KR100469056B1

KR100469056B1 - Electronic Power Steering system with control function of aerodynamic force from cross wind

Info

Publication number: KR100469056B1
Application number: KR10-2002-0063895A
Authority: KR
Inventors: 이재관
Original assignee: 현대모비스 주식회사
Priority date: 2002-10-18
Filing date: 2002-10-18
Publication date: 2005-02-02
Also published as: KR20040035144A

Abstract

본 발명은 횡풍외력제어기능이 구비된 일렉트로닉 파워 스티어링 장치에 관한 것으로 종래의 EPS장치에 부가적인 센서류와 제어알고리즘을 부가하여 횡풍외력의 영향을 억제함으로써 주행안정성을 향상시키고 교통사고를 미연에 방지할 수 있는 수단을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention relates to an electronic power steering device equipped with a transverse external force control function, which adds additional sensors and control algorithms to a conventional EPS device to suppress the influence of the transverse external force to improve driving stability and prevent traffic accidents. It is an object to provide a means that can be.

이를 위하여 본 발명은 일렉트로닉 파워 스티어링 장치에 있어서, 차속을 검출하는 차속 센서와, 조향토크를 검출하는 조향토크 센서로 구성이 되는 피니언 타입 EPS 센서부와, 조향각을 검출하는 조향각 센서와, 횡가속도를 검출하는 횡가속 센서와, 요 빌로서티를 검출하는 요 빌로서티 센서로 구성이 되는 부가 센서부와, 상기 각종 센서로부터의 신호를 입력받아 횡풍외력과 도로경사면외력성분을 분리하여 추정하는 어브저버(observer)부와, 상기 어브저버부의 추정치중에서 횡풍외력만을 억제하는 보조 조향력을 제어하기 위한 전류치를 산출하고 이를 직류모터 구동부로 출력하는 컨트롤러부와, 상기 컨트롤러부로부터의 출력신호에 의하여 EPS 시스템의 직류 모터를 구동하는 모터 구동부를 포함하는 ECU(Electronic Control Unit)부로 구성이 되는 것에 특징이 있다.To this end, the present invention provides an electronic power steering apparatus comprising: a pinion type EPS sensor unit configured of a vehicle speed sensor detecting a vehicle speed, a steering torque sensor detecting steering torque, a steering angle sensor detecting a steering angle, and a lateral acceleration An additional sensor unit comprising a lateral acceleration sensor for detecting, a yaw rotatory sensor for detecting yobililloty, and an advisor for separately estimating the lateral wind force and the road slope external force component by receiving signals from the various sensors. observer unit, a controller unit for calculating an auxiliary steering force that suppresses only the transverse wind force among the estimates of the absorber unit, and outputting the current value to a DC motor drive unit, and a direct current of the EPS system by an output signal from the controller unit. Specially composed of an ECU (Electronic Control Unit) unit including a motor drive unit for driving a motor There is.

Description

Electronic Power Steering System with control function of aerodynamic force from cross wind}

본 발명은 일렉트로닉 파워 스티어링 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 횡풍외력제어기능이 구비된 일렉트로닉 파워 스티어링 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an electronic power steering apparatus, and more particularly, to an electronic power steering apparatus having a transverse external force control function.

일반적으로 차량용 일렉트로닉 파워 스티어링(EPS : Electronic Power Steering)이라 함은 차량의 속도에 따라 스티어링 핸들의 조작력을 줄여주어 가볍고 신속한 조향조작을 하기 위한 것이다.In general, electronic power steering (EPS) for a vehicle is to reduce steering force of the steering wheel according to the speed of the vehicle and to perform a light and quick steering operation.

