KR102420320B1 - Power steering apparatus for vehicle and control method thereof - Google Patents
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Abstract
조향축의 조향각을 감지하는 조향각센서와, 상기 조향축의 조향토크를 감지하는 토크센서를 상기 조향축에 설치하지 않고도, 파워 스티어링 장치의 모터에 구비된 센서를 통해 상기 조향축의 조향각 및 조향토크를 산출하여, 상기 조향토크를 보조할 수 있는 차량의 파워 스티어링 장치 및 그것의 제어방법이 제공된다.
이를 위해, 본 발명에 따른 차량의 파워 스티어링 장치는 운전자가 조향축을 회전시키는 조향토크를 모터의 구동력을 이용하여 보조하는 차량의 파워 스티어링 장치에 있어서, 상기 조향축을 회전시키는 상기 조향토크에 의해 상기 모터의 회전축이 회전될 때 상기 회전축의 회전속도를 감지하는 제1 센서와, 상기 조향축을 회전시키는 상기 조향토크에 의해 상기 회전축이 회전될 때 상기 회전축의 회전위치를 감지하는 제2 센서와, 상기 제1 센서가 감지한 상기 회전축의 회전속도와, 상기 제2 센서가 감지한 상기 회전축의 회전위치를 이용하여 어시스트 토크를 산출하고 상기 산출된 어시스트 토크로 상기 회전축이 회전되도록 제어하는 컨트롤러를 포함하고, 상기 제1 센서 및 상기 제2 센서는 상기 모터 내에 배치된다.Without installing a steering angle sensor for detecting the steering angle of the steering shaft and a torque sensor for detecting the steering torque of the steering shaft on the steering shaft, the steering angle and steering torque of the steering shaft are calculated through the sensor provided in the motor of the power steering device. , a vehicle power steering apparatus capable of assisting the steering torque and a control method thereof are provided.
To this end, the power steering device for a vehicle according to the present invention is a power steering device for a vehicle in which a driver assists a steering torque for rotating a steering shaft by using a driving force of a motor, wherein the motor by the steering torque for rotating the steering shaft A first sensor for detecting the rotation speed of the rotation shaft when the rotation shaft of A controller for calculating an assist torque using the rotational speed of the rotational shaft detected by the first sensor and the rotational position of the rotational shaft detected by the second sensor and controlling the rotational shaft to rotate with the calculated assist torque, The first sensor and the second sensor are disposed within the motor.
Description
본 발명은 차량의 파워 스티어링 장치 및 그것의 제어방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 모터를 이용한 차량의 파워 스티어링 장치 및 그것의 제어방법에 관한 것이다.The present invention relates to a vehicle power steering apparatus and a control method thereof, and more particularly, to a vehicle power steering apparatus using a motor and a control method thereof.
일반적으로 차량의 스티어링 시스템은 운전자가 스티어링 휠을 좌우 회전시키는 방향으로 차륜을 조향하는 시스템으로서, 상기 스티어링 휠이 상단에 설치되는 조향축과, 상기 조향축의 하단에 유니버셜 조인트를 통해 결합된 인터미디어트 샤프트와, 상기 인터미디어트 사프트의 하단에 유니버셜 조인트를 통해 결합된 피니언축과, 상기 피니언축에 형성된 피니언에 치합하는 랙을 가지는 스티어링 기어를 포함한다.In general, a steering system of a vehicle is a system in which a driver steers wheels in a direction in which a driver turns a steering wheel left and right. and a steering gear having a shaft, a pinion shaft coupled to a lower end of the intermediate shaft through a universal joint, and a rack meshing with a pinion formed on the pinion shaft.
운전자가 상기 스티어링 휠을 회전시키면, 상기 조향축, 상기 인터미디어트 샤프트 및 상기 피니언축이 상기 스티어링 휠과 같은 방향으로 함께 회전되고, 이에 따라 상기 스티어링 기어에 포함된 랙바가 좌우 직선 이동되어서, 상기 랙바의 양단에 각각 결합된 타이로드가 차륜의 휠에 결합된 너클을 회전시키는 것에 의해, 상기 차륜이 상기 스티어링 휠의 회전방향으로 조향되는 것이다.When the driver rotates the steering wheel, the steering shaft, the intermediate shaft, and the pinion shaft are rotated together in the same direction as the steering wheel, and accordingly, the rack bar included in the steering gear is linearly moved left and right, and the When the tie rods respectively coupled to both ends of the rack bar rotate the knuckles coupled to the wheel of the wheel, the wheel is steered in the rotational direction of the steering wheel.
한편, 운전자가 상기 스티어링 휠을 회전시킬 때, 적은 힘으로 회전시킬 수 있도록, 상기 조향 시스템에는 파워 스티어링 장치가 설치된다.Meanwhile, when the driver rotates the steering wheel, a power steering device is installed in the steering system so that the steering wheel can be rotated with a small force.
상기 파워 스티어링 장치는, 운전자가 상기 조향축을 회전시킬 때 운전자의 조향 의도, 크기 및 방향을 검출하는 센서의 검출값에 따라, 상기 피니언축에 설치된 전동 모터가 제어되어 상기 전동 모터가 상기 피니언축을 회전시킴으로써, 운전자는 적은 힘으로도 상기 스티어링 휠을 회전시킬 수 있다.In the power steering apparatus, when the driver rotates the steering shaft, the electric motor installed on the pinion shaft is controlled according to the detection value of the sensor for detecting the driver's steering intention, size, and direction, so that the electric motor rotates the pinion shaft By doing so, the driver can rotate the steering wheel with little force.
상기 전동 모터를 이용한 파워 스티어링 장치가 설치된 차량의 스티어링 시스템의 일례로서, 대한민국 등록특허공보 제10-1713265호(2017.03.07. 공고)(이하, '종래 기술 1'이라 함)에는 '유성기어가 구비된 감속기 및 이를 포함하는 자동차의 조향장치'가 개시되어 있다.As an example of a steering system for a vehicle in which a power steering device using the electric motor is installed, Republic of Korea Patent Publication No. 10-1713265 (2017.03.07. Announcement) (hereinafter referred to as 'prior art 1') has a 'planetary gear' A reduced gear and a steering device for a vehicle including the same are disclosed.
상기 종래 기술 1은 입력축과, 상기 입력축에 토션바를 매개로 연결되는 피니언축을 포함하는데, 상기 입력축과 상기 피니언축을 먼저 일체로 결합한 후, 이 일체로 결합된 상기 입력축 및 상기 피니언축을 모터 및 감속기의 내부에 회전 가능하게 설치하였다.The prior art 1 includes an input shaft and a pinion shaft connected to the input shaft via a torsion bar. After the input shaft and the pinion shaft are first integrally coupled, the integrally coupled input shaft and the pinion shaft are integrated into the motor and the reducer. rotatably installed on the
이와 같이, 상기 종래 기술 1은 상기 입력축 및 상기 피니언축을 먼저 결합한 후, 상기 모터 및 상기 감속기의 내부에 회전 가능하게 설치하여야 하였으므로, 상기 입력축 및 상기 피니언축의 설치작업이 복잡한 문제점이 있었다.As such, in the prior art 1, since the input shaft and the pinion shaft were first coupled and then rotatably installed inside the motor and the reducer, the installation work of the input shaft and the pinion shaft was complicated.
한편, 상기 파워 스티어링 장치는 운전자의 조향 의도, 크기 및 방향을 전자식 제어 장치(ECU)에 전달하고자 토크 및 각도 센서(Torque and Angle Sensor)를 이용하고 있다. 이러한 센서를 이용하여 운전자가 핸들에 가하는 물리적 에너지인 조향 토크를 기계적 비틀림 양에 따라 전기적 저항 차이를 발생시켜 전압 변화가 일어나는 결과물을 전기적 에너지로 변환되어 출력한다.Meanwhile, the power steering apparatus uses a torque and angle sensor to transmit the driver's steering intention, size, and direction to an electronic control unit (ECU). Using these sensors, the steering torque, which is the physical energy applied by the driver to the steering wheel, generates an electrical resistance difference according to the amount of mechanical torsion, and the resulting voltage change is converted into electrical energy and output.
상기 EUC는 12V의 전기 에너지를 입력 받아 사전에 설계된 Gain map에 따라 차량 속도에 맞게 모터의 회전 속도 및 위치를 제어한다. 운전자는 모터의 회전 속도 및 위치 제어로 인해 발생된 토크의 도움으로 차량의 주행 방향에 변화를 주는데 도움을 받는다.The EUC receives 12V electrical energy and controls the rotation speed and position of the motor according to the vehicle speed according to the gain map designed in advance. The driver is helped to change the direction of travel of the vehicle with the help of the torque generated by controlling the rotational speed and position of the motor.
상기 토크 및 각도 센서를 이용한 상기 모터 제어를 통해 운전자의 조향력을 보조하는 장치의 일례로서, 대한민국 등록특허공보 제10-2026601호(2019.09.30. 공고)(이하, ' 종래 기술 2'라 함)에는 'MDPS 모터 제어 방법'이 개시되어 있다. 그런데, 상기 종래 기술 2와 같은 모터를 이용한 상기 파워 스티어링 장치는 운전자에게 조향력 경감과 조향 조작력, 주행 안정성 제공에 도움을 주지만, 시스템 구성(부품) 가격(단가)이 유압식 조향 제어 장치보다 상대적으로 높을 뿐만 아니라 상기 센서에 의한 고장 발생률도 높은 문제점이 있었다.As an example of a device that assists a driver's steering force through the motor control using the torque and angle sensor, Korean Patent Publication No. 10-2026601 (2019.09.30. Announcement) (hereinafter referred to as 'prior art 2') 'MDPS motor control method' is disclosed. However, the power steering device using a motor as in the prior art 2 helps to reduce steering force, provides steering control force, and driving stability to the driver, but the system configuration (parts) price (unit price) is relatively higher than that of the hydraulic steering control device. In addition, there is a problem in that the failure rate due to the sensor is high.
