KR102486998B1 - Apparatus and Method for Compensation Torque Steer of Vehicle with Electric Power Steering System - Google Patents
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Abstract
본 발명은 전동식 동력 조향 시스템의 토크 스티어 보상 장치 및 방법에 관한 것으로서, 전동식 동력 조향 시스템의 토크 스티어 보상 장치는 차량의 조향 정보, 요레이트(yaw rate) 정보, 엔진 정보, 가속 페달 위치 정보 및 차속 정보 중 적어도 하나 이상을 수집하는 정보 수집부, 수집된 정보들을 기반으로 상기 차량이 급가속 상태인지 판단하는 급가속 판단부, 상기 차량의 급가속 발생시 수집된 상기 조향 정보 및 상기 요레이트 정보를 기반으로 차량 운동 모델을 생성하여 기준 요레이트를 추출하는 차량 모델링부, 추출된 상기 기준 요레이트 및 상기 차량의 현재 요레이트를 기반으로 보상 토크를 산출하는 토크 보상부 및 산출된 상기 보상 토크의 출력 제어 신호를 출력하는 토크 출력부를 포함한다.The present invention relates to an apparatus and method for compensating for torque steer of an electric power steering system, wherein the apparatus for compensating torque steer of an electric power steering system provides vehicle steering information, yaw rate information, engine information, accelerator pedal position information, and vehicle speed An information collection unit that collects at least one of information, a rapid acceleration determination unit that determines whether the vehicle is in a rapid acceleration state based on the collected information, and based on the steering information and the yaw rate information collected when rapid acceleration of the vehicle occurs A vehicle modeling unit generating a vehicle motion model and extracting a reference yaw rate, a torque compensating unit calculating a compensation torque based on the extracted reference yaw rate and a current yaw rate of the vehicle, and output control of the calculated compensation torque. A torque output unit for outputting a signal is included.
Description
본 발명은 전동식 동력 조향 시스템의 토크 스티어 보상 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 차량 급가속에 의해 발생하는 토크 스티어 현상에 따라 손실된 조향력을 보상하는 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method for compensating for torque steer in an electric power steering system, and more particularly, to an apparatus and method for compensating for a steering force lost due to a torque steer phenomenon caused by rapid acceleration of a vehicle.
차량이 급가속시 발생하는 토크 스티어(torque steer) 현상은 엔진과 변속기의 비대칭 배치로 인해 좌측과 우측이 동일한 구조를 갖지 못함에 따라 드라이브 샤프트(Drive Shaft)의 절각 차이에 의해 발생되는 현상이다.The torque steer phenomenon that occurs when a vehicle accelerates rapidly is a phenomenon caused by a difference in cut angle of a drive shaft as the left and right sides do not have the same structure due to the asymmetrical arrangement of the engine and transmission.
즉, 차량의 동력 전달 장치인 드라이브 라인(drive line)과 서스펜션(suspension)의 상호작용에 의해 구동축의 좌우 비대칭 및 절각의 길이 차이가 발생함에 따라 급가속하는 차량에 쏠리는 힘이 발행하는데, 이는 조향 계통의 랙(rack)을 이동시키므로 조향휠이 돌아가는 토크 스티어 현상이 발생한다.In other words, as the left-right asymmetry of the drive shaft and the difference in the length of the incisal angle occur due to the interaction between the drive line, which is the vehicle's power transmission device, and the suspension, a force that is concentrated on the rapidly accelerating vehicle is generated, which causes steering Since the rack of the system is moved, a torque steer phenomenon in which the steering wheel turns occurs.
이외에 토크 스티어현상을 발생시키는 원인은 엔진의 관성모멘트, 드라이브 샤프트의 좌/우 길이 차이 및 강성 차이 등이 있어 그 원인이 굉장히 복잡하고 다양하다.In addition, the causes of the torque steer phenomenon are the moment of inertia of the engine, the difference between the left and right lengths of the drive shaft, and the difference in stiffness, so the causes are very complex and diverse.
