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KR20190028949A - 후륜 조향 시스템 및 그 제어방법 - Google Patents

후륜 조향 시스템 및 그 제어방법 Download PDF

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KR20190028949A
KR20190028949A KR1020170115897A KR20170115897A KR20190028949A KR 20190028949 A KR20190028949 A KR 20190028949A KR 1020170115897 A KR1020170115897 A KR 1020170115897A KR 20170115897 A KR20170115897 A KR 20170115897A KR 20190028949 A KR20190028949 A KR 20190028949A
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KR
South Korea
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rack
rear wheel
correction value
wheel steering
motor
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KR1020170115897A
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English (en)
Inventor
이진환
김대성
이승철
Original Assignee
주식회사 만도
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Publication date
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Abstract

본 발명은 후륜 조향 시스템 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 후륜 구동 모터로부터의 구동력을 후륜에 전달하는 랙; 엔진의 시동시 변위 센서를 이용하여 랙의 위치를 감지하여 중립위치와의 차이인 제1보정치를 산출하는 제1보정모듈; 엔진의 시동시 후륜 구동 모터의 회전각을 감지하는 모터 위치 센서를 이용하여 랙의 위치를 감지하여 중립위치와의 차이인 제2보정치를 산출하는 제2보정모듈; 제1보정치와 제2보정치를 비교하여 변위 센서의 오작동 여부를 판단하는 비교판단부; 후륜 구동 모터의 동작을 제어하는 조향 제어부;를 포함한다. 이에 의해, 변위 센서의 에러 발생 여부를 판단할 수 있을 뿐만 아니라, 변위 센서에 에러가 발생한 경우에도 랙을 중립위치로 복귀시킬 수 있다.

Description

후륜 조향 시스템 및 그 제어방법{Rear Wheel Steering System and Controlling Method Thereof}
본 발명은 후륜 조향 시스템 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 변위 센서에 에러가 발생하거나 변위 센서가 장착되지 아니한 경우에도 랙의 위치를 파악하고 랙을 중립위치로 복귀시킬 수 있도록 하는 후륜 조향 시스템 및 그 제어방법에 관한 것이다.
현재 대부분의 차량에는 전륜을 이용하여 조향하는 전륜 조향 시스템이 탑재되어 있다. 그런데 최근 전기 자동차 및 하이브리드 자동차가 보급되면서 연비저감이 화두가 되고, 고속 주행시 차량의 선회 주행 성능을 향상시키기 위한 시스템의 개발 요구에 따라 기존 사륜 조향 시스템의 문제점을 개선한 후륜 조향 시스템(RWS: Rear Wheel Steering)의 개발이 활발히 진행되고 있다.
후륜 조향 시스템은 전륜 조향 시스템에 포함되는 컬럼이나 스티어링휠이 구비되어 있지 않고 차량내 통신 네트워크를 이용하여 후륜 조향에 필요한 정보를 제공받아 리드 스크류 및 조향 모터를 제어하게 된다.
이러한 후륜 조향 시스템은 차량의 엔진이 오프되면, 후륜을 조향하는 랙 및 액추에이터의 구동을 위한 조향 모터의 작동도 정지된다. 이렇게 차량의 시동이 오프될때 랙이 중립위치로 복귀하지 못하는 경우가 발생할 수 있으며, 엔진이 다시 시동되면 랙을 중립위치로 복귀시키기 위해서 조향 모터를 구동하게 된다. 후륜 조향 시스템에서는 랙이 중립위치에 위치하는지 여부를 판단하기 위해 변위 센서를 사용하고 있다.
변위 센서는 랙의 변위의 절대값을 감지하고, 후륜 조향 시스템에서는 이 값을 이용하여 랙이 중립위치에 있는지 여부를 파악하게 된다. 그런데 변위 센서에 에러가 발생하면 랙의 위치를 파악할 수 없기 때문에 랙을 중립위치로 복귀시킬 수 없게 된다. 따라서 변위 센서의 에러시 다른 장치를 이용하여 랙의 위치를 파악할 수 있는 방법을 모색하여야 할 것이다. 또한, 변위 센서 없이도 랙의 위치를 파악할 수 있도록 함으로써, 변위 센서를 제거하여 원가를 절감할 수 있는 방법을 모색할 필요가 있다.
본 발명은, 변위 센서의 에러시에도 랙의 위치를 파악하여 랙을 중립위치로 복귀시킬 수 있도록 하는 후륜 조향 시스템 및 그 제어방법을 제공하는 것이다.
본 발명은, 변위 센서의 부재시에도 랙의 위치를 파악할 수 있도록 함으로써, 변위 센서의 제거에 따라 원가를 감소할 수 있도록 하는 후륜 조향 시스템 및 그 제어방법을 제공하는 것이다.
