KR101612364B1 - 전동식 파워 스티어링 시스템의 모터 과열 방지 시스템 및 그 방법 - Google Patents

전동식 파워 스티어링 시스템의 모터 과열 방지 시스템 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전동식 파워 스티어링 시스템의 모터 과열 방지 시스템 및 그 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 전동식 파워 스티어링 시스템의 모터 과열을 방지하기 위하여, 상기 모터의 과열을 감지할 경우 전류의 소모가 많은 조타각 범위의 끝단부터 전류를 일정 수준으로 제한함으로써, 모터의 과열을 방지하는 전동식 파워 스티어링 시스템의 모터 과열 방지 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.
본 발명은 전동식 파워 스티어링 시스템에 구비된 모터로 인가되는 전류를 제어하는 모터 전류 제어부; 및 상기 모터 전류 제어부에 의하여 제어되어 상기 모터로 인가되는 전류의 크기를 제한하는 과열방지부를 포함하고, 상기 과열방지부는 주기적으로 상기 모터로 인가되는 전류를 인식하고 이를 바탕으로 전류제한 조타각 범위를 설정하고, 상기 전동식 파워 스티어링 시스템이 적용된 차량의 조타각신호를 수신하며, 상기 조타각 신호를 바탕으로 현재 조타각이 전류제한 조타각 범위 내에 포함되면 상기 모터로 인가되는 전류를 제어하고, 상기 과열방지부가 설정하는 전류제한 조타각 범위는 조타각 범위의 끝단을 기준으로 상기 모터로 인가되는 전류에 따라 유동적인 크기로 설정되는 것을 특징으로 한다.

Description

전동식 파워 스티어링 시스템의 모터 과열 방지 시스템 및 그 방법 {System and Method for Over Heat Protection of Motor for Motor Drive Power Steering System}
본 발명은 전동식 파워 스티어링 시스템의 모터 과열 방지 시스템 및 그 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 전동식 파워 스티어링 시스템의 모터 과열을 방지하기 위하여, 상기 모터의 과열을 감지할 경우 전류의 소모가 많은 조타각 범위의 끝단부터 전류를 일정 수준으로 제한함으로써, 모터의 과열을 방지하는 전동식 파워 스티어링 시스템의 모터 과열 방지 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 차량의 조향장치로 사용되는 스티어링 휠은 그 회전을 위하여 많은 힘이 사용되기 때문에 사람의 힘만으로는 회전을 시키기가 어렵다. 따라서, 전기 모터 및 유압의 힘을 보조 동력으로 하는 파워 스티어링 시스템이 사용되고 있다. 이중, 전동식 파워 스티어링(MDPS, Motor Drive Power Steering)시스템은 스티어링 휠의 회전축에 연결되는 전동식 모터를 부가적으로 구비하고 상기 전동식 모터에서 제공되는 회전력(토크, torque)을 스티어링 휠의 보조 회전력으로 이용함으로써 스티어링 휠을 쉽게 회전시킬 수 있도록 하는 공지의 시스템이다.
그러나 통상의 전동식 파워 스티어링 시스템에 사용되는 모터는 스티어링 휠의 회전이 증가함에 따라서 구동이 반복되거나, 높은 출력의 회전력을 출력하게 되면 열을 발생시키고, 발열이 지속되어 과열될 경우 시스템의 손상을 일으킬 수 있기 때문에, 과열방지(OHP, Over Heat Protection)수단이 사용된다.
상기 과열방지수단은 모터의 과열을 감지할 경우 상기 모터의 회전을 감소시키기 위하여 모터에 인가되는 전류를 제한하는 기능을 한다, 따라서, 종래의 전동식 파워 스티어링 시스템이 적용된 차량을 운전함에 있어서, 모터의 과열에 의하여 과열방지수단이 작동할 경우, 모터 및 ECU로 공급되는 전력이 급격하게 줄어들게 된다. 이에 따라, 모터의 구동이 제한되기 때문에 상기 모터에 의한 스티어링 휠의 보조 회전력은 감소하고, 조타 에포트가 급격히 증가하게 된다. 따라서, 종래의 과열방지수단이 작동할 경우 사용자는 스티어링 휠의 회전이 통상의 경우보다 어려워진다. 상기와 같은 과열방지수단의 작동은 일반적인 차량의 주행 상황에서는 발생하지 않으나, 과적상태의 차량이나, 내리막 주차와 같은 풀 턴(full turn)핸들 조작을 반복적으로 할 경우 작동할 가능성이 크다.
