KR102663603B1 - Controlled method for steering in steer-by-wire system - Google Patents

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KR102663603B1
KR102663603B1 KR1020160164854A KR20160164854A KR102663603B1 KR 102663603 B1 KR102663603 B1 KR 102663603B1 KR 1020160164854 A KR1020160164854 A KR 1020160164854A KR 20160164854 A KR20160164854 A KR 20160164854A KR 102663603 B1 KR102663603 B1 KR 102663603B1
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Abstract

본 발명은 목표하는 조향반력토크를 명확하게 규정하여, 차량의 주행상황에 적합하게 조향 반력제어가 이루어지도록 한 기술에 관한 것으로, 본 발명에서는, 차량의 주행상태를 반영하는 출력값과 조타상태를 반영하는 출력값의 관계로 1차 목표 조향반력토크를 산출하는 제1산출단계; 상기 1차 목표 조향반력토크와 노면 마찰상태를 반영하는 노면마찰력의 관계로 2차 목표 조향반력토크를 산출하는 제2산출단계; 및 상기 2차 목표 조향반력토크와, 토크센서에 의해 측정된 조타토크의 차이를 연산하고, 이 차이를 보상하기 위한 어시스트토크를 결정하여 반력제어모터를 제어하는 어시스트제어단계;를 포함하여 구성되는 스티어 바이 와이어 시스템의 조향 제어방법이 소개된다.The present invention relates to a technology that clearly defines the target steering reaction force torque and enables steering reaction force control to be suitable for the driving situation of the vehicle. In the present invention, the output value that reflects the driving state of the vehicle and the steering state are reflected. A first calculation step of calculating the first target steering reaction force torque in relation to the output value; A second calculation step of calculating a second target steering reaction force torque based on the relationship between the first target steering reaction force torque and road surface friction reflecting the road surface friction state; And an assist control step of calculating the difference between the secondary target steering reaction force torque and the steering torque measured by a torque sensor, determining an assist torque to compensate for this difference, and controlling the reaction force control motor. The steering control method of the steer-by-wire system is introduced.

Description

스티어 바이 와이어 시스템의 조향 제어방법{CONTROLLED METHOD FOR STEERING IN STEER-BY-WIRE SYSTEM}Steering control method of steer-by-wire system {CONTROLLED METHOD FOR STEERING IN STEER-BY-WIRE SYSTEM}

본 발명은 조향반력 생성을 위한 목표 조향토크를 명확하게 규정하여, 차량의 주행상황에 보다 적합하게 조향 반력제어가 이루어지도록 한 스티어 바이 와이어 시스템의 조향 제어방법에 관한 것이다.The present invention relates to a steering control method for a steer-by-wire system that clearly defines a target steering torque for generating steering reaction force and enables steering reaction force control to be more appropriate for the driving situation of the vehicle.

스티어 바이 와이어 시스템(STEER-BY-WIRE SYSTEM)은 스티어링휠과 차량의 구동바퀴의 기계적 연결을 분리한 조향시스템으로, 스티어링휠의 회전 신호를 전자제어유니트(ECU)를 통해 입력받고, 입력된 회전 신호를 바탕으로 구동바퀴에 연결된 조향모터를 작동시켜 차량을 조향할 수 있다.The steer-by-wire system (STEER-BY-WIRE SYSTEM) is a steering system that separates the mechanical connection between the steering wheel and the vehicle's driving wheels. It receives the steering wheel's rotation signal through the electronic control unit (ECU) and adjusts the input rotation. Based on the signal, the vehicle can be steered by operating the steering motor connected to the driving wheel.

이러한, 스티어 바이 와이어 시스템은 기존의 조향시스템이 갖는 기계적 연결구조가 제거되어 있기 때문에 운전자가 필요로 하는 조향정보를 제대로 피드백 받을 수 없는 단점이 있다.This steer-by-wire system has the disadvantage of not being able to properly receive steering information needed by the driver because the mechanical connection structure of the existing steering system is removed.

이에, 기존의 조향시스템의 경우 유니버셜조인트 등을 통한 기계적 연결구조로 인해 조향반력을 별도 생성할 필요가 없지만, 스티어 바이 와이어 시스템의 경우에는 모터 등을 이용하여 조향반력 또는 복원반력을 생성하게 된다.Accordingly, in the case of an existing steering system, there is no need to separately generate a steering reaction force due to a mechanical connection structure through a universal joint, etc., but in the case of a steer-by-wire system, a steering reaction force or restoration reaction force is generated using a motor, etc.

