KR20130033767A - 전동식조향장치의 토크스티어 보상 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전동식조향장치의 토크스티어 보상 방법에 관한 것으로서, 특히 차량에 장착된 전동식조향장치의 정상작동 여부를 판단하는 전동식조향장치 정상판단단계(S10)와; 차량에 구비된 전자제어부를 통해 차량정보를 검출하는 차량정보 확인단계(S20)와; 상기 차량정보 확인단계(S20)에서 검출된 차량 정보를 통해 차량에서 토크스티어 발생여부를 판단하는 토크스티어 발생판단단계(S30)와; 상기 토크스티어 발생판단단계(S30)에서 토크스티어 발생 시 상기 전자제어부를 통해 전동식조향장치의 보상량을 연산하는 전동식조향장치 보상량 연산단계(S40)와; 상기 전동식조향장치 보상량 연산단계(S40)를 통해 연산된 보상량을 보상하는 전동식조향장치 보상단계(S50)로 구성되어, 전동식조향장치에 토크스티어를 보상함으로 인해 차량 주행 시 발생되는 토크스티어 현상을 방지하여 차량이 틀어지는 문제점을 해소함으로써 안전성을 향상시키는 동시에 주행에 따른 노후화에도 토크스티어 현상을 방지하여 차량 보수 비용을 줄이고 고객 편의성을 증대시키는데 효과가 있도록 하는 것이다.

Description

전동식조향장치의 토크스티어 보상 방법{Torque steer compensation method of Motor Driven Power Steering}

본 발명은 전동식조향장치의 토크스티어 보상 방법에 관한 것으로서, 특히 차량 주행 시 조향휠이 틀어지는 토크스티어 현상을 방지하기 위한 전동식조향장치의 토크스티어 보상 방법에 관한 것이다.

일반적으로 차량의 운전석 전방에는 조향휠이 설치되고, 상기 조향휠의 회전축에는 조향축이 연결되어, 운전자가 조향휠을 회전시킴에 따라 조향휠의 회전축이 회전되면서 상기 조향축이 회전 및 차량의 전륜이 좌우로 회동되어 차량의 주행방향을 전환시키는 조향시스템이 구비되어 있다.

이러한 조향시스템에 있어서, 운전자가 조향휠을 회전시키는 회전력을 조향축에 직접 전달하여 조향시킬 경우에 운전자가 조향휠을 회전시키는데 많은 힘이 요구된다.

이에, 운전자의 조향 조작 시에 드는 힘을 경감시키고자, 조향휠 조작 시의 유압 액츄에이터를 이용한 유압식 조향 시스템이 상용화되어 있다.

상기 유압식 조향시스템을 포함하는 기존의 조향시스템은 조향휠과 타이어가 기계적으로 연결되어 있는 기계적인 시스템으로서, 차량 충돌 시 조향휠에 연결된 조향축이 돌출됨으로 인해 운전자의 상해 위험이 증가하며, 유압식 조향시스템의 유압 액츄에이터가 엔진의 힘을 이용함으로써 엔진의 출력을 감소시키고 조향력을 증폭할 수 있는 힘이 제한적이며 유압기구와 부품수가 많아 그 구조가 복잡한 단점들이 있다.

이에, 최근에는 차량의 조향계통에 전동 액츄에이터를 설치하고, 운전자가 조향휠을 회전시킴에 따라 상기 전동 액츄에이터가 구동되면서 차량의 전륜이 좌우로 회동되게 하여 차량의 주행방향을 조향시키는 전동식 조향장치(Motor Driven Power Steering, MDPS)가 적용되고 있다.

이러한, 전동식 조향장치는 차량의 운전자가 조향휠을 회전시킴에 따라 토션바에 비틀림이 발생하고, 상기 토션바에 발생한 비틀림 각도에 대한 변위를 토크 센서가 검출하며, 상기 검출한 차량의 주행속도 및 토션바에 발생한 비틀림 각도에 대한 변위에 따라 모터와 같은 구동 액츄에이터로 공급하는 전류를 조절하면서 조향하였다.

