KR20040101641A - Burglar protecting Electronic Power Steering System - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 운전자의 스티어링 휠 조작을 보조하는 전동식 파워스티어링 시스템에 관한 것으로, 특히 비상시(차량도난시)에 스티어링 휠의 조작이 불가능하도록 작동하여 도난방지 기능을 갖는 전동식 파워스티어링 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to an electric power steering system for assisting a driver's steering wheel operation, and more particularly, to an electric power steering system having an anti-theft function by operating the steering wheel in an emergency (vehicle theft).
파워스티어링이란 운전자의 스티어링 휠 조작을 보조하는 것으로, 유압을 이용한 유압식과 모터의 구동력을 이용한 전동식이 있는데, 본 발명은 전동식 파워스티어링에만 적용되는 시스템이다. 전동식 파워스티어링 시스템은 운전자가 스티어링 휠을 조작함으로써 발생하는 토크를 감지하고, 상기 토크와 엔진회전수 및 차량속도 등의 정보를 토대로 모터의 구동력을 결정하여 모터를 구동시킴으로써 스티어링 휠 조작에 드는 힘(스티어링 휠의 무게)을 현재 차량의 운행상태에 적합하도록 조절하게되는 시스템이다. 예를 들어, 주차시에는 모터의 구동력을 크게하여 적은 힘으로도 스티어링 휠이 잘 움직이도록 하고, 고속 주행시에는 모터의 구동력을 줄여서 스티어링 휠이 무겁도록 조절함으로써 운전자의 편의를 증가시켜주는 것이다.Power steering is to assist the driver's steering wheel operation, there are hydraulic using the hydraulic and electric using the driving force of the motor, the present invention is a system applied only to the electric power steering. The electric power steering system senses the torque generated by the driver operating the steering wheel, and determines the driving force of the motor based on the torque, the engine speed, and the vehicle speed, and drives the motor to drive the motor. The weight of the steering wheel) is adjusted to suit the current vehicle driving conditions. For example, when parking, the driving force of the motor is increased to make the steering wheel move well with a small force, and when driving at high speed, the driving wheel of the motor is reduced to adjust the steering wheel to be heavy to increase the driver's convenience.
도 1은 이러한 종래의 전동식 파워스티어링 시스템의 제어부의 블럭도다.1 is a block diagram of a control unit of such a conventional electric power steering system.
도시된 바와 같이, 전동식 파워스티어링 시스템의 제어부(100, EPS Controller)에는 스티어링 휠(10)에 사용자가 가하는 토크를 측정하기 위한 토크센서(20)에서 공급되는 신호를 전달하기 위한 토크센서회로(22), 검출된 차속신호(40)와 엔진속도신호(30) 및 상기 스티어링 휠 토크신호를 입력받아 구동모터(50)의 구동력을 결정하는 ECU(110) 및 구동모터를 작동시키기 위한 구동모터 드라이버(120)를 포함한다. 이러한 전동식 파워스티어링 제어부의 작동을 살펴보면 도 2에 도시된 바와 같이 스티어링 휠이 조작(21)되어 스티어링 휠 축에 토크가 발생되면, 상기 토크가 토크센서(20)에서 검출되어 ECU(110)로 전달되고, ECU는 상기 토크신호와 다른 주행정보(차속검출 신호, 엔진속도검출신호)를 토대로 구동모터의 구동력을 계산하여 모터를 구동하게 되는 것이다.As shown, the torque sensor circuit 22 for transmitting a signal supplied from the torque sensor 20 for measuring the torque applied by the user to the steering wheel 10 to the control unit 100 (EPS Controller) of the electric power steering system. A driving motor driver for operating the ECU 110 and the driving motor which determine the driving force of the driving motor 50 by receiving the detected vehicle speed signal 40, the engine speed signal 30, and the steering wheel torque signal. 120). Referring to the operation of the electric power steering controller, as shown in FIG. 2, when the steering wheel is operated 21 to generate torque on the steering wheel shaft, the torque is detected by the torque sensor 20 and transmitted to the ECU 110. The ECU calculates the driving force of the driving motor based on the torque signal and other driving information (vehicle speed detection signal, engine speed detection signal) to drive the motor.
