KR101461866B1 - Steer-by-wire system and controlling method thereof - Google Patents

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KR101461866B1 KR1020090118709A KR20090118709A KR101461866B1 KR 101461866 B1 KR101461866 B1 KR 101461866B1 KR 1020090118709 A KR1020090118709 A KR 1020090118709A KR 20090118709 A KR20090118709 A KR 20090118709A KR 101461866 B1 KR101461866 B1 KR 101461866B1
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Abstract

본 발명은 스티어 바이 와이어 시스템으로, 차량의 운동성능과 조향반력감의 매칭성을 향상시키도록 하는 것이다.

본 발명은 조향요구를 검출하는 과정, 조향요구에 따라 목표 반력토크와 목표 조타력을 결정하여 반력모터와 액추에이터를 구동시켜 반력토크를 발생시키고, 방향 전환을 실행시키는 과정, 액추에이터의 구동 전류 변화량을 검출하여 조향각별 노면부하를 추정하는 과정, 상기 추정된 노면부하가 차속별 기준 부하량 이상이면 노면부하에 따른 반력토크 보정값을 추출한 다음 목표 반력토크에 적용하여 반력토크를 피드백 보정하는 과정을 포함한다.

Figure R1020090118709

스티어 바이 와이어, SBW, 반력토크, 노면 부

The present invention relates to a steer-by-wire system for improving the matching between steering performance and steering performance of a vehicle.

The present invention relates to a method for detecting a steering request, a process for determining a target reaction force torque and a target steering force according to a steering request to generate a reaction force torque by driving a reaction force motor and an actuator, Estimating a road surface load per steering angle, extracting a reaction torque correction value according to road surface load if the estimated road surface load is equal to or greater than a reference load per vehicle speed, and then applying feedback correction to the target reaction torque to feedback- .

Figure R1020090118709

Steer by wire, SBW, reaction force torque, road surface portion

Description

스티어 바이 와이어 시스템의 제어장치 및 방법{STEER-BY-WIRE SYSTEM AND CONTROLLING METHOD THEREOF}STEER-BY-WIRE SYSTEM AND CONTROLLING METHOD THEREOF BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001]

본 발명은 스티어 바이 와이어 시스템(steer by wire system)에 관한 것으로, 보다 상세하게는 차량의 운동성능과 조향반력감의 매칭성을 향상시키도록 하는 스티어 바이 와이어 시스템의 제어장치 및 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a steer-by-wire system, and more particularly, to an apparatus and method for controlling a steer-by-wire system for improving matching between steering performance and steering reaction force.

일반적으로 스티어 바이 와이어 시스템은 스티어링 휠과 전륜 조향장치 사이에 유니버셜 조인트 등의 기구적인 연결이 없이 센서의 입력에 따라 제어기와 모터를 이용하여 전륜을 조향시키는 차세대 샤시 제어기술이다.Generally, the steer-by-wire system is a next-generation chassis control technology that steers the front wheels using a controller and a motor according to the input of the sensor without a mechanical connection such as a universal joint between the steering wheel and the front-

도 1은 일반적인 스티어 바이 와이어 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.1 is a view schematically showing a configuration of a general steer-by-wire system.

스티어 바이 와이어 시스템(100)의 구성은, 운전자에 의해 작동되는 스티어링 휠(110)과, 운전자에 의한 스티어링 휠의 조향각, 조향토크, 차속에 기반하여 제어 맵을 통해 조향반력과 조타력 제어신호를 생성하는 제어기(120), 상기 제어기(120)의 제어신호에 따라 스티어링 휠(110)에 조향반력을 발생시키는 반력모터(140), 상기 제어기(120)의 제어신호에 따라 좌, 우륜의 조타를 실행시키는 조타 모터(400)로 구성되며, 상기 제어기(120)는 네트워크 통신을 이용하여 반력모터(140)와 조타 모터(150)를 접속한다.The configuration of the steer-by-wire system 100 includes a steering wheel 110 operated by a driver and a steering reaction force and a steering force control signal through a control map based on the steering angle, the steering torque, and the vehicle speed of the steering wheel by the driver A reaction force motor 140 for generating a steering reaction force to the steering wheel 110 in accordance with a control signal of the controller 120 and a control unit 120 for controlling the steering of the left and right wheels in accordance with the control signal of the controller 120 And the controller 120 connects the reaction motor 140 and the steering motor 150 using network communication.

