KR100966269B1 - 전동식 파워 스티어링 시스템에서의 모터 전류제한 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 EPS 시스템에서의 모터 전류제한 제어방법에 관한 것으로, 토크 센서, 차속 센서, 조향각 센서, ECU, 구동 회로부, 모터, 전류 센서로 이루어지는 EPS 시스템에 있어서, 상기 ECU가 상기 전류 센서를 통해 검출된 모터의 전류가 임계 전류 이상인 경우에 모터의 전류제한을 수행하는 제1단계와, 상기 제1단계에서와 같이 모터의 전류를 제한한 상태에서 상기 차속 센서에서 검출된 차속으로부터 차속이 0인지를 판단하는 제2단계와, 상기 제2단계의 판단 결과, 상기 차속이 0인 경우에는 상기 토크 센서에서 검출된 핸들 토크 입력이 0이면서 일정 시간 이상 경과하였는지를 판단하는 제3단계와, 상기 제3단계의 판단 결과, 상기 핸들 토크 입력이 일정 시간 동안 없는 경우라면 모터의 전류제한을 해제하고, 일정 시간 동안 없는 경우가 아니라면 모터의 전류를 계속해서 제한한 후, 각각 해당 모터 전류를 모터에 인가하여 모터의 구동을 제어하는 제4단계와, 상기 제2단계의 판단 결과, 상기 차속이 0이 아닌 경우에는 차속이 0이 아닌 상태가 일정 시간 경과하였는지를 판단하는 제5단계와, 상기 제5단계의 판단 결과, 상기 차속이 0이 아닌 상태가 일정 시간 경과하였다면 모터의 전류제한을 해제하고, 일정 시간을 경과하지 않았다면 모터의 전류를 계속해서 제한한 후, 각각 해당 모터 전류를 모터에 인가하여 모터의 구동을 제어하는 제6단계로 이루어지는 것을 특징으로 하며, 이와 같은 전류제한의 해제로 운전자가 일정 시간 주행 후 차량을 주차시킬 경우 가벼운 핸들 조작이 가능하여 운전자의 조향감을 향상시킬 수 있게 되는 효과가 있다.

EPS, ECU, 모터 전류제한, 전류제한 해제

Description

전동식 파워 스티어링 시스템에서의 모터 전류제한 제어방법{CONTROL METHODE OF MOTOR CURRENT LIMIT IN EPS SYSTEM}

도 1은 본 발명에 따른 EPS 시스템의 간략한 블록 구성도.

도 2는 본 발명에 따른 EPS 시스템에서의 모터 전류제한 제어방법을 보인 동작 흐름도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 토크 센서 2 : 차속 센서

3 : 조향각 센서 4 : ECU

5 : 구동 회로부 6 : 모터

7 : 전류 센서

본 발명은 전동식 파워 스티어링(Electric Power Steering ; 이하, 'EPS'라 칭함) 시스템에서의 모터 전류제한 제어방법에 관한 것으로, 특히 모터의 전류를 제한한 상태에서 차속이 0이면서 핸들 토크 입력이 일정 시간 없을 경우 또는 차량이 일정 시간 움직인 경우에 모터의 전류제한을 해제하여 줌으로써 주차모드 진입 시 운전자의 핸들 조작을 용이하게 할 수 있도록 한 EPS 시스템에서의 모터 전류제한 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로 차량에는 각종 입력 센서에서 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 순수한 모터의 구동에 의해 어시스트량을 조절하는 EPS 시스템이 있다.

이러한 EPS 시스템은 운전자가 핸들을 조작할 경우 토크 센서가 운전자의 핸들 토크 입력을 감지하여 ECU로 전달하고, 이 핸들 토크 입력을 전달받은 ECU의 명령에 의해 모터가 구동하여 조향을 어시스트함으로써 운전자의 핸들 조작이 쉽게 이루어지도록 하고 있다.

한편, 종래에는 상기 모터에 계속적으로 많은 전류가 인가될 경우에 모터와 기타 전자장치가 과부하 또는 과열로 인해 파괴 및 손상되는 것을 방지하기 위하여 일정 조건시 모터에 인가되는 전류를 줄여 모터의 전류를 제한하도록 하고 있다.