일반적으로, 주행속도가 낮은 경우에는 작은 힘으로도 스티어링 휠이 원활하게 조작될 수 있도록 구동모터의 구동력을 크게하고, 주행속도가 높은 경우에는 주행의 안정성을 위하여 스티어링 휠이 무게감을 가지도록 구동모터의 구동력을 작게하여 운전자의 조향에 도움을 주도록 되어 있다.In general, when the driving speed is low, the driving force of the driving motor is increased so that the steering wheel can be operated smoothly even with a small force, and when the driving speed is high, the driving motor has a weight for the stability of the driving. It is designed to help the driver's steering by reducing the driving force.
본 발명은 이러한 종래의 전동식 파워스티어링 시스템에 경계모드를 추가하여 경계모드(도난으로 판단)에서는 스티어링 휠의 조작이 불가능하게 구동모터가 반대방향으로 동작하도록 한 것이다.The present invention adds a boundary mode to such a conventional electric power steering system so that the driving motor operates in the opposite direction so that the steering wheel cannot be operated in the boundary mode (theft judgment).
현재 차량 도난방지를 위하여 사용되는 기술로는, 에탁스(ETACS, Electronic Time Alarm Control System)를 사용하여 도어가 비정상적인 경로를 통해 개방되면 도난경보음을 발생시키는 기술, 차량의 열쇠에 암호를 저장하여 차량의 열쇠가 키박스에 삽입되었을 때, 상기 암호를 검출하여 암호가 일치하지 않으면 시동이 걸리지 않도록 하는 이모빌라이저(IMOBILIZER)를 사용한 기술 등이 대표적인 예이다. 본 발명은 상기와 같은 도난방지 기술등과 함께 사용될 수 있으며, 차량의 도어가 개폐되고 시동이 걸린 후에 작동하는 것으로써 차량의 도난방지 효과를 더욱 향상시킬 수 있는 시스템을 제공한다.Currently, the technology used to prevent theft of the vehicle uses the Electronic Time Alarm Control System (ETACS) to generate theft alarm when the door is opened through an abnormal path. A representative example is a technique using an immobilizer that detects the password when the vehicle key is inserted into the key box and prevents starting if the password does not match. The present invention can be used with the anti-theft technology as described above, and provides a system that can further improve the anti-theft effect of the vehicle by operating after the door of the vehicle is opened and closed.
본 발명의 목적은 운전자의 스티어링 조향을 돕는 전동식 파워 스티어링 장치에, 도난 방지 기능을 추가하여 비정상적인 상태로 시동이 걸리면 전동식 파워 스티어링이 운전자의 스티어링 조작을 할 수 없도록 구동함으로써 차량의 도난을 방지할 수 있는 기능을 더 추가한 전동식 파워 스티어링 장치를 제공함에 있다.It is an object of the present invention to prevent theft of a vehicle by driving the electric power steering to prevent the driver's steering operation when the motor is started in an abnormal state by adding an anti-theft function to the electric power steering device which assists the steering of the driver. The present invention provides an electric power steering device with additional functions.
본 발명의 목적은 앞서 설명한 바와 같은, 도난방지장치들과 함께 사용되어 차량의 도난방지 기능을 더욱 강화할 수 있는 전동식 파워 스티어링 장치를 제공함에 있다.An object of the present invention is to provide an electric power steering device that can be used in conjunction with the anti-theft device, as described above to further enhance the anti-theft function of the vehicle.
도 1은 일반적인 전동식 파워스티어링 시스템 제어부의 블럭도,1 is a block diagram of a general electric power steering system control unit,
도 2는 일반적인 전동식 파워스티어링 시스템의 제어 흐름도,2 is a control flowchart of a general electric power steering system;
도 3은 본 발명에 다른 도난방지 기능을 구비한 전동식 파워스티어링 시스템의 제어부의 블럭도,3 is a block diagram of a control unit of an electric power steering system having an anti-theft function according to the present invention;
도 4는 본 발명에 따른 도난방지 기능을 구비한 전동식 파워스티어링 시스템의 적용된 스티어링 휠의 정상상태와 경계상태에서의 작동을 설명한 개념도,4 is a conceptual diagram illustrating the operation in the normal state and the boundary state of the applied steering wheel of the electric power steering system having an anti-theft function according to the present invention;
도 5는 본 발명에 따른 도난방지 기능을 구비한 전동식 파워스티어링 시스템의 제어부 회로의 일실시예를 나타낸 블럭도임.5 is a block diagram showing an embodiment of a control circuit of an electric power steering system having an anti-theft function according to the present invention.
