KR20210094713A

KR20210094713A - 인휠모터 차량의 조향시 제동 제어 방법

Info

Publication number: KR20210094713A
Application number: KR1020200008236A
Authority: KR
Inventors: 정대석
Original assignee: 현대자동차주식회사; 기아 주식회사
Priority date: 2020-01-22
Filing date: 2020-01-22
Publication date: 2021-07-30
Also published as: US20210221378A1; DE102020114163A1; US11518389B2

Abstract

본 발명은 조타 부하 저감을 위한 인휠모터 협조 제어가 수행될 때, 차량의 경사로 밀림 현상을 방지하기 위한 제동 제어가 이루어질 수 있도록 한 인휠모터 차량의 조향시 제동 제어 시스템 및 방법에 관한 것이다.
즉, 본 발명은 조타 부하 저감을 위한 인휠모터 협조 제어가 수행될 때, 조타각별 필요 타이어 회전각과 실제 타이어 회전각을 모니터링하여, 실제 타이어 회전각이 필요 타이어 회전각을 초과할 경우 차량 제동력을 발생시켜 차량의 밀림 현상을 용이하게 방지할 수 있도록 한 인휠모터 차량의 조향시 제동 제어 방법을 제공하고자 한 것이다.

Description

인휠모터 차량의 조향시 제동 제어 방법{BRAKE CONTROL METHOD IN THE STEERING CONDITON OF IN-WHEEL MOTOR VEHICLE}

본 발명은 인휠모터 차량의 조향시 제동 제어 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 조타 부하 저감을 위한 인휠모터 협조 제어가 수행될 때, 차량의 경사로 밀림 현상을 방지하기 위한 제동 제어가 이루어질 수 있도록 한 인휠모터 차량의 조향시 제동 제어 시스템 및 방법에 관한 것이다.

전기자동차는 배기가스의 배출이 전혀 없는 친환경 차량의 일종으로서, 주행을 위한 전기에너지를 공급하는 고전압 배터리와, 고전압 배터리로부터 출력되는 직류 전력을 교류 전력으로 변환시키는 인버터와, 인버터로부터의 교류 전력을 공급받아 회전력을 발생시켜 차량의 주행을 도모하는 주행용 모터 등이 필수적으로 탑재되어 있고, 상기 모터의 구동 동력이 감속기에 감속된 후 차량의 구동축 및 주행 휠로 전달되어 전기자동차의 주행이 이루어진다.

이러한 전기자동차의 일종으로서 타이어 장착용 휠의 림부내에 모터를 직접 내설시킨 인휠모터 차량이 있다.

상기 인휠모터 차량은 감속기나 차동기어와 같은 중간 단계의 동력전달장치를 생략할 수 있어 차량의 무게를 감소시킬 수 있고, 모터의 동력을 휠에 바로 전달할 수 있으므로, 동력전달과정에서의 에너지 손실을 저감시킬 수 있는 장점이 있다.

이러한 인휠모터 차량의 조향 시스템에도 전동식 파워 스티어링(MDPS: motor driven power steering) 시스템이 차량에 탑재되고 있다.

상기 전동식 파워 스티어링 시스템은 조타 토크를 감지하는 토크센서와, 조향각을 감지하는 조향각 감지센서와, 차속을 감지하는 차속센서와, 각 센서의 감지 신호(튜닝 파리미터)를 기반으로 조타 어시스트 등을 위한 전류 제어값을 산출하는 스티어링 제어기와, 스티어링 제어기로부터 인가되는 전류에 따라 조타 어시스트를 위하여 작동하는 모터 등을 포함하여 구성된다.

상기 전동식 파워 스티어링 시스템의 부품 패키지 및 비용 절감을 위한 방법으로서, 전동식 파워 스티어링 시스템의 부품 중 조타 어시스트를 위한 모터의 용량을 축소하는 것이 바람직하다.

이를 위해, 스티어링 휠의 조타시 타이어의 센터 위치가 변화하는 특성을 감안하여 조타 어시스트 로직의 일종인 인휠모터 협조 제어가 이루어지도록 함으로써, 전동식 파워 스티어링 시스템의 모터 용량을 20%~40% 축소시킬 수 있다.

