KR20150031839A

KR20150031839A - 전자동 조향 장치의 댐핑 제어 방법

Info

Publication number: KR20150031839A
Application number: KR20130111553A
Authority: KR
Inventors: 엄현우
Original assignee: 현대모비스 주식회사
Priority date: 2013-09-17
Filing date: 2013-09-17
Publication date: 2015-03-25

Abstract

본 발명은 전자동 조향 장치의 댐핑 제어 방법에 대한 것으로, 특히 차량의 거동을 고려하여 차량의 CAN 신호 및 MDPS 내부 신호를 이용하여 차량 자세 제어를 용이하게 할 수 있는 전자동 조향 장치의 댐핑 제어 방법을 제공하고자 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 전자동 조향 장치의 댐핑 제어 방법은 차량의 차속에 따른 요 레이트를 측정하여 게인화는 단계, 상기 차량의 차속에 따른 조향각을 측정하여 게인화는 단계, 상기 차량의 컬럼 토크로부터 차량 운전자의 조향 의지 정도, 차량 자세의 위험성에 대한 정도를 게인화하는 단계, 상기 게인화된 값들을 곱하여 댐핑 토크 요구 값을 산출하는 단계, 그리고, 상기 산출한 댐핑 토크 요구 값에 근거하여 전동식 조향 장치(MDPS)의 구동 모터의 댐핑력을 조정하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

전자동 조향 장치의 댐핑 제어 방법{Method for controlling damping in MDPS}

본 발명은 전자동 조향 장치의 댐핑 제어 방법에 대한 것으로, 특히 차량의 거동을 고려하여 차량의 CAN 신호 및 MDPS 내부 신호를 이용하여 차량 자세 제어를 용이하게 할 수 있는 전자동 조향 장치의 댐핑 제어 방법을 제공하고자 한다.

전동식 조향 장치(MDPS: MOTOR DRIVE POWER STEERING SYSTEM)는 운전자가 스티어링 휠을 돌리면서 발생한 토크를 실제 출력으로 발생시켜 차량의 조향을 가능하게 한다. 이러한 MDPS에 사용되는 댐핑 로직은 컬럼 토크를 이용하여 댐핑 출력값을 조절하고 있다. 일반적으로 댐핑 로직 제어란, 차량 조향시 발생하는 Yaw oscillations를 억제하고, 수방 안전성을 향상시키기 위해 댐핑 토크를 만들어 주는 제어로직을 의미한다

종래기술의 경우 조향각, 조향 각속도, 차속의 상황판단 인자로 댐핑 상황을 판단하며 각 신호의 필터 처리와 게인값 설정에 의해 차량 운행 시 각 조건에 맞게 댐핑력이 가해지게 된다.

그러나 이와 같이 댐핑 상황을 판단하는 때에는 차량의 거동을 고려하지 않은 것으로 위험 상황에서 적극적인 제어가 필요할 때 차량 거동 불안을 야기할 수 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명은 차량의 거동을 고려하여 기존의 MDPS 토크센서에서 발생하는 컬럼 토크 신호, 조향각 센서에서 발생하는 조향각 그리고 차량 CAN신호에서 수집하는 차속과, 요 레이트 신호를 이용하여 차량 중고속 주행 시 차량 자세 제어를 용이하게 하고자 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 전자동 조향 장치의 댐핑 제어 방법은 차량의 차속에 따른 요 레이트를 측정하여 게인화는 단계, 상기 차량의 차속에 따른 조향각을 측정하여 게인화는 단계, 상기 차량의 컬럼 토크로부터 차량 운전자의 조향 의지 정도, 차량 자세의 위험성에 대한 정도를 게인화하는 단계, 상기 게인화된 값들을 곱하여 댐핑 토크 요구 값을 산출하는 단계, 그리고, 상기 산출한 댐핑 토크 요구 값에 근거하여 전동식 조향 장치(MDPS)의 구동 모터의 댐핑력을 조정하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 차량의 yaw 거동을 판단하는 yaw rate 신호를 이용하여 댐핑 성능을 향상시키고, 차량을 안전하게 제어하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 동력 조향 장치를 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 동력 조향 장치의 댐핑 제어 과정을 도시한 흐름도이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성소자, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성소자, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 동력 조향 장치를 나타낸 블록도이다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 동력 조향 장치의 댐핑 제어 과정을 도시한 흐름도이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 동력 조향장치는 요센서(10), 차속 센서(20), 조향각 센서(30), 구동 모터(50) 및 MDPS(Motor Driven Power Steering Apparatus: MDPS) 제어부(40)를 포함한다.

