KR101704208B1 - 전동식 조향 시스템의 제어 방법 - Google Patents

전동식 조향 시스템의 제어 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101704208B1
KR101704208B1 KR1020150079589A KR20150079589A KR101704208B1 KR 101704208 B1 KR101704208 B1 KR 101704208B1 KR 1020150079589 A KR1020150079589 A KR 1020150079589A KR 20150079589 A KR20150079589 A KR 20150079589A KR 101704208 B1 KR101704208 B1 KR 101704208B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
output
value
steering
vehicle speed
torque
Prior art date
Application number
KR1020150079589A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20160143210A (ko
Inventor
박일래
구미회
Original Assignee
현대자동차주식회사
현대모비스 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 현대자동차주식회사, 현대모비스 주식회사 filed Critical 현대자동차주식회사
Priority to KR1020150079589A priority Critical patent/KR101704208B1/ko
Publication of KR20160143210A publication Critical patent/KR20160143210A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101704208B1 publication Critical patent/KR101704208B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D6/00—Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits
    • B62D6/08—Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits responsive only to driver input torque
    • B62D6/10—Arrangements for automatically controlling steering depending on driving conditions sensed and responded to, e.g. control circuits responsive only to driver input torque characterised by means for sensing or determining torque
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
    • B62D5/04—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
    • B62D5/0457—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such
    • B62D5/0481—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such monitoring the steering system, e.g. failures
    • B62D5/0484—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such monitoring the steering system, e.g. failures for reaction to failures, e.g. limp home

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)

Abstract

본 발명은 전동식 조향 시스템의 제어 방법에 관한 것으로서, 시스템 내 신호 이상이나 고장 발생시에 동작하는 출력 제한 모드에서 운전자의 성향이나 조타 상황에 따른 능동적인 출력 제한이 수행될 수 있도록 한 전동식 조향 시스템의 제어 방법을 제공하는데 주된 목적이 있는 것이다. 상기한 목적을 달성하기 위해, 운전자 조향 입력 정보와 차량 상태 정보에 기초하여 구해지는 정상 출력토크값으로 전동식 조향 시스템의 출력을 제어하는 정상 제어 모드와, 전동식 조향 시스템의 신호 이상 또는 고장 검출시 현재의 주행 차속에 따라 차속별 정해진 출력 제한값으로 전동식 조향 시스템의 출력을 제한하는 출력 제한 모드를 가지는 전동식 조향 시스템의 제어 방법에 있어서, 정상 제어 모드 동안 운전자의 조향휠 조작시 구해지는 정상 출력토크값 데이터를 수집하고 수집되는 정상 출력토크값 데이터를 이용하여 출력 제한 모드에서 사용될 차속별 출력 제한값을 실시간 업데이트하며, 출력 제한 모드 진입 후 최종 업데이트된 차속별 출력 제한값을 이용하여 주행 차속에 따라 전동식 조향 시스템의 출력을 제한하는 것을 특징으로 하는 전동식 조향 시스템의 제어 방법이 개시된다.

