KR20140045830A - 노면의 마찰력에 따른 ｍｄｐｓ의 조향감 변경방법 및 그 장치 - Google Patents

노면의 마찰력에 따른 ｍｄｐｓ의 조향감 변경방법 및 그 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차고 센서의 영점조정 정확성 판단방법에 관한 것으로, 제어부가 조향컬럼의 토크 평균을 연산하는 단계, 현재까지의 토크 평균과 직전까지의 토크 평균의 크기를 비교하는 단계 및 현재까지의 토크 평균이 직전까지의 토크 평균보다 크면 미리 설정된 조향감보다 더 가볍게 조향감을 제어하는 단계를 포함한다. 본 발명에 따르면, 노면의 마찰력에 대응되도록 MDPS의 조향감을 제어함으로써 주행 중 운전자가 느끼는 조향의 이질감을 제거할 수 있다.

Description

노면의 마찰력에 따른 ＭＤＰＳ의 조향감 변경방법 및 그 장치{METHOD AND APPARATUS FOR CHANGING STEERING FEEL OF MDPS ACCORDING TO FRICTIONAL FORCE OF ROAD}
본 발명은 노면의 마찰력에 따른 MDPS의 조향감 변경방법 및 그 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 누적된 조향 토크를 통해 노면의 마찰력을 예측함으로써 노면의 마찰력에 대응되도록 MDPS의 조향감을 제어하는 노면의 마찰력에 따른 MDPS의 조향감 변경방법 및 그 장치에 관한 것이다.
MDPS(Motor Driven Power Steering)는 차량 조향시 운전자가 핸들에 가해야 하는 조향 토크의 일부를 보조 동력원을 이용하여 제공함으로써 조향을 용이하게 하는 장치이다. 즉, 운전자의 조향 의도를 스티어링 휠에 직결된 토크 센서를 통해서 판단하고 이 신호를 MDPS가 받아서 현재 차의 속력 등을 고려해 알맞은 힘을 제공토록 모터를 구동함으로써 조향력을 보조한다.
구체적으로 MDPS는 주정차 때나 저속운전 때는 큰 힘을 보조해 운전자의 힘을 덜고, 고속주행 때는 작은 힘만을 보조하도록 함으로써 차체의 안정성을 유지할 수 있도록 한다.
또한 운전자의 성향에 따라 스티어링 휠의 조향감을 가변적으로 선택할 수 있는 플렉스스티어(FlexSteer) 제어 기능도 개발되어 있으며, 운전자가 플렉스스티어 제어 버튼을 누름으로써 조향감 변경 명령을 내리면 MDPS는 조향감을 변화시키고 클러스터를 통해서 변경된 조향 모드를 표시한다.
종래의 MDPS는 전술한 대로 차량의 속도에 따라서 보조하는 조향 토크를 변경하는 것에 불과하였는 바, 차량이 위치한 노면 상태, 구체적으로 마찰력 등에 따라서 동일한 조향 토크를 보조하더라도 운전자가 실제로 느끼는 조향감은 달라지는 문제점이 있었다.
즉, 종래의 MDPS는 차량의 속도에 따라 보조하는 조향 토크를 변경하고, 운전자의 조작에 따라 조향감을 변경할 뿐 차량의 주행에 영향을 미치는 노면 상태를 고려하지 못하였다.
본 발명과 관련된 선행기술로는 대한민국 공개특허공보 10-2008-0098176 호(2007.05.04.공개, 발명의 명칭 : 토크센서를 이용한 노면마찰계수 추정방법)가 있다.
