KR20190057886A - 차량용 후륜 조향 제어방법 및 그 제어시스템 - Google Patents

차량용 후륜 조향 제어방법 및 그 제어시스템 Download PDF

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오준욱
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Abstract

본 발명은 운전자의 요구에 따른 주행모드 변경시, 차량의 주행 안정성을 확보하는 기술에 관한 것으로, 본 발명에서는, 현재 주행모드와 운전자의 요구에 의한 선택주행모드가 상이한 경우, 현재 조향각이 온센터 부근에 있는 경우에 운전자에 의해 선택된 선택주행모드로 주행모드를 변경함으로써, 주행모드 천이에 따른 이질감을 운전자가 느끼지 않도록 하면서, 차량의 주행 안정성을 확보하여 주행 가능하도록 한 차량용 후륜 조향 제어방법 및 그 제어시스템이 소개된다.

Description

차량용 후륜 조향 제어방법 및 그 제어시스템{SYSTEM AND METHOD FOR CONTROLLING REAR WHEEL STEERING OF VEHICLE}
본 발명은 운전자의 요구에 따른 주행모드 변경시, 차량의 주행 안정성을 확보하는 차량용 후륜 조향 제어방법 및 그 시스템에 관한 것이다.
차량이 고속으로 주행하는 경우에는 조향각이 작아도 되지만, 주차시 또는 급커브를 저속으로 선회하는 경우에는 조향각이 상대적으로 커야 한다.
다만, 전륜과 함께 후륜을 조향시키는 4륜 조향(4-wheel steering : 4WS)방식의 경우, 2륜 조향(2-wheel steering : 2WS)방식에 비해 회전반경을 작게 할 수 있음은 물론, 선회 안정성을 크게 향상시킬 수 있게 된다.
예컨대, 4륜 조향 방식의 경우, 저속에서는 후륜 조향각을 전륜 조향각에 대해 반대방향인 역위상으로 제어함으로써 회전반경을 축소시키게 되고, 또한 고속에서는 후륜 조향각을 전륜 조향각과 같은 방향인 동위상으로 제어함으로써 주행 안정성을 향상시키게 된다.
즉, 후륜 조향각 제어를 위해 유압장치나 모터 및 감속기를 장착함으로써, 차량의 주행 상황에 따라 차량의 후륜을 적절히 조향하게 되고, 이에 차량의 주행성능을 향상시키게 되는 것이다.
한편, 차량의 주행모드에 따라 주행성능 향상을 위해 후륜 조향각의 동역상 제어량이 달라질 수 있다.
예컨대, 스포츠모드에서는 노멀모드 대비하여 저속에서 역위상 제어량을 증대시키고, 고속에서는 동위상 제어량을 축소시키는 것은 물론, 동역상 변환이 상대적으로 고차속에서 이루어지도록 변환시켜 보다 스포티한 차량의 거동을 구현할 수 있도록 한다.
그런데, 차량의 주행 중, 운전자의 오조작이나 과도한 핸들링 과정에서 주행모드를 변경하게 되면, 선택된 주행모드에 맞추어 후륜 조향각이 급격하게 변화하게 되면서 운전자에게 심한 이질감을 줄 수 있고, 이는 주행 안정성에도 큰 영향을 주어 차량의 거동이 불안정해지는 문제가 있다.
상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.
KR 10-2008-0019786 A
본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 주행모드의 변경시, 차량의 주행 안정성을 확보하는 차량용 후륜 조향 제어방법 및 그 시스템을 제공하는 데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은, 제어부가 운전자 선택에 의한 주행모드의 변경 판단시, 현재 주행모드와 선택주행모드 간의 일치 여부를 판단하는 주행모드 비교단계; 제어부가 현재 주행모드와 선택주행모드가 상이한 경우, 조향절대값이 일정값 이하시 현재 주행모드를 선택주행모드로 변경하는 주행모드 변경단계; 및 제어부가 상기 선택주행모드에서의 차속 및 전륜 조향각의 관계로 결정되는 전후륜 조향각비를 바탕으로 후륜 조향각을 제어하는 후륜제어단계;를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 주행모드 변경단계에서는, 상기 현재 주행모드와 선택주행모드가 상이한 경우, 선택주행모드의 변경 유지시간이 일정시간 이상인지 판단하는 유지시간 판단단계;를 더 포함할 수 있다.
