KR101903585B1 - Apparatus and method for reducing noise of Electric Power Steering - Google Patents
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Abstract
본 발명은 전동식 조향 장치의 소음 저감 장치 및 방법에 관한 것으로서, 운전자의 조향 입력에 따른 조향정보 및 상기 조향정보에 기반한 조향 장치의 동작정보를 수신하는 소음 정보 수신부, 상기 조향정보 및 상기 동작정보를 기반으로 상기 조향 장치의 소음의 주파수를 분석 및 추정하는 상기 소음 추정부, 추정된 상기 소음의 주파수 대역을 제외한 주파수를 가지며, 상기 소음과의 진폭 차이가 임계치 이하인 소음 저감 신호를 생성하는 소음 저감 신호 생성부 및 상기 조향 장치로 상기 소음 저감 신호를 송신하는 소음 저감 신호 송신부를 포함한다.The present invention relates to an apparatus and method for reducing noises of an electric power steering apparatus, and more particularly, to an apparatus and method for reducing noise in an electric power steering system, which includes a noise information receiver for receiving steering information according to a steering input of a driver and operation information of a steering apparatus based on the steering information, A noise reduction unit that generates a noise reduction signal having a frequency that is less than a frequency band of the estimated noise and that is different from an amplitude difference between the noise and the noise, And a noise reduction signal transmitter for transmitting the noise reduction signal to the steering device.
Description
본 발명은 전동식 조향 장치의 소음 저감 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 조향 장치의 모터 및 벨트에서 발생하는 소음을 저감시키기 위해 소음 저감 신호를 인위적으로 생성하는 장치 및 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus and method for noise reduction of an electric steering system, and more particularly, to an apparatus and method for artificially generating a noise reduction signal to reduce noise generated in a motor and a belt of a steering apparatus.
전동식 조향 장치는 운전자의 조향 의지에 따라 차량용 전자 제어 장치를 이용하여 차량의 조향을 제어하는 장치로써, 운전자의 조향 휠의 조작에 따라 발생하는 조향 토크를 검출하고 검출된 조향 토크에 기초하여 조향 보조력을 제공하는 모터를 구동하기 위한 구동 전류를 출력함으로써 차량의 조향을 제어한다.The electric steering system is a device for controlling the steering of a vehicle by using an electronic control device for a vehicle according to the steering intention of a driver. It detects a steering torque generated in response to an operation of a steering wheel of a driver, and, based on the detected steering torque, And controls the steering of the vehicle by outputting the driving current for driving the motor that provides the power.
이때, 전동식 조향 장치(EPS; Electronic Power Steering)는 감속기의 타입 및 위치에 따라 R-EPS(Rack타입 EPS), C-EPS(Column 타입 EPS), DP-EPS(Dual Pinion 타입 EPS)등의 여러 종류가 존재하는데, 감속기의 설계 구조 및 감속비(reduction gear ratio) 등에 따라 전동식 조향 장치마다 다른 소음이 발생한다. Electronic power steering (EPS) can be classified into various types such as R-EPS (Rack type EPS), C-EPS (Column type EPS) and DP-EPS (Dual Pinion type EPS) depending on the type and position of the reducer There is a kind of noise, but different noise is generated for each electric power steering device depending on the design structure of the reducer and the reduction gear ratio.
이때 발생하는 소음 중에 가장 거슬리는 소음은 모터 및 감속기의 구조에 의한 작동소음(Zipper Noise)와 같은 차량 실내의 소음이 대표적이며, 이러한 소음은 설계 구조에 따라 발생하는 소음이므로 특정 좁은 주파수 영역에서 진폭을 가진다.The most unpleasant noise among the noise generated is the noise in the vehicle interior such as the zipper noise due to the structure of the motor and the decelerator. Such noise is a noise generated according to the design structure, I have.
이와 같이 조향 장치에서는 차량 운전자에게 불쾌감을 줄 수 있는 특정 주파수를 가지는 소음이 발생하는데, 이를 개선하기 위하여 소음을 설계 구조를 변경하여 방지하거나 소음의 전달 경로를 차폐하는 방법을 적용하고 있으나 큰 효과를 거두지 못하고 있고, 소음 저감을 위한 별도의 장치가 조향 장치에 구비되지 않는 문제점이 있다.In this way, in the steering system, a noise having a specific frequency that may cause an unpleasant feeling to the driver of the vehicle occurs. In order to improve the noise, the noise is changed by the change of the design structure or the noise transmission path is shielded. And there is a problem that a separate device for noise reduction is not provided in the steering apparatus.
최근 백색 소음을 적용하여 생활 소음을 저감하는 방법이 사용되고 있는데, 백색 소음은 넓은 주파수 범위에서 거의 일정한 주파수 스펙트럼을 가지는 신호이므로 특정한 청각패턴을 갖지 않는 전체적인 소음레벨이다. 이러한 백색 소음은 귀에 쉽게 익숙해지기 때문에 작업에 방해되는 일이 거의 없으며, 오히려 거슬리는 주변 소음을 덮어주는 작용을 한다.Recently, a method of reducing life noise by applying white noise is used. White noise is a noise level that does not have a specific auditory pattern because it is a signal having a substantially constant frequency spectrum over a wide frequency range. These white noises are very easy to get used to the ears, so they do not interfere with the work, and they act to cover up the annoying background noise.
