KR100804573B1 - Electric motor type power steering apparatus - Google Patents
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Abstract
본 발명은 전동식 파워스티어링 장치에 관한 것으로, 토오크 센서와, 차속 센서와, 조향각 센서와, 상기 토오크 센서, 차속 센서, 조향각 센서에서 각각 검출된 정보로부터 목표전류를 설정하는 목표전류 연산부와, 조향 보조력을 발생시키는 모터와, 상기 모터에 흐르는 실제전류를 검출하는 전류 검출부와, 상기 목표전류 연산부에서 설정된 목표전류와 상기 전류 검출부에서 검출된 실제전류의 차에 따라 상기 모터에 인가되는 전류를 제어하는 전류 제어부로 구성된 전동식 파워스티어링 장치에 있어서, 차량의 주행조건을 판단하기 위한 간단한 차량 모델이 들어 있고, 상기 조향각 센서에서 검출된 조타각도 정보로부터 차량 모델을 연산하여 차량의 주행조건을 추정하기 위한 도로의 굴곡도를 결정하는 주행조건 연산부와 상기 차속 센서에서 검출된 차량의 속도 정보와 상기 주행조건 연산부에서 결정된 도로의 굴곡도에 따른 주행조건 정보를 비교하여 현재 차량의 주행조건에서 최적의 조향 보조력을 얻기 위해 필요한 모터의 제어전류를 연산하는 제어전류 연산부로 이루어지는 조타력 보조 제어부; 상기 목표전류 연산부에서 설정된 목표전류와 상기 조타력 보조 제어부내 제어전류 연산부에서 연산된 제어전류의 차를 구하는 제1 감산기; 및 상기 제1 감산기에서 구해진 차와 상기 전류 검출부에서 검출된 실제전류의 차를 구하여 상기 전류 제어부로 출력하는 제2 감산기를 추가로 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다. The present invention relates to an electric power steering apparatus, comprising: a torque sensor, a vehicle speed sensor, a steering angle sensor, a target current calculator configured to set a target current from information detected by the torque sensor, the vehicle speed sensor, and the steering angle sensor, respectively, and steering assistance. Controlling a current to be applied to the motor according to a motor generating a force, a current detector for detecting a real current flowing in the motor, and a difference between a target current set by the target current calculator and a real current detected by the current detector. An electric power steering apparatus comprising a current controller, comprising a simple vehicle model for determining a driving condition of a vehicle, and a road for estimating driving conditions of a vehicle by calculating a vehicle model from steering angle information detected by the steering angle sensor. The driving condition calculation unit and the vehicle speed sensor Is a control current calculator that compares the speed information of the vehicle with the driving condition information according to the curvature of the road determined by the driving condition calculator and calculates the control current of the motor required to obtain the optimal steering assistance force under the current vehicle driving condition. Steering force auxiliary control unit; A first subtractor for obtaining a difference between a target current set by the target current calculator and a control current calculated by the control current calculator in the steering force auxiliary controller; And a second subtractor for obtaining a difference between the difference obtained from the first subtractor and the actual current detected by the current detector and outputting the difference to the current controller.
