KR101875490B1 - 전동 파워 스티어링 장치 - Google Patents

전동 파워 스티어링 장치 Download PDF

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Abstract

전륜 좌우 차륜속으로부터 전륜 추정 타각을 산출하고, 후륜 좌우 차륜속으로부터 후륜 추정 타각을 산출하고, 전륜 추정 타각과 후륜 추정 타각을 이용하여 4륜 추정 타각을 산출함과 아울러, 전륜 추정 타각, 후륜 추정 타각 및 차속을 이용하여 또는 그것에 주행 조건을 이용하여 4륜 추정 타각의 정확도를 보정 또는 4륜 추정 타각을 사용한 제어의 출력을 보정함으로써, 부정 출력을 방지하는 전동 파워 스티어링 장치를 제공한다.
조타 토크를 검출하는 토크 센서와, 전류 지령값을 연산하는 전류 지령값 연산부와, 스티어링 기구에 부여하는 조타 보조 토크를 발생하는 모터와, 전류 지령값에 의거하여 모터를 구동 제어하는 모터 제어부를 구비한 전동 파워 스티어링 장치에 있어서, 차량의 주행 상태에 따라 전륜 추정 타각의 전륜 중량(X) 및 후륜 추정 타각의 후륜 중량(Y)을 변화시키고, 전륜 중량(X) 및 후륜 중량(Y)에 의거하여 4륜 추정 타각을 연산하는 타각 추정 연산부를 구비하고 있다.

Description

전동 파워 스티어링 장치
본 발명은 타각 센서를 구비하지 않고, 조타각을 입력하는 제어 기능을 구비한 전동 파워 스티어링 장치에 있어서, 4륜 차륜속 신호로부터 조타각을 추정하여 차량의 주행 상태에 맞추어 조타 추정 타각을 산출함과 아울러, 조타 추정 타각의 정확도를 4륜 차륜속으로부터 판정하고, 조타 추정 타각을 사용한 제어 출력 또는 조타 추정 타각을 보정함으로써 조타 추정 타각을 사용한 제어의 부정 출력을 방지하는 전동 파워 스티어링 장치에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 차륜속으로부터 추정한 조타각을 사용한 핸들 복원(액티브 리턴) 제어 기능을 구비한 전동 파워 스티어링 장치에 관한 것이다.
차량의 스티어링 기구에 모터의 회전력으로 조타 보조력(어시스트력)을 부여하는 전동 파워 스티어링 장치(EPS)는 모터의 구동력을 감속기를 통해서 기어 또는 벨트 등의 전달 기구에 의해, 스티어링 샤프트 또는 랙축에 조타 보조력을 부여하게 되어 있다. 이러한 종래의 전동 파워 스티어링 장치는 조타 보조력의 토크를 정확하게 발생시키기 위해서, 모터 전류의 피드백 제어를 행하고 있다. 피드백 제어는 전류 지령값과 모터 전류 검출값의 차이가 작아지도록 모터 인가 전압을 조정하는 것이고, 모터 인가 전압의 조정은 일반적으로 PWM(펄스폭 변조) 제어의 듀티의 조정으로 행하고 있다.
전동 파워 스티어링 장치의 일반적인 구성을 도 1에 나타내어 설명하면, 핸들(스티어링휠)(1)의 칼럼축(스티어링 샤프트, 핸들축)(2)은 감속 기어(3), 유니버설 조인트(4a 및 4b), 피니언랙 기구(5), 타이로드(6a, 6b)를 거쳐서, 허브 유닛(7a, 7b)을 통해서 조향 차륜(8L, 8R)에 더 연결되어 있다. 또한, 칼럼축(2)에는 토션 바가 개재하여 삽입되어 있고, 토션 바의 비틀림각에 의해 핸들(1)의 조타각(θ)을 검출하는 타각 센서(14), 조타 토크(Th)를 검출하는 토크 센서(10)가 설치되어 있고, 핸들(1)의 조타력을 보조하는 모터(20)가 감속 기어(3)를 통해서 칼럼축(2)에 연결되어 있다. 전동 파워 스티어링 장치를 제어하는 컨트롤 유닛(ECU)(30)에는 배터리(13)로부터 전력이 공급됨과 아울러, 이그니션키(11)를 거쳐서 이그니션키 신호가 입력된다. 컨트롤 유닛(30)은 토크 센서(10)에서 검출된 조타 토크(Th)와 차속 센서(12)에서 검출된 차속(Vel)에 의거하여 어시스트(조타 보조) 지령의 전류 지령값의 연산을 행하고, 전류 지령값에 보상 등을 실시한 전압 제어값(Vref)에 의해 모터(20)에 공급하는 전류를 제어한다. 또한, 차속(Vel)은 CAN(Controller Area Network) 등으로부터 수신하는 것도 가능하다.
또한, 타각 센서(14)는 필수적인 것이 아니라, 설치되어 있지 않아도 좋고, 또한 모터(20)에 연결된 리졸버 등의 회전 센서로부터 조타각을 취득하는 것도 가능하다.
컨트롤 유닛(30)에는 차량의 각종 정보를 수수하는 CAN(Controller Area Network)(40)이 접속되어 있고, 차속(Vel)은 CAN(40)으로부터 수신하는 것도 가능하다. 또한, 컨트롤 유닛(30)에는 CAN(40) 이외의 통신, 아날로그/디지털 신호, 전파 등을 수수하는 비CAN(41)도 접속 가능하다.
컨트롤 유닛(30)은 주로 CPU(MPU나 MCU 등도 포함)로 구성되지만, 그 CPU 내부에 있어서 프로그램에서 실행되는 일반적인 기능을 나타내면 도 2와 같다.
도 2를 참조하여 컨트롤 유닛(30)의 기능 및 동작을 설명하면, 토크 센서(10)에서 검출된 조타 토크(Th) 및 차속 센서(12)(또는 CAN(40))로부터의 차속(Vel)은 전류 지령값 연산부(31)에 입력되고, 전류 지령값 연산부(31)는 어시스트맵을 이용하여 차속(Vel)을 파라미터로 하는 전류 지령값(Iref1)을 연산한다. 연산된 전류 지령값(Iref1)은 전류 제한부(33)에서 상한값이 제한되고, 제한된 전류 지령값(Iref2)이 감산부(33)에 입력된다. 감산부(34)는 전류 지령값(Iref2)과 피드백되어 있는 모터 전류(Im)의 편차(Iref3)(=Iref2-Im)를 구하고, 편차(Iref3)는 전류 제어부(35)에서 PI 제어 등을 실시하고, 전압 제어값(Vref)이 PWM 제어부(36)에 입력되어 듀티를 연산하여 인버터(37)을 통해서 모터(20)를 PWM 구동한다. 모터(20)의 모터 전류(Im)는 모터 전류 검출기(38)에서 검출되고, 감산부(34)에 피드백된다.
