KR20060077242A

KR20060077242A - 능동 전륜 조향 시스템의 조향 제어방법

Info

Publication number: KR20060077242A
Application number: KR1020040116050A
Authority: KR
Inventors: 김성주; 진종학
Original assignee: 주식회사 만도
Priority date: 2004-12-30
Filing date: 2004-12-30
Publication date: 2006-07-05

Abstract

본 발명은 AFS 시스템의 조향 제어방법에 관한 것으로, 차속 센서, 조향각 센서, 횡가속도 센서, 요 레이트 센서, 상기 각 센서에서 검출된 각종 차량 상태 정보를 입력받아 목표 조향 기어비를 설정하고, 이 목표 조향 기어비에 따른 제어신호를 출력하는 ECU, 상기 ECU에서 출력되는 제어신호에 따라 모터 및 조향 가변 기구를 구동시키기 위한 구동신호를 출력하는 구동 회로부, 상기 구동 회로부에서 출력되는 구동신호에 따라 구동되어 조향 기어비를 가변시켜 주는 모터 및 조향 가변 기구를 포함하여 구성된 AFS 시스템에 있어서, 조향 기어비를 가변시키기 위한 입력값을 설정하는 스위치를 운전석에 장착하도록 한 후, 상기 ECU가 상기 스위치를 통해 설정 및 입력되는 운전자의 입력값에 따른 게인값을 연산하는 제1단계와, 상기 제1단계에서 연산된 게인값과 목표 조향 기어비 선정 맵을 통해 구해진 목표 조향 기어비의 게인값을 적산하여 최종 목표 조향 기어비를 선정하는 제2단계와, 상기 제2단계에서 선정된 최종 목표 조향 기어비를 만족하도록 상기 모터 및 조향 가변 기구를 구동시켜 AFS 조향 제어를 수행하도록 하는 제3단계로 이루어지는 것을 특징으로 하며, 조향 시스템에 적용되어, 차량의 속도에 근거하여 조향 기어비를 가변하는 AFS 시스템에 있어서, 조향 기어비를 가변시킬 수 있는 별도의 스위치를 운전석에 장착하고, 이 스위치의 출력값과 미리 정해진 목표 조향 기어비의 값을 종합하여 최종 조향 기어비를 선정하며, 이 최종 조향 기어비를 추종하도록 AFS 조향 제어를 수행함으로써 운전자가 선호하는 조향 기어비 특성이 반영될 수 있게 되는 효과가 있으며, 이와 같은 다양한 편의성을 운전자에게 제공해 주는 잇점도 있다.

AFS, 목표 조향 기어비, 스위치

Description

능동 전륜 조향 시스템의 조향 제어방법{STEERING CONTROL METHOD OF ACTIVE FRONT STEERING SYSTEM}

도 1은 일반적인 AFS 시스템의 전체 블록 구성도.

도 2는 본 발명에 따른 AFS 시스템의 조향 제어방법을 보인 동작 흐름도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 차속 센서 2 : 조향각 센서

3 : 횡가속도 센서 4 : 요 레이트 센서

5 : ECU 6 : 구동 회로부

7 : 모터 및 조향 가변 기구

본 발명은 능동 전륜 조향(Active Front Steering : 이하, 'AFS'라 칭함) 시스템의 조향 제어방법에 관한 것으로, 특히 조향 기어비를 가변시킬 수 있는 별도의 스위치를 운전석에 장착하고, 이 스위치의 출력값과 미리 정해진 목표 조향 기어비의 값을 종합하여 최종 조향 기어비를 선정함으로써 운전자가 선호하는 조향 기어비 특성이 반영될 수 있도록 한 AFS 시스템의 조향 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로 차량에 적용되는, 전자 제어 장치(Electronic Control Unit ; 이하, 'ECU'라 칭함)를 이용하여 차량의 속도에 따라 운전자 핸들의 조작력을 줄여주어 가볍고 신속한 조향 조작이 가능하도록 한 조향 시스템은, 기존의 유압식 파워 조향 시스템에 유압을 조정하는 전자제어밸브가 추가되어 어시스트량을 조절하는 전자제어 파워 조향(Electronic Power Steering) 시스템과 순수한 모터의 구동에 의해 어시스트량을 조절하는 전동식 파워 조향(Electric Power Steering) 시스템으로 구분된다.

