KR100835197B1 - 전동식 파워 스티어링 시스템에서의 페일 세이프 제어방법 - Google Patents

전동식 파워 스티어링 시스템에서의 페일 세이프 제어방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 EPS 시스템에서의 페일 세이프 제어방법에 관한 것으로, 토오크 센서에서 검출된 토오크 신호, 차속 센서에서 검출된 차속 신호, 엔진 rpm 검출부에서 검출된 엔진 rpm 신호, 배터리 전압 검출부에서 검출된 배터리 전압, 모터 전압 및 전류 검출부에서 검출된 모터 전압 및 모터 입/출력 전류를 각각 입력하는 제1단계와, 상기 제1단계에서 입력된 센서 정보중 하나라도 비정상적인 신호가 입력되었는지를 확인하여 EPS 시스템의 고장 모드를 판단하는 제2단계와, 상기 제2단계의 판단 결과, 센서 정보중 하나라도 비정상적인 신호가 입력된 고장 모드인 경우라면 페일 세이프 모드의 작동에 따라 모터의 구동을 중지시키도록 제어하는 제3단계로 이루어지는 것을 특징으로 하며, 이와 같이 각종 센서를 통해 입력되는 정보, 즉 토오크 신호, 차속 신호, 엔진 rpm 신호 이외에도 배터리 전압, 모터의 전압 및 모터의 입/출력 전류로부터 EPS 시스템의 고장 모드 여부를 판단하고, 고장 모드시 페일 세이프 모드에 따라 모터의 구동을 중지시켜 운전자가 보다 안전한 조향을 할 수 있도록 하는 효과를 갖는다.
EPS, ECU, 고장 모드, 페일 세이프