특히, 고출력 차량이나 터보와 같이 순간적으로 고출력을 하는 경우에는 토크 스티어 현상이 두드러지게 발생되어 성능을 저하시킨다.In particular, in the case of instantaneously high output, such as a high-output vehicle or a turbo, a torque steer phenomenon occurs conspicuously and deteriorates performance.
종래의 토크 스티어 저감을 위한 기술은 엔진 마운트(engine mount)의 변경, 드라이브 샤프트의 변경 등 영향 인자들을 변경시킴으로써 토크 스티어 현상 변화와 원인을 파악하고, 서스펜션의 노즈업(nose-up) 특성을 변경하기 위해 하드 포인트(hard-point) 및 엔진 마운트를 변경하고, 엔진 관성모멘트의 영향을 최소화시키며, 터보에 의한 순간 출력량을 최소화시키기 위해 터보 작동 시기를 변경하는 등의 기술이 존재하고 있으나, 이를 분석하기 위해서 많은 시간 및 비용이 소비되는 문제가 있다.Conventional technology for reducing torque steer identifies the change and cause of the torque steer phenomenon by changing influencing factors such as engine mount change and drive shaft change, and changes the nose-up characteristics of the suspension There are technologies such as changing the hard-point and engine mount, minimizing the effect of the engine moment of inertia, and changing the turbo operation timing to minimize the instantaneous power output by the turbo. There is a problem that a lot of time and money is consumed to do this.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로, 차량의 주행 정보를 기반으로 조향을 제어함으로써 토크 스티어를 보상하는 장치 및 방법을 제공한다.To solve the above problems, the present invention provides an apparatus and method for compensating torque steer by controlling steering based on driving information of a vehicle.
또한, 요 레이트를 기반으로 이에 대응하는 보상 토크를 산출하여 차량의 토크 스티어를 보상하는 장치 및 방법을 제공한다.In addition, an apparatus and method for compensating torque steer of a vehicle by calculating compensation torque corresponding thereto based on the yaw rate are provided.
본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems to be solved by the present invention are not limited to the above-mentioned problems, and other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 전동식 동력 조향 시스템의 토크 스티어 보상 장치는, 차량의 조향 정보, 요레이트(yaw rate) 정보, 엔진 정보, 가속 페달 위치 정보 및 차속 정보 중 적어도 하나 이상을 수집하는 정보 수집부, 수집된 정보들을 기반으로 상기 차량이 급가속 상태인지 판단하는 급가속 판단부, 상기 차량의 급가속 발생시 수집된 상기 조향 정보 및 상기 요레이트 정보를 기반으로 차량 운동 모델을 생성하여 기준 요레이트를 추출하는 차량 모델링부, 추출된 상기 기준 요레이트 및 상기 차량의 현재 요레이트를 기반으로 보상 토크를 산출하는 토크 보상부 및 산출된 상기 보상 토크의 출력 제어 신호를 출력하는 토크 출력부를 포함할 수 있다.An apparatus for compensating for torque steer of an electric power steering system according to an embodiment of the present invention for achieving the above object includes at least one of vehicle steering information, yaw rate information, engine information, accelerator pedal position information, and vehicle speed information. An information collection unit that collects one or more, a rapid acceleration determination unit that determines whether the vehicle is in a rapid acceleration state based on the collected information, and a vehicle movement based on the steering information and the yaw rate information collected when rapid acceleration of the vehicle occurs. A vehicle modeling unit that generates a model and extracts a reference yaw rate, a torque compensator that calculates a compensation torque based on the extracted reference yaw rate and the current yaw rate of the vehicle, and an output control signal of the calculated compensation torque. It may include a torque output unit that does.
