KR102200094B1 - MDPS reverse input torque compensation system - Google Patents

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김재형
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Abstract

본 발명은 차량의 좌우 휠 속도 차이값을 기설정된 차속 임계값과 비교하는 제1단계와 상기 좌우 휠 속도 차이값이 상기 차속 임계값 보다 크면, 차량의 스티어링 토크값을 기설정된 조향 토크 임계값과 비교하는 제2단계 및 상기 스티어링 토크값이 상기 조향 토크 임계값 보다 크면, 역입력 토크가 발생된 것으로 판단하여 토크 센서에서 센싱된 역입력 토크값을 추출하고, 조향모터에 상기 역입력 토크값을 보상하여 조향이 이루어지도록 하는 제3단계를 포함한다.The present invention provides a first step of comparing the difference value of the left and right wheel speeds of the vehicle with a preset vehicle speed threshold value, and when the difference value of the left and right wheel speeds is greater than the vehicle speed threshold value, the steering torque value of the vehicle is determined with a preset steering torque threshold value. In the second step of comparing and when the steering torque value is greater than the steering torque threshold value, it is determined that reverse input torque has occurred, the reverse input torque value sensed by the torque sensor is extracted, and the reverse input torque value is applied to the steering motor. It includes a third step of compensating for steering to be achieved.

Description

MDPS 역입력 토크 보상 시스템{MDPS reverse input torque compensation system}MDPS reverse input torque compensation system

본 발명은 MDPS 역입력 토크 보상 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 주행 안정성을 확보할 수 있는 MDPS 역입력 토크 보상 시스템에 관한 것이다.
The present invention relates to an MDPS reverse input torque compensation system, and more particularly, to an MDPS reverse input torque compensation system capable of ensuring driving stability.

일반적으로, 차량에는 운전자의 조타조작을 어시스트할 수 있는 전동식 조향장치가 적용되고 있고, 특히 최근에는 모터를 이용하여 운전자의 조타력을 어시스트하는 MDPS(Motor Driven Power Steering System)가 많이 적용되고 있다.In general, an electric steering system capable of assisting a driver's steering operation is applied to a vehicle, and in particular, recently, a Motor Driven Power Steering System (MDPS) that assists the driver's steering force using a motor has been widely applied.

이러한 MDPS는 조향휠에 연결된 컬럼에 설치된 토션바에 토크센서를 설치하고, 모터를 이용하여 운전자의 조타력에 비례하는 어시스트 토크를 발생시켜 운전자의 조타력을 어시스트하게 된다.In this MDPS, a torque sensor is installed on a torsion bar installed in a column connected to a steering wheel, and an assist torque proportional to the driver's steering force is generated using a motor to assist the driver's steering force.

또한, MDPS는 운전자가 조향휠을 조작함에 따라 발생시키는 운전자 입력토크를 계산한 후, 운전자 입력토크에 비례하는 어시스트 토크를 발생시키며, 여기서 상기 운전자 입력토크는 상기 MDPS에 설치되는 토션바의 비틀림각과 토션바의 비틀림 상수의 곱으로 나타낼 수 있고(운전자 입력토크 = 토션바 비틀림각 * 토션바 비틀림 상수), 모터에 의해 발생되는 어시스트 토크, 즉 MDPS에서 출력되어야 하는 토크는 MDPS로 입력되는 입력토크에 비례하여 모터에서 발생된다.In addition, the MDPS calculates the driver input torque generated as the driver manipulates the steering wheel, and then generates an assist torque proportional to the driver input torque, where the driver input torque corresponds to the twist angle of the torsion bar installed in the MDPS. It can be expressed as the product of the torsion constant of the torsion bar (driver input torque = torsion bar torsion angle * torsion bar torsion constant), and the assist torque generated by the motor, that is, the torque to be output from MDPS, is the input torque input to the MDPS. It is generated in the motor proportionally.

