KR20120047108A - 파워스티어링 시스템의 제어방법 - Google Patents

파워스티어링 시스템의 제어방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20120047108A
KR20120047108A KR1020100108801A KR20100108801A KR20120047108A KR 20120047108 A KR20120047108 A KR 20120047108A KR 1020100108801 A KR1020100108801 A KR 1020100108801A KR 20100108801 A KR20100108801 A KR 20100108801A KR 20120047108 A KR20120047108 A KR 20120047108A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
vehicle
steering
esc
assist torque
phenomenon
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Granted
Application number
KR1020100108801A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101687561B1 (ko
Inventor
김두형
Original Assignee
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 현대모비스 주식회사 filed Critical 현대모비스 주식회사
Priority to KR1020100108801A priority Critical patent/KR101687561B1/ko
Publication of KR20120047108A publication Critical patent/KR20120047108A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101687561B1 publication Critical patent/KR101687561B1/ko
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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
    • B62D5/046—Controlling the motor
    • B62D5/0463—Controlling the motor calculating assisting torque from the motor based on driver input
    • 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
    • B62D6/008—Control of feed-back to the steering input member, e.g. simulating road feel in steer-by-wire applications
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2510/00—Input parameters relating to a particular sub-units
    • B60W2510/20—Steering systems
    • B60W2510/202—Steering torque
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W2510/00—Input parameters relating to a particular sub-units
    • B60W2510/20—Steering systems
    • B60W2510/207—Oversteer or understeer

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 발명에 따른 파워스티어링 시스템의 제어방법은, 특히, ESC(Electronic Stability Control : 주행 안정성 제어 시스템)이 모터구동방식(MDPS)으로 차량의 스티어링 핸들을 조향시키는 파워스티어링 시스템의 제어방법에 있어서, 상기 스티어링 핸들의 오버스티어(over steer) 또는 언더스티어(under steer)시 구현되는 운전자의 카운터스티어(counter steer) 모드시 1차 어시스트 토크량에 2차 어시스트 토크량을 더한 전체 어시스트 토크량으로 제어함으로써 조향 무게감을 감소시켜 운전자로 하여금 조향 탄력감 및 안정성을 갖도록 하는 이점을 제공한다.