예컨대, 어시스트제어모듈, 마찰 보상제어모듈 등 여러 기능의 모듈에서 확보한 출력값을 이용하여 조향반력 생성에 필요한 어시스트 제어량을 결정할 수 있다.For example, the assist control amount required to generate steering reaction force can be determined using output values obtained from various functional modules such as the assist control module and friction compensation control module.

다만, 이 같은 기존의 방식은 여러 모듈의 기능이 서로 상충되어 조향 반력 제어 기능을 저하시킬 수 있는 문제가 있다. 즉, 마찰 보상제어의 경우는 모터 어시스트토크를 증대시키는 경향으로 제어가 되는데, 댐핑 제어의 경우에는 모터 어시스트토크를 감소시키는 경향으로 제어가 이루어지게 되는바, 이들 기능이 서로 상충되는 경우 조향 반력제어가 부정확할 수 있는 문제가 있다.However, this existing method has a problem in that the functions of several modules conflict with each other, which may deteriorate the steering reaction force control function. In other words, in the case of friction compensation control, control is performed with a tendency to increase the motor assist torque, while in the case of damping control, control is performed with a tendency to decrease the motor assist torque. When these functions conflict with each other, the steering reaction force control is controlled. There is a problem that may be inaccurate.

상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.The matters described as background technology above are only for the purpose of improving understanding of the background of the present invention, and should not be taken as recognition that they correspond to prior art already known to those skilled in the art.

KR 10-2011-0081608 AKR 10-2011-0081608 A

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 조향반력 생성을 위한 목표 조향토크를 명확하게 규정하여, 차량의 주행상황에 보다 적합하게 조향 반력제어가 이루어지도록 한 스티어 바이 와이어 시스템의 조향 제어방법을 제공하는 데 있다.The present invention was developed to solve the problems described above, and is a steer-by-wire system that clearly defines the target steering torque for generating steering reaction force and allows steering reaction force control to be more appropriate for the driving situation of the vehicle. The purpose is to provide a steering control method.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은, 제어기가 차량의 주행상태를 반영하는 출력값과 조타상태를 반영하는 출력값의 관계로 1차 목표 조향반력토크를 산출하는 제1산출단계; 제어기가 상기 1차 목표 조향반력토크와 노면 마찰상태를 반영하는 노면마찰력의 관계로 2차 목표 조향반력토크를 산출하는 제2산출단계; 및 제어기가 상기 2차 목표 조향반력토크와, 토크센서에 의해 측정된 조타토크의 차이를 연산하고, 이 차이를 보상하기 위한 어시스트토크를 결정하여 반력제어모터를 제어하는 어시스트제어단계;를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.The configuration of the present invention for achieving the above object includes a first calculation step in which the controller calculates a primary target steering reaction force torque based on the relationship between an output value reflecting the driving state of the vehicle and an output value reflecting the steering state; A second calculation step in which the controller calculates a secondary target steering reaction force torque based on the relationship between the first target steering reaction force torque and road surface friction reflecting the road surface friction state; And an assist control step in which the controller calculates the difference between the secondary target steering reaction force torque and the steering torque measured by a torque sensor, determines an assist torque to compensate for this difference, and controls the reaction force control motor. It can be characterized as:

상기 제1산출단계에서는, 차속과, 조타각과, 조타각속도 및 조타토크의 관계로 1차 목표 조향반력토크를 산출할 수 있다.In the first calculation step, the first target steering reaction force torque can be calculated based on the relationship between vehicle speed, steering angle, steering angle speed, and steering torque.

상기 제2산출단계에서는, 상기 노면마찰력에 의해 결정되는 마찰게인값을 상기 1차 목표 조향반력토크에 반영하여 2차 목표 조향반력토크를 산출할 수 있다.In the second calculation step, the friction gain value determined by the road surface friction can be reflected in the first target steering reaction force torque to calculate the second target steering reaction force torque.

여기서, 0 < 마찰게인값(a) ≤ 1 임.Here, 0 < friction gain value (a) ≤ 1.

