KR20210000833A - 전동식 틸트 및 텔레스코픽 스티어링 휠 작동 제어 장치 및 방법 - Google Patents

전동식 틸트 및 텔레스코픽 스티어링 휠 작동 제어 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

전동식 틸트 및 텔레스코픽 스티어링 휠 작동 제어 장치 및 방법이 개시된다. 본 발명은, 스티어링 휠의 틸트 기능 및 텔레스코픽 기능 동작 시 PWM(Pulse Width Modulation) 제어 방식을 통해 모터에 전압을 인가하도록 제어한다. 본 발명에 따르면, 동작 초기 시점에는 목표 RPM까지 점차적으로 상승하고, 동작이 종료되는 시점에는 O RPM까지 점차적으로 하강하도록 모터에 전압을 인가(즉, PWM Duty 비를 조절)함으로써, 발생되는 소음을 감소시킬 수 있고, 또한, 동작 초기 시점에는 두 단계로 나누어 목표 RPM까지 점차적으로 상승하고, 동작이 종료되는 시점에는 두 단계로 나누어 0 RPM까지 점차적으로 하강하도록 모터에 전압을 인가함(즉, PWM Duty 비를 두 단계로 나누어 조절)으로써, 백래쉬(backlash)로 인해 발생되는 소음을 감소시킬 수 있다.

Description

전동식 틸트 및 텔레스코픽 스티어링 휠 작동 제어 장치 및 방법{Apparatus and method for controlling operation of steering wheel having auto tilt and telescopic}
본 발명은 전동식 틸트 및 텔레스코픽 스티어링 휠 작동 제어 장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 스티어링 휠의 틸트 기능 및 텔레스코픽 기능 동작 시 PWM(Pulse Width Modulation) 제어 방식을 통해 모터에 전압을 인가하도록 제어하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
종래의 틸트 및 텔레스코픽 스티어링 휠 장치(10)는 도 1에 도시된 바와 같이, 칼럼 브래킷(11), 스티어링 칼럼(12), 유니버셜 조인트(13), 스티어링 휠(14), 제1 모터(15), 제2 모터(16), 제1 위치 센서(17), 제2 위치 센서(18) 등을 구비하고, 사용자의 스티어링 휠(14) 조작에 따라, 스티어링 휠(14)의 각도를 경사방향으로 조절되도록 하는 틸트 기능과 스티어링 휠(14)이 축방향으로 조절되도록 하는 텔레스코픽 기능을 지원하고 있다.
모터(15, 16)는 물리적인 회전력으로 스티어링 휠(14)의 위치를 조절하는 역할을 수행한다. 모터(15, 16)는 모터 제어기(도시하지 않음)에 의해 동작되며, 사용자의 조작 신호에 따라 시계방향 또는 반시계방향으로 회전을 하게 된다. 이때, 종래의 틸트 및 텔레스코픽 스티어링 휠 장치(10)는 차량에서 인가되는 전압을 모터 제어기에서 모터(15, 16)로 구형파(square wave) 형태로 직접 인가하여, 동작 시점부터 끝까지 최대 속도로 제어를 하고 있다. 이에 따라, 정지되어 있는 스티어링 칼럼(12)의 위치가 빠르게 변화되면서 기계적인 마찰이 발생되게 되고, 이로 인해 소음이 크게 발생하는 문제가 있다. 또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 기어간 백래쉬(backlash)으로 인해, 모터(15, 16)의 역회전 시 소음이 발생하는 문제가 있다.
한국공개특허 제2007-0049558호 (오므론 가부시키가이샤) 2007. 5. 11. 특허문헌 1은 모터 제어 장치로서, 특허문헌 1에는 지령치가 임계치를 초과하고 있어도 승압이 불필요해진 경우는 승압을 정지시키는 내용이 개시되어 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 스티어링 휠의 틸트 기능 및 텔레스코픽 기능 동작 시 PWM(Pulse Width Modulation) 제어 방식을 통해 모터에 전압을 인가하도록 제어하는 전동식 틸트 및 텔레스코픽 스티어링 휠 작동 제어 장치 및 방법을 제공하는 데 있다.
상기의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 전동식 틸트 및 텔레스코픽 스티어링 휠 작동 제어 장치는, 스티어링 휠의 전동식 틸트 및 텔레스코픽 기능을 제어하는 장치로서, 상기 스티어링 휠의 틸트 기능에 필요한 구동력을 제공하는 제1 모터; 상기 스티어링 휠의 텔레스코픽 기능에 필요한 구동력을 제공하는 제2 모터; 및 상기 스티어링 휠의 조작 신호에 따라, PWM(Pulse Width Modulation) 제어 방식을 통해 상기 제1 모터 및 상기 제2 모터에 전압을 인가하도록 제어하는 제어부;를 포함한다.