한편, 공지의 DC모터는 공지의 BLAC(Brushless AC)모터에 비하여 상대적으로 발열이 더 심하고 열 발산이 불리한 단점이 있으며, 따라서, 상기와 같은 과열방지수단은 상기 BLAC모터에서보다 DC모터에서 더 쉽게 작동되는 문제가 있었다. 이는 DC모터의 경우 모터 안에 내장된 브러시와 정류자의 기계적인 접촉 전환을 이용하여 회전력을 유지할 뿐만 아니라 구조적으로 복잡하여 BLAC모터에 비해 모터의 발열이 심하고 열 발산이 불리하기 때문이다.
한편, 종래의 과열방지수단은 다음의 방식으로 작동한다.
ECU에서 모터의 소비 전류량을 시간에 따라 적분식으로 계산하여 간접적으로 모터의 온도를 추정하고, 사전에 모터의 과열을 판단할 온도를 설정하고, 추정된 온도에 의하여 상기 모터가 과열인 것으로 판단될 경우 상기 과열방지수단이 작동하도록 함으로써, 설정된 최소 모터 전류 값까지 모터의 공급 전류를 빠르게 감소시키도록 이루어진다. 또한, 상기와 같이 최소 모터 전류 값까지 감소된 모터의 공급 전류는 ECU에서 모터 소비 전류량을 바탕으로 상기 모터가 과열 수준이 아니라고 판단될 때까지 유지된 후 다시 증가한다(회복할 때까지 통상적으로 15~20분 소요).
종래의 과열방지수단이 적용된 시스템의 일 예가 도 1a에 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 종래의 과열방지수단이 적용된 전동식 파워 스티어링 시스템은 이그니션(1)이 가동되면 모터 전류 제어부(2)를 통하여 모터(3)에 인가되는 전류를 제어하고, 이와 같이 제어되는 전류를 과열방지수단(4)에 의하여 제한하는 구성을 가지고 있다.
종래의 과열방지수단은 도 1b에 도시된 바와 같이, ECU의 초기 온도와 모터의 공급 전류 및 ECU의 온도를 실시간으로 인식함으로써 이를 바탕으로 모터의 과열 발생을 인식하고, 최대 전류시간, 최소 모터전류, 전류 감소상수, 전류 증가상수 등을 결정하여 모터로 인가되는 전류를 제한하는 구성을 가지고 있다.
상기와 같은 방식의 종래의 전동식 파워 스티어링 시스템은 널리 사용되고 있으나, 과열방지수단의 작동 시 조타 전 구간에 걸쳐 스티어링 휠의 조작이 어려워지며, ECU의 판단에 의하여 전동식 모터가 다시 통상의 회전력을 제공할 수 있는 상황이 될 때까지 소정의 시간이 소요되기 때문에, 급한 제어가 필요한 경우 스티어링 휠의 조작의 어려움 때문에 심각한 사고가 발생할 수 있는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서, 전동식 파워 스티어링 시스템을 적용한 차량의 과열 방지 구조에 있어서, 스티어링 휠의 회전을 보조하는 보조 회전력을 제공하는 전동식 모터의 과열을 감지할 경우 전류의 소모가 많은 조타각 범위의 끝단을 기준으로 설정된 소정의 전류제한 조타각 범위 내에서 전류를 일정 수준으로 제한함으로써, 모터의 과열을 미연에 방지하고, 스티어링 휠의 조타 반경의 일정 구간은 항상 전동식 모터의 보조 회전력을 사용하여 조타를 가능하도록 하는 전동식 파워 스티어링 시스템의 모터 과열 방지 시스템 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여,
전동식 파워 스티어링 시스템의 모터 과열 방지 시스템에 있어서, 상기 전동식 파워 스티어링 시스템에 구비된 모터로 인가되는 전류를 제어하는 모터 전류 제어부; 및 상기 모터 전류 제어부에 의하여 제어되어 상기 모터로 인가되는 전류의 크기를 제한하는 과열방지부를 포함하고, 상기 과열방지부는 주기적으로 상기 모터로 인가되는 전류를 인식하고 이를 바탕으로 전류제한 조타각 범위를 설정하고, 상기 전동식 파워 스티어링 시스템이 적용된 차량의 조타각신호를 수신하며, 현재 조타각이 전류제한 조타각 범위 내에 포함되면 상기 모터로 인가되는 전류를 제어하고, 상기 과열방지부가 설정하는 전류제한 조타각 범위는 조타각 범위의 끝단을 기준으로 상기 모터로 인가되는 전류에 따라 유동적인 크기로 설정되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 과열방지부는 모터의 과열이 증가될 경우 전류제한 조타각 범위를 증대시킨다. 이때, 전류제한 조타각 범위는 미리 설정된 최대 전류제한 조타각 범위를 넘지 않는 것을 특징으로 한다.
