KR102135728B1 - Ｍｄｐｓ의 조향 복원력 보상 제어 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

MDPS의 조향 복원력 보상 제어 장치 및 방법에 대한 발명이 개시된다. 본 발명의 MDPS의 조향 복원력 보상 제어 장치는 조향각을 검출하는 조향각센서와, 차속을 검출하는 차속센서와, 조향각센서와 차속센서로부터 검출된 조향각과 차속을 입력받아 조향각과 차속에 따른 각속도 제어값을 생성하고, 생성된 각속도 제어값에 조향각센서로부터 계산된 각속도를 반영하여 각속도 복원값을 산출하는 각속도 복원값 산출부 및 각속도 복원값 산출부로부터 산출된 각속도 복원값에, 차량변속기로부터 수신된 차량의 변속단 상태에 따른 게인값을 적용하여 조향 복원력을 출력하는 각속도 복원값 보상부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

ＭＤＰＳ의 조향 복원력 보상 제어 장치 및 방법{APPARATUS FOR STEERING RESTORING FORCE COMPENSATION CONTROL OF MDPS AND METHOD THEREOF}
본 발명은 MDPS의 조향 복원력 보상 제어 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 MDPS의 조향 복원력 산출 시 차량의 전후진 상태를 고려하여 보상이 이루어지도록 함으로써 복원 성능이 향상되도록 하는 MDPS의 조향 복원력 보상 제어 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 전동식 동력 조향장치(Motor Driven Power Steering, 이하 'MDPS')는 모터를 이용해 운전자가 조향하는 방향으로 보조토크를 제공하여 핸들링이 가벼워지도록 하는 것이다.
이러한 MDPS는 기존의 유압식 동력 조향장치(Hydraulic Power Steering, HPS)와 달리 차량의 주행 조건에 따라 자동으로 모터의 동작을 제어하여 조타성능과 조타감을 향상시킬 수 있다.
이때, MDPS는 조향휠에 입력되는 운전자의 조향토크를 측정하는 토크센서, 조향휠의 조향각을 측정하는 조향각센서 및 차속을 측정하는 차속센서 등을 구비하여 차량의 주행 조건을 판단하는데, 차량 주행 시 조향각을 참조하여 조향휠이 원위치(On-Center)로 복원될 수 있도록 모터를 회전시키는 것을 조향 복원력이라고 한다.
이러한 조향 복원력은 조향각센서를 통해 측정되는 조향휠의 조향각과 차속센서를 통해 측정되는 차속 및 차량 주행 시 노면의 마찰에 기인하는 직진성 즉, 셀프 얼라인(self-align) 힘에 의해 산출되는데, 차속센서를 통해서는 전진 차속인지 후진 차속인지 구별되지 않기 때문에 조향휠이 원위치로 복원되는 복원성능이 저하되는 문제점이 있다.
즉, 차량 자체의 직진성에 기인하는 셀프 얼라인 복원력은 차량이 전진할 때와 후진할 때 각각 상이한데, 이러한 상황을 고려하지 않고 동일한 조향 복원력을 적용한다면 조향휠의 원위치 복원이 제대로 이루어지지 않아 운전자로 하여금 이질감을 느끼는 경우가 발생할 수도 있다.
