KR100543754B1 - Method for recognizing transition state by steering position in electrical power steering system - Google Patents

Method for recognizing transition state by steering position in electrical power steering system Download PDF

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Abstract

본 발명은 동력 조향장치의 조향변위 천이상태 판단방법에 관한 것으로서, 동력 조향장치에서 조향변위의 천이상태를 판단할 때 조향 토오크 센서의 센싱시간에 의해 중간단계를 거치지 않고 반대방향으로 천이할 경우에도 히스테리시스를 적용하여 조향변위의 천이상태를 판단할 수 있도록 하여 경계값에서의 상태판단에 있어 채터링하는 것을 방지하여 보다 정밀하게 판단할 수 있는 이점이 있다. The present invention relates to a method for determining a steering displacement transition state of a power steering apparatus, and when the power steering apparatus determines a transition state of a steering displacement, even when the power steering apparatus transitions in the opposite direction without going through an intermediate step by the sensing time of the steering torque sensor. By applying hysteresis, it is possible to determine the transition state of the steering displacement, thereby preventing chattering in the state determination at the boundary value, thereby making it possible to judge more precisely.

동력 조향장치, EPS, 조향변위, 천이상태, 채터링Power Steering, EPS, Steering Displacement, Transition, Chattering

Description

동력 조향장치의 조향변위 천이상태 판단방법{METHOD FOR RECOGNIZING TRANSITION STATE BY STEERING POSITION IN ELECTRICAL POWER STEERING SYSTEM} Method of judging the steering displacement transition state of the power steering system {METHOD FOR RECOGNIZING TRANSITION STATE BY STEERING POSITION IN ELECTRICAL POWER STEERING SYSTEM}             

도 1은 본 발명에 의한 동력 조향장치의 조향변위 천이과정을 설명하기 위한 그래프이다. 1 is a graph for explaining a steering displacement transition process of a power steering apparatus according to the present invention.

본 발명은 동력 조향장치의 조향변위 천이상태 판단방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 동력 조향장치에서 조향변위의 천이상태를 판단할 때 조향 토오크 센서의 센싱시간에 의해 중간단계를 거치지 않고 반대방향으로 천이할 경우에도 히스테리시스를 적용하여 조향변위의 천이상태를 판단할 수 있도록 하여 경계값에서의 상태판단에 있어 채터링하는 것을 방지하여 보다 정밀하게 판단할 수 있도록 한 동력 조향장치의 조향변위 천이상태 판단방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method for determining a steering displacement transition state of a power steering apparatus, and more particularly, when determining a transition state of a steering displacement in a power steering apparatus in a reverse direction without going through an intermediate step by a sensing time of a steering torque sensor. In case of transition, it is possible to judge the transition state of steering displacement by applying hysteresis to prevent chattering in the judgment of the state at the threshold value, so that the steering displacement transition state of the power steering system can be judged more precisely. It is about a method.

일반적으로 유압작동기를 조향 보조력의 발생원으로 사용하는 유압식 동력 조향장치는 조향차륜에 연결된 출력축과 핸들에 연결되는 입력축용 토션바를 통하 여 동축상에 연결하여 구성된다. 그래서 핸들에 조향 토오크가 가해질 경우 이에 수반된 토션바의 비틀림에 따라서 입력축과 출력축간에 상대각 변위가 발생하게 된다. 이때 발생된 상대각 변위에 따라 입력축 및 밸브바디간에 형성된 로터리밸브에 의해 조향 토오크의 방향에 해당하는 작동실로 유압을 공급하여 조향 보조력을 얻게 된다. In general, a hydraulic power steering device using a hydraulic actuator as a source of steering assistance is constructed by connecting on a coaxial shaft through an output shaft connected to a steering wheel and an input shaft torsion bar connected to a handle. Therefore, when steering torque is applied to the handle, relative angle displacement occurs between the input shaft and the output shaft in accordance with the torsion of the torsion bar. At this time, the steering assistance force is obtained by supplying hydraulic pressure to the operating chamber corresponding to the direction of steering torque by a rotary valve formed between the input shaft and the valve body according to the generated relative angular displacement.

따라서, 핸들에 가해지는 조향 토오크의 방향을 감지하여 시계방향으로 조향 보조력을 발생시키거나 시계반대방향으로 조향 보조력을 발생시키게 된다. 한편, 중립적인 상태에서는 어느 방향으로도 조향 보조력을 발생시키지 않고 중립을 유지하게 된다. Therefore, the steering torque applied to the handle is sensed to generate steering assistance in a clockwise direction or to generate steering assistance in a counterclockwise direction. On the other hand, in the neutral state is maintained neutral without generating steering assistance in any direction.