상기 주행모드 변경단계에서는, 조향절대값으로 전륜 조향각 또는 후륜 조향각을 판단할 수 있다.
현재 주행모드 정보와 조향각정보가 입력되고, 운전자 선택에 의한 주행모드의 변경 판단시, 현재 주행모드와 선택주행모드가 상이하고, 조향각 절대값이 일정값 이하시 현재 주행모드를 선택주행모드로 변경하는 주행모드 변경부; 차속이 입력되고, 상기 주행모드 변경부에서 변경된 선택주행모드에서 차속에 대한 전후륜 조향각비를 연산하는 조향각비 연산부; 상기 조향각비 연산부에서 연산된 전후륜 조향각비를 바탕으로 전륜 조향각에 대한 후륜 조향각을 연산하는 후륜 조향각 연산부; 및 상기 후륜 조향각 연산부에서 연산된 후륜 조향각에 따라 후륜을 조향하도록 작동하는 후륜조향액추에이터;를 포함할 수 있다.
상기한 과제 해결수단을 통해 본 발명은, 현재 주행모드와 운전자의 요구에 의한 선택주행모드가 상이한 경우, 현재 조향각이 온센터 부근에 있는 경우에 운전자에 의해 선택된 선택주행모드로 주행모드를 변경함으로써, 주행모드 천이에 따른 이질감을 운전자가 느끼지 않도록 하면서, 차량의 주행 안정성을 확보하여 주행 가능한 효과가 있다.
더욱이, 차량의 주행모드에 따라 후륜 조향 제어량 및 동역상 변환 차속을 달리하여 차량의 주행을 가능하도록 함으로써, 보다 차별화된 차량의 주행 성능을 확보할 수 있는 효과도 있다.
도 1은 본 발명에 따른 후륜 조향 제어방법을 순차적으로 도시한 플로우 차트.
도 2는 본 발명에 따른 후륜 조향 제어시스템을 예시하여 나타낸 도면.
본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 차량용 후륜 조향 제어시스템은, 크게 주행모드 변경부(1)와, 전후륜 조향각비 연산부(3)와, 후륜 조향각 연산부(5) 및 후륜조향액추에이터(7)를 포함하여 구성이 될 수 있다.
도 1을 참조하여 구체적으로 설명하면, 먼저 주행모드 변경부(1)는, 현재 주행모드 정보와 조향각정보가 입력되고, 운전자 선택에 의한 주행모드의 변경 판단시, 현재 주행모드와 선택주행모드가 상이하고, 조향각 절대값이 일정각 이하시 현재 주행모드를 선택주행모드로 변경할 수 있다.
예컨대, 주행모드는, 노멀모드, 스포츠모드, 컴포트모드 등으로 구분될 수 있는 것으로, 현재 주행모드가 노멀모드인데 운전자가 스포츠모드로 변경하는 경우, 스티어링휠이 온센터 부근에 있게 되면, 스포츠모드로 변경하도록 제어한다.
이때에, 주행모드의 변경은 버튼식의 주행모드 전환기구를 조작하거나, 클러스터에 표시된 주행모드 전환탭을 조작하여 주행모드를 변경할 수 있다.
그리고, 변경된 주행모드를 클러스터에 표시하여 운전자에게 주행모드가 변경되었음을 알릴 수 있다.
조향각비 연산부(3)는, 차속이 입력되고, 상기 주행모드 변경부(1)에서 변경된 선택주행모드에서 차속에 대한 전후륜 조향각비를 연산할 수 있다.
예컨대, 변경된 주행모드가 스포츠모드인 경우, 현재 차속에 대한 스포츠모드에서의 전후륜 조향각비를 연산할 수 있다. 물론, 각 주행모드 별로 차속과 전륜 조향각에 따라 설정된 전후륜 조향각비가 미리 맵핑되어 맵핑된 값에 따라 전후륜 조향각비가 결정될 수도 있다.
후륜 조향각 연산부(5)는, 상기 조향각비 연산부(3)에서 연산된 전후륜 조향각비를 바탕으로 전륜 조향각에 대한 후륜 조향각을 연산할 수 있다.
아울러, 후륜조향액추에이터(7)는 상기 후륜 조향각 연산부(5)에서 연산된 후륜 조향각에 따라 후륜을 조향하도록 작동할 수 있다.
한편, 상술한 바와 같은 제어시스템과 함께 도 2를 참조하여, 본 발명에 따른 후륜 조향 제어방법에 대해 설명하면, 크게 주행모드 비교단계와, 주행모드 변경단계 및 후륜제어단계를 포함하여 구성이 될 수 있다.
