KR102087144B1 - 전동식 조향장치의 구동 장치 및 방법 - Google Patents

전동식 조향장치의 구동 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

전동식 조향장치의 구동 장치 및 방법에 대한 발명이 개시된다. 본 발명의 전동식 조향장치의 구동 장치는 MDPS 출력 전류값에 따른 댐핑력 게인을 산출하는 제1산출부와 차량속도와 조향각속도를 이용하여 댐핑력을 산출하는 제2산출부 및 제1산출부를 통해 산출된 댐핑력 게인과 제2산출부를 통해 산출된 댐핑력 및 조향각속도를 이용하여 최종 댐핑력을 산출하는 댐핑력연산부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

전동식 조향장치의 구동 장치 및 방법{APPARATUS FOR DRIVING OF MOTOR DRIVE POWER STEERING AND METHOD THEREOF}
본 발명은 전동식 조향장치의 구동 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 차량속도와 조향각속도를 이용하여 댐핑력을 산출함으로써 조타 시 조향각속도에 무관하게 히스테리시스 폭을 일정하게 유지시켜 온센터(On-Center) 조향감을 향상시키는 전동식 조향장치의 구동 장치 및 방법에 관한 것이다.
전동식 조향장치(MOTOR DRIVE POWER STEERING SYSTEM, 이하 'MDPS')는 운전자가 스티어링 휠을 돌리면서 발생한 토크를 실제 출력으로 발생시켜 차량의 조향을 가능하게 하는 장치이다.
이러한 MDPS는 어떤 방식으로 조향을 제어하느냐에 따라 C-MDPS, P-MDPS, R-MDPS등으로 구분되는데, 이중 C-MDPS는 컬럼 축에 모터가 장착되는 방식으로 C-MDPS에 사용되는 댐핑 로직은 모터 전류를 사용하여 차량의 요(yaw) 안전성을 향상시켜 주는 기능이다.
그러나, 종래 기술에 의한 댐핑 로직은 조향각속도가 증가함에 따라서 댐핑 토크 또한 선형적으로 증가를 하게 되는데 이로 인해 온센터(On-Center)구간에서 히스테리시스(hysteresis) 폭이 증가하게 되어 히스테리시스 폭이 일정하게 유지되지 않아 차량의 안정적인 주행에 부정적인 영향을 주는 문제점이 있다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허공보 제 10-2013-0064914호(2013. 06. 19. 공개, 발명의 명칭 : 전동식 조향장치 및 이의 제어방법)에 개시되어 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위해 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 차량속도와 조향각속도를 이용하여 댐핑력을 산출함으로써 조타 시 조향각속도에 무관하게 히스테리시스 폭을 일정하게 유지시켜 균일한 토크 빌드업 유지가 가능하도록 하는 전동식 조향장치의 구동 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 전동식 조향장치의 구동 장치는, MDPS 출력 전류값에 따른 댐핑력 게인을 산출하는 제1산출부; 차량속도와 조향각속도를 이용하여 댐핑력을 산출하는 제2산출부; 및 상기 제1산출부를 통해 산출된 댐핑력 게인과 상기 제2산출부를 통해 산출된 댐핑력 및 상기 조향각속도를 이용하여 최종 댐핑력을 산출하는 댐핑력연산부; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 제2산출부는 차량속도와 조향각속도에 따라 튜닝된 2D Map을 참고하여 상기 댐핑력을 산출하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 전동식 조향장치의 구동 방법은, MDPS 출력 전류값을 이용하여 댐핑력 게인을 산출하는 단계; 차량속도와 조향각속도를 이용하여 댐핑력을 산출하는 단계; 및 상기 산출된 댐핑력 게인과 상기 산출된 댐핑력 및 상기 조향각속도를 이용하여 최종 댐핑력을 산출하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 댐핑력을 산출하는 단계는 차량속도와 조향각속도에 따라 튜닝된 2D Map을 참고하여 상기 댐핑력을 산출하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 최종 댐핑력을 산출하는 단계는 상기 산출된 댐핑력 게인과 상기 산출된 댐핑력 및 상기 조향각속도를 곱하여 산출하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 전동식 조향장치의 구동 장치 및 방법은 차량속도와 조향각속도를 이용하여 댐핑력을 산출함으로써 조타 시 조향각속도에 무관하게 히스테리시스 폭을 일정하게 유지시켜 균일한 토크 빌드업 유지가 가능함에 따라 온센터(On-Center) 조향감이 향상되어 조타 시 이질감을 최소화시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 전동식 조향장치의 구동 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 전동식 조향장치의 구동 장치의 적용 전후에 따른 히스테리시스 폭을 비교하기 위한 그래프이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 전동식 조향장치에서 조향각속도에 따른 히스테리시스 보상 결과를 나타낸 그래프이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 전동식 조향장치의 구동 방법의 동작 흐름을 도시한 순서도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 전동식 조향장치의 구동 장치 및 방법을 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.