이와 같이 조향변위가 시계방향에서 중립으로, 중립에서 시계반대방향으로 천이가 되게 될 뿐만 아니라 역방향의 경우 시계반대방향에서 중립으로, 중립에서 시계방향으로 조향변위가 천이된다. In this way, the steering displacement is shifted clockwise to neutral, from neutral to counterclockwise, and in the reverse direction, the steering displacement is shifted from counterclockwise to neutral and from neutral to clockwise.

즉, 조향 토오크 센서의 값이 저전압일 경우를 반시계방향 상태로 판단하고, 고전압일 경우를 시계방향 상태로 판단하며, 중전압을 중립상태로 판단하게 될 때 핸들을 천천히 돌리게 되면 조향 코오크 센서의 값이 저전압, 중전압, 고전압으로 상승하거나, 고전압, 중전압, 저전압으로 천이되면서 시계방향이나 반시계방향으로 조향 보조력을 발생시키게 된다. That is, if the value of the steering torque sensor is a low voltage, it is determined as the counterclockwise state, when the high voltage is determined as the clockwise state, and when the handle is slowly turned when the medium voltage is judged as the neutral state, the steering coke sensor As the value of increases to low voltage, medium voltage, high voltage, or transitions to high voltage, medium voltage and low voltage, steering assist force is generated in the clockwise or counterclockwise direction.

이와 같은 경우 변위상태는 반시계방향 상태, 중립상태, 시계방향 상태 등 3가지 변위상태로 이루어지고 있지만 다시 구분할 경우 저전압 상태와 고전압 상태는 조향 보조력을 발생시키기 위한 상태이며, 중전압 상태는 조향 보조력을 중지시 키는 상태로써 2가지 변위상태가 동일한 상태이면서도 판단 기준값이 서로 다를 뿐만 아니라 조향 토오크 센서의 센싱주기보다 더 빠르게 핸들을 조향할 경우에는 중전압 상태를 인식하지 못하고 곧바로 저전압 상태에서 고전압 상태로 천이되고, 고전압 상태에서 저전압 상태로 천이되기 때문에 저전압 상태, 중전압 상태, 고전압 상태의 중간중간에 히스테리시스를 적용하지 못하여 경계값에서의 상태판단이 채터링함으로써 정밀한 제어를 할 수 없는 문제점이 있다. In this case, the displacement state is composed of three displacement states: counterclockwise, neutral, and clockwise. However, the low and high voltages are used to generate steering assistance. As the two displacements are the same and the judgment criteria are different, and the steering wheel is steered faster than the sensing period of the steering torque sensor, the medium voltage is not recognized and the low voltage is immediately Transition to high voltage state and transition from high voltage state to low voltage state, hysteresis cannot be applied in the middle of low voltage state, medium voltage state and high voltage state. There is this.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창작된 것으로서, 본 발명의 목적은 동력 조향장치에서 조향변위의 천이상태를 판단할 때 조향 토오크 센서의 센싱시간에 의해 중간단계를 거치지 않고 반대방향으로 천이할 경우에도 히스테리시스를 적용하여 조향변위의 천이상태를 판단할 수 있도록 하여 경계값에서의 상태판단에 있어 채터링하는 것을 방지하여 보다 정밀하게 판단할 수 있도록 한 동력 조향장치의 조향변위 천이상태 판단방법을 제공함에 있다.
The present invention has been made to solve the above problems, an object of the present invention is to transition in the opposite direction without going through the intermediate step by the sensing time of the steering torque sensor when determining the transition state of the steering displacement in the power steering apparatus In this case, it is possible to determine the transition state of steering displacement by applying hysteresis to prevent chattering at the state determination at the threshold value so that the steering displacement transition state of the power steering system can be judged more precisely. In providing.

