KR101239551B1 - 인터록 기능을 제공하는 방법 및 전동식 파워 스티어링 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 인터록 기능을 제공하는 방법 및 전동식 파워 스티어링 시스템에 관한 것이다.
본 발명은 ESP로부터 전류 지령값을 전달받고, 전달받은 전류 지령값에 근거하여 입력 토크에 대한 출력 전류를 출력하는 메인 제어부; 및 UCC 기능의 동작 여부를 판단하고, 메인 제어부에서 출력되는 입력 토크에 대한 출력 전류를 감시하며, UCC 기능의 동작 여부의 판단 결과에 따라 출력 전류 제한값을 달리 채택하고, 감시된 출력 전류가 채택된 출력 전류 제한값을 초과하면 메인 제어부에서 출력된 출력 전류가 모터에 입력되는 것이 제한되거나 시스템 동작이 중지되도록 제어하는 보조 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동식 파워 스티어링 시스템을 제공한다.
본 발명에 의하면, UCC 시스템이 적용되더라도 최적의 주행안정성을 위한 통합 제어 성능의 저하 없이 원활한 인터록 기능을 제공할 수 있는 효과가 있다.
섀시 통합 제어, 전동식 파워 스티어링, 인터록

Description

인터록 기능을 제공하는 방법 및 전동식 파워 스티어링 시스템{Method and Motor Driven Power Steering System for Providing Interlock Function}
본 발명은 인터록 기능을 제공하는 방법 및 전동식 파워 스티어링 시스템에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, UCC 시스템이 적용되더라도 최적의 주행안정성을 위한 통합 제어 성능의 저하 없이 원활한 인터록 기능을 제공하는 방법 및 전동식 파워 스티어링 시스템에 관한 것이다.
종래 전동식 파워 스티어링 시스템(MDPS: Motor Driven Power Steering, 이하 "MDPS"라 칭함)에서는 시스템 이상에 의한 예기치않은 급조타를 방지하기 위해 전류 제한 범위를 설정하여 모터 전류가 흐르지 못하도록 하는 인터록(Interlock) 기능을 제공하고 있다. 여기서, MDPS를 조향 장치 또는 조향 시스템이라고도 한다.
한편, 요즈음 제동(Brake)·조향(Steering)·현가(Suspension) 등의 개별 시스템들을 통합 제어해 최적의 주행안정성을 확보해주는 섀시 통합 제어(UCC: Unified Chassis Control, 이하 "UCC"라 칭함) 시스템이 활발히 개발되고 있는 추세이다.
이러한 UCC 시스템이 적용되어 UCC 기능이 추가되면, MDPS에서 인터 록(Interlock) 기능 수행시, 추가된 UCC 기능에 의해 설정된 전류 제한 범위가 빈번하게 침범되어 불필요한 전류 제한이나 시스템 셧다운(Shut Down) 등이 발생할 수 있는 문제점이 있다.
또한, 이러한 불필요한 전류 제한이나 시스템 셧다운(Shut Down) 등의 문제점을 방지하기 위해 전류 제한 범위를 무작정 확장하면, 정작 전류 제한이나 시스템 셧다운(Shut Down)을 시켜야하는 상황에서는 동작하지 못하는 문제점이 발생할 수도 있다.