상기 목적은, 후륜 구동 모터로부터의 구동력을 후륜에 전달하는 랙; 엔진의 시동시 변위 센서를 이용하여 상기 랙의 위치를 감지하여 중립위치와의 차이인 제1보정치를 산출하는 제1보정모듈; 상기 엔진의 시동시 상기 후륜 구동 모터의 회전각을 감지하는 모터 위치 센서를 이용하여 상기 랙의 위치를 감지하여 중립위치와의 차이인 제2보정치를 산출하는 제2보정모듈; 상기 제1보정치와 상기 제2보정치를 비교하여 상기 변위 센서의 오작동 여부를 판단하는 비교판단부; 상기 후륜 구동 모터의 동작을 제어하는 조향 제어부;를 포함하는 후륜 조향 시스템에 의해 달성될 수 있다.
상기 목적은, 후륜 구동 모터로부터의 구동력을 후륜에 전달하는 랙; 상기 후륜 구동 모터의 회전각을 감지하는 모터 위치 센서; 상기 후륜 조향 모터의 동작을 제어하는 조향 제어부; 엔진의 시동시 상기 조향 제어부로 상기 후륜 조향 모터를 정방향 및 역방향으로 순차적으로 구동하여 상기 랙이 시동 위치로부터 랙 스트로크 내의 양측 단부로 순차적으로 이동하도록 제어신호를 전달하는 시동 제어부; 상기 랙이 상기 랙 스트로크 내에서 이동할때 상기 모터 위치 센서에서 감지된 상기 후륜 조향 모터의 회전각을 이용하여 상기 랙의 시동 위치를 파악하는 제2보정치 산출부;를 포함하는 후륜 조향 시스템에 의해서도 달성될 수 있다.
상기 목적은, 엔진의 시동시 후륜 구동 모터로부터의 구동력을 후륜에 전달하는 랙의 위치 절대값을 감지하여 상기 랙의 위치와 중립위치와의 차이인 제1보정치를 산출하는 제1보정치 산출 단계; 상기 후륜 구동 모터의 회전각을 이용하여 상기 랙의 위치를 감지하여 상기 랙의 위치와 중립위치와의 차이인 제2보정치를 산출하는 제2보정치 산출 단계; 상기 제1보정치와 상기 제2보정치를 비교하여 상기 변위 센서의 오작동 여부를 판단하는 비교 단계;를 포함하는 후륜 조향 시스템의 제어방법에 의해서도 달성될 수 있다.
본 발명에 따르면, 모터 위치 센서에서 감지된 값을 이용하여 변위 센서에서 감지된 값을 검증함으로써, 변위 센서의 에러 발생 여부를 판단할 수 있을 뿐만 아니라, 변위 센서에 에러가 발생한 경우에도 랙을 중립위치로 복귀시킬 수 있다. 또한, 변위 센서가 제거된 경우에도 랙의 위치를 감지할 수 있도록 함으로써, 변위 센서의 제거에 따라 원가를 감소시킬 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 후륜 조향 시스템의 블록구성도이다.
도 2는 랙의 중심이 중립위치에 배치되는 경우의 랙 스트로크의 개념도이다.
도 3은 도 1의 제1보정모듈에서 제1보정치를 산출하는 과정을 보인 블럭도이다.
도 4는 PWM 신호와 랙 스트로크내 랙의 위치의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 5는 랙의 중심이 중립위치로부터 벗어난 경우의 랙 스트로크의 개념도이다.
도 6은 도 1의 제2보정모듈에서 제2보정치를 산출하는 과정을 보인 블럭도이다.
도 7은 본 발명에 따른 후륜 제어 시스템에서 랙의 위치 보정을 수행하는 과정을 보인 흐름도이다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성 요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 후륜 조향 시스템의 블록구성도이다.
본 발명에 따른 후륜 조향 시스템은, 변위 센서(15)의 에러시 또는 부재시에도 후륜 조향 모터의 모터 위치 센서(40)를 이용하여 랙의 위치를 감지함으로써, 랙 스트로크 내에서 랙의 위치를 파악하고 랙을 중립위치로 복귀시킬 수 있다.
이를 위해 본 후륜 조향 시스템은, 변위 센서(15)를 이용하여 랙의 위치를 판단하여 제1보정치를 산출하는 제1보정모듈(10)과, 후륜 조향 모터의 회전각도를 감지하는 모터 위치 센서(40)를 이용하여 랙의 위치를 판단하고 제2보정치를 산출하는 제2보정모듈(30)과, 제1보정모듈(10)과 제2보정모듈(30)로부터 산출된 제1보정치와 제2보정치를 비교하여 제1보정모듈(10)을 검증하는 비교판단부(50)와, 후륜의 조향을 위해 후륜 조향 모터의 작동을 제어하는 조향 제어부(60)를 포함할 수 있다.
