KR101907867B1 - 능동전륜조향 시스템의 모터토크 보상장치 및 그 방법 - Google Patents

능동전륜조향 시스템의 모터토크 보상장치 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

능동전륜조향 시스템의 모터토크 보상장치 및 그 방법이 제공된다. 본 발명의 실시예에 따른 능동전륜조향 시스템의 모터토크 보상장치는 능동전륜조향(AFS) 장치의 출력축에 부가되는 부하량과 능동전륜조향(AFS) 모터의 위치오차의 절대값이 기준값을 초과하는지의 여부에 따라 능동전륜조향(AFS) 모터의 토크보상 여부를 판단하는 토크보상 판단부; 및 부하량 및 위치오차의 절대값과, 기준값의 차이에 따라 능동전륜조향(AFS) 모터의 토크보상전류를 생성하는 토크보상전류 생성부;를 포함한다.

Description

능동전륜조향 시스템의 모터토크 보상장치 및 그 방법{Apparatus and method for compensating motor torque in active front steering system}
본 발명은 능동전륜조향 시스템에 관한 것으로, 특히, 조향휠의 급격한 조타로 초래되는 과도한 부하에 인한 능동전륜조향(AFS) 모터의 토크 부족분을 보상할 수 있는 능동전륜조향 시스템의 모터토크 보상장치 및 그 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 능동전륜조향(AFS; Active Front Steering) 시스템은 주차 편의 및 고속 주행안정성을 확보하기 위한 시스템으로서, 조향휠에 연결되는 입력축과 피니언에 연결되는 출력축의 가변비를 능동전륜조향(AFS) 모터를 통하여 조절하는 기능을 수행한다.
이러한 능동전륜조향시스템은 능동전륜조향(AFS) 모터의 위치를 제어함으로써 설계된 가변 기어비에 따라 출력축을 제어한다. 이와 같은 능동전륜조향(AFS) 모터의 위치제어 방법은 가변 기어비를 추종하는 기능에는 효과적이지만 차량에서 발생하는 부하에 의한 응답성능의 저하 또는 운전자에게 이질감을 느끼게 하는 문제점이 있다.
KR 10-2014-0148186 A
상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해, 본 발명의 일 실시예는 랙 전동조향장치(R-EPS)의 토크센서의 정보를 활용하여 과부하에 따른 능동전륜조향(AFS) 모터의 토크에 대한 부족분을 보상할 수 있는 능동전륜조향 시스템의 모터토크 보상장치 및 그 방법을 제공하고자 한다.
위와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 능동전륜조향(AFS) 장치의 출력축에 부가되는 부하량과 능동전륜조향(AFS) 모터의 위치오차의 절대값이 기준값을 초과하는지의 여부에 따라 상기 능동전륜조향(AFS) 모터의 토크보상 여부를 판단하는 토크보상 판단부; 및 상기 부하량 및 상기 위치오차의 절대값과, 상기 기준값의 차이에 따라 상기 능동전륜조향(AFS) 모터의 토크보상전류를 생성하는 토크보상전류 생성부;를 포함하는 능동전륜조향 시스템의 모터토크 보상장치가 제공된다.