전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명은, UCC 시스템이 적용되더라도 최적의 주행안정성을 위한 통합 제어 성능의 저하 없이 원활한 인터록 기능을 제공하는 데 그 주된 목적이 있다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 한 측면에 따르면, 전동식 파워 스티어링 시스템에 있어서, 차체 자세 안정 장치(Electronic Stability Program: ESP)로부터 전류 지령값을 전달받고, 상기 전달받은 전류 지령값에 근거하여 입력 토크에 대한 출력 전류를 출력하는 메인 제어부; 및 섀시 통합 제어(Unified Chassis Control: UCC) 기능의 동작 여부를 판단하고, 상기 메인 제어부에서 출력되는 상기 입력 토크에 대한 상기 출력 전류를 감시하며, 상기 동작 여부의 판단 결과에 따라 출력 전류 제한값을 달리 채택하고, 상기 감시된 출력 전류가 상기 채택된 출력 전류 제한값을 초과하면 상기 메인 제어부에서 출력된 상기 출력 전류가 모터에 입력되는 것이 제한되거나 시스템 동작이 중지되도록 제어하는 보조 제어부 를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동식 파워 스티어링 시스템을 제공한다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 한 측면에 따르면, 전동식 파워 스티어링 시스템이 인터록(Interlock) 기능을 제공하는 방법에 있어서, (a) 차체 자세 안정 장치(Electronic Stability Program: ESP)로부터 전달받은 전류 지령값에 근거하여 입력 토크에 대한 출력 전류를 출력하는 단계; (b) 상기 전달받은 전류 지령값을 통해 섀시 통합 제어(Unified Chassis Control: UCC) 기능의 동작 여부를 판단하는 단계; (c) 상기 동작 여부의 판단 결과에 따라 출력 전류 제한값을 달리 채택하는 단계; 및 (d) 상기 출력 전류가 상기 채택된 출력 전류 제한값을 초과하면 상기 출력 전류가 모터에 입력되는 것이 제한되거나 시스템 동작이 중지되도록 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동식 파워 스티어링 시스템이 인터록 기능을 제공하는 방법을 제공한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, UCC 시스템이 적용되더라도 최적의 주행안정성을 위한 통합 제어 성능의 저하 없이 원활한 인터록 기능을 제공할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 의하면, UCC 기능의 동작 여부에 따라 차별화된 인터록 기능을 제공할 수 있는 효과가 있다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음 에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 당업자에게 자명하거나 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 파워 스티어링 시스템(MDPS: Motor Driven Power Steering, 이하 "MDPS"라 칭함)(100)에 대한 블록구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 MDPS(100)는 차체 자세 안정 장치(ESP: Electronic Stability Program, 이하 "ESP"라 칭함)(130)로부터 전류 지령값을 전달받고, 전달받은 전류 지령값에 근거하여 입력 토크에 대한 출력 전류를 출력하는 메인 제어부(110); 및 섀시 통합 제어(UCC: Unified Chassis Control, 이하 "UCC"라 칭함) 기능의 동작 여부를 판단하고, 메인 제어부(110)에서 출력되는 입력 토크에 대한 출력 전류를 감시하며, UCC 기능의 동작 여부의 판단 결과에 따라 출력 전류 제한값을 달리 채택하고, 감시된 출력 전류가 UCC 기능의 동작 여부에 따라 달리 채택된 출력 전류 제한값을 초과하면 메인 제어부(110)에서 출력된 출력 전류가 모터(140)에 입력되는 것이 제한되거나 시스템 동작이 중지되도록 제어하는 보조 제어부(120) 등을 포함한다.
전술한 보조 제어부(120)는 두 가지 방식으로 UCC 기능의 동작 여부를 판단할 수 있다.
보조 제어부(120)가 UCC 기능의 동작 여부를 판단하기 위한 첫 번째 방식은, 보조 제어부(120)가 직접 판단하는 방식으로서, 보조 제어부(120)가 ESP(130)로부터 메인 제어부(110)와 전류 지령값을 병렬적으로 전달받아, 전달받은 전류 지령값 에 근거하여 UCC 기능의 동작 여부를 판단하는 방식이다.
여기서, 보조 제어부(120)는, 일 예로서, 전달받은 전류 지령값이 기전달된 전류 지령값에 비해 증가하면 UCC 기능이 동작하는 것으로 판단할 수 있다.
보조 제어부(120)가 UCC 기능의 동작 여부를 판단하기 위한 두 번째 방식은, 메인 제어부(110)가 UCC 기능의 동작 여부를 판단하고 보조 제어부(120)는 메인 제어부(110)에서 판단된 결과를 전달받음으로써 UCC 기능의 동작 여부를 인식하는 방식이다. 즉, 메인 제어부(110)는 ESP(130)로부터 전달받은 전류 지령값을 토대로 UCC 기능의 동작 여부를 판단하고, 그 판단 결과에 따라 섀시 통합 제어(UCC) 동작 여부 정보(예를 들어, UCC ON 또는 UCC OFF)를 달리하여 보조 제어부(120)로 전달하고, 보조 제어부(120)는 메인 제어부(110)로부터 전달받은 섀시 통합 제어(UCC) 동작 여부 정보에 근거하여 UCC 기능의 동작 여부를 판단할 수 있다.
여기서, 메인 제어부(110)는, 일 예로서, ESP(130)로부터 전달받은 전류 지령값이 기전달된 전류 지령값에 비해 증가하면 UCC 기능이 동작하는 것으로 판단하고 증가하지 않고 일정하게 유지되면 UCC 기능이 동작하지 않는 것으로 판단한다. 메인 제어부(110)는 이러한 판단 결과에 따라 섀시 통합 제어(UCC) 동작 여부 정보를 달리하여 보조 제어부(120)로 전달한다.