한편, 상기 종래 기술 1 및 상기 종래 기술 2와 같은 전동식 조향 제어 장치는 대부분의 내연기관 차량과 전기 차량에 적용되어, 운전자에게 조향력 경감과 조향 조작력 및 주행 안정성을 제공하는 장치이다.On the other hand, the electric steering control apparatus as in the prior art 1 and the prior art 2 is applied to most internal combustion engine vehicles and electric vehicles, and is a device that provides a driver with reduced steering force, steering operation force, and driving stability.
이는 내연기관 차량과 현재 전기 차량에는 파워 스티어링 장치용 배터리를 장착할 수 있는 별도의 공간이 있기에 문제가 없지만, 초소형 전기차와 같은 경우에는 상기 파워 스티어링 장치용 배터리를 장착할 수 있는 공간을 확보하기가 어렵고, 현재 조향 시스템을 그대로 적용할 경우 공급 전압에 맞게 주행 구동에 사용하는 고전압 배터리를 일부러 전압 강하하여 파워 스티어링 장치에 사용하여야 하므로 효율 및 발열 등의 문제가 발생할 수 있다.This is not a problem because internal combustion engine vehicles and current electric vehicles have a separate space for installing the battery for the power steering device. It is difficult, and if the current steering system is applied as it is, problems such as efficiency and heat generation may occur because the high voltage battery used for driving driving has to be used for the power steering device by deliberately dropping the voltage according to the supply voltage.
본 발명이 해결하려는 과제는, 조향축의 조향각을 감지하는 조향각센서와, 상기 조향축의 조향토크를 감지하는 토크센서를 상기 조향축에 설치하지 않고도, 파워 스티어링 장치의 모터에 구비된 센서를 통해 상기 조향축의 조향각 및 조향토크를 산출하여, 상기 조향토크를 보조할 수 있는 차량의 파워 스티어링 장치 및 그것의 제어방법을 제공하는 것이다.The problem to be solved by the present invention is, without installing a steering angle sensor for detecting a steering angle of a steering shaft and a torque sensor for detecting a steering torque of the steering shaft on the steering shaft, through a sensor provided in a motor of a power steering device. An object of the present invention is to provide a power steering apparatus for a vehicle capable of calculating a steering angle and a steering torque of an axis to assist the steering torque, and a method for controlling the same.
본 발명이 해결하려는 다른 과제는, 상기 파워 스티어링 장치의 모터를 고전압 모터 및 저전압 모터로 구성하여, 차량 구동 배터리의 전류 또는 차량의 전장품의 전류에 의해 작동할 수 있도록 구성함으로서, 파워 스티어링 장치를 작동시키기 위한 별도의 배터리 없이도 작동할 수 있는 차량의 파워 스티어링 장치 및 그것의 제어방법을 제공하는 것이다.Another problem to be solved by the present invention is to configure the motor of the power steering device as a high-voltage motor and a low-voltage motor so that it can be operated by the current of the vehicle driving battery or the current of the vehicle's electrical components, thereby operating the power steering device. An object of the present invention is to provide a power steering device for a vehicle that can be operated without a separate battery and a method for controlling the same.
본 발명의 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems of the present invention are not limited to the problems mentioned above, and other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
상기 과제를 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 차량의 파워 스티어링 장치는 운전자가 조향축을 회전시키는 조향토크를 모터의 구동력을 이용하여 보조한다. 본 발명에 따른 차량의 파워 스티어링 장치는 제1 센서, 제2 센서 및 컨트롤러로 구성된다. 상기 제1 센서는 상기 모터 내에 배치된다. 상기 제1 센서는 상기 조향축을 회전시키는 상기 조향토크에 의해 상기 모터의 회전축이 회전될 때, 상기 회전축의 회전속도를 감지한다. 상기 제2 센서는 상기 모터 내에 배치된다. 상기 제2 센서는 상기 조향축을 회전시키는 상기 조향토크에 의해 상기 회전축이 회전될 때, 상기 회전축의 회전위치를 감지한다. 상기 컨트롤러는 상기 제1 센서가 감지한 상기 회전축의 회전속도와, 상기 제2 센서가 감지한 상기 회전축의 회전위치를 이용하여, 어시스트 토크를 산출하고, 상기 산출된 어시스트 토크로 상기 회전축이 회전되도록 제어한다.In order to achieve the above object, a power steering apparatus for a vehicle according to the present invention assists a steering torque that a driver rotates a steering shaft by using a driving force of a motor. A power steering apparatus for a vehicle according to the present invention includes a first sensor, a second sensor, and a controller. The first sensor is disposed within the motor. The first sensor senses the rotation speed of the rotation shaft when the rotation shaft of the motor is rotated by the steering torque for rotating the steering shaft. The second sensor is disposed within the motor. The second sensor detects a rotational position of the rotation shaft when the rotation shaft is rotated by the steering torque for rotating the steering shaft. The controller calculates an assist torque by using the rotation speed of the rotation shaft detected by the first sensor and the rotation position of the rotation shaft detected by the second sensor, and rotates the rotation shaft with the calculated assistance torque control
상기 제1 센서는 엔코더일 수 있다. 상기 제2 센서는 홀 센서일 수 있다.The first sensor may be an encoder. The second sensor may be a Hall sensor.
상기 컨트롤러는 조향 각속도 산출부, 조향 각도 산출부, 어시스트 토크 산출부 및 모터 제어부로 구성될 수 있다. 상기 조향 각속도 산출부는 상기 제1 센서가 감지한 상기 회전축의 회전속도를 이용하여 상기 조향축의 조향 각속도를 산출할 수 있다. 상기 조향 각도 산출부는 상기 제2 센서가 감지한 상기 회전축의 회전위치를 이용하여 상기 조향축의 조향 각도를 산출할 수 있다. 상기 어시스트 토크 산출부는 상기 산출된 조향 각속도 및 상기 산출된 조향 각도를 이용하여 상기 어시스트 토크를 산출할 수 있다. 상기 모터 제어부는 상기 회전축이 상기 산출된 어시스트 토크로 회전되도록 제어할 수 있다.The controller may include a steering angular velocity calculator, a steering angle calculator, an assist torque calculator, and a motor controller. The steering angular velocity calculator may calculate the steering angular velocity of the steering shaft by using the rotational speed of the rotation shaft sensed by the first sensor. The steering angle calculator may calculate the steering angle of the steering shaft by using the rotation position of the rotation shaft detected by the second sensor. The assist torque calculator may calculate the assist torque by using the calculated steering angular velocity and the calculated steering angle. The motor control unit may control the rotation shaft to rotate with the calculated assist torque.
상기 조향 각도 산출부는, 차속 센서가 감지한 차량의 속도와, 요 레이트 센서가 감지한 상기 차량이 수직축을 기준으로 회전되는 요 레이트와, 횡가속도 센서가 감지한 상기 차량의 횡방향 가속도를 더 이용하여, 상기 조향축의 상기 조향 각도를 산출할 수 있다.The steering angle calculation unit further uses the speed of the vehicle detected by the vehicle speed sensor, the yaw rate at which the vehicle is rotated based on the vertical axis detected by the yaw rate sensor, and the lateral acceleration of the vehicle detected by the lateral acceleration sensor Thus, the steering angle of the steering shaft may be calculated.
상기 모터는 고전압 모터 및 저전압 모터로 구성될 수 있다. 상기 고전압 모터 및 상기 저전압 모터는 상기 회전축을 공용으로 가질 수 있다. 상기 컨트롤러는 상기 차량의 구동 배터리로부터 전압 공급이 가능한 경우, 상기 구동 배터리의 전류를 상기 고전압 모터로 공급하여 상기 회전축이 상기 산출된 어시스트 토크로 회전되도록 제어할 수 있다. 또한, 상기 컨트롤러는 상기 차량의 구동 배터리로부터 전압 공급이 불가능한 경우, 상기 구동 배터리의 전류에 의해 작동되는 전장품의 전류를 상기 저전압 모터로 공급하여 상기 회전축이 상기 산출된 어시스트 토크로 회전되도록 제어할 수 있다.The motor may be composed of a high voltage motor and a low voltage motor. The high voltage motor and the low voltage motor may have the rotation shaft in common. When it is possible to supply a voltage from the driving battery of the vehicle, the controller may control the rotation shaft to rotate with the calculated assist torque by supplying a current of the driving battery to the high voltage motor. In addition, when it is impossible to supply voltage from the driving battery of the vehicle, the controller supplies the electric current operated by the current of the driving battery to the low voltage motor to control the rotation shaft to rotate with the calculated assist torque. have.
본 발명에 따른 차량의 파워 스티어링 장치의 제어방법은 운전자가 조향축을 회전시키는 조향토크를 모터의 구동력을 이용하여 보조한다. 본 발명에 따른 차량의 파워 스티어링 장치의 제어방법은 모터 회전축 회전속도감지단계, 모터 회전축 회전위치감지단계 및 조향보조단계로 구성된다. 상기 모터 회전축 회전속도감지단계에서는 상기 조향축을 회전시키는 상기 조향토크에 의해 상기 모터의 회전축이 회전될 때, 상기 모터 내에 배치된 제1 센서가 상기 회전축의 회전속도를 감지한다. 상기 모터 회전축 회전위치감지단계에서는 상기 조향축을 회전시키는 상기 조향토크에 의해 상기 회전축이 회전될 때, 상기 모터 내에 배치된 제2 센서가 상기 회전축의 회전위치를 감지한다. 상기 조향보조단계에서는 상기 제1 센서가 감지한 상기 회전축의 회전속도와, 상기 제2 센서가 감지한 상기 회전축의 회전위치를 이용하여, 어시스트 토크를 산출하고, 상기 산출된 어시스트 토크로 상기 회전축이 회전되도록 제어한다.In the method of controlling a power steering apparatus for a vehicle according to the present invention, a driver assists a steering torque for rotating a steering shaft by using a driving force of a motor. The control method of a power steering apparatus for a vehicle according to the present invention includes a motor rotation shaft rotation speed sensing step, a motor rotation shaft rotation position detection step, and a steering assistance step. In the step of detecting the rotational speed of the motor rotation shaft, when the rotation shaft of the motor is rotated by the steering torque for rotating the steering shaft, a first sensor disposed in the motor senses the rotation speed of the rotation shaft. In the step of detecting the rotational position of the motor rotational shaft, when the rotational shaft is rotated by the steering torque for rotating the steering shaft, a second sensor disposed in the motor senses the rotational position of the rotational shaft. In the steering assistance step, an assist torque is calculated using the rotation speed of the rotation shaft detected by the first sensor and the rotation position of the rotation shaft detected by the second sensor, and the rotation shaft is control to rotate.
