KR20130139081A

KR20130139081A - Ｍｄｐｓ 시스템의 마찰 보상 장치 및 그 방법

Info

Publication number: KR20130139081A
Application number: KR1020120062804A
Authority: KR
Inventors: 박영대; 류상욱; 김세일; 김효석; 박일래; 김민정
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2012-06-12
Filing date: 2012-06-12
Publication date: 2013-12-20

Abstract

본 발명은 MDPS 시스템의 마찰 보상 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 차량의 조향 성능이 부품의 마찰력에 영향을 받지 않도록 MDPS 로직을 통한 보상 제어 수행함으로써, 튜닝 당시와 동등 수준의 조타감 및 복원성능을 확보 가능하게 하는, MDPS 시스템의 마찰 보상 장치 및 그 방법을 제공하고자 한다.
이를 위하여, 본 발명은 MDPS 시스템의 마찰 보상 장치에 있어서, 마찰력과 차속에 따른 마찰 이득 값이 기록되어 있는 마찰 이득 테이블; 마찰력과 차속에 따른 댐핑 이득 값이 기록되어 있는 댐핑 이득 테이블; 차량의 조타각에 따른 조타 토크를 계산하여 마찰력을 산출하는 마찰력 산출수단; 상기 마찰 이득 테이블을 기반으로, 상기 마찰력 산출수단에서 산출된 마찰력에 상응하는 마찰 이득을 검색한 후 MDPS(Motor Driven Power Steering) 제어 로직에 적용하는 마찰 보상수단; 및 상기 댐핑 이득 테이블을 기반으로, 상기 마찰력 산출수단에서 산출된 마찰력에 상응하는 댐핑 이득을 검색한 후 상기 MDPS 제어 로직에 적용하는 댐핑 보상수단을 포함한다.

Description

ＭＤＰＳ 시스템의 마찰 보상 장치 및 그 방법{APPARATUS FOR COMPENSATING FRICTION IN MDPS SYSTEM AND METHOD THEREOF}

본 발명은 MDPS(Motor Driven Power Steering) 시스템의 마찰 보상 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 차량 개발시의 튜닝용 차량과 양산되는 차량의 MDPS 컬럼, 스티어링 기어, 서스펜션 등에서 발생하는 마찰(Friction)이 상이하여 초래되는 조타감 및 복원성능 차이를 제거하기 위한 MDPS 시스템의 마찰 보상 장치 및 그 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 차종 개발시 튜닝용 시험 차량의 MDPS 튜닝맵의 각 제어 인자를 변경하여 최적의 튜닝 값으로 양산 사양을 결정(FIX)한다.

그러나 튜닝용 차량의 경우 누적주행거리가 소정 치를 초과하기 때문에 각 부품에 열화가 진행되어 신품 대비 마찰이 낮다.

따라서 MDPS 튜닝시 최적값으로 세팅을 했다고 하더라도, 양산시의 초기 차량과는 조타감이나 복원성능에서 차이가 발생하게 된다.

이로 인하여, 신차가 출시되었을 때 수방 안정성(yaw stability)이 취약한 문제점이 있었다.

상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 차량의 조향 성능이 부품의 마찰력에 영향을 받지 않도록 MDPS 로직을 통한 보상 제어 수행함으로써, 튜닝 당시와 동등 수준의 조타감 및 복원성능을 확보 가능하게 하는, MDPS 시스템의 마찰 보상 장치 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 장치는, MDPS 시스템의 마찰 보상 장치에 있어서, 마찰력과 차속에 따른 마찰 이득 값이 기록되어 있는 마찰 이득 테이블; 마찰력과 차속에 따른 댐핑 이득 값이 기록되어 있는 댐핑 이득 테이블; 차량의 조타각에 따른 조타 토크를 계산하여 마찰력을 산출하는 마찰력 산출수단; 상기 마찰 이득 테이블을 기반으로, 상기 마찰력 산출수단에서 산출된 마찰력에 상응하는 마찰 이득을 검색한 후 MDPS(Motor Driven Power Steering) 제어 로직에 적용하는 마찰 보상수단; 및 상기 댐핑 이득 테이블을 기반으로, 상기 마찰력 산출수단에서 산출된 마찰력에 상응하는 댐핑 이득을 검색한 후 상기 MDPS 제어 로직에 적용하는 댐핑 보상수단을 포함한다.

