KR20120053300A - 차량의 ｍｄｐｓ 제어장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 주행중 쏠림이나 횡풍 발생조건이 검출되면 MDPS를 이용한 댐핑토크 및 복원토크의 제어로 안정된 주행성이 제공될 수 있도록 하는 차량의 MDPS 제어장치 및 방법이 개시된다.
본 발명은 운행중 차속검출부에서 검출되는 차속이 설정된 기준차속을 초과하는지 판단하는 과정, 차속이 기준차속을 초과하면 조향각검출부로부터 설정된 기준각도 미만의 조향각도 변화가 검출되는지 판단하는 과정, 기준각도 미만의 조향각도 변화가 검출되면 조향각속도의 변화와 조타토크를 분석하여 쏠림 혹은 횡풍에 의한 조타인지를 판단하는 과정, 쏠림 혹은 횡풍에 의한 조타로 판단되면 MDPS모터로 제어되는 기본 토크에 보정토크를 적용하여 댐핑토크 및 복원토크를 증대 제어하는 과정을 포함한다.

Description

차량의 ＭＤＰＳ 제어장치 및 방법{SYSTEN FOR CONTROL MOTOR DRIVEN POWER STEERING OF VEHICLE AND METHOD THEREOF}

본 발명은 차량의 MDPS(Motor Driven Power Steering) 제어장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 주행중 쏠림이나 횡풍 발생조건이 검출되면 MDPS를 이용한 댐핑토크 및 복원토크의 제어로 안정된 주행성이 제공될 수 있도록 하는 차량의 MDPS 제어장치 및 방법에 관한 것이다.

차량에서 스티어링 휠(핸들)은 앞바퀴의 각도를 조정하여 차량의 주행방향을 변경시켜 주는 것으로 사용자가 적은 힘으로 용이하게 조작할 수 있도록 하기 위하여 보조동력이 사용되고 있다.

스티어링 휠에 적용되는 보조동력은 통상적으로 유압식이 제공되고 있으나, 최근 들어 모터의 구동력을 보조동력으로 사용하는 전동식이 적용되고 있다.

차량을 운전하는 과정에서 노면 상태나 기후 조건에 따라 조정성에 많은 영향을 받고 있으며, 고속 주행에서 차량의 측면에서 불어오는 횡풍은 차량의 쏠림이나 스티어링 휠의 조향성을 어렵게 하여 차량의 전도 사고를 유발시키는 현상을 발생시킨다.

따라서, 쏠림이나 횡풍에 의한 영향을 최소화하기 위한 기술들이 개발되고 있는데, 일 예를 들어 노면경사, 타이어 편마모, 휠 얼라이먼트 이상 등으로 인하여 일정시간 이상 지속적인 횡부하가 검출되는 경우 조향토크를 보상하여 차량의 직진성 향상을 제공하는 기술이 제시되고 있다.

그러나, 이러한 기술은 판별시간으로 설정된 일정시간 이상 횡부하가 검출되지 않으면 효과가 없으며, 터널 진입으로 횡부하가 갑자기 없어는 경우에는 이질감이 발생되는 문제점이 있다.

또한, 갑작스런 횡풍이나 터널에서 나올 때 차량에 발생되는 횡풍에 대해서는 능동적인 대응이 실행되지 못하는 문제점이 있다.

타이머 편마모의 발생이나 휠 얼라이먼트의 불량이 발생된 상태에서 조향 토크를 보상하기 때문에 운전자는 타이머 편마모나 휠 얼라이먼트의 불량을 인식하지 못하여 타이머의 비 정상적인 조기 파손을 초래시키는 문제점을 발생시킨다.

다른 방법으로 스티어링 기어 서포트 요크 배면에 실리콘 패드 또는 오링을 적용하여 스티어링계의 마찰력을 증대시키고, 요크 클리어런스를 축소하거나 요크 스프링 하중을 증대시켜 스티어링계 마찰력을 증대시켜 쏠림을 둔감화시키는 기술이 제공되고 있다.

또는, 컬럼부에 마찰 베어링을 적용하여 마찰력을 증대시키는 기술이 제공되고 있다.