종래의 유압 파워 스티어링 장치와 비교하여, 이러한 전동 파워 스티어링 장치는 모터와 기어를 탑재하고 있기 때문에 마찰이 크고, 교차점 등에 있어서 구부러진 후의 핸들 복원이 열악하다는 문제가 있다. 교차점에서의 핸들 복원을 개선시키 위해서, 일본 특허 제3551147호 공보(특허문헌 1)에 나타내는 바와 같이, 타각 센서를 사용하여 조타각에 의거하여 핸들을 복원하는 제어가 보급되고 있다. 즉, 도 3은 특허문헌 1에 기재된 장치의 개략적인 구성을 나타내고 있고, 타각(θ), 타각속도(ω) 및 차속(Vel)에 의거하여 핸들 복원 전류(HR)를 연산하는 핸들 복원 제어부(32)가 설치되어 있고, 연산된 핸들 복원 전류(HR)를 가산부(32A)에서 전류 지령값(Iref1)에 가산하고, 핸들 복원 전류(HR)로 보정된 전류 지령값(Iref4)을 전류 제한부(33)에 입력하도록 하고 있다. 그러나, 특허문헌 1의 장치에서는 타각 센서 탑재에 의해 비용 상승이 되기 때문에, 타각 센서를 필요로 하지 않는 핸들 복원 제어가 요구되고 있다.
이 때문에, 타각 센서가 아니라 차륜속을 이용하여 핸들 복원을 제어하도록 한 전동 파워 스티어링 장치가 제안되고 있다(일본 특허 제3525541호 공보(특허문헌 2)). 그러나, 특허문헌 2에 기재된 전동 파워 스티어링 장치에 있어서는 좌우 차륜속 신호로부터 추정한 조타각에 의거하여 핸들 복원 제어를 행하기 때문에, 눈길 등에서 차량 슬립이 발생한 경우에 조타각을 오추정하여 운전자가 의도하지 않는 방향으로 핸들이 움직여버리는 등의 과제가 있다.
또한, 후륜 좌우 차륜속 신호로부터 추정한 조타각과 타각 센서값을 비교하여, 차이가 역치 이상인 경우는 추정된 타각을 사용한 제어의 제어 출력을 저하시키는(부정 출력을 방지) 전동 파워 스티어링 장치가 알려져 있다(일본 특허 제4671435호 공보(특허문헌 3)).
일본 특허 제3551147호 공보 일본 특허 제3525541호 공보 일본 특허 제4671435호 공보
그러나, 특허문헌 3에 기재된 장치에 있어서는 타각 센서를 필요로 하기 때문에, 비용 상승이 생겨버리는 문제가 있다.
본 발명은 상술한 바와 같은 사정으로 이루어진 것이고, 본 발명의 목적은 전륜 좌우 차륜속으로부터 전륜 추정 타각을 산출하고, 후륜 좌우 차륜속으로부터 후륜 추정 타각을 산출하고, 전륜 추정 타각, 후륜 추정 타각 및 차속을 이용하여, 또는 전륜 추정 타각, 후륜 추정 타각, 차속 및 주행 조건(가감속 주행, 험로 주행 등)을 이용하여 4륜 추정 타각을 산출함과 아울러, 전륜 추정 타각 및 후륜 추정 타각, 4륜 차륜속을 이용하여 4륜 추정 타각의 정확도를 보정 또는 4륜 추정 타각을 사용한 제어의 출력을 보정함으로써, 타각 센서를 필요로 하지 않고 부정 출력을 방지하도록 한 고성능한 전동 파워 스티어링 장치를 제공하는 것이다.
본 발명은 차량의 스티어링 기구에 입력되는 조타 토크를 검출하는 토크 센서와, 적어도 상기 조타 토크에 의거하여 전류 지령값을 연산하는 전류 지령값 연산부와, 상기 스티어링 기구에 부여하는 조타 보조 토크를 발생하는 모터와, 상기 전류 지령값에 의거하여 상기 모터를 구동 제어하는 모터 제어부를 구비한 전동 파워 스티어링 장치에 관한 것이고, 본 발명의 상기 목적은 상기 차량의 주행 상태에 따라 전륜 추정 타각의 전륜 중량(X) 및 후륜 추정 타각의 후륜 중량(Y)을 변화시키고, 상기 전륜 중량(X) 및 상기 후륜 중량(Y)(X+Y=1.0)에 의거하여 4륜 추정 타각을 연산하는 타각 추정 연산부를 구비하고 있음으로써 달성된다.
또한, 본 발명의 상기 목적은 상기 차량의 주행 상태가 가감속 주행이고, 차속으로부터 가감속 추정값을 연산하는 가감속 연산부와, 상기 가감속 추정값에 의거하여 상기 전륜 중량(X) 및 상기 후륜 중량(Y)을 산출하는 가감속 감응 테이블을 구비하고 있음으로써, 또는 상기 가감속 연산부가 상기 차속을 미분하는 미분부 또는 상기 차속의 과거값을 유지하는 메모리 유닛 및 현재값으로부터 상기 과거값을 감산하는 감산부로 구성되어 있음으로써, 또는 상기 가감속 감응 테이블이 상기 가감속 추정값의 0 부근에서는 상기 전륜 중량(X) 및 상기 후륜 중량(Y)을 동등하게 하고 감속시 및 가속시에 상기 전륜 중량(X)을 크게 하고 있음으로써, 또는 상기 차량의 주행 상태가 험로 주행이고, 상기 차량의 4륜 차륜속으로부터 노면 추정값을 연산하는 노면 추정값 연산부와, 상기 노면 추정값에 의거하여 상기 전륜 중량(X) 및 상기 후륜 중량(Y)을 산출하는 노면 추정값 감응 테이블을 구비하고 있음으로써, 또는 상기 노면 추정 연산부가 상기 4륜 차륜속으로부터 각 차륜에 있어서의 차속의 변화를 산출하고, 최대 가감속으로부터 험로를 주행하고 있다고 판정하여 상기 노면 추정값을 산출하도록 되어 있음으로써, 또는 상기 노면 추정값 감응 테이블이 상기 노면 추정값의 0 부근에서는 상기 전륜 중량(X) 및 상기 후륜 중량(Y)을 동등하게 하고 상기 노면 추정값의 소정값 이상에 있어서 상기 후륜 중량(Y)을 크게 하고 있음으로써, 또는 상기 차량의 주행 상태가 슬라럼 조타 주행이고, 모터 각속도 추정값으로부터 상기 전륜 중량(X) 및 상기 후륜 중량(Y)을 산출하는 조타 각속도 감응 테이블을 구비하고 있음으로써, 또는 상기 조타 각속도 감응 테이블이 상기 모터 각속도 추정값이 작은 영역에서는 상기 전륜 중량(X) 및 상기 후륜 중량(Y)을 동등하게 하고 상기 모터 각속도 추정값이 소정값 이상으로 클 때에 상기 전륜 중량(X)을 크게 하고 있음으로써, 또는 상기 차량의 주행 상태가 가감속 주행, 험로 주행, 슬라럼 조타 주행이고, 상기 가감속 주행에서 산출된 4륜 추정 타각(θest1), 상기 험로 주행에서 산출된 4륜 추정 타각(θest2), 상기 슬라럼 조타 주행에서 산출된 4륜 추정 타각(θest3)의 평균값을 상기 4륜 추정 타각으로 함으로써, 또는 상기 4륜 추정 타각(θest1, θest2 및 θest3)에 각각 중량(Xt, Yt 및 Zt)(Xt+Yt+Zt=1.0)을 가함으로써 보다 효과적으로 달성된다.
(발명의 효과)
본 발명에 따른 전동 파워 스티어링 장치에 의하면, 전륜 좌우 차륜속으로부터 전륜 추정 타각을 산출하고, 후륜 좌우 차륜속으로부터 후륜 추정 타각을 산출하고, 전륜 추정 타각 및 후륜 추정 타각, 차량의 주행 상태를 이용하여 4륜 추정 타각을 산출함과 아울러, 전륜 추정 타각과 후륜 추정 타각, 4륜 차륜속을 이용하여 4륜 추정 타각의 정확도를 보정 또는 4륜 추정 타각을 사용한 제어의 출력을 보정하고 있다.