상기와 같은 목적을 실현하기 위한 본 발명은 동력 조향장치에서 조향 토오크 센서에 의해 조향변위의 천이상태를 판단하는 방법에 있어서, 반시계방향 상태, 중립상태, 시계방향 상태로 천이될 때 중립상태의 양단 외측으로 히스테리시스 전압을 가감설정하여 중립상태로 천이될 때는 조향 토오크 센서의 값과 중립상태의 설정값에 의해 천이상태를 판단하고, 시계방향 상태로 천이될 때는 중립상태의 설정값에 히스테리시스 전압을 가산한 값에 의해 천이상태를 판단하며, 반시계방향 상태로 천이될 때는 중립상태의 설정값에 히스테리시스 전압을 감산한 값에 의해 천이상태를 판단하는 것을 특징으로 한다.The present invention for realizing the above object is a method for determining the transition state of the steering displacement by the steering torque sensor in the power steering device, the neutral state when the transition to the counterclockwise state, neutral state, clockwise state In case of transition to neutral state by setting the hysteresis voltage to the outside of both ends, the transition state is judged by the value of the steering torque sensor and the setting value of the neutral state, and when the transition to the clockwise state, the hysteresis voltage is The transition state is determined by the added value, and when the transition state is counterclockwise, the transition state is determined by subtracting the hysteresis voltage from the set value of the neutral state.

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위와 같이 이루어진 본 발명은 중립상태에서 시계방향 상태로 천이되거나 반시계방향으로 천이되는 경우와 시계방향상태에서 중립상태로 천이되거나 반시계방향에서 중립상태로 천이되는 천이점이 히스테리시스 전압에 의해 서로 상이하게 설정됨에 따라 중립상태의 경계점에서의 채터링을 방지하여 정밀하게 제어할 수 있을 뿐만 아니라 시계방향 상태에서 중립상태 없이 또는 반시계방향 상태에서 중립상태 없이 천이될 경우에는 히스테리시스 전압값을 적용할 수 있게 된다. The present invention made as described above is different from each other by the hysteresis voltage when the transition from the neutral state to the clockwise state or the counterclockwise transition and the transition from the clockwise state to the neutral state or the counterclockwise state to the neutral state As set, it is possible to precisely control by preventing chattering at the boundary point of the neutral state, and to apply the hysteresis voltage value when a transition is made without the neutral state from the clockwise state or the neutral state from the counterclockwise state. do.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 또한 본 실시예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것은 아니고, 단지 예시로 제시된 것이다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In addition, this embodiment is not intended to limit the scope of the present invention, but is presented by way of example only.

도 1은 본 발명에 의한 동력 조향장치의 조향변위 천이상태를 설명하기 위한 그래프들이다. 1 is a graph for explaining a steering displacement transition state of the power steering apparatus according to the present invention.

여기에 도시된 그래프는 조향 토오크 센서의 출력값에 따라 조향변위가 천이 되는 상태를 설명한 것으로써 조향 토오크 센서의 출력값이 저전압 범위에 있을 때 반시계방향 상태(S1)로 정의하고, 중전압 범위에 있을 때 중립상태(S2)로 정의하고, 고전압 범위에 있을 때 시계방향 상태(S3)로 정의하였다. The graph shown here describes the state in which the steering displacement is shifted according to the output value of the steering torque sensor. When the output value of the steering torque sensor is in the low voltage range, it is defined as a counterclockwise state (S1) and is in the medium voltage range. It is defined as the neutral state (S2), and defined as the clockwise state (S3) when in the high voltage range.

그리고, 중립상태(S2)의 최소값과 최고값의 외측으로 히스테리시스 전압값(HYS)를 설정하였다. Then, the hysteresis voltage value HYS is set outside the minimum value and the maximum value of the neutral state S2.

따라서, (가)에 도시된 바와 같이 반시계방향 상태(S1), 중립상태(S2), 시계방향 상태(S3)로 천이될 때 중립상태의 양단 외측으로 히스테리시스 전압값(HYS)을 가감설정하여 중립상태(S2)로 천이될 때는 조향 토오크 센서의 값과 중립상태의 설정값에 의해 천이상태를 판단하고, 시계방향 상태(S3)나 반시계방향 상태(S1)로 천이될 때는 중립상태(S2)의 설정값에 히스테리시스 전압(HYS)을 가감설정한 값에 의해 천이상태를 판단하게 된다. Therefore, as shown in (a), when the transition to the counterclockwise state S1, the neutral state S2, and the clockwise state S3 is made, the hysteresis voltage value HYS is set to the outside of both ends of the neutral state. When transitioning to the neutral state (S2), the transition state is judged by the value of the steering torque sensor and the set value of the neutral state, and when transitioning to the clockwise state (S3) or the counterclockwise state (S1), the neutral state (S2). The transition state is determined based on a value obtained by adding or subtracting the hysteresis voltage (HYS) to the set value.