또한, 전동식 파워 스티어링 시스템의 모터의 과열 방지 방법에 있어서, 모터의 과열을 판단하는 단계; 상기 모터로 인가되는 전류를 인식하여 이를 바탕으로 전류제한 조타각 범위를 설정하는 단계; 상기 전동식 파워 스티어링 시스템이 적용된 차량의 조타각을 수신하는 단계; 상기 조타각과 상기 전류제한 조타각 범위를 비교하여 상기 조타각이 상기 전류제한 조타각 범위 내에 포함되면 상기 모터로 인가되는 전류를 제한하는 단계를 포함하고, 상기 전류제한 조타각 범위를 설정하는 단계는, 상기 전류제한 조타각 범위가 조타각 범위의 끝단을 기준으로 상기 모터로 인가되는 전류의 변화에 따라 유동적인 크기로 설정되는 것을 특징으로 한다.
또한, 최대 전류제한 조타각 범위를 사전에 설정하고, 상기 모터로 인가되는 전류가 증가하면 상기 전류제한 조타각 범위가 상기 최대 전류제한 조타각 범위 이하일 때만 전류제한 조타각 범위를 증가시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 구성을 가지는 본 발명의 전동식 파워 스티어링 시스템의 모터 과열 방지 시스템 및 그 방법은,
과열방지부가 조타각 범위의 끝단을 기준으로 소정구간 내의 전류제한 조타각 범위 내에서만 모터에 인가되는 전류를 제한하도록 함으로써, 스티어링 휠의 조타각 범위의 일정 구간, 즉, 전류제한 조타각 범위 외의 구간은 상기 과열방지부와는 관계없이 항상 전동식 모터의 보조 회전력을 사용할 수 있도록 하는 효과가 있다.
또한, 모터에 인가되는 전류가 증가함에 스티어링 휠의 조타각 범위의 끝단부터 전류제한 조타각 범위를 점점 증가하도록 함으로써, 유동적으로 전동식 모터가 과열되지 않도록 함과 동시에 보조 회전력을 제공할 수 있도록 하는 효과가 있다.
또한, 일정 구간은 상기 과열방지부와는 관계없이 항상 전동식 모터의 보조 회전력을 제공할 수 있도록 함으로써, 모터의 증대 없이도 과열 방지 성능을 향상시키는 효과를 가지며, 따라서, 제조 단가를 낮출 수 있는 효과가 있다.
도 1a는 종래의 과열방지수단이 적용된 시스템의 일 예를 나타낸다.
도 1b는 종래의 과열방지 수단이 다루는 정보들을 나타낸다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전동식 파워 스티어링 시스템의 모터 과열 방지 시스템의 구성을 간략하게 나타내는 블록도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전동식 파워 스티어링 시스템의 모터 과열 방지 방법을 나타내는 플로우차트이다.
도 4a는 종래의 과열방지부가 적용된 시스템의 모터로 인가되는 전류와 시간의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 4b는 종래의 과열방지부가 적용된 시스템의 모터로 인가되는 전류와 조타각의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 5a는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전동식 파워 스티어링 시스템의 모터 과열 방지 시스템 및 그 방법이 적용된 시스템의 모터로 인가되는 전류와 시간의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 5b는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전동식 파워 스티어링 시스템의 모터 과열 방지 시스템 및 그 방법이 적용된 시스템의 모터로 인가되는 전류와 조타각의 관계를 나타내는 그래프이다.
