KR100788566B1 - Electric way power steering apparatus and method - Google Patents

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송익규
장호철
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한국오므론전장주식회사
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Abstract

An electric power steering apparatus and a method thereof are provided to reduce a space occupied by a driving motor by reducing the size of a motor using a dual driving motor. An electric power steering apparatus comprises a steering torque sensor(100) for detecting a rotating angle and a torque of a steering wheel(10), a vehicle speed sensor(200) for detecting a vehicle speed, and a steering controller(300) for outputting a driving control signal based on a preset program. A pair of first and second driving motors(510,520) are provided to adjust the steering angle of the vehicle based on the driving control signal of the steering controller. A position sensor(600) is provided to output the position signal of the first and second driving motors to the steering controller.

Description

듀얼모터를 사용하는 전동식 조향장치 및 방법{Electric Way Power Steering Apparatus and Method}Electric Steering Apparatus and Method Using Dual Motors {Electric Way Power Steering Apparatus and Method}

도 1은 종래기술에 의한 전동식 조향장치의 구성을 개략적으로 나타내는 구성도이다. 1 is a configuration diagram schematically showing the configuration of an electric steering apparatus according to the prior art.

도 2는 본 발명에 의한 듀얼모터를 사용하는 전동식 조향장치의 구성을 개략적으로 나타내는 구성도이다. Figure 2 is a schematic diagram showing the configuration of an electric steering apparatus using a dual motor according to the present invention.

도 3은 본 발명에 의한 듀얼모터를 사용하는 전동식 조향방법을 개략적으로 도시하는 흐름도이다.3 is a flowchart schematically showing an electric steering method using a dual motor according to the present invention.

< 도면의 주요 부분의 부호에 대한 설명 ><Description of Signs of Major Parts of Drawings>

10: 조향휠 20: 전륜10: steering wheel 20: front wheel

30: 회전축 40: 조향축30: axis of rotation 40: steering axis

100: 조향토크센서 200: 차속센서100: steering torque sensor 200: vehicle speed sensor

300: 조향제어부 500: 구동모터300: steering control unit 500: drive motor

510: 제1구동모터 520: 제2구동모터510: first drive motor 520: second drive motor

600: 포지션센서600: position sensor

본 발명은 듀얼모터를 사용하는 전동식 조향장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 차량 운전자가 조향휠을 회전시키는 방향으로 차량의 회전축이 회전되는데 회전력을 보충하여, 조향휠을 정확하고도 쉽게 조작하도록 하는 구동모터를 출력이 적은 2개의 소형 구동모터를 사용함으로써, 모터의 크기를 줄이고, 생산단가가 저렴하며, 전동식 장치의 설치비용을 줄일 수 있는 듀얼모터를 사용하는 전동식 조향장치에 관한 것이다. The present invention relates to an electric steering apparatus using a dual motor, and more particularly, to supplement the rotational force to rotate the rotating shaft of the vehicle in the direction in which the vehicle driver rotates the steering wheel, to accurately and easily operate the steering wheel. The present invention relates to an electric steering apparatus using a dual motor capable of reducing the size of a motor, inexpensive production cost, and reducing the installation cost of an electric device by using two small drive motors with low output.

일반적으로 차량의 전동식 조향장치는 운전자의 조작에 의해 회전하는 조향휠의 회전각에 비례하는 각도로 전륜의 회전축 방향을 바꾸어서 차향의 진행방향을 전환하는 장치로서, 특히 조향휠에 의해 회전되는 조향축이나 그 조향축에 의해 작동되는 회전축에 대하여 별도의 구동수단에 의해 토크를 가해서 조향축 및 회전축의 회전력을 보충함으로써 운전자가 조향휠을 정확하고도 쉽게 조작할 수 있도록 한다.In general, the electric steering device of a vehicle is a device for changing the direction of rotation of the front wheel by changing the direction of the rotation axis of the front wheel at an angle proportional to the rotation angle of the steering wheel rotated by the driver's operation, in particular the steering shaft rotated by the steering wheel In addition, torque is applied to the rotating shaft operated by the steering shaft by a separate driving means to supplement the rotational force of the steering shaft and the rotating shaft so that the driver can operate the steering wheel accurately and easily.

이러한 차량의 조향장치는 조향축 및 회전축의 회전력 보충에 이용되는 동력의 종류에 따라 유압을 이용하는 유압식과 전동모터의 구동력을 이용하는 전동식으로 구분된다.The steering device of such a vehicle is classified into a hydraulic type using hydraulic pressure and an electric type using a driving force of the electric motor according to the type of power used for supplementing the rotational force of the steering shaft and the rotating shaft.

이들 중에서 차량의 유압식 조향장치는 오일펌프, 유압을 기계적인 토크로 변환시키는 유압 액츄에이터, 유압 액츄에이터를 제어하기 위한 제어장치 및 이러한 장치들의 정확한 작동을 확보하기 위한 여러 가지 부품들이 요구되므로 중량이 커지고 복잡해지므로, 이에 비해 간결한 구조로 구성되는 전동식 조향장치가 널리 사용됨과 아울러 이에 대한 연구도 활발히 이루어지고 있다.Among them, the hydraulic steering system of the vehicle is heavy and complicated because it requires an oil pump, a hydraulic actuator that converts hydraulic pressure into mechanical torque, a control device for controlling the hydraulic actuator, and various parts to ensure the correct operation of these devices. In comparison, the electric steering device, which is composed of a simple structure, is widely used, and research on this is being actively conducted.