상기한 스티어 바이 와이어 시스템은 제어기(130)가 스티어링 휠(110)로부터 운전자의 조향요구인 조향각, 조타토크 등의 신호와 차속을 검출한 다음 설정된 제어 맵으로부터 조향반력과 조타력 제어신호를 생성한 다음 네트워크, 바람직하게는 CAN 통신으로 연결되는 반력모터(140)를 구동시켜 기존 파워 스티어링 시스템과 유사한 조향반력을 운전자에게 구현해주고, 동시에 네트워크를 통해 조타 모터(150)를 구동시켜 좌, 우륜 방향으로 조타를 실행시킨다.In the steer-by-wire system, the controller 130 detects signals such as a steering angle, a steering torque, and the like, which are steering requests of the driver, from the steering wheel 110 and then generates a steering reaction force and a steering force control signal from the set control map The reaction force motor 140 connected to the next network, preferably the CAN communication, is driven to implement the steering reaction force similar to the existing power steering system to the driver, and at the same time, the steering motor 150 is driven through the network, Execute the steering.

도 2는 좌우 독립형 스티어 바이 와이어 시스템 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.Fig. 2 is a view schematically showing a configuration of left and right independent type steer-by-wire systems.

좌우 독립형 스티어 바이 와이어 시스템(200)은, 운전자에 의해 작동되는 스티어링 휠(210)과, 운전자에 의한 스티어링 휠의 조향각, 조향토크, 차속에 기반하여 제어 맵을 통해 조향반력과 조타력 제어신호를 생성하는 제어기(220), 상기 제어기(220)의 제어신호에 따라 스티어링 휠(210)에 조향반력을 발생시키는 반력모터(240), 상기 제어기(220)의 제어신호에 따라 좌, 우륜의 조타를 독립적으로 실행시키는 좌,우륜 액추에이터(250A)(250B)가 각각 구성되며, 상기 제어기(220)는 네트워크 통신을 이용하여 반력모터(140)와 좌,우륜 액추에이터(250A)(25B)를 접속한다.The independent left and right steer-by-wire system 200 includes a steering wheel 210 operated by a driver and a steering reaction force and a steering force control signal through a control map based on a steering angle, a steering torque and a vehicle speed of the steering wheel A reaction force motor 240 for generating a steering reaction force to the steering wheel 210 in accordance with the control signal of the controller 220 and a steering wheel control unit 230 for steering the left and right wheels according to a control signal of the controller 220 And the left and right wheel actuators 250A and 250B are independently configured to operate the controller 220. The controller 220 connects the reaction force motor 140 and the left and right wheel actuators 250A and 25B using network communication.

상기 좌,우륜 액추에이터(250A)(250B)의 로드(251A)(251B)의 일측단에는 직선 운동을 회전운동으로 변환시키는 레버(252A)(252B)의 일측이 연결되고, 상기 레 버(252A)(252B)의 다른 일단은 타이로드(253A)(253B)가 연결된다.One side of the levers 252A and 252B is connected to one end of the rods 251A and 251B of the left and right wheel actuators 250A and 250B to convert linear motion into rotational motion, And the other ends of the tie rods 252B are connected to the tie rods 253A and 253B.

상기한 좌우 독립형 스티어 바이 와이어 시스템은, 제어기(230)가 스티어링 휠(210)로부터 운전자의 조향요구인 조향각, 조타토크 등의 신호와 차속을 검출한 다음 설정된 제어 맵으로부터 조향반력과 조타력 제어신호를 생성한 다음 네트워크, 바람직하게는 CAN 통신으로 연결되는 반력모터(240)를 구동시켜 기존 파워 스티어링 시스템과 유사한 조향반력을 운전자에게 구현해주고, 동시에 네트워크를 통해 좌,우륜에 독립적으로 구성되는 액추에이터(250A)(250B)를 압축 및 신장시켜 좌, 우륜 방향으로 조타를 실행시킨다.In the left and right independent steering by wire systems, the controller 230 detects signals such as the steering angle and the steering torque, which are steering requests of the driver, from the steering wheel 210, and vehicle speed from the steering wheel 210, And then actuates the reaction force motor 240 connected to the network, preferably the CAN communication, to implement the steering reaction force similar to the existing power steering system to the driver. At the same time, an actuator (not shown) 250A and 250B are compressed and extended to perform steering in the left and right wheel directions.