구체적으로, 도 1에 도시된 바와 같이 스티어링 휠(10)의 조타시 제어기(20)에서 필요 타이어 회전각을 계산하고, 계산된 타이어 회전각 만큼 전륜의 좌우 인휠모터(30, 32)를 구동시켜서 전륜의 외륜(조타 방향의 바깥쪽 타이어)이 앞으로 회전되는 동시에 전륜의 내륜(조타 방향의 안쪽 타이어)이 뒤로 회전되도록 한 인휠모터 협조 제어를 수행하도록 함으로써, 전동식 파워 스티어링 시스템의 모터 용량을 20%~40% 축소시킬 수 있다.

그러나, 조타 부하 저감을 위한 인휠모터 협조 제어시 인휠모터가 구동되어야 하므로, 전륜 제동장치의 제동력을 일시적으로 해제하게 되는데, 이때 차량의 부하가 높은 상황(예, 경사로 주행, 5인 이상 탑승 등)에서는 전륜 제동장치의 제동력 해제로 인한 차량의 밀림 현상이 발생하여 안전사고가 초래될 수 있는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 조타 부하 저감을 위한 인휠모터 협조 제어가 수행될 때, 조타각별 필요 타이어 회전각과 실제 타이어 회전각을 모니터링하여, 실제 타이어 회전각이 필요 타이어 회전각을 초과할 경우 차량 밀림 상태로 판정하여 조타 부하 저감을 위한 인휠모터 협조 제어를 일단 중지시키는 동시에 차량 제동력을 발생시켜 차량의 밀림 현상을 용이하게 방지할 수 있도록 한 인휠모터 차량의 조향시 제동 제어 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은: 제1제어기에서 조타 부하 저감을 위한 인휠모터 협조 제어가 필요한지 여부를 결정하는 단계; 제1제어기에서 조타 부하 저감을 위한 인휠모터 협조 제어를 수행하기 전에 차량 밀림 현상이 발생하는지 여부를 판정하는 단계; 차량의 밀림 현상이 발생된 것으로 판정되면, 제2제어기에서 제동장치의 작동에 따른 제동력을 유지시키는 제어를 수행하는 단계; 및 차량의 밀림 현상이 발생되지 않은 것으로 판정되면, 제1제어기에서 조타 부하 저감을 위한 인휠모터 협조 제어를 수행하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 인휠모터 차량의 조향시 제동 제어 방법을 제공한다.

상기 인휠모터 협조 제어가 필요한지 여부를 결정하는 단계는: 스티어링 휠의 조타시 조타 토크 센서에서 측정된 조타 토크와 기준치를 비교하여, 조타 토크가 기준치를 초과하면 조타 부하 저감을 위한 인휠모터 협조 제어가 필요한 것으로 결정하는 것을 특징으로 한다.

특히, 상기 차량 밀림 현상이 발생하는지 여부를 판정하는 단계는: 스티어링 휠의 조타에 따른 필요 타이어 회전각(θ)을 계산하는 단계; 실제 타이어 회전각을 모니터링하는 단계; 및 계산된 필요 타이어 회전각(θ)과 모니터링된 실제 타이어 회전각을 비교하는 단계; 로 진행되고, 상기 실제 타이어 회전각이 필요 타이어 회전각(θ)을 초과하면 차량 밀림 현상이 발생된 것으로 판정하고, 상기 실제 타이어 회전각이 필요 타이어 회전각(θ)을 초과하지 않으면 차량의 밀림 현상이 발생되지 않은 것으로 판정하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 스티어링 휠의 조타에 따른 필요 타이어 회전각(θ)을 계산하는 단계는: 조타 부하 저감을 위한 타이어의 필요 이동거리(L)과 휠 반경(R)을 이용한 θ = L × 360/(2πR)에 의하여 계산되거나, 킹핀축과 타이어 휠 센터 간의 거리(K)와 현재의 타이어 회전각(α)을 이용한 θ = K/R × α에 의하여 계산되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 실제 타이어 회전각을 모니터링하는 단계는; 인휠모터에 장착된 각도센서에서 실제 타이어 회전각을 감지한 신호를 상기 제1제어기에 전송하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 제2제어기에서 제동장치의 작동에 따른 제동력을 유지시키는 제어를 수행하는 단계는: 상기 제1제어기에서 조타 부하 저감을 위한 인휠모터 협조 제어의 일시적인 중지를 결정하는 신호를 제2제어기에 전송하면, 제2제어기에서 전륜 제동장치의 작동에 따른 제동력을 유지시키는 제어를 하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 제1제어기에서 조타 부하 저감을 위한 인휠모터 협조 제어를 수행하는 단계는: 인휠모터의 구동이 가능하도록 제동장치의 제동력을 일시적으로 해제하는 단계; 조타 부하 저감을 위한 필요 타이어 회전각(θ)를 계산하는 단계; 필요 타이어 회전각(θ)에 해당하는 양만큼 인휠모터를 강제 구동시키는 단계; 로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기한 과제 해결 수단을 통하여 본 발명은 다음과 같은 효과를 제공한다.

