KR20030055867A

KR20030055867A - 전자제어 파워 스티어링 시스템에서의 조타력 가변 제어방법

Info

Publication number: KR20030055867A
Application number: KR1020010085986A
Authority: KR
Inventors: 조준형
Original assignee: 주식회사 만도
Priority date: 2001-12-27
Filing date: 2001-12-27
Publication date: 2003-07-04
Also published as: KR100723716B1

Abstract

본 발명은 차량의 엔진 속도를 점검하고, 모터의 최대 제한 전류를 제어함으로써 차량의 점화 스위치를 온/오프하는 경우에 발생하는 운전자 핸들의 이상 떨림을 방지하고 위급한 상황에서도 EPS 시스템에 의한 조향이 이루어질 수 있도록 한 EPS 시스템에서의 조타력 가변 제어방법에 관한 것으로, 차량의 점화 스위치가 온되었는지를 판단하여, 점화 스위치가 온되었으면 차량의 엔진 속도가 일정 속도 이상인지를 판단하는 제1 엔진 속도 판단 단계와, 상기 제1 엔진 속도 판단 단계의 판단 결과, 차량의 엔진 속도가 일정 속도 이상이라면 차량의 비상 스위치가 온되었는지를 판단하는 비상 스위치 온/오프 판단 단계와, 상기 비상 스위치 온/오프 판단 단계의 판단 결과, 비상 스위치가 오프된 상태라면 점화 스위치 온/오프시 모터의 최대 제한 전류를 서서히 증가/감소시키는 노말 소프트웨어 루틴을 수행하는 노말 소프트웨어 루틴 수행 단계와, 상기 비상 스위치 온/오프 판단 단계의 판단 결과, 비상 스위치가 온되었으면 차량의 엔진 속도가 일정 속도 이상인지를 다시 한번 판단하여, 차량의 엔진 속도가 일정 속도 이상이라면 상기 노말 소프트웨어 루틴 수행 단계로 진행하여 노말 소프트웨어 루틴을 수행하고, 차량의 엔진 속도가 일정 속도 이상이 아니라면 비상 스위치의 온동작에 따른 입력신호를 이용하여 점화 스위치 온/오프시 모터의 최대 제한 전류를 서서히 증가/감소시키는 비상 소프트웨어 루틴을 수행하는 비상 소프트웨어 루틴 수행 단계와, 상기 제1 엔진 속도 판단 단계의 판단 결과, 차량의 엔진 속도가 일정 속도 이상이 아니면서, 비상 스위치가 온되었으면 상기 비상 소프트웨어 루틴 수행 단계로 진행하여 비상 소프트웨어 루틴을 수행하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

전자제어 파워 스티어링 시스템에서의 조타력 가변 제어방법{STEERING FORCE VARIABLE CONTROL METHOD IN EPS SYSTEM}

본 발명은 전자제어 파워 스티어링(Electronic Power Steering ; 이하, 'EPS'라 칭함) 시스템에서의 조타력 가변 제어방법에 관한 것으로, 특히 차량의 엔진 속도(Engine Speed)를 점검하고, 모터의 최대 제한 전류를 제어함으로써 차량의 점화 스위치를 온/오프하는 경우에 발생하는 운전자 핸들의 이상 떨림을 방지하고 위급한 상황에서도 EPS 시스템에 의한 조향이 이루어질 수 있도록 한 EPS 시스템에서의 조타력 가변 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.

한편, 상기와 같은 ECU를 이용하여 차량의 속도에 따라 운전자 핸들의 조작력을 줄여주어 가볍고 신속한 조향 조작이 가능하도록 한 EPS 시스템은 도 1에 도시된 바와 같이, 차량의 속도를 검출하는 차속 센서, 모터의 상대 조향각을 검출하는 모터 위치 센서, 운전자 핸들의 토오크를 검출하는 토오크 센서 등의 센서부(1)와, 상기 센서부(1)에서 검출되는 각종 입력신호에 따라 운전자 핸들의 조작력을 줄여주기 위한 모터 제어신호 및 구동신호를 출력하는 ECU(2)와, 상기 ECU(2)에서 출력되는 모터 제어신호 및 구동신호에 따라 모터의 구동을 제어하고, 모터의 구동에 따른 출력으로 랙바를 구동시키는 모터 제어 및 구동부(3)로 크게 이루어진다.

