KR20140100011A - Steering system for vehicle - Google Patents
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Abstract
유압을 통해 파워스티어링을 수행하는 유압식 스티어링부; 스티어링축에 마련되며 모터를 통해 스티어링축에 토크를 제공하는 토크제공부; 및 평상시에는 토크제공부를 구동하지 않는 것을 기본으로 하되, 차량의 자동조향기능이 요청되는 경우 토크제공부를 구동제어하고, 차량이 저속구간인 경우 운전자의 입력토크에 따라 토크제공부를 구동하여 조향토크를 부가하거나 조향각속도에 따라 토크제공부를 구동하여 조향에 대한 댐핑토크를 제공하는 제어부;를 포함하는 차량의 조향시스템이 소개된다.A hydraulic steering part for performing power steering via hydraulic pressure; A torque distributor provided on the steering shaft and providing torque to the steering shaft via the motor; And when the automatic steering function of the vehicle is requested, the torque providing unit is driven and controlled. When the vehicle is in the low speed range, the torque providing unit is driven in accordance with the input torque of the driver, And a control section for driving the torque providing section in accordance with the steering angle velocity to provide a damping torque for the steering.
Description
본 발명은 기본적인 랙추력은 유압에 의해 생성하되 필요시 일부의 경우에 있어 모터에 의한 토크를 보조하는 차량의 조향시스템에 관한 것이다.
The present invention relates to a steering system of a vehicle in which the basic rack thrust is generated by hydraulic pressure and, if necessary, assists the torque by the motor in some cases.
기존의 유압식 파워스티어링은 유체에서 발생된 힘만으로 타이어를 회전시키기 때문에 자동 조향 기능의 구현이 불가능하여 타 시스템과 협조제어가 되지 않는 문제가 있었다. 즉, 유압식은 토션바가 비틀려서 밸브가 열릴 때에만 힘이 전달되므로 운전자의 조향 없이는 기어박스에 힘 전달이 불가한 문제가 있었던 것이다.The conventional hydraulic power steering has a problem in that the automatic steering function can not be implemented because the tire is rotated only by the force generated from the fluid, so that it can not be controlled in cooperation with other systems. In other words, since the hydraulic system transmits the force only when the torsion bar is twisted and the valve is opened, power transmission to the gear box is impossible without the driver's steering.
한편, 자동조향이 필요한 타 시스템 협조제어 사례의 경우로는 아래의 경우를 들 수 있다.On the other hand, in the case of other system cooperative control cases requiring automatic steering, the following cases can be mentioned.
1) 주차보조시스템 : 차량의 주변을 센서 등으로 인지하여, 운전자가 조향을 하지 않아도 자동으로 주차가 가능한 시스템1) Parking assist system: A system that allows the driver to park the vehicle automatically without recognizing the surroundings by sensors
2) 차선유지시스템 : 차량주행시 차선을 센서 등으로 인지하여, 운전자가 조향을 하지 않아도 자동으로 차선유지가 가능한 시스템2) Lane keeping system: A lane keeping system that allows the lane to be automatically maintained even when the driver does not steer by recognizing the lane by sensor etc.
3) 샤시통합제어시스템 : 차량의 위험한 순간(비대칭 마찰 노면 등에서 차량 회전시)에 자동으로 필요한 방향으로 조향을 하여 차량의 위험을 줄이는 기능3) Chassis integrated control system: Reduces vehicle risk by automatically steering in the required direction automatically at dangerous moments of the vehicle (when the vehicle turns on asymmetric friction roads)
또한, 유압식은 전자 제어(자동 조향 기능)가 안되기 때문에 스티어링 성능 저하(차속별 조타력, 복원, 풀링 보상 기능 등의 구현 불가)가 나타날 수밖에 없었다.
In addition, since the hydraulic control system is not equipped with electronic control (automatic steering function), it is inevitable that the steering performance deteriorates (it is impossible to implement steering assist force, restoration, and pulling compensation function by vehicle speed).
한편, 기존의 전동 파워스티어링(MDPS)은 모터에서 발생된 힘만으로 타이어를 회전시키기 때문에 전체 랙추력을 만족시키려면 모터 및 감속 기구부의 SIZE가 크게 개발 될 수밖에 없었고, MDPS 탑재를 위해 주변부품이 대폭 변경되어야 하므로 차량 투자비 손실이 크게 발생되는 문제가 있었다.In the meantime, since the conventional electric power steering (MDPS) rotates the tire only by the force generated from the motor, the size of the motor and the deceleration mechanism portion have to be developed in order to satisfy the total rack thrust. In order to mount the MDPS, There is a problem that the loss of the investment cost of the vehicle is largely generated.