일 실시예에서, 상기 토크보상 판단부는 랙 전동조향장치(R-EPS)의 피니언 센서를 통하여 상기 피니언의 토크값을 상기 부하량으로 검출할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 토크보상전류 생성부는 상기 절대값과 상기 기준값의 차이를 기초로 토크보상전류 맵을 이용하여 상기 능동전륜조향(AFS) 모터의 토크보상전류를 생성할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 능동전륜조향 시스템의 모터토크 보상장치는 상기 토크보상전류 맵이 저장되는 토크조상전류 맵 저장부를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 토크보상전류 생성부는 상기 능동전륜조향(AFS) 모터의 회전 방향에 따라 상기 토크보상전류의 극성을 결정할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 능동전륜조향 시스템의 모터토크 보상장치는 상기 토크보상전류가 한계치를 넘지 않도록 제한하는 전류제한부를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 능동전륜조향 시스템의 모터토크 보상장치는 상기 능동전륜조향(AFS) 모터의 현재위치와 목표위치의 차이에 따라 상기 위치오차를 산출하는 모터위치오차 산출부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 능동전륜조향(AFS) 장치의 출력축에 부가되는 부하량을 검출하는 단계; 능동전륜조향(AFS) 모터의 위치오차를 산출하는 단계; 상기 부하량과 상기 위치오차의 절대값이 기준값을 초과하는지의 여부에 따라 상기 능동전륜조향(AFS) 모터의 토크보상 여부를 판단하는 단계; 및 상기 부하량 및 상기 위치오차의 절대값과, 상기 기준값의 차이에 따라 상기 능동전륜조향(AFS) 모터의 토크보상전류를 생성하는 단계;를 포함하는 능동전륜조향 시스템의 모터토크 보상방법이 제공된다.
일 실시예에서, 상기 검출하는 단계는 랙 전동조향장치(R-EPS)의 피니언 센서를 통하여 상기 피니언의 토크값을 상기 부하량으로 검출할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 토크보상전류를 생성하는 단계는 상기 절대값과 상기 기준값의 차이를 기초로 토크보상전류 맵을 이용하여 상기 능동전륜조향(AFS) 모터의 토크보상전류를 생성할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 생성하는 단계는 상기 능동전륜조향(AFS) 모터의 회전 방향에 따라 상기 토크보상전류의 극성을 결정할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 능동전륜조향 시스템의 모터토크 보상방법은 상기 토크보상전류가 한계치를 넘지 않도록 제한하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 산출하는 단계는 상기 능동전륜조향(AFS) 모터의 현재위치와 목표위치의 차이에 따라 상기 위치오차를 산출할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 능동전륜조향 시스템의 모터토크 보상장치 및 그 방법은 작은 위치오차에서도 추가적으로 보상전류를 부가함으로써 부족한 능동전륜조향(AFS) 모터의 토크를 보상할 수 있으므로, 능동전륜조향(AFS) 장치의 출력축의 과부하에 대한 응답성능을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 능동전륜조향(AFS) 모터의 부족한 토크를 보상함으로써 능동전륜조향(AFS) 시스템의 응답초반 성능을 향상시켜 캐치업(Catch-up)을 방지할 수 있고, 따라서, 급격한 핸들 토크 상승을 보완하여 운전자에게 부드러운 조향감을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 능동전륜조향 시스템의 개략적 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 능동전륜조향 시스템의 모터토크 보상장치의 블록도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 능동전륜조향 시스템의 모터토크 보상방법의 순서도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 사륜 조향 시스템의 조타모드 전환 장치를 보다 상세히 설명하도록 한다. 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 능동전륜조향 시스템의 개략적 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 능동전륜조향 시스템(1)은 능동전륜조향(AFS) 장치(10) 및 랙 전동조향장치(R-ESP; Rack assist type Electric Power Steering)(20)를 포함한다.
능동전륜조향(AFS) 장치(10)는 조향휠을 통하여 운전자의 조작을 전달받아 가변 기어비에 의해 랙 전동조향장치(R-ESP)(20)로 전달할 수 있다.
이러한 능동전륜조향(AFS) 장치(10)는 조향휠, 입력축(11), 조향칼럼(12), 조향각 센서(13), 유성기어부(14), 전자제어장치(15), 제1모터(16), 출력축(17a,17b), 중간축(18)을 포함한다.
조향휠은 입력축(11)에 연결되어 운전자의 조타조작을 유성기어부(14)로 전달하고, 조향칼럼(12)과 조향각 센서(13)는 조향휠과 유성기어부(14) 사이의 입력축(11)에 설치될 수 있다.
유성기어부(14)는 내측에 입력축(11)의 회전각과 제1출력축(17a)의 회전각의 비가 가변 가능하도록 가변비를 조정하는 유성기어가 구비되며, 외측에 유성기어를 구동하기 위한 제1모터(16)가 구비된다. 여기서, 제1모터(16)는 능동전륜조향(AFS) 모터로 명명될 수 있다.
