KR100670996B1 - 비정상적인 진동을 억제하기 위한 조향 보조 동력을제어하는 전동식 조향장치 - Google Patents

비정상적인 진동을 억제하기 위한 조향 보조 동력을제어하는 전동식 조향장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 비정상적인 진동을 억제하기 위한 조향 보조 동력을 제어하는 전동식 조향장치(EPS: Electric Power Steering Apparatus)에 관한 것이다.
본 발명은 차속 센서; 토크 센서; 제 1 조향각 센서; 역입력을 감지하여 제 2 조향각 감지 신호를 전달하는 제 2 조향각 센서; 및 차속 감지 신호, 토크 감지 신호 및 제 1 조향각 감지 신호를 수신하여 모터를 구동하기 위한 목표 전류값를 계산하고, 제 2 조향각 센서를 수신하여 비정상적인 진동을 검출하고 비정상적인 진동을 억제하는 제어 전류값을 계산한 후 목표 전류값, 제어 전류값 및 모터를 통해 흐르는 전류의 실제 전류값을 이용하여 모터로 하여금 비정상적인 진동을 억제하는 보조 동력을 출력하도록 제어하는 전자 제어 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 비정상적인 진동을 억제하기 위한 조향 보조 동력을 제어하는 전동식 조향장치를 제공한다.
본 발명에 의하면, 외부로부터의 역입력에 의한 비정상적인 진동을 감지하여 비정상적인 진동을 억제하는 방향으로 보조 동력을 발생하도록 모터를 제어함으로써 자동차의 안정적인 거동을 확보하고 운전자의 조향감을 개선할 수 있다.
조향장치, 전동식, 조향각, 역입력, 진동, 억제, EPS, ECU

Description

비정상적인 진동을 억제하기 위한 조향 보조 동력을 제어하는 전동식 조향장치{Electric Power Steering Apparatus for Controlling Steering Supplementary Power for Preventing Abnormal Vibration}
도 1은 종래의 자동차의 전동식 조향장치를 간략하게 나타낸 구성도,
도 2는 종래의 전동식 조향장치의 전자 제어 장치를 간략하게 나타낸 블록 구성도,
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 비정상적인 진동을 억제하기 위한 조향 보조 동력을 제어하는 전동식 조향장치의 전자 제어 장치를 간략하게 나타낸 블록 구성도이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
100: 조향 계통 160: 보조 동력 기구
170: 차속 센서 172: 제 1 조향각 센서
174: 토크 센서 180, 320: 전자 제어 장치
190: 모터 210: 목표 전류 연산부
230: 전류 제어부 240: 전류 검출부
310: 제 2 조향각 센서 330: 진동 저감 제어부
332: 진동 검출부 334: 위상 반전부
336: 제어 전류 연산부 340: 제 1 감산기
350: 제 2 감산기
본 발명은 비정상적인 진동을 억제하기 위한 조향 보조 동력을 제어하는 전동식 조향장치(EPS: Electric Power Steering Apparatus)에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 자동차의 전동식 조향장치를 이용하여 조향 보조 동력을 제어하는 데 있어서, 자동차의 외부로부터 입력되는 조향 역입력에 의한 비정상적인 진동을 검출하고, 자동차의 주행 조건에 따라 검출한 비정상적인 진동을 억제하는 방향으로 조향 보조 동력을 제어함으로써 자동차의 안정적인 거동을 확보하고 조향 안정성을 증대시키는 비정상적인 진동을 억제하기 위한 조향 보조 동력을 제어하는 전동식 조향장치에 관한 것이다.
통상적으로 자동차의 조향장치로는 유압 펌프의 유압을 이용한 유압식 동력 조향장치(Hydraulic Power Steering Apparatus)가 사용되고 있지만, 1990년대 이후 전기 모터를 이용한 전동식 조향장치가 점차 보편화되고 있다. 기존의 유압식 동력 조향장치는 동력을 보조해 주는 동력원인 유압 펌프가 엔진에 의해 구동되어 조향 휠의 회전 여부와 관계없이 항상 에너지를 소모하는 데 비해서 전동식 조향장치는 조향 휠이 회전하여 토크가 발생하면 전기 에너지로 구동되는 모터가 조향 보조 동력을 제공한다. 따라서 전동식 조향장치를 사용하는 경우 유압식 동력 조향장치에 비해 에너지 효율을 향상시킬 수 있다.
