KR20120078704A

KR20120078704A - 자동차의 전자식 서보 조향 시스템의 작동 방법

Info

Publication number: KR20120078704A
Application number: KR1020127007813A
Authority: KR
Inventors: 헨드릭 뷔링; 토마스 반너; 라인하르트 그로쓰하임
Original assignee: 체트 에프 렝크시스테메 게엠베하
Priority date: 2009-09-28
Filing date: 2010-07-29
Publication date: 2012-07-10
Also published as: EP2483133A1; DE102009045046A1; CN102686473B; KR101630490B1; CN102686473A; EP2483133B1; WO2011035960A1

Abstract

본 발명은 자동차의 전자식 서보 조향 시스템을 작동하기 위한 방법에 관한 것이며, 조향 핸들에 의해서는 자동차의 조향 가능한 하나 이상의 차륜을 위한 목표하는 차륜 조향 각도에 대한 척도로서 조향 휠 각도가 사전 설정되며, 산출되어 설정될 목표 추가 각도(δ_Md)에 의해 추가 각도가 생성되고 추가 각도와 조향 휠 각도(δ_S)의 중첩으로부터 전자식 서보 조향 시스템의 조향 기어의 입력 각도가 생성됨으로써, 유효 기능이 하나 이상의 차량 고유 변수(v_x, δ_S)에 따르는, 조향 휠 각도(δ_S)와 차륜 조향 각도 사이의 가변 전동비를 제공하고, 조향 기어의 입력 각도가 자동차의 조향 가능한 하나 이상의 차륜을 위한 차륜 조향 각도로 변환되며, 설정될 각각의 목표 추가 각도(δ_Md)는 입력 변수인 하나 이상의 차량 고유 변수(v_x, δ_S)에 기초해서 노드들을 통해 그리고/또는 보간법에 의해 하나 이상의 특성 라인 및/또는 하나 이상의 특성 맵으로부터 산출된다. 목표 추가 각도(δ_Md)는 하나 이상의 근사 함수(13, 14)를 통해 산출되며, 상기 근사 함수는 적어도 자체의 두 일계 도함수들에서 연속되고 입력 변수로서 하나 이상의 제1 차량 고유 변수(δ_S)를 포함한다.

Description

자동차의 전자식 서보 조향 시스템의 작동 방법{METHOD FOR OPERATING AN ELECTRONIC SERVO STEERING SYSTEM OF A MOTOR VEHICLE}

본 발명은 청구항 제1항의 전제부에 따라 자동차의 전자식 서보 조향 시스템을 작동하기 위한 방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 상기 유형의 작동 방법을 실행하기 위해, 프로그램 코드 수단을 포함하는 컴퓨터 프로그램 및 컴퓨터 프로그램 제품에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 자동차의 전자식 서보 조향 시스템에 관한 것이다.

중첩 수단을 포함하는 조향 시스템은 DE 197 51 125 A1호로부터 공지되었다. 상기 독일 공보에서 작동 구동장치, 즉 전동기의 운동(추가 각도 또는 모터 각도)은 중첩 기어(예: 유성 기어)에 의해 조향 휠 각도와 중첩된다. 중첩 수단에 의해서는, 조향 핸들에 의해 사전 설정되는 조향 휠 각도를 주행 안정성 또는 쾌적성을 높이기 위해 추가 각도와 중첩시킬 수 있으며, 그럼으로써 주행 다이내믹에 따라, 또는 쾌적성에 따라 자동차의 조향 가능한 차륜들의 평균 차륜 조향 각도와 조향 휠 각도 사이의 가변 전동비(variable transmission ratio)가 설정된다. 그럼으로써 안전 기술 측면에서 예컨대 당장에 이탈할 것 같은 자동차를 차륜 조향 각도의 상응하는 보정을 통해 다시 안정된 주행 상태로 복귀시킬 수 있다. 중첩 수단은 또 다른 주행 다이내믹 시스템[예: 전자식 주행 안정 프로그램(ESP) 또는 안티록 브레이크 시스템(ABS)]을 보조할 수 있다. 또한, 쾌적성 기술 측면에서, 조향 휠 각도에 예컨대 속도에 따른 추가 각도를 중첩시킬 수도 있다. 그럼으로써 차량 속도가 저속인 경우 상대적으로 작은 전동비가 설정될 수 있으며, 다시 말하면, 조향 핸들의 상대적으로 적은 회전으로도 (더 직접적인 전동비의 기계적 기본 기어비에 비해서) 차륜들의 상대적으로 큰 조향 각도가 제공된다. 그에 반해서 차량 속도가 고속인 경우에는, 자동차의 주행 안정성이 상승하도록 하기 위해, (더 간접적인 전동비의 기계적 기본 기어비에 비해서) 상대적으로 큰 전동비가 설정될 수 있다. 본 발명에 따른 전자식 서보 조향 시스템도 중첩 수단을 포함한다.

