KR100738437B1 - 전자제어 파워 스티어링 시스템의 조향보조력 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량의 속도신호를 미분한 가속도신호를 이용하여 차량의 급가속 및 급감속 운행조건에서도 조향보조력의 변동을 막아 차량의 조향안정성을 보장할 수 있도록 한 EPS 시스템의 조향보조력 제어방법에 관한 것으로, 차량의 속도신호에 따라 조향보조력을 출력 제어하는 차량 EPS 시스템의 조향보조력 제어방법에 있어서, 상기 차량의 속도신호가 작을 때는 큰 조향보조 토오크값을, 차량의 속도신호가 클 때는 작은 조향보조 토오크값을 출력하는 단계와, 상기 차량의 속도신호로서 가속도 신호를 구하는 단계와, 상기 출력된 조향보조 토오크값과 상기 구한 가속도 신호를 감산기를 통해 연산하여 급가속 및 급감속 운행조건에서도 조향보조력의 변동이 일어나지 않도록 조향보조력을 보상하여 출력하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

전자제어 파워 스티어링 시스템의 조향보조력 제어방법 {STEERING ASSIST POWER CONTROL METHOD OF EPS SYSTEM}

도 1은 일반적인 EPS 시스템의 간략한 블록 구성도,

도 2는 종래 EPS 시스템에서의 조향보조력 제어를 보인 도면,

도 3은 본 발명에 의한 EPS 시스템에서의 조향보조력 제어 및 보상을 보인 도면.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 센서부 2 : ECU

3 : 모터 제어 및 구동부 4 : 미분기

5 : 감속기

본 발명은 전자제어 파워 스티어링(Electric Power Steering ; 이하, 'EPS'라 칭함) 시스템의 조향보조력 제어방법에 관한 것으로, 특히 차량의 속도신호를 미분한 가속도신호를 이용하여 차량의 급가속 및 급감속 운행조건에서도 조향보조력의 변동을 막아 차량의 조향안정성을 보장할 수 있도록 한 EPS 시스템의 조향보 조력 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로 차량에는 각종 입력센서에서 검출되는 전기적 신호를 입력받아 출력측의 각종 액츄에이터를 구동하기 위한 디지털 제어신호를 출력하는 차량용 전자 제어 장치(Electronic Control Unit ; 이하, 'ECU'라 칭함)가 구비되어 있다.

상기와 같은 ECU를 이용하여 차량의 속도에 따라 운전자 핸들의 조작력을 줄여주어 가볍고 신속한 조향 조작이 가능하도록 한 EPS 시스템은 도 1에 도시된 바와 같이, 차량의 속도를 검출하는 차속 센서, 모터의 상대 조향각을 검출하는 모터 위치 센서, 운전자 핸들의 토오크를 검출하는 토오크 센서 등의 센서부(1)와, 상기 센서부(1)에서 검출되는 각종 입력신호에 따라 운전자 핸들의 조작력을 줄여주기 위한 모터 제어신호 및 구동신호를 출력하는 ECU(2)와, 상기 ECU(2)에서 출력되는 모터 제어신호 및 구동신호에 따라 모터의 구동을 제어하고, 모터의 구동에 따른 출력으로 랙바를 구동시키는 모터 제어 및 구동부(3)로 크게 이루어진다.

상기와 같이 구성된 EPS 시스템은 차량 운전자의 조향의도를 조향륜인 전륜에 부착된 토오크 센서를 통해 검출하여 모터의 동력으로 조향랙바를 밀어 조향력을 보조하도록 하고 있다.

한편, 종래에는 부가적으로 차량의 속도신호를 입력받아 정차 및 저속시에는 운전자의 조향 토오크가 작아지도록 동력보조량을 증가시키고, 고속시에는 차량의 안정성을 보장하기 위해 동력보조량을 감소시키도록 하고 있다.

즉, 도 2에 도시된 종래 EPS 시스템에서의 조향보조력 제어에서와 같이, 조향보조 토오크 Ta는 운전자가 조향휠을 돌리는 토오크인 Ts의 증가에 따라서 증가 하는 함수로 나타난다.

이때, EPS 시스템의 ECU에서 차량의 속도신호 V를 보조적인 입력으로 받아 속도가 작을 때는 큰 조향보조 토오크값을, 속도가 클 때는 작은 조향보조 토오크값을 갖도록 제어하며, 이를 수식으로 표현하면 아래와 같다.

Ta = f(Ts , V)

한편, 종래 차량의 운행조건중 급가속시에는 차체의 무게중심이 후륜으로 편향되는 현상이 발생하여 조향륜인 전륜에 인가되는 무게가 감소하면서 조향보조력이 과대해져 안정성을 잃는 문제점이 있었다.