그러나, 상기와 같은 종래기술에 따르면, 조타시 MDPS로 입력되는 토크가 MDPS가 인식하는 운전자 입력토크보다 커서 운전자가 조타시 이질감을 느끼게 되며, 또한 운전자가 조향휠을 조작하면, 운전자가 입력한 토크뿐만 아니라, 회전하는 조향휠의 회전관성에 의해 발생되는 토크도 작용하는데, 이를 고려하지 않으므로, MDPS의 제어에 있어서 부정확하게 제어되었다.However, according to the prior art as described above, the torque input to the MDPS during steering is larger than the driver input torque recognized by the MDPS, so that the driver feels a sense of disparity during steering. Also, when the driver manipulates the steering wheel, the torque input by the driver In addition, the torque generated by the rotational inertia of the rotating steering wheel also acts, and since this is not taken into account, the MDPS was controlled incorrectly.

예를 들어, 종래의 MDPS는 좌우도로 미끄럼 조건이 상이하거나, 물웅덩이 또는 눈길 등에서 갑자기 핸들이 돌아가는 경우, 차량이 미끄러지는 현상을 방지하기 위하여 ESC(Electronic Stability Control) 시스템을 사용하고 있으나, 기울어짐의 정도가 일정값 이상 되어야 작동하기 때문에, 차량의 미끄러짐이 일어난 이후에 미끄러짐을 제어할 수는 있으나, 미끄러짐이 시작하는 단계에서 미끄러짐 현상을 방지하는데는 어려움이 있다.
For example, the conventional MDPS uses the ESC (Electronic Stability Control) system to prevent the vehicle from slipping when the sliding condition is different from the left to right or the steering wheel suddenly turns in a puddle or snowy road, but it is tilted. Since it is operated only when the degree of is greater than a certain value, it is possible to control the slippage after the vehicle slippage occurs, but it is difficult to prevent the slippage phenomenon at the stage where the slippage starts.

대한민국공개특허공보 제10-2015-0065421호(2015.06.15.)Korean Patent Application Publication No. 10-2015-0065421 (2015.06.15.)

본 발명의 목적은, 기설정된 스티어링 조향 조건에 따라, 스티어링 조향이 이루어지기 이전에 역입력 토크가 검출되는 경우 MDPS 모터에 역입력 토크를 보상하여 스티어링 조향이 이루어지도록 함으로써, 미끄러짐 시작단계에서 차량의 미끄러짐 현상을 방지할 수 있는 MDPS 역입력 토크 보상 시스템을 제공함에 있다.
An object of the present invention is to compensate for the reverse input torque to the MDPS motor when the reverse input torque is detected before the steering steering is performed according to a preset steering steering condition, so that the steering steering is performed. It is to provide an MDPS reverse input torque compensation system that can prevent slipping.

본 발명에 따른 MDPS 역입력 토크 보상 시스템은 차량의 좌우 휠 속도 차이값을 기설정된 차속 임계값과 비교하는 제1단계와 상기 좌우 휠 속도 차이값이 상기 차속 임계값 보다 크면, 차량의 스티어링 토크값을 기설정된 조향 토크 임계값과 비교하는 제2단계 및 상기 스티어링 토크값이 상기 조향 토크 임계값 보다 크면, 역입력 토크가 발생된 것으로 판단하여 토크 센서에서 센싱된 역입력 토크값을 추출하고, 조향모터에 상기 역입력 토크값을 보상하여 조향이 이루어지도록 하는 제3단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In the MDPS reverse input torque compensation system according to the present invention, a first step of comparing the difference value of the left and right wheel speed of the vehicle with a preset vehicle speed threshold value, and when the difference value of the left and right wheel speed is greater than the vehicle speed threshold value, the steering torque value of the vehicle In the second step of comparing with a preset steering torque threshold value, and if the steering torque value is greater than the steering torque threshold value, it is determined that reverse input torque has occurred, and the reverse input torque value sensed by the torque sensor is extracted, and steering And a third step of compensating the reverse input torque value to the motor to perform steering.