본 발명에 따르면, 조타 부하 저감을 위한 인휠모터 협조 제어가 수행될 때, 실제 타이어 회전각이 필요 타이어 회전각을 초과할 경우 차량 밀림 상태로 판정하여, 인휠모터 협조 제어를 일시적으로 중지하는 동시에 제동장치의 제동력을 발생시킴으로써, 차량의 경사로 밀림 현상 등을 용이하게 방지할 수 있다.

즉, 조타 부하 저감을 위한 실질적인 인휠모터 협조 제어가 이루어지기 전에 차량의 부하가 높은 상황(예, 경사로 주행, 5인 이상 탑승 등)에서 전륜 제동장치의 제동력을 발생시켜 차량의 밀림 현상이 용이하게 방지할 수 있다.

도 1은 조타시 조타 부하 저감을 위한 인휠모터 협조 제어를 위한 구성도,
도 2는 조타시 조타 부하 저감을 위한 인휠모터 협조 제어 과정을 도시한 순서도,
도 3은 타이어 휠 센터 이동량(A)을 계산하는 원리를 도시한 개략도,
도 4는 필요 타이어 회전각(θ)을 계산하는 원리를 도시한 개략도,
도 5는 본 발명에 따른 인휠모터 차량의 조향시 제동 제어를 위한 구성도,
도 6은 본 발명에 따른 인휠모터 차량의 조향시 제동 제어 방법을 도시한 순서도.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조로 상세하게 설명하기로 한다.

먼저, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 스티어링 휠의 조타시 조타 부하 저감을 위한 인휠모터 협조 제어 방법을 첨부한 도 1 및 도 2를 참조로 살펴보면 다음과 같다.

운전자에 의한 스티어링 휠(10)의 조타시, 조타 부하 크기를 판정한다(S101).

예를 들어, 제어기(20)에서 조타 토크 센서에서 측정된 조타 토크가 기준치(예, 6Nm)를 초과하는지 여부를 판정한다.

이어서, 조타 토크가 기준치를 초과하면 조타 부하 저감을 위한 인휠모터 협조 제어를 위하여 인휠모터가 구동되어야 하므로, 전륜 제동장치의 제동력을 일시적으로 해제한다(S102).

예를 들어, 상기 제어기(20)가 브레이크 제어기와의 협조 제어를 통해 전륜 브레이크가 해제되도록 하여 전륜의 인휠모터에 대한 구동 제어가 가능한 상태가 되도록 한다.

즉, 상기 제어기(20)에서 브레이크 페달 센서(Brake Pedal Sensor, BPS)의 신호로부터 운전자가 브레이크 페달을 밟고 있는 상태로 확인되면, 조타 부하를 저감하기 위한 인휠모터 협조 제어를 위해 인휠모터가 구동시켜야 하므로, 전륜 제동장치의 제동력을 일시적으로 강제 해제함으로써, 인휠모터에 대한 구동 제어가 가능한 상태가 되도록 한다.

다음으로, 상기 제어기(20)에서 조향각에 따른 타이어 회전각(α)(타이어를 위에서 바라보았을 때의 타이어 조타각)을 계산하거나, 아래의 표 1에 기재된 바와 같이 조향각에 따른 타이어 회전각(타이어 내륜각, 타이어 외륜각)을 나타내는 튜닝 맵 또는 튜닝 테이블을 이용하여 타이어 회전각(α)을 추출한다(S103).

즉, 상기 맵 또는 테이블은 조향각에 따른 값으로 타이어각이 설정되어 있는 데이터로서, 제어기가 맵 또는 테이블을 이용하여 현재의 조향각에 상응하는 타이어각을 결정할 수 있다.

여기서, 타이어각은 타이어 외륜각과 타이어 내륜각을 포함할 수 있고, 타이어 외륜각은 운전자 조타에 따라 차량이 선회할 때의 바깥쪽 타이어의 각도를 의미하고, 타이어 내륜각은 안쪽 타이어의 각도를 의미한다.

