KR20120082604A - 전동식 파워 스티어링 시스템의 검증장치 및 그 방법 - Google Patents

전동식 파워 스티어링 시스템의 검증장치 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전동식 파워 스티어링 시스템의 검증장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 전동식 파워 스티어링 시스템의 정상동작 여부를 검증하기 위해 핸들의 조향각과 모터의 회전각을 통해 서로 비교함으로써 동력 전달계통의 정상동작여부를 검증할 수 있어 차량의 안전성을 향상시킬 수 있다.

Description

전동식 파워 스티어링 시스템의 검증장치 및 그 방법{APPARATUS FOR VERIFYING MOTOR DRIVEN POWER STEERING SYSTEM AND METHOD THEREOF}
본 발명은 전동식 파워 스티어링 시스템의 검증장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전동식 파워 스티어링 시스템의 정상동작 여부를 검증하기 위한 전동식 파워 스티어링 시스템의 검증장치 및 그 방법에 관한 것이다.
일반적으로 동력을 이용한 조향장치는 오일을 이용하는 유압식 조향장치와 모터를 이용하는 전동식 파워 스티어링 시스템이 있다.
유압식 조향장치는 파워펌프라는 유압을 발생시키는 동력장치가 엔진의 힘으로 유체를 펌핑하여 유압을 형성하고 운전자가 핸들을 돌릴 때 조향하는 방향으로 유압을 보내 핸들링이 가벼워지게 한다.
전동식 파워 스티어링 시스템(Motor Driven Power Steering system;MDPS)은 모터를 이용하여 핸들조작 능력을 향상시킨다.
전동식 파워 스티어링 시스템은 기존의 유압식 조향장치와는 달리 주행조건에 따라 모터가 자동으로 제어기능을 발휘하도록 하여 조타성능과 조타감을 향상시킨다.
이러한 전동식 파워 스티어링 시스템은 구동력을 발생시키는 모터의 부착 위치에 따라 컬럼 구동식, 피니언 구동식, 랙 구동식 등으로 구분될 수 있다.
위에서 설명한 기술은 본 발명이 속하는 기술분야의 배경기술을 의미하며, 종래기술을 의미하는 것은 아니다.
전동식 파워 스티어링 시스템은 모터의 구동력을 조향장치로 전달하여 핸들조작 능력을 향상시키는 시스템임에도 불구하고 동력전달 계통에 이상이 발생할 경우 이를 감지할 수 없는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위해 창작된 것으로서, 전동식 파워 스티어링 시스템의 정상동작 여부를 검증하기 위해 핸들의 조향각과 모터의 회전각을 통해 동력 전달계통의 정상동작여부를 검증할 수 있도록 한 전동식 파워 스티어링 시스템의 검증장치 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 전동식 파워 스티어링 시스템의 검증장치는 핸들의 절대적인 조향각을 감지하기 위한 조향각 센서; 모터의 회전축에 구비되어 모터의 상대적인 회전각을 감지하는 회전각 센서; 및 회전각 센서로부터 감지된 회전각을 기반으로 산출된 조향각과 조향각 센서로부터 감지된 조향각을 비교하여 동력 전달계통의 정상여부를 판단하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 제어부는 산출된 조향각과 감지된 조향각을 비교하여 기준값 이상 차이가 발생할 경우 이상신호를 출력하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 산출된 조향각은 회전각에 감속비를 곱하여 산출하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 회전각 센서는 엔코더(Encoder), 레졸버(Resolver) 및 홀 센서(Hall Sensor) 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.
본 발명은 제어부에서 판단된 정상여부를 표시하기 위한 표시부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 측면에 따른 전동식 파워 스티어링 시스템의 검증방법은 조향각 센서로부터 감지된 조향각을 입력받는 단계; 회전각 센서로부터 모터의 구동에 따른 모터의 회전각을 입력받는 단계; 회전각으로부터 조향각을 산출하는 단계; 및 산출된 조향각과 감지된 조향각을 비교하여 동력 전달계통의 정상여부를 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 조향각을 산출하는 단계는 회전각에 감속비를 곱하여 산출하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 동력 전달계통의 정상여부를 판단하는 단계는 산출된 조향각과 감지된 조향각을 비교하여 기준값 이상 차이가 발생할 경우 이상신호를 출력하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 동력 전달계통의 정상여부를 판단하는 단계 후 판단된 정상여부를 표시하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기한 바와 같이 본 발명은 전동식 파워 스티어링 시스템의 정상동작 여부를 검증하기 위해 핸들의 조향각과 모터의 회전각을 통해 서로 비교함으로써 동력 전달계통의 정상동작여부를 검증할 수 있어 차량의 안전성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 파워 스티어링 시스템의 검증장치를 나타낸 