그리고, 상기와 같이 모터의 전류를 제한한 상태에서 핸들 토크 입력이 없거나 작다고 판단되면 모터 전류 연산에 의한 복원 로직 및 시간의 경과에 따라 모터에 인가되는 전류를 늘려 줌으로써 전류제한을 해제하도록 하고 있다.

그러나, 상기와 같은 종래 EPS 시스템에서의 모터 전류제한의 경우, 모터와 기타 전자장치의 과부하 또는 과열로 인한 파괴 및 손상을 방지할 수 있는 장점이 반면에, 핸들 토크 입력 및 시간의 경과에 따라 전류제한을 해제하므로 전류제한 유지 시간이 길어 운전자의 핸들 조작을 불편하게 하는 단점이 있다.

즉, 운전자가 일정 시간 주행 후 차량을 주차시킬 경우에도 계속적인 핸들 토크 입력이 발생하여 상기 전류제한이 계속 남아 있게 되면 운전자의 핸들 조작이 무거워 조향감이 나빠지게 된다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 그 목적은 모터의 전류를 제한한 상태에서 차속이 0이면서 핸들 토크 입력이 일정 시간 없을 경우 또는 차량이 일정 시간 움직인 경우에 모터의 전류제한을 해제하여 줌으로써 운전자가 일정 시간 주행 후 차량을 주차시킬 경우 가벼운 핸들 조작이 가능하여 운전자의 조향감을 향상시킬 수 있도록 한 EPS 시스템에서의 모터 전류제한 제어방법을 제공하는 데에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 EPS 시스템에서의 모터 전류제한 제어방법은, 토크 센서, 차속 센서, 조향각 센서, ECU, 구동 회로부, 모터, 전류 센서로 이루어지는 EPS 시스템에 있어서, 상기 ECU가 상기 전류 센서를 통해 검출된 모터의 전류가 임계 전류 이상인 경우에 모터의 전류제한을 수행하는 제1단계와, 상기 제1단계에서와 같이 모터의 전류를 제한한 상태에서 상기 차속 센서에서 검출된 차속으로부터 차속이 0인지를 판단하는 제2단계와, 상기 제2단계의 판단 결과, 상기 차속이 0인 경우에는 상기 토크 센서에서 검출된 핸들 토크 입력이 0이면 서 일정 시간 이상 경과하였는지를 판단하는 제3단계와, 상기 제3단계의 판단 결과, 상기 핸들 토크 입력이 일정 시간 동안 없는 경우라면 모터의 전류제한을 해제하고, 일정 시간 동안 없는 경우가 아니라면 모터의 전류를 계속해서 제한한 후, 각각 해당 모터 전류를 모터에 인가하여 모터의 구동을 제어하는 제4단계와, 상기 제2단계의 판단 결과, 상기 차속이 0이 아닌 경우에는 차속이 0이 아닌 상태가 일정 시간 경과하였는지를 판단하는 제5단계와, 상기 제5단계의 판단 결과, 상기 차속이 0이 아닌 상태가 일정 시간 경과하였다면 모터의 전류제한을 해제하고, 일정 시간을 경과하지 않았다면 모터의 전류를 계속해서 제한한 후, 각각 해당 모터 전류를 모터에 인가하여 모터의 구동을 제어하는 제6단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 따른 EPS 시스템에서의 모터 전류제한 제어방법을 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 EPS 시스템의 간략한 블록 구성도로서, 운전자 핸들의 토크를 검출하는 토크 센서(1)와, 차량의 속도를 검출하는 차속 센서(2)와, 핸들의 조향각도를 검출하는 조향각 센서(3)와, 상기 센서(1,2,3)에서 검출되는 각종 입력신호에 따라 운전자 핸들의 조작력을 줄여주기 위한 모터 구동신호를 출력하는 ECU(4)와, 상기 ECU(4)에서 출력되는 모터 구동신호에 따라 모터의 구동을 제어하는 구동 회로부(5)와, 상기 구동 회로부(5)의 제어에 따라 조향 보조력을 발생시키는 모터(6)와, 상기 모터(6)의 전류를 검출하는 전류 센서(7)로 구성된다.