또한 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 방법은, MDPS 시스템의 마찰 보상 방법에 있어서, 마찰 이득 테이블에 마찰력과 차속에 따른 마찰 이득 값을 기록하는 단계; 댐핑 이득 테이블에 마찰력과 차속에 따른 댐핑 이득 값을 기록하는 단계; 차량의 조타각에 따른 조타 토크를 계산하여 마찰력을 산출하는 단계; 상기 마찰 이득 테이블을 기반으로, 상기 산출한 마찰력에 상응하는 마찰 이득을 검색한 후 MDPS(Motor Driven Power Steering) 제어 로직에 적용하는 단계; 및 상기 댐핑 이득 테이블을 기반으로, 상기 산출한 마찰력에 상응하는 댐핑 이득을 검색한 후 상기 MDPS 제어 로직에 적용하는 단계를 포함한다.

상기와 같은 본 발명은, 차량의 조향 성능이 부품의 마찰력에 영향을 받지 않도록 MDPS 로직을 통한 보상 제어 실시함으로써, 튜닝 당시와 동등 수준의 조타감 및 복원성능을 확보 가능하게 하는 효과가 있다.

도 1 은 본 발명에 따른 MDPS 시스템의 마찰 보상 장치에 대한 일실시예 구성도,
도 2a 는 본 발명에 따른 마찰 이득 테이블을 그래프로 나타낸 일예시도,
도 2b 는 본 발명에 따른 댐핑 이득 테이블을 그래프로 나타낸 일예시도,
도 3 은 본 발명에 따른 마찰력에 따라 MDPS 제어 로직 상에서 마찰을 보상하는 과정에 대한 일예시도,
도 4 는 본 발명에 따른 마찰력에 따라 MDPS 제어 로직 상에서 댐핑을 보상하는 과정에 대한 일예시도,
도 5 는 본 발명에 따른 MDPS 시스템의 마찰 보상 방법에 대한 일실시예 흐름도이다.

상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되어 있는 상세한 설명을 통하여 보다 명확해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1 은 본 발명에 따른 MDPS 시스템의 마찰 보상 장치에 대한 일실시예 구성도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 MDPS 시스템의 마찰 보상 장치는, 마찰 이득(gain) 테이블(10), 댐핑(damping) 이득 테이블(20), 마찰력 산출부(30), 마찰 보상부(40), 및 댐핑 보상부(50)를 포함한다.

상기 각 구성요소들에 대해 살펴보면, 먼저 마찰 이득 테이블(10)은 마찰력과 차속에 따른 마찰 이득(gain) 값이 기록되어 있다. 이러한 마찰 이득 테이블(10)을 그래프로 나타내면 도 2a에 도시된 바와 같다. 즉, 도 2a에서 x축은 차속을 나타내고, y축은 마찰 이득을 나타내며, z축은 마찰력을 나타낸다.

댐핑 이득 테이블(20)은 마찰력과 차속에 따른 댐핑 이득 값이 기록되어 있다. 이러한 댐핑 이득 테이블(20)을 그래프로 나타내면 도 2b에 도시된 바와 같다. 즉, 도 2b에서 x축은 차속을 나타내고, y축은 댐핑 이득을 나타내며, z축은 마찰력을 나타낸다.

상술한 마찰 이득 테이블(10) 및 댐핑 이득 테이블(20)을 기반으로, 차량의 마찰력이 표준 마찰력보다 높으면 마찰 이득을 적절히 높여 조타력을 감소시키고, 댐핑 이득을 적절히 낮추어 수방 안정성을 향상시킬 수 있다. 물론, 차량의 마찰력이 표준 마찰력보다 낮으면 마찰 이득을 적절히 낮추어 조타력을 증대시키고, 댐핑 이득을 적절히 높여 복원성능을 향상시킬 수 있다.

마찰력 산출부(30)는 차량의 조타각에 따른 조타 토크(N.m)를 계산하여 마찰력을 산출한다. 이때 마찰력을 산출하기 위해 차량의 스티어링 휠을 좌에서 우 또는 우에서 좌로 풀턴(full turn)을 실시하는데, 이는 사람에 의해 수동 방식으로 실시될 수도 있고, 자동으로 실시될 수도 있다. 아울러, 마찰력 산출 식은 주지 관용의 기술로 그 상세 설명은 생략한다.

마찰 보상부(40)는 마찰 이득 테이블(10)을 기반으로 MDPS 시스템의 제어 로직을 보완한다. 즉, 마찰 보상부(40)는 마찰력 산출부(30)에서 산출된 마찰력에 상응하는 마찰 이득을 마찰 이득 테이블(10)에서 검색하여 MDPS 제어 로직에 적용함으로써, MDPS 시스템의 성능을 최적화한다.