도 1은 종래의 자동차의 전동식 조향장치를 간략하게 나타낸 구성도이다.
종래의 자동차의 전동식 조향장치는 조향 휠(110)로부터 양측 바퀴(150)까지 이어지는 조향 계통(100) 및 조향 계통(100)에 조향 보조 동력을 제공하는 보조 동력 기구(160)를 포함하여 구성된다. 이하에서는, 설명의 편의를 위해 랙타입 전동식 조향장치에 대해서만 설명한다.
조향 계통(100)은 크게 조향 휠(110), 조향 축(120), 피니언 축(130), 랙 바(140) 및 양쪽 바퀴(150)를 포함하여 구성된다. 조향 휠(110)은 조향 축(120)과 연결되어 운전자에 의해 발생하는 토크를 조향 축(120)으로 전달한다. 조향 축(120)은 한 쌍의 유니버설 조인트(122)를 매개로 피니언 축(130)과 연결되어 전달된 토크를 피니언 축(130)으로 전달한다. 피니언 축(130)은 랙-피니언 기구부(132)를 통해 랙 바(140)에 연결된다. 랙 바(140)의 양단은 각각 타이로드(142)와 너클암(144)을 통해 양쪽 바퀴(150)에 연결된다. 또한, 종래의 조향 계통(100)은 토션 바(138)를 내장한다.
운전자는 조향 계통(100)을 이용하여 자동차의 양쪽 바퀴(150)의 방향을 조절함으로써 자동차를 조향하는데, 운전자가 조향 휠(110)을 조작하면 조향 계통(100)에서 토크가 발생하고, 발생한 토크에 의해 랙-피니언 기구부(132)와 타이로드(142)를 통해 양쪽 바퀴(150)가 조향된다.
보조 동력 기구(160)는 크게 차속 센서(170), 조향각 센서(172), 토크 센서(174), 전자 제어 장치(ECU: Electronic Control Unit, 180), 모터(190), 전동 장 치(192) 및 볼 스크류부(150)를 포함하여 구성된다.
차속 센서(170)는 차속을 감지하여 감지된 차속에 비례하는 전기 신호를 출력한다. 조향각 센서(172)는 조향각을 감지하여 감지된 조향각에 비례하는 전기 신호를 출력한다. 토크 센서(174)는 운전자에 의해 조향 휠(110)에 가해지는 토크를 감지하여 감지된 토크에 비례하는 전기 신호를 출력한다. 전자 제어 장치(180)는 차속 센서(170), 조향각 센서(172), 토크 센서(174)로부터 전달된 전기 신호를 이용하여 운전자에 의한 주행 상황을 감지하고, 주행 상황에 적합하도록 모터(190)의 구동 토크를 제어하는 제어 전류를 출력한다. 모터(190)는 전자 제어 장치(180)로부터 전달된 제어 전류에 따라 조향을 원활하게 하기 위한 보조 동력을 생성하여 전달한다. 전동 장치(192)는 모터(190)로부터 전달된 보조 동력을 볼 스쿠류부(194)를 이용하여 랙 바(140)로 전달한다.
즉, 보조 동력 기구(160)는 자동차의 주행 상황을 파악하여 파악한 주행 상황에 적합한 보조 동력을 생성하여 운전자에 의해 발생한 토크에 보조 동력을 보상함으로써, 운전자가 자동차를 편리하게 조향할 수 있도록 한다.
따라서, 전동식 조향장치는 운전자가 조향 휠(110)을 회전시켜 토크를 발생시키면 발생한 토크가 조향 축(120), 피니언 축(130), 랙 바(140)로 차례로 전달되고, 보조 동력 기구(160)에서는 자동차의 주행 상황을 파악하여 보조 동력을 생성하여 랙 바(140)로 전달하면, 랙 바(140)에서 조향 계통(100)에서 발생한 토크와 보조 동력 기구(160)에서 발생한 보조 동력의 합을 양쪽 바퀴(150)로 전달함으로써 운전자로 하여금 편리하게 자동차를 조향할 수 있도록 한다.