후륜 조향 모터는 조향 제어부(60)에서 판단된 조향각에 따라 후륜을 조향하며, 한 쌍의 후륜에 대해 하나의 후륜 조향 모터가 구비되어 있다. 후륜 조향 모터는 CAN, Flex와 같은 차량용 통신을 통해 전륜 조향 시스템으로부터 제어신호를 제공받을 수 있다.
랙은 후륜 조향 모터의 구동에 의해 길이방향을 따라 선형 이동하여 후륜 조향 모터의 구동력을 후륜에 전달할 수 있다. 랙 스트로크는 랙이 이동하는 구간 또는 길이를 나타낼 수 있다. 랙은 도 2에 도시된 바와 같이, 랙(5)의 길이방향을 따라 소정 간격을 두고 나란히 배치된 차단벽을 가지며, 랙(5)은 양 차단벽 사이에서 이동할 수 있다. 즉, 랙(5)은 랙 스트로크의 폭만큼만 길이방향을 따라 이동할 수 있다.
랙(5)의 중심(c)이 중립위치에 위치하는 경우에는, 중립위치로부터 양측 차단벽 간의 폭(x1, x2)은 동일하다. 예를 들어, 랙 스트로크(y)가 20mm로 설정된 경우에는 랙(5)의 중립위치가 10mm 지점이 되고, 랙(5)의 중심(c)이 중립위치에 위치하는 경우, 랙(5)의 중심(c)로부터 일측 차단벽 까지의 거리(x1)는 10mm가 되고, 타측 차단벽 까지의 거리(x2)도 10mm가 된다.
랙(5)의 중립위치는 랙 스트로크의 폭에 따라 달라질 수 있으며, 랙 스트로크가 30mm로 설정된 경우에는 랙(5)의 중립위치는 15mm 지점이 되고, 랙(5)의 중립위치로부터 양측 차단벽까지의 거리는 각각 15mm가 된다.
제1보정모듈(10)은 변위 센서(15)와 제1보정치 산출부(20)를 포함할 수 있다.
변위 센서(15)로는 LVDT(Linear Variable Differential Transformer) 센서, PLCD(Permanentmagnetic Linear Contactless Displacement) 센서 등을 사용할 수 있다. 변위 센서(15)는 랙(5)에 인접하게 설치되어 랙(5)이 이동할 때 랙(5)의 선형 변위를 감지하게 된다. 변위 센서(15)는 랙(5)의 직선 이동에 따라 자기장 또는 전압 신호 등을 발생시키며, 해당 신호를 제1보정치 산출부(20)로 제공할 수 있다.
제1보정치 산출부(20)는 변위 센서(15)로부터 제공받은 신호를 이용하여 랙(5)의 위치를 판단할 수 있으며, 판단된 위치에 따라 랙(5)의 시동 위치와 랙 스트로크의 중립위치 간의 차이를 나타내는 제1보정치를 산출할 수 있다. 여기서, 시동 위치는 엔진의 시동이 온되었을때 랙(5)의 위치를 나타낸다.
이를 위해, 제1보정치 산출부(20)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 변위 센서(15)로부터 감지 신호가 입력되면(S300), 감지 신호를 PWM(Pulse Width Modulation) 신호로 변환할 수 있다(S310). PWM 신호는, 도 4의 그래프에 도시된 바와 같이, 랙(5)의 선형 변위에 따라 선형적으로 증가 또는 감소한다. 이에 따라, PWM 신호와 랙(5)의 변위는 일대일로 대응되므로, 제1보정치 산출부(20)는 절대값인 랙(5)의 시동 위치를 파악할 수 있다(S320). 랙(5)의 시동 위치가 파악되면, 제1보정치 산출부(20)는 랙(5)의 중립위치와 랙(5)의 시동 위치 간의 차이인 제1보정치와, 시동 위치가 중립위치로부터 벗어난 방향을 판단할 수 있다(S330). 이때, 제1보정치 산출부(20)는 랙 스트로크의 길이와 중립위치에 대한 정보를 가지고 있으며, 이에 따라, 랙(5)의 중립위치와 랙(5)의 시동 위치와의 차이를 산출할 수 있다.
예를 들어, 도 5에 도시된 바와 같이, 랙 스트로크(y) 길이가 20mm 이고, 랙(5) 중심(c)의 시동 위치가 우측단으로부터 5mm(x3)이고 좌측단으로부터 15mm(x4)인 경우, 제1보정치 산출부(20)는 좌측방향으로 5mm를 제1보정치로 출력할 수 있다.
제1보정치 산출부(20)에서 산출된 제1보정치는 비교판단부(50)로 전달될 수 있다.
제2보정모듈(30)은 모터 위치 센서(40), 제2보정치 산출부(45), 시동 제어부(35)를 포함할 수 있다.