상기와 같이 구성된 EPS 시스템에서 ECU(4)는 전류 센서(7)를 통해 검출된 모터(6)의 전류를 모니터링하여 과도한 전류 증가시 전류제한을 수행함으로써 ECU(4) 및 모터(6)의 과부하 또는 과열로 인한 파괴 및 손상을 방지하도록 한다.

그리고, 본 발명에 따른 ECU(4)는 상기와 같이 모터(6)의 전류를 제한한 상태에서 상기 차속 센서(2)에서 검출된 차속이 0이면서 상기 토크 센서(1)에서 검출된 핸들 토크 입력이 일정 시간 없을 경우 또는 상기 차속 센서(2)에서 검출된 차속으로부터 차량이 일정 시간 움직인 경우에 상기 모터(6)의 전류제한을 해제하여 줌으로써 모터(6)의 정상적인 전류로 복원하도록 한다.

즉, 상기와 같이 ECU(4)는 전류제한 해제를 위한 일정 시간 또는 조건에 해당되면 빠르게 모터(6)의 전류제한을 해제하여 정상의 모터 전류로 복원해 줌으로써 전류제한 유지 시간이 길어 불편했던 운전자의 핸들 조작을 가볍고 용이하도록 하고 있는 것이다.

상기와 같이 구성된 EPS 시스템에서의 모터 전류제한 제어방법을 도 2의 동작 흐름도를 참고하여 설명하면 다음과 같다.

일반적으로 EPS 시스템의 ECU(4)에서는 토크 센서(1), 차속 센서(2), 조향각 센서(3)로부터 각각 검출된 토크, 차량 속도, 조향각도의 차량 상태 정보를 입력받아 운전자 핸들의 조작력을 줄여주기 위한 모터 구동신호를 구동 회로부(5)로 출력하여 모터(6)를 구동시킨다.

즉, 구동 회로부(5)가 상기 ECU(4)에서 출력되는 모터 구동신호에 따른 어시스트 전류를 모터(6)에 인가하여 모터(6)를 구동시킴으로써 조향 보조력을 발생시키도록 하는 것이다.

상기와 같이 동작하는 EPS 시스템에서 본 발명에 따른 모터 전류제한 제어방법을 수행할 경우, 먼저 ECU(4)에서는 전류 센서(7)를 통해 검출된 모터(6)의 전류가 임계 전류 이상인지를 판단하여(S1), 임계 전류 이상이라면 ECU(4) 및 모터(6)의 과부하 또는 과열로 인한 파괴 및 손상을 방지하기 위해 모터(6)의 전류를 제한하도록 한다(S2).

이후, 상기 단계(S2)에서와 같이 모터(6)의 전류를 제한한 상태에서 ECU(4)는 상기 차속 센서(2)에서 검출된 차속으로부터 차량의 속도가 0인지를 판단한다(S3).

즉, 차량의 움직임 여부를 판단하기 위한 것이다.

상기 단계(S3)의 판단 결과, 차속이 0인 경우라면, 즉 차량이 움직이지 않은 경우, 예를 들면 주차 및 정차인 경우에는 상기 토크 센서(1)에서 검출된 핸들 토크 입력이 0이면서 일정 시간 이상 경과하였는지를 판단한다(S4).

상기 단계(S4)에서 핸들 토크 입력이 일정 시간 동안 없는 경우라면 모터(6)의 전류제한을 해제하고(S5), 핸들 토크 입력이 일정 시간 동안 없는 경우가 아니라면 모터(6)의 전류를 계속해서 제한하도록 한다(S6).

이후, 상기 단계(S5,S6)에서 결정된 대로 모터(6)를 구동시키기 위한 모터 구동신호를 구동 회로부(5)로 출력하여 구동 회로부(5)의 구동 제어에 따라 모터(6)에 해당 전류를 인가하여 모터(6)의 구동을 제어하도록 한다(S7).

