KR20170075601A - 차량의 능동 전륜 조향 시스템의 제어 장치 및 제어 방법 - Google Patents

차량의 능동 전륜 조향 시스템의 제어 장치 및 제어 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 실시 예에 다른 능동 전륜 조향 시스템의 제어 장치는 조향휠의 동력을 전달 받는 입력축의 회전 각도와 랙-피니언 기구부에 동력을 전달하는 출력축의 회전 각도 간의 비가 가변 가능하도록 형성되는 유성 기어, 유성 기어의 기어비를 가변시키기 위하여 구동되는 모터, 차량의 선회시 차량의 요 모멘트 값을 탐지하는 요레이트센서, 모터를 제어하는 전자제어유닛을 포함하고, 전자제어유닛은 요레이트센서에서 탐지된 요 모멘트 값 및 차량의 차속을 기초로 모터를 제어하여 유성 기어의 기어비 가변제어를 중지하도록 한다.

Description

차량의 능동 전륜 조향 시스템의 제어 장치 및 제어 방법{APPARATUS AND METHOD FOR CONTROLLING ACTIVE FRONT STEERING SYSTEM}
본 발명의 차량의 능동 전륜 조향 시스템(AFS: Active Front Steering System)의 제어 장치 및 제어 방법에 관한 것으로써, 구체적으로는 가변기어비(VGR:Variable Gear Ratio) 제어 기능을 가진 능동 전륜 조향 시스템의 제어 장치 및 제어 방법에 관한 것이다.
차량의 조향장치는 차량의 진행 방향을 운전자의 의지대로 변경할 수 있도록 하기 위한 장치로서, 앞바퀴가 선회하는 회전중심을 임의로 변경하여 운전자가 원하는 방향으로 차량을 운행할 수 있도록 보조하는 장치이다. 최근에는 주행 중 강하게 불어오는 횡풍이나 좌우가 비대칭인 노면 등의 외부 환경에 능동적으로 대처할 수 있도록 조향축을 분리하고서, 운전자의 조향휠 조작으로 인한 조향각을 직접 조향컬럼에 전달하지 않고 수시로 변화하는 조향각을 지속적으로 감지하여 이를 차량의 각종 정보와 비교분석한 후 조향컬럼의 조향축 회전을 제어하는 모터에 전기적 신호로 전달함으로써 조향각을 조절하는 이른바 능동 전륜 조향 시스템이 등장하였다.
또한, 이러한 능동 전륜 조향 시스템에는 입력축과 출력축 사이의 기어비를 변환시키는 유성 기어가 구비되어 있으며, 차속에 기초하여 유성 기어의 기어비를 가변시킴으로써 차속에 따른 조향각 정도를 제어하게 된다.
구체적으로, 차량이 저속 주행 상황일 때는 주차 편의성을 담보하기 위하여 큰 조향력이 발생할 수 있도록 기어비가 가변되고, 차량이 고속 주행 상황일 때는 주행 안정성을 고려하여 작은 조향력이 발생할 수 있도록 기어비가 가변된다.
다만, 이처럼 차속에 따라 기어비를 변경하여 차량의 응답성능 변경 및 운전자의 편의성, 안전성을 추구하지만 차량 선회시 기어비 변경 제어에 발생하는 오버스티어링(Over Steering) 및 언더스티어링(Under Steering) 상황을 제어하기 어렵고, 차량상태 및 노면 등에 따른 오버스티어링 및 언더스티어링 상황시 차량의 안전제어를 확보에 어려움이 있다.
대한민국 공개특허공보 10-2006-0021816
본 발명의 실시 예에 따른 능동 전륜 조향 시스템의 제어 장치 및 제어 방법은 다음과 같은 해결과제를 목적으로 한다.
첫째, 차량 선회 상태에서 기어비 제어에 따른 운전자의 불쾌감을 줄이는 장치 및 방법을 제공하고자 한다.
둘째, 차량 선회 상태에서 발생되는 언더스티어링 및 오버스티어링을 줄이는 장치 및 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 해결과제는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당해 기술분야에 있어서의 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해되어질 수 있을 것이다.