모터 위치 센서(40)는 실시간으로 후륜 조향 모터의 회전각을 감지하기 위한 센서로서, 자기장의 세기에 따라 전압이 변화되는 홀 소자(Hall IC)의 특성을 이용하여 모터의 위치를 검출하는 홀 센서(Hall Sensor)가 사용될 수 있다.
모터 위치 센서(40)는 후륜 조향 모터의 구동시 회전각과 회전방향을 감지하며, 감지된 후륜 조향 모터의 회전각과 회전방향에 대한 정보를 제2보정치 산출부(45)로 제공할 수 있다.
시동 제어부(35)는 엔진이 시동되면, 랙(5)의 시동 위치를 파악하여 제2보정치를 산출할 수 있도록 조향 제어부(60)로 후륜 조향 모터의 구동을 요청할 수 있다.
시동 제어부(35)는, 도 6에 도시된 바와 같이, 먼저 랙(5)의 중심이 랙 스트로크 내에서 시동 위치로부터 일측 차단벽으로 이동하도록 조향 제어부(60)로 후륜 조향 모터를 정방향으로 회전시키라는 제어명령을 전달할 수 있다(S600). 그런 다음, 시동 제어부(35)는 랙(5)의 중심이 일측 차단벽에서 타측 차단벽까지 이동하도록 조향 제어부(60)로후륜 조향 모터를 역방향으로 회전시키라는 제어명령을 전달할 수 있다(S630).
이렇게 후륜 조향 모터가 랙(5)의 중심이 랙(5)의 시동 위치로부터 일측 차단벽으로, 일측 차단벽으로부터 타측 차단벽까지 이동하도록 구동하는 동안, 모터 위치 센서(40)는 후륜 조향 모터의 회전각을 실시간으로 감지할 수 있다(S610, S630). 모터 위치 센서(40)는 랙(5)이 시동 위치에서 일측 차단벽까지 이동할때 후륜 조향 모터가 회전한 회전각과, 랙(5)이 일측 차단벽에서 타측 차단벽까지 이동할때 후륜 조향 모터가 회전한 회전각에 대한 정보를 각각 회전방향에 대한 정보와 함께 제2보정치 산출부(45)로 제공하게 된다. 제2보정치 산출부(45)에서는 모터 위치 센서(40)에서 감지된 양 회전각과 회전방향을 이용하여 랙(5)의 시동 위치를 파악할 수 있게 된다(S640).
제2보정치 산출부(45)는 모터 위치 센서(40)에서 감지된 후륜 조향 모터의 회전각과 회전방향을 이용하여 랙 스트로크내에서 랙(5) 중심의 위치를 판단할 수 있다. 랙 스트로크가 미리 결정됨에 따라, 랙 스트로크내에서 랙(5)이 이동할때 후륜 조향 모터의 정방향과 역방향 최대 회전각이 미리 알려져 있다. 예를 들어, 랙 스트로크의 폭이 20mm라면 중립위치로부터 후륜 조향 모터의 정방향과 역방향 최대 회전각은 각각 약 3도가 된다. 따라서 랙(5)의 중심이 랙 스트로크 내의 중립위치에 위치하는 경우, 시동 제어부(35)의 제어에 따라 후륜 조향 모터가 정방향과 역방향으로 회전하게 되면, 정방향으로 회전한 각도와 역방향으로 회전한 각도가 동일해야 한다.
반면, 랙(5)의 중심이 중립위치를 벗어난 경우, 예를 들어, 도 5에 도시된 바와 같이, 랙 스트로크의 폭이 20mm이고 랙(5)이 우측 차단벽을 향해 5mm 만큼 이동한 경우, 랙(5)의 중심에서 좌측 차단벽까지의 거리는 15mm가 되고, 랙(5)의 중심에서 우측 차단벽까지의 거리는 5mm가 된다.
이 상태에서 엔진이 시동되고, 랙(5)의 중심이 시동 위치에서 우측 차단벽까지 이동하고, 다시 우측 차단벽에서 좌측 차단벽까지 이동하도록 조향 제어부(60)에서 후륜 조향 모터를 정방향과 역방향으로 제어하게 된다. 그러면, 모터 위치 센서(40)에서는 후륜 조향 모터가 정방향과 역방향으로 각각 회전한 각도와 회전방향을 감지하여 제2보정치 산출부(45)로 전달할 수 있다.
예를 들어, 후륜 조향 모터의 정방향과 역방향 최대 회전각이 약 3도고, 우측 차단벽을 향해 회전하는 경우를 정방향, 우측 차단벽에서 좌측 차단벽을 향해 회전하는 경우를 역방향이라하면, 우측 차단벽까지는 5mm이므로 후륜 조향 모터는 정방향으로는 1.5도만큼 회전하게 되고, 우측 차단벽에서 좌측 차단벽까지는 20mm이므로 후륜 조향 모터는 역방향으로 6도만큼 회전하게 된다.