Description

파워스티어링 시스템의 제어방법{Control method for Power streering handle system}
본 발명은 파워스티어링 시스템의 제어방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, ESC(Electronic Stability Control : 주행 안정성 제어 시스템)이 모터구동방식(MDPS)으로 차량의 스티어링 핸들을 조향시키는 파워스티어링 시스템의 제어방법에 있어서, 상기 스티어링 핸들의 오버스티어(over steer) 또는 언더스티어(under steer)시 구현되는 운전자의 카운터스티어(counter steer) 모드시 1차 어시스트 토크량에 2차 어시스트 토크량을 더한 전체 어시스트 토크량으로 제어함으로써 조향 무게감을 감소시켜 운전자로 하여금 조향 탄력감 및 안정성을 갖도록 하는 파워스티어링 시스템의 제어방법에 관한 것이다.
일반적으로, 차량의 주행시 운전자가 스티어링 핸들을 급격하게 회전시키는 경우 또는 주행하는 노면 상태에 따라 급선회하는 경우 차량이 전복되거나 노면에서 미끄럼이 발생하기 때문에 주행 안정성을 위해 ESC(Electronic Stability Control : 주행 안정성 제어 시스템)가 구비되어 있다.
정상적인 주행 중에는 차량이 선회를 하거나 차선 변경 등을 하게 되면 상기 스티어링 핸들의 조향이 운전자의 의지대로 회전되어 차량의 움직임에 대하여 잘 추종하는 편이지만, 노면의 마찰계수가 낮아 미끄러짐이 발생할 우려가 있거나, 차속, 조향 등에 의한 급격한 변화가 생기면 언더스티어(under steer) 또는 오버스티어(over steer) 현상이 발생된다.
여기서, 상기 오버스티어 현상이란 현재 주행 중인 차량의 요레이트가 목표 요레이트보다 크게 나타난 경우로써 외륜 측에 미끄럼 현상이 발생될 우려가 있는 상태를 말하고, 상기 언더스티어 현상이란 현재 주행 중인 차량의 요레이트가 목표 요레이트보다 낮게 나타난 경우로써 내륜 측에 미끄럼 현상이 발생될 우려가 있는 상태를 말한다.
상기 ESC는 앞서 설명한 바와 같이, 차량의 급격한 선회 및 급격한 스티어링 핸들의 조향 시, 즉 상기 오버스티어 또는 언더스티어 현상이 발생되는 영역에서 차량의 자세를 안정화시켜주는 방향으로 외륜 또는 내륜측에 제동입력을 가하거나 엔진의 출력을 조절함으로써 차량의 주행 안정성을 향상시키는 역할을 하게 된다.
최근, 상기 ESC와 모터구동방식(MDPS)의 파워스티어링 시스템의 연동으로, 주행 중 발생할 수 있는 상기 언더스티어 또는 오버스티어 상황에서 상기 ESC의 작동상태에 따라 상기 MDPS의 조향 토크량을 변화시켜, 차량의 거동을 안정화시키는 방향으로 운전자의 조향을 유도함은 물론 상기 스티어링 핸들의 핸들링 성능을 향상시키는 연구가 활발하게 진행 중이다.
그러나, 종래 기술에 따른 파워스티어링 시스템의 제어방법은, 차선 변경과 같은 급격한 차량의 선회시 즉, 상기 언더스티어 또는 오버스티어 상황시 운전자의 빠른 조향을 돕기 위해 카운터스티어(Counter steer) 모드로 조향토크를 제어하는데, 위와 같은 카운터스티어 모드는 인위적인 조향력이 가해짐으로써 운전자에게 조향 이질감을 느끼게 하는 문제점이 있다.
또한, 상기 오버스티어 상황에서는 단발적인 임펄스 형태의 조향력(조향토크)이 가해지기 때문에 높은 마찰로 고속주행시에는 수방 안정성(Flick steer)에 악영향을 미치는 문제점이 있다.
본 발명은 ESC(Electronic Stability Control : 주행 안정성 제어 시스템)이 모터구동방식(MDPS)으로 차량의 스티어링 핸들을 조향시키는 파워스티어링 시스템의 제어방법에 있어서, 상기 스티어링 핸들의 오버스티어(over steer) 또는 언더스티어(under steer)시 구현되는 운전자의 카운터스티어(counter steer) 모드시 1차 어시스트 토크량에 2차 어시스트 토크량을 더한 전체 어시스트 토크량으로 제어함으로써 조향 무게감을 감소시켜 운전자로 하여금 조향 탄력감 및 안정성을 갖도록 하는 파워스티어링 시스템의 제어방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명에 따른 파워스티어링 시스템의 제어방법은, 차량의 거동을 감지하여 안정화시키는 ESC와, 상기 ESC에 의해 스티어링 핸들의 작동이 제어되는 모터구동방식(MDPS)의 파워스티어링 시스템의 제어방법에 있어서, 상기 ESC는, 차량의 비정상적인 선회 시 상기 스티어링 핸들에 소정의 1차 어시스트 토크를 입력한 후, 현재 주행 중인 차량의 조향각 크기에 따른 2차 어시스트 토크를 추가 입력하여 운전자가 상기 스티어링 핸들을 상기 정상적인 선회 방향으로 회전시킬 경우 조향 무게감을 감소시키고, 비정상적인 선회 방향으로 회전시킬 경우 조향 무게감을 증가시키도록 제어한다.
여기서, 상기 차량의 비정상적인 선회는, 차량이 정상 선회 방향보다 외측으로 주행하려는 비정상적인 주행 현상인 언더스티어(under-steer) 현상과, 차량의 정상 선회 방향보다 내측으로 주행하려는 비정상적인 주행 현상인 오버스티어(over-steer) 현상을 포함하고, 상기 ESC는, 상기 언더스티어 또는 오버스티어 현상을 감지하고, 상기 언더스티어 또는 오버스티어 현상의 정도에 따라 상기 스티어링 핸들에 상기 1차 어시스트 토크를 입력하여 정상적인 선회 방향으로 차량을 주행시키는 카운터스티어 모드로 차량을 제어할 수 있다.
또한, 상기 언더스티어 또는 상기 오버스티어 현상의 판정은, 현재 주행 중인 차량의 요레이트(yaw rate)와 목표 요레이트(yaw rate)의 차이(
Figure pat00001