이에 따라, 타각 센서를 필요로 하지 않고, 저렴한 구성으로 부정 출력을 방지할 수 있고, 신뢰성이 높은 전동 파워 스티어링 장치를 제공할 수 있다. 특히, 차량의 주행 상태를 이용하여 4륜 추정 타각을 산출하고 있으므로, 각 주행 상태에 있어서 최적인 4륜 추정 타각이 얻어진다.
도 1은 전동 파워 스티어링 장치의 개요를 나타내는 구성도이다.
도 2는 전동 파워 스티어링 장치의 제어계의 구성예를 나타내는 블럭도이다.
도 3은 종래의 핸들 복원 제어 기능을 갖는 전동 파워 스티어링 장치의 제어계의 구성예를 나타내는 블럭도이다.
도 4는 본 발명의 구성예를 나타내는 블럭도이다.
도 5는 타각 추정부의 구성예를 나타내는 블럭도이다.
도 6은 4륜 추정 타각의 추정을 설명하기 위한 도이다.
도 7은 타각 추정을 설명하기 위한 모식도이다.
도 8은 타각 추정 연산부의 가중부의 구성예(실시예 1-1)를 나타내는 블럭도이다.
도 9는 보정 게인 연산부의 구성예를 나타내는 블럭도이다.
도 10은 차량 슬립 판정부의 동작을 설명하기 위한 모식도이다.
도 11은 차량 슬립 판정부의 구성예를 나타내는 블럭도이다.
도 12는 차량 슬립 판정의 동작예를 나타내는 특성도이다.
도 13은 구동륜 슬립 판정부의 동작을 설명하기 위한 모식도이다.
도 14는 구동륜 슬립 판정부의 구성예를 나타내는 블럭도이다.
도 15는 핸들 복원 제어부의 구성예를 나타내는 블럭도이다.
도 16은 타각 감응 테이블의 일례를 나타내는 특성도이다.
도 17은 차속 감응 테이블의 일례를 나타내는 특성도이다.
도 18은 조타 각속도 감응 테이블의 일례를 나타내는 특성도이다.
도 19는 본 발명의 동작예를 나타내는 플로우차트이다.
도 20은 타각 추정 연산부의 동작예를 나타내는 플로우차트이다.
도 21은 보정 게인 연산부의 동작예를 나타내는 플로우차트이다.
도 22는 핸들 복원 제어부의 동작예를 나타내는 플로우차트이다.
도 23은 실차 주행 차량의 각종 주행 상태와 그 경우의 타각 추정 방법의 관점을 응답성으로 한 경우의 우열을 나타내는 도이다.
도 24는 가감속 주행시의 타각 추정부의 구성예(실시예 2-1)를 나타내는 블럭도이다.
도 25는 가감속 연산부의 구성예를 나타내는 블럭도이다.
도 26은 가감속 감응 테이블의 일례를 나타내는 특성도이다.
도 27은 험로 주행시의 타각 추정부의 구성예(실시예 2-2)를 나타내는 블럭도이다.
도 28은 노면 추정 연산부의 구성예를 나타내는 블럭도이다.
도 29는 노면 추정값 감응 테이블의 일례를 나타내는 특성도이다.
도 30은 슬라럼 조타 주행시의 타각 추정부의 구성예(실시예 2-3)를 나타내는 블럭도이다.
도 31은 모터 각속도 감응 테이블의 일례를 나타내는 특성도이다.
도 32는 모든 주행 상태에 대응이 가능한 타각 추정부의 구성예(실시예 2-5)를 나타내는 블럭도이다.
도 33은 도 32의 구성의 변형예(실시예 2-6)를 나타내는 블럭도이다.
본 발명은 전륜 좌우 차륜속으로부터 전륜 추정 타각을 산출하고, 후륜 좌우 차륜속으로부터 후륜 추정 타각을 산출하고, 전륜 추정 타각 및 후륜 추정 타각의 중량을 가감속 주행 등의 주행 상태에 맞추어 변화시켜 4륜 추정 타각을 산출 함과 아울러, 전륜 추정 타각, 후륜 추정 타각, 4륜 차륜속, 차속, 모터 각속도 추정값을 이용하여 4륜 추정 타각의 정확도를 보정 또는 4륜 추정 타각을 사용한 제어 출력을 보정함으로써, 타각 센서를 필요로 하지 않고 부정 출력을 방지하도록 하고 있다.
또한, 상기 기능을 구비한 구성을 핸들 복원(액티브 리턴) 제어에 적용하고 있다.
이하에, 본 발명의 실시형태를 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 이하의 실시형태에서는 본 발명을 핸들 복원 제어에 적용한 예를 설명한다.
도 4는 본 발명의 구성예를 도 3에 대응시켜 나타내고 있고, 차속(Vel), 4륜 차륜속(전륜 좌우 차륜속, 후륜 좌우 차륜속)(Vw) 및 모터 각속도 추정값(ωm)을 입력하고, 4륜 추정 타각(θest) 및 보정 게인(CG)을 연산하는 타각 추정부(100)와, 차속(Vel), 모터 각속도 추정값(ωm), 4륜 추정 타각(θest) 및 보정 게인(CG)을 입력하고, 핸들 복원 제어값(HRC)을 연산하여 출력하는 핸들 복원 제어부(150)와, 전류 지령값(Iref1)에 핸들 복원 제어값(HRC)을 가산하여 보정하는 가산부(160)가 설치되어 있다.
타각 추정부(100)는 도 5에 나타내는 바와 같이 차속(Vel), 4륜 차륜속(Vw) 및 모터 각속도 추정값(ωm)을 입력하고, 4륜 추정 타각(θest), 전륜 추정 타각(θf) 및 후륜 추정 타각(θr)을 연산하여 출력하는 타각 추정 연산부(110)와, 4륜 차륜속(Vw), 전륜 추정 타각(θf) 및 후륜 추정 타각(θr)을 입력하고, 보정 게인(CG)을 연산하는 보정 게인 연산부(120)로 구성되어 있다.
타각 추정 연산부(110)(실시형태 1)는 도 6(A), (B), (C)에 나타내는 바와 같이 전륜 차륜속와 조타각(θ)의 관계식으로부터 전륜 추정 타각(θf)을, 후륜 차륜속와 조타각(θ)의 관계식으로부터 후륜 추정 타각(θr)을 구한다.
타각 추정 연산부(110)에서 4륜 차륜속(Vw)으로부터 전륜 추정 타각(θf)과 후륜 추정 타각(θr), 4륜 추정 타각(θest)를 연산하지만, 전륜 추정 타각(θf)과 후륜 추정 타각(θr)의 산출에 대해서는, 예를 들면 일본 특허 제4167959호 공보에 개시되어 있는 공지의 방법을 사용한다. 도 7에 나타내는 바와 같이, 4륜(fl, fr, rl, rr)의 각 선회 반경을 Rfl, Rfr, Rrl, Rrr로 하고, 전륜(fl, fr)의 타각을 각각 αl, αr로 하고, 차량의 차축 거리를 L로 하고, 차폭을 E로 한다. 또한, 전륜 차축 중앙의 선회 반경을 Rf로 하고, 후륜 차축 중앙의 선회 반경을 Rr로 한다. 그리고, 각 차륜(fl, fr, rl, rr)의 차륜속(차륜 각속도)으로서 좌전륜을 ωfl, 우전륜을 ωfr, 좌후륜을 ωrl, 우후륜을 ωrr로 하면, 차체 중심의 타각(α)과 각 차륜속(ωfl, ωfr, ωrl, ωrr)은 하기 수 1 및 2와 같은 관계를 가진다.