상기 조향보조단계에서는 상기 차량의 구동 배터리로부터 전압 공급이 가능한 경우, 상기 구동 배터리의 전류를 상기 고전압 모터로 공급하여 상기 회전축이 상기 산출된 어시스트 토크로 회전되도록 제어할 수 있다. 또한, 상기 조향보조단계에서는 상기 차량의 구동 배터리로부터 전압 공급이 불가능한 경우, 상기 구동 배터리의 전류에 의해 작동되는 전장품의 전류를 상기 저전압 모터로 공급하여 상기 회전축이 상기 산출된 어시스트 토크로 회전되도록 제어할 수 있다.In the steering assist step, when a voltage can be supplied from the driving battery of the vehicle, a current of the driving battery may be supplied to the high voltage motor to control the rotation shaft to rotate with the calculated assist torque. In addition, in the steering assistance step, when it is impossible to supply voltage from the driving battery of the vehicle, the electric current of the electric device operated by the current of the driving battery is supplied to the low voltage motor to control the rotation shaft to rotate with the calculated assist torque. can do.
기타 실시예의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.The details of other embodiments are included in the detailed description and drawings.
본 발명에 따른 차량의 파워 스티어링 장치 및 그것의 제어방법은, 모터 내에 배치된 제1 센서가 감지한 상기 모터의 회전축의 회전속도와, 상기 모터 내에 배치된 상기 제2 센서가 감지한 상기 회전축의 회전위치를 이용하여, 어시스트 토크를 산출하고, 상기 산출된 어시스트 토크로 상기 회전축이 회전되도록 제어하기 때문에, 조향각센서 및 토크센서를 조향축에 설치하지 않고도, 상기 모터에 구비된 상기 제1 센서 및 상기 제2 센서를 통해 상기 조향축의 조향각 및 조향토크를 산출하여 상기 조향토크를 보조할 수 있는 효과가 있다.A power steering apparatus for a vehicle and a control method thereof according to the present invention include a rotation speed of a rotation shaft of a motor detected by a first sensor disposed in a motor, and a rotation speed of the rotation shaft detected by the second sensor disposed in the motor. Since the assist torque is calculated using the rotation position and the rotation shaft is controlled to rotate with the calculated assist torque, without installing a steering angle sensor and a torque sensor on the steering shaft, the first sensor provided in the motor and There is an effect of assisting the steering torque by calculating the steering angle and the steering torque of the steering shaft through the second sensor.
또한, 본 발명에 따른 차량의 파워 스티어링 장치 및 그것의 제어방법은, 상기 모터가 공통의 회전축을 가지는 고전압 모터 및 저전압 모터로 구성되어 있어서, 상기 고전압 모터가 차량 구동 배터리의 전류에 의해 작동되고, 상기 고전압 모터가 상기 차량의 구동 배터리의 전류에 의해 작동되지 못하는 상황일 때는 상기 저전압 모터가 상기 차량에 설치된 전장품의 전류에 의해 작동된다. 따라서, 파워 스티어링 장치를 작동시키기 위한 별도의 배터리가 필요 없게 되므로, 초소형 전기차와 같은 공간이 협소한 차량에 적용할 수 있는 효과도 있다.In addition, in the power steering apparatus for a vehicle and a control method thereof according to the present invention, the motor is composed of a high-voltage motor and a low-voltage motor having a common rotation shaft, so that the high-voltage motor is operated by a current of a vehicle driving battery, When the high-voltage motor cannot be operated by the current of the driving battery of the vehicle, the low-voltage motor is operated by the current of the electrical equipment installed in the vehicle. Accordingly, since a separate battery for operating the power steering device is not required, there is an effect that can be applied to a vehicle with a narrow space, such as an ultra-small electric vehicle.
본 발명의 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.Effects of the present invention are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description of the claims.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 차량의 파워 스티어링 장치가 설치된 차량의 조향 시스템을 나타내는 사시도,
도 2는 도 1에 도시된 파워 스티어링 장치가 스티어링 기어에서 분리된 상태를 나타내는 사시도,
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 차량의 파워 스티어링 장치가 설치된 차량의 조향 시스템을 개략적으로 나타내는 도면,
도 4는 본 발명의 실시예에 의한 차량의 파워 스티어링 장치의 제어 블록도,
도 5는 본 발명의 실시예에 의한 차량의 파워 스티어링 장치의 제어방법에 따른 순서도,
도 6은 도 5에 도시된 모터제어단계의 구체적인 순서도이다.1 is a perspective view showing a steering system of a vehicle in which a power steering apparatus for a vehicle according to an embodiment of the present invention is installed;
2 is a perspective view showing a state in which the power steering device shown in FIG. 1 is separated from the steering gear;
3 is a view schematically showing a steering system of a vehicle in which a power steering apparatus for a vehicle according to an embodiment of the present invention is installed;
4 is a control block diagram of a power steering apparatus for a vehicle according to an embodiment of the present invention;
5 is a flowchart according to a control method of a power steering apparatus for a vehicle according to an embodiment of the present invention;
6 is a detailed flowchart of the motor control step shown in FIG. 5 .
이하, 본 발명의 실시예에 의한 차량의 파워 스티어링 장치 및 그것의 제어방법을 도면들을 참고하여 설명하도록 한다.Hereinafter, a power steering apparatus for a vehicle and a control method thereof according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 차량의 파워 스티어링 장치가 설치된 차량의 조향 시스템을 나타내는 사시도, 도 2는 도 1에 도시된 파워 스티어링 장치가 스티어링 기어에서 분리된 상태를 나타내는 사시도이다.1 is a perspective view illustrating a steering system of a vehicle in which a power steering apparatus for a vehicle according to an embodiment of the present invention is installed, and FIG. 2 is a perspective view illustrating a state in which the power steering apparatus shown in FIG. 1 is separated from a steering gear.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 차량의 파워 스티어링 장치(400)가 설치된 차량의 조향 시스템은, 스티어링 컬럼(100)과, 조향축(200)과, 인터미디어트 사프트(300)와, 파워 스티어링 장치(400)와, 스티어링 기어(500)를 포함할 수 있다.1 and 2 , a steering system of a vehicle in which a
스티어링 컬럼(100)의 외주에는 브라켓이 설치될 수 있고, 상기 브라켓은 차체에 결합되어 스티어링 컬럼(100)을 지지할 수 있다. 스티어링 컬럼(100)은 조향축(200)을 회전 가능하게 지지할 수 있다.A bracket may be installed on the outer periphery of the
조향축(200)은 스티어링 컬럼(100)을 상하로 관통할 수 있다. 조향축(200)의 상단은 스티어링 컬럼(100)의 상단으로 돌출 배치될 수 있고, 조향축(200)의 하단은 스티어링 컬럼(100)의 하단으로 돌출 배치될 수 있다.The steering
조향축(200)의 상단에는 차량의 차륜을 조향하기 위해 운전자가 손으로 잡고 좌측 또는 우측으로 회전시키는 스티어링 휠(10)이 결합될 수 있다.A
조향축(200)의 하단은 유니버셜 조인트(310)를 통해 인터미디어트 샤프트(300)와 결합될 수 있다. 즉, 인터미디어트 샤프트(300)의 상단은 유니버셜 조인트(310)를 통해 조향축(200)의 하단과 결합될 수 있다.The lower end of the
인터미디어트 샤프트(300)의 하단은 유니버셜 조인트(320)를 통해 파워 스티어링 장치(400)의 입력축(420)과 결합될 수 있다. 즉, 파워 스티어링 장치(400)의 입력축(420)은 파워 스티어링 장치(400)의 상단으로 돌출 배치되어서, 인터미디어트 샤프트(300)의 하단에 유니버셜 조인트(320)를 통해 결합될 수 있다.The lower end of the
파워 스티어링 장치(400)의 하단에는 피니언축(440)이 돌출 배치될 수 있다. 피니언축(440)의 외주에는 피니언 기어(441)가 형성될 수 있다. 피니언축(440)은 스티어링 기어(500)의 하우징(510) 내부로 삽입될 수 있고, 이러한 상태에서 피니언 기어(441)는 스티어링 기어(500)의 하우징(510) 내부에 좌우로 이동가능하게 배치된 랙바(520)에 형성된 랙(미도시)과 치합할 수 있다.A
랙바(520)의 좌우양단에는 각각 타이로드(530, 540)가 결합될 수 있다. 타이로드(530, 540)는, 좌측 차륜의 너클에 연결되는 좌측 타이로드(530)와, 우측 차륜의 너클에 연결되는 우측 타이로드(540)를 포함할 수 있다.
