KR20220148033A - 전동식 파워 스티어링 시스템 및 그 제어 방법 - Google Patents

전동식 파워 스티어링 시스템 및 그 제어 방법 Download PDF

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Abstract

일실시예에 따른 전동식 파워 스티어링 시스템은, 조향 휠이 조향될 때에 모터의 구동에 의해 보조 조향 동력을 전달하여 조향을 보조하는 전동식 파워 스티어링 시스템에 있어서, 모터를 구동시키는 모터 구동부; 및 모터 구동부와 전기적으로 연결되는 제어부를 포함하고, 제어부는 조향 휠의 조향에 따라 조향 휠 각도 센서에 의하여 획득된 제 1 회전 각도와 모터 위치 센서에 의하여 획득된 제 2 회전 각도를 수신받고, 조향 휠의 조향된 위치가 보조 조향 한계 영역이고, 제 1 회전 각도와 제 2 회전 각도의 차이값이 미리 정해진 기준 값과 차이가 있으면, 조향 휠 각도 센서의 회전 위치와 모터 위치 센서의 회전 위치를 초기 원점 위치로 변경하고, 초기 원점 위치로 변경되면, 조향 휠의 조향에 따라 조향 휠 각도 센서에 의하여 획득된 제 1 회전 각도와 모터 위치 센서에 의하여 획득된 제 2 회전 각도를 다시 수신받고, 다시 수신된 제 1 회전 각도와 제 2 회전 각도에 기초하여 보조 조향을 수행하도록 모터 구동부를 제어하는 것을 포함한다.

Description

전동식 파워 스티어링 시스템 및 그 제어 방법{MOTOR-DRIVEN POWER STEERING SYSTEM AND CONTROL METHOD THEREOF}
개시된 발명은 조향 보조의 성능을 향상시킬 수 있는 전동식 파워 스티어링 시스템 및 그 제어 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 차량의 조향 장치는 차량의 진행 방향을 운전자의 의지대로 변경할 수 있도록 하기 위한 장치로서, 앞바퀴가 선회하는 회전중심을 임의로 변경하여 운전자가 원하는 방향으로 차량을 운행할 수 있도록 보조하는 장치이다.
이러한, 조향 장치는 유압 펌프를 이용한 유압식 파워 스티어링 시스템, 모터를 이용한 전동식 파워 스티어링 시스템등이 있다.
이 중에서 전동식 파워 스티어링 시스템은 운전자가 차량의 조향 휠을 조향할 때에 모터의 구동에 의해 보조 조향력을 제공하여 운전자의 조향 부담을 경감해 준다.
그러나, 종래 전동식 파워 스티어링 시스템은 보조 조향 한계 영역에서 조향 휠의 회전 각도와 모터의 회전 각도가 서로 틀어져, 조향 보조의 성능을 향상시키지 못하였다.
한국공개특허공보 제2015-0005238호(2015.01.14.공개)
개시된 발명의 일 측면은 보조 조향 한계 영역에서 조향 휠의 회전 각도와 모터의 회전 각도가 서로 틀어지는 것을 방지하여, 조향 보조의 성능을 향상시킬 수 있는 전동식 파워 스티어링 시스템 및 그 제어 방법을 제공하고자 한다.
개시된 발명의 일 측면은 조향 휠이 조향될 때에 모터의 구동에 의해 보조 조향 동력을 전달하여 조향을 보조하는 전동식 파워 스티어링 시스템에 있어서, 상기 모터를 구동시키는 모터 구동부; 및 상기 모터 구동부와 전기적으로 연결되는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는 상기 조향 휠의 조향에 따라 조향 휠 각도 센서에 의하여 획득된 제 1 회전 각도와 모터 위치 센서에 의하여 획득된 제 2 회전 각도를 수신받고, 상기 조향 휠의 조향된 위치가 보조 조향 한계 영역이고, 상기 제 1 회전 각도와 상기 제 2 회전 각도의 차이값이 미리 정해진 기준 값과 차이가 있으면, 상기 조향 휠 각도 센서의 회전 위치와 상기 모터 위치 센서의 회전 위치를 초기 원점 위치로 변경하고, 상기 초기 원점 위치로 변경되면, 상기 조향 휠의 조향에 따라 상기 조향 휠 각도 센서에 의하여 획득된 제 1 회전 각도와 상기 모터 위치 센서에 의하여 획득된 제 2 회전 각도를 다시 수신받고, 상기 다시 수신된 제 1 회전 각도와 제 2 회전 각도에 기초하여 보조 조향을 수행하도록 상기 모터 구동부를 제어하는 것을 포함하는 전동식 파워 스티어링 시스템이 제공될 수 있다.
상기 제어부는 상기 제 1 회전 각도와 상기 제 2 회전 각도의 차이값이 상기 기준 값과 차이가 있으면, 상기 모터에 연결된 웜이 웜휠과 슬립된 상태인 것으로 판단할 수 있다.
상기 제어부는 상기 제 1 회전 각도와 상기 제 2 회전 각도의 차이값이 상기 기준 값과 차이가 있으면, 상기 모터 위치 센서에 의하여 획득된 회전 속도와 토크 센서에 의하여 획득된 조향 토크를 더 수신받고, 상기 회전 속도와 상기 조향 토크가 정방향이면, 상기 제 2 회전 각도와 상기 제 1 회전 각도의 제 1 차이값이 미리 정해진 제 1 기준 값보다 큰지를 더 판단하고, 상기 제 1 차이값이 상기 제 1 기준 값보다 크면, 상기 제 1 차이값이 상기 제 1 기준 값보다 큰 상태로 유지되는 제 1 유지 시간이 미리 정해진 제 1 기준 시간보다 긴지를 더 판단하고, 상기 제 1 유지 시간이 상기 제 1 기준 시간보다 길면, 상기 조향 휠 각도 센서의 회전 위치와 상기 모터 위치 센서의 회전 위치를 초기 원점 위치로 더 변경하는 것을 포함할 수 있다.
상기 제어부는 상기 제 1 회전 각도와 상기 제 2 회전 각도의 차이값이 상기 기준 값과 차이가 있으면, 상기 모터 위치 센서에 의하여 획득된 회전 속도와 토크 센서에 의하여 획득된 조향 토크를 더 수신받고, 상기 회전 속도와 상기 조향 토크가 역방향이면, 상기 제 2 회전 각도와 상기 제 1 회전 각도의 제 2 차이값이 미리 정해진 제 2 기준 값보다 작은지를 더 판단하고, 상기 제 2 차이값이 상기 제 2 기준 값보다 작으면, 상기 제 2 차이값이 상기 제 2 기준 값보다 작은 상태로 유지되는 제 2 유지 시간이 미리 정해진 제 2 기준 시간보다 긴지를 더 판단하고, 상기 제 2 유지 시간이 상기 제 2 기준 시간보다 길면, 상기 조향 휠 각도 센서의 회전 위치와 상기 모터 위치 센서의 회전 위치를 초기 원점 위치로 더 변경하는 것을 포함할 수 있다.
상기 제어부는 시동 스위치와 전기적으로 연결되고, 상기 시동 스위치의 온(ON) 동작 이후에, 상기 조향 휠 각도 센서에 의하여 획득된 제 1 회전 각도와 상기 모터 위치 센서에 의하여 획득된 제 2 회전 각도를 동기화하여 수신받을 수 있다.