종래 차량의 전동식 조향장치를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 도 1은 종래기술에 의한 전동식 조향장치의 구성을 개략적으로 나타내는 구성도이다. 도 1에 도시된 바를 참조하면, 종래의 전동식 조향장치는 조향휠(10)의 회전 각도 및 차량의 속도를 각각 감지하는 조향토크센서(100) 및 차속센서(200)와 상기 조향토크센서(100) 및 차속센서(200)로 부터 검출되는 조향휠(10) 회전각, 회전토크 및 차속을 통해서 구동모터(500)의 구동을 위한 구동제어신호를 출력하는 조향제어부(300)와 상기 조향제어부(300)의 구동제어신호에 의해 상기 조향휠(10)에 연결되는 상기 차량 조향축(40)의 회전에 따른 회전축(30)의 조향각을 조절하는데 회전력을 보충하는 구동모터(500)를 포함하여 이루어진다.Referring to the accompanying drawings, an electric steering apparatus of a conventional vehicle is as follows. 1 is a configuration diagram schematically showing the configuration of an electric steering apparatus according to the prior art. Referring to FIG. 1, the conventional electric steering apparatus includes a steering torque sensor 100, a vehicle speed sensor 200, and the steering torque sensor 100 that detect the rotation angle of the steering wheel 10 and the speed of the vehicle, respectively. And a steering control unit 300 and a steering control unit 300 for outputting a driving control signal for driving the driving motor 500 through the rotation angle, rotation torque, and vehicle speed of the steering wheel 10 detected by the vehicle speed sensor 200. It comprises a drive motor 500 for supplementing the rotational force to adjust the steering angle of the rotating shaft 30 in accordance with the rotation of the vehicle steering shaft 40 connected to the steering wheel 10 by the drive control signal of 300. .

상술한 구조의 종래 전동식 조향장치는 중대형 승용/승합차 및 대형 상용차에 적용하기 위해서는 고출력이 가능한 구동모터를 사용하여야하는데, 그에 따라 생산단가가 높고 부피가 큰 대형 구동모터를 사용해야 하기 때문에 설치비용이 높아지는 문제점이 있다. The conventional electric steering apparatus having the above-described structure should use a drive motor capable of high power in order to be applied to a medium-sized passenger / van and large commercial vehicles. Therefore, the installation cost is high because the production cost is high and the bulky large drive motor must be used. There is a problem.

또한, 중대형 승용/승합차 및 대형 상용차의 경우 구동모터의 출력의 한계로 인해 적용이 어려워, 아직까지 상대적으로 출력 토크 및 회전력이 높은 유압식 조 향장치를 사용하여야만 하는 문제점이 있다.In addition, in the case of medium-large passenger cars and vans and large commercial vehicles, it is difficult to apply due to the limitation of the output of the driving motor, and there is a problem that a hydraulic steering device having a relatively high output torque and rotational force should be used.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 2개가 한 쌍으로 구성되는 소형 듀얼 구동모터를 사용하여, 모터의 크기를 줄여 조향장치에서 구동모터가 차지하는 용적을 줄이고, 생산단가가 저렴한 저출력 모터를 사용하여 전동식 조향장치의 설치비용을 줄일 수 있는 듀얼모터를 사용하는 전동식 조향장치 및 방법을 제공함에 그 목적이 있다.The present invention is to solve the above problems, by using a small dual drive motor consisting of a pair of two, to reduce the size of the motor to reduce the volume occupied by the drive motor in the steering device, and to produce a low-power motor with low production cost It is an object of the present invention to provide an electric steering apparatus and method using a dual motor that can reduce the installation cost of the electric steering apparatus.

그리고, 차량의 무게 등을 이유로 상대적으로 출력 토크가 높은 유압식 조향장치를 적용하였던 중대형 승용/승합차 및 대형 상용차 등에도 2개가 한 쌍으로 구성되는 듀얼 구동모터를 사용하는 전동식 조향장치를 적용시켜, 여러 가지 부품이 요구되어 중량이 커지고 복잡한 구조를 가지는 유압식 조향장치의 단점들을 극복할 수 있도록 하는 듀얼모터를 사용하는 전동식 조향장치 및 방법을 제공함에 그 목적이 있다.In addition, the electric steering apparatus using a dual drive motor, which is composed of two pairs, is also applied to medium and large passenger cars and vans and large commercial vehicles, which used hydraulic steering apparatus having a relatively high output torque due to the weight of the vehicle. It is an object of the present invention to provide an electric steering apparatus and method using a dual motor that can overcome the shortcomings of the hydraulic steering apparatus having a large weight and complicated structure is required.