또한 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
일반적으로 MDPS의 모터 토크 명령은 토크 제어 로직과 댐핑 제어 로직, 그리고 능동 복원 제어 로직을 통해 산출된 값을 이용하여 산출되는데, 이 중 본 발명은 댐핑 제어 로직을 통해 댐핑력을 산출하기 위한 것으로, 상세하게는 다음과 같이 구성된다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 전동식 조향장치의 구동 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일시예에 따른 전동식 조향장치의 구동 장치는 제1산출부(10), 제2산출부(20) 및 댐핑력연산부(30)를 포함한다.
제1산출부(10)는 MDPS 모터 출력 전류값에 따른 댐핑력 게인을 산출한다.
자세히는, 제1산출부(10)는 MDPS 모터 출력 전류값을 비율조정 블록에 입력하여 댐핑력 게인을 산출한다.
제2산출부(20)는 차량속도와 조향각속도를 이용하여 댐핑력을 산출한다.
자세히는, 제2산출부(20)는 차속센서(미도시)로부터 센싱된 차량속도와 조향각센서(미도시)로부터 센싱된 조향각속도에 따라 튜닝된 2D Map을 참고하여 댐핑력을 산출한다.
즉, 본 발명에서는 조향각속도에 따라 댐핑력 게인을 조절함으로써 히스테리시스 폭을 유지할 수 있다.
댐핑력연산부(30)는 제1산출부(10)를 통해 산출된 댐핑력 게인과 제2산출부(20)를 통해 산출된 댐핑력 및 조향각속도를 이용하여 최종 댐핑력을 산출한다.
자세히는, 제1산출부(10)를 통해 산출된 댐핑력 게인과 제2산출부(20)를 통해 산출된 댐핑력 및 조향각속도를 곱하여 최종 댐핑력을 산출한다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 전동식 조향장치의 구동 장치의 적용 전후에 따른 히스테리시스 폭을 비교하기 위한 그래프이다.
도 2에 나타난 히스테리시스 곡선을 비교하면 알 수 있듯이, 전동식 조향장치의 구동 장치가 적용되기 전의 히스테리시스 곡선(A)에 비해 전동식 조향장치의 구동 장치가 적용된 후의 히스테리시스 곡선(B)이 훨씬 더 균일한 폭을 유지하고 있어, 균일한 토크 빌드업을 유지하고 있음을 알 수 있다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 전동식 조향장치에서 조향각속도에 따른 히스테리시스 보상 결과를 나타낸 그래프이다.
도 3에서, C 그래프는 조향각속도가 0.3Hz로 느린 경우의 히스테리시스 곡선을 나타낸 것이고, D 그래프는 조향각속도가 0.7Hz로 빠른 경우의 히스테리시스 곡선을 나타낸 것인데, C와 D그래프 모두 균일한 히스테리시스 폭을 유지하고 있어 조향각속도에 관계없이 균일한 토크 빌드업을 유지하고 있음을 알 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 전동식 조향장치의 구동 장치는 차량속도와 조향각속도를 이용하여 댐핑력을 산출함으로써 조타 시 조향각속도에 무관하게 히스테리시스 폭을 일정하게 유지시켜 균일한 토크 빌드업 유지가 가능함에 따라 온센터(On-Center) 조향감이 향상되어 조타 시 이질감을 최소화시킬 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 조향장치의 구동 방법의 동작 흐름을 도시한 순서도로써, 이를 참조하여 본 발명의 구체적인 동작을 설명한다.
먼저, MDPS 모터 출력 전류값을 이용하여 댐핑력 게인을 산출한다(S10).
자세히는, MDPS 모터 출력 전류값을 비율조정 블록에 입력하여 댐핑력 게인을 산출한다.
그리고, 차량속도와 조향각속도를 이용하여 댐핑력을 산출한다(S20).
자세히는, 차속센서(미도시)로부터 센싱된 차량속도와 조향각센서(미도시)로부터 센싱된 조향각속도에 따라 튜닝된 2D Map을 참고하여 댐핑력을 산출한다.
S10 단계를 통해 산출된 댐핑력 게인과 S20 단계를 통해 산출된 댐핑력 및 조향각속도를 이용하여 최종 댐핑력을 산출한다(S30, S40).
자세히는, S10 단계를 통해 산출된 댐핑력 게인과 S20 단계를 통해 산출된 댐핑력 및 조향각속도를 곱하여 최종 댐핑력을 산출한다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 전동식 조향장치의 구동 방법은 차량속도와 조향각속도를 이용하여 댐핑력을 산출함으로써 조타 시 조향각속도에 무관하게 히스테리시스 폭을 일정하게 유지시켜 균일한 토크 빌드업 유지가 가능함에 따라 온센터(On-Center) 조향감이 향상되어 조타 시 이질감을 최소화시킬 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
10 : 제1산출부 20 : 제2산출부
30 : 댐핑력연산부

