KR101539081B1 - 전동식 파워 스티어링 시스템의 프릭션 보상 장치 및 방법 - Google Patents

전동식 파워 스티어링 시스템의 프릭션 보상 장치 및 방법 Download PDF

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구은경
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현대모비스 주식회사
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Abstract

본 발명은 전동식 파워 스티어링 시스템의 프릭션 보상 장치 및 방법에 관한 것으로, 조향각, 각속도 및 차속 중 적어도 하나와 이에 상응하는 조향토크를 감지하는 감지부, 상기 감지부를 통해 감지된 조향토크를 저장하기 위한 저장부 및 상기 감지부를 통해 감지된 조향각, 각속도 및 차속 중 적어도 하나가 각각의 설정범위에 해당할 때, 상기 감지부를 통해 감지된 조향토크를 상기 저장부에 저장하는 제어부를 포함하되, 상기 제어부는 상기 저장부에 저장된 조향토크의 개수가 기준개수 이상인 경우 상기 저장된 조향토크의 평균값을 계산하고, 상기 평균값과 기준값을 비교한 결과에 근거하여 프릭션 보상토크를 산출하는 것을 특징으로 한다.

Description

전동식 파워 스티어링 시스템의 프릭션 보상 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD OF FRICTION COMPENSATION FOR MDPS SYSTEM}
본 발명은 자동차의 전동식 파워 스티어링 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전동식 파워 스티어링 시스템의 프릭션 보상 장치 및 방법에 관한 것이다.
자동차의 파워 스티어링은 동력에 따른 조향 장치로, 운전자의 스티어링 휠 조작을 돕는 역할을 한다. 이러한 파워 스티어링은 유압을 이용하는 방식이 주로 사용되고 있으나, 최근에는 모터의 힘을 이용하는 방식인 전동식 파워 스티어링(MDPS: Motor Driven Power Steering) 시스템의 사용이 늘어나고 있다. MDPS 시스템은 기존의 유압식 파워 스티어링 시스템과 대비하여 무게가 가볍고, 공간을 적게 차지하며, 오일교환이 필요 없다는 장점이 존재하기 때문이다.
MDPS 시스템은 차량 조향 시 운전자가 스티어링 휠에 가해야 하는 조향 토크의 일부를 보조 동력원을 이용하여 제공함으로써 조향을 용이하게 한다. 즉, 운전자의 조향 의도를 스티어링 휠에 직결된 토크 센서를 통해 감지하고 이 신호를 MDPS 시스템이 받아서 현재 자동차의 속력 등을 고려해 알맞은 힘을 제공하도록 모터를 구동함으로써 조향력을 보조한다. MDPS 시스템은 자동차의 주정차 때나 저속운전 때에는 큰 힘을 보조해 운전자의 힘을 덜고, 고속주행 때는 작은 힘만을 보조하도록 함으로써 차체의 안정성을 유지할 수 있도록 한다.
상기 MDPS 시스템은 모터가 스티어링 기어 박스와 너클을 연결하는 암(Arm)에 장착되는 형태일 수도 있고, 스티어링 휠과 연결된 스티어링 컬럼에 장착되는 형태 수도 있으나, 스티어링 휠의 회전을 감지하여 스티어링 휠의 회전 정도 및 차속에 따라 모터의 전원 인가량을 결정하는 기본 원리는 동일하다.
그런데, 종래의 MDPS 시스템은 자동차가 출고된 이후 내구가 진행됨에 따라 MDPS 어셈블리의 기구적 프릭션이 감소하여 운전자가 느끼는 출고 직후의 조향감과 내구 진행 후의 조향감이 달라진다는 불편함이 존재하였다.
