KR101300599B1 - A Steering Assist Torque Control Method of Vehicle - Google Patents

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Abstract

본 발명은 자동차의 조향 보조 토크 제어 방법에 관한 것으로, 본 발명은 차량에 오버스티어가 발생하면 운전자에 의하여 카운터스티어가 수행중인지 확인하는 단계, 상기 오버스티어가 발생하고 상기 카운터스티어가 수행중이라면 조향 보조 토크를 감소시키는 단계를 포함한다.The present invention relates to a steering auxiliary torque control method of a vehicle, the present invention is a step of checking whether the steering wheel is being performed by the driver if the oversteer occurs in the vehicle, if the oversteer is generated and the steering steering Reducing the auxiliary torque.

자동차, 조향, 요레이트 Car, steering, yaw rate

Description

자동차의 조향 보조 토크 제어 방법 {A Steering Assist Torque Control Method of Vehicle}Steering Assist Torque Control Method of Vehicle

본 발명은 자동차의 조향 보조 토크 제어 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 운전자의 조향 방향과 차량의 상태에 따라 자동차의 조향 보조 토크를 제어하는 자동차의 조향 보조 토크 제어 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a steering assistance torque control method of a vehicle, and more particularly, to a steering assistance torque control method of a vehicle for controlling the steering assistance torque of the vehicle according to the steering direction of the driver and the state of the vehicle.

일반적으로, 차량에는 복수 개의 전자 제어 장치가 설치되어 차량의 주행을 제어한다. 이러한 전자제어 장치로는 차량의 운전 중 타이어의 접촉한계에 이르는 위험한 상황에서 적절하게 바퀴를 제어함으로써 차량을 운전자가 원하는 방향으로 운동시키는 차량 자세제어장치(Electronic Stability Program ; 이하 ESP 장치라 칭함)가 있다. 또한, 운전자가 핸들링시 모터를 이용하여 조향 보조 동력을 공급하는 전동식 조향장치(EPS: Electric Power Steering ; 이하 EPS장치라 칭함)가 있다.Generally, a plurality of electronic control devices are installed in a vehicle to control driving of the vehicle. Such electronic control device includes an electronic stability program (ESP device), which moves a vehicle in a direction desired by a driver by controlling wheels appropriately in a dangerous situation where tire contact limit is reached while driving a vehicle. have. In addition, there is an electric steering apparatus (EPS: hereinafter referred to as EPS apparatus) that the driver supplies steering assistance power by using a motor when handling.

한편, 자동차의 주행 중 자동차의 진행 방향 변화가 조향휠의 조작량에 못 미치는 언더스티어(Understeer) 현상, 또는 반대로 자동차의 진행 방향 변화가 조향휠의 조작량을 초과하는 오버스티어(Oversteer)현상이 발생하는 경우가 있다. 오 버스티어가 발생하는 경우 운전자는 스티어(Steer)하고 있는 방향으로 계속 핸들을 돌리면 차량이 스핀-아웃 될 가능성이 있으므로, 이를 방지하기 위하여 반대방향으로 핸들을 돌리는 카운터스티어(Countersteer)를 수행하였다. 그리고, 언더스티어가 발생하는 경우 운전자는 스티어(Steer)각에 비하여 차량이 빨리 따라오지 못하는 드리프트(Drift) 현상이 발생하므로, 스티어하고 있는 방향으로 핸들을 더 돌려 언더스티어 발생을 해소하기 위한 노력을 하였다. On the other hand, an understeer phenomenon in which the change in the direction of travel of the vehicle falls short of the amount of steering wheel steering while the vehicle is running, or, on the contrary, an oversteer phenomenon occurs in which the change in the direction of travel of the vehicle exceeds the amount of steering wheel steering. There is a case. In the event of an erroneous tier, the driver has a countersteer that turns the steering wheel in the opposite direction in order to prevent it, because the driver may spin out if the steering wheel continues to steer. In addition, when understeering occurs, the driver may cause a drift phenomenon in which the vehicle does not quickly follow the steer angle. Therefore, the driver makes an effort to solve the occurrence of understeer by turning the steering wheel further toward the steering direction. It was.

