KR100966270B1 - Active steering apparatus for car - Google Patents
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Abstract
본 발명은 차량용 능동조향장치에 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 모터에 인가되는 전류를 제어하는 전류 제어부로 구성된 차량용 능동조향장치에 있어서, 차량 외부로부터 유입되는 이상 진동신호를 검출하고, 이 검출된 이상 진동신호에 대한 위상 반전신호를 생성하여 이상 진동 억제에 필요한 모터의 제어전류를 연산하는 진동저감 제어부와, 상기 목표전류 연산부에서 설정된 목표전류와 상기 진동저감 제어부에서 연산된 제어전류의 차를 구하는 제1 감산기와, 상기 제1 감산기에서 구해진 차와 상기 전류 검출부에서 검출된 실제전류간의 차를 구하여 상기 전류 제어부로 출력하는 제2 감산기를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하며, 차량의 주행조건에 따라 타이어로부터 핸들로 전달되는 진동에 대해 위상이 반대인 전류를 인가하여 상기 진동을 억제해 줌으로써 차량의 조향감을 개선하고, 차량의 안정적인 거동을 확보하며, 조정 안정성을 증대시킬 수 있도록 한다.The present invention relates to an active steering device for a vehicle, 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 a steering assistance; An active steering device for a vehicle, comprising a motor generating a force, a current detector for detecting a real current flowing through the motor, and a current controller for controlling a current applied to the motor, the abnormal vibration signal flowing from the outside of the vehicle is detected. And a vibration reduction controller for generating a phase inversion signal with respect to the detected abnormal vibration signal to calculate a control current of the motor required to suppress abnormal vibration, and a control calculated by the target current set by the target current calculator and the vibration reduction controller. A first subtractor for obtaining a difference between electric currents, a difference obtained from the first subtractor, and the current And a second subtractor which obtains a difference between the actual currents detected at the outlet and outputs the difference to the current controller, wherein the current has a phase opposite to the vibration transmitted from the tire to the handle according to the driving condition of the vehicle. By applying the suppression of the vibration to improve the steering feel of the vehicle, to ensure the stable behavior of the vehicle, it is possible to increase the adjustment stability.
능동조향장치, 진동 검출, 위상 반전, 진동저감 제어부 Active steering device, vibration detection, phase reversal, vibration reduction control
Description
도 1은 종래의 차량용 능동조향장치의 블록 구성도,1 is a block diagram of a conventional active steering device for a vehicle,
도 2는 본 발명에 의한 차량용 능동조향장치의 블록 구성도.Figure 2 is a block diagram of an active steering device for a vehicle 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 : 진동 검출부7: motor 8: vibration detection unit
9 : 위상 반전부 10 : 제어전류 연산부9: phase inversion unit 10: control current calculation unit
12 : 진동저감 제어부 A1,A2 : 제1,제2 감산기12: vibration reduction control unit A1, A2: first and second subtractors
본 발명은 차량용 능동조향장치에 관한 것으로, 특히 조향각속도 및 차속과 같은 차량의 주행조건에 따라 타이어로부터 핸들로 전달되는 진동에 대해 위상이 반대인 전류를 인가하여 상기 진동을 억제해 줌으로써 차량의 조향감을 개선하고, 차량의 안정적인 거동을 확보하며, 조정 안정성을 증대시킬 수 있도록 한 차량용 능동조향장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
종래의 차량용 능동조향장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 핸들 토오크를 검출하는 토오크 센서(1)와, 차량의 속도를 검출하는 차속 센서(2)와, 핸들의 조향각도를 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 active steering apparatus for a vehicle includes a
상기와 같이 구성된 종래 차량용 능동조향장치에 있어서, 상기 토오크 센서(1), 차속 센서(2), 조향각 센서(3)에서 검출된 토오크, 차속, 조향각도의 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 vehicle active steering apparatus configured as described above, the target
이후, 상기 전류 제어부(5)는 목표전류 연산부(4)에서 연산된 목표전류와 전류 검출부(6)에서 검출한 모터(7)의 실제전류의 차를 적용하여 모터(7)의 전류를 보정하도록 제어한다.Thereafter, the