제2보정치 산출부(45)에서는 랙(5)의 중심이 랙 스트로크의 중립위치에 위치할 경우에는 후륜 조향 모터가 3도만큼 회전하여야 하나, 실제로는 후륜 조향 모터가 정방향으로 1.5도만큼 회전하였으므로, 랙(5)이 시동 위치로부터 역방향으로 1.5도만큼 회전하여야 랙(5)의 중심이 랙 스트로크의 중립위치로 복귀할 수 있다고 판단할 수 있다. 회전각과 회전방향에 대한 정보가 산출되면, 제2보정치 산출부(45)에서는 회전각과 회전방향에 대한 정보를 길이로 환산할 수 있다. 랙 스트로크의 전체 길이가 20mm이고 후륜 조향 모터는 정방향과 역방향으로 각각 3도씩 회전하므로, 1.5도는 5mm에 해당하고 역방향으로 회전해야 하므로, 제2보정치 산출부(45)에서는 좌측 차단벽을 향해 5mm를 제2보정치로 출력할 수 있다(S650).
제2보정치 산출부(45)는 랙(5)을 중립위치로 복귀시키기 위한 제2보정치에 대한 정보를 비교판단부(50)로 전달할 수 있다.
비교판단부(50)는, 제1보정모듈(10)의 제1보정치 산출부(20)로부터 산출된 제1보정치와, 제2보정모듈(30)의 제2보정치 산출부(45)로부터 산출된 제2보정치에 대한 정보를 모두 제공받으면, 제1보정치와 제2보정치를 비교할 수 있다. 비교결과, 제1보정치가 제2보정치에 대해 미리 설정된 소정의 오차범위내에 속하는 경우, 비교판단부(50)는 제1보정모듈(10)의 변위 센서(15)가 정상 작동하였다고 판단하고, 조향 제어부(60)로 랙(5)의 중심이 중립위치로 복귀할 수 있도록 후륜 조향 모터를 제어하도록 한다.
만약 제1보정치가 미리 설정된 소정의 오차범위내에 속하지 않는 경우, 비교판단부(50)는 변위 센서(15)에 에러가 발생한 것으로 판단하고, 운전자가 에러를 인지할 수 있도록 외부의 표시장치로 변위 센서(15)의 에러를 표시할 수 있다. 이와 동시에, 비교판단부(50)는 조향 제어부(60)에 제어신호를 전달하여 랙(5)의 중심이 중립위치로 복귀할 수 있도록 후륜 조향 모터를 제어하도록 한다.
조향 제어부(60)는 차량의 시동이 온(ON)되거나 오프(OFF)되면, 후륜 조향 모터를 제어하여 랙(5)의 중심이 중립위치로 복귀할 수 있도록 한다. 시동이 오프되면, 조향 제어부(60)는 제1보정모듈(10) 또는 제2보정모듈(30)을 작동시켜 랙(5)의 중심이 중립위치로 복귀하도록 후륜 조향 모터의 동작을 제어할 수 있다. 그런 다음, 조향 제어부(60)는 변위 센서(15) 또는 모터 위치 센서(40)를 이용하여 랙(5)의 위치를 파악하고, 파악된 랙(5)의 위치에 대한 정보를 별도의 메모리에 저장할 수 있다.
이렇게 시동 오프시 랙(5)의 위치가 중립위치에 위치하도록 제어하지만, 시동 오프후에 차량의 후륜에 외력이 가해지거나 후륜 조향이 정상적으로 제어되지 아니한 경우에는 랙(5)이 중립위치로부터 벗어날 수 있다.
이에 따라, 조향 제어부(60)는 시동이 온되면, 메모리에 저장된 랙(5)의 위치에 대한 정보를 출력하여 랙(5)이 중립위치에 위치하는지 여부를 판단할 수 있다. 만약 랙(5)이 중립위치에 위치하지 않는 경우, 조향 제어부(60)는 제1보정모듈(10)과 제2보정모듈(30)을 동작시켜 랙(5)의 시동 위치를 파악하도록 한다.
이러한 구성에 의한 후륜 조향 시스템에서 엔진 시동 온시 랙(5)을 중립위치로 복귀시키는 과정을 도 7을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
엔진이 시동되면(S700), 조향 제어부(60)는 메모리로부터 엔진 시동 오프시 저장되었던 랙(5)의 위치 정보를 인출하고(S705), 인출된 랙(5)의 위치가 중립위치로부터 벗어나 있는 경우(S710-N), 조향 제어부(60)는 제1보정모듈(10)과 제2보정모듈(30)을 순차적으로 또는 동시에 동작시킬 수 있다. 도 7에는 제1보정모듈(10)과 제2보정모듈(30)을 순차적으로 동작시키는 실시예를 도시하고 있으나, 제1보정모듈(10)과 제2보정모듈(30)을 동시에 동작시킬 수도 있음은 물론이다. 다만, 제1보정모듈(10)의 변위 센서(15)에서 랙(5)의 변위를 감지한 다음에 모터 위치 센서(40)에서 후륜 조향 모터의 회전각과 회전방향을 감지할 수 있도록 후륜 조향 모터를 동작시키는 것이 바람직하다.