그러나 현재 이러한 백색 소음과 같은 원리를 차량에 적용하여 좁은 주파수 영역을 가지는 조향 장치의 소음을 저감하는 소음 저감 장치는 개발되지 않고 있다.However, a noise reduction apparatus for reducing the noise of a steering apparatus having a narrow frequency range by applying the same principle as that of white noise to a vehicle has not been developed yet.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로, 운전자에게 불쾌감을 주는 차량 내 소음을 저감하는 전동식 조향 장치의 소음 저감 장치 및 방법을 제공한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and provides an apparatus and method for noise reduction of an electric steering system that reduces noise in a vehicle that is uncomfortable to a driver.
그리고 전동식 조향 장치의 소음 주파수를 산출하여 상기 소음 주파수에 대응하는 소음 저감 신호를 인위적으로 생성하는 소음 저감 장치 및 방법을 제공한다.And a noise reduction apparatus and method for artificially generating a noise reduction signal corresponding to the noise frequency by calculating a noise frequency of the electric power steering apparatus.
본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems to be solved by the present invention are not limited to the above-mentioned problems, and other matters not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 전동식 조향 장치의 소음 저감 장치는, 운전자의 조향 입력에 따른 조향정보 및 상기 조향정보에 기반한 조향 장치의 동작정보를 수신하는 소음 정보 수신부, 상기 조향정보 및 상기 동작정보를 기반으로 상기 조향 장치의 소음 주파수를 분석 및 추정하는 상기 소음 추정부, 추정된 상기 소음의 주파수 대역을 제외한 주파수를 가지며, 상기 소음과의 진폭 차이가 임계치 이하인 소음 저감 신호를 생성하는 소음 저감 신호 생성부 및 상기 조향 장치로 상기 소음 저감 신호를 송신하는 소음 저감 신호 송신부를 포함할 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a noise reduction apparatus for an electric power steering system, including a noise information receiver for receiving steering information according to a steering input of a driver and operation information of a steering apparatus based on the steering information, A noise reduction unit for estimating a noise frequency of the steering apparatus based on the information and the operation information, a noise reduction unit for estimating a noise reduction frequency of the noise reduction unit, And a noise reduction signal transmitter for transmitting the noise reduction signal to the steering apparatus.
또한, 발명의 실시예에 따른 전동식 조향 장치의 소음 저감 방법은, 운전자의 조향 입력에 따른 조향정보 및 상기 조향정보에 기반한 조향 장치의 동작정보를 수신하는 소음 정보 수신단계, 상기 동작정보 및 상기 조향정보를 기반으로 상기 조향 장치의 소음의 주파수를 분석 및 추정하는 상기 소음 추정단계, 추정된 상기 소음의 주파수 대역을 제외한 주파수를 가지며, 상기 소음과의 진폭 차이가 임계치 이하인 소음 저감 신호를 생성하는 소음 저감 신호 생성단계 및 상기 조향 장치로 상기 소음 저감 신호를 송신하는 소음 저감 신호 송신단계를 포함할 수 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided a noise reduction method of an electric power steering apparatus including a noise information reception step of receiving steering information based on a steering input of a driver and operation information of a steering apparatus based on the steering information, A noise estimating step of analyzing and estimating a frequency of a noise of the steering apparatus based on the information, a noise generating step of generating a noise reducing signal having a frequency except for the estimated frequency band of the noise, And a noise reduction signal transmission step of transmitting the noise reduction signal to the steering apparatus.
본 발명에 따르면, 전동식 조향 장치의 소음을 저감함으로써 차량 운전자에게 편의성을 제공한다.According to the present invention, it is possible to provide convenience to the vehicle driver by reducing the noise of the electric power steering apparatus.
또한, 전동식 조향 장치의 소음에 대응하는 소음 저감 신호를 용이하게 생성하므로 정확하고 신속하게 소음을 최소화하는 효과를 제공한다.Further, since the noise reduction signal corresponding to the noise of the electric power steering apparatus is easily generated, the noise reduction effect can be minimized accurately and quickly.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 소음 저감 장치의 구성 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 소음 저감 방법의 흐름도이다.
도 3은 전동식 조향 장치에 포함되는 모터 장치에 대한 부품 구성도이다.
도 4는 소음 저감 장치에서 조향식 조향 장치의 소음을 저감하는 일례를 도시한 도면이다.1 is a block diagram of a noise reduction apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a flowchart of a noise reduction method according to an embodiment of the present invention.
Fig. 3 is a component configuration diagram for a motor apparatus included in an electric steering system.
4 is a diagram showing an example of reducing the noise of the steering type steering apparatus in the noise reducing apparatus.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가질 수 있다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 수 있다.Hereinafter, some embodiments of the present invention will be described in detail with reference to exemplary drawings. In the drawings, like reference numerals are used to denote like elements throughout the drawings, even if they are shown on different drawings. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.