)를 기준으로 판정할 수 있다.
본 발명에 따른 파워스티어링 시스템의 제어방법의 다른 실시예는, 차량의 거동을 감지하여 안정화시키는 ESC와, 상기 ESC에 의해 스티어링 핸들의 작동이 제어되는 모터구동방식(MDPS)의 파워스티어링 시스템의 제어방법에 있어서, 현재 주행 중인 차량의 요레이트(yaw rate)와 목표 요레이트(yaw rate)의 차이를 산출하여 언더스티어 또는 오버스티어 현상에 따른 카운터스티어(counter steer) 모드 제어를 위해 1차 어시스트 토크량을 상기 ESC에 입력하는 제1단계와, 상기 제1단계 후, 상기 1차 어시스트 토크량에 현재 주행 중인 차량의 조향각 크기에 따른 각각 상이한 2차 어시스트 토크량을 상기 ESC에 더 입력하는 제2단계와, 상기 제2단계에 의하여 입력된 전체 어시스트 토크량을 가지고 상기 ESC가 상기 스티어링 핸들의 작동을 제어하는 제3단계를 포함한다.
여기서, 상기 제2단계에서 입력되는 상기 2차 어시스트 토크량(
Figure pat00002
)은, 상기 ESC에 추가 입력되는 토크량으로써, 상기 현재 주행 중인 차량의 요레이트와 상기 목표 요레이트의 차이인 요레이트 오차값(
Figure pat00003
)과 현재의 조향각(SWA) 크기를 변수로 둔 함수값(f)에 조향 무게감을 조절하는 요청토크 게인값(
Figure pat00004
)을 곱하는 다음 수식에 의하여 산출됨이 바람직하다.
수식 :
Figure pat00005
본 발명에 따른 파워스티어링 시스템의 제어방법은, ESC에 의한 제어 이전에 조향각 크기에 따른 2차 어시스트 토크값을 입력하여 제어함으로써, 운전자의 조향 이질감을 개선시킬 수 있을 뿐만 아니라 조향성을 향상시키는 효과를 가진다.
또한, 본 발명에 따른 파워스티어링 시스템의 제어방법은, 상기 ESC에 의한 카운터스티어 모드 제어 시 운전자가 비정상적인 선회 방향으로 스티어링 핸들을 조향할 경우 조향 무게감을 부여하여 잘못된 조향을 막고, 운전자가 정상적인 선회 방향으로 스티어링 핸들을 조향할 경우 보다 빠르게 조향하도록 돕기 때문에 빠른 동작감을 부여하는 효과를 가진다.
도 1은 차량의 비정상적인 선회 현상 및 이에 따른 카운터스티어 모드 제어시 조향 무게감 제어를 나타낸 개략도이고,
도 2 및 도 3은 기존의 파워스티어링 시스템의 제어방법과 본 발명에 따른 파워스티어링 시스템의 제어방법의 효과를 비교한 그래프이고,
도 4는 본 발명에 따른 파워스티어링 시스템의 제어방법을 나타낸 블록도이다.
이하, 본 발명에 따른 파워스티어링 시스템의 제어방법의 바람직한 일실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.
도 1은 차량의 비정상적인 선회 현상 및 이에 따른 카운터스티어 모드 제어시 조향 무게감 제어를 나타낸 개략도이고, 도 2 및 도 3은 기존의 파워스티어링 시스템의 제어방법과 본 발명에 따른 파워스티어링 시스템의 제어방법의 효과를 비교한 그래프이고, 도 4는 본 발명에 따른 파워스티어링 시스템의 제어방법을 나타낸 블록도이다.
본 발명에 따른 파워스티어링 시스템은, 차량의 선회 시나 급격한 스티어링 핸들의 조향 시 차량의 자세를 안정화시켜주는 제어를 하는 ESC(Electronic Stability Control : 주행 안정성 제어 시스템)을 포함한다.
본 발명에 따른 파워스티어링 시스템의 제어방법은, 상기 ESC의 구체적인 제어를 제안하는 것으로써, 특히, 차량의 급격한 선회 시 상기 ESC에 의하여 차량의 주행이 안정적으로 되도록 제어될 때 운전자로 하여금 불안정한 상태로의 상기 스티어링 핸들을 꺽는 것을 방지하고 이를 인식하게 하는 동시에 안정적인 상태로의 핸들링은 보다 손쉽게 이루어질 수 있도록 하는 제어로직을 제안한다.
보다 상세하게는, 차량이 주행 중 급격한 선회나, 운전자에 의한 상기 스티어링 핸들의 급격한 조향 시, 즉 비정상적인 주행 상태라고 판정된 경우 상기 ESC는 차량의 자세를 안정화시켜 주는 방향으로 제동입력을 가하게 된다.
여기서, 차량의 상기 비정상적인 주행 상태는, 도 1에 참조된 바와 같이, 차량의 급격한 선회 시, 후륜 측에 차량의 무게 중심이 옮겨지고 상기 후륜 측을 무게 중심으로 하여 전륜 측이 차량의 정상적인 선회 방향(10)의 외측으로 무게 중심이 이동하여 결국에는 차량이 정상적인 선회 방향(10)의 외측으로 주행하려는 차량의 주행 상태인 언더스티어(10a)(under-steer) 현상과, 차량의 급격한 선회 시, 전륜 측에 차량의 무게 중심이 옮겨지고 상기 전륜 측을 무게 중심으로 하여 후륜 측이 차량의 정상적인 선회 방향(10)의 외측으로 무게 중심이 이동하여 결국에는 차량이 정상적인 선회 방향(10)의 내측으로 주행하려는 차량의 주행 상태인 오버스티어(10b)(over-steer) 현상으로 나눌 수 있다.
일반적으로, 이와 같은 차량의 상기 언더스티어(10a) 또는 오버스티어(10b) 현상은 상기 ESC에서 판단하게 되는데, 차속과 조향각 등을 가지고 차량의 목표 요레이트(Target yaw-rate)를 계산한 다음, 현재 주행 중인 차량의 요레이트(yaw-rate)와 그 값을 비교한 요레이트 오차값(
Figure pat00006
: Yawrate Error)으로 언더스티어(10a) 현상인지 오버스티어(10b) 현상인지를 알 수 있다.
즉, 현재 주행 중인 차량의 요레이트가 목표 요레이트에 비하여 그 값이 작으면 언더스티어(10a) 상태이고, 그 값이 많으면 오버스티어(10b) 상태이다.
이와 같은 비정상적인 주행 상태에서는, 현재 운전자가 상기 스티어링 핸들을 조향하고 있는 방향으로 추가적인 조향을 하게 되면 다음과 같은 비정상적인 주행 상태를 계속 유지하거나 안전사고 발생우려가 있다.