상기 제어부는, 전체 작동 구간을 소프트 스타트 섹션(soft start section), 러닝 섹션(running section) 및 소프트 스탑 섹션(soft stop section)으로 구분하고, 상기 소프트 스타트 섹션에서는 미리 설정된 제1 기울기 값에 따라 0 RPM(Revolutions Per Minute)에서 목표 RPM에 점차적으로 도달하도록 상기 제1 모터 및 상기 제2 모터에 전압을 램프(RAMP) 파형으로 인가하도록 제어하며, 상기 소프트 스탑 섹션에서는 미리 설정된 제1 기울기 값에 따라 목표 RPM에서 0 RPM에 점차적으로 도달하도록 상기 제1 모터 및 상기 제2 모터에 전압을 램프 파형으로 인가하도록 제어할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 스티어링 휠의 조작 온(on) 신호가 발생된 시점부터 목표 RPM에 도달된 시점까지의 구간을 상기 소프트 스타트 섹션으로 구분하고, 목표 RPM에 도달된 시점부터 상기 스티어링 휠의 조작 오프(off) 신호가 발생된 시점까지의 구간을 상기 러닝 섹션으로 구분하며, 상기 스티어링 휠의 조작 오프(off) 신호가 발생된 시점부터 0 RPM에 도달된 시점까지의 구간을 상기 소프트 스탑 섹션으로 구분할 수 있다.
상기 소프트 스타트 섹션은, 안티-백래쉬 섹션(anti-backlash section)을 포함하고, 상기 제어부는, 상기 스티어링 휠의 조작 온(on) 신호가 발생된 시점부터 미리 설정된 백래쉬 지점까지의 구간에서는, 미리 설정된 제1 기울기 값보다 낮은 값을 가지며 미리 설정된 제2 기울기 값에 따라 상기 제1 모터 및 상기 제2 모터에 전압을 램프(RAMP) 파형으로 인가하도록 제어하며, 미리 설정된 백래쉬 지점부터 목표 RPM에 도달된 시점까지의 구간에서는, 미리 설정된 제1 기울기 값에 따라 상기 제1 모터 및 상기 제2 모터에 전압을 램프(RAMP) 파형으로 인가하도록 제어할 수 있다.
상기 소프트 스탑 섹션은, 안티-백래쉬 섹션(anti-backlash section)을 포함하고, 상기 제어부는, 상기 스티어링 휠의 조작 오프(off) 신호가 발생된 시점부터 미리 설정된 백래쉬 시점까지의 구간에서는, 미리 설정된 제1 기울기 값에 따라 상기 제1 모터 및 상기 제2 모터에 전압을 램프(RAMP) 파형으로 인가하도록 제어하며, 미리 설정된 백래쉬 지점부터 0 RPM에 도달된 시점까지의 구간에서는, 미리 설정된 제1 기울기 값보다 낮은 값을 가지며 미리 설정된 제2 기울기 값에 따라 상기 제1 모터 및 상기 제2 모터에 전압을 램프(RAMP) 파형으로 인가하도록 제어할 수 있다.
상기의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 전동식 틸트 및 텔레스코픽 스티어링 휠 작동 제어 방법은, 스티어링 휠, 상기 스티어링 휠의 틸트 기능에 필요한 구동력을 제공하는 제1 모터 및 상기 스티어링 휠의 텔레스코픽 기능에 필요한 구동력을 제공하는 제2 모터를 포함하며, 상기 스티어링 휠의 전동식 틸트 및 텔레스코픽 기능을 제어하는 장치의 스티어링 휠 작동 제어 방법으로서, 상기 스티어링 휠의 조작 신호를 감지하는 단계; 및 상기 스티어링 휠의 조작 신호에 따라, PWM(Pulse Width Modulation) 제어 방식을 통해 상기 제1 모터 및 상기 제2 모터에 전압을 인가하도록 제어하는 단계;를 포함한다.
전체 작동 구간이 소프트 스타트 섹션(soft start section), 러닝 섹션(running section) 및 소프트 스탑 섹션(soft stop section)으로 구분되고, 상기 제어 단계는, 상기 소프트 스타트 섹션에서는 미리 설정된 제1 기울기 값에 따라 0 RPM(Revolutions Per Minute)에서 목표 RPM에 점차적으로 도달하게 하기 위해 상기 제1 모터 및 상기 제2 모터에 전압을 램프(RAMP) 파형으로 인가하도록 제어하는 단계; 및 상기 소프트 스탑 섹션에서는 미리 설정된 제1 기울기 값에 따라 목표 RPM에서 0 RPM에 점차적으로 도달하게 하기 위해 상기 제1 모터 및 상기 제2 모터에 전압을 램프 파형으로 인가하도록 제어하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 소프트 스타트 섹션은, 상기 스티어링 휠의 조작 온(on) 신호가 발생된 시점부터 목표 RPM에 도달된 시점까지의 구간을 나타내고, 상기 러닝 섹션은, 목표 RPM에 도달된 시점부터 상기 스티어링 휠의 조작 오프(off) 신호가 발생된 시점까지의 구간을 나타내며, 상기 소프트 스탑 섹션은, 상기 스티어링 휠의 조작 오프(off) 신호가 발생된 시점부터 0 RPM에 도달된 시점까지의 구간을 나타낼 수 있다.