그러나, 이러한 기술은 차량 제작의 원가 상승을 유발시켜 가격 경쟁력을 악화시키고, 중량의 증대를 초래하여 연비 저하를 발생시켜 상품성을 저하시키는 문제점을 발생시킨다.

또한, 이러한 기술은 쏠림에는 둔감화가 제공되나 복원성 및 조향감에는 악 영향을 발생시킨다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 본 발명의 목적은 쏠림이나 횡풍에 영향을 받는 조타조건에서 MDPS를 이용한 댐핑토크 및 복원토크의 제어로 안정된 주행성 및 조향감을 제공하는데 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따르면 차속 정보를 제어부에 제공하는 차속검출부; 조향각도의 변화 정보를 제어부에 제공하는 조향각도검출부; 조향각도의 변화속도 정보를 제어부에 제공하는 조향각속도검출부; 조향각도의 변화에서 조타토크의 정보를 제어부에 제공하는 조타토크검출부; 차속이 기준속도 이상을 유지하는 상태에서 조향각도의 변화와 조향각속도 및 조타토크를 분석하고 쏠림 혹은 횡풍에 의한 조타인지 운전자의 의지에 의한 조타인지를 판단하여 MDPS모터를 통해 댐핑토크 및 복원토크를 제어하는 제어부를 포함하는 차량의 MDPS 제어장치가 제공된다.

상기 제어부는 기준 차속 이상을 유지하는 상태에서 기준각도 이하의 조향각도 변화가 검출되고, 조향각속도가 기준속도 미만이며, 조타토크가 기준토크 미만이면 쏠림 혹은 횡풍에 의한 조타로 판정할 수 있다.

상기 제어부는 쏠림 혹은 횡풍에 의한 조타로 판단되면 MDPS모터를 통해 제어되는 기본 토크에 보상토크를 적용하여 댐핑토크 및 복원토크를 증대 제어할 수 있다.

상기 제어부는 차속이 40KPH 이상을 유지하는 상태에서 ±5°미만의 조향각도 변화가 검출되고, 조향각속도가 20°/s 미만이며, 조타토크가 0.5N.m 미만이면 쏠림 혹은 횡풍에 의한 조타로 판정하여 MDPS모터를 통한 댐핑토크 및 복원토크를 증대 제어할 수 있다.

또한, 본 발명의 다른 특징에 따르면, 운행중 차속검출부에서 검출되는 차속이 설정된 기준차속을 초과하는지 판단하는 과정; 차속이 기준차속을 초과하면 조향각검출부로부터 설정된 기준각도 미만의 조향각도 변화가 검출되는지 판단하는 과정; 기준각도 미만의 조향각도 변화가 검출되면 조향각속도의 변화와 조타토크를 분석하여 쏠림 혹은 횡풍에 의한 조타인지를 판단하는 과정; 쏠림 혹은 횡풍에 의한 조타로 판단되면 MDPS모터로 제어되는 기본 토크에 보정토크를 적용하여 댐핑토크 및 복원토크를 증대 제어하는 과정을 포함하는 차량의 MDPS 제어방법이 제공된다.

상기 조향각속도의 변화가 설정된 기준속도 미만이고, 조타토크가 설정된 기준토크 미만으로 검출되면 쏠림 혹은 횡풍에 의한 조타로 판정하여 MDPS모터를 통해 댐핑토크 및 복원토크를 증대 제어할 수 있다.

상지 조향각속도의 변화가 설정된 기준속도를 초과하거나 조타토크가 설정된 기준토크를 초과하는 조건을 만족하면 운전자의 의지에 의한 조타로 판정하여 MDPS모터를 기본 토크로 제어할 수 있다.

이와 같이 본 발명의 실시예에 따르면, 쏠림 및 횡풍에 영향을 받는 조타조건에서 신속하에 반응하여 안정된 주행성을 제공하고, 일반 조타조건에서는 작동되지 않아 복원성 및 조향감을 안정되게 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량의 MDPS 제어장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차량의 MDPS 제어절차를 개략적으로 도시한 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 차량에서 MDPS에 의한 댐핑제어를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 차량에서 MDPS에 의한 복원제어를 도시한 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으므로, 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않으며, 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 생략하였다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량의 MDPS 제어장치를 개략적으로 도시한 도면이다.