이때, 유성기어부(14)의 동력은 제1출력축(17a), 중간축(18), 및 제2출력축(17b)을 경유하여 랙 전동조향장치(R-ESP)(20)로 전달될 수 있다.
전자제어장치(15)는 운전자에 의해 조작되는 조향휠에 따른 진행 방향 및 차량의 주행 속도에 따른 상이한 조타력을 제공하도록 유성기어부(14) 및 능동전륜조향(AFS) 모터(16)의 구동을 제어할 수 있다. 이러한 전자제어장치(15)는 후술하는 바와 같은 모터토크 보상장치(100)를 포함할 수 있다.
이러한 능동전륜조향(AFS) 장치(10)는 입력축(11)과 출력축(17a,17b)을 제1모터(16)로 제어하여 기어비를 변경할 수 있다. 이러한 특성은 유성기어부(14)의 기어비와 웜 앤 웜휠의 비로 기구적인 기어비가 결정되며 입력축(11)의 값을 기준으로 기구적 기어비를 연산한다. 이러한 방식으로 제1모터(16)의 목표위치를 정하고 제1모터(16)에 장착된 위치센서값이 연산된 목표위치까지 이동함으로써 능동전륜조항(AFS)의 기능을 수행한다.
랙 전동조향장치(R-ESP)(20)는 제2출력축(17b)의 회전운동을 직선운동으로 변환하여 양측에 연결된 차량의 전륜을 구동하며, 랙-피니언 쌍으로 이루어질 수 있다. 이러한 랙 전동조향장치(R-ESP)(20)는 기어박스(21), 제2모터(22) 및 피니언 센서(23)를 포함한다.
기어박스(21)는 제2출력축(17b)의 단부에 설치되어 회전운동하는 피니언과, 상기 피니언의 회전에 의해 직선운동으로 변환되는 랙바를 포함할 수 있다.
피니언 센서(23)는 제2출력축(17b)의 회전토크 및 회전각을 각각 검출하며, 제2모터(22)는 기어박스(21)의 구동부로서 상기 랙바에 조향 보조동력을 공급할 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 능동전륜조향 시스템의 모터토크 보상장치의 블록도이다.
모터토크 보상장치(100)는 도 1의 전자제어장치(15)에 의해 구현되고, 모터위치오차 산출부(110), 토크보상 판단부(120), 토크보상전류 생성부(130) 및 전류제한부(140)를 포함한다.
이러한 모터토크 보상장치(100)는 급격한 조타로 인해 출력축의 부하가 과도한 경우, 토크보상전류를 생성하여 능동전륜조향(AFS) 모터(16)의 부족한 토크를 보상함으로써 능동전륜조향(AFS) 응답성능을 향상시키기 위한 것이다.
여기서, 긴급 상황, 언더스티어(understeer), 또는 오버스티어(oversteer)와 같은 차세 제어 상황에서는 조향휠의 급격한 조타로 인하여 능동전륜조향(AFS) 장치(10)의 출력축에 부하가 과도하게 부가된다.
즉, 차량 주행 중 회피, 노면 미끄러짐, 오버스티어, 또는 언더스티어와 같은 차량거동과 관련된 불안정 등의 상황이 발생하게 되면 운전자는 급격하게 조향하게 된다. 운전자가 이와 같이 급격하게 조향할 경우, 기존의 전동조향(EPS) 단일 시스템은 조향각과 차속의 관계로부터 조타 반력을 추정하는 로직에 의해 이를 보완 가능하다.
반면에, 단일 전동조향(EPS) 시스템과 달리 능동전륜조향(AFS) 기능이 장착된 차량의 경우, 능동전륜조향(AFS) 기능에 의해 추가 전륜각을 생성하게 되고, 이로 인해 타이어는 추가 반력을 받게 된다.