상기 제어부는 상기 초기 원점 위치로 변경되면, 상기 조향 휠 각도 센서에 의하여 획득된 제 1 회전 각도와 상기 모터 위치 센서에 의하여 획득된 제 2 회전 각도를 다시 동기화하여 수신받을 수 있다.
개시된 발명의 다른 측면은 조향 휠이 조향될 때에 모터의 구동에 의해 보조 조향 동력을 전달하여 조향을 보조하는 전동식 파워 스티어링 시스템의 제어 방법에 있어서, 상기 조향 휠의 조향에 따라 조향 휠 각도 센서에 의하여 획득된 제 1 회전 각도와 모터 위치 센서에 의하여 획득된 제 2 회전 각도를 수신받고, 상기 조향 휠의 조향된 위치가 보조 조향 한계 영역인지를 판단하고, 상기 조향 휠의 조향된 위치가 상기 보조 조향 한계 영역이고, 상기 제 1 회전 각도와 상기 제 2 회전 각도의 차이값이 미리 정해진 기준 값과 차이가 있는지를 판단하고, 상기 제 1 회전 각도와 상기 제 2 회전 각도의 차이값이 상기 기준 값과 차이가 있으면, 상기 조향 휠 각도 센서의 회전 위치와 상기 모터 위치 센서의 회전 위치를 초기 원점 위치로 변경하고, 상기 초기 원점 위치로 변경되면, 상기 조향 휠의 조향에 따라 상기 조향 휠 각도 센서에 의하여 획득된 제 1 회전 각도와 상기 모터 위치 센서에 의하여 획득된 제 2 회전 각도를 다시 수신받고, 상기 다시 수신된 제 1 회전 각도와 제 2 회전 각도에 기초하여 보조 조향을 수행하는 것을 포함하는 전동식 파워 스티어링 시스템의 제어 방법이 제공될 수 있다.
상기 제 1 회전 각도와 상기 제 2 회전 각도의 차이값이 상기 기준 값과 차이가 있으면, 상기 모터에 연결된 웜이 웜휠과 슬립된 상태인 것으로 판단할 수 있다.
상기 초기 원점 위치로 변경하는 것은, 상기 제 1 회전 각도와 상기 제 2 회전 각도의 차이값이 상기 기준 값과 차이가 있으면, 상기 모터 위치 센서에 의하여 획득된 회전 속도와 토크 센서에 의하여 획득된 조향 토크를 더 수신받고, 상기 회전 속도와 상기 조향 토크가 정방향인지를 더 판단하고, 상기 회전 속도와 상기 조향 토크가 정방향이면, 상기 제 2 회전 각도와 상기 제 1 회전 각도의 제 1 차이값이 미리 정해진 제 1 기준 값보다 큰지를 더 판단하고, 상기 제 1 차이값이 상기 제 1 기준 값보다 크면, 상기 제 1 차이값이 상기 제 1 기준 값보다 큰 상태로 유지되는 제 1 유지 시간이 미리 정해진 제 1 기준 시간보다 긴지를 더 판단하고, 상기 제 1 유지 시간이 상기 제 1 기준 시간보다 길면, 상기 조향 휠 각도 센서의 회전 위치와 상기 모터 위치 센서의 회전 위치를 초기 원점 위치로 더 변경하는 것일 수 있다.
상기 초기 원점 위치로 변경하는 것은, 상기 제 1 회전 각도와 상기 제 2 회전 각도의 차이값이 상기 기준 값과 차이가 있으면, 상기 모터 위치 센서에 의하여 획득된 회전 속도와 토크 센서에 의하여 획득된 조향 토크를 더 수신받고, 상기 회전 속도와 상기 조향 토크가 역방향인지를 더 판단하고, 상기 회전 속도와 상기 조향 토크가 역방향이면, 상기 제 2 회전 각도와 상기 제 1 회전 각도의 제 2 차이값이 미리 정해진 제 2 기준 값보다 작은지를 더 판단하고, 상기 제 2 차이값이 상기 제 2 기준 값보다 작으면, 상기 제 2 차이값이 상기 제 2 기준 값보다 작은 상태로 유지되는 제 2 유지 시간이 미리 정해진 제 2 기준 시간보다 긴지를 더 판단하고, 상기 제 2 유지 시간이 상기 제 2 기준 시간보다 길면, 상기 조향 휠 각도 센서의 회전 위치와 상기 모터 위치 센서의 회전 위치를 초기 원점 위치로 더 변경하는 것일 수 있다.
상기 제 1 회전 각도와 상기 제 2 회전 각도를 수신받는 것은, 상기 전동식 파워 스티어링 시스템을 초기 동작시키기 위한 시동 스위치의 온(ON) 동작 이후에, 상기 조향 휠 각도 센서에 의하여 획득된 제 1 회전 각도와 상기 모터 위치 센서에 의하여 획득된 제 2 회전 각도를 동기화하여 수신받는 것일 수 있다.
상기 제 1 회전 각도와 상기 제 2 회전 각도를 다시 수신받는 것은, 상기 초기 원점 위치로 변경되면, 상기 조향 휠 각도 센서에 의하여 획득된 제 1 회전 각도와 상기 모터 위치 센서에 의하여 획득된 제 2 회전 각도를 다시 동기화하여 수신받는 것일 수 있다.
개시된 발명의 일 측면에 따르면, 보조 조향 한계 영역에서 조향 휠의 회전 각도와 모터의 회전 각도가 서로 틀어지는 것을 방지하여, 조향 보조의 성능을 향상시킬 수 있다.
도 1은 일실시예에 따른 조향 장치의 구성을 도시한다.
도 2는 모터에 연결된 웜휠과 보조 피니언 및 랙바의 구조를 도시한다.
도 3은 일실시예에 따른 전동식 파워 스티어링 시스템의 구성을 도시한다.
도 4는 보조 조향 수행 구간을 도시한다.
도 5는 보조 조향 한계 영역에서 웜이 웜휠과 슬립된 상태를 도시한다.
도 6은 일실시예에 따른 전동식 파워 스티어링 시스템의 제어 방법의 일 예를 도시한다.
도 7은 차륜의 조향을 보조하는 과정을 도시한다.
도 8은 일실시예에 따른 전동식 파워 스티어링 시스템의 제어 방법의 다른 일 예를 도시한다.
명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다. 본 명세서가 실시예들의 모든 요소들을 설명하는 것은 아니며, 개시된 발명이 속하는 기술분야에서 일반적인 내용 또는 실시예들 간에 중복되는 내용은 생략한다. 명세서에서 사용되는 ‘부, 모듈, 부재, 블록’이라는 용어는 소프트웨어 또는 하드웨어로 구현될 수 있으며, 실시예들에 따라 복수의 ‘부, 모듈, 부재, 블록’이 하나의 구성요소로 구현되거나, 하나의 ‘부, 모듈, 부재, 블록’이 복수의 구성요소들을 포함하는 것도 가능하다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 “연결”되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐 아니라, 간접적으로 연결되어 있는 경우를 포함하고, 간접적인 연결은 무선 통신망을 통해 연결되는 것을 포함한다.
또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 “상에”위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.
제1, 제2 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로, 구성요소가 전술된 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 예외가 있지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
각 단계들에 있어 식별부호는 설명의 편의를 위하여 사용되는 것으로 식별부호는 각 단계들의 순서를 설명하는 것이 아니며, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않는 이상 명기된 순서와 다르게 실시될 수 있다.
