KR20130036926A - 조향휠 떨림 저감 방법 및 그 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 조향휠 떨림을 줄이기 기술에 관한 것으로서, 토크 신호를 이용하여 조향휠 떨림 조감 신호를 생성하여 이를 모터 제어에 이용함으로써 조향휠 떨림을 줄여주는 조향휠 떨림 저감 방법 및 그 장치에 관한 것이다.

Description

조향휠 떨림 저감 방법 및 그 장치{METHOD AND APPARATUS FOR MITIGATING STEERING WHEEL SHAKE}
본 발명은 조향휠 떨림을 줄이기 기술에 관한 것으로서, 토크 신호를 이용하여 조향휠 떨림 조감 신호를 생성하여 이를 모터 제어에 이용함으로써 조향휠 떨림을 줄여주는 조향휠 떨림 저감 방법 및 그 장치에 관한 것이다.
종래, 차량에서는 타이어 불균형 등의 원인으로 인해 조향휠이 떨리는 현상이 발생할 수 있다. 이는 조향 제어 품질 또는 운전자 조향감을 크게 떨어뜨리고, 안전 운행에도 저해가 된다.
이러한 배경에서, 본 발명의 목적은, 타이어 불균형 등의 원인으로 인해 발생하는 조향휠 떨림을 줄여주는 방법 및 장치를 제공하는 데 있다.
전술한 목적을 달성하기 위하여, 일 측면에서, 본 발명은, 토크 신호를 입력받는 토크 신호 입력부; 상기 입력된 토크 신호를 1차 필터에 통과시켜 1차 필터링하고, 상기 1차 필터링된 토크 신호를 n(n≥2)차 미분하여 각 차수의 미분신호를 생성하며, 상기 각 차수의 미분신호와 해당 이득이 곱해진 신호를 합하고, 상기 합한 신호를 2차 필터에 통과시켜 2차 필터링하여 조향휠 떨림을 저감하기 위한 조향휠 떨림 저감 신호를 생성하는 조향휠 떨림 저감 신호 생성부; 및 상기 조향휠 떨림 저감 신호를 토대로 모터 제어를 수행하는 모터 제어부를 포함하는 조향휠 떨림 저감 장치를 제공한다.
다른 측면에서, 본 발명은, 조향휠 떨림 저감 장치가 조향휠 떨림을 저감하기 위한 방법에 있어서, 토크 신호를 입력받는 단계; 상기 입력된 토크 신호를 1차 필터에 통과시켜 1차 필터링하는 단계; 상기 1차 필터링된 토크 신호를 n(n≥2)차 미분하여 각 차수의 미분신호를 생성하는 단계; 상기 각 차수의 미분신호와 해당 이득이 곱해진 신호를 합하는 단계; 상기 합한 신호를 2차 필터에 통과시켜 2차 필터링하여 조향휠 떨림 저감 신호를 생성하는 단계; 및 상기 조향휠 떨림 저감 신호를 토대로 모터 제어를 수행하는 단계를 포함하는 조향휠 떨림 저감 방법을 제공한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 타이어 불균형 등의 원인으로 인해 발생하는 조향휠 떨림을 줄여주는 방법 및 장치를 제공하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 조향휠 떨림 저감 장치에 대한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 조향휠 떨림 저감 장치에 포함된 조향휠 떨림 저감 신호 생성부에 대한 상세 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 조향휠 떨림 저감 방법에 대한 흐름도이다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 조향휠 떨림 저감 장치(100)에 대한 블록도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 조향휠 떨림 저감 장치(100)는 토크 신호를 이용하여 조향휠 떨림 조감 신호를 생성하여 이를 모터 제어에 이용함으로써 조향휠 떨림을 줄여주는 장치이다.