상기한 스티어 바이 와이어 시스템은 컬럼이 삭제됨에 따라 네트워크를 통해 조향각 명령을 전달하므로, 노면 진동성분이 운전자에게 차단되어 조향감 성능이 향상되는 특징이 있다.The steer-by-wire system transmits the steering angle command through the network as the column is deleted, so that the road surface vibration component is blocked by the driver and the steering feeling performance is improved.

그러나, 노면 조건에 따라 타이어를 접속하는 부분에서 발생되는 노면 반력의 정보가 차단되어 정밀한 조타감을 제공하지 못하는 단점을 발생시킨다.However, according to the road surface conditions, the information of the road surface reaction force generated in the portion connecting the tires is blocked, so that a disadvantage that accurate steering feeling can not be provided.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 발명한 것으로, 그 목적은 액추에이터를 통한 조타 과정(타이어 위치 제어 과정)에서 발생되는 노면의 부하를 인식한 다음 조향반력을 피드백 제어하여 차량의 운동성능과 조향반력감을 매칭시키도록 하는 것이다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and it is an object of the present invention to provide a steering control apparatus and a steering control apparatus, which recognize a load on a road surface generated in a steering process (tire position control process) And the reaction force is matched.

상기한 목적을 실현하기 위한 본 발명의 특징에 따른 스티어 바이 와이어 시스템의 제어장치, 스티어링 휠의 구동에 따른 조향 요구를 검출하는 조향요구검출부; 주행 차속을 검출하는 차속검출부; 조향 요구와 차속에 따라 반력토크를 생성하여 반력모터를 구동시키고, 조타 스트로크를 계산하여 액추에이터를 구동시키며, 노면부하를 적용하여 반력토크를 피드백 보정 제어하는 제어부; 조향각과 조향각속도, 조향토크, 차속의 조건으로 토크의 맵이 설정되는 메모리부; 상기 제어부에서 네트워크로 전송되는 제어신호에 따라 반력모터를 구동시켜 스티어링 휠에 반력토크를 제공하고, 액추에이터를 구동시켜 좌,우륜의 방향 전환을 실행시키는 모터제어기; 액추에이터의 구동에서 발생되는 제어 전류 변화량으로부터 노면부하를 추정하는 노면부하추정기를 포함한다.A control device for a steer-by-wire system according to an aspect of the present invention for realizing the above object, a steering request detector for detecting a steering request according to driving of a steering wheel; A vehicle speed detector for detecting a running vehicle speed; A control unit for generating a reaction force torque in accordance with a steering request and a vehicle speed to drive a reaction force motor, calculating a steering stroke to drive an actuator, and applying a road surface load to feedback correction correction of the reaction force torque; A memory unit for setting a map of the torque based on the steering angle, the steering angle speed, the steering torque, and the vehicle speed; A motor controller for driving a reaction force motor in response to a control signal transmitted from the control unit to the network to provide a reaction torque to the steering wheel, and driving the actuator to change the direction of the left and right wheels; And a road surface load estimator for estimating a road surface load on the basis of a control current change amount generated in driving the actuator.

또한, 본 발명의 특징에 따른 스티어 바이 와이어 시스템의 제어방법은, 조향요구를 검출하는 과정; 조향요구에 따라 목표 반력토크와 목표 조타력을 결정하여 반력모터와 액추에이터를 구동시켜 반력토크를 발생시키고, 방향 전환을 실행시키는 과정; 액추에이터의 구동 전류 변화량을 검출하여 조향각별 노면부하를 추정하는 과정; 상기 추정된 노면부하가 차속별 기준 부하량 이상이면 노면부하에 따른 반력토크 보정값을 추출한 다음 목표 반력토크에 적용하여 반력토크를 피드백 보정하는 과정을 포함한다. According to another aspect of the present invention, there is provided a control method for a steer-by-wire system, including: detecting a steering request; Determining a target reaction force torque and a target steering force according to a steering request to drive a reaction force motor and an actuator to generate a reaction force torque and executing a direction change; Estimating the road surface load by the steering angle by detecting the amount of change in the driving current of the actuator; And extracting a reaction force torque correction value according to the road surface load if the estimated road surface load is equal to or greater than the reference load amount per vehicle speed, and then performing feedback correction on the reaction force torque by applying the correction value to the target reaction force torque.