상기 언급한 상황과 같이 급격한 조향이 필요로 한 상황에서 능동전륜조향(AFS) 기능에 의하여 출력축에 추가적으로 부하가 부가되면, 전체적인 조향 시스템의 응답성능이 저하되고, 캐치업 등과 같이 운전자에게 이질감을 줄 수 있다.
이때, 모터토크 보상장치(100)는 랙 전동조향장치(R-EPS)(20)의 토크센서의 정보를 활용하여 부하에 따른 능동전륜조향(AFS) 모터(16)의 토크에 대한 부족분을 보상하기 위한 것이다.
모터위치오차 산출부(110)는 능동전륜조향(AFS) 모터(16)의 위치오차를 산출할 수 있다. 이때, 모터위치오차 산출부(110)는 능동전륜조향(AFS) 모터(16)에 장착된 모터위치센서를 통하여 능동전륜조향(AFS) 모터(16)의 현재위치를 검출하고, 현재위치와 목표위치 사이의 차이를 연산하여 능동전륜조향(AFS) 모터(16)의 위치오차를 산출할 수 있다.
토크보상 판단부(120)는 능동전륜조향(AFS) 장치(10)의 출력축에 부가되는 부하량과 능동전륜조향(AFS) 모터(16)의 위치오차를 기초로 능동전륜조향(AFS) 모터(16)의 토크보상 여부를 판단할 수 있다.
일례로, 토크보상 판단부(120)는 능동전륜조향(AFS) 장치(10)의 출력축에 부가되는 부하량과 능동전륜조향(AFS) 모터(16)의 위치오차의 절대값의 크기가 기준값을 초과하는지의 여부에 따라 능동전륜조향(AFS) 모터(16)의 토크보상 여부를 판단할 수 있다.
이때, 토크보상 판단부(120)는 랙 전동조향장치(R-ESP)(20)의 피니언 센서(23)를 통하여 피니언의 토크값을 능동전륜조향(AFS) 장치(10)의 출력축에 걸리는 부하량으로 검출할 수 있다.
다시 말하면, 토크보상 판단부(120)는 하기의 수학식 1과 같이 랙 전동조향장치(R-ESP)(20)의 피니언의 토크와 능동전륜조향(AFS) 모터(16)의 위치오차의 절대값이 기준값을 초과하는지의 여부에 따라 능동전륜조향(AFS) 모터(16)의 토크보상 여부를 판단할 수 있다. 여기서, 기준값은 기준토크 및 기준 위치오차일 수 있다.
Figure 112016110845011-pat00001
이때, 랙 전동조향장치(R-ESP)(20)의 피니언에 대한 기준 기준토크만으로 토크보상 여부를 판단하는 경우, 타이어가 랙종단(Rack-end)에서 록킹(locking)된 상태에서는 토크보상이 불필요하기 때문에 이러한 불필요한 토크보상을 방지하기 위해 토크보상 판단부(120)는 능동전륜조향(AFS) 모터(16)의 위치오차도 함께 비교한다.
여기서, 기준토크는 운전자의 급격한 조타에 의해 능동전륜조향(AFS) 모터(16)의 토크보상이 필요하다고 판단되는 토크값이며, 기준 위치오차는 토크보상이 필요할 정도의 능동전륜조향(AFS) 모터(16)의 위차오차값일 수 있다.
토크보상전류 생성부(130)는 능동전륜조향(AFS) 모터(16)의 토크보상이 필요한 경우, 즉, 능동전륜조향(AFS) 장치(10)의 부하량이 기준값을 초과하는 동시에, 능동전륜조향(AFS) 모터(16)의 위치오차가 기준값을 초과한 경우, 능동전륜조향(AFS) 모터(16)의 토크보상전류를 생성할 수 있다.
이때, 토크보상전류 생성부(130)는 능동전륜조향(AFS) 장치(10)의 부하량 및 능동전륜조향(AFS) 모터(16)의 위치오차의 절대값과, 상기 기준값의 차이에 따라 능동전륜조향(AFS) 모터(16)의 토크보상전류를 생성할 수 있다.
