KR20200022974A

KR20200022974A - Mdps의 쏠림 보상 시스템 및 방법

Info

Publication number: KR20200022974A
Application number: KR1020180099263A
Authority: KR
Inventors: 김종성
Original assignee: 현대자동차주식회사; 기아자동차주식회사
Priority date: 2018-08-24
Filing date: 2018-08-24
Publication date: 2020-03-04

Abstract

본 발명은 차량이 직진 조향에도 불구하고 차량의 쏠림이 발생하는 경우 랙바의 위치를 감지하여 차량의 직진 주행할 수 랙바의 위치를 보상하는 MDPS의 쏠림 보상 시스템 및 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 MDPS의 쏠림 보상 시스템은, 차량(1)의 MDPS(Motor Driven Power Steering)에서 스티어링 휠(11)의 위치와 상기 차량(1)의 조향륜(W)의 방향을 제어하는 랙바(16)의 위치를 감지하고, 상기 스티어링 휠(11)의 위치와 상기 랙바(16)의 위치를 비교하여, 상기 스티어링 휠(11)이 중립(직진 주행으로 조향)인 상태에서 상기 랙바(16)의 위치가 중립이 아닌 것으로 판단되면, 상기 랙바(16)가 중립 위치로 이동하도록 제어하는 제어부(20)를 포함한다.

Description

MDPS의 쏠림 보상 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR COMPENSATION PULLING OF MDPS IN VEHICLE}

본 발명은 차량이 직진 조향에도 불구하고 차량의 쏠림이 발생하는 경우 랙바의 위치를 감지하여 차량의 직진 주행할 수 랙바의 위치를 보상하는 MDPS의 쏠림 보상 시스템 및 방법에 관한 것이다.

차량에는 운전자의 조타력을 보조하기 위하여 파워스티어링(Power steering)장치가 구비된다. 이러한 파워스티어링 장치는 유압에 의해 운전자의 조타력을 보조하는 유압식과 모터에 의해 운전자의 조타력을 보조하는 전동식으로 나눌 수 있다.

최근에는 주로 모터에 의해 조타력을 보조하는 MDPS(Motor Driven Power Steering)의 장착이 보편화되고 있다.

상기 MDPS는 도 1에 도시된 바와 같은 구성을 가질 수 있다.

운전자가 조향 조작을 하는 스티어링 휠(11)과, 상기 스티어링 휠(11)에 연결되어 운전자의 조타력이 입력되는 스티어링 샤프트(14)와, 상기 스티어링 샤프트(14)에 의해 회전하는 조향기어(15)와, 상기 조향기어(15)에 치합되는 랙바(16)와, 상기 랙바(16)의 단부에서 조향륜(W)이 장착된 너클(19)을 연결하는 타이로드(18)를 포함한다. 구동모터(13)는 상기 스티어링 휠(11)의 조작량을 감지하는 앵글센서(12)의 입력에 따라 상기 스티어링 샤프트(14) 또는 상기 랙바(16)에 설치된 구동모터(13)가 작동하면서, 운전자의 조타력을 보조한다.

상기 챠량(1)은 주행시, 운전자가 스티어링 휠(11)을 조작하지 않더라도, 도로의 구배에 의해 차량(1)이 직진하지 않고, 어느 한 쪽으로 쏠리게 된다.

이렇게 차량(1)에 쏠림이 발생하는 경우, 정비소 등에서 휠얼라인먼트 조정을 통하여 상기 차량의 쏠림을 방지하였다. 차량의 쏠림이 발생하면, 일정시간동안 모니터링한 후, 서서히 보상되도록 하고, 매회 보상량은 전체 보상량의 일정 수준까지만 보상되도록 하였다. 예컨대, 30초 동안 모니터링 한 후, 6초 동안 서서히 보상되도록 하고, 1번에 보상되는 보상량은 전체 보상량의 30%로 제한되어 점진적으로 보상되었다.

상기와 같은 종래기술에 따른 MDPS의 쏠림 보상은 차량의 쏠림에 대하여 충분히 보상되지도 않을 뿐만 아니라, 차량의 운행중에는 보상이 불가능하고, 정비소를 찾아야 하므로, 불편한 문제점이 있었다.

한편, 하기의 선행기술문헌에는 '차량의 스티어링 휠 정렬 및 차량　쏠림　측정장치'에 관한 기술이 개시되어 있다.

KR 10-0774410 B1

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로서, 운전자의 조타 조작이 없는 경우, 랙바의 위치를 센서로 감지하여 위치를 확인한 후, 상기 랙바가 중립위치로 복원되도록 모터를 구통시켜 차량의 쏠림이 보상되도록 한 MDPS의 쏠림 보상 시스템 및 방법을 제공하는데 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 MDPS의 쏠림 보상 시스템은, 차량의 MDPS(Motor Driven Power Steering)에서 스티어링 휠의 위치와 상기 차량의 조향륜의 방향을 제어하는 랙바의 위치를 감지하고, 상기 스티어링 휠의 위치와 상기 랙바의 위치를 비교하여, 상기 스티어링 휠이 중립(직진 주행으로 조향)인 상태에서 상기 랙바의 위치가 중립이 아닌 것으로 판단되면, 상기 랙바가 중립 위치로 이동하도록 제어하는 제어부를 포함하는 것 특징으로 한다.