Description

전동식 조향 시스템의 제어 방법{CONTROL METHOD OF MOTOR DRIVEN POWER STEERING SYSTEM}
본 발명은 전동식 조향 시스템의 제어 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 시스템 내 신호 이상이나 고장 발생시에 동작하는 출력 제한 모드에서 운전자의 성향이나 조타 상황에 따른 능동적인 출력 제한이 수행될 수 있도록 한 전동식 조향 시스템의 제어 방법에 관한 것이다.
일반적으로 자동차의 조향시에 운전자의 조타력을 저감시키기 위한 동력 보조 조향 시스템으로는, 유압펌프에 의해 형성된 유압을 이용하여 운전자의 조타력을 보조(assist)하는 유압식 조향 시스템(HPS:Hydraulic Power Steering System)과, 전동모터의 구동토크를 이용하여 운전자의 조타력을 보조하는 전동식 조향 시스템(MDPS:Motor Driven Power Steering System, 이하 'MDPS'라 함)이 알려져 있다.
이 중에서 MDPS는 전동모터의 출력이 차량의 주행조건에 따라 자동으로 제어되어 운전자의 조향휠 조작에 따른 조타력 보조 기능을 수행하므로 유압식 조향 시스템에 비해 더욱 향상된 조타성능과 조타감을 제공한다.
최근 출시되는 차량에는 주행조건에 따라 조타 보조력을 변화 및 제어할 수 있는 MDPS가 널리 적용되고 있다.
MDPS는 조향휠 조작에 따른 조향각(컬럼 입력각)을 검출하는 조향각센서, 조향휠을 통해 입력되는 조향토크(조향휠토크,컬럼토크)를 검출하는 토크센서, 차량 속도를 검출하는 차속센서, 휠속센서, 엔진회전수센서, 요레이트센서 등의 센서류와 제어기(MDPS ECU), 전동모터(이하 'MDPS 모터'라 칭함)를 포함하여 구성될 수 있다.
이러한 구성에서 제어기는 MDPS 모터의 구동 및 출력을 제어하기 위해 상기 센서들로부터 조향각, 조향각속도(조향각 신호의 미분 신호로부터 취해지는 각속도 값), 조향토크 등의 조향 입력 정보와 차량 상태 정보(차속, 휠속, 엔진회전수, 요레이트 등)를 수신한다.
이때, 제어기는 차속에 따라 MDPS 모터의 구동력(모터 출력)을 제어하여 조타력 보조를 위한 조절된 보조 토크가 생성되도록 하는데, 저속에서는 운전자가 조향휠을 가볍게 조작할 수 있도록 모터 출력을 크게 하여 보조하고, 고속에서는 조향휠을 무겁게 조작할 수 있도록 모터 출력을 작게 하여 차량의 주행안정성이 확보될 수 있도록 한다.
차량의 고속 주행시 조향휠이 너무 가벼우면 약간의 조향휠 조작에도 오히려 위험한 상황이 발생할 수 있으므로 운전의 안정감이 없어지게 되며, 따라서 차속에 따라 조타 보조 특성을 변화시켜 고속 직진시 조향휠을 좀더 무겁게 조작할 수 있도록 보조해줌으로써 안정감 있는 조향휠 조작이 이루어지도록 한다.
통상 운전자 조타력을 보조하는 MDPS의 출력, 즉 MDPS 모터의 출력은 제어기가 MDPS 모터에 인가되는 모터 전류를 제어함으로써 이루어진다.
이때, 제어기는 기본적으로 조향 입력 정보와 차량 상태 정보에 기초하여 결정된 출력값(조향 시스템 출력토크, 즉 MDPS 모터 출력토크)에 해당하는 만큼의 전류치를 튜닝된 대로 연산하여 MDPS 모터에 인가하고, 이때의 모터 구동을 통해 운전자 조타력을 보조하기 위한 힘을 발생시킨다.
한편, 조향 시스템 내 신호 이상 또는 고장 발생을 진단하거나 검출하는 방법들이 제시되어 있으며, 고장 검출시에는 조향 시스템의 페일 세이프(fail-safe) 동작이 이루어지게 된다.
조향 시스템의 고장 진단과 관련된 선행기술문헌으로는 한국 공개특허 제10-2013-0044730호(2013.5.3), 한국 공개특허 제10-2015-0011134호(2015.1.30), 한국 공개특허 제10-2015-0017798호(2015.2.23)(특허문헌1)를 들 수 있다.
또한, 고장 발생시 시스템의 페일 세이프 제어와 관련된 선행기술문헌으로는
한국 공개특허 제10-2011-0080757호(2011.7.13), 한국 공개특허 제10-2011-0080757호(2011.7.13), 한국 공개특허 제10-2012-0068418호(2012.6.27), 한국 공개특허 제10-2013-0020049호(2013.2.27)(선행문헌2), 한국 공개특허 제10-2013-0044735호(2013.5.3), 한국 공개특허 제10-2015-0018044호(2015.2.23)를 들 수 있다.
이 중에서 상기 특허문헌1에는 토크센서에 대한 고장을 검출하는 방법을 제시하고 있으며, 상기 특허문헌2에는 시스템 고장 발생시 전동식 조향 시스템(MDPS)의 출력을 제한하는 기술이 제시되어 있다.
한편, 조향 시스템에 있어서 페일 세이프 동작의 핵심은 시스템 내 신호 이상이나 고장 발생시 안전 모드로 동작하는 것이며, 안전 모드는 크게 수동 모드와 출력 제한 모드로 구분된다.
수동 모드는 MDPS 모터의 구동을 정지시켜 MDPS 출력(모터 출력), 즉 조타 보조력을 발생시키지 않는 모드로서, 조타 보조력이 제공되지 않으므로 차량 조향을 위해 조타 보조 없이 운전자가 조향휠을 수동으로 조작해야 하는 모드(운전자 조타력만으로 조향이 이루어지는 모드)이다.
수동 모드에서는 운전자의 조타력이 과도하게 증가하여 운전자의 사고 회피 능력이 크게 저하되므로 조건에 따라 실행되는 별도의 출력 제한 모드를 두어 제한된 조타 보조력이 제공될 수 있도록 하고 있다.