본 발명의 실시 예에 다른 능동 전륜 조향 시스템의 제어 장치는 조향휠의 동력을 전달 받는 입력축의 회전 각도와 랙-피니언 기구부에 동력을 전달하는 출력축의 회전 각도 간의 비가 가변 가능하도록 형성되는 유성 기어, 유성 기어의 기어비를 가변시키기 위하여 구동되는 모터, 차량의 선회시 차량의 요 모멘트 값을 탐지하는 요레이트센서, 모터를 제어하는 전자제어유닛을 포함하고, 전자제어유닛은 요레이트센서에서 탐지된 요 모멘트 값 및 차량의 차속을 기초로 모터를 제어하여 유성 기어의 기어비 가변제어를 중지하도록 한다.
전자제어유닛은 외부 센서에서 탐지된 차속을 입력받는 입력부, 입력부에서 입력받은 차속의 변화율을 산출하고, 미리 설정된 차속 변화율과 비교하는 비교부, 비교부의 결과에 기초하여 모터를 제어한다.
전자제어유닛은 차량의 차속 변화율이 미리 설정된 제1 차속변화율 보다 클 경우, 모터를 제어하여 유성 기어 가변 제어를 중지한다.
전자제어유닛은 차량의 차속 변화율이 미리 설정된 제2 차속변화율 보다 작을 경우, 모터를 제어하여 유성 기어 가변 제어를 중지한다.
전자제어유닛은 입력축의 회전 각도에 따른 요 모멘트 레퍼런스 값이 저장되는 저장부, 요레이트센서에서 탐지된 요 모멘트 및 요 모멘트 레버펀스 값을 비교하여 차이값을 판단하는 판단부, 차이값을 기초로 보상 회전각 신호를 산출하는 보상부를 포함한다.
전자제어유닛은 보상 회전각 신호에 포함된 노이즈를 제거하는 필더부를 더 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 능동 전륜 조향 시스템의 제어 방법은 조향휠의 동력을 전달 받는 입력축의 회전 각도와 랙-피니언 기구부에 동력을 전달하는 출력축의 회전 각도 간의 비가 가변 가능하도록 형성되는 유성 기어를 포함하는 조향 시스템의 제어 방법에 있어서, 차량 선회 여부를 판단하는 단계, 전자제어유닛이 차량의 차속 변화율을 산출하는 단계, 차속 변화율을 기초하여 전자제어유닛이 모터를 제어하는 단계, 요레이트센서에서 탐지된 요 모멘트 값을 기초로 전자제어유닛에서 보상 회전각 신호를 산출하는 단계를 포함한다.
모터를 제어하는 단계는 차량의 차속 변화율이 미리 설정된 제1 차속변화율 보다 클 경우, 모터를 제어하여 유성 기어 가변 제어를 중지한다.
모터를 제어하는 단계는 차량의 차속 변화율이 미리 설정된 제2 차속변화율 보다 작을 경우, 모터를 제어하여 유성 기어 가변 제어를 중지한다.
보상 회전각 신호를 산출하는 단계는 전자제어유닛에 저장된 입력축의 회전 각도에 따른 요 모멘트 레퍼런스 값 및 요 모멘트 값의 비교하여를 차이값을 산출하는 단계, 전자제어유닛이 차이값을 기초로 보상 회전각 신호를 산출하는 단계를 포함한다.
보상 회전각 신호를 산출하는 단계 이후에는 보상 회전각 신호를 필터부에 입력하여 보상 회전각 신호에서 발생되는 노이즈를 제거하는 단계를 더 포함한다.
본 발명의 실시 예에 따른 능동 전륜 조향 시스템의 제어 장치 및 제어 방법은 차량 선회시 차속 변화율에 따라 유성기어의 기어비를 제어하므로 운전자가 느끼는 불쾌감을 줄여 차량 선회시 안정성을 확보할 수 있다.
또한, 요레이트센서에서 탐지하는 요 모멘트를 기초로 오버스티어링 및 언더스티어링을 줄일 수 있으므로 차량 선회시 안정성을 확보할 수 있다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당해 기술분야에 있어서의 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해되어질 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 능동 전륜 조향 시스템의 제어 장치를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 능동 전륜 조향 시스템의 제어 방법을 타나내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 능동 전륜 조향 시스템의 제어 방법의 모터 제어 단계를 구체화한 도면이다.
첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
또한, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 발명의 사상을 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 발명의 사상이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 됨을 유의해야 한다.
도 1을 참조하여 차량의 능동 전륜 조향 시스템을 전반적으로 살펴보면, 차량의 능동 조향 시스템은 조향휠(101)과, 조향휠(101)에 연결되는 입력축(103), 입력축(103)을 둘러싸는 조향컬럼(105), 조향컬럼(105)의 하단에 설치된 입력축 회전각 센서(107), 입력축 회전각 센서(107)의 하측에 형성되는 유성 기어(110), 유성 기어(110)를 구동하기 위한 모터(111), 모터(111)에 구비되는 모터위치센서(113), 차량의 속도를 감지하는 차속 센서(117), 유성 기어(110)의 하측에 형성되되 출력축의 회전운동을 랙바(119)의 직선 운동으로 변환하는 랙-피니언 기구부(121), 랙바(119)에 조향 보조동력을 공급하기 위한 액츄에이터(123)를 포함하여 구성된다.
도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 실시 예에 따른 능동 전륜 조향 시스템의 제어 장치는 유성기어(110), 모터(111), 요레이트센서(109), 전자제어유닛(125)을 포함한다.
유성 기어(110)는 상술한 바와 같이 일측은 조향휠(101)의 동력을 전달 받는 입력축(103)과 연결되어 있으며, 타측은 랙-피니언 기구부(121)에 동력을 전달하는 출력축과 연결되어 있다. 특히 유성 기어(110)는 의 회전 각도와 랙-피니언 기구부(121)에 동력을 전달하는 출력축의 회전 각도 간의 비가 가변 가능하도록 형성된다.
모터(111)는 유성 기어(110)의 기어비를 가변시키기 위하여 구동된다.
요레이트센서(109)는 차량의 선회시 차량의 요 모멘트 값을 산출한다.
전자제어유닛(125)는 모터(111)를 제어한다.
또한, 전자제어유닛(125)은 요레이트센서(109)에서 탐지된 요 모멘트 값 및 상기 차량의 차속을 기초로 모터(111)를 제어하여 유성 기어(110)의 기어비 가변제어를 중지하도록 할 수 있다.
전자제어유닛(125)에는 차량의 속도에 따른 유성 기어(110)의 기어비에 대한 맵이 저장되어 있다. 이에 따라 전자제어유닛(125)은 차량이 선회시 탐지된 속도에 따라 맵에 설정된 기어비에 도달하도록 모터(111)를 제어한다. 다만, 이 경우 차량의 상태 혹은 노면상태에 의하여 오버스티어링 및 언더스티어링이 발생할 경우, 기어비 변경 제어로 인하여 발생되는 제동력에 의하여 운전자는 오버스티어링 및 언더스티어링의 상황을 제어하기 어려워질 수 있다.
따라서, 본 발명과 같이 차량이 선회시 유성 기어(110)의 기어비 가변제어를 중지하도록 하면 오버스티어링 및 언더스티어링 상황을 운전자기 효과적으로 제어하여 차량 운전에 있어서 안정성을 높일 수 있다.
오버스티어링은 선회시 전륜에서 발생하는 힘이 후륜보다 커져 조향각을 일정하게 하여도 차량의 앞쪽이 안으로 움직여 선회 반경이 작게 되는 현상을 말한다.
언더스티어링은 오버스티어링과는 반대로 선회시 후륜에서 발생하는 힘이 전류보다 커져 조향각을 일정하게 하여도 차량의 앞쪽이 밖으로 움직여 선회 반경이 커지게 되는 현상을 말한다.
본 발명의 실시 예에 따른 능동 전륜 조향 시스템의 제어 장치의 전자제어유닛(125)은 입력부, 비교부를 포함할 수 있다.
입력부는 외부 센서에서 탐지된 차속을 입력받는다.
비교부는 입력부에서 입력받은 차속의 변화율을 산출하고, 미리 설정된 차속 변화율과 비교한다.
이에 따라 전자제어유닛은 비교부의 결과에 기초하여 상기 모터(111)를 제어한다.