중첩 조향 시스템에 의해 현재 설정될 조향비(steering ratio) 또는 설정될 전동비의 결정과 관련하여, 예컨대 현재 차량 속도 및 현재 조향 휠 각도와 같은 측정값 및 차량 파라미터 또는 차량 고유 변수를 입력 변수로서 사용하고, 모델, 특성 라인 또는 특성 맵을 통해서는 설정될 조향비와 그에 따라 전동기를 위한 목표 추가 각도를 산출하는 점이 공지되었다.

능동형 조향 시스템에서 상기 유형의 특성 라인 또는 특성 맵의 사전 설정을 위해 대개는 개별 노드(node)들이 산출된다. 나머지 영역에서는 지금까지 간단하면서도 빠르게 계산되는 선형 보간법이 적용되었으며, 그럼으로써 실질적으로 굴절선이 발생한다. 이 경우 노드들에서는 굴절 형성의 결과로 출력 신호 또는 출력 변수의 일계 또는 이계 도함수로 도약이 이루어진다. 만일 출력 신호로서 추가 각도 또는 목표 추가 각도가 이용된다면, 그 결과로 회전 속도 변동이 발생하고, 이 회전 속도 변동은 제어되는 전동기의 음향 거동을 저하시킬 수 있다.

DE 197 51 137 A1호는 조향 구동 트레인을 포함하는 자동차용 조향 시스템에 관한 것이며, 상기 조향 구동 트레인 내부에는 조향 가능한 하나 이상의 차륜, 작동 구동 장치 및 중첩 기어, 그리고 차량의 운전자에 의해 작동될 수 있는 조향 휠뿐 아니라 기계식으로 구성되는 편향 수단이 배치된다.

DE 10 2006 008 156 A1호에는 차량의 조향비를 결정하기 위한 방법이 명시되어 있으며, 이 경우 차량의 안정된 주행 동안 차량 파라미터들을 고려하는 조건에서 측정된 측정값들로부터 조향비가 결정된다.

본 발명의 과제는, 특히 전자식 서보 조향 시스템의 음향 거동을 향상시키기 위해, 추가 각도의 조화 파형(harmonic wave form)을 제공하는, 서두에 언급한 유형의 전자식 서보 조향 시스템을 작동하기 위한 방법을 제공하는 것이다.

상기 과제는 본 발명에 따라, 목표 추가 각도가 하나 이상의 근사 함수에 의해 산출되고, 상기 근사 함수는 적어도 자체의 두 일계 도함수들에서 연속되고 입력 변수로서 하나 이상의 제1 차량 고유 변수를 포함하는 것을 통해 해결된다.