그리고 상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 전동식 동력 조향 시스템의 토크 스티어 보상 방법은, 차량의 조향 정보, 요레이트(yaw rate) 정보, 엔진 정보, 가속 페달 위치 정보 및 차속 정보 중 적어도 하나 이상을 수집하는 정보 수집단계, 수집된 정보들을 기반으로 상기 차량이 급가속 상태인지 판단하는 급가속 판단단계, 상기 차량의 급가속 발생시 수집된 상기 조향 정보 및 상기 요레이트 정보를 기반으로 차량 운동 모델을 생성하여 기준 요레이트를 추출하는 차량 모델링단계, 추출된 상기 기준 요레이트를 기반으로 상기 차량의 현재 요레이트를 보상하는 보상 토크를 산출하는 토크 보상단계 및 산출된 상기 보상 토크의 출력 제어 신호를 출력하는 토크 출력단계를 포함할 수 있다.In addition, a torque steer compensation method of an electric power steering system according to an embodiment of the present invention for achieving the above object includes vehicle steering information, yaw rate information, engine information, accelerator pedal position information, and vehicle speed information. An information collection step of collecting at least one information, a rapid acceleration determination step of determining whether the vehicle is in a rapid acceleration state based on the collected information, a vehicle based on the steering information and the yaw rate information collected when rapid acceleration of the vehicle occurs. A vehicle modeling step of generating a motion model and extracting a reference yaw rate, a torque compensation step of calculating compensation torque for compensating the current yaw rate of the vehicle based on the extracted reference yaw rate, and output control of the calculated compensation torque A torque output step of outputting a signal may be included.
본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.Other specific details of the invention are included in the detailed description and drawings.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 전동식 동력 조향 시스템의 토크 스티어 보상 장치 및 방법은 차량의 급가속시 발생하는 토크 스티어를 빠르게 보상하므로 주행의 안정성을 향상시킬 수 있다.As described above, the apparatus and method for compensating for torque steer of an electric power steering system according to the present invention can improve driving stability by quickly compensating for torque steer generated during rapid acceleration of a vehicle.
또한, 본 발명에 따르면 토크 스티어 보상시, 조향휠의 조향감에 대한 이질감을 최소화할 수 있다.In addition, according to the present invention, when compensating for torque steer, it is possible to minimize a feeling of heterogeneity in steering feeling of a steering wheel.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 동력 조향 시스템의 토크 스티어 보상 장치에 대한 구성 블럭도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 동력 조향 시스템의 토크 스티어 보상 장치에 대한 데이터 흐름을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 동력 조향 시스템의 토크 스티어 보상 방법을 설명하는 순서도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 동력 조향 시스템의 토크 스티어 보상 방법을 설명하는 구체적인 흐름도이다.1 is a block diagram of a torque steer compensation device of an electric power steering system according to an embodiment of the present invention.
2 is a diagram showing a data flow for a torque steer compensation device of an electric power steering system according to an embodiment of the present invention.
3 is a flowchart illustrating a torque steer compensation method of an electric power steering system according to an embodiment of the present invention.
4 is a detailed flowchart illustrating a torque steer compensation method of an electric power steering system according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 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. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Advantages and features of the present invention, and methods of achieving them, will become clear with reference to the detailed description of the following embodiments taken in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in various different forms, only these embodiments make the disclosure of the present invention complete, and common knowledge in the art to which the present invention belongs. It is provided to fully inform the holder of the scope of the invention, and the present invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numbers designate like elements throughout the specification.
비록 제1, 제2 등이 다양한 소자, 구성요소 및/또는 섹션들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 소자, 구성요소 및/또는 섹션들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 소자, 구성요소 또는 섹션들을 다른 소자, 구성요소 또는 섹션들과 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 소자, 제1 구성요소 또는 제1 섹션은 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 소자, 제2 구성요소 또는 제2 섹션일 수도 있음은 물론이다.Although first, second, etc. are used to describe various elements, components and/or sections, it is needless to say that these elements, components and/or sections are not limited by these terms. These terms are only used to distinguish one element, component or section from another element, component or section. Accordingly, it goes without saying that the first element, first element, or first section referred to below may also be a second element, second element, or second section within the spirit of the present invention.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "이루어지다(made of)"는 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. Terminology used herein is for describing the embodiments and is not intended to limit the present invention. In this specification, singular forms also include plural forms unless specifically stated otherwise in a phrase. As used in the specification, a referenced component, step, operation and/or element to "comprises" and/or "made of" refers to one or more other components, steps, operations and/or elements. Existence or additions are not excluded.