일례로, 토크보상전류 생성부(130)는 상기 부하량, 즉, 랙 전동조향장치(R-ESP)(20)의 피니언의 토크의 절대값이 기준토크를 벗어나는 정도 및 상기 능동전륜조향(AFS) 모터(16)의 위치오차의 절대값이 기준 위치오차를 벗어나는 정도에 따라 능동전륜조향(AFS) 모터(16)의 토크보상전류를 생성할 수 있다.
이때, 토크보상전류 생성부(130)는 기준토크와 기준 위치오차를 벗어나는 정도를 기초로 토크보상전류 맵을 이용하여 상기 능동전륜조향(AFS) 모터의 토크보상전류를 결정할 수 있다. 여기서, 토크보상전류 맵은 시스템 설계에 따른 사전 시뮬레이션에 의해 산출하여 토크보상전류 맵 저장부(150)에 저장될 수 있다.
여기서, 산출된 토크보상전류는 기준값들에서 벗어난 정도에 따라 크기만을 결정하기 것이므로, 토크보상전류의 극성을 결정하여야 한다. 이를 위해 토크보상전류 생성부(130)는 능동전륜조향(AFS) 모터(16)의 회전방향에 따라 상기 토크보상전류의 극성을 결정할 수 있다.
결과적으로, 토크보상전류 생성부(130)는 토크보상전류 맵을 이용하여 토크보상전류의 크기를 결정하고, 능동전륜조향(AFS) 모터(16)의 회전방향에 따라 극성을 결정하여 최종적인 토크보상전류를 생성할 수 있다.
전류제한부(140)는 생성된 토크보상전류가 한계치를 넘지 않도록 제한할 수 있다. 여기서, 상기 토크보상전류의 한계치는 시스템의 불안정성을 야기하지 않고 안정화할 수 있는 최대 토크보상전류일 수 있다.
이러한 전류제한부(140)는 선택적으로 추가되거나 생략될 수 있다. 따라서, 토크보상전류 생성부(130) 또는 전류제한부(140)가 생성된 토크보상전류를 능동전륜조향(AFS) 모터(16)로 인가함으로써, 모터토크 보상장치(100)는 능동전륜조향(AFS) 모터(16)의 토크를 보상할 수 있다.
토크보상전류 맵 저장부(150)는 상기 토크보상전류 맵이 저장될 수 있다. 이러한 토크보상전류 맵은 시스템의 설계에 따라 변경될 수 있으며, 따라서, 사전 시뮬레이션을 통해 최적화될 수 있다.
이와 같은 구성에 의해 모터토크 보상장치(100)는 능동전륜조향(AFS) 장치의 출력축의 과부하에 대한 응답성능을 향상시킬 수 있는 동시에 능동전륜조향(AFS) 시스템의 응답초반 성능을 향상시켜 캐치업(Catch-up)을 방지할 수 있고, 따라서, 급격한 핸들 토크 상승을 보완하여 운전자에게 부드러운 조향감을 제공할 수 있다.
이하, 도 3을 참조하여 본 발명의 능동전륜조향 시스템의 모터토크 보상방법을 설명한다. 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 능동전륜조향 시스템의 모터토크 보상방법의 순서도이다.
능동전륜조향 시스템의 모터토크 보상방법(300)은 출력 부하를 검출하는 단계(S310), AFS 모터의 위치 오차를 산출하는 단계(S320), 토크 보상이 필요한지를 판단하는 단계(S330), 토크보상전류를 생성하는 단계(S340), 및 토크보상전류를 제한하는 단계(S350 및 S360)를 포함한다.
보다 상세히 설명하면, 도 3에 도시된 바와 같이, 먼저, 능동전륜조향(AFS) 장치(10)의 출력축에 부가되는 부하량을 검출할 수 있다(단계 S310). 이때, 랙 전동조향장치(R-ESP)(20)의 피니언 센서(23)를 통하여 피니언의 토크값을 능동전륜조향(AFS) 장치(10)의 출력축에 걸리는 부하량으로 검출할 수 있다.
