KR101629972B1 - Ｅｐｓ 시스템의 주행 오류 방지장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 EPS 시스템의 주행 오류 방지장치를 개시한다. 상기 EPS 시스템의 주행 오류 방지장치는 조향핸들의 조향축에 제공된 스텝모터(2)와 전기적으로 연결되고 상기 스텝모터(2)로부터 발생되는 조향토크신호를 수신하는 스텝모터 컨트롤러와, 상기 스텝모터 컨트롤러 및 조향바퀴의 트랜스퍼를 구동하는 EPS 모터(5)와 각각 전기적으로 연결되고 상기 스텝모터 컨트롤러로부터 송출되는 전기신호를 수신하여 상기 EPS 모터(5)를 제어하는 EPS 컨트롤러(4)와, 상기 EPS 모터(5)를 센싱하여 상기 스텝모터 컨트롤러로 전기신호를 발생시키는 각도 피드백 센서(6)를 포함하는 EPS 시스템에 있어서, 입력단이 상기 스텝모터 컨트롤러(3a)와 전기적으로 연결되고 출력단이 상기 EPS 모터(5)와 커플링부를 매개로 하여 기계적으로 연결되는 브레이크 모터(10)를 포함하며, 상기 스텝모터 컨트롤러(3a)는 상기 스텝모터(2)의 출력이 제로(zero)일 경우 상기 브레이크 모터(10)에 공급되는 전류를 차단하여 상기 EPS 모터(5)의 기 설정 조향방향을 고정시키고, 상기 스텝모터(2)의 출력이 제로가 아닐 경우 상기 브레이크 모터(10)에 전류를 공급하여 상기 EPS 모터(5)와 함께 회전시키는 것을 특징으로 한다.

Description

ＥＰＳ 시스템의 주행 오류 방지장치{Anti-traveling error device for EPS system}

본 발명은 EPS 시스템의 주행 오류 방지장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 직진 주행 시 도로 바닥의 방해물의 영향으로 직진 주행의 만족도가 떨어지는 것을 방지할 수 있는 EPS 시스템의 주행 오류 방지장치에 관한 것이다.

일반적으로 차량의 진행방향을 임의로 바꾸기 위한 조향장치는 조향핸들, 조향컬럼 등으로 이루어져 있으며, 운전자의 조작력은 조작기구인 조향핸들을 돌림으로써 기어기구의 조향기어에 전달시켜 차량의 조향바퀴(앞 바퀴 또는 뒷 바퀴)의 움직임을 바꾸게 되어 있다. 이러한 조향장치에는 운전자의 조향핸들의 조향력을 경감시켜 주는 파워스티어링 장치가 사용되는데, 파워스티어링 장치는 크게 유압식과 전동식으로 구분된다.

그 중 전동식인 EPS(Electric Power Steering) 장치는 조향핸들의 조작 시 상기 조향핸들의 회전방향과 조향토크를 감지하여 전기모터를 작동시킴으로써, 차량의 진행 방향을 제어 또는 변경하는 장치를 말한다.

도 1은 종래 기술에 따른 EPS 장치를 보여주는 개략 블록도이다. 종래 기술에 따른 EPS 장치(1)는 도 1에 도시된 바와 같이, 크게 스텝모터(2), 스텝모터 컨트롤러(3), EPS 컨트롤러(4), EPS 모터(5) 및 각도 피드백 센서(6)를 포함하는 형태로 구성되어 있다.

여기서, 상기 스텝모터(2)는 조향핸들의 조향축에 제공되어 조향토크신호를 발생시키는 역할을 한다. 상기 스텝모터 컨트롤러(3)는 상기 스텝모터(2)와 전기적으로 연결되어 상기 스텝모터(2)로부터 발생되는 조향토크신호를 수신하고 그에 따른 적정 출력신호를 발생시키는 역할을 한다. 상기 EPS 컨트롤러(4)는 상기 스텝모터 컨트롤러(3)로부터 송출되는 전기신호를 수신하여 상기 EPS 모터(5)를 제어한다. 상기 각도 피드백 센서(6)는 상기 EPS 모터(5)를 센싱하여 상기 스텝모터 컨트롤러(3)로 전기신호를 발생시키는 역할을 한다.

따라서, 운전자의 조향핸들 조작 시 상기 스텝모터(2)로부터 발생되는 조향토크신호를 상기 스텝모터 컨트롤러(3)가 수신하여 기 설정 동작신호를 상기 EPS 컨트롤러(4)로 송출하게 된다. 그러면, 상기 EPS 컨트롤러(4)는 상기 EPS 모터(5)에 전류를 인가하고 상기 EPS 모터(5)는 트랜스퍼(미도시)를 통해 차량의 조향바퀴를 구동시키게 된다.

