KR100761210B1 - A system for reduction of torque noise in an electric power steering - Google Patents

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Abstract

본 발명은 차량의 조향 컬럼 토크값과 저역통과 필터를 통해 필터링된 저주파 성분의 조향 컬럼 토크값의 차인 고주파 성분을 고주파 보타 로직부를 통해 구한 후, 이를 보상 토크값에 반영하는 전동 조향장치인 EPS에서 고주파 토크의 노이즈 성분을 제거하기 위해, 상기 고주파 보타 로직부의 입력단 또는 출력단에 구비되어, 고주파 성분의 토크값에서 노이즈를 제거하는 데드 밴드부(Dead Band)를 포함하는 구성인 것을 특징으로 한다. The present invention obtains a high frequency component, which is a difference between a steering column torque value of a vehicle and a steering column torque value of a low frequency component filtered through a low pass filter, through an high frequency complementary logic unit, and then, in an EPS which is an electric steering apparatus reflecting the same in a compensation torque value. In order to remove the noise component of the high frequency torque, it is provided at the input terminal or the output terminal of the high frequency complementary logic unit, characterized in that the configuration including a dead band (Dead Band) for removing noise from the torque value of the high frequency component.

EPS, 고주파, 토크, 노이즈, 데드밴드 EPS, high frequency, torque, noise, deadband

Description

이피에스의 토크 노이즈 저감 장치{A system for reduction of torque noise in an electric power steering} A system for reduction of torque noise in an electric power steering}

도 1은 종래 전동 조향 장치인 EPS의 보상 토크 제어 블록선도 도면. 1 is a block diagram of a compensation torque control of an EPS which is a conventional electric steering apparatus.

도 2는 도 1의 EPS에서 고주파 보타 로직부의 출력 파형도. 2 is an output waveform diagram of a high frequency complementary logic unit in the EPS of FIG. 1.

도 3은 본 발명에 따른 EPS의 보상 토크 제어 장치의 블록 선도 도면. 3 is a block diagram of an apparatus for compensating torque control of EPS according to the present invention;

도 4는 도 3의 EPS에서 고주파 보타 로직부의 출력 파형도. 4 is an output waveform diagram of a high frequency complementary logic unit in the EPS of FIG. 3.

<도면부호의 설명><Description of Drawing>

1,11 저역통과필터 3,13 부스트커브1,11 Low Pass Filter 3,13 Boost Curve

5,15 안정화필터 7,17 고주파보타로직부5,15 Stabilization filter 7,17 High frequency robot logic part

19 데드밴드부 19 dead band

본 발명은 EPS의 토크 노이즈 저감 시스템에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 EPS에서 조향 컬럼 토크 입력시 고주파 토크값에서의 노이즈 성분을 제거하기 위한 EPS의 토크 노이즈 저감 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a torque noise reduction system of an EPS, and more particularly, to a torque noise reduction device of an EPS for removing a noise component at a high frequency torque value when steering column torque is input in the EPS.

종래 전동 조향장치인 EPS에서는 도 1에 도시된 바와 같이, 고주파 보타 로직부(7)를 두어 조향 컬럼 토크 입력 중 고주파 성분만을 추출하는데, 이는 저역 통과 필터(1)의 출력 크기에 따라 원래의 고주파 성분의 값보다 큰 이득을 곱해줌으로써 EPS의 응답성이 향상되도록 하는데 목적을 두고 있다. As shown in FIG. 1, in the conventional electric steering apparatus, as shown in FIG. 1, the high frequency steering logic unit 7 extracts only a high frequency component of the steering column torque input, which is an original high frequency according to the output size of the low pass filter 1. The goal is to improve the responsiveness of EPS by multiplying gains greater than the component values.

상기 고주파 보타 로직부(7)를 통해 조향 컬럼 토크 입력 중 추출되는 고주파 성분은 입력되는 컬럼 토크값과 저역 통과 필터(1)의 출력값 즉, 저주파 성분과의 차로 구해지는데, 이렇게 고주파 성분을 구할 때 센서의 입력에 노이즈 등이 유입되게 되면 노이즈 값에도 이득이 그대로 곱해져 보상 토크로 출력된다. 이는, 도 2에 도시된 바와 같이, 실제 차량에서 운전자가 조향시 느끼게 되는 간헐적인 노이즈성 토크 맥동(A)으로 나타나는 문제점을 갖고 있다. The high frequency component extracted from the steering column torque input through the high frequency complementary logic unit 7 is obtained by the difference between the input column torque value and the output value of the low pass filter 1, that is, the low frequency component. If noise enters the input of the sensor, the gain is multiplied to the noise value as it is and output as a compensation torque. This has the problem of appearing as intermittent noisy torque pulsations A which the driver feels when steering in an actual vehicle, as shown in FIG. 2.