그러나, 종래에는 차량의 특성상 엔진, 변속기의 배치로 인해 좌우 동일한 구조를 갖지 못하므로 급출발 / 급가속시 좌우로 전달되는 구동토크의 차이가 발생하고 이로 인해 차량이 쏠리거나 핸들이 회전하게 되는 토크스티어 현상이 발생하게 되어 안전성을 저하시키게 되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기의 문제점을 해소하기 위한 전동식조향장치의 토크스티어 보상 방법에 관한 것으로서, 특히 차량 주행 시 조향휠이 틀어지는 토크스티어 현상을 방지하기 위한 것을 목적으로 한다.

이러한 본 발명은 차량에 장착된 전동식조향장치의 정상작동 여부를 판단하는 전동식조향장치 정상판단단계와; 차량에 구비된 전자제어부를 통해 차량정보를 검출하는 차량정보 확인단계와; 상기 차량정보 확인단계에서 검출된 차량 정보를 통해 차량에서 토크스티어 발생여부를 판단하는 토크스티어 발생판단단계와; 상기 토크스티어 발생판단단계에서 토크스티어 발생 시 상기 전자제어부를 통해 전동식조향장치의 보상량을 연산하는 전동식조향장치 보상량 연산단계와; 상기 전동식조향장치 보상량 연산단계를 통해 연산된 보상량을 보상하는 전동식조향장치 보상단계;를 포함함으로써 달성된다.

또한, 상기 전동식조향장치 정상판단단계에서 전동식조향장치는 조향각센서, 토크센서, 스티어링모터, 전자제어부와 연동되도록 하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 차량정보 확인단계에서 차량정보는 조향정보, 주행정보, 차체자세제어장치에 대한 정보를 포함하도록 하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 토크스티어 발생판단단계에서 토크스티어 발생여부는 변속기 기어단수 및 상기 차량정보 확인단계의 차량정보를 비교 판단하도록 하는 것이 바람직하다.

이상과 같은 본 발명은 전동식조향장치에 토크스티어를 보상함으로 인해 차량 주행 시 발생되는 토크스티어 현상을 방지하여 차량이 틀어지는 문제점을 해소함으로써 안전성을 향상시키는 동시에 주행에 따른 노후화에도 토크스티어 현상을 방지하여 차량 보수 비용을 줄이고 고객 편의성을 증대시키는데 효과가 있는 발명인 것이다.

도 1은 본 발명의 전동식조향장치의 토크스티어 보상 방법을 도시하는 흐름도,
도 2는 본 발명의 전동식조향장치의 토크스티어 보상 방법에서 토크스티어 발생에 의한 조향휠 회전상태를 도시하는 도면.

도 1 및 도 2는 본 발명의 전동식조향장치의 토크스티어 보상 방법에 관한 것으로, 도 1은 본 발명의 전동식조향장치의 토크스티어 보상 방법을 도시하는 흐름도이며, 도 2는 본 발명의 전동식조향장치의 토크스티어 보상 방법에서 토크스티어 발생에 의한 조향휠 회전상태를 도시하는 도면이다.

본 발명의 실시예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 전동식조향장치의 토크스티어 보상 방법은 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 전동식조향장치의 정상 작동여부를 판단하는 전동식조향장치 정상판단단계(S10)와, 차량의 주행정보를 검출하는 차량정보 확인단계(S20)와, 토크스티어 발생여부를 판단하는 토크스티어 발생판단단계(S30)와, 토크스티어 발생 시 보상량을 연산하는 전동식조향장치 보상량 연산단계(S40)와, 보상량 연산 후 보상량을 보상하는 전동식조향장치 보상단계(S50)로 이루어져, 차량 주행 시 발생되는 토크스티어 현상을 방지하여 차량이 틀어지는 문제점을 해소함으로써 안전성을 향상시키게 되는 것을 그 기술상의 기본 특징으로 한다.