상기 출력 제한 모드는 MDPS 모터의 출력을 제한하여 제한된 출력값의 조타 보조력을 발생시키는 모드로서, MDPS의 출력 제한을 통해 운전자에게 센서 등의 신호 이상이나 고장과 같은 시스템 문제를 인지시킴으로써 운전자로 하여금 차량을 안전한 장소로 이동시켜 점검할 수 있도록 유도하는 것을 목적으로 한다.
통상 MDPS의 상태를 모니터링하여 소정의 출력 제한 모드 조건을 만족함을 판단한 경우 MDPS 출력을 제한하는 출력 제한 모드로 진입하는데, 사전에 튜닝된 값으로 차속별 출력 제한값이 설정되어 있는 출력 제한 테이블(또는 맵)을 이용하여 MDPS의 출력 제한 동작이 이루어진다.
그러나, 종래기술에 따른 출력 제한 모드는 차속별로 일정하게 고정된 제한값(기 튜닝된 값)으로만 MDPS 출력을 정해진 시간 내지 영구적으로 제한하므로 운전자의 성향이 반영되지 않은 출력 제한이 이루어지는 단점을 가지고 있다.
또한, 출력 제한 모드가 실행되는 동안에는 운전자가 위험 상황을 회피하기 위해 조향휠을 급하게 조작하더라도 MDPS의 출력 제한 상태가 유지되므로 운전자의 사고 회피 능력을 크게 떨어뜨리고, 그로 인해 사고 발생의 위험이 높아지는 문제점을 가지고 있다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출한 것으로서, 시스템 내 신호 이상이나 고장 발생시에 동작하는 출력 제한 모드에서 운전자의 성향이나 조타 상황에 따른 능동적인 출력 제한이 수행될 수 있도록 한 전동식 조향 시스템의 제어 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따르면, 운전자 조향 입력 정보와 차량 상태 정보에 기초하여 구해지는 정상 출력토크값으로 전동식 조향 시스템의 출력을 제어하는 정상 제어 모드와, 전동식 조향 시스템의 신호 이상 또는 고장 검출시 현재의 주행 차속에 따라 차속별 정해진 출력 제한값으로 전동식 조향 시스템의 출력을 제한하는 출력 제한 모드를 가지는 전동식 조향 시스템의 제어 방법에 있어서, 정상 제어 모드 동안 운전자의 조향휠 조작시 구해지는 정상 출력토크값 데이터를 수집하고, 수집되는 정상 출력토크값 데이터를 이용하여 출력 제한 모드에서 사용될 차속별 출력 제한값을 실시간 업데이트하며, 출력 제한 모드 진입 후 최종 업데이트된 차속별 출력 제한값을 이용하여 주행 차속에 따라 전동식 조향 시스템의 출력을 제한하는 것을 특징으로 하는 전동식 조향 시스템의 제어 방법을 제공한다.
바람직한 실시예에서, 상기 정상 제어 모드 동안 수집되는 정상 출력토크값을 차속별로 누적하여 평균값을 구하고 그 평균값에 정해진 비의 값을 곱한 출력 제한값으로 메모리에 저장된 차속별 출력 제한값을 업데이트하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 정상 제어 모드 동안 수집되는 정상 출력토크값에 정해진 비의 값을 곱한 뒤 곱한 값을 차속별로 누적하여 그 평균한 값으로 메모리에 저장된 차속별 출력 제한값을 업데이트하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 비의 값으로 0.4가 설정된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 정상 출력토크값은 정상 제어 모드에서 조향각속도가 설정각속도 미만이고 조향토크가 설정토크 미만인 저속 및 저토크 조타 조건에서 구해지는 출력토크값인 것을 특징으로 한다.
또한, 현재 차속에서 설정시간 동안의 각 샘플링 시점마다 구해진 정상 출력토크값 중 최대값이 그 차속에서의 정상 출력토크값으로 구해지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 토크센서에 대한 고장 진단 과정에서 토크센서가 출력하는 두 토크 신호의 이상 여부를 확인하여 상기 두 토크 신호 중 어느 하나에 이상이 있는 경우 상기 최종 업데이트된 차속별 출력 제한값을 이용하여 전동식 조향 시스템의 출력을 제한하는 출력 제한 모드가 수행되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 출력 제한 모드 동안 운전자의 조향휠 조작시 조향각속도가 미리 정해진 기준값 이상인 급조타를 감지하는 경우 차속별 출력 제한값으로부터 현재 차속에 해당하는 예외 처리값을 구하고, 상기 예외 처리값으로 전동식 조향 시스템의 출력이 이루어지도록 한다.
또한, 상기 예외 처리값은 현재 차속에 해당하는 출력 제한값에 정해진 비의 값을 곱한 값으로 계산되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 비의 값으로 1.5가 설정된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 예외 처리값이 현재 차속에서의 정상 출력토크값보다 큰 경우 상기 현재 차속에서의 정상 출력토크값으로 전동식 조향 시스템의 출력이 이루어지도록 하는 것을 특징으로 한다.