본 발명은 상기 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 본 발명의 목적은 EPS에서 조향 컬럼 토크 입력 중 고주파 토크값에서 노이즈 성분을 제거하기 위해 고주파 보타 로직부의 입력측에 데드 밴드부(Dead Band)를 구비한 EPS의 토크 노이즈 저감 장치를 제공하는 것이다. The present invention has been proposed to solve the problems of the prior art, an object of the present invention is to provide a dead band portion on the input side of the high frequency complementary logic unit to remove the noise component from the high frequency torque value of the steering column torque input in EPS It is to provide a torque noise reduction device of EPS provided with.

상기 목적을 이루기 위한 본 발명은,조향 휠을 유지하는 보타 토크를 산출하는 고주파 보타 로직부가, 차량의 조향 컬럼 토크값과 저역통과 필터를 통해 필터링된 저주파 성분의 조향 컬럼 토크값의 차인 고주파 성분을 구한 후, 이를 보상 토크값에 반영하는 이피에스(EPS)에 있어서,
상기 고주파 보타 로직부에는 고주파 성분의 토크 값에서 노이즈를 제거하는 데드 밴드부(Dead Band)가 상기 고주파 보타 로직부의 입력단 또는 출력단에 구비되는 구성인 것을 특징으로 한다. According to the present invention for achieving the above object, the high-frequency steering logic unit for calculating the steering torque holding the steering wheel, the high-frequency component which is the difference between the steering column torque value of the vehicle and the steering column torque value of the low frequency component filtered through the low pass filter In the EPS that reflects this to the compensation torque value,
The high frequency complementary logic unit is characterized in that a dead band (Dead Band) for removing noise from the torque value of the high frequency component is provided in the input terminal or the output terminal of the high frequency complementary logic unit.

삭제delete

이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 설명한다.
본 실시예에 따른 EPS의 고주파 보타 로직부를 통해 추출되는 고주파 토크에서 노이즈 성분을 제거하기 위한 장치 구성을 EPS의 보상 토크 제어 장치 블록 선도인 도 3을 참조하여 설명한다. Hereinafter, with reference to the drawings will be described a preferred embodiment according to the present invention.
An apparatus configuration for removing noise components from the high frequency torque extracted through the high frequency complementary logic of the EPS according to the present embodiment will be described with reference to FIG.

삭제delete

도 3에서 보는 바와 같이, 본 실시예에서는 차량의 조향 컬럼 토크 입력값과 저역통과 필터(11)를 통해 필터링된 저주파 성분의 조향 컬럼 토크값의 차인 고주파 성분을 고주파 보타 로직부(17)를 통해 구한 후 이를 보상 토크 출력값에 반영하는 EPS에서, As shown in FIG. 3, in the present embodiment, a high frequency component, which is a difference between a steering column torque input value of a vehicle and a steering column torque value of a low frequency component filtered through the low pass filter 11, is transmitted through the high frequency complementary logic unit 17. And then in EPS that reflects this to the compensating torque output,

