KR20170136765A - Steering control apparatus and steering control method, and steering-state determination apparatus therefor - Google Patents
Steering control apparatus and steering control method, and steering-state determination apparatus therefor Download PDFInfo
- Publication number
- KR20170136765A KR20170136765A KR1020160068693A KR20160068693A KR20170136765A KR 20170136765 A KR20170136765 A KR 20170136765A KR 1020160068693 A KR1020160068693 A KR 1020160068693A KR 20160068693 A KR20160068693 A KR 20160068693A KR 20170136765 A KR20170136765 A KR 20170136765A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- steering
- vehicle
- speed
- state
- value
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
- B62D5/00—Power-assisted or power-driven steering
- B62D5/04—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear
- B62D5/0457—Power-assisted or power-driven steering electrical, e.g. using an electric servo-motor connected to, or forming part of, the steering gear characterised by control features of the drive means as such
- B62D5/046—Controlling the motor
- B62D5/0463—Controlling the motor calculating assisting torque from the motor based on driver input
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
- B60W10/00—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function
- B60W10/20—Conjoint control of vehicle sub-units of different type or different function including control of steering systems
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
- B60W40/00—Estimation or calculation of non-directly measurable driving parameters for road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub unit, e.g. by using mathematical models
- B60W40/10—Estimation or calculation of non-directly measurable driving parameters for road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub unit, e.g. by using mathematical models related to vehicle motion
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
- B60W2710/00—Output or target parameters relating to a particular sub-units
- B60W2710/20—Steering systems
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
- B60W2710/00—Output or target parameters relating to a particular sub-units
- B60W2710/20—Steering systems
- B60W2710/202—Steering torque
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
- B60W2720/00—Output or target parameters relating to overall vehicle dynamics
- B60W2720/14—Yaw
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
- B60Y2400/00—Special features of vehicle units
- B60Y2400/30—Sensors
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
- B60Y2400/00—Special features of vehicle units
- B60Y2400/30—Sensors
- B60Y2400/303—Speed sensors
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Transportation (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)
Abstract
Description
본 발명은 조향 제어 장치와 그를 위한 조향상태 판단장치에 관한 것, 더 상세하게는 차량의 차속, 요레이트(Yaw Rate) 등의 측정치로부터 산출되는 특성 속도 제곱값과 차량의 현재 차속값에 따라서 언더스티어(Understeer) 또는 오버스티어(Oversteer)과 같은 차량의 조향 거동 상태를 확인하는 기술에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a steering control apparatus and a steering state determining apparatus therefor, and more particularly to a steering control apparatus and a steering state determining apparatus, The present invention relates to a technique for checking the steering behavior state of a vehicle such as an understeer or an oversteer.
차량의 전동식 조향 장치는 조향휠에 연결된 조향축의 비틀림을 감지하는 토크 센서와, 조향 출력축 또는 랙바와 연동되어 조향 출력축 또는 랙바를 회전/이동시키는 전동 모터와, 토크 센서로부터 측정된 조향 토크값에 따라 전동 모터의 회전을 제어하는 조향 ECU 등을 포함하여 구성된다.The electric power steering apparatus of the vehicle includes a torque sensor for detecting a twist of the steering shaft connected to the steering wheel, an electric motor for rotating / moving the steering output shaft or the rack bar in cooperation with the steering output shaft or the rack bar, And a steering ECU for controlling the rotation of the electric motor.
이러한 전동식 조향 장치는 기본적으로는 운전자의 조향휠 조작에 따라 조향 토크에 비례하도록 조향 보조 전류를 생성하여 전동모터를 회전시키는 동작을 한다. 즉, 운전자의 조향력을 보조하는 기본 동작을 수행한다.This electric steering apparatus basically operates to rotate the electric motor by generating a steering assist current so as to be proportional to the steering torque in accordance with the driver's steering wheel operation. That is, a basic operation for assisting the driver's steering force is performed.
한편, 차량 선회시 가속하면 목표보다 바깥쪽으로 나가려는 경향이 발행할 수 있으며, 이를 통상적으로 언더스티어(Understeer)라 한다. On the other hand, when accelerating at the time of vehicle turning, a tendency to go outward beyond the target can be issued, which is commonly referred to as understeer.
이러한 언더스티어 현상은 전륜 조향각에 비하여 실제 조향반지름이 커지는 현상으로서, 후륜에서 발생되는 선회 구심력(Cornering Force)이 클 경우에 발생하며, 비록 모은 차량은 기본적으로 약한 언더스티어 경향을 가지지만, 언더스티어 정도가 커지는 경우 조향력 또는 편제동 등의 적절한 조정을 통하여 보상해 주어야 한다.This understeer phenomenon is a phenomenon in which the actual steering radius becomes larger than the front wheel steering angle, which occurs when the cornering force generated in the rear wheel is large, and although the collected vehicle basically has a weak understeer tendency, If the magnitude increases, it must be compensated through appropriate adjustment such as steering or braking.
또한, 언더스티어 정도가 심하게 되면, 차륜이 미끄러지는 슬립(Slip) 현상이 발생될 수 있으며, 이러한 상태를 슬립있는 언더스티어 상태(Understeer with Slip)라고 표현할 수 있다. 이러한 슬립있는 언더스티어 현상이 발생되면 차량 안정성에 큰 영향을 미칠 수 있기 때문에, 즉각적인 보상 또는 차량 자세 제어가 필요해진다.Further, when the degree of understeer becomes severe, a slip phenomenon in which the wheel slips may occur, and this state can be expressed as a slip understeer state (Understeer with Slip). Such a slip-under-steer phenomenon can have a significant impact on vehicle stability, requiring immediate compensation or vehicle attitude control.
한편, 언더스티어와 반대되는 개념으로서, 차체가 조향각에 비하여 더 많이 선회하게 되는 현상인 오버스티어(Oversteer)가 있다. On the other hand, there is an oversteer which is a phenomenon that the vehicle body turns more than the steering angle as a concept opposite to understeer.
이러한 오버스티어 현상은 일정한 반지름과 속도로 선회하다가 갑자기 가속할 때 전륜에 발생하는 코너링 포스 또는 선회 구심력이 커지면서 내측 전륜이 외측 전륜 및 후륜보다 모멘트(moment)가 커져 조향각을 일정하게 하여도 선회 반지름이 작아지는 현상이다.This over-steering phenomenon is caused by the turning of a constant radius and speed, but when the cornering force or revolute centripetal force generated at the front wheel suddenly accelerates, the moment of inertia of the inner front wheel becomes larger than that of the outer front and rear wheels. .
이러한 오버스티어 현상이 발생되면, 차량의 진로가 안쪽으로 향하면서 회전 반지름이 작아지게 된다.When this oversteer phenomenon occurs, the turning radius of the vehicle becomes smaller as the course of the vehicle becomes inward.
이러한 오버스티어 정도가 약한 경우에는 다시 조향력 또는 편제동력 등으로 중립 조향상태(Neutral Steer) 상태로 복귀할 수 있는 단순 오버스티어 상태가 되지만, 일정한 정도 이상의 오버스티어가 발생하면 차량의 불안정성이 발산(Diverse)하게 되는 불안정한 오버스티어 상태(Unstable Oversteer)가 된다.When the degree of oversteering is weak, it becomes a simple oversteer state that can return to a neutral steering state by a steering force or a braking force. However, if oversteering occurs over a certain degree, instability of the vehicle is diverted ) Is an unstable oversteer state (Unstable Oversteer).
한편, 이러한 오버스티어 또는 언더스티어와 달리 차량의 조향제어와 동기화되어 차체가 제어되는 상태를 중립 조향 상태(Neutral Steer) 상태로 표현할 수 있다.Meanwhile, unlike the oversteer or understeer, the state in which the vehicle body is controlled in synchronization with the steering control of the vehicle can be expressed as a neutral steering state.
이와 같이, 차량의 선회시 정상적인 중립 조향 상태나, 오버/언더스티어와 같은 비정상 조향 상태에 놓일 수 있고, 비정상 조향상태인 경우 구체적으로 슬립있는 언더스티어, 단순 언더스티어, 오버스티어, 불안정한 오버스티어 중 하나인지를 확인한 후 그에 맞는 보상 제어를 해 주어야 한다.Thus, when the vehicle is turning, it can be placed in a normal neutral steering state or an abnormal steering state such as an over / understeer. In an abnormal steering state, specifically, a slip-under steering, a simple understeer, an oversteer, It is necessary to check the one and then perform the compensation control corresponding to the one.
한편, 기존에는 운전자의 조향입력과 차량의 주행속도를 입력값으로 하는 기준 요 레이트(Yaw Rate) 모델을 만들어 모델로부터 얻어진 값을 요 레이트 센서로부터 측정되는 요 레이트 값과 비교하여 오버스티어와 언더스티어 상황을 판단하고 있다.In the conventional method, a reference yaw rate model in which the steering input of the driver and the running speed of the vehicle are input values is made, and the value obtained from the model is compared with the yaw rate value measured from the yaw rate sensor, The situation is judged.
이러한 종래의 방식에서는 노면의 마찰력에 따라 정확한 조향 상태 판단이 어려우므로, 최근에는 차량 슬립각 정보를 이용하여 차량 상황을 보다 정확히 판단하려는 노력이 이루어지고 있으나, 이 차량 슬립각 정보의 값이 요 레이트와 같은 측정값이 아니라 추정을 통해서만 얻을 수 있는 값이기 때문에 조향 상태 판단이 정확하지 않다는 단점이 있었다.In this conventional method, it is difficult to accurately determine the steering state according to the friction force of the road surface. Recently, efforts have been made to more accurately determine the vehicle condition using the vehicle slip angle information. However, The steering angle is not accurately measured because the steering angle is a value that can be obtained only through estimation.
또한, 조향 상태의 정확한 판단을 위하여, 차량의 요각도(Yaw Aagle), 요레이트(Yaw Rate), 조향각을 이용하거나, 차륜의 슬립을 감지하는 등의 방식을 사용하고 있으나, 전술한 5가지 조향 상태를 구체적으로 식별하기 위해서는 각각 별도의 측정 방식이 필요하여 불편하다는 단점이 있었다.
