KR20150130005A - 토크 스티어를 보상하는 전자 제어 장치 및 방법 - Google Patents

토크 스티어를 보상하는 전자 제어 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 토크 스티어를 보상하는 전자 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.
본 발명은 엔진 동작 정보 및 변속기 동작 정보를 이용하여 드라이브 샤프트 구동 토크값을 연산하는 구동 토크 연산부; 차량의 거동 정보를 이용하여 상기 차량의 슬립 발생 여부를 판단하는 슬립 발생 판단부; 상기 슬립 발생 판단부에서 상기 차량에 슬립이 발생한 것으로 판단하면, 슬립 인덱스를 연산하고 상기 드라이브 샤프트 구동 토크값 및 상기 슬립 인덱스를 이용하여 상기 차량의 실제 구동 토크값을 연산하고, 상기 실제 구동 토크값을 이용하여 토크 스티어 발생량을 연산하는 토크 스티어 발생량 연산부; 상기 토크 스티어 발생량을 이용하여 상기 토크 스티어를 보상하기 위한 토크 스티어 보상 전류값을 연산하는 보상 전류 연산부; 및 조향각과 조향 토크값을 이용하여 기본 제어 전류값을 연산하고, 상기 기본 제어 전류값에 상기 토크 스티어 보상 전류값을 가산해서 최종 제어 전류값을 연산하고, 상기 최종 제어 전류값에 따른 제어 전류를 발생하여 전동 모터에 공급하는 모터 구동 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 토크 스티어를 보상하는 전자 제어 장치를 제공한다.

Description

토크 스티어를 보상하는 전자 제어 장치 및 방법{ELECTRONIC CONTROL UNIT AND METHOD FOR COMPENSATING TORQUE STEER}
본 발명은 토크 스티어를 보상하는 전자 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 차량의 급출발시 좌우 바퀴의 구동력 차이에 의해서 차체가 한쪽 방향으로 쏠리는 현상을 토크 스티어 현상이라 일컫는다.
토크 스티어가 발생하는 원인은 좌우 드라이브 샤프트의 길이 차이, 좌우 드라이브 샤프트의 꺽임각 차이 등이 있다.
이러한 토크 스티어를 해소하기 위한 방법은 길이가 짧은 드라이브 샤프트에 인터 미디어드 샤프트를 추가하여 드라이브 샤프트의 길이 및 꺽임각의 각도를 동일하게 하는 방법과 파워 스티어링 시스템을 사용하여 토크 스티어를 보상하는 방법 등이 있다.
이 중에서 파워 스티어링 시스템을 사용하여 토크 스티어를 보상하는 종래의 방법은 파워 스티어링 시스템의 전자 제어 장치(ECU: Electronic Control Unit)에서 엔진 RPM(Revolution Per Minute), 엔진 토크, 가속 폐달 조작량 및 차속 등을 이용하여 토크 스티어 발생량을 추정하고, 추정한 토크 스티어 발생량에 비례하는 보상 전류를 전동 모터에 인가하는 것이다.
위와 같은 종래의 방법은 엔진 RPM, 엔진 토크, 가속 폐달 조작량 및 차속 등과 같이 토크 스티어 발생에 대한 간접적인 정보를 이용하여 토크 스티어 발생량을 추정하는 것으로서, 차량의 좌우 차륜의 슬립(Slip)량 등과 같이 토크 스티어 발생에 대한 직접적인 정보를 이용하지는 않았기 때문에 차륜의 슬립량의 변화 등에 따라 변화할 수 있는 토크 스티어 발생량을 정확하게 알 수 없었다.
따라서, 파워 스티어링 시스템의 전자 제어 장치에서 종래의 방법으로 토크 스티어를 보상하게 되면, 실제로 발생하는 토크 스티어를 적절하게 저감하지 못하는 문제점이 발생할 수 있다.
