KR100589167B1 - 에스비더블유 시스템 고장시 에이지시에스 시스템을 이용한 조타성 확보 시스템 및 그의 방법 - Google Patents

에스비더블유 시스템 고장시 에이지시에스 시스템을 이용한 조타성 확보 시스템 및 그의 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 SBW 시스템의 고장시 AGCS 시스템을 이용한 조타성 확보 시스템으로서, 그 구성은 차량 운전자의 조향 휠(steering wheel)의 각도변화에 따라 전륜 조향을 위해 제어신호를 출력하는 SBW ECU; 상기 SBW ECU의 제어신호에 의해 구동되는 전륜조향 모터; 상기 SBW ECU로부터 신호를 전송받아 후륜 조향을 위한 것으로서, 운전자의 조향 휠의 각도변화에 따라 후륜 조향을 위한 제어신호를 출력하는 AGCS ECU; 및 상기 AGCS ECU의 제어신호에 의해 구동되는 제1,2 후륜조향 모터로 구성되어, 상기 SBW 시스템의 고장시 SBW ECU에서 AGCS ECU로 신호가 전송되어 AGCS 시스템의 구동에 의한 후륜조향으로 차량의 핸들링이 이루어지는 것을 특징으로 한다.
SBW 시스템, AGCS 시스템, ECU, 전,후륜 조향, 모터