또한, 종래의 ESP 장치에서는 언더스티어 또는 오버스티어의 발생을 파악하여 바퀴의 제동 압력 및 엔진 출력을 변화시켜 차량의 자세가 안정되도록 제어하였다.In addition, in the conventional ESP apparatus, the occurrence of understeer or oversteer is detected to control the vehicle's attitude to be stabilized by changing the braking pressure and the engine output of the wheel.

그러나, 이러한 종래의 조향 보조 토크 제어에서 ESP 장치는 EPS장치와 개별작동함으로써 운전자의 직접적인 조향 의지를 확인할 수 없었다. 따라서, 종래 ESP장치는 운전자의 직접적인 조향 의지와 상관없이 단순히 조향 보조토크를 작성하여 운전자의 조향을 보조 또는 방해함으로써 오버스티어와 같은 현상을 효과적으로 제어하지 못하였다.However, in this conventional steering assist torque control, the ESP device cannot confirm the driver's direct steering intention by separately operating the EPS device. Therefore, the conventional ESP device does not effectively control a phenomenon such as oversteer by simply preparing a steering assist torque regardless of the driver's direct steering intention and assisting or obstructing the driver's steering.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 오버스티어 조건에서 운전자의 조향 의지에 따라 조향 보조 토크를 제어하는 차량의 조향 보조 토크 제어 방법을 제공함에 있다.The present invention is to solve the above-described problems, an object of the present invention is to provide a steering assistance torque control method of a vehicle for controlling the steering assistance torque in accordance with the driver's steering intention in oversteer conditions.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 차량에 오버스티어가 발생하면 운전자에 의하여 카운터스티어가 수행중인지 확인하는 단계, 상기 오버스티어가 발생하고 상기 카운터스티어가 수행중이라면 조향 보조 토크를 감소시키는 단계를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method of determining whether a countersteer is being performed by a driver when an oversteer occurs in a vehicle, and reducing the steering assistance torque when the oversteer is generated and the countersteer is performing. Include.

또한, 상기 차량의 실제 요레이트를 검출하는 단계, 상기 차량의 요레이트를 산출하는 단계를 더 포함하고, 상기 산출 및 검출된 요레이트의 차가 기 설정된 값보다 크다면 상기 오버스티어로 판단한다.The method may further include detecting an actual yaw rate of the vehicle and calculating a yaw rate of the vehicle. If the difference between the calculated and detected yaw rates is greater than a preset value, the yaw rate is determined as the oversteer.

또한, 상기 오버스티어가 발생하고 카운터스티어 수행중이 아니라면, 상기 산출 및 검출된 요레이트의 차에 따른 조향 보조 토크를 출력한다.Also, if the oversteering occurs and the countersteering is not being performed, the steering assist torque according to the difference between the calculated and detected yaw rates is output.

또한, 상기 카운터스티어 조건은 상기 차량의 조향각과 조향각 변화가 반대방향으로 발생하는 상태이다.The countersteer condition is a state in which steering angle and steering angle change of the vehicle are generated in opposite directions.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명은 오버스티어 조건에서 운전자의 조향 의지에 따라 조향 보조 토크를 제어함으로써 차량의 자세제어 능력을 향상시킨 효과가 있다. As described in detail above, the present invention has an effect of improving the attitude control capability of the vehicle by controlling the steering assist torque in accordance with the driver's steering intention in the oversteer condition.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 본 도면을 참조하여 상세하게 설명하도록 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

