KR101543091B1

KR101543091B1 - Control method of motor driven power steering system

Info

Publication number: KR101543091B1
Application number: KR1020130138621A
Authority: KR
Inventors: 권오성; 이경복
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2013-11-14
Filing date: 2013-11-14
Publication date: 2015-08-07
Also published as: KR20150055982A

Abstract

본 발명은 전동식 조향장치의 제어방법에 관한 것으로서, 거친 노면에서의 충격 발생, 풀턴 후 크립 주행시 조향휠이 더 돌아가는 현상, 그리고 매끄러운 노면에서 발생하는 큰 충격음 발생 문제를 모두 해소할 수 있는 개선된 전동식 조향장치의 랙 엔드 스탑 제어방법을 제공하는데 주된 목적이 있는 것이다. 상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, 차량이 정차한 상태임을 확인하는 과정; 정차상태에서 조향 조작시 검출된 조향휠 토크값에 따른 전류값을 결정하고, 결정된 전류값을 MDPS 모터에 상전류로 인가하여 MDPS 모터를 구동시키는 과정; 및 검출된 조향각이 랙 엔드 스탑 모드 진입 시점의 모터 인가 전류에 따른 값으로 설정된 진입각도에 도달하면, 랙 엔드 스탑 모드로 진입하여 MDPS 모터에 인가되는 전류를, 실시간 검출된 조향각에 상응하는 값으로 제어하여 조향각이 증가함에 따라 감소시키는 과정;을 포함하고, 상기 진입각도 또는 실시간 검출된 조향각에 상응하는 랙 엔드 스탑 모드에서의 제어되는 전류값이 랙 엔드 스탑 모드 진입 시점의 모터 인가 전류에 따라 상이한 값이 되도록 상기 모터 인가 전류에 따른 값으로 미리 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 전동식 조향장치의 제어방법을 제공한다.[0001] The present invention relates to a control method for an electric power steering system, and more particularly, to a control method of an electric power steering system which can eliminate all problems of shock generation on a rough road surface, The main object of the present invention is to provide a method of controlling a rack end stop of a steering apparatus. In order to accomplish the above object, the present invention provides a method of determining whether a vehicle is in a stopped state; Determining a current value according to a steering wheel torque value detected during a steering operation in a stationary state, and driving the MDPS motor by applying a determined current value to a MDPS motor as a phase current; And when the detected steering angle reaches an entry angle set to a value according to the motor applied current at the time of entry into the rack end stop mode, the current entering the rack end stop mode and applied to the MDPS motor is set to a value corresponding to the detected steering angle in real time Wherein the controlled current value in the rack end stop mode corresponding to the entry angle or the detected steering angle in real time is different according to the motor applied current at the time of entry into the rack end stop mode The value of which is preset to a value according to the motor application current.

Description

BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a control method of a motor-

본 발명은 전동식 조향장치의 제어방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 거친 노면에서의 충격 발생, 풀턴 후 크립 주행시 조향휠이 더 돌아가는 현상, 그리고 매끄러운 노면에서 발생하는 큰 충격음 발생 문제를 모두 해소할 수 있는 개선된 전동식 조향장치의 랙 엔드 스탑 제어방법에 관한 것이다.
More particularly, the present invention relates to a control method of an electric power steering apparatus, and more particularly, to a control method of an electric power steering apparatus capable of solving all problems of shock generation on a rough road surface, To a method of controlling a rack end stop of an improved electric steering system.

주지된 바와 같이, 자동차의 조향시에 운전자의 조타력을 저감시키기 위한 동력 보조 조향장치로는, 유압펌프에서 유압을 형성하여 조타력을 보조(assist)하는 유압식 조향장치(Hydraulic Power Steering System), 전동모터의 구동토크를 이용하여 조타력을 보조하는 전동식 조향장치(Motor Driven Power Steering System, 이하 'MDPS'라 함)가 사용되고 있다.As is well known, as a power assist steering device for reducing the steering force of the driver in the steering of a vehicle, there are a hydraulic power steering system that assists the steering force by forming a hydraulic pressure in the hydraulic pump, A motor driven power steering system (hereinafter referred to as 'MDPS') that assists the steering force by using the driving torque of the electric motor is used.

이 중에서 MDPS는 전동모터가 차량의 주행조건에 따라 자동으로 제어되어 운전자 조향휠 조작에 따른 조타력 보조 기능을 수행하므로 유압식 조향장치에 비해 더욱 향상된 조타성능과 조타감을 제공한다.Among them, MDPS provides more improved steering performance and steering feeling than hydraulic steering because electric motor is controlled automatically according to driving conditions of vehicle and carries steering assist function according to driver steering wheel operation.

최근 출시되는 차량에는 주행조건에 따라 조타력을 변화시킬 수 있는 MDPS가 널리 이용되고 있다.MDPS, which can change the steering force according to driving conditions, is widely used in recently released vehicles.

MDPS는 차속에 따라 조향휠의 조작력을 줄여주어 가볍고 신속한 조향 조작이 가능하도록 하는바, 이를 위한 기본 구성으로 조향각센서, 토크센서, 차속센서, 휠속센서, 엔진회전수센서, 요레이트센서 등의 센서류와 제어기(ECU), 전동모터를 포함하고, 제어기가 전동모터의 구동을 제어함에 있어서 상기한 센서들로부터 조향정보(조향각, 조향휠 토크 등)와 차량의 주행정보(차속, 휠속, 엔진회전수, 요레이트 정보 등)를 수신한다.The MDPS reduces the steering force of the steering wheel according to the vehicle speed to enable light and rapid steering operation. The basic structure of the MDPS is a steering angle sensor, a torque sensor, a vehicle speed sensor, a wheel speed sensor, an engine speed sensor, (Steering angle, steering wheel torque, etc.) from the sensors and driving information of the vehicle (such as vehicle speed, the vehicle speed, the engine speed, and the like) from the sensors when the controller controls the driving of the electric motor. , Yaw rate information, etc.).