상기 마찰게인값은 상기 노면마찰력에 비례하여 결정될 수 있다.The friction gain value may be determined in proportion to the road surface friction.

상기 제2산출단계 이전에, 상기 조타상태를 반영하는 출력값을 바탕으로 조향각 중립으로 복원하는 복원조건을 만족하는지 판단하는 복원판단단계;를 더 포함하고, 상기 제2산출단계에서는, 상기 복원조건 만족시, 상기 출력값에 의해 결정되는 복원조향게인값을 상기 1차 목표 조향반력토크에 반영하여 2차 목표 조향반력토크를 산출할 수 있다.Before the second calculation step, it further includes a restoration determination step of determining whether restoration conditions for restoring the steering angle to neutral are satisfied based on the output value reflecting the steering state, and in the second calculation step, the restoration condition is satisfied. At this time, the restoration steering gain value determined by the output value may be reflected in the first target steering reaction force torque to calculate the second target steering reaction force torque.

여기서, 1 ≤ 복원조향게인값(b) ≤ 2 임.Here, 1 ≤ restoration steering gain value (b) ≤ 2.

상기 복원판단단계에서는, '조타각 * 조타각속도 < 0' 인 경우, 복원조건을 만족하는 것으로 판단하고; 상기 제2산출단계에서는, '|조타각속도| > 기준조타각속도' 또는 '|조타토크 변화율| > 기준조타토크변화율' 을 만족시 카운터를 가산하여 누적하고, 불만족시 카운터를 0으로 리셋하여 카운터를 구하되, 상기 복원조향게인값이 카운터에 비례하여 결정될 수 있다.In the restoration determination step, if 'steering angle * steering angle speed < 0', it is determined that the restoration conditions are satisfied; In the second calculation step, '|steering angle speed| > Reference steering angle speed' or '|Steering torque change rate| > When the 'standard steering torque change rate' is satisfied, the counter is added and accumulated, and when it is not satisfied, the counter is reset to 0 to obtain a counter, and the restoration steering gain value can be determined in proportion to the counter.

상기 어시스트제어단계에서의 어시스트토크는, 상기 2차 목표 조향반력토크와, 조향마찰토크와, 조타각과, 조타각속도 및 조타각가속도의 관계로 결정되는 함수에 의해 산출될 수 있다.Assist torque in the assist control step may be calculated by a function determined by the relationship between the secondary target steering reaction torque, steering friction torque, steering angle, steering angular speed, and steering angular acceleration.

상기한 과제 해결수단을 통해 본 발명은, 차량의 주행상태, 노면상태정보, 조향계 마찰을 반영하여 어시스트토크를 결정하고, 이를 통해 조향반력을 제어함으로써, 차량의 주행상황에 보다 적합하도록 조향 반력제어가 이루어져 운전자에 정확한 조타감을 제공하는 효과가 있고, 또한 노면마찰 상태를 능동적으로 반영하여 조향반력 제어가 이루어지는바, 보다 강건하고 정확한 조타감 성능을 구현하는 효과도 있다.Through the above-mentioned problem solving means, the present invention determines the assist torque by reflecting the vehicle's driving condition, road surface condition information, and steering system friction, and controls the steering reaction force through this, thereby adjusting the steering reaction force to be more suitable for the vehicle's driving situation. This control has the effect of providing an accurate steering feel to the driver, and since the steering reaction force is controlled by actively reflecting the road surface friction, it has the effect of realizing a more robust and accurate steering feel performance.

도 1은 본 발명에 따른 스티어 바이 와이어 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 도면.
도 2는 본 발명에 따른 스티어 바이 와이어 시스템의 조향 제어흐름을 나타낸 도면.
도 3은 본 발명에 따른 복원조건 만족시, 카운터에 대한 복원조향게인값의 관계를 나타낸 도면.1 is a diagram schematically showing the configuration of a steer-by-wire system according to the present invention.
Figure 2 is a diagram showing the steering control flow of the steer-by-wire system according to the present invention.
Figure 3 is a diagram showing the relationship between the restoration steering gain value and the counter when the restoration condition is satisfied according to the present invention.

본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.A preferred embodiment of the present invention will be described in detail with the accompanying drawings as follows.