연이어, 상기 제어기(20)에서 타이어 휠 센터 이동량(이동거리, A)를 계산한다(S104).

상기 타이어 휠 센터 이동량(A)은 도 3에 도시된 바와 같이 조타 전 휠 센서(E)에서 조타 후의 휠 센터(E') 까지의 이동거리로서, 킹핀축과 타이어 휠 센터 간의 거리(K)와 현재의 타이어 회전각(α)을 이용하는 계산될 수 있다.

이에, 상기 타이어 휠 센서 이동량(A)은 아래의 [식 1]에 의하여 계산될 수 있다.

[식 1] : A = 2πK×(α/360)

다음으로, 상기 제어기(20)에서 조타 부하 저감을 위한 필요 타이어 회전각(θ)를 계산한다(S105).

상기 필요 타이어 회전각(θ)은 타이어의 회전 방향에 대한 필요 타이어 회전각(θ)을 말하며, 도 4에 도시된 바와 같이 조타 부하 저감을 위한 타이어의 필요 이동거리(L)과 휠 반경(R)을 이용하여 계산될 수 있다.

이에, 상기 필요 타이어 회전각(θ)은 아래의 [식 2]에 의하여 계산될 수 있다.

[식 2] : θ = L × 360/(2πR)

이때, 상기 타이어 휠 센터 이동량(A)과 상기 타이어의 필요 이동거리(L)은 거의 같으므로(A ≒ L), 'A = L'인 것으로 간주하면, 상기 필요 타이어 회전각(θ)은 휠센터 이동거리(A)와 타이어 반경(R)으로부터 아래의 [식 3]에 의해서도 계산될 수 있다.

[식 3] : θ = A × 360/(2πR)

또는, 상기 [식 3]의 A에 [식 1]을 대입하면 아래의 [식 4]가 구해질 수 있고, 따라서 필요 타이어 회전각(θ)은 타이어 회전각(α)으로부터 아래의 [식 4]에 의해서도 계산될 수 있다.

[식 4] : θ = K/R × α

다음으로, 상기 제어기(20)에서 실질적인 조타부하 저감 보상 로직이 실행한다(S106).

즉, 상기와 같이 필요 타이어 회전각(θ)이 결정되고 나면, 제어기는 상기 결정된 전륜의 필요 타이어 회전각(θ)을 기초로 해당 전륜의 인휠모터를 이용하여 조타 부하(스티어링 부하)를 저감하기 위한 보상 제어를 수행한다.

이러한 조타 부하 저감 보상 제어 과정에서 제어기는 필요 타이어 회전각(θ)에 해당하는 양만큼 전륜의 인휠모터를 강제 구동하여 조타 부하를 저감하게 된다.

예를 들어, 상기 제어기(20)의 제어 신호에 의하여 상기 필요 타이어 회전각(θ) 만큼 전륜의 좌우 인휠모터(30,32)가 강제 구동되어, 전륜의 외륜(조타 방향의 바깥쪽 타이어)이 앞으로 회전되는 동시에 전륜의 내륜(조타 방향의 안쪽 타이어)이 뒤로 회전되도록 한 인휠모터 협조 제어를 수행하도록 함으로써, 조타 부하를 저감시킬 수 있고, 그에 따라 전동식 파워 스티어링 시스템의 모터를 용량을 축소시킨 것으로 적용할 수 있다.

참고로, 상기 필요 타이어 회전각(θ)을 결정하는 제어기(20)가 조향 장치의 제어기(MDPS ECU)라면, 이 제어기는 조향이 이루어지는 전륜의 인휠모터에 대한 구동 제어를 실시하기 위해 모터 제어기와의 협조 제어를 실시할 수 있다.

상기와 같이 전륜의 필요 타이어 회전각(θ)만큼 보상을 위해 전륜의 인휠모터를 강제로 구동함으로써 조향 장치의 조타 부하를 저감할 수 있으며, 이러한 조타 부하 보상 후 운전자가 브레이크 페달을 계속해서 밟고 있으면 전륜 제동장치의 작동에 따른 제동력이 복원된다(S107).