또한, 본 발명의 구성요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성요소의 본질, 차례, 순서 또는 개수 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성요소 사이에 다른 구성요소가 "개재"되거나, 각 구성요소가 다른 구성요소를 통해 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.In describing the components of the present invention, terms such as first, second, A, B, (a), and (b) may be used. These terms are intended to distinguish the components from other components, and the terms do not limit the nature, order, order, or number of the components. When a component is described as being "connected", "coupled", or "connected" to another component, the component may be directly connected or connected to the other component, Quot; intervening "or that each component may be" connected, "" coupled, "or " connected" through other components.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "이루어지다(made of)"는 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. The terminology used herein is for the purpose of illustrating embodiments and is not intended to be limiting of the present invention. In the present specification, the singular form includes plural forms unless otherwise specified in the specification. As used herein, the terms "comprises" and / or "made of" means that a component, step, operation, and / or element may be embodied in one or more other components, steps, operations, and / And does not exclude the presence or addition thereof.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다. Unless defined otherwise, all terms (including technical and scientific terms) used herein may be used in a sense commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Also, commonly used predefined terms are not ideally or excessively interpreted unless explicitly defined otherwise.
이하, 본 발명에 대하여 첨부된 도면에 따라 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 소음 저감 장치(100)의 구성 블록도이고, 도 3은 전동식 조향 장치에 포함되는 모터 장치(300)에 대한 부품 구성도이다.FIG. 1 is a block diagram of a
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 전동식 조향 장치의 소음 저감 장치(100)는 운전자의 조향 입력에 따른 조향정보 및 상기 조향정보에 기반한 조향 장치의 동작정보를 수신하는 소음 정보 수신부(110), 상기 조향정보 및 상기 동작정보를 기반으로 상기 조향 장치의 소음 주파수를 분석 및 추정하는 상기 소음 추정부(120), 추정된 상기 소음의 주파수 대역을 제외한 주파수를 가지며, 상기 소음과의 진폭 차이가 임계치 이하인 소음 저감 신호를 생성하는 소음 저감 신호 생성부(130) 및 상기 조향 장치로 상기 소음 저감 신호를 송신하는 소음 저감 신호 송신부(140) 를 포함할 수 있다.1, the
그리고 추정된 상기 소음 주파수에 대응되는 상기 소음 저감 신호를 저장하고, 상기 조향정보 및 상기 동작정보와 이에 대응되는 상기 소음 저감 신호를 매핑한 데이터를 생성 및 저장하는 소음 정보 저장부(150)를 더 포함할 수 있다.The noise
이때 소음 저감 장치(100)는 전동식 조향 장치의 공간 내부 또는 상기 전동식 조향 장치에 인접하여 설치될 수 있다.At this time, the
그리고 소음 저감 장치(100)에서 생성하는 상기 소음 저감 신호는 넓은 주파수 범위에서 거의 일정한 주파수 스펙트럼을 가지는 신호로, 특정한 청각패턴을 갖지 않는 음파이다. 이러한 소음 저감 신호는 거슬리는 좁은 주파수 대역의 소음을 덮어주는 작용을 한다.The noise reduction signal generated by the
구체적으로, 상기 전동식 조향 장치에서 발생하는 소음 중 모터의 토크 리플(torque ripple)에 의해 에서 발생하는 소음이 가장 크며, 상기 전동식 조향 장치에서 발생하는 소음의 주파수는 운전자가 조작하는 핸들의 각속도에 비례하므로, 상기 운전자의 핸들 조작에 의해 입력되는 조향각속도에 따라 상기 소음의 주파수 영역이 다르게 나타날 수 있다.Specifically, the noise generated by the torque ripple of the motor among the noise generated in the electric power steering apparatus is the largest, and the frequency of the noise generated in the electric steering apparatus is proportional to the angular speed of the handle operated by the driver Therefore, the frequency range of the noise may be different depending on the steering angle speed input by the steering operation of the driver.
도 3을 참조하면, 모터 장치(300)는 일반적으로, 모터 풀리(Motor Pulley, 301), 회전자 코어 및 마그넷(Rotor Core and Magnet, 302), 회전자 샤프트(Rotor Shaft, 303), 고정자 코어(Rotor Core, 304), 모터 파워터미널(Motor Power Terminal, 305), 모터 풀리(301) 측 베어링(Bearing, 306), 전자 제어 유닛(ECU:Electronic Control Unit) 측 베어링(307), 센싱 마그넷 어셈블리(Sensing Magnet Assembly, 308), 브라켓(Bracket, 309), O-링(O-Ring, 310) 및 하우징(Housing, 311) 등의 부품으로 구성된다. 이러한 모터 장치(300)에서, 모터 풀리(301)를 제외한 나머지 부품을 합하여 '모터'라고 할 수도 있다.Referring to FIG. 3, the
도 3에 도시된 바와 같은 모터 장치(300)의 이러한 구성은 일 예일 뿐, 모터 장치(300)의 기능, 모터 장치(300)가 장착된 전동식 조향 장치의 종류에 따라 달라질 수 있다.This configuration of the
이때 소음 정보 수신부(110)에서 수신하는 상기 조향정보는 상기 조향 장치의 조향토크, 조향각, 조향각속도 및 조향 보조력 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.At this time, the steering information received by the noise
또한, 상기 동작정보는 상기 조향정보에 따라 모터(300) 및 모터 풀리(301)의 동작에 의해 생성되는 정보에 관한 것으로, 상기 조향 장치의 모터(300) 회전수(rpm; revolution per minute), 모터(300) 슬롯(slot)수, 모터(300) 극(pole)수 및 벨트의 풀리잇수(모터 풀리(301)의 산의 개수) 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.The operation information relates to information generated by the operation of the
이때, 상기 조향정보 및 상기 동작정보는 토크센서, 조향각센서, 차속센서, 회전센서, 진동센서 등의 차량 내 구비되는 각종 센서에서 감지한 정보일 수 있다.In this case, the steering information and the operation information may be information sensed by various sensors provided in the vehicle such as a torque sensor, a steering angle sensor, a vehicle speed sensor, a rotation sensor, and a vibration sensor.