한편, 전술한 바와 같이 보조 동력을 발생시키기 위해서는 전동식 조향장치에서 자동차의 주행 상황을 정확히 감지해야 하고, 그에 따라 모터(190)를 정밀하게 제어해야 한다. 이를 위해서는 전자 제어 장치(180)에 대한 연구가 필수적이다.
도 2는 종래의 전동식 조향장치의 전자 제어 장치를 간략하게 나타낸 블록 구성도이다.
종래의 전동식 조향장치의 전자 제어 장치(180)는 목표 전류 연산부(210), 감산기(220), 전류 제어부(230) 및 전류 검출부(240)를 포함한다. 물론 전자 제어 장치(180)는 전원을 공급하기 위한 배터리와 같은 전원 공급부와 고장에 의한 오작동을 차단하기 위한 릴레이 등 다른 구성요소를 더 포함할 수 있지만, 여기서는 그에 대한 설명은 생략하기로 한다.
목표 전류 연산부(210)는 차속 센서(170), 조향각 센서(172), 토크 센서(174)와 연결되어 차속 센서(170)로부터 감지한 차속에 비례하는 전기 신호인 차속 감지 신호를 수신하고, 조향각 센서(172)로부터 감지한 조향각에 비례하는 전기 신호인 조향각 감지 신호를 수신하며, 토크 센서(174)로부터 감지한 토크에 비례하는 전기 신호인 토크 감지 신호를 수신하면, 이를 바탕으로 모터(190)가 주행 상황 즉, 차속, 조향각, 토크에 적절한 보조 동력을 출력할 수 있도록 모터(190)로 출력할 전류의 값을 산출하여 목표 전류값를 전달한다.
감산기(220)는 목표 전류 연산부(210)로부터 목표 전류값을 수신하고 후술할 전류 검출부(240)로부터 실제 전류값을 수신한 후 전류값의 차이인 차이값을 연산하여 전류 제어부(230)로 전달한다. 전류 제어부(230)는 감산기(220)로부터 차이값 이 전달되면 차이값만큼을 보상한 전류가 모터(190)로 출력될 수 있도록 출력되는 모터 제어 전류를 제어함으로써 모터(190)로 하여금 주행 상황 즉, 차속, 조향각, 토크에 적절한 보조 동력을 출력하도록 제어한다.
한편, 전술한 전자 제어 장치(180)를 구비한 전동식 조향장치는 차속, 조향각, 토크만을 고려하여 보조 동력을 생성하고 조향 계통(110)에 의해 발생한 토크에 보상하여 자동차를 조향하기 때문에 외부의 영향에 의해 발생할 수 있는 문제점을 해소하지 못한다. 즉, 자동차는 항상 평지의 고른 길을 통행하지 않고 자갈길, 요철, 언덕 등 고르지 못한 길을 통행할 수 있고, 모래 사장, 진흙 길, 얕은 물 위의 길 등을 통행할 수도 있어, 실제로 자동차의 양쪽 바퀴(150) 등은 외부의 방해물로 인해 항상 운전자가 조향 휠(110)을 회전시키는 방향 또는 토크만큼 조향되는 것은 아니다.