상기 소프트 스타트 섹션은, 안티-백래쉬 섹션(anti-backlash section)을 포함하고, 상기 소프트 스타트 섹션 제어 단계는, 상기 스티어링 휠의 조작 온(on) 신호가 발생된 시점부터 미리 설정된 백래쉬 지점까지의 구간에서는, 미리 설정된 제1 기울기 값보다 낮은 값을 가지며 미리 설정된 제2 기울기 값에 따라 상기 제1 모터 및 상기 제2 모터에 전압을 램프(RAMP) 파형으로 인가하도록 제어하는 단계; 및 미리 설정된 백래쉬 지점부터 목표 RPM에 도달된 시점까지의 구간에서는, 미리 설정된 제1 기울기 값에 따라 상기 제1 모터 및 상기 제2 모터에 전압을 램프(RAMP) 파형으로 인가하도록 제어하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 소프트 스탑 섹션은, 안티-백래쉬 섹션(anti-backlash section)을 포함하고, 상기 소프트 스탑 섹션 제어 단계는, 상기 스티어링 휠의 조작 오프(off) 신호가 발생된 시점부터 미리 설정된 백래쉬 시점까지의 구간에서는, 미리 설정된 제1 기울기 값에 따라 상기 제1 모터 및 상기 제2 모터에 전압을 램프(RAMP) 파형으로 인가하도록 제어하는 단계; 및 미리 설정된 백래쉬 지점부터 0 RPM에 도달된 시점까지의 구간에서는, 미리 설정된 제1 기울기 값보다 낮은 값을 가지며 미리 설정된 제2 기울기 값에 따라 상기 제1 모터 및 상기 제2 모터에 전압을 램프(RAMP) 파형으로 인가하도록 제어하는 단계;를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 전동식 틸트 및 텔레스코픽 스티어링 휠 작동 제어 장치 및 방법에 의하면, 동작 초기 시점에는 목표 RPM까지 점차적으로 상승하고, 동작이 종료되는 시점에는 O RPM까지 점차적으로 하강하도록 모터에 전압을 인가(즉, PWM Duty 비를 조절)함으로써, 발생되는 소음을 감소시킬 수 있다.
또한, 동작 초기 시점에는 두 단계로 나누어 목표 RPM까지 점차적으로 상승하고, 동작이 종료되는 시점에는 두 단계로 나누어 0 RPM까지 점차적으로 하강하도록 모터에 전압을 인가함(즉, PWM Duty 비를 두 단계로 나누어 조절)으로써, 백래쉬(backlash)로 인해 발생되는 소음을 감소시킬 수 있다.
도 1은 종래의 틸트 및 텔레스코픽 스티어링 휠 장치를 설명하기 위한 블록도이다.
도 2는 종래의 틸트 및 텔레스코픽 스티어링 휠 장치의 백래쉬를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전동식 틸트 및 텔레스코픽 스티어링 휠 작동 제어 장치를 설명하기 위한 블록도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스티어링 휠 작동 제어 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 도 4에 따른 최종 출력 파형의 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스티어링 휠 작동 제어의 소음 정도를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전동식 틸트 및 텔레스코픽 스티어링 휠 작동 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 8은 도 7에 도시한 전압 인가 단계를 보다 자세히 설명하기 위한 흐름도이다.
도 9는 도 8에 도시한 제1 전압 인가 단계를 보다 자세히 설명하기 위한 흐름도이다.
도 10은 도 8에 도시한 제3 전압 인가 단계를 보다 자세히 설명하기 위한 흐름도이다.
이하에서 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 전동식 틸트 및 텔레스코픽 스티어링 휠 작동 제어 장치 및 방법의 바람직한 실시예에 대해 상세하게 설명한다.
먼저, 도 3을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전동식 틸트 및 텔레스코픽 스티어링 휠 작동 제어 장치에 대하여 설명한다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전동식 틸트 및 텔레스코픽 스티어링 휠 작동 제어 장치를 설명하기 위한 블록도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전동식 틸트 및 텔레스코픽 스티어링 휠 작동 제어 장치(100)(이하 '스티어링 휠 작동 제어 장치'라 한다)는 스티어링 휠(110)의 전동식 틸트 및 텔레스코픽 기능 동작 시 PWM(Pulse Width Modulation) 제어 방식을 통해 모터(150, 160)에 전압을 인가하도록 제어한다.