이때, 제어기는 조향정보와 주행정보에 기초하여 결정된 토크 값에 해당하는 만큼의 전류치를 튜닝된 대로 연산하여 전동모터에 공급하고, 전동모터의 회전 및 회전 감속을 통해 운전자 조타력을 보조하기 위한 힘을 발생시킨다.At this time, the controller computes the current value corresponding to the torque value determined on the basis of the steering information and the running information as tuned and supplies it to the electric motor, and a force for assisting the driver's assistant force through rotation and rotation deceleration of the electric motor .

또한, MDPS의 기구적 구성을 살펴보면, 조향휠이 결합된 조향축(steering shaft)에 일체로 결합되어 있는 웜휠(worm wheel)과, 웜휠에 치합되어 결합된 웜축(worm shaft)과, 웜축의 일단에 연결된 상태로 제어기(이하 'MDPS 제어기'라 칭함)의 제어에 의해 구동하여 웜축으로 동력을 전달하는 전동모터(이하 'MDPS 모터'라 칭함)를 포함하고, 상기 MDPS 모터 및 이에 연결된 웜축이 조향축의 웜휠(worm wheel)을 회전시켜 조타력을 보조하게 된다.The mechanical structure of the MDPS includes a worm wheel integrally coupled to a steering shaft to which a steering wheel is coupled, a worm shaft coupled to the worm wheel, And an electric motor (hereinafter referred to as an 'MDPS motor') which is driven by control of a controller (hereinafter referred to as 'MDPS controller') in a state of being connected to the worm shaft, The worm wheel of the shaft is rotated to assist the steering force.

이러한 구성은 MDPS 모터가 조향축에 결합된 컬럼 구동방식의 구성(C-MDPS)이며, 최근에는 MDPS 모터가 랙 기어에 결합된 랙 구동식의 구성(R-MDPS, Rack assisst Motor Driven Power Steering)이 널리 적용되고 있다. This configuration is a column-driven configuration (C-MDPS) in which the MDPS motor is coupled to the steering shaft. Recently, a rack-driven configuration (R-MDPS, Rack Assisst Motor Driven Power Steering) Has been widely applied.

도 1은 R-MDPS의 구성을 나타내는 사시도로서, 도면부호 1은 MDPS 모터를, 도면부호 2는 센서 신호에 기초하여 MDPS 모터의 구동을 제어하는 MDPS 제어기를 나타낸다.1 is a perspective view showing a configuration of an R-MDPS. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes an MDPS motor, and reference numeral 2 denotes an MDPS controller that controls driving of an MDPS motor based on a sensor signal.

또한, 도면부호 4는 랙바가 내장된 기어박스(3)의 랙 하우징을 나타내며, 도면부호 5, 6은 랙바 양단부에 연결된 좌, 우측의 타이로드를 나타낸다. Reference numeral 4 denotes a rack housing of the gear box 3 in which the rack bar is incorporated, and reference numerals 5 and 6 denote left and right tie rods connected to both ends of the rack bar.

R-MDPS는 MDPS 모터에 의한 구동토크를 받아 랙바(rack bar)의 축방향 이동을 구현하는 방식으로, MDPS 모터의 회전력을 랙바에 전달해주면서 랙바의 축방향 직선이동력으로 전환해주기 위한 구성이 요구되고, 이를 위해 벨트와 풀리 및 볼너트, 베어링, 볼스크류 타입의 랙바 등이 사용된다.R-MDPS is a system that moves the rack bar in the axial direction by receiving the driving torque by the MDPS motor, and it is required to have a configuration for converting the rotational force of the MDPS motor to the rack bar while converting the axial straight line of the rack bar into power For this purpose, belts, pulleys and ball nuts, bearings, and ball screw type rack bars are used.

즉, 감속기(7) 내부에서 볼너트가 베어링에 의해 회전 가능하게 지지된 상태로 랙바에 결합되고, 구동풀리가 MDPS 모터(1)의 구동축에, 종동풀리가 랙바에 결합된 볼너트에 회전력을 전달하도록 고정되며, MDPS 모터측의 구동풀리와 볼너트측의 종동풀리 간에는 벨트로 연결되어 모터의 회전력을 풀리 및 벨트를 통해 랙바에 전달하게 된다.That is, the ball nut is coupled to the rack bar in a state in which the ball nut is rotatably supported by the bearing inside the speed reducer 7, and the driving pulley rotates to the driving shaft of the MDPS motor 1 and the driven pulley rotates the ball nut coupled to the rack bar And a belt is connected between the driving pulley on the MDPS motor side and the driven pulley on the ball nut side so that the rotational force of the motor is pulley and transmitted to the rack bar through the belt.

이때, 볼너트와 랙바의 볼스크류 구조에 의해 모터의 회전력이 랙바의 직선이동력으로 전환된다.At this time, the rotational force of the motor is converted into the power of the straight line of the rack bar by the ball screw structure of the ball nut and the rack bar.

한편, MDPS가 적용된 차량의 정차상태에서, 운전자가 조향휠을 풀턴(full turn) 조작할 때, MDPS 모터와 랙바는 조향휠 풀턴 도달상태에서 더 구동하려 하는 반면 타이어는 구속되므로, 순간적인 충격으로 소음이 발생하거나 MDPS 구성부품들이 손상을 받을 수 있다. On the other hand, when the driver operates the steering wheel full-turn while the vehicle is stopped with the MDPS applied, the MDPS motor and the rack bar attempt to drive the steering wheel at the full reach of the steering wheel, while the tires are restrained, Noise may be generated or the MDPS components may be damaged.