본 발명은 전술한 문제점을 개선하기 위해 창안된 것으로서, 누적된 조향 토크를 통해 노면의 마찰력을 예측함으로써 노면의 마찰력에 대응되도록 MDPS의 조향감을 제어하는 노면의 마찰력에 따른 MDPS의 조향감 변경방법 및 그 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 노면의 마찰력에 따른 MDPS의 조향감 변경방법은 제어부가 조향컬럼의 토크 평균을 연산하는 단계; 현재까지의 토크 평균과 직전까지의 토크 평균의 크기를 비교하는 단계; 및 상기 현재까지의 토크 평균이 상기 직전까지의 토크 평균보다 크면 미리 설정된 조향감보다 더 가볍게 조향감을 제어하는 단계를 포함한다.
본 발명은 상기 토크 평균을 연산하기 전에 차량이 온센터 주행 중인지 판단하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 상기 현재까지의 토크 평균이 상기 직전까지의 토크 평균 이하이면 미리 설정된 조향감보다 더 무겁게 조향감을 제어하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 측면에 따른 노면의 마찰력에 따른 MDPS의 조향감 변경장치는 조향컬럼의 토크를 측정하는 토크 센서; 조향 휠의 구동을 위한 토크를 보조하는 MDPS(Motor Driven Power Steering); 상기 조향컬럼의 토크에 기초하여 MDPS를 통한 보조 토크를 제어하는 제어부; 및 상기 토크 센서를 통해 측정되는 토크를 저장하는 메모리부를 포함하고, 상기 제어부는 상기 메모리부에 저장된 조향컬럼의 토크 평균을 연산하고, 현재까지의 토크 평균이 직전까지의 토크 평균보다 크면 미리 설정된 조향감보다 더 가볍게 조향감을 제어하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 제어부는 상기 현재까지의 토크 평균이 상기 직전까지의 토크 평균 이하이면 미리 설정된 조향감보다 더 무겁게 조향감을 제어하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 조향 휠의 조향각을 측정하는 조향각 센서; 및 차량의 요레이트를 측정하는 요레이트 센서를 더 포함하여, 상기 제어부는 측정된 상기 조향각 또는 상기 요레이트 중 적어도 하나에 기초하여 차량이 온센터 주행 중인 경우에 조향컬럼의 토크 평균을 연산하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 노면의 마찰력에 대응되도록 MDPS의 조향감을 제어함으로써 주행 중 운전자가 느끼는 조향의 이질감을 제거할 수 있다.
또한 본 발명은 별도의 하드웨어 추가없이 노면의 마찰력을 예측하는 로직의 설정만으로 수행될 수 있어 손쉽게 구현이 가능하다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 노면의 마찰력에 따른 MDPS의 조향감 변경장치의 기능 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 노면의 마찰력에 따른 MDPS의 조향감 변경방법의 구현 과정을 설명하는 절차 흐름도이다.
이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 노면의 마찰력에 따른 MDPS의 조향감 변경방법 및 그 장치를 첨부된 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 노면의 마찰력에 따른 MDPS의 조향감 변경장치의 기능 블록도이다.
도 1을 참조하면 노면의 마찰력에 따른 MDPS의 조향감 변경장치는 센서부(10), 제어부(20), MDPS(Motor Driven Power Steering)(30) 및 메모리부(40)를 포함한다.
센서부(10)는 운전자의 조향 의도를 감지하기 위해 차량의 조작으로 인한 변화를 측정하는 장치로서, 조향컬럼의 토크를 측정하는 토크 센서(12), 조향 휠의 조향각을 측정하는 조향각 센서(14) 및 차량의 요레이트를 측정하는 요레이트 센서(16)를 포함한다.
제어부(20)는 센서부(10)를 통해서 측정한 토크, 조향각 및 요레이트에 기초하여 후술하는 MDPS(30)를 제어함으로써 조향력을 보조하며, 특히 본 실시예에서 제어부(20)는 측정된 조향컬럼의 토크를 누적하고 누적된 토크 평균을 연산하여 연산된 토크 평균의 크기를 비교함으로써 차량이 위치한 노면의 마찰력을 예측한다.
