KR102182252B1 - Ｍｄｐｓ 시스템의 조타력 보상 장치 및 방법 - Google Patents

Ｍｄｐｓ 시스템의 조타력 보상 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차속, 컬럼토크, 조향각 및 조향 각속도를 감지하는 센서 모듈, 센서 모듈에 의해 감지된 차속, 컬럼토크, 조향각 및 조향 각속도가 기 설정된 판별 조건을 만족할 때마다, 서로 대응되는 크기의 좌 좌향각과 우 조향각 각각에 대응되는 좌턴 컬럼토크와 우턴 컬럼토크를 각각 검출하고, 검출된 좌턴 및 우턴 컬럼토크 간의 오차를 계산하며, 계산된 적오도 하나 이상의 오차에 근거하여 좌우차 보상토크를 계산하는 좌우 편차 보상 모듈, 및 좌우차 보상토크를 MDPS 모듈에서 계산된 보조토크에 반영하여 MDPS 모터로 출력하는 보조토크 보상부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

ＭＤＰＳ 시스템의 조타력 보상 장치 및 방법{APPARATUS FOR COMPENSATING STEERING FORCE IN MDPS SYSTEM}
본 발명은 MDPS 시스템의 조타력 보상 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 서로 대응되는 각 조향각에서 각각 검출된 컬럼토크를 이용하여 좌우차 보상토크를 계산하고, 이 좌우차 보상토크를 MDPS 시스템의 보조토크에 반영하여 MDPS 시스템의 좌우 조타력 차이를 보상하는 MDPS 시스템의 조타력 보상 장치 및 방법에 관한 것이다.
자동차의 파워 스티어링은 동력에 따른 조향 장치로서, 운전자의 스티어링 휠 조작을 돕는 역할을 수행한다. 이러한 파워 스티어링은 유압을 이용하는 방식이 주로 사용되었으나, 최근에는 모터의 힘을 이용하는 전동식 파워 스티어링(Motor Driven Power Steering;이하 간단히 'MDPS'라 한다) 시스템의 사용이 늘어나고 있다.
MDPS 시스템은 기존의 유압식 파워 스티어링 시스템과 대비하여 무게가 가볍고, 적은 공간을 차지하며, 오일교환이 필요없는 장점이 있다.
그러나 종래의 전동식 파워 스티어링 시스템은 운전자가 조향휠을 좌측 또는 우측으로 조타할 때 기계적인 문제 또는 차량의 좌우 무게 분포 차이 등으로 인하여 좌측 조타력과 우측 조타력이 서로 상이하게 나타나는 문제점이 있었다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허공보 제10-2013-0139081호(2013.12.20)에 개시되어 있다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 본 발명의 목적은 상세하게는 서로 대응되는 각 조향각에서 검출된 컬럼토크를 이용하여 좌우차 보상토크를 계산하고, 이 좌우차 보상토크를 MDPS 시스템의 보조토크에 반영하여 MDPS 시스템의 좌우 조타력 차이를 보상하는 MDPS 시스템의 조타력 보상 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 MDPS 시스템의 좌우 조타력 차이를 보상하여 주행시 운전자의 조향 만족도를 향상시키는 MDPS 시스템의 조타력 보상 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따른 MDPS 시스템의 조타력 보상 장치는 차속, 컬럼토크, 조향각 및 조향 각속도를 감지하는 센서 모듈; 상기 센서 모듈에 의해 감지된 차속, 컬럼토크, 조향각 및 조향 각속도가 기 설정된 판별 조건을 만족할 때마다, 서로 대응되는 크기의 좌 좌향각과 우 조향각 각각에 대응되는 좌턴 컬럼토크와 우턴 컬럼토크를 각각 검출하고, 검출된 상기 좌턴 및 우턴 컬럼토크 간의 오차를 계산하며, 계산된 적오도 하나 이상의 상기 오차에 근거하여 좌우차 보상토크를 계산하는 좌우 편차 보상 모듈; 및 상기 좌우차 보상토크를 MDPS 모듈에서 계산된 보조토크에 반영하여 MDPS 모터로 출력하는 보조토크 보상부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 판별 조건은 상기 차속이 설정속도 이하인지 여부, 상기 조향각이 설정조향각 범위 내의 설정구간에 포함되는지 여부, 좌우 각 조향 방향에 대해 상기 조향각이 증가하는지 여부 및 상기 조향각속도가 설정 조향각속도 범위 이내인지 여부 중 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 좌우 편차 보상 모듈은 차속, 컬럼토크, 조향각 및 조향 각속도가 