일반적으로 종래의 차량용 일렉트로닉 파워 스티어링의 구조를 살펴보면, 엔진의 구동에 의하여 유압을 발생시키는 오일펌프와, 스티어링 컬럼의 내부에 장착되고 스티어링 핸들의 조작에 따라 유압의 공급을 변환하는 콘트롤 밸브와, 오일을 저장하는 리저버와, 상기 콘트롤 밸브의 양측과 연결되어 오일이 공급되는 동력 실린더와, 상기 동력 실린더의 내부에 장착된 피스톤 로드 등으로 구성이 되고 있다.In general, the structure of the electronic power steering for a vehicle includes: an oil pump for generating hydraulic pressure by driving an engine, a control valve mounted inside the steering column and converting a hydraulic supply according to an operation of a steering wheel, and oil And a reservoir for storing oil, a power cylinder connected to both sides of the control valve, to which oil is supplied, and a piston rod mounted inside the power cylinder.

도 1은 종래의 실시예에 따른 피니온(pinion) 타입 일렉트로닉 파워 스티어링 장치를 개략적으로 나타내고 있으며,1 schematically shows a pinion type electronic power steering apparatus according to a conventional embodiment,

차속을 검출하는 차속센서(101)와, 조향토크(torque)를 검출하는 조향토크 센서(102)로 구성이 되는 피니온 EPS 센서부와,A pinion EPS sensor unit configured of a vehicle speed sensor 101 for detecting a vehicle speed, a steering torque sensor 102 for detecting a steering torque,

상기 피니온 EPS 센서부의 각 센서들로부터 차속, 조향토크에 대한 정보를 입력받아 이를 토대로 직류 모터(403)를 제어하기 위한 전류를 출력시키는ECU부(201)로 구성이 되며,The ECU unit 201 receives information on the vehicle speed and steering torque from the sensors of the pinion EPS sensor unit and outputs a current for controlling the DC motor 403 based on the information.

보다 상세하게 설명하면, 상기 ECU부(201)는 직류 모터를 제어하기 위한 전류치를 산출하는 컨트롤러부(203)와, 상기 컨트롤러부의 제어신호에 의하여 듀티(duty)신호를 발생시키는 듀티신호발생부(401)와 상기 듀티신호발생부로부터의 출력신호를 직류모터에 직접 입력전류로 가하기 위한 구동회로부(402) 등으로 구성이 되고 있다.In more detail, the ECU unit 201 includes a controller unit 203 for calculating a current value for controlling a DC motor, and a duty signal generator for generating a duty signal based on a control signal of the controller unit. 401 and a drive circuit section 402 for directly applying the output signal from the duty signal generator to a direct current motor.

직류 모터(403)는 상기 컨트롤러로부터의 전류량에 따라 스티어링 에포트(Steering effort)를 변화시켜 주는 기능을 수행하고 있다.The DC motor 403 performs a function of changing the steering effort according to the amount of current from the controller.

통상적으로 운전자는 조향장치로써 계획된 궤도로부터의 변경을 하고 있으나 주행중인 차량은 항상 예측할 수 없는 회측외력에 영향을 받고 있다.Typically, the driver makes changes from the planned track with the steering, but the vehicle on the road is always affected by unpredictable external forces.

상기 횡측외력은 횡풍외력과 도로경사면외력으로 이루어지고 있으며, 이중 횡풍외력은 주행안전에 장애를 줄 수 있는 요소로 교통사고를 유발할 수 도 있다.The lateral lateral force is composed of a lateral wind force and a road slope external force, and the double lateral wind force may cause a traffic accident as a factor that may impede driving safety.

그러나, 상기한 종래의 EPS로는 횡풍외력의 영향을 억제할 수 없다는 문제점이 있다.However, there is a problem that the influence of the transverse wind force cannot be suppressed with the conventional EPS.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 종래의 EPS장치에 부가적인 센서류와 제어알고리즘을 부가하여 횡풍외력의 영향을 억제함으로써 주행안정성을 향상시키고 교통사고를 미연에 방지할 수 있는 수단을 제공함에 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the problems described above, by adding additional sensors and control algorithms to the conventional EPS device to suppress the effects of lateral wind external force to improve driving stability and prevent traffic accidents in advance. The purpose is to provide a means.

