KR19990079673A - 차량의 파워 스티어링 제어장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

모터를 사용하는 전동식 파워 스티어링장치에서 모터에 과전류가 유입되는 것을 방지하여 파워 스티어링 구동회로를 보호하기 위한 차량의 파워 스티어링 제어장치에 관한 것이다. 상기 차량의 파워 스티어링 제어장치는 모터를 사용하는 차량의 파워 스티어링 제어장치에 있어서, 상기 차량의 차속과 조향상태에 따라 상기 모터로 제어신호를 출력하며, 부하 구동회로의 정상적인 상황과 부하 구동회로의 이상모드 검출상황에 따라 미리 설정된 제어신호를 상기 모터로 출력하는 제어기와, 상기 제어기와 모터의 사이에 접속되는 저항의 양단에서 발생하는 전압강하를 검출하여 상기 제어기로 검출된 신호를 입력하는 전압검출부와, 상기 전압검출부의 입력값에 따라 부하구동회로의 이상검출시 운전자에게 경고메시지를 출력하는 경고부등을 포함하여 구성한다. 상기 차량의 파워 스티어링 제어장치는 모터를 사용하는 전동식 파워 스티어링의 부하에 필요이상의 과전류가 유입되어도 이를 감지하여 부하 구동회로를 정상적으로 제어할 수 있는 효과가 있다.

Description

차량의 파워 스티어링 제어장치 및 방법

본 발명은 차량의 파워 스티어링 제어장치에 관한 것으로서, 특히 모터를 사용하는 전동식 파워 스티어링장치에서 모터에 과전류가 유입되는 것을 방지하여 파워 스티어링 구동회로를 보호하기 위한 차량의 파워 스티어링 제어장치에 관한 것이다.

통상적으로 차량의 파워 스티어링에서 핸들 조향력은 차량의 속도 상승에 따라 가벼워진다. 즉, 차량을 정지해놓고 핸들을 돌릴 때보다도 차량이 주행 할 때 쉽게 돌아가고, 차량의 속도를 올리면 보다 쉽게 핸들조작이 이루어진다. 상기 파워 스티어링은 전기 모터로 구동되는 유압 펌프 방식과 전기 모터 그 자체로 실행하는 방식이 있다.

종래의 파워 스티어링에서 전동식 모터를 사용하는 방식은 상기 모터의 회전수를 차속에 따라 변화시키며, 공전 및 저속시에는 가볍고 중·고속시에서는 조향력을 무겁게 제어하는 방법이다.

위와 같은 방법으로 차량의 파워 스티어링을 제어할 때 모터로 유입되는 이상 과전류로 인해 부하를 구동하는 회로소자는 기능을 상실하게 되며, 차량의 속도에 따른 실제적인 모터 제어가 이루어지기 어려운 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은 모터를 사용한 전동식 파워 스티어링의 부하인 모터에 이상원인으로 인해 규정된 값 이상의 과전류가 유입될 시 이를 판단하여 부하구동회로를 보호할 수 있는 차량의 파워 스티어링 제어장치를 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 모터를 사용하는 차량의 파워 스티어링 제어장치에 있어서, 상기 차량의 차속과 조향상태에 따라 상기 모터로 제어신호를 출력하며, 부하 구동회로의 정상적인 상황과 부하 구동회로의 이상모드 검출상황에 따라 미리 설정된 제어신호를 상기 모터로 출력하는 제어기와, 상기 제어기와 모터의 사이에 접속되는 저항의 양단에서 발생하는 전압강하를 검출하여 상기 제어기로 검출된 신호를 입력하는 전압검출부와, 상기 전압검출부의 입력값에 따라 부하구동회로의 이상검출시 운전자에게 경고메시지를 출력하는 경고부등을 포함하여 구성하는 것을 특징으로 한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 차량의 파워 스티어링 제어장치의 전기배선도.

도 2는 도 1에 도시된 차량의 파워 스티어링 제어장치의 부하 구동회로에 과전류가 흐르는 비정상적인 상황에서도 차량의 주행상태에 따른 정상적인 부하전류를 흘려줄 수 있도록 제어기로부터 발생되는 PWM신호의 출력상태를 도시한 도면이다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 차량의 파워 스티어링 제어장치의 제어흐름도.

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기에 본 발명을 설명함에 있어서, 공지된 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 하기 위하여 생략됨을 유의하여야 한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 차량의 파워 스티어링 제어장치의 전기배선도이다. 도 2는 도 1에 도시된 차량의 파워 스티어링 제어장치의 부하 구동회로에 과전류가 흐르는 비정상적인 상황에서도 차량의 주행상태에 따른 정상적인 부하 전류를 흘려줄 수 있도록 제어기 16로부터 발생되는 PWM신호의 출력상태를 도시한 도면이다.