구체적으로, 전자제어유닛(125)은 차량의 차속 변화율이 미리 설정된 제1 차속변화율보다 클 경우, 상기 모터(111)를 제어하여 상기 유성 기어(110) 가변 제어를 중지할 수 있다.
또한, 전자제어유닛(125)는 차량의 차속 변화율이 미리 설정된 제2 차속변화율보다 작을 경우, 모터(111)를 제어하여 유성 기어(110) 가변 제어를 중지할 수 있다.
또한, 차속 변화율이 변동이 없거나 제1 차속변화율보다 작거나 제2 차속변화율보다 작을 경우에는 유성 기어(110) 가변 제어를 유지할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 능동 전륜 조향 시스템의 제어 장치의 전자제어유닛(125)은 저장부, 판단부, 보상부를 더 포함할 수 있다.
저장부는 입력축(103)의 회전 각도에 따른 요 모멘트 레퍼런스 값이 저장된다.
회전 각도는 상술한 입력축 회전각 센서(107), 모터위치센서(113) 중 한곳에서 산출될 수 있다.
또한, 저장부에는 상술한 차량의 속도에 따른 유성 기어의 기어비에 대한 맵, 미리 설정된 제1 차속변화율, 미리 설정된 제2 차속변화율에 대한 데이터가 저장될수 있다.
판단부는 요레이트센서(109)에서 탐지된 요 모멘트 및 요 모멘트 레퍼런스 값을 비교하여 차이값을 판다하여 산출한다.
보상부는 차이값을 기초로 보상 회전 신호를 산출한다.
따라서, 전자제어유닛은 오버스티어링 및 언더스티어링 중 어느 한 상황이 발생될 경우, 요레이트센서에 산출된 요 모멘트 및 요 모멘트 레퍼런스의 비교하여 차이 값을 판단한 후 차이값을 기초로 보상 회전 신호를 산출하도록 한다.
구체적으로, 오버스티어링이 발생할 경우, 랙-피니언 기구부(121)의 구동을 제어하여 차량의 전륜 선회 반경이 늘어나도록 차이값만큼 보상 회전 신호를 산출하고, 언더스티어링이 발생할 경우, 랙-피니언 기구부(121)의 구동을 제어하여 차량의 전륜 선회 반경이 줄어들도록 차이값만큼 보상 회전 신호를 산출한다.
이에 따라 전륜 선회 반경을 제어하기 위하여 보상 회전 신호는 상술한 액추에이터(123)에 입력될 수 있다.
따라서, 언더스티어링 혹은 오버스티어링이 발생을 하여도 보상 회전 신호를 통하여 안전적으로 차량을 선회시킬 수 있다.
또한, 전자제어유닛(125)은 보상 회전각 신호에 포함된 노이즈를 제거하는 필더부를 포함 할 수 있다.
또한, 필더부는 보상 회전각 신호에서 발생되는 고주파를 제거하도록 저역통과필터를 포함할 수 있다.
따라서, 차량 선회시 차량의 상태 및 노면 상태에 따라 운전자에 의하여 조향휠(101)이 흔들림에 따라 발생된 고주파를 필더부를 통하여 제거할 수 있으므로 조향휠(101)이 과도하게 흔들림에 따라 차량의 전륜이 급격하게 흔들리는 것을 방지할 수 있다.
이하, 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 능동 전륜 조향 시스템의 제어 방법에 대하여 기술하되, 본 발명의 실시 예에 따른 능동 전륜 조향 시스템의 제어 장치에서 이미 설명한 내용은 그 자세한 설명을 생략하도록 한다.
도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 능동 전륜 조향 시스템의 제어 방법은 조향휠(101)의 동력을 전달 받는 입력축(103)의 회전 각도와 랙-피니언 기구부(121)에 동력을 전달하는 출력축의 회전 각도 간의 비가 가변 가능하도록 형성되는 유성 기어(110)를 포함하는 조향 시스템의 제어 방법에 있어서, 차량 선회 여부를 판단하는 단계(S100), 차속 변화율을 산출하는 단계(S200), 모터를 제어하는 단계(S300), 보상 회전각 신호를 산출하는 단계(S400)를 포함 한다.