상기 제어부는, 상기 차량의 현재 차속과, 상기 스티어링 휠의 조향각, 상기 스티어링 휠의 조향 토크및 상기 MDPS의 랙바의 위치를 입력받아 상기 스티어링 휠의 조향각에 따른 상기 MDPS의 구동모터의 기본 구동 토크를 구하는 조향로직부와, 상기 차량의 현재 차속과, 상기 스티어링 휠의 조향각, 상기 스티어링 휠의 조향 토크, 상기 MDPS의 랙바의 위치 및 상기 차량의 자세 정보를 입력받고, 직진 조향시 상기 차량의 쏠림 여부를 판단하고, 상기 차량의 쏠림을 보상하기 위한 보상 토크를 계산하는 쏠림보상부와, 상기 조향로직부에 생성된 구동모터의 기본 구동 토크에 상기 쏠림보상부에서 생성된 보상 토크를 반영하여 상기 구동모터를 제어하기 위한 모터 구동 토크로 상기 구동모터를 제어하는 모터토크 제어기를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 쏠림보상부는 차량의 현재 차속과, 상기 스티어링 휠의 조향각, 상기 스티어링 휠의 조향 토크, 상기 MDPS의 랙바의 위치 및 상기 차량의 자세 정보를 입력받는 신호처리부와, 상기 신호처리부로 입력된 정보를 토대로, 상기 차량의 쏠림 여부를 판단하고 상기 차량이 쏠림 상태로 판단되면, 상기 차량이 직진을 유지할 수 있도록 상기 차량의 쏠림을 보상하기 위한 보상 토크를 생성하는 보상연산부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 보상연산부는, 상기 차량의 속도가 미리 설정된 쏠림 보상 차속보다 높고, 상기 차량이 직진 조향 중이며, 상기 스티어링 휠의 조향 각속도가 미리 설정된 쏠림 보상 조향 각속도보다 낮으면, 직진 조향시 상기 차량의 쏠림 여부를 판단하고, 상기 차량의 쏠림을 보상하기 위한 보상 토크를 계산하는 것을 특징으로 한다.

상기 보상연산부는, 상기 스티어링 휠의 조향각에 대하여, 상기 조향각에 상응하는 상기 랙바의 위치와 실제 상기 랙바의 위치가 미리 정해진 쏠림 판단 변위 이상으로 크면, 쏠림이 발생하는 것으로 판단하는 것을 특징으로 한다.

상기 보상연산부는, 상기 스티어링 휠의 조향각에 대하여 상기 차량이 직진하도록 상기 랙바를 상기 차량의 쏠림 방향과 반대방향으로 이동시키는데 필요한 토크를 보상 토크로 계산하는 것을 특징으로 한다.

상기 차속이 미리 설정된 쏠림 보상 차속보다 낮거나, 상기 스티어링 휠의 조향 각속도가 미리 설정된 쏠림 보상 조향 각속도보다 높으면, 직진 조향시 상기 차량의 쏠림 여부를 판단하고, 상기 차량의 쏠림을 보상하기 위한 보상 토크를 계산하는 것을 중지하는 것을 특징으로 한다.

한편, 본 발명에 따른 MDPS의 쏠림 보상 방법은, 스티어링 휠의 조작량과 랙바의 위치를 감지하는 센서값 입력 단계와, 쏠림 보상 로직이 개시되기 위해 미리 설정한 작동 개시 조건을 만족하는지를 판단하는 작동 개시 조건 만족 판단 단계와, 상기 스티어링 휠의 조작량과 상기 랙바의 위치를 비교하여, 차량에 쏠림이 발생하고 있는지를 판단하는 쏠림 발생 판단 단계와, 상기 차량의 쏠림이 발생하면, 상기 랙바가 직진 주행시 설정된 위치로 복귀하는데 필요한 구동모터의 토크를 계산하고, 제어부가 상기 구동모터로 상기 랙바가 직진 주행시 설정된 위치가 되도록 상기 구동모터를 제어하는 보상토크 생성 단계와, 상기 차량이 직진으로 주행하도록 상기 구동모터로부터 쏠림 보상 토크가 발생되어 상기 랙바를 쏠립 방향과 반대방향으로 이동하도록 MDPS(Motor Driven Power Steering)를 작동시키는 쏠림 보상 단계를 포함한다.

상기 센서값 입력 단계는, 상기 차량의 차속, 상기 스티어링 휠의 조향각, 상기 스티어링 휠의 토크값, 상기 랙바의 위치 및 상기 차량의 요레이트(yaw rate)를 포함한 정보가 상기 제어부로 입력되는 것을 특징으로 한다.

