KR102216190B1 - 전동식 파워 스티어링 시스템 및 그 제어방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 전동식 파워 스티어링 시스템 및 그 제어방법에 관한 것으로, 컬럼토크를 측정하는 토크센서; 조향각속도를 측정하는 조향각센서; 차량의 속도를 측정하는 차속센서; 및 상기 토크센서를 통해 측정된 컬럼토크 및 상기 조향각센서를 통해 측정된 조향각속도에 근거하여 임펄스성 강외란의 발생여부를 판단하고, 상기 임펄스성 강외란이 발생한 것으로 판단되면 상기 컬럼토크, 상기 조향각속도 및 상기 차속센서를 통해 측정된 차속에 근거하여 노면 보상 토크를 산출하며, 미리 정해진 보조 토크에 상기 산출된 노면 보상 토크를 가산하여 최종 보조 토크를 산출하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 전동식 파워 스티어링 시스템 및 그 제어방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 높은 조향 응답성을 갖는 전동식 파워 스티어링 시스템 및 그 제어방법에 관한 것이다.
차량의 파워 스티어링은 동력에 따른 조향 장치로, 운전자의 스티어링 휠 조작을 돕는 역할을 한다. 이러한 파워 스티어링은 유압을 이용하는 방식이 주로 사용되고 있으나, 최근에는 모터의 힘을 이용하는 방식인 전동식 파워 스티어링(MDPS: Motor Driven Power Steering) 시스템의 사용이 늘어나고 있다. MDPS 시스템은 기존의 유압식 파워 스티어링 시스템과 대비하여 무게가 가볍고, 공간을 적게 차지하며, 오일교환이 필요 없다는 장점이 존재하기 때문이다.
이러한 MDPS 시스템은 차량 조향 시 운전자가 스티어링 휠에 가해야 하는 조향 토크의 일부를 보조 동력원을 이용하여 제공함으로써 조향을 용이하게 한다. 즉, MDPS 시스템은 조향각센서, 토크센서 등을 통해 운전자의 조향 의도를 감지하며, 이러한 조향 의도에 더해 차량의 속력 등을 고려하여 알맞은 힘을 제공하도록 모터를 구동함으로써 조향력을 보조한다.
그런데 이러한 MDPS 시스템을 적용한 차량의 실제 운전 시, 기존의 유압 시스템을 사용한 경우보다 조향 응답성이 저하되어, 운전자가 이질감을 느끼는 경우가 많다는 문제점이 존재하였으며, 이를 해결하기 위한 다양한 연구 및 개발이 지속되고 있다.
한편 본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허 제10-2013-0056062호(2013.05.29)에 개시되어 있다.
본 발명은 조향 응답성이 우수한 전동식 파워 스티어링 시스템 및 그 제어방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명에 따른 전동식 파워 스티어링 시스템은 컬럼토크를 측정하는 토크센서; 조향각속도를 측정하는 조향각센서; 차량의 속도를 측정하는 차속센서; 및 상기 토크센서를 통해 측정된 컬럼토크 및 상기 조향각센서를 통해 측정된 조향각속도에 근거하여 임펄스성 강외란의 발생여부를 판단하고, 상기 임펄스성 강외란이 발생한 것으로 판단되면 상기 컬럼토크, 상기 조향각속도 및 상기 차속센서를 통해 측정된 차속에 근거하여 노면 보상 토크를 산출하며, 미리 정해진 보조 토크에 상기 산출된 노면 보상 토크를 가산하여 최종 보조 토크를 산출하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 전동식 파워 스티어링 시스템은 랙(rack)에 모터가 설치되는 R-MDPS 시스템이고, 