이하, 본 발명에 대하여 첨부된 도면에 따라 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 동력 조향 시스템의 토크 스티어 보상 장치(100)에 대한 구성 블록도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 동력 조향 시스템의 토크 스티어 보상 장치(100)에 대한 데이터 흐름을 나타내는 도면이다. 1 is a block diagram of a torque
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 전동식 동력 조향 시스템의 토크 스티어 보상 장치(100)는 차량의 조향 정보, 요레이트(yaw rate) 정보, 엔진 정보, 가속 페달 위치 정보 및 차속 정보 중 적어도 하나 이상을 수집하는 정보 수집부(110), 수집된 정보들을 기반으로 상기 차량이 급가속 상태인지 판단하는 급가속 판단부(120), 상기 차량의 급가속 발생시 수집된 상기 조향 정보 및 상기 요레이트 정보를 기반으로 차량 운동 모델을 생성하여 기준 요레이트를 추출하는 차량 모델링부(130), 추출된 상기 기준 요레이트 및 상기 차량의 현재 요레이트를 기반으로 보상 토크를 산출하는 토크 보상부(140) 및 산출된 상기 보상 토크의 출력 제어 신호를 출력하는 토크 출력부(150)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1 , an
구체적으로 도 2를 참조하면, 정보 수집부(110)는 조향휠의 조향각을 검출하는 조향각 센서, 조향휠의 조향 토크를 검출하는 토크 센서로부터 상기 조향 정보를 수집할 수 있고, 요레이트 센서로부터 상기 요레이트 정보를 수집할 수 있고, 엔진 회전수, 엔진 토크를 검출하는 엔진에 구비된 각종 센서로부터 엔진 정보를 수집할 수 있다.Specifically, referring to FIG. 2 , the
더불어 정보 수집부(110)는 가속 페달 위치 센서로부터 가속 페달 위치 정보를 수집할 수 있고, 차속 센서 또는 차량의 전륜 또는 후륜의 회전 속도를 검출하는 휠속 센서로부터 상기 차속 정보를 수집할 수 있다.In addition, the
따라서, 정보 수집부(110)는 인터넷을 비롯한 ISDN(Integrated Services Digital Network), ADSL(Asymmetric Digital Subscriber Line), LAN(Local Area Network), Ethernet, CAN(Controller Area Network), TCP/IP 기반 통신망, 광통신망, CDMA, WCDMA 등의 이동 통신망을 포함하는 무선 통신망, 지그비(Zigbee), 블루투스 (Bluetooth) 등의 근거리 통신망을 통해 상술한 정보를 수집할 수 있다.Accordingly, the
그리고 급가속 판단부(120)는 정보 수집부(110)에서 수집된 정보들을 기반으로 상기 차량이 급가속 상태인지 판단하는데, 판단 조건은 하기의 표 1과 같다.Further, the rapid
상기 표 1을 참조하면, 상기 차량의 차속이 40 kph 이상인지, 엔진 회전 속도가 3000 rpm 이상인지, 엔진 토크와 구동 변속비의 곱이 20 % 이상인지, 가속 페달 위치가 90 % 이상인지, 요레이트가 0.25 deg/s 이상인지, 조향각이 5°이하인지, 조향 토크가 0.5 Nm이하인지 판단함으로써 상기 차량이 급가속 상태인지 결정할 수 있다.Referring to Table 1, whether the vehicle speed of the vehicle is 40 kph or more, the engine rotation speed is 3000 rpm or more, the product of engine torque and drive transmission ratio is 20% or more, the accelerator pedal position is 90% or more, and the yaw rate is It is possible to determine whether the vehicle is in a rapid acceleration state by determining whether the speed is 0.25 deg/s or more, the steering angle is 5° or less, and the steering torque is 0.5 Nm or less.
이때, 구동 변속비(transmission ratio)는 변속기에서 입력축에 대한 출력축의 회전수 비율을 의미한다.At this time, the drive transmission ratio means a rotation speed ratio of the output shaft to the input shaft in the transmission.