따라서, 차량의 주행 상태를 판단하여 조향휠의 복원 각속도가 일정해지도록 조향 복원력을 보상해 줄 필요가 있다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허공보 제10-0751684호(2007.08.16. 등록, 발명의 명칭 : 이피에스의 능동 복원 제어방법)에 개시되어 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위해 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 MDPS의 조향 복원력 산출 시, 차량의 현재 기어단 정보(R단 또는 D단)를 수신하여 수신된 기어단의 상태에 따라 보상이 이루어지도록 함으로써 복원 성능이 향상되도록 하는 MDPS의 조향 복원력 보상 제어 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 MDPS의 조향 복원력 보상 제어 장치는, 조향각을 검출하는 조향각센서; 차속을 검출하는 차속센서; 상기 조향각센서와 상기 차속센서로부터 검출된 조향각과 차속을 입력받아 상기 조향각과 상기 차속에 따른 각속도 제어값을 생성하고, 상기 생성된 각속도 제어값에 상기 조향각센서로부터 계산된 각속도를 반영하여 각속도 복원값을 산출하는 각속도 복원값 산출부; 및 상기 각속도 복원값 산출부로부터 산출된 각속도 복원값에, 차량변속기로부터 수신된 차량의 변속단 상태에 따른 게인값을 적용하여 조향 복원력을 출력하는 각속도 복원값 보상부; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 각속도 복원값 보상부는 차량의 변속단 상태가 R단(후진)인 경우의 게인값이, D단(전진)인 경우의 게인값에 비해 큰 값으로 설정되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 각속도 복원값 보상부는 상기 차량변속기로부터 수신된 차량의 변속단 상태가 R단(후진)인 경우, 상기 게인값에 설정 게인값이 더 곱해진 게인값을 적용하여 상기 조향 복원력을 출력하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 각속도 복원값 보상부는 상기 차량변속기와 CAN 통신하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 MDPS의 조향 복원력 보상 제어 방법은, 각속도 복원값 산출부가 조향각센서와 차속센서로부터 검출된 조향각과 차속을 입력받아 상기 조향각과 상기 차속에 따른 각속도 제어값을 생성하는 단계; 상기 각속도 복원값 산출부가 상기 각속도 제어값에 상기 조향각센서로부터 계산된 각속도를 반영하여 각속도 복원값을 산출하는 단계; 및 각속도 복원값 보상부가 상기 산출된 각속도 복원값에, 차량변속기로부터 수신된 차량의 변속단 상태에 따른 게인값을 적용하여 조향 복원력을 출력하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 조향 복원력을 출력하는 단계는 상기 차량변속기로부터 수신된 차량의 변속단 상태가 R단(후진)인 경우, 상기 게인값에 설정 게인값이 더 곱해진 게인값을 적용하여 상기 조향 복원력을 출력하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 게인값은, 차량의 변속단 상태가 R단(후진)인 경우의 게인값이, D단(전진)인 경우의 게인값에 비해 큰 값으로 설정되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 각속도 복원값 보상부는, 상기 차량변속기와 CAN 통신을 통해 상기 차량의 변속단 상태를 수신하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 MDPS의 조향 복원력 보상 제어 장치 및 방법은 MDPS의 조향 복원력 산출 시, 차량의 현재 기어단 정보(R단 또는 D단)를 수신하여 수신된 기어단의 상태에 따라 보상이 이루어지도록 함으로써 조향휠의 복원 각속도가 일정하게 유지되어 복원 성능을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 차량 전진 및 후진에 관계없이 일정한 조향휠 복원이 이루어지도록 함으로써 조향휠이 원위치로 복원될 때 운전자가 느끼는 이질감을 최소화 시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 MDPS의 조향 복원력 보상 제어 장치를 나타낸 블록구성도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 MDPS의 조향 복원력 보상 제어 장치를 설명하기 위한 것으로써, 차량 전진 시 조향휠의 복원과정을 나타낸 그래프이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 MDPS의 조향 복원력 보상 제어 장치를 설명하기 위한 것으로써, 차량 후진 시 조향휠의 복원과정을 나타낸 그래프이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 MDPS의 조향 복원력 보상 제어 방법의 동작 흐름을 도시한 순서도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 MDPS의 조향 복원력 보상 제어 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.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 MDPS의 조향 복원력 보상 제어 장치를 나타낸 블록구성도이다.
도 1에서와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 MDPS의 조향 복원력 보상 제어 장치는, 조향각센서(10), 차속센서(20), 각속도 복원값 산출부(30) 및 각속도 복원값 보상부(40)를 포함한다.
조향각센서(10)는 운전자가 조향휠(미도시)을 조향한 조향방향과 조향각 및 각속도를 검출한다.
차속센서(20)는 차량(미도시)의 차속을 검출한다.
각속도 복원값 산출부(30)는 조향각센서(10)와 차속센서(20)로부터 검출된 조향각과 차속을 입력받아, 조향각과 차속에 따른 각속도 제어값을 생성하고, 생성된 각속도 제어값에 조향각센서(10)로부터 계산된 각속도를 반영하여 각속도 복원값을 산출한다.