상기 토크센서는 유니버설 조인트(universal joint)의 상단에 위치하며, 상기 조향각센서는 상기 토크센서의 상단에 위치하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 노면 보상 토크 산출 시, 상기 제어부는, 상기 컬럼토크, 상기 조향각속도 및 상기 차속에 근거하여 기본 보상 토크를 산출하고, 조향각가속도에 근거하여 보정상수를 산출하며, 상기 산출된 기본 보상 토크와 보정상수를 곱하여 상기 노면 보상 토크를 산출하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 보정상수 산출 시, 상기 제어부는 상기 조향각센서를 통해 측정된 조향각을 미분하여 상기 조향각가속도를 산출하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 노면 보상 토크 산출 시, 상기 제어부는, 상기 컬럼토크, 상기 조향각속도 및 상기 차속에 근거하여 기본 보상 토크를 산출하고, 모터의 각 변화로부터 모터의 각속도를 계산하며, 상기 계산된 모터의 각속도에 근거하여 보정상수를 산출하고, 상기 산출된 기본 보상 토크와 보정상수를 곱하여 상기 노면 보상 토크를 산출하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 전동식 파워 스티어링 시스템의 제어방법은 제어부가 컬럼토크를 측정하는 단계; 상기 제어부가 조향각속도를 측정하는 단계; 상기 제어부가 차속을 측정하는 단계; 상기 제어부가 상기 측정된 컬럼토크 및 조향각속도에 근거하여 임펄스성 강외란의 발생여부를 판단하는 단계; 상기 임펄스성 강외란이 발생한 것으로 판단되는 경우, 상기 제어부가 상기 측정된 컬럼토크, 조향각속도 및 차속에 근거하여 노면 보상 토크를 산출하는 단계; 및 상기 제어부가 미리 정해진 보조 토크에 상기 산출된 노면 보상 토크를 가산하여 최종 보조 토크를 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 노면 보상 토크를 산출하는 단계는, 상기 제어부가 상기 컬럼토크 조향각속도 및 차속에 근거하여 기본 보상 토크를 산출하는 단계; 상기 제어부가 조향각가속도에 근거하여 보정상수를 산출하는 단계; 및 상기 제어부가 상기 산출된 기본 보상 토크와 보정상수를 곱하여 상기 노면 보상 토크를 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 보정상수를 산출하는 단계는, 상기 제어부가 상기 측정된 조향각을 미분하여 상기 조향각가속도를 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 노면 보상 토크를 산출하는 단계는, 상기 제어부가 모터의 각속도를 계산하는 단계; 상기 제어부가 상기 컬럼토크 조향각속도 및 차속에 근거하여 기본 보상 토크를 산출하는 단계; 상기 제어부가 상기 계산된 모터의 각속도에 근거하여 보정상수를 산출하는 단계; 및 상기 제어부가 상기 산출된 기본 보상 토크와 보정상수를 곱하여 상기 노면 보상 토크를 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 전동식 파워 스티어링 시스템 및 그 제어방법은 임펄스성 강외란을 별도로 판단하여 보상함으로써 큰 노면 충격에 대한 빠른 어시스트가 가능하도록 하는 효과가 있다.
본 발명에 따른 전동식 파워 스티어링 시스템은 토크센서를 유니버설 조인트의 상단에 위치시킴으로써 운전자의 조향 입력으로부터의 응답성을 향상시킬 수 있도록 하는 효과가 있다.