또한, 항상 운전자와 근접한 곳에 위치하므로 SIZE에 따라 차량 충돌성능에 크게 영향을 미치게 되었다.Also, since it is always located close to the driver, it has a great influence on the collision performance of the vehicle according to the size.
그리고, 유압식은 유체의 연속적인 흐름으로 부드럽게 조타력을 보조하는 반면 MDPS는 모터, ECU의 이산화로 인공적인 조타감 발생하고 차량의 스티어링 성능중 코깅토크, 토크리플, 탄력감 부족 등으로 나타나는 문제가 있었다.
In addition, while the hydraulic system assists the steering force smoothly by the continuous flow of the hydraulic fluid, there is a problem that the MDPS causes artificial steering sensation due to the disconnection of the motor and the ECU, and the cushioning torque, torque ripple, .
이러한 다양한 문제에 의해 최근에는 유압식과 전자식을 통합하고자 하는 시도가 나타나는데, 대표적으로 종래의 KR10-2010-0072906 A "MDPS와 EHPS 병행형 차량용 조향장치"는 "본 발명은 MDPS와 EHPS 병행형 차량용 조향장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 MDPS와 EHPS를 병행하여 조타함으로써 상호 보완적 기능을 수행하고 긴급 조타 불능시 보조 조타력을 제공하여 안전성을 확보할 수 있는 MDPS와 EHPS 병행형 차량용 조향장치에 관한 것이다. 이를 위해, 본 발명은 메인 모터의 회전력으로 조향 파워를 어시스트 하는 MDPS; 유압펌프 구동을 통해 발생된 유압으로 조향 파워를 어시스트 하는 EHPS; 및 상기 메인 모터와 유압펌프의 구동을 제어하는 ECU를 포함하고, 주 조향장치로 MDPS를 사용하고, 보조 조향장치로 EHPS를 사용하여 모터의 긴급 조타불능시 또는 대형차량에서 부족한 조타력을 보조하는 것을 특징으로 하는 MDPS와 EHPS 병행형 차량용 조향장치를 제공한다"를 제시한다.As a result of such various problems, attempts have been made recently to integrate a hydraulic type and an electronic type. Typically, the conventional KR10-2010-0072906 A "MDPS and EHPS parallel steering system for vehicle" And more particularly, to a steering apparatus for a vehicle-mounted MDPS and EHPS capable of performing complementary functions by steering the MDPS and the EHPS in parallel and securing safety by providing auxiliary steering force in case of emergency steering failure The EHPS for assisting the steering power with the hydraulic pressure generated by the driving of the hydraulic pump and the ECU for controlling the driving of the main motor and the hydraulic pump, , Using the MDPS as the main steering and using the EHPS as the auxiliary steering to disable the emergency steering of the motor Or assist steering assist force which is insufficient in a large-sized vehicle. "
그러나 이러한 종래의 기술에 의하면 주 스티어링 기구로서 MDPS의 모터를 이용하여 조타력을 부가하되 보조적으로만 유압식을 이용함으로써 조타의 이질감, 자동조향기능의 불가 등의 문제는 여전히 가지고 있었던 것이다.
However, according to this conventional technique, the steering force is added by using the motor of the MDPS as the main steering mechanism, but the problem of the heterogeneity of the steering and the inability of the automatic steering function is still present by using the hydraulic type only as auxiliary.
상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.
It should be understood that the foregoing description of the background art is merely for the purpose of promoting an understanding of the background of the present invention and is not to be construed as an admission that the prior art is known to those skilled in the art.