Claims (5)

  1. MDPS 출력 전류값에 따른 댐핑력 게인을 산출하는 제1산출부;
    차량속도와 조향각속도를 이용하여 댐핑력을 산출하는 제2산출부; 및
    상기 제1산출부를 통해 산출된 댐핑력 게인과 상기 제2산출부를 통해 산출된 댐핑력 및 상기 조향각속도를 이용하여 최종 댐핑력을 산출하는 댐핑력연산부; 를 포함하고,
    상기 제2산출부는,
    상기 차량속도와 상기 조향각속도에 따라 튜닝된 2D Map을 참고하여 상기 댐핑력을 산출하고,
    상기 댐핑력연산부는,
    상기 산출된 댐핑력 게인과 상기 산출된 댐핑력 및 상기 조향각속도를 곱하여 상기 최종 댐핑력을 산출하는 것을 특징으로 하는 전동식 조향장치의 구동 장치.
  2. 삭제
  3. 제1산출부가, MDPS 출력 전류값을 이용하여 댐핑력 게인을 산출하는 단계;
    제2산출부가, 차량속도와 조향각속도를 이용하여 댐핑력을 산출하는 단계; 및
    댐핑력연산부가, 상기 산출된 댐핑력 게인과 상기 산출된 댐핑력 및 상기 조향각속도를 이용하여 최종 댐핑력을 산출하는 단계; 를 포함하고,
    상기 댐핑력을 산출하는 단계에서, 상기 제2산출부는,
    상기 차량속도와 상기 조향각속도에 따라 튜닝된 2D Map을 참고하여 상기 댐핑력을 산출하고,
    상기 최종 댐핑력을 산출하는 단계에서, 상기 댐핑력연산부는,
    상기 산출된 댐핑력 게인과 상기 산출된 댐핑력 및 상기 조향각속도를 곱하여 상기 최종 댐핑력을 산출하는 것을 특징으로 하는 전동식 조향장치의 구동 방법.
  4. 삭제
  5. 삭제
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