(수 1)
Figure 112018037383388-pct00001
(수2)
Figure 112018037383388-pct00002
또한, 4륜 추정 타각(θest)에 대해서는 하기 수 3과 같이 전륜 추정 타각(θf)과 후륜 추정 타각(θr)의 평균값을 사용함으로써 차륜속 외란에 의한 오추정에 대한 로버스트성을 높일 수 있다.
(수 3)
θest=(θf+θr)/2
또는 상기 평균값 이외에, 4륜 추정 타각(θest)은 차속(Vel)에 따라 전륜 추정 타각(θf)의 전륜 중량(X)과 후륜 추정 타각(θr)의 후륜 중량(Y)을 변화시키고, 가중된 전륜 추정 타각(θf) 및 후륜 추정 타각(θr)의 평균값을 산출하는 것도 가능하다. 이 경우의 수식은 하기 수 4가 된다.
(수 4)
θest=(θf×X+θr×Y)
X+Y=1.0
전륜 추정 타각(θf)의 전륜 중량(X)과 후륜 추정 타각(θr)의 후륜 중량(Y)을 각각 차속(Vel)에 따라 변화시키는 경우의 타각 추정 연산부(110) 내의 가중부의 구성은, 예를 들면 도 8에 나타내게 된다(실시예 1-1). 즉, 차속(Vel)에 감응하여 차속 감응 테이블(111)로부터 전륜 중량(X) 및 후륜 중량(Y)이 "X+Y=1.0"의 관계를 가져서 출력된다. 후륜 중량(Y)은 승산부(112)에서 후륜 추정 타각(θr)과 승산되고, 전륜 중량(X)은 승산부(113)에서 전륜 추정 타각(θf)과 승산된다. 승산부(112 및 113)의 각 승산 결과는 가산부(114)에서 가산되고, 가산값이 4륜 추정 타각(θest)으로서 출력된다.
차속 감응 테이블(111)은, 예를 들면 저차속에 있어서는 X=0.8, Y=0.2로 설정하고, 고차속에 있어서는 선회 주행시에 전륜이 하프 슬립 상태가 되어 추정 정밀도가 저하하기 때문에, X=0.2, Y=0.8과 같이 후륜 추정 타각(θr)의 후륜 중량(Y)을 증가시킨다.
또한, 도 8에서는 전륜 중량(X) 및 후륜 중량(Y)은 선형으로 변화하고 있지만, 비선형으로 변화해도 좋다. 또한, 도 8에서는 차속에 의거하여 전륜 중량(X) 및 후륜 중량(Y)을 변화시키고 있지만, 조타 각속도(실시예 1-2)나 조타 토크(실시예 1-3)에 따라 변화시켜도 좋다.
보정 게인 연산부(120)는 전륜 추정 타각(θf), 후륜 추정 타각(θr) 및 4륜 차륜속(Vw)을 이용하여 차량 슬립 및 구동륜 슬립을 판정하고, 4륜 추정 타각(θest)의 정확도를 보정하기 위해서 보정 게인(CG)을 연산한다. 보정 게인 연산부는 도 9에 나타내는 바와 같이 차량 슬립 판정부(121) 및 구동륜 슬립 판정부(122)로 구성되고, 각각으로부터 산출된 차량 슬립 게인(WSG) 및 구동륜 슬립 게인(DWG)을 승산부(123)에서 승산하고, 승산 결과를 보정 게인(CG)으로서 출력하는 연산을 행한다.
차량 슬립 판정부(121)는, 그립 주행시에는 도 10(A)에 나타내는 바와 같이 전륜 추정 타각(θf)≒후륜 추정 타각(θr)이 되고, 차량이 슬립 상태에서는 도 10(B)에 나타내는 바와 같이 4륜 중 어느 하나의 차륜속이 슬립하고, 전륜 추정 타각(θf)≠후륜 추정 타각(θr)의 차이가 발생하는 특성을 이용하여 차량 슬립을 판정한다. 또한, 차량 슬립 판정부(121)는 도 11에 나타내는 바와 같이 전륜 추정 타각(θf)과 후륜 추정 타각(θr)의 차이의 절대값에 따라 서변량 산출부(121-1)에서 차량 슬립 게인용 서변량(VHJ)을 산출하고, 차량 슬립 게인용 서변량(VHJ)을 출력 제한이 있는 적산부(121-2)를 거쳐서 차량 슬립 게인(WSG)을 증감한다. 전륜 추정 타각(θf)과 후륜 추정 타각(θr)의 차이가 큰 경우에는 급격히 차량 슬립 게인(WSG)을 저하시키고, 전륜 추정 타각(θf)과 후륜 추정 타각(θr)의 차이가 작은 경우에는 서서히 차량 슬립 게인(WSG)을 증가시킨다.
상기 차량 슬립 게인(WSG)의 산출은 차량이 눈길의 커브에서 슬립한 경우(전륜 추정 타각(θf)과 후륜 추정 타각(θr)의 차이가 큰 상태)는 급격히 차량 슬립 게인(WSG)을 저하시켜 직선 주행이 되고, 그립 상태(전륜 추정 타각(θf)과 후륜 추정 타각(θr)의 차이가 작은 상태)가 된 경우에는 서서히 차량 슬립 게인(WSG)을 증가시키는 것을 특징으로 하고 있다.
또한, 차량 슬립 게인용 서변량은 도 12에 나타내는 바와 같이 차속에 따라 변화시킨다. 저속에서는 슬립이 발생하기 어렵기 때문에 |전륜 추정 타각(θf)-후륜 추정 타각(θr)|과 비교하는 역치를 크게 하고, 고속에서는 슬립이 발생하기 쉽기 때문에 |전륜 추정 타각(θf)-후륜 추정 타각(θr)|과 비교하는 역치를 작게 한다. 4륜 추정 타각을 사용하는 제어 기능에 의해 상기 설정은 변경된다. 고속에서는 |전륜 추정 타각(θf)-후륜 추정 타각(θr)|과 비교하는 역치를 크게 할 가능성도 있다.
한편, 구동륜 슬립 판정부(122)는 구동륜 그립 주행시에 도 13(A)에 나타내는 바와 같이 전륜 차륜속(Wf)≒후륜 차륜속(Wr)이 되고, 구동륜이 슬립 상태에서는 도 13(B)에 나타내는 바와 같이 전륜 또는 후륜 등의 구동륜이 슬립하여 전륜 차륜속(Wf)≠후륜 차륜속(Wr)과 같이 차이가 발생하는 특성을 이용하여 구동륜 슬립을 판정한다. 전륜 좌우 차륜속(WFL 및 WFR), 후륜 좌우 차륜속(WRL 및 WRR)의 관계로부터, 전륜 차륜속(Wr)은 하기 수 5, 후륜 차륜속(Wf)은 하기 수 6으로부터 구할 수 있다.
(수 5)
Wf=(WFL+WFR)/2
(수 6)
Wr= (WRL+WRR)/2
또한, 구동륜 슬립 판정부(122)는 도 14에 나타내는 바와 같이 전륜 차륜속(Wf)과 후륜 차륜속(Wr)의 차이에 따라 서변량 산출부(122-1)에서 구동륜 슬립 게인용 서변량(VHD)을 산출하고, 구동륜 슬립 게인용 서변량(VHD)을 출력 제한이 있는 적산부(122-2)를 거쳐서 구동륜 슬립 게인(DWG)을 증감한다. 전륜 차륜속(Wf)와 후륜 차륜속(Wr)의 차이가 큰 경우에는 급격히 구동륜 슬립 게인(DWG)을 저하시키고, 전륜 차륜속(Wf)과 후륜 차륜속(Wr)의 차이가 작은 경우에는 서서히 구동륜 슬립 게인(DWG)을 증가시킨다.
