KR101639479B1 - 전동식 조향 제어 방법 및 그 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전동식 조향 제어 방법 및 그 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는 토크 센서에 고장이 발생한 경우에도 전동식 조향 제어 장치에서 모터를 이용한 보조 조향력을 지속적으로 제공할 수 있는 조향 제어 방법 및 그 장치에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 토크 센서의 고장 발생여부를 감지하는 고장발생 감지단계와 토크 센서에 고장이 발생한 경우, 조향각 정보 및 차속 정보를 수신하는 정보 수신단계와 조향각 정보 및 차속 정보 중 하나 이상의 정보를 이용하여 셀프 얼라이닝 토크, 전동식 조향 장치의 댐핑력, 관성력 및 마찰력 각각을 계산하는 보상 대상값 산출단계 및 보상 대상값에 기초하여 조향 보조력을 산출하고, 조향 보조력에 대응되는 모터 제어 전류의 공급을 제어하는 전류 제어단계를 포함하는 조향 제어방법 및 장치를 제공한다.

Description

전동식 조향 제어 방법 및 그 장치{Methods and Apparatus for controlling Electic power steering}
본 발명은 전동식 조향 제어 방법 및 그 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는 토크 센서에 고장이 발생한 경우에도 전동식 조향 제어 장치에서 모터를 이용한 보조 조향력을 지속적으로 제공할 수 있는 조향 제어 방법 및 그 장치에 관한 것이다.
전동식 조향 제어 방법은 운전자의 조향력을 보조하기 위한 보조 조향력 발생기(예를 들어, 모터)를 이용한 조향 제어 방법을 의미한다. 일 예로, 운전자가 조향휠을 조작하면, 운전자의 조향 토크를 측정하고, 이와 대응되는 보조 조향력을 계산하여 모터를 이용한 보조 조향력을 제공하는 시스템을 의미한다.
이와 같은 전동식 조향 제어방법은 운전자가 적은 힘으로 조향을 수행할 수 있도록 도와주며, 차속에 따라서 다양한 보조 조향력을 제공함으로써 고속에서의 급작스러운 조향에 의한 사고를 방지할 수도 있다.
따라서, 정확한 조향 제어를 위해서는 운전자의 조향 토크를 정확하게 측정하는 것이 무엇보다 중요하다.
그러나, 운전자의 조향 토크를 측정하는 토크 센서의 고장 등으로 인해서 토크 센서에서 출력되는 토크 신호에 대한 신뢰성이 보장되지 않는 상황이 발생하는 경우, 잘못된 조향 제어가 이루어지거나 조향 제어 자체가 이루어지지 못하는 문제점이 있으며, 이는 심각한 주행 사고를 초래시킬 수 있다.
이러한 문제점이 발생할 수 있음에도, 종래의 조향 제어 방법은 토크 센서에 고장이 발생하는 경우에 갑작스러운 보조 조향력의 공급을 중지함으로써 조향 이질감을 제공하고 운전자가 대응할 수 있는 시간을 제공하지 못하였다. 또한, 종래의 조향 제어 방법은 토크 센서가 고장나는 경우에 보조 조향력을 공급을 중단할 뿐 지속적으로 보조 조향력을 제공하는 방법을 제시하지 못하고 있는 실정이다.
이러한 문제점을 해결하기 위해서 안출된, 본 발명은 토크 센서 고장 발생 시에 조향각 정보와 차속 정보를 이용하여 조향 보조력을 지속적으로 제공하는 조향 제어 방법 및 장치를 제공한다.
또한, 본 발명은 토크 센서의 정보없이 조향 보조력을 제공하기 위해서 요구되는 하는 보상 대상값을 계산하는 방법 및 장치를 제공한다.
전술한 과제를 달성하기 위하여, 일 측면에서, 본 발명은 토크 센서의 고장 발생여부를 감지하는 고장발생 감지단계와 토크 센서에 고장이 발생한 경우, 조향각 정보 및 차속 정보를 수신하는 정보 수신단계와 조향각 정보 및 차속 정보 중 하나 이상의 정보를 이용하여 셀프 얼라이닝 토크, 전동식 조향 장치의 댐핑력, 관성력 및 마찰력 각각을 계산하는 보상 대상값 산출단계 및 보상 대상값에 기초하여 조향 보조력을 산출하고, 조향 보조력에 대응되는 모터 제어 전류의 공급을 제어하는 전류 제어단계를 포함하는 조향 제어방법을 제공한다.
다른 측면에서, 본 발명은 토크 센서의 고장 발생여부를 감지하는 고장발생 감지부와 토크 센서에 고장이 발생한 경우, 조향각 정보 및 차속 정보를 수신하는 정보 수신부와 조향각 정보 및 차속 정보 중 하나 이상의 정보를 이용하여 셀프 얼라이닝 토크, 전동식 조향 장치의 댐핑력, 관성력 및 마찰력 각각을 계산하는 보상 대상값 산출부 및 보상 대상값에 기초하여 조향 보조력을 산출하고, 조향 보조력에 대응되는 모터 제어 전류의 공급을 제어하는 전류 제어부를 포함하는 조향 제어장치를 제공한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 토크 센서 고장 발생 시에 조향각 정보와 차속 정보를 이용하여 조향 보조력을 지속적으로 제공하는 조향 제어 방법 및 장치를 제공하는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 토크 센서의 정보없이 조향 보조력을 제공하기 위해서 요구되는 하는 보상 대상값을 계산하는 방법 및 장치를 제공하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 조향 제어 방법을 도시한 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 토크 센서 고장을 감지하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 횡가속도 정보를 산출하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 횡가속도 정보로부터 셀프 얼라이닝 토크를 추정하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 보상 대상값을 산출하는 동작을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 보상 대상값 산출단계에서 셀프 얼라이닝 토크를 계산하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 보상 대상값 산출단계에서 댐핑력을 계산하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 보상 대상값 산출단계에서 관성력을 계산하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 보상 대상값 산출단계에서 마찰력을 계산하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 조향 제어 방법의 모터 제어전류 계산동작을 예시적으로 도시한 흐름도이다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 조향 제어 장치를 도시한 블록도이다.