상술한 바와 같은 기술적 과제를 해결하기 위해 본 발명은, 조향휠에 가해진 조향토크 및 조향방향에 대응한 조향토크센서의 출력에 따라 조향력을 보조하는 모터를 구동시키는 전동식 조향장치에 있어서, 조향휠의 회전각 및 조향토크를 감지하는 조향토크센서; 차속을 감지하는 차속센서; 상기 조향토크센서 및 차속센서로 부터 검출되는 조향휠 회전각과 조향토크 및 차속을 수신받아 기설정 프로그램에 의해 구동제어신호를 출력하는 조향제어부; 상기 조향제어부의 구동제어신호를 수신받아 차량의 조향각을 조절하는 한 쌍의 제1,2구동모터; 및 상기 제1,2구동모터의 위치차를 비교하여 상기 조향제어부로 제1,2구동모터의 위치신호를 각각 출력하는 포지션센서;를 포함하고, 상기 제1,2구동모터의 위치차 및 속도신호를 수신받아, 상기 제1,2구동모터의 위치차 및 속도차의 비율이 일정하도록 상기 조향제어부에서 상기 제1,2구동모터 제어신호를 출력하여, 상기 제1,2구동모터의 구동으로, 조향휠에 의해 회전되는 조향축 또는 그 조향축에 의해 작동되는 전륜의 회전축의 방향을 조절하여 차량의 진행방향을 바꾸는데 조향토크를 가해주도록 이루어지는 것을 특징으로 한다. In order to solve the above technical problem, the present invention, in the electric steering apparatus for driving a motor that assists the steering force in accordance with the steering torque applied to the steering wheel and the output of the steering torque sensor corresponding to the steering direction, A steering torque sensor for detecting a rotation angle and steering torque; A vehicle speed sensor detecting a vehicle speed; A steering control unit which receives a steering wheel rotation angle and steering torque and vehicle speed detected from the steering torque sensor and the vehicle speed sensor and outputs a driving control signal by a preset program; A pair of first and second driving motors configured to receive a driving control signal of the steering control unit to adjust a steering angle of the vehicle; And a position sensor comparing the position difference between the first and second drive motors and outputting position signals of the first and second drive motors to the steering controller, respectively. Receiving a signal, the steering controller outputs the first and second drive motor control signals so that the ratio of the position difference and the speed difference of the first and second drive motors is constant, thereby driving the first and second drive motors. The steering shaft is rotated by the steering wheel, or by adjusting the direction of the rotating shaft of the front wheel operated by the steering shaft, characterized in that the steering torque is applied to change the direction of travel of the vehicle.

또한, 상기 제1,2구동모터는, 상기 조향축에 위치되어, 상기 조향휠에 의해 회전되는 상기 조향축에 조향토크를 가해주도록 연결되는 것을 일 특징으로 한다.In addition, the first and second driving motors are located on the steering shaft and are connected to apply steering torque to the steering shaft rotated by the steering wheel.

또한, 상기 제1,2구동모터는, 상기 회전축의 중심부에 위치되어, 상기 조향축에 의해 작동되는 전륜의 회전축의 방향을 조절하여 차량의 진행방향을 바꾸는데 조향토크를 가해주도록 연결되는 것을 일 특징으로 한다.In addition, the first and second driving motors are located at the center of the rotation shaft, and is connected to apply steering torque to change the traveling direction of the vehicle by adjusting the direction of the rotation shaft of the front wheel operated by the steering shaft. It is done.

또한, 상기 제1,2구동모터는, 상기 회전축의 양측부 소정위치에 각각 하나씩 위치되어, 상기 조향축에 의해 작동되는 전륜의 회전축의 방향을 조절하여 차량의 진행방향을 바꾸는데 조향토크를 가해주도록 연결되는 것을 일 특징으로 한다.In addition, the first and second driving motors, respectively, are located at predetermined positions on both sides of the rotary shaft, and apply steering torque to change the traveling direction of the vehicle by adjusting the direction of the rotary shaft of the front wheel operated by the steering shaft. It is characterized by being connected.

또한, 조향휠에 가해진 조향토크 및 조향방향에 대응한 조향토크센서의 출력에 따라 조향력을 보조하는 모터를 구동시키는 전동식 조향방법에 있어서, 조향휠 회전각, 토크 및 차속을 측정하는 단계; 상기 측정된 데이터를 통해 제1구동모터와 제2구동모터의 회전 위치차를 산정하는 단계; 산정된 상기 제1구동모터와 제2구동모터의 위치차가 상수인 경우 조향제어부에서 상기 제1,2구동모터의 구동신호를 출력하는 단계; 상기 조향제어부에서 출력되는 구동신호에 따라, 상기 제1,2구동모터를 구동하고, 상기 조향제어부에서 상기 제1,2구동모터의 속도를 측정하는 단계; 및 측정된 상기 제1,2구동모터의 속도가 동일한 경우 계속적으로 상기 제1,2구동모터를 구동시키고, 상기 제1,2구동모터의 속도가 동일하지 않은 경우 상기 조향제어부의 제어신호에 의해 상기 제1,2구동모터의 속도를 동일하도록 하는 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.In addition, the electric steering method for driving a motor assisting the steering force in accordance with the steering torque applied to the steering wheel and the output of the steering torque sensor corresponding to the steering direction, comprising the steps of: measuring the steering wheel rotation angle, torque and vehicle speed; Calculating a rotation position difference between the first driving motor and the second driving motor based on the measured data; Outputting, by the steering controller, driving signals of the first and second driving motors when the calculated position difference between the first driving motor and the second driving motor is a constant; Driving the first and second driving motors according to a driving signal output from the steering controller, and measuring the speed of the first and second driving motors by the steering controller; And continuously driving the first and second driving motors when the speeds of the first and second driving motors are the same, and by the control signal of the steering control unit when the speeds of the first and second driving motors are not the same. It characterized in that it comprises a step of equalizing the speed of the first and second drive motor.