기 설정된 판별 조건을 만족하는지를 판단하여 판단 결과에 따라, 서로 대응되는 적어도 한 쌍 이상의 조향각에서의 컬럼토크를 검출하는 조건 판단부; 상기 조건 판단부에 의해 검출된 컬럼토크의 절대값을 산출하고 서로 대응되는 조향각에서의 컬럼토크를 각각 비교하여 오차를 판별하는 판별부; 상기 판별부에 의해 상기 오차가 판별되면, 서로 대응되는 조향각에서 검출된 컬럼토크의 차이값을 모두 합산하여 평균값을 계산한 후, 상기 평균값을 이용하여 상기 좌우차 보상토크를 계산하는 좌우차보상토크 계산부; 및 상기 조건 판단부의 판단 결과에 따라, 상기 판별부를 통해 서로 대응되는 적어도 한 쌍 이상의 조향각에서의 컬럼토크 각각의 오차를 판별하도록 하고, 상기 보상토크 계산부를 통해 상기 좌우차 보상토크를 계산하도록 하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 보상토크 계산부는 상기 좌우차 보상토크를 기 설정된 튜닝 팩터와 상기 평균값 및 상기 조향각의 방향성분을 곱하여 계산하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 보조토크 보상부는 상기 MDPS 모듈의 보조토크에 상기 좌우차 보상토크를 합산하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 제어부는 상기 좌우차 보상토크 계산부에 의해 상기 좌우차 보상토크가 계산될 때마다 상기 좌우차 보상토크를 저장하여 새롭게 갱신하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 키신호가 입력되어 차량의 시동이 온되면, 상기 제어부는 갱신된 상기 좌우차 보상토크를 리드하여 상기 보조토크에 반영하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 MDPS 시스템의 조타력 보상 방법은 차속, 컬럼토크, 조향각 및 조향 각속도가 기 설정된 판별 조건에 만족할 때마다, 서로 대응되는 크기의 좌 좌향각과 우 조향각 각각에 대응되는 좌턴 컬럼토크와 우터 컬럼토크를 각각 검출하는 단계; 검출된 상기 좌턴 및 우턴 컬럼토크 간의 오차를 계산하며, 계산된 적오도 하나 이상의 상기 오차에 근거하여 좌우차 보상토크를 계산하는 단계; 및 상기 좌우차 보상토크를 MDPS 모듈의 보조토크에 반영하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 판별 조건은 상기 차속이 설정속도 이하인지 여부, 상기 조향각이 설정조향각 범위 내의 설정구간에 포함되는지 여부, 좌우 각 조향 방향에 대해 상기 조향각이 증가하는지 여부 및 상기 조향각속도가 설정 조향각속도 범위 이내인지 여부 중 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 좌우차 보상토크를 계산하는 단계는 서로 대응되는 적어도 한 쌍 이상의 조향각에서 측정된 컬럼토크 각각의 절대값을 검출하는 단계; 서로 대응되는 조향각에서의 상기 절대값을 이용하여 각 조향각별로 컬럼토크의 차이값 각각을 계산하는 단계; 상기 차이값을 합산하여 평균값을 계산하는 단계; 및 상기 평균값을 이용하여 상기 좌우차 보상토크를 계산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 좌우차 보상토크를 계산하는 단계에서, 상기 좌우차 보상토크는 기 설정된 튜닝 팩터와 상기 평균값 및 상기 조향각의 방향성분을 곱하여 계산되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 좌우차 보상토크를 MDPS 모듈의 보조토크에 반영하는 단계는 상기 MDPS 모듈의 보조토크에 상기 좌우차 보상토크를 합산하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 상기 좌우차 보상토크를 계산할 때마다 상기 좌우차 보상토크를 저장하여 새롭게 갱신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 키신호가 입력되어 차량의 시동이 온되면, 갱신된 상기 좌우차 보상토크를 리드하여 상기 보조토크에 반영하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 서로 대응되는 각 조향각에서 검출된 컬럼토크를 이용하여 좌우차 보상토크를 계산하고, 이 좌우차 보상토크를 MDPS 시스템의 보조토크에 반영하여 MDPS 시스템의 좌우 조타력 차이를 보상하고, 이를 통해 주행시 운전자의 조향 만족도를 향상시킬 수 있도록 한다.