다음으로, 능동전륜조향(AFS) 모터(16)의 위치오차를 산출할 수 있다(단계 S320). 이때, 능동전륜조향(AFS) 모터(16)에 장착된 모터위치센서를 통하여 능동전륜조향(AFS) 모터(16)의 현재위치를 검출하고, 현재위치와 목표위치 사이의 차이를 연산하여 능동전륜조향(AFS) 모터(16)의 위치오차를 산출할 수 있다.
다음으로, 상기 검출된 부하량과 상기 산출된 위치오차를 기초로 능동전륜조향(AFS) 모터(16)의 토크보상이 필요한지의 여부를 판단할 수 있다(단계 S330).
일례로, 능동전륜조향(AFS) 장치(10)의 출력축에 부가되는 부하량과 능동전륜조향(AFS) 모터(16)의 위치오차의 절대값이 기준값을 초과하는지의 여부에 따라 능동전륜조향(AFS) 모터(16)의 토크보상 여부를 판단할 수 있다.
즉, 수학식 1과 같이 랙 전동조향장치(R-ESP)(20)의 피니언의 토크와 능동전륜조향(AFS) 모터(16)의 위치오차의 절대값이 기준값을 초과하는지의 여부에 따라 능동전륜조향(AFS) 모터(16)의 토크보상이 필요한지의 여부를 판단할 수 있다.
이때, 랙 전동조향장치(R-ESP)(20)의 피니언에 대한 기준 기준토크만으로 토크보상 여부를 부하량을 판단하는 경우, 타이어가 랙종단(Rack-end)에서 록킹(locking)된 상태에서는 토크보상이 불필요하기 때문에 이러한 불필요한 토크보상을 방지하기 위해 능동전륜조향(AFS) 모터(16)의 위치오차도 함께 비교한다.
단계 S330의 판단 결과, 토크보상이 필요하지 않다고 판단한 경우, 즉, 랙 전동조향장치(R-ESP)(20)의 피니언의 토크의 절대값 또는 능동전륜조향(AFS) 모터(16)의 위치오차의 절대값이 기준값보다 작은 경우, 모터토크 보상방법(300)을 종료할 수 있다.
단계 S330의 판단 결과, 토크보상이 필요하다고 판단한 경우, 즉, 능동전륜조향(AFS) 장치(10)의 부하량이 기준값을 초과하는 동시에, 능동전륜조향(AFS) 모터(16)의 위치오차가 기준값을 초과한 경우, 능동전륜조향(AFS) 모터(16)의 토크보상전류를 생성할 수 있다(단계 S340).
이때, 능동전륜조향(AFS) 장치(10)의 부하량 및 능동전륜조향(AFS) 모터(16)의 위치오차의 절대값과, 상기 기준값의 차이에 따라 능동전륜조향(AFS) 모터(16)의 토크보상전류를 생성할 수 있다.
일례로, 상기 부하량, 즉, 랙 전동조향장치(R-ESP)(20)의 피니언의 토크의 절대값이 기준토크를 벗어나는 정도 및 상기 능동전륜조향(AFS) 모터(16)의 위치오차의 절대값이 기준 위치오차를 벗어나는 정도에 따라 능동전륜조향(AFS) 모터(16)의 토크보상전류를 생성할 수 있다.
이때, 기준토크와 기준 위치오차를 벗어나는 정도를 기초로 토크보상전류 맵을 이용하여 상기 능동전륜조향(AFS) 모터의 토크보상전류를 결정할 수 있다.
여기서, 산출된 토크보상전류는 기준값들에서 벗어난 정도에 따라 크기만을 결정하기 것이므로, 토크보상전류의 극성을 결정하여야 한다. 이를 위해 능동전륜조향(AFS) 모터(16)의 회전방향에 따라 상기 토크보상전류의 극성을 결정할 수 있다.