본 발명에 따른 전동식 파워 스티어링 시스템 및 그 제어방법은 요레이트센서 등 MDPS 시스템의 외부에 장착된 센서를 통해 측정되는 신호가 아닌 컬럼토크 및 조향각속도에 근거하여 노면외란을 판단함으로써 CAN 통신에 따른 위상지연 등에 의한 응답성 저하를 방지할 수 있도록 하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 파워 스티어링 시스템의 구성을 나타낸 블록구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 파워 스티어링 시스템을 설명하기 위한 예시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 파워 스티어링 시스템에서 토크센서의 위치에 따라 달라지는 응답성을 설명하기 위한 예시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 파워 스티어링 시스템에서 컬럼토크와 횡가속도 사이의 관계를 설명하기 위한 예시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 파워 스티어링 시스템의 응답성 테스트 결과를 나타낸 예시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 파워 스티어링 시스템의 제어방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 파워 스티어링 시스템을 설명하기 위한 예시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 파워 스티어링 시스템에서 토크센서의 위치에 따라 달라지는 응답성을 설명하기 위한 예시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 파워 스티어링 시스템에서 컬럼토크와 횡가속도 사이의 관계를 설명하기 위한 예시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 파워 스티어링 시스템의 응답성 테스트 결과를 나타낸 예시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 파워 스티어링 시스템의 제어방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 전동식 파워 스티어링 시스템 및 그 제어방법의 일 실시예를 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 일 실시예에 따른 전동식 파워 스티어링 시스템의 구성을 나타낸 블록구성도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 파워 스티어링 시스템을 설명하기 위한 예시도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 파워 스티어링 시스템에서 토크센서의 위치에 따라 달라지는 응답성을 설명하기 위한 예시도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 파워 스티어링 시스템에서 컬럼토크와 횡가속도 사이의 관계를 설명하기 위한 예시도이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 파워 스티어링 시스템의 응답성 테스트 결과를 나타낸 예시도로서, 이를 참조하여 본 실시예에 따른 전동식 파워 스티어링 시스템을 설명하면 다음과 같다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 파워 스티어링 시스템은 제어부(100), 토크센서(110), 조향각센서(120), 차속센서(130)를 포함한다.
토크센서(110)는 컬럼토크를 측정할 수 있다. 여기서 컬럼토크는 스티어링 휠에 연결된 스티어링 컬럼의 토크를 의미한다.
조향각센서(120)는 조향각속도를 측정할 수 있다. 여기서 조향각속도는 스티어링 휠의 회전 속도를 의미한다. 예를 들어 조향각센서(120)는 광센서(optical sensor)를 포함하여 조향각속도를 측정할 수 있다.
차속센서(130)는 차량의 속도를 측정할 수 있다. 예를 들어 차속센서(130)는 트랜스미션 출력축의 회전을 검출하여 차량의 속도를 측정할 수 있다.
또한 제어부(100)는 MDPS 시스템 구동용 모터(140)의 각속도를 계산할 수 있다. 예를 들어 제어부(100)는 로터리 인코더(rotary encoder)를 이용하여 모터(140)의 각의 변화를 측정하고, 측정된 모터(140)의 각 변화로부터 모터(140)의 각속도를 측정할 수 있다.
한편 도 2에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 전동식 파워 스티어링 시스템은 랙(rack)에 모터(140)가 설치되는 R-MDPS 시스템이고, 토크센서(110)는 유니버설 조인트(universal joint)의 상단에 위치하며, 조향각센서(120)는 토크센서(110)의 상단에 위치하는 형태일 수 있다.
즉 종래의 R-MDPS에서 토크센서는 유니버설 조인트의 하단에 위치하였으나, 본 실시예와 같이, 토크센서(110)를 유니버설 조인트의 상단으로 배치시킬 경우, 운전자의 조향 입력으로부터의 응답성을 향상시킬 수 있다. 도 3을 참조하여 이러한 효과를 더 자세히 살펴보면 다음과 같다.
도 3은 토크센서의 위치변화에 따른 응답성을 비교하기 위하여, 차량의 온센터 주행에서 사인파형의 조타를 입력한 결과를 나타낸 예시도이다. 즉 도 3의 오른쪽 그래프에서 볼 수 있듯이, 토크센서를 유니버셜 조인트의 상단에 위치시킨 경우가 하단에 위치시킨 경우보다 횡가속도의 변화율이 크므로 응답성이 빠른 것을 확인할 수 있다.
또한 본 실시예에 따른 전동식 파워 스티어링 시스템은 조향각센서(120)를 최상단에 위치시킴으로써(종래의 C-MDPS 시스템과 달리), 운전자의 조향의도를 가장 빨리 파악할 수 있고, 토션바의 비틀림에 의한 측정값의 왜곡을 방지할 수 있다.
결과적으로 토크센서(110)를 유니버설 조인트의 상단에 위치시키며, 조향각센서(120)를 토크센서(110)의 상단에 위치시키면 빠른 반응성을 만족시킬 수 있으며, 이에 따라 응답성이 우수한 어시스트를 가능하게 한다.