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 유압식과 전동식을 결합하되 유압식을 주로 하여 조타감을 확보하고 전동식을 보조로 하여 시스템 설계에 유리하며 부가 기능의 제공이 가능한 차량의 조향시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
The present invention has been proposed in order to solve such problems, and provides a steering system of a vehicle which is combined with a hydraulic type and an electric type, secures a steering feeling by using a hydraulic type, It has its purpose.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 차량의 조향시스템은, 유압을 통해 파워스티어링을 수행하는 유압식 스티어링부; 스티어링축에 마련되며 모터를 통해 스티어링축에 토크를 제공하는 토크제공부; 및 평상시에는 토크제공부를 구동하지 않는 것을 기본으로 하되, 차량의 자동조향기능이 요청되는 경우 토크제공부를 구동제어하고, 차량이 저속구간인 경우 운전자의 입력토크에 따라 토크제공부를 구동하여 조향토크를 부가하거나 조향각속도에 따라 토크제공부를 구동하여 조향에 대한 댐핑토크를 제공하는 제어부;를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a steering system for a vehicle, including: a hydraulic steering unit for performing power steering via hydraulic pressure; A torque distributor provided on the steering shaft and providing torque to the steering shaft via the motor; And when the automatic steering function of the vehicle is requested, the torque providing unit is driven and controlled. When the vehicle is in the low speed range, the torque providing unit is driven in accordance with the input torque of the driver, And a control unit for driving the torque providing unit according to the steering angle speed to provide a damping torque for the steering.
상기 제어부의 자동조향기능은 자동주차기능, 자동차선유지기능 및 샤시안전제어기능을 포함할 수 있다.The automatic steering function of the control unit may include an automatic parking function, a car line holding function, and a chassis safety control function.
상기 제어부는 차량이 저속구간인 경우 운전자의 입력토크에 따라 부가하는 조향토크가 증대되도록 할 수 있다.The control unit may increase the steering torque to be added in accordance with the input torque of the driver when the vehicle is in the low speed section.
상기 부가하는 조향토크는 최대값이 일정값으로 제한될 수 있다.The maximum value of the added steering torque can be limited to a certain value.
상기 부가하는 조향토크는 차속이 낮을수록 증대되도록 할 수 있다.The added steering torque can be increased as the vehicle speed is lower.
상기 제어부는 운전자의 입력토크를 입력으로 하고 입력토크에 따라 증대되는 조향토크를 출력으로 하는 데이터맵을 구비하며, 입력토크에 따른 조향토크의 기울기는 차속이 낮을수록 증대되도록 할 수 있다.The control unit includes a data map for inputting an input torque of the driver and outputting an increase in steering torque according to the input torque. The slope of the steering torque according to the input torque can be increased as the vehicle speed is lower.
상기 조향토크는 최대값이 일정값으로 제한되고, 조향토크는 차속이 낮을수록 더 작은 입력토크에서 최대값에 수렴하도록 할 수 있다.The maximum value of the steering torque is limited to a constant value, and the steering torque can be converged to a maximum value at a smaller input torque as the vehicle speed is lower.
상기 제어부는 차량이 저속구간인 경우 조향각속도의 증가에 따라 댐핑토크가 증대되도록 할 수 있다.The controller may increase the damping torque according to the increase of the steering angle velocity when the vehicle is in the low speed section.
상기 댐핑토크는 최대값이 일정값으로 제한되도록 할 수 있다.The damping torque may be such that the maximum value is limited to a certain value.
상기 댐핑토크는 차속이 높을수록 증대되도록 할 수 있다.The damping torque can be increased as the vehicle speed is higher.
상기 제어부는 운전자의 조향각속도를 입력으로 하고 조향각속도에 따라 증대되는 댐핑토크를 출력으로 하는 데이터맵을 구비하며, 조향각속도에 따른 댐핑토크의 기울기는 차속이 높을수록 증대되도록 할 수 있다.The control unit includes a data map that receives the driver's steering angle velocity and outputs damping torque that increases according to the steering angle velocity. The slope of the damping torque according to the steering angle velocity can be increased as the vehicle speed is higher.
상기 댐핑토크는 최대값이 일정값으로 제한되되 차속이 높을수록 최대값의 크기도 증가하며 차속이 높을수록 더 작은 조향각속도에서 최대값에 수렴하도록 할 수 있다.
The maximum value of the damping torque is limited to a predetermined value, but the maximum value increases as the vehicle speed increases, and converges to a maximum value at a smaller steering angle velocity as the vehicle speed increases.
상술한 바와 같은 구조로 이루어진 차량의 조향시스템에 따르면, 유압식 스티어링의 경우 차량에 필요한 스티어링 랙추력 전체를 담당함으로써 토크제어 모터의 구동 없이도 기존의 파워스티어링 기능을 수행할 수 있다.According to the vehicle steering system constructed as described above, in the case of the hydraulic steering, the entire steering rack thrust necessary for the vehicle is handled, so that the conventional power steering function can be performed without driving the torque control motor.