Also, in order to accurately determine the steering state, the yaw angle, the yaw rate, the steering angle of the vehicle, or the slip of the wheel are detected. However, There is a disadvantage in that it is inconvenient for each state to be specifically identified because a separate measurement method is required.
이러한 배경에서, 본 발명의 목적은, 차량의 조향 상태를 구체적으로 확인할 수 있는 조향 제어 장치 및 방법을 제공하는 것이다.In view of the foregoing, it is an object of the present invention to provide a steering control apparatus and method that can specifically confirm a steering state of a vehicle.
본 발명의 다른 목적은, 차량의 차속(ν), 차량 전륜-후륜 사이의 휠베이스(L) 및 조향각(δ)과 요레이트(Yaw Rate; ) 등으로부터 산출되는 특성 속도 제곱값(Characteristic Speed Square; )의 부호와, 특성 속도값()과 현재 차속(ν)과의 관계 등을 기초로 차량의 비정상 조향 상태의 종류를 용이하게 확인할 수 있는 조향제어 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
It is another object of the present invention to provide a vehicle having a vehicle speed v, a wheel base L and a steering angle? Between the front and rear wheels of the vehicle, and a yaw rate? ) And the like (Characteristic Speed Square; ), The sign of the characteristic speed value ( ) And a current vehicle speed (?), And the like, and to provide a steering control apparatus and method that can easily confirm the type of an abnormal steering state of a vehicle.
본 발명의 다른 목적은, 차량의 차속(ν), 차량 전륜-후륜 사이의 휠베이스(L) 및 조향각(δ)과 요레이트(Yaw Rate; ) 등으로부터 산출되는 특성 속도 제곱값(Characteristic Speed Square; )의 부호와, 특성 속도값()과 현재 차속(ν)과의 관계 등을 기초로 차량의 비정상 스티어링 상태의 종류를 용이하게 확인하고, 비정상 스티어링 상태 보상을 위한 보상토크 또는 보상전류를 산출하여 제어함으로써, 비정상 조향에 따른 조향 불안전성을 감소시키는 조향 제어 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
It is another object of the present invention to provide a vehicle having a vehicle speed v, a wheel base L and a steering angle? Between the front and rear wheels of the vehicle, and a yaw rate? ) And the like (Characteristic Speed Square; ), The sign of the characteristic speed value ( ) And the current vehicle speed (v), and by calculating and controlling the compensation torque or the compensation current for compensating for the abnormal steering state, the steering instability Of the steering angle of the steering wheel.
전술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에서는, 차속센서, 조향각 센서 및 요레이트 센서를 포함하는 센서부와, 차량 특성 정보를 저장하고 있는 저장부와, 상기 센서부로부터 수신된 차량의 차속(ν), 조향각(δ) 및 요레이트(Yaw Rate;)의 측정정보와 상기 저장부로부터 독출된 차량 전륜-후륜 사이의 휠베이스(L) 및 조향각과 전륜 회전각의 회전비율(i)의 차량 특성 정보를 이용하여 차량의 현재 조향 상태를 판단하는 조향 상태 판단부와, 비정상 조향상태인 경우 그를 보상하기 위한 보상토크를 생성하여 조향제어부로 출력하는 보상부, 및 조향휠에 인가되는 인가 조향토크와 상기 보상토크를 이용하여 조향 보조 전류를 생성하여 조향모터를 제어하는 조향 제어부를 포함하는 조향 제어 장치를 제공한다.In order to achieve the above object, in one embodiment of the present invention, there is provided an information processing apparatus including a sensor unit including a vehicle speed sensor, a steering angle sensor and a yaw rate sensor, a storage unit for storing vehicle characteristic information, The vehicle speed?, The steering angle? And the yaw rate? ) Of the vehicle and the vehicle characteristics information of the wheel base (L) between the front and rear wheels of the vehicle and the rotation ratio (i) of the steering angle and the front wheel rotation angle read from the storage unit to determine the current steering state of the vehicle And a compensating unit configured to generate a steering assist current by using the applied steering torque applied to the steering wheel and the compensating torque to generate a steering assist current, And a steering control section for controlling the motor.
본 발명의 다른 실시예에서는, 차속센서, 조향각 센서 및 요레이트 센서를 포함하는 센서부로부터 측정정보를 수신하는 측정정보 수신 단계와, 차량 특성 정보를 저장하고 있는 저장부로부터 차량 특성정보를 독출하는 차량 특성정보 추출 단계와, 상기 센서부로부터 수신된 차량의 차속(ν), 조향각(δ) 및 요레이트(Yaw Rate;)의 측정정보와 상기 저장부로부터 독출된 차량 전륜-후륜 사이의 휠베이스(L) 및 조향각과 전륜 회전각의 회전비율(i)의 차량 특성 정보를 이용하여 차량의 현재 조향 상태를 판단하는 조향 상태 판단 단계와, 비정상 조향상태인 경우 그를 보상하기 위한 보상토크를 생성하여 조향제어부로 출력하는 보상 단계, 및 조향휠에 인가되는 인가 조향토크와 상기 보상토크를 이용하여 조향 보조 전류를 생성하여 조향모터를 제어하는 조향 제어 단계를 포함하는 조향 제어 방법을 제공한다.
According to another embodiment of the present invention, there is provided an information processing method including steps of: receiving measurement information from a sensor unit including a vehicle speed sensor, a steering angle sensor, and a yaw rate sensor; reading the vehicle characteristic information from a storage unit storing the vehicle characteristic information; (?), A steering angle (?) And a yaw rate (?) Of the vehicle received from the sensor unit. ) Of the vehicle and the vehicle characteristics information of the wheel base (L) between the front and rear wheels of the vehicle and the rotation ratio (i) of the steering angle and the front wheel rotation angle read from the storage unit to determine the current steering state of the vehicle And a control unit that generates a steering assist current by using the applied steering torque applied to the steering wheel and the compensating torque to generate a steering assist current, And a steering control step of controlling the motor.
이하에서 설명할 바와 같은 본 발명에 의하면, 차량의 차속(ν), 조향각(δ) 및 요레이트(Yaw Rate;) 등의 측정정보와, 차량 전륜-후륜 사이의 휠베이스(L) 및 조향각과 전륜 회전각의 회전비율(i) 등의 차량 특성정보만을 이용하여 차량의 조향 상태를 정확하게 확인할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention as described below, the vehicle speed v, the steering angle? And the yaw rate? ) And the like, and the vehicle state information such as the wheelbase (L) between the front and rear wheels of the vehicle and the rotation ratio (i) of the steering angle and front wheel rotation angle can be accurately confirmed .
더 구체적으로는, 차량의 차속(ν), 조향각(δ) 및 요레이트(Yaw Rate; ) 등의 측정정보와, 차량 전륜-후륜 사이의 휠베이스(L) 및 조향각과 전륜 회전각의 회전비율(i) 등의 차량 특성정보 등으로부터 산출되는 특성 속도 제곱값(Characteristic Speed Square; )의 부호와, 특성 속도값()과 현재 차속(ν)과의 관계 등을 기초로 차량의 비정상 조향 상태의 종류를 용이하게 확인할 수 있는 효과가 있다.More specifically, the vehicle speed v, the steering angle? And the yaw rate? ) And the like, and vehicle characteristic information such as the wheelbase (L) between the front and rear wheels of the vehicle and the rotation ratio (i) of the steering angle and front wheel rotation angle. ), The sign of the characteristic speed value ( ) And the current vehicle speed (v) and the like, it is possible to easily confirm the type of the abnormal steering state of the vehicle.
더 나아가, 차량의 차속(ν), 조향각(δ) 및 요레이트(Yaw Rate; ) 등의 측정정보와, 차량 전륜-후륜 사이의 휠베이스(L) 및 조향각과 전륜 회전각의 회전비율(i) 등의 차량 특성정보만을 이용하여 차량의 조향 상태를 정확하게 확인한 후, 비정상 조향 상태에 맞는 보상 제어를 할 수 있는 효과가 있다.
Furthermore, the vehicle speed v, the steering angle? And the yaw rate? ) And the like and the vehicle characteristic information such as the wheel base L between the front and rear wheels of the vehicle and the rotation ratio i of the steering angle and the front wheel rotation angle are precisely checked to determine the steered state of the vehicle, There is an advantageous effect that the compensation control can be performed in accordance with the above.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 조향 제어 장치의 블록도를 개략적으로 도시한다.
도 2는 본 발명에 의한 조향 제어 장치를 이용하여 판단되는 5가지 조향 상태 영역을 나타내는 그래프이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 조향 제어 방법의 전체 흐름을 도시한다.
도 4는 본 발명에 의한 조향상태 판단 단계의 세부 흐름을 도시한다.
도 5는 비정상 조향상태로 판단된 경우 그를 보상하기 위한 보상토크 및 최종 조향 보조 전류를 생성하는 구성을 도시한다.1 schematically shows a block diagram of a steering control device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a graph showing five steering state regions determined using the steering control apparatus according to the present invention.
3 shows the overall flow of the steering control method according to the embodiment of the present invention.
FIG. 4 shows a detailed flow of the steering state determination step according to the present invention.
5 shows a configuration for generating a compensating torque and a final steering assist current for compensating the abnormality when judged to be an abnormal steering condition.
이하, 본 발명의 일부 실시 예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, some embodiments of the present invention will be described in detail with reference to exemplary drawings. It should be noted that, in adding reference numerals to the constituent elements of the drawings, the same constituent elements are denoted by the same reference symbols as possible even if they are shown in different drawings. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.
또한, 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.In describing the components of the present invention, terms such as first, second, A, B, (a), and (b) may be used. These terms are intended to distinguish the constituent elements from other constituent elements, and the terms do not limit the nature, order or order of the constituent elements. When a component is described as being "connected", "coupled", or "connected" to another component, the component may be directly connected to or connected to the other component, It should be understood that an element may be "connected," "coupled," or "connected."