이러한 배경에서, 본 발명의 목적은, 차륜의 슬립량을 고려하여 차량의 주행에 소비된 실제 구동 토크값을 연산하고, 실제 구동 토크값을 통해 토크 스티어를 보상하기 위한 보조 조향력을 발생하여 토크 스티어를 보상하는 전동식 파워 스티어링 시스템의 전자 제어 장치 및 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
전술한 목적을 달성하기 위하여, 일 측면에서, 본 발명은, 엔진 동작 정보 및 변속기 동작 정보를 이용하여 드라이브 샤프트 구동 토크값을 연산하는 구동 토크 연산부; 차량의 거동 정보를 이용하여 상기 차량의 슬립 발생 여부를 판단하는 슬립 발생 판단부; 상기 슬립 발생 판단부에서 상기 차량에 슬립이 발생한 것으로 판단하면, 슬립 인덱스를 연산하고 상기 드라이브 샤프트 구동 토크값 및 상기 슬립 인덱스를 이용하여 상기 차량의 실제 구동 토크값을 연산하고, 상기 실제 구동 토크값을 이용하여 토크 스티어 발생량을 연산하는 토크 스티어 발생량 연산부; 상기 토크 스티어 발생량을 이용하여 상기 토크 스티어를 보상하기 위한 토크 스티어 보상 전류값을 연산하는 보상 전류 연산부; 및 조향각과 조향 토크값을 이용하여 기본 제어 전류값을 연산하고, 상기 기본 제어 전류값에 상기 토크 스티어 보상 전류값을 가산해서 최종 제어 전류값을 연산하고, 상기 최종 제어 전류값에 따른 제어 전류를 발생하여 전동 모터에 공급하는 모터 구동 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 토크 스티어를 보상하는 전자 제어 장치를 제공한다.
다른 측면에서, 본 발명은, 전동식 파워 스티어링 시스템의 전자 제어 장치에서 토크 스티어를 보상하는 방법에 있어서, 엔진 토크값 및 엔진 속도값을 포함하는 엔진 동작 정보 및 토크 컨버터 속도값 및 기어단 변속비를 포함하는 변속기 동작 정보를 이용하여 드라이브 샤프트 구동 토크값을 연산하는 드라이브 샤프트 구동 토크 연산 단계; 전륜 회전 속도, 후륜 회전 속도 및 종가속도값 중 하나 이상을 포함한 차량의 거동 정보를 이용하여 상기 차량의 슬립 발생 여부를 판단하는 슬립 발생 여부 판단 단계; 상기 슬립 발생 여부 판단 단계에서 상기 차량에 슬립이 미발생한 것으로 판단하면 슬립 인덱스를 특정값으로 설정하고, 상기 슬립 여부 판단 단계에서 상기 차량에 슬립이 발생한 것으로 판단하면 상기 슬립 인덱스를 연산하며, 상기 드라이브 샤프트 구동 토크값 및 상기 슬립 인덱스를 이용하여 상기 차량의 실제 구동 토크값을 연산하는 실제 구동 토크값 연산 단계; 상기 실제 구동 토크값을 이용하여 토크 스티어 발생량을 연산하고, 상기 토크 스티어 발생량을 이용하여 상기 토크 스티어를 보상하기 위한 토크 스티어 보상 전류값을 연산하는 보상 전류 연산 단계; 및 조향각과 조향 토크값을 이용하여 연산한 기본 제어 전류값에 상기 토크 스티어 보상 전류값을 가산하여 최종 제어 전류값을 연산하고, 상기 최종 제어 전류값에 따른 제어 전류를 발생하여 전동 모터에 공급하는 토크 스티어 보상 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 토크 스티어를 보상하는 방법을 제공한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 전동식 파워 스티어링 시스템의 전자 제어 장치가 차륜에 발생하는 슬립량을 고려하여 차량의 주행에 소비되는 실제 구동 토크값을 연산하고, 실제 구동 토크값을 통해 차량에서 발생하는 토크 스티어를 보상하기 위한 제어 전류를 발생하기 때문에 차륜의 슬립량의 변화 등에 따라 변화할 수 있는 토크 스티어를 적절하게 보상할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전자 제어 장치의 구성을 간략하게 나타낸 블록 구성도,
도 2는 전륜 구동의 차량에서 드라이브 샤프트의 연결 구조를 간략하게 나타낸 도면,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 전자 제어 장치에서 토크 스티어를 보상하는 전반적인 과정을 나타낸 순서도,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 전자 제어 장치에서 드라이브 샤프트 구동 토크값을 연산하는 과정을 나타낸 순서도,
도 5 및 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 전자 제어 장치에서 슬립 발생 여부를 판단하는 과정을 나타낸 순서도,
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 전자 제어 장치에서 실제 구동 토크값을 연산하는 과정을 나타낸 순서도,
도 8 및 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 전자 제어 장치에서 토크 스티어 보상 전류값을 연산하는 과정을 나타낸 순서도이다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전자 제어 장치의 구성을 간략하게 나타낸 블록 구성도이다.
