KR102207573B1 - Apparatus for compensating disturbance of mdps system - Google Patents

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Abstract

본 발명은 조향각속도가 노면으로부터의 외란에 의해 발생된 것인지 여부를 판별하는 조향각속도 판별부; 컬럼토크가 노면으로부터의 외란에 의해 발생된 것인지 여부를 판별하는 컬럼토크 판별부; 컬럼토크의 컬럼토크변화율을 생성하는 토크변화율 생성부; 조향각속도 판별부의 판별 결과와 컬럼토크 판별부의 판별 결과 및 컬럼토크 판별부의 컬럼토크변화율을 이용하여 외란에 대한 보상토크를 산출하는 보상토크 산출부; 및 MDPS 시스템의 어시스트토크와 보상토크 산출부의 보상토크를 통해 최종 어시스트토크를 생성하여 출력하는 최종 어시스트토크 출력부를 포함하는 것을 특징으로 한다. The present invention includes a steering angular speed determining unit for determining whether the steering angular speed is caused by a disturbance from a road surface; A column torque determination unit for determining whether the column torque is caused by a disturbance from the road surface; A torque change rate generation unit that generates a column torque change rate of the column torque; A compensation torque calculation unit that calculates a compensation torque for disturbance by using the determination result of the steering angular velocity determination unit, the determination result of the column torque determination unit, and the column torque change rate of the column torque determination unit; And a final assist torque output unit generating and outputting a final assist torque through the assist torque of the MDPS system and the compensation torque of the compensation torque calculation unit.

Description

ＭＤＰＳ 시스템의 외란보상장치{APPARATUS FOR COMPENSATING DISTURBANCE OF MDPS SYSTEM}Disturbance compensation device of MPS system {APPARATUS FOR COMPENSATING DISTURBANCE OF MDPS SYSTEM}

본 발명은 MDPS 시스템의 외란보상장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 지면의 갑작스런 노면반력을 상쇄하여 조향에 미치는 영향을 최소화한 MDPS 시스템의 외란보상장치에 관한 것이다.
The present invention relates to a disturbance compensation device of the MDPS system, and more particularly, to a disturbance compensation device of the MDPS system that minimizes the influence on steering by canceling the sudden road surface reaction force of the ground.

일반적으로, MDPS(MOTOR DRIVEN POWER STEERING) 시스템은 차량의 저속 운행시에는 가볍고 편안한 조향 조작감이 부여되게 모터를 제어하고, 차량의 고속 운행시에는 무겁고 안정적인 조향 조작감이 부여되도록 모터를 제어하며, 비상 상황시에는 신속한 조향이 이루어질 수 있도록 모터를 제어함으로써, 운전자에게 최적의 조향 조작 환경을 제공한다. In general, the MDPS (MOTOR DRIVEN POWER STEERING) system controls the motor to provide a light and comfortable steering feel when the vehicle is running at a low speed, and controls the motor to give a heavy and stable steering feel when the vehicle is running at a high speed, and in an emergency situation. In the city, the motor is controlled so that quick steering can be achieved, thereby providing the driver with an optimal steering operation environment.

이러한 MDPS 시스템의 기본 로직은 어시스트 토크를 생성하는 메인로직에 부스트로직이 있고 컬럼토크를 입력받아 부스트 커브를 거친 후, 안정화 필터를 거치는 구조로 구성된다. 컬럼토크는 저주파대역 필터에 의해 저주파 토크와 고주파 토크로 나누어 어시스트를 하게 된다. The basic logic of this MDPS system consists of a structure in which the main logic that generates the assist torque has a boost logic, receives the column torque, goes through the boost curve, and then goes through the stabilization filter. The column torque is assisted by dividing it into a low frequency torque and a high frequency torque by a low frequency band filter.

그러나, 종래의 MDPS 시스템은 단순 컬럼 주파수에 따라서만 어시스트를 가변할 수 있어, 운전자가 원하는 영역과 원하지 않는 영역을 구분하여 어시스트를 제어할 수 없는 문제점이 있었다. However, in the conventional MDPS system, the assist can be changed only according to the simple column frequency, so there is a problem that the driver cannot control the assist by dividing the desired area and the unwanted area.

본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허공보 제10-2013-0056062호(2013.05.29)에 개시되어 있다.
Background art of the present invention is disclosed in Korean Patent Application Publication No. 10-2013-0056062 (2013.05.29).

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 본 발명의 목적은 지면의 갑작스런 노면반력을 상쇄하여 조향에 미치는 영향을 최소화한 MDPS 시스템의 외란보상장치를 제공하는 것이다. The present invention was invented to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a disturbance compensation device of an MDPS system that minimizes the influence on steering by offsetting the sudden road surface reaction force of the ground.