한편 본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허 10-2010-0056312호(2010.05.27.)에 개시되어 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래 MDPS 시스템의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 자동차의 내구가 진행되더라도 운전자가 지속적으로 동등한 수준의 조향감을 느낄 수 있도록 하는 전동식 파워 스티어링 시스템의 프릭션 보상 장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명에 따른 전동식 파워 스티어링 시스템의 프릭션 보상 장치는 조향각, 각속도 및 차속 중 적어도 하나와 이에 상응하는 조향토크를 감지하는 감지부; 상기 감지부를 통해 감지된 조향토크를 저장하기 위한 저장부; 및 상기 감지부를 통해 감지된 조향각, 각속도 및 차속 중 적어도 하나가 각각의 설정범위에 해당할 때, 상기 감지부를 통해 감지된 조향토크를 상기 저장부에 저장하는 제어부를 포함하되, 상기 제어부는 상기 저장부에 저장된 조향토크의 개수가 기준개수 이상인 경우 상기 저장된 조향토크의 평균값을 계산하고, 상기 평균값과 기준값을 비교한 결과에 근거하여 프릭션 보상토크를 산출하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 프릭션 보상토크 산출시, 상기 제어부는 상기 평균값과 기준값을 비교한 결과에 근거하여 프릭션 학습보상토크를 계산하고, 미리 정해진 프릭션 기본보상토크에 상기 학습보상토크를 가산하여 상기 프릭션 보상토크를 산출하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 프릭션 학습보상토크는
Figure 112014050673011-pat00001
에 해당하며, 상기 제어부는 상기 프릭션 기본보상토크를 참조하여 상기 상수값을 결정하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 제어부는 운전자가 스티어링 휠을 온센터에서 시계방향향으로 회전시킬 때의 조향토크 및 온센터에서 반시계방으로 회전시킬 때의 조향토크 중 적어도 하나를 상기 저장부에 저장하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 제어부는 운전자가 스티어링 휠을 반전하기 시작할 때의 조향토크 및 반전 시작 후 스티어링 휠이 정상적으로 움직이기 시작할 때의 조향토크 중 적어도 하나를 상기 저장부에 저장하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 전동식 파워 스티어링 시스템의 프릭션 보상 방법은 제어부가 감지부를 통해 조향각, 각속도 및 차속 중 적어도 하나와 이에 상응하는 조향토크를 감지하는 단계; 상기 감지부를 통해 감지된 조향각, 각속도 및 차속 중 적어도 하나가 각각의 설정범위에 해당하는 경우, 상기 제어부가 상기 감지부를 통해 감지된 조향토크를 저장부에 저장하는 단계; 상기 저장부에 저장된 조향토크의 개수가 기준개수 이상인 경우 상기 제어부가 상기 저장된 조향토크의 평균값을 계산하는 단계; 및 상기 제어부가 상기 계산된 평균값과 기준값을 비교한 결과에 근거하여 프릭션 보상토크를 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 프릭션 보상토크를 산출하는 단계는, 상기 제어부가 상기 계산된 평균값과 기준값을 비교한 결과에 근거하여 프릭션 학습보상토크를 계산하는 단계; 및 상기 제어부가 미리 정해진 프릭션 기본보상토크에 상기 계산된 학습보상토크를 가산하여 프릭션 보상토크를 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 프릭션 학습보상토크를 계산하는 단계는, 상기 제어부가 상기 프릭션 기본보상토크를 참조하여 프릭션 학습보상 상수값을 결정하는 단계를 포함하되; 상기 프릭션 학습보상토크는
Figure 112014050673011-pat00002
에 해당하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 조향토크를 저장부에 저장하는 단계에서, 상기 제어부는 운전자가 스티어링 휠을 온센터에서 시계방향향으로 회전시킬 때의 조향토크 및 온센터에서 반시계방으로 회전시킬 때의 조향토크 중 적어도 하나를 상기 저장부에 저장하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 조향토크를 저장부에 저장하는 단계에서, 상기 제어부는 운전자가 스티어링 휠을 반전하기 시작할 때의 조향토크 및 반전 시작 후 스티어링 휠이 정상적으로 움직이기 시작할 때의 조향토크 중 적어도 하나를 상기 저장부에 저장하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 전동식 파워 스티어링 시스템의 프릭션 보상 장치 및 방법은 기구부 프릭션을 지속적으로 모니터링 하여 그 변화량을 추적하고 이에 따라 프릭션 보상토크를 산출함으로써 MDPS 어셈블리의 기구적 프릭션이 감소하더라도 운전자가 동등한 수준의 조향감을 느낄 수 있도록 하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 파워 스티어링 시스템의 프릭션 보상 장치의 구성을 나타낸 블록구성도이다.