본 발명은 조향 제어 방법 및 조향 제어 장치를 개시한다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 조향 제어 방법을 도시한 흐름도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 조향 제어 방법은 토크 센서의 고장 발생여부를 감지하는 고장발생 감지단계와 토크 센서에 고장이 발생한 경우, 조향각 정보 및 차속 정보를 수신하는 정보 수신단계와 조향각 정보 및 차속 정보 중 하나 이상의 정보를 이용하여 셀프 얼라이닝 토크, 전동식 조향 장치의 댐핑력, 관성력 및 마찰력 각각을 계산하는 보상 대상값 산출단계 및 보상 대상값에 기초하여 조향 보조력을 산출하고, 조향 보조력에 대응되는 모터 제어 전류의 공급을 제어하는 전류 제어단계를 포함할 수 있다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 조향 제어 방법은 토크 센서의 고장 발생여부를 감지하는 고장발생 감지단계를 포함할 수 있다(S100). 토크센서는 조향휠에 작용하는 조향토크(torque)를 검출하고 조향 토크에 대응한 조향 토크신호를 출력한다. 예를 들어, 조향 토크센서는 운전자의 조향휠 조작에 의하여 비틀리는 토션바의 비틀림 양에 해당되는 조향 토크신호를 출력할 수 있다. 전동식 조향 제어 시스템(Electric Power Steering System)은 운전자의 조향휠 조작에 따른 조향토크를 이용하여 조향 보조력을 공급해주는 것으로, 차속 정보 등에 연동하여 고속 주행시에는 조향휠 조작에 많은 힘이 들어가도록 하고, 저속 주행 또는 정지시에는 조향휠 조작에 적은 힘이 들어가도록 제어할 수 있다. 이를 통해서, 운전자는 조향휠 조작의 편의성 및 안전성을 확보할 수 있다.
그러나, 전동식 조향 제어 시스템을 이용하기 위해서는 운전자의 조향 토크를 측정하는 것이 중요하며, 토크 센서를 이용하여 이를 측정할 수 있다. 단, 토크 센서에 고장이 발생하는 경우에 조향 보조력을 잘못 제공하여 운전자가 정확한 조향 동작을 수행할 수 없는 문제점이 발생할 수 있다. 따라서, 본 발명의 조향 제어 방벙은 토크 센서에 고장이 발생하더라도 정확한 조향 보조력을 제공해주기 위해서 토크 센서의 고장 발생 여부를 감지할 수 있다.
일 예로, 토크 센서의 고장 발생 여부는 하나 이상의 토크 센서의 조향 토크신호를 비교분석하여 판단할 수 있다. 즉, 두 개의 토크 센서가 있는 경우에 각각의 토크 센서로부터 수신되는 조향 토크신호의 차이가 미리 설정된 임계값 이상인 경우에 고장이 발생한 것으로 판단할 수 있다. 또는 운전자가 이상을 느끼는 경우에 고장 버튼 등을 통해서 고장 발생 신호가 수신되면 토크 센서에 고장이 발생한 것으로 판단할 수도 있다. 이 외에도 토크 센서의 고장 검출 로직에 의해서 고장이 발생하면 생성되는 고장 발생 신호 등을 이용하여 고장 발생 여부를 감지할 수도 있다. 이외에도 토크 센서의 정상 동작 유무를 다양한 방법에 의해서 감지할 수 있으며 전술한 예시적 동작에 한정되지는 않는다.
한편, 본 발명의 조향 제어 방법은 토크 센서에 고장이 발생한 경우, 조향각 정보 및 차속 정보를 수신하는 정보 수신단계를 포함할 수 있다(S102). 일 예로, 정보 수신단계는 토크 센서에 고장이 발생한 것으로 판단되면, 조향각 센서 또는 모터 포지션 센서로부터 조향각 정보를 수신하고, 차속 센서로부터 차속 정보를 수신할 수 있다. 조향각 센서는 조향휠의 조향 각도에 정보를 포함하는 조향각 신호를 생성할 수 있으며, 모터 위치 센서는 조향 보조 모터의 절대각 및 상대각 중 하나 이상의 정보를 이용하여 운전자의 조향각 정보를 산출 및 제공할 수 있다. 구체적으로 예를 들면, 먼저, 모터 구동부는 모터가 회전하는 축 주위에 " N극-S극-N극-S극" 이 차례로 등분된 원형의 자석을 고정시키고 이 " N극-S극-N극-S극" 중 연속된 " N극-S극" 주위에 12 개의 홀 센서(hall sensor)가 등간격으로 설치되는 홀 센싱부를 형성하여 회전하는 모터의 각속도를 판별할 수 있다. 일 예로, 상기 모터가 1 회전하는 동안 12개의 홀 센서는 48 개의 펄스를 발생시키는데 이 48 개의 펄스를 조합함에 따라 모터의 회전 위치를 판별하여 조향각을 연산할 수 있다. 또한, 이 조향각을 미분함에 따라 조향 각속도를 얻을 수도 있다. 상기 각기의 홀 센서는 N극 또는 S극이 근접할 때 하이 레벨의 신호 또는 로우 레벨의 신호를 발생한다.
한편, 차속 센서는 차량속도를 검출하고 차량속도에 대응한 차속 정보를 출력한다. 예를 들어, 차속 센서는 차량의 휠 회전에 따라 발생하는 휠펄스를 일정 시간마다 카운팅함으로써 현재 차량의 속도에 대한 차속 정보를 출력할 수 있다.
본 발명의 조향 제어 방법은 조향각 정보 및 차속 정보 중 하나 이상의 정보를 이용하여 셀프 얼라이닝 토크, 전동식 조향 장치의 댐핑력, 관성력 및 마찰력 각각을 계산하는 보상 대상값 산출단계를 포함할 수 있다(S104). 일 예로, 보상 대상값 산출단계는 조향각 정보 및 차속 정보를 가공하여 운전자의 조향력을 보조해주기 위해서 필요한 조향 보조력을 계산하는 데에 사용될 수 있는 셀프 얼라이닝 토크, 댐핑력, 관성력 및 마찰력을 산출할 수 있다. 셀프 얼라이닝 토크(Self aligning torque)는 타이어가 슬립 각을 갖고 회전할 때, 코너링 포스의 착력점(着力點)이 타이어의 접지 중심점과 일치하지 않기 때문에 접지 중심 주위에 슬립 각을 작게 하려는 방향으로 작용하는 힘을 의미하는 것으로 복원 토크라고도 한다. 이는 차량이 선회하는 경우에 운전자가 조향휠을 조작함에 있어서, 외력으로 작용할 수 있다. 따라서, 운전자의 조향휠 조작에 따른 조향력을 보상해주기 위해서는 셀프 얼라이닝 토크를 산출하여 해당 토크만큼 조향 보조력을 제공할 필요가 있다. 또한, 전동식 조향 장치의 댐핑력은 전동식 조향 장치에 포함되는 모터의 회전에 따라 발생할 수 있는 진동을 상쇠시키기 위한 힘을 의미할 수 있다. 즉, 전동식 조향 시스템의 댐핑을 위해서는 댐핑 전류가 요구되며 이를 위해서는 조향 각속도 정보를 이용하여 댐핑 전류를 산출할 수 있다. 따라서, 본 발명의 조향 제어 방법은 댐핑 전류 산출을 위한 댐핑력을 계산할 수 있다. 본 명세서에서 댐핑력은 전동식 조향 장치 또는 시스템의 댐핑 전류 계산을 위한 것으로 진동력 등을 포함하며, 진동을 감소시키기 위해서 필요한 힘을 의미할 수도 있다. 또한, 마찰력은 운전자가 조향휠을 조작함에 있어서 발생하는 마찰력을 의미할 수 있다. 운전자가 조향휠을 조작함에 있어서, 멈춰있던 조향휠에 의해서 운전자의 조작 반대방향으로 일정양의 마찰력이 발생할 수 있다. 보상 대상값 산출단계는 이에 대한 마찰력을 계산할 수 있다.