상기 작동 개시 조건 만족 판단 단계는, 상기 차량의 속도가 미리 설정된 쏠림 보상 차속보다 높고, 상기 차량이 직진 조향 중이며, 상기 스티어링 휠의 조향 각속도가 미리 설정된 쏠림 보상 조향 각속도보다 낮으면, 상기 작동 개시 조건을 만족하는 것으로 판단하는 것을 특징으로 한다.

상기 쏠림 발생 판단 단계는, 상기 스티어링 휠의 조향각에 대하여, 상기 조향각에 상응하는 상기 랙바의 위치와 실제 상기 랙바의 위치가 미리 정해진 쏠림 판단 변위 이상으로 크면, 쏠림이 발생하는 것으로 판단하는 것을 특징으로 한다.

상기 보상토크 생성 단계는, 상기 스티어링 휠의 조향각에 대하여 상기 차량이 직진하도록 상기 랙바를 상기 차량의 쏠림 방향과 반대방향으로 이동시키는 것을 특징으로 한다.

상기 쏠림 보상 단계 이후, 상기 쏠림 보상 단계의 작동 종료 조건을 만족하는 지를 판단하는 작동 종료 조건 만족 판단 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 작동 종료 조건 만족 판단 단계는, 상기 차량의 속도가 미리 설정된 쏠림 보상 차속보다 낮거나, 상기 스티어링 휠의 조향 각속도가 미리 설정된 쏠림 보상 조향 각속도보다 높으면, 상기 작동 종료 조건을 만족하는 것으로 판단하는 것을 특징으로 한다.

상기 작동 종료 조건 만족 판단 단계에서 작동 종료 조건을 만족하는 것으로 판단되면, 상기 차량이 주행중인지를 판단하는 차량 주행 판단 단계가 수행되고, 상기 차량 주행 판단 단계에서 상기 차량이 주행중인 것으로 판단되면, 상기 센서값 입력 단계로 리턴되는 것을 특징으로 한다.

상기 작동 종료 조건 만족 판단 단계에서 작동 종료 조건을 만족하지 않는 것으로 판단되면, 상기 센서값 입력 단계로 리턴되는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 MDPS의 쏠림 보상 시스템 및 방법에 따르면, 차량의 주행중, 스티어링 휠의 조작량과 랙바의 위치를 실시간으로 비교하여, 차량의 쏠림을 실시간으로 보상할 수 있다.

또한, 차량의 쏠림이 발생하는 경우, 정비소를 방문하지 않고도, 차량의 쏠림을 보상할 수 있다.

도 1은 쏠림 발생시의 MDPS의 상태를 도시한 개략도.
도 2는 MDPS에서 스티어링 샤프트와 조향기어의 접속부위를 도시한 도면.
도 3은 본 발명에 따른 MDPS의 쏠림 보상 시스템 및 방법에 의해 쏠림이 보상된 상태의 MDPS를 도시한 개략도.
도 4는 본 발명에 따른 MDPS의 쏠림 보상 시스템을 도시한 블록도.
도 5는 본 발명에 따른 MDPS의 쏠림 보상 방법을 도시한 순서도.

이하 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명에 따른 MDPS의 쏠림 보상 시스템 및 방법에 대하여 자세히 설명하기로 한다.

본 발명에 따른 MDPS의 쏠림 보상 시스템은, MDPS(Motor Driven Steering System)에서 스티어링 휠(11)의 위치와 상기 차량(1)의 조향륜(W)의 방향을 제어하는 랙바(16)의 위치를 감지하고, 상기 스티어링 휠(11)의 위치와 상기 랙바(16)의 위치를 비교하여, 상기 스티어링 휠(11)이 중립(직진 주행)인 상태에서 상기 랙바(16)의 위치가 중립이 아닌 것으로 판단되면, 상기 랙바(16)가 중립 위치로 이동하도록 제어하는 제어부(20)를 포함한다.

상기 제어부(20)는 상기 MDPS(10)의 작동을 제어하는 MDPS ECU(electronic control unit)이 될 수 있는데, 본 발명에서는 상기 제어부(20)가 상기 차량(1)의 쏠림을 판단하고, 상기 차량(1)의 쏠림이 발생하는 경우 상기 MDPS(10)에 랙바(16)의 위치를 보상하여 상기 차량이 직진할 수 있도록 한다.

상기 제어부(20)는 상기 차량의 현재 차속과, 상기 스티어링 휠(11)의 조향각, 상기 스티어링 휠(11)의 조향 토크 및 상기 MDPS(10)의 랙바의 위치를 입력받아 상기 스티어링 휠(11)의 조향각에 따른 상기 MDPS(10)의 구동모터(13)의 기본 구동 토크를 구하는 조향로직부(21)와, 상기 차량의 현재 차속과, 상기 스티어링 휠(11)의 조향각, 상기 스티어링 휠(11)의 조향 토크, 상기 MDPS(10)의 랙바의 위치 및 상기 차량의 자세 정보를 입력받고, 직진 조향시 상기 차량의 쏠림 여부를 판단하고, 상기 차량의 쏠림을 보상하기 위한 보상 토크를 계산하는 쏠림보상부(22)와, 상기 조향로직부(21)에 생성된 구동모터(13)의 기본 구동 모트에 상기 쏠림보상부(22)에서 생성된 보상 토크를 반영하여 상기 구동모터(13)를 제어하기 위한 모터 구동 토크로 상기 구동모터(13)를 제어하는 모터토크 제어기(23)를 포함한다.