상기 구동륜 슬립 게인(DWG)의 산출은 차량이 눈길에서 급발진한 경우(전륜 차륜속(Wf)과 후륜 차륜속(Wr)의 차이가 큰 상태)는 급격히 구동륜 슬립 게인(DWG)을 저하시키고, 그립 상태(전륜 차륜속(Wf)과 후륜 차륜속(Wr)의 차이가 작은 상태)는 서서히 구동륜 슬립 게인(DWG)을 증가시킨다.
차량 슬립 게인(WSG), 구동륜 슬립 게인(DWG) 함께 정수 설정에 의해, 각 게인의 급격한 변화~완만한 변화를 조정하는 것이 가능해지고, 4륜 추정 타각(θest) 및 4륜 추정 타각(θest)을 사용한 제어 출력을 보정할 때의 응답성을 조정하는 것이 가능해진다.
핸들 복원 제어부(150)는 4륜 추정 타각(θest)과 보정 게인(CG)으로부터 핸들 복원(액티브 리턴) 제어값(HRC)을 연산함과 아울러, 차량 슬립 및 구동륜 슬립시는 핸들 복원(액티브 리턴) 제어값(HRC)을 제한한다. 4륜 추정 타각(θest)에 의거하여 핸들 복원 제어값(HRC)을 연산하기 때문에, 차량 슬립 또는 구동륜 슬립시는 오추정한 4륜 추정 타각(θest)에 의해 의도하지 않은 핸들 복원 제어값(HRC)을 부정 출력한다. 차량 슬립 또는 구동륜 슬립 발생시는 보정 게인(CG)이 저하되어 상기 부정 출력을 제한하는 것이 가능해진다.
핸들 복원 제어부(150)의 구성예는 도 15이고, 4륜 추정 타각(θest)은 도 16에 나타내는 바와 같은 특성을 갖는 타각 감응 테이블(151)에 입력되고, 타각 감응 테이블(151)로부터 출력되는 타각(θ1)은 승산부(154)에 입력된다. 타각 감응 테이블(151)의 특성은 도 16에 나타내는 바와 같이 4륜 추정 타각(θest)의 절대값에 대하여 4륜 추정 타각(θesta)으로부터 점차 커지고, 4륜 추정 타각(θm)에서 피크가 되고, 이후 점차 작아져 4륜 추정 타각(θestb)에서 0이 된다. 또한, 차속(Vel)은 도 17에 나타내는 바와 같은 특성을 갖는 차속 감응 테이블(152)에 입력되고, 차속 감응 테이블(152)의 출력(Vel1)은 승산부(154)에 입력되고, 모터 각속도 추정값(ωm)은 도 18에 나타내는 바와 같은 특성을 갖는 조타 각속도 감응 테이블(153)에 입력되고, 조타 각속도 감응 테이블(153)의 출력(ωm1)은 승산부(155)에 입력된다.
차속 감응 테이블(152)은 도 17에 나타내는 바와 같이, 예를 들면 저속의 차속(Vela)으로부터 급격히 비선형 증가하고, 소정 피크 이후는 서서히 감소하는 특성이다. 또한, 조타 각속도 감응 테이블(153)은 도 18에 나타내는 바와 같이 모터 각속도 추정값(ωm)의 절대값에 대하여, 모터 각속도 추정값(ωma)으로부터 서서히 비선형 증가하는 특성으로 되어 있다.
승산부(154)에서는 출력(θ1 및 Vel1)이 승산되고, 그 승산 결과(θ2)가 승산부(155)에 입력되고, 승산부(155)에서 출력(ωm1)과 승산되고, 그 승산 결과인 기본 제어값(HRa)이 승산부(156)에 입력되어 보정 게인(CG)과 승산된다. 승산부(156)에서 얻어지는 기본 제어값(HRb)은 최대값의 출력 제한을 행하는 출력 제한 처리부(157)에 입력되고, 출력 제한된 핸들 복원 제어값(HRC)이 출력된다.
이러한 구성에 있어서, 우선 전체의 동작예를 도 19의 플로우차트 및 도 4의 구성예를 참조하여 설명한다.
타각 추정부(100)에, 차속(Vel)이 입력되고(스텝 S1), 4륜 차륜속(Vw)이 입력되고(스텝 S2), 모터 각속도 추정값(ωm)이 입력된다(스텝 S3). 이것들의 입력 순서는 적당히 변경 가능하다. 타각 추정부(100)는 입력된 차속(Vel), 4륜 차륜속(Vw) 및 모터 각속도 추정값(ωm)에 의거하여 전륜 추정 타각(θf) 및 후륜 추정 타각(θr)을 연산함과 아울러, 4륜 추정 타각(θest)을 연산하여 출력한다(스텝 S10). 타각 추정부(100)는 보정 게인(CG)을 더 연산하여 출력한다(스텝 S30). 4륜 추정 타각(θest) 및 보정 게인(CG)은 핸들 복원 제어부(150)에 입력되고, 핸들 복원 제어부(150)는 4륜 추정 타각(θest)에 의거하여 핸들 복원 제어값을 연산하고(스텝 S50), 보정 게인(CG)에 의거하여 핸들 복원 제어값을 보정한다(스텝 S70). 핸들 복원 제어값(HRC)은 가산부(160)에서 전류 지령값(Iref1)에 가산된다.
다음에, 타각 추정 연산부(110)에 있어서, 전후륜 추정 타각(θf 및 θr)에 각각 전륜 중량(X) 및 후륜 중량(Y)을 가하는 가중부의 동작예를 도 20의 플로우차트 및 도 8의 구성예를 참조하여 설명한다.
타각 추정 연산부(110)에서는, 우선 전륜 추정 타각(θf)이 연산되고(스텝 S11), 후륜 추정 타각(θr)이 연산된다(스텝 S12). 이 순서는 역이어도 좋다. 가중부의 차속 감응 테이블(111)에는 차속(Vel)이 입력되고(스텝 S13), 차속 감응 테이블(111)은 차속(Vel)에 따른 전륜 중량(X)을 산출함과 아울러(스텝 S14), 후륜 중량(Y)을 산출한다(스텝 S15). 전륜 중량(X)은 승산부(113)에 입력되어, 전륜 추정 타각(θf)과 승산되고(스텝 S16), 승산 결과(θf·X)가 가산부(114)에 가산된다. 또한, 후륜 중량(Y)은 승산부(112)에 입력되어, 후륜 추정 타각(θr)과 승산되고(스텝 S17), 승산 결과(θr·Y)가 가산부(114)에 가산된다. 가산부(114)에서는 각 승산 결과(θf·X 및 θr·Y)를 가산하고, 가산 결과인 4륜 추정 타각(θest)를 출력한다(스텝 S18).
또한, 전륜 중량(X) 및 후륜 중량(Y)의 산출 순서, 승산부(112 및 113)에 있어서의 승산 순서는 적당히 변경 가능하다.
다음에, 보정 게인 연산부(120)의 동작예를 도 21의 플로우차트 및 도 9, 도 11, 도 14의 구성예를 참조하여 설명한다.