< 도면의 주요부분에 관한 부호의 설명 ><Description of the code | symbol about the principal part of drawing>
10 : 스티어링 휠 20 : 토크센서10: steering wheel 20: torque sensor
25 : 경계/해제신호 30 : 엔진속도신호25: boundary / release signal 30: engine speed signal
40 : 차속검출신호 50 : 구동모터40: vehicle speed detection signal 50: drive motor
100 : 전동식 파워스티어링 제어부(EPS Controller)100: electric power steering controller (EPS Controller)
110 : ECU(Engine Control Unit)110: ECU (Engine Control Unit)
120 : 모터드라이버120: motor driver
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 도난방지 기능을 구비한 전동식 파워스티어링은 스티어링 휠 조작에 따른 토크 신호와 차량의 주행 정보를 입력받아 구도모터의 구동력을 조절함으로써 스티어링 휠 조작을 보조하는 전동식 파워스티어링 시스템에 있어서, 상기 신호들을 입력받아 구동모터의 구동력을 조절하는 ECU에 정상적인 주행상태인 정상모드와, 도난으로 간주되는 경계모드를 내장하여, 정상모드에서는 운전자의 스티어링 휠 조작을 돕는 방향으로 구동모터가 작동하고, 경계모드에서는 운전자의 스티어링 휠 조작을 방해하는 방향으로 구동모터가 작동하도록 함으로써 차량의 도난을 방지하는 도난방지 기능을 갖는 전동식 파워스티어링 시스템을 제공한다.Electric power steering having an anti-theft function according to the present invention for achieving this object is an electric power to assist the steering wheel operation by adjusting the driving force of the old motor by receiving the torque signal and the driving information of the vehicle according to the steering wheel operation. In the steering system, the ECU which controls the driving force of the driving motor by receiving the signals is built in a normal mode in a normal driving state and a boundary mode considered as theft, and drives in a normal mode to help the driver operate the steering wheel. The motor is operated, and in the alert mode, the driving motor is operated in a direction that obstructs the driver's steering wheel, thereby providing an electric power steering system having an anti-theft function to prevent theft of the vehicle.
상기 경계모드에서 구동모터의 동작은 스티어링 휠이 조작되는 방향과 반대방향과 반대 방향으로 이루어지도록 함으로써 스티어링 휠의 조작이 불가능하도록 하는 것이며, 상기 경계모드와 정상모드의 전환은 차량의 도어를 개폐하는 리모컨 스위치의 조작에 의하여 전환된다.In the boundary mode, the operation of the driving motor is such that the steering wheel is impossible to operate by operating the steering wheel in a direction opposite to the direction in which the steering wheel is operated, and the switching between the boundary mode and the normal mode opens and closes the door of the vehicle. It is switched by operation of the remote control switch.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들에 의거하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 3은 본 발명에 다른 도난방지 기능을 구비한 전동식 파워스티어링 시스템의 제어부의 블럭도이다.3 is a block diagram of a control unit of an electric power steering system having an anti-theft function according to the present invention.
일반적인 전동식 파워스티어링 시스템과 동일한 부분은 동일한 부호를 사용하였다.The same parts as the general electric power steering system have the same reference numerals.