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 조향 제어 장치의 블록도를 개략적으로 도시한다.1 schematically shows a block diagram of a steering control device according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 실시예에 의한 조향 제어 장치는 차량의 차속(ν), 조향각(δ) 및 요레이트(Yaw Rate;) 등의 측정정보와, 차량 전륜-후륜 사이의 휠베이스(L) 및 조향각과 전륜 회전각의 회전비율(i) 등의 차량 특성정보를 이용하여 차량의 조향 상태, 즉 정상적인 중립 조향(Neutral Steer), 비정상 조향상태인 언더스티어(Understeer) 또는 오버스티어(Oversteer) 상태를 판단하는 기능을 한다.The steering control apparatus according to the embodiment of the present invention calculates the steering angle?, The steering angle? And the yaw rate? Of the vehicle. ) And the like, and the vehicle characteristics information such as the wheel base L between the front and rear wheels of the vehicle and the rotation ratio i of the steering angle and the front wheel rotation angle, ) And an understeer state or an oversteer state, which is an abnormal steering state.
물론, 본 발명에 의한 조향 제어장치는 이러한 조향 상태 판단 기능 이외에, 조향 상태 판단에 이어서 조향 보상 제어가 필요한 비정상 조향 상태인 경우, 조향 모터에 인가되는 보조 전류의 크기를 제어하는 보상기능을 추가로 구비할 수도 있다.Of course, the steering control device according to the present invention may further include a compensating function for controlling the magnitude of the auxiliary current applied to the steering motor when the steered state is an abnormal steering state, .
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 조향 제어 장치는 차속센서, 조향각 센서 및 요레이트 센서를 포함하는 센서부(110)와, 차량 특성 정보를 저장하고 있는 저장부(120)와, 센서부로부터 수신된 측정정보와 저장부에 저장된 차량 특성 정보를 이용하여 차량의 현재 조향 상태를 판단하는 조향 상태 판단부(130)를 포함한다.1, the steering control apparatus according to the present invention includes a
또한, 조향 상태 판단부(130)에 의하여 현재 조향상태가 슬립있는 언더스티어(Understeer with Slip) 상태인 것으로 판정된 경우, 그 상태를 보상하기 위한 보상 토크값 또는 보상토크값에 대응되는 보상전류값을 산출한 후 조향제어부로 출력하는 보상부(140)와, 조향휠에 인가되는 조향토크와 보상부로부터 전달된 보상토크값 또는 보상전류값을 이용하여 조향 보조 전류를 생성하여 조향모터를 제어하는 조향 제어부(150)를 더 포함할 수 있다.Further, when it is determined by the steering
센서부(110)는 현재 차량의 속도를 출력하는 차속센서(112)와, 조향휠 또는 조향휠에 연결된 조향축의 회전각도를 측정하는 조향각센서(114)과, 차량의 요각도 또는 요각도의 시간 변화량인 요레이트(Yaw Rate;)를 측정하는 요레이트 센서(116)를 포함한다.The
센서부(110)에서는 차량 조향 상태 측정을 위하여 조향 상태 판단부(140)의 요청이 있는 경우, 또는 주기적으로 차량의 차속(ν), 조향각(δ) 및 요레이트(Yaw Rate;) 등의 측정정보를 센싱하여 조향 상태 판단부(130)로 전송한다.The
저장부(120)는 조향 제어 ECU 등에 포함되어 있는 EEPROM 등의 저장 수단으로서, 내부에는 차량 전륜-후륜 사이의 휠베이스(L) 및 조향각과 전륜 회전각의 회전비율(i) 등의 차량 특성정보가 저장되어 있다.The
차량 전륜-후륜 사이의 휠베이스(L)는 전륜와 후륜 사이의 거리로서 차량마다 정해지는 값이며, 반드시 차량 전륜-후륜 사이의 휠베이스(L)라는 용어에 한정되는 것은 아니며, 휠베이스, 전후륜 거리, 차축거리 등 다른 용어로 표현될 수도 있다.The wheel base L between the vehicle front wheel and the rear wheel is a value determined for each vehicle as a distance between the front wheel and the rear wheel and is not necessarily limited to the term wheel base L between the vehicle front wheel and the rear wheel, Distance, axle distance, and so forth.
조향각과 전륜 회전각의 회전비율(i)는 조향휠의 회전각도, 즉 조향각과 그에 따른 전륜 회전각도 사이의 비율로서, 차량에 따라 정해지는 차량 특성 정보로서, 기어비(Gear Ratio)로 표현될 수도 있다.The rotation ratio i of the steering angle and the front wheel rotation angle is a ratio between the steering angle of the steering wheel, that is, the steering angle and the corresponding front wheel rotation angle, and may be expressed as a gear ratio have.
이러한 차량 전륜-후륜 사이의 휠베이스(L) 및 조향각/전륜 회전비율(i) 정보는 차량 제조시 또는 조향시스템 설계시 미리 저장부에 저장되어 있으며, 이러한 차량 특성 정보는 후술할 바와 같이, 특성 속도 제곱값(Characteristic Speed Square; ) 또는 특성 속도값()을 산출하는데 사용된다.
The information of the wheel base L and the steering angle / front wheel rotation ratio (i) between the front and rear wheels of the vehicle is stored in advance in the storage unit at the time of vehicle manufacture or at the time of designing the steering system. Characteristic Speed Square; ) Or characteristic speed value ( ). ≪ / RTI >
조향 상태 판단부(130)는 센서부(110)로부터 제공된 차량의 차속(ν), 조향각(δ) 및 요레이트(Yaw Rate; ) 등의 측정정보와 저장부(120)에서 독출한 차량 전륜-후륜 사이의 휠베이스(L) 및 조향각/전륜 회전비율(i)의 차량 특성정보를 이용하여 특성 속도 제곱값(Characteristic Speed Square; )을 산출하고, 그 특성 속도 제곱값(Characteristic Speed Square; )의 부호(양 또는 음)와, 특성 속도값()과 현재 차속(v)과의 대소관계 및 임계 속도값()과 현재차속(v)과의 대소관계에 따라서 차량의 비정상 조향 상태를 판단하는 기능을 한다.Steering
이하에서는 측정정보와 차량 특성정보를 기초로 특성 속도 제곱값(Characteristic Speed Square; )을 산출하는 구성과, 산출된 특성 속도 제곱값(Characteristic Speed Square; )을 이용하여 차량의 비정상 조향상태, 즉 단순 언더스티어(Understeer), 슬립있는 언더스티어(Understeer with slip), 단순 오버스티어(Oversteer), 불안정 오버스티어(Unstable Oversteer)를 판단하는 구성에 대하여 설명한다.Hereinafter, the characteristic speed square value (hereinafter referred to as " characteristic speed square value " ), And a configuration for calculating the calculated characteristic speed square value (? A simple understeer, a slip understeer, a simple oversteer, and an unstable oversteer will be described with reference to FIG. 1 .
우선, 특성 속도 제곱값(Characteristic Speed Square; )은 아래 수학식 1에 의하여 결정될 수 있다.
First, the characteristic speed square (Characteristic Speed Square; ) Can be determined by the following equation (1).
[수학식 1][Equation 1]
수학식 1에서 v(t)는 현재 차속, δ(t)는 조향각, 는 요레이트값으로서, 센서부에서 측정되는 측정정보이고, i는 조향각에 대한 전륜 회전각도 비율인 조향각/전륜 회전비율, L은 전륜-후륜 사이의 휠베이스값으로서 차량마다 정해지는 차량 특성 정보이다.In Equation (1), v (t) is the current vehicle speed, δ (t) is the steering angle, I is the steering angle / front wheel rotation ratio, which is the front wheel rotation angle ratio to the steering angle, and L is the vehicle characteristic information, which is determined for each vehicle as the wheelbase value between the front and rear wheels .
수학식 1로부터 산출되는 특성 속도 제곱값(Characteristic Speed Square; )은 특정한 조향각(δ)에서 차속(v)을 증가시킬 때 전륜 슬립 발생이 시작되는 시점의 속도의 제곱값을 의미한다.The characteristic speed square value < RTI ID = 0.0 > (I) < / RTI > Denotes a square value of the speed at which the front wheel slip is started when the vehicle speed v is increased at a specific steering angle delta.
달리 표현하면, 특성 속도 제곱값(Characteristic Speed Square; )은 특정한 조향각(δ)에서 차속(v)을 증가시킬 때 전륜 횡력이 한계점에 도달하는 시점의 속도의 제곱값을 의미한다.In other words, the Characteristic Speed Square Denotes a square value of the speed at which the front wheel lateral force reaches the limit point when the vehicle speed v is increased at a specific steering angle delta.
한편, 이러한 특성 속도 제곱값(Characteristic Speed Square; )의 물리적인 의미는 특성 속도 제곱값()이 양(+)의 값을 가지는 경우에 유효하며, 그 때의 조향상태는 언더스티어 상태를 나타낸다.On the other hand, the characteristic speed square value ) Means the characteristic velocity square value ( ) Has a positive value, and the steering state at that time is an understeer state.
또한, 수학식 1에서의 특성 속도 제곱값()이 음(-)의 값인 경우에는 오버스티어 상태임을 나타내며, 그 때의 특성속도 제곱값()의 절대값을 기초로 임계 속도값()이 결정될 수 있다.Further, the characteristic velocity square value ( ) Is negative (-), it indicates that it is an over-steering state, and the characteristic speed square value ) On the basis of the absolute value of the threshold velocity value ) Can be determined.
임계 속도값()은 차속이 증가함에 따라 차량 불안정성이 발산(Diverse)하기 시작하는 시점의 차속을 의미하며, 단순 오버스티어 상태와 불안정 오버스티어(Oversteer Unstable) 상태를 구분하는 경계속도의 의미를 가진다. The critical velocity value ( Means the vehicle speed at which the vehicle instability begins to diverge as the vehicle speed increases, and has a boundary speed that distinguishes between a simple oversteer state and an unstable oversteer state.
달리 표현하면, 오버스티어 상태에서 의미를 가지는 임계속도값()은 아래와 같은 수학식 2를 기초로 산출될 수 있다.
In other words, a critical velocity value (" ) Can be calculated based on the following Equation (2).