이로써, 본 발명에 따른 전동식 조향 시스템의 제어 방법에서는 정상 제어 모드에서 운전자 조타 성향을 반영하는 출력 제한값의 학습이 이루어지고, 출력 제한 모드에서 고정값(기 튜닝된 값)이 아닌 상기 학습된 출력 제한값으로 시스템의 출력 제한이 이루어지도록 함으로써, 출력 제한 모드에서도 운전자 조타 성향 및 조타 수준을 고려한 조타 보조가 이루어질 수 있고, 더욱 능동적인 안전 모드 동작이 이루어질 수 있다.
또한, 출력 제한 모드 동안 운전자 급조타 감지시에 출력 제한값을 증가시켜 더욱 큰 조타 보조력이 제공될 수 있도록 함으로써, 위험 회피 조타가 원활히 이루어질 수 있도록 하고, 이를 통해 주행안전성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 제어 과정을 수행하는 전동식 조향 시스템의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 발명에 따른 전동식 조향 시스템의 제어 모드를 나타내는 블록도이다.
도 3은 본 발명에 따른 전동식 조향 시스템의 제어 로직을 설명하기 위한 블록도이다.
도 4는 본 발명에서 MDPS 출력 제한을 위해 적용될 수 있는 출력 제한값의 일례를 나타내는 도면이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명하기로 한다.
본 발명은 전동모터의 구동력을 이용하여 운전자의 조타력을 보조하는 전동식 조향 시스템(MDPS)의 제어방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 시스템 내 신호 이상이나 고장 발생시에 동작하는 출력 제한 모드에서 운전자의 성향이나 조타 상황에 따른 능동적인 출력 제한이 수행될 수 있도록 한 전동식 조향 시스템의 제어 방법에 관한 것이다.
상기 출력 제한 모드는 페일 세이프 동작 모드, 즉 시스템 이상시 동작하는 안전 모드 중 응급 회피의 목적과 더불어 운전자에게 시스템 이상을 인지시키기 위한 경고의 목적으로 전동식 조향 시스템의 출력(MDPS 모터의 출력)을 차속에 따른 출력 제한값으로 제한하는 모드이며, 운전자에게 조타시 전동식 조향 시스템의 출력 제한이 이루어짐을 조향휠을 통해(조타감을 통해) 인지시킴으로써 차량을 안전한 장소로 이동시켜 점검할 수 있도록 유도하게 된다.
본 발명에서 시스템 이상은 토크센서의 고장, 보다 상세하게는 토크센서로부터 출력되는 토크 신호의 이상이 발생한 상황을 의미하는 것이 될 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 제어 과정을 수행하는 전동식 조향 시스템의 구성을 나타내는 블록도로서, 조향휠의 조향각(컬럼 입력각)을 검출하는 조향각센서(11), 조향휠을 통해 입력되는 조향토크(조향휠토크,컬럼토크)를 검출하는 토크센서(12), 차량 속도를 검출하는 차속센서(13), 제어기(20), 모터 구동부(31), MDPS 모터(32), 경고부(33)를 포함한다.
여기서, 상기 조향각센서(11)로부터 출력되는 조향각 신호로부터는 미분 신호가 취해져 조향각속도 정보가 취득될 수 있다.
이와 함께 제어기(MDPS ECU)(20)는 소정의 MDPS 로직에 따라 조향각, 조향각속도, 조향토크 등의 운전자 조향 입력 정보와 차속 등의 차량 상태 정보에 기초한 출력토크를 결정하고, 상기 결정된 출력토크가 MDPS 모터(32)로부터 출력될 수 있도록 모터 구동부(31)를 통해 MDPS 모터(32)에 인가되는 전류를 제어하게 된다.
이로써 MDPS 모터(32)에서는 운전자 조타력을 보조하기 위한 토크, 즉 운전자 조향 입력 정보와 차량 상태 정보에 기초한 조타력 보조 토크가 출력될 수 있게 된다.
상기 모터 구동부(31)는 차량에 구비된 배터리로부터 공급되는 전원을 이용하여 MDPS 모터(32)를 구동시키기 위한 것으로, 제어기(20)의 제어신호에 따라 전동식 조향 시스템의 출력, 즉 MDPS 모터(32)의 구동 및 출력을 제어하는 인버터(미도시)를 포함하는 구성이 될 수 있다.
상기 인버터는 복수 개의 스위칭 소자를 가지는 파워 모듈을 포함하고, 제어기(20)의 제어신호에 따라 파워 모듈 내 스위칭 소자가 턴온 또는 턴오프되어 배터리로부터 공급되는 직류 전원을 모터 구동을 위한 3상 교류 전원으로 변환하여 MDPS 모터(32)에 인가한다.
또한, 경고부(33)는 기본적으로 후술하는 출력 제한 모드 및 수동 모드의 진입을 운전자에게 경고해주기 위한 구성부로서, 차량에 구비되어 있는 통상의 HMI(Human Machine Interface)가 될 수 있다.
이때, HMI는 제어기(20)가 출력하는 제어신호에 따라 작동하게 되며, 전동식 조향 시스템의 정상 제어 모드와 출력 제한 모드, 수동 모드 중 현재의 제어 모드를 운전자에게 알려주도록 구비될 수 있다.
일례로, HMI는 차량 클러스터 내 경고등이 될 수 있으며, 정상 제어 모드에서 경고등이 소등되나, 출력 제한 모드와 수동 모드로 진입한 경우 제어기(20)의 제어신호에 따라 경고등이 점등되거나 점멸 작동하도록 구비될 수 있다.
그 밖에 경고부(33)는 출력 제한 모드와 수동 모드 진입시 경고음을 발생시켜 출력하는 경고음 발생장치(예, 부저 등)를 포함하는 것이 될 수 있다.
도 2는 본 발명에 따른 전동식 조향 시스템의 제어 모드를 나타내는 블록도이다.
도시된 바와 같이, 전동식 조향 시스템의 제어 모드는 운전자 조향 입력에 따른 정상적인 시스템 출력이 이루어지는 정상 제어 모드와, 응급 회피 및 고장 경고를 위한 출력 제한 모드, 및 조타 보조력을 발생시키지 않는 수동 모드로 구분되며, 시스템 내 신호 및 상태에 대한 이상 유무를 진단하여 진단 결과에 따라 모드가 선택된다.