본 발명의 실시예에 따른 전자 제어 장치(100), 다시 말해서 차량에 장착된 전동식 파워 스티어링 시스템의 전자 제어 장치(100)는 구동 토크 연산부(110), 슬립 발생 판단부(120), 토크 스티어 발생량 연산부(130), 보상 전류 연산부(140) 및 모터 구동 제어부(150)를 포함한다.
구동 토크 연산부(110)는 엔진 동작 정보 및 변속기 동작 정보를 이용하여 드라이브 샤프트 구동 토크값을 연산한다. 여기서, 엔진 동작 정보는 엔진 모듈(미도시)에서 수신하는 엔진 토크값 및 엔진 속도값을 포함하고, 변속기 동작 정보는 변속기 모듈(미도시)에서 수신하는 토크 컨버터 속도값 및 기어단 변속비를 포함한다.
구동 토크 연산부(110)는 아래 수학식 1과 같이 토크 컨버터 속도값을 엔진 속도값으로 나눠서 속도비를 연산하고, 기 저장한 토크 컨버터 효율 맵에서 속도비에 따른 토크 컨버터 효율을 추출하고, 기 저장한 토크 컨버터 출력 토크비 맵에서 속도비에 따른 토크 컨버터 출력 토크비를 추출한다.
Figure pat00001
이후, 구동 토크 연산부(110)는 아래 수학식 2와 같이 토크 컨버터 효율, 토크 컨버터 출력 토크비 및 엔진 토크값을 모두 곱하여 토크 컨버터 출력 토크값을 연산한다.
Figure pat00002
구동 토크 연산부(110)는 아래 수학식 3과 같이 토크 컨버터 출력 토크값에 기어단 변속비를 곱하여 변속기 출력 토크값을 연산하고, 수학식 4와 같이 종감속 기어의 기어비와 변속기 출력 토크값을 곱하여 드라이브 샤프트 구동 토크값을 연산한다. 여기서, 드라이브 샤프트 구동 토크값은 작동중인 엔진에서 드라이브 샤프트로 전달된 토크값을 의미한다.
Figure pat00003
Figure pat00004
슬립 발생 판단부(120)는 차량의 거동 정보를 이용하여 차량의 슬립 발생 여부를 판단한다. 여기서, 슬립 발생 판단부(120)는 차량에 슬립이 미발생한 것으로 판단한 경우에 차륜의 미끄러짐 지수인 슬립 인덱스를 특정값으로 설정할 수 있다.
본 발명에서, 차량에 전자 제어 주행 안정 장치(Electronic Stability Control)가 미장착되어 있으면 슬립 발생 판단부(120)는 차속 센서(미도시)로부터 수신하는 전륜 회전 속도 및 후륜 회전 속도를 차량의 거동 정보로 이용하고, 차량에 전자 제어 주행 안정 장치가 장착되어 있으면 종가속도 센서(미도시)로부터 수신하는 차량의 종가속도값을 차량의 거동 정보로 이용할 수 있다. 여기서, 전륜 회전 속도는 좌우 전륜 각각의 회전 속도를 평균한 값이고, 후륜 회전 속도도 좌우 후륜 각각의 회전 속도를 평균한 값이다.
슬립 발생 판단부(120)에서 전륜 회전 속도 및 후륜 회전 속도를 차량의 거동 정보로 이용하는 경우, 슬립 발생 판단부(120)는 아래 수학식 5와 같이 후륜 회전 속도에서 전륜 회전 속도를 차감한 값의 절대값과 제 1 기준값의 대소를 비교한다.
Figure pat00005
수학식 5의 절대값이 제 1 기준값 보다 작거나 같으면 차량에 슬립이 미발생한 것으로 판단하고, 수학식 5의 절대값이 제 1 기준값 보다 크면 차량에 슬립이 발생한 것으로 판단한다. 다시 말해서, 수학식 5의 절대값이 제 1 기준값 보다 큰 경우에는 전륜의 슬립이 많이 발생한 것이고, 수학식 5의 절대값이 제 1 기준값 보다 작거나 같은 경우에는 전륜의 슬립이 극히 작게 발생하거나 발생하지 않은 것이다.