구체적으로 마찰력이 큰 노면에서 조향할 때가 마찰력이 상대적으로 더 작은 노면에서 조향할 때보다 요구되는 토크가 더 크기 때문에, 마찰력이 더 큰 노면에서 조향할 때에는 조향컬럼에서 더 큰 토크가 측정된다.
따라서 현재까지 누적된 토크에 대한 평균이 직전까지 누적된 토크에 대한 평균보다 크면 현재 차량이 위치한 노면의 마찰력이 상대적으로 더 큰 것을 의미하므로 제어부(20)는 미리 설정된 조향감보다 더 가볍게 조향감을 변경하여 제어한다. 즉, 마찰력이 상대적으로 더 큰 노면에 차량이 위치하는 경우에는 조향감을 상대적으로 더 가볍게 하는 것이 조향을 용이하게 하는 것이므로 미리 설정된 조향감보다 더 가볍게 조향감을 변경한다.
반면 현재까지의 토크 평균이 직전까지의 토크 평균 이하이면 미리 설정된 조향감보다 더 무겁게 조향감을 제어한다. 구체적으로 본 실시예에서의 플렉스 스티어 제어는 MDPS(30)의 조향력에 따라 스포츠 모드, 노말 모드 및 컴포트 모드로 구분되는데, 스포츠 모드는 MDPS(30)의 조향력이 상대적으로 무거운 모드로 고속도로와 같이 고속으로 주행시에 적합하고, 노말 모드는 일반적인 주행시에 적합하며, 컴포트 모드는 MDPS(30)의 조향력이 상대적으로 가벼운 모드로 도심과 같이 저속으로 주행하거나 주차시에 적합하다.
따라서 조향감을 더 가볍게 제어할 때 제어부(20)는 차량의 현재 플렉스스티어 모드에 따라서 자동적으로 미리 설정된 모드가 스포츠 모드이면 노말 모드로, 미리 설정된 모드가 노말 모드이면 컴포트 모드로 변경하여 조향감을 제어한다.
반면 조향감을 더 무겁게 제어할 때 제어부(20)는 차량의 현재 플렉스스티어 모드에 따라서 자동적으로 미리 설정된 모드가 컴포트 모드이면 노말 모드로, 미리 설정된 모드가 노말 모드이면 스포츠 모드로 변경하여 조향감을 제어한다.
이 때 현재까지의 토크 평균과 직전까지의 토크 평균의 크기를 비교하는 구체적인 방법은 일정한 주기마다 토크 평균을 연산함으로써 현재 주기에서의 토크 평균과 직전 주기에서의 토크 평균의 크기를 비교하는 방법, 및 컬럼토크를 측정할 때마다 측정되는 컬럼토크를 반영하여 토크 평균을 연산함으로써 현재까지 측정된 토크를 포함하는 토크 평균과 직전까지 측정된 토크를 포함하는 토크 평균의 크기를 비교하는 방법이 포함될 수 있다.
또한 제어부(20)는 측정된 조향각 또는 측정된 요레이트 중 적어도 하나에 기초하여 차량이 온센터 주행 중인지 판단한다.
온센터 주행이란 조향 휠을 중립으로 유지한 채 주행하는 것을 의미하며, 완전히 조향 휠을 중립으로 유지하는 것 뿐만 아니라 차량이 차선을 이탈하지 않는 경우를 포함하는 의미이다.
이 때 온센터 주행 중인지 판단하는 이유는 차량이 오프센터 주행시에는 조향 휠의 조작 과정에서 차량에 발생하는 미끄러짐으로 인한 토크 오차를 방지하기 위함이다.
따라서 제어부(20)는 차량이 온센터 주행 중인 것으로 판단되면 전술한 바와 같이 현재까지의 토크 평균과 직전까지의 토크 평균을 비교함으로써 조향감을 제어한다.
MDPS(30)는 차량 조향시 운전자가 조향 휠에 가해야 하는 조향 토크의 일부를 보조 동력원을 이용하여 제공함으로써 조향을 용이하게 하는 장치로서, 제어부(20)의 제어로 조향 토크의 일부를 제공하고, 특히 본 실시예에서는 노면의 마찰력을 예측한 제어부(20)에 의해 조향감이 제어된다.