도 2는 종래 점화 스위치를 온/오프한 경우의 EPS 시스템의 각 부 타이밍도로서, 초기 EPS 시스템에 대한 스타트 업(Start Up)시 점화 스위치를 온시키게 되면 바로 ECU에 대한 파워 소스가 온되어 EPS 시스템 전체의 파워 공급이 이루어지면서, 1초 동안 초기 체크(Initial Check)를 실시한 후 이상이 없을 경우 페일-세이프 릴레이(Fail-Safe Relay)를 온시킨다.

그리고, 점화 스위치를 오프시키게 되면 ECU에 대한 파워 소스가 오프되어 EPS 시스템 전체의 파워 공급이 중단되면서 상기 페일-세이프 릴레이도 동시에 오프되게 된다.

상기와 같이 종래 EPS 시스템은 전원의 입력 유무에 따라 일정 시간(1초) 지연 후에 바로 모터의 전원 공급이 가능하도록 되어 있다.

이러한 경우 지연 시간이 짧을수록 초기 운전자의 조타력에 따른 보조 조타력의 발생은 빠르다고 할 수 있으나, 점화 스위치의 온/오프시 운전자 핸들이 덜컥거릴 수 있는 문제점이 있었다.

즉, 전원 공급의 온/오프에 따른 토오크 입력신호의 갑작스런 변화가 모터를 구동하게 되고 이것이 운전자 핸들의 이상 떨림을 발생시키게 되는 것이다.

또한, 시동이 걸려있지 않은 상태에서 모터를 연속적으로 구동하면 배터리의 소비가 증가하여 배터리의 방전을 유발할 수 있으며, 돌발적인 사고로 인한 위급한 상황에서 EPS 시스템이 제대로 작동되지 않게 되는 단점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 그 목적은 차량의 점화 스위치를 온/오프하는 경우 차량의 엔진 속도를 점검하여 점화 스위치 온시 엔진 속도가 일정 속도 이상이면 모터의 최대 제한 전류를 서서히 증가시키고, 점화 스위치 오프시 모터의 최대 제한 전류를 서서히 감소시킴으로써 차량의 점화 스위치를 온/오프하는 경우에 발생하는 운전자 핸들의 이상 떨림을 방지하고 위급한 상황에서도 EPS 시스템에 의한 조향이 이루어질 수 있도록 한 EPS 시스템에서의 조타력 가변 제어방법을 제공하는 데에 있다.

도 1은 일반적인 EPS 시스템의 간략한 블록 구성도,

도 2는 종래 점화 스위치를 온/오프한 경우의 EPS 시스템의 각 부 타이밍도,

도 3은 본 발명에 의한 EPS 시스템에서의 조타력 가변 제어방법을 보인 동작 흐름도,

도 4는 본 발명에 의한 점화 스위치를 온/오프한 경우의 EPS 시스템의 각 부 타이밍도,

도 5는 본 발명에 의한 비상 스위치를 온/오프한 경우의 EPS 시스템의 각 부 타이밍도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 센서부

2 : ECU

3 : 모터 제어 및 구동부

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 EPS 시스템에서의 조타력 가변 제어방법은, 차량의 점화 스위치가 온되었는지를 판단하여, 점화 스위치가 온되었으면 차량의 엔진 속도가 일정 속도 이상인지를 판단하는 제1 엔진 속도 판단 단계와, 상기 제1 엔진 속도 판단 단계의 판단 결과, 차량의 엔진 속도가 일정 속도 이상이라면 차량의 비상 스위치가 온되었는지를 판단하는 비상 스위치 온/오프 판단 단계와, 상기 비상 스위치 온/오프 판단 단계의 판단 결과, 비상 스위치가 오프된 상태라면 점화 스위치 온/오프시 모터의 최대 제한 전류를 서서히 증가/감소시키는 노말 소프트웨어 루틴을 수행하는 노말 소프트웨어 루틴 수행 단계와, 상기 비상 스위치 온/오프 판단 단계의 판단 결과, 비상 스위치가 온되었으면 차량의 엔진 속도가 일정 속도 이상인지를 다시 한번 판단하여, 차량의 엔진 속도가 일정 속도 이상이라면 상기 노말 소프트웨어 루틴 수행 단계로 진행하여 노말 소프트웨어 루틴을 수행하고, 차량의 엔진 속도가 일정 속도 이상이 아니라면 비상 스위치의 온동작에 따른 입력신호를 이용하여 점화 스위치 온/오프시 모터의 최대 제한 전류를 서서히 증가/감소시키는 비상 소프트웨어 루틴을 수행하는 비상 소프트웨어 루틴 수행 단계와, 상기 제1 엔진 속도 판단 단계의 판단 결과, 차량의 엔진 속도가 일정 속도 이상이 아니면서, 비상 스위치가 온되었으면 상기 비상 소프트웨어 루틴수행 단계로 진행하여 비상 소프트웨어 루틴을 수행하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 의한 EPS 시스템에서의 조타력 가변 제어방법을 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명에 의한 EPS 시스템에서의 조타력 가변 제어방법을 보인 동작 흐름도로서, 먼저 점화 스위치 온/오프 판단 단계(S1)에서 차량의 점화 스위치가 온되었는지를 판단하고, 점화 스위치가 온되었으면 제1 엔진 속도 판단 단계(S2)로 진행하여 차량의 엔진 속도, 즉 RPM이 일정 속도(500 RPM) 이상인지를 판단한다.