따라서 기존의 MDPS 대비 조타감이 향상된다.Therefore, steering feeling is improved compared to the existing MDPS.
동시에, 토크제어 모터의 경우 자동조향기능과 협조제어를 위한 최소한의 자동 조향 토크를 제공하며, 유압 스티어링 성능 향상을 위한 최소한의 성능 제어 토크를 제공함으로써 최소한의 토크 제공으로 전체 SIZE를 축소하여 충돌성능 향상 및 탑재가 용이해진다.
At the same time, the torque control motor provides the minimum automatic steering torque for the automatic steering function and the coordinated control. It provides the minimum performance control torque to improve the hydraulic steering performance, thereby reducing the overall size by providing the minimum torque, Improvement and mounting are facilitated.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 조향시스템의 구성도.
도 2, 도 4 및 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 조향시스템의 구현 순서도.
도 3 및 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 조향시스템의 구현을 위한 데이터맵의 예시.1 is a configuration diagram of a steering system of a vehicle according to an embodiment of the present invention;
Figures 2, 4, and 6 are flowcharts illustrating an implementation of a steering system of a vehicle in accordance with an embodiment of the present invention.
Figures 3 and 5 are examples of data maps for the implementation of a steering system of a vehicle in accordance with an embodiment of the present invention.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 차량의 조향시스템에 대하여 살펴본다.Hereinafter, a vehicle steering system according to a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 조향시스템의 구성도이고, 도 2, 도 4 및 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 조향시스템의 구현 순서도이며, 도 3 및 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량의 조향시스템의 구현을 위한 데이터맵의 예시이다.FIG. 1 is a configuration diagram of a steering system of a vehicle according to an embodiment of the present invention, FIGS. 2, 4, and 6 are flowcharts for implementing the steering system of a vehicle according to an embodiment of the present invention, 5 is an illustration of a data map for implementation of a steering system of a vehicle in accordance with an embodiment of the present invention.
도 1에서 볼 수 있듯이, 본 발명의 차량의 조향시스템은, 유압을 통해 파워스티어링을 수행하는 유압식 스티어링부(100); 스티어링축에 마련되며 모터(220)를 통해 스티어링축에 토크를 제공하는 토크제공부(200); 및 평상시에는 토크제공부(200)를 구동하지 않는 것을 기본으로 하되, 차량의 자동조향기능이 요청되는 경우 토크제공부(200)를 구동제어하고, 차량이 저속구간인 경우 운전자의 입력토크에 따라 토크제공부(200)를 구동하여 조향토크를 부가하거나 조향각속도에 따라 토크제공부(200)를 구동하여 조향에 대한 댐핑토크를 제공하는 제어부(300);를 포함한다.As shown in FIG. 1, the steering system of the vehicle of the present invention includes a
본 발명의 차량의 조향시스템은 기본적으로 종래의 유압식 스티어링시스템과 같이 모터 혹은 엔진의 동력에 의해 유압을 제공하는 유압제공부를 통하여 조향기구에 랙추력을 제공하는 유압식 스티어링부(100)가 마련된다. The steering system of the vehicle of the present invention is basically provided with a
그리고 부가적으로는 스티어링축에 마련되며 모터(220)를 통해 스티어링축에 토크를 제공함으로써 유압식 파워스티어링이 좀 더 강화되어 작동할 수 있도록 하는 토크제공부(200)가 마련된다.And a
이를 통해, 평상시에는 토크제공부(200)의 가동을 중지하고 유압식 스티어링부(100)만을 통해 차량의 조향을 하도록 함으로써 파워스티어링의 기능을 구현하도록 한다. 이러한 시스템에서는 운전자의 스티어링시 토션바의 비틀림에 따라 밸브를 개폐함으로써 유압으로 인하여 랙추력이 발생하도록 함이 일반적이다.Accordingly, the
이러한 유압식 스티어링부(100)를 기본적인 조향시스템으로 채용함으로써 종래 MDPS시스템의 단점인 조향 이질감을 극복할 수 있게 되고 토크리플 등의 상품성을 개선할 수 있는 것이다.