본 발명의 스티어 바이 와이어 시스템의 조향 제어방법은, 제1산출단계와, 제2산출단계 및 어시스트제어단계를 포함하여 구성할 수 있다.The steering control method of the steer-by-wire system of the present invention may include a first calculation step, a second calculation step, and an assist control step.

도 1 및 도 2를 참조하여, 본 발명을 구체적으로 살펴보면, 먼저 제1산출단계(S10)에서는, 제어기(5)가 차량의 주행상태를 반영하는 출력값과 조향시스템의 조타상태를 반영하는 출력값의 관계로 1차 목표 조향반력토크를 산출할 수 있다.1 and 2, looking at the present invention in detail, first, in the first calculation step (S10), the controller 5 calculates an output value reflecting the driving state of the vehicle and an output value reflecting the steering state of the steering system. From this relationship, the primary target steering reaction torque can be calculated.

예컨대, 상기 차량의 주행상태를 반영하는 출력값은 차속으로서, 이는 차량의 휠에 설치된 속도센서나, 변속기입력축 및 변속기출력축에 설치된 속도센서 등을 이용하여 계측 및 연산할 수 있다.For example, the output value reflecting the driving state of the vehicle is vehicle speed, which can be measured and calculated using a speed sensor installed on the wheel of the vehicle or a speed sensor installed on the transmission input shaft and transmission output shaft.

그리고, 조향시스템의 조타상태를 반영하는 출력값은, 조타각과, 조타각속도 및 조타토크일 수 있는 것으로, 이는 토크값은 물론 각도의 검출이 가능한 토크센서를 통해 검출할 수 있다.In addition, output values reflecting the steering state of the steering system may be steering angle, steering angular speed, and steering torque, which can be detected through a torque sensor capable of detecting angle as well as torque value.

즉, 차속별 조타각, 조타각속도, 조타토크의 관계를 형성하는 맵을 이용하여 1차 목표 조향반력토크를 산출할 수 있다.In other words, the first target steering reaction force torque can be calculated using a map that forms the relationship between steering angle, steering angular speed, and steering torque for each vehicle speed.

제2산출단계(S20)에서는, 상기 제어기(5)가 상기 제1산출단계에서 산출된 1차 목표 조향반력토크와 노면 마찰상태를 반영하는 노면마찰력의 관계로 2차 목표 조향반력토크를 산출할 수 있다.In the second calculation step (S20), the controller 5 calculates the second target steering reaction force torque based on the relationship between the first target steering reaction force torque calculated in the first calculation step and the road surface friction force reflecting the road surface friction state. You can.

예컨대, 상기 노면마찰력은 비젼 또는 레이져, 타이어 포스 계측을 활용하여 직접적으로 계측 가능한 노면마찰계수일 수 있고, 또한 노면마찰추정기를 이용하여 추정한 노면마찰력일 수도 있다.For example, the road surface friction may be a road surface friction coefficient that can be directly measured using vision, laser, or tire force measurement, or it may be a road surface friction estimated using a road friction estimator.

어시스트제어단계(S30)에서는, 상기 제어기(5)가 상기 2차 목표 조향반력토크와, 토크센서에 의해 측정된 조타토크의 차이를 연산하고, 이 차이를 보상하기 위한 어시스트토크를 결정하여 반력제어모터(3)를 제어(S40)할 수 있다.In the assist control step (S30), the controller 5 calculates the difference between the secondary target steering reaction force torque and the steering torque measured by the torque sensor, and determines the assist torque to compensate for this difference to control the reaction force. The motor (3) can be controlled (S40).

즉, 상기한 구성에 따르면, 차량의 주행상태, 노면상태정보, 조향계 마찰을 반영하여 목표하는 조향반력토크를 결정하고, 결정된 목표 조향반력토크를 기반으로 반력제어모터(3)에서 제공하는 어시스트토크를 결정하여 조향반력을 제어함으로써, 차량의 주행상황에 보다 적합하도록 조향 반력제어가 이루어져 운전자에 정확한 조타감을 제공하게 된다.That is, according to the above configuration, the target steering reaction force torque is determined by reflecting the vehicle's driving condition, road surface condition information, and steering system friction, and the assist provided by the reaction force control motor 3 is based on the determined target steering reaction force torque. By determining the torque and controlling the steering reaction force, the steering reaction force is controlled to be more suitable for the driving situation of the vehicle, providing an accurate steering feeling to the driver.