본 발명의 다른 목적은 운전자에게 이질감을 줄 수 있는 킥백을 저감시키고, 킥백에 의해 발생될 수 있는 원치않는 스티어링을 방지할 수 있도록 한 MDPS 시스템의 외란보상장치를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a disturbance compensation device of an MDPS system that reduces kickback, which may give a sense of difference to the driver, and prevents unwanted steering that may be caused by kickback.

본 발명의 또 다른 목적은 노면에 따라 운전자에게 피드백이 필요한 토크 변화를 감쇄시키지 않고 적절하게 전달할 수 있어 운전자 노면 피드백 감을 증대시킬 수 있도록 한 MDPS 시스템의 외란보상장치를 제공하는 것이다.
Another object of the present invention is to provide a disturbance compensation device of an MDPS system capable of increasing a driver's road surface feedback feeling by appropriately transmitting a torque change requiring feedback to a driver according to the road surface without attenuating.

본 발명의 일 측면에 따른 MDPS 시스템의 외란보상장치는 조향각속도가 노면으로부터의 외란에 의해 발생된 것인지 여부를 판별하는 조향각속도 판별부; 컬럼토크가 노면으로부터의 외란에 의해 발생된 것인지 여부를 판별하는 컬럼토크 판별부; 컬럼토크의 컬럼토크변화율을 생성하는 토크변화율 생성부; 상기 조향각속도 판별부의 판별 결과와 상기 컬럼토크 판별부의 판별 결과 및 상기 컬럼토크 판별부의 컬럼토크변화율을 이용하여 외란에 대한 보상토크를 산출하는 보상토크 산출부; 및 MDPS 시스템의 어시스트토크와 상기 보상토크 산출부의 상기 보상토크를 통해 최종 어시스트토크를 생성하여 출력하는 최종 어시스트토크 출력부를 포함하는 것을 특징으로 한다. Disturbance compensation apparatus of the MDPS system according to an aspect of the present invention includes a steering angular velocity determining unit for determining whether the steering angular velocity is generated by a disturbance from the road surface; A column torque determination unit for determining whether the column torque is caused by a disturbance from the road surface; A torque change rate generation unit that generates a column torque change rate of the column torque; A compensation torque calculation unit for calculating a compensation torque for disturbance by using the determination result of the steering angular velocity determination unit, the determination result of the column torque determination unit, and the column torque change rate of the column torque determination unit; And a final assist torque output unit generating and outputting a final assist torque through the assist torque of the MDPS system and the compensation torque of the compensation torque calculation unit.

본 발명에서, 상기 조향각속도 판별부는 조향각을 미분하여 조향각속도를 산출한 후 산출된 조향각속도에 절대값을 추출하고, 추출된 절대값에 대응되는 외란보상신호를 출력하는 것을 특징으로 한다. In the present invention, the steering angular velocity determining unit is characterized in that the steering angle is differentiated to calculate the steering angular velocity, and then an absolute value is extracted from the calculated steering angular velocity, and a disturbance compensation signal corresponding to the extracted absolute value is output.

본 발명에서, 상기 컬럼토크 판별부는 컬럼토크의 절대값을 추출하고, 추출된 절대값에 대응되는 외란보상신호를 출력하는 것을 특징으로 한다. In the present invention, the column torque determination unit is characterized in that it extracts the absolute value of the column torque, and outputs a disturbance compensation signal corresponding to the extracted absolute value.

본 발명에서, 상기 토크변화율 생성부는 컬럼토크를 미분하여 컬럼토크변화율을 산출하고 컬럼토크 변화율의 저주파 성분을 필터링한 후, 컬럼토크 변화율의 고주파 성분을 검출하여 고주파 성분의 외란보상신호를 출력하는 것을 특징으로 한다. In the present invention, the torque change rate generator calculates the column torque change rate by differentiating the column torque, filters the low frequency component of the column torque change rate, and then detects the high frequency component of the column torque change rate to output the disturbance compensation signal of the high frequency component. It is characterized.

본 발명에서, 상기 보상토크 산출부는 컬럼토크에 컬럼토크변화율을 조향각속도로 나눈 값을 곱하여 상기 보상토크를 산출하는 것을 특징으로 한다. In the present invention, the compensation torque calculation unit is characterized in that it calculates the compensation torque by multiplying the column torque by a value obtained by dividing the column torque change rate by the steering angular speed.

본 발명에서, 상기 보상토크는 조향각속도와 컬럼토크가 외란에 의해 발생되면 상대적으로 크게 산출되고, 운전자 조타에 의해 발생되면 외란에 의해 발생된 것에 비해 상대적으로 낮게 산출되는 것을 특징으로 한다. In the present invention, the compensation torque is characterized in that it is calculated relatively large when the steering angular velocity and the column torque are generated by a disturbance, and when generated by a driver's steering, the compensation torque is calculated relatively low compared to that generated by the disturbance.