도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 MDPS 시스템의 조타력 보상 장치의 블럭 구성도이다.
도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 좌우 편차 보상 모듈의 블럭 구성도이다.
도 3 은 좌턴 컬럼토크와 우턴 컬럼토크의 차이가 없을 경우의 히스테리시스 그래프이다.
도 4 는 좌턴 컬럼토크와 우턴 컬럼토크의 차이가 있을 경우의 히스테리시스 그래프이다.
도 5 는 본 발명의 일 실시예에 따른 MDPS 시스템의 조타력 보상 방법의 순서도이다.
도 6 은 본 발명의 다른 실시예에 따른 MDPS 시스템의 조타력 보상 방법의 순서도이다.
이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 MDPS 시스템의 조타력 보상 장치 및 방법을 첨부된 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다. 이러한 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 이용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야할 것이다.
도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 MDPS 시스템의 조타력 보상 장치의 블럭 구성도이고, 도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 좌우 편차 보상 모듈의 블럭 구성도이다.
도 1 을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 MDPS 시스템의 조타력 보상 장치는 센서 모듈(10), MDPS(Motor Driven Power Steering) 모듈(20), 좌우 편차 보상 모듈(30) 및 보조토크 보상부(40)를 포함한다.
센서 모듈(10)은 컬럼토크 센서(11), 차속 센서(12), 조향각 센서(13) 및 조향각속도 센서(14)를 포함하고, 이들 센서(11,12,13,14)들에 의해 감지된 감지값을 좌우 편차 보상 모듈(30) 및 MDPS 모듈(20)에 각각 입력한다.
컬럼토크 센서(11)는 스티어링 컬럼(미도시)에 설치되어 운전자의 스티어링 컬럼 조타에 따른 스티어링 컬럼의 컬럼토크를 감지한다.
차속 센서(12)는 변속기(미도시)의 출력축 회전수를 이용하여 차속을 감지한다. 여기서, 차속 센서(12)는 상기한 실시예에 한정되는 것은 아니며, 차속 센서(12)로는 차속을 감지하는 것이라면 다양한 센서가 모두 포함될 수 있다.
조향각 센서(13)는 스티어링 컬럼에 설치되어 스티어링 컬럼의 조향각을 감지한다.
조향각속도 센서(14)는 스티어링 컬럼의 조향각속도를 감지한다. 여기서, 조향각속도 센서(14)는 상기한 조향각 센서(13)에 의해 감지된 조향각의 속도변화를 계산하여 조향각속도를 계산할 수도 있다.
MDPS 모듈(20)은 상기한 센서 모듈(10)에 의해 감지된 컬럼토크, 차속, 조향각 및 조향각속도 중 어느 하나 이상을 이용하여 보조토크를 계산한다. 여기서, MDPS 모듈(20)이 차속, 조향각 및 조향각속도 중 어느 하나 이상을 이용하여 보조토크를 계산하는 것은 당업자가 용이하게 발명할 수 있으므로, 여기서는 그 상세한 설명을 생략한다.
좌우 편차 보상 모듈(30)은 센서 모듈(10)에 의해 감지된 컬럼토크, 차속, 조향각 및 조향 각속도를 토대로 한 기 설정된 판별조건에 따라 서로 대응되는 각 조향각에서의 컬럼토크를 검출하고, 이들 컬럼토크들의 오차를 바탕으로 좌턴과 우턴시의 좌우차 보상토크를 계산한다.
이러한 좌우 편차 보상 모듈(30)은 조건 판단부(31), 판별부(32), 좌우차 보상토크 계산부(33) 및 제어부(34)를 포함한다.
조건 판단부(31)는 컬럼토크, 차속, 조향각 및 조향 각속도가 기 설정된 판별 조건을 만족하는지를 판단하고, 판단 결과 판별 조건을 모두 만족하면 적어도 한 쌍 이상의 조향각, 예를 들어 +5deg와 -5deg, +10deg와 -10deg, 및 +15deg와 -15deg 각각에서의 컬럼토크를 검출한 후 이 검출된 컬럼토크들의 절대값을 검출한다.
판별 조건에는 차속이 설정속도 이하인지 여부, 조향각이 설정조향각 범위 내의 설정구간에 포함되는지 여부, 좌우 각 조향 방향에 대해 조향각이 증가하는지 여부 및 조향각속도가 설정 조향각속도 범위 이내인지 여부 중 어느 하나 이상이 포함된다.