한편, 상기와 같이 동작하는 종래 차량용 능동조향장치에 있어서, 조향각속도 및 차속과 같은 차량의 주행조건에 따라 차량 외부로부터 비정상적인 고주파 성분의 이상 진동이 유입되는 경우, 이 이상 진동을 억제하고 차량의 주행조건에 따 라 조향 보조력을 가감 제어하는 기능이 구현되어 있지 않아 차량의 조향감이 저하되고, 차량의 안정적인 거동을 확보하기가 어려우며, 안전운전에 많은 위험을 초래하게 되는 문제점이 있었다.On the other hand, in the conventional vehicle active steering apparatus operating as described above, when abnormal vibration of high frequency components is introduced from the outside of the vehicle according to the driving conditions of the vehicle such as the steering angle speed and the vehicle speed, the abnormal vibration is suppressed and the vehicle travels. According to the condition, the function of controlling or adjusting the steering assistance force is not implemented, so that the steering feeling of the vehicle is lowered, it is difficult to secure a stable behavior of the vehicle, and there is a problem that causes a lot of risks for safe driving.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 그 목적은 조향각속도 및 차속과 같은 차량의 주행조건에 따라 타이어로부터 핸들로 전달되는 진동에 대해 위상이 반대인 전류를 인가하여 상기 진동을 억제하는 방향으로 모터의 조향 보조력을 가감 제어함으로써 차량의 조향감을 개선하고, 차량의 안정적인 거동을 확보하며, 조정 안정성을 증대시킬 수 있도록 한 차량용 능동조향장치를 제공하는 데에 있다.The present invention is to solve the above problems, the object is to suppress the vibration by applying a current in the opposite phase to the vibration transmitted from the tire to the steering wheel according to the driving conditions of the vehicle, such as steering angle speed and vehicle speed. The present invention provides an active steering device for a vehicle which can improve steering control of a vehicle, secure stable behavior of a vehicle, and increase coordination stability by controlling the steering assistance force of a motor in a direction.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 차량용 능동조향장치는, 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 모터에 인가되는 전류를 제어하는 전류 제어부로 구성된 차량용 능동조향장치에 있어서, 차량 외부로부터 유입되는 이상 진동신호를 검출하고, 이 검출된 이상 진동신호에 대한 위상 반전신호를 생성하여 이상 진동 억제에 필요한 모터의 제어전류를 연산하는 진동저감 제어부와, 상기 목표전류 연산부에서 설정된 목표전류와 상기 진동저감 제어부에서 연산된 제어전류의 차를 구하는 제1 감산기와, 상 기 제1 감산기에서 구해진 차와 상기 전류 검출부에서 검출된 실제전류간의 차를 구하여 상기 전류 제어부로 출력하는 제2 감산기를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.An active steering apparatus for a vehicle according to the present invention for achieving the above object includes a target sensor, a target for setting a target current from a torque sensor, a vehicle speed sensor, a steering angle sensor, and information detected by the torque sensor, the vehicle speed sensor, and the steering angle sensor, respectively. An active steering device for a vehicle, comprising a current calculating unit, a motor generating steering assistance force, a current detecting unit detecting a real current flowing through the motor, and a current control unit controlling a current applied to the motor, the inflow from the outside of the vehicle A vibration reduction control unit for detecting an abnormal vibration signal, generating a phase reversal signal with respect to the detected abnormal vibration signal, and calculating a control current of a motor required to suppress abnormal vibration; a target current and the vibration set by the target current calculation unit; In the first subtractor for obtaining the difference of the control current calculated by the reduction controller, Obtaining a difference between the made tea and the actual current detected by the current detection unit is characterized in that further comprises a second subtracter for outputting to said current control unit.
이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 의한 차량용 능동조향장치의 구성 및 동작을 상세히 설명한다.Hereinafter, the configuration and operation of an active steering device for a vehicle according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명에 의한 차량용 능동조향장치의 블록 구성도로서, 핸들 토오크를 검출하는 토오크 센서(1)와, 차량의 속도를 검출하는 차속 센서(2)와, 핸들의 조향각도를 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, 운전자가 입력가능한 조향각속도를 판단하기 위한 조향시스템 모델이 들어 있고, 상기 조향각 센서(3)로부터 HPF(High Pass Filter)를 통과한 조향각 신호와 연산된 최대 조향각속도 신호를 비교하여 차량 외부로부터 유입되는 비정상적인 고주파 성분의 이상 진동신호를 검출하는 진동 검출부(8), 상기 진동 검출부(8)에서 검출된 이상 진동신호에 대해 그 위상이 반대인 위상 반전신호를 생성하는 위상 반전부(9), 상기 위상 반전부(9)에서 생성된 위상 반전신호와 상기 차속 센서(2)에서 검출된 차속으로부터 차량의 현 주행조건에서 최적의 조향감을 얻기 위해 이상 진동 억제에 필요한 모터의 제어전류를 연산하는 제어전류 연산부(10)로 구성된 진동저감 제어부(11)와, 상기 목표전류 연산부(4)에서 설정된 목표전류와 상기 진동저감 제어부(11)내 제어전류 연산부(10)에서 연산된 제어전류의 차를 구하는 제1 감산기(A1)와, 상기 제1 감산기(A1)에서 구해진 차와 상기 전류 검출부(6)에서 검출된 실제전류간의 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 active steering device for a vehicle 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 차량용 능동조향장치의 동작을 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation of the active steering device for a vehicle of the present invention configured as described above are as follows.