한편 노면 피드백의 관점에서 볼 때, 조향각센서(120), 토크센서(110), 모터(140)의 각 측정으로 이어지는 구조는 종래의 R-MDPS 구조에 비해 지면정보에 대한 응답성이 무뎌질 수 있다.
따라서 본 실시예에 따른 구조는 래틀로나 벨지안로와 같은 노면에서의 느낌을 최소로 전달해주므로, 이에 대한 보상을 하지 않을 경우, 운전자가 노면 정보를 그대로 느낄 수 있으면서도 조향에 큰 방해를 받지 않는다.
다만 이러한 구조는 주기성 약외란뿐만 아니라 임펄스성 강외란에 대한 응답성 또한 무뎌지게 되므로, 빠른 어시스트가 필요한 경우에도 노면 피드백 반응이 느려질 수 있다.
즉 노면상태에 따른 외란은 둔턱이나 움푹 파인 지형에 의한 킥백 등과 같은 임펄스성 강외란과 래틀로 등에서 발생하는 주기성 약외란과 으로 구분될 수 있는데, 상술한 것과 같이 주기성 약외란은 큰 어시스트를 요구하지 않으므로 응답성이 무뎌지는 것이 오히려 장점일 수 있다. 반면 킥백 등과 같은 임펄스성 강외란은 외란 발생 즉시 이를 어시스트 해주어야 하므로, 응답성이 무뎌질 경우 운전자의 조향에 방해가 될 수 있으므로, 이를 고려하여 보상해줄 수 있는 방안이 요구된다.
따라서 제어부(100)는 토크센서(110)를 통해 측정된 컬럼토크 및 조향각센서(120)를 통해 측정된 조향각속도에 근거하여 임펄스성 강외란의 발생여부를 판단할 수 있다. 예를 들어 제어부(100)는 토크센서(110)를 통해 측정된 컬럼토크에 밴드패스 필터를 적용하여, 운전자의 조타, 노이즈 및 약외란에 의한 변동을 배제시킬 수 있다. 보다 구체적으로 제어부(100)는 1Hz와 2.5Hz의 컷오프 주파수를 갖는 밴드패스 필터를 사용하여 운전자의 조타 등에 의한 변동을 배제시킬 수 있다.
또한 제어부(100)는 밴드패스 필터를 통과한 컬럼토크와 조향각속도를 이용하여 차량의 덤프성 킥백 등 임펄스성 강외란의 발생여부를 정확히 판단할 수 있다. 일반적으로 킥백 신호는 1.2RPS를 중심으로 조향각이 산포되도록 하므로, 이를 통해 스티어링 휠의 조타 상태인지 수방상태인지를 구별할 수 있다. 보다 구체적으로는 0.2RPS에서 3RPS 사이에 1.2RPS를 중심으로 조향각이 산포되는 경우 임펄스성 강외란이 발생한 것으로 판단할 수 있다. 다만 이러한 수치는 차량의 사양, 차속 등에 따라 달라질 수 있다. 또한 이렇게 운전자가 스티어링 휠을 수방하는 경우에 제어부(100)는 스티어링 휠이 돌아가지 않도록 스티어링 휠을 강건화 시켜 운전 안정성을 향상시킬 수도 있다.
한편 이렇게 임펄스성 강외란이 발생한 것으로 판단되는 경우, 제어부(100)는 토크센서(110)를 통해 측정된 컬럼토크, 조향각센서(120)를 통해 측정된 조향각속도 및 차속센서(130)를 통해 측정된 차속에 근거하여 노면 보상 토크를 산출할 수 있다. 일반적으로 차속이 높을수록 킥백 등에 의한 충격감이 커지므로, 제어부(100)는 차속의 증가할수록 노면 보상 토크를 증가시킬 수 있다.