조향로직부(21)는 상기 MDPS를 제어하는 가장 기본적인 작동로직이 저장되어 있다. 상기 조향로직부(21)에서는 상기 차량의 현재 차속과, 상기 스티어링 휠(11)의 조향각, 상기 스티어링 휠(11)의 조향 토크 및 상기 MDPS(10)의 랙바의 위치를 입력받아 상기 스티어링 휠(11)의 조향각에 따른 상기 MDPS(10)의 구동모터(13)의 기본 구동 토크를 구한다.

상기 조향로직부(21)는 차속센서 또는 휠스피드센서로부터 상기 차량의 현재 차속을 입력받고, 앵글센서(12)로부터 상기 스티어링 휠(11)의 조향각을 입력받는다. 또한, 토크센서와 랙바 위치센서(17)로 상기 스티어링 휠(11)의 조향 토크 및 상기 MDPS(10)의 랙바의 위치를 입력받는다. 상기 조건들이 입력되면, 상기 조향로직부(21)에서는 상기 조향로직부(21)에 저장된 MDPS의 기본 작동로직에 의해 기본 구동 토크를 구한다.

쏠림보상부(22)는 상기 차량의 현재 차속과, 앵글센서(12)로 측정된 상기 스티어링 휠(11)의 조향각, 상기 스티어링 휠(11)의 조향 토크, 랙바 위치센서(17)로 측정한 상기 MDPS(10)의 랙바 위치 및 상기 차량의 자세 정보를 입력받고, 직진 조향시 상기 차량의 쏠림 여부를 판단하고, 상기 차량의 쏠림을 보상하기 위한 보상 토크를 계산한다. 차량의 쏠림이 발생하면, 상기 랙바(16)의 변위는 발생하지만, 상기 스티어링 토션바(14a)의 비틀림으로 상기 앵글센서(12)의 측정값과 이에 대응하는 상기 랙바(16)의 변위가 상이하므로, 이를 이용하여 쏠림을 판단한다. 예컨대, 상기 차량이 직진이라면, 상기 앵글센서(12)의 값은 0이지만, 상기 랙바(16)는 중립에 있지 않게 된다. 이와 같이, 쏠림이 판단되면, 상기 랙바(16)가 현재위치에서 중립위치로 이동시키는데 필요한 보상 토크를 계산한다.

상기 쏠림보상부(22)는 차량의 현재 차속과, 상기 스티어링 휠(11)의 조향각, 상기 스티어링 휠(11)의 조향 토크, 상기 MDPS(10)의 랙바의 위치 및 상기 차량의 자세 정보를 입력받는 신호처리부(22a)와, 상기 신호처리부(22a)로 입력된 정보를 토대로, 상기 차량의 쏠림 여부를 판단하고 상기 차량이 쏠림 상태로 판단되면, 상기 차량(1)이 직진을 유지할 수 있도록 상기 차량의 쏠림을 보상하기 위한 보상 토크를 생성하는 보상연산부(22b)를 포함한다.

상기 차량의 스티어링 휠(11)이 조작되지 않더라도(중립상태), 도로 구배에 의해 킹핀축 주변에 모멘트 발생으로 타이어가 회전되어 랙바(16)의 위치가 변경됨으로써, 차량의 쏠림이 발생할 수 있다. 본 발명은 이와 같이, 도로의 구배에 의해 차량의 쏠림이 발생하는 경우, 이를 감지하고, 보상하여, 상기 차량이 직진 주행할 수 있도록 한다.

여기서, 상기 보상연산부(22b)가 쏠림을 판단하는 기준은, 상기 스티어링 휠(11)의 조향각에 대하여, 상기 조향각에 상응하는 상기 랙바(16)의 위치와 실제 상기 랙바(16)의 위치가 미리 정해진 쏠림 판단 변위 이상으로 크면, 쏠림이 발생한 것으로 판단한다. 이때, 상기 차량의 쏠림은 상기 스티어링 휠(11)이 실질적으로 조작되지 않은 상태, 즉 상기 차량이 직진 주행일 때, 상기 차량의 쏠림을 판단토록 한다. 이는 차량의 선회시에는 운전자의 의도와 상기 차량의 쏠림을 구분하기 어렵기 때문이다.