전술한 구성에 의하여 본 발명은 스티어 바이 와이어 시스템에서 차량의 운전성능과 노면의 진동성분이 그대로 적용되는 조향반력감을 매칭시켜 스티어링 휠 을 통해 운전자에게 전달함으로써, 정밀한 조타감을 제공하는 효과가 있다.According to the above-described configuration, the steering performance of the vehicle and the vibration component of the road surface in the steer-by-wire system are matched with the steering reaction force applied directly to the driver through the steering wheel, thereby providing an accurate steering feeling.

아래에서는 첨부된 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, which will be readily apparent to those skilled in the art to which the present invention pertains.

본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으므로, 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않으며, 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 생략하였다.The present invention can be embodied in various different forms, and thus the present invention is not limited to the embodiments described herein.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 스티어 바이 와이어 시스템의 제어장치를 개략적으로 도시한 도면이다.3 is a schematic view illustrating a control apparatus of a steer-by-wire system according to an embodiment of the present invention.

본 발명은 조향각센서(11)와 조향토크센서(12), 차속센서(13), 조향각속도센서(14), 제어부(15), 메모리부(16), 모터제어기(17), 반력모터(18), 액추에이터(19) 및 노면부하추정기(20)를 포함한다.The present invention relates to a steering angle sensor comprising a steering angle sensor 11 and a steering torque sensor 12, a vehicle speed sensor 13, a steering angle speed sensor 14, a control unit 15, a memory unit 16, a motor controller 17, ), An actuator (19), and a road surface load estimator (20).

조향각센서(11)는 운전자에 의해 구동되는 스티어링 휠의 각도 변화를 검출하여 그에 대한 정보를 제어부(15)에 제공한다.The steering angle sensor 11 detects the change in the angle of the steering wheel driven by the driver and provides the control unit 15 with information about the change.

조향토크센서(12)는 운전자에 의해 구동되는 스티어링 휠의 반력토크를 검출하여 그에 대한 정보를 제어부(15)에 제공한다.The steering torque sensor 12 detects the reaction force torque of the steering wheel driven by the driver and provides information on the reaction torque to the control unit 15. [

차속센서(13)는 변속기의 출력의 회전속도로부터 주행 차속을 검출하여 그에 대한 정보를 제어부(15)에 제공한다.The vehicle speed sensor 13 detects the running vehicle speed from the rotational speed of the output of the transmission and provides information on the running vehicle speed to the control unit 15. [

조향각속도센서(14)는 운전자에 의해 구동되는 스티어링 휠의 각속도 변화를 검출하여 그에 대한 정보를 제어부(15)에 제공한다.The steering angle velocity sensor 14 detects a change in the angular velocity of the steering wheel driven by the driver and provides information on the angular velocity change to the control unit 15.

제어부(15)는 상기 입력되는 정보에서 조향각과 차속의 조건을 적용하여 기본 반력토크를 산출하고, 조향각속도와 차속의 조건을 적용하여 반력토크의 오버 슛을 감쇄시키는 댐핑 토크를 산출하며, 스티어링 휠의 복원각속도와 복원 오버슛을 최소화시켜 자연스런 복원을 제공시키는 복원 토크를 결정하여 반력토크 제어를 실행시킨다.The control unit 15 calculates the basic reaction force torque by applying the steering angle and the vehicle speed condition in the input information, calculates the damping torque to attenuate the overshoot of the reaction torque by applying the steering angle speed and the vehicle speed condition, The restoration angular speed and restoration overshoot are minimized to determine a restoring torque that provides natural restoration, and the reaction force torque control is executed.