여기서, 상기 제2단계는 상기 스티어링 토크값이 상기 조향 토크 임계값 보다 크면, 조향각 센서에서 측정된 스티어링 앵글값을 기설정된 조향각 임계값과 비교한다.Here, in the second step, when the steering torque value is greater than the steering torque threshold value, the steering angle value measured by the steering angle sensor is compared with a preset steering angle threshold value.

이때, 상기 제2단계는 상기 스티어링 앵글값이 상기 조향각 임계값 보다 작으면, 운전자가 조향 방향과 반대되는 방향으로 조향하고자 하는 것으로 판단하여 상기 역입력 토크값을 추출한다.In this case, in the second step, when the steering angle value is less than the steering angle threshold value, it is determined that the driver intends to steer in a direction opposite to the steering direction, and the reverse input torque value is extracted.

한편, 상기 제3단계는 상기 조향 모터에서 피드백 되는 모터전류와 상기 조향 모터로 인가되는 기본전류에 상기 역입력 토크값을 보상하여 상기 조향 모터의 조향이 이루어지도록 한다.
Meanwhile, in the third step, the reverse input torque value is compensated for the motor current fed back from the steering motor and the basic current applied to the steering motor so that the steering of the steering motor is performed.

본 발명은, 본 발명의 목적은, 기설정된 스티어링 조향 조건에 따라, 스티어링 조향이 이루어지기 이전에 역입력 토크가 검출되는 경우 MDPS 모터에 역입력 토크를 보상하여 스티어링 조향이 이루어지도록 함으로써, 미끄러짐 시작단계에서 차량의 미끄러짐 현상을 방지할 수 있는 효과를 갖는다.It is an object of the present invention to compensate for the reverse input torque to the MDPS motor when the reverse input torque is detected before the steering steering is performed according to a preset steering steering condition to perform steering steering, thereby starting to slip It has the effect of preventing the vehicle from slipping in steps.

그에 따라, 본 발명은 차량의 주행 안전성을 확보할 수 있는 효과를 갖는다.
Accordingly, the present invention has the effect of ensuring the driving safety of the vehicle.

도 1 은 본 발명의 실시예에 따른 MDPS 역입력 토크 보상 시스템을 개략적으로 보여주는 순서도이다.
도 2 는 본 발명의 실시예에 따른 MDPS 역입력 토크 보상 시스템에서 역입력 토크값 보상을 보여주는 개념도이다.1 is a flowchart schematically showing an MDPS reverse input torque compensation system according to an embodiment of the present invention.
2 is a conceptual diagram showing a reverse input torque value compensation in an MDPS reverse input torque compensation system according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것을 달성하는 방법은 첨부된 도면과 함께 상세하게 후술 되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다.Advantages and features of the present invention, and a method of achieving the same will become apparent with reference to embodiments described below in detail together with the accompanying drawings.

그러나, 본 발명은 이하에 개시되는 실시 예들에 의해 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.However, the present invention is not limited by the embodiments disclosed below, but will be implemented in various different forms, only the present embodiments are intended to complete the disclosure of the present invention, and common knowledge in the technical field to which the present invention pertains. It is provided to completely inform the scope of the invention to those who have, and the invention is only defined by the scope of the claims.

또한, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기술 등이 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있다고 판단되는 경우 그에 관한 자세한 설명은 생략하기로 한다.
In addition, in describing the present invention, when it is determined that related known technologies may obscure the subject matter of the present invention, a detailed description thereof will be omitted.

도 1 은 본 발명의 실시예에 따른 MDPS 역입력 토크 보상 시스템을 개략적으로 보여주는 순서도이고, 도 2 는 본 발명의 실시예에 따른 MDPS 역입력 토크 보상 시스템에서 역입력 토크값 보상을 보여주는 개념도이다.1 is a flow chart schematically showing an MDPS reverse input torque compensation system according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a conceptual diagram showing reverse input torque value compensation in an MDPS reverse input torque compensation system according to an embodiment of the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이, MDPS 역입력 토크 보상 시스템을 순차적으로 설명하면 다음과 같다.As shown in FIG. 1, the MDPS reverse input torque compensation system will be sequentially described as follows.