도면에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 차량의 MDPS 제어장치는 차속검출부(101)와 조향각도검출부(102), 조향각속도검출부(103), 조타토크검출부(104), 제어부(105) 및 MDPS모터(106)를 포함한다.

차속검출부(101)는 변속기의 출력축 회전수로부터 차속을 검출하여 그에 대한 정보를 제어부(105)에 제공한다.

조향각도검출부(102)는 스티어링 컬럼에 장착되어, 조향각도의 변화를 검출하여 그에 대한 정보를 제어부(105)에 제공한다.

조향각속도검출부(103)는 조향각도의 변화속도를 검출하여 그에 대한 정보를 제어부(105)에 제공한다.

조타토크검출부(104)는 조향각도의 변화에서 조타토크를 검출하여 그에 대한 정보를 제어부(105)에 제공한다.

제어부(105)는 차속이 설정된 속도, 예를 들어 40KPH 이상을 유지하는 상태에서 설정된 각도, 예를 들어 ±5°이하의 조향각도 변화가 검출되면 조향각속도 및 조타토크를 분석하여 쏠림 혹은 횡풍에 의한 조타인지 운전자의 의지에 의한 조타인지를 판단하고, 쏠림 혹은 횡풍에 의한 조타이면 댐핑토크 및 복원토크를 증대 제어한다.

상기 쏠림 혹은 횡풍에 의한 조타의 판단은 조향각속도가 20°/s 이하로 검출되고, 조타토크가 0.5N.m을 초과하는 조건으로 설정된다.

상기 제어부(105)는 조향각도이 변화가 운전자의 의지에 의한 조타로 판단되면 통상적엔 토크로 조타력을 보조한다.

MDPS모터(106)는 상기 제어부(106)에서 인가되는 제어신호에 따라 구동되어 스티어링 컬럼에 댐핑토크 혹은 복원토크를 발생시켜 조타력을 보조하며, 쏠림 혹은 횡풍에 안정된 직진성을 제공한다.

전술한 바와 같은 기능을 포함하는 본 발명의 동작은 다음과 같이 실행된다.

본 발명이 적용되는 차량이 운행중인 상태에서(S101) 제어부(105)는 차속검출부(101)로부터 현재의 주행차속을 검출하여(S102) 설정된 기준차속, 예를 들어 40KPH 이상으로 주행되고 있는지를 판단한다(S103).

상기 S103에서 제어부(105)는 현재의 주행차속이 설정된 기준차속 이상으로 주행되고 있는 상태로 판단되면 조향각도검출부(102)로부터 설정된 각도(A°), 예를 들어 ±5°이하의 조향각도 변화가 검출되는지를 판단한다(S104).

상기 S104에서 제어부(105)는 설정된 각도(A°) 이하의 조향각도 변화가 검출되는 것으로 판단되면 조향각속도와 조타토크를 검출하여(S105) 쏠림 혹은 횡풍에 의한 조타인지 혹은 운전자의 의지에 의한 조타인지를 판단한다(S106).

상기 S106에서 조향각속도가 예를 들어 20°/s 미만이고, 조향토크가 예를 들어 0.5N.m 미만이면 쏠림 혹은 횡풍에 의한 조타로 판단한다.

상기 S106에서 제어부(105)는 쏠림 혹은 횡풍에 의한 조타로 판단되면 기준 토크에 보상토크를 적용하여 댐핑토크 및 복원토크를 증대시켜 MDPS모터(106)의 작동을 제어함으로써, 안정된 직진성이 확보될 수 있도록 한다(S107).

그러나, 상기 S103에서 차속이 기준 차속 미만이거나 상기 S104에서 조향각도의 변화가 검출되지 않거나 상기 S106에서 운전자의 의지에 의한 조타로 판단되면 MDPS모터(106)를 통상적인 제어로직으로 제어하여 댐핑토크 및 복원토크를 제공한다(S108).

상기 제어부(106)의 쏠림 혹은 횡풍에 의한 조타로 판정되는 경우와 운전자의 의지에 의한 조타로 판정되는 경우 MDPS모터(106)를 통한 댐핑토크를 예를 들어 25N.m으로 제어하여 도 3과 같이 실행한다.