상기 고주파 보타 로직부(17)의 입력단 또는 출력단에 구비되어, 고주파 보타 로직부(17)를 통해 추출되는 고주파 성분의 토크값에서 노이즈 성분을 제거하기 위한 데드 밴드부(Dead Band)(19)를 포함하여 구성된다. 상기 구성에서, 미설명된 도면부호 중 '13'은 부스트 커브(boost curve)로서 조향 컬럼 보타 토크를 산출하며, '15'는 고주파 보타 로직부의 출력 토크신호와 부스트 커브의 출력 토크신호가 합산된 토크신호를 안정화시켜 보상 토크신호로 출력하기 위한 안정화 필터이다.
여기서, 컬럼 보타 토크는 주행 또는 정지 중 조향 휠 조향각을 일정하게 유지하는데 힘을 의미하여, 특히 급 코너링 시 조향 휠이 꺽여진 만큼 조향 휠을 유지하기 위한 힘이 크게 들므로 컬럼 보타 토크도 커지게 된다.
이에 따라 상기 고주파 보타 로직부(17)는 조향 휠이 꺽여진 만큼 조향 휠을 유지하기 위한 힘인 보타 토크를 산출하기 위해 고주파 성분을 이용하고, 이를 위해 상기 고주파 성분은 조향 컬럼 토크 입력 값과 저역통과 필터(11)를 통해 필터링된 저주파 성분의 조향 컬럼 토크 값의 차를 이용해 구하게 된다.A dead band unit 19 is provided at an input terminal or an output terminal of the high frequency bow logic unit 17 to remove a noise component from a torque value of the high frequency component extracted through the high frequency bow logic unit 17. It is configured by. In the above configuration, '13' of the unexplained reference numerals calculates the steering column bow torque as a boost curve, and '15' is the sum of the output torque signal of the boost curve and the output torque signal of the boost curve. Stabilization filter for stabilizing the torque signal and outputting the compensating torque signal.
Here, the column bore torque means the force to maintain the steering wheel steering angle constant during driving or stopping, and in particular, since the force for maintaining the steering wheel is increased as much as the steering wheel is bent during rapid cornering, the column bore torque is also increased. do.
Accordingly, the high frequency steering logic unit 17 uses a high frequency component to calculate a bow torque, which is a force for maintaining the steering wheel as much as the steering wheel is bent, and the high frequency component uses a steering column torque input value and a low pass. It is obtained by using the difference of the steering column torque value of the low frequency component filtered through the filter 11.

또한, 본 실시예에 따른 데드 밴드부(19)에서는 조향 휠의 조작상태에 따라 데드 밴드 값을 설정하기 위해 조향 휠의 조작상태에 따른 조향 컬럼 속도를 입력받는다. In addition, the dead band unit 19 according to the present embodiment receives a steering column speed according to the steering wheel operation state in order to set the dead band value according to the steering wheel operation state.

한편, 상기 구성이 도시된 도 3에서와 같이, 본 실시예에서는 고주파 성분의 토크신호에서 노이즈 성분 제거를 위한 데드 밴드부(19)를 고주파 보타 로직부(17)의 입력단에 구비하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 고주파 보타 로직부(17)의 출력단에 구비하여도 실시가능할 것이다. On the other hand, as shown in Figure 3 shown in the above configuration, in this embodiment, a dead band unit 19 for removing noise components from the torque signal of the high frequency component is provided at the input terminal of the high frequency complementary logic unit 17, but is not limited thereto. The present invention may be implemented at the output terminal of the high frequency complementary logic unit 17.

상기와 같은 장치 구성을 갖는, 본 실시예에 따른 EPS의 고주파 보타 로직부를 통해 추출된 고주파 토크신호에서 노이즈 성분의 제거 동작을 EPS의 보상 토크 제어 장치 블록 선도인 도 3을 참조하여 설명한다. An operation of removing noise components from the high frequency torque signal extracted through the high frequency complementary logic unit of the EPS according to the present embodiment having the above device configuration will be described with reference to FIG.

도면에서 보는 바와 같이, 본 실시예에서는 EPS의 ECU에서 조향 컬럼의 속도를 검출한 후 노이즈성 토크신호 출력이 문제가 되는 저속 보타시에 대비하여 고주파 보타 로직부(17)의 입력측에 데드 밴드부(19)를 구비하여 고주파 보타 로직부(17)로 유입되는 노이즈성 토크신호가 상쇄되도록 한 것이다. As shown in the figure, in this embodiment, after detecting the speed of the steering column in the ECU of the EPS, a dead band part (at the input side of the high frequency bowtaking logic unit 17) is prepared for the low speed bowing time when the noise torque signal output becomes a problem. 19) to cancel the noise torque signal flowing into the high frequency complementary logic unit 17.