또한, 상기 제1구동모터와 상기 제2구동모터의 회전 위치차가 상수가 아닌 경우에는 상기 제1,2구동모터의 구동을 정지시키는 것을 일 특징으로 한다.In addition, when the rotational position difference between the first driving motor and the second driving motor is not a constant, it is characterized in that the driving of the first and second driving motors are stopped.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대하여 설명하고자 하며, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략될 수 있다.Hereinafter, the present invention will be described with reference to the accompanying drawings, and in the following description, when it is determined that a detailed description of a related well-known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, The description may be omitted.

도 2는 본 발명에 의한 듀얼모터를 사용하는 전동식 조향장치의 구성을 개략적으로 나타내는 구성도이다. 도 2에 도시된 바를 참조하면, 본 발명의 듀얼모터를 사용하는 전동식 조향장치는 조향토크센서(100), 차속센서(200), 조향제어부(300), 제1,2구동모터(510,520) 및 포지션센서(600)로 이루어진다.Figure 2 is a schematic diagram showing the configuration of an electric steering apparatus using a dual motor according to the present invention. Referring to FIG. 2, the electric steering apparatus using the dual motor of the present invention includes a steering torque sensor 100, a vehicle speed sensor 200, a steering control unit 300, first and second driving motors 510 and 520, and Position sensor 600 is made.

조향토크센서(100)는 운전자의 조작에 의해 회전하는 조향휠(10)의 회전각도 및 조향토크를 측정하여 감지신호를 조향제어부(300)로 출력한다.The steering torque sensor 100 measures a rotation angle and steering torque of the steering wheel 10 rotating by the driver's manipulation and outputs a detection signal to the steering control unit 300.

차속센서(200)는 차량의 속도를 측정하여 감지신호를 조향제어부(300)로 출력한다.The vehicle speed sensor 200 measures the speed of the vehicle and outputs a detection signal to the steering controller 300.

조향제어부(300)는 상기 조향토크센서(100) 및 차속센서(200)로부터 검출되는 조향휠(10)의 회전각 및 조향토크와 차속에 대한 감지신호를 수신받아 기설정프로그램에 의해 조향휠(10) 회전각 및 조향토크와 차속에 상응하는 조향반력이 조향휠(10)로 전달되도록 함과 아울러 차량의 조향각을 조절하기 위해 각각 계산된 모터구동전류를 제1,2구동모터(510,520)로 공급함으로써 이들을 제어한다. The steering control unit 300 receives the rotation angle of the steering wheel 10 detected from the steering torque sensor 100 and the vehicle speed sensor 200 and the detection signals for the steering torque and the vehicle speed, and controls the steering wheel by a preset program. 10) The steering reaction force corresponding to the rotation angle, the steering torque and the vehicle speed is transmitted to the steering wheel 10, and the motor driving currents respectively calculated to adjust the steering angle of the vehicle to the first and second driving motors 510 and 520. These are controlled by feeding.

제1,2구동모터(510,520)는 상기 조향휠(10)에 의해 회전되는 조향축(40) 또는 상기 조향축(40)에 의해 작동되는 전륜(20)의 회전축(30)에 연결되어 상기 조향축(40) 또는 회전축(30)의 방향을 조절하여, 차량의 진행방향을 바꾸는데 조향토크를 가해주게 된다.The first and second driving motors 510 and 520 are connected to the steering shaft 40 rotated by the steering wheel 10 or the rotation shaft 30 of the front wheel 20 operated by the steering shaft 40 to steer. By adjusting the direction of the shaft 40 or the rotating shaft 30, steering torque is applied to change the traveling direction of the vehicle.

상기 제1,2구동모터(510,520)는 상기 조향휠(10)에 연결되는 조향축(40)에 연결되어, 상기 조향휠(10)의 회전방향에 따라 회전되는 조향축(40)에 조향토크를 가하여 운전자가 주행중 또는 정차시에 조향휠(10)을 쉽게 조작할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.The first and second driving motors 510 and 520 are connected to a steering shaft 40 which is connected to the steering wheel 10, and the steering torque to the steering shaft 40 which is rotated according to the rotation direction of the steering wheel 10. It is desirable to add so that the driver can easily operate the steering wheel 10 while driving or stopping.

또한, 상기 제1,2구동모터(510,520)는 전륜(20)의 회전축(30)에 연결되게 설치되어, 상기 조향축(40)에 회전에 따라 작동되는 상기 회전축(30)의 방향을 조절 하는데, 조향토크를 가해주도록 연결될 수 있다.In addition, the first and second driving motors 510 and 520 are installed to be connected to the rotating shaft 30 of the front wheel 20 to adjust the direction of the rotating shaft 30 which is operated according to the rotation of the steering shaft 40. It can be connected to apply steering torque.

