KR100469058B1 - 차량의 자세변화량 억제기능이 구비된 일렉트로닉 파워스티어링 장치 - Google Patents

차량의 자세변화량 억제기능이 구비된 일렉트로닉 파워스티어링 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차량의 자세변화량 억제기능이 구비된 일렉트로닉 파워 스티어링 장치에 관한 것으로 부가적인 센서류의 추가없이 종래의 EPS장치에 기능을 부가하여, 주행중인 차량의 자세변화량을 억제하고 이로써 운전자의 핸들조작시 차량의 주행안전성이 향상되고 조향감이 향상될 수 있는 수단을 제공하는 것을 목적으로 한다.
이를 위하여 본 발명은 일렉트로닉 파워 스티어링 장치에 있어서, 각종 센서들로부터의 신호를 입력받아 EPS 메인기능을 실행하기 위한 연산을 하는 단계(S101)와, 주행차량의 자세변화량을 산출하기 위한 EPS 부가기능을 연산하는 단계(S102)와, 상기 두 단계를 조합하는 단계(S103)와, 상기 조합결과에 의하여 조향력을 제어하기 위한 직류모터 제어전류치를 계산하는 단계(S104)와, 상기 단계에서 산출된 제어전류치에 의하여 직류모터를 구동하는 단계(S105)를 수행하는 컨트롤러부를 포함하여 구성이 된다