Description

에스비더블유 시스템 고장시 에이지시에스 시스템을 이용한 조타성 확보 시스템 및 그의 방법 {A system and a method for steering using AGCS system when SBW system trouble}
도 1은 본 발명에 따른 시스템의 개략 구성도.
도 2a, 2b는 본 발명에 따른 SBW 시스템의 고장진단을 위한 해당 부품 구성도.
도 3은 본 발명에 따른 시스템의 제어 흐름도.
도 4는 본 발명에 따른 시스템의 전,후륜 조향 해석결과 그래프.
<도면부호의 설명>
2 조향 휠 4 컬럼 샤프트
6 SBW ECU 8 전륜조향 모터
12 반력모터 14 조향각 센서
16 AGCS ECU 17 조향토크 센서
18 후륜조향 모터 19 감속기
20 랙변위 센서 22 타이로드
100 차체
본 발명은 SBW(Steer By Wire) 시스템 고장시 AGCS(Active Geometry Control Suspension) 시스템을 이용한 조타성 확보 시스템 및 그의 방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 평상시에는 SBW 시스템을 통해 차량의 조향이 이루어지도록 하나, SBW 시스템의 고장시에는 SBW ECU에서 전륜의 방향을 직진상태로 유지하고 SBW 시스템의 구동을 오프시킨 후 AGCS ECU에서 AGCS 시스템을 구동시켜 운전자가 스티어링을 조향하였을 때 후륜의 조향으로 조타성(steering)을 확보할 수 있도록 한 SBW 시스템 고장시 AGCS 시스템을 이용한 조타성 확보 시스템 및 그의 방법에 관한 것이다.
상기 SBW 시스템과 AGCS 시스템은 전동 조향장치로서, 기존의 기계식 연결장치 또는 기계식 배력장치 대신 전동 액츄에이터를 이용하여 조향하는 장치를 일컫는다. 그 중 SBW 시스템은 조향 시스템을 기계적 연결(STR’G COLUMN, U/JOINT, PINION SHAFT 등)없이 전기적인 동력(모터, 센서 등)을 이용하여 차량의 핸들링이 이루어지도록 한 전륜 조향장치이며, AGCS 시스템은 차량의 조향 안정성을 향상시키기 위해 후륜의 토인(toe-in)을 능동적으로 제어하는 조향장치이다.
그런데, 상기 SBW 시스템은 스티어링 기어박스와 핸들 사이가 기계적으로 연결되어 있지 않기 때문에 SBW 시스템 고장시 스티어링에 의한 타이어의 핸들링이 어렵게 되어 위험한 상황에 빠질 수 있는 문제점을 갖고 있다.
이에, 본 발명의 출원인은 SBW 시스템 고장시 차량의 핸들링 필요성을 느껴 본 발명을 제안하게 된 것이다.
본 발명은 상기 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 평상시에는 SBW 시스템을 통해 차량의 조향이 이루어지도록 하나, SBW 시스템의 고장시에는 SBW ECU에서 전륜의 방향을 직진상태로 유지하고 SBW 시스템의 구동을 오프시킨 후 AGCS ECU에서 AGCS 시스템을 구동시켜 운전자가 스티어링을 조향하였을 때 후륜의 조향으로 조타성을 확보할 수 있도록 한 SBW 시스템 고장시 AGCS 시스템을 이용한 조타성 확보 시스템 및 그의 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 이루기 위한, 본 발명에 따른 시스템 구성은
차량 운전자의 조향 휠(steering wheel)의 각도변화에 따라 전륜 조향을 위해 제어신호를 출력하는 SBW ECU;
상기 SBW ECU의 제어신호에 의해 구동되는 전륜조향 모터;
상기 SBW ECU로부터 신호를 전송받아 후륜 조향을 위한 것으로서, 운전자의 조향 휠의 각도변화에 따라 후륜 조향을 위한 제어신호를 출력하는 AGCS ECU; 및
상기 AGCS ECU의 제어신호에 의해 구동되는 제1,2 후륜조향 모터로 구성되어, 상기 SBW 시스템의 고장시 SBW ECU에서 AGCS ECU로 신호가 전송되어 AGCS 시스템의 구동에 의한 후륜조향으로 차량의 핸들링이 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 SBW 시스템의 고장시 전륜은 직진상태를 유지시킨 후 AGCS ECU에서 AGCS 시스템의 구동으로 후륜 조향이 이루어지도록 하여 차량의 핸들링이 가능 토록 한 SBW 시스템 고장시 AGCS 시스템을 이용한 조타성 확보 시스템이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 설명한다.
<실시예>
시스템
본 발명의 실시예에 따른 시스템의 구성을 개략도인 도 1을 참조하여 설명한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 차량(100) 전,후륜 조향시스템은
차량 운전자의 조향 휠(steering wheel)(2)의 각도변화에 따라 전륜 조향을 위해 제어신호를 출력하는 SBW ECU(6);
상기 SBW ECU(6)의 제어신호에 의해 구동되는 전륜조향 모터(8);
상기 SBW ECU(6)로부터 신호를 전송받아 후륜 조향을 위한 것으로서, 운전자의 조향 휠(2)의 각도변화에 따라 후륜 조향을 위한 제어신호를 출력하는 AGCS ECU(16); 및
상기 AGCS ECU(16)의 제어신호에 의해 구동되는 제1,2 후륜조향 모터(18)로 구성되어, 상기 SBW 시스템의 동작이 정상인 경우에는 SBW 시스템의 전륜조향을 통해 차량의 핸들링이 이루어지는 반면, SBW 시스템의 고장시에는 SBW ECU에서 AGCS ECU로 후륜조향 요청신호를 전송하여 AGCS 시스템의 구동에 의한 후륜조향으로 차량의 핸들링이 이루어지는 것을 특징으로 한다. 도 1에서, "A와 B"는 모터의 구동을 위한 ECU의 제어신호 라인을 의미하며, "C"는 SBW ECU에서 AGCS ECU로 전송되는 후륜조향 요청신호 라인을 의미한다.
상기의 구성에서, 본 발명에서는 SBW 시스템의 고장여부를 판단하기 위해 다음과 같은 부품의 정상동작 여부를 판단한다.
즉, 도 2a, 2b에 도시된 바와 같이, 조향 컬럼 샤프트(4)상의 조향토크 센서(17), 조향각 센서(14), 반력 모터(12) 및 전륜조향 시스템의 조타 모터(8), 랙 변위 센서(20)의 동작 여부를 판단하여, 상기 구성 부품의 동작이 정상인 경우에는 SBW 시스템의 정상동작으로 판단한다. 상기 구성 부품의 정상동작을 판단하기 위한 각 부품의 파라미터 값의 설정은 설계자에 의해 변형하여 설정가능할 것이다.
이하, 본 발명에 따른 시스템의 전,후륜 조향 방법을 설명한다.
방법
본 발명의 실시예에 따른 시스템을 통한 차량의 전,후륜 조향방법을 흐름도인 도 3을 참조하여 설명한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 차량의 전륜 조향을 위해 SBW ECU에서 SBW 시스템의 고장여부를 진단한다[S10~S20]. 즉, SBW 시스템 작동의 정상여부를 판단하는 것이다. 상기 SBW 시스템 작동의 정상여부 판단은 앞서 "시스템 구성"에서 설명한 바와 같이, 구성부품의 동작상태 정상여부로 판단한다.
상기 S20단계에서의 판단 결과, SBW 시스템의 동작이 정상시에는 통상적인 SBW 시스템을 통해 전륜모터의 구동으로 전륜조향이 이루어져 차량의 핸들링이 이루어진다[S30].
하지만, 상기 S20단계에서의 판단 결과, SBW 시스템의 동작이 고장시에는 SBW ECU에서 전륜을 직진상태로 유지시키고 SBW 시스템의 구동을 오프시킨 후 SBW ECU에서 AGCS ECU로 후륜조향 요청신호를 전송한다[S40]. 즉, 차량의 핸들링을 위해 고장으로 판단된 SBW 시스템의 구동을 중지시키고 AGCS 시스템을 통한 후륜조향으로 차량의 핸들링이 이루어지도록 하기 위한 것이다.
다시 도 3의 흐름도로 돌아가서, 상기 S40단계에서 SBW ECU에서 신호 전송 후 AGCS ECU에서 신호를 전송받아 제1,2 후륜모터의 구동으로 후륜조향이 이루어지면[S50], 후륜조향을 통한 차량의 핸들링이 이루어지는 것이다[S60].
본 발명에 따른 시스템의 전,후륜 조향 해석결과 그래프를 도 4에 도시하였다.
도 4에 도시된 바와 같이, 스탭조향입력을 주었을 때의 전륜조향과 후륜조향 해석결과의 과도상태에서는 오버슈트(overshoot)의 크기 차이가 있지만, 정상상태에서의 Yaw Velocity 값은 전,후륜 조향이 거의 동일함을 확인할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 후륜조향만으로도 차량의 핸들링이 가능함을 알 수 있다.
이상에서 바람직한 실시예를 중심으로 본 발명을 설명하였으나 본 발명의 기술적사상이 이에 한정되어 해석되어서는 아니되며, 본 발명에 따른 기술적 범위는 특허청구범위에 기재된 사항의 합리적인 해석에 의해 결정되어져야 한다.
본 발명의 SBW 시스템 고장시 AGCS 시스템을 이용한 조타성 확보 시스템 및 그의 방법에 따르면, SBW 시스템의 고장시에도 AGCS 시스템을 통한 차량의 핸들링이 가능하므로 SBW 시스템 구동시 안전성 향상 효과가 있다.