그리고, 제어부(106)의 쏠림 혹은 횡풍에 의한 조타로 판정되는 경우와 운전자의 의지에 의한 조타로 판정되는 경우 MDPS모터(106)를 통한 복원토크를 2N.m으로 제어하여 도 4와 같이 실행한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 쏠림 혹은 횡풍이 검출되는 경우에만 MDPS모터를 통해 댐핑토크 및 복원토크를 증대 제어함으로써, 안정된 운전성을 확보하여 준다.

이상에서는 본 발명의 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 구성요소의 부가, 변경, 추가, 삭제 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 포함된다고 할 것이다.

101 : 차속검출부 102 : 조향각도검출부
103 : 조향각속도검출부 104 : 조타토크검출부
105 : 제어부 106 : MDPS모터

Claims (7)

1. 차속 정보를 제어부에 제공하는 차속검출부;
   조향각도의 변화 정보를 제어부에 제공하는 조향각도검출부;
   조향각도의 변화속도 정보를 제어부에 제공하는 조향각속도검출부;
   조향각도의 변화에서 조타토크의 정보를 제어부에 제공하는 조타토크검출부;
   차속이 기준속도 이상을 유지하는 상태에서 조향각도의 변화와 조향각속도 및 조타토크를 분석하고 쏠림 혹은 횡풍에 의한 조타인지 운전자의 의지에 의한 조타인지를 판단하여 MDPS모터를 통해 댐핑토크 및 복원토크를 제어하는 제어부;
   를 포함하는 차량의 MDPS 제어장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 제어부는 기준 차속 이상을 유지하는 상태에서 기준각도 이하의 조향각도 변화가 검출되고, 조향각속도가 기준속도 미만이며, 조타토크가 기준토크 미만이면 쏠림 혹은 횡풍에 의한 조타로 판정하는 것을 특징으로 하는 차량의 MDPS 제어장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 제어부는 쏠림 혹은 횡풍에 의한 조타로 판단되면 MDPS모터를 통해 제어되는 기본 토크에 보상토크를 적용하여 댐핑토크 및 복원토크를 증대 제어하는 것을 특징으로 하는 차량의 MDPS 제어장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 제어부는 차속이 40KPH 이상을 유지하는 상태에서 ±5°미만의 조향각도 변화가 검출되고, 조향각속도가 20°/s 미만이며, 조타토크가 0.5N.m 미만이면 쏠림 혹은 횡풍에 의한 조타로 판정하여 MDPS모터를 통한 댐핑토크 및 복원토크를 증대 제어하는 것을 특징으로 하는 차량의 MDPS 제어장치.
5. 운행중 차속검출부에서 검출되는 차속이 설정된 기준차속을 초과하는지 판단하는 과정;
   차속이 기준차속을 초과하면 조향각검출부로부터 설정된 기준각도 미만의 조향각도 변화가 검출되는지 판단하는 과정;
   기준각도 미만의 조향각도 변화가 검출되면 조향각속도의 변화와 조타토크를 분석하여 쏠림 혹은 횡풍에 의한 조타인지를 판단하는 과정;
   쏠림 혹은 횡풍에 의한 조타로 판단되면 MDPS모터로 제어되는 기본 토크에 보정토크를 적용하여 댐핑토크 및 복원토크를 증대 제어하는 과정;
   을 포함하는 차량의 MDPS 제어방법.
6. 제5항에 있어서,
   상기 조향각속도의 변화가 설정된 기준속도 미만이고, 조타토크가 설정된 기준토크 미만으로 검출되면 쏠림 혹은 횡풍에 의한 조타로 판정하여 MDPS모터를 통해 댐핑토크 및 복원토크를 증대 제어하는 것을 특징으로 하는 차량의 MDPS 제어방법.
7. 제5항에 있어서,
   상지 조향각속도의 변화가 설정된 기준속도를 초과하거나 조타토크가 설정된 기준토크를 초과하는 조건을 만족하면 운전자의 의지에 의한 조타로 판정하여 MDPS모터를 기본 토크로 제어하는 것을 특징으로 하는 차량의 MDPS 제어방법.

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