 만큼의 전류데이터 시간을 코일의 온시간에 빼주고, 데이터 독출단계로 리턴되는 제1전류보상단계와; 상기 제1데이터비교단계를 수행한 후, 테이블상의 전류데이터가 작은 경우, 전류데이터와 데이터테이블데이터가 같은지를 비교하는 제2데이터비교단계와; 상기 제2데이터비교단계를 수행한 후, 전류데이터와 데이터테이블데이터가 같으면, 코일에 온시간이 정상동작하고, 데이터독출단계로 리턴되는 제2전류보상단계와; 상기 제2데이터비교단계를 수행한 후, 전류데이터가 테이블사의 데이터보다 작은 경우, 코일의 온시간에 보상되는 시간 만큼을 더하고, 데이터 독출단계로 리턴하는 제3전류보상단계를 포함하여 구성됨을 그 방법적 구성상의 특징으로 한다.
이러한 본 발명 차량의 속도감응식 파워스티어링장치 및 그 제어방법은 저속에서는 (-)전류가 흐르며 지정속도가 되면 제로가되고 지정속도에서 점차 차속이 증가하면 코일에 흐르는 전류의 방향은 역방향(+)으로 흐르게되어 차속의 상태에 따라 전류의 방향을 양방향으로 제어함으로써, 저속/고속으로 주행전환시에 빠른 전환이 이루어지고, 운전자에게 주행중에 안전성과 편의성을 제공하는 효과가 있는 것이다.
제1도는 종래의 파워스티어링의 구성을 나타낸 블럭도,
제2도는 본 발명 속도감응식 파워스티어링장치의 구성을 나타낸 블럭도,
제3도는 본 발명 속도감응식 파워스티어링장치의 제어방법을 나타낸 제어흐름도,
제4도는 본 발명 (+)전류방향을 갖는 차속에 맞는 코일전류값 계산을 나타낸 제어흐름도,
제5도는 본 발명 (+)전류방향을 갖는 코일에 흐르는 전류량 계산을 나타낸 제어 흐름도,
제6도는 본 발명 (+)전류방향을 갖는 코일의 전류데이터 보상을 나타낸 제어 흐름도,
제7도는 본 발명 (-)전류방향을 갖는 차속에 맞는 코일전류값 계산을나타낸 제어흐름도,
제8도는 본 발명 (-)전류방향을 갖는 코일에 흐르는 전류량 계산을 나타낸 제어흐름도,
제9도는 본 발명 (-)전류방향을 갖는 코일의 전류데이터 보상을 나타낸 제어흐름도,
도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 솔레노이드단 2 : 분류밸브단
3 : 스티어링기어박스단 4 : 파워실린더단
10 : 전원단 20 : 차속파형정형단
30 : 마이컴 40 : 인터페이스단
41 : 제1인터페이스단 42 : 제2인터페이스단
43 : 제3인터페이스단 44 : 제4인터페이스단
45 : 제5인터페이스단 50 : 출력단
51 : +하이사이드출력단 52 : -하이사이드 출력단
53 : 부하단 54 : -로우사이드출력단
55 : +로우사이드출력단 100 : 설정단계
110 : 마이컴을 초기화하는 단계 120 : 데이터설정단계
130 : 차속계산단계 140 : 차속설정단계
200 : 비교단계 300 : 제1출력단계
310 : 전류값계산단계 311 : 주파수설정단계
312 : -출력단오프단계 313 : 전류데이터계산단계
314 : 코일온단계 315 : +로우사이드출력단계
316 : 펄스출력단계 320 : 전류량계산단계
321 : 코일전류값변환단계 322 : 데이터기록단계
330 : 전류보상단계 331 : 데이터독출단계
332 : 제1데이터비교단계 333 : 제1전류보상단계
334 : 제2데이터비교단계 335 : 제2전류보상단계
336 : 제3전류보상단계 340 : 전류보상출력단계
400 ; 제2출력단계 410 : 전류값계산단계
411 : 주파수설정단계 412 : +출력단오프단계
413 : 전류데이터계산단계 414 : 코일온단계
415 : -로우사이드출력단계 416 : 펄스출력단계
420 : 전류량계산단계 421 : 코일전류값변환단계
422 : 데이터기록단계 430 : 전류보상단계
431 : 데이터독출단계 432 : 제1데이터비교단계
433 : 제1전류보상단계 434 : 제2데이터비교단계
435 : 제2전류보상단계 436 : 제3전류보상단계
440 : 전류보상출력단계
이하, 본 발명 차량의 속도감응식 파워스티어링장치 및 그 제어방법의 기술적 사상에 따른 일 실시예를 들어 그 구성 및 동작을 첨부된 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.