또한, 차량의 운행조건중 급감속시에는 차체의 무게중심이 전륜으로 편향되는 현상이 발생하여 조향륜인 전륜에 인가되는 무게가 증가하면서 조향보조력이 부족해져 응답 특성이 나빠지는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 그 목적은 차량의 속도신호를 미분한 가속도신호를 이용하여 차량의 급가속 및 급감속 운행조건에서도 조향보조력의 변동이 일어나지 않도록 조향보조력을 보상해 줌으로써 차량의 조향안정성을 보장할 수 있도록 한 EPS 시스템의 조향보조력 제어방법을 제공하는 데에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 EPS 시스템의 조향보조력 제어 방법은, 차량의 속도신호에 따라 조향보조력을 출력 제어하는 차량 EPS 시스템의 조향보조력 제어방법에 있어서, 상기 차량의 속도신호가 작을 때는 큰 조향보조 토오크값을, 차량의 속도신호가 클 때는 작은 조향보조 토오크값을 출력하는 단계와, 상기 차량의 속도신호로서 가속도 신호를 구하는 단계와, 상기 출력된 조향보조 토오크값과 상기 구한 가속도 신호를 감산기를 통해 연산하여 급가속 및 급감속 운행조건에서도 조향보조력의 변동이 일어나지 않도록 조향보조력을 보상하여 출력하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 의한 EPS 시스템의 조향보조력 제어방법을 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명에 의한 EPS 시스템에서의 조향보조력 제어 및 보상을 보인 도면으로서, 조향보조 토오크 Ta는 운전자가 조향휠을 돌리는 토오크인 Ts의 증가에 따라서 증가하는 함수로 나타난다.

이때, EPS 시스템의 ECU에서 차량의 속도신호 V를 보조적인 입력으로 받아 속도가 작을 때는 큰 조향보조 토오크값을, 속도가 클 때는 작은 조향보조 토오크값을 각각 출력한다.

그리고, 미분기(4)를 통해 차량의 속도신호 V를 미분하여 가속도 신호를 구하고, 이 구한 가속도 신호와 상기 출력된 조향보조 토오크값을 연산하여 조향보조력을 보상하도록 한다.

즉, 차량의 급가속시에는 상기 가속도 신호값이 양수로써 감산기(5)에 입력되어 상기 출력된 조향보조 토오크값과 연산되어 조향보조력을 감소시키고, 차량의 급감속시에는 상기 가속도 신호값이 음수로써 상기 감산기(5)에 입력되어 상기 출력된 조향보조 토오크값과 연산되어 조향보조력을 증가시킨다.

상기와 같은 내용을 수식으로 표현하면 아래와 같다.

Ta = f(Ts , V) - α×d/dt(V)

상기와 같이 본 발명에서는 차량의 속도신호를 미분하여 가속도신호를 구하고, 이 가속도신호를 통해 차량의 급가속시에는 조향보조력을 감소시키는 방향으로 보상해 주고, 차량의 급감속시에는 조향보조력을 증가시키는 방향으로 보상해 주는 것이다.

상기에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 차량의 속도신호를 미분한 가속도신호를 이용하여 차량의 급가속 및 급감속 운행조건에서도 조향보조력의 변동이 일어나지 않도록 조향보조력을 보상해 줌으로써 차량의 조향안정성을 증대시킬 수 있음은 물론 차량의 응답 특성이 나빠지는 것을 방지할 수 있게 되는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 차량의 속도신호에 따라 조향보조력을 출력 제어하는 차량 EPS 시스템의 조향보조력 제어방법에 있어서,

   상기 차량의 속도신호의 크기에 따라 조향보조 토오크값을 조절하여 출력하는 단계와;

   상기 차량의 속도신호로서 가속도 신호를 구하는 단계와,

   상기 출력된 조향보조 토오크값과 상기 구한 가속도 신호를 감산기를 통해 연산하여 급가속 및 급감속 운행조건에서도 조향보조력의 변동이 일어나지 않도록 조향보조력을 보상하여 출력하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전자제어 파워 스티어링 시스템의 조향보조력 제어방법.
2. 제1항에 있어서, 차량의 급가속시에는 상기 가속도신호가 양수로써 연산되어 조향보조력을 감소시키는 방향으로 조향보조력을 보상해 주는 것을 특징으로 하는 전자제어 파워 스티어링 시스템의 조향보조력 제어방법.
3. 제1항에 있어서, 차량의 급감속시에는 상기 가속도신호가 음수로써 연산되어 조향보조력을 증가시키는 방향으로 조향보조력을 보상해 주는 것을 특징으로 하는 전자제어 파워 스티어링 시스템의 조향보조력 제어방법.

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