따라서, 풀턴 조건을 인지하여 풀턴 직전에서부터 조향각센서의 신호를 이용하여 MDPS 모터에 인가되는 전류를 제한함으로써 충격을 최소화하는 랙 엔드 스탑(rack end stop) 로직이 적용되고 있다. Accordingly, a rack end stop logic that minimizes the impact by limiting the current applied to the MDPS motor by using the signal of the steering angle sensor from immediately before the full-turn recognition is being applied.

도 2는 종래기술에 따른 랙 엔드 스탑 로직의 전류 제어상태를 예시한 전류 제어 선도로서, 타이어의 반력만큼 MDPS가 조타력을 보조하게 되므로, 풀턴시 MDPS 모터에 인가되는 전류값은 노면 조건에 따라 상이하다.FIG. 2 is a current control diagram illustrating a current control state of the rack end stop logic according to the related art. Since the MDPS assists the steering force by the reaction force of the tire, the current value applied to the full- It is different.

즉, 차량이 정차한 상태(차속 = 0)에서 조향휠의 풀턴시에 MDPS 제어기가 토크센서에 의해 검출된 토크값에 따른 전류값을 맵으로부터 구하고, 이어 구해진 전류를 모터 상전류로 인가하여 MDPS 모터를 구동시킴으로써 조타력을 보조한다.That is, when the vehicle is in a stopped state (vehicle speed = 0), the MDPS controller obtains the current value according to the torque value detected by the torque sensor at the time of full rotation of the steering wheel from the map, To assist the steering force.

이때, 조향각센서의 신호로부터 구해진 조향각이 정해진 진입각도에 도달하면, MDPS 제어기는 랙 엔드 스탑 모드로 진입하여 MDPS 모터에 인가되는 전류를 일정 기울기로 점차 감소시키는 제어를 수행한다. At this time, when the steering angle obtained from the signal of the steering angle sensor reaches a predetermined entering angle, the MDPS controller enters the rack end stop mode and performs control to gradually decrease the current applied to the MDPS motor to a predetermined slope.

도 2의 예를 들어 설명하면, MDPS 모터에 인가할 수 있는 최대 전류값이 135A로 설정되어 있으며, MDPS 제어기는 전반적으로 거친 노면에서 상대적으로 큰 전류를 MDPS 모터에 인가하고, 상대적으로 매끄러운 노면(타이어 마찰이 상대적으로 작은 노면), 예컨대 지하주차장이나 겨울철 빙판 도로 등에서는 작은 전류(예, 40A)를 MDPS 모터에 인가하도록 설정되어 있다.2, the maximum current value that can be applied to the MDPS motor is set to 135A. The MDPS controller applies a relatively large current to the MDPS motor as a whole on the rough road surface, and the relatively smooth road surface (For example, 40 A) is set to be applied to the MDPS motor in an underground parking lot, a winter ice road, and the like.

즉, 매끄러운 노면일수록 더욱 작은 전류를 MDPS 모터에 인가하도록 설정되어 있는 것이며, 토크센서의 검출값인 현재의 토크값으로부터 결정된 전류(상전류)를 MDPS 모터에 인가하고, 그 전류값에 따라 진입각도를 결정하고 나면, 조향각센서에 의해 검출된 조향각이 상기 진입각도에 도달한 것으로 판단되었을 때(랙 엔드 스탑 모드로 진입하였을 때), 이 진입각도에서부터 랙 끝단 각도에 도달할 때까지 MDPS 모터에 인가되는 전류를 선형적으로 감소시키게 된다.That is, the MDPS motor is set to apply a smaller current to a smooth road surface. A current (phase current) determined from a current torque value detected by a torque sensor is applied to the MDPS motor. Once it is determined that the steering angle detected by the steering angle sensor has reached the entry angle (when entering the rack end stop mode), it is applied to the MDPS motor from this entry angle until the rack end angle is reached The current is linearly reduced.

도 2를 참조하면, 진입각도 도달 이후의 조향각 구간에서 전류를 일정 기울기로 감소시키는 랙 엔드 스탑 제어가 이루어짐을 보여주고 있다.Referring to FIG. 2, there is shown a rack end stop control in which the current is reduced at a steep slope in the steepness angle section after reaching the entry angle.

도 2의 예에서 ①은 거친 노면 조건에서, ②는 상대적으로 매끄러운 노면 조건에서 제어 전류를 나타내고 있으며, 랙 엔드 스탑 모드(전류 제한 모드)로의 진입이 이루어지는 각도(진입각도)는 토크값으로부터 구해진 전류값에 의해 결정되고, 진입각도에 도달하는 시점(랙 엔드 스탑 모드로 진입하는 시점)은 매끄러운 노면일수록, 그리고 MDPS 모터에 인가되는 전류값이 작을수록 더 늦춰지게 된다.In the example shown in Fig. 2, (1) indicates the control current in the rough road surface condition, (2) indicates the control current in the relatively smooth road surface condition, and the angle at which the entry into the rack end stop mode (current limiting mode) Value, and the point at which the approach angle reaches the rack end stop mode is slower as the smooth road surface and the current value applied to the MDPS motor become smaller.