또한, 노면마찰 상태를 능동적으로 반영하여 조향반력 제어가 이루어지는바, 보다 강건하고 정확한 조타감 성능을 구현할 수 있게 된다.In addition, since the steering reaction force is controlled by actively reflecting the road surface friction state, it is possible to implement a more robust and accurate steering feel.

한편, 상기 제2산출단계에서는, 상기 노면마찰력에 의해 결정되는 마찰게인값을 상기 1차 목표 조향반력토크에 반영하여 2차 목표 조향반력토크를 산출할 수 있다.Meanwhile, in the second calculation step, the friction gain value determined by the road surface friction can be reflected in the first target steering reaction force torque to calculate the second target steering reaction force torque.

이때에, 0 < 마찰게인값(a) ≤ 1 일 수 있다.At this time, 0 < friction gain value (a) ≤ 1.

특히, 상기 마찰게인값은 상기 노면마찰력에 비례하여 결정될 수 있다.In particular, the friction gain value may be determined in proportion to the road surface friction force.

예컨대, 2차 목표 조향반력토크는 1차 목표 조향반력토크×마찰게인값으로 산출될 수 있는 것으로, 이때에 마찰게인값은 빙판길의 경우 0.2, 빗길은 0.6, 포장도로는 1.0 으로 설정될 수 있다.For example, the secondary target steering reaction torque can be calculated as the primary target steering reaction torque there is.

즉, 마찰계수가 작은 노면일수록 마찰게인값이 작고, 마찰계수가 큰 노면일수록 마찰게인값이 커지게 됨으로써, 노면의 상태에 따라 스티어링휠(1)을 통해 느껴지는 조타감을 능동적으로 반영할 수 있다.In other words, the friction gain value is small for a road surface with a small friction coefficient, and the friction gain value is large for a road surface with a large friction coefficient, so that the steering feeling felt through the steering wheel 1 can be actively reflected depending on the condition of the road surface.

한편, 상기 제2산출단계 이전에, 조향시스템의 조타상태를 반영하는 출력값을 바탕으로 조향각 중립으로 복원하는 복원조건을 만족하는지 판단하는 복원판단단계를 더 포함할 수 있다.Meanwhile, before the second calculation step, a restoration determination step may be further included to determine whether restoration conditions for restoring the steering angle to neutral are satisfied based on the output value reflecting the steering state of the steering system.

예컨대, 상기 출력값은 조타각과 조타각속도일 수 있는 것으로, '조타각 * 조타각속도 < 0' 인 경우, 복원조건을 만족하는 것으로 판단할 수 있다.For example, the output values may be the steering angle and steering angle speed, and if 'steering angle * steering angle speed < 0', it can be determined that the restoration condition is satisfied.

즉, 스티어링휠(1)이 조향각 중립위치로 복원 선회하는 경우 조타각이 (-)값으로 산출되어, 위의 복원조건을 만족할 수 있다.That is, when the steering wheel 1 returns to the steering angle neutral position and turns, the steering angle is calculated as a (-) value, thereby satisfying the above restoration conditions.

이때에, 상기 제2산출단계에서는, 상기 복원조건 만족시, 상기 출력값에 의해 결정되는 복원조향게인값을 상기 1차 목표 조향반력토크에 반영하여 2차 목표 조향반력토크를 산출할 수 있다.At this time, in the second calculation step, when the restoration condition is satisfied, the restoration steering gain value determined by the output value can be reflected in the first target steering reaction force torque to calculate the second target steering reaction force torque.

여기서, 1 ≤ 복원조향게인값(b) ≤ 2 일 수 있다.Here, 1 ≤ restoration steering gain value (b) ≤ 2.

예컨대, '|조타각속도| > 기준조타각속도' 또는 '|조타토크 변화율| > 기준조타토크변화율' 을 만족하는 경우, 카운터를 가산(counter = 이전 counter +1)하여 누적할 수 있고, 반대로 상기 조건의 불만족시 카운터를 0으로 리셋할 수 있다.For example, '|steering angle speed| > Reference steering angle speed' or '|Steering torque change rate| > If the 'standard steering torque change rate' is satisfied, the counter can be accumulated by adding (counter = previous counter +1), and conversely, if the above condition is not satisfied, the counter can be reset to 0.