블록구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 파워 스티어링 시스템의 검증장치가 장착된 상태를 나타낸 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 파워 스티어링 시스템의 검증방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 전동식 파워 스티어링 시스템의 검증장치 및 그 방법의 일 실시예를 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 파워 스티어링 시스템의 검증장치를 나타낸 블록구성도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 파워 스티어링 시스템의 검증장치가 장착된 상태를 나타낸 구성도이다.
도 1에 도시된 바와 같이 전동식 파워 스티어링 시스템의 검증장치는 조향각 센서(10), 회전각 센서(20) 및 제어부(30)를 포함한다.
조향각 센서(10)는 도 2에 도시된 바와 같이 스티어링 컬럼 샤프트(60)에 장착되어 핸들(15)의 절대적인 조향각을 감지한다.
회전각 센서(20)는 모터(25)의 회전축에 구비되어 모터(25)의 상대적인 회전각을 감지한다.
이때 회전각 센서(20)는 엔코더(Encoder), 레졸버(Resolver) 및 홀 센서(Hall Sensor)를 포함하여 모터(25)의 회전축이 회전할 때마다 회전 감지신호를 출력하여 회전각을 감지하게 된다.
제어부(30)는 조향각 센서(10)와 회전각 센서(20)로부터 조향각 및 회전각을 입력받아 동력 전달계통의 정상여부를 판단한다.
즉, 제어부(30)는 회전각 센서(20)로부터 감지된 회전각을 기반으로 산출된 조향각과 조향각 센서(10)로부터 감지된 조향각을 비교하여 기준값 이상 차이가 발생할 경우 이상신호를 출력한다.
모터(25)의 구동력은 스티어링 컬럼 샤프트(60)의 외주에 끼워지는 웜휠(미도시)과 모터(25)의 회전축에 일체로 조립되는 웜휠에 구동력을 전달하는 웜(미도시)으로 구성되는 감속기어(50)에 의해 모터(25)의 회전수를 소정의 감속비로 감속하여 스티어링 컬럼 샤프트(60)에 전달한다.
예를 들어, 감속기어(50)의 감속비가 16:1인 경우, 모터(25)가 20바퀴 회전하면 감속기어(50)는 모터(25)의 회전수를 감속하여 핸들, 즉 스티어링 컬럼 샤프트(60)를 1.25바퀴 회전시킨다.
따라서, 모터(25)의 회전각에 감속비를 곱함으로써 회전각으로부터 조향각을 산출할 수 있다.
이와 같이 제어부(30)는 회전각을 기반으로 산출된 조향각과 조향각 센서(10)로부터 감지된 조향각을 비교하여 기준값 이상 차이가 발생할 경우 이상신호를 출력하여 동력 전달계통의 정상여부를 판단한다.
한편 본 발명은 제어부(30)에서 판단된 동력 전달계통의 정상여부를 표시하기 위한 표시부(40)를 더 포함하여 사용자로 하여금 전동식 파워 스티어링 시스템의 동력 전달계통의 정상작동 여부를 인지할 수 있도록 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 파워 스티어링 시스템의 검증방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 3에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 파워 스티어링 시스템의 검증방법은 먼저, 조향각 센서(10)로부터 핸들(15)의 조작이나 전동식 파워 스티어링 시스템에서 모터(25)의 구동력에 의해 동력이 전달됨에 따라 회전한 스티어링 컬럼 샤프트(60)의 회전각인 조향각을 입력받는다(S10).
또한, 회전각 센서(20)로부터 모터(25)의 구동에 따라 모터(25)가 회전한 회전각을 입력받는다(S20).
이후 회전각으로부터 조향각을 산출한다(S30).
모터(25)가 회전함에 따라 모터(25)의 구동력이 감속기어(50)를 통해 스티어링 컬럼 샤프트(60)에 전달됨으로써 스티어링 컬럼 샤프트(60)가 회전한 조향각을 산출할 수 있다.
따라서, 모터(25)의 회전각에 감속비를 곱함으로써 조향각을 산출할 수 있다.
이와 같이 산출된 조향각과 감지된 조향각을 비교하여 동력 전달계통의 정상여부를 판단한다(S40).
예를 들어 모터(25)의 구동력은 감속기어(50)를 통해 스티어링 컬럼 샤프트(60)에 전달되는 동력 전달계통을 갖는 전동식 파워 스티어링 시스템의 경우 모터(25)와 감속기어(50)와 스티어링 컬럼 샤프트(60)의 각 부품에 이상이 발생할 경우 모터(25)의 구동력은 스티어링 컬럼 샤프트(60)까지 전달되지 않게 됨에 따라 스티어링 컬럼 샤프트(60)에서 조향각 센서(10)를 통해 감지한 조향각과 모터(25)의 회전각으로부터 산출한 조향각은 서로 차이가 발생하게 된다.
따라서, 이러한 차이값을 기준값과 비교하여 차이값이 기준값을 초과할 경우에는 동력 전달계통에 이상이 발생한 것으로 판단할 수 있다.
이때 감속비와 기준값은 전동식 파워 스티어링 시스템의 동력 전달계통의 기구적인 특징에 의해 정해지는 값이다.
이와 같이 동력 전달계통의 정상 동작 여부를 판단한 후 판단결과를 표시함으로써 운전자로 하여금 전동식 파워 스티어링 시스템의 정상 동작 여부 및 이상 여부를 파악할 수 있도록 한다(S50).
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
10 : 조향각 센서 15 : 핸들
20 : 회전각 센서 25 : 모터
30 : 제어부 40 : 표시부
50 : 감속기어 60 : 스티어링 컬럼 샤프트