도 1은 종래의 실시예에 따른 일렉트로닉 파워 스티어링 장치를 개략적으로 나타내는 블록도.1 is a block diagram schematically showing an electronic power steering apparatus according to a conventional embodiment.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 횡풍외력제어기능이 구비된 일렉트로닉 파워 스티어링 장치의 작동상태를 나타내는 블록도.Figure 2 is a block diagram showing the operating state of the electronic power steering device with a transverse wind force control function according to an embodiment of the present invention.

♣ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ♣♣ Explanation of symbols for main part of drawing ♣

101 : 피니언 타입 EPS 센서부 102 : 부가 센서부101: pinion type EPS sensor unit 102: additional sensor unit

103 : 차속 센서 104 : 조향토크 센서103: vehicle speed sensor 104: steering torque sensor

105 : 조향각 센서 106 : 요 빌로서티 센서105: steering angle sensor 106: yo bilotiro sensor

107 : 횡가속 센서107: lateral acceleration sensor

201 : ECU부 202 : 어브저버부201: ECU section 202: Absorber section

203 : 컨트롤러부 204 : 직류 모터구동부203: controller unit 204: DC motor drive unit

301 : 조향 시스템301: Steering System

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 횡풍외력제어기능이 구비된 일렉트로닉 파워 스티어링 장치는 일렉트로닉 파워 스티어링 장치에 있어서, 차속을 검출하는 차속 센서(103)와, 조향토크를 검출하는 조향토크 센서(104)로 구성이 되는 피니언 타입 EPS 센서부(101)와, 조향각을 검출하는 조향각 센서(105)와, 횡가속도를 검출하는 횡가속 센서(107)와, 요 빌로서티를 검출하는 요 빌로서티 센서(106)로 구성이 되는 부가 센서부(102)와, 상기 각종 센서로부터의 신호를 입력받아 횡풍외력과 도로경사면외력성분을 분리하여 추정하는 어브저버(observer)부(202)와, 상기 어브저버부의 추정치중에서 횡풍외력만을 억제하는 보조 조향력을 제어하기 위한 전류치를 산출하고 이를 직류모터 구동부(204)로 출력하는 컨트롤러부(203)와, 상기 컨트롤러부로부터의 출력신호에 의하여 EPS 시스템의 직류 모터를 구동하는 모터 구동부(204)를 포함하는 ECU(Electronic Control Unit)부(201)로 구성이 되며, 상기 ECU로부터의 신호에 의하여 조향 시스템(301)내의 직류 모터를 구동하게 되며, 상기 직류 모터는 브러시리스(blushless) 직류모터로 구성이 되는 것이 바람직하다.Electronic power steering device equipped with a transverse wind force control function according to the present invention for achieving the above object, in the electronic power steering device, a vehicle speed sensor 103 for detecting a vehicle speed, and steering torque for detecting steering torque Pinion-type EPS sensor unit 101 constituted by sensor 104, steering angle sensor 105 for detecting steering angle, lateral acceleration sensor 107 for detecting lateral acceleration, and yawlolo for detecting yabilities The additional sensor unit 102, which is composed of a thirty sensor 106, an observer unit 202 that receives signals from the various sensors and separates and estimates the transverse external force and the road slope surface external force component. The controller unit 203 which calculates a current value for controlling the auxiliary steering force that suppresses only the transverse wind force from the estimate of the absorber unit and outputs the current value to the DC motor driver 204, and the controller unit. And an ECU (Electronic Control Unit) unit 201 including a motor driving unit 204 for driving the DC motor of the EPS system in response to the output signal of the controller. The DC motor is driven, and the DC motor is preferably configured as a brushless DC motor.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여, 첨부 도면을 참조하여 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, the preferred embodiment of this invention is described with reference to an accompanying drawing.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 횡풍외력제어기능이 구비된 일렉트로닉 파워 스티어링 장치의 작동상태를 나타내고 있으며, 피니언 타입(pinion type) EPS센서부는 차속을 검출하는 차속 센서와, 조향토크를 검출하는 조향토크 센서로 구성이 되며 이는 기존의 조향 시스템에 적용이 되고 있는 수단이다.2 is a view illustrating an operating state of an electronic power steering apparatus having a transverse wind force control function according to an exemplary embodiment of the present invention, wherein a pinion type EPS sensor unit detects a vehicle speed and a steering torque It consists of a steering torque sensor, which is a means applied to the existing steering system.