각속도 복원값 보상부(40)는 각속도 복원값 산출부(30)로부터 산출된 각속도 복원값에, 차량변속기(50)로부터 수신된 차량의 변속단 상태에 따른 게인값을 적용하여 조향 복원력을 출력한다.
이때, 각속도 복원값 보상부(40)는 차량변속기(50)와 CAN 통신하여 차량의 현재 변속단 상태를 수신하는데, 바람직하게는 차량의 변속단 상태가 R단(후진)인지 D단(전진)인지를 수신한다.
또한, 차량의 변속단 상태에 따라 적용되는 게인값은, 차량의 변속단 상태가 R단(후진)인 경우의 게인값이, D단(전진)인 경우의 게인값에 비해 큰 값으로 설정될 수도 있고, 동일한 게인값이 적용되되, 차량변속기(50)로부터 수신된 차량의 변속단 상태가 R단(후진)인 경우, 게인값을 추가로 더 곱하여 조향 복원력을 출력할 수도 있다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 MDPS의 조향 복원력 보상 제어 장치를 설명하기 위한 것으로써, 차량 전진 시 조향휠의 복원과정을 나타낸 그래프이고, 도 3은본 발명의 일실시예에 따른 MDPS의 조향 복원력 보상 제어 장치를 설명하기 위한 것으로써, 차량 후진 시 조향휠의 복원과정을 나타낸 그래프이다.
차량변속기(50)로부터 수신된 차량의 변속단 상태가 R단(후진)인 경우의 게인값을 더 크게하는 이유는 도 2와 도 3을 비교하면 알 수 있듯이, 도 2에 도시된 바와 같이 차량 전진 시에는 차량속도가 일정할 때 조향각 또한 일정하여 조향휠이 자연스럽게 복원되는 것을 확인 할 수 있는 반면, 도 3에 도시된 바와 같이 차량 후진 시에는 차량속도가 일정함에도 불구하고 조향각이 일정하지 않아 조향휠이 부자연스럽게 복원되기 때문에 현재 차량의 변속단 상태가 R단(후진)인 경우에는 게인값을 더 크게하여 조향 복원력 출력값을 키워주는 것이다.
따라서, 차량 전진 및 후진에 관계없이 일정한 조향휠 복원이 이루어지도록 함으로써 조향휠이 원위치로 복원될 때 운전자가 느끼는 이질감을 최소화 시킬 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 MDPS의 조향 복원력 보상 제어 장치는 MDPS의 조향 복원력 산출 시, 차량의 현재 기어단 정보(R단 또는 D단)를 수신하여 수신된 기어단의 상태에 따라 보상이 이루어지도록 함으로써 조향휠의 복원 각속도가 일정하게 유지되어 복원 성능을 향상시킬 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 MDPS의 조향 복원력 보상 제어 방법의 동작 흐름을 도시한 순서도로써, 이를 참조하여 본 발명의 구체적인 동작을 설명한다.
MDPS의 조향 복원력을 출력하기 위해서는 먼저, 각속도 복원값 산출부(30)가, 운전자가 조향휠(미도시)을 조향한 조향방향과 조향각 및 각속도를 검출하는 조향각센서(10)와 차량(미도시)의 차속을 검출하는 차속센서(20)로부터 검출된 조향각과 차속을 입력받아 조향각과 차속에 따른 각속도 제어값을 생성한다(S10).
그리고, S10 단계에서 생성된 각속도 제어값에, 조향각센서(10)로부터 계산된 각속도를 반영하여 각속도 복원값을 산출한다(S20).
그 다음, 각속도 복원값 보상부(40)가 차량변속기(50)로부터 차량의 변속단 상태를 수신한다(S30).
이때, 각속도 복원값 보상부(40)는 차량변속기(50)와 CAN 통신하여 차량의 현재 변속단 상태를 수신하는데, 바람직하게는 차량의 변속단 상태가 R단(후진)인지 D단(전진)인지를 수신한다.
그리고, S20 단계에서 산출된 각속도 복원값에, S30단계에서 수신된 차량의 변속단 상태에 따른 게인값을 적용하여(S40), 조향 복원력을 출력한다(S50).