각 단계 별로 살펴보면, 먼저 주행모드 비교단계에서는, 제어부(C)가 운전자 선택에 의한 주행모드의 변경 판단시, 현재 주행모드와 선택주행모드 간의 일치 여부를 판단할 수 있다.
주행모드 변경단계에서는, 제어부(C)가 상기 현재 주행모드와 선택주행모드가 상이한 경우, 조향절대값이 일정값 이하시 현재 주행모드를 선택주행모드로 변경할 수 있다.
후륜제어단계에서는, 제어부(C)가 상기 선택주행모드에서의 차속 및 전륜 조향각에 관계로 결정되는 전후륜 조향각비를 바탕으로 후륜 조향각을 제어할 수 있다.
즉, 상기한 구성에 따르면, 현재 주행모드와 운전자의 요구에 의한 선택주행모드가 상이한 경우, 현재 조향각이 특정값 이내인 경우에 운전자에 의해 선택된 선택주행모드로 주행모드를 변경하게 되고, 이로 인해 주행모드 천이에 따른 이질감을 운전자가 느끼지 않도록 하면서, 차량의 주행 안정성을 확보하여 주행이 이루어질 수 있게 된다.
아울러, 본 발명의 상기 주행모드 변경단계에서는, 상기 현재 주행모드와 선택주행모드가 상이한 경우, 선택주행모드의 변경 유지시간이 일정시간 이상인지 판단하는 유지시간 판단단계를 더 포함할 수 있다.
즉, 운전자의 요구에 의해 결정된 선택주행모드가 이전의 주행모드와 다른 경우, 선택주행모드로 변경한 이 후의 시간이 특정 시간 이상 유지되는지 판단함으로써, 혹시 모를 운전자의 오조작 및 악의 조작에 의한 잦은 주행모드 변경을 방지할 수 있다.
그리고, 상기 조향각 절대값으로 바람직하게는 전륜 조향각 절대값이 적용될 수 있고, 또한 후륜 조향각 절대값이 적용될 수도 있다. 이 경우, 후륜 조향각의 계측을 위해 후륜 조향각센서가 더 구비될 수 있다.
즉, 조향각 온센터 영역에서만 주행모드의 변경이 가능하도록 제어함으로써, 고속 핸들링 중 운전자 이질감 및 차량 거동의 불안정을 방지할 수 있다.
이하에서는, 도 2를 참조하여 본 발명의 후륜 조향 제어 흐름을 순차적으로 설명한다.
운전자에 의지에 따라 주행모드의 변경 요구가 있는지 검출한다(S10).
S10단계의 검출 결과, 주행모드의 변경 요구가 있는 경우, 현재 주행모드와 운전자가 요구하는 주행모드가 일치하는지 판단하고(S20), 판단 결과 두 개의 주행모드가 일치하지 않는 경우, 변경된 선택주행모드의 선택 유지시간이 일정시간(200ms) 이상 유지하는지 판단한다(S30).
물론, S20단계의 판단 결과, 두 개의 주행모드가 일치하는 경우에는 주행모드의 변경없이 현재 주행모드를 유지하여 차량을 주행하도록 제어한다(S70).
아울러, S30단계의 판단 결과, 선택주행모드의 유지시간이 일정시간 이상인 경우, 조향각 절대값이 일정값 미만인지 판단한다(S40).
예컨대, 전륜 조향각의 경우 │±10°│미만인지 판단할 수 있고, 후륜 조향각의 경우 │±0.5°│ 미만인지 판단할 수 있다.
이어서, S40단계의 판단 결과, 상기 조향각 조건을 만족하는 경우, 현재 주행모드를 운전자가 선택한 주행모드로 변경한다(S50).
그리고, 상기 선택한 주행모드에서의 차속 및 전륜 조향각의 관계로 결정되는 전후륜 조향각비를 바탕으로 후륜 조향각을 제어하여 차량을 주행할 수 있게 된다(S60).
상술한 바와 같이, 본 발명은 현재 주행모드와 운전자의 요구에 의한 선택주행모드가 상이한 경우, 현재 조향각이 온센터 부근에 있는 경우에 운전자에 의해 선택된 선택주행모드로 주행모드를 변경함으로써, 주행모드 천이에 따른 이질감을 운전자가 느끼지 않도록 하면서, 차량의 주행 안정성을 확보하여 주행할 수 있다.
또한, 차량의 주행모드에 따라 후륜 조향 제어량 및 동역상 변환 차속을 달리하여 차량의 주행을 가능하도록 함으로써, 보다 차별화된 차량의 주행 성능을 확보할 수 있게 된다.
한편, 본 발명은 상기한 구체적인 예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.
1 : 주행모드 변경부 3 : 조향각비 연산부
5 : 후륜 조향각 연산부 7 : 후륜조향액추에이터
C : 제어부