한편, 차량의 종가속도값을 차량의 거동 정보를 이용하는 경우, 슬립 발생 판단부(120)는 기 저장한 종가속도 맵에서 드라이브 샤프트 구동 토크값에 따른 종가속도 일반값을 추출하고, 아래 수학식 6과 같이 종가속도값에서 종가속도 일반값을 차감한 값의 절대값과 제 2 기준값의 대소를 비교한다. 여기서, 종가속도 맵은 드라이브 샤프트 구동 토크값이 차량의 주행에 완전하게 사용될 때의 드라이브 샤프트 구동 토크값들과 그에 대응하는 종가속도 값들을 데이터화한 것이다.
Figure pat00006
수학식 6의 절대값이 제 2 기준값 보다 작거나 같으면 차량에 슬립이 미발생한 것으로 판단하고, 수학식 6의 절대값이 제 2 기준값 보다 크면 차량에 슬립이 발생한 것으로 판단한다. 다시 말해서, 수학식 6의 절대값이 제 2 기준값 보다 큰 경우에는 차량의 전륜 또는 후륜 중 하나 이상에서 발생한 슬립에 의해 드라이브 샤프트 구동 토크값이 차량의 주행에 완전하게 사용되지 못하는 것이고, 수학식 6의 절대값이 제 2 기준값 보다 작거나 같은 경우에는 차량의 전륜 또는 후륜 중 하나 이상에서 슬립이 미발생하여 드라이브 샤프트 구동 토크값이 차량의 주행에 완전하게 사용된 것이다.
토크 스티어 발생량 연산부(130)는 슬립 발생 판단부(120)에서 차량에 슬립이 발생한 것으로 판단하면 슬립 인덱스를 연산하고, 드라이브 샤프트 구동 토크값 및 연산한 슬립 인덱스를 이용하여 차량의 실제 구동 토크값을 연산하고, 실제 구동 토크값을 이용하여 토크 스티어 발생량을 연산한다. 여기서, 특정값은 1일 수 있고, 토크 스티어 발생량 연산부(130)에서 연산한 슬립 인덱스의 범위는 0보다 크거나 같고 1보다는 작을 수 있다.
이에 대한 구체적인 설명은 다음과 같다.
슬립 발생 판단부(120)에서 수학식 5를 통해 차량에 슬립이 발생한 것으로 판단한 경우, 토크 스티어 발생량 연산부(130)는 아래 수학식 7과 같이 전륜 회전 속도에서 제 1 기준값을 차감한 값으로 후륜 회전 속도를 나눠서 슬립 인덱스를 연산하고, 아래 수학식 9와 같이 연산한 슬립 인덱스에 드라이브 샤프트 구동 토크값을 곱하여 실제 구동 토크값을 연산한다.
Figure pat00007
슬립 발생 판단부(120)에서 수학식 6을 통해 차량에 슬립이 발생한 것으로 판단한 경우, 토크 스티어 발생량 연산부(130)는 아래 수학식 8과 같이 종가속도 일반값에서 제 2 기준값을 차감한 값으로 종가속도값을 나눠서 슬립 인덱스를 연산하고, 아래 수학식 9와 같이 연산한 슬립 인덱스에 드라이브 샤프트 구동 토크값을 곱하여 실제 구동 토크값을 연산한다.
Figure pat00008
Figure pat00009
한편, 슬립 발생 판단부(120)에서 수학식 5 또는 수학식 6을 통해 차량에 슬립이 미발생한 것으로 판단한 경우, 토크 스티어 발생량 연산부(130)는 슬립 발생 판단부(120)에서 특정값으로 설정된 슬립 인덱스에 드라이브 샤프트 구동 토크값을 곱하여 실제 구동 토크값을 연산한다. 여기서, 특정값이 1인 경우에는 드라이브 샤프트 구동 토크값이 실제 구동 토크값이 된다.
토크 스티어 발생량 연산부(130)는 상기와 같이 연산한 실제 구동 토크값을 을 이용하여 토크 스티어 발생량을 연산한다.
여기서, 차고(車高) 센서(미도시)가 차량에 장착되어 있으면, 토크 스티어 발생량 연산부(130)는 차고값, 단축 드라이브 샤프트 길이 및 장축 드라이브 샤프트 길이를 이용하여 도 2 및 수학식 10과 같이 단축 드라이브 샤프트 꺽임각(θshort)과 장축 드라이브 샤프트 꺽임각(θlong)을 연산한다. 여기서, a는 드라이브 샤프트의 전륜측 연결 부분과 지면 사이의 높이이고, b는 드라이브 샤프트의 변속기측 연결 부분과 차체 밑면 사이의 높이이다.