S40 단계에서의 차량의 변속단 상태에 따라 적용되는 게인값은, 차량의 변속단 상태가 R단(후진)인 경우의 게인값이, D단(전진)인 경우의 게인값에 비해 큰 값으로 설정될 수도 있고, 동일한 게인값이 적용되되, 차량변속기(50)로부터 수신된 차량의 변속단 상태가 R단(후진)인 경우, 게인값을 추가로 더 곱하여 조향 복원력을 출력할 수도 있다.
따라서, 차량 전진 및 후진에 관계없이 일정한 조향휠 복원이 이루어지도록 함으로써 조향휠이 원위치로 복원될 때 운전자가 느끼는 이질감을 최소화 시킬 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 MDPS의 조향 복원력 보상 제어 방법은 MDPS의 조향 복원력 산출 시, 차량의 현재 기어단 정보(R단 또는 D단)를 수신하여 수신된 기어단의 상태에 따라 보상이 이루어지도록 함으로써 조향휠의 복원 각속도가 일정하게 유지되어 복원 성능을 향상시킬 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 : 조향각센서 20 : 차속센서
30 : 각속도 복원값 산출부 40 : 각속도 복원값 보상부
50 : 차량변속기

Claims (8)

  1. 조향각을 검출하는 조향각센서;
    차속을 검출하는 차속센서;
    상기 조향각센서와 상기 차속센서로부터 검출된 조향각과 차속을 입력받아 상기 조향각과 상기 차속에 따른 각속도 제어값을 생성하고, 상기 생성된 각속도 제어값에 상기 조향각센서로부터 계산된 각속도를 반영하여 각속도 복원값을 산출하는 각속도 복원값 산출부; 및
    상기 각속도 복원값 산출부로부터 산출된 각속도 복원값에, 차량변속기로부터 수신된 차량의 변속단 상태에 따른 게인값을 적용하여 조향 복원력을 출력하는 각속도 복원값 보상부; 를 포함하고,
    상기 각속도 복원값 보상부는
    상기 차량변속기로부터 수신된 차량의 변속단 상태가 R단(후진)인 경우, 상기 게인값에 설정 게인값이 더 곱해진 게인값을 적용하여 상기 조향 복원력을 출력하는 것을 특징으로 하는 MDPS의 조향 복원력 보상 제어 장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 각속도 복원값 보상부는
    차량의 변속단 상태가 R단(후진)인 경우의 게인값이, D단(전진)인 경우의 게인값에 비해 큰 값으로 설정되는 것을 특징으로 하는 MDPS의 조향 복원력 보상 제어 장치.
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서, 상기 각속도 복원값 보상부는
    상기 차량변속기와 CAN 통신하는 것을 특징으로 하는 MDPS의 조향 복원력 보상 제어 장치.
  5. 각속도 복원값 산출부가 조향각센서와 차속센서로부터 검출된 조향각과 차속을 입력받아 상기 조향각과 상기 차속에 따른 각속도 제어값을 생성하는 단계;
    상기 각속도 복원값 산출부가 상기 각속도 제어값에 상기 조향각센서로부터 계산된 각속도를 반영하여 각속도 복원값을 산출하는 단계; 및
    각속도 복원값 보상부가 상기 산출된 각속도 복원값에, 차량변속기로부터 수신된 차량의 변속단 상태에 따른 게인값을 적용하여 조향 복원력을 출력하는 단계; 를 포함하고,
    상기 조향 복원력을 출력하는 단계는
    상기 차량변속기로부터 수신된 차량의 변속단 상태가 R단(후진)인 경우, 상기 게인값에 설정 게인값이 더 곱해진 게인값을 적용하여 상기 조향 복원력을 출력하는 것을 특징으로 하는 MDPS의 조향 복원력 보상 제어 방법.
  6. 삭제
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 게인값은, 차량의 변속단 상태가 R단(후진)인 경우의 게인값이, D단(전진)인 경우의 게인값에 비해 큰 값으로 설정되는 것을 특징으로 하는 MDPS의 조향 복원력 보상 제어 방법.
  8. 제 5항에 있어서,
    상기 각속도 복원값 보상부는, 상기 차량변속기와 CAN 통신을 통해 상기 차량의 변속단 상태를 수신하는 것을 특징으로 하는 MDPS의 조향 복원력 보상 제어 방법.
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