By adopting such a
한편, 제어부(300)는 필요한 경우에만 선택적으로 토크제공부(200)를 구동하는데, 이는 평상시와는 달리 매우 이례적인 상황에서 짧은 시간 동안만 조향에 개입하도록 하는 것이다. 따라서, 이러한 모터(220)의 제어를 통하여 평상시에는 유압으로 인한 부드럽고 연속적인 조향이 가능하도록 하며 필요시에만 모터(220)에 의한 조향토크를 부가하여 차량의 상품성과 안정성을 동시에 만족시키도록 하는 것이다. 제어부(300)는 모터(220)와 함께 설치하는 것도 가능하고 모터(220)와는 분리하여 설치하는 것도 가능하며 제어부(300) 역시 그 기능에 따라 분리하여 차량에 장착하는 것이 가능하다.
On the other hand, the
구체적으로, 제어부(300)는 평상시에는 토크제공부(200)를 구동하지 않는 것을 기본으로 하되, 차량의 자동조향기능이 요청되는 경우 토크제공부(200)를 구동제어하고, 차량이 저속구간인 경우 운전자의 입력토크에 따라 토크제공부(200)를 구동하여 조향토크를 부가하거나 조향각속도에 따라 토크제공부(200)를 구동하여 조향에 대한 댐핑토크를 제공하도록 한다.More specifically, the
우선, 도 2는 본 발명의 차량의 조향시스템의 자동조향기능 시의 제어를 나타낸 것이다.2 shows control of the automatic steering function of the steering system of the vehicle according to the present invention.
차량의 자동조향기능이란 운전자의 직접적인 조작 없이도 자동적으로 조향을 구현하거나 보정하는 것으로서 예를 들어, 상기 제어부(300)의 자동조향기능은 자동주차기능, 자동차선유지기능 및 샤시안전제어기능을 포함할 수 있다.For example, the automatic steering function of the
구체적으로, 자동주차기능은 차량의 주변을 센서 등으로 인지하여, 운전자가 조향을 하지 않아도 자동으로 주차가 가능하도록 하는 것으로서 자동적인 조향이 필요한 사항이며, 자동차선유지기능은 차량주행시 차선을 센서 등으로 인지하여, 운전자가 조향을 하지 않아도 자동으로 차선유지가 가능하도록 하는 것으로서 적극적으로 조향에 제어가 개입하는 경우이다. 또한, 샤시안전제어기능은 차량의 위험한 순간(비대칭 마찰 노면 등에서 차량 회전시)에 자동으로 필요한 방향으로 조향을 하여 차량의 위험을 줄이는 기능을 말한다.Specifically, the automatic parking function recognizes the surroundings of the vehicle by means of a sensor and the like so that the driver can automatically park the vehicle without steering, which requires automatic steering. So that the lane can be maintained automatically even if the driver does not steer, and the control actively intervenes in the steering. In addition, the chassis safety control function refers to a function of automatically reducing the risk of a vehicle by steering in a required direction automatically at a dangerous moment (when the vehicle is turned on an asymmetric friction surface) of the vehicle.
이외에도 다양한 자동조향이 필요한 경우에는 제어부(300)에서 토크제공부(200)를 구동하여 자동조향에 필요한 조향토크를 제공하도록 하는 것이다. 따라서, 평상시에는 유압식 스티어링의 장점을 살리면서 동시에 필요시에만 자동조향토록 하여 상품성 역시 확보하도록 하는 것이다.In addition, when various kinds of automatic steering are required, the
먼저 차량에서는 초기 체크를 수행하여 전장품의 이상여부를 확인하고(S10) 이상시에는 경고를 수행(S12)하며 엔진을 체크한 후(S20) 주행 중 자동조향이 필요한 경우에는(S100) 토크제공부를 선택적으로 구동하도록 하는 것이다(S200).
First, in the vehicle, an initial check is performed to check whether an electrical component is abnormal (S10), a warning is performed (S12), an engine is checked (S20), and if automatic steering is required during traveling (S100) (S200).
한편, 도 3 및 4는 주차나 후진시 등에서의 저속상황에서 무거운 스티어링을 좀 더 가볍게 움직일 수 있도록 조향토크를 배가하는 방법에 관한 것이다. 3 and 4 relate to a method for doubling the steering torque so that heavy steering can be moved more lightly in low speed situations such as during parking or reversing.
즉, 차속이 30KM/H 등과 같이 저속상황인 경우에는 좀 더 부드럽고 매끄러운 조향감을 구현하기 위해 선택적으로 토크제공부를 구동제어한다.That is, when the vehicle speed is a low speed condition such as 30KM / H, the torque providing unit is selectively driven to achieve a smoother and smoother steering feeling.