그리고 소음 추정부(120)는 소음 정보 수신부(110)로부터 상기 조향정보 및 상기 동작정보를 수신하여 모터 장치(300)의 상기 회전수와 상기 슬롯수의 곱(complex), 상기 회전수와 상기 극수의 곱 또는 상기 회전수와 모터 풀리(301)의 상기 풀리잇수의 곱 중에서 적어도 하나 이상이 상기 모터 또는 상기 벨트의 상기 소음 주파수와 비례 관계임을 이용하여 상기 소음 주파수를 계산할 수 있다.The
구체적으로, 모터(300)의 소음 주파수를 fmotor, 상기 모터의 회전수를 Rmotor, 상기 모터의 극수를 Np, 상기 모터의 슬롯수 NS를 라 할 때, 모터(300)의 소음 주파수는 fmotor = ((모터의 극수) / 2) * ((6 *(모터의 회전수))[rpm] / 60 [sec/min] 즉, fmotor = (Np / 2) * (Rmotor / 20) (Hz) 의 수식으로 나타낼 수 있다.Specifically, when the noise frequency of the
예를 들어, 모터(300)의 회전수는 1000 rpm, 모터(300)의 극수가 6인 경우에 상기 수식에 따른 모터(300)의 소음 주파수는 (6 * 1000 rmp) / 20 sec/min = 300 Hz가 될 수 있음을 추정할 수 있다. 즉, 모터(300)의 회전수에 따라 0.3 * Rmotor (Hz)의 주파수를 가지는 소음이 상기 조향 장치의 모터(300)에서 발생함을 추정할 수 있다. 따라서 산출된 상기 소음 주파수에 대한 수식인 0.3 * Rmotor (Hz)에 운전자의 조향 입력에 따라 동작하는 모터(300)의 회전수를 Rmotor에 대입함으로써, 상기 소음 주파수를 정확하게 추정 및 산출할 수 있다. 그러므로 산출된 모터(300)의 상기 소음 주파수 대역인 0.3 * Rmotor (Hz) 이외의 주파수를 가지도록 상기 소음 저감 신호를 생성할 수 있다.For example, when the number of revolutions of the
이때 내부 회로적인 불균형으로 인하여 상기 조향 장치에는 다양한 소음이 발생하므로 모터(300)의 소음 주파수는 fmotor = (모터의 슬롯수) * (모터의 회전수) [rpm] / 60 [sec/min] 즉, fmotor = NS * Rmotor / 60 (Hz) 의 수식으로 나타낼 수 있고 또는 fmotor = (모터의 극수) * (모터의 회전수) [rpm] / 60 [sec/min] 즉, fmotor = NP * Rmotor / 60 (Hz) 의 수식으로 나타낼 수 있다. The noise frequency of the motor 300 is f motor = (the number of slots of the motor) * (the number of rotations of the motor) rpm / 60 [sec / min] because various noise is generated in the steering apparatus due to the internal circuit imbalance. That is, f motor = N S * R motor / Be represented by the formula 60 (Hz) and or f motor = (the number of poles of the motor) * (number of revolutions of the motor) [rpm] / 60 [sec / min] In other words, f motor = N P * R motor / 60 ( Hz). ≪ / RTI >
한편, 상기 벨트의 소음 주파수를 fbelt, 상기 풀리잇수를 Nmp라 할 때, 상기 벨트의 소음 주파수는 fbelt = (벨터의 풀리잇수) * (모터의 회전수) [rpm] / 60 [sec/min] 즉, fbelt = Nmp * Rmotor / 60 (Hz) 의 수식으로 나타낼 수 있다.If the noise frequency of the belt is f belt and the number of pulleys is N mp , the noise frequency of the belt is f belt = (number of pulley teeth of the belt) * (number of revolutions of the motor) rpm / 60 sec / min], that is, f belt = N mp * R motor / 60 (Hz).
예를 들어, 모터(300)의 회전수는 1000 rpm, 상기 벨트의 풀리잇수가 30인 경우에 상기 수식에 따른 상기 벨트의 소음 주파수는 (30 * 1000 rmp) / 60 sec/min = 500 Hz가 될 수 있음을 추정할 수 있다. 따라서 산출된 상기 벨트의 상기 소음 주파수 대역인 500 Hz 이외의 주파수를 가지도록 소음 저감 신호를 생성할 수 있다.For example, when the number of revolutions of the
그러므로 상기 조향정보 및 상기 동작정보를 이용하여 전술한 수식들에 대입하고, 상기 소음 주파수 값을 추정 및 산출함으로써, 모터(200) 및 상기 벨트에 의한 소음을 저감시키기 위한 상기 소음 저감 신호를 용이하게 생성할 수 있다.Therefore, by substituting the above-mentioned steering information and the operation information into the above-mentioned equations, and estimating and calculating the noise frequency value, the noise reduction signal for reducing the noise by the motor 200 and the belt can be easily Can be generated.