이때, 상기 제1,2구동모터(510,520)는 상기 전륜(20)의 회전축(30) 중심부에 설치되거나 또는 상기 회전축(30)의 좌,우측 양단부 소정위치에 각각 하나씩 위치되게 설치되어, 상기 회전축(30)의 방향을 조절하는데, 조향토크를 가해주도록 연결될 수 있다.In this case, the first and second driving motors 510 and 520 are installed at the center of the rotation shaft 30 of the front wheel 20 or are disposed one by one at both predetermined positions of the left and right ends of the rotation shaft 30, respectively. To adjust the direction of the 30, it can be connected to apply a steering torque.

한편, 상기 조향제어부(300)는 조향휠(10)에 연결되는 조향축(40) 중심에 설치되는 조향토크센서(100)로부터 검출되는 조향휠(10)의 토크를 수신받아서 제1,2구동모터(510,520)가 상기 조향축(40)에 원하는 토크를 제대로 가하는지 판단하도록 한다.Meanwhile, the steering controller 300 receives the torque of the steering wheel 10 detected from the steering torque sensor 100 installed at the center of the steering shaft 40 connected to the steering wheel 10 to drive the first and second drives. It is determined whether the motors 510 and 520 apply the desired torque to the steering shaft 40 properly.

또한, 상기 제1,2구동모터(510,520)는 상기 조향휠(10)의 회전각도에 비례하여 전륜(20)의 회전축(30)이 회전하는 각도, 즉 조향각을 조절하기 위하여 조향제어부(300)에 의해 제어되고, 상기 회전축(30)의 방향 전환을 위해 조향토크를 제공하게 된다.In addition, the first and second driving motors 510 and 520 may be configured to adjust an angle at which the rotation shaft 30 of the front wheel 20 rotates, that is, a steering angle, in proportion to the rotation angle of the steering wheel 10. It is controlled by, to provide a steering torque for changing the direction of the rotary shaft (30).

포지션센서(600)는 상기 제1,2구동모터(510,520) 각각의 위치차를 검출하여 상기 제1,2구동모터(510,520)의 위치신호를 상기 조향제어부(300)로 출력한다.The position sensor 600 detects a position difference between each of the first and second driving motors 510 and 520, and outputs the position signals of the first and second driving motors 510 and 520 to the steering controller 300.

상기 조향제어부(300)에서는 상기 제1,2구동모터(510,520)의 위치차 및 속도신호를 조향토크센서(100) 및 차속센서(200)에서 수신받아, 상기 제1,2구동모터(510,520)의 위치차 및 속도차의 비율이 일정하도록 제1,2구동모터(510,520) 제어신호를 출력한다.The steering controller 300 receives the position difference and the speed signal of the first and second drive motors 510 and 520 from the steering torque sensor 100 and the vehicle speed sensor 200, and the first and second drive motors 510 and 520. The first and second drive motors 510 and 520 output control signals so that the ratio of the position difference and the speed difference is constant.

상기 조향제어부(300)에서 제1,2구동모터(510,520) 제어신호를 출력하여 상 기 제1,2구동모터(510,520)를 구동시켜, 상기 차량의 회전축(30)의 조향각을 조절하는데 조향토크를 가하게 된다.The steering control unit 300 outputs the first and second driving motors 510 and 520 to control the steering torque to adjust the steering angle of the rotating shaft 30 of the vehicle by driving the first and second driving motors 510 and 520. Will be added.

도 3은 본 발명에 의한 듀얼모터를 사용하는 전동식 조향방법을 개략적으로 도시하는 흐름도이다. 도 3에 도시된 바를 참조하면, 본 발명의 듀얼모터를 사용하는 전동식 조향장치는 조향휠 회전각, 토크 및 차속을 측정하는 단계(S10), 제1,2구동모터(510,520)의 위치차를 산정하는 단계(S21), 제1,2구동모터의 위치차를 판단하여 구동신호를 출력하는 단계(S22), 상기 구동신호에 따라 구동되는 제1,2구동모터(510,520)의 속도를 측정하는 단계(S31) 및 상기 제1,2구동모터(510,520)의 속도차를 판단하여(S32) 상기 제1,2구동모터(510,520)를 구동하거나(S41), 조향제어부(300)의 제어신호에 의해 상기 제1,2구동모터(510,520)의 속도를 동일하도록 하는 단계(S33)를 포함한다.3 is a flowchart schematically showing an electric steering method using a dual motor according to the present invention. 3, the electric steering apparatus using the dual motor of the present invention measures the steering wheel rotation angle, torque and vehicle speed (S10), the position difference between the first and second drive motors (510, 520) In operation S21, determining a position difference between the first and second driving motors, outputting a driving signal in operation S22, and measuring the speeds of the first and second driving motors 510 and 520 driven according to the driving signals. In operation S31 and the speed difference between the first and second driving motors 510 and 520, the first and second driving motors 510 and 520 are driven (S41), or the control signal of the steering controller 300 is determined. By the step (S33) to equalize the speed of the first and second drive motors (510,520).