이는 차속별 가변제어의 개념으로써, 운전자가 스티어링휠에 가하는 입력토크에 따라 토크제공부의 모터에 따른 조향토크를 증가시키며 부가함으로써 저속에서는 유압과 모터에 의하여 배가된 파워스티어링을 제공하는 것이다.This is a concept of variable speed control according to vehicle speed, which increases the steering torque according to the motor of the torque providing part in accordance with the input torque applied to the steering wheel by the driver, thereby providing power steering at the low speed by the hydraulic pressure and the motor.
따라서, 운전자는 고속에서는 유압식에 따른 안정적인 조향을 제공받고, 저속시에는 가볍고 부드러운 조향을 느낄 수 있게 되는 것이다.Therefore, the driver is provided with the stable steering according to the hydraulic type at high speed, and the light and smooth steering can be felt at the low speed.
특히, 이 경우에는 상기 제어부는 차량이 저속구간인 경우 운전자의 입력토크에 따라 부가하는 조향토크가 증대되도록 하는데, 상기 부가하는 조향토크는 최대값이 일정값으로 제한되도록 한다. 즉, 기본적으로는 유압에 의한 랙추력이 제공되기 때문에 필요 이상으로 많은 토크가 필요한 경우는 아니어서, 최대값을 일정하게 제한함으로써 토크제공부의 스펙과 설계 사이즈가 대폭 감소될 수 있고 그에 따라 운전자의 무릎공간을 더 확보하고 설계와 안전성의 자유도를 증대시킬 수 있게 되는 것이다.In particular, in this case, the control unit increases the steering torque to be added in accordance with the input torque of the driver when the vehicle is in the low-speed section, and the maximum value of the added steering torque is limited to a certain value. That is, basically, since the rack thrust by the hydraulic pressure is provided, the torque and the design size of the torque-providing portion can be greatly reduced by restricting the maximum value constantly, It is possible to secure more space in the knee and increase the freedom of design and safety.
그리고 상기 부가하는 조향토크는 차속이 낮을수록 증대되도록 한다.And the steering torque to be added is increased as the vehicle speed is lower.
즉, 도 3과 같이, 상기 제어부는 운전자의 입력토크를 입력으로 하고 입력토크에 따라 증대되는 조향토크를 출력으로 하는 데이터맵을 구비하며, 입력토크에 따른 조향토크의 기울기는 차속이 낮을수록 증대되도록 하는 것이다.That is, as shown in FIG. 3, the control unit includes a data map for inputting the input torque of the driver and outputting an increase in steering torque according to the input torque. The slope of the steering torque according to the input torque increases as the vehicle speed is lower .
그리고 상기 조향토크는 최대값이 일정값으로 제한되고, 조향토크는 차속이 낮을수록 더 작은 입력토크에서 최대값에 수렴하도록 함으로써 차속이 낮을수록 더욱 빠르게 부가하는 조향토크를 증대시켜 유압에 의한 파워스티어링이 더욱 쉽고 빠르게 작용할 수 있도록 하는 것이다.Further, the steering torque is limited to a constant value, and the steering torque converges to a maximum value at a smaller input torque as the vehicle speed is lower, thereby increasing the steering torque to be added more quickly as the vehicle speed is lower, So that they can work more easily and quickly.
이 경우 도 4와 같이 차속이 기준차속 이하인 경우(S300) 조향토크 어시스트의 개념을 통하여 스티어링이 좀 더 쉽고 가볍게 느껴지도록 한다(S400).
In this case, if the vehicle speed is equal to or lower than the reference vehicle speed (S300) as shown in FIG. 4, steering is made easier and lighter by the concept of steering torque assist (S400).
한편, 도 5 및 6은 댐핑제어에 관한 것으로서, 스티어링의 각속도가 클 경우에는 역토크의 형식으로 그 댐핑을 수행함으로써 좀 더 정확하고 리니어한 조향조작이 가능하며 차량의 조향 안정성을 담보하도록 하는 것이다.5 and 6 are related to the damping control. When the angular velocity of the steering is large, damping is performed in the form of reverse torque, whereby more accurate and linear steering operation is possible and the steering stability of the vehicle is secured .
구체적으로, 이 경우에도 차속이 기준차속 이하인 경우(S500)에는 토크제공부를 통하여 모터의 댐핑제어를 수행함으로써 역으로 조향토크에 대한 댐핑효과를 구현토록 하는 것이다(S600).More specifically, in this case, when the vehicle speed is equal to or lower than the reference vehicle speed (S500), damping control of the motor is performed through the torque providing unit to implement the damping effect on the steering torque (S600).