본 발명에서, 상기 최종 어시스트토크 출력부는 상기 MDPS 시스템의 어시스트토크에 상기 보상토크를 오버레이하여 최종 어시스트토크를 생성하는 것을 특징으로 한다.
In the present invention, the final assist torque output unit is characterized in that generating the final assist torque by overlaying the compensation torque on the assist torque of the MDPS system.

본 발명은 지면의 갑작스런 노면반력을 상쇄하여 조향에 미치는 영향을 최소화할 수 있다. The present invention can minimize the influence on steering by canceling the sudden road surface reaction force of the ground.

또한 본 발명은 운전자에게 이질감을 줄 수 있는 킥백을 저감시키고, 킥백에 의해 발생될 수 있는 원치않는 스티어링을 방지한다. In addition, the present invention reduces kickbacks that may give the driver a sense of heterogeneity, and prevents unwanted steering that may be caused by kickbacks.

게다가 본 발명은 노면에 따라 운전자에게 피드백이 필요한 토크 변화를 감쇄시키지 않고 적절하게 전달할 수 있어 운전자 노면 피드백 감을 증대시킬 수 있다.
In addition, according to the present invention, a torque change required for feedback to the driver according to the road surface can be appropriately transmitted without attenuating it, thereby increasing the driver's road surface feedback feeling.

도 1 은 MDPS 시스템의 외란 구조를 나타낸 도면이다.
도 2 는 MDPS 시스템에서 토크 센서와 조향각 센서의 배치 구조를 나타낸 도면이다.
도 3 은 본 발명의 일 실시예에 따른 MDPS 시스템의 외란보상장치의 블럭 구성도이다.
도 4 는 본 발명의 일 실시예에 따른 킥백 보상 전과 후의 어시스트 지령을 비교한 도면이다.
도 5 는 본 발명의 일 실시예에 따라 MDPS 시스템에 적용된 킥백 보상 전과 후의 어시스트 지령을 나타낸 도면이다. 1 is a diagram showing a disturbance structure of an MDPS system.
2 is a diagram showing an arrangement structure of a torque sensor and a steering angle sensor in an MDPS system.
3 is a block diagram of a disturbance compensation apparatus of an MDPS system according to an embodiment of the present invention.
4 is a view comparing assist commands before and after kickback compensation according to an embodiment of the present invention.
5 is a diagram showing an assist command before and after kickback compensation applied to an MDPS system according to an embodiment of the present invention.

이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 MDPS 시스템의 외란보상장치를 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. Hereinafter, a disturbance compensation apparatus of an MDPS system according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In this process, thicknesses of lines or sizes of components shown in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience of description. In addition, terms to be described later are terms defined in consideration of functions in the present invention, which may vary according to the intention or custom of users or operators. Therefore, definitions of these terms should be made based on the contents throughout the present specification.

도 1 은 MDPS 시스템의 외란 구조를 나타낸 도면이고, 도 2 는 MDPS 시스템에서 토크 센서와 조향각 센서의 배치 구조를 나타낸 도면이며, 도 3 은 본 발명의 일 실시예에 따른 MDPS 시스템의 외란보상장치의 블럭 구성도이다. 1 is a diagram showing a disturbance structure of an MDPS system, FIG. 2 is a diagram showing an arrangement structure of a torque sensor and a steering angle sensor in an MDPS system, and FIG. 3 is a diagram of a disturbance compensation device of the MDPS system according to an embodiment of the present invention. It is a block diagram.

도 1 을 참조하면, 기존 MDPS 시스템(10)의 주요 로직인 부스트 로직과 안정화 필터는, 어시스트토크 및 MDPS 시스템(10)의 공진과 MDPS 시스템(10)의 내부 노이즈성 진동리플을 저감하는 역할을 수행한다. Referring to FIG. 1, the boost logic and stabilization filter, which are the main logics of the existing MDPS system 10, serve to reduce assist torque and the resonance of the MDPS system 10 and the internal noisy vibration ripple of the MDPS system 10. Perform.

이에, MDPS 시스템(10)은 스티어링 휠(Steerign wheel) 방향으로부터의 입력에 대해서는 저주파부터 고주파까지 어시스트가 가능하도록 설계되고 조타와 수방의 영역으로 구분되어 각각의 성능을 판단한다. Accordingly, the MDPS system 10 is designed to enable assist from low frequency to high frequency with respect to the input from the steering wheel direction, and is divided into steering and water-facing areas to determine each performance.

그러나 지면으로부터의 입력으로 인하여 스티어링 휠에 영향을 주는 부분에 대해서는 MDPS 시스템(10)의 반응이 상대적으로 미비하다. 이러한 외란 성분은 둔턱이나 움푹 파인 지형에 대한 임펄스성 강외란과 래틀노면와 같은 주기성 약외란으로 구분될 수 있다. However, the response of the MDPS system 10 is relatively insufficient for a portion that affects the steering wheel due to input from the ground. These disturbance components can be divided into impulsive strong disturbances for a blunt or pitted terrain and periodic weak disturbances such as a rattle road surface.