Claims (4)

  1. SBW(Steer By Wire) 시스템의 고장시 AGCS(Active Geometry Control Suspension) 시스템을 이용한 조타성 확보 시스템에 있어서,
    차량 운전자의 조향 휠(steering wheel)의 각도변화에 따라 전륜 조향을 위해 제어신호를 출력하는 SBW ECU;
    상기 SBW ECU의 제어신호에 의해 구동되는 전륜조향 모터;
    상기 SBW ECU로부터 신호를 전송받아 후륜 조향을 위한 것으로서, 운전자의 조향 휠의 각도변화에 따라 후륜 조향을 위한 제어신호를 출력하는 AGCS ECU; 및
    상기 AGCS ECU의 제어신호에 의해 구동되는 제1,2 후륜조향 모터로 구성되어, 상기 SBW 시스템의 고장시 SBW ECU에서 AGCS ECU로 신호가 전송되어 AGCS 시스템의 구동에 의한 후륜조향으로 차량의 핸들링이 이루어지도록 한 에스비더블유 시스템 고장시 에이지시에스 시스템을 이용한 조타성 확보 시스템.
  2. SBW(Steer By Wire) 시스템의 고장시 AGCS(Active Geometry Control Suspension) 시스템을 이용한 조타성 확보 방법에 있어서,
    SBW ECU에서의 SBW 시스템 고장 진단 단계;
    SBW 시스템 작동의 정상여부 판단 단계;
    상기 단계에서 판단 결과, SBW 시스템의 동작이 고장시에는 SBW ECU에서 전륜을 직진상태로 유지시키고 SBW 시스템의 구동을 오프시키는 단계;
    상기 단계에서 SBW 시스템의 구동이 오프된 후 SBW ECU에서 AGCS ECU로 후륜조향 요청신호를 전송하는 단계; 및
    상기 단계에서 SBW ECU에서 신호 전송 후 AGCS ECU에서 신호를 전송받아 후륜조향을 통한 차량의 핸들링 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 에스비더블유 시스템 고장시 에이지시에스 시스템을 이용한 조타성 확보 방법.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 SBW 시스템의 동작이 정상시에는 SBW 시스템을 통한 전륜조향으로 차량의 핸들링이 이루어지는 것을 특징으로 하는 에스비더블유 시스템 고장시 에이지시에스 시스템을 이용한 조타성 확보 방법.
  4. 제 2항에 있어서, 상기 SBW 시스템의 정상여부 판단은,
    조향 컬럼 샤프트상의 조향토크 센서, 조향각 센서, 반력 모터 및 전륜조향 시스템의 조타 모터, 랙 변위 센서의 정상동작 여부로 판단되는 것을 특징으로 하는 에스비더블유 시스템 고장시 에이지시에스 시스템을 이용한 조타성 확보 방법.
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