이 경우에는 상기 제어부는 차량이 저속구간인 경우 조향각속도의 증가에 따라 댐핑토크가 증대되도록 함으로써 조향이 급격하게 변화되는 경우 안정성을 부여한다.In this case, the control unit increases the damping torque in accordance with the increase of the steering angle velocity when the vehicle is in the low-speed section, thereby providing stability when the steering is changed rapidly.
또한, 상기 댐핑토크는 최대값이 일정값으로 제한되도록 함으로써 토크제공부의 스펙을 다운시키는 것이 가능하고, 상기 댐핑토크는 차속이 높을수록 증대되도록 함으로써 저속구간에서 차속이 빠르고 조향각이 급격하게 변화될수록 댐핑토크를 증가시키는 것이다.Also, the damping torque can be reduced by limiting the maximum value of the damping torque to a constant value, and the damping torque can be increased as the vehicle speed is increased. Thus, as the vehicle speed is fast in the low- To increase the torque.
즉, 상기 제어부는 운전자의 조향각속도를 입력으로 하고 조향각속도에 따라 증대되는 댐핑토크를 출력으로 하는 데이터맵을 구비하며, 조향각속도에 따른 댐핑토크의 기울기는 차속이 높을수록 증대되도록 한다.That is, the control unit has a data map that receives the driver's steering angle velocity and outputs damping torque that increases according to the steering angle velocity, and the slope of the damping torque according to the steering angle velocity increases as the vehicle velocity increases.
다만, 상기 댐핑토크는 최대값이 일정값으로 제한되되 차속이 높을수록 최대값의 크기도 증가하며 차속이 높을수록 더 작은 조향각속도에서 최대값에 수렴토록 함으로써 그 상승기울기를 조정할 수 있다.
However, the maximum value of the damping torque is limited to a certain value, but the maximum value increases as the vehicle speed increases, and the upward slope can be adjusted by converging to a maximum value at a smaller steering angle speed as the vehicle speed is higher.
상술한 바와 같은 구조로 이루어진 차량의 조향시스템에 따르면, 유압식 스티어링의 경우 차량에 필요한 스티어링 랙추력 전체를 담당함으로써 토크제어 모터의 구동 없이도 기존의 파워스티어링 기능을 수행할 수 있다. 따라서 기존의 MDPS 대비 조타감이 향상된다.According to the vehicle steering system constructed as described above, in the case of the hydraulic steering, the entire steering rack thrust necessary for the vehicle is handled, so that the conventional power steering function can be performed without driving the torque control motor. Therefore, steering feeling is improved compared to the existing MDPS.
동시에, 토크제어 모터의 경우 자동조향기능과 협조제어를 위한 최소한의 자동 조향 토크를 제공하며, 유압 스티어링 성능 향상을 위한 최소한의 성능 제어 토크를 제공함으로써 최소한의 토크 제공으로 전체 SIZE를 축소하여 충돌성능 향상 및 탑재가 용이해진다.
At the same time, the torque control motor provides the minimum automatic steering torque for the automatic steering function and the coordinated control. It provides the minimum performance control torque to improve the hydraulic steering performance, thereby reducing the overall size by providing the minimum torque, Improvement and mounting are facilitated.
본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to specific embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the following claims It will be apparent to those of ordinary skill in the art.
100 : 유압식 스티어링부 200 : 토크제공부
300 : 제어부100: Hydraulic steering part 200:
300:
Claims (12)
스티어링축에 마련되며 모터(220)를 통해 스티어링축에 토크를 제공하는 토크제공부(200); 및
평상시에는 토크제공부(200)를 구동하지 않는 것을 기본으로 하되, 차량의 자동조향기능이 요청되는 경우 토크제공부(200)를 구동제어하고, 차량이 저속구간인 경우 운전자의 입력토크에 따라 토크제공부(200)를 구동하여 조향토크를 부가하거나 조향각속도에 따라 토크제공부(200)를 구동하여 조향에 대한 댐핑토크를 제공하는 제어부(300);를 포함하는 차량의 조향시스템.A hydraulic steering part 100 for performing power steering via hydraulic pressure;
A torque providing unit 200 provided on the steering shaft and providing torque to the steering shaft via the motor 220; And
The torque providing part 200 is driven when the automatic steering function of the vehicle is requested, and when the vehicle is in the low speed section, the torque providing part 200 is not driven, And a control unit (300) for driving the supplying unit (200) to add a steering torque or to drive the torque providing unit (200) in accordance with the steering angle speed to provide a damping torque for the steering.