또한, 도 2의 예를 참조할 때, 최대 전류값 135A에 해당하는 전체 전류 제어 선도 중 전류 제한이 이루어지는 구간(랙 엔드 스탑 모드 구간)인 'A' 구간에서, MDPS 모터에 인가되고 있는 전류값(Y축값)에 해당하는 각도값(X축값)이 그 전류값에서의 진입각도로 결정되고, 이 진입각도에서부터 선도 'A' 구간의 전류값을 따라 동일한 기울기로 전류값을 점차적으로 줄이게 된다. Referring to FIG. 2, in the 'A' period during which the current restriction is performed (the rack end stop mode period), the current value applied to the MDPS motor (X-axis value) corresponding to the Y-axis value (Y-axis value) is determined as the entry angle at the current value, and the current value is gradually reduced at the same slope from the entry angle to the current value in the 'A'

따라서, 거친 노면 조건(고마찰)에서는 조타력 보조를 위해 MDPS 모터에 인가되는 전류값이 크고 진입각도부터 랙 끝단 각도까지의 잔여 각도가 상대적으로 큰 반면, 저마찰 노면 조건일수록 MDPS 모터에 인가되는 전류값이 작으면서 잔여 각도는 작아진다(예로, ①과 ②의 조건에서 잔여 각도를 비교하면 알 수 있음).Therefore, in the case of rough road surface condition (high friction), the current applied to the MDPS motor is large for assisting the steering force and the residual angle from the entering angle to the rack end angle is relatively large, while the low friction surface condition is applied to the MDPS motor The residual angle becomes small while the current value is small (for example, it can be known by comparing the residual angles under the conditions of (1) and (2)).

이러한 제어 방식에서는 거친 노면에서 운전자가 차량 정차상태로 조향휠을 풀턴 조작한 뒤 브레이크 페달로부터 발을 뗄 경우, 충격음이 발생함과 더불어, 차량 선회 및 크립 주행이 이루어지는 동안 조향휠이 더 돌아가는 현상이 발생하는 문제가 있는데, 거친 노면에서는 차량 선회시 조향휠이 더 돌아가는 양이 더욱 커진다.In such a control system, when the driver operates the steering wheel in a vehicle-stopping state on a rough road surface and then releases the brake pedal from the brake pedal, an impact sound is generated and the steering wheel further rotates during the vehicle turning and creep driving There is a problem that arises. On a rough road surface, the amount of turning of the steering wheel further increases when the vehicle is turned.

즉, 조향휠을 풀턴 조작할 때 풀턴 도달 직전부터 전류 제한이 이루어지고, 이후 조향휠이 더 이상 돌아가지 않아 운전자가 조향휠을 끝까지 돌렸다고 생각했을 때(운전자는 조향휠을 최대로 조작한 풀턴시인 것으로 판단), 브레이크 페달로부터 운전자가 발을 떼는 순간, 차량 선회 및 크립 주행이 이루어지면서 조향휠이 조금 더 돌아가는 현상이 발생하는 것이며, 이로 인해 운전자가 이질감을 느끼게 되어 불만이 발생하고 있는 실정이다.That is, when the steering wheel is operated in the full-turn operation, the current limit is established immediately before reaching the full-turn, and when the steering wheel is no longer turned back and the driver thinks that the steering wheel has been turned all the way The steering wheel is rotated a little more when the driver turns his or her foot off the brake pedal and the vehicle turns and creeps. This causes the driver to feel a sense of heterogeneity and complaints are occurring .

더불어, 매끄러운 노면 조건에서 낮은 전류값으로 진입 시점이 늦고 잔여 각도가 작으며 전류를 축소할 수 있는 구간이 짧으므로 풀턴까지 실제 전류 축소가 이루어지지 않거나 큰 충격음이 발생하게 된다.In addition, the slope of the slope is slow, the angle of the slope is low, and the area where the current can be reduced is short in the smooth road surface condition, so the actual current reduction does not occur until the full turn or a large impact sound is generated.

이러한 큰 충격은 MDPS 구성부품의 손상을 초래할 수 있고, 특히 랙 끝단에서 "텅"하는 큰 충격음이 발생하게 되면서 운전자의 불만이 커질 수 있다.These large impacts can cause damage to the MDPS components, and can cause a driver's dissatisfaction, especially when a "knocked" impact noise occurs at the rack end.

만약, 거친 노면에서의 충격음을 줄이기 위해 진입각도를 앞당겨 더 빨리 랙 엔드 스탑 모드(전류 제한 모드)의 진입이 이루어지도록 전류 제어 선도를 설정하면, 거친 노면에서는 풀턴 후 크립 주행시 조향휠이 더 돌아가는 양이 더 커지므로 운전자 불만이 발생하게 된다.If the current control line is set so that the entry end angle is earlier and the rack end stop mode (current limit mode) is entered earlier in order to reduce the impact noise on the rough road surface, the amount of the steering wheel The driver becomes complainant.

다만, 진입각도를 앞당겨 설정하면, 매끄러운 노면에서 잔여 각도가 늘어나게 되므로 충격음이 줄어들게 된다.However, if the entry angle is set earlier, the residual angle is increased on a smooth road surface, so the impact sound is reduced.

또한, 크립 주행시 조향휠이 돌아가는 양을 줄이기 위해 도 2와 같은 전류 제어 선도를 수정하여 진입각도를 지연시켜 랙 엔드 스탑 모드의 진입이 더욱 늦게 이루어지도록 설정한다면, 거친 노면에서의 풀턴 충격음은 어느 정도 줄일 수 있으나, 매끄러운 노면에서 잔여 각도가 너무 작아져서 큰 충격음이 발생하게 된다.
In order to reduce the amount of turning of the steering wheel during the creep driving, it is necessary to modify the current control line as shown in FIG. 2 to delay the entry angle so that the entry into the rack end stop mode is delayed. But the remaining angle on the smooth road surface becomes too small, resulting in a large impact sound.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출한 것으로서, 거친 노면에서의 충격 발생, 풀턴 후 크립 주행시 조향휠이 더 돌아가는 현상, 그리고 매끄러운 노면에서 발생하는 큰 충격음 발생 문제를 모두 해소할 수 있는 개선된 전동식 조향장치의 랙 엔드 스탑 제어방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to solve the above-mentioned problems, and to solve all of the problems of shock generation on a rough road surface, And an object of the present invention is to provide a method of controlling a rack end stop of an improved electric steering apparatus.