이와 같이 판별 조건을 만족하는지를 판단하는 이유는 서로 대응되는 조향각에서의 컬럼토크에 대한 데이터 왜곡을 방지하기 위함이다. 이를 도 2 와 도 3 을 참조하여 설명한다.
도 3 은 좌턴 컬럼토크와 우턴 컬럼토크가 동일한 경우의 히스테리시스 그래프이며, 도 4 는 좌턴 컬럼토크와 우턴 컬럼토크가 상이한 경우의 히스테리시스 그래프이다.
서로 대응되는 조향각에서의 컬럼토크, 즉 좌턴 컬럼토크와 우턴 컬럼토크가 동일하면, 도 2 에 도시된 바와 같이 서로 대응되는 조향각에서는 부호만 반대인 동일한 컬럼토크, 즉 절대값이 동일한 컬럼토크가 감지된다.
반면에, 좌턴 컬럼토크와 우턴 컬럼토크가 상이하면, 도 3 에 도시된 바와 같이 서로 대응되는 조향각에서는 컬럼토크의 절대값이 일측은 크게 타측은 작게 감지된다.
참고로, 상기한 도 2 와 도 3 은 하나의 차속에서 좌우 일정한 조향각 및 조향각속도로 측정할 경우의 예시로서, 차속, 조향각속도 등에 따라 상기한 히스테리시스 그래프는 상이한 패턴으로 나타난다.
따라서, 서로 대응되는 조향각에서 측정된 컬럼토크만을 이용할 경우, 데이터의 왜곡이 발생될 수 있는 바, 상기한 판별 조건을 사전에 설정하고 설정된 판별 조건을 토대로 한 컬럼토크를 각각 검출함으로써, 데이터의 왜곡을 최소화할 수 있게 된다.
먼저, 차속에 대한 판별조건에서, 차속이 높을수록 히스테리시스 그래프는 폭이 좁고 각이 크게 된다. 또한 차속이 높을수록 좌우 조타 횟수는 많지 않으므로 데이터 측정의 유효성이 떨어질 수 있다. 따라서, 차속은 좌우 조타 횟수가 상대적으로 많은 설정속도 예를 들어, 40km/h 이하인 경우로 설정된다.
조향각에 대한 판별조건에서, 컬럼 토크가 조향각의 전영역에 대해서는 측정이 불가능하므로, 조향각은 기 설정된 설정조향각 범위 내의 설정구간에 포함된 경우, 예를 들어 조향각이 45deg 이내인 구간 중 5deg 구간 범위로 설정된다.
조향 방향에 대한 판별조건에서, 히스테리시스 그래프에 나타난 바와 같이 조향각이 증가하는 방향의 컬럼토크와 조향각이 감소하는 방향의 컬럼토크는 서로 다른 패턴을 가진다. 따라서, 조향 방향은 동일한 경우로 설정되며, 일 예로 좌턴 조향각이 증가하는 경우로 설정될 수 있다.
조향각속도에 대한 판별조건에서, 조향각속도가 빠른 경우 히스테리시스 그래프의 컬럼토크는 서로 대응되는 조향각에서 더욱 커지게 되므로, 조향각속도는 양 방향에서의 조향 각속도가 유사한 기 설정된 설정 조향각속도 범위 이내인 경우로 설정된다.
판별부(32)는 조건 판단부(31)의 판단 결과에 따라, 서로 대응되는 한 쌍 이상의 조향각(±5deg, ±10deg 및 ±15deg)에서의 컬럼토크 각각의 절대값을 검출하고, 이들 검출값을 비교하여 서로 대응되는 조향각에서의 각 컬럼토크의 오차를 판별한다. 즉, 판별부(32)는 +5deg에서의 컬럼토크와 -5deg에서의 컬럼토크의 절대값을 각각 검출하고, +10deg에서의 컬럼토크와 -10deg에서의 컬럼토크의 절대값을 각각 검출하며, +15deg에서의 컬럼토크와 -15deg에서의 컬럼토크의 절대값을 각각 검출하며, 이들 절대값들을 서로 비교하여 +5deg와 -5deg에서의 오차, +10deg와 -10deg에서의 오차 및 +15deg와 -15deg에서의 오차를 각각 판별한다.