한편, 본 발명의 조향 제어 방법은 보상 대상값에 기초하여 조향 보조력을 산출하고, 조향 보조력에 대응되는 모터 제어 전류의 공급을 제어하는 전류 제어단계를 더 포함할 수 있다(S106). 전류 제어단계는 전동식 조향 시스템에 포함되는 모터를 구동하기 위한 모터 제어 전류를 산출하여 모터로 공급할 수 있다. 또는 전류 제어단계는 모터 제어 전류를 산출하고, 운전자의 조향휠 조작에 맞추어 해당 모터 제어 전류가 공급되도록 제어할 수도 있다.
이하에서는 도 1을 참조하여 설명한 본 발명의 조향 제어 방법의 각 단계를 도면을 참조하여 예를 들어 구체적으로 설명한다.
도 2는 본 발명의 토크 센서 고장을 감지하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 조향장치는, 조향 휠(Steering Wheel, 210), 입력축(212), 회전 정보를 검출하는 센싱기어(Sensing Gear, 214), 입력축 로터 앵글(Input Rotor Angle, 216), 토션 바(Torsion bar, 218), 출력축 로터 앵글(Output Rotor Angle, 220), 출력축(222), 모터(224) 등을 포함하는 시스템적인 개념일 수도 있다.
또한, 본 발명의 전동식 조향장치는 토션바(218)의 비틀림을 측정하여 운전자의 조향토크를 측정하는 토크 센서를 하나 이상 포함할 수 있다. 즉, 운전자가 조향휠(210)을 조작하면, 조향휠(210)과 물리적으로 연결되어 있는 입력축이 회전하면서 토션바(218)에 비틀림이 발생되고, 토크센서는 해당 비틀림 정도를 측정하여 운전자의 조향휠(210)에 대한 조향토크를 산출할 수 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 고장발생 감지단계에서는 하나 이상의 토크 센서로부터 수신되는 조향토크신호의 이상발생 여부를 체크하여 토크 센서의 고장 발생 여부를 감지할 수 있다. 일 예로, 고장발생 감지부(200)가 토크 센서로부터 신호를 수신하여 토크 센서의 고장발생 여부를 감지할 수 있다. 고장 발생 여부는 복수의 토크 센서 각각의 신호를 상호비교할 수도 있고, 토크 센서의 고장 감지 로직에 따라서 고장발생 신호를 수신하여 고장 발생 여부를 감지할 수도 있다.
전술한 바와 같이 토크 센서는 하나의 토크 각도 센서(Torque Angle Sensor)로 구현되거나 토크 센서의 기능만을 수행하는 토크 센서로 구현될 수 있다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 횡가속도 정보를 산출하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 보상 대상값 산출단계는 조향각 정보 및 차속 정보 중 하나 이상의 정보를 이용하여 셀프 얼라이닝 토크, 전동식 조향 장치의 댐핑력, 관성력 및 마찰력 각각을 계산할 수 있다. 조향각 정보는 조향각 센서 또는 모터 포지션 센서로부터 수신될 수 있으며, 차속 정보는 차속 센서로부터 수신될 수 있다.
본 발명의 조향 제어 방법은 보상 대상값을 산출하기 위하여 운전자의 조향에 영향을 미치는 힘을 계산할 필요가 있다. 일 예로, 운전자가 조향을 수행함에 있어서, 타이어가 정렬하려는 힘인 셀프 얼라이닝 토크와 조향 시스템의 댐핑력, 조향휠의 관성력 및 조향휠의 움직임에 따라서 발생할 수 있는 마찰력이 조향에 영향을 미칠 수 있다. 따라서, 본 발명의 조향 제어 방법은 토크 센서가 고장난 경우에도 전술한 조향에 영향을 미치는 힘을 계산하여 보상값을 산출함으로써 모터 제어 전류에 따른 조향 보조력을 공급할 수 있다. 이를 통해서 운전자는 지속적인 전동식 조향 시스템의 도움으로 조향을 수행할 수 있다. 이하에서는 각 힘을 계산하는 구체적인 동작 및 방법을 각각의 도면을 참조하여 순차적으로 설명한다.
도 3을 참조하면 본 발명의 보상 대상값 산출단계는 조향각 정보, 차속 정보 및 미리 설정된 차량 특성 정보에 기초하여 횡가속도를 산출하고, 산출된 횡가속도 정보에 기초하여 셀프 얼라이닝 토크를 계산할 수 있다. 차량 특성 정보는 차량의 고유 정보로 미리 설정된 값일 수 있다. 예를 들어, 차량 특성 정보는, 차량 축거 정보, Under Steer Gradient 상수 정보, 중력 가속도 정보 및 조향휠과 타이어간의 기어비 정보 중 하나 이상의 정보를 포함할 수 있다.
보상 대상값 산출단계는 조향 보조력을 산출하기 위하여 셀프 얼라이닝 토크를 계산한다. 일 예로, 셀프 얼라이닝 토크는 차량의 슬립각(Slip Angle)에 의존적이며, 슬립각은 횡가속도에 의존적이다. 따라서, 차량의 횡가속도 정보를 산출함으로써 셀프 얼라이닝 토크를 계산할 수 있다. 따라서, 보상 대상값 산출단계는 횡가속도 정보를 산출할 필요가 있다. 횡가속도 정보는 조향각 정보 및 차속 정보, 차량 특성 정보에 의해서 산출될 수 있다.
도 3과 같이 간략화된 자전거 모델을 이용하여 횡가속도 정보를 산출하는 과정을 설명한다.