상기 트랜스퍼는 상기 EPS 모터(5)와 연결되어 회전되는 웜축과 이 웜축에 치합되는 웜기어로 구성되는 회전부와, 상기 회전부의 회전에 따라 회전되는 피니언과 상기 피니언과 치합되는 랙으로 구성되는 이동부로 이루어진다.

또한 상기 각도 피드백 센서(6)는 상기 EPS 모터(5)를 센싱하여 상기 스텝모터 컨트롤러(3)로 전기신호를 발생시키게 되어 있다. 따라서 상기 EPS 컨트롤러(4)는 상기 각도 피드백 센서(6)를 통해 정보를 입력받아 상기 조향핸들의 조작량과 상기 EPS 모터(5)의 출력량의 차이를 실시간으로 보정하여 상기 EPS 모터(5)를 제어할 수 있게 된다.

그러나, 종래 기술에 따른 EPS 장치는 차량의 직진 주행 시 조향바퀴가 도로 바닥의 돌출물, 패인부분 등과 같은 방해물에 닿을 시 상기 방해물에 의한 편심력을 받아 직진주행이 틀어지게 되는 문제가 있다.

이에, 본 발명은 전술한 바와 같은 문제점들을 해소하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 차량의 직진 주행 시 조향바퀴가 도로 바닥의 돌출물, 패인부분 등과 같은 방해물에 닿을지라도 방해물에 의한 편심력에 의해 직진주행이 틀어지는 것을 방지할 수 있게 하는 EPS 시스템의 주행 오류 방지장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 차량의 저속 직진 주행 시 뿐만 아니라 특히 고속 직진 주행 시 조향바퀴가 도로 바닥의 돌출물, 패인부분 등과 같은 방해물에 닿아 방해물에 의한 편심력에 의해 직진주행이 갑자기 틀어지는 현상을 방지할 수 있게 하는 EPS 시스템의 주행 오류 방지장치를 제공하는 것이다.

전술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 조향핸들의 조향축에 제공된 스텝모터와 전기적으로 연결되고 상기 스텝모터로부터 발생되는 조향토크신호를 수신하는 스텝모터 컨트롤러와, 상기 스텝모터 컨트롤러 및 조향바퀴의 트랜스퍼를 구동하는 EPS 모터와 각각 전기적으로 연결되고 상기 스텝모터 컨트롤러로부터 송출되는 전기신호를 수신하여 상기 EPS 모터를 제어하는 EPS 컨트롤러와, 상기 EPS 모터를 센싱하여 상기 스텝모터 컨트롤러로 전기신호를 발생시키는 각도 피드백 센서를 포함하는 EPS 시스템에 있어서,

입력단이 상기 스텝모터 컨트롤러와 전기적으로 연결되고 출력단이 상기 EPS 모터와 커플링부를 매개로 하여 기계적으로 연결되는 브레이크 모터를 포함하며,

상기 스텝모터 컨트롤러는 상기 스텝모터의 출력이 제로(zero)일 경우 상기 브레이크 모터에 공급되는 전류를 차단하여 상기 EPS 모터의 기 설정 조향방향을 고정시키고, 상기 스텝모터의 출력이 제로가 아닐 경우 상기 브레이크 모터에 전류를 공급하여 상기 EPS 모터와 함께 회전시키는 것인 EPS 시스템의 주행 오류 방지장치를 제공한다.

또한, 본 발명은 위의 본 발명의 일실시예에 대하여 다음의 구체적인 실시예들을 더 제공한다.

본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 커플링부는 상기 브레이크 모터와 상기 EPS 모터를 기어 대 기어로 치합시키는 기어단(gears module)인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 브레이크 모터는 스텝모터이며, 상기 스텝모터는 상기 브레이크 모터에 공급되는 전류가 차단될 시 그 자체의 관성질량으로 제동효과를 발생시키는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 스텝모터 컨트롤러와 전기적으로 연결되고 EPS 모터와 커플링부를 매개로 하여 기계적으로 연결되는 브레이크 모터를 제공하여, 차량의 직진 주행 시 조향바퀴가 도로 바닥의 돌출물, 패인부분 등과 같은 방해물에 닿을 경우 상기 브레이크 모터에 인가되는 전류를 차단하여 상기 브레이크 모터의 관성질량으로 방해물에 의한 편심력에 의해 직진주행이 틀어지는 것을 방지할 수 있게 한다.