[실시예]
먼저, 전원단(10)의 신호출력단은 마이컴(30)의 신호입력단에 접속하고, 차속파형정형단(20)의 신호출력단은 마이컴(30)의 신호입력단에 접속하고, 인터페이스단(40)의 신호입력단은 마이컴(30)의 신호출력단에 접속하고, 출력단(50)의 신호입력단은 인터페이스단(40)의 신호출력단에 접속하여 본 실시예를 구성한다.
또한, 인터페이스단(40)은 5개의 인터페이스단으로 이루어져있고, 출력단(50)은 2개의 하이사이드출력단과 2개의 로우사이드출력단과 1개의 부하단으로 구성되며, 인터페이스단(41,42,43,45)의 신호입력단은 마이컴(30)의 신호출력단에 접속하고, +하이사이드출력단(51)의 신호입력단에 인터페이스단(41)의 신호출력단에 접속하고, -하이사이드출력단(52)의 신호입력단에 인터페이스단(42)의 신호출력단에 접속하고, -로우사이드출력단(54)의 신호입력단에 인터페이스단(43)의 신호출력단에 접속하고, +로우사이드출력단(55)의 신호입력단에 인터페이스단(45)의 신호출력단에 접속하고, +하이사이드출력단(51)의 신호출력단을 -로우사이드출력단(54)의 신호입력단에 접속된 사이에 부하단(53)의 한단자와 접속하고, -하이사이드출력단(52)의 신호출력단과 +로우사이드입력단(55)과 접속하고,그 사이에 부하단(53)의 나머지 한단자와 병렬접속하고, -로우사이드출력단(54)과 +로우사이드출력단(55)의 신호출력단에 접속하고, 인터페이스단(44)의 신호입력단에 병렬접속하고, 마이컴(30)의 신호입력단에 인터페이스(44)의 신호출력단과 접속하여 본 실시예를 구성한다.
이러한 본 실시예는, 차속이 설정차속보다 고속으로 진행되는 경우를 살펴보면 다음과 같다. 설정단계(100)와 설정차속보다 차속이 고속으로 진행되는 비교단계(200)와 차속에 맞는 (+)코일 전류값을 출력하는 제1출력단계(300)으로 동작한다.
먼저, 설정단계(100)를 살펴보면, 부하단(53)에 있는 코일의 전류방향을 (+)로 하여 전류량을 제어하게 되는데, 동작형태는 전원단(10)에서는 마이컴(30)에 전원공급하고, 차속파형정형단(20)에서는 차량에서 발생되는 속도파향을 정형하여 마이컴(30)에 정형된 속도파형을 입력한다.
또한, 마이컴(30)을 초기화하는 단계(110)와, 상기 마이컴(30)의 초기화단계를 수행한 후, 임의의 차속에 대한 코일출력데이터를 설정하는 데이터설정단계(120)와, 상기 데이터설정단계를 설정한 후, 타이머에 의한 차속을 계산하는 차속계산단계(130)와, 상기 차속계산단계를 수행한 후, 코일의 전류방향에 대한 차속을 설정하는 차속설정단계(140)를 수행한다.