도 2는 본 실시예에 따른 전동식 파워 스티어링 시스템의 프릭션 보상 장치에서 조향각과 조향토크에 기반을 둔 히스테리시스 곡선을 나타낸 그래프이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 파워 스티어링 시스템의 프릭션 보상 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 전동식 파워 스티어링 시스템의 프릭션 보상 장치 및 방법의 일 실시예를 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 파워 스티어링 시스템의 프릭션 보상 장치의 구성을 나타낸 블록구성도이고 도 2는 본 실시예에 따른 전동식 파워 스티어링 시스템의 프릭션 보상 장치에서 조향각과 조향토크에 기반을 둔 히스테리시스 곡선을 나타낸 그래프이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 파워 스티어링 시스템의 프릭션 보상 장치는 제어부(100), 감지부(110), 저장부(120)를 포함한다.
감지부(110)는 조향각, 각속도 및 차속 중 적어도 하나와 이에 상응하는 조향토크를 감지한다. 예를 들어 조향각은 0.2rad, 각속도는 0.3rad/s, 차속은 70km/h 일 때 이에 상응하는 조향토크로 10N·m가 감지될 수 있다.
조향각은 운전자에 의해 스티어링 휠이 조향된 각도를 말하며, 각속도는 상기 스티어링 휠의 회전 속도를 말한다. 일반적으로 스티어링 휠이 시계방향으로 회전했을 때 조향각을 양수로, 반시계방향으로 회전했을 때 조향각을 음수로 표현한다. 감지부(110)는 광센서(optical sensor)를 이용하여 조향각 또는 각속도를 측정할 수 있다. 예를 들어 스티어링 휠과 함께 회전하는 토션바에 수광부를 부설하고, 고정된 지점에 발광부를 부설하여 스티어링 휠의 조향각 또는 회전 속도를 측정할 수 있다. 다만 본 실시예는 이에 한정되지 않고 조향각 또는 각속도를 측정할 수 있는 다양한 방법이 채용될 수 있다. 조향토크는 스티어링 컬럼의 토크를 의미하며 컬럼 토크센서(미도시)를 통해 측정될 수 있다.
감지부(110)는 필요에 따라 하나 이상일 수 있으며, 감지부(110)는 조향각, 각속도 및 차속 중 적어도 하나와 이에 상응하는 조향토크를 주기적으로 측정하거나, 제어부(100)의 제어에 따라 비주기적으로 측정할 수 있다. 또한, 제어부(100)는 필요시에만 조향각, 각속도 및 차속 중 적어도 하나와 이에 상응하는 조향토크를 측정하도록 감지부(110)를 제어할 수도 있다.
저장부(120)는 제어부(100)의 제어에 따라 감지부(110)를 통해 감지된 조향토크를 저장한다. 이를 위해 저장부는 EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), 플래시(Flash) 메모리 등 정보를 저장할 수 있는 다양한 저장매체를 포함할 수 있다.
제어부는 감지부(110)를 통해 감지된 조향각, 각속도 및 차속 중 적어도 하나가 각각의 설정범위에 해당할 때, 감지부(110)를 통해 감지된 조향토크를 저장부(120)에 저장한다. 즉 조향토크를 저장하기 위한 설정범위는 조향각, 각속도 및 차속에 대응하여 각각 존재한다.
예를 들어 조향각의 설정범위는 0.001~0.02rad, 각속도의 설정범위는 0.1~0.3rad/s, 차속의 설정범위는 70km/h~80km/h으로 설계된 경우, 감지부(110)를 통해 조향각 0.01rad, 각속도 0.2rad/s, 차속 70km/h, 조향토크 9N·m이 감지되면 제어부(100)는 조향토크 9N·m를 저장부(120)에 저장하나, 조향각 0.01rad, 각속도 1.1rad/s, 차속 70km/h, 조향토크 19N·m이 감지되면 제어부(100)는 조향토크를 저장부(120)에 저장하지 않는다.