종래에는, 상기와 같은 조향 시스템을 장착한 차량에 있어서, 운전자 핸들과 조향 액츄에이터 사이에 조향 기어비 가변 기구를 구비시켜, 이 조향 기어비 가변 기구의 작동을 통해 운전자 핸들의 조타입력에 대한 출력각도를 가변시켜 줌으로써 차량의 거동을 보다 안정화시킬 수 있도록 한 AFS 시스템이 적용되고 있다.

도 1은 일반적인 AFS 시스템의 전체 블록 구성도로서, 차량의 속도를 검출하는 차속 센서(1)와, 차량 핸들의 조향각을 검출하는 조향각 센서(2)와, 차량의 횡가속도를 검출하는 횡가속도 센서(3)와, 차량의 요 레이트(yaw rate)를 검출하는 요 레이트 센서(4)와, 상기 차속 센서(1), 조향각 센서(2), 횡가속도 센서(3), 요 레이트 센서(4)에서 검출된 각각의 차속, 조향각, 횡가속도, 요 레이트의 차량 상태 정보를 입력받아 차량 상태에 대한 목표 조향 기어비를 연산 및 설정하고, 이 설정된 목표 조향 기어비에 따른 제어신호를 출력하는 ECU(5)와, 상기 ECU(5)에서 출력되는 제어신호에 따라 모터 및 조향 가변 기구를 구동시키기 위한 구동신호를 출력하는 구동 회로부(6)와, 운전자의 핸들과 조향 액츄에이터 사이에 구비되고, 상기 구동 회로부(6)에서 출력되는 구동신호에 따라 구동되어 핸들의 조타각도를 입력받아 회전각을 가변시켜 조향 액츄에이터에 가변된 회전각을 출력값으로 내어주는 모터 및 조향 가변 기구(7)를 포함하여 구성된다.

상기와 같이 구성된 AFS 시스템은 기본적으로 차량의 속도에 따라 조향 기어비를 적정하게 가변시켜 주게 되는데, 즉 저속에서는 목표 조향 기어비를 빠르게, 고속에서는 목표 조향 기어비를 느리게 해 준다. 그러므로 저속에서는 민첩한 조향 특성을 얻을 수 있어 주차시 운전자의 워크로드(Worload)가 현저히 줄어들게 되어 편리성을 만족시켜 주고, 고속에서는 조향 민감도가 줄어들어 안정적인 조향 조작이 가능하게 되어 안정성을 만족시켜 준다.