이때, 상기과정을 수행하면, 차속과 설정차속을 비교하는 비교단계(200)가 있는데, 이때 차속이 설정차속보다 큰경우의 제1출력단계(300)의 동작형태는 우선 마이컴(30)은 출력단인 -하이사이드출력단(52)과 -로우사이드출력단(54)을 오프하고, +로우사이드출력단(55)을 계속 온하는 동시에 +하이사이드출력단(51)에 펄스폭변조방식에 의한 펄스를 출력한다. 따라서 부하단의 코일에 전류가 흐르는 경로는 볼테지이니셔닝 →+하이사이드출력단(51)→부하단(53)→+로우사이드출력단(55)→그라운드로 코일에 흐르는 전류의 경로순서가 정해진다.
또한, 상기 동작과정중 코일전류값을 계산/출력하는 전류값계산단계(310)는, 출력되는 펄스의 주파수값을 설정하는 주파수설정단계(311)와, 상기의 주파수설정단계를 수행한 후, -하이사이드출력단(52)과 -로우사이드출력단(54)을 오프하는 -출력단오프단계(312)와, 상기 -출력단오프단계를 수행한 후, 차속에 대한 코일의 전류데이터를 계산하는 전류데이터계산단계(313)와, 상기 전류데이터계산단계를 수행한 후, 코일의 동작되는 시간을 구하는 코일온단계(314)와, 상기 코일온단계를 수행한 후, +로우사이드출력단을 동작시키는 +로우사이드출력단계(315)와, 제1인터페이스단(41)에서 펄스를 출력하고,주파수설정단계(311)로 리턴되는 펄스출력단계(316)으로 동작한다.
또한, 코일에 흐르는 전류량을 계산하는 전류량계산단계(320)는, 코일전류의 아날로그신호를 디지털 신호로 변환하여 계산을 하는 코일전류값변환단계(321)와, 상기 코일전류값변환단계를 수행한 후, 코일전류의 변환된 데이터값을 임의의 램에 기록하고, 코일전류값변환단계로(321)로 리턴되는 데이터기록단계(322)로 구성되며 동작한다. 여기서 코일에 흐르는 전류가 정확하게 흐르는가를 판단하기 위해 -로우사이드출력단(54)과 +로우사이드출력단(55)에서 코일의 전류를 감지하여 제4인터페이스(44)로 입력하여 정형한다음, 마이컴(30)으로 입력하는데, 마이컴(30)에서 감지된 이 데이터는 현재의 출력이 정확한지 판단하며, 코일 전류값을 보상하는데 사용한다.
또한, 상기 코일의 전류데이터를 보상해주는 전류보상단계(330)는, 램에 저장된 코일의 전류데이터값을 읽어내는 데이터독출단계(331)와, 상기 데이터독출단계를 수행한 후, 전류데이터값과 데이터테이블상의 데이터값을 비교하는 제1데이터비교단계(332)와, 상기 제1데이터비교단계를 수행한 후, 전류데이터값이 비교된 테이블상의 데이터값 보다 큰 경우, 큰 만큼의 전류데이터 시간을 코일의 온시간에서 빼주고, 데이터독출단계(331)로 리턴되는 제1전류보상단계(333)와, 상기 제1데이터비교단계를 수행한 후, 테이블상의 전류데이터가 작은 경우, 전류데이터와 데이터테이블상의 데이터가 같은지를 비교하는 제2데이터비교단계(334)와, 상기 제2데이터비교단계를 수행한 후, 전류 데이터와 데이터테이블상의 데이터가 같으면, 코일에 온시간이 정상동작하고, 데이터독출단계로 리턴되는 제2전류보상단계(335)와, 상게 제2데이터비교단계를 수행한 후, 전류데이터가 테이블상의 데이터보다 작은 경우, 코일의 온시간에 보상되는 시간만큼을 더하고, 데이터독출단계로 리턴하여 제3전류보상단계(336)로 수행한후, 전류보상출력단계(340)는 보상된 코일의 전류값을 (+)방향으로 출력하며 동작한다.