결과적으로, 토크보상전류 맵을 이용하여 토크보상전류의 크기를 결정하고, 능동전륜조향(AFS) 모터(16)의 회전방향에 따라 극성을 결정하여 최종적인 토크보상전류를 생성할 수 있다.
다음으로, 생성된 토크보상전류가 한계치보다 큰지의 여부를 판단하여(단계 S350), 한계치보다 작은 경우, 생성된 토크보상전류를 능동전륜조향(AFS) 모터(16)로 인가하여 토크를 보상하고, 모터토크 보상방법(300)을 종료할 수 있다.
단계 S350의 판단 결과, 생성된 토크가 한계치보다 큰 경우, 생성된 토크보상전류가 한계치를 넘지 않도록 제한할 수 있다(단계 S360). 여기서, 상기 토크보상전류의 한계치는 시스템의 불안정성을 야기하지 않고 안정화할 수 있는 최대 토크보상전류일 수 있다.
이때, 크기 제한된 토크보상전류를 능동전륜조향(AFS) 모터(16)로 인가하여 토크를 보상하고 모터토크 보상방법(300)을 종료할 수 있다.
이와 같은 방법에 의해 능동전륜조향 시스템의 모터토크 보상방법(300)은 능동전륜조향(AFS) 장치의 출력축의 과부하에 대한 응답성능을 향상시킬 수 있는 동시에 능동전륜조향(AFS) 시스템의 응답초반 성능을 향상시켜 캐치업(Catch-up)을 방지할 수 있고, 따라서, 급격한 핸들 토크 상승을 보완하여 운전자에게 부드러운 조향감을 제공할 수 있다.
상기와 같은 방법들은 도 1에 도시된 바와 같은 전자제어장치(15) 및 도 3에 도시된 바와 같은 모터토크 보상장치(100)에 의해 구현될 수 있고, 특히, 이러한 단계들을 수행하는 소프트웨어 프로그램으로 구현될 수 있으며, 이 경우, 이러한 프로그램들은 컴퓨터 판독가능한 기록 매체에 저장되거나 전송 매체 또는 통신망에서 반송파와 결합된 컴퓨터 데이터 신호에 의하여 전송될 수 있다.
이 때, 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체는 컴퓨터 시스템에 의해 판독가능한 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록 장치를 포함하며, 예를 들면, ROM, RAM, CD-ROM, DVD-ROM, DVD-RAM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 하드 디스크, 광 데이터 저장장치 등일 수 있다.
이상에서 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.
1 : 능동전륜조향 시스템 10 : 능동전륜조향(AFS) 장치
11 : 입력축 12 : 조향칼럼
13 : 조향각 센서 14 : 유성기어부
15 : 전자제어장치 16 : 제1모터
17a : 제1출력축 17b : 제2출력축
18 : 중간축 20 : 랙 전동조향장치(R-ESP)
21 : 기어박스 22 : 제2모터
23 : 피니언 센서 100 : 모터토크 보상장치
110 : 모터위치오차 산출부 120 : 토크보상 판단부
130 : 토크보상전류 생성부 140 : 전류제한부
150 : 토크보상전류 맵 저장부

Claims (13)

  1. 능동전륜조향(AFS) 장치의 출력축에 부가되는 부하량과 능동전륜조향(AFS) 모터의 위치오차의 절대값이 기준값을 초과하는지의 여부에 따라 상기 능동전륜조향(AFS) 모터의 토크보상 여부를 판단하는 토크보상 판단부; 및
    상기 부하량 및 상기 위치오차의 절대값과, 상기 기준값의 차이에 따라 상기 능동전륜조향(AFS) 모터의 토크보상전류를 생성하는 토크보상전류 생성부;
    를 포함하고,
    상기 토크보상 판단부는 랙 전동조향장치(R-EPS)의 피니언 센서를 통하여 상기 피니언의 토크값을 상기 부하량으로 검출하고, 상기 토크값이 사전에 설정된 기준 토크보다 크고, 상기 능동전륜조향(AFS) 모터의 위치오차의 절대값이 사전에 설정된 기준 위치오차보다 큰 경우 상기 능동전륜조향(AFS) 모터의 토크보상이 필요하다고 판단하고,