이를 위해, 스티어링 휠 작동 제어 장치(100)는 스티어링 휠(110), 입력부(120), 센싱부(130), 제1 모터(150), 제2 모터(160) 및 제어부(170)를 포함할 수 있다.
입력부(120)는 스티어링 휠(110)의 조작 신호를 입력받아, 이를 제어부(170)에 전달한다.
센싱부(130)는 제1 모터(150) 및 제2 모터(160)의 위치, 속도 등을 센싱하여, 센싱된 값을 제어부(170)에 전달한다.
제1 모터(150)는 스티어링 휠(110)의 틸트 기능에 필요한 구동력을 제공한다.
제2 모터(160)는 스티어링 휠(110)의 텔레스코픽 기능에 필요한 구동력을 제공한다.
제어부(170)는 스티어링 휠(110)의 조작 신호에 따라, 스티어링 휠(110)의 전동식 틸트 및 텔레스코픽 기능 동작 시, PWM(Pulse Width Modulation) 제어 방식을 통해 제1 모터(150) 및 제2 모터(160)에 전압을 인가하도록 제어한다.
즉, 제어부(170)는 전체 작동 구간을 소프트 스타트 섹션(soft start section), 러닝 섹션(running section) 및 소프트 스탑 섹션(soft stop section)으로 구분한다. 여기서, 소프트 스타트 섹션은 스티어링 휠(110)의 조작 온(on) 신호가 발생된 시점부터 목표 RPM에 도달된 시점까지의 구간을 나타낸다. 러닝 섹션은 목표 RPM에 도달된 시점부터 스티어링 휠(110)의 조작 오프(off) 신호가 발생된 시점까지의 구간을 나타낸다. 소프트 스탑 섹션은 스티어링 휠(110)의 조작 오프(off) 신호가 발생된 시점부터 0 RPM에 도달된 시점까지의 구간을 나타낸다.
그리고, 제어부(170)는 소프트 스타트 섹션에서는 미리 설정된 제1 기울기 값에 따라 0 RPM(Revolutions Per Minute)에서 목표 RPM에 점차적으로 도달하도록 제1 모터(150) 및 제2 모터(160)에 전압을 램프(RAMP) 파형으로 인가하도록 제어한다. 즉, 제어부(170)는 제1 기울기 값에 따라 RPM이 증가하도록 PWM Duty 비를 증가시킬 수 있다.
여기서, 소프트 스타트 섹션은 안티-백래쉬 섹션(anti-backlash section)을 포함할 수 있다. 즉, 제어부(170)는 스티어링 휠(110)의 조작 온(on) 신호가 발생된 시점부터 미리 설정된 백래쉬 지점까지의 구간에서는, 미리 설정된 제1 기울기 값보다 낮은 값을 가지며 미리 설정된 제2 기울기 값에 따라 제1 모터(150) 및 제2 모터(160)에 전압을 램프(RAMP) 파형으로 인가하도록 제어할 수 있다. 그리고, 제어부(170)는 미리 설정된 백래쉬 지점부터 목표 RPM에 도달된 시점까지의 구간에서는, 미리 설정된 제1 기울기 값에 따라 제1 모터(150) 및 제2 모터(160)에 전압을 램프(RAMP) 파형으로 인가하도록 제어할 수 있다. 이때, 미리 설정된 백래쉬 지점은 소프트 스타트 섹션에 해당하는 구간에서 설정된 임의의 지점이다. 예컨대, 0.1 ms 단위로 카운트하여 소프트 스타트 섹션이 총 30 count로 이루어진 경우, 백래쉬 지점은 5 count로 설정될 수 있다. 이 경우, 0 count ~ 5 count는 안티-백래쉬 섹션으로 동작(제2 기울기 값에 따라 RPM이 상승하도록 제어)하고, 6 count ~ 30 count는 소프트 스타트 섹션으로 동작(제1 기울기 값에 따라 RPM이 상승하도록 제어)할 수 있다. 즉, 제어부(170)는 안티-백래쉬 섹션에서 RPM이 더 천천히 증가하게 하기 위해, 증가되는 PWM Duty 비를 적분을 통해 감소시킨다.
또한, 제어부(170)는 소프트 스탑 섹션에서는 미리 설정된 제1 기울기 값에 따라 목표 RPM에서 0 RPM에 점차적으로 도달하도록 제1 모터(150) 및 제2 모터(160)에 전압을 램프 파형으로 인가하도록 제어한다. 즉, 제어부(170)는 제1 기울기 값에 따라 RPM이 감소하도록 PWM Duty 비를 감소시킬 수 있다.