즉, 상기 언더스티어(10a) 현상 주행 중인 차량의 경우 운전자가 상기 스티어링 핸들을 조향하고 있는 방향으로 추가적인 조향을 하게 되면, 차량의 전륜은 그 미끄러짐이 더 많이 발생하면서 노면과의 접지력이 약해지게 되고, 오버스티어(10b) 현상 주행 중인 차량의 경우 운전자가 상기 스티어링 핸들을 조향하고 있는 방향으로 추가적인 조향을 하게 되면, 역시 원심력에 의하여 차량 자체가 스핀하게 될 수도 있어 차량의 주행 거동이 더욱 불안정해 질 수 있다. 따라서, 상기 비정상적인 주행 상태, 즉 상기 언더스티어(10a) 또는 상기 오버스티어(10b) 현상 발생시에는 차량의 주행 거동을 안정화시키기 위한 카운터스티어(Counter-steering) 모드로 제어되어야 한다.
상기 카운터스티어 모드는, 쉽게 설명하면, 차량 주행 중 상술한 바와 같이 비정상적인 주행 상태에 직면한 경우, 상기 ESC에 의해 제어되는 모터구동방식(MDPS)의 상기 스티어링 핸들에 강제적으로 어시스트 토크를 입력하여 차량의 안정화를 도모하고자 하는 제어 모드이다.
예를 들면, 도 1에 참조된 바와 같이, 상기 언더스티어(10a) 상태에서의 차량 주행의 경우에는 후륜 측을 기준으로 전륜 측이 도면상 좌측으로 이동하려는 성질이 있기 때문에 상기 ESC는 차량이 정상적인 선회 방향(10)으로 이동하도록 상기 스티어링 핸들을 시계방향으로 회전시키는 어시스트 토크값을 입력하여야 하고, 상기 오버스티어(10b) 상태에서의 차량 주행의 경우 전륜 측을 기준으로 후륜 측이 도면상 좌측으로 이동하려는 성질이 있기 때문에 상기 ESC는 차량이 정상적인 선회 방향(10)으로 이동하도록 상기 스티어링 핸들을 반시계방향으로 회전시키는 어시스트 토크값을 입력하여야 한다.
여기서, 차량의 주행 상태가 상기 언더스티어(10a) 상태인지 오버스티어(10b) 상태인지는 앞서 설명한 바와 같이, 차량에 장착된 요레이트 센서에 의해 측정되는 현재 주행 중인 차량의 요레이트를 가지고 판단할 수 있다.
그러나, 상술한 바와 같은, 상기 카운터스티어 제어 모드는, 실제로 주행 중 노면에서 상기 ESC가 제어하는 상황의 경우 중고속 주행 상황에서 급격한 조향이 이루어진 상황으로 미루어 짐작할 수 있고, 상기 ESC가 제어하는 상황에서 운전자가 조향하던 방향(차량의 선회를 야기했던 비정상적인 선회 방향(10a,10b))으로의 추가적인 조향을 하는 경우에는 아무런 의미가 없을 뿐만 아니라, 차량의 거동을 안정화시키고자 하는 애초의 목적을 달성하기 어려운 문제점이 있다.
이에, 본 발명에 따른 파워스티어링 시스템의 제어방법의 바람직한 일실시예는, 상술한 비정상적인 주행 상태, 즉 상기 언더스티어(10a) 또는 상기 오버스티어(10b) 현상의 정도에 따라서, 상기 MDPS에 추가적인 어시스트 토크량을 입력함으로써 운전자가 비정상적인 선회 방향(10a,10b)을 상기 스티어링 핸들을 조작할 경우 조향 무게감을 부여하여 비정상적인 선회 주행임을 인식하도록 함과 동시에 운전자가 정상적인 선회 방향(10)으로 전환하는 상기 스티어링 핸들의 조작의 경우에는 빠른 속도로 차량의 거동을 안정화시키도록 조향 무게감을 감소시키는 방안을 제안하기에 이르렀다.
이를 구현하기 위한 본 발명에 따른 파워스티어링 시스템의 제어방법은, 차량의 거동을 감지하여 안정화시키는 상기 ESC와, 상기 ESC에 의해 상기 스티어링 핸들의 작동이 제어되는 모터구동방식(MDPS)의 파워스티어링 시스템의 제어방법에 있어서, 상기 ESC는 다음과 같이 제어한다.
즉, 상기 ESC는, 차량의 비정상적인 선회 시 상기 스티어링 핸들에 소정의 1차 어시스트 토크를 입력한 후, 현재 주행 중인 차량의 조향각 크기에 따른 2차 어시스트 토크를 추가 입력한다. 여기서, 상기 1차 어시스트 토크는, 차량의 비정상적인 선회라고 판정된 경우 상기 카운터스티어 모드로 제어되는 경우에 필요한 입력 토크값을 말한다. 또한, 본 발명의 경우 상기 카운터스티어 모드로 제어될 때에도 현재 주행 중인 차량의 조향각 크기에 따른 2차 어시스트 토크를 산출하기 때문에 현재 주행 중인 차량의 언더스티어(10a) 현상 정도 또는 오버스티어(10b) 현상 정도를 알 수 있고, 상기 2차 어시스트 토크를 추가 입력하기 때문에 운전자가 상기 스티어링 핸들을 상기 정상적인 차량의 선회 방향으로 회전시킬 경우 조향 무게감을 감소시킬 수 있고, 반대로 비정상적인 선회 방향(10a,10b)으로 회전시킬 경우에는 조향 무게감을 증가시킬 수 있으므로, 운전자로 하여금 차량이 비정상적으로 주행하는 경우인지를 감각적으로 전달할 수 있는 이점을 제공한다.
다시 말하면, 상기 ESC는 상기 언더스티어(10a) 또는 오버스티어(10b) 현상을 감지하고, 상기 1차 어시스트 토크가 입력된 상태에서 정상적인 선회 방향(10)으로 차량을 주행시키는 상기 카운터스티어 모드로 차량이 제어되는 와중에, 상기 언더스티어(10a) 또는 오버스티어(10b) 현상의 정도에 따라 상기 스티어링 핸들에 상기 2차 어시스트 토크를 추가 입력함으로써 상술한 바와 같은 효과를 창출할 수 있는 것이다.
현재 주행 중인 차량의 요레이트(yaw-rate)와 목표 요레이트의 차이를 산출하여 언더스티어(10a) 또는 오버스티어(10b) 현상에 따른 상기 카운터스티어 모드 제어를 위해 1차 어시스트 토크량을 상기 ESC에 입력하는 단계를 본 발명에서는 제1단계 제어라 부를 수 있다.
추가적으로, 상기 제1단계 후 상기 1차 어시스트 토크량에 현재 주행 중인 차량의 조향각 크기에 따른 각각 상이한 2차 어시스트 토크량을 상기 ESC에 더 입력하는 단계는 제2단계의 제어라 부를 수 있다.