피니언축(440)이 일방향으로 회전되는 경우 랙바(520)가 좌측으로 직선 이동될 수 있고, 이에 따라 좌측 타이로드(530) 및 우측 타이로드(540)가 좌측으로 직선 이동되어 좌우측 차륜에 각각 결합된 너클을 좌측으로 회전시키는 것에 의해, 좌우측 차륜은 좌측으로 조향될 수 있다.When the
또한, 피니언축(440)이 타방향으로 회전되는 경우 랙바(520)가 우측으로 직선 이동될 수 있고, 이에 따라 좌측 타이로드(530) 및 우측 타이로드(540)가 우측으로 직선 이동되어 좌우측 차륜에 각각 결합된 상기 너클을 우측으로 회전시키는 것에 의해, 좌우측 차륜은 우측으로 조향될 수 있다.In addition, when the
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 차량의 파워 스티어링 장치가 설치된 차량의 조향 시스템을 개략적으로 나타내는 도면이다.3 is a diagram schematically illustrating a steering system of a vehicle in which a power steering apparatus for a vehicle according to an embodiment of the present invention is installed.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 차량의 파워 스티어링 장치(400)는, 모터(410), 입력축(420), 감속기(430) 및 피니언축(440)을 포함할 수 있다.1 to 3 , the
모터(410)는 전기에너지에 의해 구동되는 전동 모터일 수 있다. 모터(410)는 중공의 회전축(411)을 가질 수 있다. 회전축(411)의 중공은 축방향으로 길게 형성될 수 있다. 회전축(411)은 상하로 길게 형성될 수 있고, 회전축(411)의 중공은 상하로 길게 형성될 수 있다.The
모터(410)는 고전압 모터(41) 및 저전압 모터(42)로 구성된 듀얼 모터로 형성될 수 있다. 고전압 모터(41) 및 저전압 모터(42)는 회전축(411)을 공용으로 가질 수 있다. 여기서, 회전축(411)을 공용으로 가진다는 의미는 반드시 일체로 된 단일의 회전축을 의미하는 것이 아님에 유의하여야 한다. 즉, 고전압 모터(41)의 회전축 및 저전압 모터(42)의 회전축이 별도로 구성되어 있을 수도 있고, 이 경우 고전압 모터(41)의 회전축 및 저전압 모터(42)의 회전축이 서로 결합되어 동축상에 배치될 수도 있다.The
고전압 모터(41)는 차량 구동 배터리의 전압인 144V의 전원에 의해 작동될 수 있다. 또한, 저전압 모터(42)는 상기 차량 구동 배터리의 전압을 강하하여 차량 전장품의 작동에 사용되는 12V의 전원에 의해 작동될 수 있다. 이에 대한 자세한 설명은 도 6을 참조하여 후술하기로 한다.The high voltage motor 41 may be operated by power of 144V, which is the voltage of the vehicle driving battery. In addition, the low-
입력축(420)은 회전축(411)의 상기 중공을 관통할 수 있다. 입력축(420)은 상하로 길게 형성될 수 있다. 입력축(420)의 상단부는 모터(410)의 상단으로 돌출 배치될 수 있다.The
입력축(420)의 상하단 각각은 베어링을 통해 파워 스티어링 장치(400)의 하우징 내부에 회전 가능하게 결합될 수 있다.The upper and lower ends of the
입력축(420)이 모터(410)의 회전축(411)을 관통되게 설치된 상태에서, 회전축(411) 및 입력축(420)은 서로 독립적으로 회전 가능할 수 있다. 즉, 입력축(420)은 회전축(411)의 상기 중공을 관통하되, 회전축(411)에 대해 회전 가능할 수 있다.In a state in which the
모터(410)는, 상하단이 각각 개구된 모터 하우징과, 상기 모터 하우징의 개구된 상단을 덮는 모터 커버를 포함할 수 있다. 상기 모터 하우징 및 상기 모터 커버는 모터(410)의 외관을 형성할 수 있다. 상기 모터 하우징은 상하단이 각각 개구된 원통형으로 형성될 수 있고, 상기 모터 커버는 하단이 개구된 원통형으로 형성되어 상기 모터 하우징의 개구된 상단을 덮을 수 있다.The
상기 모터 하우징의 상단부 및 상기 모터 커버의 하단부는 복수개의 볼트를 통해 체결될 수 있다.The upper end of the motor housing and the lower end of the motor cover may be fastened through a plurality of bolts.
입력축(420)의 상단부는 모터(410)의 상기 모터 커버의 중심을 관통하여 모터(410)의 상측으로 돌출 배치될 수 있다.The upper end of the
감속기(430)는 모터(410)의 하단에 결합될 수 있다. 감속기(430)의 하단에는 입력축(420)의 하단부가 돌출 배치될 수 있다.The
감속기(430)는, 상하단이 각각 개구된 감속기 하우징과, 상기 감속기 하우징의 개구된 하단을 덮는 감속기 커버를 포함할 수 있다. 상기 감속기 하우징 및 상기 감속기 커버는 감속기(430)의 외관을 형성할 수 있다. 상기 감속기 하우징은 상하단이 각각 개구된 원통형으로 형성될 수 있고, 상기 감속기 커버는 상단이 개구된 원통형으로 형성되어 상기 감속기 하우징의 개구된 하단을 덮을 수 있다.The
상기 감속기 하우징 및 상기 감속기 커버는 복수개의 볼트를 통해 체결될 수 있다.The reducer housing and the reducer cover may be fastened through a plurality of bolts.
또한, 상기 모터 하우징의 개구된 하단과 감속기 하우징의 개구된 상단은 서로 접촉되게 배치될 수 있다. 상기 모터 하우징의 하단부와 상기 감속기 하우징은 복수개의 볼트를 통해 체결될 수 있다.In addition, the open lower end of the motor housing and the open upper end of the reducer housing may be disposed to contact each other. The lower end of the motor housing and the reducer housing may be fastened through a plurality of bolts.
입력축(420)의 하단부는 감속기(430)의 상기 감속기 커버의 중심을 관통하여 감속기(430)의 하측으로 돌출 배치될 수 있다.The lower end of the
감속기(430)는 회전축(411)의 회전속도를 감속하여 입력축(420)에 전달할 수 있다. 감속기(430)는 내부에 배치된 복수개의 기어를 통해 회전축(411)의 회전속도를 감속하여 입력축(420)에 전달할 수 있다. 여기서, 상기 복수개의 기어는 유성기어 또는 하모닉 기어일 수 있다.The
상기 복수개의 기어는, 회전축(411)의 외주에 결합되고 외주에 기어치가 형성된 선기어(미도시)와, 상기 감속기 하우징 내측에 결합되고 내주에 기어치가 형성된 링기어(미도시)와, 상기 선기어 및 상기 링기어 사이에 배치되는 복수개의 유성기어(미도시)와, 상기 복수개의 유성기어를 연결하는 캐리어(미도시)를 포함할 수 있다.The plurality of gears include a sun gear (not shown) coupled to the outer periphery of the
상기 복수개의 유성기어는 상기 선기어의 외주를 따라 서로 이격되어 배치될 수 있다. 상기 링기어는 원주방향으로 회전되지 않게 상기 감속기 하우징의 내측에 고정될 수 있다. 상기 복수개의 유성기어 각각은 외주에 기어치가 형성될 수 있고, 상기 복수개의 유성기어 각각의 외주에 형성된 기어치는 상기 선기어의 기어치 및 상기 링기어의 기어치에 맞물릴 수 있다. 상기 캐리어는 상기 복수개의 유성기어와 결합되고 입력축(420)의 외주에 결합될 수 있다.The plurality of planetary gears may be disposed to be spaced apart from each other along an outer periphery of the sun gear. The ring gear may be fixed to the inside of the reduction gear housing so as not to rotate in the circumferential direction. Each of the plurality of planetary gears may have gear teeth formed on its outer periphery, and gear teeth formed on the outer periphery of each of the plurality of planetary gears may mesh with the gear teeth of the sun gear and the gear teeth of the ring gear. The carrier may be coupled to the plurality of planetary gears and coupled to the outer periphery of the
따라서, 모터(410)의 회전축(411)이 회전되면, 상기 선기어가 회전축(411)과 같은 방향으로 회전될 수 있고, 이에 따라 상기 복수개의 유성기어는 상기 선기어와 반대방향으로 회전될 수 있다. 상기 캐리어는 상기 복수개의 유성기어와 결합되어 있기 때문에, 상기 복수개의 유성기어가 회전될 때 복수개의 유성기어와 같은 방향으로 회전되어서 입력축(420)을 회전시킬 수 있다.Accordingly, when the
피니언축(440)의 외주에는 피니언 기어(441)가 형성될 수 있다. 피니언 기어(441)는 스티어링 기어(500)의 하우징(510) 내부에 좌우방향으로 직선 이동가능하게 구비된 랙바(520)의 랙과 치합할 수 있다.A
입력축(420)의 하단부와 피니언축(440)의 상단부는 결합핀에 의해 결합될 수 있다. 즉, 상기 결합핀은 감속기(430)의 하단으로 돌출 배치된 부분인 입력축(420)의 하단부에 피니언축(440)의 상단부를 결합할 수 있다. 따라서, 모터(410) 및 감속기(430)의 외부에서 피니언축(440)을 입력축(420)에 쉽게 결합할 수 있다.The lower end of the
피니언축(440)의 상단에 축방향으로 홈이 형성되고, 입력축(420)의 하단부는 입력축(420)이 나머지 부분에 비해 직경이 작게 형성되어서, 입력축(420)의 하단부가 피니언축(440)의 상단에 형성된 상기 홈으로 삽입될 수 있다. 반대로, 입력축(420)의 하단에 축방향으로 홈이 형성될 수도 있고, 이 경우, 피니언축(440)의 상단이 입력축(420)의 하단에 형성된 상기 홈에 삽입될 수도 있다.A groove is formed at the upper end of the
입력축(420)의 하단부 및 피니언축(440)의 상단부에는 각각 상기 결합핀이 삽입되어 결합되는 결합핀 결합홀이 형성될 수 있다. 상기 결합핀 결합홀 각각은 입력축(420)의 하단부 외주와 피니언축(440)의 상단부 외주에 반경방향으로 통하게 형성될 수 있다.At the lower end of the
즉, 작업자는 피니언축(440)의 상단부에 형성된 상기 홈에 입력축(420)의 하단부를 끼운 후, 상기 결합핀을 각각의 상기 결합핀 결합홀에 삽입하여서, 피니언축(440)의 상단부를 입력축(420)의 하단부에 결합할 수 있다.That is, the operator inserts the lower end of the
한편, 스티어링 기어(500)의 하우징(510)에는 파워 스티어링 장치 장착부(511)가 형성될 수 있고, 파워 스티어링 장치 장착부(511)의 내주면에는 나사산이 형성될 수 있다. 또한, 파워 스티어링 장치(400)의 하우징 중 파워 스티어링 장치 장착부(511)의 내부로 삽입되는 부분의 외주면에는 파워 스티어링 장치 장착부(511)의 내주면에 형성된 상기 나사산과 나사결합되는 나사산이 형성되어서, 본 발명의 실시예에 의한 파워 스티어링 장치(400)는 별도의 브라켓 없이 스티어링 기어(500)의 파워 스티어링 장치 장착부(511)에 설치될 수 있다.Meanwhile, a power steering
상기와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 차량의 파워 스티어링 장치(400)는 운전자가 스티어링 휠(10)을 손으로 잡고 조향축(200)을 회전시키는 조향토크를 모터(410)의 구동력을 이용하여 보조할 수 있다. 종래에는 운전자가 조향축(200)을 회전시키는 조향토크를 감지하는 토크 센서와, 운전자가 조향축(200)을 회전시키는 조향각도를 감지하는 조향각 센서를, 조향축(200)에 직결되게 설치하였었다. 하지만, 본 발명의 실시예에 의한 차량의 파워 스티어링 장치(400)는 조향축(200)에 상기 토크 센서 및 상기 조향각 센서를 설치하지 않고도, 모터(410) 내에 구비된 센서의 감지값을 이용하여 모터(410)를 제어함으로써, 상기 조향토크를 보조할 수 있다. 이에 대해, 아래에서 상세하게 설명하기로 한다.As described above, in the
도 4는 본 발명의 실시예에 의한 차량의 파워 스티어링 장치의 제어 블록도이다.4 is a control block diagram of a power steering apparatus for a vehicle according to an embodiment of the present invention.