그리고, 상기 복원조향게인값은 상기와 같이 구해진 카운터에 비례하여 결정될 수 있고, 이는 도 3에 도시한 맵의 형태로 구현될 수 있다.In addition, the restoration steering gain value can be determined in proportion to the counter obtained as above, and this can be implemented in the form of a map shown in FIG. 3.

즉, 스티어링휠(1)이 조향각 중립위치로 복귀되는 상황에서 조타각속도 또는 조타토크 변화율이 설정된 값보다 큰 경우에, 운전자가 스티어링휠(1)에서 손을 뗀 상태에서 스티어링휠(1)이 복원되는 것으로 생각할 수 있다.That is, in a situation where the steering wheel (1) is returned to the steering angle neutral position and the steering angular speed or steering torque change rate is greater than the set value, the steering wheel (1) is restored when the driver takes his or her hands off the steering wheel (1). It can be thought of as being possible.

이 경우, 2차 목표 조향반력토크를 1차 목표 조향반력토크×마찰게인값×복원조향게인값으로 산출하게 되는바, 상기 복원조향게인값이 스티어링휠(1)의 복원성능(복원 조타각속도, 미복원각, 조타각 오버슛 등)을 높이는 방향으로 설정됨으로써, 스티어링휠(1)의 복원성능을 향상시킬 수 있다.In this case, the secondary target steering reaction force torque is calculated as the first target steering reaction torque × friction gain value × restoration steering gain value, and the restoration steering gain value is determined by the restoration performance (restoration steering angle speed, By setting the direction to increase the unrecovered angle, steering angle overshoot, etc.), the restoration performance of the steering wheel 1 can be improved.

한편, 상기 어시스트제어단계에서의 어시스트토크는, 상기 2차 목표 조향반력토크와, 조향마찰토크와, 조타각과, 조타각속도 및 조타각가속도의 관계로 결정되는 함수에 의해 산출될 수 있다. 여기서, 상기 조향마찰토크는 조향시스템 마찰토크 추정기를 구성하여 산출하거나, 조향시스템 모델 기반 추정기를 구성하여 산출할 수 있다.Meanwhile, the assist torque in the assist control step may be calculated by a function determined by the relationship between the secondary target steering reaction torque, steering friction torque, steering angle, steering angle speed, and steering angle acceleration. Here, the steering friction torque can be calculated by constructing a steering system friction torque estimator, or can be calculated by constructing a steering system model-based estimator.

예컨대, 상기 어시스트토크는 하기의 동역학 방정식(수식 1)을 이용하여 결정할 수 있는데, 상기 수식 1은 수식 2와 같이 변형될 수 있다.For example, the assist torque can be determined using the following dynamic equation (Equation 1), where Equation 1 can be modified as Equation 2.

...(수식 1) ...(Formula 1)

...(수식 2) ...(Formula 2)

Jeq : 등가 회전관성계수J eq : Equivalent rotational inertia coefficient

Ceq : 등가 댐핑계수C eq : Equivalent damping coefficient

Keq : 등가 스프링상수K eq : Equivalent spring constant

Tm : 조타토크 센싱값T m : Steering torque sensing value

Tassist : 어시스트토크T assist : assist talk

Tfric : 조향마찰토크T fric : Steering friction torque

구체적으로, 상기 어시스트토크는 2차 목표 조향반력토크와, 토크센서에 의해 측정된 조타토크의 차이를 줄이는 방향으로 결정되어야 하는바, 2차 목표 조향반력토크와 조타토크와의 에러값(e)은 로 정의될 수 있다.Specifically, the assist torque should be determined in a way to reduce the difference between the secondary target steering reaction torque and the steering torque measured by the torque sensor, and the error value (e) between the secondary target steering reaction torque and the steering torque silver It can be defined as:

Ttarget : 2차 목표 조향반력토크T target : Secondary target steering reaction torque

이때에, 상기 에러값이 0이 되도록 어시스트토크가 결정되어야 함으로써, 이는 다시 하기의 수식 3과 같이 정리될 수 있다.At this time, the assist torque must be determined so that the error value is 0, so this can be summarized as Equation 3 below.