즉, 운전자의 조향휠 조작시 조향휠이 정지하거나 천천히 조작될 때 상기 노이즈성 토크신호가 크게 느껴지는 반면, 조향휠이 빨리 조작될 경우에는 노이즈성 토크신호가 발생되더라도 느껴지지 않으므로, 본 실시예에서는 핸들의 응답성 향상을 위해 노이즈성 토크신호가 문제되지 않는 고속 보타시(급회전 등)에는 데드밴드부에서 데드밴드 값을 '0'으로 설정하여 핸들의 응답성이 저하되지 않도록 하였으며, 반면 저속 보타시에는 조향 컬럼 속도에 따른 기설정된 데드밴드 값을 적용함으로써 발생되는 노이즈가 상쇄되도록 한 것이다. That is, while the steering wheel stops or operates slowly when the steering wheel is operated by the driver, the noise torque signal is greatly felt, whereas when the steering wheel is operated quickly, the noise torque signal is not sensed even when generated. In order to improve the response of the steering wheel, the deadband value is set to '0' in the deadband section so that the steering wheel responsiveness is not deteriorated during high speed boating (no. The noise generated by applying the preset deadband value according to the steering column speed is canceled.

한편, 본 실시예에 따른 EPS에서 고주파 보타 로직부의 출력 파형도를 도 4에 나타내었다. Meanwhile, an output waveform diagram of the high frequency complementary logic unit in the EPS according to the present embodiment is illustrated in FIG. 4.

도 4에서는, 데드밴드부의 데드존(dead-zone)을 +0.1Nm ~ -0.1Nm로 주고 조향 컬럼 토크입력을 '0'으로 한 경우로서, 종래의 도 2에서 발생된 노이즈와는 달리 노이즈성 토크신호(A')가 현저하게 상쇄된 것을 알 수 있다. 따라서, 차량의 주행중 운전자의 조향시 운전자가 느낄 수 있는 간헐적인 노이즈성 토크 맥동이 줄어들게 된다. In FIG. 4, the dead-zone of the dead band portion is set to +0.1 Nm to -0.1 Nm and the steering column torque input is set to '0'. Unlike the noise generated in FIG. It can be seen that the torque signal A 'is significantly canceled. Therefore, the intermittent noise torque pulsation that the driver can feel when the driver steer while driving the vehicle is reduced.

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. In interpreting the technical scope of the present invention, it should not be construed as being limited to the embodiments described above, and the technical scope of the present invention should be determined by reasonable interpretation of the matters described in the claims.

본 발명의 전동 조향장치인 EPS의 토크 노이즈 저감 장치에 따르면, 차량의 주행중 특히, 저속 구간에서 조향휠 조작시 운전자가 느낄 수 있는 노이즈성 토크성분을 제거할 수 있는 효과를 갖는다. According to the torque noise reduction device of EPS which is the electric steering apparatus of the present invention, it has the effect of removing the noisy torque component that the driver can feel when operating the steering wheel, especially in the low-speed section of the vehicle.

Claims (2)

조향 휠을 유지하는 보타 토크를 산출하는 고주파 보타 로직부가, 차량의 조향 컬럼 토크값과 저역통과 필터를 통해 필터링된 저주파 성분의 조향 컬럼 토크값의 차인 고주파 성분을 구한 후, 이를 보상 토크값에 반영하는 이피에스(EPS)에 있어서, The high frequency steering logic unit for calculating the steering torque holding the steering wheel obtains a high frequency component that is a difference between the steering column torque value of the vehicle and the steering column torque value of the low frequency component filtered through the low pass filter, and reflects it to the compensation torque value. In ePS (EPS) to say, 상기 고주파 보타 로직부에는 고주파 성분의 토크 값에서 노이즈를 제거하는 데드 밴드부(Dead Band)가 상기 고주파 보타 로직부의 입력단 또는 출력단에 구비되는 구성인 것을 특징으로 하는 이피에스의 토크 노이즈 저감 장치. And a dead band part for removing noise from a torque value of a high frequency component is provided at an input end or an output end of the high frequency bow logic part. 제 1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 데드 밴드부에서는 조향 휠의 조작상태에 따라, 데드 밴드 값을 설정하기 위해 조향 컬럼 속도값을 입력받는 것을 특징으로 하는 이피에스의 토크 노이즈 저감 장치. In the dead band unit according to the operating state of the steering wheel, the torque noise reduction device of the PS, characterized in that for receiving a steering column speed value to set the dead band value.
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