운전자 입력 및 외란은 MDPS 시스템(10)의 구조는 토크 센서(30)와 조향각 센서(20)에 의해 검출될 수 있으며, 토크 센서(30)와 조향각 센서(20)는 MDPS 시스템(10) 내 도 2 에 도시된 바와 같이 설치될 수 있다. Driver input and disturbance can be detected by the structure of the MDPS system 10 by the torque sensor 30 and the steering angle sensor 20, the torque sensor 30 and the steering angle sensor 20 is also in the MDPS system 10 It can be installed as shown in 2.

즉, 도 1 과 도 2 에 도시된 바와 같이 래틀노면 또는 킥백에 의한 외란은 피니언과 유니버셜 조인트를 거쳐 조향 컬럼으로 전달되므로, 토크 센서(30)와 조향각 센서(20)는 조향 컬럼을 통해 외란을 검출할 수 있다. That is, as shown in Figs. 1 and 2, since the disturbance caused by the rattle road surface or kickback is transmitted to the steering column through the pinion and the universal joint, the torque sensor 30 and the steering angle sensor 20 prevent disturbance through the steering column. Can be detected.

이에 본 발명의 일 실시예에 따른 MDPS 시스템의 외란보상장치는 조향각 센서(20)와 토크 센서(30)를 이용하여 외란을 검출하고, 이를 기반으로 외란에 대한 보상토크를 생성하여 기존의 MDPS 시스템(10)으로부터 출력되는 어시스트토크에 오버레이하여 최종 어시스트토크를 출력한다. Accordingly, the disturbance compensation device of the MDPS system according to an embodiment of the present invention detects the disturbance using the steering angle sensor 20 and the torque sensor 30, and generates a compensation torque for the disturbance based on this, and the existing MDPS system The final assist torque is output by overlaying the assist torque output from (10).

도 3 을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 MDPS 시스템(10)의 외란보상토크는 조향각 센서(20), 토크 센서(30), 조향각속도 판별부(40), 컬럼토크 판별부(50), 토크변화율 생성부(60), 보상토크 산출부(70) 및 최종 어시스트토크 출력부(80)를 포함한다. 3, the disturbance compensation torque of the MDPS system 10 according to an embodiment of the present invention includes a steering angle sensor 20, a torque sensor 30, a steering angular speed determination unit 40, and a column torque determination unit 50. ), a torque change rate generation unit 60, a compensation torque calculation unit 70, and a final assist torque output unit 80.

조향각 센서(20)는 운전자 조타 및 외란에 의한 조향각을 감지한다.The steering angle sensor 20 senses a steering angle caused by driver steering and disturbance.

토크 센서(30)는 운전자 조타 및 외란에 의한 컬럼토크를 감지한다. The torque sensor 30 senses column torque due to driver steering and disturbance.

조향각속도 판별부(40)는 조향각 센서(20)에 의해 감지된 조향각을 토대로 조향각속도를 검출하고, 조향각속도가 노면으로부터의 외란에 의해 발생된 것인지 또는 운전자 조타에 의한 것인지 여부를 판별한다. The steering angular velocity determination unit 40 detects the steering angular velocity based on the steering angle detected by the steering angle sensor 20, and determines whether the steering angular velocity is caused by a disturbance from the road surface or by the driver's steering.

즉, 조향각속도 판별부(40)는 조향각 센서(20)에 의해 감지된 조향각이 입력되면, 이 조향각을 미분하여 조향각속도를 산출하고, 산출된 조향각속도에 절대값을 추출한 후, 추출된 절대값에 대응되는 외란보상신호를 출력한다. 여기서, 외란보상신호는 운전자 조타 또는 외란에 따라 나타나는 조향각속도로서, 외란보상신호는 래틀노면이면 상대적으로 작게 나타나고, 킥백이면 상대적으로 작게 나타나며 운전자 조타에 의한 것이면 다양한 크기로 나타날 수 있다. That is, when the steering angle detected by the steering angle sensor 20 is input, the steering angular velocity determination unit 40 calculates the steering angular velocity by differentiating the steering angle, extracting the absolute value from the calculated steering angular velocity, and then extracting the absolute value. The disturbance compensation signal corresponding to is output. Here, the disturbance compensation signal is a steering angular speed that appears according to the driver's steering or disturbance, and the disturbance compensation signal appears relatively small when it is a rattle road surface, appears relatively small when it is a kickback, and may appear in various sizes when it is caused by driver steering.

컬럼토크 판별부(50)는 토크 센서(30)에 의해 감지된 컬럼토크가 노면으로부터의 외란에 의해 발생된 것인지 또는 운전자 조타에 의한 것인지 여부를 판별한다. The column torque determination unit 50 determines whether the column torque detected by the torque sensor 30 is generated by a disturbance from the road surface or by the driver's steering.