Figure pat00010
토크 스티어 발생량 연산부(130)는 연산한 드라이브 샤프트 꺽임각을 이용하여 아래 수학식 11과 같이 단축 드라이브 샤프트측 우력 모멘트 및 장축 드라이브 샤프트측 우력 모멘트를 연산하고, 수학식 12와 같이 단축 드라이브 샤프트측 우력 모멘트(Mzshort)에서 장축 드라이브 샤프트측 우력 모멘트(Mzlong)를 차감한 값으로 토크 스티어 발생량을 연산한다.
Figure pat00011
Figure pat00012
한편, 차고 센서(미도시)가 차량에 미장착되어 있으면, 토크 스티어 발생량 연산부(130)는 기 저장한 토크 스티어 발생량 맵에서 실제 구동 토크값에 해당하는 토크 스티어 발생량을 추출한다. 다시 말해서, 실차 테스트에 의해 실제 구동 토크값들과 실제 구동 토크 값들에 대응하는 다수의 토크 스티어 발생량을 측정하여 데이터화한 토크 스티어 발생량 맵에서 수학식 9를 통해 연산한 실제 구동 토크값에 해당하는 토크 스티어 발생량을 추출하는 것이다.
보상 전류 연산부(140)는 토크 스티어 발생량 연산부(130)에서 연산한 토크 스티어 발생량을 이용하여 토크 스티어를 보상하기 위한 토크 스티어 보상 전류값을 연산한다.
구체적으로, 보상 전류 연산부(140)는 아래 수학식 13과 같이 전동 모터(160)의 모터 토크 상수와 변속기 동작 정보에 포함된 기어단 변속비를 곱한 값으로 토크 스티어 발생량을 나눠서 토크 스티어 보상 전류값을 연산한다.
Figure pat00013
모터 구동 제어부(150)는 조향각과 조향 토크값을 이용하여 기본 제어 전류값을 연산하고, 기본 제어 전류값에 보상 전류 연산부(140)에서 연산한 토크 스티어 보상 전류값을 가산해서 최종 제어 전류값을 연산하고, 최종 제어 전류값에 따른 제어 전류를 발생하여 전동 모터(160)에 공급한다.
모터 구동 제어부(150)로부터 제어 전류를 공급받은 전동 모터(160)는 토크 스티어를 보상하기 위한 보조 조향력을 발생한다.
위와 같이 본 발명에서는 전자 제어 장치(100)가 차륜에 발생하는 슬립량을 고려한 실제 구동 토크값을 연산하고, 실제 구동 토크값을 이용하여 토크 스티어를 보상하기 위한 토크 스티어 보상 전류값을 연산하기 때문에 차륜의 슬립량의 변화에 따라 변화할 수 있는 토크 스티어를 적절하게 보상할 수 있는 것이다.
이하에서는 전동식 파워 스티어링 시스템의 전자 제어 장치(100)에서 토크 스티어를 보상하는 과정에 대해 설명하도록 한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 전자 제어 장치(100)에서 토크 스티어를 보상하는 전반적인 과정을 나타낸 순서도이다.
전자 제어 장치(100)는 엔진 토크값 및 엔진 속도값을 포함하는 엔진 동작 정보 및 토크 컨버터 속도값 및 기어단 변속비를 포함하는 변속기 동작 정보를 이용하여 드라이브 샤프트 구동 토크값을 연산한다(S310).
전자 제어 장치(100)는 전륜 회전 속도, 후륜 회전 속도 및 종가속도값 중 하나 이상을 포함한 차량의 거동 정보를 이용하여 차량의 슬립 발생 여부를 판단한다(S320).
상기 단계 S320에서 차량에 슬립이 미발생하였으면 슬립 인덱스를 특정값으로 설정하고, 특정값으로 설정한 슬립 인덱스와 드라이브 샤프트 구동 토크값을 이용하여 실제 구동 토크값을 연산한다(S330, S340, S350).
상기 단계 S320에서 차량에 슬립이 발생하였으면 슬립 인덱스를 연산하고, 연산한 슬립 인덱스와 드라이브 샤프트 구동 토크값을 이용하여 차량의 실제 구동 토크값을 연산한다(S360).