여기서, 소프트 스탑 섹션은 안티-백래쉬 섹션(anti-backlash section)을 포함할 수 있다. 즉, 제어부(170)는 스티어링 휠(110)의 조작 오프(off) 신호가 발생된 시점부터 미리 설정된 백래쉬 시점까지의 구간에서는, 미리 설정된 제1 기울기 값에 따라 제1 모터(150) 및 제2 모터(160)에 전압을 램프(RAMP) 파형으로 인가하도록 제어할 수 있다. 그리고, 제어부(170)는 미리 설정된 백래쉬 지점부터 0 RPM에 도달된 시점까지의 구간에서는, 미리 설정된 제1 기울기 값보다 낮은 값을 가지며 미리 설정된 제2 기울기 값에 따라 제1 모터(150) 및 제2 모터(160)에 전압을 램프(RAMP) 파형으로 인가하도록 제어할 수 있다. 이때, 미리 설정된 백래쉬 지점은 소프트 스탑 섹션에 해당하는 구간에서 설정된 임의의 지점이다. 예컨대, 0.1 ms 단위로 카운트하여 소프트 스탑 섹션이 총 30 count로 이루어진 경우, 백래쉬 지점은 25 count로 설정될 수 있다. 이 경우, 0 count ~ 25 count는 소프트 스탑 섹션으로 동작(제1 기울기 값에 따라 RPM이 하강하도록 제어)하고, 26 count ~ 30 count는 안티-백래쉬 섹션으로 동작(제2 기울기 값에 따라 RPM이 하강하도록 제어)할 수 있다. 즉, 제어부(170)는 안티-백래쉬 섹션에서 RPM이 더 천천히 감소하게 하기 위해, 감소되는 PWM Duty 비를 적분을 통해 더 감소시킨다.
그러면, 도 4 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스티어링 휠 작동 제어 과정에 대하여 설명한다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스티어링 휠 작동 제어 과정을 설명하기 위한 도면이고, 도 5는 도 4에 따른 최종 출력 파형의 일례를 설명하기 위한 도면이며, 도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스티어링 휠 작동 제어의 소음 정도를 설명하기 위한 도면이다.
도 4를 참조하면, 스티어링 휠 작동 제어 장치(100)의 제어부(170)는 조작이 온(on)되는 시점부터 목표 RPM에 도달하는 시점까지는 소프트 스타트 섹션(SSS-1)으로 동작되어, 미리 설정된 제1 기울기 값에 따라 0 RPM에서 목표 RPM에 점차적으로 도달하도록 하기 위해, 제1 모터(150) 및 제2 모터(160)에 전압을 램프 파형으로 인가할 수 있다.
그리고, 제어부(170)는 조작이 오프(off)되는 시점부터 0 RPM에 도달하는 시점까지는 소프트 스탑 섹션(SSS-2)으로 동작되어, 미리 설정된 제1 기울기 값에 따라 목표 RPM에서 0 RPM으로 점차적으로 도달하도록 하기 위해, 제1 모터(150) 및 제2 모터(160)에 전압을 램프 파형으로 인가할 수 있다.
이와 같이, 본 발명에 따른 스티어링 휠 작동 제어 장치(100)는 동작 시점부터 끝까지 최대 속도로 모터를 제어하는 것이 아니라, 동작 초기 시점에는 목표 RPM까지 점차적으로 상승하고, 동작이 종료되는 시점에는 O RPM까지 점차적으로 하강하도록 모터에 전압을 인가(즉, PWM Duty 비를 조절)함으로써, 발생되는 소음을 감소시킬 수 있다.
또한, 제어부(170)는 소프트 스타트 섹션(SSS-1)의 시작 구간과 소프트 스탑 섹션(SSS-2)의 끝 구간을 안티-백래쉬 섹션(ABS)으로 지정하여, 안티-백래쉬 섹션(ABS)에서는 소프트 스타트 섹션(SSS-1)과 소프트 스탑 섹션(SSS-2)에서 사용되는 제1 기울기 값보다 낮은 값을 가지는 제2 기울기 값을 이용하여 보다 천천히 RPM이 변화되도록 하기 위해, 제1 모터(150) 및 제2 모터(160)에 전압을 램프 파형으로 인가할 수 있다(도 5 참조).
이와 같이, 본 발명에 따른 스티어링 휠 작동 제어 장치(100)는 동작 초기 시점에는 두 단계로 나누어 목표 RPM까지 점차적으로 상승하고, 동작이 종료되는 시점에는 두 단계로 나누어 0 RPM까지 점차적으로 하강하도록 모터에 전압을 인가함(즉, PWM Duty 비를 두 단계로 나누어 조절)으로써, 백래쉬(backlash)로 인해 발생되는 소음을 감소시킬 수 있다.