알려진 바와 같이, 조향 시스템의 토크센서(12)는 운전자 조타시 조향휠을 통해 입력되는 조향토크(조향휠토크,컬럼토크)를 검출하는 센서로서, 통상 두 개의 토크 신호(TQ1,TQ2)를 출력하도록 되어 있다.
또한, 상기 토크센서(12)에 대한 고장 진단 과정은 공지의 과정으로서, 상기 두 토크 신호의 이상 여부를 확인하여 토크센서(12)의 고장 유무를 판단하며, 고장 진단 과정을 통해 토크센서(12)가 정상임을 판단한 경우 정상적인 출력값의 조타 보조력을 발생시키는 정상 제어 모드가 수행된다.
반면, 실시예에서 토크센서(12)의 두 토크 신호 중 어느 하나에 이상이 있는 경우 출력 제한 모드로 진입하도록 설정될 수 있고, 두 토크 신호에 모두 이상이 있는 경우 수동 모드로 진입하도록 설정될 수 있다.
상기 출력 제한 모드에서는 전동식 조향 시스템의 출력, 즉 MDPS 모터(32)의 출력을 출력추정기(21)에서 결정된 출력 제한값으로 제한하여 제한된 MDPS 모터(32)의 출력으로 운전자 조타력을 보조(assist)게 되며, 동시에 차량 내 경고부(HMI)(33)를 작동시켜 고장 상황을 경고해주게 된다.
또한, 수동 모드에서는 MDPS 모터(32)의 구동 및 제어를 중지하여 MDPS 출력(모터 출력)이 이루어지지 않도록 하며, 이때 조타 보조력이 생성되지 않으므로 운전자는 차량 조향을 위해 조타 보조 없이 조향휠을 수동으로 조작해야 한다(운전자 조타력만으로 조향이 이루어짐).
이러한 수동 모드에서도 경고부(HMI)(33)를 작동시켜 고장 상황을 경고해주게 된다.
한편, 본 발명의 제어 방법은 차량 및 운전자의 특성에 대한 MDPS 출력(MDPS 모터 출력)을 모니터링하여 출력 제한 모드를 위한 출력 제한값이 학습되도록 하는 점에 주된 특징이 있다.
또한, 출력 제한 모드 동안 운전자의 회피 조타 등과 같은 급조타 상황이 감지되면 차량 안전을 위해 출력 제한 모드의 학습된 출력 제한값보다 더 큰 별도의 출력 제한값을 적용하여 운전자 조타력 보조를 위한 MDPS 출력을 출력 제한 모드에 비해 증가시키고, 이를 통해 위험 상황을 피하기 위한 회피 조타가 원활히 이루어질 수 있도록 한다.
도 3은 본 발명에 따른 전동식 조향 시스템의 제어 로직을 설명하기 위한 블록도로서, 제어기(MDPS ECU)(20)가 정상 제어 모드 조건을 만족하는 것으로 판단한 경우, 예를 들어 소정의 고장 진단 과정에서 토크센서(12)가 정상 상태(토크 신호의 정상)인 것으로 판단한 경우, 통상의 MDPS 로직에 따라 결정된 출력토크로 MDPS 모터(32)의 구동을 제어하여 모터 출력에 의한 정상적인 조타력 보조가 이루어지도록 한다.
상기와 같이 정상 제어 모드로 조향 시스템의 제어가 이루어지는 동안 제어기(20) 내 출력추정기(21)는 MDPS 로직에 따라 결정되는 정상 제어 모드의 출력토크값(MDPS 정상 출력값), 차속센서(13)에 의해 검출되는 차속, 토크센서(12)에 의해 검출되는 조향토크, 조향각센서(11)의 신호로부터 구해지는 조향각속도 정보를 실시간으로 입력받고, 이들 정보를 이용하여 차속에 따른 출력 제한값을 계속해서 실시간 업데이트하게 된다.
즉, 차량 주행 동안의 운전자 조타 성향이 반영될 수 있도록 실시간 정보인 운전자 조향 입력 정보와 차속 정보에 기초하여 구해지는 정상모드의 출력토크값을 이용하여 메모리(22)에 저장되어 있는 출력 제한 테이블(또는 맵) 내 차속별 출력 제한값을 계속해서 재구성 및 업데이트하는 학습이 이루어지는 것이다.
이때, 출력추정기(21)는 차속별로 정상 제어 모드의 출력토크값을 계속해서 누적하여 평균하고, 그 평균값에 미리 정해진 비의 값을 곱하여 출력 제한값을 구하게 된다.
바람직한 실시예에서, 출력 제한값은 정상 출력값의 0.4배(비의 값:0.4, %비율:40%, 즉 정상 출력 100%를 기준으로 40%의 출력)로 구해질 수 있으며, 이때 정상 출력값이 정상 제어 모드에서 누적된 출력토크의 평균값이 되므로, 평균값에 상기 정해진 비의 값인 0.4를 곱한 값으로 출력 제한값이 구해질 수 있다.
본 발명에서 출력 제한값은 차속별로 구해지며, 차속에 따라 출력 제한값이 계속해서 업데이트되어 메모리(22)에 저장되고, 저장된 차속별 출력 제한값은 이후 출력 제한 모드로 진입하였을 때 MDPS의 출력을 제한하기 위한 제한값으로 사용된다.
위에서 누적되는 출력토크의 평균값을 구한 뒤 평균값의 0.4배를 출력 제한값으로 결정함을 설명하였는바, 출력추정기(21)에서 정상모드의 출력토크에 0.4를 곱한 뒤 차속별로 곱한 값을 계속해서 누적하여 그 평균한 값이 출력 제한값으로 결정되도록 하는 것 또한 실시 가능하다.
이와 더불어, 차량 주행 동안 운전자 조타 성향을 반영한 차속별 출력 제한값의 업데이트 및 학습 과정에 있어서, 정해진 샘플링 주기마다 수집되는 데이터를 이용하되, 조향토크가 설정토크 미만이고 조향각속도가 설정각속도 미만인 저속, 저토크 조타 조건일 때, 특정 차속에서 설정시간 동안의 각 샘플링 시점마다 구해져 입력되는 정상 출력토크값 중 최대값을 그 차속에서의 정상 출력값으로 결정하고, 상기 설정시간마다 구해지는 정상 출력값을 차속별로 계속해서 누적하여 그 평균값을 구한 뒤, 평균값으로부터 출력 제한값을 구하여 업데이트한다.
