KR20090086852A - 차량용 쏠림 방지 방법 및 장치 - Google Patents

차량용 쏠림 방지 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차량용 쏠림 방지 방법 및 장치에 관한 것이다.
본 발명은 주행 중인 차량에 대한 토크 신호, 차속 신호 및 조향각 신호를 생성하는 센서부; 조향을 원활하게 하는 보조 동력을 생성하는 모터; 및 상기 토크 신호, 상기 차속 신호 및 상기 조향각 신호를 조합하여 상기 차량이 직진성을 유지하는지의 여부를 확인하고, 확인 결과, 상기 차량이 상기 직진성을 유지하지 못하는 경우, 상기 차량에 발생한 풀링(Pulling) 상태에 따른 풀링 토크 값을 생성하고, 상기 풀링 토크 값을 상쇄하는 상쇄 풀링 토크 값을 생성하고, 상기 풀링 토크 값에 입력 과대가 발생하지 않는 경우 상기 상쇄 풀링 토크 값을 적용한 상쇄 전류를 상기 모터로 전송하도록 제어하는 ECU(Electronic Control Unit)를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 쏠림 방지 장치를 제공한다.
풀링, Pulling, 쏠림, 방지, 조향, EPS, ECU

Description

차량용 쏠림 방지 방법 및 장치{Method And Apparatus for Preventing Steering Pull for Vehicle}
본 발명은 차량용 쏠림 방지 방법 및 장치에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 차량의 주행 중에, 각종 센서부로부터 각종 신호를 수신하여 차량의 직진성을 판별하고, 차량이 직진성을 유지하지 못하는 경우, 차량의 풀링(Pulling) 상태에 따른 토크(Torque) 값을 산출하고, 이를 상쇄할 수 있는 토크 값을 적용함으로써, 운전자의 편의성, 안정성 및 차량의 직진성을 향상시킬 수 있는 차량용 쏠림 방지 방법 및 장치에 관한 것이다.
일반적으로 자동차의 동력 보조 조향장치로는 유압 펌프의 유압을 이용한 유압식 동력 보조 조향장치(Hydraulic Power Steering Apparatus)가 사용되고 있지만, 1990년대 이후 전동 모터를 이용한 전기식 동력 보조 조향장치(Electric Power Steering Apparatus)가 점차로 보편화되어 가고 있다.
기존의 유압식 동력 보조 조향장치는 동력을 보조해 주는 동력원인 유압 펌프가 엔진에 의해 구동되어 조향휠의 회전 여부와 관계없이 항상 에너지를 소모하 는 데 비해서 전기식 동력 보조 조향장치는 조향휠이 회전하여 토크가 발생되면 전기 에너지로 구동되는 모터가 조향 보조 동력을 제공한다.
따라서, 전기식 동력 보조 조향장치를 사용하는 경우 유압식 동력 보조 조향장치에 비해 차량의 에너지 효율을 향상시킬 수 있다.
한편, 차량이 직진으로 주행시 내/외적 요인에 섀시 시스템(Chassis System)의 좌/우 불균형이 발생하여 운전자의 의지와 상관없이 차량이 좌/우 중 어느 한쪽으로 치우치게 되는 '스트어링 풀(Steering Pull)' 현상이 발생한다.
종래에는 이러한, '스트어링 풀(Steering Pull)' 현상이 발생하는 경우 운전자가 차량의 직진성을 유지하기 위하여 일정한 힘으로 핸들을 조작하여, 조향휠이 차량 쏠림의 반대방향이 되도록 조작하여야 하는 단점이 있었다. 또한, 주행 중 발생하는 '스트어링 풀(Steering Pull)' 현상으로 인해 운전자의 편의성, 안전성 및 차량의 직진성이 저하되는 단점이 있었다.