즉 차량의 속도가 감소할수록 노면 보상 토크를 감소시킬 수 있으므로, 본 실시예에 따른 전동식 파워 스티어링 시스템은 요레이트 센서 등을 사용하지 않고, 노면 피드백을 보상할 수 있다.
보다 구체적으로 도 4에서 볼 수 있듯이, 본 실시예에 따른 전동식 파워 스티어링 시스템은 유니버설 조인트 등 구조적 특성에 의해 실제 횡가속도가 컬럼토크로 유입되는 피드백 정보는 작다. 따라서 약외란에 의한 변동은 컬럼토크의 유입량이 작으므로 보상할지 않을 수 있다. 또한 도 4에서 볼 수 있듯이, 임펄스성 강외란의 경우 차량의 속도가 증가될수록 횡가속도와 컬럼토크 사이의 위상차이가 없어지게 되므로, 본 실시예에서와 같이 컬럼토크를 사용하여 노면 피드백을 보상할 수 있다.
한편 이때 제어부(100)는 컬럼토크, 조향각속도 및 차속에 근거하여 기본 보상 토크를 산출하고, 조향각가속도와 모터(140)의 각속도에 근거하여 보정상수를 산출하며, 상기 산출된 기본 보상 토크와 보정상수를 곱하는 방식으로 노면 보상 토크를 산출하여, 보상의 크기를 극대화할 수 있다.
예를 들어 제어부(100)는 컬럼토크, 조향각속도 및 차속에 대응하는 기본 보상 토크의 테이블을 사용하여 기본 보상 토크를 산출할 수 있고, 조향각가속도와 모터(140)의 각속도를 각각 하이 패스 필터에 통과시켜 곱하는 방식으로 보정상수를 산출할 수 있다. 즉 제어부(100)는 조향각가속도와 모터(140)의 각속도의 반응특성을 이용하여 임펄스성 강외란의 보상 속도와 크기를 극대화할 수 있다. 한편 이때 제어부(100)는 조향각센서(120)를 통해 측정된 조향각을 미분하여 조향각가속도를 산출할 수 있다.
제어부(100)는 이렇게 노면 보상 토크가 산출되면, 산출된 노면 보상 토크에 미리 정해진 보조 토크(MDPS 시스템의 기본 로직에 의한 어시스트 토크)를 가산하여 최종 보상 토크를 산출할 수 있으며, 이렇게 산출된 최종 보상 토크에 따라 모터(140)를 구동하여, 조향력을 보조할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 파워 스티어링 시스템의 제어방법을 설명하기 위한 흐름도로서, 이를 참조하여 본 실시예에 따른 전동식 파워 스티어링 시스템의 제어방법을 설명하면 다음과 같다.
도 6에 도시된 바와 같이, 제어부(100)는 먼저 컬럼토크, 조향각속도 및 차속을 측정한다(S200).
이어서 제어부(100)는 상기 단계(S200)에서 측정된 컬럼토크 및 조향각속도에 근거하여 킥백 등 임펄스성 강외란이 발생하였는지 판단한다(S210). 예를 들어 제어부(100)는 토크센서(110)를 통해 측정된 컬럼토크에 밴드패스 필터를 적용하여, 운전자의 조타, 노이즈 및 약외란에 의한 변동을 배제시킬 수 있다. 보다 구체적으로 제어부(100)는 1Hz와 2.5Hz의 컷오프 주파수를 갖는 밴드패스 필터를 사용하여 운전자의 조타 등에 의한 변동을 배제시킬 수 있다. 또한 제어부(100)는 밴드패스 필터를 통과한 컬럼토크와 조향각속도를 이용하여 차량의 덤프성 킥백 등 임펄스성 강외란의 발생여부를 정확히 판단할 수 있다. 일반적으로 킥백 신호는 1.2RPS를 중심으로 조향각이 산포되도록 하므로, 이를 통해 스티어링 휠의 조타 상태인지 수방상태인지를 구별할 수 있다. 보다 구체적으로는 0.2RPS에서 3RPS 사이에 1.2RPS를 중심으로 조향각이 산포되는 경우 임펄스성 강외란이 발생한 것으로 판단할 수 있다. 다만 이러한 수치는 차량의 사양, 차속 등에 따라 달라질 수 있다.