메모리부(40)는 토크 센서(12)를 통해 측정한 조향컬럼의 토크를 저장하고 있으며, 제어부(20)가 메모리부(40)에 저장된 조향컬럼의 토크를 이용하여 토크 평균을 연산한다. 그리고 제어부(20)는 연산된 현재까지의 토크 평균과 직전까지의 토크 평균을 비교함으로써 전술한 조향감을 변경하여 MDPS(30)를 제어한다.
본 실시예에서는 종래의 차량에 포함된 플렉스스티어 제어 모드에 따라 조향감을 제어하였으나, 차량에 플렉스스티어 제어 기능이 없는 경우에는 MDPS(30)에 대한 보조토크를 변경하는 방식으로 조향감을 제어할 수 있으므로 본 실시예는 플렉스스티어 제어 기능과 무관하게 적용이 가능하다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 노면의 마찰력에 따른 MDPS의 조향감 변경방법의 구현 과정을 설명하는 절차 흐름도이다.
도 2를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 노면의 마찰력에 따른 MDPS의 조향감 변경방법의 구현 과정을 살펴보면, 먼저 제어부(20)는 차량이 온센터 주행 중인지 판단한다(S10).
온센터 주행이란 조향 휠을 중립으로 유지한 채 주행하는 것을 의미하며, 완전히 조향 휠을 중립으로 유지하는 것 뿐만 아니라 차량이 차선을 이탈하지 않는 경우를 포함하는 의미이다.
이 때 온센터 주행 중인지 판단하는 이유는 차량이 오프센터 주행시에는 조향 휠의 조작 과정에서 차량에 발생하는 미끄러짐으로 인한 토크 오차를 방지하기 위함이다.
다음으로 제어부(20)는 조향컬럼의 토크 평균을 연산한다(S20). 즉, 조향컬럼에서 측정되는 토크를 누적하였다가 누적된 토크 평균을 연산한다.
그리고 제어부(20)는 현재까지의 토크 평균과 직전까지의 토크 평균의 크기를 비교한다(S30). 이 때 현재까지의 토크 평균과 직전까지의 토크 평균의 크기를 비교하는 구체적인 방법은 일정한 주기마다 토크 평균을 연산함으로써 현재 주기에서의 토크 평균과 직전 주기에서의 토크 평균의 크기를 비교하는 방법, 및 컬럼토크를 측정할 때마다 측정되는 컬럼토크를 반영하여 토크 평균을 연산함으로써 현재까지 측정된 토크를 포함하는 토크 평균과 직전까지 측정된 토크를 포함하는 토크 평균의 크기를 비교하는 방법이 포함될 수 있다.
전술한 단계(S30)에서 현재까지의 토크 평균이 직전까지의 토크 평균보다 크면 제어부(20)는 미리 설정된 조향감보다 더 가볍게 조향감을 제어한다(S32).
이 때 플렉스 스티어 제어는 MDPS(30)의 조향력에 따라 스포츠 모드, 노말 모드 및 컴포트 모드로 구분되는데, 스포츠 모드는 MDPS(30)의 조향력이 상대적으로 무거운 모드로 고속도로와 같이 고속으로 주행시에 적합하고, 노말 모드는 일반적인 주행시에 적합하며, 컴포트 모드는 MDPS(30)의 조향력이 상대적으로 가벼운 모드로 도심과 같이 저속으로 주행하거나 주차시에 적합하다.
따라서 조향감을 더 가볍게 제어하기 위해서 제어부(20)는 차량의 현재 플렉스스티어 모드에 따라서 자동적으로 미리 설정된 모드가 스포츠 모드이면 노말 모드로, 미리 설정된 모드가 노말 모드이면 컴포트 모드로 변경하여 조향감을 제어한다.