한편, 상기 단계(S3)의 판단 결과, 차속이 0이 아닌 경우라면, 즉 차량이 움직이는 차속이 0이 아닌 경우에는 차속이 0이 아닌 상태가 일정 시간 경과하였는지 를 판단한다(S8).

상기 단계(S8)의 판단 결과, 차속이 0이 아닌 상태가 일정 시간 경과하였다면 상기 단계(S5)로 진행하여 모터(6)의 전류제한을 해제하고, 일정 시간을 경과하지 않았다면 상기 단계(S6)로 진행하여 모터(6)의 전류를 계속해서 제한한 후, 상기 단계(S7)에서와 같이 해당 모터 전류를 모터(6)에 인가하여 모터(6)의 구동을 제어하도록 한다.

상기와 같이 모터(6)의 전류를 제한한 상태에서 차속이 0이면서 핸들 토크 입력이 일정 시간 없거나 또는 차량이 움직이기 시작하여 일정 시간이 경과하게 되면 EPS 시스템에서 발생하는 열이 줄어들기 때문에 종래와 같이 모터 전류 연산에 의한 복원 로직에 따라 모터의 전류제한을 해제하는 것이 아니라 일정 시간의 경과를 고려하여 모터(6)의 전류제한을 해제함으로써 운전자가 일정 시간 주행후 차량을 주차시킬 경우, 즉 주행 모드에서 주차 모드로 진입할시 조타 능력의 향상으로 가벼운 핸들 조타 조작을 할 수 있게 된다.

한편, 주차중에 차량이 움직이기 때문에 이후 주행중 차속이 0이 되면 다시 전류제한 해제를 위한 시간이 초기상태로 리셋되도록 한다.

이상, 상기에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 모터의 전류를 제한한 상태에서 차속이 0이면서 핸들 토크 입력이 일정 시간 없을 경우 또는 차량이 일정 시간 움직인 경우에 모터의 전류제한을 해제하여 줌으로써 주차모드 진입시 운전자의 핸들 조작을 용이하게 할 수 있게 되는 효과가 있다.

즉, 운전자가 일정 시간 주행 후 차량을 주차시킬 경우 모터의 전류제한 해제로 인해 가벼운 핸들 조작이 가능하여 운전자의 조향감을 향상시킬 수 있게 되는 것이다.

Claims (1)

1. 토크 센서, 차속 센서, 조향각 센서, ECU, 구동 회로부, 모터, 전류 센서로 이루어지는 EPS 시스템에 있어서,

   상기 ECU가 상기 전류 센서를 통해 검출된 모터의 전류가 임계 전류 이상인 경우에 모터의 전류제한을 수행하는 제1단계와,

   상기 제1단계에서와 같이 모터의 전류를 제한한 상태에서 상기 차속 센서에서 검출된 차속으로부터 차속이 0인지를 판단하는 제2단계와,

   상기 제2단계의 판단 결과, 상기 차속이 0인 경우에는 상기 토크 센서에서 검출된 핸들 토크 입력이 0이면서 일정 시간 이상 경과하였는지를 판단하는 제3단계와,

   상기 제3단계의 판단 결과, 상기 핸들 토크 입력이 일정 시간 동안 없는 경우라면 모터의 전류제한을 해제하고, 일정 시간 동안 없는 경우가 아니라면 모터의 전류를 계속해서 제한한 후, 각각 해당 모터 전류를 모터에 인가하여 모터의 구동을 제어하는 제4단계와,

   상기 제2단계의 판단 결과, 상기 차속이 0이 아닌 경우에는 차속이 0이 아닌 상태가 일정 시간 경과하였는지를 판단하는 제5단계와,

   상기 제5단계의 판단 결과, 상기 차속이 0이 아닌 상태가 일정 시간 경과하였다면 모터의 전류제한을 해제하고, 일정 시간을 경과하지 않았다면 모터의 전류를 계속해서 제한한 후, 각각 해당 모터 전류를 모터에 인가하여 모터의 구동을 제 어하는 제6단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전동식 파워 스티어링 시스템의 모터 전류제한 제어방법.

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