한편, 차속이 저속일 경우, 부하단에 있는 코일에 흐르는 전류방향을 (-)로 하고 전류량을 차속에 맞게 제어하는데 전류제어방식은 펄스폭변조방식에 의한 펄스의 듀티제어로 한다.
또한, 동작은 마이컴(30)에서 제3인터페이스(43)로 부하단(53)의 코일제어의 로우사이드출력단인 -로우사이드출력단(54)이 계속 온이되게 출력하는 동시에 마이컴은 제2인터페이스(42)로 펄스폭변조방식으로 펄스를 출력하고, 이것을 -하이사이드출력단(52)으로 출력하여 코일의 전류량을 제어한다.
한편, 마이컴은 +하이사이드출력단(51)과 +로우사이드출력단(55)이 오프되도록 출력함으로써 코일에 흐르는 전류의 경로는 볼테지이니셔닝 → -하이사이드출력단(52) →부하단(53) →-로우사이드출력단(54) →그라운드로 코일에 흐르는 전류의 경로순서가 정해지고, 코일에는 (-)전류가 흐르게 된다.
또한, 상기 동작과정중 코일전류값을 계산/출력하는 전류값계산단계(410)는, 출력되는 펄스의 주파수값을 설정하는 주파수설정단계(411)와, 상기의 주파수설정단계를 수행한 후, +하이사이드출력단(51)과 +로우사이드출력단(55)을 오프하는 +출력단오프단계(412)와, 상기 +출력단오프단계를 수행한 후, 차속에 대한 코일의 전류데이터를 계산하는 전류데이터계산단계(413)와, 상기 전류데이터계산단계를 수행한 후, 코일의 동작되는 시간을 구하는 코일온단계(414)와, 상기 코일온단계를 수행한 후, -로우사이드출력단을 동작시키는 -로우사이드출력단계(415)와, 제2인터페이스단(42)에서 펄스를 출력하고, 주파수설정단계(411)로 리턴되는 펄스출력단계(416)으로 동작한다.
또한, 코일에 흐르는 전류량을 계산하는 전류량계산단계(420)는, 코일전류의 아날로그신호를 디지털 신호로 변환하여 계산을 하는 코일전류값변환단계(421)와, 상기 코일전류값변환단계를 수행한 후, 코일전류의 변환된 데이터값을 임의의 램에 기록하고, 코일전류값변환단계로(421)로 리턴되는 데이터기록단계(422)로 구성되며 동작한다. 여기서 코일에 흐르는 전류가 정확하게 흐르는가를 판단하기위해 -로우사이드출력단(54)과 +로우사이드출력단(55)에서 코일의 전류를 감지하여 제4인터페이스(44)로 입력하여 정형한다음, 마이컴(30)으로 입력하는데, 마이컴(30)에서 감지된 이 데이터는 현재의 출력이 정확한지 판단하며, 코일 전류값을 보상하는데 사용한다.
또한, 상기 코일의 전류데이터를 보상해주는 전류보상단계(430)는, 램에 저장된 코일의 전류데이터값을 읽어내는 데이터독출단계(431)와, 상기 데이터독출단계를 수행한 후, 전류데이터값과 데이터테이블상의 데이터값을 비교하는 제1데이터비교단계(432)와, 상기 제1데이터비교단계를 수행한 후, 전류데이터값이 비교된 테이블상의 데이터값보다 큰경우, 큰 만큼의 전류데이터 시간을 코일의 온시간에서 빼주고, 데이터독출단계(431)로 리턴되는 제1전류보상단계(433)와, 상기 제1데이터비교단계를 수행한 후, 테이블상의 전류데이터가 작은 경우, 전류데이터와 데이터테이블상의 데이터가 같은지를 비교하는 제2데이터비교단계(434)와, 상기 제2데이터비교단계를 수행한 후, 전류 데이터와 데이터테이블상의 데이터가 같으면, 코일에 온시간이 정상동작하고, 데이터독출단계로 리턴되는 제 2 전류보상단계(435)와, 상기 제2데이터비교단계를 수행한 후, 전류데이터가 테이블상의 데이터보다 작은경우, 코일의 온시간에 보상되는 시간만큼을 더하고, 데이터독출단계로 리턴하는 제3전류보상단계(436)로 수행한후, 전류보상출력단계(440)는 보상된 코일의 전류값을 (-)방향으로 출력하며 동작한다.