또한, 상기 보상연산부(22b)는 상기 차량의 속도가 미리 설정된 쏠림 보상 차속보다 높고, 상기 차량이 직진하며, 상기 스티어링 휠(11)의 조향 각속도가 미리 설정된 쏠림 보상 조향 각속도보다 낮으면, 직진 조향시 상기 차량의 쏠림 여부를 판단하고, 상기 차량의 쏠림을 보상하기 위한 보상 토크를 계산한다. 예컨대, 상기 차량의 속도가 60kph 이상이고, 상기 차량의 선회반경이 2.7km 이상이며, 조향 각속도가 80deg/sec 이하이면, 상기 차량의 쏠림을 판단토록 할 수 있다. 만약, 상기 조건을 만족하지 않는다면, 상기 차량의 쏠림을 판단하지 않는다.

이때, 상기 보상연산부(22b)는, 상기 스티어링 휠(11)의 조향각에 대하여 상기 차량이 직진하도록 상기 랙바(16)를 상기 차량의 쏠림 방향과 반대방향으로 이동시키는데 필요한 토크를 보상 토크로 계산한다.

모터토크 제어기(23)는 상기 조향로직부(21)에 생성된 구동모터(13)의 기본 구동 토크에 상기 쏠림보상부(22)에서 생성된 보상 토크를 반영하여 상기 구동모터(13)를 제어하기 위한 모터 구동 토크로 상기 구동모터(13)를 제어한다.

즉, 상기 모터토크 제어기(23)는 차량의 쏠림 발생시 상기 조향로직부(21)에서 생성된 상기 MDPS(10)의 구동모터(13)의 기본 구동 토크에 상기 쏠림보상부(22)에서 생성된 보상 토크를 오버레이하여, 보상 토크가 반영된 모터 구동 토크로 상기 구동모터(13)를 제어한다.

한편, 도 5에는 본 발명에 따른 MDPS의 쏠림 보상 방법에 도시되어 있다.

본 발명에 따른 MDPS의 쏠림 보상 방법은 앞서 설명한 MDPS의 쏠림 보상 시스템에 의해 구현된다.

본 발명에 따른 MDPS의 쏠림 보상 방법은, 스티어링 휠(11)의 조작량과 랙바(16)의 위치를 감지하는 센서값 입력 단계(S110)와, 쏠림 보상 로직이 개시되기 위해 미리 설정한 작동 개시 조건을 만족하는지를 판단하는 작동 개시 조건 만족 판단 단계(S120)와, 상기 스티어링 휠(11)의 조작량과 상기 랙바(16)의 위치를 비교하여, 차량에 쏠림이 발생하고 있는지를 판단하는 쏠림 발생 판단 단계(S130)와, 상기 차량의 쏠림이 발생하면, 상기 랙바(16)가 직진 주행시 설정된 위치로 복귀하는데 필요한 구동모터(13)의 토크를 계산하고, 제어부(20)가 상기 구동모터(13)로 상기 랙바(16)가 직진 주행시 설정된 위치가 되도록 상기 구동모터(13)를 제어하는 보상토크 생성 단계(S140)와, 상기 차량이 직진으로 주행하도록 상기 구동모터(13)로부터 쏠림 보상 토크가 발생되어 상기 랙바(16)를 쏠립 방향과 반대방향으로 이동하도록 MDPS(Motor Driven Power Steering)를 작동시키는 쏠림 보상 단계(S150)를 포함한다.

센서값 입력 단계(S110)는 MDPS(10)의 각종 센서로부터 측정된 데이터를 취득한다. 예컨대, 차속센서 또는 휠스피드센서로부터 상기 차량의 현재 차속이 입력되고, 앵글센서(12)로부터 상기 스티어링 휠(11)의 조향각이 입력된다. 또한, 토크센서와 랙바 위치센서(17)로 상기 스티어링 휠(11)의 조향 토크 및 상기 MDPS(10)의 랙바의 위치가 입력되고, 요레이트 센서 등으로부터 상기 차량의 요레이트(yaw rate)가 입력된다.

상기 스티어링 휠(11)의 조작이 실질적으로 없고, 상기 랙바(16)의 위치가 중립임에도 불구하고, 상기 차량(1)이 직진하지 못하고, 한 쪽으로 쏠리는 사이드 슬립이 발생하게 되는데 이를 상기 제어부(20)에서 판단하고, 상기 MDPS(10)를 통하여 보상하도록 한다.

따라서, 상기 센서값 입력 단계(S110)에서는 상기 차량의 쏠림을 판단하기 위한 각종 차량의 정보가 입력된다.

작동 개시 조건 만족 판단 단계(S120)는 상기 차량(1)의 쏠림이 발생시 이를 보상하기 위한 로직이 개시되기 위한 조건을 만족하는지를 판단한다.

상기 작동 개시 조건 만족 판단 단계(S120)에서는 상기 차량의 속도가 미리 설정된 쏠림 보상 차속보다 높고, 상기 차량이 직진하며, 상기 스티어링 휠(11)의 조향 각속도가 미리 설정된 쏠림 보상 조향 각속도보다 낮으면, 상기 작동 개시 조건을 만족하는 것으로 판단한다. 예컨대, 상기 차량의 속도가 60kph 이상이고, 상기 차량의 선회반경이 2.7km 이상이며, 조향 각속도가 80deg/sec 이하이면, 상기 작동 개시 조건을 만족하는 것으로 판단할 수 있다.