전술한 문제점을 해결하기 위해 본 발명은, 차량의 주행 중에, 각종 센서부로부터 각종 신호를 수신하여 차량의 직진성을 판별하고, 차량이 직진성을 유지하지 못하는 경우, 차량의 풀링(Pulling) 상태에 따른 토크(Torque) 값을 산출하고, 이를 상쇄할 수 있는 토크 값을 적용함으로써, 운전자의 편의성, 안정성 및 차량의 직진성을 향상시킬 수 있는 차량용 쏠림 방지 방법 및 장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
전술한 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 주행 중인 차량에 대한 토크 신호, 차속 신호 및 조향각 신호를 생성하는 센서부; 조향을 원활하게 하는 보조 동력을 생성하는 모터; 및 상기 토크 신호, 상기 차속 신호 및 상기 조향각 신호를 조합하여 상기 차량이 직진성을 유지하는지의 여부를 확인하고, 확인 결과, 상기 차량이 상기 직진성을 유지하지 못하는 경우, 상기 차량에 발생한 풀링(Pulling) 상태에 따른 풀링 토크 값을 생성하고, 상기 풀링 토크 값을 상쇄하는 상쇄 풀링 토크 값을 생성하고, 상기 풀링 토크 값에 입력 과대가 발생하지 않는 경우 상기 상쇄 풀링 토크 값을 적용한 상쇄 전류를 상기 모터로 전송하도록 제어하는 ECU(Electronic Control Unit)를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 쏠림 방지 장치를 제공한다.
또한, 본 발명의 다른 목적에 의하면, (a) 주행 중인 차량에 대한 토크 신호, 차속 신호 및 조향각 신호를 생성하는 센서부; (b) 상기 토크 신호, 상기 차속 신호 및 상기 조향각 신호를 조합하여 상기 차량이 직진성을 유지하는지의 여부를 확인하는 단계; (c) 상기 단계 (b)의 확인 결과, 상기 차량이 상기 직진성을 유지하지 못하는 경우, 상기 차량에 발생한 풀링(Pulling) 상태에 따른 풀링 토크 값을 생성하는 단계; (d) 상기 풀링 토크 값을 상쇄하는 상쇄 풀링 토크 값을 생성하는 단계; (e) 상기 풀링 토크 값에 입력 과대가 발생하는지의 여부를 확인하는 단계; 및 (f) 상기 단계 (e)의 확인 결과, 상기 풀링 토크 값에 입력 과대가 발생하지 않는 경우, 상기 상쇄 풀링 토크 값을 적용한 상쇄 전류를 모터로 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 쏠림 방지 방법을 제공한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 차량의 주행 중에, 각종 센서부로부터 각종 신호를 수신하여 차량의 직진성을 판별하고, 차량이 직진성을 유지하지 못하는 경우, 차량의 풀링(Pulling) 상태에 따른 토크(Torque) 값을 산출하고, 이를 상쇄할 수 있는 토크 값을 적용함으로써, 운전자의 편의성, 안정성 및 차량의 직진성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 쏠림 방지 장치를 개략적으로 설명하기 위한 블럭 구성도이다.
본 발명의 실시예에 따른 차량용 쏠림 방지 장치는 센서부(110) 및 ECU(Electronic Control Unit)(120)를 포함하여 구성된다.
본 발명의 실시예에 따른 센서부(110)는 토크 센서(112), 차속 센서(114) 및 조향각 센서(116)를 포함한다.
본 발명에서는 센서부(110)가 토크 센서(112), 차속 센서(114) 및 조향각 센서(116)만을 포함한 것으로 기재하고 있으나, 이는 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 센서부(110)에 포함되는 구성 요소를 다양하게 수정 및 변형할 수 있을 것이다.
토크 센서(Torque Sensor)(112)는 조향휠의 회전에 따른 입력축 및 출력 축의 상대 회전 변위를 감지하여 전기적 신호를 생성하고 ECU(120)로 전송하는 역할을 수행한다. 본 발명에서는 설명의 편의상 토크 센서(112)에서 생성된 전기적인 신호를 토크 신호로 가정하여 설명하도록 하겠다.
차속 센서(114)는 차량의 차속을 감지하며, 감지된 차속에 비례하는 전기적 신호를 생성하여 ECU(120)로 전송한다. 본 발명에서는 설명의 편의상 차속 센서(114)에서 생성된 전기적인 신호를 차속 신호로 가정하여 설명하도록 하겠다.