그러나, 조타 부하 저감을 위한 인휠모터 협조 제어시 인휠모터가 구동되어야 하므로, 상기와 같이 전륜 제동장치의 제동력을 일시적으로 해제하게 되는데, 이때 차량의 부하가 높은 상황(예, 경사로 주행, 5인 이상 탑승 등)에서 전륜 제동장치의 제동력 해제로 인한 차량의 밀림 현상이 발생할 수 있다.

이를 해소하고자, 본 발명은 조타 부하 저감을 위한 인휠모터 협조 제어시 차량이 부하가 높은 상황 등에서 차량 밀림 상태로 판정되면, 인휠모터 협조 제어를 일시적으로 중지하는 동시에 자동으로 제동장치의 제동력을 발생시킴으로써, 차량의 경사로 밀림 현상 등을 용이하게 방지할 수 있도록 한 점에 주안점이 있다.

여기서, 본 발명에 따른 인휠모터 차량의 조향시 제동 제어 방법을 살펴보면 다음과 같다.

첨부한 도 5는 본 발명에 따른 인휠모터 차량의 조향시 제동 제어를 위한 구성도이고, 도 6은 본 발명에 따른 인휠모터 차량의 조향시 제동 제어 방법을 도시한 순서도이다.

먼저, 조타 부하 저감을 위한 인휠모터 협조 제어가 필요한지 여부를 결정하기 위하여 운전자에 의한 스티어링 휠의 조타시, 조타 부하 크기를 판정한다(S201).

예를 들어, 제1제어기(100)에서 조타 토크 센서(110)에서 측정된 조타 토크가 기준치(예, 6Nm)를 초과하는지 여부를 판정한다.

판정 결과, 조타 토크가 기준치를 초과하면 조타 부하 저감을 위한 인휠모터 협조 제어를 수행하기 전에 차량의 부하가 높은 상황(예, 경사로 주행, 5인 이상 탑승 등)에서 차량 밀림 현상이 발생하는지 여부를 판정한다.

이때, 조타 부하 저감을 위한 실질적인 인휠모터 협조 제어가 이루어지기 전에 차량의 부하가 높은 상황(경사로 주행, 5인 이상 탑승 등)인지 여부를 판정하는 이유는 상기와 같이 차량의 부하가 높은 상황이면 인휠모터 협조 제어를 위한 전륜 제동장치의 일시적인 제동력 해제로 인하여 차량의 밀림 현상이 발생할 수 있으므로, 차량의 밀림을 방지하는 로직을 우선 실행시키기 위함에 있다.

상기 차량의 부하가 높은 상황에서 차량 밀림 현상의 발생 여부를 판정하는 단계는 제1제어기(100)에서 스티어링 휠의 조타에 따른 필요 타이어 회전각(θ)을 계산하는 단계(S202)와, 실제 타이어 회전각을 모니터링하는 단계(S203)와, S202 단계에서 계산된 필요 타이어 회전각(θ)과 S203 단계에서 모니터링된 실제 타이어 회전각을 비교하는 단계(S203)로 이루어진다.

상기 스티어링 휠의 조타에 따른 필요 타이어 회전각(θ)을 계산하는 단계(S202)는 도 4에 도시된 바와 같이 조타 부하 저감을 위한 타이어의 필요 이동거리(L)과 휠 반경(R)을 이용하여 계산될 수 있다.

이에, 상기 필요 타이어 회전각(θ)은 상기한 수학식 2에 의하여 계산될 수 있다.

이때, 상기 타이어 휠 센터 이동량(A)과 상기 타이어의 필요 이동거리(L)은 거의 같으므로, 상기한 수학식 3을 이용하여도 필요 타이어 회전각(θ)을 얻을 수 있다.

상기 실제 타이어 회전각을 모니터링하는 단계(S203)는 인휠모터의 각도센서(120) 또는 휠속을 이용하여 검출할 수 있다.

상기 S202 단계에서 계산된 필요 타이어 회전각(θ)과 S203 단계에서 모니터링된 실제 타이어 회전각을 비교하는 단계(S203)는 상기 제1제어기(100)에서 이루어진다.

예를 들어, 상기 제1제어기(100)에서 상기한 수학식 3을 이용하여 계산된 필요 타이어 회전각(θ)과, 상기 인휠모터의 각도센서(120)에서 전송한 검출신호에 따른 실제 타이어 회전각 간의 크기를 비교한다.