이와 같이, 상기 제1단계 및 상기 제2단계의 과정을 거쳐 산출되어 입력되는 전체 어시스트 토크량을 토대로 상기 ESC는 모터구동방식(MDPS)의 상기 스티어링 핸들의 작동을 제어하게 되는데 이를 제3단계 제어라 부를 수 있는 것이다.
이처럼, 본 발명에 따른 파워스티어링 시스템의 제어방법의 바람직한 일실시예는, 상술한 제1단계 내지 제3단계의 과정을 순차적으로 적용하여 차량의 비정상적인 선회 시 운전자로 하여금 비정상적인 선회 차량에 쉽게 대응할 수 있는 이점을 가진다.
여기서, 상기 제2단계에서 입력되는 상기 2차 어시스트 토크량(
Figure pat00007
)은, 상기 ESC에 추가 입력되는 토크량으로써, 상기 현재 주행 중인 차량의 요레이트와 상기 목표 요레이트의 차이인 요레이트 오차값(
Figure pat00008
)과 현재의 조향각(SWA) 크기를 변수로 둔 함수값(f)에 조향 무게감을 조절하는 요청토크 게인값(
Figure pat00009
)을 곱하는 다음 수식에 의하여 산출된다.
[수식]
Figure pat00010
또한, 상기 제3단계를 위하여 최종적으로 상기 ESC에 입력되는 전체 어시스트 토크량(
Figure pat00011
)은 논리적으로, 아래 수식처럼 1차 어시스트 토크량(
Figure pat00012
)에 상술한 2차 어시스트 토크량(
Figure pat00013
)을 더한 값이 될 것이다.
[수식]
Figure pat00014
=
Figure pat00015
+
Figure pat00016
이와 같은 본 발명에 따른 파워스티어링 시스템의 제어방법은, 기존 방식에 비해 요레이트 오차에 따른 1차 어시스트 토크량과 현재 주행 중인 차량의 조향각에 의한 2차 어시스트 토크량이 연속적으로 입력이 되어 운전자의 조향 무게감에 따른 정상적인 선회 방향(10)으로의 스티어링 핸들 조작이 용이함은 물론이다. 다만, 상기 조향 무감은 이를 별도로 조절하는 상기 요청 토크 게인 값에 의해 튜닝이 가능함은 물론이다.
본 발명에 따른 파워스티어링 시스템의 제어방법은, 도 2에 참조된 바와 같이, 상기 ESC에 의한 제어 시점 이전부터 통합적인 제어가 이루어지기 때문에, 본래의 상기 ESC의 적극적인 개입시간을 단축할 수 있는 장점을 보유한다. 즉, 본 발명에 따른 파워스티어링 시스템의 제어방법은, 현재 주행 중인 조향각의 크기에 따라 추가 토크를 부여하도록 구성된 바, 비정상적인 선회 주행이라고 판단하고 나서 후에 추가 토크를 입력하는 기존 방식보다 운전자가 느낄 수 있는 조향 이질감을 줄이고, 연속적인 토크를 입력해줌으로써 지속적인 피드백에 의한 운전자 인지를 통해 조향성을 향상시킬 수 있는 효과도 가진다.
본 발명의 출원인은 실험을 통하여 도 3에 참조된 바와 같이, 본 발명에 따른 파워스티어링 시스템의 제어방법이 적용된 경우와 그렇지 않은 경우의 조향각 및 조향토크 선도를 분석해보았다.
도 3의 그래프 중 X축은 조향각 히스테리시스(Angle-hysteresis)를 나타내고, Y축은 조향토크 히스테리시스(Torque-hysteresis)를 나타낸 것이다.
도 3을 참조하면, 점선으로 표시된 기존 방식의 ESC 제어에 비하여 본 발명에 따른 파워스티어링 시스템의 제어방법의 경우 조향토크 히스테리시스 및 조향각 히스테리시스가 줄어들었다는 점을 알 수 있고, 특히, 상기 조향각 히스테리시스가 줄어들면 운전자가 상기 카운터스티어 제어 모드시 조향을 할 때, 추가 입력되는 2차 어시스트 토크에 의해 원점(SWA=0)으로의 조향 속도가 빨라짐은 물론 조향 탄력감도 향상되게 된다.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 파워스티어링 시스템의 제어방법의 제어과정을 첨부된 도면(특히, 도 4 참조)을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
먼저, 주행 중인 차량이 특정 속도 이상으로 주행 중일 때 운전자가 스티어링 핸들을 조향하면 현재 주행 중인 차량의 요레이트와 목표 요레이트와의 차이를 검출한다.
다음으로, 요레이트 오차가 발생되면 스티어링 핸들의 조향각이 감소하는지를 판단한다. 만약, 조향각이 감소하고 있는 경우라면, 상기 ESC에 의하여 카운터스티어 모드로 자동 제어되는 경우이거나 운전자에 의해 정상적인 선회 방향(10)으로의 주행을 위한 스티어링 핸들을 조작하는 경우로 볼 수 있는 바, 상술한 수식에 의하여 산출된 2차 어시스트 토크를 상기 ESC에 의한 제어를 위해 입력한다. 이때의 입력된 2차 어시스트 토크는 현재 주행 중인 조향각에 따른 능동적인 토크값이 될 것이다.
마지막으로, 상기 ESC에 의하여 운전자의 조향이 제어되면 상술한 현재 주행 중인 차량의 요레이트와 목표 요레이트와의 차이가 발생하는지를 재 검출하고, 만약 그 차이가 없는 경우에는 처음의 제어단계로 리턴시키고, 여전히 그 차이가 발생하는 경우에는 위 요레이트 오차가 발생하는 경우의 다음 단계로 리턴시킨다.
이상, 본 발명에 따른 파워스티어링 시스템의 제어방법의 바람직한 일실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하였다. 그러나, 본 발명의 실시예가 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 및 균등한 범위에서의 실시가 가능함은 당연하다. 그러므로, 본 발명의 진정한 권리범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 정해져야 할 것이다.
10: 정상적인 선회 방향 10a: 언더스티어 현상
10b: 오버스티어 현상