전자 제어 장치(100)는 실제 구동 토크값을 이용하여 토크 스티어 발생량을 연산하고, 토크 스티어 발생량을 이용하여 토크 스티어를 보상하기 위한 토크 스티어 보상 전류값을 연산한다(S370).
이후에 전자 제어 장치(100)는 조향각과 조향 토크값을 이용하여 연산한 기본 제어 전류값에 토크 스티어 보상 전류값을 가산하여 최종 제어 전류값을 연산하고, 최종 제어 전류값에 따른 제어 전류를 발생하여 전동 모터(160)에 공급한다(S380).
여기서, 상기 단계 S310, S320, S360 및 S370에 대한 구체적인 과정은 다음과 같다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 전자 제어 장치에서 드라이브 샤프트 구동 토크값을 연산하는 과정을 나타낸 순서도이다.
상기 단계 S310에서 전자 제어 장치(100)는 토크 컨버터 속도값을 엔진 속도값으로 나눈 속도비를 연산하고, 속도비에 따른 토크 컨버터 효율 및 토크 컨버터 출력 토크비를 추출한다(S410, S420).
이후, 전자 제어 장치(100)는 토크 컨버터 효율, 토크 컨버터 출력 토크비 및 엔진 토크값을 모두 곱하여 토크 컨버터 출력 토크값을 연산하고, 토크 컨버터 출력 토크값과 기어단 변속비를 곱하여 변속기 출력 토크값을 연산한다(S430, S440).
전자 제어 장치(100)는 상기 단계 S440에서 연산한 변속기 출력 토크값에 종감속 기어의 종감속 기어비를 곱하여 드라이브 샤프트 구동 토크값을 연산한다(S450).
도 5 및 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 전자 제어 장치에서 슬립 발생 여부를 판단하는 과정을 나타낸 순서도이다.
차량에 전자 제어 주행 안정 장치가 미장착되어 있으면, 상기 단계 S320에서 전자 제어 장치(100)는 도 5와 같이 후륜 회전 속도에서 전륜 회전 속도를 차감한 값의 절대값과 제 1 기준값을 비교한다(S510).
상기 단계 S510에서 절대값이 제 1 기준값 보다 작거나 같으면 차량에 슬립이 미발생한 것으로 판단하고, 절대값이 제 1 기준값 보다 크면 차량에 슬립이 발생한 것으로 판단한다(S520, S530).
한편, 차량에 전자 제어 주행 안정 장치가 장착되어 있으면, 상기 단계 S320에서 전자 제어 장치(100)는 도 6과 같이 기 저장한 종가속도 맵에서 드라이브 샤프트 구동 토크값에 따른 종가속도 일반값을 추출하고, 종가속도값에서 종가속도 일반값을 차감한 값의 절대값과 제 2 기준값을 비교한다(S610).
상기 단계 S610에서 절대값이 제 2 기준값 보다 작거나 같으면 차량에 슬립이 미발생한 것으로 판단하고, 절대값이 제 2 기준값 보다 크면 차량에 슬립이 발생한 것으로 판단한다(S620, S630).
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 전자 제어 장치에서 슬립 인덱스와 실제 구동 토크값을 연산하는 과정을 나타낸 순서도이다.
상기 단계 S360에서 전자 제어 장치(100)는 차량에 전자 제어 주행 안정 장치가 미장착되어 있으면 전륜 회전 속도에서 제 1 기준값을 차감한 값으로 후륜 회전 속도를 나눠서 슬립 인덱스를 연산하고, 차량에 전자 제어 주행 안정 장치가 장착되어 있으면 기 저장한 종가속도 맵에서 드라이브 샤프트 구동 토크값에 따라 추출한 종가속도 일반값에서 제 2 기준값을 차감한 값으로 종가속도값을 나눠서 슬립 인덱스를 연산한다(S710).
전자 제어 장치(100)는 상기 단계 S710에서 연산한 슬립 인덱스와 드라이브 샤프트 구동 토크값을 곱해서 실제 구동 토크값을 연산한다(S720).
도 8 및 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 전자 제어 장치에서 토크 스티어 보상 전류값을 연산하는 과정을 나타낸 순서도이다.
차량에 차고 센서(미도시)가 장착되어 있으면, 전자 제어 장치(100)는 도 8과 같이 차고값, 단축 드라이브 샤프트 길이 및 장축 드라이브 샤프트 길이를 이용하여 단축 드라이브 샤프트 꺽임각과 장축 드라이브 샤프트 꺽임각을 연산한다(S810).