전술한 보조 제어부(120)는 메인 제어부(110)를 감시하여 입력 토크에 대한 출력 전류를 제한하거나 시스템 동작을 중지시킴으로써 메인 제어부(110)의 이상 또는 잘못된 제어를 방지하는 인터록(Interlock) 기능을 수행하되, 본 발명에 따른 보조 제어부(120)는 UCC 기능의 동작을 고려하여 인터록 기능을 수행함으로써, 인 터록 기능의 본래 목적을 달성하면서도 통합 제어 성능을 향상시킬 수 있다.
따라서, 전술한 보조 제어부(120)는, 전술한 UCC 기능의 동작 여부 판단 방식에 따른 판단 결과에 따라, UCC 기능이 미 동작하는 것으로 판단되면, 제 1 출력 전류 제한 값을 출력 전류 제한값으로서 채택하고, 감시된 메인 제어부(110)에서의 출력된 출력 전류가 제 1 출력 전류 제한값을 초과하면 메인 제어부(110)에서 출력된 출력 전류가 모터(140)에 입력되는 것이 제한되거나 시스템 동작이 중지되도록 제어한다.
이에 비해, 보조 제어부(120)는, 전술한 UCC 기능의 동작 여부 판단 방식에 따른 판단 결과에 따라, UCC 기능이 동작하는 것으로 판단되면, 제 2 출력 전류 제한값을 출력 전류 제한값으로서 채택하고, 감시된 메인 제어부(110)에서의 출력된 출력 전류가 제 2 출력 전류 제한값을 초과하면 메인 제어부(110)에서 출력된 출력 전류가 모터(140)에 입력되는 것이 제한되거나 시스템 동작이 중지되도록 제어한다.
위에서 언급한 제 2 출력 전류 제한값은, 일 예로서, 제 1 출력 전류 제한값보다 전류 지령값만큼 크게 설정되거나, 제 1 출력 전류 제한값보다 전류 지령값의 최대변화량만큼 크게 설정될 수 있다.
전술한 바와 같은, 보조 제어부(120)에서 수행하는 UCC 기능의 동작 여부에 따라 다른 출력 전류 제한값을 이용하여 인터록 기능이 수행되는 것은 도 2의 두 그래프를 비교해볼 수 있다.
도 2의 (A)는 UCC 기능이 동작하지 않는 경우, 즉 MDPS만 동작하는 경우에서 제 1 출력 전류 제한값에 의해 출력 전류가 제한되어 인터록 기능이 수행될 수 있는 것을 나타낸 입력 토크에 대한 전류의 그래프이다.
도 2의 (B)는 UCC 기능이 동작하는 경우, 즉 MDPS 기능, ESP 기능 등이 통합되어 UCC 기능이 동작하는 경우에서 제 2 출력 전류 제한값에 의해 출력 전류가 제한되어 인터록 기능이 수행될 수 있는 것을 나타낸 입력 토크에 대한 전류의 그래프이다.
도 2의 (A) 및 (B)를 참조하면, UCC 기능이 동작하여 채택한 출력 전류 제한값인 제 2 출력 전류 제한값이 UCC 기능이 미동작하여 채택한 출력 전류 제한값인 제 1 출력 전류 제한값보다 크다는 것을 확인할 수 있다.
여기서, 제 2 출력 전류 제한값이 제 1 출력 전류 제한값과 동일하다면 UCC 기능 동작에 의해 출력 전류 제한값을 빈번하게 침범하여 전류 제한이나 시스템 셧다운(Shut Down)이 자주 발생하게 됨으로써, 통합 제어 성능이 현격히 저하될 수 있는 문제점이 발생할 수 있다.
또한, 제 2 출력 전류 제한값이 제 1 출력 전류 제한값보다 너무 크게 하면 메인 제어부(110)의 이상 또는 잘못된 제어를 방지해야하는 상황에서도 전류를 제한하거나 시스템 동작을 중지시키지 못함으로써, 인터록 기능이 제대로 동작하지 못하는 문제점이 초래할 수 있다.