도 1은 일실시예에 따른 조향 장치의 구성을 도시한다.
도 1을 참조하면, 조향 장치는 제 1 조향부(100)와 제 2 조향부(200)를 포함할 수 있다.
제 1 조향부(100)는 컬럼 타입의 MDPS(Motor Driven Power Steering)로써, 조향 휠(101)에 구비된 조향 휠 각도 센서(102)와, 조향 휠(101)에 연결된 입력축(103)과, 입력축(103)을 둘러싼 조향 컬럼(105)과, 조향 컬럼(105)의 하단에 설치된 조향각 센서(107)를 포함할 수 있다. 조향 휠 각도 센서(102)는 조향 휠(101)의 제 1 회전 각도를 획득하여 제어부(320)로 전송할 수 있다. 조향 휠 각도 센서(102)는 조향 휠(101)의 쿨럭 스프링에 장착될 수 있다. 조향각 센서(107)는 입력축(103)의 회전 각속도를 획득하여 제어부(320)로 전송할 수 있다.
제 1 조향부(100)는 조향각 센서(107)의 하측에 마련된 유성 기어(110)와, 유성 기어(110)의 가변비를 가변시키기 위하여 유성 기어(110)를 구동하는 유성 기어 모터(111)를 포함할 수 있다. 유성 기어(110)는 입력축(103)의 회전 각도와 제 1 출력축(117)의 회전 각도 간의 비가 가변 가능하도록 마련될 수 있다. 유성 기어(110)의 일측은 조향 휠(101)의 동력을 전달받는 입력축(103)과 연결될 수 있다. 유성 기어(110)의 타측은 제 2 조향부(200)에 동력을 전달하는 제 1 출력축(117)과 연결될 수 있다.
제 1 조향부(100)는 유성 기어 모터(111)에 장착된 유성 기어 모터 위치 센서(113)와, 유성 기어(110)의 하단에 설치된 토크 및 각도 센서(115)를 포함할 수 있다. 유성 기어 모터 위치 센서(113)는 유성 기어 모터(111)의 회전 속도 및/또는 회전 각도를 획득하여 제어부(320)로 전송할 수 있다. 토크 및 각도 센서(115)는 제 1 출력축(117)의 토크 및 회전 각속도를 획득하여 제어부(320)로 전송할 수 있다.
제 2 조향부(200)는 랙 타입의 MDPS로써, 기어 박스(210)와 토크 센서(220)를 포함할 수 있다. 기어 박스(210)의 내부에는 도시하지는 않았지만 제 2 출력축(118)의 단부에 마련된 피니언과, 피니언의 회전에 의해 직선 운동으로 변환되는 랙바(211, 도 2 참조)가 마련될 수 있다. 랙바(211, 도 2 참조)는 피니언의 회전 방향에 따라 왼쪽 또는 오른쪽으로 이동할 수 있다. 토크 센서(220)는 제 2 출력축(118)의 토크를 획득하여 제어부(320)로 전송할 수 있다.
도 2는 모터에 연결된 웜휠과 보조 피니언 및 랙바의 구조를 도시한다.
도 2를 참조하면, 제 2 조향부(200)는 토크 센서(220)의 토크에 기초하여 조향을 보조하기 위해 랙바(211)에 보조 조향 동력을 전달하는 모터부(230)와, 모터부(230)에 구비된 모터 위치 센서(240)를 포함할 수 있다.
모터부(230)의 내부에는 모터(231)의 구동에 의하여 일방향 또는 다른 방향으로 회전하는 웜(232)과, 웜(232)에 맞물려 일방향 또는 다른 방향으로 회전하는 웜휠(233)과, 랙바(211)에 맞물리고 웜휠(233)의 회전에 의하여 랙바(211)에 보조 조향 동력을 전달하는 보조 피니언(234)을 포함할 수 있다.
랙바(211)는 보조 피니언(234)의 회전 방향에 따라 왼쪽 또는 오른쪽으로 이동할 수 있다. 모터(231)는 조향 휠(101)의 조향시에 랙바(211)에 보조 조향 동력을 전달하여 차륜(FL, FR)의 조향을 보조할 수 있다. 모터 위치 센서(240)는 모터(231)에 장착되고, 모터(231)의 회전 속도 및/또는 회전 각도를 획득하여 제어부(320)로 전송할 수 있다.
도 3은 일실시예에 따른 전동식 파워 스티어링 시스템의 구성을 도시한다.
도 3을 참조하면, 전동식 파워 스티어링 시스템(300)은 모터(231)와, 모터 구동부(310)와, 제어부(320)를 포함한다.
모터 구동부(310)는 모터(231)를 구동시킨다. 모터 구동부(310)는 모터(231)를 정방향 또는 역방향으로 구동시킬 수 있다. 예를 들어, 모터 구동부(310)는 모터(231)를 정방향 또는 역방향으로 구동시키도록 다수개의 전력스위칭소자로 이루어진 에이치 브릿지(H-Bridge)회로를 포함할 수 있다.
제어부(320)는 모터 구동부(310)와 전기적으로 연결된다. 제어부(320)는 조향 휠 각도 센서(102)와, 모터 위치 센서(240)와, 토크 센서(220)와, 시동 스위치(10)와 전기적으로 연결될 수 있다.
제어부(320)는 모터 구동부(310)를 통해 모터(231)를 정방향 또는 역방향으로 회전시킴으로써, 웜휠(233)이 웜(232)에 맞물려 일방향 또는 반대방향으로 회전하고, 웜휠(233)의 회전에 의하여 랙바(211)에 맞물려 있는 보조 피니언(234)이 랙바(211)에 보조 조향 동력을 전달하여 차륜(FL, FR)의 조향을 보조할 수 있다.
일실시예에 따른 전동식 파워 스티어링 시스템(300)은 조향 휠(101)의 조향된 위치가 보조 조향 한계 영역이고, 보조 조향 한계 영역에서 조향 휠(101)의 회전 각도와 모터(231)의 회전 각도가 서로 틀어지는 것을 방지하여, 조향 보조의 성능을 향상시킨다.
제어부(320)는 프로세서(321)와 메모리(322)를 포함한다.
프로세서(321)는 조향 휠(101)의 조향에 따라 조향 휠 각도 센서(102)에 의하여 획득된 제 1 회전 각도와 모터 위치 센서(240)에 의하여 획득된 제 2 회전 각도를 수신받는다. 프로세서(321)는 CAN(Controller Area Network) 통신을 통해 제 1 회전 각도를 수신받으므로, 지연 발생에 따른 조향 성능의 저하를 방지하기 위해 시동 스위치(10)의 온(ON) 동작 이후에, 조향 휠 각도 센서(102)에 의하여 획득된 제 1 회전 각도와 모터 위치 센서(240)에 의하여 획득된 제 2 회전 각도를 동기화하여 수신받을 수 있다.
도 4는 보조 조향 수행 구간을 도시한다. 도 5는 보조 조향 한계 영역에서 웜이 웜휠과 슬립된 상태를 도시한다.
도 4를 참조하면, 프로세서(321)는 조향 휠(101)의 조향된 위치가 보조 조향 한계 영역(B)인지를 판단한다. 보조 조향 수행 구간(S)은 보조 조향 영역(A)과 보조 조향 한계 영역(B)을 포함할 수 있다. 보조 조향 영역(A)은 조향 휠(101)의 조향시에, 모터(231)에 연결된 웜(232)을 웜휠(233)과 맞물려 토션바(180)의 비틀림 정도에 따른 모터(231)의 구동에 의해 보조 조향 동력을 전달하여 보조 조향을 수행하는 영역이다.