댐핑 보상부(50)는 댐핑 이득 테이블(20)을 기반으로 MDPS 시스템의 제어 로직을 보완한다. 즉, 댐핑 보상부(50)는 마찰력 산출부(30)에서 산출된 마찰력에 상응하는 댐핑 이득을 댐핑 이득 테이블(20)에서 검색하여 MDPS 제어 로직에 적용함으로써, MDPS 시스템의 성능을 최적화한다.

이하, 도 3을 참조하여 마찰 보상부(40)가 마찰력에 따라 MDPS 제어 로직 상에서 마찰을 보상하는 과정과, 도 4를 참조하여 댐핑 보상부(50)가 마찰력에 따라 MDPS 제어 로직 상에서 댐핑을 보상하는 과정에 대해 상세히 설명하기로 한다.

도 3의 (a)는 마찰력 산출부(30)가 산출한 마찰력이 표준 마찰력보다 낮은 경우, 마찰 이득을 낮추는 과정을 나타내고, 도 3의 (b)는 마찰력 산출부(30)가 산출한 마찰력이 표준 마찰력보다 낮은 경우, 댐핑 이득을 높이는 과정을 나타낸다.

도 4의 (a)는 마찰력 산출부(30)가 산출한 마찰력이 표준 마찰력보다 높은 경우, 마찰 이득을 높이는 과정을 나타내고, 도 4의 (b)는 마찰력 산출부(30)가 산출한 마찰력이 표준 마찰력보다 높은 경우, 댐핑 이득을 낮추는 과정을 나타낸다.

이를 요약해 보면, 마찰력 산출부(30)가 산출한 마찰력이 표준 마찰력보다 낮으면, 마찰 이득을 낮추고, 댐핑 이득을 높인다.

또한, 마찰력 산출부(30)가 산출한 마찰력이 표준 마찰력보다 높으면, 마찰 이득을 높이고, 댐핑 이득을 낮춘다.

상술한 바는 결국, 마찰력 산출부(30)가 산출한 마찰력에 상응하는 마찰 이득 및 댐핑 이득을 마찰 이득 테이블(10) 및 댐핑 이득 테이블(20)에서 각각 검색한 후 MDPS 제어 로직 상에 적용하는 것과 같은 의미이다. 이는 마찰력 산출부(30)가 산출한 마찰력이 표준 마찰력보다 낮으면 검색된 마찰 이득은 표준 마찰력에서의 마찰 이득보다 낮은 값이고, 댐핑 이득은 표준 마찰력에서의 마찰 이득보다 높은 값이 되기 때문이다. 물론, 마찰력 산출부(30)가 산출한 마찰력이 표준 마찰력보다 높으면 검색된 마찰 이득은 표준 마찰력에서의 마찰 이득보다 높은 값이고, 댐핑 이득은 표준 마찰력에서의 마찰 이득보다 낮은 값이다.

부가적으로, 본 발명은 차량의 누적주행거리가 임계치를 초과하면 부품의 열화가 발생하여 차량 개발시의 튜닝용 차량과 마찰이 동일하다고 판단하여, 마찰 보상부(40)의 마찰 보상과 댐핑 보상부(50)의 댐핑 보상을 해제하는 보상 해제부(60)를 더 포함할 수도 있다.

물론, 상기 보상 해제부(60)의 기능은 차량에 구비된 ECU(Electronic Control Units)가 수행하도록 프로그램할 수도 있다.

이러한 마찰 보상 장치를 구비한 MDPS 시스템의 제어부는 주지 관용의 기술인 기본 전류맵을 기반으로 스티어링을 구동시킴에 있어, 기본 전류맵에 전적으로 의존하지 않고, 마찰 보상 장치로부터의 보상 이득(마찰 이득, 댐핑 이득)을 함께 반영하여 최적의 스티어링 구동이 가능하게 한다.

한편, 본 발명에서 MDPS 제어 로직은 주지 관용의 기술로서, 마찰 이득 및 댐핑 이득을 제어하는 로직이라면 어느 특정 로직에 한정되지 않는다.

도 5 는 본 발명에 따른 MDPS 시스템의 마찰 보상 방법에 대한 일실시예 흐름도이다.

먼저, 마찰 이득 테이블(10)에 마찰력과 차속에 따른 마찰 이득 값을 기록한다(501).