조향각 센서(116)는 운전자의 조작에 의해 회전하는 조향휠의 회전각도를 측정한 신호를 생성하여 ECU(120)로 전송하는 기능을 수행한다. 본 발명에서는 설명 의 편의상 조향각 센서(116)에서 조향휠의 회전각도를 측정한 신호를 조향각 신호로 가정하여 설명하도록 하겠다.
ECU(120)는 센서부(110)로부터 각종 신호를 수신하여 자동차의 주행 상태를 파악한 후 모터(미도시)에 흐르는 전류량을 조절함으로써 모터의 구동을 제어하는 기능을 수행한다.
본 발명의 실시예에 따른 ECU(120)는 직진성 판별 로직(122), 풀링 제어 로직(124), 오프셋 보상 로직(125), 제 2 저역 통과 필터(Low Pass Filter)(126), 제 1 저역 통과 필터(Low Pass Filter)(127), 입력 과대 판별 로직(Saturation Logic)(128) 및 풀링 토크 보상 로직(129)을 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 직진성 판별 로직(122)은 센서부(110)로부터 각종 신호를 수신하여 차량이 주행 중에 직진성을 유지하는 지의 여부를 판별하는 기능을 수행한다. 판별 결과, 차량이 주행 중에 직진성을 유지하지 못하는 경우, 풀링 제어 로직(124)으로 풀링 발생 신호를 전송한다.
예를 들어서, 본 발명의 실시예에 따른 직진성 판별 로직(122)은 토크 센서(112)로부터 토크 신호를 수신하고, 차속 센서(114)로부터 차속 신호를 수신하고, 조향각 센서(116)로부터 조향각 신호를 수신한 후 토크 신호, 차속 신호 및 조향각 신호를 조합하여 차량의 직진성을 판별할 수 있다.
즉, 조합된 신호를 이용하여 차량이 주행 중에 기 설정된 일정 시간 동안 직진성을 유지하는 경우 토크 값을 0으로 설정할 수 있으며, 차량이 좌 또는 우로 쏠림 현상이 발생하는 경우 토크 값을 0 이외에 숫자로 매칭하여 설정할 수 있을 것 이다.
만약, 직진성 판별 로직(122)이 차량이 주행 중에 직진성을 유지하지 못하는 것으로 판별한 경우, 토크 값을 0 이외의 숫자로 설정한 풀링 발생 신호를 풀링 제어 로직(122)으로 전송할 수 있는 것이다.
또한, 직진성 판별 로직(122)은 차량이 주행 중에 직진성을 유지하는 경우, 토크 값을 0으로 설정한 직진성 유지 신호를 제 1 저역 통과 필터(127) 및 제 2 저역 통과 필터(126)를 경유하여 입력 과대 판별 로직(128)으로 전송할 수 있는 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 풀링 제어 로직(124)은 오프셋 보상 로직(125)을 포함하며, 직진성 판별 로직(122)으로부터 풀링 발생 신호를 수신하고, 풀링 발생 신호에 포함된 토크 값에 따라 차량에 발생된 풀링 토크 값을 생성하는 기능을 수행한다.
또한, 풀링 제어 로직(124)은 오프셋 보상 로직(125)은 풀링 토크 값을 상쇄할 수 있는 상쇄 풀링 토크 값을 생성하는 기능을 수행한다.
본 발명의 실시예에 따른 오프셋 보상 로직(125)은 차량에 발생된 풀링 토크 값을 상쇄하는 상쇄 풀링 토크 값을 산출하는 기능을 수행한다.
제 2 저역 통과 필터(126) 및 제 1 저역 통과 필터(127)는 풀링 코트 값 및 상쇄 풀링 토크 값에 대한 신호에서 고주파 성분을 제거하는 기능을 수행한다.
본 발명의 실시에 따른 입력 과대 판별 로직(128)은 풀링 제어 로직(124)으로부터 수신한 풀링 토크 값을 수신하고, 수신된 풀링 토크 값에 입력 과다가 발생 하였는지의 여부를 확인하는 기능을 수행한다.
확인 결과, 풀링 토크 값에 입력 과다가 발생하지 않은 경우, 입력 과대 판별 로직(128)은 풀링 토크 보상 로직(129)을 이용하여 차량에 발생된 풀링 토크 값을 상쇄할 수 있는 상쇄 풀링 토크 값을 적용하는 기능을 수행한다.