먼저, 본 발명에 의한 차량용 능동조향장치에 있어서, 상기 토오크 센서(1), 차속 센서(2), 조향각 센서(3)에서 검출된 토오크, 차속, 조향각도의 각 검출정보로부터 상기 목표전류 연산부(4)에서 조절한 조향감을 얻기 위한 목표전류를 연산한다.First, in the active steering apparatus for a vehicle according to the present invention, the target current calculating unit (1) is obtained from the detected information of the torque, the vehicle speed, and the steering angle detected by the
그리고, 상기 진동저감 제어부(11)내 진동 검출부(8)는 운전자가 입력가능한 조향각속도를 판단하기 위한 조향시스템 모델이 들어 있어, 상기 조향각 센서(3)로부터 HPF를 통과한 조향각 신호와 연산된 최대 조향각속도 신호를 비교하여 차량 외부로부터 유입되는 비정상적인 고주파 성분의 이상 진동신호를 검출한다.In addition, the
이어, 상기 진동저감 제어부(11)내 위상 반전부(9)는 상기 진동 검출부(8)에서 검출된 이상 진동신호에 대해 그 위상이 정반대인(180도 반전된) 위상 반전신호를 생성한다.Subsequently, the
이후, 상기 진동저감 제어부(11)내 제어전류 연산부(10)는 상기 위상 반전부 (9)에서 생성된 위상 반전신호와 상기 차속 센서(2)에서 검출된 차속으로부터 차량의 현 주행조건에서 최적의 조향감을 얻기 위해 이상 진동 억제에 필요한 모터의 제어전류, 즉 최적의 진동 억제력을 구현하기 위한 제어전류를 연산하여 제1 감산기(A1)로 출력한다.Then, the control
이에 따라, 상기 제1 감산기(A1)는 상기 목표전류 연산부(4)에서 설정된 목표전류와 상기 진동저감 제어부(11)내 제어전류 연산부(10)에서 연산된 제어전류의 차를 구하고, 이어 제2 감산기(A2)는 상기 제1 감산기(A1)에서 구해진 차와 상기 전류 검출부(6)에서 검출된 실제전류간의 차를 다시 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(5)에서는 상기 제2 감산기(A2)의 차 입력에 따라 상기 제어전류만큼 보정된 목표전류를 기준으로 모터(7)에 인가하여 모터(7)를 구동한다. 즉, 상기 제어전류만큼 상기 목표 전류 연산부(4)에서 설정된 목표전류를 보정하여 보정된 목표전류를 기준으로 상기 전류 제어부(5)에서 모터(7)를 제어하는 것이다.Then, the
따라서, 차량 외부로부터 능동조향장치에 유입되는 이상 진동을 억제하는 방향으로 차량의 주행조건에 따라 상기 모터(7)의 조향 보조력이 증가 또는 감소하게 된다.Therefore, the steering assistance force of the
상기와 같이 본 발명은 종래의 차량용 능동조향장치에 있어서, 진동 검출부와, 위상 반전부 및 제어전류 연산부로 이루어진 진동저감 제어부를 추가 구성함으로써 차량 외부로부터 능동조향장치에 유입되는 비정상적인 이상 진동을 억제하는 방향으로 조향 보조력을 가감 제어함으로써 운전자의 조정 안정성을 증대시킬 수 있게 된다.As described above, according to the present invention, in the conventional vehicle active steering apparatus, a vibration detection unit and a vibration reduction control unit including a phase inversion unit and a control current calculation unit are further configured to suppress abnormal abnormal vibration flowing into the active steering apparatus from the outside of the vehicle. By adjusting the steering assist force in the direction, it is possible to increase the driver's adjustment stability.
이상, 상기에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 조향각속도 및 차속과 같은 차량의 주행조건에 따라 타이어로부터 핸들로 전달되는 진동에 대해 위상이 반대인 전류를 인가하여 상기 진동을 억제하는 방향으로 모터의 조향 보조력을 가감 제어함으로써 차량의 조향감을 개선하고, 차량의 안정적인 거동을 확보하며, 조정 안정성을 증대시킬 수 있게 되는 효과가 있다.
As described above, according to the present invention, the steering of the motor in a direction of suppressing the vibration by applying a current whose phase is opposite to the vibration transmitted from the tire to the steering wheel according to the driving conditions of the vehicle such as the steering angle speed and the vehicle speed. By controlling the assist force, it is possible to improve the steering feeling of the vehicle, to secure a stable behavior of the vehicle, and to increase the adjustment stability.
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