상기 조치를 통해서 목표 추가 각도는 일계 및 이계 도함수로의 도약 없이 보간법을 이용한 조화 파형을 확보하게 되는데, 그 이유는 하나 이상의 근사 함수를 통해 상기 목표 추가 각도를 직접 결정하는 경우 굴절 형성이 발생하지 않기 때문이다. 또한, 바람직하게는 필요한 특성 맵 또는 특성 라인의 메모리 요구량도 감소된다. 더욱이 제어 장치에서 프로그램 코드의 실행 시간도 증가하지 않으며, 응용 프로세스도 단순화된다.

입력 변수로서 하나 이상의 제2 차량 고유 변수를 포함하는 특성 맵에 복수의, 특히 상이한 근사 함수가 저장될 수 있다. 그에 따라서 제2 차량 고유 변수의 상이한 값에 대해 다양한 근사 함수들이 저장될 수 있다. 상기 근사 함수들은 특성 맵 내에서 노드들을 형성할 수 있고, 이들 노드 사이에서는 마찬가지로 특히 선형 보간법, 다항식 보간법 또는 [예컨대 2차(quadratic) 또는 3차 스플라인 함수(cubic spline function)를 이용한] 스플라인 보간법에 의해 보간이 이루어진다.

바람직하게는 하나 이상의 근사 함수는 특히 뉴턴 기반의 다항식이다. 이와 동시에 추가 각도의 사전 설정된 노드들을 통해서 정확히 연장되고 그에 따라 상기 노드들을 보간하는 보간 다항식이 결정된다. 상기한 뉴턴 기반은 표시(representation) 및 분석에 유효한 것으로서 실증되었다. PC 기반 프로그램에 의해서는 복수의 지점 또는 노드(조향 각도 상에 표시된 모터 각도)에 따라 뉴턴 보간법이 실행될 수 있다. 상기 뉴턴 보간법은 다항 방정식을 제공한다. 그런 다음 개별 다항 계수들은 상기 프로그램으로부터 추출되어 응용 툴로 전달되고 제어 장치로 전송될 수 있다. 그에 따라 음향과 관련 있는 편향 또는 조향 휠 각도에 대해 1차 다항 방정식을 푸는 것을 통해 목표 값 계산이 실행될 수 있다. 그 외에도 예컨대 보간 다항식의 일계 및 이계 도함수의 표시와 같은 추가적인 보조 수단에 의해 음향 거동이 관찰되고 그에 상응하게 추가로 최적화될 수 있다.

매우 바람직하게는 하나 이상의 근사 함수는 2차 이상의 차수를 갖는 스플라인 함수, 특히 3차 스플라인 함수이다. 앞서 언급한 다항식 보간법과 달리, 형성된 스플라인 함수들은 훨씬 덜한 세기로 진동하며, 이런 점은 간단한 방식으로 개선된 근사 특성을 허용한다. 이러한 방식 또는 장점은 앞서 기재한 보간 다항식의 응용과 유사하게 제공된다.

하나 이상의 제1, 또는 하나 이상의 제2 차량 고유 변수는 특히 현재 차량 속도 또는 차량 종방향 속도이거나, 특히 현재 조향 휠 각도 또는 이 조향 휠 각도를 특성화하는 변수일 수 있다. 따라서 현재 차량 속도 및 현재 조향 휠 각도에 대한 서두에 언급한 목표 조향비 또는 목표 추가 각도의 2차원적 의존성은 간단한 방식으로 매핑될 수 있다. 물론, 추가의 차량 고유 변수들도 가능할 수 있다.

본 발명에 따라 하나 이상의 근사 함수를 산출할 때 운동학적 데이터, 특히 전자식 서보 조향 시스템의 기계식 기본 기어비가 고려될 수 있다.