판별부(32)에 의해 서로 대응되는 조향각(+5deg와 -5deg, +10deg와 -10deg, 및 +15deg와 -15deg)에서의 컬럼토크의 오차가 판별되면, 좌우차 보상토크 계산부(33)는 서로 대응되는 조향각에서 검출된 컬럼토크들의 차이값을 모두 합산하여 그 평균값을 계산한 후, 계산된 평균값을 이용하여 좌우차 보상토크를 계산한다.
즉, 좌우차 보상토크 계산부(33)는 적어도 한 쌍 이상의 조향각에서 측정된 좌턴 컬럼토크와 우턴 컬럼토크 각각의 절대값을 이용하여 서로 대응되는 조향각별로 좌턴 컬럼토크와 우턴 컬럼토크의 차이값 각각을 계산한다. 즉, 좌우차 보상토크 계산부(33)는 +5deg와 -5deg에서 검출된 컬럼토크의 차이값과, +10deg와 -10deg에서 검출된 컬럼토크의 차이값 및 +15deg와 -15deg에서 검출된 컬럼토크의 차이값을 각각 계산한다.
이후, 좌우차 보상토크 계산부(33)는 상기한 바와 같이, 서로 대응되는 각 조향각별로 컬럼토크의 차이값을 합산하여 이들의 평균값을 계산한다.
이와 같이 평균값을 계산한 후, 좌우차 보상토크 계산부(33)는 이 평균값을 이용하여 좌우차 보상토크를 계산한다.
이 경우, 좌우차 보상토크 계산부는 좌우차 보상토크를 기 설정된 튜닝 팩터(tunning factor)와 평균값 및 조향각의 방향성분을 곱하여 획득한다. 여기서, 조향각의 방향성분은 실제 스티어링 휠의 조향 방향에 따라 적용된다. 즉, 스티어링 휠의 실제 회전 방향에 따라, 계산시 (+) 또는 (-)가 적용되어 좌우차 보상토크가 스티어링 휠의 회전 방향에 적합하게 보상될 수 있도록 한다. 또한 튜닝 팩터는 상수로서 사전에 설정되는데, 좌우차 보상토크는 상기한 바와 같은 평균값을 토대로 계산되어지는 바, MDPS 모듈(20)의 보조토크에 비해 그 크기가 상대적으로 매우 작다. 이에 튜닝 팩터는 좌우차 보상토크가 MDPS 모듈(20)의 보조토크 크기에 대응되도록 그 크기를 조정한다. 이를 통해, 차후 좌우차 보상토크가 MDPS 모듈(20)의 보조토크에 충분히 반영될 수 있도록 한다.
제어부(34)는 좌우 편차 보상 모듈(30)을 전반적으로 제어하는 것으로서, 조건 판단부(31)의 판단 결과에 따라, 판별부(32)를 통해 적어도 한 쌍 이상의 조향각에서 검출된 컬럼토크 각각의 오차를 판별하도록 하고, 이들 오차를 이용하여 좌우차 보상토크 계산부(33)를 통해 좌우차 보상토크를 계산하도록 한다.
이 경우, 제어부(34)는 상기한 좌우차 보상토크가 계산될 때마다 메모리(미도시)에 저장하여 새롭게 갱신하고, 스티어링 컬럼이 좌측 또는 우측으로 회전될 때마다 좌우차 보상토크를 반영한다. 또한 제어부(34)는 상기한 바와 같이 좌우차 보상토크를 저장함으로서, 최초 차량의 시동 온시 기 저장된 좌우차 보상토크를 메모리에서 리드(read)하여 보조토크에 반영함으로서, 시동 온 후 최초 주행시에도 조타력을 보상할 수 있도록 한다.
마지막으로, 보조토크 보상부(40)는 MDPS 모듈의 보조토크에 좌우 편차 보상 모듈(30)에 의해 계산된 좌우차 보상토크를 반영하여 MDPS 모터(미도시)로 출력한다.
이 경우, 보조토크 보상부(40)는 MDPS 모듈(20)의 보조토크에 좌우 편차 보상 모듈(30)에 의해 계산된 좌우차 보상토크를 합산할 수 있다.
즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 운전자가 스티어링 휠의 조작시 컬럼토크를 토대로 좌우차 보상토크를 계산하고, 이 좌우차 보상토크를 MDPS 모듈(20)의 보조토크에 반영함으로서, 스티어링 조작시 운전자가 느끼는 무게감을 최소화시킬 수 있다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 MDPS 시스템의 조타력 보상 방법을 도 5 및 도 6 을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 5 는 본 발명의 일 실시예에 따른 MDPS 시스템의 조타력 보상 방법의 순서도이다.
도 5 를 참조하면, 차량 주행 중(S10)에, 센서 모듈(10)의 컬럼토크 센서(11)는 스티어링 컬럼의 컬럼토크를 감지하고, 차속 센서(12)는 차속을 감지하며, 조향각 센서(13)는 스티어링 컬럼의 조향각을 감지하며, 조향각속도 센서(14)는 스티어링 컬럼의 조향각속도를 감지한다(S20).
이에, MDPS 모듈(20)은 상기한 센서 모듈(10)에 의해 감지된 컬럼토크, 차속, 조향각 및 조향각속도 중 어느 하나 이상을 이용하여 보조토크를 계산한다.
한편, 좌우 편차 보상 모듈(30)은 기 설정된 판별 조건에 따라 서로 대응되는 적어도 한 쌍 이상의 조향각에서의 컬럼토크를 검출한다(S30).
즉, 좌우 편차 보상 모듈(30)의 조건 판단부(31)는 차속, 컬럼토크, 조향각 및 조향 각속도가 기 설정된 판별 조건, 즉 차속이 설정속도 이하인지 여부, 조향각이 설정조향각 범위 내의 설정구간에 포함되는지 여부, 좌우 각 조향방향에 대해 조향각이 증가하는지 여부 및 조향각속도가 설정 조향각속도 범위 이내인지 여부를 판단하고, 판단 결과 상기한 판별 조건을 모두 만족하면, 조향각별로 컬럼토크 각각에 대한 절대값을 검출한다.
이어 판별부(32)는 조건 판단부(31)에서 검출된 이들 절대값을 서로 비교하여 이들 절대값의 오차를 판별한다.
이때 오차가 판별되면, 좌우차 보상토크 계산부(33)는 서로 대응되는 적어도 한 쌍 이상의 조향각에서 검출된 컬럼토크의 차이값을 합산하여 그 평균값을 계산하고(S40), 이 평균값을 이용하여 좌우차 보상토크를 계산한다(S50).
즉, 좌우차 보상토크 계산부(33)는 서로 대응되는 한 쌍 이상의 조향각에서 측정된 컬럼토크 각각의 절대값을 이용하여 서로 대응되는 조향각별로 컬럼토크의 차이값을 각각 계산하고, 이후, 좌우차 보상토크 계산부(33)는 각 조향각별로 계산된 컬럼토크의 차이값을 합산하여 이들의 평균값을 계산한다.
이어 좌우차 보상토크 계산부(33)는 이 평균값과 튜닝 팩터 및 조향각의 방향 성분을 곱하여 좌우차 보상토크를 계산한다. 이때 제어부(34)는 좌우차 보상토크에 의해 계산된 좌우차 보상토크를 저장한다.
상기한 바와 같이 좌우 편차 보상 모듈(30)에 의해 좌우차 보상토크가 계산되면, 보조토크 보상부(40)는 MDPS 모듈(20)의 보조토크에 좌우 편차 보상 모듈(30)에 의해 계산된 좌우차 보상토크를 반영하고(S60), 좌우차 보상토크가 반영된 보조토크를 MDPS 모터로 출력한다(S70).
한편, 상기한 실시예에 따른 MDPS 시스템의 조타력 보상 방법은 주행 중에 실시간으로 좌우차 보상토크를 계산하여 보조토크에 반영하는 것을 예시로 설명하였으나, 본 발명의 기술적 범위는 상기한 실시예에 한정되는 것은 아니다.
예를 들어, 본 발명의 다른 실시예에 따른 MDPS 시스템의 조타력 보상 방법은 좌우차 보상토크가 계산될 때마다 메모리(미도시)에 저장하여 새롭게 갱신하고, 이 좌우차 보상토크를 스티어링 컬럼이 좌측 또는 우측으로 회전될 때마다 보상토크에 반영할 뿐만 아니라, 최초 차량의 시동 온시 기 저장된 좌우차 보상토크를 보조토크에 반영함으로서, 시동 온 후 최초 주행시에도 조타력을 보상할 수 있도록 한다. 이를 도 6 을 참조하여 설명한다.