Description

전동식 파워 스티어링 시스템에서의 페일 세이프 제어방법{FAIL SAFE CONTROL METHOD IN EPS SYSTEM}
도 1은 본 발명에 따른 EPS 시스템에서의 페일 세이프 제어방법을 수행하기 위한 EPS 시스템의 간략한 블록 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 EPS 시스템에서의 페일 세이프 제어방법을 보인 동작 흐름도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
1 : 토오크 센서 2 : 차속 센서
3 : 엔진 rpm 검출부 4 : 배터리 전압 검출부
5 : 모터 전압 및 전류 검출부 6 : ECU
7 : 구동 회로부 8 : 모터
본 발명은 전동식 파워 스티어링(Electric Power Steering ; 이하, 'EPS'라 칭함) 시스템에서의 페일 세이프(Fail Safe) 제어방법에 관한 것으로, 특히 각종 센서를 통해 입력되는 정보, 즉 토오크 신호, 차속 신호, 엔진 rpm 신호, 배터리 전압, 모터의 전압 및 모터의 입/출력 전류로부터 EPS 시스템의 고장 모드 여부를 판단하고, 고장 모드시 페일 세이프 모드에 따라 모터의 구동을 중지시켜 운전자가 보다 안전한 조향을 할 수 있도록 한 EPS 시스템에서의 페일 세이프 제어방법에 관한 것이다.
일반적으로 차량에는 각종 입력센서에서 검출되는 전기적 신호를 입력받아 출력측의 각종 액츄에이터를 구동하기 위한 디지털 제어신호를 출력하는 차량용 전자 제어 장치(Electronic Control Unit ; 이하, 'ECU'라 칭함)가 구비되어 있다.
상기와 같은 ECU를 이용하여 차량의 속도에 따라 운전자 핸들의 조작력을 줄여주어 가볍고 신속한 조향 조작이 가능하도록 한 조향 시스템에는 유압이 아닌 순수한 모터의 구동에 의해 어시스트량을 조절하는 EPS 시스템이 있으며, 이러한 EPS 시스템에 있어서, ECU는 각종 센서로부터 센서 정보를 입력받아 원하는 해당 어시스트 전류를 모터에 인가하여 운전자가 핸들에 가한 힘을 어시스트해 주도록 한다.
한편, 상기와 같은 종래 EPS 시스템의 경우 ECU가 토오크 신호, 차속 신호, 엔진 rpm 신호만을 입력받으므로 EPS 시스템의 고장 상태를 정확히 인식하지 못하게 되는 문제점이 있었다.
따라서, 고장 모드시에도 모터가 구동됨에 따라 조향시 안전사고의 위험을 초래할 수 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 그 목적은 각종 센서를 통해 입력되는 정보, 즉 토오크 신호, 차속 신호, 엔진 rpm 신호 이외에도 배터리 전압, 모터의 전압 및 모터의 입/출력 전류로부터 EPS 시스템의 고장 모드 여부를 판단하고, 고장 모드시 페일 세이프 모드에 따라 모터의 구동을 중지시켜 운전자가 보다 안전한 조향을 할 수 있도록 한 EPS 시스템에서의 페일 세이프 제어방법을 제공하는 데에 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 EPS 시스템에서의 페일 세이프 제어방법은, 각종 센서에서 검출된 센서 정보에 따른 어시스트 전류를 모터에 인가하여 운전자의 조향 조작력을 어시스트해 주는 EPS 시스템에 있어서, 토오크 센서에서 검출된 토오크 신호, 차속 센서에서 검출된 차속 신호, 엔진 rpm 검출부에서 검출된 엔진 rpm 신호, 배터리 전압 검출부에서 검출된 배터리 전압, 모터 전압 및 전류 검출부에서 검출된 모터 전압 및 모터 입/출력 전류를 각각 입력하는 제1단계와, 상기 제1단계에서 입력된 센서 정보중 하나라도 비정상적인 신호가 입력되었는지를 확인하여 EPS 시스템의 고장 모드를 판단하는 제2단계와, 상기 제2단계의 판단 결과, 센서 정보중 하나라도 비정상적인 신호가 입력된 고장 모드인 경우라면 페일 세이프 모드의 작동에 따라 모터의 구동을 중지시키도록 제어하는 제3단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 따른 EPS 시스템에서의 페일 세이프 제어방법을 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 EPS 시스템에서의 페일 세이프 제어방법을 수행하기 위한 EPS 시스템의 간략한 블록 구성도로서, 운전자 핸들의 토오크 신호를 검출하는 토오크 센서(1)와, 차량의 속도를 검출하는 차속 센서(2)와, 차량 엔진의 rpm 신호를 검출하기 위한 엔진 rpm 검출부(3)와, 차량 배터리의 전압을 검출하기 위한 배터리 전압 검출부(4)와, 모터의 전압 및 모터의 입력/출력 전류를 검출하기 위한 모터 전압 및 전류 검출부(5)와, 상기 센서 및 검출부(1,2,3,4,5)에서 검출되는 각종 입력신호에 따라 EPS 시스템의 고장 모드 여부를 판단하고, 정상 모드시 정상 모드에 따라 운전자 핸들의 조작력을 줄여주기 위한 모터 구동신호를 출력하고, 고장 모드시 페일 세이프 모드의 작동에 따라 모터의 구동을 중지시키기 위한 제어신호를 출력하는 ECU(6)와, 상기 ECU(6)에서 출력되는 모터 구동신호에 따라 모터의 구동을 제어하는 구동 회로부(7)와, 상기 구동 회로부(7)의 제어에 따라 조향 보조력을 발생시키는 모터(8)로 구성된다.