결국, 코일의 전류량은 저속에서 지정된 속도까지는 감소하게 되며, 지정된 속도가되면 마이컴은 출력단(50)을 모두 오프하여 전류가 흐르지 않게 한다. 상기의 동작과정을 전체적으로 요약하면 코일에 흐르는 전류는 차속이 변화함에 따라 한쪽방향으로 흐르는 것이 아니라 차 속의 상태에 양방향으로 흐르게 된다.
즉, 저속에서는 (-)전류가 흐르며 지정속도가 되면 제로가되고 지정속도에서 점차 차속이 증가하면 코일에 흐르는 전류의 방향은 역으로(+)방향으로 흘러 점차 증가한다. 또한 차속이 고속에서 저속으로 진행되면 이와 반대로 코일에 전류가 흐른다.
결론적으로 코일에 흐르는 전류의 방향을 바꾸는 일과 전류량을 조절하는 것은 이 코일이 구성하는 액츄에이터가 영구자석과 전자석으로 구성되어있는 관계로 코일에 흐르는 전류방향과 전류량에 의해 핸들의 무게 및 감각을 제어하기 때문이다.
즉, 코일의 전류제어에 의해 전자석과 영구자석이 어떻게 작용하는가를 보면 코일의 전류변화에 따라 전자석의 극성 및 자력이 변하게 되는데 전류를 (-)방향으로하면 전자석의 극성은 영구자석과 같은 극성이 되어서 핸들을 가볍게 하고 전류방향이 (+)이면 영구자석과 극성이 반대가 되어 핸들을 무겁게 하여 운전자가 운행중에 핸들 감각을 쉽게 조절할수 있도록 동작한다.
여기서 영구자석은 핸들과 연결된 토션바이다.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명은, 특히, 저속에서는 (-)전류가 흐르며 지정속도가 되면 제로가되고 지정속도에서 점차 차속이 증가하면 코일에 흐르는 전류의 방향은 역방향(+)으로 흐르게되어 차 속의 상태에 따라 전류의 방향을 양방향으로 제어함으로써, 저속/고속으로 주행전환시에 빠른 전환이 이루어지고, 운전자에게 주행중에 안전성과 편의성을 제공하는 효과가 있는 것이다.
Claims (11)
- 차량의 배터리전원을 변환하여 전원을 공급하는 전원단과; 차량에서 발생되는 차량의 속도 파형을 정형하는 차속파형정형단과; 상기 전원단과 차속파형정형단의 신호출력단에 접속되어, 상기 차속파형정형단에서 인가되는 정형된신호를 이용하여 정확한 차속을 계산하고 제어하는 마이컴과; 상기 마임컴의 신호출력단에 접속되어, 상기 마이컴에서 인가되는 데이터 신호를 입/출력하는 인터페이스단과; 상기 인터페이스단에 접속되어, 상기 인터페이스단에서 인가되는 신호를 인가받아 출력하는 출력단과; 상기 출력단에 접속되는 부하단을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 차량의 속도감응식 파워스티어링 장치.