조향휠(10) 회전각, 토크 및 차속을 측정하는 단계(S10)에서는 조향토크센서(100) 및 차속센서(200)를 통해 운전자의 조작에 의해 회전하는 조향휠(10)의 회전각, 토크 및 차속을 측정한다.In step S10 of measuring the steering angle, torque and vehicle speed of the steering wheel 10, the rotation angle and torque of the steering wheel 10 rotated by the driver's operation through the steering torque sensor 100 and the vehicle speed sensor 200. And the vehicle speed is measured.

제1,2구동모터(510,520)의 위치차를 산정하는 단계(S21)는 상기 조향토크센서(100) 및 차속센서(200)로부터 검출되는 조향휠(10)의 회전각, 토크 및 차속을 조향제어부(300)가 수신받은 측정된 데이타를 기설정프로그램에 의해, 조향휠(10)을 통해 운전자에게 전달되는 조향반력과 차량의 진행방향을 결정하는 조향각을 계산하여 이들을 얻기 위한 제1,2구동모터(510,520)의 구동전류를 각각 계산하여 제1 구동모터(510)와 제2구동모터(520)의 회전 위치차를 산정하게 된다.The step S21 of calculating the position difference between the first and second driving motors 510 and 520 may be performed by adjusting the rotation angle, torque, and vehicle speed of the steering wheel 10 detected from the steering torque sensor 100 and the vehicle speed sensor 200. The control unit 300 calculates a steering reaction force and a steering angle for determining a steering reaction force transmitted to the driver through the steering wheel 10 by using a preset program and the first and second driving to obtain them. The driving currents of the motors 510 and 520 are calculated, respectively, to calculate the rotation position difference between the first driving motor 510 and the second driving motor 520.

제1,2구동모터의 위치차를 판단하여 구동신호를 출력하는 단계(S22)는 포지션센서(600)에서 검출되는 상기 제1,2구동모터(510,520)의 위치신호를 수신하여, 상기 제1,2구동모터(510,520)의 위치차가 상수(k)인 경우 상기 조향제어부(300)에서 제1,2구동모터(510,520)의 구동신호를 출력하게 된다(S22).The step S22 of determining the position difference between the first and second driving motors and outputting the driving signal may include receiving the position signals of the first and second driving motors 510 and 520 detected by the position sensor 600, and receiving the first and second driving motors. When the position difference between the two driving motors 510 and 520 is a constant k, the steering controller 300 outputs the driving signals of the first and second driving motors 510 and 520 (S22).

상기 구동신호에 따라 구동되는 제1,2구동모터(510,520)의 속도를 측정하는 단계(S31)는 상기 조향제어부(300)에서 출력되는 구동신호에 따라, 상기 제1,2구동모터를 구동하고, 상기 조향제어부에서 상기 제1,2구동모터(510,520)의 속도를 측정하게 된다.Measuring the speed of the first and second drive motors 510 and 520 driven according to the drive signal (S31) drives the first and second drive motors according to the drive signal output from the steering controller 300. In addition, the steering control unit measures the speeds of the first and second driving motors 510 and 520.

상기 제1,2구동모터(510,520)의 속도차를 판단하여(S32) 상기 제1,2구동모터(510,520)를 구동하거나(S41), 조향제어부(300)의 제어신호에 의해 상기 제1,2구동모터(510,520)의 속도를 동일하도록 하는 단계(S33)에서는 The speed difference between the first and second driving motors 510 and 520 is determined (S32), and the first and second driving motors 510 and 520 are driven (S41), or the control signal of the steering controller 300 is used to control the first and second driving motors 510 and 520. In the step (S33) to make the speed of the two drive motors (510, 520) the same

상기 제1,2구동모터(510,520)의 속도차를 측정하여 제1,2구동모터(510,520)의 속도가 동일하면(S32), 상기 제1,2구동모터(510,520)를 구동시키고(S41),상기 제1,2구동모터(510,520)의 속도차를 측정하여 제1,2구동모터(510,520)의 속도가 동일하지 않으면(S32), 상기 조향제어부(300)에서 출력되는 제어신호에 따라 When the speeds of the first and second driving motors 510 and 520 are equal to each other by measuring the speed difference between the first and second driving motors 510 and 520 (S32), the first and second driving motors 510 and 520 are driven (S41). If the speeds of the first and second drive motors 510 and 520 are not equal to each other by measuring the speed difference between the first and second drive motors 510 and 520 (S32), according to the control signal output from the steering controller 300.

상기 제1구동모터(510)의 속도가 제2구동모터(520)의 속도 보다 빠르면, 상기 제1구동모터(510)의 속도를 줄이고, 상기 제2구동모터(520)의 속도가 제1구동모터(510)의 속도 보다 빠르면, 상기 제2구동모터(520)의 속도를 줄여서 상기 제1,2구동모터(510,520)의 속도가 동일하도록 제어하게 된다(S33).When the speed of the first driving motor 510 is faster than the speed of the second driving motor 520, the speed of the first driving motor 510 is reduced, and the speed of the second driving motor 520 is the first driving. If it is faster than the speed of the motor 510, the speed of the first and second driving motors 510 and 520 is controlled to be the same by reducing the speed of the second driving motor 520 (S33).