상기와 같이 구성된 EPS 시스템에서의 페일 세이프 제어방법을 도 2의 동작 흐름도를 참고하여 설명하면 다음과 같다.
먼저, EPS 시스템내 각종 센서, 즉 토오크 센서(1)는 운전자 핸들의 토오크 신호를 검출하고, 차속 센서(2)는 차량의 속도를 검출하며, 엔진 rpm 검출부(3)는 차량 엔진의 rpm 신호를 검출한다.
그리고, 배터리 전압 검출부(4)는 차량 배터리의 전압을 검출하고, 모터 전압 및 전류 검출부(5)는 모터(8)의 전압 및 모터(8)의 입력/출력 전류를 검출한다.
상기와 같이 상기 센서 및 검출부(1,2,3,4,5)에서 각종 센서 정보가 검출되면, ECU(6)에서는 각종 센서 정보를 입력받아(S1) EPS 시스템의 고장 모드 여부를 판단한다(S2).
상기 단계(S2)의 판단 결과, 정상 모드인 경우라면 정상 모드 작동에 따라 운전자 핸들의 조작력을 줄여주기 위한 모터 구동신호를 구동 회로부(7)로 출력한다.
그러면, 구동 회로부(7)는 상기 ECU(6)에서 출력되는 모터 구동신호에 따른 어시스트 전류를 모터(8)에 인가하여 모터(8)를 구동시켜 조향 보조력을 발생시킨다(S3).
한편, 상기 단계(S2)의 판단 결과, 고장 모드인 경우라면, 즉 토오크 신호, 차속 신호, 엔진 rpm 신호, 모터 전압, 모터 입/출력 전류의 정상 여부를 각각 확인하여 어느 한 가지 센서 정보라도 비정상이라고 하면 페일 세이프 모드의 작동에 따라 모터의 구동을 중지시키기 위한 제어신호를 구동 회로부(7)로 출력한다.
그러면, 구동 회로부(7)는 상기 ECU(6)에서 출력되는 제어신호에 따라 모터(8)의 구동을 중지시켜(S4) 메뉴얼 상태로 만든다.
상기와 같이, 본 발명의 EPS 시스템에서는 토오크 신호, 차속 신호, 엔진 rpm 신호, 배터리 전압, 모터 전압, 및 모터 입/출력 전류 중 비정상적인 신호 정보가 하나라도 ECU에 입력되면, ECU에서 상기 비정상적인 신호 정보로부터 EPS 시스템의 고장 모드를 인지하여 페일 세이프 모드에 따라 모터가 구동되지 않도록 제어하는 것이다.
상기에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 각종 센서를 통해 입력되는 정보, 즉 토오크 신호, 차속 신호, 엔진 rpm 신호 이외에도 배터리 전압, 모터의 전압 및 모터의 입/출력 전류로부터 EPS 시스템의 고장 모드 여부를 판단하고, 고장 모드시 페일 세이프 모드에 따라 모터의 구동을 중지시켜 운전자가 보다 안전한 조향을 할 수 있도록 하는 효과를 갖는다.
즉, 고장 모드시 모터의 구동을 중지시킴에 따라 운전자가 무거운 핸들감을 느껴 안전사고의 위험을 줄여주는 조향을 할 수 있게 되는 것이다.

Claims (1)

  1. 각종 센서에서 검출된 센서 정보에 따른 어시스트 전류를 모터에 인가하여 운전자의 조향 조작력을 어시스트해 주는 EPS 시스템에서의 페일 세이프 제어 방법에 있어서,
    토오크 센서에서 검출된 토오크 신호, 차속 센서에서 검출된 차속 신호, 엔진 rpm 검출부에서 검출된 엔진 rpm 신호, 배터리 전압 검출부에서 검출된 배터리 전압, 모터 전압 및 전류 검출부에서 검출된 모터 전압 및 모터 입/출력 전류를 각각 상기 EPS 시스템의 전자 제어 장치(ECU)에 입력하는 제1단계와,
    상기 전자 제어 장치가 상기 제1단계에서 입력된 센서 정보중 하나라도 비정상적인 신호가 입력되었는지를 확인하여 EPS 시스템의 고장 모드를 판단하는 제2단계와,
    상기 전자 제어 장치가 상기 제2단계의 판단 결과 센서 정보중 하나라도 비정상적인 신호가 입력된 고장 모드인 경우라면 페일 세이프 모드의 작동에 따라 모터의 구동을 중지시키도록 제어하는 제3단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 EPS 시스템에서의 페일 세이프 제어방법.
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