본 발명의 실시예에 따른 풀링 토크 보상 로직(129)은 차량에 발생된 풀링 토크 값을 상쇄할 수 있는 상쇄 풀링 토크 값을 적용하는 기능을 수행한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 쏠림 방지 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
직진성 판별 로직(122)은 센서부(110)로부터 각종 신호를 수신한다(S210).
예를 들어서, 직진성 판별 로직(122)은 토크 센서(112)로부터 토크 신호를 수신하고, 차속 센서(114)로부터 차속 신호를 수신하고, 조향각 센서(116)로부터 조향각 신호를 수신한다
직진성 판별 로직(122)은 차량이 주행 중에 직진성을 유지하는 지의 여부를 판별하는 기능을 수행한다(S220).
예를 들어서, 직진성 판별 로직(122)은 수신한 토크 신호, 차속 신호 및 조향각 신호를 조합하여 차량의 직진성을 판별할 수 있다.
만약, 차량이 주행 중에 직진성을 유지하지 못하는 경우, 직진성 판별 로직(122)은 풀링 제어 로직(124)으로 풀링 발생 신호를 전송한다.
이때, 직진성 판별 로직(122)은 조합된 신호를 이용하여 차량이 주행 중에 기 설정된 일정 시간 동안 직진성을 유지하는 경우 토크 값을 0으로 설정할 수 있 으며, 차량이 좌 또는 우로 쏠림 현상이 발생하는 경우 토크 값을 0 이외에 숫자로 매칭하여 설정할 수 있을 것이다.
만약, 직진성 판별 로직(122)이 차량이 주행 중에 직진성을 유지하지 못하는 것으로 판별한 경우, 토크 값을 0 이외의 숫자로 설정한 후 풀링 제어 로직(122)으로 풀링 발생 신호를 전송할 수 있는 것이다.
단계 S220의 확인 결과, 차량이 주행 중에 직진성을 유지하지 못하는 경우, 풀링 제어 로직은 직진성 판별 로직(122)으로부터 풀링 발생 신호를 수신하고, 추량의 풀링 상태에 따라 차량에 발생된 풀링 토크 값을 생성한다(S230).
예를 들어서, 풀링 제어 로직(124)은 직진성 판별 로직(122)으로부터 풀링 발생 신호를 수신하고, 풀링 발생 신호에 포함된 토크 값에 따라 차량에 발생된 풀링 토크 값을 생성할 수 있을 것이다.
풀링 제어 로직(124)은 오프셋 보상 로직(125)을 이용하여 풀링 토크 값을 상쇄할 수 있는 상쇄 풀링 토크 값을 생성한다(S240).
제 2 저역 통과 필터는 풀링 제어 로직(124)으로부터 풀링 토크 값 또는 상쇄 풀링 토크 값을 포함하는 신호를 수신하여 고주파 성분을 제거한다(S250).
입력 과대 판별 로직(128)은 풀링 제어 로직(124)으로부터 수신한 풀링 토크 값이 입력 과대인지의 여부를 확인한다(S260).
단계 S260의 확인 결과, 풀링 토크 값이 입력 과대가 아닌 경우, 입력 과대 판별 로직(128)은 풀링 토크 보상 로직(129)을 이용하여 풀링 토크 값을 상쇄할 수 있는 상쇄 풀링 토크 값을 적용한 상쇄 전류를 모터로 전송한다(S270).
즉, 입력 과대 판별 로직(128)은 차량에서 발생한 풀링 토크 값이 입력 과대가 아닌 경우, 이를 상쇄할 수 있는 상쇄 풀링 토크 값을 적용한 상쇄 전류를 모터로 전송하는 것이다.