차량 선회 여부를 판단하는 단계(S100)는 차량 운행시 차량이 선회를 하는지 여부를 판단하는 단계이다.
차량의 선회 여부는 회상술한 입력축 회전각 센서(107), 모터위치센서(113) 중 한곳에서 탐지 될 수 있다.
차속 변화율을 산출하는 단계(S200)는 전자제어유닛(125)이 차량 선회시 차속의 변화율을 산출하는 단계이다.
모터를 제어하는 단계(S300)는 전자제어유닛(125)에서 산출된 차속 변화율을 기초하여 모터를 제어하는 단계이다.
보상 회전각 신호를 산출하는 단계(S400)는 요레이트센서(109)에서 탐지된 요 모멘트 값을 기초로 상기 전자제어유닛(125)에서 보상 회전각 신호를 산출하는 단계이다.
또한, 도 3에 도시된 바와 같이, 모터를 제어하는 단계(S300)는 상기 차량의 차속 변화율이 미리 설정된 제1 차속변화율보다 클 경우, 상기 모터(111)를 제어하여 상기 유성 기어(110) 가변 제어를 중지하고, 차량의 차속 변화율이 미리 설정된 제2 차속변화율보다 작을 경우, 모터(111)를 제어하여 유성 기어(110) 가변 제어를 중지한다.
따라서, 본 발명과 같이 차량이 선회시 유성 기어(110)의 기어비 가변제어를 중지하도록 하면 오버스티어링 및 언더스티어링 상황을 효과적으로 제어할 수 있으므로 차량 운전에 있어서 안정성을 높일 수 있다.
또한, 차속 변화율이 변동이 없거나 제1 차속변화율보다 작거나 제2 차속변화율보다 작을 경우에는 유성 기어(110) 가변 제어를 유지하도록 할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 능동 전륜 조향 시스템의 제어 방법의 보상 회전각 신호를 산출하는 단계(S400)는 차이값을 산출하는 단계(410), 차이값을 기초로 보상 회전각 신호를 산출하는 단계(S420)를 포함할 수 있다.
차이값을 산출하는 단계(S410)는 전자제어유닛(125)에 저장된 입력축(103)의 회전 각도에 따른 요 모멘트 레퍼런스 값 및 요 모멘트 값의 비교하여 차이값을 산출하는 단계이다.
차이값을 기초로 보상 회전각 신호를 산출하는 단계(S420)는 전자제어유닛(125)이 요 모멘트 레퍼런스 값 및 요 모멘트 값 비교에 따른 차이값을 기초로 보상 회전각 신호를 산출하는 단계이다.
따라서, 전자제어유닛(125)은 오버스티어링 및 언더스티어링 중 어느 한 상황이 발생될 경우, 요레이트센서(109)에 산출된 요 모멘트 및 요 모멘트 레퍼런스의 비교하여 차이 값을 판단한 후 차이값을 기초로 보상 회전 신호를 산출하도록 한다.
구체적으로, 오버스티어링이 발생할 경우, 랙-피니언 기구부(121)의 구동을 제어하여 차량의 전륜이 선회 반경이 늘어나도록 차이값만큼 보상 회전 신호를 산출하고, 언더스티어링이 발생할 경우, 랙-피니언 기구부(121)의 구동을 제어하여 차량의 전륜 선회 반경이 줄어들도록 차이값만큼 보상 회전 신호를 산출한다.
또한, 보상 회전각 신호를 산출하는 단계(S400) 이후에는 상기 보상 회전각 신호를 필터부에 입력하여 상기 보상 회전각 신호에서 발생되는 노이즈를 제거하는 단계(S500)를 더 포함할 수 있다.
따라서, 차량 선회시 차량의 상태 및 노면 상태에 따라 운전자에 의하여 조향휠(101)이 흔들림에 따라 발생된 고주파를 필더부를 통하여 제거할 수 있으므로 조향휠(101)이 과도하게 흔들림에 따라 차량의 전륜이 급격하게 흔들리는 것을 방지할 수 있다.
결국, 노이즈가 제거된 보상 회전 신호는 상술한 액추에이터(123)에 입력되어 전륜의 반경을 제어하도록 할 수 있다.