제1보정모듈(10)의 변위 센서(15)에서는 랙(5)의 변위를 감지하여 감지신호를 제1보정치 산출부(20)로 제공하고(S715), 제1보정치 산출부(20)에서는 감지신호를 PWM 신호로 변환한 다음, 도 4의 그래프를 이용하여 랙(5)의 시동 위치를 파악할 수 있다. 제1보정치 산출부(20)는 랙(5)의 시동 위치와 중립위치 간의 차이를 산출하여 제1보정치로 출력할 수 있다(S720). 제1보정치 산출부(20)는 산출된 제1보정치를 비교판단부(50)로 제공할 수 있다.
제1보정모듈(10)에서 제1보정치가 출력되면, 제2보정모듈(30)의 시동 제어부(35)에서는 조향 제어부(60)로 후륜 조향 모터의 정방향 및 역방향 회전을 요청할 수 있다(S725).
먼저, 시동 제어부(35)는 조향 제어부(60)로 후륜 조향 모터를 정방향으로 구동하도록 명령신호를 전달할 수 있다. 조향 제어부(60)가 후륜 조향 모터를 정방향으로 구동시키면, 랙(5)이 랙 스트로크내에서 이동하게 되며, 랙(5)의 중심이 일측 차단벽에 도달할 때까지 랙(5)이 이동하게 된다. 그런 다음, 시동 제어부(35)는 조향 제어부(60)로 후륜 조향 모터를 역방향으로 구동하도록 명령신호를 전달할 수 있다. 조향 제어부(60)가 후륜 조향 모터를 역방향으로 구동시키면, 타측 차단벽에 랙(5)의 중심이 도달할 때까지 랙(5)이 랙 스트로크내에서 이동하게 된다.
랙(5)의 이동이 정지되면, 모터 위치 센서(40)에서는 후륜 조향 모터가 정방향으로 회전한 회전각에 대한 정보와 역방향으로 회전한 회전각에 대한 정보를 제2보정치 산출부(45)로 전달할 수 있다(S730).
제2보정치 산출부(45)에서는 후륜 조향 모터의 정방향 및 역방향 회전각에 대한 정보와 랙 스트로크의 길이를 매칭시켜 랙(5)의 시동 위치를 파악하고(S735), 시동 위치와 랙 스트로크의 중립위치를 비교하여 제2보정치를 출력할 수 있다(S740). 제2보정치 산출부(45)는 산출된 제2보정치를 비교판단부(50)로 제공할 수 있다.
비교판단부(50)에서는 제1보정치와 제2보정치를 비교하여 제1보정치가 제2보정치에 대해 일정 오차범위내에 포함되는지 판단하고(S745), 일정 오차범위내에 포함되는 경우에는 변위 센서(15)가 정상 작동한 것으로 판단할 수 있다.
반면, 제1보정치가 제2보정치의 오차 범위내에 포함되지 않는 경우, 비교판단부(50)는 변위 센서(15)에 에러가 발생한 것으로 판단하고, 에러 발생을 운전자에게 알릴 수 있다(S750).
한편, 제2보정모듈(30)에서 제2보정치를 산출하기 위해, 후륜 조향 모터를 정방향으로 회전시켜 랙(5)이 랙 스트로크 내에서 일측 차단벽까지 이동하도록 하고, 후륜 조향 모터를 역방향으로 회전시켜 랙(5)이 랙 스트로크 내에서 타측 차단벽까지 이동하도록 하기 때문에 랙(5)의 중심은 랙 스트로크의 타측 차단벽에 위치하게 된다. 따라서, 랙(5)을 랙 스트로크 전체 길이의 1/2만큼 이동시키면 랙(5)이 중립위치로 복귀하게 된다.
이에 따라, 조향 제어부(60)에서 랙(5)을 랙 스트로크의 일측 차단벽에서 타측 차단벽까지 이동시킬때 감지되는 후륜 조향 모터의 회전각의 1/2만큼 후륜 조향 모터를 정방향으로 회전시키면, 랙(5)은 랙 스트로크내의 중립위치로 복귀할 수 있다. 이에 따라, 조향 제어부(60)는 랙 스트로크 회전각의 1/2에 해당하는 복귀각만큼 후륜 조향 모터를 정방향으로 구동하여 랙(5)의 중심을 중립위치로 복귀시킬 수 있다(S755).