Description
도 1은 종래의 전동식 파워스티어링 장치의 블록 구성도,1 is a block diagram of a conventional electric power steering apparatus;
도 2는 본 발명에 의한 전동식 파워스티어링 장치의 블록 구성도.2 is a block diagram of an electric power steering apparatus according to the present invention.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
1 : 토오크 센서 2 : 차속 센서1: torque sensor 2: vehicle speed sensor
3 : 조향각 센서 4 : 목표전류 연산부3: steering angle sensor 4: target current calculating unit
5 : 전류 제어부 6 : 전류 검출부5: current controller 6: current detector
7 : 모터 8 : 주행조건 연산부7: motor 8: driving condition calculating unit
9 : 제어전류 연산부 10 : 조타력 보조 제어부9: control current calculating unit 10: steering power auxiliary control unit
A1,A2 : 제1,제2 감산기A1, A2: first and second subtractor
본 발명은 전동식 파워스티어링 장치에 관한 것으로, 특히 주행중인 도로의 굴곡도 및 차량의 속도와 같은 차량의 주행조건에 따라 모터의 전류를 제어하여 조향 보조력을 가감함으로써 차량의 안정적인 거동을 확보하고 조정 안정성을 증대시킬 수 있도록 한 전동식 파워스티어링 장치에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE
종래의 전동식 파워스티어링 장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 핸들 토오크를 검출하는 토오크 센서(1)와, 차량의 속도를 검출하는 차속 센서(2)와, 핸들의 조타각도를 검출하는 조향각 센서(3)와, 상기 토오크 센서(1), 차속 센서(2), 조향각 센서(3)에서 각각 검출된 정보로부터 목표전류를 설정하는 목표전류 연산부(4)와, 조향 보조력을 발생시키는 모터(7)와, 상기 모터(7)에 흐르는 실제전류를 검출하는 전류 검출부(6)와, 상기 목표전류 연산부(4)에서 설정된 목표전류와 상기 전류 검출부(6)에서 검출된 실제전류의 차를 구하는 감산기(A)와, 상기 감산기(A)에서 구해진 목표전류와 실제전류의 차에 따라 상기 모터(7)에 인가되는 전류를 제어하는 전류 제어부(5)로 구성된다.As shown in FIG. 1, a conventional electric power steering apparatus includes a
상기와 같이 구성된 종래 전동식 파워스티어링 장치에 있어서, 상기 토오크 센서(1), 차속 센서(2), 조향각 센서(3)에서 검출된 토오크, 차속, 조타각도의 각 검출정보로부터 상기 목표전류 연산부(4)에서 조절한 조향감을 얻기 위한 목표전류를 연산하고, 이 연산된 목표전류를 모터(7)에 인가하여 모터(7)를 구동한다.In the conventional electric power steering apparatus configured as described above, the target current calculation unit (4) from the detection information of the torque, vehicle speed, and steering angle detected by the torque sensor (1), vehicle speed sensor (2), steering angle sensor (3). The target current for obtaining the steering feeling adjusted in the above) is calculated, and the calculated target current is applied to the
이후, 상기 전류 제어부(5)는 상기 목표전류 연산부(4)에서 연산된 목표전류와 상기 전류 검출부(6)에서 검출한 모터(7)의 실제전류의 차를 적용하여 모터(7)의 전류를 보정하도록 제어한다.Thereafter, the
한편, 상기와 같이 동작하는 종래 전동식 파워스티어링 장치에는 주행중인 도로의 굴곡도 및 차량의 속도와 같은 차량의 주행조건에 따라 조향 보조력을 가감하는 기능이 구현되어 있지 않아 굴곡이 심한 도로에서는 조향 입력의 크기와 빈도가 설정값 이상이므로 핸들이 무거운 상태에서 운전 조작을 하게 되어 안전운전에 많은 위험을 초래하게 되는 문제점이 있었다.On the other hand, the conventional electric power steering device operating as described above does not implement the function of adding or subtracting the steering assistance force in accordance with the driving conditions of the vehicle, such as the degree of curvature of the road and the speed of the vehicle, steering input on the road with severe bends Since the size and frequency of the more than the set value has a problem that the steering wheel is operated in a heavy state causing a lot of risks for safe operation.
그리고, 직선 도로에서는 조향 입력의 크기와 빈도가 설정값 이하이므로 주행 안정성을 최대한 증대시킬 필요가 있게 된다.In the straight road, since the magnitude and frequency of the steering input are equal to or less than the set value, it is necessary to increase the running stability as much as possible.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 그 목적은 주행중인 도로의 굴곡도 및 차량의 속도와 같은 차량의 주행조건에 따라 모터의 전류를 제어하여 조향 보조력을 가감하는 기능을 구현함으로써 차량의 안정적인 거동을 확보하고 조정 안정성을 증대시킬 수 있도록 한 전동식 파워스티어링 장치를 제공하는 데에 있다.The present invention is to solve the above problems, the object is to implement the function of controlling the current of the motor according to the driving conditions of the vehicle, such as the degree of curvature of the road and the speed of the vehicle to add or reduce the steering assistance force An object of the present invention is to provide an electric power steering device capable of securing stable behavior of a vehicle and increasing adjustment stability.