그러나, 상기와 같은 ECU(5)의 목표 조향 기어비 특성은 차량의 개발단계에서 차량 상태에 대한 목표 조향 기어비를 설정하기 위한 룩업 테이블(Look-Up Table), 즉 목표 조향 기어비 선정 맵(Map)이 미리 정해지기 때문에 종래 AFS 시스템에서는 운전자의 취향에 따른 조향 기어비의 반영이 어렵다고 하는 단점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 그 목적은 차량의 속도에 근거하여 조향 기어비를 가변하는 AFS 시스템에 있어서, 조향 기어비를 가변시킬 수 있는 별도의 스위치를 운전석에 장착하고, 이 스위치의 출력값과 미리 정해진 목표 조향 기어비의 값을 종합하여 최종 조향 기어비를 선정 및 AFS 조향 제어를 수행함으로써 운전자가 선호하는 조향 기어비 특성이 반영될 수 있도록 한 AFS 시스템의 조향 제어방법을 제공하는 데에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 AFS 시스템의 조향 제어방법은, 차속 센서, 조향각 센서, 횡가속도 센서, 요 레이트 센서, 상기 각 센서에서 검출된 각종 차량 상태 정보를 입력받아 목표 조향 기어비를 설정하고, 이 목표 조향 기어비에 따른 제어신호를 출력하는 ECU, 상기 ECU에서 출력되는 제어신호에 따라 모터 및 조향 가변 기구를 구동시키기 위한 구동신호를 출력하는 구동 회로부, 운전자의 핸들과 조향 액츄에이터 사이에 구비되고, 상기 구동 회로부에서 출력되는 구동신호에 따라 구동되어 조향 기어비를 가변시켜 주는 모터 및 조향 가변 기구를 포함하여 구성된 AFS 시스템에 있어서, 조향 기어비를 가변시키기 위한 입력값을 설정하는 스위치를 운전석에 장착하도록 한 후, 상기 ECU가 상기 스위치를 통해 설정 및 입력되는 운전자의 입력값에 따른 게인값을 연산하는 제1단계와, 상기 제1단계에서 연산된 게인값과 목표 조향 기어비 선정 맵을 통해 구해진 목표 조향 기어비의 게인값을 적산하여 최종 목표 조향 기어비를 선정하는 제2단계와, 상기 제2단계에서 선정된 최종 목표 조향 기어비를 만족하도록 상기 모터 및 조향 가변 기구를 구동시켜 AFS 조향 제어를 수행하도록 하는 제3단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 의한 AFS 시스템의 조향 제어방법을 상세히 설명한다.

본 발명에 의한 조향 제어방법은 도 1에 도시된 AFS 시스템에서 이루어진다.

여기서, AFS 시스템은 도 1에 도시된 바와 같이 차량의 속도를 검출하는 차속 센서(1)와, 차량 핸들의 조향각을 검출하는 조향각 센서(2)와, 차량의 횡가속도를 검출하는 횡가속도 센서(3)와, 차량의 요 레이트(yaw rate)를 검출하는 요 레이트 센서(4)와, 상기 차속 센서(1), 조향각 센서(2), 횡가속도 센서(3), 요 레이트 센서(4)에서 검출된 각각의 차속, 조향각, 횡가속도, 요 레이트의 차량 상태 정보를 입력받아 차량 상태에 대한 목표 조향 기어비를 연산 및 설정하고, 이 설정된 목표 조향 기어비에 따른 제어신호를 출력하는 ECU(5)와, 상기 ECU(5)에서 출력되는 제어신호에 따라 모터 및 조향 가변 기구를 구동시키기 위한 구동신호를 출력하는 구동 회로부(6)와, 운전자의 핸들과 조향 액츄에이터 사이에 구비되고, 상기 구동 회로부(6)에서 출력되는 구동신호에 따라 구동되어 핸들의 조타각도를 입력받아 회전각을 가변시켜 조향 액츄에이터에 가변된 회전각을 출력값으로 내어주는 모터 및 조향 가변 기구(7)를 포함하여 구성된다.

상기 ECU(5)는 기본적으로 차속 센서(1)에서 검출된 차속에 따라 목표 조향 기어비가 설정되는 목표 조향 기어비 선정 맵의 확인 과정을 거쳐 해당되는 입력 대 출력의 목표 조향 기어비를 설정한다.

상기와 같이 구성된 AFS 시스템에서 본 발명에 의한 조향 제어방법을 구현하기 위해서는 조향 기어비를 가변시키기 위한 입력값을 설정하는 별도의 스위치를 운전석에 장착하여, 운전자가 상기 스위치를 통해 자신이 선호하는 조향 기어비 특성이 선정 및 반영될 수 있도록 한다.