[수학식 2]&Quot; (2) "
즉, 차량의 차속(ν), 조향각(δ) 및 요레이트(Yaw Rate; ) 등의 측정정보와 저장부(120)에서 독출한 차량 전륜-후륜 사이의 휠베이스(L) 및 조향각/전륜 회전비율(i)의 차량 특성정보를 이용하여 산출한 의 값이 1보다 큰 경우에는 언더스티어 상태가 되며, 이 때에는 수학식 1에 의하여 산출되는 특성 속도 제곱값()만을 조향 상태 판단에 이용하며, 의 값이 1보다 작은 경우에는 오버스티어 상태가 되며 이 때에는 수학식 2에 의하여 산출되는 임계 속도 제곱값()이용하여 조향상태를 판단한다.That is, the vehicle speed v, the steering angle? And the yaw rate? ) And the vehicle characteristic information of the wheel base L and the steering angle / front wheel rotation ratio (i) between the vehicle front-rear wheel read from the
구체적으로, 조향 상태 판단부(130)는 수학식 1에 의하여 산출되는 특성 속도 제곱값()의 부호가 양(+)인 경우에는 언더스티어 상태로 판단하고, 다시 현재 차속(v)과 특성속도값()을 비교하여 현재 차속(v)이 특성속도값() 이상인 경우에는 슬립있는 언더스티어(Understeer with slip) 상태로, 현재 차속(v)이 특성속도값()보가 작은 경우에는 단순 언더스티어 또는 슬립없는 언더스티어(Understeer without slip) 상태로 판단한다.More specifically, the steering
또한, 조향 상태 판단부(130)는 수학식 1에 의하여 산출되는 특성 속도 제곱값()의 부호가 음(-)이거나, 수학식 2에 의하여 산출되는 임계 속도 제곱값()이 양(+)의 값인 경우에는 오버스티어 상태로 판단하고, 다시 현재 차속(v)과 임계속도값()을 비교하여 현재 차속(v)이 임계속도값() 이상인 경우에는 불안정한 오버스티어(Oversteer Unstable) 상태로, 현재 차속(v)이 임계속도값()보다 작은인 경우에는 단순 오버스티어 상태로 판단한다.In addition, the steering
한편, 조향 상태 판단부(130)는 현재 차속(v)이 임계차속(v0)이하인 경우에는 중립 조향상태(Neutral steer)로 판단할 수 있다.On the other hand, when the present vehicle speed v is equal to or less than the threshold vehicle speed v0, the
또한, 조향 상태 판단부(130)는 현재 차속(v)이 임계차속(v0) 이상이더라도, 아래 수학식 3에 의하여 정의되는 요레이트 게인 에러(Yaw Rate Gain Error) ε가 임계에러값(ε0) 이하인 경우에도 중립 조향상태로 판단할 수 있다.
The steered
[수학식 3]&Quot; (3) "
또한, 조향 상태 판단부(130)는 현재 차속(v)이 임계차속(v0) 이상이더라도, 수학식 1에 의하여 산출된 특성 속도 제곱값()의 절대값이 일정한 임계값 이하인 경우에도 중립 조향상태로 판단할 수도 있다.The steering
한편, 으로 정의되는 요레이트 게인(Yaw Rate Gain)을 기준으로 전술한 특성속도값() 및 임계속도값()을 정의하면, 특성속도()는 언더스티어시 최대 요레이트 게인을 가지는 차량의 속도를 의미하며, 임계속도()는 오버스티어시 요레이트 게인이 무한대가 되는 차속을 의미한다.Meanwhile, (Yaw Rate Gain) defined by the above-described characteristic velocity value ) And the critical velocity value ( ), The characteristic speed ( ) Denotes the speed of the vehicle having the maximum yaw rate gain under the understeer, and the critical speed ) Means a vehicle speed at which the yaw rate gain at the time of oversteering becomes infinite.
즉, 수학식 1로 정의되는 특성속도 제곱값()이 0인 경우에는 중립 조향상태가 되며, 0보다 큰 경우에는 언더스티어 상태가 되고, 0보다 작은 경우에는 오버스티어 상태가 된다.That is, the characteristic speed square value ( ) Is 0, the steering is in the neutral state. When the steering angle is larger than 0, the steering wheel is in the understeer state. When the steering angle is smaller than 0, the steering wheel is in the oversteer state.
이상과 같이, 본 발명에 의한 조향 제어장치는 차량의 차속(ν), 조향각(δ) 및 요레이트(Yaw Rate; ) 등의 측정정보와, 차량 전륜-후륜 사이의 휠베이스(L) 및 조향각/전륜 회전비율(i)의 차량 특성정보만을 이용하여 특성 속도 제곱값(Characteristic Speed Square; )을 산출하고, 그 특성 속도 제곱값(Characteristic Speed Square; )의 부호(양 또는 음)와, 특성 속도제곱값()으로부터 도출되는 특성속도값() 또는 임계속도값()과 현재 차속(v)의 대소관계에 따라서 차량의 조향 상태, 즉 중립조향상태, 단순 언더스티어 상태, 술립있는 언더스티어 상태, 단순 오버스티어 상태, 불안정 오버스티어 상태의 5가지 조향 상태를 용이하게 판단할 수 있는 효과가 있다.As described above, the steering control device according to the present invention is capable of controlling the vehicle speed v, the steering angle? And the yaw rate? ) And the like, and vehicle characteristic information of the wheel base L and the steering angle / front wheel rotation ratio i between the vehicle front-rear wheel and the rear wheel. ), And calculates the characteristic speed square (Characteristic Speed Square; (Positive or negative) and the characteristic velocity square value ( ) ≪ / RTI > ) Or threshold velocity value ( The steering state of the vehicle, that is, the neutral steering state, the simple understeer state, the understeer state, the simple oversteer state, and the unstable oversteer state, depending on the magnitude of the present vehicle speed v There is an effect that can be judged.
또한, 후술할 바와 같이, 현재 차량의 조향상태가 조향 시스템의 제어를 통해 보상이 필요한 상태, 구체적으로 슬립있는 언더스티어 상태 또는 불안정 오버스티어 상태인 경우에는 EPS 조향시스템이 적절히 조향 토크 피드백 보상을 하여 차량의 안정성을 유지할 필요가 있다.Also, as will be described later, when the current steering state of the vehicle is in a state requiring compensation through control of the steering system, specifically, in a slip-under-steer state or an unstable oversteer state, the EPS steering system appropriately performs steering- It is necessary to maintain the stability of the vehicle.
이를 위하여, 본 발명의 조향 제어장치는 비정상 조향상태인 경우 그를 보상하기 위한 보상토크를 생성하여 조향제어부로 출력하는 보상부(140)와, 조향휠에 인가되는 인가 조향토크와 상기 보상토크를 이용하여 조향 보조 전류를 생성하여 조향모터를 제어하는 조향 제어부(150)를 더 포함할 수 있다.To this end, the steering control apparatus of the present invention includes a
보상부(140)는 조향상태 판단부(130)에 의하여 차량의 조향상태가 확인된 이후 비정상 조향상태를 보상하기 위한 보상토크를 생성하며, 보상토크는 요레이트 게인 에러에 따라 결정될 수 있다.The compensating
즉, 보상부(140)가 출력하는 보상토크는 차속(ν), 조향각(δ) 및 요레이트(Yaw Rate; ), 차량 전륜-후륜 사이의 휠베이스(L)로부터 산출되는 요레이트 게인 에러값에 비례하도록 결정될 수 있으며, 이 때의 요레이트 게인 에러값은 전술한 수학식 3에 의하여 정의된다.
That is, the compensating torque output from the compensating
또한, 조향제어부(150)는 조향상태가 슬립있는 언더스티어인 경우에는 상기 인가 조향토크에서 보상토크만큼 감소하도록 제어하고, 조향상태가 불안정 오버스티어인 경우에는 상기 인가 조향토크에 보상토크가 더해지도록 제어할 수 있다.In the case where the steering state is an understeer state in which the steering state is slip, the steering control unit 150 controls to decrease the applied steering torque by the compensating torque, and when the steering state is the unstable oversteer, Can be controlled.
도 5는 비정상 조향상태로 판단된 경우 그를 보상하기 위한 보상토크 및 최종 조향 보조 전류를 생성하는 구성을 도시한다.5 shows a configuration for generating a compensating torque and a final steering assist current for compensating the abnormality when judged to be an abnormal steering condition.
도 5와 같이, 보상토크는 요레이트 게인 에러에 대하여 비례하는 관계를 가지며, 본 발명의 보상부(140)는 요레이트 게인 에러가 a 이하인 경우에는 보상토크를 0으로 설정하며, 이 구간을 데드존(Dead Zone)으로 나타낼 수 있다.5, the compensating torque has a proportional relationship with respect to the yaw rate gain error, and the compensating
또한, 보상부(140)는 요레이트 게인 에러가 a와 b(b>a) 사이인 경우에는 보상토크를 요레이트 게인 에러값에 비례하는 값으로 결정하며, 이 구간을 비례 영역으로 나타낼 수 있다.Further, when the yaw rate gain error is between a and b (b > a), the
물론, 비례 영역에서는 도 5에서 도시한 바와 같이 보상토크가 요레이트 게인 에러값에 선형적으로 비례할 수도 있으나 그에 한정되는 것은 아니며, 다른 비례관계(2차 비례, 로그함수 비례 등)를 가질 수도 있을 것이다.Of course, in the proportional region, as shown in FIG. 5, the compensating torque may be linearly proportional to the yaw rate gain error value, but the present invention is not limited thereto. It is also possible to have another proportional relation (second proportional function, logarithmic function proportional function, etc.) There will be.
또한, 보상부(130)는 요레이트 게인 에러가 b 이상인 경우에는 보상토크를 일정한 제1상한값으로 결정하며, 이 구간을 포화 영역(Saturation Zone)으로 나타낼 수 있다.In addition, when the yaw rate gain error is equal to or greater than b, the compensating
이와 같이, 보상부(140)는 조향상태 판단부(130)의 판단결과 슬립있는 언더 스티어 상태가 확인되면, 그 요레이트 게인 에러에 따른 보상토크를 산출한 다음, 후술할 바와 같이 측정된 조향 토크에서 보상토크만큼 감산하여 조향 전류를 생성하도록 유도함으로써, 결과적으로 어시스트 전류가 감소되어 조향감이 무거워지도록 동작한다.When the understeer state of the slip is confirmed as a result of the determination by the steering
즉, 슬립이 발생되는 경우 보조 조향력을 감소시켜 전체적으로 차량의 거동을 안정적으로 유지하도록 하는 것이다.That is, when the slip occurs, the auxiliary steering force is reduced to stably maintain the overall behavior of the vehicle.