그러나 상기 표 1의 기재된 급가속 상태 판단 조건들을 모두 만족할 필요는 없으며, 차종에 따라 상기 조건은 달라질 수 있다.However, it is not necessary to satisfy all of the conditions for determining the rapid acceleration state described in Table 1, and the conditions may vary depending on the type of vehicle.
그리고 차량 모델링부(130)는 정보 수집부(110)에서 수집된 상기 조향 정보 및 상기 요레이트 정보를 기반으로 상기 조향각에 대응되는 상기 기준 요레이트를 산출하는 2자유도 차량 운동 모델을 생성할 수 있다. 즉, 상기 2자유도 차량 운동 모델은 상기 조향각에 따르는 요레이트를 매칭시키고, 현재 상기 차량의 운동 상태에 따라 상기 기준 요레이트를 산출할 수 있다. 그러나 상기 차량 운동 모델이 상술한 2자유도 차량 운동 모델로 한정되지는 않는다.Further, the
또한, 차량 모델링부(130)는 상기 차량의 급가속이 발생한 소정시간 동안의 요레이트 변화량을 평활화(smoothing)하여 상기 기준 요레이트를 산출할 수 있다. 즉, 상기 차량이 급가속시에는 정보 수집부(110)에서 수집된 요레이트 정보가 시간에 따라 큰 변화량을 가지므로 상기 기준 요레이트를 산출하기 어려운 문제가 있다. 따라서 상기 기준 요레이트를 용이하게 산출하기 위해 상기 요레이트의 변화량을 평활화하는 작업을 수행한다.In addition, the
그리고 토크 보상부(140)는 정보 수집부(110)에서 수집된 상기 차량의 현재 요레이트와 차량 모델링부(130)에서 수신된 상기 기준 요레이트의 차이값을 산출하고, 상기 차이값에 대응하는 상기 보상 토크를 산출할 수 있다.Further, the
이때, 토크 보상부(140)는 PID 제어(Proportional Integral Derivative Control) 알고리즘을 적용하여 상기 보상 토크를 산출할 수 있는데, PID 제어는 제어 변수와 기준 입력 사이의 오차에 근거하여 출력이 기준값을 유지하도록 하는 피드백 제어 알고리즘으로, 상기 차이값에 대한 상기 보상 토크를 산출할 수 있다.At this time, the
그리고 토크 출력부(150)는 토크 보상부(140)에서 수신된 상기 보상 토크에 따른 상기 출력 제어 신호를 조향 보조 모터로 출력하여 손실 조향력을 보상할 수 있다.The
즉, 토크 출력부(150)는 토크 스티어 현상에 의해 발생된 상기 보상 토크에 상응하는 전류를 출력하는 제어 신호를 상기 조향 보조 모터로 출력함으로써, 상기 차량에 토크 스티어 현상에 의한 영향을 최소화할 수 있다.That is, the
더불어, 토크 출력부(150)는 상기 차량의 현재 조향 정보를 기반으로 조향 보조 동력에 대한 조향 토크를 수신 또는 연산하고, 이를 상기 보상 토크와 합하여 상기 제어 신호를 출력할 수 있다.In addition, the
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 전동식 동력 조향 시스템의 토크 스티어 보상 장치(100)는 상기 조향각에 대한 상기 요레이트를 기반으로 피드백 제어하여 상기 보상 토크를 보상하므로, 신뢰성을 향상시킬 수 있다. As described above, since the torque
또한, 빠른 보상 토크의 제공이 가능하므로 상기 토크 스티어 현상에 의한 조향휠의 쏠림을 바로 복원하므로 주행의 안정성을 향상시킬 수 있다.In addition, since it is possible to provide fast compensating torque, driving stability can be improved by immediately restoring the steering wheel drift caused by the torque steer phenomenon.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 동력 조향 시스템의 토크 스티어 보상 방법을 설명하는 순서도이다.3 is a flowchart illustrating a torque steer compensation method of an electric power steering system according to an embodiment of the present invention.