이때, 일례로, 상기 설정토크는 5Nm, 설정각속도는 0.5rps, 샘플링 주기는 20msec로 설정될 수 있고, 상기 설정시간은 5sec로 설정될 수 있다.
도 4는 MDPS 출력 제한을 위해 적용될 수 있는 출력 제한값의 일례를 나타내는 도면으로, 차속에 따라 업데이트되는 출력 제한값의 예를 보여주고 있다.
출력 제한값은 제한이 이루어지는 차속별 특정 토크값으로 정해질 수 있으나, 제한이 이루어지는 그 토크값을 내기 위해 모터에 인가되는 차속별 모터 전류로 정해질 수도 있다.
이를 전동식 조향 시스템의 최대 출력(MDPS 모터 최대 출력)에 대한 차속별 제한 출력의 비율로 나타내면 도 4와 같으며, 도 4는 MDPS 최대 출력(MPPS 모터의 최대 출력토크)에 해당하는 모터 전류를 100으로 하여 차속별 출력 제한값(제한된 출력값)에 해당하는 모터 전류의 %비율을 나타내고 있다.
통상의 전동식 조향 시스템(MDPS)에서 정상 제어 모드의 출력(MDPS 모터의 정상 출력) 범위가 차속에 따라 최대 출력의 20% 내지 30%의 출력이라면, 출력 제한 모드에서 전동식 조향 시스템의 출력은 정상 출력의 0.4배, 즉 8% 내지 12%의 범위 내로 제한된다.
물론, 출력 제한 모드에서는 전동식 조향 시스템의 차속별 출력 제한값(업데이트되는 값임)이 설정되어 현재의 차속에 해당하는 출력 제한값으로 전동식 조향 시스템의 출력이 이루어지도록 하는 출력 제한이 실시된다.
이때, 전술한 바와 같이, 차량 주행 중 전동식 조향 시스템의 정상 제어 모드가 수행되는 동안 조향휠의 저속 저토크 조타 조건에서 사용된 시스템 출력값을 모니터링하여 차속별로 운전자 조타 성향이 반영된 출력 제한값을 지속적으로 재구성 및 업데이트하게 된다.
즉, 최종 업데이트된 출력 제한값으로 출력 제한 모드에서의 시스템 출력이 이루어지도록 하는 것이며, 차량 시동 오프시(MDPS 오프시) 업데이트된 출력 제한 학습값은 제어기(20) 내 메모리(22)에 저장된 뒤 이후 차량 운행에서 업데이트되거나 사용된다.
한편, 전동식 조향 시스템의 정상 제어 모드 동안 상기한 데이터 수집 및 업데이트 과정이 수행되다가, 토크센서(12)의 고장(토크 신호 이상)이 검출되어 출력 제한 모드로 진입하면, 최종 업데이트된 차속별 출력 제한값으로 전동식 조향 시스템의 출력을 제한하는데, 출력 제한 모드에서는 운전자가 조향휠을 조작할 때 제어기(20)가 차속센서(13)에 의해 검출된 현재 차속에 해당하는 출력 제한값을 결정하여 출력 제한값에 해당하는 시스템 토크 출력이 이루어지도록 MDPS 모터(32)의 구동을 제어하게 된다.
이와 같이 출력 제한 모드가 수행되는 동안에는 운전자 조타 보조를 위한 시스템 출력이 상기 제한값으로 제한되므로 조향휠을 통해 느끼는 조타감으로 운전자가 출력 제한 모드의 진입을 인지할 수 있게 되고, 경고부(33)의 경고 작동을 통해서도 출력 제한 모드의 진입을 인지할 수 있게 된다.
또한, 출력 제한 모드에서는 제한된 조타 보조력을 생성하므로 정상 제어 모드와 비교할 때 운전자가 큰 힘으로 조향휠을 조작해야 하는바, 출력 제한 모드에서 위험 상황을 피하기 위한 회피 조타가 어려울 수 있다.
이를 고려하여, 본 발명에서는 출력 제한 모드 동안 회피 조타 등과 같은 급조타 상황이 감지되면 출력 제한 모드의 학습된 차속별 출력 제한값보다 더 큰 별도의 출력 제한값을 적용하여 운전자 조타력 보조를 위한 MDPS 출력을 증가시킨다.
바람직한 실시예에서, 제어기(20)는 출력 제한 모드 동안 조향각속도가 미리 정해진 기준값 이상인 경우 급조타 상황인 것으로 판단하여 학습된 차속별 출력 제한값으로부터 현재 차속에 해당하는 예외 처리값을 구하고, 상기 예외 처리값의 출력이 이루어지도록 MDPS 모터(32)를 구동시킨다.
여기서, 조향각속도는 조향각을 시간에 대해 미분한 값으로 정의되는바, 조향휠 조작시 조향각속도 신호가 조향각 신호를 시간에 대해 미분한 신호로 취해질 수 있고, 따라서 조향각센서(11)의 조향각 신호로부터 조향각속도가 취득될 수 있다.
상기 예외 처리값은 현재 차속에 해당하는 출력 제한값의 1.5배(비의 값:1.5, %비율:150%, 즉 출력 제한값 100%를 기준으로 150%의 출력)로 구해질 수 있으며, 출력 제한값의 1.5배로 계산된 예외 처리값이 정상 제어 모드의 동일 차속의 출력값(MDPS 로직으로부터 구해진 출력값)을 넘어서게 되면 출력 제한 없이 정상 제어 모드의 출력값으로 전동식 조향 시스템의 출력(모터 출력)이 이루어질 수 있도록 한다.
이상으로 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였는바, 본 발명의 권리범위가 이에 한정되는 것이 아니며, 다음의 특허청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당 업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 포함된다.
11 : 조향각센서
12 : 토크센서
13 : 차속센서
20 : 제어기
21 : 출력추정기
22 : 메모리
31 : 모터 구동부
32 : MDPS 모터
33 : 경고부(HMI)