상기 단계(S210)의 판단결과, 임펄스성 강외란이 발생하였다면, 제어부(100)는 상기 단계(S200)에서 측정된 컬럼토크, 조향각속도 및 차속에 근거하여 노면 보상 토크를 산출한다(S220). 예를 들어 제어부(100)는 컬럼토크, 조향각속도 및 차속에 근거하여 기본 보상 토크를 산출하고, 조향각가속도와 모터(140)의 각속도에 근거하여 보정상수를 산출하며, 상기 산출된 기본 보상 토크와 보정상수를 곱하는 방식으로 노면 보상 토크를 산출하여, 보상의 크기를 극대화할 수 있다.
반면 상기 단계(S210)의 판단결과, 임펄스성 강외란이 발생하지 않았다면, 제어부(100)는 상기 단계(S200)로 회귀하여 컬럼토크, 조향각속도 및 차속의 측정부터 반복한다.
상기 단계(S220) 이후, 제어부(100)는 상기 단계(S220)에서 산출된 노면 보상 토크에 미리 정해진 보조 토크를 가산하여 최종 보상 토크를 산출한다(S230). 여기서 보조 토크는 MDPS 시스템의 기본 로직에 의한 기본 어시스트 토크를 의미한다.
이와 같이 본 발명의 실시예에 따른 전동식 파워 스티어링 시스템 및 그 제어방법은 임펄스성 강외란을 별도로 판단하여 보상함으로써 큰 노면 충격에 대한 빠른 어시스트가 가능하도록 하며, 컬럼토크 및 조향각속도에 근거하여 노면외란을 판단함으로써 CAN 통신에 따른 위상지연 등에 의한 응답성 저하를 방지할 수 있도록 한다.
또한 본 발명의 실시예에 따른 전동식 파워 스티어링 시스템은 토크센서를 유니버설 조인트의 상단에 위치시킴으로써 운전자의 조향 입력으로부터의 응답성을 향상시킬 수 있도록 한다.
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 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
100: 제어부
110: 토크센서
120: 조향각센서
130: 차속센서
140: 모터
110: 토크센서
120: 조향각센서
130: 차속센서
140: 모터
Claims (9)
- 컬럼토크를 측정하는 토크센서;
조향각속도를 측정하는 조향각센서;
차량의 속도를 측정하는 차속센서; 및
상기 토크센서를 통해 측정된 컬럼토크 및 상기 조향각센서를 통해 측정된 조향각속도에 근거하여 임펄스성 강외란의 발생여부를 판단하고, 상기 임펄스성 강외란이 발생한 것으로 판단되면 상기 컬럼토크, 상기 조향각속도 및 상기 차속센서를 통해 측정된 차속에 근거하여 노면 보상 토크를 산출하며, 미리 정해진 보조 토크에 상기 산출된 노면 보상 토크를 가산하여 최종 보조 토크를 산출하는 제어부를 포함하고,
상기 노면 보상 토크 산출 시, 상기 제어부는, 상기 컬럼토크, 상기 조향각속도 및 상기 차속에 근거하여 기본 보상 토크를 산출하고, 조향각가속도에 근거하여 보정상수를 산출하며, 상기 산출된 기본 보상 토크와 보정상수를 곱하여 상기 노면 보상 토크를 산출하되,
상기 보정상수 산출 시, 상기 제어부는 상기 조향각센서를 통해 측정된 조향각을 미분하여 상기 조향각가속도를 산출하는 것을 특징으로 하는 전동식 파워 스티어링 시스템.
- 제 1항에 있어서,
상기 전동식 파워 스티어링 시스템은 랙(rack)에 모터가 설치되는 R-MDPS 시스템이고, 상기 토크센서는 유니버설 조인트(universal joint)의 상단에 위치하며, 상기 조향각센서는 상기 토크센서의 상단에 위치하는 것을 특징으로 하는 전동식 파워 스티어링 시스템.