보정 게인 연산부(120) 내의 차량 슬립 판정부(121)에는 전륜 추정 타각(θf)이 입력됨과 아울러(스텝 S31), 후륜 추정 타각(θr)이 입력된다(스텝 S32). 차량 슬립 판정부(121)는 서변량 연산부(121-1)에 있어서, 전륜 추정 타각(θf)과 후륜 추정 타각(θr)의 차이의 절대값에 따른 차량 슬립 게인용 서변량(VHJ)을 연산하고(스텝 S33), 출력 제한이 있는 적산부(121-2)에서 제한부의 적산 처리를 행하여 차량 슬립 게인(WSG)을 출력한다(스텝 S34).
보정 게인 연산부(120) 내의 구동륜 슬립 판정부(122)에는 4륜 차륜속(Vw)이 입력되고(스텝 S40), 4륜 차륜속(Vw)에 의거하여 전륜 차륜속(Wf)이 연산됨과 아울러(스텝 S41), 후륜 차륜속(Wr)이 연산된다(스텝 S42). 구동륜 슬립 판정부(122)는 서변량 연산부(122-1)에 있어서, 전륜 차륜속(Wf)과 후륜 차륜속(Wr)의 차이의 절대값에 따른 구동륜 슬립 게인용 서변량(VHD)을 연산하고(스텝 S43), 출력 제한이 있는 적산부(122-2)에서 제한부의 적산 처리를 행하여 구동륜 슬립 게인(DWG)을 출력한다(스텝 S44).
차량 슬립 게인(WSG) 및 구동륜 슬립 게인(DWG)은 승산부(123)에 입력되어, 승산부(123)의 승산 결과를 보정 게인(CG)으로서 출력한다(스텝 S45).
다음에, 핸들 복원 제어부(150)의 동작예를 도 22의 플로우차트 및 도 15의 구성예를 참조하여 설명한다.
우선, 4륜 추정 타각(θest)이 타각 감응 테이블(151)에 입력되고(스텝 S51), 타각 감응 테이블(151)은 4륜 추정 타각(θest)에 따른 타각(θ1)을 출력한다(스텝 S52). 또한, 차속(Vel)은 차속 감응 테이블(152)에 입력되고(스텝 S53), 차속 감응 테이블(152)은 차속(Vel)에 따른 출력(Vel1)을 출력하고(스텝 S54), 승산부(154)에서 타각(θ1)과 승산된다(스텝 S55). 또한, 모터 각속도 추정값(ωm)은 조타 각속도 감응 테이블(153)에 입력되고(스텝 S56), 조타 각속도 감응 테이블(153)은 모터 각속도 추정값(ωm)에 따른 각속도(ωm1)를 출력한다(스텝 S57). 각속도(ωm1)는 승산부(155)에 입력되어, 승산부(154)의 승산 결과(θ2)와 승산 되고(스텝 S58), 승산 결과인 기본 제어값(HRa)이 승산부(156)에 입력된다.
그 후에, 보정 게인 연산부(120)에서 연산된 보정 게인(CG)은 승산부(156)에 입력되고(스텝 S60), 기본 제어값(HRa)과 승산된다(스텝 S61). 승산부(156)의 승산 결과인 기본 제어값(HRb)은 출력 제한 처리부(157)에 입력되어 최대값이 제한된 핸들 복원 제어값(HRC)을 출력하고(스텝 S62), 핸들 복원 제어값(HRC)이 가산부(160)에 입력된다.
상기 실시형태 1에서는 차속(Vel)에 따른 전륜 추정 타각(θf)의 전륜 중량(X) 및 후륜 추정 타각(θf)의 후륜 중량(Y)을 변화시켜 로버스트성을 높이고 있지만, 차속뿐만 아니라 차량의 주행 상태(선회로, 자갈로, 와륵로, 가감속 등)에 따라 전륜 중량(X) 및 후륜 중량(Y)을 더 변화시킴으로써, 보다 정확한 4륜 추정 타각(θest)을 산출할 수 있다.
도 23은 실차 주행 차량의 각종 주행 상태와 그 경우의 타각 추정 방법의 관점을 응답성으로 한 경우의 우열을 나타내는 도이고, 관점이 「응답성」이고, 내용이 「선회로, 고속 슬라럼, 70[㎞/h]」인 경우에는 타각 추정 방법은 전륜 추정 타각 및 전후륜의 평균 추정 타각이 매우 좋고, 후륜 추정은 열악한 평가가 된다. 마찬가지로, 관점이 「자갈로」이고, 내용이 「자갈로, 프리 주행, 30[㎞/h]」인 경우에도 타각 추정 방법은 전륜 추정 타각 및 전후륜의 평균 추정 타각이 매우 좋고, 후륜 추정은 열악한 평가가 된다. 그러나, 관점이 「슬립」이고, 내용이 「자갈로, 슬립 주행, 30[㎞/h]」인 경우에는 타각 추정 방법은 전륜 추정 타각 및 후륜 추정 타각이 열악하고, 전후륜의 평균 추정 타각이 약간 좋은 평가가 된다. 또한, 관점이 「가감속」이고, 내용이 「종합 시험로, 가감속 주행, 0→100→0[㎞/h]」인 경우에는 타각 추정 방법은 후륜 추정 타각이 매우 좋고, 전후륜의 평균 추정 타각이 좋고, 전륜 추정 타각도 약간 좋은 평가가 된다.
이와 같이, 차량의 주행 상태에 따라서 추정 타각의 산출 방법의 우열이 생기므로, 본 발명의 실시형태 2에서는 차량의 주행 상태에 따라 전륜 추정 타각의 전륜 중량(X)과 후륜 추정 타각의 후륜 중량(Y)을 변경하는 구성으로 한다.
가감속 주행에서는 차속(Vel)으로부터 가감속을 추정하고, 가감속에 감응하여 전륜 추정 타각(θf)의 전륜 중량(X) 및 후륜 추정 타각(θr)의 후륜 중량(Y)을 변화시킨다(실시예 2-1). 도 24는 가감속 주행시의 타각 추정 연산부의 가중부의 구성예를 도 8에 대응시켜 나타내는 블럭도이고, 차속(Vel)은 가감속 연산부(200)에 입력되고, 연산된 가감속 추정값(AS)이 가감속 감응 테이블(203)에 입력되어 전륜 중량(X) 및 후륜 중량(Y)이 산출된다. 가감속 연산부(200)는 차속(Vel)으로부터 가감속 추정값(차속 변화량)(AS)을 연산한다. 도 25에 나타내는 바와 같이, 전회값을 유지하는 메모리 유닛(201)을 설치하고, 감산부(202)에서 현재값의 차속(Vel)으로부터 전회값을 감산함으로써 가감속 추정값(AS)을 산출할 수 있다. 차속(Vel)을 미분해도 좋다. 가감속 추정값(AS)은 가감속 감응 테이블(203)에 입력되고, 도 26에 나타내는 바와 같은 특성을 따라 전륜 중량(X) 및 후륜 중량(Y)이 산출된다.
가감속 추정값(AS)=0 부근에서는 전륜 중량(X)과 후륜 중량(Y)을 동등하게 함으로써 전륜 추정 타각(θf)과 후륜 추정 타각(θr)의 평균값으로 하고, 감속시(가감속 추정값(AS)<0) 및 가속시(가감속 추정값(AS)>0)는 전륜 중량(X)을 크게(후륜 중량(Y)을 작게) 함으로써 전륜 추정 타각(θf)을 이용하여 4륜 추정 타각(θest1)을 연산한다.