    상기 토크보상전류 생성부는 상기 토크보상 판단부가 상기 능동전륜조향(AFS) 모터의 토크보상이 필요하다고 판단한 경우에 상기 능동전륜조향(AFS) 모터의 토크보상전류를 생성하는 것을 특징으로 하는 능동전륜조향 시스템의 모터토크 보상장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 토크보상전류 생성부는 상기 절대값과 상기 기준값의 차이를 기초로 토크보상전류 맵을 이용하여 상기 능동전륜조향(AFS) 모터의 토크보상전류를 생성하는 능동전륜조향 시스템의 모터토크 보상장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 토크보상전류 맵이 저장되는 토크보상전류 맵 저장부를 더 포함하는 능동전륜조향 시스템의 모터토크 보상장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 토크보상전류 생성부는 상기 능동전륜조향(AFS) 모터의 회전 방향에 따라 상기 토크보상전류의 극성을 결정하는 능동전륜조향 시스템의 모터토크 보상장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 토크보상전류가 한계치를 넘지 않도록 제한하는 전류제한부를 더 포함하는 능동전륜조향 시스템의 모터토크 보상장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 능동전륜조향(AFS) 모터의 현재위치와 목표위치의 차이에 따라 상기 위치오차를 산출하는 모터위치오차 산출부를 더 포함하는 능동전륜조향 시스템의 모터토크 보상장치.
  8. 능동전륜조향(AFS) 장치의 출력축에 부가되는 부하량을 검출하는 단계;
    능동전륜조향(AFS) 모터의 위치오차를 산출하는 단계;
    상기 부하량과 상기 위치오차의 절대값이 기준값을 초과하는지의 여부에 따라 상기 능동전륜조향(AFS) 모터의 토크보상 여부를 판단하는 단계; 및
    상기 부하량 및 상기 위치오차의 절대값과, 상기 기준값의 차이에 따라 상기 능동전륜조향(AFS) 모터의 토크보상전류를 생성하는 단계;
    를 포함하고,
    상기 검출하는 단계는 랙 전동조향장치(R-EPS)의 피니언 센서를 통하여 상기 피니언의 토크값을 상기 부하량으로 검출하고,
    상기 판단하는 단계는 상기 토크값이 사전에 설정된 기준 토크보다 크고, 상기 능동전륜조향(AFS) 모터의 위치오차의 절대값이 사전에 설정된 기준 위치오차보다 큰 경우 상기 능동전륜조향(AFS) 모터의 토크보상이 필요하다고 판단하고,
    상기 생성하는 단계는 상기 판단하는 단계에서 상기 능동전륜조향(AFS) 모터의 토크보상이 필요하다고 판단된 경우에 상기 능동전륜조향(AFS) 모터의 토크보상전류를 생성하는 것을 특징으로 하는 능동전륜조향 시스템의 모터토크 보상방법.
  9. 삭제
  10. 제8항에 있어서,
    상기 토크보상전류를 생성하는 단계는 상기 절대값과 상기 기준값의 차이를 기초로 토크보상전류 맵을 이용하여 상기 능동전륜조향(AFS) 모터의 토크보상전류를 생성하는 능동전륜조향 시스템의 모터토크 보상방법.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 생성하는 단계는 상기 능동전륜조향(AFS) 모터의 회전 방향에 따라 상기 토크보상전류의 극성을 결정하는 능동전륜조향 시스템의 모터토크 보상방법.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 토크보상전류가 한계치를 넘지 않도록 제한하는 단계를 더 포함하는 능동전륜조향 시스템의 모터토크 보상방법.
  13. 제8항에 있어서,
    상기 산출하는 단계는 상기 능동전륜조향(AFS) 모터의 현재위치와 목표위치의 차이에 따라 상기 위치오차를 산출하는 능동전륜조향 시스템의 모터토크 보상방법.
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