이후, 댐핑 이득 테이블(20)에 마찰력과 차속에 따른 댐핑 이득 값을 기록한다(502).

이후, 차량의 조타각에 따른 조타 토크를 계산하여 마찰력을 산출한다(503).

이후, 상기 마찰 이득 테이블(10)을 기반으로, 마찰력 산출부(30)가 산출한 마찰력에 상응하는 마찰 이득을 검색한 후 MDPS(Motor Driven Power Steering) 제어 로직에 적용한다(504).

이후, 상기 댐핑 이득 테이블(20)을 기반으로, 마찰력 산출부(30)가 산출한 마찰력에 상응하는 댐핑 이득을 검색한 후 MDPS 제어 로직에 적용한다(505).

이러한 과정을 통해 튜닝 당시와 동등 수준의 조타감 및 복원성능을 확보할 수 있다.

한편, 전술한 바와 같은 본 발명의 방법은 컴퓨터 프로그램으로 작성이 가능하다. 그리고 상기 프로그램을 구성하는 코드 및 코드 세그먼트는 당해 분야의 컴퓨터 프로그래머에 의하여 용이하게 추론될 수 있다.　또한, 상기 작성된 프로그램은 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체(정보저장매체)에 저장되고, 컴퓨터에 의하여 판독되고 실행됨으로써 본 발명의 방법을 구현한다. 그리고 상기 기록매체는 컴퓨터가 판독할 수 있는 모든 형태의 기록매체를 포함한다.

이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.

10 : 마찰 이득 테이블 20 : 댐핑 이득 테이블
30 : 마찰력 산출부 40 : 마찰 보상부
50 : 댐핑 보상부

Claims

마찰력과 차속에 따른 마찰 이득 값이 기록되어 있는 마찰 이득 테이블;
마찰력과 차속에 따른 댐핑 이득 값이 기록되어 있는 댐핑 이득 테이블;
차량의 조타각에 따른 조타 토크를 계산하여 마찰력을 산출하는 마찰력 산출수단;
상기 마찰 이득 테이블을 기반으로, 상기 마찰력 산출수단에서 산출된 마찰력에 상응하는 마찰 이득을 검색한 후 MDPS(Motor Driven Power Steering) 제어 로직에 적용하는 마찰 보상수단; 및
상기 댐핑 이득 테이블을 기반으로, 상기 마찰력 산출수단에서 산출된 마찰력에 상응하는 댐핑 이득을 검색한 후 상기 MDPS 제어 로직에 적용하는 댐핑 보상수단
을 포함하는 MDPS 시스템의 마찰 보상 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 차량의 누적주행거리가 임계치를 초과하면 상기 마찰 보상 및 상기 댐핑 보상을 해제하는 보상 해제수단
을 더 포함하는 MDPS 시스템의 마찰 보상 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 마찰력 산출수단이 산출한 마찰력이 표준 마찰력보다 높으면, 상기 마찰 보상수단은 마찰 이득을 높이고, 상기 댐핑 보상수단은 댐핑 이득을 낮추며, 상기 마찰력 산출수단이 산출한 마찰력이 상기 표준 마찰력보다 낮으면, 상기 마찰 보상수단은 마찰 이득을 낮추고, 상기 댐핑 보상수단은 댐핑 이득을 높이는 것을 특징으로 하는 MDPS 시스템의 마찰 보상 장치.
마찰 이득 테이블에 마찰력과 차속에 따른 마찰 이득 값을 기록하는 단계;
댐핑 이득 테이블에 마찰력과 차속에 따른 댐핑 이득 값을 기록하는 단계;
차량의 조타각에 따른 조타 토크를 계산하여 마찰력을 산출하는 단계;
상기 마찰 이득 테이블을 기반으로, 상기 산출한 마찰력에 상응하는 마찰 이득을 검색한 후 MDPS(Motor Driven Power Steering) 제어 로직에 적용하는 단계; 및
상기 댐핑 이득 테이블을 기반으로, 상기 산출한 마찰력에 상응하는 댐핑 이득을 검색한 후 상기 MDPS 제어 로직에 적용하는 단계
를 포함하는 MDPS 시스템의 마찰 보상 방법.
제 4 항에 있어서,
상기 차량의 누적주행거리가 임계치를 초과하면 상기 마찰 보상 및 상기 댐핑 보상을 해제하는 단계
를 더 포함하는 MDPS 시스템의 마찰 보상 방법.