자동차의 전자식 서보 조향 시스템을 작동하기 위한 본 발명에 따른 방법은 바람직하게는 전자식 서보 조향 시스템의 제어 장치에 컴퓨터 프로그램으로서 구현된다. 이를 위해 컴퓨터 프로그램은 제어 장치의 메모리 소자에 저장된다. 제어 장치의 마이크로프로세서에서의 처리를 통해 상기 방법이 실행된다. 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터 판독 가능한 데이터 캐리어(디스켓, CD, DVD, 하드디스크, USB 메모리 스틱 등)에, 또는 인터넷 서버에 컴퓨터 프로그램 제품으로서 저장되고, 그로부터 제어 장치의 메모리 소자로 전송될 수 있다. 프로그램 코드 수단을 포함하는 상기 유형의 컴퓨터 프로그램 및 컴퓨터 프로그램 제품은 청구항 제7항과 청구항 제8항에 명시되어 있다.

청구항 제9항은 자동차의 전자식 서보 조향 시스템에 관한 것이다.

다음에서는 도면을 이용하여 본 발명의 실시예가 원리에 따라 명시된다.

도 1은 본 발명에 따른 방법이 이용되는 중첩 조향 시스템을 단순화하여 도시한 개략도이다.
도 2는 본 발명에 따른 방법 내에서 가변 전동비를 제공하는 유효 기능의 신호 흐름을 단순화하여 도시한 신호 흐름도이다.
도 3은 종래 기술에 따른 특성 맵을 통한 목표 추가 각도의 산출을 매우 단순화하여 표시한 도표이다.
도 4는 본 발명에 따른 방법의 범주에서 목표 추가 각도의 산출을 매우 단순화하여 표시한 그래프와 대응하는 도표이다.

도 1에는 미도시한 자동차의 전자식 서보 조향 시스템(1) 또는 중첩 조향 시스템이 도시되어 있다. 전자식 서보 조향 시스템(1)은 조향 휠(2)로서 형성되는 조향 핸들을 포함한다. 조향 휠(2)은 조인트 샤프트 또는 조향 칼럼(3)을 통해 조향 기어(4)와 연결된다. 조향 기어(4)는 조향 칼럼(3)의 회전 각도를 자동차의 조향 가능한 차륜들(5a, 5b)의 차륜 조향 각도(δ_Fm)로 변환하는 역할을 한다. 조향 기어(4)는 래크(6)와 피니언(7)을 포함하며, 피니언에는 조향 칼럼(3)이 작용한다. 그 외에도 전자식 서보 조향 시스템(1)은 중첩 수단(8)을 포함하며, 이 중첩 수단은 전동기(9)로서 형성되는 작동 구동장치 또는 추가 각도 액추에이터와, 상기 전동기에 의해 구동되는 중첩 기어(10)를 포함한다. 중첩 기어(10)는 유성 기어로서 형성된다. 추가의 실시예들에서 중첩 기어(10)는 하모닉 구동 기어(harmonic drive gear) 등으로서도 형성될 수 있다.

조향 휠(2)을 통해서는 조향 휠 각도(δ_S)가 자동차의 조향 가능한 차륜들(5a, 5b)의 목표하는 차륜 조향 각도(δ_Fm)에 대한 척도로서 사전 설정된다. 그런 다음 전동기(9)에 의해서 중첩 각도 또는 추가 각도(δ_M)가 생성되어, 중첩 기어(10)에 의해 조향 휠 각도(δ_S) 또는 조향 칼럼(3)의 회전 각도와 중첩된다. 추가 각도(δ_M)는 기본적으로, 특히 조향 가능한 차륜들(5a, 5b)의 차륜 조향 각도(δ_Fm)와 조향 휠 각도(δ_S) 사이의 가변 전동비 또는 가변 조향비를 제공함으로써, 하나 이상의 유효 기능을 구현하기 위해, 특히 자동차의 주행 다이내믹 또는 쾌적성을 향상시키기 위해 생성된다. 조향 휠 각도(δ_S)와 추가 각도(δ_M)의 합은 조향 기어(4)의 입력 각도를 제공하거나, 또는 본 실시예에서는 피니언 각도(δ_G)를 제공한다.