또한, 상기 제1,2구동모터의 위치차를 판단하여 구동신호를 출력하는 단계(S22)에서 상기 포지션센서(600)에서 검출되는 상기 제1,2구동모터(510,520)의 위치신호를 수신하여, 상기 제1,2구동모터(510,520)의 위치차가 상수(k)가 아닌 경우 상기 조향제어부(300)에서 상기 제1,2구동모터(510,520)에 정지신호를 보내서 상기 제1,2구동모터(510,520)의 구동을 정지시킬 수 있도록 하는 것이 바람직하다.In addition, the position signals of the first and second driving motors 510 and 520 detected by the position sensor 600 may be received in step S22 of determining the position difference between the first and second driving motors and outputting a driving signal. When the position difference between the first and second drive motors 510 and 520 is not a constant k, the steering controller 300 sends a stop signal to the first and second drive motors 510 and 520 to transmit the stop signals to the first and second drive motors. It is desirable to be able to stop the driving of the (510, 520).

이에 따라, 상기 조향제어부(300)의 제어신호에 의해 상기 제1,2구동모터(510,520)를 동일한 속도로 구동시킬 수 있게 되고, 상기 제1,2구동모터(510,520)의 구동에 의해, 차량의 회전축(30)의 조향각을 조절하는데 조향토크를 가하게 된다.Accordingly, the first and second driving motors 510 and 520 can be driven at the same speed by the control signal of the steering control unit 300, and the vehicle is driven by the first and second driving motors 510 and 520. Steering torque is applied to adjust the steering angle of the rotating shaft 30.

이와 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시 예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.As such, although the invention has been described by way of limited embodiments and drawings, the invention is not limited thereto and is within the scope of equivalents of ordinary skill and the claims to be described below in the technical field to which the invention pertains. Various modifications and variations are possible, of course.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 듀얼모터를 사용하는 전동식 조향장치 및 방법은, 조향휠을 회전시키는 방향으로 차량의 회전축에 회전력을 보충하여, 조향휠을 정확하고도 쉽게 조작하도록 하는 구동모터를 생산단가가 높고 부피가 큰 대형 구동모터를 사용하는 대신에 2개가 한 쌍으로 구성되는 소형 듀얼 구동모터를 사용함으로써, 모터의 크기를 줄여 조향장치에서 구동모터가 차지하는 용적을 줄이고, 생산단가가 저렴한 저출력 모터를 사용하여 전동식 조향장치의 설치비용을 줄일 수 있는 효과를 갖는다.As described above, the electric steering apparatus and method using the dual motor according to the present invention, by supplementing the rotational force to the rotational axis of the vehicle in the direction of rotating the steering wheel, the drive motor to operate the steering wheel accurately and easily Instead of using a large drive motor with a high production cost and a large volume, the use of a small dual drive motor consisting of two pairs reduces the size of the motor, thereby reducing the volume of the drive motor in the steering system and inexpensive production cost. Using a low power motor has the effect of reducing the installation cost of the electric steering apparatus.

그리고, 차량의 무게 등을 이유로 상대적으로 출력 토크 및 회전력이 높은 유압식 조향장치를 적용하였던 대형 상용차 등에도 2개가 한 쌍으로 구성되는 듀얼 구동모터를 사용하는 전동식 조향장치를 적용시킴으로써, 여러 가지 부품이 요구되어 중량이 커지고 복잡한 구조를 가지는 유압식 조향장치가 가지는 단점들을 극복할 수 있는 효과를 갖는다.In addition, the electric steering apparatus using a dual drive motor composed of two pairs is also applied to a large commercial vehicle that has applied a hydraulic steering apparatus having a relatively high output torque and rotational force due to the weight of the vehicle. There is an effect that can overcome the disadvantages of the hydraulic steering device having a large weight and complicated structure required.

Claims (6)