일 예로, 일반적으로 이용하는 단순화된 자전거 모델을 이용하면, 도 3의 δf는 조향각(δ) 또는 조향각(δ)에 대응되는 각도(선회각과 관련된 각도)이고, Pf는 전륜의 중심, Pr은 후륜의 중심, ℓ은 전륜의 중심(Pf)과 후륜의 중심(Pr)간의 거리, P는 Pf와 Pr을 잇는 선분의 특정지점을 나타낸다. 또한, ℓf는 전륜의 중심(Pf)에서 P 지점까지의 거리 성분이고, ℓr은 후륜의 중심(Pr)에서 P지점까지의 거리성분을 나타낸다.
도 3에서, X축 방향(Pf와 Pr을 잇는 선분의 방향)이 차량의 정면방향이고, Y축 방향(Pf와 Pr을 잇는 선분과 수직하는 방향)이 차량의 측면 방향일 때, vx는 차량의 X축 속도 성분을 나타내며, vy는 차량의 Y축 속도 성분을 나타낸다. 따라서, 차량의 속도(V)는 vx와 vy의 벡터 합으로 구해질 수 있다.
또한, β성분은 X축을 기준으로 할 경우 오버스티어링(Over-Steering) 상태에서의 선회각에 대응되는 각도이고, γ는 차량의 오버 스티어링(Over-Steering) 상태에서 P점을 중심 축으로 한 Yaw rate값과 대응되는 요소이다. 2Fyf는 전륜이 Y축 방향으로 받는 힘이며, 2Fyr은 후륜이 Y축 방향으로 받는 힘을 표시한다.
예시적으로, 아래 수학식 1을 이용하여 차속과 조향 입력에 대한 횡가속도를 추정할 수 있다.
Figure 112014096888828-pat00001
ay; 횡가속도
δ: 조향각
V : 차속
L : 축거
K : Under Steer Gradient(상수)
g : 중력가속도
더욱 상세하게는, 상수인 축거(L), Under Steer Gradient상수(K) 및 중력가속도(g)의 정보를 알고 있는 상태에서, 차량의 속도 측정센서 또는 기기로부터 얻어진 차속(V) 정보와 조향각 측정 센서 또는 기기로부터 얻어진 조향각(δ) 정보를 근거로 하면, 수학식 1에 따라 차량의 횡가속도(ay)를 계산할 수 있다.
전술한 바와 같이 보상 대상값 산출단계는 조향각 정보, 차속 정보 및 차량 특성 정보에 기초하여 차량의 횡가속도 정보를 계산하여 추정할 수 있다. 또 다른 예로, 횡가속도 정보는 횡가속도 센서를 통해서 수신된 횡가속도 신호에 의해서 산출될 수도 있다.
한편, 보상 대상값 산출단계는 횡가속도 정보를 이용하여 셀프 얼라이닝 토크를 계산할 수 있다. 이는 횡가속도 정보와 슬립각 관계 및 슬립각과 셀프 얼라이닝 토크 관계를 이용하여 계산될 수 있으며, 도 4를 참조하여 설명한다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 횡가속도 정보로부터 셀프 얼라이닝 토크를 추정하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 보상 대상값 산출단계는 횡가속도 정보에 대응되는 슬립 각 정보를 확인하고, 슬립 각 정보에 대응되는 셀프 얼라이닝 토크를 계산할 수 있다.
도 4의 (A)를 참조하면, 횡가속도와 슬립각은 (A) 그래프와 같은 관계로 형성될 수 있다. 또한, 슬립각과 셀프 얼라이닝 토크는 (B)와 같은 관계로 형성될 수 있다. 도 4의 (A)와 (B)는 실험 등을 통해서 산출될 수 있으며, 미리 저장된 값일 수 있다. 따라서, 보상 대상값 산출단계는 전술한 횡가속도가 추정되면, 해당 횡가속도에 관련된 슬립각의 값을 계산할 수 있다. 이때 도 4의 (A)의 관계가 이용된다. 슬립각이 계산되면, 보상 대상값 산출단계는 슬립각의 값과 대응되는 셀프 얼라이닝 토크를 산출할 수 있다. 이때, 도 4의 (B)의 관계가 이용될 수 있다.
다만, 도 4의 (A) 및 (B)와 같이 각각의 값은 선형관계로 대응되지 않기때문에 보상 대상값 산출단계는 횡가속도 정보가 미리 설정된 선형 구간 내로 판단되는 경우에만 셀프 얼라이닝 토크를 계산할 수도 있다. 즉, 400번 구간에 해당하는 횡가속도 정보가 계산되는 경우에만 셀프 얼라이닝 토크를 계산할 수 있다.
전술한 셀프 얼라이닝 토크를 계산하는 과정을 예를 들어 설명하면, 조향각 정보, 차속 정보 및 차량 특성정보에 기초하여 계산된 횡가속도 값이 A로 계산되면, A값에 대응되는 슬립각으로 B를 산출할 수 있다. 또한, 도 4의 (B)를 이용하여 슬립각 B에 대응되는 셀프 얼라이닝 토크 C를 산출할 수 있다. 따라서, 보상 대상값 산출단계는 셀프 얼라이닝 토크로 C를 산출하고, 셀프 얼라이닝 토크를 보상하기 위한 복원 제어 전류값을 계산할 수 있다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 보상 대상값을 산출하는 동작을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 보상 대상값 산출단계는 조향각 정보와 차속 정보를 이용하여 셀프 얼라이닝 토크와 댐핑력 및 관성력과 마찰력을 계산한다. 또한, 전류 제어단계는 계산된 셀프 얼라이닝 토크, 댐핑력, 관성력 및 마찰력을 이용하여 모터 제어전류를 산출하고, 모터를 제어할 수 있다.
세부적으로 설명하면, 조향각 정보 및 차속 정보를 이용하면 횡가속도를 추정할 수 있다. 횡가속도는 전술한 수학식 1을 이용하여 추정될 수 있다. 횡가속도 정보가 추정되면 도 4를 참조하여 설명한 방법으로 셀프 얼라이닝 토크가 산출된다. 따라서, 셀프 얼라이닝 토크에 기초한 복원 제어 전류값을 계산할 수 있다.
한편, 조향 제어 방법은 조향각 정보를 이용하여 조향 각속도 정보를 산출할 수 있다. 조향 각속도 정보는 조향각 정보를 미분하여 얻어질 수 있다. 댐핑력은 조향 각속도에 의존적으로 변화되는 값으로, 조향 각속도 정보에 미리 설정된 게인(gain)을 곱하여 댐핑력을 산출할 수 있다. 따라서, 댐핑력에 따라 댐핑 제어 전류를 계산할 수 있다.