본 명세서에서 설명되는 실시예와 첨부된 도면은 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 예시적으로 설명하는 것에 불과하다. 따라서 본 명세서에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이므로, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것이 아님은 자명하다. 본 발명의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당해 기술분야에 있어서의 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 유추할 수 있는 변형 예와 구체적인 실시예는 모두 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
101 : 조향휠 103 : 입력축
105 : 조향컬럼 107 : 회전각 센서
109 : 요레이트센서 110 : 유성 기어
111 : 모터 113 : 모터위치센서
117 : 차속 센서 119 : 렉바
121 : 랙-피니언 기구부 123 : 액츄에이터
125 : 전자제어유닛

Claims (11)

  1. 조향휠(101)의 동력을 전달 받는 입력축(103)의 회전 각도와 랙-피니언 기구부(121)에 동력을 전달하는 출력축의 회전 각도 간의 비가 가변 가능하도록 형성되는 유성 기어(110);
    상기 유성 기어(110)의 기어비를 가변시키기 위하여 구동되는 모터(111);
    차량의 선회시 차량의 요 모멘트 값을 탐지하는 요레이트센서(109);
    상기 모터(111)를 제어하는 전자제어유닛(125);
    를 포함하고,
    상기 전자제어유닛(125)은 상기 요레이트센서(109)에서 탐지된 요 모멘트 값 및 상기 차량의 차속을 기초로 상기 모터(111)를 제어하여 상기 유성 기어(110)의 기어비 가변제어를 중지하도록 하는 능동 전륜 조향 시스템의 제어 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 전자제어유닛(125)은
    외부 센서에서 탐지된 차속을 입력받는 입력부;
    상기 입력부에서 입력받은 차속의 변화율을 산출하고, 미리 설정된 차속 변화율과 비교하는 비교부;
    를 포함하고,
    상기 전자제어유닛(125)은 상기 비교부의 결과에 기초하여 상기 모터(111)를 제어하는 능동 전륜 조향 시스템의 제어 장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 전자제어유닛(125)은 상기 차량의 차속 변화율이 미리 설정된 제1 차속변화율 보다 클 경우, 상기 모터(111)를 제어하여 상기 유성 기어(110) 가변 제어를 중지하는 능동 전륜 조향 시스템의 제어 장치.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 전자제어유닛(125)은 상기 차량의 차속 변화율이 미리 설정된 제2 차속변화율 보다 작을 경우, 상기 모터(111)를 제어하여 상기 유성 기어(110) 가변 제어를 중지하는 능동 전륜 조향 시스템의 제어 장치.
  5. 제 2항에 있어서,
    상기 전자제어유닛(125)은
    상기 입력축(103)의 회전 각도에 따른 요 모멘트 레퍼런스 값이 저장되는 저장부;
    상기 요레이트센서(109)에서 탐지된 상기 요 모멘트 및 상기 요 모멘트 레버펀스 값을 비교하여 차이값을 판단하는 판단부;
    상기 차이값을 기초로 보상 회전각 신호를 산출하는 보상부;
    를 포함하는 능동 전륜 조향 시스템의 제어 장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 전자제어유닛(125)은
    상기 보상 회전각 신호에 포함된 노이즈를 제거하는 필더부를 더 포함하는 능동 전륜 조향 시스템의 제어 장치.
  7. 조향휠(101)의 동력을 전달 받는 입력축(103)의 회전 각도와 랙-피니언 기구부(121)에 동력을 전달하는 출력축의 회전 각도 간의 비가 가변 가능하도록 형성되는 유성 기어(110)를 포함하는 조향 시스템의 제어 방법에 있어서,
    상기 차량 선회 여부를 판단하는 단계(S100);
    전자제어유닛(125)이 차량의 차속 변화율을 산출하는 단계(S200);
    상기 차속 변화율을 기초하여 상기 전자제어유닛(125)이 상기 모터를 제어하는 단계(S300);
    요레이트센서(109)에서 탐지된 요 모멘트 값을 기초로 상기 전자제어유닛(125)에서 보상 회전각 신호를 산출하는 단계(S400);
    를 포함하는 능동 전륜 조향 시스템의 제어 방법.