상기 제1 엔진 속도 판단 단계(S2)의 판단 결과, 차량의 엔진 속도가 500 RPM 이상이라면 제1 비상 스위치 온/오프 판단 단계(S3)로 진행하여 차량의 비상 스위치가 온되었는지를 판단한다.

상기 제1 비상 스위치 온/오프 판단 단계(S3)의 판단 결과, 비상 스위치가 오프된 상태라면 노말 소프트웨어 루틴(Normal S/W Routine) 수행 단계(S4)로 진행하여 본 발명에 의한 노말 소프트웨어 루틴을 수행하고, 비상 스위치가 온되었으면 제2 엔진 속도 판단 단계(S5)로 진행하여 차량의 엔진 속도가 500 RPM 이상인지를 다시 한번 판단한다.

상기 제2 엔진 속도 판단 단계(S5)의 판단 결과, 차량의 엔진 속도가 500 RPM 이상이라면 상기 노말 소프트웨어 루틴 수행 단계(S4)로 진행하여 본 발명에 의한 노말 소프트웨어 루틴을 수행한 후 제1 비상 스위치 온/오프 판단 단계(S3)로 복귀하고, 차량의 엔진 속도가 500 RPM 이상이 아니라면 비상 소프트웨어 루틴 수행 단계(S6)로 진행하여 본 발명에 의한 비상 소프트웨어 루틴을 수행한 후 역시 제1 비상 스위치 온/오프 판단 단계(S3)로 복귀한다.

한편, 상기 제1 엔진 속도 판단 단계(S2)의 판단 결과, 차량의 엔진 속도가 500 RPM 이상이 아니면 제2 상기 비상 스위치 온/오프 판단 단계(S7)로 진행하여 차량의 비상 스위치가 온되었는지를 판단한다.

상기 제2 비상 스위치 온/오프 판단 단계(S7)의 판단 결과, 비상 스위치가 온되었으면 상기 제2 엔진 속도 판단 단계(S5)를 수행할 필요없이 직접 비상 소프트웨어 루틴 수행 단계(S8)로 진행하여 본 발명에 의한 비상 소프트웨어 루틴을 수행한다.

상기 제2 비상 스위치 온/오프 판단 단계(S7)의 판단 결과, 비상 스위치가 오프된 상태이거나 상기 비상 소프트웨어 루틴 수행 단계(S8)를 수행한 후에는 상기 제1 엔진 속도 판단 단계(S2)로 복귀한다.

여기서, 상기 노말 소프트웨어 루틴은 점화 스위치의 온/오프시 모터의 최대 제한 전류를 증가시키거나 감소시키는 제어방법을 말한다.

즉, 점화 스위치를 온시킨 후 엔진 속도가 500 RPM 이상이면 1초 동안 초기 체크를 실시한 후 페일-세이프 릴레이를 온시키고, 페일-세이프 릴레이를 온시킨 후 일정 시간에 걸쳐 모터의 최대 제한 전류를 0A에서 45A까지 증가시킨다.

그리고, 셔트 다운(Shut Down)시 점화 스위치를 오프시킨 후에는 일정 시간에 걸쳐 모터의 최대 제한 전류를 45A에서 0A로 감소시키고, 점화 스위치를 오프시킨 후 일정 시간 지연한 후에 페일-세이프 릴레이를 오프시키고, 이어 일정 시간더 지연한 후에 ECU에 대한 파워 소스를 오프시켜 EPS 시스템 전체의 파워 공급을 중단시킨다.

한편, 상기 비상 소프트웨어 루틴은 비상 스위치의 온동작에 따른 입력신호를 이용하여 점화 스위치의 온/오프시 모터의 최대 제한 전류를 증가시키거나 감소시키는 제어방법을 말한다.