반면 현재 주기에서의 토크 평균이 직전 주기에서의 토크 평균 이하이면 제어부(20)는 미리 설정된 조향감보다 더 무겁게 조향감을 제어한다(S34). 구체적으로 조향감을 더 무겁게 제어하기 위해서 제어부(20)는 차량의 현재 플렉스스티어 모드에 따라서 자동적으로 미리 설정된 모드가 컴포트 모드이면 노말 모드로, 미리 설정된 모드가 노말 모드이면 스포츠 모드로 변경하여 조향감을 제어한다.
본 실시예에서는 종래의 차량에 포함된 플렉스스티어 제어 모드에 따라 조향감을 제어하였으나, 차량에 플렉스스티어 제어 기능이 없는 경우에는 MDPS(30)에 대한 보조토크를 변경하는 방식으로 조향감을 제어할 수 있으므로 본 실시예는 플렉스스티어 제어 기능과 무관하게 적용이 가능하다.
본 실시예에 따르면, 노면의 마찰력에 대응되도록 MDPS(30)의 조향감을 제어함으로써 주행 중 운전자가 느끼는 조향의 이질감을 제거할 수 있다.
또한 본 실시예는 별도의 하드웨어 추가없이 노면의 마찰력을 예측하는 로직의 설정만으로 수행될 수 있어 손쉽게 구현이 가능하다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 기술이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 정해져야 할 것이다.
10: 센서부 12: 토크 센서
14: 조향각 센서 16: 요레이트 센서
20: 제어부 30: MDPS
40: 메모리부

Claims (6)

  1. 제어부가 조향컬럼의 토크 평균을 연산하는 단계;
    현재까지의 토크 평균과 직전까지의 토크 평균의 크기를 비교하는 단계; 및
    상기 현재까지의 토크 평균이 상기 직전까지의 토크 평균보다 크면 미리 설정된 조향감보다 더 가볍게 조향감을 제어하는 단계
    를 포함하는 노면의 마찰력에 따른 MDPS의 조향감 변경방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 토크 평균을 연산하기 전에 차량이 온센터 주행 중인지 판단하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 노면의 마찰력에 따른 MDPS의 조향감 변경방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 현재까지의 토크 평균이 상기 직전까지의 토크 평균 이하이면 미리 설정된 조향감보다 더 무겁게 조향감을 제어하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 노면의 마찰력에 따른 MDPS의 조향감 변경방법.
  4. 조향컬럼의 토크를 측정하는 토크 센서;
    조향 휠의 구동을 위한 토크를 보조하는 MDPS(Motor Driven Power Steering);
    상기 조향컬럼의 토크에 기초하여 MDPS를 통한 보조 토크를 제어하는 제어부; 및
    상기 토크 센서를 통해 측정되는 토크를 저장하는 메모리부를 포함하고,
    상기 제어부는 상기 메모리부에 저장된 조향컬럼의 토크 평균을 연산하고, 현재까지의 토크 평균이 직전까지의 토크 평균보다 크면 미리 설정된 조향감보다 더 가볍게 조향감을 제어하는 것을 특징으로 하는 노면의 마찰력에 따른 MDPS의 조향감 변경장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 현재까지의 토크 평균이 상기 직전까지의 토크 평균 이하이면 미리 설정된 조향감보다 더 무겁게 조향감을 제어하는 것을 특징으로 하는 노면의 마찰력에 따른 MDPS의 조향감 변경장치.
  6. 제 4항에 있어서,
    조향 휠의 조향각을 측정하는 조향각 센서; 및
    차량의 요레이트를 측정하는 요레이트 센서를 더 포함하여,
    상기 제어부는 측정된 상기 조향각 또는 상기 요레이트 중 적어도 하나에 기초하여 차량이 온센터 주행 중인 경우에 조향컬럼의 토크 평균을 연산하는 것을 특징으로 하는 노면의 마찰력에 따른 MDPS의 조향감 변경장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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