따라서, 종래의 전동식 조향장치를 구비한 자동차는 외부로부터 조향 계통(100)으로 역으로 입력되는 미지의 토크를 고려할 수 없기 때문에, 외부로부터의 역입력으로 인해 비정상적으로 진동할 수 있고, 이러한 비정상적인 진동으로 인해 자동차는 운전자가 실제로 의도한 방향으로 정확히 조향되지 않는 문제점이 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위해 본 발명은, 자동차의 전동식 조향장치를 이용하여 조향 보조 동력을 제어하는 데 있어서, 자동차의 외부로부터 입력되는 조향 역입력에 의한 비정상적인 진동을 검출하고, 자동차의 주행 조건에 따라 검출한 비정상적인 진동을 억제하는 방향으로 조향 보조 동력을 제어함으로써 자동차의 안정 적인 거동을 확보하고 조향 안정성을 증대시키는 비정상적인 진동을 억제하기 위한 조향 보조 동력을 제어하는 전동식 조향장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 조향 휠에 연결되는 조향 축, 조향 축의 회전 운동을 직선 운동으로 변환하여 전달하는 랙-피니언 기구부, 직선 운동을 전달받는 랙 바, 조향 보조 동력을 공급하는 모터를 포함하는 자동차의 전동식 조향장치에 있어서, 차속을 감지하여 차속 감지 신호를 전달하는 차속 센서; 조향 토크를 감지하여 토크 감지 신호를 전달하는 토크 센서; 운전자에 의해 입력되는 조향각을 감지하여 제 1 조향각 감지 신호를 전달하는 제 1 조향각 센서; 자동차의 외부로부터 유입되는 역입력을 감지하여 제 2 조향각 감지 신호를 전달하는 제 2 조향각 센서; 및 차속 감지 신호, 토크 감지 신호 및 제 1 조향각 감지 신호를 수신하여 모터를 구동하기 위한 목표 전류값를 계산하고, 제 2 조향각 센서를 수신하여 비정상적인 진동을 검출하고 비정상적인 진동을 억제하는 제어 전류값을 계산한 후 목표 전류값, 제어 전류값 및 모터를 통해 흐르는 전류의 실제 전류값을 이용하여 모터로 하여금 비정상적인 진동을 억제하는 보조 동력을 출력하도록 제어하는 전자 제어 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 비정상적인 진동을 억제하기 위한 조향 보조 동력을 제어하는 전동식 조향장치를 제공한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도 록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하는 데 있어서, 설명의 편의를 위해 랙타입 전동식 조향장치에 대해서만 설명한다. 단, 본 발명은 랙타입 전동식 조향장치에만 이용될 수 있는 것이 아니라, 컬럼타입 전동식 조향장치, 피니언타입 전동식 조향장치 등 다른 방식의 전동식 조향장치에도 이용될 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 비정상적인 진동을 억제하기 위한 조향 보조 동력을 제어하는 전동식 조향장치는 도 1을 통해 전술한 조향 휠(110), 조향 축(120), 피니언 축(130), 랙 바(140) 그리고 양쪽 바퀴(150)를 포함하는 조향 계통(110) 및 차속 센서(172), 조향각 센서(174), 토크 센서(176), 전자 제어 장치(180), 모터(190), 전동 장치(192) 그리고 볼 스크류부(194)를 포함하는 보조 동력 기구(160)를 포함할 뿐만 아니라 보조 동력 기구(160)에 포함되는 또 하나의 조향각 센서를 추가로 포함한다.
단, 여기서 전자 제어 장치(180)는 본 발명을 구현하기 위한 핵심 장치로서 도 1을 통해 전술한 역할 이외에도 외부로부터 입력되는 조향 역입력에 의한 비정상적인 진동을 검출하고, 자동차의 주행 상황에 따라 비정상적인 진동을 억제하는 방향으로 조향 보조 동력을 제어하는 역할을 수행한다. 이하에서는 전자 제어 장치를 중심으로 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 비정상적인 진동을 억제하기 위한 조향 보조 동력을 제어하는 전동식 조향 장치를 설명한다.
그리고 이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 비정상적인 진동을 억제하기 위한 조향 보조 동력을 제어하는 전동식 조향장치를 설명하는 데 있어서, 설명의 편의를 위해 도 1을 통해 전술한 조향각 센서(174)를 제 1 조향각 센서(174)라 칭하고, 추가된 조향각 센서를 제 2 조향각 센서(310)라 칭한다.
또한, 제 2 조향각 센서(310)는 제 1 조향각 센서(172)와 같은 종래의 조향각 센서이지만, 제 1 조향각 센서(172)와는 달리 토션 바(138)의 하단에 장착되어 실제의 비틀림 정도 즉 실제 조향각을 감지한다.