또한 본 발명은 차량의 저속 직진 주행 시 뿐만 아니라 특히 고속 직진 주행 시 조향바퀴가 도로 바닥의 돌출물, 패인부분 등과 같은 방해물에 닿아 방해물에 의한 편심력에 의해 직진주행이 갑자기 틀어지는 현상을 효과적으로 방지할 수 있게 한다.

도 1은 종래 기술에 따른 EPS 장치를 보여주는 개략 블록도.
도 2는 본 발명에 따른 EPS 시스템의 주행 오류 방지장치를 보여주는 개략 블록도.
도 3은 본 발명에 따른 EPS 시스템의 주행 오류 방지장치의 작동을 설명하기 위한 제어 흐름도.

이하, 본 발명에 따른 EPS 시스템의 주행 오류 방지장치의 각 실시예를 도 2와 도 3을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 EPS 시스템의 주행 오류 방지장치는 도 2에 도시된 바와 같이, 조향핸들의 조향축에 제공된 스텝모터(2)와 전기적으로 연결되고 상기 스텝모터(2)로부터 발생되는 조향토크신호를 수신하는 스텝모터 컨트롤러(3a)와, 상기 스텝모터 컨트롤러(3a) 및 조향바퀴의 트랜스퍼를 구동하는 EPS 모터(5)와 각각 전기적으로 연결되고 상기 스텝모터 컨트롤러(3a)로부터 송출되는 전기신호를 수신하여 상기 EPS 모터(5)를 제어하는 EPS 컨트롤러(4)와, 상기 EPS 모터(5)를 센싱하여 상기 스텝모터 컨트롤러(3a)로 전기신호를 발생시키는 각도 피드백 센서(6)를 포함한다.

또한 상기 주행 오류 방지장치는 도 2에 도시된 바와 같이, 입력단이 상기 스텝모터 컨트롤러(3a)와 전기적으로 연결되고 출력단이 상기 EPS 모터(5)와 커플링부(미도시)를 매개로 하여 기계적으로 연결되는 브레이크 모터(10)를 포함한다. 상기 스텝모터 컨트롤러(3a)는 상기 스텝모터(2)의 출력이 제로(zero)일 경우 상기 브레이크 모터(10)에 공급되는 전류를 차단하여 상기 EPS 모터(5)의 기 설정 조향방향을 고정시키고, 상기 스텝모터(2)의 출력이 제로가 아닐 경우 상기 브레이크 모터(10)에 전류를 공급하여 상기 EPS 모터(5)와 함께 회전시키도록 작동된다.

따라서, 전술한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 EPS 시스템의 주행 오류 방지장치에 의하면, 차량의 직진 주행 시 스텝모터(2)의 출력이 제로(zero)로 나타나며, 스텝모터 컨트롤러(3a)는 상기 스텝모터(2)의 그러한 상태를 즉각 인지하여 브레이크 모터(10)에 공급되는 전류를 차단시킨다. 이러한 상태에서 차량의 조향바퀴가 도로 바닥의 돌출물, 패인부분 등과 같은 방해물에 닿을 경우 상기 방해물로부터 EPS 모터(5)로 전달되는 편심력은 상기 브레이크 모터(10)의 관성질량에 의한 제동력에 의해 억제된다. 그 결과, 차량의 기 설정 조향방향은 상기 편심력에 의한 영향 없이 그대로 유지될 수 있어 차량의 직진주행이 틀어지는 것을 예방할 수 있다.

또한, 상기 EPS 컨트롤러(4)는 상기 스텝모터(2)로부터 상기 스텝모터 컨트롤러(3a)를 통해 수신되는 조향토크신호 뿐만 아니라, 조향방향 센서로부터 조향방향신호를 수신하고 차속센서로부터 차속신호를 수신하여 적절한 정도의 조향감각과 안정감을 줄 수 있도록 상기 EPS 모터(5)를 제어할 수 있게 되어 있다.

한편, 조향바퀴가 도로 바닥의 돌출물, 패인부분 등과 같은 방해물에 닿을 시 또는 운전자가 주행방향을 바꾸기 위해 차량의 조향핸들의 조작 시 상기 스텝모터(2)의 출력이 제로(zero)가 아닌 상태로 나타나게 된다. 그러면 상기 스텝모터 컨트롤러(3a)는 상기 스텝모터(2)의 그러한 상태를 즉각 인지하여 브레이크 모터(10)에 전류를 공급하게 된다. 그러면 상기 브레이크 모터(10)는 상기 EPS 모터(5)와 함께 원활하게 회전될 수 있게 된다. 따라서, 본 발명에 따른 EPS 시스템의 주행 오류 방지장치가 적용되는 차량은 조향핸들의 조작에 따라 상기 브레이크 모터(10)의 작동 또는 비작동을 통해 자연스러운 조향이 달성될 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 EPS 시스템의 주행 오류 방지장치는 전술한 바와 같은 기본구성에 다음의 구체적인 실시예들로 더 한정되는 형태로 이루어질 수 있다.