이와 같이, 본 발명에 따른 후륜 조향 시스템에서는 기존에 장착된 변위 센서(15)와 모터 위치 센서(40)를 각각 이용하여 랙(5)의 시동 위치를 파악함으로써, 변위 센서(15)의 오작동 여부를 판단할 수 있다. 또한 변위 센서(15)가 오작동한 것으로 판단되면, 모터 위치 센서(40)를 이용하여 랙(5)의 시동 위치를 판단할 수 있다. 따라서, 모터 위치 센서(40)에서 감지된 값을 이용하여 변위 센서(15)에서 감지된 값을 검증함으로써, 변위 센서(15)의 에러 발생 여부를 판단할 수 있을 뿐만 아니라, 변위 센서(15)에 에러가 발생한 경우에도 랙(5)을 중립위치로 복귀시킬 수 있다.
한편, 상술한 실시예에서는 변위 센서가 구비된 경우를 예로 들어 설명하였으나, 변위 센서가 구비되지 아니한 경우에는 모터 위치 센서(40)만을 이용하여 랙(5)의 위치를 파악하고 랙(5)의 중심을 중립위치로 복귀시킬 수 있다. 즉, 변위 센서(15)를 구비하지 아니한 상태에서도 랙(5)을 중립위치로 복귀시킬 수 있으므로, 변위 센서(15)를 제거하여 원가를 절감할 수 있다.
전술한 실시예에서 언급한 표준내용 또는 표준문서들은 명세서의 설명을 간략하게 하기 위해 생략한 것으로 본 명세서의 일부를 구성한다. 따라서, 위 표준내용 및 표준문서들의 일부의 내용을 본 명세서에 추가하거나 청구범위에 기재하는 것은 본 발명의 범위에 해당하는 것으로 해석되어야 한다.
이상의 설명은 본 발명의 기술사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위내에 있는 모든 기술사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
5 : 랙 10 : 제1보정모듈
15 : 변위 센서 20 : 제1보정치 산출부
30 : 제2보정모듈 35 : 시동 제어부
40 : 모터 위치 센서 45 : 제2보정치 산출부
50 : 비교판단부 60 : 조향 제어부

Claims (17)

  1. 후륜 구동 모터로부터의 구동력을 후륜에 전달하는 랙;
    엔진의 시동시 변위 센서를 이용하여 상기 랙의 위치를 감지하여 중립위치와의 차이인 제1보정치를 산출하는 제1보정모듈;
    상기 엔진의 시동시 상기 후륜 구동 모터의 회전각을 감지하는 모터 위치 센서를 이용하여 상기 랙의 위치를 감지하여 중립위치와의 차이인 제2보정치를 산출하는 제2보정모듈;
    상기 제1보정치와 상기 제2보정치를 비교하여 상기 변위 센서의 오작동 여부를 판단하는 비교판단부; 및
    상기 후륜 구동 모터의 동작을 제어하는 조향 제어부;를 포함하는 후륜 조향 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1보정모듈은,
    상기 변위 센서에서 출력한 신호를 PWM신호로 변환하고, 상기 PWM신호에 매칭되는 랙의 위치를 이용하여 상기 제1보정치를 산출하는 제1보정치 산출부를 포함하는 후륜 조향 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제2보정모듈은,
    상기 조향 제어부로 상기 후륜 조향 모터를 정방향 및 역방향으로 순차적으로 구동하여 랙 스트로크 내에서 상기 랙이 시동 위치로부터 양측 단부로 순차적으로 이동하도록 제어신호를 전달하는 시동 제어부와,
    상기 랙이 랙 스트로크 내에서 이동할때 상기 모터 위치 센서에서 감지된 상기 후륜 조향 모터의 회전각과 회전방향을 이용하여 상기 랙의 시동 위치를 파악하는 제2보정치 산출부를 포함하는 후륜 조향 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제2보정치 산출부는, 상기 후륜 조향 모터의 회전각과 상기 랙 스트로크의 길이의 관계에 대한 정보를 미리 보유하고 있으며, 상기 모터 위치 센서에서 감지된 상기 후륜 조향 모터의 회전각 및 회전방향을 상기 랙 스트로크의 길이에 적용하여 상기 랙의 시동 위치를 파악하는 후륜 조향 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 비교판단부는, 상기 제1보정치가 상기 제2보정치에 대해 미리 설정된 오차범위를 벗어나면, 상기 변위 센서가 오작동하는 것으로 판단하여 운전자에게 상기 변위 센서의 오작동을 표시하는 후륜 조향 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 조향 제어부는 상기 비교판단부에서 상기 변위 센서에 대한 판단이 완료되면, 상기 랙 스트로크의 1/2만큼 상기 랙이 이동하도록 상기 후륜 조향 모터의 동작을 제어하여 상기 랙을 중립위치로 복귀시키는 후륜 조향 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 조향 제어부는 상기 엔진의 시동 오프시 상기 후륜 조향 모터를 동작시켜 상기 랙이 중립위치로 복귀되도록 제어하며, 제어가 완료되면 상기 랙의 현재 위치에 대한 정보를 메모리에 저장하는 후륜 조향 시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 조향 제어부는 상기 엔진의 시동 온시, 상기 엔진의 이전 시동 오프시 상기 랙의 위치에 대한 정보를 확인하여 상기 랙이 중립위치에 위치하지 않는 경우에는 상기 제1보정모듈과 상기 제2보정모듈을 동작시키는 후륜 조향 시스템.
