KR20040035144A - 횡풍외력제어기능이 구비된 일렉트로닉 파워 스티어링 장치 - Google Patents

횡풍외력제어기능이 구비된 일렉트로닉 파워 스티어링 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 횡풍외력제어기능이 구비된 일렉트로닉 파워 스티어링 장치에 관한 것으로 종래의 EPS장치에 부가적인 센서류와 제어알고리즘을 부가하여 횡풍외력의 영향을 억제함으로써 주행안정성을 향상시키고 교통사고를 미연에 방지할 수 있는 수단을 제공하는 것을 목적으로 한다.
이를 위하여 본 발명은 일렉트로닉 파워 스티어링 장치에 있어서, 차속을 검출하는 차속 센서와, 조향토크를 검출하는 조향토크 센서로 구성이 되는 피니언 타입 EPS 센서부와, 조향각을 검출하는 조향각 센서와, 횡가속도를 검출하는 횡가속 센서와, 요 빌로서티를 검출하는 요 빌로서티 센서로 구성이 되는 부가 센서부와, 상기 각종 센서로부터의 신호를 입력받아 횡풍외력과 도로경사면외력성분을 분리하여 추정하는 어브저버(observer)부와, 상기 어브저버부의 추정치중에서 횡풍외력만을 억제하는 보조 조향력을 제어하기 위한 전류치를 산출하고 이를 직류모터 구동부로 출력하는 컨트롤러부와, 상기 컨트롤러부로부터의 출력신호에 의하여 EPS 시스템의 직류 모터를 구동하는 모터 구동부를 포함하는 ECU(Electronic Control Unit)부로 구성이 되는 것에 특징이 있다.