보조 조향 한계 영역(B)은 운전자가 조향 휠(101)을 더 조향할 수 있으나, 도 5에 도시된 바와 같이 고토크 영역으로써, 모터(231)에 연결된 웜(232)을 웜휠(233)과 슬립(slip)시켜 기구부와 시스템의 손상을 보호하는 영역이다. 보조 조향 한계 영역(B)에서는 조향 휠(101)의 회전 각도와 모터(231)의 회전 각도가 서로 틀어진다.
프로세서(321)는 조향 휠(101)의 조향된 위치가 보조 조향 한계 영역(B)이고, 조향 휠 각도 센서(102)에 의하여 획득된 제 1 회전 각도와 모터 위치 센서(240)에 의하여 획득된 제 2 회전 각도의 차이값이 미리 정해진 기준 값과 차이가 있는지를 판단한다. 프로세서(321)는 조향 휠 각도 센서(102)에 의하여 획득된 제 1 회전 각도와 모터 위치 센서(240)에 의하여 획득된 제 2 회전 각도의 차이값이 기준 값과 차이가 있으면, 도 5에 도시된 바와 같이 프로세서(321)는 모터(231)에 연결된 웜(232)이 웜휠(233)과 슬립된 상태인 것으로 판단할 수 있다. 웜(232)이 웜휠(233)과 슬립된 상태이면 모터(231)는 헛도는 현상이 발생하여, 모터 위치 센서(240)의 제 2 회전 각도와 조향 휠 각도 센서(102)의 제 1 회전 각도가 서로 틀어지게 된다.
따라서, 프로세서(321)는 조향 휠 각도 센서(102)에 의하여 획득된 제 1 회전 각도와 모터 위치 센서(240)에 의하여 획득된 제 2 회전 각도의 차이값이 미리 정해진 기준 값과 차이가 있으면, 조향 휠 각도 센서(102)의 회전 위치와 모터 위치 센서(240)의 회전 위치를 초기 원점 위치로 변경한다. 프로세서(321)는 웜(232)이 웜휠(233)과 슬립된 상태이면, 조향 휠 각도 센서(102)의 회전 위치와 모터 위치 센서(240)의 회전 위치를 초기 원점 위치로 변경할 수 있다.
또한, 프로세서(321)는 조향 휠 각도 센서(102)에 의하여 획득된 제 1 회전 각도와 모터 위치 센서(240)에 의하여 획득된 제 2 회전 각도의 차이값이 미리 정해진 기준 값과 차이가 있으면, 모터 위치 센서(240)에 의하여 획득된 회전 속도와 토크 센서(220)에 의하여 획득된 조향 토크를 더 수신받을 수 있다.
프로세서(321)는 모터 위치 센서(240)의 회전 속도와 토크 센서(220)의 조향 토크가 정방향이면, 모터 위치 센서(240)의 제 2 회전 각도와 조향 휠 각도 센서(102)의 제 1 회전 각도의 제 1 차이값이 미리 정해진 제 1 기준 값보다 큰지를 더 판단할 수 있다. 프로세서(321)는 웜(232)이 웜휠(233)과 슬립된 상태에서 모터 위치 센서(240)의 회전 속도와 토크 센서(220)의 조향 토크가 정방향이면, 모터 위치 센서(240)의 제 2 회전 각도는 커지고 조향 휠 각도 센서(102)의 제 1 회전 각도는 작아져 서로 틀어지게 되므로, 제 1 차이값이 제 1 기준 값보다 큰지를 더 판단할 수 있다.
프로세서(321)는 모터 위치 센서(240)의 제 2 회전 각도와 조향 휠 각도 센서(102)의 제 1 회전 각도의 제 1 차이값이 제 1 기준 값보다 크면, 제 1 차이값이 제 1 기준 값보다 큰 상태로 유지되는 제 1 유지 시간이 미리 정해진 제 1 기준 시간보다 긴지를 더 판단할 수 있다.
프로세서(321)는 모터 위치 센서(240)의 제 2 회전 각도와 조향 휠 각도 센서(102)의 제 1 회전 각도의 제 1 차이값이 제 1 기준 값보다 큰 상태로 유지되는 제 1 유지 시간이 미리 정해진 제 1 기준 시간보다 길면, 조향 휠 각도 센서(102)의 회전 위치와 모터 위치 센서(240)의 회전 위치를 초기 원점 위치로 더 변경할 수 있다.
또한, 프로세서(321)는 모터 위치 센서(240)의 회전 속도와 토크 센서(220)의 조향 토크가 역방향이면, 모터 위치 센서(240)의 제 2 회전 각도와 조향 휠 각도 센서(102)의 제 1 회전 각도의 제 2 차이값이 미리 정해진 제 2 기준 값보다 작은지를 더 판단할 수 있다. 프로세서(321)는 웜(232)이 웜휠(233)과 슬립된 상태에서 모터 위치 센서(240)의 회전 속도와 토크 센서(220)의 조향 토크가 역방향이면, 모터 위치 센서(240)의 제 2 회전 각도는 작아지고 조향 휠 각도 센서(102)의 제 1 회전 각도는 커져 서로 틀어지게 되므로, 제 2 차이값이 제 2 기준 값보다 작은지를 더 판단할 수 있다.
프로세서(321)는 모터 위치 센서(240)의 제 2 회전 각도와 조향 휠 각도 센서(102)의 제 1 회전 각도의 제 2 차이값이 제 2 기준 값보다 작으면, 제 2 차이값이 제 2 기준 값보다 작은 상태로 유지되는 제 2 유지 시간이 미리 정해진 제 2 기준 시간보다 긴지를 더 판단할 수 있다.
프로세서(321)는 모터 위치 센서(240)의 제 2 회전 각도와 조향 휠 각도 센서(102)의 제 1 회전 각도의 제 2 차이값이 제 2 기준 값보다 작은 상태로 유지되는 제 2 유지 시간이 미리 정해진 제 2 기준 시간보다 길면, 조향 휠 각도 센서(102)의 회전 위치와 모터 위치 센서(240)의 회전 위치를 초기 원점 위치로 더 변경할 수 있다.
프로세서(321)는 초기 원점 위치로 변경되면, 조향 휠(101)의 조향에 따라 조향 휠 각도 센서(102)에 의하여 획득된 제 1 회전 각도와 모터 위치 센서(240)에 의하여 획득된 제 2 회전 각도를 다시 수신받는다. 프로세서(321)는 조향 휠 각도 센서(102)에 의하여 획득된 제 1 회전 각도와 모터 위치 센서(240)에 의하여 획득된 제 2 회전 각도를 다시 동기화하여 수신받을 수 있다.
프로세서(321)는 다시 수신된 조향 휠 각도 센서(102)의 제 1 회전 각도와 모터 위치 센서(240)의 제 2 회전 각도에 기초하여 보조 조향을 수행하도록 모터(231)를 구동시키는 모터 구동부(310)를 제어한다. 프로세서(321)는 웜(232)과 웜휠(233)의 회전에 의하여 랙바(211)에 맞물려 있는 보조 피니언(234)이 랙바(211)에 보조 조향 동력을 전달하여 차륜(FL, FR)의 조향을 보조하도록 토션바(180)의 비틀림 정도에 따라 모터(231)를 구동시키는 모터 구동부(310)를 제어할 수 있다.