Claims (11)

  1. 운전자 조향 입력 정보와 차량 상태 정보에 기초하여 구해지는 정상 출력토크값으로 전동식 조향 시스템의 출력을 제어하는 정상 제어 모드와, 전동식 조향 시스템의 신호 이상 또는 고장 검출시 현재의 주행 차속에 따라 차속별 정해진 출력 제한값으로 전동식 조향 시스템의 출력을 제한하는 출력 제한 모드를 가지는 전동식 조향 시스템의 제어 방법에 있어서,
    정상 제어 모드 동안 운전자의 조향휠 조작시 구해지는 정상 출력토크값 데이터를 수집하고, 수집되는 정상 출력토크값 데이터를 이용하여 출력 제한 모드에서 사용될 차속별 출력 제한값을 실시간 업데이트하며,
    출력 제한 모드 진입 후 최종 업데이트된 차속별 출력 제한값을 이용하여 주행 차속에 따라 전동식 조향 시스템의 출력을 제한하고,
    상기 출력 제한 모드 동안 운전자의 조향휠 조작시 조향각속도가 미리 정해진 기준값 이상인 급조타를 감지하는 경우 차속별 출력 제한값으로부터 현재 차속에 해당하는 예외 처리값을 구하고, 상기 예외 처리값으로 전동식 조향 시스템의 출력이 이루어지도록 하는 것을 특징으로 하는 전동식 조향 시스템의 제어 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 정상 제어 모드 동안 수집되는 정상 출력토크값을 차속별로 누적하여 평균값을 구하고 그 평균값에 정해진 비의 값을 곱한 출력 제한값으로 메모리에 저장된 차속별 출력 제한값을 업데이트하는 것을 특징으로 하는 전동식 조향 시스템의 제어 방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 정상 제어 모드 동안 수집되는 정상 출력토크값에 정해진 비의 값을 곱한 뒤 곱한 값을 차속별로 누적하여 그 평균한 값으로 메모리에 저장된 차속별 출력 제한값을 업데이트하는 것을 특징으로 하는 전동식 조향 시스템의 제어 방법.
  4. 청구항 2 또는 청구항 3에 있어서,
    상기 비의 값으로 0.4가 설정된 것을 특징으로 하는 전동식 조향 시스템의 제어 방법.
  5. 청구항 2 또는 청구항 3에 있어서,
    상기 정상 출력토크값은 정상 제어 모드에서 조향각속도가 설정각속도 미만이고 조향토크가 설정토크 미만인 저속 및 저토크 조타 조건에서 구해지는 출력토크값인 것을 특징으로 하는 전동식 조향 시스템의 제어 방법.
  6. 청구항 2 또는 청구항 3에 있어서,
    현재 차속에서 설정시간 동안의 각 샘플링 시점마다 구해진 정상 출력토크값 중 최대값이 그 차속에서의 정상 출력토크값으로 구해지는 것을 특징으로 하는 전동식 조향 시스템의 제어 방법.
  7. 청구항 1에 있어서,
    토크센서에 대한 고장 진단 과정에서 토크센서가 출력하는 두 토크 신호의 이상 여부를 확인하여 상기 두 토크 신호 중 어느 하나에 이상이 있는 경우 상기 최종 업데이트된 차속별 출력 제한값을 이용하여 전동식 조향 시스템의 출력을 제한하는 출력 제한 모드가 수행되는 것을 특징으로 하는 전동식 조향 시스템의 제어 방법.
  8. 삭제
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 예외 처리값은 현재 차속에 해당하는 출력 제한값에 정해진 비의 값을 곱한 값으로 계산되는 것을 특징으로 하는 전동식 조향 시스템의 제어 방법.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 비의 값으로 1.5가 설정된 것을 특징으로 하는 전동식 조향 시스템의 제어 방법.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 예외 처리 값이 현재 차속에서의 정상 출력토크값보다 큰 경우 상기 현재 차속에서의 정상 출력토크값으로 전동식 조향 시스템의 출력이 이루어지도록 하는 것을 특징으로 하는 전동식 조향 시스템의 제어 방법.