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 전동식 파워스티어링 장치는, 토오크 센서와, 차속 센서와, 조향각 센서와, 상기 토오크 센서, 차속 센서, 조향각 센서에서 각각 검출된 정보로부터 목표전류를 설정하는 목표전류 연산부와, 조향 보조력을 발생시키는 모터와, 상기 모터에 흐르는 실제전류를 검출하는 전류 검출부와, 상기 목표전류 연산부에서 설정된 목표전류와 상기 전류 검출부에서 검출된 실제전류의 차에 따라 상기 모터에 인가되는 전류를 제어하는 전류 제어부로 구성된 전동식 파워스티어링 장치에 있어서, 차량의 주행조건을 판단하기 위한 간단한 차량 모델이 들어 있고, 상기 조향각 센서에서 검출된 조타각도 정보로부터 차량 모델을 연산하여 차량의 주행조건을 추정하기 위한 도로의 굴곡도를 결정하는 주행조건 연산부와 상기 차속 센서에서 검출된 차량의 속도 정보와 상기 주행조건 연산부에서 결정된 도로의 굴곡도에 따른 주행조건 정보를 비교하여 현재 차량의 주행조건에서 최적의 조향 보조력을 얻기 위해 필요한 모터의 제어전류를 연산하는 제어전류 연산부로 이루어지는 조타력 보조 제어부; 상기 목표전류 연산부에서 설정된 목표전류와 상기 조타력 보조 제어부내 제어전류 연산부에서 연산된 제어전류의 차를 구하는 제1 감산기; 및 상기 제1 감산기에서 구해진 차와 상기 전류 검출부에서 검출된 실제전류의 차를 구하여 상기 전류 제어부로 출력하는 제2 감산기를 추가로 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다. The electric power steering apparatus of the present invention for achieving the above object, the target of setting the target current from the torque sensor, the vehicle speed sensor, the steering angle sensor, and the information detected by the torque sensor, vehicle speed sensor, steering angle sensor, respectively The current calculating unit, the motor generating the steering assistance force, the current detecting unit detecting the actual current flowing through the motor, and the target current set by the target current calculating unit and the actual current detected by the current detecting unit. An electric power steering apparatus comprising a current control unit for controlling an applied current, comprising a simple vehicle model for determining a driving condition of a vehicle, and calculating a vehicle model from steering angle information detected by the steering angle sensor to drive the vehicle. The driving condition calculating unit which determines the curvature of the road for estimating the condition Compute the control current of the motor required to obtain the optimal steering assistance force under the current driving conditions by comparing the vehicle speed information detected by the vehicle speed sensor with the driving condition information according to the road curvature determined by the driving condition calculator. A steering force auxiliary control unit including a control current calculating unit; A first subtractor for obtaining a difference between a target current set by the target current calculator and a control current calculated by the control current calculator in the steering force auxiliary controller; And a second subtractor for obtaining a difference between the difference obtained from the first subtractor and the actual current detected by the current detector and outputting the difference to the current controller.
이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 의한 전동식 파워스티어링 장치의 구성 및 동작을 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the configuration and operation of the electric power steering apparatus according to the present invention.
도 2는 본 발명에 의한 전동식 파워스티어링 장치의 블록 구성도로서, 핸들 토오크를 검출하는 토오크 센서(1)와, 차량의 속도를 검출하는 차속 센서(2)와, 핸들의 조타각도를 검출하는 조향각 센서(3)와, 상기 토오크 센서(1), 차속 센서(2), 조향각 센서(3)에서 각각 검출된 정보로부터 목표전류를 설정하는 목표전류 연산부(4)와, 조향 보조력을 발생시키는 모터(7)와, 상기 모터(7)에 흐르는 실제전류를 검출하는 전류 검출부(6)와, 차량의 주행조건을 판단하기 위한 간단한 차량 모델이 들어 있고, 상기 조향각 센서(3)에서 검출된 조타각도 정보로부터 차량 모델을 연산하여 차량의 주행조건을 추정하기 위한 도로의 굴곡도를 결정하는 주행조건 연산부(8)와 상기 차속 센서(2)에서 검출된 차량의 속도 정보와 상기 주행조건 연산부(8)에서 연산된 주행조건 정보를 비교하여 현재 차량의 주행조건에서 최적의 조향 보조력을 얻기 위해 필요한 모터의 제어전류를 연산하는 제어전류 연산부(9) 로 이루어지는 조타력 보조 제어부(10)와, 상기 목표전류 연산부(4)에서 설정된 목표전류와 상기 조타력 보조 제어부(10)내 제어전류 연산부(9)에서 연산된 제어전류의 차를 구하는 제1 감산기(A1)와, 상기 제1 감산기(A1)에서 구해진 차와 상기 전류 검출부(6)에서 검출된 실제전류의 차를 구하는 제2 감산기(A2)와, 상기 제2 감산기(A2)에서 구해진 차에 따라 상기 모터(7)에 인가되는 전류를 제어하는 전류 제어부(5)로 구성된다.2 is a block diagram of an electric power steering apparatus according to the present invention, which includes a
여기서, 종래와 동일한 구성에 대해서는 동일한 부호를 사용하여 설명하였다.Here, the same structure as the conventional one has been described with the same reference numeral.