한편, 조향제어부(150)는 보상부로부터 전달된 보상토크값과, 조향휠 회전에 따라 토크센서로부터 측정된 인가 조향 토크값을 이용하여 최종 제어 토크를 산출하고, 그를 기초로 조향모터에 인가할 조향 보조 전류를 생성한다.On the other hand, the steering control unit 150 calculates the final control torque using the compensation torque value transmitted from the compensation unit and the applied steering torque value measured from the torque sensor according to the steering wheel rotation, and applies the final control torque to the steering motor Generates a steering assist current.
이 때, 보상토크는 요레이트 게인 에러에 의하여 산출되는 보상토크에 의하여 결정될 수 있으며, 그 값은 음(-)의 값을 가지는 경우에는 조향제어부(150)로 전달되어 조향휠 회전에 의한 인가 조향토크값에 합산될 수 있다.At this time, the compensation torque can be determined by the compensation torque calculated by the yaw rate gain error. If the value is negative, the compensation torque is transmitted to the steering control unit 150, Can be added to the torque value.
또한, 보상토크가 양(+)의 값으로 산출되는 경우 조향제어부(150)는 조향휠 회전에 따른 인가 조향토크값에서 최종보상토크를 감산하여 최종 토크를 결정하고, 그에 따른 조향 보조 전류를 생성한다.Further, when the compensation torque is calculated as a positive value, the steering control unit 150 determines the final torque by subtracting the final compensation torque from the applied steering torque value according to the steering wheel rotation, and generates the steering assist current accordingly do.
도 5의 (b)는 본 발명의 조향제어부(150)가 인가 조향 토크값과 보상토크값을 이용하여 조향 보조 전류를 생성하기 위한 조향 전류맵을 도시한다.5 (b) shows the steering current map for generating the steering assist current by using the applied steering torque value and the compensating torque value by the steering control section 150 of the present invention.
도시된 바와 같이, 운전자의 조향휠 회전에 따라 인가조향토크(T1)이 발생되고, 본 발명이 적용되지 않는 경우라면 전류 곡선에서 인가조향토크(T1)에 대응되는 조향 보조 전류 I1이 생성되어 조향모터로 인가된다.As shown in the figure, the applied steering torque T1 is generated in accordance with the steering wheel rotation of the driver. If the present invention is not applied, the steering assist current I1 corresponding to the applied steering torque T1 in the current curve is generated, Lt; / RTI >
그러나, 본 발명이 적용되면 인가 조향토크(T1)에서 보상토크(T')만큼 감산된 값으로 최종 토크(T2)가 결정되며, 그 최종 토크에 대응되는 조향 보조 전류 I2가 조향모터로 인가된다.However, when the present invention is applied, the final torque T2 is determined by subtracting the compensating torque T 'from the applied steering torque T1, and the steering assist current I2 corresponding to the final torque is applied to the steering motor .
이와 같이, 본 발명이 적용되면 슬립있는 언더스티어의 경우 요레이트 게인 에러와 차속에 따라 결정되는 보상토크만큼 조향 보조 전류를 작게 인가함으로써, 조향감을 무겁게 하여 언더스티어 상태에서의 과다 조향을 방지하게 되는 것이다.As described above, when the present invention is applied, in the case of a slip understeer, by applying a steering assist current as small as a compensating torque determined according to a yaw rate gain error and a vehicle speed, the steering feeling is heavily weighted to prevent excessive steering in the understeer state will be.
또한, 도시하지는 않았지만, 본 발명의 조향 제어부는 슬립있는 언더스티어 상태에서의 제어 뿐 아니라, 불안정한 오버스티어(Unstable Oversteer) 상태인 경우 보상토크를 인가 조향 토크에 합산하도록 제어할 수도 있다.Further, although not shown, the steering control section of the present invention may control not only the control in the slip-under-steered state but also the compensation torque in the case of an unstable oversteer state to add to the applied steering torque.
불안정한 오버 스티어의 경우에는 운전자가 조향의 반대방향으로 조향하는 카운터 스티어(Counter Steer) 동작을 수행한다. 즉 조향방향 반대방향인 중립으로의 복귀 조향을 시도한다.In the case of an unstable oversteer, the driver performs a counter-steer operation in which the driver steers in the opposite direction of the steering. That is, steering in the opposite direction of the steering direction.
이 때, 신속하게 조향중립 상태로 올 수 있도록, 복귀 조향 또는 카운터 스티어 동작에서 인가되는 인가 조향토크에 보상토크를 합산하여 제어하도록 하는 것이다.At this time, the compensation steering torque is added to the applied steering torque to be controlled in the return steering or countersteering operation so as to be quickly brought to the steering neutral state.
즉, 조향제어부(150)는 불안정한 오버스티어 상태로 판단되고, 현재 운전자가 복귀조향 또는 카운터 스티어 동작을 수행하는 경우, 보상부(140)가 산출한 보상토크를 인가 조향 토크에 합산하고 그에 따른 조향 보조 전류를 생성한다.That is, when the driver is determined to be in an unstable oversteer state and the current driver performs the return steering or countersteering operation, the steering control unit 150 adds the compensating torque calculated by the compensating
이러한 불안정한 오버스티어 상태에서 보상부(140)가 생성하는 보상토크값 역시 수학식 3으로 정의되는 요레이트 게인 에러값에 비례하는 값으로 산출될 수 있다.In this unstable oversteer state, the compensating torque value generated by the compensating
도 2는 본 발명에 의한 조향 제어 장치를 이용하여 판단되는 5가지 조향 상태 영역을 나타내는 그래프이다. FIG. 2 is a graph showing five steering state regions determined using the steering control apparatus according to the present invention.
도 2에서 가로축은 차속(v)이고 세로축은 수학식 3에 포함되어 정의된 요레이트 게인을 나타내며, 정상상태의 기준이 되는 기준라인(210)의 기울기는 1/L이 된다. 여기서 L은 차량 전륜-후륜 사이의 휠베이스(L)이다.In FIG. 2, the abscissa indicates the vehicle speed (v) and the ordinate indicates the yaw rate gain defined in Equation (3), and the slope of the
도 2에서와 같이, 차속대비 요레이트 게인이 기준라인으로부터 일정한 범위내에 있는 경우(즉, 정상영역 220)에는 중립 조향상태 또는 정상상태(Neutral Steer) 상태로 판단한다.As shown in FIG. 2, when the yaw rate gain with respect to the vehicle speed is within a predetermined range from the reference line (that is, the normal region 220), it is determined as a neutral steering state or a neutral state.
한편, 중립 조향상태는 다시 차속이 일정한 임계차속 이하인 제1정상영역(222)과, 차속이 임계차속 이상인 제2정상영역(224)로 구분될 수 있으며, 제1정상영역은 본 발명에 의한 조향상태 판단부가 중립 조향상태로 판단하는 조건 중 차속이 임계차속 이하인 경우에 해당된다.Meanwhile, the neutral steering state may be divided into a first
한편, 제2정상영역(224)은 본 발명에 의한 조향상태 판단부가 중립 조향상태로 판단하는 조건 중, 차속이 임계차속 이상이지만, 수학식 3으로 정의되는 요레이트 게인 에러값이 임계에러값 이하인 경우에 해당된다.On the other hand, the second steady-
또한, 차속대비 요레이트 게인값이 정상영역(220)보다 상부에 있는 경우에는 오버스티어 상태가 되며, 이 상태에서는 수학식 1로 정의되는 특성 속도 제곱값()의 부호가 음(-)이 되고, 반대로 수학식 2로 정의되는 임계 속도 제곱값()이 양의 값이 된다.When the yaw rate gain value with respect to the vehicle speed is above the
이 때, 수학식 2로부터 정의되는 임계속도값()을 기준으로, 현재 차속(v)이 임계속도값() 이상인 영역이 불안정한 오버스티어(Oversteer Unstable) 상태 영역(244)로, 현재 차속(v)이 임계속도값()보다 작은 영역이 단순 오버스티어 영역(242)으로 정의된다.At this time, the critical velocity value ( ), The current vehicle speed v is calculated as the critical speed value ( (Oversteer Unstable)
또한, 차속대비 요레이트 게인값이 정상영역(220)보다 하부에 있는 경우에는 언더스티어 상태가 되며, 이 상태에서는 수학식 1로 정의되는 특성 속도 제곱값()의 부호가 양(+)이 되고 그로부터 산출되는 특성속도값()이 정의된다.Further, when the yaw rate gain value relative to the vehicle speed is below the
특성속도값()을 기준으로, 현재 차속(v)이 특성속도값() 이상인 영역이 슬립있는 언더스티어(Understeer with slip) 상태 영역(234)로, 현재 차속(v)이 특성속도값()보다 작은 영역이 단순 언더스티어 영역(232)으로 정의된다.Characteristic speed value ( ), The current vehicle speed v is the characteristic speed value Of the vehicle speed V is in the understeer with
이상과 같이, 본 발명에 의하면 측정된 요레이트값, 조향각, 차속 및 전후륜 사이 휠베이스, 조향각/전륜 회전비율 정보만을 이용하여 특성속도값() 또는 임계속도값()을 결정하고, 현재 차속(v)을 그와 비교함으로써 차량의 조향상태를 판단할 수 있다.As described above, according to the present invention, by using only the yaw rate, the steering angle, the vehicle speed, the wheel base between the front and rear wheels, and the steering angle / ) Or threshold velocity value ( ) And determine the steering state of the vehicle by comparing the current vehicle speed v with the current vehicle speed v.
따라서, 슬립 있는 언더스티어, 불안정한 오버스티어와 같이 차량 자세 제어가 필요한 비정상 조향상태 판단하기 위하여 별도의 센서를 사용하여야 하는 기존 기술에 비하여 용이하게 차량의 조향상태를 판단할 수 있다는 장점이 있다.Accordingly, it is possible to easily determine the steering state of the vehicle as compared with the existing technology in which a separate sensor is required to determine an abnormal steering state, such as a slip-understeer or an unstable oversteer.
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 조향 제어 방법의 전체 흐름을 도시하며, 도 4는 본 발명에 의한 조향상태 판단 단계의 세부 흐름을 도시한다.
FIG. 3 shows an overall flow of a steering control method according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 shows a detailed flow of a steering state determination step according to the present invention.