비교 결과, 상기 실제 타이어 회전각이 필요 타이어 회전각(θ)을 초과하지 않는 것으로 확인되면, 차량의 부하가 높은 상황에서 차량 밀림 현상이 발생되지 않은 것으로 판정하여, 상기 제1제어기(100)에서 실질적인 조타부하 저감 보상 로직을 실행하기 위하여 전륜 제동장치의 제동력을 일시적으로 해제한다(S206).

즉, 조타 토크가 기준치를 초과하면 조타 부하 저감을 위한 인휠모터 협조 제어를 위하여 인휠모터가 구동되어야 하고, 또한 차량의 부하가 높은 상황에서 차량 밀림 현상이 발생되지 않은 것으로 확인되었으므로, 전륜 제동장치의 제동력을 일시적으로 해제한다.

다시 말해서, 상기 제1제어기(100)에서 브레이크 페달 센서(Brake Pedal Sensor, BPS)의 신호로부터 운전자가 브레이크 페달을 밟고 있는 상태로 확인되면, 조타 부하를 저감하기 위한 인휠모터 협조 제어를 위해 인휠모터가 구동시켜야 하므로, 전륜 제동장치의 제동력을 일시적으로 강제 해제함으로써, 인휠모터에 대한 구동 제어가 가능한 상태가 되도록 한다.

따라서, 전술한 S106 단계와 같이 상기 제1제어기(100)에서 실질적인 조타부하 저감 보상 로직을 실행한다(S207).

다시 말해서, 상기 제1제어기(100)에서 실질적인 조타부하 저감 보상 로직을 실행하는 단계(S207)는 필요 타이어 회전각(θ)에 해당하는 양만큼 전륜의 인휠모터를 강제 구동하여 조타 부하를 저감하게 된다.

예를 들어, 전술한 바와 같이 상기 제1제어기(100)의 제어 신호에 의하여 상기 필요 타이어 회전각(θ) 만큼 전륜의 좌우 인휠모터(30,32)가 강제 구동되어, 전륜의 외륜(조타 방향의 바깥쪽 타이어)이 앞으로 회전되는 동시에 전륜의 내륜(조타 방향의 안쪽 타이어)이 뒤로 회전되도록 한 인휠모터 협조 제어를 수행하도록 함으로써, 조타 부하를 저감시킬 수 있고, 이러한 조타 부하 보상 로직이 종료된 후 운전자가 브레이크 페달을 계속해서 밟고 있으면 전륜 제동장치의 작동에 따른 제동력이 복원된다.

반면, 상기 S203에서의 비교 결과, 상기 실제 타이어 회전각이 필요 타이어 회전각(θ)을 초과하는 것으로 확인되면, 차량의 부하가 높은 상황에서 차량 밀림 현상이 발생된 것으로 판정하여, 상기 제1제어기(100)에서 실질적인 조타부하 저감 보상 로직을 일시적으로 중지하는 동시에 전륜 제동장치의 제동력을 발생시킨다(S205).

즉, 상기 실제 타이어 회전각이 조타 부하 저감을 위한 인휠모터 협조 제어를 위하여 필요한 필요 타이어 회전각(θ)을 초과하는 것은 차량의 밀림 현상시 타이어가 더 회전된 것으로 볼 수 있으므로, 조타 부하 저감을 위한 인휠모터 협조 제어를 일시적으로 중지하는 동시에 제동장치의 제동력을 발생시킴으로써, 차량의 경사로 밀림 현상 등을 용이하게 방지할 수 있다.

참고로, 조타 부하 저감을 위한 인휠모터 협조 제어의 일시적인 중지를 결정하는 제1제어기(100)가 조향 장치의 제어기(MDPS ECU)라면, 제동장치의 제동력을 발생시키는 제어는 제동 제어기(ESC ECU)인 제2제어기(200)에 의하여 이루어질 수 있다.

다시 말해서, 상기 제1제어기(100)에서 브레이크 페달 센서(Brake Pedal Sensor, BPS)의 신호로부터 운전자가 브레이크 페달을 밟고 있는 상태로 확인된 후, 조타 부하 저감을 위한 인휠모터 협조 제어의 일시적인 중지를 결정하는 신호를 제동 제어기인 제2제어기(200)에 전송하면, 제2제어기(200)에서 전륜 제동장치의 작동에 따른 제동력을 유지시키는 제어를 함으로써, 차량의 경사로 밀림 현상 등을 용이하게 방지할 수 있다.