도 1 은 본 발명의 일실시예에 따른 차량의 조향 보조 토크 제어 시스템은 각 휠마다 설치되어 휠속도를 검출하기 위한 휠속도센서(100), 조향휠의 조향 샤프 트에 설치되며 운전자의 조향휠 조작에 따른 조향각을 검출하기 위한 조향각센서(200), 차량 내부에 설치되며 차량의 선회에 따른 선회정도를 검출하는 요레이트센서(300), 휠속도센서(100) 및 조향각센서(200)로부터 차속정보와 조향각정보를 입력받아 운전자가 원하는 선회정도, 즉 요레이트를 산출하고 산출된 요레이트와 요레이트센서(300)로부터 검출된 요레이트를 비교하여 언더스티어 또는 오버스티어를 인식하여 조향 보조 토크량을 결정하는 ESP제어부(ESP: Electronic Stability Program, 400), ESP제어부(400)로부터 조향 보조 토크를 입력받는 EPS제어부(EPS: Electric Power Steering, 500), EPS제어부(500)에 의해 구동되는 모터(600)를 포함하여 구성된다.1 is a steering assist torque control system of a vehicle according to an embodiment of the present invention is installed for each wheel, the wheel speed sensor 100 for detecting the wheel speed, the steering shaft of the steering wheel and the driver's steering wheel Steering angle sensor 200 for detecting the steering angle according to the operation, the vehicle speed is installed from the yaw rate sensor 300, the wheel speed sensor 100 and the steering angle sensor 200 is installed inside the vehicle to detect the degree of turning according to the turning of the vehicle The driver receives the information and the steering angle information, calculates the desired turning degree, that is, the yaw rate, and compares the calculated yaw rate with the yaw rate detected by the yaw rate sensor 300 to recognize the understeer or oversteer, and the amount of steering assistance torque. ESP control unit (ESP: Electronic Stability Program, 400), the ESP control unit 400 receives the steering assist torque from the electric power steering (EPS: Electric Power Steering, 500), driven by the EPS control unit 500 It is configured to include a motor 600.

ESP 제어부(400)는 통상의 이륜 차량 모델링 기법을 이용하여 요레이트를 산출하고, 산출된 요레이트와 검출된 요레이트의 편차를 이용하여 오버스티어 또는 언더스티어를 인식한다.The ESP control unit 400 calculates the yaw rate using a conventional two-wheeled vehicle modeling technique, and recognizes the oversteer or understeer using the deviation of the calculated yaw rate and the detected yaw rate.

그리고, ESP 제어부(400)는 오버스티어가 인식된 상태에서 전술한 조향각센서(200)에서 입력된 조향각 정보를 이용하여 운전자가 직접 차량의 자세를 안정시키기 위하여 조향을 하는 카운터스티어(Countersteer)상태인지 판별하여 EPS 제어부(500)에 전송할 조향보조토크를 결정한다. In addition, the ESP controller 400 is a countersteer state in which the driver steers to directly stabilize the vehicle's posture by using the steering angle information input from the steering angle sensor 200 in the state where the oversteer is recognized. The steering assistant torque to be transmitted to the EPS control unit 500 is determined.