  9. 후륜 구동 모터로부터의 구동력을 후륜에 전달하는 랙;
    상기 후륜 구동 모터의 회전각을 감지하는 모터 위치 센서;
    상기 후륜 조향 모터의 동작을 제어하는 조향 제어부;
    엔진의 시동시 상기 조향 제어부로 상기 후륜 조향 모터를 정방향 및 역방향으로 순차적으로 구동하여 상기 랙이 시동 위치로부터 랙 스트로크 내의 양측 단부로 순차적으로 이동하도록 제어신호를 전달하는 시동 제어부;
    상기 랙이 상기 랙 스트로크 내에서 이동할때 상기 모터 위치 센서에서 감지된 상기 후륜 조향 모터의 회전각을 이용하여 상기 랙의 시동 위치를 파악하는 제2보정치 산출부;를 포함하는 후륜 조향 시스템.
  10. 엔진의 시동시 후륜 구동 모터로부터의 구동력을 후륜에 전달하는 랙의 위치에 대한 절대값을 감지하여 상기 랙의 위치와 중립위치와의 차이인 제1보정치를 산출하는 제1보정치 산출 단계;
    상기 후륜 구동 모터의 회전각을 이용하여 상기 랙의 위치를 감지하여 상기 랙이 위치와 중립위치 간의 차이인 제2보정치를 산출하는 제2보정치 산출 단계; 및
    상기 제1보정치와 상기 제2보정치를 비교하여 상기 제1보정치의 정확성을 검증하는 비교 단계;를 포함하는 후륜 조향 시스템의 제어방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제1보정치 산출 단계는, 변위 센서에서 상기 랙의 위치를 감지하여 출력한 신호를 PWM신호로 변환하는 단계와, 상기 PWM신호에 매칭되는 상기 랙의 위치를 이용하여 상기 제1보정치를 산출하는 단계를 포함하는 후륜 조향 시스템의 제어방법.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 제2보정치 산출 단계는,
    상기 후륜 조향 모터를 정방향 및 역방향으로 순차적으로 구동하여 랙 스트로크 내에서 상기 랙이 시동 위치로부터 양측 단부로 순차적으로 이동하도록 제어하는 제어 단계와,
    상기 랙이 랙 스트로크 내에서 이동할때 모터 위치 센서에서 감지된 상기 후륜 조향 모터의 회전각을 이용하여 상기 랙의 시동 위치를 파악하는 위치 파악 단계를 포함하는 후륜 조향 시스템의 제어방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 위치 파악 단계는, 미리 보유하고 있는 상기 후륜 조향 모터의 회전각에 매칭되는 상기 랙 스트로크의 길이에 대한 정보를 이용하여 상기 모터 위치 센서에서 감지된 상기 후륜 조향 모터의 회전각 및 회전방향을 상기 랙 스트로크의 길이에 적용하여 상기 랙의 시동 위치를 파악하는 후륜 조향 시스템의 제어방법.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 비교 단계는, 상기 제1보정치가 상기 제2보정치에 대해 미리 설정된 오차범위를 벗어나면 상기 랙의 위치 절대값을 감지하는 변위 센서가 오작동하는 것으로 판단하여 운전자에게 상기 변위 센서의 오작동을 표시하는 후륜 조향 시스템의 제어방법.
  15. 제10항에 있어서,
    상기 비교 단계 후, 상기 랙 스트로크의 1/2만큼 상기 랙이 이동하도록 상기 후륜 조향 모터의 동작을 제어하여 상기 랙을 중립위치로 복귀시키는 단계를 더 포함하는 후륜 조향 시스템의 제어방법.
  16. 제10항에 있어서,
    상기 엔진의 시동 오프시 상기 후륜 조향 모터를 동작시켜 상기 랙이 중립위치로 복귀되도록 제어하는 단계와,
    상기 제어가 완료되면 상기 랙의 현재 위치에 대한 정보를 메모리에 저장하는 단계를 더 포함하는 후륜 조향 시스템의 제어방법.
  17. 제10항에 있어서,
    상기 엔진의 시동 온시 상기 랙이 중립위치에 위치하지 않는 경우, 상기 제1보정치 산출 단계와, 상기 제2보정치 산출 단계를 실행시키는 후륜 조향 시스템의 제어방법.
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