도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 스티어링 휠 작동 제어 장치(100)(도 6의 (b) 참조)는 종래의 장치(도 6의 (a) 참조)에 비해 동작 초기 시점과 동작 종료 시점에 발생되는 소음이 감소됨을 확인할 수 있다.
그러면, 도 7 내지 도 10을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전동식 틸트 및 텔레스코픽 스티어링 휠 작동 제어 방법에 대하여 설명한다.
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전동식 틸트 및 텔레스코픽 스티어링 휠 작동 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 7을 참조하면, 스티어링 휠 작동 제어 장치(100)는 스티어링 휠(110)의 조작 신호를 감지한다(S110).
조작 신호가 감지되면, 스티어링 휠 작동 제어 장치(100)는 스티어링 휠(110)의 조작 신호에 따라 PWM 제어 방식을 통해 제1 모터(150) 및 제2 모터(160)에 전압을 인가하도록 제어한다(S130).
도 8은 도 7에 도시한 전압 인가 단계를 보다 자세히 설명하기 위한 흐름도이다.
도 8을 참조하면, 스티어링 휠 작동 제어 장치(100)는 미리 설정된 제1 기울기 값에 따라 0 RPM에서 목표 RPM에 점차적으로 도달하게 하기 위해, 제1 모터(150) 및 제2 모터(160)에 전압을 램프 파형으로 인가하도록 제어할 수 있다(S131). 즉, 스티어링 휠 작동 제어 장치(100)는 소프트 스타트 섹션으로 동작되어, 제1 기울기 값에 따라 RPM이 증가하도록 PWM Duty 비를 증가시킬 수 있다.
그런 다음, 스티어링 휠 작동 제어 장치(100)는 목표 RPM으로 구동하게 하기 위해, 제1 모터(150) 및 제2 모터(160)에 전압을 인가하도록 제어할 수 있다(S133). 즉, 스티어링 휠 작동 제어 장치(100)는 러닝 섹션으로 동작한다.
이후, 스티어링 휠 작동 제어 장치(100)는 미리 설정된 제1 기울기 값에 따라 목표 RPM에서 0 RPM에 점차적으로 도달하게 하기 위해, 제1 모터(150) 및 제2 모터(160)에 전압을 램프 파형으로 인가하도록 제어할 수 있다(S135). 즉, 스티어링 휠 작동 제어 장치(100)는 소프트 스탑 섹션으로 동작되어, 제1 기울기 값에 따라 RPM이 감소하도록 PWM Duty 비를 감소시킬 수 있다.
도 9는 도 8에 도시한 제1 전압 인가 단계를 보다 자세히 설명하기 위한 흐름도이다.
도 9를 참조하면, 스티어링 휠 작동 제어 장치(100)는 스티어링 휠(110)의 조작 온(on) 신호가 발생된 시점부터 미리 설정된 백래쉬 지점까지의 구간에서, 미리 설정된 제2 기울기 값에 따라 제1 모터(150) 및 제2 모터(160)에 전압을 램프 파형으로 인가하도록 제어할 수 있다(S131a).
그런 다음, 스티어링 휠 작동 제어 장치(100)는 미리 설정된 백래쉬 지점부터 목표 RPM에 도달된 시점까지의 구간에서, 미리 설정된 제1 기울기 값에 따라 제1 모터(150) 및 제2 모터(160)에 전압을 램프 파형으로 인가하도록 제어할 수 있다(S131b).
즉, 스티어링 휠 작동 제어 장치(100)는 안티-백래쉬 섹션에서 RPM이 더 천천히 증가하게 하기 위해, 증가되는 PWM Duty 비를 적분을 통해 감소시킬 수 있다.
도 10은 도 8에 도시한 제3 전압 인가 단계를 보다 자세히 설명하기 위한 흐름도이다.
도 10을 참조하면, 스티어링 휠 작동 제어 장치(100)는 스티어링 휠(110)의 조작 오프 신호가 발생된 시점부터 미리 설정된 백래쉬 지점까지의 구간에서, 미리 설정된 제1 기울기 값에 따라 제1 모터(150) 및 제2 모터(160)에 전압을 램프 파형으로 인가하도록 제어할 수 있다(S135a).
그런 다음, 스티어링 휠 작동 제어 장치(100)는 미리 설정된 백래쉬 지점부터 0 RPM에 도달된 시점까지의 구간에서, 미리 설정된 제2 기울기 값에 따라 제1 모터(150) 및 제2 모터(160)에 전압을 램프 파형으로 인가하도록 제어할 수 있다(S135b). 한편, 상기 제1 및 제2 기울기는 하기의 특정구간에서 설정 곡률을 갖는 파형으로 인가되도록 함으로써, 특정 구간 동안은 S자형 기울기를 갖는 파형으로 인가됨으로써, 초창기 스타트나 마지막 스토핑 단계 중에서 특정구간 동안만 기어간 마찰력을 이기면서 소음 제어되도록 설정되도록 하여도 좋다.