이후, 실제 구동 토크값, 단축 드라이브 샤프트 꺽임각 및 장축 드라이브 샤프트 꺽임각을 이용하여 단축 드라이브 샤프트측 우력 모멘트 및 장축 드라이브 샤프트측 우력 모멘트를 연산하고, 단축 드라이브 샤프트측 우력 모멘트에서 장축 드라이브 샤프트측 우력 모멘트를 차감하여 토크 스티어 발생량을 연산한다(S820, S830).
전자 제어 장치(100)는 전동 모터의 모터 토크 상수와 기어단 변속비를 곱한 값으로 상기 단계 S830에서 연산한 토크 스티어 발생량을 나눠서 토크 스티어 보상 전류값을 연산한다(S840).
한편, 차량에 차고 센서(미도시)가 미장착되어 있으면, 전자 제어 장치(100)는 도 9와 같이 기 저장한 토크 스티어 발생량 맵에서 실제 구동 토크값에 해당하는 토크 스티어 발생량을 추출하고, 모터 토크 상수와 기어단 변속비를 곱한 값으로 토크 스티어 발생량을 나눠서 토크 스티어 보상 전류값을 연산한다(S910, S920).
이상에서, 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합되거나 결합되어 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (10)

  1. 엔진 동작 정보 및 변속기 동작 정보를 이용하여 드라이브 샤프트 구동 토크값을 연산하는 구동 토크 연산부;
    차량의 거동 정보를 이용하여 상기 차량의 슬립 발생 여부를 판단하는 슬립 발생 판단부;
    상기 슬립 발생 판단부에서 상기 차량에 슬립이 발생한 것으로 판단하면, 슬립 인덱스를 연산하고 상기 드라이브 샤프트 구동 토크값 및 상기 슬립 인덱스를 이용하여 상기 차량의 실제 구동 토크값을 연산하고, 상기 실제 구동 토크값을 이용하여 토크 스티어 발생량을 연산하는 토크 스티어 발생량 연산부;
    상기 토크 스티어 발생량을 이용하여 상기 토크 스티어를 보상하기 위한 토크 스티어 보상 전류값을 연산하는 보상 전류 연산부; 및
    조향각과 조향 토크값을 이용하여 기본 제어 전류값을 연산하고, 상기 기본 제어 전류값에 상기 토크 스티어 보상 전류값을 가산해서 최종 제어 전류값을 연산하고, 상기 최종 제어 전류값에 따른 제어 전류를 발생하여 전동 모터에 공급하는 모터 구동 제어부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 토크 스티어를 보상하는 전자 제어 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 엔진 동작 정보는 엔진 토크값 및 엔진 속도값을 포함하고, 상기 변속기 동작 정보는 토크 컨버터 속도값 및 기어단 변속비를 포함하는 것을 특징으로 하는 토크 스티어를 보상하는 전자 제어 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 거동 정보는 전륜 회전 속도 및 후륜 회전 속도를 포함하고, 상기 슬립 발생 판단부는 상기 후륜 회전 속도에서 상기 전륜 회전 속도를 차감한 값의 절대값이 제 1 기준값 보다 작거나 같으면 상기 차량에 슬립이 미발생한 것으로 판단하고, 상기 절대값이 상기 제 1 기준값 보다 크면 상기 차량에 슬립이 발생한 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 토크 스티어를 보상하는 전자 제어 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 토크 스티어 발생량 연산부는 상기 전륜 회전 속도에서 상기 제 1 기준값을 차감한 값으로 상기 후륜 회전 속도를 나눠서 상기 슬립 인덱스를 연산하고, 상기 슬립 인덱스에 상기 드라이브 샤프트 구동 토크값을 곱하여 상기 실제 구동 토크값을 연산하는 것을 특징으로 하는 토크 스티어를 보상하는 전자 제어 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 거동 정보는 상기 차량의 종가속도값을 포함하고, 상기 슬립 발생 판단부는 기 저장한 종가속도 맵에서 상기 드라이브 샤프트 구동 토크값에 따른 종가속도 일반값을 추출하고, 상기 종가속도값에서 상기 종가속도 일반값을 차감한 값의 절대값이 제 2 기준값 보다 작거나 같으면 상기 차량에 슬립이 미발생한 것으로 판단하고, 상기 절대값이 상기 제 2 기준값 보다 크면 상기 차량에 슬립이 발생한 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 토크 스티어를 보상하는 전자 제어 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 토크 스티어 발생량 연산부는 상기 종가속도 일반값에서 상기 제 2 기준값을 차감한 값으로 상기 종가속도값을 나눠서 상기 슬립 인덱스를 연산하고, 상기 슬립 인덱스에 상기 드라이브 샤프트 구동 토크값을 곱하여 상기 실제 구동 토크값을 연산하는 것을 특징으로 하는 토크 스티어를 보상하는 전자 제어 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 보상 전류 연산부는 상기 전동 모터의 모터 토크 상수와 상기 변속기 동작 정보에 포함된 기어단 변속비를 곱한 값으로 상기 토크 스티어 발생량을 나눠서 상기 토크 스티어 보상 전류값을 연산하는 것을 특징으로 하는 토크 스티어를 보상하는 전자 제어 장치.