본 발명에 따른 전동식 동력 조향 시스템의 토크 스티어 보상 방법은 차량의 조향 정보, 요레이트(yaw rate) 정보, 엔진 정보, 가속 페달 위치 정보 및 차속 정보 중 적어도 하나 이상을 수집하는 정보 수집단계(S300), 수집된 정보들을 기반으로 상기 차량이 급가속 상태인지 판단하는 급가속 판단단계(S310), 상기 차량의 급가속 발생시 수집된 상기 조향 정보 및 상기 요레이트 정보를 기반으로 차량 운동 모델을 생성하여 기준 요레이트를 추출하는 차량 모델링단계(S320), 추출된 상기 기준 요레이트를 기반으로 상기 차량의 현재 요레이트를 보상하는 보상 토크를 산출하는 토크 보상단계(S330) 및 산출된 상기 보상 토크의 출력 제어 신호를 출력하는 토크 출력단계(S340)를 포함할 수 있다.A torque steer compensation method of an electric power steering system according to the present invention includes an information collection step (S300) of collecting at least one of vehicle steering information, yaw rate information, engine information, accelerator pedal position information, and vehicle speed information. , a rapid acceleration determination step of determining whether the vehicle is in a rapid acceleration state based on the collected information (S310), a vehicle motion model is created based on the steering information and the yaw rate information collected when rapid acceleration of the vehicle occurs, and A vehicle modeling step of extracting a yaw rate (S320), a torque compensation step of calculating a compensation torque for compensating the current yaw rate of the vehicle based on the extracted reference yaw rate (S330), and output control of the calculated compensation torque A torque output step (S340) of outputting a signal may be included.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전동식 동력 조향 시스템의 토크 스티어 보상 방법을 설명하는 구체적인 흐름도이다.4 is a detailed flowchart illustrating a torque steer compensation method of an electric power steering system according to an embodiment of the present invention.
도 4를 참조하면, 차량의 엔진 회전수, 엔진 토크를 검출하는 엔진에 구비된 각종 센서로부터 엔진 정보를 수집하고, 가속 페달 위치 센서로부터 가속 페달 위치 정보를 수집하고, 차속 센서 또는 차량의 전륜 또는 후륜의 회전 속도를 검출하는 휠속 센서로부터 차속 정보를 수집한다(S400).Referring to FIG. 4 , engine information is collected from various sensors provided in the engine for detecting engine speed and engine torque of a vehicle, accelerator pedal position information is collected from an accelerator pedal position sensor, and a vehicle speed sensor or front wheel or Vehicle speed information is collected from the wheel speed sensor that detects the rotational speed of the rear wheels (S400).
이와 동시에 상기 차량의 조향각 센서, 토크 센서로부터 조향 정보를 수집하고, 요레이트 센서로부터 요레이트(yaw rate) 정보를 수집한다(S410).At the same time, steering information is collected from the vehicle's steering angle sensor and torque sensor, and yaw rate information is collected from the yaw rate sensor (S410).
그리고 수집된 상술한 정보들을 이용하여 상기 표 1의 기재된 급가속 상태 판단 조건을 기반으로 상기 차량이 급가속 상태인지 판단한다(S420).Then, it is determined whether the vehicle is in a rapid acceleration state based on the rapid acceleration state determination condition described in Table 1 using the above-described collected information (S420).
만약, 상기 차량이 급가속 상태가 아니면, 상기 보상 토크에 상응하는 전류를 미출력하는 제어 신호를 생성하거나 상기 차량의 현재 조향 정보를 기반으로 조향 보조 동력에 대한 조향 토크만을 출력하는 제어 신호를 생성하고(S480), 상기 조향 보조 모터로 송신한다.If the vehicle is not in a rapid acceleration state, a control signal for not outputting a current corresponding to the compensation torque is generated or a control signal for outputting only steering torque for steering assist power based on current steering information of the vehicle is generated, (S480), it is transmitted to the steering assist motor.
반면에, 상기 차량이 급가속 상태이면, 수집된 상기 조향 정보 및 상기 요레이트 정보를 기반으로 조향각에 대응되는 기준 요레이트를 산출하는 2자유도 차량 운동 모델을 생성한다(S430).On the other hand, if the vehicle is in a rapid acceleration state, a 2DOF vehicle motion model for calculating a reference yaw rate corresponding to a steering angle is generated based on the collected steering information and the yaw rate information (S430).