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, 차량이 정차한 상태임을 확인하는 과정; 정차상태에서 조향 조작시 검출된 조향휠 토크값에 따른 전류값을 결정하고, 결정된 전류값을 MDPS 모터에 상전류로 인가하여 MDPS 모터를 구동시키는 과정; 및 검출된 조향각이 랙 엔드 스탑 모드 진입 시점의 모터 인가 전류에 따른 값으로 설정된 진입각도에 도달하면, 랙 엔드 스탑 모드로 진입하여 MDPS 모터에 인가되는 전류를, 실시간 검출된 조향각에 상응하는 값으로 제어하여 조향각이 증가함에 따라 감소시키는 과정;을 포함하고, 상기 진입각도 또는 실시간 검출된 조향각에 상응하는 랙 엔드 스탑 모드에서의 제어되는 전류값이 랙 엔드 스탑 모드 진입 시점의 모터 인가 전류에 따라 상이한 값이 되도록 상기 모터 인가 전류에 따른 값으로 미리 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 전동식 조향장치의 제어방법을 제공한다.
In order to accomplish the above object, the present invention provides a method of determining whether a vehicle is in a stopped state; Determining a current value according to a steering wheel torque value detected during a steering operation in a stationary state, and driving the MDPS motor by applying a determined current value to a MDPS motor as a phase current; And when the detected steering angle reaches an entry angle set to a value according to the motor applied current at the time of entry into the rack end stop mode, the current entering the rack end stop mode and applied to the MDPS motor is set to a value corresponding to the detected steering angle in real time Wherein the controlled current value in the rack end stop mode corresponding to the entry angle or the detected steering angle in real time is different according to the motor applied current at the time of entry into the rack end stop mode The value of which is preset to a value according to the motor application current.

이에 따라, 본 발명의 랙 엔드 스탑 제어방법에 의하면, 랙 엔드 스탑 모드로의 진입각도와 랙 엔드 스탑 모드 구간에서의 제어 전류를 독립적으로 제어하는 방식이 적용됨으로써, 거친 노면에서의 충격 발생, 풀턴 후 크립 주행시 조향휠이 더 돌아가는 현상, 그리고 매끄러운 노면에서 발생하는 큰 충격음 발생 문제 등을 동시에 개선할 수 있는 이점이 있게 된다.
Thus, according to the rack end stop control method of the present invention, the approach angle to the rack end stop mode and the method of independently controlling the control current in the rack end stop mode section are applied, There is an advantage that the steering wheel further rotates when the vehicle is running after the creep, and the problem of generation of a large impact sound occurring on a smooth road surface can be improved at the same time.

도 1은 종래기술에 따른 R-MDPS의 구성을 나타내는 사시도이다.
도 2는 종래기술에 따른 랙 엔드 스탑 로직의 전류 제어상태를 예시한 전류 제어 선도이다.
도 3은 본 발명에 따른 제어방법을 수행하는 시스템의 구성도이다.
도 4는 본 발명에 따른 랙 엔드 스탑 로직의 전류 제어상태를 예시한 전류 제어 선도이다.
도 5는 본 발명에 따른 랙 엔드 스탑 제어방법에 따른 효과를 나타내는 도면이다.1 is a perspective view showing a configuration of an R-MDPS according to the prior art.
2 is a current control diagram illustrating the current control state of the rack end stop logic according to the prior art.
3 is a configuration diagram of a system for performing a control method according to the present invention.
4 is a current control diagram illustrating the current control state of the rack end stop logic according to the present invention.
5 is a diagram illustrating an effect of the rack end stop control method according to the present invention.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, which will be easily understood by those skilled in the art.

도 3은 실시예에 따른 제어방법을 수행하는 시스템의 구성도이고, 도 4는 본 발명에 따른 랙 엔드 스탑 로직의 전류 제어상태를 예시한 제어 선도이다.FIG. 3 is a configuration diagram of a system for performing a control method according to an embodiment, and FIG. 4 is a control diagram illustrating a current control state of the rack end stop logic according to the present invention.

먼저, 도 3을 참조하여 설명하면, 실시예의 제어방법이 적용되는 시스템은, 랙 구동식 조향장치(R-MDPS)의 구성요소로서, 조향휠 토크를 검출하는 토크센서(1)와, 조향각을 검출하는 조향각센서(12)와, 차속을 검출하는 차속센서(13)와, 상기 토크센서(11) 및 조향각센서(12), 차속센서(13)의 신호를 이용하여 전류 제어를 수행하는 MDPS 제어기(2)와, 상기 MDPS 제어기(2)에 의해 제어되는 전류를 인가받아 조타력 보조를 위한 회전력 출력하도록 구동되는 MDPS 모터(1)를 포함한다. 3, the system to which the control method of the embodiment is applied is constituted by a torque sensor 1 for detecting the steering wheel torque and a steering angle sensor (steering angle sensor) A vehicle speed sensor 13 for detecting a vehicle speed and an MDPS controller 12 for performing current control using signals of the torque sensor 11, steering angle sensor 12 and vehicle speed sensor 13, And an MDPS motor 1 driven by a current controlled by the MDPS controller 2 and driven to output rotational force for assisting steering force.

이러한 구성에서, MDPS 제어기(2)는 차속센서(13)의 신호로부터 차량이 정차한 상태(차속 = 0)임을 확인한 뒤, 운전자가 조향휠을 조작하면 조타력 보조를 위해 토크센서(11)에 의해 검출된 조향휠 토크값에 따른 전류값을 맵으로부터 구하고, 이어 구해진 전류를 상전류로 MDPS 모터(1)에 인가하여 MDPS 모터를 구동시킨다.In this configuration, after the MDPS controller 2 confirms that the vehicle is stopped (vehicle speed = 0) from the signal of the vehicle speed sensor 13, when the driver operates the steering wheel, the MDPS controller 2 controls the torque sensor 11 The current value corresponding to the steering wheel torque value detected by the steering wheel torque value is obtained from the map, and the obtained current is applied to the MDPS motor 1 with the phase current to drive the MDPS motor.