조향각, 각속도 및 차속 중 적어도 하나에 대한 각각의 설정범위는 하나 이상일 수 있다. 예를 들어 조향각의 설정범위는 0~0.02rad, 각속도의 설정범위는 0.1~0.3rad/s, 차속의 설정범위는 70km/h~80km/h인 세트와 조향각의 설정범위는 -0.02~-0.001rad, 각속도의 설정범위는 0.1~0.3rad/s, 차속의 설정범위는 70km/h~80km/h인 세트가 동시에 존재할 수 있다.
이러한 경우 제어부(100)는 각각의 세트의 설정범위에 해당하는 조향토크를 각각 저장부(120)에 저장할 수 있으며, 저장부(120) 또한 각 세트별로 조향토크를 저장하기 위한 공간을 구분하고 있을 수 있다.
이하에서 설정범위 세트라 함은, 제어부(100)가 조향토크를 저장하기 위해서 동시에 만족되어야 하는 조향각의 설정범위, 각속도의 설정범위 및 차속의 설정범위를 하나로 묶은 것을 의미한다.
설정범위 세트는 초기 온센터 히스테리시스 폭을 유지하기 위해 설계될 수 있으며, 이외에도 자동차의 출고 직후의 조향감을 유지하기 위한 다양한 기준으로 설계될 수 있다.
또한 설정범위 세트는 하나 이상일 수 있으므로, 제어부(100)는 여러 조건에서 조향토크를 측정하고, 이를 종합하여 프릭션의 학습보상을 수행할 수도 있다. 또한 시계방향과 반시계방향의 조향감이 동등한 수준으로 유지될 수 있도록, 제어부(100)는 각기 다른 설정범위 세트를 이용하여 시계방향과 반시계방향의 프릭션 학습보상을 각각 독립적으로 수행할 수도 있다.
도 2를 참조하여 좀 더 구체적으로 살펴보면, 제어부(100)는 온센터의 프릭션(A 또는 B 지점) 또는 스티어링 휠 반전시 히스테리시스폭(T1)을 측정하여 프릭션의 학습보상을 수행할 수 있다. 여기서 온센터라 함은 스티어링 휠이 중립에 위치한 것을 의미한다.
A지점의 측정을 통해 얻어지는 조향토크는 운전자가 스티어링 휠을 시계방향으로 회전시킬 때 온센터의 프릭션값을 나타내고, B지점의 측정을 통해 얻어지는 조향토크는 운전자가 스티어링 휠을 반시계방향으로 회전시킬 때 온센터의 프릭션값을 나타낸다. 여기서 프릭션값이라 함은 운전자가 스티어링 휠에 힘을 가하여 회전을 시키려고 하나 스티어링 휠이 원활하게 회전되지 않는 정도를 정량적으로 나타낸 값을 의미한다.
또한 T1폭의 측정을 통해 얻어지는 조향토크의 폭은 운전자가 스티어링 휠의 반전을 시도할 때 스티어링 휠이 원활하게 회전되지 않는 정도를 정량적으로 나타낸 값을 의미한다.
A지점, B지점 또는 T1폭의 측정 시 측정되는 조향토크의 값은 각속도 및 차속에 따라 달라진다. 따라서 각속도 및 차속에 대한 기준을 정하고 특정 조향각(예: A지점의 조향각)에서 이에 상응하는 조향토크를 반복적으로 측정하여야 프릭션의 변화를 추정할 수 있게 된다. 즉 A지점 또는 B지점의 프릭션, 또는 T1폭의 변화 측정을 통해 프릭션의 변화를 추정하기 위해서는 A지점, B지점, T1을 위한 설정범위 세트가 각각 필요한 것이다.
여기서 프릭션의 변화란 자동차의 출고 초기의 프릭션과 내구가 진행된 이후 프릭션의 차이를 의미하며 조향토크의 평균값을 통해 추정될 수 있다.
따라서 제어부(100)는 하나의 설정범위 세트에 상응하여 저장부(120)에 저장된 조향토크의 개수가 기준개수 이상인 경우 상기 저장된 조향토크의 평균값을 계산한다. 상기 기준개수는 프릭션의 변화를 확인할 수 있을 정도의 값에 해당하며 설계사양에 따라 다양한 값으로 설계될 수 있으며 기본적으로 미리 설정되어 있다.