즉, 컬럼토크 판별부(50)는 토크 센서(30)에 의해 감지된 컬럼토크의 절대값을 추출하고 추출된 절대값에 대응되는 외란보상신호를 출력한다. 여기서, 외란보상신호는 운전자 조타 또는 외란에 따라 나타나는 조향각속도로서, 래틀노면일 경우 상대적으로 매우 작게 나타나고, 킥백이면 상대적으로 크게 나타나며, 운전자 조타에 의한 것이면 래틀노면과 킥백에 의한 것 사이의 범위로 나타날 수 있다.That is, the column torque determination unit 50 extracts the absolute value of the column torque sensed by the torque sensor 30 and outputs a disturbance compensation signal corresponding to the extracted absolute value. Here, the disturbance compensation signal is a steering angular velocity that appears according to the driver's steering or disturbance. In the case of a rattle road, it appears relatively very small, when it is a kickback, it appears relatively large, and when it is caused by the driver's steering, it is within the range between the rattle road surface and that by the kickback. Can appear.

토크변화율 생성부(60)는 컬럼토크에 대한 컬럼토크변화율(주파수)을 입력한다. 토크변화율 생성부(60)는 컬럼토크를 미분하여 컬럼토크변화율을 산출하고 컬럼토크 변화율의 저주파 성분을 필터링한다. 이어 토크변화율 생성부(60)는 컬럼토크변화율에서 저주파성분이 필터링된 컬럼토크 변화율을 차감하여 컬럼토크변화율의 고주파 성분을 검출하고, 검출된 고주파 성분에 대응되는 외란보상신호를 출력한다. The torque change rate generation unit 60 inputs a column torque change rate (frequency) with respect to the column torque. The torque change rate generation unit 60 calculates the column torque change rate by differentiating the column torque, and filters the low frequency component of the column torque change rate. Then, the torque change rate generation unit 60 detects a high frequency component of the column torque change rate by subtracting the column torque change rate in which the low frequency component is filtered from the column torque change rate, and outputs a disturbance compensation signal corresponding to the detected high frequency component.

보상토크 산출부(70)는 조향각속도 판별부(40)의 판별 결과와 컬럼토크 판별부(50)의 판별 결과 및 컬럼토크 판별부(50)의 컬럼토크변화율을 이용하여 외란에 대한 보상토크를 산출한다.The compensation torque calculation unit 70 uses the determination result of the steering angular velocity determination unit 40, the determination result of the column torque determination unit 50, and the column torque change rate of the column torque determination unit 50 to calculate the compensation torque for the disturbance. Calculate.

한편, 래틀노면과 킥백 및 운전자 조타에 의해 발생될 수 있는 조향각속도, 컬럼토크, 컬럼토크변화율(주파수)에 대한 보상토크는 아래의 표 1 과 같다. On the other hand, the compensation torque for the steering angular velocity, column torque, and column torque change rate (frequency) that can be generated by the rattle road surface, kickback and driver steering are shown in Table 1 below.

보상토크Compensation torque 외란보상신호Disturbance compensation signal 래틀노면Rattle road surface 킥백Kickback 운전자 조타Driver steering 조향각속도Steering angular speed 소small 소small 소 or 중 or eoSmall or medium or eo 컬럼토크Column torque 극소Very small 대 or 극대Large or maximal 중medium 컬럼토크변화율(주파수)Column torque change rate (frequency) 중medium 대versus 극소Very small 보상토크Compensation torque 소small 대versus 극소Very small

표 1 을 참조하면, 래틀노면, 킥백 및 운전자 조타에 의해 조향각속도와 컬럼토크 및 컬럼토크변화율은 다양한 크기로 나타날 수 있으며, 이를 통해 래틀노면, 킥백 및 운전자 조타에 의한 조향각속도와 컬럼토크 및 컬럼토크변화율 각각의 상대적인 크기를 알 수 있다. Referring to Table 1, the steering angular velocity, column torque, and column torque change rate by the rattle road surface, kickback, and driver's steering can be displayed in various sizes.Through this, the steering angular velocity, column torque and column torque by the rattle road surface, kickback, and driver steering. You can know the relative size of each torque change rate.

이 경우, 보상토크 산출부(70)는 컬럼토크와 컬럼토크변화율을 조향각속도로 나눈 값을 곱하여 보상토크를 산출(컬럼토크×컬럼토크변화율/조향각속도)한다. 보상토크를 산출하는 방식을 참고하면, 컬럼토크는 킥백이 크게 발생하는 부분을 선별하여 보상하기 위해 디커플링되는 한편, 컬럼토크변화율은 운전자 조타로 생성된 고주파 토크와 구별되, 저속조타구간의 킥백만을 구분하여 보상하기 위해 조향각속도로 디커플링된다. In this case, the compensation torque calculation unit 70 calculates the compensation torque by multiplying the column torque and the column torque change rate divided by the steering angular speed (column torque×column torque change rate/steering angular speed). Referring to the method of calculating the compensation torque, the column torque is decoupled to select and compensate for the large kickback, while the column torque change rate is distinct from the high-frequency torque generated by the driver's steering, and only kicks in the low-speed steering section. It is decoupled at the steering angular velocity to differentiate and compensate.