이때, 조향각센서(12)에 의해 검출된 조향각이 정해진 진입각도에 도달하면, MDPS 제어기(2)는 랙 엔드 스탑(rack end stop) 모드로 진입하여, MDPS 모터(1)에 인가되는 전류를, 조향각(조향각센서의 검출값임)이 증가함에 따라 미리 정해진 기울기로 점차 감소시키는 제어를 수행한다.At this time, when the steering angle detected by the steering angle sensor 12 reaches a predetermined entering angle, the MDPS controller 2 enters a rack end stop mode, And performs control to gradually decrease the steering angle to a predetermined slope as the steering angle (detected value of the steering angle sensor) increases.

도 4를 참조하여 설명하면, 도시된 바와 같이 MDPS 모터에 인가할 수 있는 최대 전류값(예, 135A)이 미리 설정되고, 이 최대 전류값의 진입각도가 미리 설정되며, 상기 최대 전류값의 진입각도 이후 랙 엔드 스탑(rack end stop) 모드 구간('A' 구간)에서의 전류값, 즉 점차 감소되도록 축소 조정되는 전류값을 조향각에 따른 값으로 규정한(맵핑한) 전류 제어 선도가 미리 설정된다.Referring to FIG. 4, a maximum current value (for example, 135 A) that can be applied to the MDPS motor is set in advance as shown in the drawing, the entry angle of the maximum current value is set in advance, (Mapped) current control line defining the current value in the rack end stop mode section ('A' section) after the angle is defined as a value corresponding to the steering angle, that is, do.

더불어, 정해진 기준 전류값(예, 40A)에서의 진입각도가 미리 설정되고, 상기 기준 전류값의 진입각도 이후 랙 엔드 스탑 모드 구간('B' 구간에서)에서의 전류값, 즉 점차 감소되도록 축소 조정되는 전류값을 조향각에 따른 값으로 규정한(맵핑한) 또 다른 전류 제어 선도가 미리 설정된다.In addition, an entry angle at a predetermined reference current value (e.g., 40A) is preset, and the current value at the rack end stop mode section (in the 'B' section) after the entry angle of the reference current value, Another current control map (mapped) defining the adjusted current value as a value according to the steering angle is set in advance.

이때, 기준 전류값 및 그 전류 제어 선도는 위와 같이 단수로 설정되거나, 또는 복수 개로 설정될 수 있다.At this time, the reference current value and the current control line thereof may be set to a single value as described above, or may be set to a plurality of values.

여기서, 진입각도는 랙 엔드 스탑(rack end stop) 모드로의 진입이 이루어지는 조향각을 의미하며, 이는 전류값에 따라 미리 정해지는 각도이다.Herein, the entry angle means a steering angle at which entry into the rack end stop mode is made, which is an angle predetermined according to the current value.

운전자가 차량 정차상태에서 풀턴 조작을 행하게 될 때 MDPS 제어기는 조향각센서의 검출값으로부터 현재의 조향각이 상기한 진입각도에 도달하는지를 판단하게 된다.When the driver performs the full-turn operation in the vehicle stop state, the MDPS controller determines from the detection value of the steering angle sensor whether the current steering angle reaches the above-mentioned approach angle.

만약, 조향각센서의 검출값인 현재의 조향각이 현재의 전류(MDPS 모터에 인가되는 상전류)값에 상응하도록 설정된 진입각도에 도달하였다면, MDPS 제어기는 진입각도에 도달한 시점부터 MDPS 모터에 인가되는 전류를 조향각이 증가함에 따라 정해진 기울기로 점차 감소시키게 된다. If the current steering angle, which is the detected value of the steering angle sensor, has reached the entry angle set to correspond to the current value (the phase current applied to the MDPS motor), the MDPS controller sets the current applied to the MDPS motor Is gradually decreased to a predetermined slope as the steering angle increases.

또한, 전반적으로 거친 노면에서는 상대적으로 큰 전류를 MDPS 모터에 인가하고, 매끄러운 노면(타이어 마찰이 상대적으로 작은 조건)에서는 작은 전류를 MDPS 모터에 인가하도록 설정된다.It is also set to apply a relatively large current to the MDPS motor on the rough road surface as a whole and to apply a small current to the MDPS motor on a smooth road surface (tire friction is relatively small).

즉, 매끄러운 노면일수록 더욱 작은 전류를 MDPS 모터에 인가하도록 설정되는 것이며, 토크센서의 검출값인 현재의 토크값으로부터 결정된 전류(상전류)를 MDPS 모터에 인가하고, 그 전류값에 따라 진입각도가 결정되고 나면, 조향각센서에 의해 검출된 조향각이 해당 전류값에 상응하는 진입각도에 도달한 것으로 판단되었을 때(랙 엔드 스탑 모드로 진입하였을 때), 이 진입각도에서부터 랙 끝단 각도에 도달할 때까지 MDPS 모터에 인가되는 전류를 선형적으로 감소시키게 된다.That is, the MDPS motor is set to apply a smaller current to the MDPS motor as the road surface becomes smoother, and the current (phase current) determined from the current torque value detected by the torque sensor is applied to the MDPS motor. , When the steering angle detected by the steering angle sensor is determined to have reached the entry angle corresponding to the current value (when the rack end stop mode is entered), the MDPS The current applied to the motor is linearly reduced.