도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 차량의 파워 스티어링 장치(400)는 제1 센서(480), 제2 센서(490) 및 컨트롤러(700)를 더 포함할 수 있다. 물론, 컨트롤러(700)는 제1 센서(480) 및 제2 센서(490) 각각의 감지값을 이용하여 모터(410)를 제어하기 위한 제어부이기 때문에, 반드시 파워 스티어링 장치(400)에 구비될 필요는 없으며, 차량의 대표적인 제어부인 ECU(Electronic Control Unit)일 수도 있다.Referring to FIG. 4 , the
제1 센서(480) 및 제2 센서(490)는 모터(410) 내에 설치될 수 있다. 제1 센서(480)는 엔코더일 수 있고, 제2 센서(480)는 홀 센서일 수 있다.The
운전자가 조향축(200)을 회전시키는 조향토크에 의해 모터(410)의 회전축(411)이 회전될 때, 제1 센서(480)는 모터(410)의 회전축(411)의 회전속도를 감지할 수 있다.When the
운전자가 조향축(200)을 회전시키는 조향토크에 의해 모터(410)의 회전축(411)이 회전될 때, 제2 센서(490)는 모터(410)의 회전축(411)의 회전위치를 감지할 수 있다.When the
제1 센서(480)가 감지한 회전축(411)의 회전속도는 컨트롤러(700)로 입력될 수 있다. 또한, 제2 센서(490)가 감지한 회전축(411)의 회전위치는 컨트롤러(700)로 입력될 수 있다.The rotation speed of the
컨트롤러(700)는 제1 센서(480)가 감지한 회전축(411)의 회전속도와, 제2 센서(490)가 감지한 회전축(411)의 회전위치를 이용하여 어시스트 토크를 산출할 수 있다. 컨트롤러(700)에는 제1 센서(480)가 감지한 회전축(411)의 회전속도와, 제2 센서(490)가 감지한 회전축(411)의 회전위치를 변수로 하여 상기 어시스트 토크를 산출하는 함수값이 설정될 수 있다. 물론, 본 실시예에서 입력축(420)은, 조향축(200)과 동일한 속도 및 동일한 각도로 회전될 수 있고, 기어조립체(433)의 기어비만큼 모터(410)의 회전축(411)의 회전속도보다 회전속도가 감속되고, 기어조립체(433)의 기어비만큼 모터(410)의 회전축(411)의 회전각도보다 회전각도가 작아질 수 있다. 따라서, 상기 함수값에는 기어조립체(433)의 기어비가 고정값으로 더 설정될 수 있다.The
컨트롤러(700)는 제1 센서(480)로부터 회전축(411)의 회전속도가 입력되고, 제2 센서(490)로부터 회전축(411)의 회전위치가 입력되면, 컨트롤러(700)에 설정된 상기 함수값을 통해서 상기 어시스트 토크를 산출할 수 있다.When the rotation speed of the
컨트롤러(700)는 모터(410)의 회전축(411)이 상기 산출된 어시스트 토크로 회전되도록 제어할 수 있다. 컨트롤러(700)가 상기 산출된 어시스트 토크로 모터(410)의 회전축(411)이 회전되도록 제어하는 경우, 운전자는 적은 힘으로 조향축(200)을 회전시킬 수 있다. 따라서, 조향축(200)에 상기 토크센서 및 상기 조향각 센서를 설치하지 않고도, 모터(410) 내에 설치된 제1 센서(480) 및 제2 센서(490)를 이용하여 모터(410)를 제어함으로써, 상기 운전자가 조향축(200)을 회전시키는 힘인 상기 조향토크를 보조할 수 있다.The
컨트롤러(700)는 조향 각속도 산출부(710), 조향 각도 산출부(720), 어시스트 토크 산출부(730) 및 모터 제어부(740)를 포함할 수 있다.The
제1 센서(480)가 감지한 회전축(411)의 회전속도는 조향 각속도 산출부(710)로 입력될 수 있고, 조향 각속도 산출부(710)는 제1 센서(480)로부터 입력되는 회전축(411)의 회전속도를 이용하여 조향축(200)의 조향 각속도를 산출할 수 있다.The rotation speed of the
조향 각속도 산출부(710)에는 제1 센서(480)가 감지한 회전축(411)의 회전속도를 변수로 하여 조향축(200)의 조향 각속도를 산출하는 함수값이 설정될 수 있다. 물론, 조향 각속도 산출부(710)에 설정되는 상기 함수값에는 기어조립체(433)의 기어비가 고정값으로 더 설정될 수 있다.In the steering
조향 각속도 산출부(710)는 제1 센서(480)로부터 회전축(411)의 회전속도가 입력되면, 조향 각속도 산출부(710)에 설정된 상기 함수값을 통해서 조향축(200)의 조향 각속도를 산출할 수 있다.When the rotation speed of the
제2 센서(480)가 감지한 회전축(411)의 회전위치는 조향 각도 산출부(720)로 입력될 수 있고, 조향 각도 산출부(720)는 제2 센서(490)로부터 입력되는 회전축(411)의 회전위치를 이용하여 조향축(200)의 조향 각도를 산출할 수 있다.The rotational position of the
조향 각도 산출부(720)에는 제2 센서(490)가 감지한 회전축(411)의 회전위치를 변수로 하여 조향축(200)의 조향 각속도를 산출하는 함수값이 설정될 수 있다. 물론, 조향 각도 산출부(720)에 설정되는 상기 함수값에는 기어조립체(433)의 기어비가 고정값으로 더 설정될 수 있다.In the
조향 각도 산출부(720)는 제2 센서(490)로부터 회전축(411)의 회전위치가 입력되면, 조향 각도 산출부(720)에 설정된 상기 함수값을 통해서 조향축(200)의 조향 각도를 산출할 수 있다.When the rotation position of the
조향 각속도 산출부(710)에서 산출한 조향축(200)의 조향 각속도는 어시스트 토크 산출부(730)로 입력될 수 있고, 조향 각도 산출부(720)에서 산출한 조향축(200)의 조향 각도는 어시스트 토크 산출부(730)로 입력될 수 있다. 어시스트 토크 산출부(730)는 조향 각속도 산출부(710)로부터 입력되는 조향축(200)의 상기 산출된 조향 각속도와, 조향 각도 산출부(720)로부터 입력되는 조향축(200)의 상기 산출된 조향 각도를 이용하여, 상기 어시스트 토크를 산출할 수 있다.The steering angular velocity of the
어시스트 토크 산출부(730)에는, 조향 각속도 산출부(710)가 산출한 조향축(200)의 조향 각속도를 변수로 하고, 조향 각도 산출부(720)가 산출한 조향축(200)의 조향 각도를 변수로 하여, 상기 어시스트 토크를 산출하는 함수값이 설정될 수 있다.In the
어시스트 토크 산출부(730)는 조향 각속도 산출부(710)로부터 조향축(200)의 조향 각속도가 입력되고, 조향 각도 산출부(720)로부터 조향축(200)의 조향 각도가 입력되면, 어시스트 토크 산출부(730)에 설정된 상기 함수값을 통해서 상기 어시스트 토크를 산출할 수 있다.The assist
어시스트 토크 산출부(730)에서 산출한 상기 어시스트 토크는 모터 제어부(740)로 입력될 수 있고, 모터 제어부(740)는 어시스트 토크 산출부(730)로부터 입력되는 상기 산출된 어시스트 토크로 모터(410)의 회전축(411)이 회전되도록 제어할 수 있다.The assist torque calculated by the assist
한편, 파워 스티어링 장치(400)는 차량의 자세제어장치(ESC)와 연동하여 모터(410)를 제어할 수 있다. 상기 자세제어장치(ESC)는 차속 센서(610), 요 레이트 센서(620) 및 횡가속도 센서(630)를 포함할 수 있다. 차속 센서(610)는 차량의 속도를 감지할 수 있고, 요 레이트 센서(620)는 상기 차량이 수직축을 기준으로 회전되는 요 레이트를 감지할 수 있으며, 횡가속도 센서(630)는 상기 차량의 횡방향 가속도를 감지할 수 있다.Meanwhile, the
파워 스티어링 장치(400)는 차속 센서(610), 요 레이트 센서(620) 및 횡가속도 센서(630) 각각의 감지값을 제공받기 위한 파워 스티어링 통신부를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 파워 스티어링 통신부는 CAN통신부일 수 있다.The
상기 자세제어장치(ESC)에는 파워 스티어링 장치(400)의 상기 파워 스티어링 통신부와 통신하는 자세제어 통신부가 포함될 수 있다. 여기서, 상기 자세제어 통신부는 CAN통신부일 수 있다.The posture control device ESC may include an attitude control communication unit that communicates with the power steering communication unit of the
차속 센서(610), 요 레이트 센서(620) 및 횡가속도 센서(630) 각각의 감지값이 설정값 범위 내에 있는 경우, 컨트롤러(700)는 제1 센서(480), 제2 센서(490), 차속 센서(610), 요 레이트 센서(620) 및 횡가속도 센서(630) 각각의 감지값을 이용해서 모터(410)를 제어할 수 있다. 또한, 차속 센서(610), 요 레이트 센서(620) 및 횡가속도 센서(630) 각각의 감지값 중 적어도 하나가 상기 설정값 범위를 벗어나는 경우, 컨트롤러(700)는 차속 센서(610), 요 레이트 센서(620) 및 횡가속도 센서(630) 중 적어도 하나의 고장으로 판단하여 제1 센서(480) 및 제2 센서(490) 각각의 감지값만을 이용하여 모터(410)를 제어할 수 있다.When the detection value of each of the
파워 스티어링 장치(400)가 상기 자세제어장치(ESC)와 연동하여 모터(410)를 제어할 경우, 차속 센서(610)가 감지한 상기 차량의 속도와, 요 레이트 센서(620)가 감지한 상기 요 레이트와, 횡가속도 센서(630)가 감지한 상기 차량의 횡방향 가속도는 조향 각도 산출부(720)로 입력될 수 있다.When the