이에, 보상토크는 조향각속도와 컬럼토크가 외란에 의해 발생되면 상대적으로 크게 산출되고, 운전자 조타에 의해 발생되면 외란에 의해 발생된 것에 비해 상대적으로 낮게 산출된다. 특히, 킥백에 의해 외란이 발생되는 경우, 보상토크는 래틀노면 및 운전자 조타의 경우에 비해 상대적으로 가장 크게 나타난다. Accordingly, when the steering angular velocity and the column torque are generated by disturbance, the compensation torque is calculated relatively large, and when generated by the driver's steering, the compensation torque is calculated relatively lower than that generated by the disturbance. In particular, when disturbance is generated by kickback, the compensation torque is relatively largest compared to the case of the rattle road surface and the driver's steering.

한편, 보상토크 산출부(70)는 상기한 바와 같은 보상토크를 산출하는 방식 이외에도 컬럼토크와 컬럼토크변화율 및 조향각속도의 제곱근을 이용하여 보상토크를 산출할 수도 있다. Meanwhile, in addition to the method of calculating the compensation torque as described above, the compensation torque calculation unit 70 may calculate the compensation torque by using the square root of the column torque, the column torque change rate, and the steering angular velocity.

최종 어시스트토크 출력부(80)는 MDPS 시스템(10)의 어시스트토크와 보상토크 산출부(70)의 보상토크를 이용하여 최종 어시스트토크를 산출한다. 이 경우, 최종 어시스트토크 출력부(80)는 MDPS 시스템(10)의 어시스트토크에 보상토크를 오버레이하여 최종 어시스트토크를 생성한 후 출력한다. The final assist torque output unit 80 calculates the final assist torque using the assist torque of the MDPS system 10 and the compensation torque of the compensation torque calculation unit 70. In this case, the final assist torque output unit 80 generates and outputs the final assist torque by overlaying the compensation torque on the assist torque of the MDPS system 10.

여기서, MDPS 시스템(10)은 차속과 조향각, 컬럼토크 등을 이용하여 운전자 조타에 대응되는 어시스트토크를 생성한다. 이러한 MDPS 시스템(10)은 차량의 저속 운행시에는 가볍고 편안한 조향 조작감이 부여되게 모터를 제어하고, 차량의 고속 운행시에는 무겁고 안정적인 조향 조작감이 부여되도록 모터를 제어하며, 비상 상황시에는 신속한 조향이 이루어질 수 있도록 모터를 제어하여 운전자에게 편안하고 안정된 조향 환경을 제공한다.Here, the MDPS system 10 generates an assist torque corresponding to a driver's steering using a vehicle speed, a steering angle, and a column torque. This MDPS system 10 controls the motor to provide a light and comfortable steering feel when the vehicle is running at low speed, and controls the motor to provide a heavy and stable steering feel when the vehicle is running at a high speed, and in an emergency situation, quick steering is possible. It provides a comfortable and stable steering environment for the driver by controlling the motor so that it can be achieved.

이하, 도 4 와 도 5 를 참조하여 보상전후의 토크 변화를 설명한다. Hereinafter, a change in torque before and after compensation will be described with reference to FIGS. 4 and 5.

도 4 는 본 발명의 일 실시예에 따른 킥백 보상 전과 후의 어시스트 지령을 비교한 도면이고, 도 5 는 본 발명의 일 실시예에 따라 MDPS 시스템에 적용된 킥백 보상 전과 후의 어시스트 지령을 나타낸 도면이다. 4 is a diagram showing a comparison of an assist command before and after kickback compensation according to an embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a view showing an assist command before and after kickback compensation applied to an MDPS system according to an embodiment of the present invention.

도 4 를 참조하면, 킥백 보상전의 어시스트 토크(파란색)과 킥백 보상후의 최종 어시스트토크(빨간색)이 나타난다. 참고로, 최종 어시스트토크는 킥백 보상전의 어시스토크에 보상토크를 오버레이하여 생성된 것이다. 4, the assist torque before kickback compensation (blue) and the final assist torque after kickback compensation (red) are shown. For reference, the final assist torque is generated by overlaying the compensation torque on the assist talk before the kickback compensation.