예를 들어 기준개수가 M개이고 A지점에 상응하여 저장부(120)에 저장된 조향토크의 개수가 M개(
Figure 112014050673011-pat00003
,
Figure 112014050673011-pat00004
,…,
Figure 112014050673011-pat00005
)인 경우, 제어부(100)는 다음의 수학식 1과 같은 계산을 통해 상기 저장된 조향토크의 평균값을 계산한다.
Figure 112014050673011-pat00006
여기서 제어부(100)는 조향토크의 평균값과 기준값을 비교한 결과에 근거하여 프릭션의 변화를 추정하고 이에 따라 프릭션 학습보상토크를 계산한다. 상기 기준값은 자동차 출고 초기의 조향토크 평균값으로 기본적으로 미리 설정되어 있으며, 저장된 조향토크의 평균값을 계산하는 방법과 동일한 방법으로 계산되어 설정될 수 있다. 다만 기준값을 계산할 때의 기준개수와 저장된 조향토크의 평균값을 계산할 때의 기준개수는 다르게 설계될 수 있다.
예를 들어 도2에 도시된 T1폭을 측정하여 프릭션의 변화를 추정하는 경우, 제어부(100)는 다음의 수학식 2와 같은 계산을 통해 T1폭의 변화량을 계산할 수 있다.
Figure 112014050673011-pat00007
여기서 아래첨자 M은 저장부(120)에 저장된 조향토크의 평균값을 의미하고 아래첨자 S는 기준값을 의미한다. 즉
Figure 112014050673011-pat00008
은 운전자가 스티어링 휠을 반전하기 시작하는 C지점에 대하여 저장부(120)에 저장된 조향토크의 평균값을,
Figure 112014050673011-pat00009
는 C지점에 대하여 미리 설정된 기준값을 의미하고,
Figure 112014050673011-pat00010
은 반전 시작 후 스티어링 휠이 정상적으로 움직이기 시작하는 D지점에 대하여 저장부(120)에 저장된 조향토크의 평균값을,
Figure 112014050673011-pat00011
는 D지점에 대하여 미리 설정된 기준값을 의미한다. 여기서 정상적이라 함은 운전자가 스티어링 휠을 원활하게 회전시킬 수 있는 상태를 의미하며, 반전 시작 후 조향토크에 대한 조향각의 변화율이 설정값(예: 0.2) 이상이 될 때, 스티어링 휠이 정상적으로 움직이기 시작한다고 할 수 있다. 또한 상기 설정값은 자동차의 조건을 고려하여 다양한 값으로 설계될 수도 있다.
또한 A지점의 프릭션의 변화를 추정하는 경우, 제어부(100)는 다음의 수학식 3과 같은 계산을 통해 A지점의 프릭션 변화량을 계산할 수 있다.
Figure 112014050673011-pat00012
여기서
Figure 112014050673011-pat00013
은 운전자가 스티어링 휠을 온센터에서 시계방향향으로 회전시키는 A지점에 대하여 저장부(120)에 저장된 조향토크의 평균값을,
Figure 112014050673011-pat00014
는 A지점에 대하여 미리 설정된 기준값을 의미한다.
제어부(100)는 상기와 같은 변화량에 프릭션 학습보상 상수값을 곱하여 프릭션 학습보상토크를 계산할 수 있다. 즉 프릭션 학습보상토크는 프릭션 자체에 따른 토크 보상값이 아닌, 프릭션의 변화에 따른 토크 보상값에 해당한다.
상기 상수값은 고정된 값이 아니며, 제어부(100)가 프릭션 기본보상토크를 참조하여 결정한다. 여기서 프릭션 기본보상토크는 MDPS 시스템에 존재하는 기구적 프릭션 자체에 따른 토크 보상값에 해당한다. 상기 프릭션 기본보상토크는 사용자의 입력에 의한 토크, 조향 방향, 조향 위치 등을 고려하여 정해지며, 프릭션 학습보상토크를 계산하기 전에 미리 정해진다.
따라서 A지점을 기반으로 한 프릭션 학습보상토크는 다음의 수학식 4와 같다.
Figure 112014050673011-pat00015
여기서 K는 상기 상수값에 해당한다.