더불어, 상기 차량의 급가속이 발생한 소정시간 동안의 요레이트 변화량을 평활화(smoothing)하여(S440) 상기 기준 요레이트를 산출한다(S450).In addition, the reference yaw rate is calculated by smoothing the yaw rate change amount for a predetermined time when the rapid acceleration of the vehicle occurs (S440).
그러면 수집된 상기 차량의 현재 요레이트와 상기 기준 요레이트의 차이값을 산출하고(S460), 상기 차이값을 PID 제어 알고리즘에 적용하여 보상 토크를 산출한다(S470).Then, a difference value between the collected current yaw rate of the vehicle and the reference yaw rate is calculated (S460), and a compensation torque is calculated by applying the difference value to a PID control algorithm (S470).
그리고 상기 보상 토크에 상응하는 전류의 출력 제어 신호를 생성하고(S480), 이를 조향 보조 모터로 출력하여 손실 조향력을 보상한다(S490).Then, an output control signal of a current corresponding to the compensation torque is generated (S480) and outputted to the steering assist motor to compensate for lost steering force (S490).
즉, 상기 손실 조향력을 상기 차량에 보상함으로써, 차량 급가속시 토크 스티어 현상에 의해 발생한 조향휠의 쏠림을 용이하게 보상할 수 있다.That is, by compensating for the lost steering force to the vehicle, it is possible to easily compensate for the steering wheel drift caused by the torque steer phenomenon during rapid acceleration of the vehicle.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 전동식 동력 조향 시스템의 토크 스티어 보상 장치 및 방법은 차량의 급가속시 발생하는 토크 스티어를 빠르게 보상하므로 주행의 안정성을 향상시킬 수 있다. 또한, 본 발명에 따르면 토크 스티어 보상시, 조향휠의 조향감에 대한 이질감을 최소화할 수 있다.As described above, the apparatus and method for compensating for torque steer of an electric power steering system according to the present invention can improve driving stability by quickly compensating for torque steer generated during rapid acceleration of a vehicle. In addition, according to the present invention, when compensating for torque steer, it is possible to minimize a feeling of heterogeneity in steering feeling of a steering wheel.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The above description is merely an example of the technical idea of the present invention, and various modifications and variations can be made to those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the present invention. The protection scope of the present invention should be construed according to the claims below, and all technical ideas within the equivalent range should be construed as being included in the scope of the present invention.
100 : 토크 스티어 보상 장치
110 : 정보 수집부 120 : 급가속 판단부
130 : 차량 모델링부 140 : 토크 보상부
150 : 토크 출력부100: torque steer compensation device
110: information collection unit 120: rapid acceleration determination unit
130: vehicle modeling unit 140: torque compensation unit
150: torque output unit
Claims (10)
수집된 정보들을 기반으로 상기 차량이 급가속 상태인지 판단하는 급가속 판단부;
상기 차량의 급가속 발생시 수집된 상기 조향 정보 및 상기 요레이트 정보를 기반으로 차량 운동 모델을 생성하여 기준 요레이트를 추출하는 차량 모델링부;
추출된 상기 기준 요레이트 및 상기 차량의 현재 요레이트를 기반으로 보상 토크를 산출하는 토크 보상부; 및
산출된 상기 보상 토크의 출력 제어 신호를 출력하는 토크 출력부;를 포함하고,
상기 차량 모델링부는,
상기 차량의 급가속이 발생한 소정시간 동안의 요레이트 변화량을 평활화(smoothing)하여 상기 기준 요레이트를 산출하는 토크 스티어 보상 장치.an information collection unit that collects at least one of vehicle steering information, yaw rate information, engine information, accelerator pedal position information, and vehicle speed information;
A rapid acceleration determination unit determining whether the vehicle is in a rapid acceleration state based on the collected information;
a vehicle modeling unit that extracts a reference yaw rate by generating a vehicle motion model based on the steering information and the yaw rate information collected when rapid acceleration of the vehicle occurs;
a torque compensator calculating compensation torque based on the extracted reference yaw rate and the current yaw rate of the vehicle; and
A torque output unit configured to output an output control signal of the calculated compensation torque;
The vehicle modeling unit,
A torque steer compensation device for calculating the reference yaw rate by smoothing a yaw rate change amount for a predetermined time when the vehicle rapidly accelerates.