부가 센서부는 본 발명에서 부가적으로 구성이 되고 있는 수단으로서 조향각을 검출하는 조향각 센서와, 횡가속도를 검출하는 횡가속 센서와, 요 빌로서티(yaw velocity)를 검출하는 요 빌로서티 센서로 구성이 된다.The additional sensor unit includes a steering angle sensor for detecting a steering angle, a lateral acceleration sensor for detecting a lateral acceleration, and a yaw velocity sensor for detecting a yaw velocity as additional means in the present invention. do.

ECU부는 상기 피니언 타입 EPS 센서부와 부가 센서부의 각종 센서로부터의 신호를 입력받아 횡풍외력과 도로경사면외력성분을 분리하여 연산, 추정하는 어브저버(observer)부와, 상기 어브저버부의 연산, 추정치중에서 횡풍외력성분만을 분리한 후 횡풍외력을 억제하기 위한 직류 모터의 제어 전류치를 산출하고 이를 직류모터 구동부로 출력하는 컨트롤러부와, 상기 컨트롤러부로부터의 출력신호에 의하여 EPS 시스템의 직류 모터를 직접 구동하는 모터 구동부로 구성이 되고 있다. 상기 모터 구동방식에 있어서는 듀티제어(duty control)보다는 선형적인 전류제어 방식이 많이 적용되고 있는 바, 이는 직류 모터를 듀티제어할 때 발생할 수 있는 시스템의 미약한 진동을 방지하고자 함이다.The ECU unit receives an input signal from various sensors of the pinion type EPS sensor unit and the additional sensor unit, and separates and calculates the transverse external force and the road slope external force component. After separating only the component of the external wind force, the controller unit calculates a control current value of the DC motor for suppressing the horizontal wind force and outputs it to the DC motor drive unit, and directly drives the DC motor of the EPS system by the output signal from the controller unit. It consists of a motor drive part. In the motor driving method, a linear current control method is used rather than a duty control, which is intended to prevent a weak vibration of the system that may occur when the DC motor is duty controlled.

상기한 바와 같이, 본 발명에 관한 횡풍외력제어기능이 구비된 일렉트로닉 파워 스티어링 장치에 의하면, 종래의 EPS장치에 부가적인 센서류와 제어알고리즘을 부가하여 횡풍외력의 영향을 억제함으로써 주행안정성을 향상시키고 교통사고를 미연에 방지할 수 있다.As described above, according to the electronic power steering apparatus equipped with the transverse wind force control function according to the present invention, by adding additional sensors and control algorithms to the conventional EPS device, by suppressing the influence of the transverse wind force to improve the driving stability and traffic The accident can be prevented in advance.

Claims

In the electronic power steering device,

A pinion type EPS sensor unit configured of a vehicle speed sensor detecting a vehicle speed and a steering torque sensor detecting steering torque;

An additional sensor unit configured of a steering angle sensor for detecting a steering angle, a lateral acceleration sensor for detecting a lateral acceleration, and a yaw rate sensor for detecting a yaw rate;

The absorber unit which receives signals from the various sensors and separates and estimates the transverse external force and the road inclined surface external force component; Electronic power steering device having a transverse external force control function comprising a controller unit for outputting to the drive unit, and an ECU unit including a motor drive unit for driving the DC motor of the EPS system by the output signal from the controller unit. .

The electronic power steering apparatus according to claim 1, wherein the DC motor is configured as a brushless DC motor.