조향휠에 가해진 조향토크 및 조향방향에 대응한 조향토크센서의 출력에 따라 조향력을 보조하는 모터를 구동시키는 전동식 조향장치에 있어서,In the electric steering apparatus for driving a motor assisting the steering force in accordance with the steering torque applied to the steering wheel and the output of the steering torque sensor corresponding to the steering direction, 조향휠의 회전각 및 조향토크를 감지하는 조향토크센서;A steering torque sensor for sensing a rotation angle and steering torque of a steering wheel; 차속을 감지하는 차속센서;A vehicle speed sensor detecting a vehicle speed; 상기 조향토크센서 및 차속센서로부터 검출되는 조향휠 회전각과 조향토크 및 차속을 수신받아 기설정 프로그램에 의해 구동제어신호를 출력하는 조향제어부;A steering control unit which receives a steering wheel rotation angle and steering torque and vehicle speed detected by the steering torque sensor and the vehicle speed sensor and outputs a driving control signal by a preset program; 상기 조향제어부의 구동제어신호를 수신받아 차량의 조향각을 조절하는 한 쌍의 제1,2구동모터; 및A pair of first and second driving motors configured to receive a driving control signal of the steering control unit to adjust a steering angle of the vehicle; And 상기 제1,2구동모터의 위치차를 비교하여 상기 조향제어부로 제1,2구동모터의 위치신호를 각각 출력하는 포지션센서;를 포함하고,And a position sensor comparing the position difference between the first and second driving motors and outputting position signals of the first and second driving motors to the steering controller, respectively. 상기 제1,2구동모터의 위치차 및 속도신호를 수신받아, 상기 제1,2구동모터의 위치차 및 속도차의 비율이 일정하도록 상기 조향제어부에서 상기 제1,2구동모터 제어신호를 출력하여, 상기 제1,2구동모터의 구동으로, 조향휠에 의해 회전되는 조향축 또는 그 조향축에 의해 작동되는 전륜의 회전축의 방향을 조절하여 차량의 진행방향을 바꾸는데 조향토크를 가해주도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 듀얼모터를 사용하는 전동식 조향장치.Receiving the position difference and the speed signal of the first and second drive motor, and outputs the first and second drive motor control signal from the steering controller so that the ratio of the position difference and the speed difference of the first and second drive motor is constant. By adjusting the direction of the steering shaft rotated by the steering wheel or the front wheel operated by the steering shaft, the steering torque is applied to change the traveling direction of the vehicle. Electric steering using dual motors. 제 1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 제1,2구동모터는,The first and second drive motors, 상기 조향축에 위치되어, 상기 조향휠에 의해 회전되는 상기 조향축에 조향토크를 가해주도록 연결되는 것을 특징으로 하는 듀얼모터를 사용하는 전동식 조향장치.Located in the steering shaft, the electric steering apparatus using a dual motor, characterized in that connected to apply a steering torque to the steering shaft rotated by the steering wheel. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제1,2구동모터는,The first and second drive motors, 상기 회전축의 중심부에 위치되어, 상기 조향축에 의해 작동되는 전륜의 회전축의 방향을 조절하여 차량의 진행방향을 바꾸는데 조향토크를 가해주도록 연결되는 것을 특징으로 하는 듀얼모터를 사용하는 전동식 조향장치.Located in the center of the rotating shaft, the electric steering apparatus using a dual motor, characterized in that connected to apply a steering torque to change the direction of travel of the vehicle by adjusting the direction of the rotating shaft of the front wheels operated by the steering shaft. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제1,2구동모터는,The first and second drive motors, 상기 회전축의 양측부 소정위치에 각각 하나씩 위치되어, 상기 조향축에 의해 작동되는 전륜의 회전축의 방향을 조절하여 차량의 진행방향을 바꾸는데 조향토크를 가해주도록 연결되는 것을 특징으로 하는 듀얼모터를 사용하는 전동식 조향장치.The dual motors, which are positioned at both sides of predetermined positions of the rotary shafts, are connected to apply steering torque to change the traveling direction of the vehicle by adjusting the direction of the rotary shafts of the front wheels operated by the steering shafts. Electric steering. 조향휠에 가해진 조향토크 및 조향방향에 대응한 조향토크센서의 출력에 따라 조향력을 보조하는 모터를 구동시키는 전동식 조향방법에 있어서,In the electric steering method for driving a motor assisting the steering force in accordance with the steering torque applied to the steering wheel and the output of the steering torque sensor corresponding to the steering direction, 조향휠 회전각, 토크 및 차속을 측정하는 단계;Measuring a steering wheel rotation angle, torque and vehicle speed; 상기 측정된 데이터를 통해 제1구동모터와 제2구동모터의 회전 위치차를 산정하는 단계;Calculating a rotation position difference between the first driving motor and the second driving motor based on the measured data; 산정된 상기 제1구동모터와 제2구동모터의 위치차가 상수인 경우 조향제어부에서 상기 제1,2구동모터의 구동신호를 출력하는 단계;Outputting, by the steering controller, driving signals of the first and second driving motors when the calculated position difference between the first driving motor and the second driving motor is a constant; 상기 조향제어부에서 출력되는 구동신호에 따라, 상기 제1,2구동모터를 구동하고, 상기 조향제어부에서 상기 제1,2구동모터의 속도를 측정하는 단계; 및Driving the first and second driving motors according to a driving signal output from the steering controller, and measuring the speed of the first and second driving motors by the steering controller; And 측정된 상기 제1,2구동모터의 속도가 동일한 경우 계속적으로 상기 제1,2구동모터를 구동시키고, 상기 제1,2구동모터의 속도가 동일하지 않은 경우 상기 조향제어부의 제어신호에 의해 상기 제1,2구동모터의 속도를 동일하도록 하는 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 듀얼모터를 사용하는 전동식 조향방법.If the measured speeds of the first and second drive motors are the same, the first and second drive motors are continuously driven. If the speeds of the first and second drive motors are not the same, the control signal of the steering controller controls the control signal. Electric steering method using a dual motor, characterized in that it comprises a step of equalizing the speed of the first and second drive motor. 제 5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 제1구동모터와 상기 제2구동모터의 회전 위치차가 상수가 아닌 경우에는 상기 제1,2구동모터의 구동을 정지시키는 것을 특징으로 하는 듀얼모터를 사용 하는 전동식 조향방법.If the rotational position difference between the first drive motor and the second drive motor is not a constant, the electric steering method using a dual motor, characterized in that to stop the drive of the first and second drive motor.
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