먼저, 좌우 도로의 미끄럼 조건이 상이하거나, 또는 물웅덩이나 눈길 등에서 갑자기 핸들이 돌아가며 미끄러지는 경우, ESC(Electronic Stability Control) 시스템이 작동하여 이를 보상하도록 하고 있으나, 차량의 기울어짐 정도가 일정값 이상 되어야 ECS 시스템이 작동하기 때문에, 미끄러짐이 시작하는 초기단계에서는 차량의 미끄러짐을 보상할 수 없다.First, if the sliding conditions of the left and right roads are different, or if the steering wheel suddenly turns and slides in a puddle or snowy road, the ESC (Electronic Stability Control) system is operated to compensate for this, but the degree of inclination of the vehicle must be above a certain value. Because the ECS system works, it is not possible to compensate for vehicle slippage in the early stages of slippage.

이를 위해, 먼저 차량의 차속 센서로부터 차량의 좌우 휠 속도 차이값을 측정하고, 이러한 좌우 휠 속도 차이값을 기설정된 차속 임계값과 비교한다(S100).To this end, first, a difference value of the left and right wheel speeds of the vehicle is measured from the vehicle speed sensor of the vehicle, and the difference value of the left and right wheel speeds is compared with a preset vehicle speed threshold (S100).

다시 말해, 좌우 도로의 미끄럼 조건이 상이하거나, 또는 물웅덩이나 눈길 등에서 갑자기 핸들이 돌아가며 미끄러지는 경우에는 차량의 좌측 휠의 속도와 우측 휠의 속도의 차이가 발생하게 되는데, 이때 이러한 차속과 기설정된 차속 임계값을 비교하여 차량의 현재 상태를 파악할 수 있다.In other words, if the sliding conditions of the left and right roads are different, or if the steering wheel suddenly turns and slides in a puddle or snowy road, there is a difference between the speed of the left wheel and the speed of the right wheel of the vehicle. At this time, the vehicle speed and the preset vehicle speed By comparing the threshold values, it is possible to determine the current state of the vehicle.

이후, 차량의 좌우 휠 속도 차이값이 차속 임계값 보다 크면, 차량의 스티어링 토크값을 조향 토크 임계값과 비교한다(S200).Thereafter, when the difference between the left and right wheel speeds of the vehicle is greater than the vehicle speed threshold, the steering torque value of the vehicle is compared with the steering torque threshold (S200).

여기서, 만일 좌우 도로의 미끄럼 조건이 상이하거나, 또는 물웅덩이나 눈길 등에서 좌측방향으로 차량이 조향되는 경우, 운전자의 의도와는 상관없이 차량이 갑작스럽게 좌측으로 조향된 것이기 때문에, 차량의 스티어링 토크값이 조향 토크 임계값 보다 커지게 되고, 그에 따라 역입력 토크가 발생된 것을 판단할 수 있다.Here, if the sliding condition of the left and right roads is different, or the vehicle is steered to the left in a puddle or snowy road, etc., the vehicle has been suddenly steered to the left, regardless of the driver's intention, so the steering torque value of the vehicle is It becomes larger than the steering torque threshold value, and it can be determined that reverse input torque is generated accordingly.

또한, 상기와 같이 스티어링 토크값이 조향 토크 임계값 보다 크면, 조향각 센서에서 측정된 스티어링 앵글값을 기설정된 조향각 임계값과 비교한다(S300).In addition, as described above, when the steering torque value is greater than the steering torque threshold value, the steering angle value measured by the steering angle sensor is compared with a preset steering angle threshold value (S300).

이때, 스티어링 앵글값이 조향각 임계값 보다 작으면, 운전자가 조향 방향과 반대되는 방향으로 조향하고자 하는 것으로 판단하여 토크 센서로부터 역입력 토크값을 추출한다(S400).In this case, if the steering angle value is less than the steering angle threshold value, it is determined that the driver intends to steer in a direction opposite to the steering direction, and a reverse input torque value is extracted from the torque sensor (S400).