도 1을 참조하면, 전동식 조향 장치는 차량의 요 레이트를 측정하는 요 레이트 센서(10), 상기 차량의 차속을 측정하는 차속 센서(20), 상기 차량의 조향각을 측정하는 조향각 센서(30), 상기 차량의 컬럼 토크를 측정하는 토크 센서(60) 그리고, 상기 차량의 차속에 따른 요 레이트를 측정하여 게인화고, 상기 차량의 차속에 따른 조향각을 측정하여 게인화하고, 상기 차량의 컬럼 토크로부터 차량 운전자의 조향 의지 정도, 차량 자세의 위험성에 대한 정도를 게인화하고, 상기 게인화된 값들을 곱하여 댐핑 토크 요구 값을 산출하고, 상기 산출한 댐핑 토크 요구 값에 근거하여 전동식 조향 장치(MDPS)의 구동 모터(50)의 댐핑력을 조정하는 MDPS 제어부(40)를 포함하여 구성된다.

도 2를 참조하면, 요 센서(10)는 차량의 요(yaw) 운동량에 대한 요 레이트(yaw rate)를 측정한다. 여기서, yaw rate는 자동차의 선회속도를 의미한다.

차속 센서(20)는 차량의 속도를 측정한다.

조향각 센서(30)는 조향축(미도시)에 설치되어 조향휠(미도시)의 조향각 및 조향 각속도를 측정한다. 상기 조향각은 차량의 직진 여부를 판단하기 위한 것이다.

구동모터(50)는 조향축에 설치되어 조향축을 회전시켜 조향 보조력을 발생시킨다.

MDPS 제어부(40)는 요센서(10), 차속 센서(20), 조향각 센서(30)로부터 요 레이트, 차속, 조향각을 입력받아 차속에 따른 요 레이트 신호의 크기에 따른 댐핑 게인 설정(①)과 차속에 따른 스티어링 앵글(조향각)에 따른 댐핑 게인 설정(②)을 한다.

또한, 토크 센서(60)로부터 컬럼 토크 값을 입력 받아 운전자의 조향 의지 정도를 판단하고, 이를 댐핑 게인 설정에 반영한다. (③) 즉, 조향 휠을 놓치는 등의 위험한 상황인지 아닌지를 반영하기 위한 것이다.

또한, 상기 입력된 조향각을 미분하는 것에 의해 차량 자세에 대한 위험성 정도를 판단하여 이를 댐핑 게인 설정에 반영한다. (④)

이와 같이 설정된 댐핑 게인 값들을 곱하여 댐핑 토크 요구 값(⑤)을 산출하고, 이를 기반으로 구동모터(50)를 제어하여 상기 구동모터(50)의 댐핑력을 조절함으로써 차량의 요방향 불안정성을 제어한다.

이와 같이 본 발명은 MDPS 토크센서에서 발생하는 컬럼 토크 신호, 조향각 센서에서 발생하는 조향각 그리고 차량 CAN신호에서 수집하는 차속과, 요 레이트 신호를 이용하여 댐핑 로직을 구성한다.

이상에서 설명한 본 발명의 실시 예는 장치 및 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하는 프로그램 또는 그 프로그램이 기록된 기록 매체를 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.

이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시 예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니라, 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시 예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수 있다.

10 : 요센서
20 : 차속 센서
30 : 조향각 센서
40 : MDPS 제어부
50 : 구동 모터
60 : 토크 센서

Claims

차량의 차속에 따른 요 레이트를 측정하여 게인화는 단계;
상기 차량의 차속에 따른 조향각을 측정하여 게인화는 단계;
상기 차량의 컬럼 토크로부터 차량 운전자의 조향 의지 정도, 차량 자세의 위험성에 대한 정도를 게인화하는 단계;
상기 게인화된 값들을 곱하여 댐핑 토크 요구 값을 산출하는 단계; 그리고,
상기 산출한 댐핑 토크 요구 값에 근거하여 전동식 조향 장치(MDPS)의 구동 모터의 댐핑력을 조정하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 전자동 조향 장치의 댐핑 제어 방법.
차량의 요 레이트를 측정하는 요 레이트 센서;
상기 차량의 차속을 측정하는 차속 센서;
상기 차량의 조향각을 측정하는 조향각 센서;
상기 차량의 컬럼 토크를 측정하는 토크 센서; 그리고,
상기 차량의 차속에 따른 요 레이트를 측정하여 게인화고, 상기 차량의 차속에 따른 조향각을 측정하여 게인화하고, 상기 차량의 컬럼 토크로부터 차량 운전자의 조향 의지 정도, 차량 자세의 위험성에 대한 정도를 게인화하고, 상기 게인화된 값들을 곱하여 댐핑 토크 요구 값을 산출하고, 상기 산출한 댐핑 토크 요구 값에 근거하여 전동식 조향 장치(MDPS)의 구동 모터의 댐핑력을 조정하는 MDPS 제어부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 전자동 조향 장치.