운전자는 조향 휠(110)을 회전시켜 조향 축(120)을 회전시키지만, 통상적으로 조향 축(120)에는 토션 바(138)가 내장되어 조향 축(120)의 입력 축과 출력 축은 토션 바(138)의 비틀림으로 인해 그 회전 정도가 달라진다. 따라서, 운전자가 조향 휠(110)을 180°회전시켜서 조향 축(120)의 입력 축이 180°회전됐다 해도, 통상적으로 조향 축(120)의 출력 축은 외부로부터의 역입력으로 인해 180°보다 작은 각도로 또는 늦게 회전한다.
즉, 제 2 조향각 센서(310)는 전술한 바와 같이 외부로부터의 역입력에 따라 조향 축(120)의 입력 축과 출력 축이 다르게 회전하기 때문에 발생하는 조향각의 차이를 감지하기 위해 조향 축(120)의 출력 축의 조향각을 감지하는 조향각 센서이다. 여기서, 외부의 역입력으로 인해 진동이 발생하는 경우, 외부 역입력으로 인하여 제 1 조향각 센서(172)와 제 2 조향각 센서(310)에서 감지되는 조향각 상호 간에는 1 초에 수회 내지 수십회 이상의 차이가 발생할 수 있다. 따라서, 본 발명에서는 제 2 조향각 센서(310)를 이용하여 그 차이를 감지한 후 보상하여 역입력에 의한 비정상적인 진동을 억제하는 것이다.
한편, 제 2 조향각 센서(310)는 전술한 바와 같이 토션 바(138)의 하단에 부착되는 것이 바람직하다. 하지만, 최근에는 자동차 제조 기술 및 전자, 기계 기술이 발전함에 따라 토션 바(138)가 설치되지 않은 자동차가 많이 출시되고 있다. 이때에는 제 2 조향각 센서(310)는 토션 바(138)에 장착되지 않고 다른 적절한 곳에 장착되어야 한다. 즉, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 제 2 조향각 센서(310)는 장착되는 곳이 전술한 바와 같이 토션 바(128)에 한정되는 것이 아니라 외부로부터의 역입력을 측정할 수 있는 다른 여러 곳에 장착될 수 있다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 비정상적인 진동을 억제하기 위한 조향 보조 동력을 제어하는 전자 제어 장치를 간략하게 나타낸 블록 구성도이다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전자 제어 장치(320)는 목표 전류 연산부(210), 진동 저감 제어부(330), 제 1 감산기(340), 제 2 감산기(350), 전류 제어부(230) 및 전류 검출부(240)를 포함한다.
목표 전류 연산부(210)는 차속 센서(170), 조향각 센서(172), 토크 센서(174)로부터 각각 차속 감지 신호, 조향각 감지 신호, 토크 감지 신호를 수신하여 주행 상황 즉, 차속, 조향각, 토크에 적절한 보조 동력을 출력할 수 있도록 모터(190)로 출력할 전류의 값을 산출하여 목표 전류값를 전달한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 진동 저감 제어부(330)는 차속 센서(170), 제 1 조향각 센서(172) 및 제 2 조향각 센서(310)와 각각 연결되고, 제 1 감산기(340)와 연결되며, 진동 검출부(332), 위상 반전부(334) 및 제어 전류 연산 부(336)를 포함하여 제 1 조향각 센서(172)에 의해 감지된 운전자에 의한 입력된 조향각과 제 2 조향각 센서(310)에 의해 감지된 외부로부터의 역입력으로 인한 실제 조향각을 비교하여 비정상적인 진동을 검출하고, 검출된 비정상적인 진동과 차속을 고려하여 비정상적인 진동을 억제하는 방향으로 보조 동력을 발생시키기 위한 제어 전류를 연산하여 제어 전류값을 제 1 감산기(320)로 전달한다.
진동 검출부(332)는 제 1 조향각 센서(172), 제 2 조향각 센서(310), 위상 반전부(352)와 연결되어, 운전자가 입력할 수 있는 조향각속도를 판단하여 비정상적인 진동 신호를 검출하기 위한 조향 시스템 모델을 구비하고, 제 1 조향각 센서(172) 및 제 2 조향각 센서(310)로부터 각각 전달된 제 1 조향각 감지 신호와 제 2 조향각 감지 신호를 비교함으로써 비정상적인 진동 신호를 검출하여 진동 검출 신호를 위상 반전부(352)로 전달한다.