일실시예로, 상기 커플링부(미도시)는 상기 브레이크 모터(10)와 상기 EPS 모터(5)를 기어 대 기어로 치합시키는 기어단(gears module)으로 이루어질 수 있다. 이러한 기어단 구조는 비교적 간단하면서도 원활하게 상기 브레이크 모터(10)와 상기 EPS 모터(5)의 간의 기계적 연결 또는 분리를 용이하게 한다.

일실시예로, 상기 브레이크 모터(10)는 상기 브레이크 모터에 공급되는 전류가 차단될 시 그 자체의 관성질량으로 제동효과를 발생시키는 스텝모터로 이루어질 수 있다. 상기 스텝모터는 일반적으로 구입이 용이하고 사이즈별로 다양하기 때문에, 차량의 모델에 맞는 상기 주행 오류 방지장치를 구성하는데 편리한 이점이 있다.

전술한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 EPS 시스템의 주행 오류 방지장치의 작동을 도 3의 제어 흐름도를 참조하여 설명한다.

차량의 직진 주행으로 스텝모터(2)의 출력이 제로(zero)로 나타나는 경우, 스텝모터 컨트롤러(3a)는 브레이크 모터(10)에 공급되는 전류를 차단한다(S30, S32). 그 결과, 상기 브레이크 모터(10)는 EPS 모터(5)의 기 설정 조향방향을 고정시킬 수 있게 된다.

그와 달리, 조향바퀴가 도로 바닥의 방해물에 닿거나, 또는 운전자가 주행방향을 바꾸기 위해 차량의 조향핸들의 조작으로 상기 스텝모터(2)의 출력이 제로가 아닌 것으로 나타나는 경우, 상기 스텝모터 컨트롤러(3a)는 상기 브레이크 모터(10)에 전류를 공급한다(S34). 그 결과, 상기 브레이크 모터(10)는 앞서 설명한 바와 같은 브레이크 모드에서 회전 모드로 전환되어 상기 EPS 모터(5)와 함께 회전하여 EPS 모터의 작동을 자유롭게 한다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서의 단순 치환, 변형 및 변경은 당 분야에서의 통상의 지식을 가진 자에게 명백한 것이다.

2: 스텝모터 3a: 스텝모터 컨트롤러
4: EPS 컨트롤러 5: EPS 모터
6: 각도 피드백 센서 10: 브레이크 모터

Claims (3)

1. 조향핸들의 조향축에 제공된 스텝모터(2)와 전기적으로 연결되고 상기 스텝모터(2)로부터 발생되는 조향토크신호를 수신하는 스텝모터 컨트롤러와, 상기 스텝모터 컨트롤러 및 조향바퀴의 트랜스퍼를 구동하는 EPS 모터(5)와 각각 전기적으로 연결되고 상기 스텝모터 컨트롤러로부터 송출되는 전기신호를 수신하여 상기 EPS 모터(5)를 제어하는 EPS 컨트롤러(4)와, 상기 EPS 모터(5)를 센싱하여 상기 스텝모터 컨트롤러로 전기신호를 발생시키는 각도 피드백 센서(6)를 포함하는 EPS 시스템에 있어서,
   입력단이 상기 스텝모터 컨트롤러(3a)와 전기적으로 연결되고 출력단이 상기 EPS 모터(5)와 커플링부를 매개로 하여 기계적으로 연결되며, 스텝모터이고, 공급되는 전류가 차단될 때에 자체의 관성질량으로 제동효과를 발생시키는 브레이크 모터(10)를 포함하며,
   상기 스텝모터 컨트롤러(3a)는,
   상기 스텝모터(2)의 출력이 제로(zero)일 경우 상기 브레이크 모터(10)에 공급되는 전류를 차단하여 상기 제동효과에 의하여 상기 EPS 모터(5)의 회전을 억제하여 이미 설정된 설정 조향방향을 고정시키고,
   상기 스텝모터(2)의 출력이 제로가 아닐 경우 상기 브레이크 모터(10)에 전류를 공급하여 상기 EPS 모터(5)와 함께 회전시키는 것
   인 EPS 시스템의 주행 오류 방지장치.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 커플링부는 상기 브레이크 모터(10)와 상기 EPS 모터(5)를 기어 대 기어로 치합시키는 기어단(gears module)인 것인 EPS 시스템의 주행 오류 방지장치.
   
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