또한, 조향 제어 방법은 조향각 정보를 이용하여 조향 각가속도 정보를 산출할 수 있다. 조향 각가속도 정보는 조향각 정보를 순차적으로 미분하여 얻어질 수 있다. 관성력은 조향 각가속도에 의존적으로 변화되는 값으로, 조향 각가속도 정보에 미리 설정된 게인(gain)을 곱하여 관성력을 산출할 수 있다. 따라서, 관성력에 대응되는 관성 제어 전류값을 계산할 수 있다.
마찰력은 조향각 정보와 차속 정보에 의존적으로 산출되는 값으로 조향각 정보를 이용하여 마찰력이 발생하는 방향에 대한 정보를 계산하고, 차속 정보에 따라서 마찰력의 크기 값을 계산할 수 있다. 따라서, 마찰력에 대응되는 마찰 제어 전류 값을 계산할 수 있다. 즉, 보상 대상값 산출단계는 각각의 보상 대상값에 기초한 복원 제어 전류, 댐핑 제어 전류, 관성 제어 전류 및 마찰 제어 전류를 계산할 수 있으며, 전류 제어단계는 해당 복원 제어 전류, 댐핑 제어 전류, 관성 제어 전류 및 마찰 제어 전류를 이용하여 조향 보조력을 산출할 수 있다. 또는 전류 제어단계는 복원 제어 전류, 댐핑 제어 전류, 관성 제어 전류 및 마찰 제어 전류의 합을 이용하여 모터 제어 전류를 산출할 수도 있다. 또 다른 예로, 전류 제어단계에서 복원 제어 전류, 댐핑 제어 전류, 관성 제어 전류 및 마찰 제어 전류 각각을 산출하여 모터 제어 전류를 계산할 수도 있다.
조향 제어 방법은 전술한 복원 제어 전류, 댐핑 제어 전류, 관성 제어 전류 및 마찰 제어 전류를 이용하여 조향 보조력을 제공하기 위한 모터 제어 전류를 최종적으로 산출하여 모터의 동작을 제어할 수 있다. 모터는 모터 제어 전류 값의 변화에 따라서 제어되며 운전자의 조향 조작에 따라서 조향 보조력을 제공한다.
본 발명의 모터는 조향 보조력을 제공하는 기능을 수행하며, 이해를 돕고자 모터로 한정하여 설명하였을 뿐 모터의 구성 위치 및 종류에 한정되지 않는다. 또한, 모터뿐만 아니라 조향 보조력을 제공할 수 있는 다양한 구성을 포함하는 의미로 이해되어야 할 것이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 보상 대상값 산출단계에서 셀프 얼라이닝 토크를 계산하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 6을 참조하여 보상 대상값 산출단계가 셀프 얼라이닝 토크를 계산하는 동작을 설명한다. 일 예로, 조향 제어 방법은 고장발생 감지단계에서 토크 센서에 고장이 발생하였는지 여부를 판단할 수 있다(S600). 토크 센서에 고장이 발생한 경우에, 정보 수신단계는 조향각 센서 또는 모터 위치 센서로부터 조향각 정보를 수신하고, 차속 센서로부터 차속에 대한 정보를 수신한다(S605). 전술한 바와 같이 보상 대상값 산출단계에서는 조향각 정보, 차속 정보 및 미리 저장된 차량 특성 정보에 기초하여 횡가속도 정보를 추정하여 산출할 수 있다(S610). 보상 대상값 산출단계는 횡가속도 정보가 산출되면 대응되는 슬립각 정보를 추정하고, 추정된 슬립각 정보에 대응되는 셀프 얼라이닝 토크를 계산할 수 있다(S615).
만약, 토크 센서가 정상 동작하는 것으로 판단되면, 토크 센서의 토크 신호에 기초하여 조향 보조력을 산출하여 모터 제어 전류를 공급할 수 있다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 보상 대상값 산출단계에서 댐핑력을 계산하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 보상 대상값 산출단계는 조향각 정보를 이용하여 조향 각속도 정보를 산출하고, 조향 각속도 정보에 대응되는 댐핑력을 계산할 수 있다.
도 7을 참조하면, 조향 제어 방법은 고장발생 감지단계에서 토크 센서에 고장이 발생하였는지 여부를 판단할 수 있다(S700). 토크 센서에 고장이 발생한 경우에, 정보 수신단계는 조향각 센서 또는 모터 위치 센서로부터 조향각 정보를 수신한다(S705). 보상 대상값 산출단계는 수신된 조향각 정보를 미분하여 조향 각속도 정보를 산출한다(S710). 전동식 조향 시스템의 댐핑력은 조향 각속도 성분에 대응되는 값으로, 보상 대상값 산출단계는 조향 각속도 정보와 미리 설정된 게인(gain)을 이용하여 댐핑력을 계산할 수 있다(S715). 일 예로, 댐핑력은 조향 각속도에 게인이 곱해진 형태로 계산될 수 있다.
만약, 토크 센서가 정상 동작하는 것으로 판단되면, 토크 센서의 토크 신호에 기초하여 조향 보조력을 산출하여 모터 제어 전류를 공급할 수 있다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 보상 대상값 산출단계에서 관성력을 계산하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 보상 대상값 산출단계는 조향각 정보를 이용하여 조향 각가속도 정보를 산출하고, 조향 각가속도 정보에 대응되는 관성력을 계산할 수 있다.
도 8을 참조하면, 조향 제어 방법은 고장발생 감지단계에서 토크 센서에 고장이 발생하였는지 여부를 판단할 수 있다(S800). 토크 센서에 고장이 발생한 경우에, 정보 수신단계는 조향각 센서 또는 모터 위치 센서로부터 조향각 정보를 수신한다(S805). 보상 대상값 산출단계는 수신된 조향각 정보를 이용하여 조향 각가속도 정보를 산출한다(S810). 조향 각가속도 정보는 조향각 정보를 미분하여 계산되는 조향 각속도 정보를 미분함으로써 얻어질 수 있다. 보상 대상값 산출단계는 조향 각가속도 정보가 산출되면, 조향 각가속도 정보에 대응되는 관성력을 계산할 수 있다(S815). 관성력은 조향 각가속도에 의존적인 값으로 미리 설정된 게인(gian)과 조향 각가속도를 이용하여 산출될 수 있다. 일 예로, 관성력은 조향 각가속도에 게인을 곱한 값으로 산출될 수 있다.
만약, 토크 센서가 정상 동작하는 것으로 판단되면, 토크 센서의 토크 신호에 기초하여 조향 보조력을 산출하여 모터 제어 전류를 공급할 수 있다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 보상 대상값 산출단계에서 마찰력을 계산하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 보상 대상값 산출단계는 조향각 정보를 이용하여 산출된 조향 각속도 정보에 기초하여 마찰력 방향을 산출하고, 차속 정보에 대응되는 마찰력을 계산할 수 있다.