Claims (9)

  1. 핸들의 절대적인 조향각을 감지하기 위한 조향각 센서;
    모터의 회전축에 구비되어 모터의 상대적인 회전각을 감지하는 회전각 센서; 및
    상기 회전각 센서로부터 입력된 회전각을 기반으로 산출된 조향각과 상기 조향각 센서로부터 감지된 조향각을 비교하여 동력 전달계통의 정상여부를 판단하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동식 파워 스티어링 시스템의 검증장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 제어부는 상기 산출된 조향각과 상기 감지된 조향각을 비교하여 기준값 이상 차이가 발생할 경우 이상신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 전동식 파워 스티어링 시스템의 검증장치.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 산출된 조향각은 상기 회전각에 감속비를 곱하여 산출하는 것을 특징으로 하는 전동식 파워 스티어링 시스템의 검증장치.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 회전각 센서는 엔코더(Encoder), 레졸버(Resolver) 및 홀 센서(Hall Sensor) 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 전동식 파워 스티어링 시스템의 검증장치.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 제어부에서 판단된 정상여부를 표시하기 위한 표시부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전동식 파워 스티어링 시스템의 검증장치.
  6. 조향각 센서로부터 감지된 조향각을 입력받는 단계;
    회전각 센서로부터 모터의 구동에 따른 상기 모터의 회전각을 입력받는 단계;
    상기 회전각으로부터 조향각을 산출하는 단계; 및
    산출된 조향각과 감지된 조향각을 비교하여 동력 전달계통의 정상여부를 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동식 파워 스티어링 시스템의 검증방법.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 조향각을 산출하는 단계는 상기 회전각에 감속비를 곱하여 산출하는 것을 특징으로 하는 전동식 파워 스티어링 시스템의 검증방법.
  8. 제 6항에 있어서, 상기 동력 전달계통의 정상여부를 판단하는 단계는 상기 산출된 조향각과 상기 감지된 조향각을 비교하여 기준값 이상 차이가 발생할 경우 이상신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 전동식 파워 스티어링 시스템의 검증방법.
  9. 제 6항에 있어서, 상기 동력 전달계통의 정상여부를 판단하는 단계 후 판단된 정상여부를 표시하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전동식 파워 스티어링 시스템의 검증방법.
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