이하 도면을 참고하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전동식 파워 스티어링 시스템의 모터 과열 방지 시스템의 구성을 간략하게 나타내는 블록도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 전동식 파워 스티어링 시스템의 모터 과열 방지 시스템이 적용된 전동식 파워 스티어링 시스템은 차량의 이그니션(40)이 가동될 경우 차속신호, 토크신호, 및 조타각 신호 등을 수신하여 이를 바탕으로 모터(30)에 인가되는 전류를 제어하는 모터전류제어부(20)와 상기 모터(30)로 인가되는 전류를 주기적으로 인식하고, 이를 바탕으로 상기 모터(30)의 과열 여부를 판단하며, 상기 전동식 파워 스티어링 시스템이 적용된 차량의 조타각 신호를 수신하여 이를 바탕으로 상기 모터(30)의 과열을 방지하도록 상기 모터(30)로 인가되는 전류를 제한하는 과열방지부(10)가 구비된다.
상기 모터전류제어부(20)는 차속신호, 토크신호, 및 조타각 신호 등을 수신하고, 이에 따라 운전자의 핸들조작을 원활하게 하도록 모터(30)로 인가되는 전류의 양을 제어하는 기능을 한다. 상기 모터전류제어부(20)가 수신하는 차속신호는 차량의 속도센서를 통하여 수신할 수 있고, 토크신호는 차량의 토크센서(TOS, Torque Only Sensor 또는 TAS, Torque and Angle Sensor)를 통하여 수신할 수 있으며, 조타각 신호는 조타각 센서(SAS, Steering Angle Sensor)를 통하여 수신할 수 있다.
상기 모터전류제어부(20)의 구성은 종래의 전동식 파워 스티어링 시스템에 포함된 모터전류제어부(20)와 동일한 구성으로 이루어질 수 있으며, 이는 공지의 사항이므로 자세한 설명은 생략한다.
상기 과열방지부(10)는 전동식 파워 스티어링이 적용된 시스템의 전자 제어 유닛(ECU, Electronic Control Unit)에 프로그래밍 되어 그 기능을 구현하도록 이루어질 수 있다.
본 발명의 과열방지부(10)는 조타각 신호를 입력받고, 수신한 조타각 신호가 설정된 전류제한 조타각 범위 내에 있을 경우에만 상기 모터(30)로 인가되는 전류를 제한하도록 함으로써, 모터(30)의 과열을 방지하는 구성을 가지고 있다.
따라서, 종래의 과열방지수단(도 1a의 4)은 모터의 과열판단시 모터로 인가되는 전류를 무조건 제한하는 반면에, 본 발명의 과열방지부(10)는 모터(30)가 과열될 것으로 판단되면 전류제한 조타각 범위 내에서만 전류를 제한하도록 함으로써, 상기 전류제한 조타각 범위 이외의 각도(예를 들어, 통상적으로 운전자가 가장 많이 사용하는 조타각 범위 내)에서는 운전자의 핸들 조작에 영향을 미치지 않도록 할 수 있다.
일반적으로, 전동식 파워 스티어링 시스템은 조타각 범위의 끝단으로 갈 수록 차량의 기어박스에서 타이어에 전달되는 모멘트 암(arm)의 거리가 짧아진다. 이러한 구성에 의하여, 조타각 범위의 끝단으로 갈 수록 상대적으로 많은 랙추력(타이어를 돌리는 힘)을 필요로 하게 된다. 따라서, 운전자의 용이한 핸들조작을 위하여 전동식 파워 스티어링 시스템의 모터는 조타각 범위의 끝단으로 갈 수록 더 많은 전류를 소모하여 작동하게 되며, 그 끝단에서 소모되는 전류는 최대가 된다. 이와 같은 조타각 범위 끝단에서의 최대 전류 소모는 모터를 쉽게 과열시키고, 또한, 과열방지부를 빨리 실행시키게 하므로, 운전자는 과열방지부에 의하여 핸들 조작의 어려움을 더 빨리 느끼게 된다.
따라서, 본 발명의 과열방지부(10)는 스티어링 휠의 구동에 의하여 조타각이 상기와 같이 모터(30)로 인가되는 최대전류를 소모하는 조타각 범위 내에 있을 경우에 전류를 제한하도록 이루어진다. 이것은, 상기 과열방지부(10)에서 전류제한 조타각 범위를 설정함으로써 이루어진다.
전류제한 조타각 범위의 설정은, 상술한 바와 같이, 조타각 범위의 끝단으로 갈수록 전류의 소모가 많아지며, 조타각 범위의 끝단에서 최대의 전류를 소모하는 모터(30)를 가지는 전동식 파워 스티어링 시스템의 성질에 따라서, 전류를 많이 소모하는 조타각 범위의 끝단에서부터 소정 구간으로 이루어지도록 하는 것이 바람직하다.