- 차속을 계산하고, 코일의 전류방향에 의한 차속을 설정하는 설정단계와; 상기차속설정단계를 수행한 후, 임의의 설정차속과 실제 차속을 비교 판단하는 차속 비교단계와; 상기 차속비교단계를 수행한 후, 실제 차속이 임의로 설정된 차속보다 큰 경우, 차속에 맞는 (+)코일 전류값을 출력하는 제1출력단계와; 상기 차속비교단계를 수행한 후, 실제 차속이 임의로 설정된 차속보다 작은 경우, 차속에 맞는 (-)코일 전류값을 출력하는 제2출력단계를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 차량의 속도감응식 파워스티어링장치의 제어방법.
- 제2항에 있어서, 상기 설정단계는, 마이컴을 초기화 하는 단계와; 상기 마이컴의 초기화단계를 수행한 후, 임의의 차속에 대한 코일출력데이터를 설정하는 데이터설정단계와; 상기 데이터설정단계를 설정한 후, 타이머에 의한 차속을 계산하여 구하는 차속계산단계와; 상기 차속계산단계를 수행한 후, 코일의 전류방향에 대한 차속을 설정하는 차속설정단계를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 차량의 속도감응식 파워스티어링장치의 제어방법.
- 제2항에 있어서, 차속이 설정차속보다 큰경우의 제1출력단계는, 차속에 맞는 코일 전류값을 계산/출력하는 전류값계산단계와; 상기 전류값계산단계를 수행한 후, 코일에 흐르는 전류량을 계산하는 전류량계산단계와; 상기 전류량계산단계를 수행한 후, 코일의 전류데이터를 보상해주는 전류보상단계와;상기 전류보상 단계를 수행한 후, 보상된 코일의 전류값을 출력하는 전류보상출력단계를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 차량의 속도감응식 파워스티어링장치의 제어방법.
- 제4항에 있어서, 차속에 맞는 코일전류값을 계산/출력하는 전류값계산단계는, 출력되는 펄스의 주파수값을 설정하는 주파수설정단계와; 상기의 주파수설정단계를 수행한 후, -하이사이드출력단과 -로우사이드출력단을 오프하는 -출력단오프단계와; 상기 -출력단오프단계를 수행한 후, 차속에 대한 코일의 전류데이터를 계산하는 전류데이터계산계와; 상기전류데이터계산단계를 수행한 후, 코일의 동작되는 시간을 구하는 코일온단계와; 상기 코일온단계를 수행한 후, +로우사이드출력단을 동작시키는 +로우사이드출력단계와; 제1인터페이스단에서 펄스를 출력하고, 주파수설정단계로 리턴되는 펄스출력단계를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 차량의 속도감응식 파워스티어링장치의 제어방법.
- 제4항에 있어서, 코일에 흐르는 전류량을 계산하는 전류량계산단계는, 코일전류의 아날로그신호를 디지털 신호로 변환하여 계산을 하는 코일전류값변환단계와; 상기 코일전류값변환단계를 수행한 후, 코일전류의 변환된 데이터값을 임의의 램에 기록하고, 코일전류값변환단계로 리턴되는 데이터기록단계를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 차량의 속도감응식 파워스티어링장치의 제어방법.
- 제4항에 있어서, 코일의 전류데이터를 보상해주는 전류보상단계는, 램에 저장된 코일의 전류데이터값을 읽어내는 데이터독출단계와; 상기 데이터독출단계를 수행한 후, 전류데이터값과 데이터테이블상의 데이터값을 비교하는 제 1 데이터비교단계와; 상기 데이터비교단계를 수행한 후, 전류데이터값이 비교된 테이블상의 데이터 값보다 큰 경우, 큰 만큼의 전류데이터 시간을 코일의 온시간에 빼주고, 데이터 독출단계로 리턴되는 제1전류보상단계와; 상기 제 1 데이터비교단계를 수행한 후, 테이블상의 전류데이터가 작은 경우, 전류데이터와 데이터테이블데이터가 같은지를 비교하는 제2데이터비교단계와; 상기 제 2 데이터비교단계를 수행한 후, 전류데이터와 데이터테이블데이터가 같으면, 코일에 온시간이 정상동작하고, 데이터독출단계로 리던되는 제 2 전류보상단계와; 상기 제 2 데이터비교단계를 수행한 후, 전류데이터가 테이블사의 데이터보다 작은 경우, 코일의 온시간에 보상되는 시간 만큼을 더하고, 데이터 독출단계로 리턴하는 제 3 전류보상단계를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 차량의 속도감응식 파워스티어링장치의 제어방법.