즉, 좌우 도로의 미끄럼 조건이 상이하거나, 또는 물웅덩이나 눈길 등에서 좌측방향으로 차량이 조향되는 경우, 운전자의 조향 방향 또한 좌측방향인 것으로 판단되면 운전자가 인지하여 조향하는 정상적인 상황으로 판단하여 역입력 토크 추출 단계(S400)로 이어지지 않는다.In other words, when the sliding condition of the left and right roads is different, or when the vehicle is steered to the left in a puddle or snowy road, if it is determined that the driver's steering direction is also to the left, it is determined as a normal situation in which the driver perceives and steers, and reverse input torque It does not lead to the extraction step (S400).

하지만, 만일 운전자가 오른쪽 방향으로 조향하게 되면, 운전자의 의도와는 반대되는 방향으로 갑작스럽게 차량이 조향된 것으로 판단하게 되며, 이러한 경우에서 스티어링 앵글값이 기설정된 조향각 임계값 보다 작으면, 이를 보상하기 위하여 역입력 토크값이 추출되도록 한다.However, if the driver steers in the right direction, it is determined that the vehicle has been suddenly steered in a direction opposite to the driver's intention, and in this case, if the steering angle value is less than the preset steering angle threshold, this is compensated. In order to do this, the reverse input torque value is extracted.

한편, 상기와 같이 스티어링 토크값이 조향 토크 임계값 보다 크고, 스티어링 앵글값이 조향각 임계값 보다 작으면, 토크 센서에서 센싱된 역입력 토크값을 추출하고(S400), 조향모터에 역입력 토크값을 보상하여 조향이 이루어지도록 한다(S500).Meanwhile, as described above, when the steering torque value is greater than the steering torque threshold value and the steering angle value is less than the steering angle threshold value, the reverse input torque value sensed by the torque sensor is extracted (S400), and the reverse input torque value to the steering motor To compensate for the steering is made (S500).

더 자세히 설명하면, 도 2에 도시된 바와 같이 차량의 토크센서, 조향각 센서, 차속센서에서 입력받은 입력신호를 ECU(Electronic Control Unit)에서 조향모터 구동을 위한 기본전류로 사용하게 되는데, 종래에는 차량의 좌우 휠 속도 차이에 의한 슬립 발생 시 상기와 같은 기본전류에 조향모터에서 피드백 되는 모터전류를 더하여 조향모터를 제어하는 전류로 사용하였다.In more detail, as shown in FIG. 2, the input signal received from the torque sensor, steering angle sensor, and vehicle speed sensor of the vehicle is used as a basic current for driving the steering motor in an electronic control unit (ECU). When slip occurs due to the difference in left and right wheel speed, the motor current fed back from the steering motor was added to the basic current as described above and used as the current to control the steering motor.

하지만, 이러한 경우 갑작스러운 핸들 틀어짐을 방지할 수 없기 때문에, 본 실시예에서는 좌우 휠 속도 차이에 의한 미끄러짐을 제1단계(S100) 내지 제2단계(S200)를 통해 미끄러짐이 일어나기 시작하는 초기에 판단하고, 그에 따른 역입력 토크값을 추출(S400)하여 역입력되는 토크를 보상(S500)함으로써, 갑작스러운 핸들 틀어짐을 방지할 수 있다.However, in this case, since it is not possible to prevent sudden steering wheel twisting, in this embodiment, the slip due to the difference in the left and right wheel speeds is determined at the initial stage when the slip starts to occur through the first step (S100) to the second step (S200). Then, by extracting the corresponding reverse input torque value (S400) and compensating for the reverse input torque (S500), sudden twisting of the handle can be prevented.