따라서, 제 2 출력 전류 제한값은 제 1 출력 전류 제한값보다 크게 하되, 그 큰 정도를 잘 판단하여 설정해야만 한다. 일 예로서, 제 2 출력 전류 제한값을 제 1 출력 전류 제한값보다 ESP(130)에서 전달된 전류 지령값만큼 크게 설정하거나, 또는 제 1 출력 전류 제한값보다 전류 지령값의 최대변화량만큼 크게 설정할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 인터록(Interlock) 기능 제공 방법에 대한 흐름도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 파워 스티어링 시스템(MDPS: Motor Driven Power Steering, 이하 "MDPS"라 칭함)(100)이 인터록(Interlock) 기능을 제공하는 방법은, ESP(130)로부터 전달받은 전류 지령값에 근거하여 입력 토크에 대한 출력 전류를 출력하는 단계(S300); ESP(130)로부터 전달받은 전류 지령값을 통해 섀시 통합 제어(UCC: Unified Chassis Control: 이하 "UCC"라 칭함) 기능의 동작 여부를 판단하는 단계(S302); S302 단계에서의 동작 여부의 판단 결과에 따라 출력 전류 제한값을 달리 채택하는 단계(S304); 및 S300 단계에서 출력되는 출력 전류가 S304 단계에서 채택된 출력 전류 제한값을 초과하면 S300 단계에서 출력되는 출력 전류가 모터(140)에 입력되는 것이 제한되거나 시스템 동작이 중지되도록 제어하는 단계(S306) 등을 포함한다.
전술한 S304 단계는, UCC 기능이 미 동작하는 것으로 판단되면 제 1 출력 전류 제한값을 출력 전류 제한값으로서 채택하는 단계; 및 UCC 기능이 동작하는 것으로 판단되면 제 2 출력 전류 제한값을 출력 전류 제한값으로서 채택하는 단계를 포함할 수 있다.
여기서, 제 2 출력 전류 제한값은, 제 1 출력 전류 제한값보다 전류 지령값만큼 크게 설정되거나, 제 1 출력 전류 제한값보다 전류 지령값의 최대변화량만큼 크게 설정될 수 있다.
이상에 전술한 본 발명에 의하면, 섀시 통합 제어(UCC) 시스템이 적용되더라도 최적의 주행안정성을 위한 통합 제어 성능의 저하 없이 원활한 인터록 기능을 제공할 수 있는 효과가 있다. 또한, 섀시 통합 제어(UCC) 기능의 동작 여부에 따라 차별화된 인터록 기능을 제공할 수 있는 효과가 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 파워 스티어링 시스템에 대한 블록구성도,
도 2는 섀시 통합 제어 기능의 동작 여부에 따라 달리 채택된 출력 전류 제한값을 통해 인터록 기능을 제공하는 것을 설명하기 위한 그래프,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 인터록(Interlock) 기능 제공 방법에 대한 흐름도이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
100: 전동식 파워 스티어링 시스템
110: 메인 제어부
120: 보조 제어부
130: 차체 자세 안정 장치
140: 모터

Claims (10)

  1. 전동식 파워 스티어링 시스템에 있어서,
    차체 자세 안정 장치로부터 전류 지령값을 전달받고, 상기 전달받은 전류 지령값에 근거하여 입력 토크에 대한 출력 전류를 출력하는 메인 제어부; 및
    섀시 통합 제어 기능의 동작 여부를 판단하고, 상기 메인 제어부에서 출력되는 상기 입력 토크에 대한 상기 출력 전류를 감시하며, 상기 동작 여부의 판단 결과에 따라 출력 전류 제한값을 달리 채택하고, 상기 감시된 출력 전류가 상기 채택된 출력 전류 제한값을 초과하면 상기 메인 제어부에서 출력된 상기 출력 전류가 모터에 입력되는 것이 제한되거나 시스템 동작이 중지되도록 제어하는 보조 제어부를 포함하고,
    상기 보조 제어부는,
    상기 섀시 통합 제어 기능이 미 동작하는 것으로 판단되면 제 1 출력 전류 제한값을 상기 출력 전류 제한값으로서 채택하고,
    상기 섀시 통합 제어 기능이 동작하는 것으로 판단되면 제 2 출력 전류 제한값을 상기 출력 전류 제한값으로서 채택하되,
    상기 제 2 출력 전류 제한값은 상기 제 1 출력 전류 제한값보다 크게 설정되는 것을 특징으로 하는 전동식 파워 스티어링 시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 보조 제어부는,
    상기 차체 자세 안정 장치로부터 상기 전류 지령값을 전달받아, 상기 전달받은 전류 지령값에 근거하여 상기 섀시 통합 제어 기능의 상기 동작 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 전동식 파워 스티어링 시스템.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 보조 제어부는,