그리고 소음 저감 신호 생성부(130)는 소음 추정부(120)에서 추정 및 산출된 상기 소음 주파수에 대한 상기 소음 저감 신호의 주파수 대역 및 진폭을 결정할 수 있고, 상기 소음 저감 신호의 상기 주파수 대역에 대한 상기 조향 장치의 토크값을 산출할 수 있다.The noise reduction
구체적으로, 소음 저감 신호 생성부(130)는 상기 소음 주파수 대역 이외의 주파수를 가지도록 상기 소음 저감 신호의 주파수 대역을 결정하고, 상기 소음 주파수와의 진폭의 차이가 임계치 이하가 되도록 상기 소음 저감 신호의 진폭을 결정할 수 있다. 이때 결정된 상기 소음 저감 신호를 위상(phase)에 관계없이 시간축 신호로 역변환함으로써, 상기 소음 저감 신호에 비례하는 토크값을 산출할 수 있다.Specifically, the noise reduction
그리고 소음 저감 신호 송신부(140)는 상기 조향 장치에서 상기 소음 저감 신호를 출력하도록 소음 저감 신호 생성부(130)에서 산출된 상기 토크값을 상기 조향 장치의 모터 제어부로 송신할 수 있다.The noise reduction
이때 상기 모터 제어부는 소음 저감 신호 송신부(140)로부터 수신한 상기 토크값과 운전자의 조향 입력에 따라 발생하는 조향토크값을 합(sum)한 결과값을 이용하여 모터 장치(300)를 제어함으로써, 모터 장치(300)로부터 상기 소음 저감 신호가 출력될 수 있다.At this time, the motor control unit controls the
따라서 상기 조향 장치의 다양한 소음을 인지할 수 없도록 상기 조향 장치의 모터(300)로부터 상기 소음 저감 신호를 출력함으로써, 상기 운전자가 상기 조향 장치의 소음으로 인해 느끼는 불쾌감을 감소시킬 수 있다.Therefore, by outputting the noise reduction signal from the
또한, 소음 정보 저장부(150)는 상기 조향정보 및 상기 동작정보를 기반으로 계산된 상기 소음 주파수를 저장하고, 상기 소음 주파수에 대응하는 상기 소음 저감 신호를 저장하므로 이를 이용하여 상기 조향정보 및 상기 동작정보에 대응하는 상기 소음 저감 신호에 대한 룩업테이블(look-up table)을 생성할 수 있고, 상기 룩업테이블을 이용하여 상기 조향정보 및 상기 동작정보와 상기 소음 저감 신호을 매핑(mapping)시킬 수 있다. The noise
따라서 소음 정보 수신부(110)를 통해 수신된 상기 조향정보 및 동작정보에 매핑되는 상기 소음 저감 신호의 데이터를 소음 정보 저장부(150)로부터 추출함으로써, 추출된 상기 데이터를 이용하여 소음 저감 신호 생성부(130)에서 상기 소음 저감 신호의 토크값을 곧바로 산출할 수 있다.Therefore, by extracting the noise reduction signal data mapped to the steering information and operation information received through the noise
그러므로 소음 정보 저장부(150)에 저장된 매핑된 데이터로 인하여 상기 소음 주파수를 추정 및 산출하는 과정이 생략되므로 소음 저감 장치(100)의 연산 처리 속도가 향상되고, 연산 비용이 저감되는 효과가 있다.Therefore, the process of estimating and calculating the noise frequency owing to the mapped data stored in the noise
전술한 바와 같이, 상기 조향 장치에서 발생되는 소음을 상기 조향정보 및 상기 동작정보에 따라 정확하게 분석 및 추정함으로써 상기 조향 장치의 소음 저감 신호 또한 용이하게 생성하므로, 상기 소음을 저감함에 있어 정확성의 향상은 물론 연산 비용까지도 절감할 수 있게 된다.As described above, since the noise generated in the steering apparatus is accurately analyzed and estimated according to the steering information and the operation information, the noise reduction signal of the steering apparatus is also easily generated. Therefore, Of course, the computation cost can also be reduced.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 소음 저감 방법의 흐름도이다.2 is a flowchart of a noise reduction method according to an embodiment of the present invention.
본 발명에 따른 전동식 조향 장치의 소음 저감 방법은 운전자의 조향 입력에 따른 조향정보 및 상기 조향정보에 기반한 조향 장치의 동작정보를 수신하는 소음 정보 수신단계, 상기 조향정보 및 상기 동작정보를 기반으로 상기 조향 장치의 소음의 주파수를 분석 및 추정하는 상기 소음 추정단계, 추정된 상기 소음의 주파수 대역을 제외한 주파수를 가지며, 상기 소음과의 진폭 차이가 임계치 이하인 소음 저감 신호를 생성하는 소음 저감 신호 생성단계 및 상기 조향 장치로 상기 소음 저감 신호를 송신하는 소음 저감 신호 송신단계를 포함할 수 있다.A noise reduction method of an electric power steering apparatus according to the present invention includes a noise information reception step of receiving steering information according to a steering input of a driver and operation information of a steering apparatus based on the steering information, A noise reduction signal generation step of generating a noise reduction signal having a frequency except for the estimated frequency band of the noise and having a difference in amplitude between the noise and the noise is less than or equal to a threshold; And a noise reduction signal transmission step of transmitting the noise reduction signal to the steering apparatus.