본 발명에서 조향 시스템 모델은 제 1 조향각 감지 신호와 제 2 조향각 감지 신호의 차이에 따라 진동 신호를 검출하고, 고역 통과 필터(HPF: High Pass Filter)를 통과한 진동 신호의 주파수에 비례하여 비정상적인 진동을 검출한다.
위상 반전부(334)는 진동 검출부(332)와 제어 전류 연산부(336)와 연결되어, 진동 검출부(332)로부터 진동 검출 신호가 전달되면 진동 검출 신호와 위상이 반대되는 위상 반전 신호를 생성하여 전달한다. 이는 비정상적인 진동 신호와 위상이 반대되는 위상 반전 신호를 생성하여 목표 전류값에 보상해 줌으로써 비정상적인 진동을 억제하는 방향으로 보조 동력을 발생시키기 위함이다.
제어 전류 연산부(336)는 차속 센서(170), 위상 반전부(334), 제 1 감산기 (320)와 연결되어, 위상 반전부(334)로부터 위상 반전 신호가 전달되면, 차속 센서(170)로부터 전달된 차속 감지 신호를 이용하여 자동차의 주행 조건과 차속을 고려함으로써 현재의 주행 상황에서 발생한 비정상적인 진동을 억제하기 위해 최적의 보조 동력을 구현하기 위한 제어 전류를 연산하여 제어 전류값을 생성한 후 제 1 감산기(320)로 전달한다.
제 1 감산기(340)는 목표 전류 연산부(210)와 제어 전류 연산부(336)와 연결되고, 제 2 감산부(340)와 연결되어 목표 전류 연산부(210)로부터 목표 전류값이 전달되고, 제어 전류 연산부(336)로부터 제어 전류값이 전달되면, 목표 전류값과 제어 전류값의 차이인 제 1 차이값을 전달한다.
제 2 감산기(350)는 제 1 감산기(340), 전류 검출부(240), 전류 제어부(230)와 연결되어, 제 1 감산기(340)로부터 제 1 차이값이 전달되고 전류 검출부(240)로부터 모터(190)에 흐르는 실제 전류값이 전달되면, 제 1 차이값과 실제 전류값의 차이인 제 2 차이값을 연산하여 전류 제어부(230)로 전달한다.
전류 제어부(230)는 제 2 감산기(350)로부터 전달된 제 2 차이값을 수신하면 모터(190)로 출력하는 모터 제어 전류에 제 2 차이값만큼을 보상하여 보상된 모터 제어 전류를 모터(190)로 출력한다. 전류 검출부(240)는 모터(190)를 통해 흐르는 실제 전류를 감지하여 실제 전류값을 제 2 감산기(350)로 전달한다.
이로써, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 비정상적인 진동을 억제하기 위한 조향 보조 동력을 제어하는 전동식 조향장치는 외부로부터의 역입력에 의한 비정상적인 진동을 감지하여 비정상적인 진동을 억제하는 방향으로 보조 동력을 발생 하도록 모터(190)를 제어함으로써 자동차의 안정적인 거동을 확보하고 운전자의 조향감을 개선할 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 자동차용 전동식 조향장치에서 외부로부터의 역입력에 의한 비정상적인 진동을 감지하여 비정상적인 진동을 억제하는 방향으로 보조 동력을 발생하도록 모터를 제어함으로써 자동차의 안정적인 거동을 확보하고 운전자의 조향감을 개선할 수 있다.