이를 상기 차량의 주행시, 실질적으로 조향을 하지 않는 영역에서, 상기 차량의 쏠림여부를 판단하기 위함이다. 만약, 상기 차량이 조향에 의해 선회중이라면, 운전자의 조향의도와 차량의 쏠림을 구분하기가 곤란하므로, 상기 차량이 직진 주행시에만 쏠림을 판단하고, 쏠림 발생시 보상하도록 상기 작동 개시 조건 만족 판단 단계(S120)가 수행된다.

쏠림 발생 판단 단계(S130)는 상기 스티어링 휠(11)의 조작량과 상기 랙바(16)의 위치를 비교하여, 상기 차량에 쏠림이 발생하고 있는지를 판단한다. 즉, 상기 쏠림 발생 판단 단계(S130)에서는 상기 스티어링 휠(11)의 조향각에 대하여, 상기 조향각에 상응하는 상기 랙바(16)의 위치와 실제 상기 랙바(16)의 위치가 미리 정해진 쏠림 판단 변위 이상으로 크면, 쏠림이 발생하는 것으로 판단한다.

만약, 상기 쏠림 발생 판단 단계(S130)에서 상기 스티어링 휠(11)의 조향각에 대하여, 상기 조향각에 상응하는 상기 랙바(16)의 위치와 실제 상기 랙바(16)의 위치가 미리 정해진 쏠림 판단 변위 이상으로 크지 않으면, 쏠림이 발생하지 않은 것으로 판단하고, 후술되는 차량 주행 판단 단계(S170)가 수행된다.

보상토크 생성 단계(S140)는 상기 차량의 쏠림이 발생한 것으로 판단되는 경우, 상기 랙바(16)가 직진 주행시 설정된 위치로 복귀하는데 필요한 구동모터(13)의 토크를 계산하고, 제어부(20)가 상기 구동모터(13)로 상기 랙바(16)가 직진 주행시 설정된 위치가 되도록 상기 구동모터(13)를 제어한다.

상기 보상토크 생성 단계(S140)에서는 상기 스티어링 휠(11)의 조향각에 대하여 상기 차량이 직진하도록 상기 랙바(16)를 상기 차량의 쏠림 방향과 반대방향으로 이동하는데 필요한 보상토크를 생성한다.

상기 보상토크 생성 단계(S140)는, 상기 스티어링 휠(11)의 조향각과 상기 랙바(16)의 위치가 중립시 셋팅값(직진주행) 되도록 보상한다. 예컨대, 상기 스티어링 휠(11)의 조향각이 0도일 때, 상기 랙바(16)의 변위가 좌측으로 약 0.4mm 옵셋시, 상기 스티어링 휠(11)이 약 2도 조작되었을 때 해당하는 보상토크를 생성하게 된다.

쏠림 보상 단계(S150)는 상기 보상토크 생성 단계(S140)에서 생성된 보상토크가 상기 구동모터(13)로부터 발생되도록 한다. 상기 쏠림 보상 단계(S150)에서는 상기 차량이 직진으로 주행하도록 상기 구동모터(13)로부터 쏠림 보상 토크가 발생되어 상기 랙바(16)를 쏠림 방향과 반대방향으로 이동하도록 상기 MDPS(10)를 작동시킨다. 상기 보상토크 생성 단계(S140)에서 생성된 보상토크가 실제 상기 MDPS(10)에서 발생하도록 상기 제어부(20)에서 상기 구동모터(13)로 구동지령을 내려 상기 구동모터(13)가 회전하여 상기 랙바(16)의 위치를 보상시키게 된다. 이때, 상기 스티어링 휠(11)은 토션바(14b)의 각도 범위(±2.5도)이내 이므로, 0도를 유지하며, 상기 랙바(16)만 이동하여, 상기 MDPS(10)가 중립상태(직진 조향상태)가 되도록 한다.

상기 쏠림 보상 단계(S150) 이후에는 상기 쏠림 보상 단계(S150)의 작동 종료 조건을 만족하는 지를 판단하는 작동 종료 조건 만족 판단 단계(S160)가 수행된다.

상기 작동 종료 조건 만족 판단 단계(S160)는, 상기 차속이 미리 설정된 쏠림 보상 차속보다 낮거나, 상기 스티어링 휠(11)의 조향 각속도가 미리 설정된 쏠림 보상 조향 각속도보다 높으면, 상기 작동 종료 조건을 만족하는 것으로 판단한다. 예컨대, 상기 차량의 차속이 60kph 이거나, 상기 조향 각속도가 80deg/sec 이상이면, 작동 종료 조건을 만족하는 것으로 판단한다.