모터는 상쇄 전류를 수신하여 풀링 현상을 상쇄하도록 하는 보조 동력을 생성하는 것이다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 쏠림 방지 장치를 개략적으로 설명하기 위한 블럭 구성도,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 쏠림 방지 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
110: 센서부 120: ECU

Claims (6)

  1. 주행 중인 차량에 대한 토크 신호, 차속 신호 및 조향각 신호를 생성하는 센서부;
    조향을 원활하게 하는 보조 동력을 생성하는 모터; 및
    상기 토크 신호, 상기 차속 신호 및 상기 조향각 신호를 조합하여 상기 차량이 직진성을 유지하는지의 여부를 확인하고, 확인 결과, 상기 차량이 상기 직진성을 유지하지 못하는 경우, 상기 차량에 발생한 풀링(Pulling) 상태에 따른 풀링 토크 값을 생성하고, 상기 풀링 토크 값을 상쇄하는 상쇄 풀링 토크 값을 생성하고, 상기 풀링 토크 값에 입력 과대가 발생하지 않는 경우 상기 상쇄 풀링 토크 값을 적용한 상쇄 전류를 상기 모터로 전송하도록 제어하는 ECU(Electronic Control Unit)
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 쏠림 방지 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 센서부는,
    조향휠의 회전에 따른 입력축 및 출력축의 상대 회전 변위를 감지한 전기적 신호인 상기 토크 신호를 생성하는 토크 센서;
    상기 차량의 차속에 비례하는 전기적 신호인 상기 차속 신호를 생성하는 차속 센서; 및
    상기 조향휠의 회전각도를 측정한 전기적 신호인 상기 조향각 신호를 생성하는 조향각 센서
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 쏠림 방지 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 ECU는,
    상기 토크 신호, 상기 차속 신호 및 상기 조향각 신호를 조합하여 상기 차량이 상기 직진성을 유지하는지의 여부를 확인하고, 상기 차량이 상기 직진성을 유지하지 못하는 경우, 상기 풀링 상태에 따라 토크 값을 0 이외의 숫자로 설정한 풀링 발생 신호를 생성하는 직진성 판별 로직;
    상기 풀링 발생 신호에 포함된 상기 토크 값에 따라 상기 풀링 토크 값을 생성하고, 상기 풀링 토크 값을 상쇄하는 상쇄 풀링 토크 값을 생성하는 풀링 제어 로직;
    상기 풀링 토크 값 및 상기 상쇄 풀링 토크 값을 포함하는 신호의 고주파 성분을 제거하는 저역 통과 필터(Low Pass Filter); 및
    상기 풀링 토크 값에 입력 과대가 발생하는지의 여부를 확인하고, 확인 결과 상기 풀링 토크 값에 입력 과대가 발생하지 않는 경우, 상기 상쇄 풀링 토크 값을 적용한 상기 상쇄 전류를 생성하는 입력 과대 판별 로직(Saturation Logic)
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 쏠림 방지 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 풀링 제어 로직은,
    상기 풀링 토크 값을 상쇄하는 상기 상쇄 풀링 토크 값을 생성하는 오프셋 보상 로직을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 쏠림 방지 장치.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 입력 과대 판별 로직은,
    상기 상쇄 풀링 토크 값을 적용한 상기 상쇄 전류를 생성하는 풀링 토크 보상 로직을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 쏠림 방지 장치.
  6. (a) 센서부가 주행 중인 차량에 대한 토크 신호, 차속 신호 및 조향각 신호를 생성하는 단계;
    (b) ECU가 상기 토크 신호, 상기 차속 신호 및 상기 조향각 신호를 조합하여 상기 차량이 직진성을 유지하는지의 여부를 확인하는 단계;
    (c) 상기 단계 (b)의 확인 결과, 상기 차량이 상기 직진성을 유지하지 못하는 경우, 상기 ECU가 상기 차량에 발생한 풀링(Pulling) 상태에 따른 풀링 토크 값을 생성하는 단계;
    (d) 상기 ECU가 상기 풀링 토크 값을 상쇄하는 상쇄 풀링 토크 값을 생성하는 단계;
    (e) 상기 ECU가 상기 풀링 토크 값에 입력 과대가 발생하는지의 여부를 확인 하는 단계; 및
    (f) 상기 단계 (e)의 확인 결과, 상기 풀링 토크 값에 입력 과대가 발생하지 않는 경우, 상기 ECU가 상기 상쇄 풀링 토크 값을 적용한 상쇄 전류를 모터로 전송하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 쏠림 방지 방법.
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KR20110131944A (ko) * 2010-06-01 2011-12-07 현대모비스 주식회사 차량의 쏠림 보상 장치 및 그의 보상 방법
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