이하 본 발명의 전동식조향장치의 토크스티어 보상 방법에 대한 각 구성요소를 첨부한 도면을 참조하여 하나씩 살펴보면 다음과 같다.

우선 본 발명은 차량에 전동식조향장치(Motor Driven Power Steering, MDPS)가 장착되는 것을 기본으로 하며, 상기 전동식조향장치의 정상 작동여부를 판단하는 단계(S10)와, 차량의 주행정보를 검출하는 단계(S20)와, 토크스티어 발생여부를 판단하는 단계(S30)와, 토크스티어 발생 시 보상량을 연산하는 단계(S40)와, 보상량 연산 후 보상량을 보상하는 단계(S50)로 이루어진다.

도 1에 도시된 바와 같이, 전동식조향장치 정상판단단계(S10)는 차량에 장착된 전동식조향장치가 정상적으로 작동하는지 여부를 판단한다.

여기서, 전동식조향장치 정상판단단계(S10)에서 전동식조향장치가 비정상으로 판단되는 경우 본 발명의 로직을 종료하도록 하는 것이 바람직하다.

이때, 전동식조향장치는 조향각센서, 토크센서, 스티어링모터, 전자제어부와 연동되어 전동식조향장치 정상판단단계(S10)에서 정상 작동여부를 판단 시 상기 전동식조향장치와 연동된 조향각센서, 토크센서, 스티어링모터, 전자제어부의 정상작동 여부를 기초로 한다.

전동식조향장치 정상판단단계(S10)에서 전동식조향장치가 정상적으로 작동하는 것으로 판단되면 다음 단계인 차량정보 확인단계(S20)로 진행하게 되며, 상기 차량정보 확인단계(S20)에서는 차량에 구비된 전자제어부(Electronic Control Unit, ECU)를 통해 차량의 여러 가지 정보를 검출한다.

차량정보 확인단계(S20)에서 검출하는 차량정보는 조향정보, 주행정보, 차체자세제어장치에 대한 정보를 포함하도록 하는 것이 바람직하다.

여기서, 조향정보는 조향휠에 관한 것으로 조향각도, 조향각속도, 조향휠 토크에 대한 정보이며, 주행정보는 차량 주행에 관한 것으로 차속, 가속도(차속 변화량), RPM, RPM 변화량, 기어단 변화에 대한 정보이다. 한편, 차체자세제어장치에 대한 정보는 차체자세제어장치(Electronic Stability Control, ESC)에 관한 것으로 yaw rate(선회속도), yaw rate 변화량, 측방변화량, 휠속도 차이 변화에 대한 정보이다.

토크스티어 발생판단단계(S30)는 차량정보 확인단계(S20)에서 검출된 차량 정보를 통해 차량이 쏠리거나 조향휠이 회전하게 토크스티어 발생여부를 판단한다.

이때, 토크스티어 발생판단단계(S30)에서 토크스티어 발생여부는 변속기 기어단수를 통해 판단하거나 조향정보, 주행정보, 차체자세제어장치 정보와 같은 차량정보 확인단계(S20)의 차량정보를 비교하여 판단하도록 하는 것이 바람직하다.

한편, 토크스티어가 발생하게 되면 도 2의 (a)에 도시된 바와 같이 조향휠(H)이 중심축(S)으로부터 일방향으로 회전하게 되어 차량 또한 조향휠 회전방향으로 회전하게 된다.

전동식조향장치 보상량 연산단계(S40)는 토크스티어 발생판단단계(S30)에서 토크스티어가 발생됐다고 판단 시 전자제어부를 통해 전동식조향장치의 보상량을 연산하는 단계이다.

여기서, 전동식조향장치 보상량 연산단계(S40)에서는 토크스티어 발생판단단계(S30)에서 발생된 토크스티어와 전동식조향장치에 보상할 토크스티어를 연산하는데, 보상 후의 토크스티어 연산값이 초기 설정치에 비하여 높게 보상되어 반대 방향으로 토크스티어가 발생되는 현상을 방지하도록 하는 것이 바람직하다.