Claims (4)

  1. 제어부가 운전자 선택에 의한 주행모드의 변경 판단시, 현재 주행모드와 선택주행모드 간의 일치 여부를 판단하는 주행모드 비교단계;
    제어부가 현재 주행모드와 선택주행모드가 상이한 경우, 조향절대값이 일정값 이하시 현재 주행모드를 선택주행모드로 변경하는 주행모드 변경단계; 및
    제어부가 상기 선택주행모드에서의 차속 및 전륜 조향각의 관계로 결정되는 전후륜 조향각비를 바탕으로 후륜 조향각을 제어하는 후륜제어단계;를 포함하는 차량용 후륜 조향 제어방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 주행모드 변경단계에서는, 상기 현재 주행모드와 선택주행모드가 상이한 경우, 선택주행모드의 변경 유지시간이 일정시간 이상인지 판단하는 유지시간 판단단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 후륜 조향 제어방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 주행모드 변경단계에서는, 조향절대값으로 전륜 조향각 또는 후륜 조향각을 판단하는 것을 특징으로 하는 차량용 후륜 조향 제어방법.
  4. 현재 주행모드 정보와 조향각정보가 입력되고, 운전자 선택에 의한 주행모드의 변경 판단시, 현재 주행모드와 선택주행모드가 상이하고, 조향각 절대값이 일정값 이하시 현재 주행모드를 선택주행모드로 변경하는 주행모드 변경부;
    차속이 입력되고, 상기 주행모드 변경부에서 변경된 선택주행모드에서 차속에 대한 전후륜 조향각비를 연산하는 조향각비 연산부;
    상기 조향각비 연산부에서 연산된 전후륜 조향각비를 바탕으로 전륜 조향각에 대한 후륜 조향각을 연산하는 후륜 조향각 연산부; 및
    상기 후륜 조향각 연산부에서 연산된 후륜 조향각에 따라 후륜을 조향하도록 작동하는 후륜조향액추에이터;를 포함하는 차량용 후륜 조향 제어시스템.
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