프로세서(321)는 시동 스위치(10)의 온 신호를 수신받아 처리하고, 조향 휠 각도 센서(102) 및/또는 모터 위치 센서(240)에 의하여 획득된 회전 각도 감지 데이터를 수신받아 처리하고, 모터 위치 센서(240)에 의하여 획득된 회전 속도 감지 데이터를 수신받아 처리하고, 토크 센서(220)에 의하여 획득된 조향 토크 감지 데이터를 수신받아 처리하고, 조향 휠 각도 센서(102)의 회전 위치와 모터 위치 센서(240)의 회전 위치를 초기 원점 위치로 변경하여 처리하는 디지털 시그널 프로세서를 포함할 수 있다.
프로세서(321)는 조향 휠 각도 센서(102)의 제 1 회전 각도와 모터 위치 센서(240)의 제 2 회전 각도를 동기화하여 수신받기 위한 동기화 신호를 생성하고, 조향을 보조하도록 모터 구동부(310)를 제어하기 위한 제어 신호를 생성하는 마이크로 컨트롤 유닛(Micro Control Unit, MCU)을 포함할 수 있다.
메모리(322)는 프로세서(321)가 시동 스위치(10)의 온 신호를 수신받아 처리하기 위한 프로그램 및/또는 데이터와, 프로세서(321)가 조향 휠 각도 센서(102) 및/또는 모터 위치 센서(240)에 의하여 획득된 회전 각도 감지 데이터를 수신받아 처리하기 위한 프로그램 및/또는 데이터와, 프로세서(321)가 모터 위치 센서(240)에 의하여 획득된 회전 속도 감지 데이터를 수신받아 처리하기 위한 프로그램 및/또는 데이터와, 프로세서(321)가 토크 센서(220)에 의하여 획득된 조향 토크 감지 데이터를 수신받아 처리하기 위한 프로그램 및/또는 데이터와, 프로세서(321)가 조향 휠 각도 센서(102)의 회전 위치와 모터 위치 센서(240)의 회전 위치를 초기 원점 위치로 변경하여 처리하기 위한 프로그램 및/또는 데이터를 저장할 수 있다.
메모리(322)는 프로세서(321)가 조향 휠 각도 센서(102)의 제 1 회전 각도와 모터 위치 센서(240)의 제 2 회전 각도를 동기화하여 수신받기 위해 동기화 신호를 생성하기 위한 프로그램 및/또는 데이터와, 조향을 보조하도록 모터 구동부(310)를 제어하기 위해 제어 신호를 생성하기 위한 프로그램 및/또는 데이터를 저장할 수 있다.
메모리(322)는 시동 스위치(10)의 온 신호를 임시로 기억하고, 조향 휠 각도 센서(102) 및/또는 모터 위치 센서(240)에 의하여 획득된 회전 각도 감지 데이터를 임시로 기억하고, 모터 위치 센서(240)에 의하여 획득된 회전 속도 감지 데이터를 임시로 기억하고, 토크 센서(220)에 의하여 획득된 조향 토크 감지 데이터를 임시로 기억하고, 프로세서(321)의 처리 결과를 임시로 기억할 수 있다.
메모리(322)는 S램(S-RAM), D램(D-RAM) 등의 휘발성 메모리뿐만 아니라 플래시 메모리, 롬(Read Only Memory, ROM), 이피롬(Erasable Programmable Read Only Memory: EPROM) 등의 비휘발성 메모리를 포함할 수 있다.
도 6은 일실시예에 따른 전동식 파워 스티어링 시스템의 제어 방법의 일 예를 도시한다. 도 7은 차륜의 조향을 보조하는 과정을 도시한다.
도 6을 참조하면, 차량은 제어부(320)에 의하여, 조향 휠(101)의 조향에 따라 조향 휠 각도 센서(102)에 의하여 획득된 제 1 회전 각도와 모터 위치 센서(240)에 의하여 획득된 제 2 회전 각도를 수신받는다(600). 제어부(320)는 CAN(Controller Area Network) 통신을 통해 제 1 회전 각도를 수신받을 수 있다. 제어부(320)는 전동식 파워 스티어링 시스템(300)을 초기 동작시키기 위한 시동 스위치(10)의 온(ON) 동작 이후에, 조향 휠 각도 센서(102)에 의하여 획득된 제 1 회전 각도와 모터 위치 센서(240)에 의하여 획득된 제 2 회전 각도를 동기화하여 수신받을 수 있다.
차량은 제어부(320)에 의하여, 조향 휠(101)의 조향된 위치가 보조 조향 한계 영역(B)인지를 판단한다(610). 보조 조향 한계 영역(B)에서는 조향 휠(101)의 회전 각도와 모터(231)의 회전 각도가 서로 틀어진다.
차량은 제어부(320)에 의하여, 조향 휠(101)의 조향된 위치가 보조 조향 한계 영역(B)이고(610의 예), 조향 휠 각도 센서(102)에 의하여 획득된 제 1 회전 각도와 모터 위치 센서(240)에 의하여 획득된 제 2 회전 각도의 차이값이 미리 정해진 기준 값과 차이가 있는지를 판단한다(620).
차량은 제어부(320)에 의하여, 조향 휠(101)의 조향된 위치가 보조 조향 한계 영역(B)이 아니면(610의 아니오), 수신된 조향 휠 각도 센서(102)의 제 1 회전 각도와 모터 위치 센서(240)의 제 2 회전 각도에 기초하여 보조 조향을 수행한다(640). 제어부(320)는 웜(232)과 웜휠(233)의 회전에 의하여 랙바(211)에 맞물려 있는 보조 피니언(234)이 랙바(211)에 보조 조향 동력을 전달하여 도 7에 도시된 바와 같이 차륜(FL, FR)의 조향을 보조하도록 토션바(180)의 비틀림 정도에 따라 모터(231)를 구동시키는 모터 구동부(310)를 제어할 수 있다.
차량은 제어부(320)에 의하여, 조향 휠 각도 센서(102)에 의하여 획득된 제 1 회전 각도와 모터 위치 센서(240)에 의하여 획득된 제 2 회전 각도의 차이값이 미리 정해진 기준 값과 차이가 있으면(620의 예), 조향 휠 각도 센서(102)의 회전 위치와 모터 위치 센서(240)의 회전 위치를 초기 원점 위치로 변경한다(630). 제어부(320)는 모터(231)에 연결된 웜(232)이 웜휠(233)과 슬립된 상태이면, 조향 휠 각도 센서(102)의 회전 위치와 모터 위치 센서(240)의 회전 위치를 초기 원점 위치로 변경할 수 있다.
차량은 제어부(320)에 의하여, 조향 휠 각도 센서(102)에 의하여 획득된 제 1 회전 각도와 모터 위치 센서(240)에 의하여 획득된 제 2 회전 각도의 차이값이 기준 값과 차이가 없으면(620의 아니오), 수신된 조향 휠 각도 센서(102)의 제 1 회전 각도와 모터 위치 센서(240)의 제 2 회전 각도에 기초하여 보조 조향을 수행한다(640). 제어부(320)는 도 7에 도시된 바와 같이 차륜(FL, FR)의 조향을 보조하도록 토션바(180)의 비틀림 정도에 따라 모터(231)를 구동시키는 모터 구동부(310)를 제어할 수 있다.