- 삭제
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- 컬럼토크를 측정하는 토크센서;
조향각속도를 측정하는 조향각센서;
차량의 속도를 측정하는 차속센서; 및
상기 토크센서를 통해 측정된 컬럼토크 및 상기 조향각센서를 통해 측정된 조향각속도에 근거하여 임펄스성 강외란의 발생여부를 판단하고, 상기 임펄스성 강외란이 발생한 것으로 판단되면 상기 컬럼토크, 상기 조향각속도 및 상기 차속센서를 통해 측정된 차속에 근거하여 노면 보상 토크를 산출하며, 미리 정해진 보조 토크에 상기 산출된 노면 보상 토크를 가산하여 최종 보조 토크를 산출하는 제어부를 포함하고,
상기 노면 보상 토크 산출 시, 상기 제어부는, 상기 컬럼토크, 상기 조향각속도 및 상기 차속에 근거하여 기본 보상 토크를 산출하고, 모터의 각 변화로부터 모터의 각속도를 계산하며, 상기 계산된 모터의 각속도에 근거하여 보정상수를 산출하고, 상기 산출된 기본 보상 토크와 보정상수를 곱하여 상기 노면 보상 토크를 산출하는 것을 특징으로 하는 전동식 파워 스티어링 시스템.
- 제어부가 컬럼토크를 측정하는 단계;
상기 제어부가 조향각속도를 측정하는 단계;
상기 제어부가 차속을 측정하는 단계;
상기 제어부가 상기 측정된 컬럼토크 및 조향각속도에 근거하여 임펄스성 강외란의 발생여부를 판단하는 단계;
상기 임펄스성 강외란이 발생한 것으로 판단되는 경우, 상기 제어부가 상기 측정된 컬럼토크, 조향각속도 및 차속에 근거하여 노면 보상 토크를 산출하는 단계; 및
상기 제어부가 미리 정해진 보조 토크에 상기 산출된 노면 보상 토크를 가산하여 최종 보조 토크를 산출하는 단계를 포함하고,
상기 노면 보상 토크를 산출하는 단계는,
상기 제어부가 상기 컬럼토크 조향각속도 및 차속에 근거하여 기본 보상 토크를 산출하는 단계;
상기 제어부가 조향각가속도에 근거하여 보정상수를 산출하는 단계; 및
상기 제어부가 상기 산출된 기본 보상 토크와 보정상수를 곱하여 상기 노면 보상 토크를 산출하는 단계를 포함하며,
상기 보정상수를 산출하는 단계는,
상기 제어부가 상기 측정된 조향각을 미분하여 상기 조향각가속도를 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동식 파워 스티어링 시스템의 제어방법.
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- 제어부가 컬럼토크를 측정하는 단계;
상기 제어부가 조향각속도를 측정하는 단계;
상기 제어부가 차속을 측정하는 단계;
상기 제어부가 상기 측정된 컬럼토크 및 조향각속도에 근거하여 임펄스성 강외란의 발생여부를 판단하는 단계;
상기 임펄스성 강외란이 발생한 것으로 판단되는 경우, 상기 제어부가 상기 측정된 컬럼토크, 조향각속도 및 차속에 근거하여 노면 보상 토크를 산출하는 단계; 및
상기 제어부가 미리 정해진 보조 토크에 상기 산출된 노면 보상 토크를 가산하여 최종 보조 토크를 산출하는 단계를 포함하고,
상기 노면 보상 토크를 산출하는 단계는,
상기 제어부가 모터의 각속도를 계산하는 단계;
상기 제어부가 상기 컬럼토크 조향각속도 및 차속에 근거하여 기본 보상 토크를 산출하는 단계;
상기 제어부가 상기 계산된 모터의 각속도에 근거하여 보정상수를 산출하는 단계; 및
상기 제어부가 상기 산출된 기본 보상 토크와 보정상수를 곱하여 상기 노면 보상 토크를 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전동식 파워 스티어링 시스템의 제어방법.
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