도 4 를 참조하면, 킥백이라고 판단되어지는 수준의 임펄스성 외란이 유입되었을 경우에, 이를 판별하고 고주파 성분만큼 임펄스 형태의 보상토크을 생성하여 킥백 보상전의 어시스트토크에 더해준다. 그 결과, 킥백에 의한 외란도 어시스트되어 스티어링 휠은 부드러운 조향감을 유지할 수 있고, 운전자가 노면반력을 덜 느끼게 해 줌으로써 좀더 안전한 조향환경을 형성한다.Referring to FIG. 4, when an impulsive disturbance of a level determined to be a kickback is introduced, it is determined, and a compensation torque in the form of impulse is generated as much as a high frequency component and added to the assist torque before the kickback compensation. As a result, the disturbance caused by the kickback is also assisted, so that the steering wheel can maintain a smooth steering feel, and the driver feels less road reaction force, thereby creating a safer steering environment.

또한, 킥백 보상후에는 킥백 보상전의 어시스트 토크와 점차적으로 같아지게 되어 이질감을 느끼지 않도록 함을 알 수 있다. 이와 같이 보상토크가 시스템에 적용된 결과는 도 5 에 도시된 바와 같다. In addition, it can be seen that after the kickback compensation, it gradually becomes equal to the assist torque before the kickback compensation, so that a feeling of disparity is not felt. The result of applying the compensation torque to the system is as shown in FIG. 5.

도 5 에서 좌측의 킥백 보상전 어시스트를 나타낸 도면에는, 킥백 보상전에 운전자가 입력한 지령토크(파란색)와 이를 어시스트한 토크가 피드백되어 외란토크와 운전자지령 그리고 시스템 내부마찰이 더해져서 생성된 컬럼토크(빨간색)가 나타난다. 이를 참고하면, 킥백 유입시 운전자 토크에 임펄스 성분이 발생하면 이 임펄스 성분이 컬럼토크에 그대로 유입되어 킥백에 대해서는 크게 어시스트 되지 않음을 알 수 있다.In the diagram showing the assist before kickback compensation on the left side in FIG. 5, the command torque input by the driver (blue) and the assist torque are fed back before the kickback compensation, and the column torque generated by adding disturbance torque, driver command and system internal friction (Red) appears. Referring to this, it can be seen that if an impulse component is generated in the driver's torque when the kickback is introduced, the impulse component is introduced into the column torque as it is, and the kickback is not greatly assisted.

그러나, 도 5 에서 좌측의 킥백 보상후 어시스트를 나타낸 도면에는, 킥백 보상후에 운전자가 입력한 지령토크(파란색)와 마찬가지로 모든 반응이 어우러져 생성된 컬럼토크(검은색)이 나타난다. 이를 참고하면, 킥백 유입시 운전자 토크에 임펄스 성분이 발생하더라도 임펄스성 성분이 컬럼토크에 유입되므로, 조향감에 영향을 주는 킥백에 의한 토크 성분이 어시스트되어 일반 로직만 적용한 경우보다 운전자 토크가 많이 저감되어 있음을 알 수 있다. 그러므로 본 실시예는 킥백에 의한 임펄스성 강외란에 대하여 효과가 있음을 알 수 있다. However, in the diagram showing the assist after kickback compensation on the left in FIG. 5, column torque (black) generated by all reactions is shown in the same manner as the command torque (blue) input by the driver after the kickback compensation. Referring to this, even if an impulse component is generated in the driver's torque when the kickback is introduced, the impulse component is introduced into the column torque, so the torque component by kickback, which affects the steering feel, is assisted, reducing the driver's torque more than when only general logic is applied. You can see that it is. Therefore, it can be seen that this embodiment is effective against impulsive strong disturbance caused by kickback.

이와 같은 본 실시예는 본 발명은 지면의 갑작스런 노면반력을 상쇄하여 조향에 미치는 영향을 최소화할 수 있다. In this embodiment, the present invention can minimize the effect on steering by canceling the sudden road surface reaction force of the ground.

또한 본 실시예는 운전자에게 이질감을 줄 수 있는 킥백을 저감시키고, 킥백에 의해 발생될 수 있는 원치않는 스티어링을 방지한다. In addition, this embodiment reduces kickbacks that may give the driver a sense of heterogeneity, and prevents unwanted steering that may be caused by kickbacks.

게다가 본 실시예는 노면에 따라 운전자에게 피드백이 필요한 토크 변화를 감쇄시키지 않고 적절하게 전달할 수 있어 운전자 노면 피드백 감을 증대시킬 수 있다. In addition, according to the present embodiment, the torque change required for feedback to the driver according to the road surface can be appropriately transmitted without attenuating it, thereby increasing the driver's road surface feedback feeling.

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.
The present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, but these are only exemplary, and those of ordinary skill in the art to which the present technology pertains, various modifications and other equivalent embodiments are possible. I will understand. Therefore, the true technical protection scope of the present invention should be determined by the following claims.