차량은 제어부(320)에 의하여, 조향 휠 각도 센서(102)의 회전 위치와 모터 위치 센서(240)의 회전 위치가 초기 원점 위치로 변경되면, 조향 휠(101)의 조향에 따라 조향 휠 각도 센서(102)에 의하여 획득된 제 1 회전 각도와 모터 위치 센서(240)에 의하여 획득된 제 2 회전 각도를 다시 수신받는다(600). 제어부(320)는 조향 휠 각도 센서(102)에 의하여 획득된 제 1 회전 각도와 모터 위치 센서(240)에 의하여 획득된 제 2 회전 각도를 다시 동기화하여 수신받을 수 있다.
차량은 제어부(320)에 의하여, 다시 수신된 조향 휠(101)의 조향된 위치가 보조 조향 한계 영역(B)이 아니거나(610의 아니오), 조향 휠 각도 센서(102)에 의하여 다시 획득된 제 1 회전 각도와 모터 위치 센서(240)에 의하여 다시 획득된 제 2 회전 각도의 차이값이 기준 값과 차이가 없으면(620의 아니오), 다시 수신된 조향 휠 각도 센서(102)의 제 1 회전 각도와 모터 위치 센서(240)의 제 2 회전 각도에 기초하여 보조 조향을 수행한다(640). 제어부(320)는 도 7에 도시된 바와 같이 차륜(FL, FR)의 조향을 보조하도록 토션바(180)의 비틀림 정도에 따라 모터(231)를 구동시키는 모터 구동부(310)를 제어할 수 있다.
도 8은 일실시예에 따른 전동식 파워 스티어링 시스템의 제어 방법의 다른 일 예를 도시한다.
도 8을 참조하면, 차량은 제어부(320)에 의하여, 조향 휠 각도 센서(102)에 의하여 획득된 제 1 회전 각도와 모터 위치 센서(240)에 의하여 획득된 제 2 회전 각도의 차이값이 기준 값과 차이가 있으면(620의 예), 모터 위치 센서(240)에 의하여 획득된 회전 속도와 토크 센서(220)에 의하여 획득된 조향 토크를 더 수신받을 수 있다.
차량은 제어부(320)에 의하여, 모터 위치 센서(240)의 회전 속도와 토크 센서(220)의 조향 토크가 정방향이면(621의 예), 모터 위치 센서(240)의 제 2 회전 각도와 조향 휠 각도 센서(102)의 제 1 회전 각도의 제 1 차이값이 미리 정해진 제 1 기준 값보다 큰지를 더 판단할 수 있다(622). 제어부(320)는 웜(232)이 웜휠(233)과 슬립된 상태에서 모터 위치 센서(240)의 회전 속도와 토크 센서(220)의 조향 토크가 정방향이면, 모터 위치 센서(240)의 제 2 회전 각도는 커지고 조향 휠 각도 센서(102)의 제 1 회전 각도는 작아져 서로 틀어지게 되므로, 제 1 차이값이 제 1 기준 값보다 큰지를 더 판단할 수 있다.
차량은 제어부(320)에 의하여, 모터 위치 센서(240)의 제 2 회전 각도와 조향 휠 각도 센서(102)의 제 1 회전 각도의 제 1 차이값이 제 1 기준 값보다 크면(622의 예), 제 1 차이값이 제 1 기준 값보다 큰 상태로 유지되는 제 1 유지 시간이 미리 정해진 제 1 기준 시간보다 긴지를 더 판단할 수 있다(623).
차량은 제어부(320)에 의하여, 모터 위치 센서(240)의 제 2 회전 각도와 조향 휠 각도 센서(102)의 제 1 회전 각도의 제 1 차이값이 제 1 기준 값보다 작으면(622의 아니오), 수신된 조향 휠 각도 센서(102)의 제 1 회전 각도와 모터 위치 센서(240)의 제 2 회전 각도에 기초하여 보조 조향을 수행한다(640). 제어부(320)는 도 7에 도시된 바와 같이 차륜(FL, FR)의 조향을 보조하도록 토션바(180)의 비틀림 정도에 따라 모터(231)를 구동시키는 모터 구동부(310)를 제어할 수 있다.
차량은 제어부(320)에 의하여, 모터 위치 센서(240)의 제 2 회전 각도와 조향 휠 각도 센서(102)의 제 1 회전 각도의 제 1 차이값이 제 1 기준 값보다 큰 상태로 유지되는 제 1 유지 시간이 제 1 기준 시간보다 길면(623의 예), 조향 휠 각도 센서(102)의 회전 위치와 모터 위치 센서(240)의 회전 위치를 초기 원점 위치로 더 변경할 수 있다(630).
차량은 제어부(320)에 의하여, 모터 위치 센서(240)의 제 2 회전 각도와 조향 휠 각도 센서(102)의 제 1 회전 각도의 제 1 차이값이 제 1 기준 값보다 큰 상태로 유지되는 제 1 유지 시간이 제 1 기준 시간보다 짧으면(623의 아니오), 수신된 조향 휠 각도 센서(102)의 제 1 회전 각도와 모터 위치 센서(240)의 제 2 회전 각도에 기초하여 보조 조향을 수행한다(640). 제어부(320)는 도 7에 도시된 바와 같이 차륜(FL, FR)의 조향을 보조하도록 토션바(180)의 비틀림 정도에 따라 모터(231)를 구동시키는 모터 구동부(310)를 제어할 수 있다.
또한, 차량은 제어부(320)에 의하여, 모터 위치 센서(240)의 회전 속도와 토크 센서(220)의 조향 토크가 역방향이면(621의 아니오), 모터 위치 센서(240)의 제 2 회전 각도와 조향 휠 각도 센서(102)의 제 1 회전 각도의 제 2 차이값이 미리 정해진 제 2 기준 값보다 작은지를 더 판단할 수 있다(624). 제어부(320)는 웜(232)이 웜휠(233)과 슬립된 상태에서 모터 위치 센서(240)의 회전 속도와 토크 센서(220)의 조향 토크가 역방향이면, 모터 위치 센서(240)의 제 2 회전 각도는 작아지고 조향 휠 각도 센서(102)의 제 1 회전 각도는 커져 서로 틀어지게 되므로, 제 2 차이값이 제 2 기준 값보다 작은지를 더 판단할 수 있다.
차량은 제어부(320)에 의하여, 모터 위치 센서(240)의 제 2 회전 각도와 조향 휠 각도 센서(102)의 제 1 회전 각도의 제 2 차이값이 제 2 기준 값보다 작으면(624의 예), 제 2 차이값이 제 2 기준 값보다 작은 상태로 유지되는 제 2 유지 시간이 미리 정해진 제 2 기준 시간보다 긴지를 더 판단할 수 있다(625).
차량은 제어부(320)에 의하여, 모터 위치 센서(240)의 제 2 회전 각도와 조향 휠 각도 센서(102)의 제 1 회전 각도의 제 2 차이값이 제 2 기준 값보다 크면(642의 아니오), 수신된 조향 휠 각도 센서(102)의 제 1 회전 각도와 모터 위치 센서(240)의 제 2 회전 각도에 기초하여 보조 조향을 수행한다(640). 제어부(320)는 도 7에 도시된 바와 같이 차륜(FL, FR)의 조향을 보조하도록 토션바(180)의 비틀림 정도에 따라 모터(231)를 구동시키는 모터 구동부(310)를 제어할 수 있다.