본 발명은 종래의 전동식 파워스티어링 시스템의 제어부(100)의 ECU(110)에 앞서 설명한 바와 같이 스티어링 휠(10)의 조향을 돕는 방향으로 구동모터(50)의 구동력을 결정하는 정상모드(110a)와 더불어, 스티어링 휠의 조향을 방해하는 방향으로 구동모터의 구동력을 결정하는 경계모드(110b)를 추가하여, 상기 경계모드(110b)에서는 조향불능 상태에 놓이도록 하는 것을 특징으로 한다.The present invention is a normal mode (110a) for determining the driving force of the drive motor 50 in the direction to help the steering wheel 10 steering as described above in the ECU 110 of the control unit 100 of the conventional electric power steering system In addition, by adding a boundary mode (110b) for determining the driving force of the drive motor in a direction that hinders steering of the steering wheel, in the boundary mode (110b) it is characterized in that the steering is in a state incapable of steering.
상기 경계모드(110b)와 정상모드(110a)의 결정은 차량 도어의 개폐에 사용되는 리모컨 스위치에 의해서만 이루어지도록 하게 되면, 경계모드가 해제되지 않은 상태, 즉 비정상적인 방법으로 도어가 개방되고 시동이 걸린 상태에서는 스티어링 휠(10)의 조작이 불가능하게 됨으로써 운전을 할 수 없게 되고 이로써 차량의 도난을 방지하는 효과를 가져온다.Determination of the alert mode (110b) and the normal mode (110a) is made only by the remote control switch used to open and close the vehicle door, the alert mode is not released, that is, the door is opened and started in an abnormal way In this state, operation of the steering wheel 10 becomes impossible, so that driving cannot be performed, thereby bringing an effect of preventing theft of the vehicle.
상기 경계모드와 정상모드의 전환은 경계/해제신호(25)의 입력을 통해 이루어지는데, 상기 경계/해제신호는 차량의 도어개폐에 사용되는 리모컨 스위치의 조작으로부터 입력받을 수도 있으며, 별도의 다른 장치를 추가하여 경계모드/정상모드를 판단하도록 할 수도 있다.Switching between the alert mode and the normal mode is made through the input of the alert / release signal 25. The alert / release signal may be input from an operation of a remote control switch used to open or close a door of the vehicle, and may be inputted from another device. It may be added to determine the alert mode / normal mode.
도 4는 본 발명에 따른 도난방지 기능을 구비한 전동식 파워스티어링 시스템의 적용된 스티어링 휠의 정상상태와 경계상태에서의 작동을 설명한 개념도를 나타낸 것이다.4 is a conceptual diagram illustrating the operation in the steady state and the boundary state of the applied steering wheel of the electric power steering system having an anti-theft function according to the present invention.
스티어링 휠을 조작하는 필요한 토크를 Tr, 운전자가 스티어링 휠에 가한 토크를 Td, 구동모터의 동작에 의해서 제공되는 토크를 Tm이라고 하면, 정상모드에서는 도시된 바와 같이, Tm이 Tr과 Td의 차이를 보상하도록 제공되어서 운전자가 스티어링 휠을 조작하는 데 드는 힘을 감소시켜 주게 된다. 이것은 기본적인 개념을 설명한 것이고, 실질적으로는 앞서 설명한 바와 같이 차량속도등의 정보를 입력받아 매핑된 데이터 값을 이용하여 구동모터의 구동을 조절하게 되므로 고속주행시에는 스티어링 휠(10) 조향에 필요한 토크인 Tr이 감소하게 되므로 이러한 경우에는 오히려 운행의 안전성을 위해서, 구동모터를 반대방향으로 작동시켜 Td가 Tr보다 커지도록 할 수도 있다.Tr is the torque required to operate the steering wheel, Td is the torque the driver applies to the steering wheel, and Tm is the torque provided by the operation of the drive motor. In normal mode, Tm is the difference between Tr and Td. It is provided to compensate, reducing the force for the driver to operate the steering wheel. This is a basic concept, and as described above, since the driving motor is controlled by using the mapped data values as input of vehicle speed and the like, the torque required for steering the steering wheel 10 during high-speed driving is In this case, the driving motor may be operated in the opposite direction so that the Td becomes larger than the Tr since the Tr is reduced.
그러나 경계모드에서는 Tm이 Td와 같은 크기로 Td의 반대방향으로 작용함으로써 스티어링 휠이 움직일 수 없도록 고정하게 된다. 경계모드에서는 Td값이 커지게 되면 그에 따라서 Tm값도 함께 커지게 되므로 운전자가 스티어링 휠을 조작하는 것이 불가능해 진다.In boundary mode, however, Tm acts in the same direction as Td in the same direction as Td so that the steering wheel is immovable. In alert mode, when the Td value increases, the Tm value increases accordingly, which makes it impossible for the driver to operate the steering wheel.