한편, 전동식 파워 스티어링 시스템의 모터가 소비하는 전류는 풀턴(full turn) 핸들 조작을 반복할 경우 조타각 범위의 끝단에 도달하는 횟수가 많아지므로 크게 증가한다. 이 경우 상기와 같이 한번 설정된 제한범위 내에서만 전류를 제한할 경우, 전류의 소비가 크게 증가한 모터의 과열을 방지할 수 없는 경우가 발생할 가능성이 있다.
따라서, 본 발명의 과열방지부(10)는 상기와 같이 풀턴 핸들 조작을 반복하는 것과 같이, 모터(30)가 소비하는 전류가 증가할 경우에 설정된 전류제한 조타각 범위를 증가/감소시킬 수 있도록 이루어지는 것이 바람직하다. 이때, 상기 전류제한 조타각 범위는 조타각 범위의 끝단을 기준으로 조타각 범위의 시작점을 향하여 증가하며, 반대의 경우도 조타각 범위의 끝단을 기준으로 감소하도록 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 조타각 범위의 시작점은 운전자가 핸들을 중립으로 놓은 상태이며, 상기 조타각 범위의 끝단은 핸들을 일측으로 최대한 회전시켰을 때를 말한다. 따라서, 조타각 범위의 끝단은 좌, 우 양측의 끝단 모두를 말한다.
상기와 같이, 본 발명의 과열방지부(10)는 조타각이 상기 전류제한 조타각 범위 내에 있을 경우에만 전류를 제한하도록 함으로써, 운전자의 스티어링 휠 조작에 영향을 미치지 않도록 효율적으로 전류를 제한하도록 이루어진다.
한편, 전류제한 조타각 범위의 증가는 계속해서 이루어질 경우 그 범위가 통상적으로 운전자가 잦은 핸들 조작을 하는 범위 내에 속할 수 있으며, 이에 따라 핸들 조작에 영향을 미치게 될 수 있다. 따라서, 상기 과열방지부(10)는 상기 전류제한 조타각 범위가 소정의 범위를 넘지 않도록 최대 전류제한 조타각 범위를 설정하여 전류제한 조타각 범위의 증가가 최대 전류제한 조타각 범위를 넘지 않도록 할 수 있다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전동식 파워 스티어링 시스템의 모터 과열 방지 방법을 나타내는 플로우차트이다.
먼저, 본 발명의 전동식 파워 스티어링 시스템의 모터 과열 방지 방법이 적용된 시스템의 이그니션이 가동되면 전동식 파워 스티어링 시스템의 구성 요소인 모터의 과열 여부를 판단한다(S001). 상기 모터의 과열 여부는 종래의 전동식 파워 스티어링 시스템에 적용된 과열방지 시스템과 동일할 수 있으며, 공지의 사항이므로 자세한 설명은 생략한다.
상기 단계(S001)에서 전동식 파워 스티어링 시스템의 모터가 과열된 것으로 판단되면, 과열방지부가 작동한다(S002).
상기 과열방지부는 상기 모터에 흐르는 전류의 크기를 주기적, 지속적으로 감지한다. 이때, 상기 과열방지부는 상기 모터컨트롤러에 흐르는 전류의 변화를 주기적으로 판단하고, 상기 모터 컨트롤러에 제어에 의하여 모터에 흐르는 전류가 이전 주기에서 측정된 전류의 크기보다 증가하는 것으로 판단되면(S002), 현재 설정된 전류제한 조타각 범위가 사전에 설정된 최대 전류제한 조타각 범위를 초과하였는지 판단한다(S003). 상기 단계에서 상기 과열방지부가 모터의 과열 판단 후 최초 실행될 경우 설정된 전류제한 조타각 범위는 0이 될 수 있다.
그 결과, 모터에 인가된 전류가 상기 최대 전류제한 조타각 범위를 초과하지 않았을 경우에만 상기 과열방지부는 전류제한 조타각 범위를 증가시킨다(S004). 이와같이 전류제한 조타각 범위가 증가하면, 상기 모터에 인가되는 전류는 보다 넓은 범위에서 제한되므로, 모터의 온도 증가를 억제할 수 있다.