상기 제어부(300)의 자동조향기능은 자동주차기능, 자동차선유지기능 및 샤시안전제어기능을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 조향시스템.The method according to claim 1,
Wherein the automatic steering function of the controller (300) includes an automatic parking function, a car line holding function, and a chassis safety control function.
상기 제어부(300)는 차량이 저속구간인 경우 운전자의 입력토크에 따라 부가하는 조향토크가 증대되도록 하는 것을 특징으로 하는 차량의 조향시스템.The method according to claim 1,
Wherein the control unit (300) increases the steering torque to be added in accordance with the input torque of the driver when the vehicle is in the low speed range.
상기 부가하는 조향토크는 최대값이 일정값으로 제한된 것을 특징으로 하는 차량의 조향시스템.The method of claim 3,
Wherein the added steering torque is limited to a maximum value.
상기 부가하는 조향토크는 차속이 낮을수록 증대되는 것을 특징으로 하는 차량의 조향시스템.The method of claim 3,
Wherein the added steering torque is increased as the vehicle speed is lower.
상기 제어부(300)는 운전자의 입력토크를 입력으로 하고 입력토크에 따라 증대되는 조향토크를 출력으로 하는 데이터맵을 구비하며, 입력토크에 따른 조향토크의 기울기는 차속이 낮을수록 증대되는 것을 특징으로 하는 차량의 조향시스템.The method according to claim 1,
The control unit 300 includes a data map for inputting an input torque of the driver and outputting an increase in steering torque according to the input torque, and the slope of the steering torque according to the input torque is increased as the vehicle speed is lower The steering system of the vehicle.
상기 조향토크는 최대값이 일정값으로 제한되고, 조향토크는 차속이 낮을수록 더 작은 입력토크에서 최대값에 수렴하는 것을 특징으로 하는 차량의 조향시스템.The method of claim 6,
Wherein the steering torque is limited to a maximum value and the steering torque converges to a maximum value at a smaller input torque as the vehicle speed is lower.
상기 제어부(300)는 차량이 저속구간인 경우 조향각속도의 증가에 따라 댐핑토크가 증대되도록 하는 것을 특징으로 하는 차량의 조향시스템.The method according to claim 1,
Wherein the controller (300) increases the damping torque according to an increase in the steering angle velocity when the vehicle is in a low speed section.
상기 댐핑토크는 최대값이 일정값으로 제한된 것을 특징으로 하는 차량의 조향시스템.The method of claim 8,
Wherein the maximum value of the damping torque is limited to a predetermined value.
상기 댐핑토크는 차속이 높을수록 증대되는 것을 특징으로 하는 차량의 조향시스템.The method of claim 8,
Wherein the damping torque is increased as the vehicle speed is higher.
상기 제어부(300)는 운전자의 조향각속도를 입력으로 하고 조향각속도에 따라 증대되는 댐핑토크를 출력으로 하는 데이터맵을 구비하며, 조향각속도에 따른 댐핑토크의 기울기는 차속이 높을수록 증대되는 것을 특징으로 하는 차량의 조향시스템.The method according to claim 1,
The control unit 300 has a data map that receives the driver's steering angle velocity and outputs damping torque that increases according to the steering angle velocity. The slope of the damping torque according to the steering angle velocity increases as the vehicle velocity increases. The steering system of the vehicle.
상기 댐핑토크는 최대값이 일정값으로 제한되되 차속이 높을수록 최대값의 크기도 증가하며 차속이 높을수록 더 작은 조향각속도에서 최대값에 수렴하는 것을 특징으로 하는 차량의 조향시스템.The method of claim 11,
Wherein the maximum value of the damping torque is limited to a predetermined value, but the maximum value increases as the vehicle speed increases, and converges to a maximum value at a smaller steering angle velocity as the vehicle speed increases.
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|---|---|---|---|---|
| US11648979B2 (en) | 2019-04-15 | 2023-05-16 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Steering system |
| CN116829453A (en) * | 2023-03-28 | 2023-09-29 | 广东逸动科技有限公司 | Rudderstock, water propeller, water movable equipment, control method and storage medium |
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2013
- 2013-02-05 KR KR1020130012660A patent/KR20140100011A/en not_active Ceased
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