KR100751684B1 - 이피에스의 능동 복원 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량의 전동 조향장치인 EPS에서의 능동 복원력 제어방법으로서,

부스트 커브(boost curve)를 통한 컬럼 보타 토크 설정 단계;

절대조향각과 차속에 따른 복원 토크 설정 단계;

상기 복원 토크를 설정한 후, 복원 제어시점을 설정하기 위해 토크센서로부터 컬럼 토크값을 피드백 입력받는 단계; 및

상기 컬럼 토크값을 피드백 입력받은 후, 컬럼 토크값이 기설정된 제1 기준치 이상인 경우 상기 복원 토크를 적용하지 않지만, 상기 컬럼 토크값이 기설정된 제2 기준치 이하인 경우에는 상기 복원 토크를 모두 반영하여 적용하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

EPS, 능동, 복원, 토크

Description

이피에스의 능동 복원 제어방법 {A method for controlling active restoration of electric power steering}

도 1은 일반적인 EPS에서의 조향 시 동력을 발생하는 모터 토크 설정 그래프.

도 2는 종래 EPS에서 능동 복원력 제어 블록선도 도면.

도 3은 본 발명에 따른 EPS에서 능동 복원력 제어 블록선도 도면.

본 발명은 EPS의 능동 복원 제어방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 EPS의 복원성능 향상 및 그를 통해 운전자의 조향감 향상을 이루기 위한 EPS의 능동 복원 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로, 차량의 전동 조향장치인 EPS(Electric Power Steering)는 조향축에 구비된 토크센서 값을 입력받아 차속에 따른 모터 토크 명령을 출력한다. 즉, 도 1의 부스트 커브(boost curve) 로직에서 보는 바와 같이, 조향축(컬럼) 토크 입력에 따라 모터 토크를 차속에 비례하게 감소시켜 차속이 증가할 수록 운전자의 핸들 조작시 점점 무거워지는 것을 느끼도록 하며, 그를 통해 차량의 고속 주행 안정성을 확보할 수 있도록 한다.

하지만, 상기 EPS에서 유압 파워스티어링 대비 모터 및 감속기의 영향으로 셀프 얼라이닝 토크(self aligning torque)가 더 작아서 저속에서 유압대비 토크 복원력이 덜 이루어지는 현상이 발생할 수 있다. 이를 위해, 종래에는 도 2에 도시된 바와 같이, 절대 조향각 센서를 이용하여 절대 조향각에 따른 복원 토크를 부가하여 저속에서 조향 토크 복원력이 향상되도록 하였다.

그러나, 상기와 같이 절대 조향각에 의해서만 복원 토크를 결정하게 되면, 운전자가 조향을 위해 조타력을 가할 때에도 복원 토크가 가해져 핸들이 무거워지는 현상을 느낄 수 있으며, 이러한 현상은 조향시 차속에 따른 선형 에포트(linearity effort)도 매우 불균일하게 이루어지는 문제점을 갖고 있다.

본 발명은 상기 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 본 발명의 목적은 EPS의 복원성능 향상 및 그를 통해 운전자의 조향감 향상을 이루기 위해 모터와 감속기에 의해 저감되는 조향 토크 복원력을 절대 조향각 센서신호의 피이드백(feedback)에 의해 향상시키고, 복원제어 시점을 판단하여 복원 제어시 발생가능한 마찰현상을 저감시킬 수 있도록 한 EPS의 능동 복원 제어방법을 제공하는 것이다.

상기 목적을 이루기 위한, 본 발명에 따른 차량의 전동 조향 장치인 이피에스(EPS)의 능동 복원력 제어방법에 있어서,
조향 시 모터에서 발생되는 토크와 조향 조작에 따른 컬럼 토크 선도인 부스트 커브(boost curve)로부터, 주행과 정지 시 조향 휠의 조타 각을 일정하게 유지하는 요구되는 힘인 컬럼 보타 토크를 설정하는 컬럼 보타 토크 설정 단계;
절대 조향각과 차속에 따른 복원 토크 값을 설정하는 복원 토크 설정 단계;
상기 복원 토크를 설정한 후, 토크센서로부터 컬럼 토크 값을 피드백 입력받아 상기 복원 토크를 적용하기 위한 복원 제어시점을 설정하는 복원 시점 설정 단계; 및
상기 복원 시점 설정을 위해 피드백 입력된 컬럼 토크 값이 기 설정된 제1 기준치 이상일 때는 상기 설정된 복원 토크를 적용하지 않는 반면, 상기 피드백 입력된 컬럼 토크 값이 기 설정된 제2 기준치 이하일 때는 상기 설정된 복원 토크가 갖는 값을 모두 반영하여 적용하는 단계;
로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

삭제

삭제

삭제

삭제

이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 설명한다.

본 실시예에 따른 EPS에서의 능동 복원력 제어 방법을 블록선도인 도 3을 참조하여 설명한다.

도 3에서 보는 바와 같이, 먼저, 부스트 커브(boost curve)를 통한 컬럼 보타 토크를 설정하고, 절대조향각과 차속에 따른 복원 토크를 설정한다. 상기 컬럼 보타 토크 및 복원 토크 설정은 도 2에 도시된 방법을 통해 당업자에 의해 산출가능할 것이다.
여기서, 컬럼 보타 토크란 주행 또는 정지 중 조향 휠 조향각을 일정하게 유지하는데 힘을 의미하는 것으로, 특히 급 코너링 시 조향 휠이 꺽여진 만큼 조향 휠을 유지하기 위한 힘이 크게 들므로 컬럼 보타 토크도 커지게 된다.