제어부(100)는 프릭션 기본보상토크에 프릭션 학습보상토크를 가산하여 프릭션 보상토크를 산출한다. 즉 프릭션에 따른 토크 보상값은 미리 정해진 프릭션 기본보상토크에 프릭션의 변화의 추정을 통해 계산된 프릭션 학습보상토크를 더하여 결정된다.
본 실시예에서는 제어부(100)가 조향각, 각속도 및 차속을 고려하여 프릭션 학습보상토크를 계산하는 것으로 설명하였으나, 제어부(100)가 조향각, 각속도 및 차속 중 하나 또는 일부만을 고려하여 프릭션 학습보상토크를 계산하도록 설계될 수도 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 파워 스티어링 시스템의 프릭션 보상 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 제어부(100)는 감지부(110)를 통해 조향각, 각속도 및 차속 중 적어도 하나와 이에 상응하는 조향토크를 감지한다(S300).
이어서 제어부(100)는 상기 단계(S300)에서 감지된 조향각, 각속도 및 차속 중 적어도 하나가 각각의 설정범위에 해당하는지 판단한다(S310).
상기 단계(S310)의 판단결과, 각각의 설정범위에 해당한다면, 제어부(100)는 상기 단계(S300)에서 감지된 조향토크를 저장부(120)에 저장한다(S320). 반면, 상기 단계(S310)의 판단결과, 각각의 설정범위 중 하나의 범위라도 만족하지 못하였다면, 제어부(100)는 상기 단계(S300)으로 회귀하여 감지하는 단계부터 다시 반복한다.
한편 상기 단계(S320) 이후, 제어부(100)는 저장부(120)에 저장된 조향토크의 개수가 기준개수 이상인지 확인한다(S330).
상기 단계(S330)의 확인결과, 저장부(120)에 저장된 조향토크의 개수가 기준개수 이상이라면, 제어부(100)는 저장부(120)에 저장된 조향토크의 평균값을 계산한다(S340). 반면, 상기 단계(S330)의 확인결과, 저장부(120)에 저장된 조향토크의 개수가 기준개수 미만이었다면, 제어부(100)는 상기 단계(S300)으로 회귀하여 감지하는 단계부터 다시 반복한다.
한편 상기 단계(S340) 이후, 제어부(100)는 상기 단계(S340)에서 계산된 조향토크의 평균값과 기준값을 비교한 결과에 근거하여 프릭션 학습보상토크를 계산한다(S350).
이어서 제어부(100)는 미리 정해진 프릭션 기본보상토크에 상기 단계(S350)에서 계산된 프릭션 학습보상토크를 가산하여 프린션 보상토크를 산출한다(S360).
이와 같이 본 발명의 실시예에 따른 전동식 파워 스티어링 시스템의 프릭션 보상 장치 및 방법은 기구부 프릭션을 지속적으로 추정하여 이에 따라 프릭션 보상토크를 산출함으로써 MDPS 어셈블리의 기구적 프릭션이 감소하더라도 운전자가 동등한 수준의 조향감을 느낄 수 있도록 한다. 또한 시계방향과 반시계방향의 프릭션 변화를 각각 보상하여 운전자가 좌, 우 조타시 동등한 조향감을 느낄 수 있도록 한다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
100: 제어부
110: 감지부
120: 저장부

Claims (10)

  1. 조향각, 각속도 및 차속 중 적어도 하나와 이에 상응하는 조향토크를 감지하는 감지부;
    상기 감지부를 통해 감지된 조향토크를 저장하기 위한 저장부; 및
    상기 감지부를 통해 감지된 조향각, 각속도 및 차속 중 적어도 하나가 각각의 설정범위에 해당할 때, 상기 감지부를 통해 감지된 조향토크를 상기 저장부에 저장하는 제어부를 포함하고,