Claims (5)

  1. 차량의 거동을 감지하여 안정화시키는 ESC와, 상기 ESC에 의해 스티어링 핸들의 작동이 제어되는 모터구동방식(MDPS)의 파워스티어링 시스템의 제어방법에 있어서,
    상기 ESC는,
    차량의 비정상적인 선회 시 상기 스티어링 핸들에 소정의 1차 어시스트 토크를 입력한 후, 현재 주행 중인 차량의 조향각 크기에 따른 2차 어시스트 토크를 추가 입력하여 운전자가 상기 스티어링 핸들을 상기 정상적인 선회 방향으로 회전시킬 경우 조향 무게감을 감소시키고, 비정상적인 선회 방향으로 회전시킬 경우 조향 무게감을 증가시키도록 제어하는 파워스티어링 시스템의 제어방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 차량의 비정상적인 선회는,
    차량이 정상 선회 방향보다 외측으로 주행하려는 비정상적인 주행 현상인 언더스티어(under-steer) 현상과, 차량의 정상 선회 방향보다 내측으로 주행하려는 비정상적인 주행 현상인 오버스티어(over-steer) 현상을 포함하고,
    상기 ESC는,
    상기 언더스티어 또는 오버스티어 현상을 감지하고, 상기 언더스티어 또는 오버스티어 현상의 정도에 따라 상기 스티어링 핸들에 상기 1차 어시스트 토크를 입력하여 정상적인 선회 방향으로 차량을 주행시키는 카운터스티어 모드로 차량을 제어하는 파워스티어링 시스템의 제어방법.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 언더스티어 또는 상기 오버스티어 현상의 판정은, 현재 주행 중인 차량의 요레이트(yaw rate)와 목표 요레이트(yaw rate)의 차이(
    Figure pat00017
    )를 기준으로 판정하는 파워스티어링 시스템의 제어방법.
  4. 차량의 거동을 감지하여 안정화시키는 ESC와, 상기 ESC에 의해 스티어링 핸들의 작동이 제어되는 모터구동방식(MDPS)의 파워스티어링 시스템의 제어방법에 있어서,
    현재 주행 중인 차량의 요레이트(yaw rate)와 목표 요레이트(yaw rate)의 차이를 산출하여 언더스티어 또는 오버스티어 현상에 따른 카운터스티어(counter steer) 모드 제어를 위해 1차 어시스트 토크량을 상기 ESC에 입력하는 제1단계와;
    상기 제1단계 후, 상기 1차 어시스트 토크량에 현재 주행 중인 차량의 조향각 크기에 따른 각각 상이한 2차 어시스트 토크량을 상기 ESC에 더 입력하는 제2단계와;
    상기 제2단계에 의하여 입력된 전체 어시스트 토크량을 가지고 상기 ESC가 상기 스티어링 핸들의 작동을 제어하는 제3단계를 포함하는 파워스티어링 시스템의 제어방법.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 제2단계에서 입력되는 상기 2차 어시스트 토크량(
    Figure pat00018
    )은,
    상기 ESC에 추가 입력되는 토크량으로써, 상기 현재 주행 중인 차량의 요레이트와 상기 목표 요레이트의 차이인 요레이트 오차값(
    Figure pat00019
    )과 현재의 조향각(SWA) 크기를 변수로 둔 함수값(f)에 조향 무게감을 조절하는 요청토크 게인값(
    Figure pat00020
    )을 곱하는 다음 수식에 의하여 산출되는 파워스티어링 시스템의 제어방법.
    수식 :
    Figure pat00021