도 9를 참조하면, 조향 제어 방법은 고장발생 감지단계에서 토크 센서에 고장이 발생하였는지 여부를 판단할 수 있다(S900). 토크 센서에 고장이 발생한 경우에, 정보 수신단계는 조향각 센서 또는 모터 위치 센서로부터 조향각 정보를 수신하고, 차속 센서로부터 차속에 대한 정보를 수신한다(S905). 보상 대상값 산출단계는 조향각 정보로부터 조향 각속도 정보를 산출할 수 있으며, 마찰력은 조향 각속도 방향의 반대 방향으로 발생하므로 마찰력 방향을 산출할 수 있다(S910). 또한, 보상 대상값 산출단계는 차속 정보에 의존적으로 발생하는 마찰력을 차속 정보에 기초하여 계산할 수 있다(S915). 마찰력은 차속 정보에 의존적으로 발생하므로, 차속 정보에 미리 설정된 게인을 곱하여 얻어질 수 있다. 또한, 마찰력의 방향은 전술한 바와 같이 조향 각속도 방향의 반대 방향으로 발생하므로, 마찰력의 방향 및 힘 성분을 모두 산출할 수 있다.
만약, 토크 센서가 정상 동작하는 것으로 판단되면, 토크 센서의 토크 신호에 기초하여 조향 보조력을 산출하여 모터 제어 전류를 공급할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이 조향 제어 방법은 토크 센서에 고장이 발생한 경우에도 조향 보조력을 제공하기 위해서 산출되어야 하는 힘 성분인 셀프 얼라이닝 토크, 댐핑력, 관성력 및 마찰력을 조향각 정보 및 차속 정보로부터 계산할 수 있으므로, 지속적인 조향 보조력을 제공할 수 있다. 전술한 셀프 얼라이닝 토크, 댐핑력, 관성력 및 마찰력으로부터 모터를 제어하기 위한 모터 제어 전류를 산출하는 과정은 전류 제어단계에서 수행될 수 있다. 또는 셀프 얼라이닝 토크, 댐핑력, 관성력 및 마찰력으로부터 각각의 제어 전류가 보상 대상값 산출단계에서 얻어지고, 전류 제어단계는 각각의 제어 전류를 합하여 모터 제어 전류를 산출할 수도 있다. 도 10에서는 보상 대상값 산출단계에서 각각의 성분에 대한 제어 전류가 산출되는 경우를 예를 들어 설명한다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 조향 제어 방법의 모터 제어전류 계산동작을 예시적으로 도시한 흐름도이다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 조향 제어 방법은 보상 대상값에 기초하여 조향 보조력을 산출하고, 조향 보조력에 대응되는 모터 제어 전류의 공급을 제어하는 전류 제어단계를 포함할 수 있다. 또한, 본 발명의 모터 제어 전류는 셀프 얼라이닝 토크에 대한 복원 제어 전류, 댐핑력에 대한 댐핑 제어 전류, 관성력에 대한 관성 제어 전류 및 마찰력에 대한 마찰 제어 전류의 합으로 산출될 수 있다. 전술한 바와 같이 복원 제어 전류, 댐핑 제어 전류, 관성 제어 전류 및 마찰 제어 전류는 보상 대상값 산출 단계에서 산출되거나, 전류 제어단계에서 산출될 수 있다.
도 10을 참조하면, 조향 제어 방법은 고장발생 감지단계에서 토크 센서에 고장이 발생하였는지 여부를 판단할 수 있다(S1000). 토크 센서에 고장이 발생한 경우에, 정보 수신단계는 조향각 센서 또는 모터 위치 센서로부터 조향각 정보를 수신하고, 차속 센서로부터 차속에 대한 정보를 수신한다(S1005).
본 발명의 조향 제어 방법은 도 6 내지 도 9를 참조하여 설명한 바와 같이 보상 대상값을 계산할 수 있다. 일 예로, 조향 제어 방법은 조향각 정보, 차속 정보 및 차량 특성 정보를 이용하여 셀프 얼라이닝 토크를 계산할 수 있다(S1010). 또한, 조향 제어 방법은 셀프 얼라이닝 토크에 기초하여 해당 셀프 얼라이닝 토크 값에 대응되는 복원 제어 전류를 산출한다(S1015). 복원 제어 전류는 셀프 얼라이닝 토크에 대응되는 전류값으로 미리 설정된 표 등에 의해서 산출될 수 있다.
또한, 조향 제어 방법은 조향각 정보를 이용하여 조향 각속도 정보를 산출하여 댐핑력을 계산할 수 있다(S1020). 조향 제어 방법은 댐핑력이 계산되면, 해당 댐핑력에 대응되는 댐핑 제어 전류를 산출한다(S1025). 댐핑 제어 전류는 댐핑력을 보상해주기 위해서 미리 설정된 전류값을 의미한다. 댐핑 제어 전류는 댐핑력에 대응되는 전류값으로 미리 설정된 표 등에 의해서 산출될 수 있다.
또한, 조향 제어 방법은 조향각 정보를 이용하여 조향 각가속도 정보를 산출하고, 조향 각가속도 정보에 기초한 관성력을 계산할 수 있다(S1030). 조향 제어 방법은 계산된 관성력에 기초하여 관성력을 보상하기 위한 관성 제어 전류를 산출한다(S1035). 관성 제어 전류는 관성력에 대응되는 전류값으로 미리 설정된 표 등에 의해서 산출될 수 있다.
또한, 조향 제어 방법은 조향각 정보 및 차속 정보를 이용하여 마찰력을 계산할 수 있다(S1040). 즉, 조향각 정보를 이용하여 산출되는 조향 각속도 정보를 이용하여 마찰력 방향을 계산하고, 차속 정보를 이용하여 마찰력 크기를 계산할 수 있다. 조향 제어 방법은 계산된 마찰력에 기초하여 마찰력을 보상하기 위한 마찰 제어 전류를 산출한다(S1045). 마찰 제어 전류는 마찰력에 대응되는 전류값으로 미리 설정된 표 등에 의해서 산출될 수 있다.