중첩 수단(8)은 전자 제어 장치(11)를 포함하고, 전자 제어 장치는 특히 전동기(9)의 출력 토크와 추가 각도(δ_M)를 조절하는 역할을 한다. 이를 위해 전자 제어 장치(11)에서는 제어 장치(11)의 미도시한 마이크로프로세서에서 조절 구조 또는 컴퓨터 프로그램으로서 구현되는 조절 방법이 실행된다. 전동기(9)는 이 전동기(9)에 의해 생성될 추가 각도(δ_M)의 목표 값, 즉 목표 추가 각도에 상응하는 전기 제어 신호(δ_Md)로 제어된다. 이 경우 목표 추가 각도(δ_Md)는 일반적으로 전자식 서보 조향 시스템(1)의 상이한 유효 기능들(예: 가변 조향비)의 부분 목표 추가 각도들을 합산하는 것을 통해 제공된다. 그러나 단순화를 위해 하기에서 목표 추가 각도(δ_Md)는 가변 조향비의 부분 목표 추가 각도와 동등하게 간주된다. 이 경우 전동기(9)의 제어 또는 조절은 통상적으로 자동차의 차량 속도(v_x)에 따라 이루어지며, 다시 말하면 유효 기능에 의해 제공되는, 조향 휠 각도(δ_S)와 피니언 각도(δ_G) 또는 차륜들(5a, 5b)의 차륜 조향 각도(δ_Fm) 사이의 가변 전동비가, 현재 차량 속도(v_x) 또는 현재 조향 휠 각도(δ_S)에 따라 속도에 따른 다양한 추가 각도들(δ_M)과 조향 휠 각도(δ_S)의 중첩에 의해 설정된다. 앞서 설명한 제어 또는 조절 기능이 실행될 수 있도록 하기 위해, 제어 장치(11)는 특히 입력 신호로서 (예건대 자동차의 CAN 버스를 통한) 실제 차량 속도(v_x)와 조향 휠 각도(δ_S)를 수신한다. 전자식 서보 조향 시스템(1)은 미도시한 추가 실시예에서 중첩 수단(8)의 후방에 배치되어 전기 또는 유압식 서보 구동장치도 포함할 수 있으며, 서보 구동장치는 특히 가변식으로 토크를 보조하는 역할을 수행한다.

본 발명에 따라 전자식 서보 조향 시스템(1)은, 조향 핸들(2)에 의해 자동차의 조향 가능한 차륜들(5a, 5b)을 위한 목표하는 차륜 조향 각도(δ_Fm)에 대한 척도로서 조향 휠 각도(δ_S)가 사전 설정되고, 계산되어 설정될 목표 추가 각도(δ_Md)에 의해 추가 각도(δ_M)가 생성되고 추가 각도(δ_M)와 조향 휠 각도(δ_S)의 중첩으로부터 전자식 서보 조향 시스템(1)의 조향 기어(4)의 입력 각도(δ_G)가 생성됨으로써, 유효 기능(VSR)(도 2 참조)이 현재 차량 고유 변수인 차량 속도(v_x) 및 조향 휠 각도(δ_S)에 따르는, 조향 휠 각도(δ_S)와 차륜 조향 각도(δ_Fm) 사이의 가변 전동비를 제공하고, 조향 기어(4)의 입력 각도(δ_G)는 자동차의 조향 가능한 차륜들(5a, 5b)을 위한 차륜 조향 각도(δ_Fm)로 변환되며, 설정될 각각의 목표 추가 각도(δ_Md)는 입력 변수로서의 차량 고유 변수인 차량 속도(v_x) 및 조향 휠 각도(δ_S)에 기초해서 노드들을 통해 그리고/또는 보간법에 의해 하나 이상의 특성 라인 및/또는 하나 이상의 특성 맵으로부터 산출되는, 방법에 의해 작동된다.