...(수식 3) ...(Formula 3)

이에, 상기 수식 2와 수식 3으로부터 하기의 수식 4가 유도될 수 있는바, 결국 어시스트토크를 산출할 수 있다.Accordingly, the following equation 4 can be derived from equations 2 and 3, and ultimately the assist torque can be calculated.

...(수식 4) ...(Formula 4)

이처럼, 산출된 어시스트토크는 전류값으로 변화하여 반력제어모터(3)에 적용됨으로써, 반력제어모터를 통해 주행상황에 적합하도록 조향반력을 제어할 수 있다.In this way, the calculated assist torque is converted into a current value and applied to the reaction force control motor 3, so that the steering reaction force can be controlled to suit the driving situation through the reaction force control motor.

상술한 바와 같이, 본 발명은 차량의 주행상태, 노면상태정보, 조향계 마찰을 반영하여 목표하는 조향반력토크를 결정하고, 결정된 목표 조향반력토크를 기반으로 반력제어모터에서 제공하는 어시스트토크를 결정하여 조향반력을 제어함으로써, 차량의 주행상황에 보다 적합하도록 조향 반력제어가 이루어져 운전자에 정확한 조타감을 제공하게 되고, 또한 노면마찰 상태를 능동적으로 반영하여 조향반력 제어가 이루어지게 되는바, 보다 강건하고 정확한 조타감 성능을 구현하게 된다.As described above, the present invention determines the target steering reaction force torque by reflecting the vehicle's driving condition, road surface condition information, and steering system friction, and determines the assist torque provided by the reaction force control motor based on the determined target steering reaction force torque. By controlling the steering reaction force, the steering reaction force is controlled to be more appropriate for the vehicle's driving situation, providing the driver with an accurate steering feel. In addition, the steering reaction force is controlled by actively reflecting the road surface friction state, making it more robust. It provides accurate steering feel and performance.

한편, 본 발명은 상기한 구체적인 예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.Meanwhile, although the present invention has been described in detail only with respect to the above-mentioned specific examples, it is clear to those skilled in the art that various changes and modifications are possible within the technical scope of the present invention, and it is natural that such changes and modifications fall within the scope of the appended patent claims. .

1 : 스티어링휠 3 : 반력제어모터
5 : 제어기1: Steering wheel 3: Reaction force control motor
5: controller

Claims (7)