    상기 전달받은 전류 지령값이 기전달된 전류 지령값에 비해 증가하면 상기 섀시 통합 제어 기능이 동작하는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 전동식 파워 스티어링 시스템.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 메인 제어부는 상기 전달받은 전류 지령값을 토대로 상기 섀시 통합 제어 기능의 상기 동작 여부를 판단하고, 상기 판단 결과에 따라 섀시 통합 제어 동작 여부 정보를 달리하여 상기 보조 제어부로 전달하고,
    상기 보조 제어부는 상기 메인 제어부로부터 전달받은 상기 섀시 통합 제어 동작 여부 정보에 근거하여 상기 섀시 통합 제어 기능의 상기 동작 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 전동식 파워 스티어링 시스템.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 메인 제어부는,
    상기 전달받은 전류 지령값이 기전달된 전류 지령값에 비해 증가하면 상기 섀시 통합 제어 기능이 동작하는 것으로 판단하고, 상기 판단 결과에 따라 섀시 통합 제어 동작 여부 정보를 달리하여 상기 보조 제어부로 전달하는 것을 특징으로 하는 전동식 파워 스티어링 시스템.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 보조 제어부는,
    상기 섀시 통합 제어 기능이 미 동작하는 것으로 판단되면, 제 1 출력 전류 제한값을 상기 출력 전류 제한값으로서 채택하고, 상기 감시된 출력 전류가 상기 제 1 출력 전류 제한값을 초과하면 상기 메인 제어부에서 출력된 상기 출력 전류가 상기 모터에 입력되는 것이 제한되거나 상기 시스템 동작이 중지되도록 제어하고,
    상기 섀시 통합 제어 기능이 동작하는 것으로 판단되면, 제 2 출력 전류 제한값을 상기 출력 전류 제한값으로서 채택하고, 상기 감시된 출력 전류가 상기 제 2 출력 전류 제한값을 초과하면 상기 메인 제어부에서 출력된 상기 출력 전류가 상기 모터에 입력되는 것이 제한되거나 상기 시스템 동작이 중지되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 전동식 파워 스티어링 시스템.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 제 2 출력 전류 제한값은,
    상기 제 1 출력 전류 제한값보다 상기 전류 지령값만큼 크게 설정되거나, 상기 제 1 출력 전류 제한값보다 상기 전류 지령값의 최대변화량만큼 크게 설정되는 것을 특징으로 하는 전동식 파워 스티어링 시스템.
  8. 전동식 파워 스티어링 시스템이 인터록(Interlock) 기능을 제공하는 방법에 있어서,
    (a) 차체 자세 안정 장치로부터 전달받은 전류 지령값에 근거하여 입력 토크에 대한 출력 전류를 출력하는 단계;
    (b) 상기 전달받은 전류 지령값을 통해 섀시 통합 제어 기능의 동작 여부를 판단하는 단계;
    (c) 상기 동작 여부의 판단 결과에 따라 출력 전류 제한값을 달리 채택하는 단계; 및
    (d) 상기 출력 전류가 상기 채택된 출력 전류 제한값을 초과하면 상기 출력 전류가 모터에 입력되는 것이 제한되거나 시스템 동작이 중지되도록 제어하는 단계를 포함하되,
    상기 단계 (c)는,
    상기 섀시 통합 제어 기능이 미 동작하는 것으로 판단되면 제 1 출력 전류 제한값을 상기 출력 전류 제한값으로서 채택하고,
    상기 섀시 통합 제어 기능이 동작하는 것으로 판단되면 제 2 출력 전류 제한값을 상기 출력 전류 제한값으로서 채택하되,
    상기 제 2 출력 전류 제한값은 상기 제 1 출력 전류 제한값보다 크게 설정되는 것을 특징으로 하는 전동식 파워 스티어링 시스템이 인터록 기능을 제공하는 방법.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 단계 (c)는,
    (c-1) 상기 섀시 통합 제어 기능이 미 동작하는 것으로 판단되면, 제 1 출력 전류 제한값을 상기 출력 전류 제한값으로서 채택하는 단계; 및
    (c-2) 상기 섀시 통합 제어 기능이 동작하는 것으로 판단되면, 제 2 출력 전류 제한값을 상기 출력 전류 제한값으로서 채택하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동식 파워 스티어링 시스템이 인터록 기능을 제공하는 방법.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 제 2 출력 전류 제한값은,
    상기 제 1 출력 전류 제한값보다 상기 전류 지령값만큼 크게 설정되거나, 상기 제 1 출력 전류 제한값보다 상기 전류 지령값의 최대변화량만큼 크게 설정되는 것을 특징으로 하는 전동식 파워 스티어링 시스템이 인터록 기능을 제공하는 방법.
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