파워 스티어링 장치(400)가 상기 자세제어장치(ESC)와 연동하여 모터(410)를 제어할 경우, 조향 각도 산출부(720)는, 제2 센서(490)로부터 입력되는 회전축(411)의 회전위치와, 차속 센서(610)로부터 입력되는 상기 차량의 속도와, 요 레이트 센서(620)로부터 입력되는 상기 요 레이트와, 횡가속도 센서(630)로부터 입력되는 상기 차량의 횡방향 가속도를 이용하여, 조향축(200)의 상기 조향 각도를 산출할 수 있다.When the
파워 스티어링 장치(400)가 상기 자세제어장치(ESC)와 연동하여 모터(410)를 제어할 경우, 조향 각도 산출부(720)에는 제2 센서(490)가 감지한 회전축(411)의 회전위치와, 차속 센서(610)가 감지한 상기 차량의 속도와, 요 레이트 센서(620)가 감지한 상기 요 레이트와, 횡가속도 센서(630)가 감지한 상기 차량의 횡방향 가속도를 변수로 하여 조향축(200)의 조향 각속도를 산출하는 함수값이 설정될 수 있다. 물론, 조향 각도 산출부(720)에 설정되는 상기 함수값에는 기어조립체(433)의 기어비가 고정값으로 더 설정될 수 있다.When the
파워 스티어링 장치(400)가 상기 자세제어장치(ESC)와 연동하여 모터(410)를 제어할 경우, 조향 각도 산출부(720)는 제2 센서(490)로부터 회전축(411)의 회전위치와, 차속 센서(610)로부터 상기 차량의 속도와, 요 레이트 센서(620)로부터 상기 요 레이트와, 횡가속도 센서(630)로부터 상기 차량의 횡방향 가속도가 입력되면, 조향 각도 산출부(720)에 설정된 상기 함수값을 통해서 조향축(200)의 조향 각도를 산출할 수 있다.When the
도 5는 본 발명의 실시예에 의한 차량의 파워 스티어링 장치의 제어방법에 따른 순서도이다. 여기서는, 본 발명의 실시예에 의한 차량의 파워 스티어링 장치의 제어방법을 본 발명의 실시예에 의한 차량의 파워 스티어링 장치의 동작과 결부시켜 설명하기로 한다.5 is a flowchart illustrating a method for controlling a power steering apparatus for a vehicle according to an embodiment of the present invention. Here, the method for controlling the power steering apparatus for a vehicle according to an embodiment of the present invention will be described in connection with the operation of the power steering apparatus for a vehicle according to the embodiment of the present invention.
도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 차량의 파워 스티어링 장치(400)의 제어방법은, 감지단계(S10)와, 감지단계(S10)의 감지값을 이용하여 모터(410)를 제어하는 조향보조단계(S20)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 5 , in the method of controlling the
감지단계(S10)는, 모터 회전축 회전속도감지단계(S11)와, 모터 회전축 회전위치감지단계(S12)와, 차속감지단계(S13)와, 요레이트감지단계(S14)와, 횡가속도감지단계(S15)를 포함할 수 있다.The detection step (S10) includes a motor rotation shaft rotation speed detection step (S11), a motor rotation shaft rotation position detection step (S12), a vehicle speed detection step (S13), a yaw rate detection step (S14), and a lateral acceleration detection step (S15) may be included.
모터 회전축 회전속도감지단계(S11)에서는 운전자가 조향축(200)을 회전시키는 상기 조향토크에 의해 모터(410)의 회전축(411)이 회전될 때, 모터(410) 내에 배치된 제1 센서(480)가 모터(410)의 회전축(411)의 회전속도를 감지할 수 있다. 모터 회전축 회전속도감지단계(S11)에서 제1 센서(480)가 감지한 모터(410)의 회전축(411)의 회전속도에 대한 감지값은 컨트롤러(700)의 조향 각속도 산출부(710)로 입력될 수 있다.In the motor rotation shaft rotation speed sensing step (S11), when the
모터 회전축 회전위치감지단계(S12)에서는 운전자가 조향축(200)을 회전시키는 상기 조향토크에 의해 모터(410)의 회전축(411)이 회전될 때, 모터(410) 내에 배치된 제2 센서(490)가 모터(410)의 회전축(411)의 회전위치를 감지할 수 있다. 모터 회전축 회전위치감지단계(S12)에서 제2 센서(490)가 감지한 모터(410)의 회전축(411)의 회전위치에 대한 감지값은 컨트롤러(700)의 조향 각도 산출부(720)로 입력될 수 있다.In the motor rotation shaft rotation position sensing step (S12), when the
차속감지단계(S13)와, 요레이트감지단계(S14)와, 횡가속도감지단계(S15)는 주행 노면의 좌우방향 경사도가 컨트롤러(700)에 설정된 값인 상기 설정값 이상일 때에만 수행될 수 있다.The vehicle speed detection step S13, the yaw rate detection step S14, and the lateral acceleration detection step S15 can be performed only when the left-right gradient of the driving road surface is equal to or greater than the set value, which is the value set in the
차속감지단계(S13)에서는 차속 센서(610)가 상기 차량의 속도를 감지할 수 있다. 차속감지단계(S13)에서 차속 센서(610)가 감지한 상기 차량의 속도에 대한 감지값은 컨트롤러(700)의 조향 각도 산출부(720)에 입력될 수 있다.In the vehicle speed detection step S13 , the
요레이트감지단계(S14)에서는 요 레이트 센서(620)가 상기 요 레이트를 감지할 수 있다. 요레이트감지단계(S14)에서 요 레이트 센서(620)가 감지한 상기 요 레이트에 대한 감지값은 컨트롤러(700)의 조향 각도 산출부(720)에 입력될 수 있다.In the yaw rate detection step (S14), the
횡가속도감지단계(S15)에서는 횡가속도 센서(630)가 상기 차량의 횡방향 가속도를 감지할 수 있다. 횡가속도감지단계(S15)에서 횡가속도 센서(630)가 감지한 상기 차량의 회방향 가속도에 대한 감지값은 컨트롤러(700)의 조향 각도 산출부(720)에 입력될 수 있다.In the lateral acceleration detection step S15 , the
조향보조단계(S20)에서는 제1 센서(480)가 감지한 회전축(411)의 회전속도와, 제2 센서(490)가 감지한 회전축(411)의 회전위치를 이용하여, 상기 어시스트 토크를 산출하고, 상기 산출된 어시스트 토크로 모터(410)의 회전축(411)이 회전되도록 제어할 수 있다.In the steering assistance step (S20), the assist torque is calculated using the rotational speed of the
조향보조단계(S20)는 조향각속도 산출단계(S21), 조향각도 산출단계(S22), 어시스트 토크 산출단계(S23) 및 모터제어단계(S24)를 포함할 수 있다.The steering assistance step S20 may include a steering angular velocity calculation step S21 , a steering angle calculation step S22 , an assist torque calculation step S23 , and a motor control step S24 .
조향각속도 산출단계(S21)에서는 제1 센서(480)가 감지한 회전축(411)의 회전속도를 이용하여 조향축(200)의 조향 각속도를 산출할 수 있다.In the steering angular velocity calculation step S21 , the steering angular velocity of the
조향각도 산출단계(S22)에서는 제2 센서(480)가 감지한 회전축(411)의 회전위치를 이용하여 조향축(200)의 조향 각도를 산출할 수 있다.In the steering angle calculation step S22 , the steering angle of the
어시스트 토크 산출단계(S23)에서는, 조향각속도 산출단계(S21)에서 산출된 상기 조향 각속도와, 조향각도 산출단계(S22)에서 산출된 상기 조향 각도를 이용하여 상기 어시스트 토크를 산출할 수 있다.In the assist torque calculating step S23, the assist torque may be calculated using the steering angular speed calculated in the steering angular speed calculating step S21 and the steering angle calculated in the steering angle calculating step S22.