또한, 조타 스트로크를 결정하고 액추에이터(19)를 구동시켜 결정된 방향으로 좌,우륜의 조타를 실행시킨다. Further, the steering stroke is determined and the actuator 19 is driven to execute the steering of the left and right wheels in the determined direction.

그리고, 좌,우륜의 조타 방향의 조정에 따라 타이어로부터 인가되는 노면부하를 추정하여 상기의 반력토크를 피드백 보정함으로써, 운전자에게 조향 에포트를 제공한다.Then, the road surface load applied from the tire is estimated in accordance with the adjustment of the steering directions of the left and right wheels, and the feedback of the reaction force torque is corrected by feedback, thereby providing the driver with a port for steering.

메모리부(16)는 조향각과 차속의 조건으로 설정되는 반력토크 맵, 조향각속도와 차속의 조건으로 설정되는 댐핑 토크 맵, 복원 각속도로 설정되는 복원 토크의 맵이 설정된다.The memory unit 16 is set with a reaction torque map set under the conditions of the steering angle and the vehicle speed, a damping torque map set under the conditions of the steering angle speed and the vehicle speed, and a restitution torque map set at the restoration angular speed.

모터 제어기(17)는 상기 제어부(17)와 네트워크, 바람직하게는 CAN(Control Ares Network)으로 연결되며, 상기 제어부(17)에서 인가되는 제어신호에 따라 반력모터(18)를 구동시켜 운전자에 의해 구동되는 스티어링 휠에 반력토크를 발생시키고, 액추에이터(19)를 구동시켜 좌,우륜의 방향 전환을 실행시킨다.The motor controller 17 is connected to the control unit 17 via a network, preferably a CAN (Control Ares Network), and drives the reaction force motor 18 according to a control signal applied from the control unit 17, A reaction force torque is generated on the driven steering wheel, and the actuator 19 is driven to change the direction of the left and right wheels.

노면부하추정기(20)는 좌,우륜 타이어의 방향 전환을 실행시키는 액추에이터(19)의 구동 과정에서 발생되는 액추에이터(19)의 제어 전류 변화량으로부터 노 면부하를 추정하여 그에 대한 정보를 제어부(15)에 제공한다.The road surface load estimator 20 estimates the road surface load from the amount of change in the control current of the actuator 19 generated in the driving process of the actuator 19 that performs the direction change of the left and right tires, .

상기 노면부하추정기(20)는 스티어 바이 와이어 시스템이 좌우 독립형인 경우 좌,우륜을 각각 독립적으로 구동시키기 위해 독립적으로 구성되는 액추에이터의 제어 전류 변화량을 검출하여 노면부하를 추정한다.The road surface load estimator 20 estimates the road surface load by detecting the amount of change in the control current of the actuator that is independently configured to independently drive the left and right wheels when the steer-by-wire system is left and right.

전술한 바와 같은 기능이 포함되는 본 발명의 동작은 다음과 같이 실행된다.The operation of the present invention including the above-described functions is performed as follows.

본 발명이 적용되는 차량의 운행에 따라 제어부(15)는 차량에 소정 위치, 바람직하게는 스티어링 휠의 주변에 장착되는 조향각센서(11), 조향토크센서(12), 조향각속도센서(14)로부터 조향요구 즉, 스티어링 휠의 구동에 따른 조향각, 조향각속도, 조향토크 등의 정보를 검출하고(S101) 차속센서로부터 주행차속을 검출하여 메모리부(16)에 설정된 맵을 적용하여 기본 조향 에포트, 즉 반력토크를 계산한다(S102).According to the operation of the vehicle to which the present invention is applied, the control unit 15 controls the steering angle sensor 11, the steering torque sensor 12, and the steering angle velocity sensor 14, which are mounted on the vehicle at predetermined positions, (S101), detects the traveling vehicle speed from the vehicle speed sensor, and applies the map set in the memory unit 16 to the basic steering based on the information of the steering request, the steering angle, the steering angle speed and the steering torque according to the driving of the steering wheel, That is, the reaction force torque is calculated (S102).