이러한 카운터스티어의 판별은 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 조향각이 같은 영역에 있지만 조향각의 변화가 반대방향으로 일어나는 경우(도2의 ②)는 운전자가 차량의 자세를 안정시키기 위하여 조향을 직접 제어하는 카운터스티어 상황으로 판별한다. 한편, 그 이외의 조향각과 조향각의 변화가 같은 영역(도2의 ①)에 있는 상태는 운전자가 카운터스티어를 하지 않는 상황으로 판단을 한다. 이를 더욱 자세히 설명하면, 조향각과 조향각 변화가 반대방향의 일정값 이상을 가진다면 이는 운전자가 기존의 조향각 반대 방향으로 핸들을 돌린 것을 의미하므로 카운터스티어를 수행하였다고 판단할 수 있다. 따라서, 오버스티어가 발생한 경우에 운전자가 오버스티어가 발생한 방향으로 운전을 계속(운전자가 카운터 스티어를 하지 않는 상황)하고 있다고 판단되면 카운터 스티어를 유도하는 방향으로 조향 보조 토크를 발생시킨다. 한편, 오버스티어가 발생한 경우 운전자가 카운터스티어를 수행하고 있다면 ESP 제어부(400)는 기존의 조향 보조 토크를 점점 감소시켜 운전자의 의지대로 조향이 가능하도록 한다. The determination of the counter steering is performed in the case where steering angles are in the same region as shown in FIGS. 2 and 3, but the steering angle changes in the opposite direction (2 in FIG. 2). Determined by the countersteer status to be controlled. On the other hand, the state in which the steering angle and the change of the steering angle other than that are in the same area (1 in Fig. 2) is determined as the situation where the driver does not perform the countersteering. In more detail, if the steering angle and the steering angle change has a predetermined value in the opposite direction, it means that the driver has turned the steering wheel in the opposite direction of the conventional steering angle, so that it can be determined that the countersteering was performed. Therefore, when it is determined that the driver continues to operate in the direction in which the oversteer occurs (a situation in which the driver does not countersteer) when the oversteer occurs, steering assist torque is generated in the direction of inducing the countersteer. On the other hand, if an oversteer occurs, if the driver is performing the countersteer, the ESP controller 400 gradually reduces the existing steering assistance torque to enable steering at the will of the driver.

위에서 조향 보조 토크를 점점 감소시키는 이유는 갑작스럽게 조향 보조토크를 감소시키면 운전자에게 이질감을 주며 차량의 안정적인 자세제어를 수행하기 어렵기 때문이다. The reason why the steering assistance torque is gradually decreased from the above is that suddenly reducing the steering assistance torque gives the driver a heterogeneity and it is difficult to perform stable attitude control of the vehicle.

이와 같이, ESP제어부(400)는 운전자의 카운터스티어 의지를 판단하고, 오버스티어 발생시 운전자의 카운터스티어가 이루어지는 조건에서는 조향 보조 토크를 감소시켜 EPS제어부(500)로 출력하고, 오버스티어 발생시 운전자의 카운터스티어가 이루어지지 않는 조건에서는 카운터 스티어를 유도하는 방향으로 조향 보조 토크를 발생시켜 EPS제어부(500)로 출력한다. As such, the ESP control unit 400 determines the driver's countersteer will, and reduces the steering assistance torque to the EPS control unit 500 when the oversteer occurs. Under the condition that the steering is not made, steering assist torque is generated in the direction of inducing the counter steering and output to the EPS control unit 500.

EPS제어부(500)는 ESP제어부(400)로부터 조향 보조 토크를 입력받고, 모터(600)에 흐르는 전류의 양을 상기 입력받은 조향 보조 토크에 따라 증감하여 모터(600)의 구동을 제어한다.The EPS controller 500 receives the steering assistance torque from the ESP controller 400, and controls the driving of the motor 600 by increasing or decreasing the amount of current flowing through the motor 600 according to the input steering assistance torque.

모터(600)는 EPS 제어부(500)에 의해 구동되는데, 회전 방향에 따라 운전자의 조향을 보조하기도 하고 방해하기도 함으로써 오버스티어 제어를 수행한다.The motor 600 is driven by the EPS control unit 500 to perform oversteer control by assisting or hindering the steering of the driver according to the rotation direction.

한편, 본 발명의 일실시예에 따른 차량의 조향 보조 토크 제어장치는 차량의 횡가속도를 검출하는 횡가속도 센서(700)를 더 포함하고, ESP제어부(400)는 이 횡가속도 센서(700)에서 검출된 횡가속도를 이용하여 차량이 실제로 모션 변화(즉, 차량의 요 거동 또는 미끄러짐)가 있다고 판단되는 경우에만 EPS제어부(500)에 출력하는 조향 보조 토크를 제어하여 출력한다. On the other hand, the steering assistance torque control apparatus of the vehicle according to an embodiment of the present invention further includes a lateral acceleration sensor 700 for detecting the lateral acceleration of the vehicle, the ESP control unit 400 in the lateral acceleration sensor 700 By using the detected lateral acceleration, the steering assist torque output to the EPS control unit 500 is controlled and output only when it is determined that the vehicle actually has a motion change (that is, the yaw behavior or slippage of the vehicle).