차량은 제어부(320)에 의하여, 모터 위치 센서(240)의 제 2 회전 각도와 조향 휠 각도 센서(102)의 제 1 회전 각도의 제 2 차이값이 제 2 기준 값보다 작은 상태로 유지되는 제 2 유지 시간이 제 2 기준 시간보다 길면(625의 예), 조향 휠 각도 센서(102)의 회전 위치와 모터 위치 센서(240)의 회전 위치를 초기 원점 위치로 더 변경할 수 있다(630).
차량은 제어부(320)에 의하여, 모터 위치 센서(240)의 제 2 회전 각도와 조향 휠 각도 센서(102)의 제 1 회전 각도의 제 2 차이값이 제 2 기준 값보다 작은 상태로 유지되는 제 2 유지 시간이 제 2 기준 시간보다 짧으면(625의 아니오), 수신된 조향 휠 각도 센서(102)의 제 1 회전 각도와 모터 위치 센서(240)의 제 2 회전 각도에 기초하여 보조 조향을 수행한다(640). 제어부(320)는 도 7에 도시된 바와 같이 차륜(FL, FR)의 조향을 보조하도록 토션바(180)의 비틀림 정도에 따라 모터(231)를 구동시키는 모터 구동부(310)를 제어할 수 있다.
이상과 같이, 개시된 발명은 조향 휠(101)의 조향된 위치가 보조 조향 한계 영역(B)이고, 보조 조향 한계 영역(B)에서 조향 휠(101)의 회전 각도와 모터(231)의 회전 각도가 서로 틀어지는 것을 방지하여, 조향 보조의 성능을 향상시킬 수 있다.
10 : 시동 스위치 102 : 조향 휠 각도 센서
220 : 토크 센서 231 : 모터
240 : 모터 위치 센서 300 : 전동식 파워 스티어링 시스템
310 : 모터 구동부 320 : 제어부
321 : 프로세서 322 : 메모리

Claims (12)

  1. 조향 휠이 조향될 때에 모터의 구동에 의해 보조 조향 동력을 전달하여 조향을 보조하는 전동식 파워 스티어링 시스템에 있어서,
    상기 모터를 구동시키는 모터 구동부; 및
    상기 모터 구동부와 전기적으로 연결되는 제어부를 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 조향 휠의 조향에 따라 조향 휠 각도 센서에 의하여 획득된 제 1 회전 각도와 모터 위치 센서에 의하여 획득된 제 2 회전 각도를 수신받고,
    상기 조향 휠의 조향된 위치가 보조 조향 한계 영역이고, 상기 제 1 회전 각도와 상기 제 2 회전 각도의 차이값이 미리 정해진 기준 값과 차이가 있으면, 상기 조향 휠 각도 센서의 회전 위치와 상기 모터 위치 센서의 회전 위치를 초기 원점 위치로 변경하고,
    상기 초기 원점 위치로 변경되면, 상기 조향 휠의 조향에 따라 상기 조향 휠 각도 센서에 의하여 획득된 제 1 회전 각도와 상기 모터 위치 센서에 의하여 획득된 제 2 회전 각도를 다시 수신받고,
    상기 다시 수신된 제 1 회전 각도와 제 2 회전 각도에 기초하여 보조 조향을 수행하도록 상기 모터 구동부를 제어하는 것을 포함하는 전동식 파워 스티어링 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 제 1 회전 각도와 상기 제 2 회전 각도의 차이값이 상기 기준 값과 차이가 있으면, 상기 모터에 연결된 웜이 웜휠과 슬립된 상태인 것으로 판단하는 전동식 파워 스티어링 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제 1 회전 각도와 상기 제 2 회전 각도의 차이값이 상기 기준 값과 차이가 있으면, 상기 모터 위치 센서에 의하여 획득된 회전 속도와 토크 센서에 의하여 획득된 조향 토크를 더 수신받고,
    상기 회전 속도와 상기 조향 토크가 정방향이면, 상기 제 2 회전 각도와 상기 제 1 회전 각도의 제 1 차이값이 미리 정해진 제 1 기준 값보다 큰지를 더 판단하고,
    상기 제 1 차이값이 상기 제 1 기준 값보다 크면, 상기 제 1 차이값이 상기 제 1 기준 값보다 큰 상태로 유지되는 제 1 유지 시간이 미리 정해진 제 1 기준 시간보다 긴지를 더 판단하고,
    상기 제 1 유지 시간이 상기 제 1 기준 시간보다 길면, 상기 조향 휠 각도 센서의 회전 위치와 상기 모터 위치 센서의 회전 위치를 초기 원점 위치로 더 변경하는 것을 포함하는 전동식 파워 스티어링 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제 1 회전 각도와 상기 제 2 회전 각도의 차이값이 상기 기준 값과 차이가 있으면, 상기 모터 위치 센서에 의하여 획득된 회전 속도와 토크 센서에 의하여 획득된 조향 토크를 더 수신받고,
    상기 회전 속도와 상기 조향 토크가 역방향이면, 상기 제 2 회전 각도와 상기 제 1 회전 각도의 제 2 차이값이 미리 정해진 제 2 기준 값보다 작은지를 더 판단하고,
    상기 제 2 차이값이 상기 제 2 기준 값보다 작으면, 상기 제 2 차이값이 상기 제 2 기준 값보다 작은 상태로 유지되는 제 2 유지 시간이 미리 정해진 제 2 기준 시간보다 긴지를 더 판단하고,
    상기 제 2 유지 시간이 상기 제 2 기준 시간보다 길면, 상기 조향 휠 각도 센서의 회전 위치와 상기 모터 위치 센서의 회전 위치를 초기 원점 위치로 더 변경하는 것을 포함하는 전동식 파워 스티어링 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 시동 스위치와 전기적으로 연결되고, 상기 시동 스위치의 온(ON) 동작 이후에, 상기 조향 휠 각도 센서에 의하여 획득된 제 1 회전 각도와 상기 모터 위치 센서에 의하여 획득된 제 2 회전 각도를 동기화하여 수신받는 전동식 파워 스티어링 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 초기 원점 위치로 변경되면, 상기 조향 휠 각도 센서에 의하여 획득된 제 1 회전 각도와 상기 모터 위치 센서에 의하여 획득된 제 2 회전 각도를 다시 동기화하여 수신받는 전동식 파워 스티어링 시스템.