다음에, 4륜 차륜속(Vw)으로부터 노면 외란을 추정하고, 노면 추정값(RS)에 감응하여 전륜 추정 타각(θf)의 전륜 중량(X) 및 후륜 추정 타각(θr)의 후륜 중량(Y)을 변화시키는 실시예 2-2를 설명한다. 도 27에 나타내는 바와 같이, 4륜 차륜속(Vw)는 노면 추정값 연산부(210)에 입력되고, 노면 추정값 연산부(210)는 4륜 차륜속(Vw)의 평균값에 대한 각 차륜속 차이의 플러스 및 마이너스의 피크값으로부터 험로를 추정한다. 도 28에 나타내는 바와 같이, 4륜 차속은 도 25에서 설명한 바와 같은 메모리 유닛(211~214) 및 감산부(215~218)로 이루어지는 변화량 연산부에서 각 차륜에 있어서의 차속의 변화량을 산출하고, 최대 가감속속으로부터 험로를 주행하고 있다고 판정하여 노면 추정값(RS)을 산출한다. 전회값을 전전회값 등으로 변경하거나 또는 연산 주기를 변경힘으로써 노면 외란에 의한 차륜속 진동 주파수를 조정한다. 노면 추정값 연산부(210)에서는 각 차륜속의 변화량의 절대값으로부터 최대값을 산출하여 노면 추정값(RS)으로 한다.
노면 추정값(RS)은 도 29에 나타내는 바와 같은 특성을 갖는 노면 추정값 감응 테이블(220)에 입력되고, 노면 추정값 감응 테이블(220)에서 전륜 중량(X) 및 후륜 중량(Y)이 산출된다. 즉, 노면 추정값(RS)=0 부근에서는 전륜 중량(X)과 후륜 중량(Y)을 동등하게 함으로써 전륜 추정 타각(θf)과 후륜 추정 타각(θr)의 평균값으로 하고, 노면이 거칠어지고 있는 상태(노면 추정값(RS)=소정값(RS0) 이상 중~대 영역)에서는 후륜 추정 타각(θr)의 후륜 중량(Y)을 크게(전륜 중량(Y)을 작게) 함으로써 후륜 추정 타각을 이용하여 타각 추정값(θest2)을 연산한다.
또한, 모터 각속도 추정값(조타 각속도)(ωm)에 감응하여 전륜 추정 타각 및 후륜 추정 타각의 비율, 즉 전륜 중량(X) 및 후륜 중량(Y)을 변화시키도록 해도 좋다(실시예 2-3). 모터 각속도 추정값(ωm)은 타각속도 센서나 리졸버 각도로부터 산출해도 좋다. 도 30은 그 구성예를 나타내고 있고, 모터 각속도 추정값(ωm)은 모터 각속도 감응 테이블(230)에 입력되고, 모터 각속도감응 테이블(230)은 도 31에 나타내는 바와 같은 특성에 따라 전륜 중량(X) 및 후륜 중량(Y)을 산출한다. 즉, 모터 각속도 추정값(ωm)이 낮은 영역(소정값(ωm0) 미만)에서는 전륜 중량(X)과 후륜 중량(Y)을 동등하게 함으로써 전륜 추정 타각(θf)과 후륜 추정 타각(θr)의 평균값으로 하고, 모터 각속도 추정값(ωm)이 소정값(ωm0) 이상의 높은 영역에서는 전륜 중량(X)을 크게(후륜 중량(Y)을 작게) 함으로써 전륜 추정 타각을 이용하여 타각 추정값(θest3)을 연산한다.
또한, 모터 각속도 추정값이나 타각속도 센서 급변에 의해 모터 각속도 감응 테이블(230)의 출력이 급변할 가능성이 있기 때문에, 입력 신호에 필터나 레이트 리밋 처리를 추가해도 좋다(실시예 2-4).
또한, 모든 주행 상태에 대응하기 위해서, 상기 가감속 주행시의 4륜 타각 추정값(θest1), 험로 속주행시의 4륜 타각 추정값(θest2), 슬라럼 조타 주행시의 4륜 타각 추정값(θest3)을 사용하여, 도 32에 나타내는 바와 같은 구성으로 가감속 주행, 험로 주행, 슬라럼 조타 주행의 각각의 주행 상태별로 연산한 4륜 타각 추정값의 평균값을 사용함으로써 모든 주행 상태에 따른 4륜 추정 타각을 산출해도 좋다(실시예 2-5). 즉, 험로 속주행시의 4륜 타각 추정값(θest2)과 슬라럼 조타 주행시의 4륜 타각 추정값(θest3)을 가산부(241)에서 가산하고, 그 가산 결과인 추정값(θa)을 가산부(240)에서 가감속 주행시의 4륜 타각 추정값(θest1)과 가산하고, 그 가산 결과인 추정값(θb)을 제산부(또는 승산부)(242)에 입력하고, "θb·1/3"의 연산을 하여 4륜 추정 타각(θest4)을 산출한다.
또한, 도 33에 나타내는 바와 같이 가감속 주행시의 4륜 타각 추정값(θest1), 험로 속주행시의 4륜 타각 추정값(θest2), 슬라럼 조타 주행시의 4륜 타각 추정값(θest3)에 각각 중량(Xt, Yt, Zt)(Xt+Yt+Zt=1.0)을 가하고, 그 후에 연산부(248)에서 평균값인 4륜 추정 타각(θest5)을 산출하도록 해도 좋다(실시예 2-6).
또한, 상술에서는 핸들 복원(액티브 리턴) 제어를 예로 들어서 설명했지만, 4륜 추정 타각을 사용하는 것 이외의 제어(차선 일탈을 방지하는 레인 킵 어시스트(Lane Keep Assist), 타각의 방향으로 라이트를 향하는 엑티브 코너 램프(Active corner lamp) 등)에도 적용 가능하다.