상기 PWM신호는 제어기 16로부터 발생되는 제어명령에 대응하는 부하 24를 선택적으로 활성화/비활성화시키기 위한 펄스 폭 변조(Pulse Width Modulation : 이하 "PWM"이라 칭함)신호를 지칭한다.

도 1을 참조하면 본 발명의 일실시예에 따른 차량의 파워 스티어링 제어장치는 모터를 사용하는 차량의 파워 스티어링 제어장치에 있어서, 상기 차량의 차속과 조향상태에 따라 상기 모터로 제어신호를 출력하며, 부하 구동회로의 정상적인 상황과 부하 구동회로의 이상모드 검출상황에 따라 미리 설정된 제어신호를 상기 모터로 출력하는 제어기 16과, 상기 제어기 16과 모터의 사이에 접속되어 저항 R2 20의 양단에서 발생하는 전압강하를 검출하여 상기 제어기 16으로 검출된 신호를 출력하는 전압검출부 22와, 상기 전압검출부 22의 입력값에 따라 부하 구동회로의 이상검출시 운전자에게 경고메시지를 출력하는 경고부 26등을 포함하여 구성한다. 상기 전압검출부 22는 비반전 증폭 작용을 하는 비교기이다.

상기 본 발명의 일실시예에 따른 차량의 파워 스티어링 제어장치는 부하 24에 원치 않는 과전류가 흐르더라도 이를 감지하여 정상적인 상황과 차이 없이 부하 24를 동작시킬 수 있으며, 또한 과전류로부터 부하 구동회로를 보호할 수 있다.

도 1과 도 2를 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 차량의 파워 스티어링 제어장치의 동작을 설명한다.

먼저 상기 제어기 16은 차량의 정지시, 저속시 및 중·고속시의 형태를 차속센서 12로부터 입력되는 신호에 의해 판별하고, 차량의 조향상태는 조향각 검출센서 14의 출력신호에 의해 판별한다. 상기 제어기 16은 상기 차속센서 12와 조향각 검출센서 14의 출력값을 읽어 이에 해당하는 부하 24를 구동하는 전압을 제어하는 PWM신호를 출력한다. 상기 제어기 16은 이러한 신호로 도 1에 도시된 부하 구동회로를 동작시켜 부하 24인 모터의 전류를 제어하므로써 차량의 주행상태에 감응하도록 핸들의 회전토크를 조절한다. 상기 PWM신호는 소정의 필터로 필터링하여 "온/오프" 듀티에 따른 소정 레벨의 전압으로 출력할 수 있다. 이와 같은 상태에서 제어기 16로부터 발생되는 PWM신호의 출력에 따라 트랜지스터 18이 "온" 되면 양단이 전압검출부 22에 접속된 저항 R2 20을 통해 부하 24로 전류가 공급된다. 이때 저항 R2 20에 걸리는 전압 레벨은 전압검출부 22인 비교기에 의해 소정 레벨 증폭되어 제어기 16으로 피드백된다. 이와 같은 상태에서 부하 구동회로에 과전류가 흐르게 되면 저항 R2 20의 양단에 전압강하를 유발하게 된다. 상기 제어기 16은 비교기로부터 귀환되어 인가된 전압 레벨의 오차를 검출하여 부하 구동회로의 이상유무를 판단한다. 상기 제어기 16은 부하 구동회로의 이상이 검출된다고 판단되면 트랜지스터 18의 베이스단으로 입력되는 부하 구동 출력 제어신호를 차단하여 부하 24로 흐르는 전류의 공급을 일정시간동안 차단한다. 상기 트랜지스터 18의 에미터단에는 플라이휘일 다이오드(fly wheel diode) D1과 센싱저항 R2 20이 연결되어 있다. 트랜지스터 18의 에미터단과 센싱저항 R2 20의 출력단은 각각 전압검출부 22와 연결된다. 상기 제어기 16은 일정시간이 경과된 후에 부하 24를 동작시키고, 만일 전압검출부 22의 출력신호가 부하 구동회로에 과전류가 흐르지 않는 상태로 판단되면 정상적인 부하 구동을 행하게 한다.