도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 조향 제어 방법은 차속센서, 조향각 센서 및 요레이트 센서를 포함하는 센서부로부터 측정정보를 수신하는 측정정보 수신 단계(S310)와, 차량 특성 정보를 저장하고 있는 저장부로부터 차량 특성정보를 독출하는 차량 특성정보 추출 단계(S320)와 센서부로부터 수신된 차량의 차속(ν), 조향각(δ) 및 요레이트(Yaw Rate;)의 측정정보와 상기 저장부로부터 독출된 차량 전륜-후륜 사이의 휠베이스(L) 및 조향각과 전륜 회전각의 회전비율(i)의 차량 특성 정보를 이용하여 차량의 현재 조향 상태를 판단하는 조향 상태 판단 단계(S330)를 포함할 수 있다.3, the steering control method according to the embodiment of the present invention includes a measurement information reception step (S310) of receiving measurement information from a sensor unit including a vehicle speed sensor, a steering angle sensor and a yaw rate sensor, A vehicle characteristic information extracting step (S320) for reading vehicle characteristics information from a storage unit storing information, a vehicle speed (?), A steering angle (?) And a yaw rate (? ) Of the vehicle and the vehicle characteristics information of the wheel base (L) between the front and rear wheels of the vehicle and the rotation ratio (i) of the steering angle and the front wheel rotation angle read from the storage unit to determine the current steering state of the vehicle And a state determination step S330.
또한, 조향상태 판단결과 비정상 조향상태로 확인된 경우, 그를 보상하기 위한 보상토크를 생성하여 조향제어부로 출력하는 보상 단계(S340)와, 조향휠에 인가되는 인가 조향토크와 상기 보상토크를 이용하여 조향 보조 전류를 생성하여 조향모터를 제어하는 조향 제어 단계(S350)를 더 포함할 수 있다.In addition, when a steady state is determined to be an unsteady steering state as a result of the steering state determination, a compensation step (S340) for generating and outputting a compensation torque for compensating the steering torque is performed. And a steering control step (S350) of generating a steering assist current to control the steering motor.
아래에서는 도 4를 참고로, 조향상태 확인단계(S330)의 세부 흐름을 더 상세하게 설명한다.The detailed flow of the steering state confirmation step (S330) will be described in more detail below with reference to FIG.
조향상태 판단부(130)는 센서부터로부터 수신된 현재 차속을 차속임계값(v0)와 비교하여 현재 차속(v)이 차속임계값 보다 작거나, 산출된 요레이트 게인 에러(ε)가 임계에러값(ε0)보다 작은 경우에는 중립 조향상태로 판단한 후 종료한다(S450).The steering
한편, 현재 차속이 차속임계값을 초과하고, 요레이트 게인 에러가 임계에러값보다 큰 경우에는 차속(ν), 조향각(δ) 및 요레이트(Yaw Rate; )의 측정정보와 상기 저장부로부터 독출된 차량 전륜-후륜 사이의 휠베이스(L) 및 조향각과 전륜 회전각의 회전비율(i)의 차량 특성 정보를 이용하여 수학식 1로부터 특성 속도 제곱값(Characteristic Speed Square; )을 산출한다. (S415)On the other hand, when the current vehicle speed exceeds the vehicle speed threshold value and the yaw rate gain error is larger than the threshold error value, the vehicle speed v, the steering angle? And the yaw rate? And the vehicle characteristic information of the wheel base L between the front and rear wheels of the vehicle and the rotation ratio (i) of the steering angle and the front wheel rotation angle read from the storage unit, Characteristic Speed Square; ). (S415)
다음으로 산출된 특성 속도 제곱값(Characteristic Speed Square; )의 절대값이 임계값보다 큰지 확인(S420)한 후, 특성 속도 제곱값(Characteristic Speed Square; )의 절대값이 임계값 이하인 경우에는 중립 조향상태로 판단한 후 종료한다(S450). 물론, 이러한 중립 조향 판단과정은 경우에 따라서 생략될 수 있다.Next, the calculated characteristic speed square value ) Is greater than a threshold value (S420), and then a characteristic speed square value is calculated. ) Is less than or equal to the threshold value, it is determined that the vehicle is in the neutral steering state and the process is terminated (S450). Of course, such a neutral steering determination process may be omitted in some cases.
산출된 특성 속도 제곱값()의 부호를 확인하여(S425), 특성 속도 제곱값()이 양의 값을 가지는 경우에는 언더스티어 상태를 가정하고, 특성 속도 제곱값()의 제곱근인 특성 속도값()으로 결정하고, 현재 차속(v)과 특성 속도값()을 비교한다.(S430)The calculated characteristic velocity square value ( (S425), and the characteristic speed square value ( ) Has a positive value, the understeer state is assumed, and the characteristic speed square value ( ) ≪ / RTI > ) And determines the current vehicle speed v and the characteristic speed value ) (S430)
비교결과 현재 차속(v)이 특성 속도값()보다 큰 경우에는 슬립있는 언더스티어 상태로 판단(S434)하고, 현재 차속(v)이 특성 속도값()보다 작은 경우에는 단순 언더스티어 상태로 판단한다.(S432)As a result of comparison, if the current vehicle speed v is less than the characteristic speed value (S434), the current vehicle speed v is determined as the characteristic speed value (" ), It is determined to be a simple under-steering state (S432)
한편, S425 단계에서, 특성 속도 제곱값()이 음의 값을 가지는 경우에는 오버스티어 상태를 가정하고, 특성 속도 제곱값()의 절대값의 제곱근을 임계속도값()으로 결정하고, 현재 차속(v)과 임계속도값()을 비교한다.(S440)On the other hand, in step S425, the characteristic speed square value ( ) Has a negative value, the oversteer state is assumed, and the characteristic speed square value ( ) Is the critical velocity value ( ), And determines the current vehicle speed v and the critical speed value ( ) (S440)
비교결과 현재 차속(v)이 임계속도값()보다 큰 경우에는 불안정한 오버스티어 상태로 판단하고(S444), 현재 차속(v)이 임계속도값()보다 작은 경우에는 단순 오버스티어 상태로 판단한다.(S442)As a result of comparison, if the current vehicle speed v is less than the threshold speed value (S444). If the current vehicle speed v is less than the threshold speed value < RTI ID = 0.0 > ), It is determined to be a simple oversteer state (S442)
한편, 현재 조향상태가 조향제어가 필요한 비정상 조향상태, 즉 슬립있는 언더스티어 상태 또는 불안정한 오버스티어 상태로 판단되는 경우에는, 수학식 3에 의하여 정의되는 요레이트 게인 에러에 비례하는 보상토크를 산출한 후 그를 조향제어부로 인가한다.On the other hand, when it is determined that the current steering state is an abnormal steering state requiring steering control, that is, a sleeping understeer state or an unstable oversteer state, a compensation torque proportional to a yaw rate gain error defined by Equation 3 is calculated And then applies it to the steering control unit.
조향제어부에서는 운전자에 의하여 조향휠에 인가된 인가 조향토크에 보상토크를 가감산하여 최종 토크를 결정한 후 그에 따른 조향 보조 전류를 생성하여 조향 모터를 제어한다.The steering control unit controls the steering motor by adding or subtracting the compensating torque to the applied steering torque applied to the steering wheel by the driver to determine the final torque and generating the steering assist current accordingly.
더 구체적으로는, 조향제어 단계에서는, 조향상태가 슬립있는 언더스티어인 경우에는 상기 인가 조향토크에서 보상토크만큼 감소하도록 제어하고, 조향상태가 불안정 오버스티어인 경우에는 상기 인가 조향토크에 보상토크가 더해지도록 제어하는 것이다.More specifically, in the steering control step, when the steering state is an understeer in which the steering is slip, it is controlled to decrease by the compensating torque at the applied steering torque, and when the steering state is the unstable oversteer, .
이상과 같이, 본 발명에 의하면, 차량의 차속(ν), 조향각(δ) 및 요레이트(Yaw Rate; ) 등의 측정정보와, 차량 전륜-후륜 사이의 휠베이스(L) 및 조향각/전륜 회전비율(i)의 차량 특성정보만을 이용하여 차량의 조향 상태, 즉 중립조향상태, 단순 언더스티어 상태, 술립있는 언더스티어 상태, 단순 오버스티어 상태, 불안정 오버스티어 상태의 5가지 조향 상태를 용이하게 판단할 수 있는 효과가 있다.As described above, according to the present invention, the vehicle speed v, the steering angle? And the yaw rate? The steering angle of the vehicle, the neutral steering state, the simple understeer state, the braking state, and the like, using only the vehicle characteristic information of the wheel base L and the steering angle / front wheel rotation ratio i between the vehicle front- There is an effect that it is possible to easily determine five steering states, i.e., an understeer state, a simple oversteer state, and an unstable oversteer state.
더 구체적으로는, 전술한 측정정보와 차량 특성정보만을 이용하여 특성 속도 제곱값(Characteristic Speed Square; )을 산출하고, 그 특성 속도 제곱값(Characteristic Speed Square; )의 부호(양 또는 음)와, 특성 속도제곱값()으로부터 도출되는 특성속도값() 또는 임계속도값()과 현재 차속(v)의 대소관계에 따라서 차량의 조향 상태를 용이하게 판단할 수 있는 효과가 있다.More specifically, by using only the measurement information and the vehicle characteristic information described above, the characteristic speed square value ), And calculates the characteristic speed square (Characteristic Speed Square; (Positive or negative) and the characteristic velocity square value ( ) ≪ / RTI > ) Or threshold velocity value ( And the current vehicle speed v, it is possible to easily determine the steering state of the vehicle.
또한, 비정상 조향상태로 판단된 경우, 보상토크를 생성하여 그를 기초로 조향제어를 수행함으로써, 슬립있는 언더스티어 상태 또는 불안정 오버스티어 상태인 경우 EPS 조향시스템이 적절히 조향 토크 피드백 보상을 하도록 하여 차량의 안정성을 유지할 수 있는 효과가 있다. Further, when it is determined that the vehicle is in an abnormal steering state, a compensating torque is generated and steering control is performed on the basis of the compensation torque, thereby enabling the EPS steering system to appropriately perform the steering torque feedback compensation in the slip-under- The stability can be maintained.