즉, 이를 다시 구체적으로 천이상태에 따라 설명하면 다음과 같다. That is, this will be described in detail again according to the transition state as follows.

도 1의 (나)는 반시계방향 상태(S1)에서 중립상태(S2)로 천이되고, 중립상태(S2)에서 시계방향 상태(S3)로 천이되는 과정을 나타낸 그래프이고, (다)는 시계방향 상태(S3)에서 중립상태(S2)로 천이되고, 중립상태(S2)에서 반시계방향 상태(S1)로 천이되는 과정을 나타낸 그래프이다. FIG. 1B is a graph illustrating a process of transitioning from the counterclockwise state S1 to the neutral state S2 and transitioning from the neutral state S2 to the clockwise state S3, and FIG. It is a graph showing a process of transitioning from the direction S3 to the neutral state S2 and from the neutral state S2 to the counterclockwise state S1.

따라서, (나)에 도시된 바와 같이 반시계방향 상태(S1)에서 중립상태(S2)로 천이상태를 판단하는 천이점은 중립상태(S2)의 최소값(S2_MIN) 이상일 때 중립상태(S2)로 판단하게 된다. 그리고, 중립상태(S2)에서 시계방향 상태(S3)로 천이상태를 판단하는 천이점은 중립상태(S2)의 최대값(S2_MAX)에 히스테리시스 전압 값(HYS)을 가산한 값 이상일 때 시계방향 상태(S3)로 판단하게 된다. Therefore, as shown in (b), the transition point for determining the transition state from the anticlockwise state S1 to the neutral state S2 is the neutral state S2 when the transition state is greater than or equal to the minimum value S2_MIN of the neutral state S2. You will be judged. The transition point for determining the transition state from the neutral state S2 to the clockwise state S3 is the clockwise state when the hysteresis voltage value HYS is added to the maximum value S2_MAX of the neutral state S2. It is determined by (S3).

그러나, 역으로 천이될 때는 (다)에 도시된 바와 같이 하는 시계방향 상태(S3)에서 중립상태(S2)로 천이상태를 판단하는 천이점은 중립상태(S2)의 최대값(S2_MAX) 이하일 때 중립상태(S2)로 판단하게 된다. 그리고, 중립상태(S2)에서 반시계방향 상태(S1)로 천이상태를 판단하는 천이점은 중립상태(S2)의 최소값(S2_MIN)에 히스테리시스 전압값(HYS)을 감산한 값 이하일 때 반시계방향 상태(S1)로 판단하게 된다. However, when the transition is reversed, the transition point for judging the transition state from the clockwise state S3 to the neutral state S2 as shown in (c) is less than or equal to the maximum value S2_MAX of the neutral state S2. It is determined as the neutral state (S2). The transition point for determining the transition state from the neutral state S2 to the counterclockwise state S1 is the counterclockwise direction when the hysteresis voltage value HYS is subtracted from the minimum value S2_MIN of the neutral state S2. It is determined in the state S1.

한편, 중립상태(S2) 없이 반시계방향 상태(S1)에서 시계방향 상태(S3)로 천이상태를 판단하거나 시계방향 상태(S3)에서 반시계방향 상태(S1)로 천이상태를 판단하는 경우 즉, 조향 토오크 센서의 센싱시간에 의해 급격하게 조향이 이루어질 경우 중립상태(S2)를 거치지 않고 곧바로 다음단계로 천이되는 경우를 설명하면 다음과 같다. On the other hand, when the transition state is determined from the counterclockwise state (S3) to the counterclockwise state (S3) without the neutral state (S2) or the counterclockwise state (S1) from the clockwise state (S3) When the steering is suddenly made by the sensing time of the steering torque sensor, the case of transition to the next step immediately without going through the neutral state (S2) will be described.

도 1의 (라)는 반시계방향 상태(S1)에서 시계방향 상태(S3)로 천이되는 과정을 나타낸 그래프이고, (마)는 시계방향 상태(S3)에서 반시계방향 상태(S1)로 천이되는 과정을 나타낸 그래프이다. (D) is a graph showing the process of transition from the counterclockwise state (S1) to the clockwise state (S3), (E) is a transition from the clockwise state (S3) to the counterclockwise state (S1) It is a graph showing the process.