상기와 같이 별도의 스위치를 포함하여 구성된 AFS 시스템에서 본 발명에 의 한 조향 제어방법을 도 2의 흐름도를 참고하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 조향 시스템에 적용된 AFS 시스템이 동작하게 되면, 각각의 차량 상태 정보 검출 센서들, 즉 차속 센서(1)는 차량의 속도를 검출하고, 조향각 센서(2)는 차량 핸들의 조향각을 검출하며, 횡가속도 센서(3)는 차량의 횡가속도를 검출하고, 요 레이트 센서(4)는 차량의 요 레이트를 각각 검출한다.

한편, 운전자는 운전석에 장착된 별도의 스위치를 조작하여 자신이 선호하는 조향 기어비 특성이 반영될 수 있도록 조향 기어비를 가변시키기 위한 입력값을 설정 및 입력한다(S1).

상기 단계(S1)에서와 같은 스위치 조작이 발생하게 되면, 상기 ECU(5)는 상기 스위치를 통해 설정되는 운전자의 입력값을 입력받아 이 운전자의 입력값에 따른 게인값을 연산한다(S2).

그리고 나서, 차속에 따라 목표 조향 기어비가 미리 설정되어 있는 목표 조향 기어비 선정 맵을 통해 해당하는 목표 조향 기어비를 구하여, 상기 단계(S2)에서 연산된 게인값과 이 목표 조향 기어비의 게인값을 적산하여 최종적인 목표 조향 기어비를 선정한다(S3).

이후, ECU(5)는 상기 단계(S3)에서 선정된 최종 목표 조향 기어비를 만족하도록 해당 제어신호를 출력하여 상기 구동 회로부(6), 모터 및 조향 가변 기구(7)를 구동시켜 최종 목표 조향 기어비를 추종하면서 AFS 조향 제어가 이루어지도록 한다(S4).

이상, 상기에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 조향 시스템에 적용되어, 차량의 속도에 근거하여 조향 기어비를 가변하는 AFS 시스템에 있어서, 조향 기어비를 가변시킬 수 있는 별도의 스위치를 운전석에 장착하고, 이 스위치의 출력값과 미리 정해진 목표 조향 기어비의 값을 종합하여 최종 조향 기어비를 선정하며, 이 최종 조향 기어비를 추종하도록 AFS 조향 제어를 수행함으로써 운전자가 선호하는 조향 기어비 특성이 반영될 수 있게 되는 효과가 있으며, 이와 같은 다양한 편의성을 운전자에게 제공해 주는 잇점도 있다.

Claims

차속 센서, 조향각 센서, 횡가속도 센서, 요 레이트 센서, 상기 각 센서에서 검출된 각종 차량 상태 정보를 입력받아 목표 조향 기어비를 설정하고, 이 목표 조향 기어비에 따른 제어신호를 출력하는 ECU, 상기 ECU에서 출력되는 제어신호에 따라 모터 및 조향 가변 기구를 구동시키기 위한 구동신호를 출력하는 구동 회로부, 운전자의 핸들과 조향 액츄에이터 사이에 구비되고, 상기 구동 회로부에서 출력되는 구동신호에 따라 구동되어 조향 기어비를 가변시켜 주는 모터 및 조향 가변 기구를 포함하여 구성된 AFS 시스템에 있어서,

조향 기어비를 가변시키기 위한 입력값을 설정하는 스위치를 운전석에 장착하도록 한 후,

상기 ECU가 상기 스위치를 통해 설정 및 입력되는 운전자의 입력값에 따른 게인값을 연산하는 제1단계와,

상기 제1단계에서 연산된 게인값과 목표 조향 기어비 선정 맵을 통해 구해진 목표 조향 기어비의 게인값을 적산하여 최종 목표 조향 기어비를 선정하는 제2단계와,

상기 제2단계에서 선정된 최종 목표 조향 기어비를 만족하도록 상기 모터 및 조향 가변 기구를 구동시켜 AFS 조향 제어를 수행하도록 하는 제3단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 능동 전륜 조향 시스템의 조향 제어방법.