본 발명에 따른 방법 내에서 가변 전동비를 제공하는 유효 기능(VSR)은 하기에서 도 2에 컷아웃 방식으로 도시된 단순화된 블록 선도 또는 신호 흐름도에 따라 설명된다. 도 2로부터 알 수 있듯이, 유효 기능(VSR)은 기능 블록(12) 내에서 입력 신호 또는 입력 변수로서 현재 차량 속도(v_x)와 현재 조향 휠 각도(δ_S)를 수신하고 그로부터 출력 신호로서 목표 추가 각도(δ_Md)를 계산한다. 이에 추가로 기능 블록(12) 내에서는 경우에 따라 목표 추가 각도(δ_Md)를 수정하거나 일정하게 유지하는 엔드 스톱 차단 또는 엔드 스톱 처리가 구현될 수 있다. 엔드 스톱 차단은, 유효 기능(VSR)에 의해 산출되는, 조향 기어(4)의 입력 각도(δ_G)의 목표 값 또는 조향 위치가, 조향 기어(4)의 래크(6)의 기계식 엔드 스톱의 사전 설정된 영역 내에 위치할 때 활성화된다.

도 3에는 종래 기술에 따른 특성 맵을 통한 목표 추가 각도(δ_Md)의 산출의 표시가 매우 단순화된 도표로 도시되어 있다. 여기서 좌측에는 목표 기어비(i_v)의 2차원적인 참조 도표(Look-up table)가 도시되어 있다. 도표에서 수평 방향에는 차량 속도(v_x)가, 수직 방향에는 조향 휠 각도(δ_S)가 지수로서 제공된다. 상기 도표로부터는 화살표로 도시된 것처럼 도 3의 우측에 도시된 조향 휠 각도(δ_S)(상부 특성 맵) 및 추가 각도(δ_Md)(하부 특성 맵)의 특성 맵이 제공된다. 지수를 통해서는, 실제 조향 휠 각도(

)가 사전 설정되고 실제 차량 속도(v_x)가 사전 설정된 경우, 설정될 상응하는 추가 각도(δ_Md)가 산출될 수 있다.

도 4에는 목표 추가 각도(δ_Md)의 본 발명에 따른 산출의 표시가 매우 단순화된 그래프 및 대응하는 도표로 도시되어 있다. 도 4의 좌측에 도시된 그래프로부터 알 수 있듯이, 전자식 서보 조향 시스템(1)을 작동하기 위한 본 발명에 따른 방법의 경우, 목표 추가 각도(δ_Md)는 근사 함수(13, 14)를 통해 산출되며, 근사 함수는 적어도 자체의 두 일계 도함수들에서 연속되고 제1 차량 고유 변수로서 또는 입력 변수로서 현재 조향 휠 각도(δ_S)를 포함한다. 근사 함수(13, 14)의 산출 시에 전자식 서보 조향 시스템(1)의 운동학적 데이터가 고려된다. 도 4의 좌측 그래프에서 수평 축에는 조향 휠 각도(δ_S)가, 수칙 축에는 목표 추가 각도(δ_Md)가 도시되어 있다. 근사 함수(13, 14)는 0km/h의 차량 속도(v_x)에 연관된다.

본 실시예에서 근사 함수는 3차 스플라인 함수(13)이다. 추가의 실시예에서 근사 함수는 2차 차수를 갖는 스플라인 함수이거나, 특히 뉴턴 기반의 다항식(14)일 수 있다. 노드들(15)은 근사 함수(13, 14) 상에 점으로 강조 표시되어 있다.