상기 차량 모델링부는,
조향각에 대응되는 상기 기준 요레이트를 산출하는 2자유도 차량 운동 모델을 생성하는 토크 스티어 보상 장치.According to claim 1,
The vehicle modeling unit,
A torque steer compensator for generating a two-degree-of-freedom vehicle motion model for calculating the reference yaw rate corresponding to a steering angle.
상기 토크 보상부는,
상기 현재 요레이트와 상기 기준 요레이트의 차이값에 대응하는 상기 보상 토크를 산출하는 토크 스티어 보상 장치.According to claim 1,
The torque compensator,
A torque steer compensator for calculating the compensation torque corresponding to a difference between the current yaw rate and the reference yaw rate.
상기 토크 보상부는,
PID 제어(Proportional Integral Derivative Control) 알고리즘을 적용하여 상기 보상 토크를 산출하는 토크 스티어 보상 장치.According to claim 1,
The torque compensator,
A torque steer compensation device for calculating the compensation torque by applying a PID control (Proportional Integral Derivative Control) algorithm.
상기 토크 출력부는,
상기 출력 제어 신호를 조향 보조 모터로 출력하여 손실 조향력을 보상하는 토크 스티어 보상 장치.According to claim 1,
The torque output unit,
A torque steer compensator for compensating for lost steering force by outputting the output control signal to a steering auxiliary motor.
수집된 정보들을 기반으로 상기 차량이 급가속 상태인지 판단하는 급가속 판단단계;
상기 차량의 급가속 발생시 수집된 상기 조향 정보 및 상기 요레이트 정보를 기반으로 차량 운동 모델을 생성하여 기준 요레이트를 추출하는 차량 모델링단계;
추출된 상기 기준 요레이트를 기반으로 상기 차량의 현재 요레이트를 보상하는 보상 토크를 산출하는 토크 보상단계; 및
산출된 상기 보상 토크의 출력 제어 신호를 출력하는 토크 출력단계;를 포함하고,
상기 차량 모델링단계는,
상기 차량의 급가속이 발생한 소정시간 동안의 요레이트 변화량을 평활화(smoothing)하여 상기 기준 요레이트를 산출하는 토크 스티어 보상 방법.an information collection step of collecting at least one of vehicle steering information, yaw rate information, engine information, accelerator pedal position information, and vehicle speed information;
A rapid acceleration determination step of determining whether the vehicle is in a rapid acceleration state based on the collected information;
a vehicle modeling step of extracting a reference yaw rate by generating a vehicle motion model based on the steering information and the yaw rate information collected when rapid acceleration of the vehicle occurs;
a torque compensation step of calculating compensation torque for compensating for a current yaw rate of the vehicle based on the extracted reference yaw rate; and
And a torque output step of outputting an output control signal of the calculated compensation torque;
The vehicle modeling step,
The torque steer compensation method of calculating the reference yaw rate by smoothing a yaw rate change amount for a predetermined time when the vehicle rapidly accelerates.
상기 차량 모델링단계는,
조향각에 대응하는 상기 기준 요레이트를 산출하여 2자유도 차량 운동 모델을 생성하는 토크 스티어 보상 방법.According to claim 7,
The vehicle modeling step,
A torque steer compensation method of generating a two-degree-of-freedom vehicle motion model by calculating the reference yaw rate corresponding to a steering angle.
상기 토크 보상단계는,
PID 제어(Proportional Integral Derivative Control) 알고리즘을 적용하여 상기 보상 토크를 산출하는 토크 스티어 보상 방법.According to claim 7,
The torque compensation step,
A torque steer compensation method for calculating the compensation torque by applying a PID control (Proportional Integral Derivative Control) algorithm.
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