전동식조향장치 보상단계(S50)는 전동식조향장치 보상량 연산단계(S40)를 통해 연산된 보상량을 보상하는 단계로서 운전자가 조향하는 방향으로 토크스티어를 보상하여 조향휠을 회전시켜 직진주행을 유지할 수 있게 한다.

이처럼, 토크스티어를 보상하게 되면 도 2의 (b)에 도시된 바와 같이 틀어진 조향휠(H)이 중심축(S) 방향으로 다시 회전하게 되어 차량 또한 직진주행이 가능하게 하는 것이다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 전동식조향장치의 토크스티어 보상 방법은 차량에 장착된 전동식조향장치의 정상작동 여부를 판단하는 전동식조향장치 정상판단단계와; 차량에 구비된 전자제어부를 통해 차량정보를 검출하는 차량정보 확인단계와; 상기 차량정보 확인단계에서 검출된 차량 정보를 통해 차량에서 토크스티어 발생여부를 판단하는 토크스티어 발생판단단계와; 상기 토크스티어 발생판단단계에서 토크스티어 발생 시 상기 전자제어부를 통해 전동식조향장치의 보상량을 연산하는 전동식조향장치 보상량 연산단계와; 상기 전동식조향장치 보상량 연산단계를 통해 연산된 보상량을 보상하는 전동식조향장치 보상단계로 이루어져 전동식조향장치에 토크스티어를 보상함으로 인해 차량 주행 시 발생되는 토크스티어 현상을 방지하여 차량이 틀어지는 문제점을 해소함으로써 안전성을 향상시키는 동시에 주행에 따른 노후화에도 토크스티어 현상을 방지하여 차량 보수 비용을 줄이고 고객 편의성을 증대시키는데 탁월한 이점을 가진 발명인 것이다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

S10 : 전동식조향장치 정상판단단계 S20 : 차량정보 확인단계
S30 : 토크스티어 발생판단단계 S40 : 전동식조향장치 보상량 연산단계
S50 : 전동식조향장치 보상단계

Claims (5)

1. 차량에 장착된 전동식조향장치(Motor Driven Power steering, MDPS)의 정상작동 여부를 판단하는 전동식조향장치 정상판단단계와;
   차량에 구비된 전자제어부(Electronic Control Unit, ECU)를 통해 차량정보를 검출하는 차량정보 확인단계와;
   상기 차량정보 확인단계에서 검출된 차량 정보를 통해 차량에서 토크스티어 발생여부를 판단하는 토크스티어 발생판단단계와;
   상기 토크스티어 발생판단단계에서 토크스티어 발생 시 상기 전자제어부를 통해 전동식조향장치의 보상량을 연산하는 전동식조향장치 보상량 연산단계와;
   상기 전동식조향장치 보상량 연산단계를 통해 연산된 보상량을 보상하는 전동식조향장치 보상단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동식조향장치의 토크스티어 보상 방법.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 전동식조향장치 정상판단단계에서 전동식조향장치는 조향각센서, 토크센서, 스티어링모터, 전자제어부와 연동되는 것을 특징으로 하는 전동식조향장치의 토크스티어 보상 방법.
   
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 차량정보 확인단계에서 차량정보는 조향정보, 주행정보, 차체자세제어장치에 대한 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동식조향장치의 토크스티어 보상 방법.
   
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 토크스티어 발생판단단계에서 토크스티어 발생여부는 변속기 기어단수 및 상기 차량정보 확인단계의 차량정보를 비교 판단하는 특징으로 하는 전동식조향장치의 토크스티어 보상 방법.
   
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 전동식조향장치 정상판단단계에서 전동식조향장치가 비정상으로 판단 시 로직을 종료하는 것을 특징으로 하는 전동식조향장치의 토크스티어 보상 방법.

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