    상기 제어부는 상기 저장부에 저장된 조향토크의 개수가 기준개수 이상인 경우 상기 저장된 조향토크의 평균값을 계산하고, 상기 평균값과 기준값을 비교한 결과에 근거하여 프릭션 보상토크를 산출하되,
    상기 제어부는 운전자가 스티어링 휠을 온센터에서 시계방향향으로 회전시킬 때의 조향토크, 온센터에서 반시계방향으로 회전시킬 때의 조향토크, 스티어링 휠을 반전하기 시작할 때의 조향토크 및 반전 시작 후 스티어링 휠이 정상적으로 움직이기 시작할 때의 조향토크 중 적어도 하나 이상을 상기 저장부에 저장하는 것을 특징으로 하는 전동식 파워 스티어링 시스템의 프릭션 보상 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 프릭션 보상토크 산출시, 상기 제어부는 상기 평균값과 기준값을 비교한 결과에 근거하여 프릭션 학습보상토크를 계산하고, 미리 정해진 프릭션 기본보상토크에 상기 학습보상토크를 가산하여 상기 프릭션 보상토크를 산출하는 것을 특징으로 하는 전동식 파워 스티어링 시스템의 프릭션 보상 장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 프릭션 학습보상토크는
    Figure 112014050673011-pat00016
    에 해당하며, 상기 제어부는 상기 프릭션 기본보상토크를 참조하여 상기 상수값을 결정하는 것을 특징으로 하는 전동식 파워 스티어링 시스템의 프릭션 보상 장치.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제어부가 감지부를 통해 조향각, 각속도 및 차속 중 적어도 하나와 이에 상응하는 조향토크를 감지하는 단계;
    상기 감지부를 통해 감지된 조향각, 각속도 및 차속 중 적어도 하나가 각각의 설정범위에 해당하는 경우, 상기 제어부가 상기 감지부를 통해 감지된 조향토크를 저장부에 저장하는 단계;
    상기 저장부에 저장된 조향토크의 개수가 기준개수 이상인 경우 상기 제어부가 상기 저장된 조향토크의 평균값을 계산하는 단계; 및
    상기 제어부가 상기 계산된 평균값과 기준값을 비교한 결과에 근거하여 프릭션 보상토크를 산출하는 단계를 포함하되,
    상기 조향토크를 저장부에 저장하는 단계에서,
    상기 제어부는 운전자가 스티어링 휠을 온센터에서 시계방향향으로 회전시킬 때의 조향토크, 온센터에서 반시계방향으로 회전시킬 때의 조향토크, 스티어링 휠을 반전하기 시작할 때의 조향토크 및 반전 시작 후 스티어링 휠이 정상적으로 움직이기 시작할 때의 조향토크 중 적어도 하나 이상을 상기 저장부에 저장하는 것을 특징으로 하는 전동식 파워 스티어링 시스템의 프릭션 보상 방법.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 프릭션 보상토크를 산출하는 단계는,
    상기 제어부가 상기 계산된 평균값과 기준값을 비교한 결과에 근거하여 프릭션 학습보상토크를 계산하는 단계; 및
    상기 제어부가 미리 정해진 프릭션 기본보상토크에 상기 계산된 학습보상토크를 가산하여 프릭션 보상토크를 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동식 파워 스티어링 시스템의 프릭션 보상 방법.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 프릭션 학습보상토크를 계산하는 단계는,
    상기 제어부가 상기 프릭션 기본보상토크를 참조하여 프릭션 학습보상 상수값을 결정하는 단계를 포함하되;
    상기 프릭션 학습보상토크는
    Figure 112014050673011-pat00017
    에 해당하는 것을 특징으로 하는 전동식 파워 스티어링 시스템의 프릭션 보상 방법.