10: MDPS 시스템
20: 조향각 센서
30: 토크 센서
40: 조향각속도 판별부
50: 컬럼토크 판별부
60: 토크변화율 생성부
70: 보상토크 산출부
80: 최종 어시스트토크 출력부10: MDPS system
20: steering angle sensor
30: torque sensor
40: steering angular speed determination unit
50: column torque determination unit
60: torque change rate generation unit
70: compensation torque calculation unit
80: final assist torque output

Claims (7)

조향각속도가 노면으로부터의 외란에 의해 발생된 것인지 여부를 판별하는 조향각속도 판별부;
컬럼토크가 노면으로부터의 외란에 의해 발생된 것인지 여부를 판별하는 컬럼토크 판별부;
컬럼토크의 컬럼토크변화율을 생성하는 토크변화율 생성부;
상기 조향각속도 판별부의 판별 결과와 상기 컬럼토크 판별부의 판별 결과 및 상기 컬럼토크 판별부의 컬럼토크변화율을 이용하여 외란에 대한 보상토크를 산출하는 보상토크 산출부; 및
MDPS 시스템의 어시스트토크와 상기 보상토크 산출부의 상기 보상토크를 통해 최종 어시스트토크를 생성하여 출력하는 최종 어시스트토크 출력부를 포함하고,
상기 보상토크 산출부는 컬럼토크에 컬럼토크변화율을 조향각속도로 나눈 값을 곱하여 상기 보상토크를 산출하는 것을 특징으로 하는 MDPS 시스템의 외란보상장치.
A steering angular velocity determining unit for determining whether the steering angular velocity is caused by a disturbance from the road surface;
A column torque determination unit that determines whether the column torque is caused by a disturbance from the road surface;
A torque change rate generation unit that generates a column torque change rate of the column torque;
A compensation torque calculation unit for calculating a compensation torque for disturbance by using the determination result of the steering angular velocity determination unit, the determination result of the column torque determination unit, and the column torque change rate of the column torque determination unit; And
A final assist torque output unit for generating and outputting a final assist torque through the assist torque of the MDPS system and the compensation torque of the compensation torque calculation unit,
The compensation torque calculation unit calculates the compensation torque by multiplying the column torque by a value obtained by dividing the column torque change rate by the steering angular velocity.
 제 1 항에 있어서, 상기 조향각속도 판별부는 조향각을 미분하여 조향각속도를 산출한 후 산출된 조향각속도에 절대값을 추출하고, 추출된 절대값에 대응되는 외란보상신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 MDPS 시스템의 외란보상장치.
The MDPS of claim 1, wherein the steering angular speed determining unit differentiates the steering angle to calculate the steering angular speed, extracts an absolute value from the calculated steering angular speed, and outputs a disturbance compensation signal corresponding to the extracted absolute value. Disturbance compensation device of the system.
 제 1 항에 있어서, 상기 컬럼토크 판별부는 컬럼토크의 절대값을 추출하고, 추출된 절대값에 대응되는 외란보상신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 MDPS 시스템의 외란보상장치.
The disturbance compensation apparatus of claim 1, wherein the column torque determination unit extracts an absolute value of the column torque and outputs a disturbance compensation signal corresponding to the extracted absolute value.
 제 1 항에 있어서, 상기 토크변화율 생성부는 컬럼토크를 미분하여 컬럼토크변화율을 산출하고 컬럼토크 변화율의 저주파 성분을 필터링한 후, 컬럼토크 변화율의 고주파 성분을 검출하여 고주파 성분의 외란보상신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 MDPS 시스템의 외란보상장치.
The method of claim 1, wherein the torque change rate generation unit differentiates the column torque to calculate the column torque change rate, filters the low frequency component of the column torque change rate, and then detects a high frequency component of the column torque change rate to output a disturbance compensation signal of the high frequency component. Disturbance compensation device of the MDPS system, characterized in that.
 삭제delete 제 1 항에 있어서, 상기 보상토크는 조향각속도와 컬럼토크가 외란에 의해 발생되면 상대적으로 크게 산출되고, 운전자 조타에 의해 발생되면 외란에 의해 발생된 것에 비해 상대적으로 낮게 산출되는 것을 특징으로 하는 MDPS 시스템의 외란보상장치.
The MDPS of claim 1, wherein the compensation torque is calculated relatively large when the steering angular velocity and the column torque are generated by disturbance, and when generated by the driver's steering, the compensation torque is calculated relatively lower than that generated by the disturbance. Disturbance compensation device of the system.
 제 1 항에 있어서, 상기 최종 어시스트토크 출력부는 상기 MDPS 시스템의 어시스트토크에 상기 보상토크를 오버레이하여 최종 어시스트토크를 생성하는 것을 특징으로 하는 MDPS 시스템의 외란보상장치.
The disturbance compensation apparatus of claim 1, wherein the final assist torque output unit generates a final assist torque by overlaying the compensation torque on the assist torque of the MDPS system.
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