즉, 비상 스위치가 온된 상태에서 이 비상 스위치의 온동작에 따른 입력신호를 통해 점화 스위치를 온시키면 1초 동안 초기 체크를 실시한 후 페일-세이프 릴레이를 온시키고, 페일-세이프 릴레이를 온시킨 후 일정 시간에 걸쳐 모터의 최대 제한 전류를 0A에서 45A까지 증가시킨다.

그리고, 비상 스위치가 온된 상태에서 점화 스위치를 오프시킨 후에는 일정 시간에 걸쳐 모터의 최대 제한 전류를 45A에서 0A로 감소시키고, 점화 스위치를 오프시킨 후 일정 시간 지연 후에 페일-세이프 릴레이를 오프시키고, 이어 일정 시간 지연 후에 ECU에 대한 파워 소스를 오프시켜 EPS 시스템 전체의 파워 공급을 중단시킨다.

도 4는 본 발명에 의한 점화 스위치를 온/오프한 경우의 EPS 시스템의 각 부 타이밍도이고, 도 5는 본 발명에 의한 비상 스위치를 온/오프한 경우의 EPS 시스템의 각 부 타이밍도로서, 이를 참조하여 본 발명에 의한 EPS 시스템에서의 조타력 가변 제어방법을 설명하면 다음과 같다.

도 4는 본 발명에 의한 점화 스위치를 온/오프한 경우의 EPS 시스템의 각 부 타이밍도로서, 점화 스위치를 온시키는 경우 바로 ECU에 대한 파워 소스를 온시키고, 상기 점화 스위치를 온시킨 후 엔진 속도가 500 RPM 이상이면 1초 동안 초기 체크를 실시한 후 페일-세이프 릴레이를 온시키고, 페일-세이프 릴레이를 온시킨 후 일정 시간(0. 9초)에 걸쳐 모터의 최대 제한 전류를 0A에서 45A까지 증가시킨다.

그리고, 점화 스위치를 오프시키는 경우에는 일정 시간(1. 7초)에 걸쳐 모터의 최대 제한 전류를 45A에서 0A로 감소시키고, 점화 스위치를 오프시킨 후 일정 시간(3. 3초) 지연한 후에 페일-세이프 릴레이를 오프시키고, 이어 일정 시간(0. 1초) 더 지연한 후에 ECU에 대한 파워 소스를 오프시켜 EPS 시스템 전체의 파워 공급을 중단시킨다.

즉, 점화 스위치를 오프시킨 후 바로 ECU에 대한 파워 소스를 오프시키는 것이 아니라 총 3. 4초의 일정 시간동안 ECU에 대한 파워 소스를 온시켰다가, 즉 파워 래치 모드(Power Latch Mode)를 적용하였다가 오프시키도록 하는 것이다.

상기와 같이 본 발명에서는 점화 스위치를 오프하는 경우 모터에 흐르는 최대 제한 전류를 0A로 낮추어 놓았기 때문에 토오크의 이상한 신호에 대해서도 모터가 구동되지 않아 운전자 핸들이 떨리는 현상을 제거할 수 있게 된다.

한편, 도 5는 본 발명에 의한 비상 스위치를 온/오프한 경우의 EPS 시스템의 각 부 타이밍도로서, 비상 스위치가 온된 상태에서 이 비상 스위치의 온동작에 따른 입력신호를 통해 점화 스위치를 온시키면 1초 동안 초기 체크를 실시한 후 페일-세이프 릴레이를 온시키고, 페일-세이프 릴레이를 온시킨 후 일정 시간(0. 9초)에 걸쳐 모터의 최대 제한 전류를 0A에서 45A까지 증가시킨다.

그리고, 비상 스위치가 온된 상태에서 점화 스위치를 오프시킨 후에는 일정 시간(1. 6초)에 걸쳐 모터의 최대 제한 전류를 45A에서 0A로 감소시키고, 점화 스위치를 오프시킨 후 일정 시간(3. 3초) 지연한 후에 페일-세이프 릴레이를 오프시키고, 점화 스위치를 오프시킨 후 파워 래치 모드의 적용을 통해 일정 시간동안 ECU에 대한 파워 소스 공급을 유지시켰다가 오프시킴으로써 EPS 시스템 전체의 파워 공급을 중단시킨다.

상기와 같이 본 발명에서는 돌발적인 사고로 인해 시동이 걸리지 않은 상태에서도 비상 스위치의 온동작에 따른 입력신호를 통해 모터를 구동함으로써 EPS 시스템에 의한 조향이 이루어질 수 있게 된다.