Description

차량의 자세변화량 억제기능이 구비된 일렉트로닉 파워 스티어링 장치{Electronic Power Steering system with control function of vehicle stability}
본 발명은 일렉트로닉 파워 스티어링 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 차량의 자세변화량 억제기능이 구비된 일렉트로닉 파워 스티어링 장치에 관한 것이다.
일반적으로 차량용 일렉트로닉 파워 스티어링(EPS : Electronic Power Steering)이라 함은 차량의 속도에 따라 스티어링 핸들의 조작력을 줄여주어 가볍고 신속한 조향조작을 하기 위한 것이다.
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.
도 1은 종래의 실시예에 따른 일렉트로닉 파워 스티어링 장치를 개략적으로 나타내고 있으며,
차속을 검출하는 차속센서(101)와, 조향장치내에 있는 직류 모터의 각속도를 검출하는 모터 각속도 센서(102)와, 조향토크(torque)를 검출하는 조향토크 센서(103)로 구성이 되며,
상기 각 센서들로부터 차속, 직류 모터의 각속도 및 조향토크에 대한 정보를 입력받아 이를 토대로 직류 모터를 제어하기 위한 전류를 출력시키는 ECU부(104)로 구성이 되며,
보다 상세하게 설명하면, 상기 ECU(104)는 직류 모터를 제어하기 위한 전류치를 산출하는 컨트롤러부(105)와, 상기 컨트롤러부의 제어신호에 의하여 듀티(duty)신호를 발생시키는 듀티신호발생부(106)와 상기 듀티신호발생부로부터의 출력신호를 직류모터에 직접 입력전류로 가하기 위한 구동회로부(107) 등으로 구성이 되고 있다.
직류 모터(107)는 상기 컨트롤러로부터의 전류량에 따라 스티어링 에포트(Steering effort)를 변화시켜 주는 기능을 수행하고 있다.
현재 연비절감 및 제어성능향상 등의 기능을 가지고 있는 EPS가 부각되고 있으며 연구 개발이 활발하게 진행중이다.
그러나 종래의 EPS는 차량 동력학(vehicle dynamic)을 고려하지 않고 단순히 조향 시스템만을 고려하여 설계가 되고 있기 때문에 주행중인 차량의 자세변화량을 억제할 수 없다는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 부가적인 센서류의 추가없이 종래의 EPS장치에 기능을 부가하여, 주행중인 차량의 자세변화량을 억제하고 이로써 운전자의 핸들조작시 차량의 주행안전성이 향상되고 조향감이 향상될 수 있는 수단을 제공함에 그 목적이 있다.
도 1은 종래의 실시예에 따른 일렉트로닉 파워 스티어링 장치를 개략적으로 나타내는 블록도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차량의 자세변화량 억제기능이 구비된 일렉트로닉 파워 스티어링 장치의 개략적인 구성을 나타내는 구조도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 차량의 자세변화량 억제기능이 구비된 일렉트로닉 파워 스티어링 장치의 작동상태를 나타내는 블록도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 차량의 자세변화량 억제기능이 구비된 일렉트로닉 파워 스티어링 장치의 작동상태를 나타내는 플로우챠트.
♣ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ♣
101 : 차속 센서 102 : 모터 각속도 센서
103 : 조향토크 센서 104 : ECU부
105 : 컨트롤러부 106 : 직류 모터구동부
107 : 조향 시스템 201 : 듀티신호발생부
202 : 직류 모터구동부 203 : 직류 모터
S101 : EPS 메인기능 연산 단계
S102 : EPS 부가기능 연산 단계
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 차량의 자세변화량 억제기능이 구비된 일렉트로닉 파워 스티어링 장치는 차속을 검출하는 차속 센서와, 조향장치내에 있는 직류 모터의 각속도를 검출하는 모터 각속도 센서와, 조향토크를 검출하는 조향토크 센서를 포함하는 일렉트로닉 파워 스티어링 장치에 있어서, 상기 각종 센서들로부터의 신호를 입력받아 EPS 메인(main)기능을 실행하기 위한 연산을 하는 단계(S101)와, 주행차량의 자세변화량을 산출하기 위한 EPS 부가기능을 연산하는 단계(S102)와, 상기 두 단계를 조합하는 단계(S103)와, 상기 조합결과에 의하여 조향력을 제어하기 위한 직류모터 제어전류치를 계산하는 단계(S104)와, 상기 단계에서 산출된 제어전류치에 의하여 직류모터를 구동하는 단계(S105)를 수행하는 컨트롤러부를 포함하여 구성이 된다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여, 첨부 도면을 참조하여 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차량의 자세변화량 억제기능이 구비된 일렉트로닉 파워 스티어링 장치의 개략적인 구성을 나타내고 있으며, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 차량의 자세변화량 억제기능이 구비된 일렉트로닉 파워 스티어링 장치의 작동상태를 나타내고 있고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 차량의 자세변화량 억제기능이 구비된 일렉트로닉 파워 스티어링 장치의 작동상태를 나타내는 플로우챠트이다.
도 3에서 나타난 바와 같이 차속 센서는 차속을 검출하며, 모터각속도 센서는 조향장치내에 있는 직류 모터의 각속도를 검출하고, 조향토크 센서는 조향토크를 검출하여 ECU부로 검출신호를 보낸다.
ECU부는 상기 각종 센서로부터의 신호를 입력받아 EPS 메인기능을 실행하기 위한 연산을 하고, 주행차량의 자세변화량을 산출하기 위한 EPS 부가기능을 연산하며, 상기 두 결과를 조합하고, 상기 조합결과에 의하여 조향력을 제어하기 위한 직류모터 제어전류치를 계산하며, 이로부터 산출된 제어전류치에 의하여 직류모터를 구동하는 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.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 차량의 자세변화량 억제기능이 구비된 일렉트로닉 파워 스티어링 장치의 작동상태를 나타내는 플로우챠트이며,
EPS 메인기능 연산 단계(S101)는 상기 각종 센서들로부터의 신호를 입력받아 EPS의 본래기능인 메인기능을 실행하기 위한 연산을 하는 단계이며,
EPS 부가기능 연산단계(S102)는 주행차량의 자세변화량을 산출하기 위한 단계로서 예컨대, 요 레이트(yaw rate)의 미분치와 레터럴 빌로서티(lateral velocity)의 미분치 등에 의거하여 차량 시스템의 미분모델을 연산한다.
상기 단계 후 EPS 메인기능 연산 단계와 EPS 부가기능 연산단계를 조합하는 단계(S103)를 거친 후,
직류 모터 제어전류치 계산 단계(S104)에서는 상기 조합결과에 의하여 조향력을 제어하기 위한 직류모터 제어전류치를 계산한다.
직류모터 구동 단계(S105)는 상기 단계에서 산출된 제어전류치에 의하여 직류모터를 구동하는 신호를 모터 구동부로 출력시킨다.
상기한 바와 같이, 본 발명에 관한 차량의 자세변화량 억제기능이 구비된 일렉트로닉 파워 스티어링 장치에 의하면, 부가적인 센서류의 추가없이 종래의 EPS장치에 기능을 부가하여, 주행중인 차량의 자세변화량을 억제하고 이로써 운전자의 핸들조작시 차량의 주행안전성이 향상되고 조향감이 향상될 수 있다.

Claims (1)

  1. 차속을 검출하는 차속 센서와, 조향장치내에 있는 직류 모터의 각속도를 검출하는 모터 각속도 센서와, 조향토크를 검출하는 조향토크 센서를 포함하는 일렉트로닉 파워 스티어링 장치에 있어서,
    상기 각종 센서들로부터의 신호를 입력받아 EPS 메인기능을 실행하기 위한 연산을 하는 단계와, 주행차량의 자세변화량을 산출하기 위한 EPS 부가기능을 연산하는 단계와, 상기 두 단계를 조합하는 단계와, 상기 조합결과에 의하여 조향력을 제어하기 위한 직류모터 제어전류치를 계산하는 단계와, 상기 단계에서 산출된 제어전류치에 의하여 직류모터를 구동하는 단계를 수행하는 컨트롤러부를 포함하여 구성이 되는 것을 특징으로 하는 차량의 자세변화량 억제기능이 구비된 일렉트로닉 파워 스티어링 장치.
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