이하에서는 도 4를 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 차량의 조향 보조 토크 제어 방법을 설명하도록 한다.Hereinafter, a steering assist torque control method of a vehicle according to an exemplary embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 4.

차량이 운전되기 시작하면 일정시간의 간격마다 휠속도센서(100)는 휠속도정보, 조향각센서(200)는 조향각정보, 요레이트 센서(300)는 차량의 실제 요레이트 정보, 횡가속도 센서(700)는 차량의 횡가속도 정보를 ESP제어부(400)로 전송한다. ESP제어부(400)는 휠속도센서(100) 및 조향각센서(200)에서 검출된 차속정보와 조향각정보를 이용하여 운전자가 원하는 요레이트를 산출하고, 이 산출된 요레이트를 요레이트센서(300)에서 검출된 실제 차량의 요레이트와 비교한다(800).When the vehicle starts to drive, the wheel speed sensor 100 is wheel speed information, the steering angle sensor 200 is steering angle information, and the yaw rate sensor 300 is actual yaw rate information of the vehicle and the lateral acceleration sensor 700 at intervals of a predetermined time. ) Transmits the lateral acceleration information of the vehicle to the ESP control unit 400. The ESP controller 400 calculates the yaw rate desired by the driver using the vehicle speed information and the steering angle information detected by the wheel speed sensor 100 and the steering angle sensor 200, and the yaw rate sensor 300 is used to calculate the yaw rate. Comparing with the yaw rate of the actual vehicle detected in (800).

800 단계의 비교결과 산출된 요레이트와 실제 검출된 요레이트의 차가 기 설정된 값 이상이라면 ESP 제어부(400)는 오버스티어 조건이라고 판단한다(810).If the difference between the yaw rate calculated as a result of the comparison of step 800 and the actually detected yaw rate is greater than or equal to the preset value, the ESP controller 400 determines that the oversteer condition is performed (810).

810 단계에서 오버스티어 조건이라고 판단되면, ESP제어부(400)는 운전자가 차량의 자세를 안정시키기 위하여 조향을 직접 제어하는 카운트스티어를 수행하는지 판단하기 위하여 조향각센서(200)로부터 입력된 조향각과 조향각의 변화를 이용 하여 운전자의 카운터스티어 수행을 판단한다(820).If it is determined in step 810 that the oversteer condition, the ESP control unit 400 of the steering angle and steering angle input from the steering angle sensor 200 in order to determine whether the driver performs a steering steering directly to stabilize the vehicle attitude In operation 820, the driver's countersteer is determined using the change.

820 단계의 판단결과 운전자가 카운터스티어를 수행하고 있지 않다면, ESP 제어부(400)는 EPS제어부(500)로 조향 보조 토크량을 출력하기 이전에 실제 차량의 요 거동 또는 미끄러짐이 발생하였는지 판단하기 위하여 횡가속도 센서(700)로부터 입력된 횡가속도가 기 설정된 값 이상인지 확인한다(830). If the driver does not perform the counter steering as a result of step 820, the ESP controller 400 laterally determines whether the actual vehicle yaw behavior or slippage occurs before outputting the steering assist torque to the EPS controller 500. In operation 830, the horizontal acceleration input from the acceleration sensor 700 is greater than or equal to a preset value.