상기 작동 개시 조건 만족 판단 단계(S120)에서는 차속, 조향 각속도 등이 모두 만족하는 경우에 작동 개시 조건을 만족하는 것으로 판단하지만, 상기 작동 종료 조건 만족 판단 단계(S160)에서는 차속, 조향 각속도 등의 조건 중 어느 하나가 만족하면 작동 종료 조건을 만족하는 것으로 판단한다.

상기 작동 종료 조건 만족 판단 단계(S160)에서 작동 종료 조건을 만족하는 것으로 판단되면, 상기 차량이 주행중인 지를 판단하는 차량 주행 판단 단계(S170)가 수행되고, 상기 차량 주행 판단 단계(S170)에서 상기 차량이 주행중인 것으로 판단되면, 상기 센서값 입력 단계(S110)로 리턴되도록 한다.

한편, 상기 작동 종료 조건 만족 판단 단계(S160)에서 작동 종료 조건을 만족하지 않는 것으로 판단되면, 상기 센서값 입력 단계(S110)로 리턴되도록 한다.

1 : 차량 10 : MDPS
11 : 스티어링휠 12 : 앵글센서
13 : 구동모터 14 : 스티어링 샤프트
14a : 토션바 15 : 조향기어
16 : 랙바 17 : 랙바 위치센서
18 : 타이로드 19 : 너클
20 : 제어부 21 : 조향로직부
22 : 쏠림 보상부 22a : 신호처리부
22b : 보상연산부 23 : 모터토크 제어기
W : 조향륜 S110 : 센서값 입력 단계
S120 : 작동 개시 조건 만족 판단 단계
S130 : 쏠림 발생 판단 단계
S140 : 보상토크 생성 단계
S150 : 쏠림 보상 단계
S160 : 작동 종료 조건 만족 판단 단계
S170 : 차량 주행 판단 단계