모터제어단계(S24)에서는 상기 산출된 어시스트 토크로 모터(410)의 회전축(411)이 회전되도록 제어할 수 있다.In the motor control step ( S24 ), the
한편, 주행 노면의 좌우방향 경사도가 컨트롤러(700)에 설정된 값인 상기 설정값 이상일 때에 조향각도 산출단계(S22)에서는, 차속 센서(610)가 감지한 차량의 속도와, 요 레이트 센서(620)가 감지한 상기 요 레이트와, 횡가속도 센서(630)가 감지한 상기 차량의 횡방향 가속도를 더 이용하여, 조향축(200)의 상기 조향 각도를 산출할 수 있다.On the other hand, when the left-right gradient of the driving road surface is equal to or greater than the set value, which is the value set in the
도 6은 도 5에 도시된 모터제어단계의 구체적인 순서도이다. 여기서는, 본 발명의 실시예에 의한 차량의 파워 스티어링 장치의 제어방법을 본 발명의 실시예에 의한 차량의 파워 스티어링 장치의 동작과 결부시켜 설명하기로 한다.6 is a detailed flowchart of the motor control step shown in FIG. 5 . Here, the method for controlling the power steering apparatus for a vehicle according to an embodiment of the present invention will be described in connection with the operation of the power steering apparatus for a vehicle according to the embodiment of the present invention.
도 6을 참조하면, 모터제어단계(S24)에서 먼저 컨트롤러(700)는 고전압 릴레이 스위치가 ON상태인지 판단할 수 있다(S241). 여기서, 상기 고전압 릴레이 스위치는 차량의 구동 배터리와 전기적으로 연결된 스위치일 수 있다. 즉, 상기 고전압 릴레이 스위치가 ON상태인 경우, 상기 구동 배터리의 전류는 컨트롤러(700)로 공급될 수 있다. 또한, 상기 고전압 릴레이 스위치가 OFF상태인 경우, 상기 구동 배터리의 전류는 컨트롤러(700)로 공급되지 않을 수 있다.Referring to FIG. 6 , in the motor control step S24 , first, the
즉, 컨트롤러(700)는 상기 구동 배터리로부터 전압 공급이 가능한 경우, 상기 구동 배터리의 전류를 고전압 모터(41)로 공급하여 회전축(411)이 상기 산출된 어시스트 토크로 회전되도록 제어할 수 있다.That is, when a voltage can be supplied from the driving battery, the
또한, 컨트롤러(700)는 상기 구동 배터리로부터 전압 공급이 불가능한 경우, 상기 구동 배터리의 전류에 의해 작동되는 전장품의 전류를 상기 저전압 모터(42)로 공급하여 상기 회전축(411)이 상기 산출된 어시스트 토크로 회전되도록 제어할 수 있다. 여기서, 상기 전장품은 차량의 공조시스템에 사용되는 부품일 수 있으나, 이에 한정되지 않고, 차량에 설치된 오디오 장치 또는 네비게이터와 같은 멀티미디어 장치일 수도 있으며, 상기 차량에 설치되어 상기 구동 배터리의 전류에 의해 작동되는 모든 전장품을 포함할 수 있다. 이하, 상기 전장품의 전류는 상기 공조시스템에 사용되는 부품을 작동시키기 위한 전류인 공조 전원인 것으로 한정하여 설명하기로 한다.In addition, when it is impossible to supply voltage from the driving battery, the
컨트롤러(700)는 상기 S241 단계의 판단결과 상기 고전압 릴레이 스위치가 ON상태가 아니면, 모터(410) 제어 시스템을 재시작할 수 있다.If the high voltage relay switch is not in the ON state as a result of the determination in step S241, the
컨트롤러(700)는 상기 S241 단계의 판단결과 상기 고전압 릴레이 스위치가 ON상태이면, 상기 구동 배터리로부터 고전압을 공급받을 수 있는지 판단할 수 있다(S242).If the high voltage relay switch is in the ON state as a result of the determination in step S241, the
컨트롤러(700)는 상기 S242 단계의 판단결과 상기 구동 배터리로부터 고전압을 공급받을 수 있다고 판단되면, 상기 구동 배터리로부터 상기 고전압인 144V의 전원을 공급받을 수 있다(S243).When it is determined that the high voltage can be supplied from the driving battery as a result of the determination in step S242, the
컨트롤러(700)는 상기 구동 배터리로부터 공급받은 상기 144V의 전원을 고전압 모터(41)로 공급하여 회전축(411)이 상기 산출된 어시스트 토크로 회전되도록 제어할 수 있다(S244).The
컨트롤러(700)는 고전압 모터(41)로 공급되는 전원의 전압을 측정하여 10ms 단위로 모니터링 할 수 있다(S245).The
이후 컨트롤러(700)는 고전압 모터(41)의 정상 제어 동작인지 판단할 수 있다(S246).Thereafter, the
컨트롤러(700)는 고전압 모터(41)로 공급되는 전원의 전압 측정값이 제1 설정시간동안 제1 설정값 범위 내에 있으면 고전압 모터(41)의 정상 제어 동작으로 판단할 수 있고, 이 경우 컨트롤러(700)는 로직을 종료할 수 있다.If the voltage measurement value of the power supplied to the high voltage motor 41 is within the first set value range for the first set time, the
또한, 컨트롤러(700)는 고전압 모터(41)로 공급되는 전원의 전압 측정값이 상기 제1 설정시간동안 상기 제1 설정값 범위 밖에 있으면 고전압 모터(41)의 비정상 제어 동작으로 판단할 수 있고, 이 경우 컨트롤러(700)는 사용자에게 고장 알림을 출력할 수 있다(S2421). 여기서, 상기 고장 알림은 시각적인 알림 및 청각적인 알림 중 적어도 하나일 수 있다.In addition, if the voltage measurement value of the power supplied to the high voltage motor 41 is outside the first set value range for the first set time, the
한편, 컨트롤러(700)는 상기 S242 단계의 판단결과 상기 구동 배터리로부터 고전압을 공급받을 수 없다고 판단되면, 사용자에게 고장 알림을 출력할 수 있다(S2421).Meanwhile, when it is determined that the high voltage cannot be supplied from the driving battery as a result of the determination in step S242, the
컨트롤러(700)는 상기 고장 알림을 출력한 후 상기 공조시스템으로부터 상기 공조 전원인 12V의 전원을 공급받을 수 있다(S2422).After outputting the failure notification, the
컨트롤러(700)는 상기 공조시스템으로부터 공급받은 상기 12V의 전원을 저전압 모터(42)로 공급하여 회전축(411)이 상기 산출된 어시스트 토크로 회전되도록 제어할 수 있다(S2423).The
컨트롤러(700)는 저전압 모터(42)로 공급되는 전원의 전압을 측정하여 5ms 단위로 모니터링 할 수 있다(S2424).The
컨트롤러(700)는 저전압 모터(42)로 공급되는 전원의 전압 측정값이 제2 설정시간동안 제2 설정값 범위 내에 있으면 저전압 모터(42)의 정상 제어 동작으로 판단할 수 있다. 여기서, 상기 제2 설정시간은 상기 제1 설정시간보다 짧은 시간일 수 있고, 상기 제2 설정값은 상기 제1 설정값보다 낮은 값일 수 있다.The
컨트롤러(700)는 저전압 모터(42)의 정상 제어 동작이면 고장이 회복되었는지 판단할 수 있다(S2425).The
컨트롤러(700)는 상기 S2425 단계의 판단결과 고장이 회복되었다고 판단되면 모터(410)의 제어 시스템을 2ms 이내에 재시작할 수 있다(S2426). 이 후 로직은 상기 S243 단계로 넘어갈 수 있다.The
한편, 컨트롤러(700)는 상기 S2425 단계의 판단결과 고장이 회복되지 않았다고 판단되면, 사용자에게 다시 고장을 알림을 출력할 수 있다(S2421).On the other hand, if it is determined that the failure is not recovered as a result of the determination in step S2425, the
상기와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 차량의 파워 스티어링 장치 및 그것의 제어방법은, 모터(410) 내에 배치된 제1 센서(480)가 감지한 모터(410)의 회전축(411)의 회전속도와, 모터(410) 내에 배치된 제2 센서(490)가 감지한 회전축(411)의 회전위치를 이용하여, 어시스트 토크를 산출하고, 상기 산출된 어시스트 토크로 회전축(411)이 회전되도록 제어하기 때문에, 조향각센서 및 토크센서를 조향축(200)에 설치하지 않고도, 모터(410)에 구비된 제1 센서(480) 및 제2 센서(490)를 통해 조향축(200)의 조향각 및 조향토크를 산출하여 상기 조향토크를 보조할 수 있다.As described above, in the vehicle power steering apparatus and the control method thereof according to the embodiment of the present invention, the rotation of the
또한, 본 발명의 실시예에 의한 차량의 파워 스티어링 장치 및 그것의 제어방법은, 모터(410)가 공통의 회전축(411)을 가지는 고전압 모터(41) 및 저전압 모터(42)로 구성되어 있어서, 고전압 모터(41)가 차량 구동 배터리의 전류에 의해 작동되고, 고전압 모터(41)가 상기 차량의 구동 배터리의 전류에 의해 작동되지 못하는 상황일 때는 저전압 모터(42)가 상기 차량에 설치된 전장품의 전류에 의해 작동된다. 따라서, 파워 스티어링 장치(400)를 작동시키기 위한 별도의 배터리가 필요 없게 되므로, 초소형 전기차와 같은 공간이 협소한 차량에 적용할 수 있다.In addition, the vehicle power steering apparatus and the control method thereof according to the embodiment of the present invention, the
본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 청구범위에 의하여 나타내어지며, 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.Those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains will understand that the present invention may be embodied in other specific forms without changing the technical spirit or essential features thereof. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive. The scope of the present invention is indicated by the following claims rather than the above detailed description, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents should be construed as being included in the scope of the present invention.