따라서, (라)에 도시된 바와 같이 반시계방향 상태(S1)에서 시계방향 상태(S3)로 천이상태를 판단하는 천이점은 중립상태(S2)의 최대값(S2_MAX)에 히스테리시스 전압값(HYS)을 가산한 값 이상일 때 시계방향 상태(S3)로 판단하게 된다. Therefore, as shown in (d), the transition point for determining the transition state from the counterclockwise state S1 to the clockwise state S3 is the hysteresis voltage value HYS at the maximum value S2_MAX of the neutral state S2. ) Is determined as the clockwise state (S3).

그리고 (마)에 도시된 바와 같이 시계방향 상태(S3)에서 반시계방향 상태(S1)로 천이상태를 판단하는 천이점은 중립상태(S2)의 최소값(S2_MIN)에 히스테리시스 전압값(HYS)을 감산한 값 이상일 때 반시계방향 상태(S1)로 판단하게 된다. And as shown in (e) the transition point for determining the transition state from the clockwise state (S3) to the counterclockwise state (S1) is the hysteresis voltage value (HYS) to the minimum value (S2_MIN) of the neutral state (S2) When the value is less than the subtracted value, it is determined as the counterclockwise state S1.

이와 같이 중립상태(S2)로 천이될 때는 조향 토오크 센서의 값과 중립상태의 최소값과 최대값에 의해 천이상태를 판단하고, 시계방향 상태(S3)나 반시계방향 상태(S1)로 천이될 때는 중립상태(S2)의 최소값이나 최대값에 히스테리시스 전압(HYS)을 가감설정한 값에 의해 천이상태를 판단하여 히스테리시스를 적용하여 경계값에서의 채터링(Chattering)을 방지하여 정밀하게 제어할 수 있게 된다. In this way, when the transition to the neutral state (S2), the transition state is judged by the value of the steering torque sensor and the minimum and maximum values of the neutral state, and when the transition to the clockwise state (S3) or counterclockwise state (S1) The hysteresis is applied to determine the transition state by setting the hysteresis voltage (HYS) to the minimum value or the maximum value of the neutral state (S2), and the hysteresis is applied to prevent chattering at the boundary value so that it can be precisely controlled. do.

상기한 바와 같이 본 발명은 동력 조향장치에서 조향변위의 천이상태를 판단할 때 조향 토오크 센서의 센싱시간에 의해 중간단계를 거치지 않고 반대방향으로 천이할 경우에도 히스테리시스를 적용하여 조향변위의 천이상태를 판단할 수 있도록 하여 경계값에서의 상태판단에 있어 채터링하는 것을 방지하여 보다 정밀하게 판단할 수 있는 이점이 있다. As described above, the present invention applies the hysteresis to the transition state of the steering displacement even when the power steering device makes the transition in the opposite direction without going through the intermediate step by the sensing time of the steering torque sensor. By making it possible to judge, it is possible to prevent chattering in the state determination at the boundary value, thereby making it possible to judge more precisely.

Claims (3)

동력 조향장치에서 조향 토오크 센서에 의해 조향변위의 천이상태를 판단하는 방법에 있어서, In the method of determining the transition state of the steering displacement by the steering torque sensor in the power steering apparatus, 반시계방향 상태, 중립상태, 시계방향 상태로 천이될 때 중립상태의 양단 외측으로 히스테리시스 전압을 가감설정하여 중립상태로 천이될 때는 조향 토오크 센서의 값과 중립상태의 설정값에 의해 천이상태를 판단하고, 시계방향 상태로 천이될 때는 중립상태의 설정값에 히스테리시스 전압을 가산한 값에 의해 천이상태를 판단하며, 반시계방향 상태로 천이될 때는 중립상태의 설정값에 히스테리시스 전압을 감산한 값에 의해 천이상태를 판단하는 것을 특징으로 하는 동력 조향장치의 조향변위 천이상태 판단방법. When transitioning to counterclockwise, neutral or clockwise state, the hysteresis voltage is set to the outside of both ends of neutral state, and when transitioned to neutral state, the transition state is judged by the value of steering torque sensor and the set value of neutral state. In case of the transition to the clockwise state, the transition state is judged by adding the hysteresis voltage to the set value of the neutral state.If the transition to the counterclockwise state, the hysteresis voltage is subtracted from the set value of the neutral state. A steering displacement transition state determination method of a power steering apparatus, characterized in that for determining the transition state. 삭제delete 삭제delete
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