이상에서, 본 발명의 실시 예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합되거나 결합되어 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시 예에 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.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be the most practical and preferred embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments. That is, within the scope of the present invention, all of the components may be selectively coupled to one or more of them. The foregoing description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and various changes and modifications may be made by those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the present invention. The scope of protection of the present invention should be construed according to the following claims, and all technical ideas within the scope of equivalents should be construed as falling within the scope of the present invention.
Claims (20)
차량 특성 정보를 저장하고 있는 저장부;
상기 센서부로부터 수신된 차량의 차속, 조향각 및 요레이트(Yaw Rate)의 측정정보와 상기 저장부로부터 독출된 차량 전륜-후륜 사이의 휠베이스 및 조향각과 전륜 회전각의 회전비율의 차량 특성 정보를 이용하여 차량의 현재 조향 상태를 판단하는 조향 상태 판단부;
비정상 조향상태인 경우 그를 보상하기 위한 보상토크를 생성하여 조향제어부로 출력하는 보상부;
조향휠에 인가되는 인가 조향토크와 상기 보상토크를 이용하여 조향 보조 전류를 생성하여 조향모터를 제어하는 조향 제어부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 조향 제어 장치.A sensor unit including a vehicle speed sensor, a steering angle sensor and a yaw rate sensor;
A storage unit for storing vehicle characteristic information;
A steering angle and a yaw rate of the vehicle received from the sensor unit, and vehicle characteristics information of a wheelbase between the front and rear wheels of the vehicle and a rotation ratio of the front wheel rotational angle read from the storage unit A steering state determining unit for determining a current steering state of the vehicle by using the steering state determining unit;
A compensation unit for generating a compensation torque to compensate for the abnormal steering state and outputting the compensation torque to the steering control unit;
A steering control unit for generating a steering assist current by using the applied steering torque applied to the steering wheel and the compensating torque to control the steering motor;
And a steering angle of the steering wheel.
상기 조향상태 판단부는 상기 차속, 조향각 및 요레이트(Yaw Rate)의 측정정보와 차량 전륜-후륜 사이의 휠베이스 및 조향각/전륜 회전비율의 차량 특성정보를 이용하여 특성 속도 제곱값(Characteristic Speed Square)을 산출하고, 특성 속도 제곱값(Characteristic Speed Square)의 부호(양 또는 음)와, 상기 특성속도 제곱값으로부터 도출되는 특성 속도값 또는 임계속도값과 현재 차속과의 대소관계에 따라 비정상 조향상태 중 하나를 결정하는 것을 특징으로 하는 조향 제어 장치.The method according to claim 1,
The steering state determination unit determines the steering angle and the yaw rate based on the measured information of the vehicle speed, the steering angle and the yaw rate, and the characteristic information of the wheelbase and the steering angle / (Positive or negative) of the characteristic speed square and the characteristic speed value or critical speed value derived from the characteristic speed square value and the current vehicle speed, And determines one of the steering angles.
상기 조향상태 판단부는 특성 속도 제곱값(Characteristic Speed Square)이 양의 값인 경우, 특성속도제곱값의 제곱근을 특성 속도값으로 결정하고, 현재 차속이 특성 속도값보다 큰 경우에는 슬립있는 언더스티어 상태로, 현재 차속이 특성 속도값보다 작은 경우에는 단순 언더스티어 상태로 판단하는 것을 특징으로 하는 조향 제어 장치.3. The method of claim 2,
The steering state determination unit determines the square root of the characteristic speed square value as the characteristic speed value when the characteristic speed square is a positive value, and determines the slip-state understeer state when the current vehicle speed is greater than the characteristic speed value And when the current vehicle speed is smaller than the characteristic speed value, it is determined to be a simple understeer state.
상기 조향상태 판단부는 특성 속도 제곱값(Characteristic Speed Square)이 음의 값인 경우, 특성속도제곱값의 절대값의 제곱근을 임계속도값으로 결정하고, 현재 차속이 임계속도값보다 큰 경우에는 불안정한 오버스티어 상태로, 현재 차속이 임계속도값보다 작은 경우에는 단순 오버스티어 상태로 판단하는 것을 특징으로 하는 조향 제어 장치.3. The method of claim 2,
Wherein the steering state determiner determines a square root of an absolute value of a characteristic speed square value as a critical speed value when the characteristic speed square is a negative value and when the current vehicle speed is greater than a critical speed value, Steering state when the current vehicle speed is smaller than the threshold speed value.
상기 조향상태 판단부는 현재 차속이 임계차속이하인 경우 중립 조향 상태로 판단하는 것을 특징으로 하는 조향 제어 장치.The method according to claim 1,
Wherein the steering state determination unit determines that the vehicle is in the neutral steering state when the current vehicle speed is equal to or less than the critical vehicle speed.
상기 조향상태 판단부는 차속, 조향각 및 요레이트(Yaw Rate), 차량 전륜-후륜 사이의 휠베이스로부터 산출되는 요레이트 게인 에러가 임계 에러값 이하인 경우 중립 조향 상태로 판단하는 것을 특징으로 하는 조향 제어 장치.The method according to claim 1,
Wherein the steering state determining unit determines that the vehicle is in the neutral steering state when the vehicle speed, the steering angle, the yaw rate, and the yaw rate gain error calculated from the wheel base between the front and rear wheels of the vehicle are equal to or less than the threshold error value. .
상기 보상부로부터 출력되는 보상토크는 차속, 조향각 및 요레이트(Yaw Rate), 차량 전륜-후륜 사이의 휠베이스로부터 산출되는 요레이트 게인 에러값에 비례하도록 결정되는 것을 특징으로 하는 조향 제어 장치.The method according to claim 1,
Wherein the compensation torque output from the compensation unit is determined to be proportional to a vehicle speed, a steering angle and a yaw rate, and a yaw rate gain error value calculated from a wheel base between the front and rear wheels of the vehicle.
상기 조향제어부는, 조향상태가 슬립있는 언더스티어인 경우에는 상기 인가 조향토크에서 보상토크만큼 감소하도록 제어하고, 조향상태가 불안정 오버스티어인 경우에는 상기 인가 조향토크에 보상토크가 더해지도록 제어하는 것을 특징으로 하는 조향 제어 장치.8. The method of claim 7,
The steering control unit may be controlled so as to decrease by the compensating torque at the applied steering torque when the steering state is an understeer with slip and to control so that the compensating torque is added to the applied steering torque when the steering state is an unstable oversteer The steering control device comprising:
차량 특성 정보를 저장하고 있는 저장부;
상기 센서부로부터 수신된 차량의 차속, 조향각 및 요레이트(Yaw Rate)의 측정정보와 상기 저장부로부터 독출된 차량 전륜-후륜 사이의 휠베이스 및 조향각과 전륜 회전각의 회전비율의 차량 특성 정보를 이용하여 차량의 현재 조향 상태를 판단하는 조향 상태 판단부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 조향 상태 판단 장치.A sensor unit including a vehicle speed sensor, a steering angle sensor and a yaw rate sensor;
A storage unit for storing vehicle characteristic information;
A steering angle and a yaw rate of the vehicle received from the sensor unit, and vehicle characteristics information of a wheelbase between the front and rear wheels of the vehicle and a rotation ratio of the front wheel rotational angle read from the storage unit A steering state determining unit for determining a current steering state of the vehicle by using the steering state determining unit;
And a steering angle sensor for detecting steering angle of the steering wheel.
상기 조향상태 판단부는 상기 차속, 조향각 및 요레이트(Yaw Rate)의 측정정보와 차량 전륜-후륜 사이의 휠베이스 및 조향각/전륜 회전비율의 차량 특성정보를 이용하여 특성 속도 제곱값(Characteristic Speed Square)을 산출하고, 특성 속도 제곱값(Characteristic Speed Square)의 부호(양 또는 음)와, 상기 특성속도 제곱값으로부터 도출되는 특성 속도값 또는 임계속도값과 현재 차속과의 대소관계에 따라 비정상 조향상태 중 하나를 결정하는 것을 특징으로 하는 조향 상태 판단 장치.10. The method of claim 9,
The steering state determination unit determines the steering angle and the yaw rate based on the measured information of the vehicle speed, the steering angle and the yaw rate, and the characteristic information of the wheelbase and the steering angle / (Positive or negative) of the characteristic speed square and the characteristic speed value or critical speed value derived from the characteristic speed square value and the current vehicle speed, And determines one of the steering angle and the steering angle.
상기 조향상태 판단부는 특성 속도 제곱값(Characteristic Speed Square)이 양의 값인 경우, 특성속도제곱값의 제곱근을 특성 속도값으로 결정하고, 현재 차속이 특성 속도값보다 큰 경우에는 슬립있는 언더스티어 상태로, 현재 차속이 특성 속도값보다 작은 경우에는 단순 언더스티어 상태로 판단하는 것을 특징으로 하는 조향 상태 판단 장치.11. The method of claim 10,
The steering state determination unit determines the square root of the characteristic speed square value as the characteristic speed value when the characteristic speed square is a positive value, and determines the slip-state understeer state when the current vehicle speed is greater than the characteristic speed value , And if the current vehicle speed is smaller than the characteristic speed value, it is determined to be a simple understeer state.
상기 조향상태 판단부는 특성 속도 제곱값(Characteristic Speed Square)이 음의 값인 경우, 특성속도제곱값의 절대값의 제곱근을 임계속도값으로 결정하고, 현재 차속이 임계속도값보다 큰 경우에는 불안정한 오버스티어 상태로, 현재 차속이 임계속도값보다 작은 경우에는 단순 오버스티어 상태로 판단하는 것을 특징으로 하는 조향 상태 판단 장치.11. The method of claim 10,
Wherein the steering state determiner determines a square root of an absolute value of a characteristic speed square value as a critical speed value when the characteristic speed square is a negative value and when the current vehicle speed is greater than a critical speed value, State, and when the current vehicle speed is smaller than the threshold speed value, it is determined to be a simple oversteer state.
상기 조향상태 판단부는 현재 차속이 임계차속이하인 조건과, 차속, 조향각 및 요레이트(Yaw Rate), 차량 전륜-후륜 사이의 휠베이스로부터 산출되는 요레이트 게인 에러가 임계 에러값 이하인 조건중 하나 이상에 해당되는 경우 중립 조향 상태로 판단하는 것을 특징으로 하는 조향 상태 판단 장치.10. The method of claim 9,
The steered state determining unit may determine whether the current vehicle speed is equal to or less than the threshold vehicle speed, the vehicle speed, the steering angle and the yaw rate, and the condition that the yaw rate gain error calculated from the wheel base between the vehicle front- And if so, a neutral steering state.