이를 위해, 본 실시예에서는 전술된 바와 같이 기본전류와 피드백 되는 모터전류가 더해진 전류에 역입력 토크값이 가감되도록 하여 목표전류를 산출하고, 이러한 목표전류를 통해 차량에 작용하는 역입력 토크를 보상함으로써, 갑작스러운 핸들 틀어짐과 같은 상황 발생 시에도 차량의 주행 안정성을 확보할 수 있다.
To this end, in this embodiment, a target current is calculated by adding or subtracting a reverse input torque value to the current added by the base current and the motor current fed back as described above, and compensates for the reverse input torque acting on the vehicle through this target current. By doing so, it is possible to ensure the driving stability of the vehicle even when a situation such as a sudden steering wheel twist occurs.

본 발명은, 본 발명의 목적은, 기설정된 스티어링 조향 조건에 따라, 스티어링 조향이 이루어지기 이전에 역입력 토크가 검출되는 경우 MDPS 모터에 역입력 토크를 보상하여 스티어링 조향이 이루어지도록 함으로써, 미끄러짐 시작단계에서 차량의 미끄러짐 현상을 방지할 수 있는 효과를 갖는다.It is an object of the present invention to compensate for the reverse input torque to the MDPS motor when the reverse input torque is detected before the steering steering is performed according to a preset steering steering condition to perform steering steering, thereby starting to slip It has the effect of preventing the vehicle from slipping in steps.

그에 따라, 본 발명은 차량의 주행 안전성을 확보할 수 있는 효과를 갖는다.
Accordingly, the present invention has the effect of ensuring the driving safety of the vehicle.

이상의 본 발명은 도면에 도시된 실시 예(들)를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형이 이루어질 수 있으며, 상기 설명된 실시예(들)의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의해 정해여야 할 것이다.The present invention has been described with reference to the embodiment(s) shown in the drawings, but this is only exemplary, and various modifications may be made therefrom by those of ordinary skill in the art, and the above-described embodiment It will be appreciated that all or part of (s) may be optionally combined and configured. Therefore, the true technical scope of the present invention should be determined by the technical spirit of the appended claims.

Claims (4)

차량의 좌우 휠 속도 차이값을 기설정된 차속 임계값과 비교하는 제1단계;
상기 좌우 휠 속도 차이값이 상기 차속 임계값 보다 크면, 차량의 스티어링 토크값을 기설정된 조향 토크 임계값과 비교하는 제2단계; 및
상기 스티어링 토크값이 상기 조향 토크 임계값 보다 크면 역입력 토크가 발생된 것으로 판단하고 조향각 센서에서 측정된 스티어링 앵글값을 기설정된 조향각 임계값과 비교하여 상기 스티어링 앵글값이 상기 조향각 임계값 보다 작으면 운전자가 조향 방향과 반대되는 방향으로 조향하고자 하는 것으로 판단하여 토크 센서에서 센싱된 역입력 토크값을 추출하고, 조향모터에 상기 역입력 토크값을 보상하여 조향이 이루어지도록 하는 제3단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 MDPS 역입력 토크 보상 시스템.
A first step of comparing a difference value of left and right wheel speeds of the vehicle with a preset vehicle speed threshold;
A second step of comparing a steering torque value of the vehicle with a preset steering torque threshold value if the difference in left and right wheel speed is greater than the vehicle speed threshold value; And
If the steering torque value is greater than the steering torque threshold value, it is determined that reverse input torque has occurred, and the steering angle value measured by the steering angle sensor is compared with a preset steering angle threshold value, and if the steering angle value is less than the steering angle threshold value A third step of determining that the driver wants to steer in a direction opposite to the steering direction, extracting a reverse input torque value sensed by a torque sensor, and compensating the reverse input torque value to the steering motor to perform steering;
MDPS reverse input torque compensation system comprising a.
 삭제delete 삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 제3단계는,
상기 조향 모터에서 피드백 되는 모터전류와 상기 조향 모터로 인가되는 기본전류에 상기 역입력 토크값을 보상하여 상기 조향 모터의 조향이 이루어지도록 하는 것을 특징으로 하는 MDPS 역입력 토크 보상 시스템.The method according to claim 1,
The third step,
MDPS reverse input torque compensation system, characterized in that the steering of the steering motor is achieved by compensating the reverse input torque value to the motor current fed back from the steering motor and the basic current applied to the steering motor.
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