이때, 상기 모터에 흐르는 전류를 제한하는 전류제한 조타각 범위는 조타각 범위의 끝단을 기준으로 하여 증가되도록 하는 것이 바람직하다. 상술한 바와 같이, 공지의 전동식 파워 스티어링 시스템의 경우, 조타각 범위의 시작점에서 끝단으로 갈 수록 더 많은 전류를 소모하게 되며, 그 끝단 부근에서는 최대 전류에 도달한다. 따라서, 본 발명의 과열방지부는 조타각 범위의 끝단을 기준으로 전류제한 조타각 범위를 조절하도록 하는 것이 바람직하다.
상기 최대 전류제한 조타각 범위는 예를 들어, 조타각 범위의 시작점으로부터 70% 위치 정도가 될 수 있으며, 본 발명은 이에 한정하는 것은 아니고, 최대 전류제한 조타각 범위는 유동적으로 변경될 수 있다.
한편, 상기 단계(S002)에서 상기 모터 컨트롤러에 제어에 의하여 모터에 흐르는 전류가 이전 주기에서 측정된 전류의 크기보다 증가하지 않는 것으로 판단되면, 상기 과열방지부는 전류가 감소하는지 판단하고(S006), 전류의 크기가 감소하는 것으로 판단되면, 상기 과열방지부는 전류제한 조타각 범위를 감소시킨다(S007).
상기와 같이 전류제한 조타각 범위가 재설정되면, 상기 과열방지부는 상기 전동식 파워 스티어링 시스템이 적용된 차량의 조타각을 수신하고, 상기 조타각과 상기 전류제한 조타각 범위를 비교한다(S008).
상기 과열방지부는 상기 조타각이 상기 전류제한 조타각 범위 내에 포함될 경우 상기와 같이 재설정된 전류제한 조타각 범위를 바탕으로 상기 모터로 인가될 전류를 제한한다(S009).
도 4a는 종래의 과열방지부가 적용된 시스템의 모터로 인가되는 전류와 시간의 관계를 나타내는 그래프이며, 도 4b는 종래의 과열방지부가 적용된 시스템의 모터로 인가되는 전류와 조타각의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 5a는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전동식 파워 스티어링 시스템의 모터 과열 방지 시스템 및 그 방법이 적용된 시스템의 모터로 인가되는 전류와 시간의 관계를 나타내는 그래프이며, 도5b는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전동식 파워 스티어링 시스템의 모터 과열 방지 시스템 및 그 방법이 적용된 시스템의 모터로 인가되는 전류와 조타각의 관계를 나타내는 그래프이다. 상기 도 4a 및 도 4b, 도 5a 및 도 5b의 그래프는 종래의 과열방지부가 적용된 시스템과 본 발명의 전동식 파워 스티어링 시스템의 모터 과열 방지 시스템 및 그 방법이 적용된 시스템 각각의 조타각 범위의 끝단 1초 정지 조건으로 전류 드롭(drop) 직전까지 좌/우 풀턴하여 측정한 결과를 나타내고 있다.
도 4a에 도시된 바와 같이, 종래의 과열방지부가 적용된 시스템의 모터로 인가되는 전류는 11회부터 과열방지부가 작동된 것으로 나타나고 있으며(A 부분), 11회부터 전류의 최대값이 급격하게 감소하는 것으로 나타나고 있다. 또한, 도 4b에 도시된 바와 같이, 11회부터 조타각과는 무관하게 전 구간에 걸쳐 전류의 제한이 이루어지고 있는 것을 알 수 있다.
따라서, 종래의 과열방지부가 적용된 시스템의 모터는 11회 이후부터 조타각 범위의 전 구간에 걸쳐 해당 횟수의 전류의 최대치만큼만 인가되기 때문에, 11회 이상 풀턴을 시도할 경우 운전자는 스티어링 휠의 조작이 급격하게 무거워지는 것을 느끼게 된다.
반면에, 도 5a에 도시된 바와 같이, 본 발명의 전동식 파워 스티어링 시스템의 모터 과열 방지 시스템 및 그 방법이 적용된 시스템의 모터로 인가되는 전류는 7회부터 과열방지부가 작동되기 시작하는 것으로 나타나고 있다(B 부분), 이때, 도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이, 상기 도 4a 및 도 4b의 그래프와는 달리 끝단의 전류만 제어되는 것을 알 수 있다. 또한, 회차를 거듭할수록 전류제한 조타각 범위가 증가되고 있으며, 전류제한 조타각 범위의 증가에 따라 최대 전류도 함께 감소하고 있으나, 종래의 시스템(상기 도 4a)과 비교하였을 때, 최대 전류의 감소폭이 훨씬 적은 것을 알 수 있다.