상기 기본 조향 에포트는 조향각과 차속의 조건을 적용하여 기본 반력토크를 산출하고, 조향각속도와 차속의 조건을 적용하여 반력토크의 오버 슛을 감쇄시키는 댐핑 토크를 산출하며, 스티어링 휠의 복원각속도와 복원 오버슛을 최소화시켜 자연스런 복원을 제공시키는 복원 토크를 결정한다.In the basic steering, the port calculates the basic reaction force torque by applying the steering angle and the vehicle speed condition, calculates the damping torque to attenuate the overshoot of the reaction force torque by applying the conditions of the steering angle speed and the vehicle speed, Minimize restoration overshoot to determine restoration torque to provide natural restoration.

상기 S102에서 기본 조향 에포트, 반력토크가 결정되면 기본적인 목표 반력 토크를 생성한다(S103).When the port and the reaction force torque are determined in the basic steering in S102, a basic target reaction force torque is generated (S103).

동시에 조향반력 컬럼에 장착된 조향각센서(11)로부터 검출되는 현재의 조향각에 조향기어비로 곱 연산하여 목표 조타력을 계산한다(S104).At the same time, the target steering force is calculated by multiplying the current steering angle detected from the steering angle sensor 11 mounted on the steering reaction force column by the steering gear ratio (S104).

상기와 같이 목표 반력토크와 목표 조타력이 결정되면 제어부(15)는 그에 대 한 제어신호를 생성하여 네트워크를 통해 모터제어기(17)에 전송하며(S105), 모터제어기(17)는 인가되는 제어신호에 따라 반력모터(18)를 구동시켜 조향반력 컬럼에 반력토크를 발생시켜 스티어링 휠에 전달되도록 하고(S106), 액추에이터(19)를 제어하여 목표 위치까지 구동시킨다(S107).When the target reaction force torque and the target steering force are determined as described above, the controller 15 generates a control signal for the target reaction force and transmits the control signal to the motor controller 17 via the network (S105) The reaction force motor 18 is driven to generate a reaction force torque in the steering reaction force column to be transmitted to the steering wheel in step S106 and the actuator 19 is controlled to drive to the target position in step S107.

따라서, 액추에이터(19)의 구동으로 발생되는 조타력은 제어레버 링크 구조에 의해 타이로드로 연결된 타이어 휠을 회전시켜 차량을 조향시킨다.Therefore, the steering force generated by the driving of the actuator 19 rotates the tire wheel connected to the tie rod by the control lever link structure to steer the vehicle.

이때, 운전자가 구동시킨 스티어링 휠의 조향각에 비례한 목표 조타력 가 실행되면 노면의 부하 크기에 따라 목표값을 추종하기 위한 액추에이터(19)의 제어전류가 달라지게 되므로 노면부하추정기(20)는 액추에이터(19)의 제어전류 변화를 검출하여(S108) 조향각별 노면부하를 추정한다(S109).At this time, when the target steering force proportional to the steering angle of the steering wheel driven by the driver is executed, the control current of the actuator 19 for following the target value changes according to the load size of the road surface, (S108) and estimates the road surface load by the steering angle (S109).

상기에서 일체형이 아닌 좌우 독립형 스티어 바이 와이어 시스템인 경우 좌턴시와 우턴시에 따라 좌우 액추에이터의 부하가 달라지므로 조향각센서(11)으로부터 좌,우턴을 판별하여 좌턴시에는 좌측 액츄에이터에 가해지는 부하가 주요인자가 되고 우턴시에는 우측 액츄에이터의 부하를 주요 인자가 되며, 각각의 액추에이터의 제어 전류 변화를 검출하여 조향각별 노면부하를 추정한다.In the case of the independent left-right steer-by-wire system, since the load of the left and right actuators is different according to the left turn and the right turn, the load applied to the left actuator is discriminated from the steering angle sensor 11, And the load of the right actuator becomes the main factor at the time of the right turn, and the change of the control current of each actuator is detected to estimate the road surface load by the steering angle.