한편 상기 제어기 16은 부하 구동회로의 이상이 재차 검출된다고 판단되면 경고부 26을 구동하여 운전자에게 경고메시지를 전한다. 그리고 상기 제어기 16은 도 2에서 동작주기 "t"를 조절하므로써 부하 24에 흐르는 전류의 전체적인 크기를 조절할 수 있다. 즉, 부하 24에 흐르는 전체적인 전류의 크기는 순간 흐르는 전류의 평균값이기 때문에 결국 제어기 16은 동작주기 "t"를 조절하여 과전류가 흐를 수 있는 비정상적인 상황에서도 부하 24에 흐르는 전류를 조절하여 정상적인 부하 구동을 수행할 수 있게 한다. 도 2에 표시된 전류 i는 도 1에 도시된 제어기 16이 부하 구동회로에 유입되는 과전류의 흐름여부를 확인하기 위하여 부하 구동회로를 "온" 시키는 동안 부하 24에 흐르는 전류의 크기이다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 차량의 파워 스티어링 제어장치의 제어 흐름도이다.

상술한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시예인 차량의 파워 스티어링 제어장치의 제어과정을 상세히 설명한다.

먼저 차량이 주행중인 상태에서 차속센서 12와 조향각 검출센서 14로부터 각각 검출된 출력값이 제어기 16으로 입력됨을 가정한다.

지금, 도 1과 같은 장치가 동작되면 제어기 16은 도 3의 101과정에서 부하 구동상태인가를 검출한다. 상기 제어기 16은 101과정에서 부하 구동상태라고 판단되면 102과정으로 진행하여 전압검출부 22의 출력값을 읽어 부하 구동회로에 과전류가 흐르는 비정상적인 상태를 검출한다. 상기 제어기 16은 102과정에서 부하 구동회로에 이상이 검출되면 103과정으로 진행하여 부하 구동 정지 제어신호를 출력한다. 상기 제어기 16은 104과정으로 진행하여 일정시간 대기한다. 상기 제어기 16은 104과정에서 일정시간이 경과된 후 105과정으로 진행하여 부하 구동회로에 부하 24를 구동하기 위한 출력제어신호를 인가한다. 상기 제어기 16은 106과정으로 진행하여 전압검출부 22의 출력값을 다시 읽어 부하 구동회로에 과전류가 흐르는 비정상적인 상태를 검출한다. 상기 제어기 16은 106과정에서 부하 구동회로에 이상이 검출되면 107과정으로 진행하여 경고부 26을 구동하는 제어신호를 출력하여 운전자에게 파워 스티어링의 상태가 비정상임을 경고한다. 상기 제어기 16은 108과정에서 부하 구동회로 이상모드시 차량의 주행상태에 따라 미리 설정된 저장값으로 모터를 구동하는 출력신호를 제어한다.

만약, 상기 제어기 16은 101과정, 102과정, 106과정에서 부하 구동상태가 정상적이라고 판단되면 전술한 일련의 과정을 종료한다.

상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 차량의 파워 스티어링 제어장치는 모터를 사용하는 전동식 파워 스티어링의 부하에 필요이상의 과전류가 유입되어도 이를 감지하여 부하 구동회로를 정상적으로 제어할 수 있는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 모터를 사용하는 차량의 파워 스티어링 제어장치에 있어서,

   상기 차량의 차속과 조향상태에 따라 상기 모터로 제어신호를 출력하며, 부하 구동회로의 정상적인 상황과 부하 구동회로의 이상모드 검출상황에 따라 미리 설정된 제어신호를 상기 모터로 출력하는 제어기와,

   상기 제어기와 모터의 사이에 접속되는 저항의 양단에서 발생하는 전압강하를 검출하여 상기 제어기로 검출된 신호를 입력하는 전압검출부와,

   상기 전압검출부의 입력값에 따라 부하구동회로의 이상검출시 운전자에게 경고메시지를 출력하는 경고부를 포함하여 구성함을 특징으로 하는 차량의 파워 스티어링 제어장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 제어기와 저항의 사이에 스위칭 트랜지스터가 접속됨을 특징으로 하는 차량의 파워 스티어링 제어장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 전압검출부는 비반전 증폭 작용을 하는 비교기로 구성됨을 특징으로 하는 차량의 파워 스티어링 제어장치.
4. 모터를 사용하는 차량의 파워 스티어링 제어방법에 있어서,

   차량의 차속과 조향상태를 검출하여 미리 설정된 데이터 값에 따른 정상적으로 모터를 제어하는 과정과,

   상기 모터를 구동하는 회로에 이상이 검출되면 모터를 일시 정지하는 출력제어신호를 발생하는 과정과,

   상기 모터의 일시정지상태를 카운트하여 일정시간 경과후 모터를 재 구동하는 출력제어신호를 발생하는 과정과,

   상기 모터를 재 구동한 상태에서 상기 모터 구동회로에 이상이 검출되면 운전자에게 경고 표시하는 출력제어신호를 발생하는 과정과,

   상기 모터 구동회로의 이상모드상태에 따라 미리 설정된 모터 구동회로를 제어하는 출력신호를 발생하는 과정을 포함하여 구성함을 특징으로 하는 차량의 파워 스티어링 제어방법.