KR1020100108801A 2010-11-03 2010-11-03 파워스티어링 시스템 및 그것의 제어방법 Active KR101687561B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100108801A KR101687561B1 (ko) 2010-11-03 2010-11-03 파워스티어링 시스템 및 그것의 제어방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100108801A KR101687561B1 (ko) 2010-11-03 2010-11-03 파워스티어링 시스템 및 그것의 제어방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20120047108A true KR20120047108A (ko) 2012-05-11
KR101687561B1 KR101687561B1 (ko) 2016-12-19

Family

ID=46265985

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020100108801A Active KR101687561B1 (ko) 2010-11-03 2010-11-03 파워스티어링 시스템 및 그것의 제어방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101687561B1 (ko)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140005558A (ko) * 2012-07-04 2014-01-15 현대모비스 주식회사 조향장치의 모터 출력 제어방법
KR20180060032A (ko) * 2016-11-28 2018-06-07 현대자동차주식회사 전자식 파워 스티어링 제어 방법
US10124780B2 (en) 2016-03-08 2018-11-13 Hyundai Motor Company Method for controlling counter steering of vehicle during ABS braking
CN114026011A (zh) * 2019-06-28 2022-02-08 日产自动车株式会社 转向控制方法及转向控制装置
CN114802206A (zh) * 2021-01-27 2022-07-29 蒂森克虏伯普利斯坦股份公司 具有过度转向情况下稳定车辆装置的车辆及过度转向情况下稳定车辆的方法

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102429175B1 (ko) 2018-03-05 2022-08-03 현대자동차주식회사 차량 안정성을 향상시키기 위한 차량 제어 장치 및 방법