Description

횡풍외력제어기능이 구비된 일렉트로닉 파워 스티어링 장치{Electronic Power Steering system with control function of aerodynamic force from cross wind}
본 발명은 일렉트로닉 파워 스티어링 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 횡풍외력제어기능이 구비된 일렉트로닉 파워 스티어링 장치에 관한 것이다.
일반적으로 차량용 일렉트로닉 파워 스티어링(EPS : Electronic Power Steering)이라 함은 차량의 속도에 따라 스티어링 핸들의 조작력을 줄여주어 가볍고 신속한 조향조작을 하기 위한 것이다.
일반적으로 종래의 차량용 일렉트로닉 파워 스티어링의 구조를 살펴보면, 엔진의 구동에 의하여 유압을 발생시키는 오일펌프와, 스티어링 컬럼의 내부에 장착되고 스티어링 핸들의 조작에 따라 유압의 공급을 변환하는 콘트롤 밸브와, 오일을 저장하는 리저버와, 상기 콘트롤 밸브의 양측과 연결되어 오일이 공급되는 동력 실린더와, 상기 동력 실린더의 내부에 장착된 피스톤 로드 등으로 구성이 되고 있다.
도 1은 종래의 실시예에 따른 피니온(pinion) 타입 일렉트로닉 파워 스티어링 장치를 개략적으로 나타내고 있으며,
차속을 검출하는 차속센서(101)와, 조향토크(torque)를 검출하는 조향토크 센서(102)로 구성이 되는 피니온 EPS 센서부와,
상기 피니온 EPS 센서부의 각 센서들로부터 차속, 조향토크에 대한 정보를 입력받아 이를 토대로 직류 모터(403)를 제어하기 위한 전류를 출력시키는ECU부(201)로 구성이 되며,
보다 상세하게 설명하면, 상기 ECU부(201)는 직류 모터를 제어하기 위한 전류치를 산출하는 컨트롤러부(203)와, 상기 컨트롤러부의 제어신호에 의하여 듀티(duty)신호를 발생시키는 듀티신호발생부(401)와 상기 듀티신호발생부로부터의 출력신호를 직류모터에 직접 입력전류로 가하기 위한 구동회로부(402) 등으로 구성이 되고 있다.
직류 모터(403)는 상기 컨트롤러로부터의 전류량에 따라 스티어링 에포트(Steering effort)를 변화시켜 주는 기능을 수행하고 있다.
통상적으로 운전자는 조향장치로써 계획된 궤도로부터의 변경을 하고 있으나 주행중인 차량은 항상 예측할 수 없는 회측외력에 영향을 받고 있다.
상기 횡측외력은 횡풍외력과 도로경사면외력으로 이루어지고 있으며, 이중 횡풍외력은 주행안전에 장애를 줄 수 있는 요소로 교통사고를 유발할 수 도 있다.
그러나, 상기한 종래의 EPS로는 횡풍외력의 영향을 억제할 수 없다는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 종래의 EPS장치에 부가적인 센서류와 제어알고리즘을 부가하여 횡풍외력의 영향을 억제함으로써 주행안정성을 향상시키고 교통사고를 미연에 방지할 수 있는 수단을 제공함에 그 목적이 있다.
도 1은 종래의 실시예에 따른 일렉트로닉 파워 스티어링 장치를 개략적으로 나타내는 블록도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 횡풍외력제어기능이 구비된 일렉트로닉 파워 스티어링 장치의 작동상태를 나타내는 블록도.
♣ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ♣
101 : 피니언 타입 EPS 센서부 102 : 부가 센서부
103 : 차속 센서 104 : 조향토크 센서
105 : 조향각 센서 106 : 요 빌로서티 센서
107 : 횡가속 센서
201 : ECU부 202 : 어브저버부
203 : 컨트롤러부 204 : 직류 모터구동부
301 : 조향 시스템
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 횡풍외력제어기능이 구비된 일렉트로닉 파워 스티어링 장치는 일렉트로닉 파워 스티어링 장치에 있어서, 차속을 검출하는 차속 센서(103)와, 조향토크를 검출하는 조향토크 센서(104)로 구성이 되는 피니언 타입 EPS 센서부(101)와, 조향각을 검출하는 조향각 센서(105)와, 횡가속도를 검출하는 횡가속 센서(107)와, 요 빌로서티를 검출하는 요 빌로서티 센서(106)로 구성이 되는 부가 센서부(102)와, 상기 각종 센서로부터의 신호를 입력받아 횡풍외력과 도로경사면외력성분을 분리하여 추정하는 어브저버(observer)부(202)와, 상기 어브저버부의 추정치중에서 횡풍외력만을 억제하는 보조 조향력을 제어하기 위한 전류치를 산출하고 이를 직류모터 구동부(204)로 출력하는 컨트롤러부(203)와, 상기 컨트롤러부로부터의 출력신호에 의하여 EPS 시스템의 직류 모터를 구동하는 모터 구동부(204)를 포함하는 ECU(Electronic Control Unit)부(201)로 구성이 되며, 상기 ECU로부터의 신호에 의하여 조향 시스템(301)내의 직류 모터를 구동하게 되며, 상기 직류 모터는 브러시리스(blushless) 직류모터로 구성이 되는 것이 바람직하다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여, 첨부 도면을 참조하여 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 횡풍외력제어기능이 구비된 일렉트로닉 파워 스티어링 장치의 작동상태를 나타내고 있으며, 피니언 타입(pinion type) EPS센서부는 차속을 검출하는 차속 센서와, 조향토크를 검출하는 조향토크 센서로 구성이 되며 이는 기존의 조향 시스템에 적용이 되고 있는 수단이다.
부가 센서부는 본 발명에서 부가적으로 구성이 되고 있는 수단으로서 조향각을 검출하는 조향각 센서와, 횡가속도를 검출하는 횡가속 센서와, 요 빌로서티(yaw velocity)를 검출하는 요 빌로서티 센서로 구성이 된다.
ECU부는 상기 피니언 타입 EPS 센서부와 부가 센서부의 각종 센서로부터의 신호를 입력받아 횡풍외력과 도로경사면외력성분을 분리하여 연산, 추정하는 어브저버(observer)부와, 상기 어브저버부의 연산, 추정치중에서 횡풍외력성분만을 분리한 후 횡풍외력을 억제하기 위한 직류 모터의 제어 전류치를 산출하고 이를 직류모터 구동부로 출력하는 컨트롤러부와, 상기 컨트롤러부로부터의 출력신호에 의하여 EPS 시스템의 직류 모터를 직접 구동하는 모터 구동부로 구성이 되고 있다. 상기 모터 구동방식에 있어서는 듀티제어(duty control)보다는 선형적인 전류제어 방식이 많이 적용되고 있는 바, 이는 직류 모터를 듀티제어할 때 발생할 수 있는 시스템의 미약한 진동을 방지하고자 함이다.
상기한 바와 같이, 본 발명에 관한 횡풍외력제어기능이 구비된 일렉트로닉 파워 스티어링 장치에 의하면, 종래의 EPS장치에 부가적인 센서류와 제어알고리즘을 부가하여 횡풍외력의 영향을 억제함으로써 주행안정성을 향상시키고 교통사고를 미연에 방지할 수 있다.

Claims (2)

  1. 일렉트로닉 파워 스티어링 장치에 있어서,
    차속을 검출하는 차속 센서와, 조향토크를 검출하는 조향토크 센서로 구성이 되는 피니언 타입 EPS 센서부와;
    조향각을 검출하는 조향각 센서와, 횡가속도를 검출하는 횡가속 센서와, 요 빌로서티를 검출하는 요 빌로서티 센서로 구성이 되는 부가 센서부와;
    상기 각종 센서로부터의 신호를 입력받아 횡풍외력과 도로경사면외력성분을 분리하여 추정하는 어브저버부와, 상기 어브저버부의 추정치중에서 횡풍외력만을 억제하는 보조 조향력을 제어하기 위한 전류치를 산출하고 이를 직류모터 구동부로 출력하는 컨트롤러부와, 상기 컨트롤러부로부터의 출력신호에 의하여 EPS 시스템의 직류 모터를 구동하는 모터 구동부를 포함하는 ECU부로 구성이 되는 것을 특징으로 하는 횡풍외력제어기능이 구비된 일렉트로닉 파워 스티어링 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 직류모터는 브러시리스 직류모터로 구성이 되는 것을 특징으로 하는 횡풍외력제어기능이 구비된 일렉트로닉 파워 스티어링 장치.
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