도 5는 본 발명에 따른 도난방지 기능을 구비한 전동식 파워스티어링 시스템의 제어부 회로의 일실시예를 나타낸 것으로, 종래의 회로와 동일한 부분은 해칭하지 않았고 본 발명을 달성하기 위하여 추가된 부품들은 해칭하여 도시하였다.Figure 5 shows an embodiment of the control circuit of the electric power steering system having an anti-theft function according to the present invention, the same parts as the conventional circuit is not hatched, parts added to achieve the present invention by hatching Shown.
스티어링 휠의 작동시 입력정보가 토크센서(20)에서 검출되어 토크센서회로(22)를 거쳐 ECU(110)에 전달되고 ECU(110)는 기존의 매핑(Mapping)된 값을 출력한다. ECU(110)에서는 스티어링 휠 작동시 릴레이(R)를 구동 시켜 모터드라이버(120)에 전원을 공급하고, ECU(110)의 매핑된 값이 변환되어 모터드라이버(120)에 제어신호로 입력된다. 이러한 전원 신호와 제어신호를 입력받은 모터드라이버(120)가 모터(50)를 구동하여 차량의 조향을 보조하는 것이 정상모드에서의 작동이다. 또, 전술한 것과 같이 주행중의 스티어링 휠 조작을 용이하게 하기위해 엔진속도신호 및 차속검출신호가 검출되어 전송되고 있다. 본 발명에 따른 경계모드에서는 스티어링 휠이 작동할 경우 ECU(110)의 내부 혹은 별도의 부분에서 구비된 경계모드(110b)로 작동하도록 되어 있다. 경계모드와 정상모드의 전환은 도면의 Q1의 입력값에 의해서 결정되는 데, 상기 Q1은 도어개폐를 위한 리모컨 스위치의 조작에 따른 신호를 수신한다. 즉 운전자가 리모컨 스위치로 경계모드로 전황한 경우에는 Q1이 활성화되어 전체시스템은 경계모드 상태에 있게 된다. 이러한 경계모드에서도 모터드라이버(120)를 통해서 모터(50)를 구동하는 것은 같으나 앞서 설명한 바와 같이 모터의 구동에 입력되는 제어신호가 스티어링 휠 조작을 방해하도록 모터(50)의 구동방향이 조작되는 스티어링 휠의 방향과 반대로 이루지도록 보내지는 것이다. 그러므로 침입자가 스티어링 휠을 조작하려고 토크(Td)를 가하여도 모터(50)의 구동으로 발생한 토크(Tm)가 상기 토크(Td)를 상쇄시키게 되므로 스티어링 휠을 움직일 수 없게 된다. 따라서 종래의 전동식 파워스티어링 제어부 회로에 경계모드를 위한 로직과 경계모드와 정상모드의 전환을 입력받는 Q1만이 추가되는 것으로, 별다른 비용증가 없이 도난방지 기능을 추가할 수 있는 구조를 제공한다. 상기 경계모드는 종래의 ECU에 추가로 프로그램 될 수도 있으며, 별도의 회롤 구성할 수 도 있다.When the steering wheel is operated, input information is detected by the torque sensor 20 and transmitted to the ECU 110 via the torque sensor circuit 22, and the ECU 110 outputs an existing mapped value. In the ECU 110, the relay R is driven to operate the steering wheel to supply power to the motor driver 120, and the mapped value of the ECU 110 is converted and input to the motor driver 120 as a control signal. The motor driver 120 receiving the power signal and the control signal drives the motor 50 to assist steering of the vehicle. As described above, the engine speed signal and the vehicle speed detection signal are detected and transmitted in order to facilitate the steering wheel operation while driving. In the boundary mode according to the present invention, when the steering wheel is operated, the steering wheel is operated in the boundary mode 110b provided in the ECU 110 or in a separate part. The switching between the alert mode and the normal mode is determined by the input value of Q1 in the figure, which receives the signal according to the operation of the remote control switch for opening and closing the door. In other words, if the driver enters the alert mode with the remote control switch, Q1 is activated and the entire system is in the alert mode. In this boundary mode, the driving of the motor 50 through the motor driver 120 is the same, but the steering direction of the motor 50 is manipulated so that the control signal input to the driving of the motor interferes with the steering wheel as described above. It is sent to achieve the opposite direction of the wheel. Therefore, even if an intruder applies the torque Td to operate the steering wheel, the torque Tm generated by the driving of the motor 50 cancels the torque Td, and thus the steering wheel cannot be moved. Therefore, only the Q1 which receives the logic for the boundary mode and the switching of the boundary mode and the normal mode is added to the conventional electric power steering control circuit, thereby providing a structure in which an anti-theft function can be added without any cost increase. The alert mode may be programmed in addition to the conventional ECU, or may be configured as a separate roll.