즉, 스티어링 휠 작동 제어 장치(100)는 안티-백래쉬 섹션에서 RPM이 더 천천히 감소하게 하기 위해, 감소되는 PWM Duty 비를 적분을 통해 더 감소시킬 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 다음의 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
100 : 스티어링 휠 작동 제어 장치,
110 : 스티어링 휠, 120 : 입력부,
130 : 센싱부, 150 : 제1 모터,
160 : 제2 모터, 170 : 제어부

Claims (10)

  1. 스티어링 휠의 전동식 틸트 및 텔레스코픽 기능을 제어하는 장치로서,
    상기 스티어링 휠의 틸트 기능에 필요한 구동력을 제공하는 제1 모터;
    상기 스티어링 휠의 텔레스코픽 기능에 필요한 구동력을 제공하는 제2 모터; 및
    상기 스티어링 휠의 조작 신호에 따라, PWM(Pulse Width Modulation) 제어 방식을 통해 상기 제1 모터 및 상기 제2 모터에 전압을 인가하도록 제어하는 제어부;
    를 포함하는 전동식 틸트 및 텔레스코픽 스티어링 휠 작동 제어 장치.
  2. 제1항에서,
    상기 제어부는,
    전체 작동 구간을 소프트 스타트 섹션(soft start section), 러닝 섹션(running section) 및 소프트 스탑 섹션(soft stop section)으로 구분하고,
    상기 소프트 스타트 섹션에서는 미리 설정된 제1 기울기 값에 따라 0 RPM(Revolutions Per Minute)에서 목표 RPM에 점차적으로 도달하도록 상기 제1 모터 및 상기 제2 모터에 전압을 램프(RAMP) 파형으로 인가하도록 제어하며,
    상기 소프트 스탑 섹션에서는 미리 설정된 제1 기울기 값에 따라 목표 RPM에서 0 RPM에 점차적으로 도달하도록 상기 제1 모터 및 상기 제2 모터에 전압을 램프 파형으로 인가하도록 제어하는,
    전동식 틸트 및 텔레스코픽 스티어링 휠 작동 제어 장치.
  3. 제2항에서,
    상기 제어부는,
    상기 스티어링 휠의 조작 온(on) 신호가 발생된 시점부터 목표 RPM에 도달된 시점까지의 구간을 상기 소프트 스타트 섹션으로 구분하고,
    목표 RPM에 도달된 시점부터 상기 스티어링 휠의 조작 오프(off) 신호가 발생된 시점까지의 구간을 상기 러닝 섹션으로 구분하며,
    상기 스티어링 휠의 조작 오프(off) 신호가 발생된 시점부터 0 RPM에 도달된 시점까지의 구간을 상기 소프트 스탑 섹션으로 구분하는,
    전동식 틸트 및 텔레스코픽 스티어링 휠 작동 제어 장치.
  4. 제2항에서,
    상기 소프트 스타트 섹션은, 안티-백래쉬 섹션(anti-backlash section)을 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 스티어링 휠의 조작 온(on) 신호가 발생된 시점부터 미리 설정된 백래쉬 지점까지의 구간에서는, 미리 설정된 제1 기울기 값보다 낮은 값을 가지며 미리 설정된 제2 기울기 값에 따라 상기 제1 모터 및 상기 제2 모터에 전압을 램프(RAMP) 파형으로 인가하도록 제어하며,
    미리 설정된 백래쉬 지점부터 목표 RPM에 도달된 시점까지의 구간에서는, 미리 설정된 제1 기울기 값에 따라 상기 제1 모터 및 상기 제2 모터에 전압을 램프(RAMP) 파형으로 인가하도록 제어하는,
    전동식 틸트 및 텔레스코픽 스티어링 휠 작동 제어 장치.
  5. 제2항 또는 제4항에서,
    상기 소프트 스탑 섹션은, 안티-백래쉬 섹션(anti-backlash section)을 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 스티어링 휠의 조작 오프(off) 신호가 발생된 시점부터 미리 설정된 백래쉬 시점까지의 구간에서는, 미리 설정된 제1 기울기 값에 따라 상기 제1 모터 및 상기 제2 모터에 전압을 램프(RAMP) 파형으로 인가하도록 제어하며,
    미리 설정된 백래쉬 지점부터 0 RPM에 도달된 시점까지의 구간에서는, 미리 설정된 제1 기울기 값보다 낮은 값을 가지며 미리 설정된 제2 기울기 값에 따라 상기 제1 모터 및 상기 제2 모터에 전압을 램프(RAMP) 파형으로 인가하도록 제어하는,
    전동식 틸트 및 텔레스코픽 스티어링 휠 작동 제어 장치.