이러한 조향휠 떨림 저감 장치(100)는, 토크 센서 등으로부터 토크 신호를 입력받는 토크 신호 입력부(110)와, 입력된 토크 신호를 1차 필터에 통과시켜 1차 필터링하고, 1차 필터링된 토크 신호를 n(n≥2)차 미분하여 각 차수의 미분신호를 생성하며, 각 차수의 미분신호와 해당 이득(Gain, G)이 곱해진 신호를 합하고, 이렇게 합한 신호를 2차 필터에 통과시켜 2차 필터링하여 조향휠 떨림을 저감하기 위한 조향휠 떨림 저감 신호를 생성하는 조향휠 떨림 저감 신호 생성부(120)와, 조향휠 떨림 저감 신호를 토대로 모터 제어를 수행하는 모터 제어부(130) 등을 포함한다.
일 예로서, 언급한 1차 필터는 조향휠 떨림 발생 주파수 대역을 필터링하기 위한 하이 패스 필터(HPF: High Pass Filter, 이하 "HPF"라 칭함)이고, 2차 필터는 조향휠 떨림 발생 주파수 대역을 필터링하기 위한 로 패스 필터(LPF: Low Pass Filter, 이하 "LPF"라 칭함)일 수 있다.
위에서 언급한 "조향휠 떨림"은, 타이어 불균형으로 인해 조향휠로 전달되는 떨림('진동(Vibration)'이라고도 함)일 수 있으며, 이는 SRS(Smooth Road Shake) 또는 시미(Shimmy) 등으로 불리기도 한다.
이러한 조향휠 떨림의 의미에서 보면, 조향휠 떨림은, 특정 진동 주파수의 영역에서 크게 발생하는 특성을 보이기도 한다. 예를 들어, 차량의 칼럼(Column) 공진 주파수의 영역에서 가장 큰 진동이 발생할 수 있다. 가령, 칼럼 공진 주파수가 15Hz이고, 미리 정의된 차속 대비 진동 주파수 관계 정보에 따라, 15Hz의 진동 주파수에 대응되는 차속이 60MPH라면, 칼럼 공진 주파수인 15Hz 근방에서 가장 큰 진동이 발생할 수 있으며, 이렇게 발생된 진동이 조향휠 떨림이고, 칼럼 공진 주파수(15Hz)의 근방이 조향휠 떨림 발생 주파수 대역이 될 수 있다.
전술한 본 발명의 일 실시예에 따른 조향휠 떨림 저감 장치(100)는, 전동식 파워 스티어링 장치에 적용될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 조향휠 떨림 저감 장치(100)에 포함된 조향휠 떨림 저감 신호 생성부(120)에 대한 상세 블록도이다. 단, 도 2에서, n은 3인 것으로 가정한다.
도 2를 참조하면, 조향휠 떨림 저감 신호 생성부(120)는, 입력된 토크 신호를 하이 패스 필터링(1차 필터링)하는 HFP(210), 하이 패스 필터링된 토크 신호(T)를 1차 미분하여 1차 미분신호(dT/dt)를 출력하는 1차 미분기(221), 1차 미분신호(dT/dt)를 2차 미분하여 2차 미분신호(d2T/dt2)를 출력하는 2차 미분기(222), 2차 미분신호(d2T/dt2)를 3차 미분하여 3차 미분신호(d3T/dt3)를 출력하는 3차 미분기(223), 1차 미분신호(dT/dt)와 이득1(G1)을 곱한 값, 2차 미분신호(d2T/dt2)와 이득2(G2)를 곱한 값 및 3차 미분신호(d3T/dt3)와 이득3(G3)을 곱한 값을 합하는 가산기(230), 그리고 가산기(230)에 의해 합해진 신호를 로 패스 필터링(2차 필터링)하는 LPF(240) 등을 포함한다.
조향휠 떨림 저감 신호 생성부(120)는, LPF(240)를 통과한 신호는 전류 값을 가지는데, 이러한 전류 값을 미리 정의된 최대 전류값에 근거하여 클리핑(Clipping) 하여 모터 제어에 이용되게 하는 클리퍼(250)를 더 포함할 수 있다.
클리퍼(250)에 의해 클리핑된 전류 값이 조향휠 떨림을 줄이기 위한 보상 신호인 조향휠 떨림 저감 신호가 되고, 이는 모터에 공급될 수 있다.