또한, 조타각 범위의 시작점, 즉, 핸들을 중립으로 위치하였을 때부터 설정된 최대 전류제한 조타각 범위까지(예를 들어, 중립상태에서 조타각 범위의 70%까지의 범위)는 전류가 계속 증가되고 있는 것을 알 수 있다. 따라서, 상기 모터로 인가되는 전류는 조타각이 전류제한 조타각 범위에 도달하기 전 까지는 제한되지 않도록 이루어지며, 따라서 운전자는 용이하게 핸들 조작을 할 수 있다.
이상으로 본 발명의 전동식 파워 스티어링 시스템의 모터 과열 방지 시스템 및 그 방법의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하였으나, 이는 본 발명에 대한 이해를 돕기 위하여 특정한 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도, 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은 본 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
1: 종래의 시스템의 이그니션 2: 종래의 시스템의 모터전류제어부
3: 종래의 시스템의 모터 4: 종래의 시스템의 과열방지수단
10: 과열방지부 20: 모터 전류 제어부
30: 모터 40: 이그니션

Claims (4)

  1. 전동식 파워 스티어링 시스템에 있어서,
    상기 전동식 파워 스티어링 시스템에 구비된 모터로 인가되는 전류를 제어하는 모터 전류 제어부; 및
    상기 모터 전류 제어부에 의하여 제어되어 상기 모터로 인가되는 전류의 크기를 제한하는 과열방지부를 포함하고,
    상기 과열방지부는 주기적으로 상기 모터로 인가되는 전류를 인식하고 이를 바탕으로 전류제한 조타각 범위를 설정하고, 상기 전동식 파워 스티어링 시스템이 적용된 차량의 조타각신호를 수신하며, 현재의 조타각이 전류제한 조타각 범위 내에 포함되면 상기 모터로 인가되는 전류를 제어하고,
    상기 과열방지부가 설정하는 전류제한 조타각 범위는 조타각 범위의 끝단을 기준으로 상기 모터로 인가되는 전류에 따라 유동적인 크기로 설정되는 것을 특징으로 하는 전동식 파워 스티어링 시스템의 모터 과열 방지 시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 과열방지부는 최대 전류제한 조타각 범위를 사전에 설정하고,
    모터의 과열 온도가 증가될 경우 전류제한 조타각 범위를 증가시키며,
    상기 전류제한 조타각 범위는 상기 최대 전류제한 조타각 범위를 넘지 않는 것을 특징으로 하는 전동식 파워 스티어링 시스템의 모터 과열 방지 시스템.
  3. 전동식 파워 스티어링 시스템의 모터의 과열 방지 방법에 있어서,
    모터의 과열을 판단하는 단계;
    상기 모터로 인가되는 전류를 인식하여 이를 바탕으로 전류제한 조타각 범위를 설정하는 단계;
    상기 전동식 파워 스티어링 시스템이 적용된 차량의 조타각을 수신하는 단계;
    상기 조타각과 상기 전류제한 조타각 범위를 비교하여 상기 조타각이 상기 전류제한 조타각 범위 내에 포함되면 상기 모터로 인가되는 전류를 제한하는 단계를 포함하고,
    상기 전류제한 조타각 범위를 설정하는 단계는,
    상기 전류제한 조타각 범위가 조타각 범위의 끝단을 기준으로 상기 모터로 인가되는 전류의 변화에 따라 유동적인 크기로 설정되는 것을 특징으로 하는 전동식 파워 스티어링 시스템의 모터 과열 방지 방법.
  4. 제 3항에 있어서,
    최대 전류제한 조타각 범위를 사전에 설정하고,
    상기 모터로 인가되는 전류가 증가하면 전류제한 조타각 범위를 증가시키는 단계를 더 포함하며;
    상기 전류제한 조타각 범위는 상기 최대 전류제한 조타각 범위를 넘지 않는 것을 특징으로 하는 전동식 파워 스티어링 시스템의 모터 과열 방지 방법.
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