  6. 스티어링 휠, 상기 스티어링 휠의 틸트 기능에 필요한 구동력을 제공하는 제1 모터 및 상기 스티어링 휠의 텔레스코픽 기능에 필요한 구동력을 제공하는 제2 모터를 포함하며, 상기 스티어링 휠의 전동식 틸트 및 텔레스코픽 기능을 제어하는 장치의 스티어링 휠 작동 제어 방법으로서,
    상기 스티어링 휠의 조작 신호를 감지하는 단계; 및
    상기 스티어링 휠의 조작 신호에 따라, PWM(Pulse Width Modulation) 제어 방식을 통해 상기 제1 모터 및 상기 제2 모터에 전압을 인가하도록 제어하는 단계;
    를 포함하는 전동식 틸트 및 텔레스코픽 스티어링 휠 작동 제어 방법.
  7. 제6항에서,
    전체 작동 구간이 소프트 스타트 섹션(soft start section), 러닝 섹션(running section) 및 소프트 스탑 섹션(soft stop section)으로 구분되고,
    상기 제어 단계는,
    상기 소프트 스타트 섹션에서는 미리 설정된 제1 기울기 값에 따라 0 RPM(Revolutions Per Minute)에서 목표 RPM에 점차적으로 도달하게 하기 위해 상기 제1 모터 및 상기 제2 모터에 전압을 램프(RAMP) 파형으로 인가하도록 제어하는 단계; 및
    상기 소프트 스탑 섹션에서는 미리 설정된 제1 기울기 값에 따라 목표 RPM에서 0 RPM에 점차적으로 도달하게 하기 위해 상기 제1 모터 및 상기 제2 모터에 전압을 램프 파형으로 인가하도록 제어하는 단계;
    를 포함하는,
    전동식 틸트 및 텔레스코픽 스티어링 휠 작동 제어 방법.
  8. 제7항에서,
    상기 소프트 스타트 섹션은, 상기 스티어링 휠의 조작 온(on) 신호가 발생된 시점부터 목표 RPM에 도달된 시점까지의 구간을 나타내고,
    상기 러닝 섹션은, 목표 RPM에 도달된 시점부터 상기 스티어링 휠의 조작 오프(off) 신호가 발생된 시점까지의 구간을 나타내며,
    상기 소프트 스탑 섹션은, 상기 스티어링 휠의 조작 오프(off) 신호가 발생된 시점부터 0 RPM에 도달된 시점까지의 구간을 나타내는,
    전동식 틸트 및 텔레스코픽 스티어링 휠 작동 제어 방법.
  9. 제7항에서,
    상기 소프트 스타트 섹션은, 안티-백래쉬 섹션(anti-backlash section)을 포함하고,
    상기 소프트 스타트 섹션 제어 단계는,
    상기 스티어링 휠의 조작 온(on) 신호가 발생된 시점부터 미리 설정된 백래쉬 지점까지의 구간에서는, 미리 설정된 제1 기울기 값보다 낮은 값을 가지며 미리 설정된 제2 기울기 값에 따라 상기 제1 모터 및 상기 제2 모터에 전압을 램프(RAMP) 파형으로 인가하도록 제어하는 단계; 및
    미리 설정된 백래쉬 지점부터 목표 RPM에 도달된 시점까지의 구간에서는, 미리 설정된 제1 기울기 값에 따라 상기 제1 모터 및 상기 제2 모터에 전압을 램프(RAMP) 파형으로 인가하도록 제어하는 단계;
    를 포함하는,
    전동식 틸트 및 텔레스코픽 스티어링 휠 작동 제어 방법.
  10. 제7항 또는 제9항에서,
    상기 소프트 스탑 섹션은, 안티-백래쉬 섹션(anti-backlash section)을 포함하고,
    상기 소프트 스탑 섹션 제어 단계는,
    상기 스티어링 휠의 조작 오프(off) 신호가 발생된 시점부터 미리 설정된 백래쉬 시점까지의 구간에서는, 미리 설정된 제1 기울기 값에 따라 상기 제1 모터 및 상기 제2 모터에 전압을 램프(RAMP) 파형으로 인가하도록 제어하는 단계; 및
    미리 설정된 백래쉬 지점부터 0 RPM에 도달된 시점까지의 구간에서는, 미리 설정된 제1 기울기 값보다 낮은 값을 가지며 미리 설정된 제2 기울기 값에 따라 상기 제1 모터 및 상기 제2 모터에 전압을 램프(RAMP) 파형으로 인가하도록 제어하는 단계;
    를 포함하는,
    전동식 틸트 및 텔레스코픽 스티어링 휠 작동 제어 장치.
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