  9. 삭제
  10. 삭제
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101766074B1 (ko) * 2015-12-04 2017-08-07 현대자동차주식회사 전동식 조향 시스템의 제어 장치 및 제어 방법
KR101774111B1 (ko) * 2015-11-20 2017-09-01 주식회사 만도 프릭션 보상 제어 장치, 방법 및 프릭션 보상 제어 기능을 구비한 조향 장치
CN109552402A (zh) * 2017-09-27 2019-04-02 现代摩比斯株式会社 用于在电动助力转向中检测路面状态的设备及其控制方法
KR20190070185A (ko) * 2017-12-12 2019-06-20 현대자동차주식회사 조향장치의 좌우 프릭션 편차 제어 방법
CN111344699A (zh) * 2017-11-13 2020-06-26 捷太格特欧洲公司 动力转向系统中的摩擦力补偿方法及相关联的估算方法

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180019820A (ko) * 2016-08-17 2018-02-27 현대자동차주식회사 전동식 조향 시스템의 제어 장치 및 제어 방법
US10594248B2 (en) * 2017-01-19 2020-03-17 Ford Motor Company Adaptive steering torque control
GB201717135D0 (en) * 2017-10-18 2017-12-06 Trw Ltd Electrical power assisted steering system
KR102518219B1 (ko) * 2018-10-15 2023-04-06 현대자동차주식회사 차량 및 차량의 제어방법
DK180545B1 (en) * 2019-01-29 2021-06-17 Motional Ad Llc Electric power steering torque compensation
CN112441109B (zh) * 2019-09-03 2021-11-19 博世华域转向系统有限公司 一种持续学习的转向系统摩擦力矩补偿方法
CN114802424B (zh) * 2022-05-06 2023-11-07 浙江吉利控股集团有限公司 转向补偿方法、装置、设备及介质

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20120053300A (ko) * 2010-11-17 2012-05-25 현대자동차주식회사 차량의 ｍｄｐｓ 제어장치 및 방법
KR20140014775A (ko) * 2012-07-26 2014-02-06 주식회사 만도 전동식 조향 장치 및 그의 제어방법

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6293366B1 (en) * 2000-02-16 2001-09-25 Ford Global Technologies, Inc. Vehicle electric power assist steering system and method using angle based torque estimation
US6250419B1 (en) * 2000-02-16 2001-06-26 Ford Global Technologies, Inc. Vehicle electric power assist steering system and method using H-infinity control
JP4019813B2 (ja) * 2001-07-12 2007-12-12 株式会社豊田中央研究所 物理量推定装置、路面摩擦状態推定装置、操舵角中立点推定装置、及び空気圧低下推定装置
US6651771B2 (en) * 2001-10-20 2003-11-25 Ford Global Technologies, Llc H-infinity control and gain scheduling method for electric power assist steering system
US6901320B2 (en) * 2003-01-15 2005-05-31 Visteon Global Technologies, Inc. Friction compensation in a vehicle steering system
JP4419997B2 (ja) * 2006-08-28 2010-02-24 トヨタ自動車株式会社 電動パワーステアリング装置
KR100963967B1 (ko) 2008-11-19 2010-06-15 현대모비스 주식회사 전동식 파워스티어링 시스템의 조향 보상방법
US8798862B2 (en) * 2009-11-20 2014-08-05 Honda Motor Co., Ltd. Electric power steering device
US8571759B2 (en) * 2011-07-25 2013-10-29 GM Global Technology Operations LLC Electric power steering compensation for vehicles

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20120053300A (ko) * 2010-11-17 2012-05-25 현대자동차주식회사 차량의 ｍｄｐｓ 제어장치 및 방법
KR20140014775A (ko) * 2012-07-26 2014-02-06 주식회사 만도 전동식 조향 장치 및 그의 제어방법

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101774111B1 (ko) * 2015-11-20 2017-09-01 주식회사 만도 프릭션 보상 제어 장치, 방법 및 프릭션 보상 제어 기능을 구비한 조향 장치
KR101766074B1 (ko) * 2015-12-04 2017-08-07 현대자동차주식회사 전동식 조향 시스템의 제어 장치 및 제어 방법
US10023225B2 (en) 2015-12-04 2018-07-17 Hyundai Motor Company Apparatus and method for controlling motor-driven power steering system
CN109552402A (zh) * 2017-09-27 2019-04-02 现代摩比斯株式会社 用于在电动助力转向中检测路面状态的设备及其控制方法
CN111344699A (zh) * 2017-11-13 2020-06-26 捷太格特欧洲公司 动力转向系统中的摩擦力补偿方法及相关联的估算方法
CN111344699B (zh) * 2017-11-13 2024-03-08 捷太格特欧洲公司 动力转向系统中的摩擦力补偿方法及相关联的估算方法
KR20190070185A (ko) * 2017-12-12 2019-06-20 현대자동차주식회사 조향장치의 좌우 프릭션 편차 제어 방법
KR102417397B1 (ko) * 2017-12-12 2022-07-06 현대자동차주식회사 조향장치의 좌우 프릭션 편차 제어 방법

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