제어기가 차량의 주행상태를 반영하는 출력값과 조타상태를 반영하는 출력값의 관계로 1차 목표 조향반력토크를 산출하는 제1산출단계;
제어기가 상기 1차 목표 조향반력토크와 노면 마찰상태를 반영하는 노면마찰력의 관계로 2차 목표 조향반력토크를 산출하는 제2산출단계; 및
제어기가 상기 2차 목표 조향반력토크와, 토크센서에 의해 측정된 조타토크의 차이를 연산하고, 이 차이를 보상하기 위한 어시스트토크를 결정하여 반력제어모터를 제어하는 어시스트제어단계;를 포함하고,
상기 제2산출단계 이전에, 상기 조타상태를 반영하는 출력값을 바탕으로 조향각 중립으로 복원하는 복원조건을 만족하는지 판단하는 복원판단단계;를 더 포함하고,
상기 제2산출단계에서는,
상기 복원조건 만족시, 상기 출력값에 의해 결정되는 복원조향게인값을 상기 1차 목표 조향반력토크에 반영하여 2차 목표 조향반력토크를 산출하는 것을 특징으로 하는 스티어 바이 와이어 시스템의 조향 제어방법.
여기서, 1 ≤ 복원조향게인값(b) ≤ 2 임.
상기 복원판단단계에서는,
'조타각 * 조타각속도 < 0' 인 경우, 복원조건을 만족하는 것으로 판단하고;
상기 제2산출단계에서는,
'|조타각속도| > 기준조타각속도' 또는 '|조타토크 변화율| > 기준조타토크변화율' 을 만족시 카운터를 가산하여 누적하고, 불만족시 카운터를 0으로 리셋하여 카운터를 구하되, 상기 복원조향게인값이 카운터에 비례하여 결정되는 것을 특징으로 하는 스티어 바이 와이어 시스템의 조향 제어방법.A first calculation step in which the controller calculates a first target steering reaction force torque based on the relationship between an output value reflecting the driving state of the vehicle and an output value reflecting the steering state;
A second calculation step in which the controller calculates a secondary target steering reaction force torque based on the relationship between the first target steering reaction force torque and road surface friction reflecting the road surface friction state; and
An assist control step in which the controller calculates the difference between the secondary target steering reaction force torque and the steering torque measured by a torque sensor, determines an assist torque to compensate for this difference, and controls the reaction force control motor,
Before the second calculation step, it further includes a restoration determination step of determining whether restoration conditions for restoring the steering angle to neutral are satisfied based on the output value reflecting the steering state,
In the second calculation step,
When the restoration condition is satisfied, the restoration steering gain value determined by the output value is reflected in the first target steering reaction force torque to calculate the second target steering reaction force torque.
Here, 1 ≤ restoration steering gain value (b) ≤ 2.
In the restoration judgment step,
If 'steering angle * steering angle speed <0', it is determined that the restoration conditions are satisfied;
In the second calculation step,
'|Steering angle speed| > Reference steering angle speed' or '|Steering torque change rate| > When the 'standard steering torque change rate' is satisfied, the counter is added and accumulated, and when it is not satisfied, the counter is reset to 0 to obtain a counter, and the restoration steering gain value is determined in proportion to the counter. Steering control method. 청구항 1에 있어서,
상기 제1산출단계에서는,
차속과, 조타각과, 조타각속도 및 조타토크의 관계로 1차 목표 조향반력토크를 산출하는 것을 특징으로 하는 스티어 바이 와이어 시스템의 조향 제어방법.In claim 1,
In the first calculation step,
A steering control method for a steer-by-wire system, characterized in that the primary target steering reaction force torque is calculated based on the relationship between vehicle speed, steering angle, steering angle speed, and steering torque. 청구항 1에 있어서,
상기 제2산출단계에서는,
상기 노면마찰력에 의해 결정되는 마찰게인값을 상기 1차 목표 조향반력토크에 반영하여 2차 목표 조향반력토크를 산출하는 것을 특징으로 하는 스티어 바이 와이어 시스템의 조향 제어방법.
여기서, 0 < 마찰게인값(a) ≤ 1 임.In claim 1,
In the second calculation step,
A steering control method for a steer-by-wire system, characterized in that the friction gain value determined by the road surface friction is reflected in the first target steering reaction force torque to calculate the second target steering reaction force torque.
Here, 0 < friction gain value (a) ≤ 1. 청구항 3에 있어서,
상기 마찰게인값은 상기 노면마찰력에 비례하여 결정되는 것을 특징으로 하는 스티어 바이 와이어 시스템의 조향 제어방법.In claim 3,
A steering control method for a steer-by-wire system, wherein the friction gain value is determined in proportion to the road surface friction. 삭제delete 삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 어시스트제어단계에서의 어시스트토크는,
상기 2차 목표 조향반력토크와, 조향마찰토크와, 조타각과, 조타각속도 및 조타각가속도의 관계로 결정되는 함수에 의해 산출되는 것을 특징으로 하는 스티어 바이 와이어 시스템의 조향 제어방법.In claim 1,
The assist torque in the assist control step is,
A steering control method for a steer-by-wire system, characterized in that it is calculated by a function determined by the relationship between the secondary target steering reaction torque, steering friction torque, steering angle, steering angular speed, and steering angular acceleration.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006151134A (en) * 2004-11-29 2006-06-15 Nissan Motor Co Ltd Steering device for vehicle
JP2009126263A (en) * 2007-11-21 2009-06-11 Nsk Ltd Electric power steering device

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101461866B1 (en) * 2009-12-02 2014-11-13 현대자동차 주식회사 Steer-by-wire system and controlling method thereof
KR20110081608A (en) 2010-01-08 2011-07-14 (주)브이이엔에스 Electric power steering and control method thereof
KR102216190B1 (en) * 2015-01-05 2021-02-17 현대모비스 주식회사 Motor driven power steering system and control method thereof
KR102200098B1 (en) * 2015-02-26 2021-01-07 현대자동차주식회사 Controlling method for torque compensation of motor driven power steering

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006151134A (en) * 2004-11-29 2006-06-15 Nissan Motor Co Ltd Steering device for vehicle
JP2009126263A (en) * 2007-11-21 2009-06-11 Nsk Ltd Electric power steering device

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