- 제2항에 있어서, 차속이 설정차속보다 작은경우의 제 2 출력단계는, 차속에 맞는 코일 전류값을 계산/출력하는 전류값계산단계와; 상기 전류값계산단계를 수행한 후, 코일에 흐르는 전류량을 계산하는 전류량계산단계와; 상기 전류량계산단계를 수행한 후, 코일의 전류데이터를 보상해주는 전류보상단계와; 상기 전류보상단계를 수행한 후, 보상된 코일의 전류값을 출력하는 전류보상출력단계를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 차량의 속도감응식 파워스티어링장치의 제어방법.
- 제8항에 있어서, 차속에 맞는 코일전류값을 계산/출력하는 전류값계산단계는, 출력되는 펄스의 주파수값을 설정하는 주파수설정단계와; 상기의 주파수설정단계를 수행한 후, +하이사이드출력단과 +로우사이드출력단을 오프하는 +출력단오프단계와; 상기 +출력단오프단계를 수행한 후, 차속에 대한 코일의 전류데이터를 계산하는 전류데이터계산단계와; 상기 전류데이터계산단계를 수행한 후, 코일의 동작되는 시간을 구하는 코일온단계와; 상기코일온단계를 수행한 후, -로우사이드출력단을 동작시키는 -로우사이드출력단계와; 제2인터페이스단에서 펄스를 출력하고, 주파수설정단계로 리턴되는 펄스출력단계를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 차량의 속도감응식 파워스티어링장치의 제어방법.
- 제8항에 있어서, 코일에 흐르는 전류량을 계산하는 전류량계산단계는, 코일전류의 아날로그신호를 디지털 신호로 변환하여 계산을 하는 코일전류값변환단계와; 상기 코일전류값변환단계를 수행한 후, 코일전류의 변환된 데이터값을 임의의 램에 기록하고, 코일전류값변환단계로 리턴되는 데이터기록단계를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 차량의 속도감응식 파워스티어링장치의 제어방법.
- 제8항에 있어서, 코일의 전류데이터를 보상해주는 전류보상단계는, 램에 저장된 코일의 전류데이터값을 읽어내는 데이터독출단계와; 상기 데이터독출단계를 수행한 후, 전류데이터값과 데이터테이블상의 데이터값을 비교하는 제1데이터비교단계와; 상기 제1데이터비교단계를 수행한 후, 전류데이터값이 비교된 테이블상의 데이터 값보다 큰 경우, 큰 만큼의 전류데이터 시간을 코일의 온시간에 빼주고, 데이터 독출단계로 리턴되는 제1전류보상단계와; 상기 제1데이터비교단계를 수행한 후, 테이블상의 전류데이터가 작은 경우, 전류데이터와 데이터테이블데이터가 같은지를 비교하는 제2데이터비교단계와; 상기 제2데이터비교단계를 수행한 후, 전류데이터와 데이터테이블데이터가 같으면, 코일에 온시간이 정상동작하고, 데이터독출단계로 리턴되는 제2전류보상단계와; 상기 제2데이터비교단계를 수행한 후, 전류데이터가 테이블사의 데이터보다 작은 경우, 코일의 온시간에 보상되는 시간 만큼을 더하고, 데이터 독출단계로 리턴하는 제3전류보상단계를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 차량의 속도감응식 파워스티어링장치의 제어방법.
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| KR1019970010969A KR100226275B1 (ko) | 1997-03-27 | 1997-03-27 | 자동차 속도감응식 파워스티어링장치 및 그 제어방법 |
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1997
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