상기에서, 복원 토크를 설정한 후 설정된 복원 토크의 적용여부 즉, 복원 제어시점을 판단하기 위해 토크센서로부터 컬럼 토크값을 피드백 입력받은 후 입력받은 컬럼 토크값을 기설정된 기준치 즉, 제1,2 기준치와 비교한다.

상기 비교 결과, 입력받은 컬럼 토크값이 기설정된 제1 기준치 이상인 경우 즉, 도 3에서 복원 판별 게인이 '0'으로 설정된 경우에는 상기 산출된 복원 토크를 적용하지 않지만, 상기 컬럼 토크값이 기설정된 제2 기준치 이하인 경우 즉, 복원 판별 게인이 '1(100%)'로 설정된 경우에는 상기 산출된 복원 토크를 100% 적용하여 컬럼 보타 토크 및 복원 토크를 이용하여 최종 모터 토크를 산출한다.

한편, 본 실시예에 따른 복원 토크 적용 제어구간은 도 3에서 보는 바와 같이, 0% ~ 100%로 변하는 구간을 갖는 슬로프(slope) 형상의 그래프 특성을 갖는데, 여기서 제1 기준치와 제2 기준치 사이 구간 즉, 0% ~ 100% 사이 구간에서는 산출된 복원 토크를 해당 게인에 상응하도록 적용 제어함으로써 핸들의 복원이 가해질 때와 가해지지 않을 때의 변화가 작게 하여 운전자가 조향시 느끼는 이질감을 줄일 수 있도록 하였다. 또한, 상기 복원 토크 적용 제어를 위한 슬로프(slope) 형상의 그래프상에는 이피에스(EPS)의 튜닝 파라미터 값(a1 ~ a4)이 설정 및 적용되어, 조향시 운전자가 원하는 복원성능이 구현될 수 있도록 하였다.

그리고, 상기에서 복원 토크 적용 제어구간 중 0%는 컬럼 토크값이 기설정된 제1 기준치 이상인 경우로서 핸들의 조향 조작이 이루어지는 상태를 의미하며, 상기 100%는 컬럼 토크값이 기설정된 제2 기준치 이하인 경우로서 핸들의 조향 조작이 이루어지지 않거나 핸들의 복원을 위한 미세한 토크만 핸들에 가해진 상태를 의미한다.

이와 같이, 본 발명에서는 EPS의 조향 복원성능을 향상시켜 운전자의 조향감 향상을 이루도록 하기 위해 컬럼 토크 값의 상태 즉, 핸들의 조향 조작이 이루어지는 상태이거나, 핸들의 조향 조작이 이루어지지 않는 상태 또는 핸들의 복원을 위해 미세한 토크만 핸들에 가해진 상태에 따라 산출된 복원 토크의 적용 제어가 이루어지도록 한 것이다.

본 발명의 기술적 범위를 해석함에 있어서는, 상기에서 설명된 실시예에 한정하여 해석되어서는 아니 되며, 본 발명의 기술적 범위는 특허청구범위에 기재된 사항의 합리적 해석에 의해 결정되어져야 한다.

본 발명의 EPS의 능동 복원 제어방법에 따르면, 차량의 저속 주행상태에서 조향시 복원 토크 제어를 통해 복원력 향상을 이룰 수 있는 효과를 갖는다.

Claims (5)

1. 차량의 정동 조향장치인 이피에스(EPS)의 능동 복원력 제어방법에 있어서,

   조향 시 모터에서 발생되는 토크와 조향 조작에 따른 컬럼 토크 선도인 부스트 커브(boost curve)로부터, 주행과 정지 시 조향 휠의 조타 각을 일정하게 유지하는 요구되는 힘인 컬럼 보타 토크를 설정하는 컬럼 보타 토크 설정 단계;

   절대 조향각과 차속에 따른 복원 토크 값을 설정하는 복원 토크 설정 단계;

   상기 복원 토크를 설정한 후, 토크센서로부터 컬럼 토크 값을 피드백 입력받아 상기 복원 토크를 적용하기 위한 복원 제어시점을 설정하는 복원 시점 설정 단계; 및

   상기 복원 시점 설정을 위해 피드백 입력된 컬럼 토크 값이 기 설정된 제1 기준치 이상일 때는 상기 설정된 복원 토크를 적용하지 않는 반면, 상기 피드백 입력된 컬럼 토크 값이 기 설정된 제2 기준치 이하일 때는 상기 설정된 복원 토크가 갖는 값을 모두 반영하여 적용하는 단계;

   로 이루어지는 것을 특징으로 하는 이피에스의 능동 복원 제어방법.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 복원 토크 적용 제어시 제1 기준치와 제2 기준치 사이는 0% ~ 100%로 변하는 구간을 갖는 슬로프(slope) 형상의 그래프 특성을 갖는 것을 특징으로 하는 이피에스의 능동 복원 제어방법.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 복원 토크 적용 제어구간 중 0%는 컬럼 토크값이 기설정된 제1 기준치 이상인 경우로서, 핸들의 조향 조작이 이루어지는 상태인 것을 특징으로 하는 이피에스의 능동 복원 제어방법.
4. 제 2항에 있어서,

   상기 복원 토크 적용 제어구간 중 100%는 컬럼 토크값이 기설정된 제2 기준치 이하인 경우로서, 핸들의 조향 조작이 이루어지지 않거나 핸들의 복원을 위한 토크만 핸들에 가해진 상태인 것을 특징으로 하는 이피에스의 능동 복원 제어방법.
5. 제 2항에 있어서,

   상기 복원 토크 적용 제어를 위한 슬로프(slope) 형상의 그래프상에는 이피에스(EPS)의 튜닝 파라미터 값이 설정되는 것을 특징으로 하는 이피에스의 능동 복원 제어방법.

Images