상기에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 차량의 점화 스위치를 온/오프하는 경우 차량의 엔진 속도를 점검하여 점화 스위치 온시 엔진 속도가 일정 속도 이상이면 모터의 최대 제한 전류를 서서히 증가시키고, 점화 스위치 오프시 모터의 최대 제한 전류를 서서히 감소시킴으로써 차량의 점화 스위치를 온/오프하는 경우에 발생하는 운전자 핸들의 이상 떨림을 방지할 수 있도록 하고, 위급한 상황에서도 비상 스위치의 온동작에 따른 입력신호를 통해 모터를 구동함으로써 EPS 시스템에 의한 보조 조타력이 가능하여 차량을 이동시켜 위급 상황을 대처할 수 있게 되는 효과가 있다.

Claims

차량의 점화 스위치가 온되었는지를 판단하여, 점화 스위치가 온되었으면 차량의 엔진 속도가 일정 속도 이상인지를 판단하는 제1 엔진 속도 판단 단계와,

상기 제1 엔진 속도 판단 단계의 판단 결과, 차량의 엔진 속도가 일정 속도 이상이라면 차량의 비상 스위치가 온되었는지를 판단하는 비상 스위치 온/오프 판단 단계와,

상기 비상 스위치 온/오프 판단 단계의 판단 결과, 비상 스위치가 오프된 상태라면 점화 스위치 온/오프시 모터의 최대 제한 전류를 서서히 증가/감소시키는 노말 소프트웨어 루틴을 수행하는 노말 소프트웨어 루틴 수행 단계와,

상기 비상 스위치 온/오프 판단 단계의 판단 결과, 비상 스위치가 온되었으면 차량의 엔진 속도가 일정 속도 이상인지를 다시 한번 판단하여, 차량의 엔진 속도가 일정 속도 이상이라면 상기 노말 소프트웨어 루틴 수행 단계로 진행하여 노말 소프트웨어 루틴을 수행하고, 차량의 엔진 속도가 일정 속도 이상이 아니라면 비상 스위치의 온동작에 따른 입력신호를 이용하여 점화 스위치 온/오프시 모터의 최대 제한 전류를 서서히 증가/감소시키는 비상 소프트웨어 루틴을 수행하는 비상 소프트웨어 루틴 수행 단계와,

상기 제1 엔진 속도 판단 단계의 판단 결과, 차량의 엔진 속도가 일정 속도 이상이 아니면서, 비상 스위치가 온되었으면 상기 비상 소프트웨어 루틴 수행 단계로 진행하여 비상 소프트웨어 루틴을 수행하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로하는 전자제어 파워 스티어링 시스템에서의 조타력 가변 제어방법.
제1항에 있어서, 상기 노말 소프트웨어 루틴이,

점화 스위치를 온시키는 경우, 점화 스위치를 온시킨 후 엔진 속도가 일정 속도 이상이면 1초 동안 초기 체크를 실시한 후 페일-세이프 릴레이를 온시키고, 페일-세이프 릴레이를 온시킨 후 일정 시간에 걸쳐 모터의 최대 제한 전류를 0A에서 45A까지 증가시키는 단계와,

상기 점화 스위치를 오프시키는 경우, 점화 스위치를 오프시킨 후 일정 시간에 걸쳐 모터의 최대 제한 전류를 45A에서 0A로 감소시키고, 점화 스위치를 오프시킨 후 일정 시간 지연한 후에 페일-세이프 릴레이를 오프시키고, 이어 일정 시간 더 지연한 후에 ECU에 대한 파워 소스를 오프시켜 EPS 시스템 전체의 파워 공급을 중단시키는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전자제어 파워 스티어링 시스템에서의 조타력 가변 제어방법.
제1항에 있어서, 상기 비상 소프트웨어 루틴이,

비상 스위치가 온된 상태에서 이 비상 스위치의 온동작에 따른 입력신호를 통해 점화 스위치를 온시키면 1초 동안 초기 체크를 실시한 후 페일-세이프 릴레이를 온시키고, 페일-세이프 릴레이를 온시킨 후 일정 시간에 걸쳐 모터의 최대 제한 전류를 0A에서 45A까지 증가시키는 단계와,

상기 비상 스위치가 온된 상태에서 점화 스위치를 오프시킨 후 일정 시간에걸쳐 모터의 최대 제한 전류를 45A에서 0A로 감소시키고, 점화 스위치를 오프시킨 후 일정 시간 지연 후에 페일-세이프 릴레이를 오프시키고, 이어 일정 시간 지연 후에 ECU에 대한 파워 소스를 오프시켜 EPS 시스템 전체의 파워 공급을 중단시키는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전자제어 파워 스티어링 시스템에서의 조타력 가변 제어방법.