좌우 독립형 스티어 바이 와이어 시스템에서 상기 독립된 각 액추에이터의 인장시와 압축시 가해지는 부하가 달라지는 이유는 타이어가 외륜 방향으로 조타시 조향계와 서스펜션의 구조상 타이어가 지면으로부터 들어올려지면서 조향이 되는 구조이므로 인장시에는 차량을 떠올리면서 조타가 되고 복귀 압축시에는 올려졌던 부하가 다시 스스로 내려오는 복원힘에 도움을 받아 액츄에이터가 압축되므로 소모 전류가 좀더 적게된다.In the independent left-right steer-by-wire system, the load applied during tensioning and compression of each of the independent actuators is different because the structure of the steering system and the suspension is such that when the tire is steered in the direction of the outer ring, At the time of steering, the steering wheel remembers the vehicle. At the time of the return compression, the loaded load is restored by the self-restoring force, and the actuator is compressed so that the consumed current becomes smaller.

상기 좌우 독립형 스티어 바이 와이어 시스템인 경우 노면부하를 피드백하기 위해 조향각센서로부터 검출된 좌,우턴의 정보와 좌,우 액추에이터의 부하에 따른 전류 변화를 적용하여 조향각별 노면부하를 추정한다.In the case of the left and right stand-alone steer-by-wire systems, the road surface load is estimated by applying the left and right information detected by the steering angle sensor and the current changes depending on the loads of the left and right actuators.

이후 차속별 기준 부하량과 비교 판별하여(S110) 설정된 기준값 이상의 노면부하가 관측되면(S111) 노면부하의 조건이 적용되는 조향반력 보정토크를 계산한 다음(S112) 상기 S103에서 생성된 기본 목표 반력토크에 가산하여 반력모터를 제어함으로써(S113), 스티어링 휠을 잡고 있는 운전자에게 차량의 운동성능과 조향반력감이 매칭되는 조향 에포트를 제공한다(S114).(S111), a steering reaction force correction torque to which the road surface load condition is applied is calculated (S112). Then, the basic target reaction force torque generated in S103 is compared with the reference target reaction force torque (S113), the driver holding the steering wheel is provided with a port in which steering performance of the vehicle is matched with the steering reaction force (S114).

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것이 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 포함된다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, It is included in the scope of right.

도 1은 일반적인 스티어 바이 와이어 시스템 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.FIG. 1 is a view schematically showing a general steer-by-wire system configuration.

도 2는 좌우 독립형 스티어 바이 와이어 시스템 구성을 개략적으로 도시한 도면이다. Fig. 2 is a view schematically showing a configuration of left and right independent type steer-by-wire systems.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 스티어 바이 와이어 시스템의 제어장치를 개략적으로 도시한 도면이다.3 is a schematic view illustrating a control apparatus of a steer-by-wire system according to an embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 스티어 바이 와이어 시스템의 제어절차를 도시한 도면이다.4 is a diagram illustrating a control procedure of a steer-by-wire system according to an embodiment of the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>Description of the Related Art

11 : 조향각센서 12 : 조향토크센서11: steering angle sensor 12: steering torque sensor

13 : 차속센서 14 : 조향각속도센서13: vehicle speed sensor 14: steering angle speed sensor

15 : 제어부 16 : 메모리부15: control unit 16: memory unit

17 : 모터제어기 18 : 반력모터17: motor controller 18: reaction force motor

19 : 액추에이터 20 : 노면부하 추정기 19: Actuator 20: Surface load estimator

Claims (6)