  7. 조향 휠이 조향될 때에 모터의 구동에 의해 보조 조향 동력을 전달하여 조향을 보조하는 전동식 파워 스티어링 시스템의 제어 방법에 있어서,
    상기 조향 휠의 조향에 따라 조향 휠 각도 센서에 의하여 획득된 제 1 회전 각도와 모터 위치 센서에 의하여 획득된 제 2 회전 각도를 수신받고,
    상기 조향 휠의 조향된 위치가 보조 조향 한계 영역인지를 판단하고,
    상기 조향 휠의 조향된 위치가 상기 보조 조향 한계 영역이고, 상기 제 1 회전 각도와 상기 제 2 회전 각도의 차이값이 미리 정해진 기준 값과 차이가 있는지를 판단하고,
    상기 제 1 회전 각도와 상기 제 2 회전 각도의 차이값이 상기 기준 값과 차이가 있으면, 상기 조향 휠 각도 센서의 회전 위치와 상기 모터 위치 센서의 회전 위치를 초기 원점 위치로 변경하고,
    상기 초기 원점 위치로 변경되면, 상기 조향 휠의 조향에 따라 상기 조향 휠 각도 센서에 의하여 획득된 제 1 회전 각도와 상기 모터 위치 센서에 의하여 획득된 제 2 회전 각도를 다시 수신받고,
    상기 다시 수신된 제 1 회전 각도와 제 2 회전 각도에 기초하여 보조 조향을 수행하는 것을 포함하는 전동식 파워 스티어링 시스템의 제어 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제 1 회전 각도와 상기 제 2 회전 각도의 차이값이 상기 기준 값과 차이가 있으면, 상기 모터에 연결된 웜이 웜휠과 슬립된 상태인 것으로 판단하는 것인 전동식 파워 스티어링 시스템의 제어 방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 초기 원점 위치로 변경하는 것은,
    상기 제 1 회전 각도와 상기 제 2 회전 각도의 차이값이 상기 기준 값과 차이가 있으면, 상기 모터 위치 센서에 의하여 획득된 회전 속도와 토크 센서에 의하여 획득된 조향 토크를 더 수신받고,
    상기 회전 속도와 상기 조향 토크가 정방향인지를 더 판단하고,
    상기 회전 속도와 상기 조향 토크가 정방향이면, 상기 제 2 회전 각도와 상기 제 1 회전 각도의 제 1 차이값이 미리 정해진 제 1 기준 값보다 큰지를 더 판단하고,
    상기 제 1 차이값이 상기 제 1 기준 값보다 크면, 상기 제 1 차이값이 상기 제 1 기준 값보다 큰 상태로 유지되는 제 1 유지 시간이 미리 정해진 제 1 기준 시간보다 긴지를 더 판단하고,
    상기 제 1 유지 시간이 상기 제 1 기준 시간보다 길면, 상기 조향 휠 각도 센서의 회전 위치와 상기 모터 위치 센서의 회전 위치를 초기 원점 위치로 더 변경하는 것인 전동식 파워 스티어링 시스템의 제어 방법.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 초기 원점 위치로 변경하는 것은,
    상기 제 1 회전 각도와 상기 제 2 회전 각도의 차이값이 상기 기준 값과 차이가 있으면, 상기 모터 위치 센서에 의하여 획득된 회전 속도와 토크 센서에 의하여 획득된 조향 토크를 더 수신받고,
    상기 회전 속도와 상기 조향 토크가 역방향인지를 더 판단하고,
    상기 회전 속도와 상기 조향 토크가 역방향이면, 상기 제 2 회전 각도와 상기 제 1 회전 각도의 제 2 차이값이 미리 정해진 제 2 기준 값보다 작은지를 더 판단하고,
    상기 제 2 차이값이 상기 제 2 기준 값보다 작으면, 상기 제 2 차이값이 상기 제 2 기준 값보다 작은 상태로 유지되는 제 2 유지 시간이 미리 정해진 제 2 기준 시간보다 긴지를 더 판단하고,
    상기 제 2 유지 시간이 상기 제 2 기준 시간보다 길면, 상기 조향 휠 각도 센서의 회전 위치와 상기 모터 위치 센서의 회전 위치를 초기 원점 위치로 더 변경하는 것인 전동식 파워 스티어링 시스템의 제어 방법.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 제 1 회전 각도와 상기 제 2 회전 각도를 수신받는 것은,
    상기 전동식 파워 스티어링 시스템을 초기 동작시키기 위한 시동 스위치의 온(ON) 동작 이후에, 상기 조향 휠 각도 센서에 의하여 획득된 제 1 회전 각도와 상기 모터 위치 센서에 의하여 획득된 제 2 회전 각도를 동기화하여 수신받는 것인 전동식 파워 스티어링 시스템의 제어 방법.
  12. 제7항에 있어서,
    상기 제 1 회전 각도와 상기 제 2 회전 각도를 다시 수신받는 것은,
    상기 초기 원점 위치로 변경되면, 상기 조향 휠 각도 센서에 의하여 획득된 제 1 회전 각도와 상기 모터 위치 센서에 의하여 획득된 제 2 회전 각도를 다시 동기화하여 수신받는 것인 전동식 파워 스티어링 시스템의 제어 방법.
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200144973A (ko) * 2019-06-20 2020-12-30 주식회사 만도 스티어 바이 와이어식 조향장치

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150005238A (ko) 2013-07-05 2015-01-14 현대모비스 주식회사 조향각 변화에 따른 자기 조향 방지 장치 및 방법

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB9616577D0 (en) * 1996-08-07 1996-09-25 Lucas Ind Plc Improvements relating to gearboxes
DE10225975B4 (de) * 2002-06-11 2004-07-08 Sauer-Danfoss (Nordborg) A/S Verfahren zum Lenken eines Fahrzeugs und Lenkeinrichtung
JP3891288B2 (ja) * 2003-03-28 2007-03-14 株式会社ジェイテクト 電気式動力舵取装置
US6942058B2 (en) * 2003-10-27 2005-09-13 Ford Global Technologies, Llc Vehicle steering system for kickback reduction
JP2006036143A (ja) * 2004-07-29 2006-02-09 Showa Corp 電動パワーステアリング装置
US8082078B2 (en) * 2007-05-07 2011-12-20 Nexteer (Beijing) Technology Co., Ltd. Methods, systems, and computer program products for steering travel limit determination for electric power steering
JP4425297B2 (ja) * 2007-07-25 2010-03-03 株式会社デンソー 操舵補助装置
US8428822B2 (en) * 2009-03-13 2013-04-23 Honda Motor Co., Ltd. Method of determining a steering angle in a motor vehicle
ES2444767T3 (es) * 2010-04-27 2014-02-26 Thyssenkrupp Presta Ag Procedimiento de control de un aparato de dirección
DE102010027553B4 (de) * 2010-07-19 2015-05-28 Thyssenkrupp Presta Aktiengesellschaft Lenkgetriebe mit Doppelritzel
KR101285464B1 (ko) * 2011-06-28 2013-07-12 주식회사 만도 조향각센서 페일 검출 시스템
JP5644842B2 (ja) * 2012-11-20 2014-12-24 トヨタ自動車株式会社 操舵装置
JP5969407B2 (ja) * 2013-01-30 2016-08-17 日立オートモティブシステムズ株式会社 操舵角センサ
EP3345808B1 (en) * 2015-10-08 2019-12-11 NSK Ltd. Vehicle steering angle detection device and electric power steering apparatus equipped with same
KR101813963B1 (ko) * 2016-07-07 2018-01-03 현대모비스 주식회사 Mdps 모터 및 모터 위치센서의 동기화 방법 및 장치
US10981596B2 (en) * 2017-05-30 2021-04-20 Jtekt Corporation Steering controller
US10464598B2 (en) * 2017-07-18 2019-11-05 GM Global Technology Operations LLC Overload and overspeed detection of electric power steering systems
JP2019127237A (ja) * 2018-01-26 2019-08-01 株式会社ジェイテクト 操舵制御装置
JP2019182266A (ja) * 2018-04-12 2019-10-24 株式会社ジェイテクト 車両用操舵装置

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150005238A (ko) 2013-07-05 2015-01-14 현대모비스 주식회사 조향각 변화에 따른 자기 조향 방지 장치 및 방법

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