종래의 경우, 도 2에 나타낸 바와 같이 최대 전류값(135A)의 전체 전류 제어 선도 중 전류 제한이 이루어지는 구간(랙 엔드 스탑 모드 구간)인 'A' 구간(전류 감소 구간)이 설정되어 있다고 할 때, MDPS 모터에 인가되고 있는 전류값(Y축값)에 해당하는 'A' 구간 선도의 각도값(X축값)이 그 전류값에서의 진입각도로 결정되고, 이 진입각도에서부터 선도 'A' 구간의 전류값을 따라 동일한 기울기로 전류값을 점차적으로 줄인다.In the conventional case, as shown in FIG. 2, when the 'A' section (current reduction section), which is the section (rack end stop mode section) in which the current limitation is performed, is set among the entire current control diagram of the maximum current value 135A , The angle value (X axis value) of the 'A' section diagram corresponding to the current value (Y axis value) applied to the MDPS motor is determined as the entry angle at the current value, and the angle The current value is gradually decreased at the same slope along the current value.

즉, 각 전류값에 대한 랙 엔드 스탑 모드 구간의 전류 제어는 최대 전류값의 랙 엔드 스탑 모드 구간의 전류 제어 선도('A' 구간 선도)에 따라 전류값이 산출되어 이루어지며, 특정 노면 조건에서 랙 엔드 스탑 모드 구간에 진입하였을 때 동일 조향각에 상응하는 전류값은 노면 조건이 상이하더라도 동일한 값으로 설정되어 있다. That is, the current control of the rack end stop mode section for each current value is performed by calculating the current value according to the current control line ('A' section diagram) of the rack end stop mode section of the maximum current value, When entering the rack end stop mode section, the current value corresponding to the same steering angle is set to the same value even if the road surface condition is different.

도 2를 참조하면, 랙 엔드 스탑 모드 구간(진입각도 이후인 도면상 우측 구간) 내에서는 ①의 경우와 ②의 경우라 하더라도(노면 조건이 상이하더라도) 같은 조향각 조건에서 그에 상응하는 제어 전류값은 같은 값으로 되어 있고(하나의 'A' 구간 선도를 따라 전류값이 결정되므로), 더불어 동일 기울기로 전류를 줄여나가도록 되어 있다. Referring to FIG. 2, the corresponding control current value in the same steering angle condition (even if the road surface conditions are different) in the case of (1) and (2) in the rack end stop mode section (Because the current value is determined according to one 'A' section line), and the current is reduced at the same slope.

반면, 본 발명의 경우, 도 4에 나타낸 바와 같이 랙 엔드 스탑 모드 구간에서의 전류 제어는 전류값(노면 조건)마다 독립적인 제어로 행해지며, 랙 엔드 스탑 모드 구간에서 동일 조향각이라 하더라도 제한이 이루어지는 전류값은 모두 다른 값으로 되어 있는바, 현재의 모터 인가 전류에 따라 진입각도와 전류의 감소 경향이 모두 상이하다.On the other hand, in the case of the present invention, as shown in Fig. 4, the current control in the rack end stop mode section is performed independently for each current value (road surface condition), and even if the same steering angle is restricted in the rack end stop mode section Since the current values are all different values, there is a tendency that the approach angle and the decreasing tendency of the current are different depending on the current applied to the motor.

즉, 인가 전류에 따라 진입각도가 같거나 다를 수 있고, 더불어 랙 엔드 스탑 모드에서 전류가 감소되는 기울기가 같거나 다를 수 있으며, 랙 엔드 스탑 모드 진입 후 조향각에 상응하도록 제어되는 모터 인가 전류가 모드 진입 시점의 모터 인가 전류에 따라서 모두 상이하게 정해진다.That is, the angle of entry may be the same or different depending on the applied current, and the inclination of decreasing the current in the rack end stop mode may be the same or different, and the motor-driven current controlled to correspond to the steering angle after entering the rack end stop mode And are all differently determined according to the motor-applied current at the time of entry.

도 4를 참조하면, 최대 전류값 135A의 전류 제어 선도와 기준 전류값 40A의 두 전류 제어 선도를 볼 수 있는바, 최대 전류값과 기준 전류값을 제외한 나머지 전류값에 상응하는 진입각도와 랙 엔드 스탑 모드 진입 후 제어되는 전류값(조향각에 따라 결정됨)은, 상기한 두 전류 제어 선도의 값으로부터 내삽법 및 외삽법에 의해 구해질 수 있다. Referring to FIG. 4, a current control diagram of a maximum current value of 135 A and two current control diagrams of a reference current value of 40 A can be seen. As the maximum current value and the entry angle corresponding to the remaining current values except for the reference current value, The current value (determined according to the steering angle) that is controlled after entering the stop mode can be obtained by interpolation and extrapolation from the values of the two current control diagrams described above.

이때, 미리 설정되는 랙 엔드 스탑 모드에서의 제어 전류값(제어되는 모터 인가 전류)은 동일 조향각에서 랙 엔드 스탑 모드 진입 시점의 모터 인가 전류가 작을수록 작은 값이 되도록 설정된다.At this time, the control current value (controlled motor applied current) in the preset rack end stop mode is set to be a smaller value as the motor applied current at the time of entry into the rack end stop mode at the same steering angle becomes smaller.

이와 같이 본 발명에서는 모드 진입 시점의 전류값에 따라 모드 진입 후의 조향각에 상응하는 모터 인가 전류와 그 제한량이 독립적으로 제어될 수 있도록 전류값이 설정되며, 모드 진입 시점의 전류값에 따라 진입각도 및 모드 진입 후 모터 인가 전류를 일정 값이 아닌 다양하게 가변 설정 및 제어함으로써 발명의 목적을 달성할 수 있게 된다.As described above, according to the present invention, the current value is set so that the motor-applied current corresponding to the steering angle after entering the mode according to the current value at the mode entry time and the limit amount thereof can be independently controlled. The present invention can achieve the object of the present invention by variously setting and controlling the motor-applied current after entering the mode, rather than a constant value.