이와 같이, 조타 부하 저감을 위한 실질적인 인휠모터 협조 제어가 이루어지기 전에 차량의 부하가 높은 상황(예, 경사로 주행, 5인 이상 탑승 등)에서 차량 밀림 현상이 발생하면 전륜 제동장치의 제동력을 발생시켜 차량의 밀림 현상이 용이하게 방지할 수 있다.

100 : 제1제어기
110 : 조타 토크센서
120 : 각도센서
200 : 제2제어기

Claims

제1제어기에서 조타 부하 저감을 위한 인휠모터 협조 제어가 필요한지 여부를 결정하는 단계;
제1제어기에서 조타 부하 저감을 위한 인휠모터 협조 제어를 수행하기 전에 차량 밀림 현상이 발생하는지 여부를 판정하는 단계;
차량의 밀림 현상이 발생된 것으로 판정되면, 제2제어기에서 제동장치의 작동에 따른 제동력을 유지시키는 제어를 수행하는 단계;
차량의 밀림 현상이 발생되지 않은 것으로 판정되면, 제1제어기에서 조타 부하 저감을 위한 인휠모터 협조 제어를 수행하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 인휠모터 차량의 조향시 제동 제어 방법.
청구항 1에 있어서,
상기 인휠모터 협조 제어가 필요한지 여부를 결정하는 단계는:
스티어링 휠의 조타시 조타 토크 센서에서 측정된 조타 토크와 기준치를 비교하여, 조타 토크가 기준치를 초과하면 조타 부하 저감을 위한 인휠모터 협조 제어가 필요한 것으로 결정하는 것을 특징으로 하는 인휠모터 차량의 조향시 제동 제어 방법.
청구항 1에 있어서,
상기 차량 밀림 현상이 발생하는지 여부를 판정하는 단계는:
스티어링 휠의 조타에 따른 필요 타이어 회전각(θ)을 계산하는 단계;
실제 타이어 회전각을 모니터링하는 단계; 및
계산된 필요 타이어 회전각(θ)과 모니터링된 실제 타이어 회전각을 비교하는 단계;
로 진행되고,
상기 실제 타이어 회전각이 필요 타이어 회전각(θ)을 초과하면 차량 밀림 현상이 발생된 것으로 판정하고, 상기 실제 타이어 회전각이 필요 타이어 회전각(θ)을 초과하지 않으면 차량의 밀림 현상이 발생되지 않은 것으로 판정하는 것을 특징으로 하는 인휠모터 차량의 조향시 제동 제어 방법.
청구항 3에 있어서,
상기 스티어링 휠의 조타에 따른 필요 타이어 회전각(θ)을 계산하는 단계는:
조타 부하 저감을 위한 타이어의 필요 이동거리(L)과 휠 반경(R)을 이용한 θ = L × 360/(2πR)에 의하여 계산되거나, 킹핀축과 타이어 휠 센터 간의 거리(K)와 현재의 타이어 회전각(α)을 이용한 θ = K/R × α에 의하여 계산되는 것을 특징으로 하는 인휠모터 차량의 조향시 제동 제어 방법.
청구항 3에 있어서,
상기 실제 타이어 회전각을 모니터링하는 단계는;
인휠모터에 장착된 각도센서에서 실제 타이어 회전각을 감지한 신호를 상기 제1제어기에 전송하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 인휠모터 차량의 조향시 제동 제어 방법.
청구항 1에 있어서,
상기 제2제어기에서 제동장치의 작동에 따른 제동력을 유지시키는 제어를 수행하는 단계는:
상기 제1제어기에서 조타 부하 저감을 위한 인휠모터 협조 제어의 일시적인 중지를 결정하는 신호를 제2제어기에 전송하면, 제2제어기에서 전륜 제동장치의 작동에 따른 제동력을 유지시키는 제어를 하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 인휠모터 차량의 조향시 제동 제어 방법.
청구항 1에 있어서,
상기 제1제어기에서 조타 부하 저감을 위한 인휠모터 협조 제어를 수행하는 단계는:
인휠모터의 구동이 가능하도록 제동장치의 제동력을 일시적으로 해제하는 단계;
조타 부하 저감을 위한 필요 타이어 회전각(θ)를 계산하는 단계;
필요 타이어 회전각(θ)에 해당하는 양만큼 인휠모터를 강제 구동시키는 단계;
로 이루어지는 것을 특징으로 하는 인휠모터 차량의 조향시 제동 제어 방법.