도 2를 참조하면, 상기 소음 정보 수신단계에서 전동식 조향 장치(EPS)에 구비된 토크센서, 조향각센서, 차속센서, 회전센서, 진동센서 등을 비롯하여 차량 내 구비되는 각종 센서로부터 상기 조향정보 및 상기 동작정보를 수신한다(S200).Referring to FIG. 2, in the noise information receiving step, the steering information and the steering angle information from various sensors provided in the vehicle including a torque sensor, a steering angle sensor, a vehicle speed sensor, a rotation sensor, And receives the operation information (S200).
그리고 상기 소음 추정단계에서 상기 조향정보 및 상기 동작정보를 이용하여 상기 모터의 회전수와 상기 모터의 슬롯수의 곱(complex), 상기 모터의 회전수와 상기 모터의 극수의 곱 또는 상기 모터의 회전수와 상기 모터 풀리의 상기 풀리잇수의 곱 중에서 적어도 하나 이상이 상기 모터 또는 상기 벨트의 상기 소음 주파수와 비례 관계임을 이용하여 상기 소음 주파수를 산출 및 추정한다(S210).And estimating the noise by using the steering information and the operation information to calculate a product of the number of rotations of the motor and the number of slots of the motor, a product of the number of rotations of the motor and the number of poles of the motor, At least one of the product of the number of pulleys of the motor pulley and the number of pulleys of the motor pulley is proportional to the noise frequency of the motor or the belt at step S210.
이때, 모터(300)의 소음 주파수를 fmotor, 상기 모터의 회전수를 Rmotor, 상기 모터의 극수를 Np, 상기 모터의 슬롯수 NS를 라 할 때, 상기 모터의 소음 주파수는 fmotor = ((모터의 극수) / 2) * ((6 *(모터의 회전수))[rpm] / 60 [sec/min] 즉, fmotor = (Np / 2) * (Rmotor / 20) (Hz) 의 수식으로 나타낼 수 있다. 예를 들어, 상기 모터의 회전수는 1000 rpm, 상기 모터의 극수가 6인 경우에 상기 수식에 따른 상기 모터의 소음 주파수는 6 * 1000 rmp / 20 sec/min = 300 Hz가 될 수 있음을 추정할 수 있다.Here, the noise frequency of the
그리고 상기 소음 저감 신호 생성단계에서 산출된 상기 소음 주파수 대역 이외의 주파수를 가지도록 상기 소음 저감 신호의 주파수 대역을 결정하고(S220), 상기 소음 주파수와의 진폭의 차이가 임계치 이하가 되도록 상기 소음 저감 신호의 진폭을 결정한다. Then, the frequency band of the noise reduction signal is determined so as to have a frequency other than the noise frequency band calculated in the noise reduction signal generation step (S220), and the noise reduction is performed so that the difference between the amplitude and the noise frequency is less than a threshold value The amplitude of the signal is determined.
즉, 상기 소음 저감 신호의 주파수 및 진폭이 결정됨으로써, 넒은 대역의 주파수를 가지는 상기 소음 저감 신호의 파형이 생성된다(S230). That is, by determining the frequency and amplitude of the noise reduction signal, a waveform of the noise reduction signal having a frequency of a wide band is generated (S230).
이때 생성된 상기 소음 저감 신호의 주파수 대역에 대한 상기 조향 장치의 토크값을 산출할 수 있는데, 상기 소음 저감 신호를 위상(phase)에 관계없이 시간축 신호로 역변환함으로써(S230), 상기 소음 저감 신호에 비례하는 토크값을 산출할 수 있다(S250).In this case, it is possible to calculate the torque value of the steering apparatus with respect to the frequency band of the generated noise reduction signal. In S230, the noise reduction signal is inversely transformed into a time axis signal regardless of the phase (S230) A proportional torque value can be calculated (S250).
그리고 상기 소음 저감 신호 송신단계에서 상기 조향 장치에서 상기 소음 저감 신호를 출력하도록 산출된 상기 토크값을 상기 조향 장치의 모터 제어부로 송신한다(S260).In the noise reduction signal transmission step, the torque value calculated to output the noise reduction signal in the steering apparatus is transmitted to the motor control unit of the steering apparatus in step S260.
그리고 상기 모터 제어부가 수신한 상기 토크값과 운전자의 조향 입력에 따라 발생하는 조향 토크값을 합(sum)한 결과값을 이용하여 상기 모터를 제어함으로써, 상기 모터로부터 상기 소음 저감 신호가 출력될 수 있다.The noise reduction signal may be output from the motor by using the result of summing the torque value received by the motor control unit and the steering torque value generated by the driver's steering input, have.