41 : 고전압 모터 42 : 저전압 모터
200 : 조향축 400 : 파워 스티어링 장치
410 : 모터 411 : 회전축
480 : 제1 센서 490 : 제2 센서
610 : 차속 센서 620 : 요 레이트 센서
630 : 횡가속도 센서 700 : 컨트롤러
710 : 조향 각속도 산출부 720 : 조향 각도 산출부
730 : 어시스트 토크 산출부 740 : 모터 제어부41
200: steering shaft 400: power steering device
410: motor 411: rotation shaft
480: first sensor 490: second sensor
610: vehicle speed sensor 620: yaw rate sensor
630: lateral acceleration sensor 700: controller
710: steering angular velocity calculation unit 720: steering angle calculation unit
730: assist torque calculation unit 740: motor control unit
Claims (7)
상기 조향축(200)을 회전시키는 상기 조향토크에 의해 상기 모터(410)의 회전축(411)이 회전될 때, 상기 회전축(411)의 회전속도를 감지하는 제1 센서(480);
상기 조향축(200)을 회전시키는 상기 조향토크에 의해 상기 회전축(411)이 회전될 때, 상기 회전축(411)의 회전위치를 감지하는 제2 센서(490); 및
상기 제1 센서(480)가 감지한 상기 회전축(411)의 회전속도와, 상기 제2 센서(490)가 감지한 상기 회전축(411)의 회전위치를 이용하여, 어시스트 토크를 산출하고, 상기 산출된 어시스트 토크로 상기 회전축(411)이 회전되도록 제어하는 컨트롤러(700);를 포함하고,
상기 제1 센서(480) 및 상기 제2 센서(490)는 상기 모터(410) 내에 배치되고,
상기 모터(410)는 고전압 모터(41) 및 저전압 모터(42)를 포함하고,
상기 고전압 모터(41) 및 상기 저전압 모터(42)는 상기 회전축(411)을 공용으로 가지며,
상기 컨트롤러(700)는,
상기 차량의 구동 배터리로부터 전압 공급이 가능한 경우, 상기 구동 배터리의 전류를 상기 고전압 모터(41)로 공급하여 상기 회전축(411)이 상기 산출된 어시스트 토크로 회전되도록 제어하고,
상기 차량의 구동 배터리로부터 전압 공급이 불가능한 경우, 상기 구동 배터리의 전류에 의해 작동되는 전장품의 전류를 상기 저전압 모터(42)로 공급하여 상기 회전축(411)이 상기 산출된 어시스트 토크로 회전되도록 제어하는 차량의 파워 스티어링 장치.In the power steering apparatus 400 for a vehicle in which a driver assists a steering torque for rotating a steering shaft 200 by using a driving force of a motor 410,
When the rotating shaft 411 of the motor 410 is rotated by the steering torque for rotating the steering shaft 200, a first sensor 480 for detecting the rotational speed of the rotating shaft 411;
a second sensor 490 for detecting a rotational position of the rotating shaft 411 when the rotating shaft 411 is rotated by the steering torque for rotating the steering shaft 200; and
The assist torque is calculated using the rotation speed of the rotation shaft 411 detected by the first sensor 480 and the rotation position of the rotation shaft 411 detected by the second sensor 490, and the calculation A controller 700 for controlling the rotation shaft 411 to rotate with the assist torque;
The first sensor 480 and the second sensor 490 are disposed in the motor 410,
The motor 410 includes a high voltage motor 41 and a low voltage motor 42,
The high voltage motor 41 and the low voltage motor 42 have the rotating shaft 411 in common,
The controller 700,
When voltage supply is possible from the driving battery of the vehicle, the current of the driving battery is supplied to the high voltage motor 41 to control the rotation shaft 411 to rotate with the calculated assist torque,
When it is impossible to supply voltage from the driving battery of the vehicle, the electric current of the electric device operated by the current of the driving battery is supplied to the low voltage motor 42 to control the rotation shaft 411 to rotate with the calculated assist torque The vehicle's power steering system.
상기 제1 센서(480)는 엔코더이고,
상기 제2 센서(490)는 홀 센서인 차량의 파워 스티어링 장치.The method according to claim 1,
The first sensor 480 is an encoder,
The second sensor 490 is a hall sensor, a power steering device for a vehicle.
상기 컨트롤러(700)는,
상기 제1 센서(480)의 감지한 상기 회전축(411)의 회전속도를 이용하여, 상기 조향축(200)의 조향 각속도를 산출하는 조향 각속도 산출부(710);
상기 제2 센서(490)가 감지한 상기 회전축(411)의 회전위치를 이용하여, 상기 조향축(200)의 조향 각도를 산출하는 조향 각도 산출부(720);
상기 산출된 조향 각속도 및 상기 산출된 조향 각도를 이용하여, 상기 어시스트 토크를 산출하는 어시스트 토크 산출부(730); 및
상기 회전축(411)이 상기 산출된 어시스트 토크로 회전되도록 제어하는 모터 제어부(740);를 포함하는 차량의 파워 스티어링 장치.3. The method according to claim 2,
The controller 700,
a steering angular velocity calculator 710 for calculating the steering angular velocity of the steering shaft 200 by using the rotational speed of the rotation shaft 411 sensed by the first sensor 480;
a steering angle calculator 720 for calculating a steering angle of the steering shaft 200 using the rotation position of the rotation shaft 411 detected by the second sensor 490;
an assist torque calculator 730 for calculating the assist torque by using the calculated steering angular velocity and the calculated steering angle; and
and a motor control unit (740) for controlling the rotation shaft (411) to rotate with the calculated assist torque.
상기 조향 각도 산출부(720)는, 차속 센서(610)가 감지한 차량의 속도와, 요 레이트 센서(620)가 감지한 상기 차량이 수직축을 기준으로 회전되는 요 레이트와, 횡가속도 센서(630)가 감지하는 상기 차량의 횡방향 가속도를 더 이용하여, 상기 조향축(200)의 상기 조향 각도를 산출하는 차량의 파워 스티어링 장치.4. The method of claim 3,
The steering angle calculator 720 includes the vehicle speed detected by the vehicle speed sensor 610, the yaw rate detected by the yaw rate sensor 620 at which the vehicle is rotated based on the vertical axis, and the lateral acceleration sensor 630 . ) further using the lateral acceleration of the vehicle sensed by ) to calculate the steering angle of the steering shaft 200 .
상기 조향축(200)을 회전시키는 상기 조향토크에 의해 상기 모터(410)의 회전축(411)이 회전될 때, 상기 모터(410) 내에 배치된 제1 센서(480)가 상기 회전축(411)의 회전속도를 감지하는 모터 회전축 회전속도감지단계(S11);
상기 조향축(200)을 회전시키는 상기 조향토크에 의해 상기 회전축(411)이 회전될 때, 상기 모터(410) 내에 배치된 제2 센서(490)가 상기 회전축(411)의 회전위치를 감지하는 모터 회전축 회전위치감지단계(S12); 및
상기 제1 센서(480)가 감지한 상기 회전축(411)의 회전속도와, 상기 제2 센서(490) 감지한 상기 회전축(411)의 회전위치를 이용하여, 어시스트 토크를 산출하고, 상기 산출된 어시스트 토크로 상기 회전축(411)이 회전되도록 제어하는 조향보조단계(S20);를 포함하고,
상기 모터(410)는 고전압 모터(41) 및 저전압 모터(42)를 포함하고,
상기 고전압 모터(41) 및 상기 저전압 모터(42)는 상기 회전축(411)을 공용으로 가지며,
상기 조향보조단계(S20)에서는,
상기 차량의 구동 배터리로부터 전압 공급이 가능한 경우, 상기 구동 배터리의 전류를 상기 고전압 모터(41)로 공급하여 상기 회전축(411)이 상기 산출된 어시스트 토크로 회전되도록 제어하고,
상기 차량의 구동 배터리로부터 전압 공급이 불가능한 경우, 상기 구동 배터리의 전류에 의해 작동되는 전장품의 전류를 상기 저전압 모터(42)로 공급하여 상기 회전축(411)이 상기 산출된 어시스트 토크로 회전되도록 제어하는 차량의 파워 스티어링 장치의 제어방법.In the control method of the power steering apparatus 400 of a vehicle, the driver assists the steering torque for rotating the steering shaft 200 by using the driving force of the motor 410,
When the rotation shaft 411 of the motor 410 is rotated by the steering torque that rotates the steering shaft 200 , the first sensor 480 disposed in the motor 410 moves the rotation shaft 411 . Motor rotation shaft rotation speed sensing step (S11) for detecting the rotation speed;
When the rotation shaft 411 is rotated by the steering torque for rotating the steering shaft 200, the second sensor 490 disposed in the motor 410 detects the rotational position of the rotation shaft 411 Motor rotation shaft rotation position detection step (S12); and
The assist torque is calculated using the rotation speed of the rotation shaft 411 detected by the first sensor 480 and the rotation position of the rotation shaft 411 detected by the second sensor 490, and the calculated A steering assistance step (S20) of controlling the rotation shaft 411 to rotate with an assist torque; and
The motor 410 includes a high voltage motor 41 and a low voltage motor 42,
The high voltage motor 41 and the low voltage motor 42 have the rotating shaft 411 in common,
In the steering assistance step (S20),
When voltage supply is possible from the driving battery of the vehicle, the current of the driving battery is supplied to the high voltage motor 41 to control the rotation shaft 411 to rotate with the calculated assist torque,
When it is impossible to supply voltage from the driving battery of the vehicle, the electric current of the electric device operated by the current of the driving battery is supplied to the low voltage motor 42 to control the rotation shaft 411 to rotate with the calculated assist torque A method of controlling a power steering device of a vehicle.
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