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH027A (ja) * 1989-01-04 1990-01-05 Fuji Photo Film Co Ltd カメラの測距装置
KR100764180B1 (ko) * 2006-05-02 2007-10-05 주식회사 만도 자동차의 조향 보조 토크 제어 장치
KR20100028145A (ko) * 2008-09-04 2010-03-12 주식회사 만도 자동차의 조향 보조 토크 제어 방법

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH027A (ja) * 1989-01-04 1990-01-05 Fuji Photo Film Co Ltd カメラの測距装置
KR100764180B1 (ko) * 2006-05-02 2007-10-05 주식회사 만도 자동차의 조향 보조 토크 제어 장치
KR20100028145A (ko) * 2008-09-04 2010-03-12 주식회사 만도 자동차의 조향 보조 토크 제어 방법

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140005558A (ko) * 2012-07-04 2014-01-15 현대모비스 주식회사 조향장치의 모터 출력 제어방법
US10124780B2 (en) 2016-03-08 2018-11-13 Hyundai Motor Company Method for controlling counter steering of vehicle during ABS braking
KR20180060032A (ko) * 2016-11-28 2018-06-07 현대자동차주식회사 전자식 파워 스티어링 제어 방법
CN114026011A (zh) * 2019-06-28 2022-02-08 日产自动车株式会社 转向控制方法及转向控制装置
CN114026011B (zh) * 2019-06-28 2022-08-23 日产自动车株式会社 转向控制方法及转向控制装置
CN114802206A (zh) * 2021-01-27 2022-07-29 蒂森克虏伯普利斯坦股份公司 具有过度转向情况下稳定车辆装置的车辆及过度转向情况下稳定车辆的方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR101687561B1 (ko) 2016-12-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2119616B1 (en) Steering device for vehicle
US10144416B2 (en) Apparatus and method for controlling vehicle
JP5050417B2 (ja) 車両用操舵制御装置
JP3966256B2 (ja) 電動式パワーステアリング装置用制御装置
JP6112311B2 (ja) 車両用挙動制御装置
US8532876B2 (en) Vehicle steering control apparatus
JP4513659B2 (ja) 車両の操舵装置
KR102429175B1 (ko) 차량 안정성을 향상시키기 위한 차량 제어 장치 및 방법
KR102440693B1 (ko) 전동식 조향 시스템의 캐치업 저감을 위한 제어 장치 및 방법
KR20120047108A (ko) 파워스티어링 시스템의 제어방법
KR20130033188A (ko) 조향 제어 장치 및 방법
US10625777B2 (en) Attitude control system
JP5347499B2 (ja) 車両制御装置及び車両制御方法
JP2006069497A (ja) ステアリング装置
JP5407402B2 (ja) 車両用操舵制御装置及び車両用操舵制御方法
KR101300599B1 (ko) 자동차의 조향 보조 토크 제어 방법
JP4539244B2 (ja) 前後輪操舵制御装置
US11858574B2 (en) Steering control device and steering control method
JP2006007810A (ja) 車両の操舵状態判定方法
JPH06298112A (ja) 車両の後輪操舵制御装置
JP2005324655A (ja) 車両用後輪操舵装置
JP4792709B2 (ja) 車両用操舵制御装置
US20250178663A1 (en) Control device, control method, and control system
JP4608942B2 (ja) 車両の駆動力配分および操舵力協調制御装置
JP4735831B2 (ja) 車輌の操舵制御装置

Legal Events

Date Code Title Description
PA0109 Patent application

Patent event code: PA01091R01D

Comment text: Patent Application

Patent event date: 20101103

PG1501 Laying open of application
A201 Request for examination
PA0201 Request for examination

Patent event code: PA02012R01D

Patent event date: 20151102

Comment text: Request for Examination of Application

Patent event code: PA02011R01I

Patent event date: 20101103

Comment text: Patent Application

E902 Notification of reason for refusal
PE0902 Notice of grounds for rejection

Comment text: Notification of reason for refusal

Patent event date: 20160701

Patent event code: PE09021S01D

E701 Decision to grant or registration of patent right
PE0701 Decision of registration

Patent event code: PE07011S01D

Comment text: Decision to Grant Registration

Patent event date: 20161201

GRNT Written decision to grant
PR0701 Registration of establishment

Comment text: Registration of Establishment

Patent event date: 20161213

Patent event code: PR07011E01D

PR1002 Payment of registration fee

Payment date: 20161213

End annual number: 3

Start annual number: 1

PG1601 Publication of registration
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20191125

Year of fee payment: 4

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20191125

Start annual number: 4

End annual number: 4

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20201123

Start annual number: 5

End annual number: 5

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20221124

Start annual number: 7

End annual number: 7

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20231128

Start annual number: 8

End annual number: 8

PR1001 Payment of annual fee

Payment date: 20241125

Start annual number: 9

End annual number: 9