이러한 전동식 스티어링 휠을 이용한 도난방지 시스템은 종래의 도난 방지시스템들과 함께 사용될 수 있게 된다.Such an anti-theft system using an electric steering wheel can be used with conventional anti-theft systems.
한 예로써, 도어개폐에 따른 경보음과 이모빌라이저가 적용된 경우를 살펴보면, 1차적으로 비정상적인 도어개방에 따라서 경보음이 울림으로써 차량 내부의 침입을 방지하게 되고, 2차적으로 차량 내부에 침입을 하였다고 하더라도 이모빌라이저의 암호가 일치하지 않으면 시동이 걸리지 않도록 하고, 3차적으로 시동이 걸렸다고 하더라도 경계모드가 해제되지 않은 상태에서는 스티어링 휠의 조작이 안되도록 함으로써 조향불능의 상태에 놓이도록 한다. 따라서 도난방지의 효과를 배가시킬 수 있게 된다.As an example, when the alarm sound and immobilizer is applied according to the door opening and closing, the alarm sound sounds according to the abnormal door opening primarily to prevent the intrusion into the vehicle, and even if the vehicle is intruded into the vehicle secondly. If the password of the immobilizer does not match, start is not allowed, and even if a third start is made, the steering wheel cannot be operated without the alert mode being released. Therefore, the effect of theft prevention can be doubled.
본 발명에 따른 도난방지 기능을 구비한 전동식 파워 스티어링은 경계모드가 해제되지 않은 상태에서는, 파워 스티어링의 구동모터가 운전자의 조작을 방해하는 방향으로 작동하여 핸들 조작을 불가능하게 함으로써 차량의 운전을 할 수 없도록 하여, 도둑이 차량의 도어를 개폐하고 시동을 거는 것까지 성공하였다고 하더라도 조향을 불가능하게 하여 정상적으로 주행하지 못하게 함으로써 도난방지 기능을 더욱 강화하는 효과를 가져온다.The electric power steering having the anti-theft function according to the present invention operates in a direction in which the driving motor of the power steering interferes with the driver's operation in the state where the alert mode is not released, thereby disabling the steering wheel operation. Even if the thief succeeds in opening and closing the door of the vehicle and starting the vehicle, it is impossible to steer the vehicle and prevents the vehicle from driving normally, thereby increasing the anti-theft function.
또한, 본 발명에 따른 도난방지 기능을 구비한 전동식 파워 스티어링은 종래의 파워 스티어링에 약간의 제어회로(경계모드)를 추가하는 것으로써 제품 생산에 있어서 별다른 비용의 증가를 가져오지 않는 효과도 있다.In addition, the electric power steering having an anti-theft function according to the present invention has an effect of not increasing the cost in production by adding a little control circuit (boundary mode) to the conventional power steering.
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20140061630A (en) * | 2012-11-14 | 2014-05-22 | 재단법인대구경북과학기술원 | Method for controlling electronic power steering |
-
2003
- 2003-05-26 KR KR1020030033323A patent/KR20040101641A/en not_active Application Discontinuation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20140061630A (en) * | 2012-11-14 | 2014-05-22 | 재단법인대구경북과학기술원 | Method for controlling electronic power steering |
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