또한, 화살표에 의해 지시되는 것처럼, 도 4의 우측에는 특성 맵이 제공된다. 조향 휠 각도(δ_S)의 상부 특성 맵에서 수평 방향에는 제2 차량 고유 변수로서 차량 속도(v_x)가 지수로서 표시되어 있다. 수직 방향에는 지수가 판독될 수 있으며, 이 지수에 의해 목표 추가 각도(δ_Md)의 하부 특성 맵과의 관계가 형성된다. 하부 특성 맵에는 복수의 상이한 스플라인 함수(13)가 저장되며, 이들 스플라인 함수는 입력 변수로서 제2 차량 고유 변수, 즉 차량 속도(v_x)를 통해 선택될 수 있다. 0km/h의 차량 속도(v_x)가 있는 열에는 스플라인 함수(13)의 노드들(15)에서의 목표 추가 각도(δ_Md)의 값들이 예시로서 입력되어 있다. 추가의 스플라인 함수들(13)은 또 다른 차량 속도(v_x)를 위한 하부 특성 맵의 열들에 입력되어 있다(예: 차량 속도 범위 이내에서 10km/h 단위 - 도 4에는 0km/h와 10km/h에 대해서만 명시되어 있다). 만일 모든 차량 속도(v_x)에 대해 조향 휠 각도(δ_S)와 관련한 노드들(15)이 동일하게 유지된다면, 목표 추가 각도(δ_Md)의 하부 특성 맵만이 요구된다.

또한, 상이한 차량 속도들(v_x)을 위해 산출되는 스플라인 함수들(13) 사이에서는, 특히 선형 보간법, 다항식 보간법 또는 (예컨대 2차 또는 3차 스플라인 함수를 이용한) 스플라인 보간법에 의해 보간이 이루어질 수 있다.

전자식 서보 조향 시스템(1)을 작동하기 위한 본 발명에 따른 방법은 제어 장치(11)에서 컴퓨터 프로그램으로서 구현되며, 이 경우 물론 또 다른 해결 방법도 가능할 수 있다. 이를 위해 컴퓨터 프로그램은 제어 장치(11)의 메모리 소자에 저장된다. 제어 장치(11)의 마이크로프로세서에서의 처리를 통해 상기 방법이 실행된다. 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터 판독 가능한 미도시한 데이터 캐리어(디스켓, CD, DVD, 하드디스크, USB 메모리 스틱 등)에, 또는 인터넷 서버에 컴퓨터 프로그램 제품으로서 저장될 수 있고, 그로부터 제어 장치(11)의 메모리 소자로 전송될 수 있다.

1: 전자식 서보 조향 시스템
2: 조향 휠
3: 조인트 샤프트 / 조향 칼럼
4: 조향 기어
5a, 5b: 조향 가능한 차륜
6: 래크
7: 피니언
8: 중첩 수단
9: 추가 각도 액추에이터 / 전동기
10: 중첩 기어
11: 중첩 수단의 전자 제어 장치
12: 기능 블록
13: 스플라인 함수
14: 다항식
15: 노드
δ_Fm: 차륜 조향 각도 또는 조향 각도
δ_G: 피니언 각도
δ_S: 조향 휠 각도
v_x: 차량 속도
δ_M: 추가 각도
δ_Md: 추가 각도의 목표 값
i_v: 목표 기어비
VSR: 유효 기능(가변 조향비)