도 6 은 본 발명의 다른 실시예에 따른 MDPS 시스템의 조타력 보상 방법의 순서도이다.
도 6 을 참조하면, 먼저 제어부(34)는 차량의 시동이 온되는지를 판단(S110)하고, 판단 결과 시동이 온되면, 기 저장된 좌우차 보상토크를 메모리에서 리드한다(S120).
아울러, MDPS 모듈(20)은 센싱 모듈로부터 입력받은 컬럼토크, 차속, 조향각 및 조향각속도를 이용하여 보조토크를 계산하여 MDPS 모터로 출력하도록 한다.
이때, 제어부(34)는 스티어링 컬럼 회전시 좌우차 보상토크를 MDPS 모듈(20)에 반영하고(S130), 좌우 조타력 차이를 보상하도록 한다.
더욱이, 제어부(34)는 도 5 에 도시된 바와 같이 좌우 편차 보상 모듈(30)을 통해 좌우차 보상토크를 계산(S140)하도록 하고, 계산된 좌우차 보상토크를 저장한다.
여기서, 좌우 편차 보상 모듈(30)이 좌우차 보상토크를 계산하는 과정은 상기한 도 5 를 참조하여 상세하게 설명되었는 바, 이에 대해서는 그 설명을 생략한다.
한편, 상기한 과정에서 좌우차 보상토크가 저장된 후 시동이 오프되고, 이후 시동이 다시 온될 경우, 이전에 저장된 좌우차 보상토크가 상기한 도 6 에 도시된 바와 같이 보조토크에 반영된다.
이와 같은 본 실시예는 서로 대응되는 각 조향각에서 검출된 컬럼토크를 이용하여 좌우차 보상토크를 계산하고, 이 좌우차 보상토크를 MDPS 시스템의 보조토크에 반영하여 MDPS 시스템의 좌우 조타력 차이를 보상하고, 이를 통해 주행시 운전자의 조향 만족도를 향상시킬 수 있도록 한다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 기술이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 정해져야할 것이다.
10: 센서 모듈 11: 컬럼토크 센서
12: 차속 센서 13: 조향각 센서
14: 조향각속도 센서 20: MDPS 모듈
30: 좌우 편차 보상 모듈 31: 조건 판단부
32: 판별부 40: 좌우차 보상토크 계산부
34: 제어부 40: 보조토크 보상부

Claims (14)

  1. 차속, 컬럼토크, 조향각 및 조향 각속도를 감지하는 센서 모듈;
    상기 센서 모듈에 의해 감지된 차속, 컬럼토크, 조향각 및 조향 각속도가 기 설정된 판별 조건을 만족할 때마다, 서로 대응되는 크기의 좌 좌향각과 우 조향각 각각에 대응되는 좌턴 컬럼토크와 우턴 컬럼토크를 각각 검출하고, 검출된 상기 좌턴 및 우턴 컬럼토크 간의 오차를 계산하며, 계산된 적어도 하나 이상의 상기 오차에 근거하여 좌우차 보상토크를 계산하는 좌우 편차 보상 모듈; 및
    상기 좌우차 보상토크를 MDPS 모듈에서 계산된 보조토크에 반영하여 MDPS 모터로 출력하는 보조토크 보상부를 포함하고,
    상기 좌우 편차 보상 모듈은, 차속, 컬럼토크, 조향각 및 조향 각속도가 기 설정된 판별 조건을 만족하는지를 판단하여 판단 결과에 따라, 서로 대응되는 적어도 한 쌍 이상의 조향각에서의 컬럼토크를 검출하는 조건 판단부; 상기 조건 판단부에 의해 검출된 컬럼토크의 절대값을 산출하고 서로 대응되는 조향각에서의 컬럼토크를 각각 비교하여 오차를 판별하는 판별부; 상기 판별부에 의해 상기 오차가 판별되면, 서로 대응되는 조향각에서 검출된 컬럼토크의 차이값을 모두 합산하여 평균값을 계산한 후, 상기 평균값을 이용하여 상기 좌우차 보상토크를 계산하는 좌우차보상토크 계산부; 및 상기 조건 판단부의 판단 결과에 따라, 상기 판별부를 통해 서로 대응되는 적어도 한 쌍 이상의 조향각에서의 컬럼토크 각각의 오차를 판별하도록 하고, 상기 좌우차보상토크 계산부를 통해 상기 좌우차 보상토크를 계산하도록 하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 MDPS 시스템의 조타력 보상 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 판별 조건은
    상기 차속이 설정속도 이하인지 여부, 상기 조향각이 설정조향각 범위 내의 설정구간에 포함되는지 여부, 좌우 각 조향 방향에 대해 상기 조향각이 증가하는지 여부 및 상기 조향각속도가 설정 조향각속도 범위 이내인지 여부 중 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 MDPS 시스템의 조타력 보상 장치.