조향 제어 방법은 모터 제어 전류를 이용하여 모터의 동작을 제어할 수 있다. 모터 제어 전류는 전술한 복원 제어 전류, 댐핑 제어 전류, 관성 제어 전류 및 마찰 제어 전류를 이용하여 계산될 수 있다(S1050). 일 예로, 모터 제어 전류는 복원 제어 전류, 댐핑 제어 전류, 관성 제어 전류 및 마찰 제어 전류의 합으로 계산될 수 있다. 다른 예로, 모터 제어 전류는 복원 제어 전류, 댐핑 제어 전류, 관성 제어 전류 및 마찰 제어 전류 각각에 동일 또는 상이한 가중치를 부여한 값의 합으로 계산될 수도 있다. 또 다른 예로, 모터 제어 전류는 전술한 셀프 얼라이닝 토크, 댐핑력, 관성력 및 마찰력의 합과 산출된 합에 대응되는 표를 이용하여 계산될 수도 있다.
이상에서 설명한 각각의 제어 전류를 산출하기 위한 표는 실험 등을 통해서 각 차량의 특성에 맞도록 미리 저장된 값일 수 있다 .
한편, 본 발명의 전류 제어단계는 보상 대상값에 기초하여 조향 보조력을 산출하고, 조향 보조력에 대응되는 모터 제어 전류의 공급을 제어할 수 있다. 또한, 본 발명의 전류 제어단계는 차량의 선회 여부를 판단하고, 차량이 선회 중인 경우에만 모터 제어 전류의 공급을 제어할 수 있다. 일 예로, 전류 제어단계는 차량이 선회 중인지 여부를 판단할 수 있다. 만약, 차량이 선회 중인 것으로 판단되면, 전술한 본 발명의 동작을 수행하여 산출된 모터 제어 전류를 이용하여 모터를 제어하고, 차량이 선회 중이 아닌 것으로 판단되면, 조향 보조력을 제공하지 않을 수 있다. 즉, 차량이 선회 중인 경우에 전동식 조향 장치에 이상이 발생하는 경우에 운전자의 조향 동작에 갑작스러운 힘이 인가되고, 이 경우 운전자가 적절히 대처하지 못하면 차량이 직진하여 사고가 발생할 수 있다. 그러나, 직진 주행 중인 경우에 보조 조향력이 상실되어도 운전자에게 큰 힘의 복원력이 인가되지 않으므로 사고의 위험이 낮을 수 있다. 따라서, 본 발명은 차량이 선회 중인 경우에만 적용될 수도 있다. 차량이 선회 중인지 여부는 차량의 횡가속도 정보를 이용하여 산출될 수 있다. 전술한 바와 같이 횡가속도 정보가 추정될 수도 있고, 횡가속도 센서를 이용하여 산출될 수도 있다. 또는 차량의 타이어 정렬 정보 또는 조향휠의 각도 등을 이용하여 판단될 수도 있다. 선회 여부 판단은 이 외에도 다양한 방법으로 감지될 수 있으며, 이에 한정되지 않는다.
만약, 토크 센서에 고장이 발생하는 경우에 본 발명의 조향 제어 방법은 운전자에게 토크 센서의 고장 사실을 알리는 경고 신호를 생성할 수 있다. 운전자는 해당 경고신호를 인지하고, 전술한 조향 제어 방법에 의한 조향 보조력이 인가되고 있는 상황임을 인지할 수 있다. 따라서, 운전자는 고장 사실을 알고 주의력을 높여서 조향 동작을 수행할 수 있어서 사고의 위험성을 줄일 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 토크 센서 고장 발생 시에 조향각 정보와 차속 정보를 이용하여 조향 보조력을 지속적으로 제공하는 조향 제어 방법 및 장치를 제공하는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 토크 센서의 정보없이 조향 보조력을 제공하기 위해서 요구되는 하는 보상 대상값을 계산하는 방법 및 장치를 제공하는 효과가 있다.
이하에서는, 도 1 내지 도 10을 참조하여 전술한 본 발명의 일 실시예에 따른 조향 제어 장치에 대하여 간략하게 다시 한 번 설명한다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 조향 제어 장치를 도시한 블록도이다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 조향 제어 장치(1100)는 토크 센서(1101)의 고장 발생여부를 감지하는 고장발생 감지부(1110)와 토크 센서(1101)에 고장이 발생한 경우, 조향각 정보 및 차속 정보를 수신하는 정보 수신부(1120)와 조향각 정보 및 차속 정보 중 하나 이상의 정보를 이용하여 셀프 얼라이닝 토크, 전동식 조향 장치의 댐핑력, 관성력 및 마찰력 각각을 계산하는 보상 대상값 산출부(1130) 및 보상 대상값에 기초하여 조향 보조력을 산출하고, 조향 보조력에 대응되는 모터 보조 전류의 공급을 제어하는 전류 제어부(1140)를 포함할 수 있다.
도 11을 참조하면, 토크 센서(1101)는 운전자의 조향휠 조작에 따라서 발생하는 조향 토크를 측정하여 조향 토크 신호를 생성하는 센서를 의미한다. 고장 발생 감지부(1110)은 토크 센서(1101)에 고장이 발생하였는지 여부를 판단한다. 토크 센서(1101) 고장 발생여부는 하나 이상의 토크 센서 신호를 비교 분석하여 판단할 수도 있고, 고장 확인 로직을 통해서 판단될 수도 있다. 또는 토크 센서(1101)로부터 수신되는 고장 신호를 수신하여 판단할 수도 있다.
정보 수신부(1120)는 토크 센서(1101)에 고장이 발생한 경우, 조향각 정보 및 차속 정보를 수신할 수 있다. 일 예로, 정보 수신부(1120)는 토크 센서(1101)에 고장이 발생한 것으로 판단되면, 조향각 센서 또는 모터 포지션 센서(1105)로부터 조향각 정보를 수신하고, 차속 센서(1109)로부터 차속 정보를 수신할 수 있다. 조향각 센서는 조향휠의 조향 각도에 정보를 포함하는 조향각 신호를 생성할 수 있으며, 모터 위치 센서(1105)는 조향 보조 모터의 절대각 및 상대각 중 하나 이상의 정보를 이용하여 운전자의 조향각 정보를 산출 및 제공할 수 있다. 차속 센서(1109)는 차량의 속도 정보를 산출 및 제공할 수 있다.
보상 대상값 산출부(1130)는 조향각 정보 및 차속 정보 중 하나 이상의 정보를 이용하여 셀프 얼라이닝 토크, 전동식 조향 장치의 댐핑력, 관성력 및 마찰력 각각을 계산할 수 있다. 일 예로, 보상 대상값 산출부(1130)는 조향각 정보 및 차속 정보를 가공하여 운전자의 조향력을 보조해주기 위해서 필요한 조향 보조력을 계산하는 데에 사용될 수 있는 셀프 얼라이닝 토크, 댐핑력, 관성력 및 마찰력을 산출할 수 있다. 보상 대상값 산출부(1130)가 각각의 보상 대상값을 산출하는 구체적인 동작은 도 6 내지 도 10을 참조하여 설명한 바와 같다.