상기와 같이 구성된 본 발명의 전동식 파워스티어링 장치의 동작을 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation of the electric power steering device of the present invention configured as described above are as follows.
본 발명에 의한 전동식 파워스티어링 장치에 있어서, 상기 토오크 센서(1), 차속 센서(2), 조향각 센서(3)에서 검출된 토오크, 차속, 조타각도의 각 검출정보로부터 상기 목표전류 연산부(4)에서 조절한 조향감을 얻기 위한 목표전류를 연산한다.In the electric power steering apparatus according to the present invention, the target current calculation unit (4) from the torque, vehicle speed, steering angle detection information detected by the torque sensor (1), the vehicle speed sensor (2), the steering angle sensor (3). Calculate the target current to get the steering feeling adjusted in.
한편, 상기 조타력 보조 제어부(10)내 주행조건 연산부(8)에서는 차량의 주행조건을 판단하기 위한 간단한 차량 모델이 들어 있어 상기 조향각 센서(3)에서 검출된 조타각도 정보로부터 차량 모델을 연산하여 차량의 주행조건을 추정하기 위한 도로의 굴곡도를 결정한다.On the other hand, the driving
이어, 조타력 보조 제어부(10)내 제어전류 연산부(9)에서는 상기 차속 센서(2)에서 검출된 차량의 속도 정보와 상기 주행조건 연산부(8)에서 결정된 굴곡 도에 따른 주행조건 정보를 비교하여 현재 차량의 주행조건에서 최적의 조향 보조력을 얻기 위해 필요한 모터의 제어전류를 연산하고, 이 연산된 제어전류를 제1 감산기(A1)로 출력한다.Subsequently, the control
이에 따라, 상기 제1 감산기(A1)는 상기 목표전류 연산부(4)에서 설정된 목표전류와 상기 제어전류 연산부(9)에서 연산된 제어전류의 차를 구하고, 이어 제2 감산기(A2)는 상기 제1 감산기(A1)에서 구해진 차와 상기 전류 검출부(6)에서 검출된 실제전류의 차를 구하여 전류 제어부(5)로 출력한다.Accordingly, the first subtractor A1 obtains a difference between the target current set by the target
그러면, 전류 제어부(7)에서는 상기 제어전류만큼 보정된 목표전류를 기준으로 모터(7)에 인가하여 모터(7)를 구동한다. 즉, 상기 제어전류만큼 상기 목표 전류 연산부(4)에서 결정된 목표전류를 보정하여 보정된 목표전류를 기준으로 상기 전류 제어부(5)에서 모터(7)를 제어하는 것이다.Then, the
따라서, 상기 모터(7)의 조향 보조력이 증가 또는 감소하게 된다.Thus, the steering assistance force of the
상기와 같이 본 발명은 종래의 전동식 파워스티어링 장치에 있어서 주행조건 판단부(8) 및 제어전류 연산부(9)로 이루어진 조타력 보조 제어부(10)를 추가 구성함으로써 주행중인 도로의 굴곡도 및 차량의 속도에 따른 주행조건에 따라 조향 보조력을 가감하여 운전자의 조향을 안전하게 보조할 수 있게 된다.As described above, the present invention further comprises a steering force
상기에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 주행중인 도로의 굴곡도 및 차량의 속도와 같은 차량의 주행조건에 따라 모터의 전류를 제어하여 조향 보조력을 가감하는 기능을 구현함으로써 차량의 안정적인 거동을 확보하고 조정 안정성을 증대시 킬 수 있게 되는 효과가 있다.
As described above, the present invention implements a function of controlling the current of the motor according to the driving conditions of the vehicle, such as the degree of curvature of the road and the speed of the vehicle to implement the function of adding and subtracting the steering assistance force to ensure a stable behavior of the vehicle There is an effect that can increase the adjustment stability.
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KR101382279B1 (en) * | 2008-11-24 | 2014-04-08 | 현대자동차(주) | A lane maintenance control system using a variable determination reference |
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2003
- 2003-01-06 KR KR1020030000531A patent/KR100804573B1/en active IP Right Grant
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