  8. 제 8항에 있어서,
    상기 모터를 제어하는 단계(S300)는
    상기 차량의 차속 변화율이 미리 설정된 제1 차속변화율 보다 클 경우, 상기 모터(111)를 제어하여 상기 유성 기어(110) 가변 제어를 중지하는 능동 전륜 조향 시스템의 제어 방법.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 모터를 제어하는 단계(S300)는
    상기 차량의 차속 변화율이 미리 설정된 제2 차속변화율 보다 작을 경우, 상기 모터(111)를 제어하여 상기 유성 기어(110) 가변 제어를 중지하는 능동 전륜 조향 시스템의 제어 방법.
  10. 제 8항에 있어서,
    상기 보상 회전각 신호를 산출하는 단계(S400)는
    상기 전자제어유닛(125)에 저장된 상기 입력축(103)의 회전 각도에 따른 요 모멘트 레퍼런스 값 및 상기 요 모멘트 값의 비교하여를 차이값을 산출하는 단계(S410);
    상기 전자제어유닛이 상기 차이값을 기초로 보상 회전각 신호를 산출하는 단계(S420);
    를 포함하는 능동 전륜 조향 시스템의 제어 방법.
  11. 제 8항에 있어서,
    상기 보상 회전각 신호를 산출하는 단계(S400) 이후에는
    상기 보상 회전각 신호를 필터부에 입력하여 상기 보상 회전각 신호에서 발생되는 노이즈를 제거하는 단계(S500);
    를 더 포함하는 능동 전륜 조향 시스템의 제어 방법.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10766522B2 (en) 2017-11-15 2020-09-08 Ford Global Technologies, Llc Methods and apparatus for controlling steering nibble in position controlled steering systems
KR102243097B1 (ko) 2019-12-27 2021-04-23 상신브레이크주식회사 조향각 센서의 절대각 산출방법
US11136060B2 (en) 2019-02-19 2021-10-05 Ford Global Technologies, Llc Steering nibble control

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20060021816A (ko) 2002-12-31 2006-03-08 인터내셔널 비지네스 머신즈 코포레이션 데이터 처리 방법, 데이터 처리 시스템 및 컴퓨터 판독가능 매체
JP2008087672A (ja) * 2006-10-03 2008-04-17 Jtekt Corp 車両用操舵装置
JP2013071470A (ja) * 2011-09-26 2013-04-22 Jtekt Corp 電動パワーステアリング装置の制御装置
KR20140144558A (ko) * 2013-06-11 2014-12-19 주식회사 만도 능동 전륜 조향장치 및 그 조향 제어방법
KR20140146490A (ko) * 2013-06-17 2014-12-26 현대모비스 주식회사 능동 전륜 조향장치의 제어방법
KR20150024727A (ko) * 2013-08-27 2015-03-09 현대모비스 주식회사 전동식 조향장치의 조향감 안정화 장치 및 방법

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20060021816A (ko) 2002-12-31 2006-03-08 인터내셔널 비지네스 머신즈 코포레이션 데이터 처리 방법, 데이터 처리 시스템 및 컴퓨터 판독가능 매체
JP2008087672A (ja) * 2006-10-03 2008-04-17 Jtekt Corp 車両用操舵装置
JP2013071470A (ja) * 2011-09-26 2013-04-22 Jtekt Corp 電動パワーステアリング装置の制御装置
KR20140144558A (ko) * 2013-06-11 2014-12-19 주식회사 만도 능동 전륜 조향장치 및 그 조향 제어방법
KR20140146490A (ko) * 2013-06-17 2014-12-26 현대모비스 주식회사 능동 전륜 조향장치의 제어방법
KR20150024727A (ko) * 2013-08-27 2015-03-09 현대모비스 주식회사 전동식 조향장치의 조향감 안정화 장치 및 방법

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10766522B2 (en) 2017-11-15 2020-09-08 Ford Global Technologies, Llc Methods and apparatus for controlling steering nibble in position controlled steering systems
US11136060B2 (en) 2019-02-19 2021-10-05 Ford Global Technologies, Llc Steering nibble control
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