Claims

차량의 MDPS(Motor Driven Power Steering)에서 스티어링 휠의 위치와 상기 차량의 조향륜의 방향을 제어하는 랙바의 위치를 감지하고, 상기 스티어링 휠의 위치와 상기 랙바의 위치를 비교하여, 상기 스티어링 휠이 중립(직진 주행으로 조향)인 상태에서 상기 랙바의 위치가 중립이 아닌 것으로 판단되면, 상기 랙바가 중립 위치로 이동하도록 제어하는 제어부를 포함하는 것 특징으로 하는 MDPS의 쏠림 보상 시스템.
제1항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 차량의 현재 차속과, 상기 스티어링 휠의 조향각, 상기 스티어링 휠의 조향 토크및 상기 MDPS의 랙바의 위치를 입력받아 상기 스티어링 휠의 조향각에 따른 상기 MDPS의 구동모터의 기본 구동 토크를 구하는 조향로직부와,
상기 차량의 현재 차속과, 상기 스티어링 휠의 조향각, 상기 스티어링 휠의 조향 토크, 상기 MDPS의 랙바의 위치 및 상기 차량의 자세 정보를 입력받고, 직진 조향시 상기 차량의 쏠림 여부를 판단하고, 상기 차량의 쏠림을 보상하기 위한 보상 토크를 계산하는 쏠림보상부와,
상기 조향로직부에 생성된 구동모터의 기본 구동 토크에 상기 쏠림보상부에서 생성된 보상 토크를 반영하여 상기 구동모터를 제어하기 위한 모터 구동 토크로 상기 구동모터를 제어하는 모터토크 제어기를 포함하는 것을 특징으로 하는 MDPS의 쏠림 보상 시스템.
제2항에 있어서,
상기 쏠림보상부는 차량의 현재 차속과, 상기 스티어링 휠의 조향각, 상기 스티어링 휠의 조향 토크, 상기 MDPS의 랙바의 위치 및 상기 차량의 자세 정보를 입력받는 신호처리부와,
상기 신호처리부로 입력된 정보를 토대로, 상기 차량의 쏠림 여부를 판단하고 상기 차량이 쏠림 상태로 판단되면, 상기 차량이 직진을 유지할 수 있도록 상기 차량의 쏠림을 보상하기 위한 보상 토크를 생성하는 보상연산부를 포함하는 것을 특징으로 하는 MDPS의 쏠림 보상 시스템.
제3항에 있어서,
상기 보상연산부는,
상기 차량의 속도가 미리 설정된 쏠림 보상 차속보다 높고, 상기 차량이 직진 조향 중이며, 상기 스티어링 휠의 조향 각속도가 미리 설정된 쏠림 보상 조향 각속도보다 낮으면,
직진 조향시 상기 차량의 쏠림 여부를 판단하고, 상기 차량의 쏠림을 보상하기 위한 보상 토크를 계산하는 것을 특징으로 하는 MDPS의 쏠림 보상 시스템.
제4항에 있어서,
상기 보상연산부는,
상기 스티어링 휠의 조향각에 대하여, 상기 조향각에 상응하는 상기 랙바의 위치와 실제 상기 랙바의 위치가 미리 정해진 쏠림 판단 변위 이상으로 크면, 쏠림이 발생하는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 MDPS의 쏠림 보상 시스템.
제4항에 있어서,
상기 보상연산부는,
상기 스티어링 휠의 조향각에 대하여 상기 차량이 직진하도록 상기 랙바를 상기 차량의 쏠림 방향과 반대방향으로 이동시키는데 필요한 토크를 보상 토크로 계산하는 것을 특징으로 하는 MDPS의 쏠림 보상 시스템.
제3항에 있어서,
상기 차속이 미리 설정된 쏠림 보상 차속보다 낮거나, 상기 스티어링 휠의 조향 각속도가 미리 설정된 쏠림 보상 조향 각속도보다 높으면,
직진 조향시 상기 차량의 쏠림 여부를 판단하고, 상기 차량의 쏠림을 보상하기 위한 보상 토크를 계산하는 것을 중지하는 것을 특징으로 하는 MDPS의 쏠림 보상 시스템.
스티어링 휠의 조작량과 랙바의 위치를 감지하는 센서값 입력 단계와,
쏠림 보상 로직이 개시되기 위해 미리 설정한 작동 개시 조건을 만족하는지를 판단하는 작동 개시 조건 만족 판단 단계와,
상기 스티어링 휠의 조작량과 상기 랙바의 위치를 비교하여, 차량에 쏠림이 발생하고 있는지를 판단하는 쏠림 발생 판단 단계와,
상기 차량의 쏠림이 발생하면, 상기 랙바가 직진 주행시 설정된 위치로 복귀하는데 필요한 구동모터의 토크를 계산하고, 제어부가 상기 구동모터로 상기 랙바가 직진 주행시 설정된 위치가 되도록 상기 구동모터를 제어하는 보상토크 생성 단계와,
상기 차량이 직진으로 주행하도록 상기 구동모터로부터 쏠림 보상 토크가 발생되어 상기 랙바를 쏠립 방향과 반대방향으로 이동하도록 MDPS(Motor Driven Power Steering)를 작동시키는 쏠림 보상 단계를 포함하는 MDPS의 쏠림 보상 방법.
제8항에 있어서,
상기 센서값 입력 단계는,
상기 차량의 차속, 상기 스티어링 휠의 조향각, 상기 스티어링 휠의 토크값, 상기 랙바의 위치 및 상기 차량의 요레이트(yaw rate)를 포함한 정보가 상기 제어부로 입력되는 것을 특징으로 하는 MDPS의 쏠림 보상 방법.
제8항에 있어서,
상기 작동 개시 조건 만족 판단 단계는,
상기 차량의 속도가 미리 설정된 쏠림 보상 차속보다 높고,
상기 차량이 직진 조향 중이며,
상기 스티어링 휠의 조향 각속도가 미리 설정된 쏠림 보상 조향 각속도보다 낮으면,
상기 작동 개시 조건을 만족하는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 MDPS의 쏠림 보상 방법.
제8항에 있어서,
상기 쏠림 발생 판단 단계는,
상기 스티어링 휠의 조향각에 대하여, 상기 조향각에 상응하는 상기 랙바의 위치와 실제 상기 랙바의 위치가 미리 정해진 쏠림 판단 변위 이상으로 크면, 쏠림이 발생하는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 MDPS의 쏠림 보상 방법.
제8항에 있어서,
상기 보상토크 생성 단계는,
상기 스티어링 휠의 조향각에 대하여 상기 차량이 직진하도록 상기 랙바를 상기 차량의 쏠림 방향과 반대방향으로 이동시키는 것을 특징으로 하는 MDPS의 쏠림 보상 방법.
제8항에 있어서,
상기 쏠림 보상 단계 이후,
상기 쏠림 보상 단계의 작동 종료 조건을 만족하는 지를 판단하는 작동 종료 조건 만족 판단 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 MDPS의 쏠림 보상 방법.
제13항에 있어서,
상기 작동 종료 조건 만족 판단 단계는,
상기 차량의 속도가 미리 설정된 쏠림 보상 차속보다 낮거나,
상기 스티어링 휠의 조향 각속도가 미리 설정된 쏠림 보상 조향 각속도보다 높으면,
상기 작동 종료 조건을 만족하는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 MDPS의 쏠림 보상 방법.
제13항에 있어서,
상기 작동 종료 조건 만족 판단 단계에서 작동 종료 조건을 만족하는 것으로 판단되면, 상기 차량이 주행중인지를 판단하는 차량 주행 판단 단계가 수행되고,
상기 차량 주행 판단 단계에서 상기 차량이 주행중인 것으로 판단되면, 상기 센서값 입력 단계로 리턴되는 것을 특징으로 하는 MDPS의 쏠림 보상 방법.
제13항에 있어서,
상기 작동 종료 조건 만족 판단 단계에서 작동 종료 조건을 만족하지 않는 것으로 판단되면, 상기 센서값 입력 단계로 리턴되는 것을 특징으로 하는 MDPS의 쏠림 보상 방법.