위에서 언급한 이득1(G1), 이득2(G2), 이득3(G3)은 차량속도에 의해 정의될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 조향휠 떨림 저감 방법에 대한 흐름도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 조향휠 떨림 저감 장치(100)가 조향휠 떨림을 저감하기 위한 방법은, 토크 신호를 입력받는 단계(S300), 입력된 토크 신호를 1차 필터에 통과시켜 1차 필터링하는 단계(S302), 1차 필터링된 토크 신호를 n(n≥2)차 미분하여 각 차수의 미분신호를 생성하는 단계(S304), 각 차수의 미분신호와 해당 이득이 곱해진 신호를 합하는 단계(S306), 합한 신호를 2차 필터에 통과시켜 2차 필터링하여 조향휠 떨림 저감 신호를 생성하는 단계(S308) 및 조향휠 떨림 저감 신호를 토대로 모터 제어를 수행하는 단계(S310) 등을 포함한다.
이상에서, 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합되거나 결합되어 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 그 모든 구성 요소들이 각각 하나의 독립적인 하드웨어로 구현될 수 있지만, 각 구성 요소들의 그 일부 또는 전부가 선택적으로 조합되어 하나 또는 복수 개의 하드웨어에서 조합된 일부 또는 전부의 기능을 수행하는 프로그램 모듈을 갖는 컴퓨터 프로그램으로서 구현될 수도 있다. 그 컴퓨터 프로그램을 구성하는 코드들 및 코드 세그먼트들은 본 발명의 기술 분야의 당업자에 의해 용이하게 추론될 수 있을 것이다. 이러한 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터가 읽을 수 있는 저장매체(Computer Readable Media)에 저장되어 컴퓨터에 의하여 읽혀지고 실행됨으로써, 본 발명의 실시예를 구현할 수 있다. 컴퓨터 프로그램의 저장매체로서는 자기 기록매체, 광 기록매체, 캐리어 웨이브 매체 등이 포함될 수 있다.
또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재될 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥 상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
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. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 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.

Claims (4)

  1. 토크 신호를 입력받는 토크 신호 입력부;
    상기 입력된 토크 신호를 1차 필터에 통과시켜 1차 필터링하고, 상기 1차 필터링된 토크 신호를 n(n≥2)차 미분하여 각 차수의 미분신호를 생성하며, 상기 각 차수의 미분신호와 해당 이득이 곱해진 신호를 합하고, 상기 합한 신호를 2차 필터에 통과시켜 2차 필터링하여 조향휠 떨림을 저감하기 위한 조향휠 떨림 저감 신호를 생성하는 조향휠 떨림 저감 신호 생성부; 및
    상기 조향휠 떨림 저감 신호를 토대로 모터 제어를 수행하는 모터 제어부
    를 포함하는 조향휠 떨림 저감 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 1차 필터는 조향휠 떨림 발생 주파수 대역을 필터링하기 위한 하이 패스 필터(High Pass Filter)이고,
    상기 2차 필터는 상기 조향휠 떨림 발생 주파수 대역을 필터링하기 위한 로 패스 필터(Low Pass Filter)인 것을 하는 조향휠 떨림 저감 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 조향휠 떨림은,
    타이어 불균형으로 인해 조향휠로 전달되는 진동인 것을 특징으로 하는 조향휠 떨림 저감 장치.
  4. 조향휠 떨림 저감 장치가 조향휠 떨림을 저감하기 위한 방법에 있어서,
    토크 신호를 입력받는 단계;
    상기 입력된 토크 신호를 1차 필터에 통과시켜 1차 필터링하는 단계;
    상기 1차 필터링된 토크 신호를 n(n≥2)차 미분하여 각 차수의 미분신호를 생성하는 단계;
    상기 각 차수의 미분신호와 해당 이득이 곱해진 신호를 합하는 단계;
    상기 합한 신호를 2차 필터에 통과시켜 2차 필터링하여 조향휠 떨림 저감 신호를 생성하는 단계; 및
    상기 조향휠 떨림 저감 신호를 토대로 모터 제어를 수행하는 단계
    를 포함하는 조향휠 떨림 저감 방법.
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