  8. 전동식 파워 스티어링 시스템의 전자 제어 장치에서 토크 스티어를 보상하는 방법에 있어서,
    엔진 토크값 및 엔진 속도값을 포함하는 엔진 동작 정보 및 토크 컨버터 속도값 및 기어단 변속비를 포함하는 변속기 동작 정보를 이용하여 드라이브 샤프트 구동 토크값을 연산하는 드라이브 샤프트 구동 토크 연산 단계;
    전륜 회전 속도, 후륜 회전 속도 및 종가속도값 중 하나 이상을 포함한 차량의 거동 정보를 이용하여 상기 차량의 슬립 발생 여부를 판단하는 슬립 발생 여부 판단 단계;
    상기 슬립 발생 여부 판단 단계에서 상기 차량에 슬립이 미발생한 것으로 판단하면 슬립 인덱스를 특정값으로 설정하고, 상기 슬립 여부 판단 단계에서 상기 차량에 슬립이 발생한 것으로 판단하면 상기 슬립 인덱스를 연산하며, 상기 드라이브 샤프트 구동 토크값 및 상기 슬립 인덱스를 이용하여 상기 차량의 실제 구동 토크값을 연산하는 실제 구동 토크값 연산 단계;
    상기 실제 구동 토크값을 이용하여 토크 스티어 발생량을 연산하고, 상기 토크 스티어 발생량을 이용하여 상기 토크 스티어를 보상하기 위한 토크 스티어 보상 전류값을 연산하는 보상 전류 연산 단계; 및
    조향각과 조향 토크값을 이용하여 연산한 기본 제어 전류값에 상기 토크 스티어 보상 전류값을 가산하여 최종 제어 전류값을 연산하고, 상기 최종 제어 전류값에 따른 제어 전류를 발생하여 전동 모터에 공급하는 토크 스티어 보상 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 토크 스티어를 보상하는 방법.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 보상 전류 연산 단계는
    차고값, 단축 드라이브 샤프트 길이 및 장축 드라이브 샤프트 길이를 이용하여 단축 드라이브 샤프트 꺽임각과 장축 드라이브 샤프트 꺽임각을 연산하는 단계;
    상기 실제 구동 토크값, 상기 단축 드라이브 샤프트 꺽임각 및 상기 장축 드라이브 샤프트 꺽임각을 이용하여 단축 드라이브 샤프트측 우력 모멘트 및 장축 드라이브 샤프트측 우력 모멘트를 연산하는 단계;
    상기 단축 드라이브 샤프트측 우력 모멘트에서 상기 장축 드라이브 샤프트측 우력 모멘트를 차감하여 상기 토크 스티어 발생량을 연산하는 단계;
    전동 모터의 모터 토크 상수와 상기 기어단 변속비를 곱한 값으로 상기 토크 스티어 발생량을 나눠서 상기 토크 스티어 보상 전류값을 연산하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 토크 스티어를 보상하는 방법.
  10. 제 8 항에 있어서, 상기 보상 전류 연산 단계는
    기 저장한 토크 스티어 발생량 맵에서 상기 실제 구동 토크값에 해당하는 상기 토크 스티어 발생량을 추출하는 단계;
    전동 모터의 모터 토크 상수와 상기 기어단 변속비를 곱한 값으로 상기 토크 스티어 발생량을 나눠서 상기 토크 스티어 보상 전류값을 연산하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 토크 스티어를 보상하는 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20200027365A (ko) * 2018-09-04 2020-03-12 주식회사 만도 토크 스티어 보상 장치 및 방법과, 조향 장치

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