830 단계의 확인결과 횡가속도가 일정값 이상이라면 ESP제어부(400)는 운전자가 카운터스티어를 수행하지 않음(즉, 운전자가 오버스티어가 발생한 방향으로 운전)에 따라 차량의 실제 요 거동 또는 미끄러짐 등의 움직임이 있다고 판단한다. 이에 따라, ESP제어부(400)는 산출 및 검출된 요레이트의 차에 따른 조향 보조 토크를 EPS 제어부(500)로 출력한다(840).If the lateral acceleration is greater than or equal to a predetermined value in step 830, the ESP controller 400 may not perform the countersteer (ie, the driver may drive in the direction of the oversteer). I think there is movement. Accordingly, the ESP controller 400 outputs the steering assist torque according to the difference between the calculated and detected yaw rates to the EPS controller 500 (840).

840 단계에서 EPS제어부(500)는 조향 보조토크가 입력되면, 입력받은 조향 보조토크에 따라 모터(600)에 흐르는 전류의 양을 조절하여 운전자의 조향을 보조 또는 방해하여 오버스티어 제어를 수행한다(850).In step 840, when the steering assist torque is input, the EPS controller 500 controls the amount of current flowing through the motor 600 according to the input steering assistance torque to assist or hinder the driver's steering to perform oversteer control. 850).

도 1 은 본 발명의 일실시예에 따른 차량의 조향 보조 토크 제어 장치를 도시한 블록도이다.1 is a block diagram illustrating an apparatus for controlling steering assist torque of a vehicle according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 2 는 본 발명의 일실시예에 따른 조향각 및 조향각 변화의 부호영역을 나타낸 그래프이다.2 is a graph illustrating a code region of a steering angle and a steering angle change according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 3 은 본 발명의 일실시예에 따른 조향각 및 조향각 변화의 부호 영역에 따른 카운트스티어 상황을 나타낸 도표이다.3 is a diagram illustrating a state of a steering steer according to a sign region of a steering angle and a steering angle change according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 4 는 본 발명의 일실시예에 따른 차량의 보조 토크 제어방법을 도시한 흐름도이다.4 is a flowchart illustrating a method of controlling auxiliary torque of a vehicle according to an exemplary embodiment of the present invention.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 *Description of the Related Art [0002]

100 : 휠 속도센서 200: 조향각 센서100: wheel speed sensor 200: steering angle sensor

300 : 요레이트 센서 400 : ESP 제어부300: yaw rate sensor 400: ESP control unit

500 : EPS 제어부 600 : 모터500: EPS control unit 600: motor

700 : 횡가속도 센서700: lateral acceleration sensor

Claims (4)

차량에 오버스티어가 발생하면 운전자에 의하여 카운터스티어가 수행중인지 확인하는 단계,If oversteer occurs in the vehicle, checking whether the countersteer is performing by the driver, 상기 오버스티어가 발생하고 상기 카운터스티어가 수행중이라면 조향 보조 토크를 감소시키는 단계,Reducing steering assistance torque if the oversteering occurs and the countersteering is running; 상기 차량의 실제 요레이트를 검출하는 단계,Detecting an actual yaw rate of the vehicle, 상기 차량의 요레이트를 산출하는 단계,Calculating a yaw rate of the vehicle; 상기 산출 및 검출된 요레이트의 차가 기 설정된 값보다 크다면 상기 오버스티어로 판단하되, 상기 오버스티어가 발생하고 카운터스티어 수행중이 아니라면, 상기 산출 및 검출된 요레이트의 차에 따른 조향 보조 토크를 출력하는 단계를 포함하는 차량의 조향 보조 토크 제어 방법.If the difference between the calculated and detected yaw rate is greater than a predetermined value, the oversteer is determined. If the oversteer is not generated and the countersteering is not performed, the steering assist torque according to the difference between the calculated and detected yaw rate is determined. Steering auxiliary torque control method of a vehicle comprising the step of outputting. 삭제delete 삭제delete 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 카운터스티어 조건은 상기 차량의 조향각과 조향각 변화가 반대방향으 로 발생하는 상태인 차량의 조향 보조 토크 제어 방법.The countersteer condition is a steering assist torque control method of a vehicle in which a steering angle and a steering angle change of the vehicle are generated in opposite directions.
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