또한, 보상 대상값 산출부(1130)는 계산된 셀프 얼라이닝 토크에 대응되는 복원 제어 전류를 산출하고, 댐핑력에 대응되는 댐핑 제어 전류를 산출할 수 있다. 마찬가지로, 보상 대상값 산출부(1130)는 관성력에 대응되는 관성 제어 전류를 산출하고, 마찰력에 대응되는 마찰 제어 전류를 산출할 수 있다.
전류 제어부(1140)는 보상 대상값에 기초하여 조향 보조력을 산출하고, 조향 보조력에 대응되는 모터 제어 전류의 공급을 제어할 수 있다. 전류 제어부(1140)는 전동식 조향 시스템에 포함되는 모터를 구동하기 위한 모터 제어 전류를 산출하여 모터로 공급할 수 있다. 또는 전류 제어부(1140)는 모터 제어 전류를 산출하고, 운전자의 조향휠 조작에 맞추어 해당 모터 제어 전류가 공급되도록 제어할 수도 있다. 전류 제어부(1140)는 차량의 선회 여부를 판단하고, 선회 중으로 판단되는 경우에만 전술한 조향 제어 방법에 따른 조향 보조력이 공급되도록 제어할 수도 있다.
이 외에도 본 발명의 조향 제어 장치(1100)는 도 1 내지 도 10을 참조하여 설명한 조향 제어 방법을 모두 수행할 수 있다.
이상에서, 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합되거나 결합되어 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (12)

  1. 토크 센서의 고장 발생여부를 감지하는 고장발생 감지단계;
    상기 토크 센서에 고장이 발생한 경우, 횡가속도 정보, 조향각 정보 및 차속 정보 중 적어도 하나를 수신하는 정보 수신단계;
    상기 조향각 정보 및 차속 정보 중 하나 이상의 정보를 이용하여 전동식 조향 장치의 댐핑력, 관성력 및 마찰력 각각을 계산하고, 상기 조향각 정보 및 차속 정보 중 적어도 하나의 정보를 이용하여 산출되는 산출 횡가속도 정보 또는 상기 횡가속도 정보를 이용하여 셀프 얼라이닝 토크를 계산하는 보상 대상값 산출단계; 및
    상기 보상 대상값에 기초하여 조향 보조력을 산출하고, 상기 조향 보조력에 대응되는 모터 제어 전류의 공급을 제어하는 전류 제어단계를 포함하되,
    상기 보상 대상값 산출단계는,
    상기 조향각 정보, 상기 차속 정보 및 미리 설정된 차량 특성 정보를 파라미터로하여 상기 산출 횡가속도 정보를 산출하고, 상기 산출 횡가속도 정보 또는 상기 횡가속도 정보가 미리 설정된 선형 구간 내로 판단되면, 상기 산출 횡가속도 정보 또는 상기 횡가속도 정보에 대응되는 슬립 각 정보를 확인하고, 상기 슬립 각 정보에 대응되는 상기 셀프 얼라이닝 토크를 계산하며,
    상기 차량 특성 정보는,
    차량 축거 정보, Under Steer Gradient 상수 정보, 중력 가속도 정보 및 조향휠과 타이어간의 기어비 정보 중 하나 이상의 정보를 포함하는 조향 제어방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 조향각 정보는,
    조향각 센서 또는 모터 포지션 센서로부터 수신되는 것을 특징으로 하는 조향 제어방법.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 보상 대상값 산출단계는,
    상기 조향각 정보를 이용하여 조향 각속도 정보를 산출하고, 상기 조향 각속도 정보에 대응되는 상기 댐핑력을 계산하는 것을 특징으로 하는 조향 제어방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 보상 대상값 산출단계는,
    상기 조향각 정보를 이용하여 조향 각가속도 정보를 산출하고, 상기 조향 각가속도 정보에 대응되는 상기 관성력을 계산하는 것을 특징으로 하는 조향 제어방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 보상 대상값 산출단계는,
    상기 조향각 정보를 이용하여 산출된 조향 각속도 정보에 기초하여 마찰력 방향을 산출하고, 상기 차속 정보에 대응되는 상기 마찰력을 계산하는 것을 특징으로 하는 조향 제어방법.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 모터 제어 전류는,
    상기 셀프 얼라이닝 토크에 대한 복원 제어 전류, 상기 댐핑력에 대한 댐핑 제어 전류, 상기 관성력에 대한 관성 제어 전류 및 상기 마찰력에 대한 마찰 제어 전류의 합으로 산출되는 것을 특징으로 하는 조향 제어방법.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 전류 제어단계는,
    차량의 선회 여부를 판단하고, 상기 차량이 선회 중인 경우에만 상기 모터 제어 전류의 공급을 제어하는 것을 특징으로 하는 조향 제어방법.
  12. 토크 센서의 고장 발생여부를 감지하는 고장발생 감지부;
    상기 토크 센서에 고장이 발생한 경우, 횡가속도 정보, 조향각 정보 및 차속 정보 중 적어도 하나의 정보를 수신하는 정보 수신부;
    상기 조향각 정보 및 차속 정보 중 하나 이상의 정보를 이용하여 전동식 조향 장치의 댐핑력, 관성력 및 마찰력 각각을 계산하고, 상기 조향각 정보 및 차속 정보 중 적어도 하나의 정보를 이용하여 산출되는 산출 횡가속도 정보 또는 상기 횡가속도 정보를 이용하여 셀프 얼라이닝 토크를 계산하는 보상 대상값 산출부; 및
    상기 보상 대상값에 기초하여 조향 보조력을 산출하고, 상기 조향 보조력에 대응되는 모터 제어 전류의 공급을 제어하는 전류 제어부를 포함하되,
    상기 보상 대상값 산출부는,
    상기 조향각 정보, 상기 차속 정보 및 미리 설정된 차량 특성 정보를 파라미터로 하여 상기 산출 횡가속도 정보를 산출하고, 상기 산출 횡가속도 정보 또는 상기 횡가속도 정보가 미리 설정된 선형 구간 내로 판단되면, 상기 산출 횡가속도 정보 또는 상기 횡가속도 정보에 대응되는 슬립 각 정보를 확인하고,
    상기 슬립 각 정보에 대응되는 상기 셀프 얼라이닝 토크를 계산하며,
    상기 차량 특성 정보는,
    차량 축거 정보, Under Steer Gradient 상수 정보, 중력 가속도 정보 및 조향휠과 타이어간의 기어비 정보 중 하나 이상의 정보를 포함하는 조향 제어장치.
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