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 좌우차 보상토크 계산부는
    상기 좌우차 보상토크를 기 설정된 튜닝 팩터와 상기 평균값 및 상기 조향각의 방향성분을 곱하여 계산하는 것을 특징으로 하는 MDPS 시스템의 조타력 보상 장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 보조토크 보상부는
    상기 MDPS 모듈의 보조토크에 상기 좌우차 보상토크를 합산하는 것을 특징으로 하는 MDPS 시스템의 조타력 보상 장치.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 제어부는 상기 좌우차 보상토크 계산부에 의해 상기 좌우차 보상토크가 계산될 때마다 상기 좌우차 보상토크를 저장하여 새롭게 갱신하는 것을 특징으로 하는 MDPS 시스템의 조타력 보상 장치.
  7. 제 6 항에 있어서, 키신호가 입력되어 차량의 시동이 온되면, 상기 제어부는 갱신된 상기 좌우차 보상토크를 리드하여 상기 보조토크에 반영하는 것을 특징으로 하는 MDPS 시스템의 조타력 보상 장치.
  8. 차속, 컬럼토크, 조향각 및 조향 각속도가 기 설정된 판별 조건에 만족할 때마다, 서로 대응되는 크기의 좌 좌향각과 우 조향각 각각에 대응되는 좌턴 컬럼토크와 우터 컬럼토크를 각각 검출하는 단계;
    검출된 상기 좌턴 및 우턴 컬럼토크 간의 오차를 계산하며, 계산된 적어도 하나 이상의 상기 오차에 근거하여 좌우차 보상토크를 계산하는 단계; 및
    상기 좌우차 보상토크를 MDPS 모듈의 보조토크에 반영하는 단계를 포함하고,
    상기 좌우차 보상토크를 계산하는 단계는, 서로 대응되는 적어도 한 쌍 이상의 조향각에서 측정된 컬럼토크 각각의 절대값을 검출하는 단계; 서로 대응되는 조향각에서의 상기 절대값을 이용하여 각 조향각별로 컬럼토크의 차이값 각각을 계산하는 단계; 상기 차이값을 합산하여 평균값을 계산하는 단계; 및 상기 평균값을 이용하여 상기 좌우차 보상토크를 계산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 MDPS 시스템의 조타력 보상 방법.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 판별 조건은
    상기 차속이 설정속도 이하인지 여부, 상기 조향각이 설정조향각 범위 내의 설정구간에 포함되는지 여부, 좌우 각 조향 방향에 대해 상기 조향각이 증가하는지 여부 및 상기 조향각속도가 설정 조향각속도 범위 이내인지 여부 중 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 MDPS 시스템의 조타력 보상 방법.
  10. 삭제
  11. 제 8 항에 있어서, 상기 좌우차 보상토크를 계산하는 단계에서,
    상기 좌우차 보상토크는 기 설정된 튜닝 팩터와 상기 평균값 및 상기 조향각의 방향성분을 곱하여 계산되는 것을 특징으로 하는 MDPS 시스템의 조타력 보상 방법.
  12. 제 8 항에 있어서, 상기 좌우차 보상토크를 MDPS 모듈의 보조토크에 반영하는 단계는
    상기 MDPS 모듈의 보조토크에 상기 좌우차 보상토크를 합산하는 것을 특징으로 하는 MDPS 시스템의 조타력 보상 방법.
  13. 제 8 항에 있어서, 상기 좌우차 보상토크를 계산할 때마다 상기 좌우차 보상토크를 저장하여 새롭게 갱신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 MDPS 시스템의 조타력 보상 방법.
  14. 제 13 항에 있어서, 키신호가 입력되어 차량의 시동이 온되면, 갱신된 상기 좌우차 보상토크를 리드하여 상기 보조토크에 반영하는 것을 특징으로 하는 MDPS 시스템의 조타력 보상 방법.
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