스티어링 휠의 구동에 따른 조향 요구를 검출하는 조향요구검출부;A steering request detector for detecting a steering request according to the driving of the steering wheel; 주행 차속을 검출하는 차속검출부;A vehicle speed detector for detecting a running vehicle speed; 조향 요구와 차속에 따라 반력토크를 생성하여 반력모터를 구동시키고, 조타 스트로크를 계산하여 액추에이터를 구동시키며, 노면부하를 적용하여 반력토크를 피드백 보정 제어하는 제어부;A control unit for generating a reaction force torque in accordance with a steering request and a vehicle speed to drive a reaction force motor, calculating a steering stroke to drive an actuator, and applying a road surface load to feedback correction correction of the reaction force torque; 조향각과 조향각속도, 조향토크, 차속의 조건으로 토크의 맵이 설정되는 메모리부;A memory unit for setting a map of the torque based on the steering angle, the steering angle speed, the steering torque, and the vehicle speed; 상기 제어부에서 네트워크로 전송되는 제어신호에 따라 반력모터를 구동시켜 스티어링 휠에 반력토크를 제공하고, 액추에이터를 구동시켜 좌,우륜의 방향 전환을 실행시키는 모터제어기;A motor controller for driving a reaction force motor in response to a control signal transmitted from the control unit to the network to provide a reaction torque to the steering wheel, and driving the actuator to change the direction of the left and right wheels; 액추에이터의 구동에서 발생되는 제어 전류 변화량으로부터 노면부하를 추정하는 노면부하추정기;A road surface load estimator for estimating a road surface load from a control current change amount generated in driving of the actuator; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 스티어 바이 와이어 시스템의 제어장치.And a control unit for controlling the steer-by-wire system. 제1항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 조향요구검출부는,Wherein the steering request detector comprises: 스티어링 휠의 각도 변화를 검출하는 조향각센서;A steering angle sensor for detecting a change in the angle of the steering wheel; 스티어링 휠의 반력토크를 검출하는 조향토크센서;A steering torque sensor for detecting a reaction force torque of the steering wheel; 스티어링 휠의 각속도 변화를 검출하는 조향각속도센서;A steering angle velocity sensor for detecting a change in angular velocity of the steering wheel; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 스티어 바이 와이어 시스템의 제어장치.And a control unit for controlling the steer-by-wire system. 제1항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 제어부는,Wherein, 조향각과 차속으로 기본 반력토크를 산출하고, 조향각속도와 차속으로 반력토크의 오버 슛을 감쇄시키는 댐핑 토크를 산출하며, 복원각속도와 복원 오버슛을 최소화시켜 복원 토크를 결정하여 반력토크를 제어하는 것을 특징으로 하는 스티어 바이 와이어 시스템의 제어장치.A basic reaction force torque is calculated at a steering angle and a vehicle speed, a damping torque for attenuating an overshoot of the reaction force torque at a steering angle velocity and a vehicle speed is calculated, and a restoring torque is determined by minimizing a restoring angular velocity and a restoration overshoot to control a reaction torque Characterized in that the control system of the steer-by-wire system comprises: 제1항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 제어부는,Wherein, 액추에이터가 좌우 독립형으로 장착되어 좌,우륜의 방향 전환을 독립적으로 실행하는 경우 각 액추에이터에서 추정되는 노면부하를 적용하여 반력토크를 보정 제어하는 것을 특징으로 하는 스티어 바이 와이어 시스템의 제어장치. Wherein the actuators are independently mounted on the left and right sides to perform the directional switching of the left and right wheels independently, and the reaction force torque is corrected and controlled by applying a road surface load estimated by each of the actuators. 조향요구를 검출하는 과정;Detecting a steering request; 조향요구에 따라 목표 반력토크와 목표 조타력을 결정하여 반력모터와 액추에이터를 구동시켜 반력토크를 발생시키고, 방향 전환을 실행시키는 과정;Determining a target reaction force torque and a target steering force according to a steering request to drive a reaction force motor and an actuator to generate a reaction force torque and executing a direction change; 액추에이터의 구동 전류 변화량을 검출하여 조향각별 노면부하를 추정하는 과정;Estimating the road surface load by the steering angle by detecting the amount of change in the driving current of the actuator; 상기 추정된 노면부하가 차속별 기준 부하량 이상이면 노면부하에 따른 반력토크 보정값을 추출한 다음 목표 반력토크에 적용하여 반력토크를 피드백 보정하는 과정;Extracting a reaction force torque correction value according to a road surface load if the estimated road surface load is equal to or greater than a reference load amount per vehicle speed, and then applying feedback correction to the reaction force torque by applying the correction value to the target reaction force torque; 을 포함하는 스티어 바이 와이어 시스템의 제어방법.And a control unit for controlling the steer-by-wire system. 제5항에 있어서,6. The method of claim 5, 상기 조향각별 노면부하는 좌우 독립 액추에이터의 구동에 따라 각각 추정하며, 좌,우턴에 대한 방향성의 정보를 포함하는 스티어 바이 와이어 시스템의 제어방법.Wherein the road surface load for each of the steering angles is estimated in accordance with the driving of the left and right independent actuators, and includes information on the left and right directions.
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