1 핸들(스티어링휠) 2 칼럼축(스티어링 샤프트, 핸들축)
10 토크 센서 12 차속 센서
13 배터리 20 모터
31 전류 지령값 연산부 32 핸들 복원 제어부
33 전류 제한부 35 전류 제어부
36 PWM 제어부 37 인버터
100 타각 추정부 110 타각 추정 연산부
111 차속 감응 테이블 120 보정 게인 연산부
121 차량 슬립 판정부 122 구동륜 슬립 판정부
150 핸들 복원(액티브 리턴) 제어부 151 타각 감응 테이블
152 차속 감응 테이블 153 조타 각속도 감응 테이블
200 가감속 연산부 203 가감속 감응 테이블
210 노면 추정값 연산부 220 노면 추정값 감응 테이블
230 모터 각속도 감응 테이블

Claims (12)

  1. 차량의 스티어링 기구에 입력되는 조타 토크를 검출하는 토크 센서와, 적어도 상기 조타 토크에 의거하여 전류 지령값을 연산하는 전류 지령값 연산부와, 상기 스티어링 기구에 부여하는 조타 보조 토크를 발생하는 모터와, 상기 전류 지령값에 의거하여 상기 모터를 구동 제어하는 모터 제어부를 구비한 전동 파워 스티어링 장치에 있어서,
    상기 차량의 주행 상태에 따라 전륜 추정 타각의 전륜 중량(X) 및 후륜 추정 타각의 후륜 중량(Y)을 변화시키고, 상기 전륜 중량(X) 및 상기 후륜 중량(Y)(X+Y=1.0)에 의거하여 4륜 추정 타각을 연산하는 타각 추정 연산부를 구비하고,
    상기 차량의 주행 상태가 가감속 주행이고,
    차속으로부터 가감속 추정값을 연산하는 가감속 연산부와, 상기 가감속 추정값에 의거하여 상기 전륜 중량(X) 및 상기 후륜 중량(Y)을 산출하는 가감속 감응 테이블을 구비하고 있는 전동 파워 스티어링 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 가감속 연산부가 상기 차속을 미분하는 미분부 또는 상기 차속의 과거값을 유지하는 메모리 유닛 및 현재값으로부터 상기 과거값을 감산하는 감산부로 구성되어 있는 전동 파워 스티어링 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 가감속 감응 테이블이,
    상기 가감속 추정값의 0 부근에서는 상기 전륜 중량(X) 및 상기 후륜 중량(Y)을 동등하게 하고, 감속시 및 가속시에 상기 전륜 중량(X)을 크게 하도록 되어 있는 전동 파워 스티어링 장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 가감속 감응 테이블이,
    상기 가감속 추정값의 0 부근에서는 상기 전륜 중량(X) 및 상기 후륜 중량(Y)을 동등하게 하고, 감속시 및 가속시에 상기 전륜 중량(X)을 크게 하도록 되어 있는 전동 파워 스티어링 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 차량의 주행 상태가 험로 주행이고,
    상기 차량의 4륜 차륜속으로부터 노면 추정값을 연산하는 노면 추정값 연산부와, 상기 노면 추정값에 의거하여 상기 전륜 중량(X) 및 상기 후륜 중량(Y)을 산출하는 노면 추정값 감응 테이블을 구비하고 있는 전동 파워 스티어링 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 노면 추정값 연산부가 상기 4륜 차륜속으로부터 각 차륜에 있어서의 차속의 변화를 산출하고, 최대 가감속으로부터 험로를 주행하고 있다고 판정하여 상기 노면 추정값을 산출하도록 되어 있는 전동 파워 스티어링 장치.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 노면 추정값 감응 테이블이,
    상기 노면 추정값의 0 부근에서는 상기 전륜 중량(X) 및 상기 후륜 중량(Y)을 동등하게 하고, 상기 노면 추정값의 소정값 이상에 있어서 상기 후륜 중량(Y)을 크게 하도록 되어 있는 전동 파워 스티어링 장치.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 노면 추정값 감응 테이블이,
    상기 노면 추정값의 0 부근에서는 상기 전륜 중량(X) 및 상기 후륜 중량(Y)을 동등하게 하고, 상기 노면 추정값의 소정값 이상에 있어서 상기 후륜 중량(Y)을 크게 하도록 되어 있는 전동 파워 스티어링 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 차량의 주행 상태가 슬라럼 조타 주행이고,
    모터 각속도 추정값으로부터 상기 전륜 중량(X) 및 상기 후륜 중량(Y)을 산출하는 조타 각속도 감응 테이블을 구비하고 있는 전동 파워 스티어링 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 조타 각속도 감응 테이블이,
    상기 모터 각속도 추정값이 작은 영역에서는 상기 전륜 중량(X) 및 상기 후륜 중량(Y)을 동등하게 하고, 상기 모터 각속도 추정값이 소정값 이상으로 클 때에 상기 전륜 중량(X)을 크게 하도록 되어 있는 전동 파워 스티어링 장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 차량의 주행 상태가 가감속 주행, 험로 주행, 슬라럼 조타 주행이고,
    상기 가감속 주행에서 산출된 4륜 추정 타각(θest1), 상기 험로 주행에서 산출된 4륜 추정 타각(θest2), 상기 슬라럼 조타 주행에서 산출된 4륜 추정 타각(θest3)의 평균값을 상기 4륜 추정 타각으로 하는 전동 파워 스티어링 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 4륜 추정 타각(θest1, θest2 및 θest3)에 각각 중량(Xt, Yt 및 Zt)(Xt+Yt+Zt=1.0)을 가하도록 되어 있는 전동 파워 스티어링 장치.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102438570B1 (ko) 2021-11-25 2022-08-31 주식회사 휴맥스이브이 차량 후륜의 조향 제어장치 및 조향 제어방법

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3495244B1 (en) * 2017-10-24 2020-12-30 NSK Ltd. Electric power steering apparatus
FR3083772B1 (fr) * 2018-07-13 2020-08-28 Jtekt Europe Sas Detection progressive de l'apparition d'un phenomene de couple de tirage
KR20210055176A (ko) * 2019-11-07 2021-05-17 현대자동차주식회사 스티어 바이 와이어 시스템

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008151762A (ja) 2006-11-20 2008-07-03 Nsk Ltd 絶対舵角検出装置
JP2013147174A (ja) 2012-01-20 2013-08-01 Toyota Motor Corp 電動パワーステアリング装置

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS525541A (en) 1975-07-01 1977-01-17 Nippon Serufuotsuku Kk Method of mass-producing light- conduction glass bodies
JPS551147A (en) 1978-06-19 1980-01-07 Nec Corp Stabilized luminous source
JPH09311036A (ja) * 1996-05-23 1997-12-02 Toyota Motor Corp 車両用操舵角検出装置
FR2851648B1 (fr) 2003-02-25 2005-05-27 Renault Sa Systeme et procede de determination de la position angulaire d'un volant de vehicule automobile.
KR101225936B1 (ko) * 2003-12-04 2013-01-24 콘티넨탈 테베스 아게 운트 코. 오하게 차량 안정화를 위해 자동차 서버를 보조하는 방법 및 장치
JP4595558B2 (ja) * 2005-01-24 2010-12-08 日産自動車株式会社 車両の悪路推定装置
CN100564133C (zh) * 2006-02-09 2009-12-02 株式会社电装 用于电动转向系统的控制装置
FR2923596B1 (fr) * 2007-11-09 2010-01-15 Michelin Soc Tech Systeme de controle du comportement au sol d'un vehicule comportant une determination de la pente du sol de roulement 1
CN101298256B (zh) * 2008-06-25 2011-01-19 河北工业大学 电动助力转向装置及其控制方法
CN101683867B (zh) * 2008-09-27 2012-01-11 上海联盛汽车电子有限公司 具有可变加权系数线性组合控制器的电动助力转向系统
JP5227211B2 (ja) * 2009-02-06 2013-07-03 本田技研工業株式会社 電動パワーステアリング装置
US8948953B2 (en) * 2009-06-19 2015-02-03 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Vehicle travel controlling apparatus
WO2011048702A1 (ja) * 2009-10-21 2011-04-28 トヨタ自動車株式会社 車両の電動パワーステアリング装置
EP2735487B1 (en) * 2011-07-20 2020-09-02 Bridgestone Corporation Road surface condition estimation method, and road surface condition estimation device
CN104661897B (zh) * 2013-02-08 2017-03-15 日本精工株式会社 电动助力转向装置
US8886410B2 (en) * 2013-02-13 2014-11-11 Honda Motor Co., Ltd. Methods of controlling four-wheel steered vehicles
US9429463B2 (en) * 2013-03-04 2016-08-30 International Road Dynamics, Inc. System and method for measuring moving vehicle information using electrical time domain reflectometry

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008151762A (ja) 2006-11-20 2008-07-03 Nsk Ltd 絶対舵角検出装置
JP2013147174A (ja) 2012-01-20 2013-08-01 Toyota Motor Corp 電動パワーステアリング装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102438570B1 (ko) 2021-11-25 2022-08-31 주식회사 휴맥스이브이 차량 후륜의 조향 제어장치 및 조향 제어방법

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