차량 특성 정보를 저장하고 있는 저장부로부터 차량 특성정보를 독출하는 차량 특성정보 추출 단계;
상기 센서부로부터 수신된 차량의 차속, 조향각 및 요레이트(Yaw Rate)의 측정정보와 상기 저장부로부터 독출된 차량 전륜-후륜 사이의 휠베이스 및 조향각과 전륜 회전각의 회전비율의 차량 특성 정보를 이용하여 차량의 현재 조향 상태를 판단하는 조향 상태 판단 단계;
비정상 조향상태인 경우 그를 보상하기 위한 보상토크를 생성하여 조향제어부로 출력하는 보상 단계;
조향휠에 인가되는 인가 조향토크와 상기 보상토크를 이용하여 조향 보조 전류를 생성하여 조향모터를 제어하는 조향 제어 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 조향 제어 방법.A measurement information receiving step of receiving measurement information from a sensor unit including a vehicle speed sensor, a steering angle sensor and a yaw rate sensor;
A vehicle characteristic information extracting step of reading vehicle characteristic information from a storage unit storing vehicle characteristic information;
A steering angle and a yaw rate of the vehicle received from the sensor unit, and vehicle characteristics information of a wheelbase between the front and rear wheels of the vehicle and a rotation ratio of the front wheel rotational angle read from the storage unit A steering state determining step of determining a current steering state of the vehicle by using the steering state determining step;
A compensating step of generating a compensating torque for compensating for an abnormal steering state and outputting the compensation torque to the steering control part;
A steering control step of generating a steering assist current by using the applied steering torque applied to the steering wheel and the compensating torque to control the steering motor;
And a steering angle of the steering wheel.
상기 조향상태 판단단계에서는, 상기 차속, 조향각 및 요레이트(Yaw Rate)의 측정정보와 차량 전륜-후륜 사이의 휠베이스 및 조향각/전륜 회전비율의 차량 특성정보를 이용하여 특성 속도 제곱값(Characteristic Speed Square)을 산출하고, 특성 속도 제곱값(Characteristic Speed Square)의 부호(양 또는 음)와, 상기 특성속도 제곱값으로부터 도출되는 특성 속도값 또는 임계속도값과 현재 차속과의 대소관계에 따라 비정상 조향상태 중 하나를 결정하는 것을 특징으로 하는 조향 제어 방법.15. The method of claim 14,
In the steering state determination step, the vehicle speed, the steering angle, and the yaw rate are measured and the vehicle characteristic information of the wheel base and the steering angle / (Positive or negative) of a characteristic speed square and a characteristic speed value or critical speed value derived from the characteristic speed square value and an actual steering speed according to a magnitude relation between the present vehicle speed and an abnormal steering State of the steering wheel is determined.
상기 조향상태 판단단계에서는 특성 속도 제곱값(Characteristic Speed Square)이 양의 값인 경우, 특성속도제곱값의 제곱근을 특성 속도값으로 결정하고, 현재 차속이 특성 속도값보다 큰 경우에는 슬립있는 언더스티어 상태로, 현재 차속이 특성 속도값보다 작은 경우에는 단순 언더스티어 상태로 판단하는 것을 특징으로 하는 조향 제어 방법.16. The method of claim 15,
In the steering state determination step, when the characteristic speed square is a positive value, the square root of the characteristic speed square value is determined as the characteristic speed value. When the current vehicle speed is greater than the characteristic speed value, the sleeping understeer state , And when the present vehicle speed is smaller than the characteristic speed value, it is determined to be a simple under-steering state.
상기 조향상태 판단단계에서는 특성 속도 제곱값(Characteristic Speed Square)이 음의 값인 경우, 특성속도제곱값의 절대값의 제곱근을 임계속도값으로 결정하고, 현재 차속이 임계속도값보다 큰 경우에는 불안정한 오버스티어 상태로, 현재 차속이 임계속도값보다 작은 경우에는 단순 오버스티어 상태로 판단하는 것을 특징으로 하는 조향 제어 방법.16. The method of claim 15,
In the steering state determination step, when the characteristic speed square is a negative value, the square root of the absolute value of the characteristic speed square value is determined as a critical speed value. When the current vehicle speed is greater than the critical speed value, Steer state, and when the present vehicle speed is smaller than the critical speed value, it is determined to be a simple oversteer state.
상기 조향상태 판단단계에서는 현재 차속이 임계차속이하인 조건과, 차속, 조향각 및 요레이트(Yaw Rate), 차량 전륜-후륜 사이의 휠베이스로부터 산출되는 요레이트 게인 에러가 임계 에러값 이하인 조건중 하나 이상에 해당되는 경우 중립 조향 상태로 판단하는 것을 특징으로 하는 조향 제어 방법.15. The method of claim 14,
In the steering state determination step, at least one of a condition that the present vehicle speed is equal to or less than a critical vehicle speed, a vehicle speed, a steering angle and a yaw rate, and a condition that a yaw rate gain error calculated from a wheel base between the vehicle front- The steering control system determines that the vehicle is in the neutral steering state.
상기 보상단계에서는 보상토크가 차속, 조향각 및 요레이트(Yaw Rate), 차량 전륜-후륜 사이의 휠베이스로부터 산출되는 요레이트 게인 에러값에 비례하도록 결정하는 것을 특징으로 하는 조향 제어 방법.15. The method of claim 14,
Wherein the compensating step determines that the compensating torque is proportional to the vehicle speed, the steering angle and the yaw rate, and the yaw rate gain error value calculated from the wheel base between the front and rear wheels of the vehicle.
상기 조향제어 단계에서는, 조향상태가 슬립있는 언더스티어인 경우에는 상기 인가 조향토크에서 보상토크만큼 감소하도록 제어하고, 조향상태가 불안정 오버스티어인 경우에는 상기 인가 조향토크에 보상토크가 더해지도록 제어하는 것을 특징으로 하는 조향 제어 방법.15. The method of claim 14,
In the steering control step, when the steered state is an understeer with slip, the control is performed so that the applied steering torque is reduced by a compensating torque, and when the steered state is an unstable oversteer, the compensating torque is added to the applied steering torque Wherein the steering control method comprises the steps of:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020160068693A KR20170136765A (en) | 2016-06-02 | 2016-06-02 | Steering control apparatus and steering control method, and steering-state determination apparatus therefor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020160068693A KR20170136765A (en) | 2016-06-02 | 2016-06-02 | Steering control apparatus and steering control method, and steering-state determination apparatus therefor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20170136765A true KR20170136765A (en) | 2017-12-12 |
Family
ID=60943909
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020160068693A KR20170136765A (en) | 2016-06-02 | 2016-06-02 | Steering control apparatus and steering control method, and steering-state determination apparatus therefor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR20170136765A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2020130479A1 (en) * | 2018-12-19 | 2020-06-25 | 주식회사 만도 | Steering control apparatus, steering control method, and steering apparatus |
US20220097756A1 (en) * | 2020-09-25 | 2022-03-31 | Honda Motor Co., Ltd. | Electric power steering device |
EP4098517A1 (en) | 2021-06-01 | 2022-12-07 | Hyundai Mobis Co., Ltd. | Electric steering control apparatus and control method thereof |
-
2016
- 2016-06-02 KR KR1020160068693A patent/KR20170136765A/en unknown
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2020130479A1 (en) * | 2018-12-19 | 2020-06-25 | 주식회사 만도 | Steering control apparatus, steering control method, and steering apparatus |
US11724735B2 (en) | 2018-12-19 | 2023-08-15 | Hl Mando Corporation | Steering control apparatus, steering control method, and steering apparatus |
US20220097756A1 (en) * | 2020-09-25 | 2022-03-31 | Honda Motor Co., Ltd. | Electric power steering device |
US11834109B2 (en) * | 2020-09-25 | 2023-12-05 | Honda Motor Co., Ltd. | Electric power steering device |
EP4098517A1 (en) | 2021-06-01 | 2022-12-07 | Hyundai Mobis Co., Ltd. | Electric steering control apparatus and control method thereof |
US11851116B2 (en) | 2021-06-01 | 2023-12-26 | Hyundai Mobis Co., Ltd. | Electric steering control apparatus and control method thereof |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4926715B2 (en) | Method and apparatus for assisting a vehicle operator in stabilizing a vehicle | |
US8670905B2 (en) | Vehicle stability control method and system | |
US8788147B2 (en) | Method for determining a toothed rack force for a steering device in a vehicle | |
JP4636255B2 (en) | Wheel lateral force estimation device and steering reaction force control device | |
JPS61211165A (en) | Car move state inference device | |
JP6328841B1 (en) | Control device and steering device | |
KR102494676B1 (en) | Steering control apparatus | |
US20120179333A1 (en) | Method for Influencing the Steering Torque in a Vehicle Steering System | |
JP2005343315A (en) | Vehicular steering device | |
KR20170136765A (en) | Steering control apparatus and steering control method, and steering-state determination apparatus therefor | |
JP4319164B2 (en) | Vehicle behavior state estimation device | |
JP4956035B2 (en) | Vehicle control device | |
WO2002074607A1 (en) | Oversteer steering assistance controller | |
JP2010083395A (en) | Road surface friction coefficient estimation device | |
JP4499145B2 (en) | Vehicle steering control device | |
CN111572548B (en) | Road friction coefficient estimation using steering system signals | |
KR102263187B1 (en) | Rear wheel steering apparatus of vehicle and control method thereof | |
JP4144759B2 (en) | Vehicle steering control device | |
KR20170114660A (en) | Understeer/oversteer compensating control method of vehicle | |
JP5326562B2 (en) | Turning behavior detection device, turning behavior detection method, and yaw rate estimation method | |
KR20190016643A (en) | Steering control apparatus for steer-by-wire system and method thereof | |
US20100138111A1 (en) | Acceleration computing apparatus and electric power steering apparatus | |
JP2008247248A (en) | Vehicular steering device | |
JP2009214752A (en) | Vehicle travel state estimating device | |
JP2009192251A (en) | Device and method for determining abnormality |