Claims

자동차의 전자식 서보 조향 시스템(1)을 작동하기 위한 방법이며,
조향 핸들(2)에 의해 자동차의 조향 가능한 하나 이상의 차륜(5a, 5b)을 위한 목표하는 차륜 조향 각도(δ_Fm)에 대한 척도로서 조향 휠 각도(δ_S)가 사전 설정되고,
산출되어 설정될 목표 추가 각도(δ_Md)에 의해 추가 각도(δ_M)가 생성되고 상기 추가 각도(δ_M)와 상기 조향 휠 각도(δ_S)의 중첩으로부터 전자식 서보 조향 시스템(1)의 조향 기어(4)의 입력 각도(δ_G)가 생성됨으로써, 유효 기능(VSR)이 하나 이상의 차량 고유 변수(v_x, δ_S)에 따르는, 상기 조향 휠 각도(δ_S)와 상기 차륜 조향 각도(δ_Fm) 사이의 가변 전동비를 제공하고,
상기 조향 기어(4)의 입력 각도(δ_G)는 자동차의 조향 가능한 하나 이상의 차륜(5a, 5b)을 위한 상기 차륜 조향 각도(δ_Fm)로 변환되고,
설정될 각각의 목표 추가 각도(δ_Md)는 입력 변수인 하나 이상의 차량 고유 변수(v_x, δ_S)에 기초해서, 노드들을 통해 그리고/또는 보간법에 의해 하나 이상의 특성 라인 및/또는 하나 이상의 특성 맵으로부터 산출되는, 자동차의 전자식 서보 조향 시스템의 작동 방법에 있어서,
상기 목표 추가 각도(δ_Md)는 하나 이상의 근사 함수(13, 14)를 통해 산출되고, 상기 근사 함수는 적어도 자체의 두 일계 도함수들에서 연속되고 입력 변수로서 하나 이상의 제1 차량 고유 변수(v_x, δ_S)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 자동차의 전자식 서보 조향 시스템 작동 방법.
제1항에 있어서, 입력 변수로서 하나 이상의 제2 차량 고유 변수(v_x, δ_S)를 포함하는 특성 맵에 복수의, 특히 상이한 근사 함수(13, 14)가 저장되는 것을 특징으로 하는, 자동차의 전자식 서보 조향 시스템 작동 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 하나 이상의 근사 함수는 특히 뉴턴 기반의 다항식(14)인 것을 특징으로 하는, 자동차의 전자식 서보 조향 시스템 작동 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 하나 이상의 근사 함수는 2차 이상의 차수를 갖는 스플라인 함수, 특히 3차 스플라인 함수(13)인 것을 특징으로 하는, 자동차의 전자식 서보 조향 시스템 작동 방법.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 하나 이상의 제1, 또는 하나 이상의 제2 차량 고유 변수는 차량 속도(v_x) 또는 조향 휠 각도(δ_S)인 것을 특징으로 하는, 자동차의 전자식 서보 조향 시스템 작동 방법.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하나 이상의 근사 함수(13, 14)를 산출할 때 전자식 서보 조향 시스템(1)의 운동학적 데이터가 고려되는 것을 특징으로 하는, 자동차의 전자식 서보 조향 시스템 작동 방법.
컴퓨터 프로그램이 컴퓨터의 마이크로프로세서에서, 특히 전자식 서보 조향 시스템(1)의 전자 제어 장치(11)에서 실행될 때, 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 따르는 방법을 실행하기 위해, 프로그램 코드 수단을 포함하는 컴퓨터 프로그램.
컴퓨터 프로그램이 컴퓨터의 마이크로프로세서에서, 특히 전자식 서보 조향 시스템(1)의 전자 제어 장치(11)에서 실행될 때, 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 따르는 방법을 실행하기 위해, 컴퓨터 판독 가능한 데이터 캐리어에 저장되는 프로그램 코드 수단을 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품.
자동차의 전자식 서보 조향 시스템(1)이며,
- 자동차의 조향 가능한 하나 이상의 차륜(5a, 5b)을 위한 목표하는 차륜 조향 각도(δ_Fm)에 대한 척도로서 조향 휠 각도(δ_S)를 사전 설정하기 위한 조향 핸들(2)과,
- 조향 휠 각도(δ_S)를 자동차의 조향 가능한 하나 이상의 차륜(5a, 5b)의 차륜 조향 각도(δ_Fm)로 변환하는 조향 기어(4)와,
- 추가 각도 액추에이터(9)를 통해 추가 각도(δ_M)를 생성하고, 상기 추가 각도(δ_M)와 상기 조향 휠 각도(δ_S)의 중첩으로부터 조향 기어(4)의 입력 각도(δ_G)를 생성하기 위한 중첩 수단(8)과,
- 제7항에 따른 컴퓨터 프로그램을 실행할 수 있도록 세팅된 전자 제어 장치(11)를 포함하는 전자식 서보 조향 시스템(1).