도 4는 소음 저감 장치(100)에서 조향식 조향 장치의 소음을 저감하는 일례를 도시한 도면이다.Fig. 4 is a diagram showing an example of reducing the noise of the steering type steering apparatus in the
도 4의 (a) 내지 (c)는 모터 소음(41) 및 소음 저감 신호(42)의 주파수에 따른 진폭의 그래프를 나타낸 도면이다.4 (a) to 4 (c) are graphs showing amplitudes according to the frequencies of the
구체적으로, 도 4의 (a)는 소음 정보 수신부(110)로부터 운전자의 조향 입력에 따른 조향정보 및 상기 조향정보에 기반한 조향 장치의 동작정보를 수신하고, 소음 추정부(120)에서 모터 장치(300)의 상기 회전수와 상기 슬롯수의 곱, 상기 회전수와 상기 극수의 곱 또는 상기 회전수와 모터 풀리(301)의 상기 풀리잇수의 곱 중에서 적어도 하나 이상이 모터(300) 또는 벨트의 소음 주파수와 비례 관계임을 이용하여 모터 소음(41)의 주파수를 추정 및 산출한 그래프이다. 이때 (a)에 도시된 바와 같이 모터 소음(41) 주파수는 좁은 주파수 대역을 가진다.4 (a) shows the steering information according to the steering input of the driver and the operation information of the steering apparatus based on the steering information from the noise
도 4의 (b)를 참조하면, 소음 추정부(120)로부터 추정 및 산출된 모터 소음(41) 주파수 대역 이외의 주파수를 가지는 소음 저감 신호(42)를 소음 저감 신호 생성부(130)에서 생성하는데, 도 4의 (b)는 생성된 소음 저감 신호(42)의 주파수 그래프 및 모터 소음(41)의 주파수 그래프를 함께 도시하였다.Referring to FIG. 4B, the noise reduction
이때 소음 저감 신호(42)의 진폭과 모터 소음(41)의 진폭 간의 차이가 임계치 이하가 되도록 소음 저감 신호(42)의 진폭을 결정하여 소음 저감 신호(42)의 파형을 생성한다. 그리고 소음 저감 신호(42)의 주파수 대역에 대한 상기 조향 장치의 토크값을 산출하여 소음 저감 신호 송신부(140)로 송신한다.At this time, the amplitude of the
그런 다음 조향 장치의 모터 제어부가 소음 저감 신호 송신부(140)로부터 수신한 상기 토크값과 운전자의 조향 입력에 따라 발생하는 조향토크값을 합한 결과값을 이용하여 모터(300)를 제어함으로써, 모터(300)로부터 소음 저감 신호(42)를 출력한다.Then, the motor control unit of the steering apparatus controls the
이때 도 4의 (c)에 도시된 그래프와 같이, 상기 모터에서 출력되는 모터 소음(41)과 소음 저감 신호(42)가 합쳐져 넒은 주파수 대역으로 일정한 진폭을 가지는 음파가 발생되는데, 모터 소음(41)과 소음 저감 신호(42)가 합쳐진 상기 음파로 인해 차량의 운전자는 소음(41)이 저감되는 것으로 인지할 수 있다.At this time, as shown in the graph of FIG. 4 (c), the motor noise (41) and the noise reduction signal (42) output from the motor are combined to generate a sound wave having a constant amplitude in a wide frequency band. And the
전술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 전동식 조향 장치의 소음을 저감함으로써 차량 운전자에게 편의성을 제공할 수 있고, 전동식 조향 장치의 소음에 대응하는 소음 저감 신호를 용이하게 생성하므로 정확하고 신속하게 소음을 최소화하는 효과를 제공할 수 있다.As described above, according to the present invention, it is possible to provide convenience to a vehicle driver by reducing the noise of the electric power steering apparatus and to easily generate a noise reduction signal corresponding to the noise of the electric power steering apparatus, Can be provided.
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 것이며, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이므로 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. The embodiments of the present invention are not intended to limit the scope of the present invention but to limit the scope of the present invention.
100 : 소음 저감 장치
110 : 소음 정보 수신부 120 : 소음 추정부
130 : 소음 저감 신호 생성부 140 : 소음 저감 신호 송신부
150 : 소음 정보 저장부
300 : 모터 장치
41 : 모터 소음 42 : 소음 저감 신호100: Noise reduction device
110: Noise information reception unit 120: Noise estimation unit
130: Noise reduction signal generator 140: Noise reduction signal transmitter
150: Noise information storage unit
300: Motor device
41: motor noise 42: noise reduction signal
Claims (9)
상기 조향정보 및 상기 동작정보를 기반으로 상기 조향 장치의 소음 주파수를 분석 및 추정하는 소음 추정부;
추정된 상기 소음의 주파수 대역을 제외한 주파수를 가지며, 상기 소음과의 진폭 차이가 임계치 이하인 소음 저감 신호를 생성하는 소음 저감 신호 생성부; 및
상기 조향 장치로 상기 소음 저감 신호를 송신하는 소음 저감 신호 송신부; 를 포함하되,
상기 소음 저감 신호 생성부는,
상기 소음 주파수에 대한 상기 소음 저감 신호의 주파수 대역 및 진폭을 결정하고, 상기 소음 저감 신호의 상기 주파수 대역에 대한 상기 조향 장치의 토크값을 산출하는 전동식 조향 장치의 소음 저감 장치.