KR1020150079589A 2015-06-05 2015-06-05 전동식 조향 시스템의 제어 방법 KR101704208B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150079589A KR101704208B1 (ko) 2015-06-05 2015-06-05 전동식 조향 시스템의 제어 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150079589A KR101704208B1 (ko) 2015-06-05 2015-06-05 전동식 조향 시스템의 제어 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20160143210A KR20160143210A (ko) 2016-12-14
KR101704208B1 true KR101704208B1 (ko) 2017-02-07

Family

ID=57575429

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150079589A KR101704208B1 (ko) 2015-06-05 2015-06-05 전동식 조향 시스템의 제어 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101704208B1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115009357B (zh) * 2022-06-30 2023-11-07 北京主线科技有限公司 车辆转向检测控制系统、方法、电子设备及存储介质

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012144101A (ja) * 2011-01-07 2012-08-02 Honda Motor Co Ltd 電動パワーステアリング装置
JP2013256276A (ja) * 2012-06-08 2013-12-26 Hyundai Motor Co Ltd 電動式パワーステアリングシステムの故障制御方法及び装置

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20120070074A (ko) * 2010-12-21 2012-06-29 두산인프라코어 주식회사 전동식 조향장치 제어 시스템 및 그를 이용한 전동식 조향장치의 조향속도에 따른 운전자 경고 및 차속제어 방법
KR101903965B1 (ko) * 2011-08-18 2018-10-04 현대모비스 주식회사 전동식 조향 시스템의 조향 제어 방법

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012144101A (ja) * 2011-01-07 2012-08-02 Honda Motor Co Ltd 電動パワーステアリング装置
JP2013256276A (ja) * 2012-06-08 2013-12-26 Hyundai Motor Co Ltd 電動式パワーステアリングシステムの故障制御方法及び装置

Also Published As

Publication number Publication date
KR20160143210A (ko) 2016-12-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6608919B2 (ja) パワーステアリングにおける運転支援機能の安全確保
US10435063B2 (en) System and method for determining vehicle steering misalignment
US20170151950A1 (en) Driving mode switching system and method for automobile
JP4449790B2 (ja) 電動パワーステアリング装置
JP6602398B2 (ja) 操舵制御装置
US9604667B2 (en) Method of detecting deviation of travel path of a vehicle
CN104769655A (zh) 驾驶辅助装置及驾驶辅助方法
KR20210073705A (ko) 자율주행차량의 고장에 따른 차량 제어 시스템 및 방법
JPH09160643A (ja) 車両用診断システム
US9037351B2 (en) Steering control device
CN111169474B (zh) 一种自主式紧急转向避让辅助装置及方法
KR101935055B1 (ko) 스마트 전기자동차 및 이의 운용방법
JP2013242727A (ja) 車両用センサ値推定装置及び車両用センサ値推定方法
KR101704208B1 (ko) 전동식 조향 시스템의 제어 방법
CN112644584B (zh) 一种车辆后轮转向控制系统及方法
CN109421792B (zh) 用于解决车辆电源问题的eps控制设备及方法
KR102335528B1 (ko) 타이어 파열 감지 및 긴급 조향 어시스트 시스템 및 방법
JPH06286535A (ja) 車両用制御装置の故障診断装置
JP2005193834A (ja) 電動パワーステアリング装置の制御装置
KR100835197B1 (ko) 전동식 파워 스티어링 시스템에서의 페일 세이프 제어방법
JP2005271860A (ja) 電動パワーステアリング装置の制御装置
CN114379648B (zh) 一种横向辅助驾驶方法及装置
WO2022045242A1 (ja) パワーステアリング制御装置、及びパワーステアリング制御方法
CN113442905B (zh) 底盘不平衡故障的监控方法、转向控制系统及汽车
KR101903965B1 (ko) 전동식 조향 시스템의 조향 제어 방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20191219

Year of fee payment: 4