Claims (4)

  1. 조향 휠에 연결되는 조향 축, 상기 조향 축의 회전 운동을 직선 운동으로 변환하여 전달하는 랙-피니언 기구부, 상기 직선 운동을 전달받는 랙 바, 조향 보조 동력을 공급하는 모터를 포함하는 자동차의 전동식 조향장치에 있어서,
    차속을 감지하여 차속 감지 신호를 전달하는 차속 센서;
    조향 토크를 감지하여 토크 감지 신호를 전달하는 토크 센서;
    운전자에 의해 입력되는 조향각을 감지하여 제 1 조향각 감지 신호를 전달하는 제 1 조향각 센서;
    상기 자동차의 외부로부터 유입되는 역입력을 감지하여 제 2 조향각 감지 신호를 전달하는 제 2 조향각 센서; 및
    상기 차속 감지 신호, 상기 토크 감지 신호 및 상기 제 1 조향각 감지 신호를 수신하여 상기 모터를 구동하기 위한 목표 전류값를 계산하고, 상기 제 2 조향각 센서를 수신하여 비정상적인 진동을 검출하고 상기 비정상적인 진동을 억제하는 제어 전류값을 계산한 후 상기 목표 전류값, 상기 제어 전류값 및 상기 모터를 통해 흐르는 전류의 실제 전류값을 이용하여 상기 모터로 하여금 상기 비정상적인 진동을 억제하는 보조 동력을 출력하도록 제어하는 전자 제어 장치
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 비정상적인 진동을 억제하기 위한 조향 보조 동력을 제어하는 전동식 조향장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 전자 제어 장치는,
    상기 차속 감지 신호, 상기 토크 감지 신호, 상기 제 1 조향각 감지 신호를 수신하여 상기 목표 전류값을 계산하고 전달하는 목표 전류 연산부;
    상기 제 1 조향각 감지 신호, 상기 제 2 조향각 감지 신호 및 상기 차속 감지 신호를 수신하여 상기 비정상적인 진동을 검출하고, 상기 제어 전류값을 계산하여 전달하는 진동 저감 제어부;
    상기 목표 전류값 및 상기 제어 전류값을 수신하면, 상기 목표 전류값과 상기 제어 전류값의 차이인 제 1 차이값을 전달하는 제 1 감산기;
    상기 모터에 흐르는 실제 전류를 감지하여 실제 전류값을 전달하는 전류 검출부;
    상기 제 1 차이값 및 상기 실제 전류값을 수신하여 상기 제 1 차이값과 상기 실제 전류값의 차이인 제 2 차이값을 전달하는 제 2 감산기; 및
    상기 제 2 차이값을 수신하면 상기 제 2 차이값만큼을 보상한 모터 제어 전류를 출력하는 전류 제어부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 비정상적인 진동을 억제하기 위한 조향 보조 동력을 제어하는 전동식 조향장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 진동 저감 제어부는,
    상기 제 1 조향각 감지 신호 및 상기 제 2 조향각 감지 신호를 수신하여 상기 제 1 조향각 감지 신호 및 상기 제 2 조향각 감지 신호를 비교함으로써 상기 비 정상적인 진동을 검출하고, 진동 검출 신호를 전달하는 진동 검출부;
    상기 진동 검출 신호를 수신하여 상기 진동 검출 신호와 위상이 반대인 위상 반전 신호를 생성하고 전달하는 위상 반전부; 및
    상기 위상 반전 신호 및 상기 차속 감지 신호를 수신하여 상기 자동차의 주행 상황을 고려하고, 상기 제어 전류값을 계산하여 전달하는 제어 전류 연산부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 비정상적인 진동을 억제하기 위한 조향 보조 동력을 제어하는 전동식 조향장치.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 진동 검출부는,
    상기 제 1 조향각 감지 신호와 상기 제 2 조향각 감지 신호의 차이에 따라 진동 신호를 산출하고, 고역 통과 필터를 통과한 상기 진동 신호의 주파수에 비례하여 상기 비정상적인 진동을 검출하는 것을 특징으로 하는 비정상적인 진동을 억제하기 위한 조향 보조 동력을 제어하는 전동식 조향장치.
KR1020050124843A 2005-12-16 2005-12-16 비정상적인 진동을 억제하기 위한 조향 보조 동력을제어하는 전동식 조향장치 KR100670996B1 (ko)

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KR100969101B1 (ko) 2008-05-20 2010-07-09 현대자동차주식회사 모터제어식 유압파워스티어링 시스템의 소비전류 저감 방법
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