즉, 진입각도 또는 실시간 검출된 조향각에 상응하는 랙 엔드 스탑 모드에서의 제어 전류값이, 하나의 선도를 따라서 결정 및 제어되는 것이 아닌, 노면 조건(랙 엔드 스탑 모드 진입 시점의 모터 인가 전류)에 따라 독립적으로 결정 및 제어(상이한 값으로 미리 설정)되므로, 종래와 같이 매끄러운 노면 조건에서 잔여 각도가 너무 작아져서 나타나는 문제 등이 개선될 수 있다.That is, the control current value in the rack end stop mode corresponding to the entry angle or the detected steering angle in real time is not determined and controlled in accordance with one line, but is determined based on the road surface condition (motor applied current at the rack end stop mode entry point) (Preset to different values) independently, it is possible to improve the problem that the remaining angle becomes too small in a smooth road surface condition as in the conventional art.

특히, 상술한 독립 제어 방식에서는 랙 엔드 스탑 모드로의 진입각도와 랙 엔드 스탑 모드 구간에서의 제어 전류값을, 반복된 선행 테스트를 통하여 시스템에 최적화된 값으로 설정해둔다면, 거친 노면에서의 충격 발생, 풀턴 후 크립 주행시 조향휠이 더 돌아가는 현상, 그리고 매끄러운 노면에서 발생하는 큰 충격음 발생 문제 등을 동시에 개선할 수 있게 된다.Particularly, in the independent control system described above, if the entry angle to the rack end stop mode and the control current value in the rack end stop mode interval are set to values optimized for the system through repeated preliminary testing, , The steering wheel is turned further when driving after a full-stroke creep, and the problem of generating a large impact sound on a smooth road surface.

도 5는 본 발명에 따른 랙 엔드 스탑 제어방법에 따른 효과를 나타내는 도면으로서, 효과 입증을 위한 시험 평가에서 차량 정차 후 조향휠을 더 이상 돌아가지 않을 때까지 조작하였을 때 이후 크립 주행시의 결과를 보여주고 있다.FIG. 5 is a diagram showing an effect of the rack end stop control method according to the present invention. In the test evaluation for proving effects, when the steering wheel is stopped after the vehicle is stopped, Giving.

종래의 경우 조향휠 최대로 조작한 후 출발시에 조향각 450deg에서 465deg로 약 15deg 정도 조향휠이 더 돌아갔으나, 본 발명의 로직 적용시에는 조향각 461deg에서 465deg로 약 4deg 정도 더 돌아감을 확인할 수 있었다.In the conventional case, when the steering wheel is operated at the maximum, the steering wheel is rotated by about 15 degrees at the steering angle of 450 degrees to the steering angle of about 450 degrees at the start. However, when the present invention is applied to the steering wheel, the steering angle is changed from 461 degrees to 465 degrees.

여기서, 4deg는 일반인이 느낄 수 없는 정도의 작은 각도이며, 이와 같이 시험 평가를 통하여 본 발명의 로직 적용시 개선된 효과가 있음을 확인하였다.Here, 4 deg is a small angle that a general person can not feel, and thus, it is confirmed through the test evaluation that the effect of applying the logic of the present invention is improved.

이상으로 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명하였는바, 본 발명의 권리범위는 상술한 실시예에 한정되지 않으며, 다음의 특허청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 포함된다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the scope of the present invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. Modified forms are also included within the scope of the present invention.

1 : MDPS 모터
2 : MDPS 제어기
11 : 토크센서
12 : 조향각센서
13 : 차속센서1: MDPS motor
2: MDPS controller
11: Torque sensor
12: Steering angle sensor
13: vehicle speed sensor

Claims

Confirming that the vehicle is in a stopped state;
Determining a current value according to a steering wheel torque value detected during a steering operation in a stationary state, and driving the MDPS motor by applying a determined current value to a MDPS motor as a phase current; And
When the detected steering angle reaches the entry angle set to the value according to the motor applied current at the time of entry into the rack end stop mode, the current applied to the MDPS motor enters the rack end stop mode and is controlled to a value corresponding to the detected steering angle in real time And decreasing the steering angle as the steering angle increases,
The value of the controlled current in the rack end stop mode corresponding to the entry angle or the detected steering angle in real time is preset to a value according to the motor applied current such that the current value is different according to the motor applied current at the rack end stop mode entry And the current values for which the restriction is made are determined to be different from each other even if the same steering angle is used in the rack end stop mode section so that independent control is performed for each current value according to the road surface condition.

The method according to claim 1,
The maximum current value that can be applied to the MDPS motor is set in advance, the entry angle of the maximum current value is set in advance, and the current value in the rack end stop mode after the entry angle of the maximum current value is defined as a value according to the steering angle One current control line is set,
An entry angle at a predetermined reference current value is set in advance and a current control line is preset in which the current value in the rack end stop mode is defined as a value according to the steering angle after the entry angle of the reference current value,
Wherein an entry angle corresponding to the remaining current value excluding the maximum current value and the reference current value and a current value controlled after entry into the rack end stop mode are obtained from the values of the current control diagrams by an interpolation method and an extrapolation method Control method of electric steering system.

The method of claim 2,
Wherein the reference current value and the current control line thereof are set to a single value or set to a plurality of values.

The method according to claim 1,
Wherein the control current value set in the rack end stop mode is set to decrease to a predetermined slope as the steering angle increases.

The method according to claim 1 or 4,
Wherein the set control current value in the rack end stop mode is set to a smaller value as the motor applied current at the time of entry into the rack end stop mode at the same steering angle becomes smaller.