A noise information receiver for receiving steering information according to a steering input of a driver and operation information of a steering apparatus based on the steering information;
A noise estimator for analyzing and estimating a noise frequency of the steering apparatus based on the steering information and the operation information;
A noise reduction signal generation unit for generating a noise reduction signal having a frequency except for the estimated frequency band of noise and having an amplitude difference between the noise and the noise being below a threshold value; And
A noise reduction signal transmitter for transmitting the noise reduction signal to the steering device; , ≪ / RTI &
Wherein the noise reduction signal generation unit comprises:
And determining the frequency band and the amplitude of the noise reduction signal with respect to the noise frequency and calculating the torque value of the steering apparatus with respect to the frequency band of the noise reduction signal.
추정된 상기 소음 주파수에 대응되는 상기 소음 저감 신호를 저장하고, 상기 조향정보 및 상기 동작정보와 이에 대응되는 상기 소음 저감 신호를 매핑한 데이터를 생성 및 저장하는 소음 정보 저장부; 를 더 포함하는 전동식 조향 장치의 소음 저감 장치.
The method according to claim 1,
A noise information storage unit for storing the noise reduction signal corresponding to the estimated noise frequency and generating and storing the data in which the steering information and the operation information are mapped to the noise reduction signal corresponding thereto; Further comprising: a noise reduction device for an electric steering system.
상기 조향정보는 상기 조향 장치의 조향토크, 조향각, 조향각속도 및 조향 보조력 중 적어도 하나 이상을 포함하고, 상기 동작정보는 상기 조향 장치의 모터 회전수, 모터 슬롯수, 모터 극수 및 벨트의 풀리잇수 중 적어도 하나 이상을 포함하는 전동식 조향 장치의 소음 저감 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the steering information includes at least one of a steering torque, a steering angle, a steering angle velocity, and a steering assist force of the steering apparatus, and the operation information includes at least one of a motor rotation number, a motor slot number, a motor pole number, The noise reduction device comprising:
상기 소음 추정부는,
상기 회전수와 상기 슬롯수의 곱, 상기 회전수와 상기 극수의 곱 또는 상기 회전수와 상기 풀리잇수의 곱 중에서 적어도 하나 이상이 상기 모터 또는 상기 벨트의 상기 소음 주파수와 비례 관계임을 이용하여 상기 소음 주파수를 계산하는 전동식 조향 장치의 소음 저감 장치.
The method of claim 3,
The noise estimator may include:
Wherein at least one of a product of the number of rotations and the number of slots, a product of the number of rotations and the number of poles, or a product of the number of rotations and the number of pulleys is proportional to the noise frequency of the motor or the belt, Noise reduction device of electric steering system calculating frequency.
상기 소음 저감 신호 송신부는,
상기 조향 장치에서 상기 소음 저감 신호를 출력하도록 산출된 상기 토크값을 상기 조향 장치의 모터 제어부로 송신하는 전동식 조향 장치의 소음 저감 장치.
The method according to claim 1,
The noise reduction signal transmitter includes:
And transmits the torque value calculated so as to output the noise reduction signal to the motor control unit of the steering apparatus.
상기 조향정보 및 상기 동작정보를 기반으로 상기 조향 장치의 소음의 주파수를 분석 및 추정하는 소음 추정단계;
추정된 상기 소음의 주파수 대역을 제외한 주파수를 가지며, 상기 소음과의 진폭 차이가 임계치 이하인 소음 저감 신호를 생성하는 소음 저감 신호 생성단계; 및
상기 조향 장치로 상기 소음 저감 신호를 송신하는 소음 저감 신호 송신단계; 를 포함하되,
상기 소음 저감 신호 생성단계는,
상기 소음 주파수에 대한 상기 소음 저감 신호의 주파수 대역 및 진폭을 결정하고, 상기 소음 저감 신호의 상기 주파수 대역에 대한 상기 조향 장치의 토크값을 산출하는 전동식 조향 장치의 소음 저감 방법.
A noise information receiving step of receiving steering information according to a steering input of a driver and operation information of a steering apparatus based on the steering information;
A noise estimation step of analyzing and estimating a frequency of a noise of the steering apparatus based on the steering information and the operation information;
A noise reduction signal generation step of generating a noise reduction signal having a frequency excluding the estimated frequency band of the noise and having a difference in amplitude with the noise below a threshold value; And
A noise reduction signal transmission step of transmitting the noise reduction signal to the steering apparatus; , ≪ / RTI &
The noise reduction signal generation step may include:
And determining a frequency band and an amplitude of the noise reduction signal with respect to the noise frequency and calculating a torque value of the steering apparatus with respect to the frequency band of the noise reduction signal.
상기 소음 저감 신호 송신단계는,
상기 조향 장치에서 상기 소음 저감 신호를 출력하도록 산출된 상기 토크값을 상기 조향 장치의 모터 제어부로 송신하는 전동식 조향 장치의 조향 장치의 소음 저감 방법.
8. The method of claim 7,
Wherein the noise reduction signal transmission step comprises:
And the torque value calculated to output the noise reduction signal in the steering apparatus is transmitted to the motor control unit of the steering apparatus.
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